JPS5911649B2 - 焼結混合物の点火方法および点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、焼結混合物が複数の閉鎖端壁および複数の閉
鎖側壁と閉鎖天井とをもつ点火炉の下で通過案内され、
この点火炉において高温煙道ガスが焼結材料の上部に発
生され、この煙道ガスが放射および対流によって焼結材
料の表面を加熱し、したがって点火する、焼結装置にお
ける固体燃料および焼結材料からなる焼結混合物、特に
焼結装入混合物の点火方法に関する。

さらに本発明は、２つの端壁、２つの側壁および天井を
有しかつ下部に対して開放する点火炉と、この点火炉の
下でこれらの端壁の間のほぼ水平結合線の方向に移動可
能な焼結混合物を収容する焼結ベルトとを備え、端壁お
よび側壁が焼結混合物へ密接するまで延び、したがって
外側雰囲気からほとんど閉鎖される）−ド状点火炉空間
が形成される、前述の方法の実施装置に関する。

焼結混合物を点火する点火炉は、フードとしてしばしば
実施され、これらのフードが上部および側方に対して閉
鎖され、下部に向って開放されている。

約４０ｃｒｎＯ層厚の焼結混合物は、点火炉の下にある
いわゆる焼結ベルトで通過輸送され、このベルトが通常
圧いに直接続く無端列のパレットからなっている。

この焼結混合物は、たとえば鋼の生産にとって大体にお
いて焼結材料として鉄鉱石、燃料としてコークスおよび
それぞれの製鋼方法に関係する若干の添加物からなる。

点火炉の下を通過している間に焼結混合物を点火するた
めに、点火炉は点火に必要な温度を発生する複数のバー
ナを備えている。

焼結ベルトの下に吸込み通風筒があり、これらの通風筒
を用いて点火炉から燃焼ガスが焼結混合物を通過して吸
込まれる。

引続いて行なわれる冶金過程の特性に適合している焼結
物を経済的に製造するため、点火に関してこの点火が焼
結材料の表面で強くかつすみやかに行なわれ、輸送方向
に対して直交方向に関して均等に行なわれることが重要
である。

これは焼結混合物の固体燃料に関してならびに点火炉の
バーナに用いる通常ガス状あるいは液状燃料に関しても
同様できるだけ少量の燃料を使用して達成しなげればな
らない。

結局点火方法の経済性は、点火装置の可能な処理量によ
って相当影響され、さらにこの処理量が点火過程の質お
よび速度によって決定的に左右される。

始めに述べた種類の点火炉は、既に各種の実施の態様に
して公知となっている。

たとえばバーナが天井あるいは端壁において斜め下部に
向って設けられており、個々のバーナのバーナ噴流が焼
結材料の表面へ向げられている点火炉がある。

この方法は、焼結材料表面の強い加熱を行なうが、不均
等な点火を行なう。

なぜならば各バーナの中心にある焼結材料表面の個所が
その際それらのバーナ噴流の間にある範囲よりも強烈に
加熱されるためである。

この構造の変形は、それらのバーナが点火炉の両端壁に
おいて対向しかつ斜め下部に向けて設けられているとこ
ろにある。

その際バーナの煙道ガスが互いに衝突する点火炉の中央
において天井に対して向けられている流れが発生し、高
温の焼結材料の微粒子が上部に向ってこの流れによって
連行され、それからこれら微粒子が点火炉の天井におい
てだんだん粘度を大きくしている。

この欠陥を除去し、したがって改良点火法を達成するた
め、バーナが点火炉の両側壁のほぼ水平方向に設けられ
ている構造も既に提案されている。

この解決法では、バーナ噴流が焼結材料の表面へ向ゆら
れることが回避される。

焼結材料の表面の加熱および点火は、その際点火炉の炉
空間の放射ニヨってより多く行なわれている。

各々のバーナ噴流の長い範囲の異なる温度の分布の影響
は、すべて相前後しているバーナでは等しく、したがっ
て焼結材料表面の横断面において異なる温度を同様に働
らかす。

さらにこの構造ではバーナ噴流は、約２ないし５ｍの焼
結炉の幅の際に既に１ないし２．５ｍ後に衝突し、その
ため不完全燃焼および炉の中央における焼結床の巻き上
げの危険を生ずる。

固有の点火炉を延長しかついわゆる熱処理部分を接続す
ることも説明されている（１９７４年版鋼と鉄９４第１
１号４５３頁記載のＦｒｅｄＣａｐｐｅ １とＡｌｏｉ
ｓ Ｋ１１ｉａｎによる°゛焼結混合物の点火″）。

その際延長点火炉の入口部分のバーナが化学量論的空気
比率で操業される一方、出口部分すなわち熱処理部分の
バーナが比較的大きい過剰空気で操業される。

したがって熱処理部分において固体燃料との反応にとっ
て必要な酸素は、加熱される状態で焼結床に供給され、
そのため点火が完全に改良される。

この方法では入口側部分においてバーナの化学量論的操
業の結果、一定の燃料使用の際にできるだけ高い温度が
達成される。

この燃焼に必要な酸素は、バーナがそこで比較的大きい
過剰空気で操業されることによって供給される。

したがって本発明が示しているように、入口側のバーナ
によって発生される熱が部分的にしか使用されないので
、不必要に高いエネルギ消費をする結果となる。

したがって本発明の課題は、できる限り少ない投資費お
よび経常費（エネルギ消費）にもかかわらず焼結混合物
の迅速かつ均等な点火を可能にする、固体燃料および焼
結材料からなる焼結混合物を点火する方法および装置を
提供することにある。

この課題は、始めに詳しく述べた種類の方法では本発明
により点火炉の上部範囲においてほぼ化学量論的に操業
される１つ以上のバーナがら出る煙道ガスが供給され、
下部範囲において高い酸素成分を有するガスが供給され
、したがって点火フードの上部範囲において比較的高温
で酸素濃度の低いまた、下部において比較的低温で酸素
濃度の高い炉の雰囲気となることによって解決される。

本発明は、焼結混合物が同時にほぼ化学量論的燃焼の高
温にされかつ十分、な酸素供給が行なわれる場合、点火
過程が相当改良されるという知識に基礎を置いている。

これは、本発明によると前に説明された手段によって達
成できる。

化学量論的に操業されるバーナに公知のように燃焼ガス
と酸素（後者は通常大気の成分として）とは、その酸素
成分が燃料の完全燃焼に対して必要な量に非常に近似し
ているような比率にして供給される。

このような燃焼から結果として出てくる煙道ガスは、遊
離酸素の極めて僅かな量しか含まない。

なぜならば、酸素が燃焼に対して実際上完全に消費され
たからである。

化学量論的燃焼では所定の燃料使用および他の境界条件
の際に最高可能温度が達成される。

この煙道ガスが当発明では炉の上部範囲へ供給されるこ
とによって、この上部範囲および特に炉の天井は、可能
最小燃料使用でも極めて高い温度へ加熱される。

これに反して下部範囲において高い酸素成分を有するガ
スが供給される。

このガスは、適当なガス混合物にすることができ、この
混合物では焼結材料の表面の点火過程を促進するのに適
している遊離酸素の高い成分をこのガス混合物が含むこ
とだけが重要である。

このガス混合物は、なるべく少なくとも５パーセント特
になるべく少なくとも１０パーセントの遊離酸素を含ん
でいる。

この点火炉の下部範囲へ供給されかつ高い酸素成分をも
つガスは、たとえば同一操業の他の過程からのなるべく
高温のガス混合物にすることができる。

点火炉の下部範囲へ加熱空気および純粋酸素をも供給す
ることができる。

この炉の下部範囲において上部範囲に較べて遊離酸素の
高い成分をもつ炉の雰囲気が生ずることだけが重要であ
る。

この酸素濃度の高いガスは、一般に上部範囲の化学量論
的燃焼から生ずる煙道ガスよりも著しく低温である。

しかし驚くべきことに点火過程特に焼結混合物の表面に
関して、本発明による方法にしたがって作業される場合
、それにもかかわらず相当改良されることが判明した。

これは、上部煙道ガス層の熱が主として焼結混合物への
放射によって伝達されることによって説明することがで
きる。

焼結混合物へのこの熱放射は、下部煙道ガス層によって
比較的僅かしか吸収されない。

なぜならばこの下部ガス層が特に過剰空気のために比較
的僅かな熱放射しか吸収しない成分をもっているからで
ある。

この点火炉の°゛上部範囲″および゛下部範囲゛′なる
概念は、この炉に供給されるガスが炉の容積以内の所定
の限界を守らねばならぬように限定して解釈すべきでは
ない。

この発明にとって炉の上部範囲へ供給される煙道ガスが
特に炉の天井およびこの天井の下にあるガス層を甚だ高
い温度へ加熱し、焼結混合物の上に高い酸素成分をもつ
雰囲気が維持されることだけが重要である。

両範囲の間の移行部は、必然的に流動的でありかつそれ
ぞれの点火炉構造の細部に左右される。

本発明による方法の好ましい実施の態様によると、点火
炉の下部範囲に供給される高い酸素成分を有するガスは
、少なくとも部分的に２に等しいλないし５に等しいλ
への空気比率を有する燃焼からなる煙道ガスからなる。

この空気比率λは、バーナに事実上供給される遊離酸素
量と化学量論的燃焼に必要な遊離酸素量との間の関係を
示している。

λ−１が化学量論的燃焼に等しい一方、比較的大きいλ
は、適当に残っている遊離酸素を有する煙道ガスにする
。

この煙道ガスは、そのとき所望のように高い酸素成分を
もちまた、実際の試験が示したように、２に等しいλと
５に等しいλとの間にある本発明による限界の使用では
なお同時に焼結混合物の均等かつ迅速な点火を保証する
ような高い温度をもっている。

公知の方法の成る方法の際と同様に本発明による方法の
際にも好ましい実施の態様によると点火炉の入口範囲に
おいてほぼ化学量論的に操業されるバーナからの多量の
煙道ガスが供給され、出口範囲において高い酸素成分を
有する多量のガスが供給される。

この手段は、炉の入口範囲における最上層を点火するた
め特に高い温度および比較的少ない酸素が必要である一
方、点火過程が進行する際には燃焼する層が焼結床へだ
んだん絶えず深く進行しかつその際焼結混合物の比較的
深い層の著しい予熱が達成されるという知識が基本とな
っている。

そのため少ない熱の点火炉の後部範囲において若干高い
酸素成分が有意義である。

公知の方法に対するこの重要な差異番ζこの実施の態様
の際にも、点火炉の全体の範囲において焼結混合物の上
に高い遊離酸素成分なるべく少なくとも約５パーセント
をもつガスがあるということにある。

原理上このガスは、本発明による方法では異なった炉範
囲に異なるように供給することができる。

したがってほぼ化学量論的に操業されるバーナは、炉の
上部範囲に、たとえば側壁および端壁にとりつげること
ができ、また炉の上部範囲に高温かつ酸素濃度の低い所
望雰囲気をつくるために、比較的低い流出速度で操業さ
れる。

同様に点火炉め側壁あるいは端壁に複数のノズルがある
いは、化学量論以上のガス混合物で操業される複数のバ
ーナが設けられ、それらが高い酸素成分をもつガスの供
給に使用されている。

それらのノズルまたはバーナが作用すべき炉の範囲に設
けられていることは必然的ではない。

恐らくそれらノズルあるいはバーナ自体他の個所にも設
けられかつそれから出るガスだけが所望の炉の雰囲気を
達成するように向けられている。

特別な長所をもつこれらノズルとバーナの若干の特別な
装置は、本発明の別の好ましい実施の態様の対象である
。

既存の点火炉が既にいわゆる側方バーナ、換言すれば炉
の側壁に設けられ、少なくとも点火炉の入口範囲におい
てほぼ化学量論的に操業されておりかつその煙道ガスが
炉心に対してほぼ水平方向の平行流をなして通されてい
るバーナを備えている場合にとって、高い酸素成分を有
するガスがほぼ化学量論的に操業されるバーナの下部お
よび縦方向に見てそれらのバーナの間で炉の側壁におい
て設けられているノズルから出てかつ高い酸素成分を有
するガスが焼結混合物に対して水平方向あるいは傾斜し
てそれらのノズルから供給されることが有利に提案され
ている。

このような手段によって本発明による方法の長所は、比
較的少ない投資費用で側方バーナを有する既存の装置の
際にも利用することができる。

この点火炉の特別に簡単な構造およびその点火過程の特
に秀れた均等性は、煙道ガスがほぼ化学量論的に操業さ
れる複数バーナからおよび高い酸素成分を有するガスが
対向する側壁から出るかあるいは、これは特に余り長（
ない炉の際に特に有利であるが、炉の対向している端壁
から出る場合、特に有利な方法提案によって達成される
。

その際はぼ化学量論的に操業されるバーナからの煙道ガ
スがなるべく点火炉の天井に対して、しかも３０゜まで
の角度で向けるべきで、５ないし１０°の角度範囲が特
に有利であると判明した。

同時に高い酸素成分を有するガスが水平線に対して下部
へ最大５０°の角度なるべく２０ないし３５°で焼結混
合物へ向ける必要がある。

それらのガス流のこの逆流性によって、他の個所におい
てさらに詳しく述べられるように、点火炉において全体
として循環流ができる。

両ガス流がそれぞれ水平方向に案内され、しかもほぼ化
学量論的燃焼からの煙道ガス流が特に炉の天井に隣接す
る炉の上部範囲において、また高い酸素成分を有するガ
ス流が特に焼結混合物に隣接する炉の下部範囲において
供給される場合にもこの循環流を達成できることをはっ
きりと強調しておこう。

この実施の態様は、同様に循環流ができる。

水平線に対する角度が片方あるいは両方のガス流にとっ
てＯｏとなる実施の態様は、したがって前に説明された
実施の態様へ明らかに含まれる。

別の好ましい方法提案によると化学量論的燃焼からなる
煙道ガスおよび場合によっては高い酸素成分を有するガ
スもそれぞれ炉の天井から供給され、したがって本発明
による炉の雰囲気の分布を達成できる。

天井からの供給は、特に長い炉を使用する場合に特に有
利である。

公知のように点火炉の効率すなわち単位時間あたりの焼
結混合物の処理量は、溶結ベルトが操業される速度に直
接左右される。

点火過程、固体燃料からなる燃焼層の侵入も焼結混合物
の全層厚を通って所定の時間を必要とするから、高い効
率の際には適宜長い点火炉を使用することが必要である
。

この場合には比較的短かい点火炉にとって特に有利であ
るバーナおよびノズルの端面側の取付けは、はなはだ長
い点火炉において場合によっては均等な流れを維持でき
ない点で不利となる。

側方に取付けたバーナは、点火の均等性が焼結ベルトの
全幅にわたって不満足である点で不利である。

この欠陥は、天井からのガスの供給によって除去され、
この場合はぼ化学量論的燃焼からなる煙道ガスならびに
過剰酸素を有するガスの用量を、全炉長にわたってそれ
ぞれの過程に極めて正確に適合させることができる。

この実施の態様も適当な装置と関連してさらに詳しく説
明されるだろう。

上述した課題を解決するため本発明による別の方法提案
によると焼結混合物が点火炉の下に発生する点火過程に
直接引続いて成る帯域を通って輸送され、この帯域では
この混合物が点火炉の煙道ガスによってほぼ遮へいされ
かつ酸素含有ガス、特に空気によって流通され、この混
合物が熱放射に対して上に向って十分絶縁されているこ
とが提案される。

この本発明による提案は、前に説明した手段と関係なく
使用できる。

旧式の点火炉の際にもこの提案が点火の重要な改良と著
しいエネルギの節約をもたらす。

ともかく本発明による両提案または適当な装置が組合わ
せて使用されるとき、特に有利である。

焼結混合物が固有の点火炉へ直接引続いて成る範囲へ案
内され、この範囲では混合物が上部に対して熱的に十分
絶縁され、同時に煙道ガスのほとんどない酸素含有ガス
によって流通されることによって、その点火過程は、こ
の焼結混合物の上部層がこの帯域において十分完全に点
火される点で特に改良される。

この本発明による手段の長所を説明するため、焼結過程
全体がたとえば１００ｍより長い焼結ベルト上で行なわ
れ、最初の部分の上でのみ通常約１０ないし１５ｍの長
さの点火炉があるということを指摘しなげればならない
。

この距離は、点火炉の下にある焼結混合物の最上層を点
火するため十分である。

焼結ベルトの長さおよびその移動速度は、そのときこの
焼結ベルトの終端において焼結層が焼結混合物の全厚を
通って上部から下部に向って移動されるように決定され
る。

これらの公知の方法では、焼結混合物の上部層が下部層
に較べて点火の前に比較的長い予熱過程を施されない限
り、この焼結混合物の上部層を欠陥のあるものにした。

すなわちさらに下にある層が最初に焼結ベルトで比較的
遅く点火されかつ上部層からくる高温煙道ガスによって
あらかじめ比較的長時間加熱される一方、この上部層が
ほぼ低温状態において点火される。

それにもかかわらず最上層の十分な焼結を達成するため
に、公知の方法では固体燃料の最上部層への添加が合わ
されねばならない。

そのときさらに下にある層にとって過剰固体燃料が存在
してこれはほぼ無駄に燃焼されている。

この状態を改良するため始めに説明した長い点火炉を使
用することが公知になっており、これらの炉が複数の側
方バーナを備えておりかつそれらの後部の出口側範囲が
熱処理帯域として使用されている。

そこにあるバーナが過剰空気で操業されかつこの後処理
部分における焼結材料の加熱をするので、焼結材料の上
部層も比較的少量の固体燃料添加で焼結することができ
る。

焼結材料の品質および固体燃料使用に関して少なくとも
比較可能な焼結物は、前に説明した方法手段が用いられ
る場合、著しく僅少なエネルギ経費で達成されることが
本発明の範囲内で判明した。

始めに述べた種類の適当な装置は、点火炉へ直接接続す
る断熱フードが熱的に絶縁する複数壁を設けており、こ
のフードが焼結装置に対して下部に向って開放しており
、フードの側壁と端壁が焼結混合物へ密接するまで延び
かつフードの天井が燃焼空気を吸込む切欠きをもってい
る。

その際この燃焼空気は、公知の装置では通常のように、
吸込み通風筒を通って焼結ベルトのパレットの下へ吸込
まれ、したがって焼結混合物全体を流通する。

この燃焼空気は、既に過程において特に同じ装置の何ら
かの熱排出方法段階の範囲において有利に予熱すること
ができる。

そのためたとえば焼結装置の冷却床が適している。

完成焼結物は、すなわち焼結ベルトの終端において焼結
冷却器へ落下し、この冷却器を通って空気が吸込まれる
。

この空気は、その際なお著しく加熱され、焼結ベルトを
流通した空気に較べてはなはだ僅かしか煙道ガスを含ま
ない。

なぜならば冷却床では最早や燃焼が発生しないためであ
る。

この予熱空気は、他の過程の範囲において使用するため
特に十分適しており、点火炉のバーナに用いる予熱燃焼
空気としても特に有利に使用することができる。

この断熱フードの使用の好ましい作用は、焼結材料の表
面の環境への熱放射がこの断熱フードの範囲において最
も著しく阻止されかつ吸込まれる燃焼空気との熱交換に
使用されることに相半基づいている。

公知の構造では、いわゆる熱処理部分を備えるものでも
点火炉を出た後の焼結材料の表面温度はなお１００°Ｃ
以上となっている。

したがって点火炉を出た後も熱が著しい程度に放射によ
って失なわれ、焼結床の上方部分の焼結が完全でないと
いう公知の有害な結果を伴なっている。

さらに本発明による断熱フードでは廃ガスにより著しく
汚染されない空気しかないという長所がある。

これは表面の内部にある範囲への燃焼の進行にとって有
利である。

さらに、断熱フードの天井の切欠きは、固定部分および
その上に設けられる昇降可能部分からなるように形成さ
れていることが提案される。

その際後で述べた部分がそれら固定部分の間の切欠きよ
りも幅を広くしであるので、この昇降可能部分は、この
切欠きに重なる。

したがって焼結物表面と環境との間に直線的に通過する
結合部が存在しない。

このように実施することによって焼結材料の表面から環
境への熱の直接放射は、燃焼空気を吸込む切欠きにおい
ても阻止される。

したがって焼結材料の表面の熱損失は所望のようにさら
に減少される。

さらに燃焼空気用切欠きの大きさを調整することができ
る。

したがって断熱フードの圧力は、一方では燃焼空気の吸
込みが天井の切欠きによってほぼ行なわれ、したがって
この断熱フードにおける均等な流れ分布かつ（られ、比
較的小さい部分の空気しか焼結パレットと断熱フードの
出口側壁との間での回避できない不密封性によって吸込
まれない。

その際この切欠きは、その都度必要な大きさに調整され
る。

本発明、特に本発明による装置提案は、以下添付図面に
示した好ましい実施の態様を参照して詳細に説明される
。

図において第１図は本発明による点火炉の原理を示す縦
断面図、第２図は本発明による別の実施の態様の点火炉
の原理を示す縦断面図、第３図は第２図による点火炉の
下から見た天井の概略平面図、第４図は本発明による断
熱フードの概略横断面図、第５図は第４図による断熱フ
ードの縦断面図である。

第１図では焼結混合物の上方縁１が示されている。

この焼結混合物は、矢印２によって示される方向にそれ
ぞれの過程に対応する速度で点火炉の下を通過して移動
し、この点火炉が全体として参照記号３で示されている
。

この混合物は、公知のようにパレットから形成される焼
結ベルト上にありかつ通常的４０ｃｍ、の厚さをもって
いる。

添付図面ではこの公知の細部は、図示されていない。

この点火炉は、天井９、入口側端壁４および出口側端壁
５からなっている。

側壁は、第１図では紙面に対して平行にかつ焼結ベルト
に対してほぼ垂直にベルトの縁に沿って延びている。

したがってこの点火炉はフード状に密閉した空間を形成
している。

端壁４および５は、図面に示されない側壁と同様公知の
ように焼結混合物の１の表面へ密接するまで延びている
。

点火炉の天井９およびその壁も公知のように断熱されて
いる。

図示される実施の態様では端壁４と５とにおいてそれぞ
れ１列のバーナが設けられており、それらバーナの軸は
、図面では入口側バーナに対して参照記号６でまた出口
側バーナに対して参照記号７を付しである。

それぞれの側に設けられるバーナは、その性能、焼結ベ
ルトの幅および他の要因によって決定されており、した
がって本発明の対象とならない。

いずれの場合にも図示される好ましい実施の態様では、
一方ではすべての入口側バーナが、また他方ではすべて
の出口側バーナがそれらの軸方向に見て平行に向けられ
ておりかつそれぞれの端壁においてその幅にわたって均
一に分布されている。

図示される実施の態様では、図面を見て理解できるよう
に、入口側バーナは、水平線に較べて５°の角度にして
点火炉３の天井に対して上に向けられている。

出口側バーナは、水平線に較べて３０°の角度にして焼
結混合物の表面に対して下に向けられている。

入口側および出口側バーナをそれぞれこのように向ける
ことによって図面で参照記号８によって概略的に示され
ている循環流が生ずる。

入口側バーナが燃料および酸素からなるほぼ化学量論的
比率で操業される一方、出口側バーナでは燃料と空気か
らなる比率が調整され、したがって空気比率λが１，３
より大きく維持されることがこの発明の重要なところで
ある。

この空気比率は、両バーナ列において従来のように適当
な弁および制御装置を用いて維持され、それらは図面に
示されない。

なぜならばそれらの装置が本発明として重要でないから
である。

この点火炉における煙道ガス循環流の構成は、好ましい
実施の態様によると入口側バーナが公知のように短炎構
造に、これに反して出口側バーナが長炎構造にして実施
されていることによって改良されている。

図面に示した実施の態様では出口側端壁５は、所属する
バーナ軸に対して直角に向けられている。

これは、特にバーナ軸の勾配が比較的大きい際にそれぞ
れの壁のバーナの簡単な固定および煙道ガスの清潔な案
内を可能にするため好ましいものである。

この好ましい構造には以下の長所があり、すなわちバー
ナ噴流によって働もかされる煙道ガス流が炉３の中央に
おいてよどみを構成し、それによって焼結床１の加熱粒
子が巻き上げられ、したがって障害となる粘結が発生す
ることを防止する。

入口側ならびに出口側バーナも同様、回転する煙道ガス
循環流８が点火炉３において発生し、循環流の回転方向
が両バーナ列によって同一方向に維持されるように行な
われているこの循環流８は、化学量論的燃焼により発生
される入口側バーナの高温煙道ガスが入口側から出口側
まで点火炉３の天井に接して沿って流れるように働らき
、この循環流が極めて高い温度では圧倒的に焼結混合物
１へ直接放射によりまた間接放射による天井９の放射加
熱を介して焼結混合物１へ熱を供給する。

その際個々のバーナ噴流が焼結床１へ向けられ、それに
よって説明される加熱の不均等性が起されることが防止
される。

それどころかその熱伝達は、説明されるようにほぼ全体
ガスおよび炉の天井９の熱放射によって点火炉３の上方
部分に行なわれ、したがって加熱の均等性が確保されて
いる。

さらに焼結装置の輸送方向に対し横方向に発生する加熱
の若干の不均等性を、端壁に並夕１ルて設げられるバー
ナの異なる働らきによって補償することができるのは有
利である。

たとえば外側にある焼結ベルトの両縁があまりに僅かし
か加熱されないことが判明するならば、外側にある端壁
の両バーナは比較的強く働らかすことかできる。

本発明による解決法は、焼結混合物の輸送方向に見て並
夕１ルている部分の熱作用の影響の可能性を上方点火炉
空間からの放射熱伝達による均等な加熱の長所を結合し
ている。

これは重要であるから均等な焼結材料をつくるため焼結
床１を均等に加熱することが必要であるのみならず、ま
た輸送方向に並夕１ルている焼結床の異なる部分の熱消
費の偶然の差異にその加熱を適合することが補助的に必
要である。

公知のように斜め下に向って傾斜されかつ過剰空気で操
業される出口側バーナでは、これに対して不均等加熱の
恐れは起らない。

このバーナが高い過剰空気で操業されるから、焼結床１
０表面温度に較べた煙道ガスの温度上昇がこの範囲にお
いてなお僅かしかないので、このバーナによって最早や
加熱はほぼ行なわれない。

このバーナの機能は、恐らく高い酸素含量を有する高温
ガスを使用することであり、この高温ガスが焼結混合物
の固体燃料との反応にとって必要である。

説明された煙道ガス循環流がこの点火炉において互いに
上下にして２つの煙道ガス流の本発明による成層を生せ
しめることが特に重要である。

その際入口側バーナから出る高温の化学量論的煙道ガス
の上部層が放射により焼結床の加熱を行なわせ、熱流密
度および温度が伝達される熱量の結果入口側から出口側
まで減少する。

これに反して出口側バーナから出る僅かに高温であるが
酸素濃度の高いガスの下部の流れが固体燃料の反応に必
要な酸素の使用に役に立っている。

その際上部煙道ガス層の焼結床への熱放射は、下部煙道
ガス層によって比較的僅かしか吸収されない。

なぜならば下部煙道ガス層が特にその高い過剰空気のた
めに比較的少ない熱放射しか吸収しない煙道ガス成分を
もっためである。

この好ましい設計の特別な長所は、高くかつ均等な熱流
密度が点火にとって準備され、かつその際同時に固体燃
料の燃焼にとって必要な酸素が適温にされて供給される
ことである。

適当に加熱される燃焼空気の使用によって迅速にして均
等な点火も行なわれる。

表面の最初の点火過程の後さらに温度、したがって焼結
床の最上層の焼結が改良される。

したがって、公知の構造では欠陥となる作用は、最上層
の焼結が不完全のままで残ることを防止する。

したがって最上層も完成焼結物として使用できるから、
このためこの装置の処理動力および完成焼結物トン半り
の比熱消費が低下される。

上述の長所は、原理上池の装置を用いても達成でき、こ
れらの装置でははるか前に説明された方法段階が守られ
ている。

ここに説明される本発明による方法を実施する装置の好
ましい実施の態様は、所定の必要条件にしたがってそれ
ぞれ特に有利な結果をもたらす特に好ましい実施の態様
の例という限度においてのみ理解しなげればならない。

このような好ましい別の実施の態様は、第２図および第
３図に示されている。

その除剤に説明された実施の態様に等しい構造部分は、
追加のダッシュをつげた同一参照記号で示されている。

第２図および第３図に示した装置の重要な特色は、はぼ
化学量論的燃焼からなる煙道ガスを供給するバーナなら
びに高い酸素成分を有するガスを供給するノズルも同様
炉の天井を貫いて通されていることにある。

天井バーナ１０、長い構造の天井ノズル１１および短か
い構造の天井ノズル１２が認められる。

天井バーナ１０は、いわゆる天井噴射バーナとして実施
されているのが有利である。

この自体公知のバーナ型式は、媒体（燃料および空気）
がこれらのバーナノズルの形成に基づいて一定のねじり
角でこのバーナを離れることを特徴とする。

この媒体の流線は、バーナを離れた後下部および外側に
向ってらせん状に広がっている。

したがって一方では短炎がまた他方ではバーナの中央に
おいて吸引流が発生し、この吸引流によって媒体または
煙道ガスがらせんの中央において上部に向って吸引され
る。

この流線の原理的形状は、断面にして観察する限り、第
２図に示されている。

このバーナ型式でははなはだ短かい火炎およびバーナの
周辺の強い加熱が達成されることが重要である。

その熱は、はぼ煙道ガスおよびこのバーナによって加熱
される炉の天井９′の放射によって排出される。

図示される実施の態様では平行流ノズルとして実施され
ているのが好ましいノズル１１および１２は、高い酸素
成分を有するガスを供給するのに使用されている。

これらのノズルは、使用例にしたがってそれぞれ空気ま
たは別の酸素含有ガス混合物用管あるいは燃料および空
気用同心管からなる。

これらのノズルが滑らかな表面で構成されかつ総体とし
て媒体がノズルの終端で比較的緩慢に層流となって出て
くるように形成されているので、焼結混合物の表面への
細長い流路が達成される。

これらのノズルが比較的長い管１１あるいは比較的短か
い管１２として構成されているのが有利であり、比較的
長い管は、焼結混合物の近傍へ天井バーナからの煙道ガ
スと多量に混合せず高い酸素成分を有するガスを供給す
るのに十分適している。

他方ではこの管は、適宜長（実施できない。なぜならば
他の場合この管が大きい摩耗を受けるためである。

このバーナ管の長さおよび形成の決定は、個々の場合に
左右され、したがって各肖業者には直ちに理解され、こ
の場合にも点火炉におけるガスの本発明による成層が達
成されることだけが重要である。

第３図は、天井噴射バーナ１０および天井ノズル１１ま
たは１２が市松模様で互いに対向してジグザクに設けら
れており、したがって天井ノズル１１また１２がそれぞ
れ市松模様の目のそれぞれ中央にあり、これらの目が終
端点としての天井噴射バーナによって形成される。

天井ノズルおよび天井噴射バーナのこのような均等に交
番する分布によって焼結混合物の表面の特に均等な点火
が達成される。

焼結ベルトの運動方向に見て個々に相前後して設けられ
るバーナ列の異なる燃料および空気量で供給され出口側
に向って流量が減少するようになる。

しかし尚然バーナ列の距離も相互から適宜変化させるこ
とができる。

既に上述しであるように炉の天井を通って供給される煙
道ガスまたは高い酸素成分を有するガスは、特に長い炉
にとって有利であり、この炉ではこのような実施の態様
が焼結ベルトの幅にわたってならびに特に点火炉の長さ
にわたっても同様温度分布の特に正確な調整をも可能に
している。

本発明による装置の好ましい変形例は、高い酸素成分を
有するガスを供給するため複数の管が設けられ、これら
の管が点火炉の両側壁の間で延びていることを特徴とす
る。

これらの管は、傾斜するにしろあるいは直接垂直にしろ
ほぼ下部に向ってガスが出る複数のノズルをもっている
。

特別な使用例ではこれらの管からの水平方向ガス案内も
合理的に行なうことができる。

所定の使用状態の下に、一方の側壁から他方の側壁まで
連続して管を通さないで、側壁あるいは端壁から炉室へ
若干側だげ突出させるのも合理的である。

第４図および第５図は、総体的に参照記号２０で示され
る本発明による断熱フードを横断面または縦断面にして
概略的に示している。

この断熱フードの下では、第５図から明らかなように焼
結ベルトが矢印２１の方向に通過して移動している。

この焼結ベルトの重要部分は、点線にして示されている
。

それは、複数の車輪でレール上を転動する複数パレット
２２である。

点火炉の出口側終端２８が同様に点線で示されている。

この点火炉は、従来通りに実施することができる。

しかし前に述べたように本発明による炉を使用するのが
有利である。

断熱フード２０は、２つの端壁３０および３１、複数の
側壁部材３４から組立てられる側壁３６および天井３８
からなる。

天井３８は、固定する部分４０および昇降可能部分４２
からなる。

第４図から明らかなように、昇降可能部分４２は、その
水平力延長部においてそれら固定部分４０の間の間隙よ
りも太きい。

可動部分４２は、固定部分４０とも重なる。

断熱フード２０の全体の壁３０，３２，３６および３８
は、公知のように熱的に絶縁されている。

天井部材４０および４２０重なる構造によって断熱フー
ドの下部におげろ熱損失が、放射によって発生する点に
おいて天井３８の切欠き４４が開放されているときでも
なお相当に防止されることが達成される。

この断熱フードは、パレット２２にある焼結混合物の上
部の秀れた熱絶縁を行なう。

パレットの下に図面に示されない吸込み孔があるので、
酸素含有ガス、特に空気は、焼結混合物を通過して吸込
まれる。

この空気は、切欠ぎ４４を通って断熱フード２０へ侵入
できる。

半該装置の状態にしたがってそれぞれこの空気は、既に
過程において予熱することかできる。

いずれにしてもこの断熱フードは、この焼結装置の点火
炉へ直接接続される範囲において、制御されかつ断熱さ
れる雰囲気をつくることを可能にする。

この手段によって焼結混合物の表面の点火を決定的に改
良できるかまたはこのため必要な燃料経費を著しく減少
することかできることか判明した。

本発明による断熱フードを調整するため使用される構造
は、第４図および第５図に概略的に示される。

この構造は、はぼ枠４６からなり、この枠からロープ４
８を介して移動可能かつ天井部材４２にとって共通な支
持梁５０が吊下されている。

このロープ４８は枠４６に固定されている支持ローラ５
２および転向ローラ５４によって案内される。

ロープ４８を駆動するため概略的に示される巻上げ装置
５６が存在している。

この巻上げ装置５６は、可動部材４２が天井３８の固定
部材４０に対し適当な距離へもたらされかつそこで拘束
されるように制御することができる。

天井３８の固定部材４０ならびに端壁３０および３２と
側壁３６の部材３４とは、当業者に周知でありかつ図面
に詳細に示されない構造体によって焼結ベルトの上に固
定して締付けられている。

断熱フードの下部にある空間がかなりの程度に密閉され
ているように、側壁および端壁は焼結混合物へ密接する
まで延びていることが重要である。

実際の経験の示すところによれば、本発明による方法に
したがいかつ本発明による装置を用いて操業される焼結
装置にすると、比較的高い能率、品質上改良された焼結
物および著しいエネルギ節約を達成できる。

以下これに対する例が示される。従来の装置が２つの端
面側に設けられかつそれぞれ９つのバーナを有する点火
炉をもち、それらのバーナは、入口側と出口側で下部に
向って斜にそれぞれ焼結混合物に対して向けられた。

それから現状技術水準に該当するこの装置が改造されて
既存の点火炉の代りに、第１図による点火炉にされかつ
第４図および第５図による断熱フードが接続された。

本発明によるこの手段によって、この装置のガス消費は
、完成焼結物トン当り２７．４Ｎ立方メートル（ｉｎ／
ｌ）から１３．１ ｔｒｉ： ｎ／ｌへ低下させること
ができた。

そのコークス消費は、６１．０に９／を完成焼結物から
４７．７ｋｇ／ｌへ減少した。

得られる完成焼結物の検査の示すところによれば、焼結
物の品質がエネルギ経費の著しい減少にもかかわらず若
干の重要な点たとえば焼結物の強度において少なくとも
同じ、それどころか改良されたものになった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 焼結混合物が複数の閉鎖端壁および複数の閉鎖側壁
   と閉鎖天井とをもつ点火炉の下で通過案内され、この点
   火炉において高温の煙道ガスが焼結材料の上部に発生さ
   れ、この高温煙道ガスが放射および対流によって焼結材
   料の表面を加熱し、したがって点火する焼結装置におけ
   る固体燃料および焼結材料からなる焼結混合物、特に焼
   結装入混合物の点火方法において、煙道ガスがほぼ化学
   量論的に操業される１つ以上のバーナから点火炉の上部
   範囲へ供給され、高酸素成分を有するガスが点火炉の下
   部範囲へ供給され、したがって点火フードの上部範囲に
   おいて比較的高温で低酸素濃度にかつ下部範囲において
   比較的低温で高酸素濃度になる炉の雰囲気が生ずること
   を特徴とする方法。 ２ 下部範囲へ供給されるガスが５パ一セント以上の遊
   離酸素を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 ３ 下部範囲へ供給されるガスが２と３との間の空気比
   率λを有する焼結から出る煙道ガスを含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４ 点火炉の入口範囲においてほぼ化学量論的に操業さ
   れる複数のバーナから出る煙道ガスによってより多く供
   給され、出口範囲において高酸素成分を有するガスによ
   ってより多（供給されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第３項の１つに記載の方法。 ５ はぼ化学量論的に操業される複数のバーナによって
   発生される煙道ガスが点火炉の複数の側壁からほぼ水平
   方向に平行流をなして案内される方法において、高酸素
   成分を有するガスがほぼ化学量論的に操業されるバーナ
   の下部に供給されかつ特にこれらのバーナの間に設ゆら
   れる複数のノズルから水平方向あるいは焼結混合物に対
   して傾斜して供給されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第４項の１つに記載の方法。 ６ はぼ化学量論的に操業される複数のバーナから出て
   くる煙道ガスが水平線に対して最大３０゜なるべく５な
   いし１０°の角度をなして側壁または端壁から点火炉の
   天井に対して向けられており、したがって煙道ガスが点
   火炉の天井に沿って移動し、高酸素成分を有するガスが
   対向する側壁または端壁から水平線に対して最大５０°
   、なるべく２０ないし３５°の角度をなして焼結混合物
   に対して下の方向に向けられており、したがって高酸素
   成分ガスが焼結混合物の上に沿って移動しかつ全体とし
   て循環ガス流が点火炉に生ずることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第５項の１つに記載の方法。 γ この炉の上部範囲へ供給されかつほぼ化学量論的に
   操業される複数のバーナから出る煙道ガスが点火炉の天
   井から供給され、したがってこのガス力大体において点
   火炉の上方部分においてのみ拡散し、点火炉の下方部分
   へ供給されかつ高酸素成分を有するガスが点火炉の天井
   から供給され、したがって大体において点火炉の下方部
   分および焼結混合物の上に拡散することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第６項の１つに記載の方法。 ８ 点火炉の天井から供給されかつほぼ化学量論的に操
   業される複数のバーナから出る煙道ガスが点火炉の天井
   において垂直軸で設けられる天井噴射バーナによってこ
   のバーナの媒体を適宜旋回して供給され、したがってこ
   の媒体（燃料と空気）が最初中空核を有するらせん運動
   となってバーナから下の方向に離れ、それから多大の部
   分がバーナ軸に沿って中心を上の方向に復流し、このよ
   うにして循環され、バーナの媒体の接線方向および軸線
   方向速度が大きくなり、したがって結果として生ずる循
   環流が焼結床と点火炉の天井との間のあき高のほぼ上部
   の２７３だけを満し、天井を通過して通される複数のノ
   ズルから出る高酸素成分を有するガスが比較的低い速度
   （約５ないし３０ｍ／秒）のほぼ垂直な流れ方向を有す
   る平行流として下の方向に吸込まれ、したがってこのガ
   スが点火炉の下方部分に拡散されかつ点火炉の天井から
   下方部分までの途中でほぼ化学量論的燃焼からでる比較
   的少ない煙道ガスを吸込むことを特徴とする特許請求の
   範囲第７項に記載の方法。 ９ 焼結混合物が複数の閉鎖端壁および複数の閉鎖側壁
   と、閉鎖天井とをもつ点火炉の下で通過案内され、この
   点火炉において高温の煙道ガスが焼結材料の上部に発生
   され、この高温煙道ガスが放射および対流によって焼結
   材料の表面を加熱し、したがって点火する焼結装置にお
   ける固体燃料および焼結材料からなる焼結混合物、特に
   焼結装入混合物の点火方法において、点火炉の下で行な
   われる点火過程にすぐ続いて、混合物が点火炉の煙道ガ
   スからほぼ遮へいされかつ酸素含有ガス特に空気を流さ
   れる帯域を通って輸送され、その際この混合物が上方に
   対して熱放射から充分に絶縁されていることを特徴とす
   る方法。 １０２つの端壁４，５．２つの側壁および天井９をもち
   かつ下方へ開く点火炉３と、この炉の下において両端壁
   の結合線の方向にほぼ水平に移動可能で焼結混合物１を
   収容する焼結ベルトとを備え、端壁４，５および側壁が
   焼結混合物に密接するまで延びて、大気からほぼ密閉さ
   れるフード状点火炉空間を形成している装置において、
   入口側端壁４に複数のバーナ６が水平方向あるいは点火
   炉の天井に対する水平線に対して３０°までの傾斜をし
   て設けられ、出口側端壁５に複数のバーナ７が混合材料
   表面に対する水平線に対して５０°までの傾斜をして設
   けられ、入口側バーナがほぼ化学量論的に操業され、こ
   れに対して出口側バーナが１．３より大きい空気比率で
   操業されることを特徴とする焼結混合物の点火装置。 １１ 端壁４，５がそれらに設けられるバーナ６゜７
   のバーナ軸に対してそれぞれほぼ直角に延びていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の装置。 １２ 人口側バーナ６が短炎構造に構成され、出口側
   バーナ７が長炎構造に構成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１０項あるいは第１１項に記載の装置
   。 １３２つの端壁４’、５’、２つの側壁および天井９′
   をもちかつ下方へ開く点火炉と、この点火炉の下におい
   て両端壁の結合線の方向にほぼ水平に移動可能で焼結混
   合物１′を収容する焼結ベルトとを備え、端壁および側
   壁が焼結混合物の上へ密接するまで延びて、大気からほ
   ぼ密閉されるフード状点火炉空間を形成している装置に
   おいて、点火炉の天井９′に複数の天井バーナ１０が設
   けられ、これら天井バーナの燃料および空気供給導管が
   、はぼ１に等しい空気比率λへの調整または制御を可能
   にする制御部材をもち、天井バーナ１０が市松模様状に
   かつ点火フードの縦方向にジクザクに均等に設けられ、
   天井において高酸素成分を有するガスを供給するため垂
   直軸を有する複数のノズル１１．１２が設けられ、これ
   らのノズルが平行流ノズルとして空気用管あるいは燃料
   および空気用同心管からなり、これらの管の断面は、空
   気および燃料ガスが約５ないし３０ｍ／秒の速度で出る
   ように大きさを定められ、ノズル１１．１２が隅点とし
   ての天井噴射バーナによって形成される区画のそれぞれ
   中央にありことを特徴とする焼結混合物の点火装置。 １４ 高酸素成分をもつガスを供給するノズル１１゜
   １２が、垂直軸をもちかつ天井ｑを貫通して点火炉の中
   空空間へ導入される管として構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５ 高酸素成分をもつガスを供給するため管が点火
   炉の側壁からこの炉の下部範囲へほぼ水平に突出し、側
   壁が下に向って傾斜あるいは垂直に向けられる複数のノ
   ズルを備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ３項に記載の装置。 １６２つの端壁４，５．２つの側壁および天井９をもち
   かつ下方へ開（点火炉３と、この炉の下において両端壁
   の結合線の方向にほぼ水平に移動可能で焼結混合物１を
   収容する焼結ベルトとを備え、端壁および側壁が焼結混
   合物１に密接するまで延びて、大気からほぼ密閉される
   フード状点火炉空間を形成している装置において、点火
   炉にすぐ続く断熱フード２０が複数の熱絶縁壁３０，３
   ２゜３６．３８を備え、かつ焼結装置の方に下方へ開い
   ており、フードの側壁３６と端壁３０，３２が焼結混合
   物へ密接するまで延び、フードの天井３８が燃焼空気を
   吸込む複数の切欠き４４をもっていることを特徴とする
   焼結混合物の点火装置。 １７ 燃焼空気用切欠き４４の大きさが調整可能であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の装
   置。 １８ 天井がフードの縦方向に延びる固定部分４０と
   昇降可能部分４２からなり、昇降可能部分が固定部分４
   ００間の切欠きより大きい面積をもち、したがって昇降
   可能部分が固定部分に重なり、かつ昇降可能な支持体５
   ０に帛るされてほぼ垂直方向に移動可能であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の装置。 １９ 断熱フード２０が複数の単独セグメントに区分
   されて、その長さを必要に応じて変更できることを特徴
   とする特許請求の範囲第１６項に記載の装置。