JP2022006787A - 焼結鉱の冷却機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却のための水を使用することなく、焼結鉱の冷却を全層に亘って効果的に行うことができる焼結鉱の冷却機を提供する。【解決手段】本発明に係る焼結鉱の冷却機１は、焼結機で焼結された焼結鉱５をトラフ台車３上に積層させ、トラフ台車３を移動させながら連続的に焼結鉱５を冷却するものであって、焼結鉱５の層中に下方から上方に向けて通気することによる下方給気冷却を行うための下方冷却装置２７と、焼結鉱５の上側表面に向けて冷却ガスを吐出することによる上方給気冷却を行うための上方冷却装置２９とを備え、上方冷却装置２９は、前記冷却ガスの吐出口３７が設けられ、吐出口３７と焼結鉱５の上側表面とが対向するようにトラフ台車３の上方に配置された中空の吐出部３４と、吐出部３４にダクト３５を介して接続され、ダクト３５を通して前記冷却ガスを吐出部３４に正圧で供給する冷却ガス供給装置３６と、を有している。【選択図】 図１

Description

本発明は、焼結機で焼結され、破砕機で破砕された焼結鉱をトラフ台車上に積層させ、該トラフ台車を移動させながら連続的に前記焼結鉱を冷却する焼結鉱の冷却機に関する。

従来、円環状あるいは直線状のレール上を移動するトラフ台車上に積層された焼結鉱の層中に下方から冷却空気を導入して、上方に向けて通気することで冷却を行う冷却機が広く用いられている。

このような焼結鉱の冷却機の従来例を図１３に基づいて説明する。
図１３に示す従来の焼結鉱の冷却機７１は、円環状の移動経路に沿って移動するトラフ台車３に粉砕された焼結鉱５を積層して、給鉱装置側から排鉱装置側に移動させる間に、冷却空気により焼結鉱５の冷却を行うものである。

トラフ台車３は、移動経路に沿って敷設された左右一対の案内レール（図示なし）に車輪７を介して移動自在に配置されたトラフ９と、内側側壁１１および外側側壁１３と、トラフ台車３の底部に設けられた風箱１５と、風箱１５の上面に配設された多数の通気孔が形成された通気板１７とを備えている。
また、内側側壁１１には、連結エアダクト１９を介して可動側環状エアダクト２１が接続されている。可動側環状エアダクト２１は、円形の移動経路に沿って上面が開口され、トラフ台車３の風箱１５と連結エアダクト１９を介して連通されている。
そして、可動側環状エアダクト２１は、その内側に形成された水封ボックス２３を介して固定側環状エアダクト２５と接続されている。固定側環状エアダクト２５に供給された冷却ガスは、水封ボックス２３によってシールされて可動側環状エアダクト２１に供給される。

トラフ台車３は、給鉱側から排鉱側に向かって移動し、その移動過程で固定側環状エアダクト２５から供給された冷却ガスが、連結エアダクト１９、風箱１５を介してトラフ台車３に積層された焼結鉱５に通気される。
焼結鉱５中に通気される冷却ガス（空気）は熱交換により温度上昇し、焼結鉱５の上側表面に達する時点では、焼結鉱５との温度差が導入時と比較して小さくなる。このため、空気のみによる冷却では、焼結鉱５の上側表面は冷えにくいという問題がある。
そこで、冷却空気にミストやフォグを含ませる方法（特許文献１、特許文献２参照）や、排鉱側にて焼結鉱上部から散水する方法(特許文献３参照)が提案されている。

特開昭59-28535号公報 特開2001-220625号公報 特開2018-204043号公報

しかし、これら従来の方法では、水による急冷によって焼結鉱５に熱衝撃が生じて焼結鉱５の強度低下を招く可能性がある。特に、焼結鉱５には粒度のバラツキがあり、大きな粒径の焼結鉱５も存在するため、焼結鉱５の温度が平均的には一定温度以下まで下がっている領域であっても、粒径の大きな焼結鉱５は小さな粒径のものと比べて高温状態にあり、水との接触により熱衝撃を受ける可能性がある。

さらに、水を使用するということで、設備劣化、すなわち、錆の発生や焼結鉱５と一緒に急冷されることによる設備の変形などが発生する恐れがある。
また、製品の粒度、搬送量にはバラツキがあることから、冷却が未達成になるのを避けるため、冷却するための水（ミスト／フォグ）の使用量は必要量に対して一定の余裕を設けている場合がある。このため、気化されなかった残存水により錆発生が顕著となる上、基礎や構造物保護の観点から集水設備が必要となることがあり、設備価格を上昇させる要因となる。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、冷却のための水を使用することなく、焼結鉱の冷却を全層に亘って効果的に行うことができる焼結鉱の冷却機を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る焼結鉱の冷却機は、焼結機で焼結された焼結鉱をトラフ台車上に積層させ、該トラフ台車を移動させながら連続的に前記焼結鉱を冷却するものであって、
前記焼結鉱の層中に下方から上方に向けて通気することによる下方給気冷却を行うための下方冷却装置と、
前記焼結鉱の上側表面に向けて冷却ガスを吐出することによる上方給気冷却を行うための上方冷却装置とを備え、
前記上方冷却装置は、前記冷却ガスの吐出口が設けられ、前記吐出口と前記焼結鉱の上側表面とが対向するように前記トラフ台車の上方に配置された中空の吐出部と、前記吐出部にダクトを介して接続され、該ダクトを通して前記冷却ガスを前記吐出部に正圧で供給する冷却ガス供給装置と、を有していることを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載の焼結鉱の冷却機において、前記上方冷却装置は、前記焼結鉱を冷却する領域全体のうち前記トラフ台車の進行方向における後半部分に設けられていることが好ましい。

（３）また、上記（１）又は（２）に記載の焼結鉱の冷却機において、前記焼結鉱を冷却する領域全体のうち前記上方冷却装置が設けられた領域に、前記焼結鉱の上側表面に向けて吐出されて前記焼結鉱に接触した前記冷却ガスを含む前記冷却機内の残存ガスを吸引するように構成された残存ガス吸引装置を更に備えることが好ましい。

（４）また、上記（３）に記載の焼結鉱の冷却機において、前記焼結鉱の下側から前記残存ガスを吸引するよう構成された下方吸引装置を前記残存ガス吸引装置が有することが好ましい。

（５）また、上記（３）又は（４）に記載の焼結鉱の冷却機において、前記焼結鉱の上側から前記残存ガスを吸引するよう構成された上方吸引装置を前記残存ガス吸引装置が有することが好ましい。

（６）また、上記（１）～（４）のいずれかに記載の焼結鉱の冷却機において、前記焼結鉱を冷却する領域全体のうち前記上方冷却装置が設けられた領域に、前記トラフ台車の上方を覆うフードを更に備え、
前記上方冷却装置の前記吐出部が前記トラフ台車と前記フードとの間に配置されていることが好ましい。

（７）また、上記（５）に記載の焼結鉱の冷却機において、前記上方吸引装置が、前記上方冷却装置の前記吐出部の近傍に配置された吸引部と、該吸引部に吸引ダクトを介して接続され、該吸引ダクトを通して前記残存ガスを負圧で吸引する負圧発生装置とを備え、
前記焼結鉱を冷却する領域全体のうち前記上方冷却装置が設けられた領域に、前記トラフ台車の上方を覆うフードを更に備え、
前記上方冷却装置の前記吐出部と前記上方吸引装置の前記吸引部とが、前記トラフ台車と前記フードとの間に配置されていることが好ましい。

（８）また、上記（１）～（７）のいずれかに記載の焼結鉱の冷却機において、前記上方冷却装置の前記吐出部の上下方向位置を調整する吐出部昇降装置を更に備えることが好ましい。

（９）また、上記（７）に記載の焼結鉱の冷却機において、前記上方吸引装置の前記吸引部の上下方向位置を調整する吸引部昇降装置を更に備えることが好ましい。

焼結鉱の冷却機が、焼結鉱の層中に下方から上方に向けて通気することによる下方給気冷却を行うための下方冷却装置と、焼結鉱の上側表面に向けて冷却ガスを吐出することによる上方給気冷却を行うための上方冷却装置とを備え、前記上方冷却装置は、前記冷却ガスの吐出口が設けられ、前記吐出口と前記焼結鉱の上側表面とが対向するように前記トラフ台車の上方に配置された中空の吐出部と、前記吐出部にダクトを介して接続され、該ダクトを通して前記冷却ガスを前記吐出部に正圧で供給する冷却ガス供給装置と、を有していることにより、冷却のための水を使用することなく、焼結鉱の冷却を全層に亘って効果的に行うことができる。

本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の吐出部及び吸引部の斜視図であり、（ａ）が吐出部を示し、（ｂ）が吸引部を示している。 本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の概略平面図である。 本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の吐出部の形状を変更した変形例を示す斜視図であり、（ａ）～（ｃ）がそれぞれ変形例１～３を示している。 本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の別の変形例（変形例４）を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の別の変形例（変形例５）を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態２に係る焼結鉱の冷却機の概略断面図である。 本発明の実施の形態２に係る焼結鉱の冷却機の概略平面図である。 本発明の実施の形態３に係る焼結鉱の冷却機の概略断面図である。 本発明の実施の形態３に係る焼結鉱の冷却機の吐出部昇降装置及び吸引部昇降装置の構成を変更した変形例を示す概略図であり、（ａ）～（ｂ）がそれぞれ変形例６～７を示している。 本発明の実施の形態４に係る焼結鉱の冷却機の概略断面図である。 本発明の実施の形態５に係る焼結鉱の冷却機の概略断面図である。 従来の焼結鉱の冷却機の概略断面図である。

［実施の形態１］
本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機１を、図１～図３に基づいて説明する。なお、図１は、図３における矢視Ａ－Ａ断面に相当する概略断面図である。図１３に示す従来例の構成と対応する部分には同一符号が付してある。
本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機１は、図１～図３に示すように、焼結機で焼結され、破砕された焼結鉱５をトラフ台車３に積層させ、トラフ台車３を環状に移動させながら連続的に焼結鉱５を冷却するものであって、焼結鉱５の層中に下方から上方に向けて通気することによる下方給気冷却を行うための下方冷却装置２７と、焼結鉱５の上側表面（以下「上面」ともいう）に向けて冷却ガスを吐出することによる上方給気冷却を行うための上方冷却装置２９と、残存ガスを吸引するように構成された残存ガス吸引装置として機能する上方吸引装置３１と、を備えている。
以下、各構成を詳細に説明する。

＜トラフ台車＞
トラフ台車３は、従来例と同様に、車輪７と、トラフ９と、内側側壁１１および外側側壁１３と、風箱１５と、通気板１７とを備えており、通気板１７の上方に粉砕された焼結鉱５が積層されている。
また、トラフ台車３は、円環状に区画された領域を、レール（図示なし）に沿って図３に示すように、給鉱装置３２側から排鉱装置３３側へと移動する。

＜下方冷却装置＞
下方冷却装置２７は、焼結鉱５の層中に下方から上方に向けて通気することによる下方給気冷却を行うための装置である。
本実施の形態においては、ブロワ３６と、ブロワ３６から送風される冷却ガスを通風するダクト３５と、固定側環状エアダクト２５と、可動側環状エアダクト２１と、連結エアダクト１９と、トラフ台車３の通気板１７の下方に設けられ冷却ガスを導入する風箱１５とが下方冷却装置２７として機能する。

本実施の形態の下方冷却装置２７は、図３に示すように、焼結鉱５をトラフ台車３に供給する給鉱装置３２からトラフ台車３の焼結鉱５を排出する排鉱装置３３に至る冷却ゾーン（冷却機における焼結鉱を冷却する領域）のほぼ全周に亘って設けられている。
なお、図３においては、この円環状の冷却ゾーンを２つに区分して、冷却ゾーン前半部分と冷却ゾーン後半部分と称しているが、本実施の形態の下方冷却装置２７は、冷却ゾーン前半部分と冷却ゾーン後半部分の両方の冷却ゾーン、すなわち冷却ゾーン全体に設けられている。

＜上方冷却装置＞
上方冷却装置２９は、焼結鉱５の上側表面に向けて冷却ガスを吐出することによる上方給気冷却を行うための装置である。

下方給気冷却では、前述の通り、焼結鉱中に通気される冷却ガス（空気）は焼結鉱との間の熱交換により温度が上昇し、焼結鉱の上側表面に達する時点では焼結鉱との温度差が導入時と比較して小さくなる。そのため、冷却ゾーン全体で下方給気冷却を行う場合には、焼結鉱の上側表面は冷えにくいことになる。そこで、冷却ゾーンの少なくとも一部において上方給気冷却を併せて行うことで、水冷によって焼結鉱の強度を損なうことなく焼結鉱の上層部から下層部までを均一に冷却することが可能となるとともに、高い冷却効率が得られることとなる。

本実施の形態の上方冷却装置２９は、トラフ台車３の上方に配置されて冷却ガスを吐出する吐出部３４と、吐出部３４にダクト３５を介して接続され、ダクト３５を通して冷却ガスを吐出部３４に正圧で供給する冷却ガス供給装置として機能するブロワ３６とを含むものである。即ち、本実施の形態においては、ブロワ３６は、下方冷却装置２７の一構成要素として機能するとともに、上方冷却装置２９の構成要素である冷却ガス供給装置としても機能する。但し、本発明においては、下方冷却装置に含まれるブロワとは別に冷却ガス供給装置を設け、上方冷却装置と下方冷却装置とで冷却ガスの供給系統を別系統としてもよい。

吐出部３４は、例えば図２（ａ）に示すように、中空箱体からなり、中空箱体における焼結鉱５の上側表面に対向する面（中空箱体の下面）に冷却ガスの吐出口３７が形成されている。

吐出部３４は、焼結鉱（トラフ台車３）の進行方向に直交する方向（以下「幅方向」）の寸法がトラフ台車３の幅の１／２～３／４程度であることが好ましい。この寸法が小さすぎると、焼結鉱の上側表面に冷却ガスを行き渡らすことが難しくなる。一方、大きすぎると、後述の吸引部３９を設置するスペースがなくなることとなり、また吸引部３９を設けない場合には、別の実施形態で説明する下方吸引を行わない限り、冷却機内に残存する残存ガスの抜けが悪くなる。但し、上方吸引装置を設けずに下方吸引を行う場合には、吐出部３４の上記寸法は、トラフ台車３の幅と同程度であってもよい。

本実施の形態の吐出口３７は、多数の円形の孔となっており、吐出部３４の幅方向の略全長にわたって均等間隔で配置されている。吐出口３７は、出来る限り吐出部３４の幅方向における両端に近い位置まで形成しておくことが好ましい。

吐出部３４から焼結鉱５の上面に冷却ガスを吹き付けることにより、比較的高温である焼結鉱５の上面の冷却を促進することができる。

なお、冷却ゾーンにおける排鉱装置３３に近いほど、冷却ガスと焼結鉱５の温度差が小さくなり冷却効率が低下する。そのため、排鉱装置３３に近い側に設けられる吐出部３４へのガス流量を漸次大きくする、さらには中央吐出口３７の孔径を漸次大きくする、あるいは孔ピッチを密とすることにより冷却効率の低下を抑制して効率的な冷却が可能となる。
また、トラフ幅方向に対して、両端は側壁からの放射冷却により幅方向中央に比べて焼結鉱温度が低いと考えられる。そのため、両端に向けて中央吐出口３７の孔径を漸次小さくする、あるいは孔ピッチを疎とすることにより効率的な冷却が可能となる。

本実施の形態における上方冷却装置２９は、図３に示すように、冷却ゾーンの後半部分に設けられている。上方冷却装置２９を冷却ゾーン後半部分に設けた理由は以下の通りである。

冷却ゾーン前半部分は給鉱装置３２に近いため、トラフ台車３上の焼結鉱はまだ冷却が進んでおらず全体が高温であり、この高温の焼結鉱と熱交換した後の冷却ガスも高温である。しかし、冷却ゾーンの後半部分では一定程度焼結鉱の冷却が進んでいるため、焼結鉱と熱交換した冷却ガスも比較的低くなる。そのため、この後半部分に吐出部３４や吸引部３９を設けることで、これらの本体部分の熱変形が低減できるとともに、これらに用いられる非金属部品（シール材等）に汎用品を使用することができ経済的となる。従って、上方冷却装置２９は冷却ゾーンのうちトラフ台車３の進行方向における後半部分に設けることが好ましく、さらに好ましくは、冷却ゾーンのうちトラフ台車３の進行方向における最下流の１／３程度の部分に設けることである。

＜残存ガス吸引装置＞
残存ガス吸引装置は、焼結鉱５の上側表面に向けて吐出されて焼結鉱５に接触した冷却ガス、及び下方冷却装置２７から供給され焼結鉱５の層内を通過したガスを含む、冷却機内の残存ガスを吸引する。

本実施の形態の残存ガス吸引装置は、焼結鉱５の上側から残存ガスを吸引するよう構成された上方吸引装置３１を有し、上方吸引装置３１は、上方冷却装置２９が設けられた領域において、冷却ガスを吐出する吐出部３４の近傍に併設され、焼結鉱５の上側表面より上方に存在する残存ガスを焼結鉱５の上方から吸引する吸引部３９と、吸引部３９に吸引ダクト４１を介して接続され、吸引ダクト４１を通して残存ガスを負圧で吸引するための負圧発生装置として機能するブロワ４２とを備えている。
吸引部３９は、例えば図２（ｂ）に示すように、焼結鉱５の上側表面に対向する側（下側）が開口し、上部が吸引ダクト４１に連結された無底の箱体によって構成できる。

上方吸引装置３１は、焼結鉱５を冷却する冷却ゾーン全体のうち上方冷却装置２９が設けられた領域に設けられている。
本実施の形態では、吸引部３９が冷却ガスを吐出する吐出部３４の近傍に併設されていることにより、焼結鉱５の上面へ衝突した後、焼結鉱５の上側表面近傍に澱んだ残存ガスを除去することができる。これによって、吐出部３４から吐出される冷却ガスによる焼結鉱５の冷却を促進することができる。

なお、吐出部３４と吸引部３９との配置は、図１に示すように、吐出部３４を挟んで両側に吸引部３９を設けるものに限定されない。吐出部３４と吸引部３９との配置やこれらの数は、トラフ構造等に起因する焼結鉱５の幅方向の温度分布特性や、上面からの冷却ガスの流れ特性等に基づいて決定すればよい。
例えば吐出部３４の片側に吸引部３９を設けるようにしてもよく、また、吐出部３４を複数設け、該吐出部３４を挟むように吸引部３９を設けるようにしてもよい。

以上のように構成された本実施の形態の焼結鉱の冷却機１の動作を説明する。
焼結機から排鉱された焼結鉱５は、焼結鉱の冷却機１の給鉱装置３２から複数台のトラフ台車３の上に順次積層される。
各トラフ台車３は、円環状の冷却ゾーンをレールに沿って排鉱装置３３に向かって移動する。冷却ゾーンにおける冷却ゾーン前半部分では、図３に示すように、冷却ガスが下方冷却装置２７を介してトラフ台車３の風箱１５に導入され下方給気冷却が行われる。風箱１５に導入された冷却ガスは、通気板１７を通過して通気板１７上に積層された焼結鉱５の層中を上昇し、焼結鉱５を冷却する。

本実施の形態では、冷却ゾーン前半部分には残存ガス吸引装置が設けられていないので、焼結鉱５の上層から放出される冷却ガスは、大気放出される。但し、冷却ゾーン前半部分において放出される冷却ガス（排ガス）は温度が高いため、この部分からの排ガスを大気放出せずに回収し、この排ガスからの熱回収を行う排熱回収設備を設けるようにしてもよい。

本実施の形態では、冷却ゾーン後半部分では、下方給気冷却に加えて上方給気冷却が行われる。上方給気冷却は、上方冷却装置２９における吐出部３４から焼結鉱５の上面に冷却ガスを吹き付けることにより焼結鉱５の上層部の冷却を行う。
冷却ゾーン後半部分では、焼結鉱５の温度がある程度低下しており、冷却ガスとの温度差が小さくなっていることから、冷却効率が悪くなる。特に、下方給気冷却のみでは、上層部の焼結鉱５の冷却効率が悪くなるが、上方給気冷却を行うことで、下層部に比べて高温である上層部の焼結鉱５の冷却を促進することができる。

冷却ゾーン後半部分には、吸引部３９を有する残存ガス吸引装置（上方吸引装置３１）が設けられているので、下方給気冷却に供された冷却ガスや、焼結鉱５の上面の上方に澱んでいる残存ガスが吸引されて排出される。
これによって、上方給気冷却及び下方給気冷却の促進を図ることができる。

冷却ゾーン後半部分を通過し、排鉱装置３３にトラフ台車３が到達すると、冷却が完了した焼結鉱５が排鉱装置３３によって、ベルトコンベア（図示なし）上に排鉱され、ベルトコンベアによって次工程へと搬送される。

以上のように、本実施の形態の焼結鉱の冷却機１によれば、温度が高いままで排出される焼結鉱の冷却のために水を使用することなく、焼結鉱５全体の冷却を効果的に行うことができる。

さらに、本実施の形態の焼結鉱の冷却機１は、既存の水封式の円形の冷却機に対して、冷却ゾーンの後半部分に上方冷却装置２９と上方吸引装置３１とを追加するだけで実現可能であり、設備全体を新設或いは大幅に改造する必要がない点でも優れている。

［変形例１～３］
実施の形態１の上方冷却装置２９の吐出部３４は、図２（ａ）に図示したものに限られない。図４（ａ）～（ｃ）は本実施の形態の変形例を示している。例えば図４（ａ）に記載の吐出部３４のように、中空箱体に吐出口３７としてスリットが設けられているものや、図４（ｂ）や（ｃ）に記載の吐出部３４のように、中空円筒体の吐出部３４の下面に、長手方向に沿って複数の円形の孔が開けられたものや、長手方向に沿ってスリットが設けられたものでもよい。また、吐出部３４が一つの中空体ではなく、図２（ａ）や図４（ａ）～（ｃ）に示すような中空体を複数並べて配置したものでもよい。

なお、吐出口３７がスリットの場合には、冷却ゾーンにおける排鉱装置３３側ほどガス流量を漸次大きくし、さらに、スリット幅を大きくしたり、スリットのピッチを小さくしたりして、排鉱装置３３側に近い冷却ゾーンの冷却効率を高くするのが好ましい。

［変形例４］
図５は、実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の別の変形例を示す概略断面図である。図５に示すように、冷却ガスの供給ラインや、残存ガスの吸引ラインに通過するガス量を調整する流量調整装置４５を設け、冷却ガスの供給量や残存ガスの吸引量を調整するようにしてもよい。
これによって、供給する冷却ガス量や、吸引する残存ガス量を調整することができ、効率的な冷却が可能となる。
また、冷却ガスの供給ラインや残存ガスの吸引ラインは多数に分岐されているので、分岐された分岐ラインに流量調整装置４５をそれぞれ設けることで、冷却ガスの供給量や残存ガスの吸引量を分岐ラインごとに調整することができ、より効率的な冷却が可能となる。

［変形例５］
図６は、実施の形態１に係る焼結鉱の冷却機の更に別の変形例を示す概略断面図である。図６に示すように、残存ガス吸引装置を設けずに残存ガスを大気放出等してもよい。

［実施の形態２］
本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機４６を、図７、図８に基づいて説明する。本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機４６は、図７、図８に示すように、冷却ゾーン前半部分においては、上方給気冷却及び下方給気冷却を行い、冷却ゾーン後半部分においては、上方給気冷却のみとした以外は、実施の形態１と同様である。なお、図７は、図８における矢視Ｂ－Ｂ断面に相当する概略断面図である。図１～３に示す実施の形態１と同一の部分には同一符号が付してある。

上方給気冷却のみとした冷却ゾーン後半部分では、図７、図８に示すように、残存ガス吸引装置が下方吸引装置４０を有しており、焼結鉱５の下側からも残存ガスを吸引するようになっている。本実施の形態においては、下方吸引装置４０は、トラフ台車３の通気板１７の下方に設けられた風箱１５、連結エアダクト１９、可動側環状エアダクト２１、固定側環状エアダクト２５、吸引ダクト４１、ブロワ４２を含むものとなっている。即ち、風箱１５、連結エアダクト１９、可動側環状エアダクト２１は、冷却ゾーン後半部分において下方吸引装置の一部として機能するとともに、冷却ゾーン前半部分においては下方冷却装置の一部として機能する。また、固定側環状エアダクト２５は、冷却ゾーンの前半部分と後半部分との間が仕切り板４４で仕切られており、冷却ゾーン前半部分に対応する部分は下方冷却装置の一部として機能するとともに、冷却ゾーン後半部分に対応する部分が下方吸引装置の一部として機能する。

焼結鉱５は冷却ゾーン後半部分では下方給気冷却による上層の焼結鉱５の冷却効率が悪くなるが、本実施の形態の焼結鉱の冷却機４６によれば、冷却ゾーン後半部分において上方給気冷却とし、上方冷却装置２９と下方吸引装置４０を併用することで、焼結鉱５の上面に冷却ガスを多量に供給するとともに焼結鉱５の層中に上方から下方に向けて通気することができ、上層部を効率的に冷却して上層部の温度を効果的に低下させることができる。

［実施の形態３］
本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機４８を、図９に基づいて説明する。図９は本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機４８の概略断面図である。本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機４８は、冷却ガスを吐出する吐出部３４の上下方向位置を調整する吐出部昇降装置４９と、残存ガスを吸引する吸引部３９の上下方向位置を調整する吸引部昇降装置５１とを備えていること以外は、実施の形態１又は実施の形態２と同様である。
吐出部昇降装置４９や吸引部昇降装置５１は、図９に示すような、固定部５３に取り付けたジャッキによって構成することができる。ジャッキは、手動のものや電動のものを用いることができる。

吐出部昇降装置４９や吸引部昇降装置５１を設けたことにより、焼結鉱５の冷却状況に応じて吐出部３４や吸引部３９の上下位置を調整できる。
例えば、焼結鉱粒度や焼結鉱５の層厚バラツキにより冷却能不足となった際には焼結鉱５上面と吐出部３４の距離を小さくし、かつ冷却後ガスの焼結鉱５表面での澱みを低減するため焼結鉱５上面と吸引部３９の距離も小さくする。これによって、焼結鉱粒度や焼結鉱５の層厚バラツキによる冷却能不足を解消することができる。

また、生産量増量により冷却能力の増強が必要となった場合にも、吐出部３４と焼結鉱５上面までの距離を小さくすることにより、冷却ファンや冷却ダクトの変更のような大規模な変更をすることなく、冷却能力の増強を図ることができる。

なお、吐出部３４と吸引部３９の焼結鉱５上面との距離については、吐出部３４を吸引部３９よりも焼結鉱５上面により近くなるようにするのが好ましい。これによって、吐出部３４から吐出される冷却ガスが焼結鉱５上面に衝突する前に直接吸引部３９により吸引されることを抑制できる。

［変形例６～７］
図１０は、実施の形態３に係る焼結鉱の冷却機４８の吐出部昇降装置及び吸引部昇降装置の構成を変更した変形例を示す概略図であり、図１０（ａ）～（ｂ）がそれぞれ変形例１～２を示している。吐出部昇降装置４９や吸引部昇降装置５１は、図１０（ａ）に示すような、チェーンブロックのような吊り具によって構成してもよく、あるいは図１０（ｂ）に示すようなハンガー式にしてもよい。ハンガー式とは、固定部５３から下方に向けて延出すると共に軸方向に複数のボルト孔５５を有する板部材５７を設け、吐出部３４や吸引部３９にもボルト孔５５を有する板部材５９を取り付けておき、吐出部３４や吸引部３９を所望の位置にボルト６１によって吊り下げ支持するようにしたものである。

［実施の形態４］
本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機６２を、図１１に基づいて説明する。図１１は、本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機６２の概略断面図である。焼結鉱の冷却機６２は、焼結鉱５を冷却する領域全体のうち上方冷却装置２９が設けられた領域に、図１１に示すようにトラフ台車３の上方を覆うフード６３を備えた以外は、実施の形態１又は実施の形態２と同様である。
固定側であるフード６３と可動側であるトラフ台車３との間を密閉に保つため、両者の間にシール機構６５を設けるのが望ましい。シール機構６５としては、複数の可動するプレートからなるラビリンス式や水封式、耐熱性クロスを可動面に押し当てる押当式などを適用できる。本実施の形態では水封式の場合を示している。

上方冷却装置２９の吐出部３４と上方吸引装置３１の吸引部３９とは、トラフ台車３とフード６３との間に配置されている。
フード６３を設け、吐出部３４と吸引部３９とを上記のように配置することで、焼結鉱５への冷却ガスの衝突によって発生する焼結鉱５等の粉塵の冷却機外への漏洩を防止することができる。
また、吸引部３９がフード６３内にあることで、フード６３内を吸引してフード６３内の圧力を大気圧より低い圧力に保つことができ、粉塵漏洩防止の効果を高めることができる。

また、本実施の形態においても、実施の形態３と同様に冷却ガスを吐出する吐出部３４の上下方向位置を調整する吐出部昇降装置４９と、吸引部３９の上下方向位置を調整する吸引部昇降装置５１とを備えてもよい。

［実施の形態５］
本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機６６を、図１２に基づいて説明する。図１２は、本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機６６の概略断面図である。本実施の形態に係る焼結鉱の冷却機６６は、フード６３内に吸引部３９を設けることなく、吐出部３４を設け、フード６３自体に吸引ダクト４１を連結するようにした以外は、実施の形態４と同様である。
本実施の形態においては、上方吸引装置３１は、フード６３、吸引ダクト４１、及びブロワ４２を含むものである。本実施の形態によれば、吸引部３９を別途設ける必要がないので、上記実施の形態４と比して設備を簡素化できる。

また、本実施の形態においても、実施の形態３における冷却ガスを吐出する吐出部３４の上下方向位置を調整する吐出部昇降装置４９を備えてもよい。

なお、上記の実施の形態１～５においては、トラフ台車３が円環状に移動する態様のものを例示して説明したが、本発明は、トラフ台車が円環状に移動する焼結鉱の冷却機だけでなく、直線状に移動する冷却機に対しても好適に適用可能である。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態の構成には限られない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲の記載に基づいて定まるものであり、その範囲内において実施の形態に示した構成要素の一部の省略や変形、またそれらの改良を施した構成の全てが本発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態１～５においては水封式の冷却機に本発明を適用した場合を示したが、本発明の適用対象は水封式の冷却機には限られない。また、これらの実施の形態においてはトラフ台車３が円環状に移動する態様のものを例示して説明したが、本発明は、トラフ台車が円環状に移動する焼結鉱の冷却機だけでなく、直線状に移動する冷却機に対しても好適に適用可能である。

１ 焼結鉱の冷却機（実施の形態１）
３ トラフ台車
５ 焼結鉱
７ 車輪
９ トラフ
１１ 内側側壁
１３ 外側側壁
１５ 風箱
１７ 通気板
１９ 連結エアダクト
２１ 可動側環状エアダクト
２３ 水封ボックス
２５ 固定側環状エアダクト
２７ 下方冷却装置
２９ 上方冷却装置
３１ 上方吸引装置（残存ガス吸引装置）
３２ 給鉱装置
３３ 排鉱装置
３４ 吐出部
３５ ダクト
３６ ブロワ
３７ 吐出口
３９ 吸引部
４０ 下方吸引装置（残存ガス吸引装置）
４１ 吸引ダクト
４２ ブロワ
４４ 仕切り板
４５ 流量調整装置
４６ 焼結鉱の冷却機（実施の形態２）
４８ 焼結鉱の冷却機（実施の形態３）
４９ 吐出部昇降装置
５１ 吸引部昇降装置
５３ 固定部
５５ ボルト孔
５７ 板部材
５９ 板部材
６１ ボルト
６２ 焼結鉱の冷却機（実施の形態４）
６３ フード
６５ シール機構
６６ 焼結鉱の冷却機（実施の形態５）
７１ 焼結鉱の冷却機（従来例）

Claims (9)

1. 焼結機で焼結された焼結鉱をトラフ台車上に積層させ、該トラフ台車を移動させながら連続的に前記焼結鉱を冷却する焼結鉱の冷却機であって、
   前記焼結鉱の層中に下方から上方に向けて通気することによる下方給気冷却を行うための下方冷却装置と、
   前記焼結鉱の上側表面に向けて冷却ガスを吐出することによる上方給気冷却を行うための上方冷却装置とを備え、
   前記上方冷却装置は、前記冷却ガスの吐出口が設けられ、前記吐出口と前記焼結鉱の上側表面とが対向するように前記トラフ台車の上方に配置された中空の吐出部と、前記吐出部にダクトを介して接続され、該ダクトを通して前記冷却ガスを前記吐出部に正圧で供給する冷却ガス供給装置と、を有していることを特徴とする焼結鉱の冷却機。
2. 前記上方冷却装置は、前記焼結鉱を冷却する領域全体のうち前記トラフ台車の進行方向における後半部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の焼結鉱の冷却機。
3. 前記焼結鉱を冷却する領域全体のうち前記上方冷却装置が設けられた領域に、前記焼結鉱の上側表面に向けて吐出されて前記焼結鉱に接触した前記冷却ガスを含む前記冷却機内の残存ガスを吸引するように構成された残存ガス吸引装置を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の焼結鉱の冷却機。
4. 前記焼結鉱の下側から前記残存ガスを吸引するよう構成された下方吸引装置を前記残存ガス吸引装置が有することを特徴とする請求項３に記載の焼結鉱の冷却機。
5. 前記焼結鉱の上側から前記残存ガスを吸引するよう構成された上方吸引装置を前記残存ガス吸引装置が有することを特徴とする請求項３又は４に記載の焼結鉱の冷却機。
6. 前記焼結鉱を冷却する領域全体のうち前記上方冷却装置が設けられた領域に、前記トラフ台車の上方を覆うフードを更に備え、
   前記上方冷却装置の前記吐出部が前記トラフ台車と前記フードとの間に配置されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の焼結鉱の冷却機。
7. 前記上方吸引装置が、前記上方冷却装置の前記吐出部の近傍に配置された吸引部と、該吸引部に吸引ダクトを介して接続され、該吸引ダクトを通して前記残存ガスを負圧で吸引する負圧発生装置とを備え、
   前記焼結鉱を冷却する領域全体のうち前記上方冷却装置が設けられた領域に、前記トラフ台車の上方を覆うフードを更に備え、
   前記上方冷却装置の前記吐出部と前記上方吸引装置の前記吸引部とが、前記トラフ台車と前記フードとの間に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の焼結鉱の冷却機。
8. 前記上方冷却装置の前記吐出部の上下方向位置を調整する吐出部昇降装置を更に備えることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の焼結鉱の冷却機。
9. 前記上方吸引装置の前記吸引部の上下方向位置を調整する吸引部昇降装置を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の焼結鉱の冷却機。

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