JPH11142063A - 焼結設備 - Google Patents

焼結設備

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JPH11142063A
JPH11142063A JP10207816A JP20781698A JPH11142063A JP H11142063 A JPH11142063 A JP H11142063A JP 10207816 A JP10207816 A JP 10207816A JP 20781698 A JP20781698 A JP 20781698A JP H11142063 A JPH11142063 A JP H11142063A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】排気ガス中のダイオキシンを減少させるための
特に効率的なかつコスト的に有利な手段を備えた焼結設
備を提供する。 【解決手段】 焼結材１０の投入位置１２と排出位置１
６との間の焼結区間７に沿い、焼結材１０を低温に加熱
される区域３６及び高温に加熱される第二の区域３８を
通し移送する装置２と、この焼結区間７に沿って配置し
た多数の排気ガス管２２とを備え、第二の区域３８に沿
って配置された排出管２２内にダイオキシン触媒３２を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は排気ガス中のダイ
オキシンを減少させる手段を備えた焼結設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】焼結設備は金属精錬工業の大型設備であ
り、微粒子状或いは微粉状の金属、金属酸化物或いは金
属硫化物の固体混合物を塊状集積化するためのものであ
る。この塊状集積化した固体混合物は高炉において使用
することができる。
【０００３】焼結設備においては焼結される材料或いは
焼結材は焼結により、即ちその溶融点近くまで加熱する
ことによりその表面が軟化され、部分的に溶融及びスラ
グ相を形成しながら固形化される。このために、鉱石精
錬において例えば微粉鉱石、鉱石の焼き滓、加熱炉の煙
塵或いはまた金属精錬の際生ずる微粉塵である焼結材が
場合によっては戻り材、スラグ形成添加剤或いは固体の
燃料混合物と共にいわゆる移動ロストルにもたらされ
る。移動ロストルは、通常は、装荷すべき個々のロスト
ルカートからなる無端チェーンとして形成され、そのチ
ェーンは適当な転向ローラーを介して焼結設備の動作方
向に送られる。移動ロストル或いは焼結コンベヤーの装
荷された上側の軌道は、その場合、吸込或いは通風ブロ
ワによりそれぞれ低圧もしくは過圧が作られる吸込箱或
いは通風箱の上を通過し、その際燃焼空気が装荷された
ロストルカートを通して吸い込まれもしくは通風され
る。今日、５ｍまでのロストル幅と１５０ｍまでの吸込
長を持つ焼結設備が知られている。
【０００４】投入位置においてその側を通過するロスト
ルカートは、先ずロストル棒を保護するために既に焼か
れた戻り材で、次いで場合によっては燃料を混合した焼
結材で満たされる。これらで満たされたロストルカート
はそれから点火炉に沿って走行し、その際焼結材或いは
その中に含まれる燃料が点火火炎によって点火される。
個々のロストルカートにおける燃焼及び焼結過程はその
場合吸込或いは通風ブロワを通って導かれる空気により
自力で進行し、一方ロストルカートは焼結コンベヤーに
より排出位置に移送される。
【０００５】排気ガス或いは燃焼ガスを導くために、焼
結設備には焼結コンベヤーの上側の軌道に沿って一連の
排出管が配置されている。吸込或いは通風ブロワによっ
て個々のロストルカートを通して搬送された排出管の排
気ガスは共通の排気ガス管に集められ、最後に煙突を介
して環境中に達する。微粉塵を回収するために、又後置
された吸込ブロワを保護するために、その場合、多くは
電気フィルタが排気ガス管内に組み込まれている。電気
フィルタを介して回収された粉塵は改めて焼結設備に送
ることができる。
【０００６】焼結設備において処理された焼結材の大部
分は、金属処理工業のやすりがけ、研磨或いは孔明けプ
ロセスから生ずる微粒子状及び微粉状の剥離片である。
この剥離片は、しかしながら、好ましくないことに、し
ばしば些細とは言えない程度にハロゲン化炭化水素及び
芳香族化合物を含んでいる油状の孔明け補助剤、潤滑剤
或いは冷却剤と混ざっている。従って、焼結過程中の熱
処理において焼結設備内にはダイオキシンも発生し、こ
のダイオキシンが排気ガスを介して環境中に達する恐れ
がある。金属精錬及び金属処理のその他の大規模設備と
比較して焼結設備は、従って、ダイオキシンの最大の放
出源である。例えば電気フィルタ後の焼結設備の排気ガ
ス中には６０ｎｇＴＥ／ｍ3 （ＴＥ＝毒性当量）までの
ダイトキシン値が見いだされる。なお、ここで「ダイオ
キシン」なる概念は環状ハロゲン化芳香族ポリエーテル
のグループの総称として使用される。これには特に環状
エーテル（フラン）並びに環状ジエーテル（本来のダイ
オキンシ）が属する。両グループの中特に有毒作用する
代表的なものとしてはここではポリ塩化ジベンゾダイオ
キシン（ＰＣＤＤ）及びポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣ
ＤＦ）が挙げられる。
【０００７】焼結設備から環境中に排出されるダイオキ
シンの量を法的に定められた限界値（現在では、０．１
ｎｇＴＥ／ｍ3 ）以下に抑えるために、Ｗ．ワイス(Wei
ss)著「鉄鉱石焼結設備におけるＰＣＤＤ／ＰＣＤＦ放
出の減少」、ファウ・デー・イー，ベリヒテ（VDI Beri
chte）、第１２９８号（１９９６）、２４９頁以下によ
り、焼結設備の排気ガスにダイオキシンの吸収のため添
加物質として水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）2 と石炭
（炉床コークス或いは活性炭の形）との混合物を添加
し、部分的にダイオキシンが含まれた添加物質を布地フ
ィルタにより排気ガスから再び除去して、排気ガスに改
めて供給することが公知である。さらに、Ｇ．マイヤー
・シュヴィンニング(Mayer-Schwinning)他の「ＰＣＤＤ
／Ｆの排気ガス浄化のための削減技術」、ファウ・デー
・イー，ベリヒテ（VDI Berichte）、第１２９８号（１
９９６）、１９１頁以下により、焼結設備の排気ガスに
おけるダイオキシン吸収体としてゼオライトを使用する
ことが公知である。
【０００８】焼結設備の排気ガス中のダイオキシンを適
切なダイオキシン触媒により分解するのは、吸収技術に
対して遙に有効であるが、これは、排気ガス温度が２０
０℃以下と低いため、排気ガスをコストをかけて加熱す
ることにより初めて可能である。他方、ダイオキシンを
吸収した吸収体は、貯蔵所に最終的に貯蔵されねばなら
ず、これはまたかなりのコストを招き、その上環境に対
する危険を孕んでいる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、排
気ガス中のダイオキシンを減少させる特に効果的なかつ
コスト的に有利な手段を備えた焼結設備を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は、この発明に
よれば、焼結材の投入位置と排出位置との間の焼結区間
と、この焼結区間に沿って、焼結材が低温で加熱される
少なくとも１つの第一の区域及び焼結材が高温で加熱さ
れる第二の区域を通って焼結材を移送する装置と、焼結
区間に沿って配置された多数の排気ガス用排出管とを備
え、第二の区域に沿った全或いは各排出管内に、或いは
第二の区域の全或いは各排出管に直接続いて、排気ガス
中のダイオキシンを減少させるダイオキシン触媒が配置
されている焼結設備により解決される。
【００１１】この発明は、その場合、先ず第一に、焼結
設備の排気ガスの低温ではダイオキシンを触媒により分
解することは不可能であるが、この低温は焼結区間に沿
って配置された全ての排出管の排気ガスを共通の排気ガ
ス管に集まることによるものであるという考えから出発
している。その場合、ロストルカート内にある焼結材の
表面においてのみ燃焼が行われる焼結区間の前段部から
の低温の排気ガスと、全体の焼結材が燃焼される焼結区
間の後段部からの高温の排気ガスとが混合される。この
混合により排出管における排気ガスの温度は常に２００
℃以下である。それぞれの排出管自体における排気ガス
の温度は、しかしながら、排出管の場所において行われ
る燃焼プロセスに関連して著しく高くなり得る。
【００１２】第二に、焼結材は点火後焼結区間に沿って
進行する燃焼プロセスに応じて典型的な温度経過を示す
ことが認められる。その場合、この温度経過は、焼結材
が焼結材の表面から内部に進行する燃焼過程によって低
温に加熱される少なくとも１つの第一の区域と、焼結材
が完全な焼結材の燃焼まで高温に加熱され、続いて再び
冷却する第二の区域とを含む。その場合、焼結材は焼結
区間の終端で高温を持つか或いはまた既に第一の区域の
低温或いはそれ以下に冷却されている。後者の場合焼結
区間の終端にもう１つの「第一の区域」が存在する。
【００１３】さらに、第一の区域、即ち通常は焼結区間
の前段部の温度範囲においては取り立てる程のダイオキ
シン成分は発生せず、従って第一の区域に沿った排出管
の排気ガスにはダイオキシンは含まれていないという考
えを基礎にしている。ダイオキシンの殆どの大部分は、
これに対して、第二の区域、即ち通常は焼結区間の後段
部に沿って生ずる。これは、ダイオキシンの著しく温度
に関係する生成及び分解プロセス、並びに焼結設備に発
生する低塩化フランの高い成分にその理由がある。その
上第二の区域に沿った排出管における排気ガスは、ダイ
オキシンを触媒的に分解することを可能とする温度を持
っている。この温度は２５０℃以上である。
【００１４】従って、驚くべきことに、ダイオキシンの
触媒による分解は、まさに焼結設備の実際にダイオキシ
ンを含んでいる部分排気ガスにおいて行われる。その低
温のため触媒による分解が行われることのない部分排気
ガスは、全く或いは非常に僅かな程度にしかダイオキシ
ンを含んでいない。この認識に基づいてダイオキシン触
媒は一部の部分排気ガス流に対してのみ設定されさえす
ればよく、これによりコストの削減が行われる。
【００１５】焼結設備の排気ガスを第一の区域に沿った
排出管の殆どダイオキシンを含まない排気ガスと、第二
の区域に沿った排出管のダイオキシンを含む排気ガスと
に分けることにより、触媒によるダイオキシン除去の実
証されてきた技術が焼結設備の排気ガスに使用すること
ができる。その場合、触媒によるダイオキシンの除去は
いわゆるダイオキシン吸収体の使用より著しく効果的か
つコスト的に有利な解決法である。その上、ダイオキシ
ンを含んだ吸収体の廃棄処理をする処理場の高コストを
省略できる。
【００１６】ダイオキシン触媒としては、二酸化チタン
及び三酸化タングステンを基材とし重量成分で１乃至２
５％の五酸化バナジウムを備えた、また場合によっては
その他に三酸化モリブデン成分を備えたそれ自体公知の
触媒が適している。また前記の化合物の混合酸化物から
なるダイオキシン触媒も可能である。ダイオキシン触媒
は、その場合、触媒的に活性物質を金属或いはセラミッ
クの支持体に付着させた蜂の巣状或いは板状の形で存在
させることができる。しかしまた、ダイオキシン触媒は
ペレット状で或いはその他のバラストの形で使用するこ
ともできる。
【００１７】さらに、焼結設備は第一及び第二の排気ガ
ス管を備え、第一の区域に沿った全或いは各排出管は第
一の排気ガス管に接続され、第二の区域に沿った全或い
は各排出管は第二の排気ガス管に接続されているのが有
利である。このようにして全体の触媒によるダイオキシ
ン除去を、第二の排気ガス管に配置されている唯一のダ
イオキシン触媒或いはダイオキシン触媒モジュールによ
って行うことができる。ダイオキシン触媒モジュール
は、この場合、排気ガスの流通量に応じて定まる数の互
いに平行にかつ相互に前後して接続された個々のダイオ
キシン触媒要素からなる。
【００１８】排出管と第二或いは第一の区域との付属関
係は、焼結材における実際の温度経過に、従って特にそ
の都度の焼結設備に関係する。その場合、第二の区域
は、排出管の排気ガスがそれに応じた高い温度を持ち、
従ってダイオキシンの触媒的分解が行われ得るように定
められる。触媒によるダイオキシンの分解は今日公知の
触媒で約２５０℃の温度から可能である。
【００１９】鉄鉱石用の普通の焼結設備においては、第
二の区域は焼結材の移送方向に見て焼結区間のほぼ後半
の３分の１を含む。従って、鉄鉱石用の焼結設備におい
ては、焼結区間の後半３分の１に沿った第二の排出管を
第二の排気ガス管に接続し、第二の排気ガス管にダイオ
キシン触媒を装備し、そしてこのようにして浄化された
排気ガスを煙突を介して環境中に排出することが可能で
ある。残りの排気ガス管は、別の第一の排気ガス管に接
続され、この排気ガス管から排気ガスが同様に煙突に導
かれ環境中に排出される。この第一の排気ガス管におけ
る排気ガスの特別なダイオキシン処理は、そこに含まれ
ているダイオキシンの量が少ないので必要でない。
【００２０】焼結材が変わる場合には、焼結設備は第一
及び第二の独立した排気ガス管を備え、多数の排出管が
分岐部を介してこの第一及び第二の排気ガス管に接続さ
れ、分岐部が排気ガスを第一或いは第二の排気ガス管に
導くための可制御装置を備え、ダイオキシン触媒が第二
の排気ガス管内に配置されているのが特に有利である。
対応する排出管の分岐部の可制御装置により、対応する
排出管における排気ガス或いは焼結材の温度に応じて排
気ガスを第一の排気ガス管に、次いでダイオキシンの処
理なしで環境中に放出或いは第二の排出管に導き、それ
からダイオキシン触媒でダイオキシン処理をし、しかる
後初めて環境中に排出することが可能である。このよう
な焼結設備により焼結材の組成に無関係に、従って焼結
区間に沿った焼結材の温度経過に無関係に、特に焼結区
間に沿ったダイオキシン発生の場所に無関係に、高度の
順応性をもって排気ガス中のダイオキシンの触媒による
分解を行うことができる。
【００２１】可制御装置は、その場合、例えば制御フラ
ップとすることができ、この制御フラップにより対応し
た排出管の排気ガスは一部は第一の排出管に、一部は第
二の排出管に導くことができる。制御フラップの制御の
ために、例えば対応の排出管の分岐部の前に或いは焼結
材自身の中に配置されている温度センサを設けることが
できる。このような温度センサにより排気ガス或いは焼
結材の温度は監視され、それにより排気ガスは温度の設
定された目標値を下回ったとき第一の排気ガス管に、上
回ったときダイオキシン除去を後続した第二の排気ガス
管に導かれる。排気ガス温度の可能な目標値は例えば２
００℃であり、焼結材内部における温度の可能な目標値
は例えば６００℃である。
【００２２】焼結設備の排気ガス管システムの技術的構
成に関しては、第二の排気ガス管が排気ガスの流れ方向
においてダイオキシン触媒の後ろで第一の排気ガス管と
結合されているのが好ましい。このような構成において
はただ１つの吸込ブロワでもって焼結区間に沿った全て
の排出管における必要な低圧が得られる。
【００２３】第一の区域に沿った排出管における排気ガ
スが殆どダイオキシンを含んでいないことは既に示され
たが、予想もしなかったダイオキシンの放出を回避する
ために、第一の排気ガス管或いは第一の区域に沿った全
或いは各排出管がダイオキシンを排気ガスから除去する
ための吸収体を備えるのが有利である。このような吸収
体は、例えばそれぞれの排気ガス通路に配置され、吸収
剤を被層した布地フィルタである。吸収物質としては石
灰／活性炭或いは石灰／コークスの混合物が有利であ
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】この発明の実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。
【００２５】図１には、金属の微粉塵或いは微粉状金属
鉱石を固形化するために使用される金属精錬の代表的な
焼結設備が示されている。この焼結設備は、移送装置と
して２つ転向ローラー４、５を介して案内されている無
端焼結コンベヤー２を備えている。焼結コンベヤー２
は、焼結区間７に沿って矢印８の方向に焼結すべき材料
或いは焼結材１０を移送する。焼結材１０は、そのため
に、投入位置１２においてそれぞれその下を通過する焼
結ベルト２のロストルカート１４に積まれ、プロセスの
終わりにおいて焼結設備の排出位置１６において取り出
される。各個々のロストルカート１４は、その場合、空
気を通過させるために格子ロストルとして形成されてい
る底を備えている。
【００２６】燃焼性を改善するためにかつ焼結の効率を
向上させるために、焼結材１０には石炭或いはコークス
のような燃料が添加される。これは、特に酸化物の鉱石
の場合にそうであり、一方硫化物の鉱石の場合には燃焼
物質として既に硫黄が含まれている。また本来の焼結材
１０を投入する前にロストルカート１４の格子ロストル
は先ず焼結設備の既に固形化された戻り材で覆われる。
【００２７】点火炉１８の点火火炎によりそこを通過す
るロストルカート１４における焼結材／燃料の混合物は
その表面で点火される。導入される空気により、燃焼及
び焼結過程は固有の燃焼によって自然に焼結区間に沿っ
て焼結材の内部に進行する。焼結された材料は焼結区間
７の終わりにおいて有刺破砕機２０を介して導かれ、そ
の際扱いやすい塊に破砕され、最後に焼結設備の排出位
置１６を介して取り出される。篩２１により捕捉された
微粉塵は焼結設備に投入位置１２を介して再び戻され
る。
【００２８】焼結区間７に沿って走行するロストルカー
ト１４に燃焼空気を送るために、焼結区間７に沿って或
いは焼結コンベヤー２に沿って一連の排出管２２が設け
られている。これらの排出管２２を介して燃焼ガス或い
は排気ガス２４が共通の排気ガス管２６に流れる。排出
管２２中に必要な低圧を作るために排気ガス管２６には
吸込ブロワ２８が配置されている。この吸込ブロワの出
口側は煙突３０に接続されており、この煙突を通して排
気ガス２４は環境中に排出される。
【００２９】焼結区間の後半に沿って配置された排出管
２２は、それぞれ二酸化チタン及び三酸化タングステン
をベースとし、五酸化バナジウムを添加した、セラミッ
ク支持材からなる蜂の巣状のダイオキシン触媒３２を備
えている。五酸化バナジウムの成分はその場合１乃至２
５％である。
【００３０】図１には、また、焼結区間７に沿って焼結
材の代表的な温度経過３４が示されている。この温度経
過は鉄鉱石を焼結する際に生じるものである。これによ
り、焼結材１０の温度Ｔは第一の区域３６では燃焼及び
焼結過程が進行する間限界値４０以下の低温に加熱さ
れ、最後に第二の区域３８に沿って限界値４０を超える
ることが示されている。この限界値４０は、その場合約
２５０℃でもって、第二の区域３８に沿った排出管２２
の排気ガス２４がダイオキシンの触媒による除去が可能
となるような温度を持つように選ばれている。温度経過
３４に応じて図示の事例では排出管２２は第二の区域３
８に沿ってそれぞれダイオキシン触媒３２を備えてい
る。第一の区域３６に沿った排出管２２の排気ガスは殆
どダイオキシンを含んでいないので、処理されずに排気
ガス管２６に達し、次いで煙突３０を介して環境中に達
する。
【００３１】図２にはこの発明のもう１つの実施例とし
て、第一及び第二の排気ガス管４２、４４を備えた焼結
設備が示されている。これにおいて第一の排気ガス管４
２はダイオキシン吸収体４６を、第二の排気ガス管４４
はダイオキシン触媒３２を備えている。第一の排気ガス
管４２は、その場合、排気ガス２４の流れの方向におい
てダイオキシン触媒３２の後ろで合流口４８を介して第
二の排気ガス管４４に導かれている。
【００３２】多数の排出管２２は分岐部５０を介してそ
れぞれ第一の排気ガス管４２及び第二の排気ガス管４４
に接続されている。各分岐部５０は、その場合、制御フ
ラップ５２を備え、このフラップにより排気ガス２４を
第一の排気ガス管４２或いは第二の排気ガス管４４に案
内することを可能にしている。制御フラップ５２の制御
は、その場合、それぞれの排出管２２における排気ガス
２４の温度に関係している。この温度の検出は、その場
合、それぞれの排出管２２における図示されてない温度
センサによって行われる。排気ガス２４の温度が適当に
設定された目標値を越えると、排気ガス２４は第二の排
気ガス管４４にダイオキシンの除去のため導かれる。こ
の目標値を下回ると排気ガス２４は第一の排気ガス管４
２に流入する。この限界値はその場合約２５０℃に設定
されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例の概略構成図である。
【符号の説明】
２ 移送装置（焼結コンベヤー） ４、５ 転向ローラー ７ 焼結区間 １０ 焼結材 １２ 投入位置 １４ ロストルカート １６ 排出位置 ２０ 有刺破砕機 ２１ 篩 ２２ 排出管 ２４ 排気ガス ２６ 排気ガス管 ２８ 通風ブロワ ３０ 煙突 ３２ ダイオキシン触媒 ３４ 温度経過 ３６ 第一の区域 ３８ 第二の区域 ４０ 限界値 ４２ 第一の排気ガス管 ４４ 第二の排気ガス管 ４６ ダイオキシン吸収体 ４８ 合流口 ５０ 分岐部 ５２ 制御フラップ Ｔ 排気ガスの温度

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】焼結材（１０）の投入位置（１２）と排出
    位置（１６）との間の焼結区間（７）と、この焼結区間
    （７）に沿って、焼結材（１０）が低温で加熱される少
    なくとも１つの区域（３６）及び焼結材（１０）が高温
    で加熱される第二の区域（３８）を通って焼結材（１
    ０）を移送する装置（２）と、前記焼結区間（７）に沿
    って配置された多数の排気ガス（２４）用排出管（２
    ２）とを備え、第二の区域（３８）に沿った全或いは各
    排出管（２２）内に、或いは第二の区域（３８）の全或
    いは各排出管（２２）に直接続いて、排気ガス（２４）
    中のダイオキシンを減少させるためのダイオキシン触媒
    （３２）が配置されていることを特徴とする焼結設備。
  2. 【請求項２】第一の排気ガス管（４２）と第二の排気ガ
    ス管（４４）とを備え、第一の区域（３６）に沿った全
    或いは各排出管（２２）が第一の排気ガス管（４２）に
    接続され、第二の区域（３８）に沿った全或いは各排出
    管（２２）が第二の排気ガス管（４４）に接続され、ダ
    イオキシン触媒（３２）が第二の排気ガス管（４４）内
    に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の焼
    結設備。
  3. 【請求項３】第一の排気ガス管（４２）と第二の排気ガ
    ス管（４４）とを備え、多数の排出管（２２）が分岐部
    （５０）を介して第一及び第二の排気ガス管（４２、４
    ４）に接続され、この分岐部（５０）が排気ガス（２
    ４）を第一又は第二の排気ガス管（４２、４４）に導く
    制御可能な装置を備え、ダイオキシン触媒（３２）が第
    二の排気ガス管（４４）内に配置されていることを特徴
    とする請求項１に記載の焼結設備。
  4. 【請求項４】制御可能な装置が制御フラップ（５２）で
    あることを特徴とする請求項３に記載の焼結設備。
  5. 【請求項５】第二の排気ガス管（４４）が排気ガス（２
    ４）の流れ方向に見てダイオキシン触媒（３２）の後ろ
    において第一の排気ガス管（４２）に合流していること
    を特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載の焼
    結設備。
  6. 【請求項６】第一の排気ガス管（４２）或いは第一の区
    域（３６）に沿った全或いは各排出管（２２）が排気ガ
    ス（２４）からダイオキシンを除去する吸収体（４６）
    を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
    か１つに記載の焼結設備。
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