(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記ラディアントチューブバーナと垂直投影が重なるように前記ラディアントチューブバーナの上方および／または下方に設けた酸素含有ガス吹込み口と、該酸素含有ガス吹込み口への酸素含有ガス送給手段とを有してなり、前記ラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を設けたことを特徴とする回転炉床炉。
【請求項２】
前記酸素含有ガス吹込み口がスリット形状の孔または水平に並んで配された複数個の孔よりなる請求項１記載の回転炉床炉。
【請求項３】
前記酸素含有ガス吹込み口が前記ラディアントチューブバーナを囲むように円形状または円弧形状に設けられている請求項１記載の回転炉床炉。
【請求項４】
金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記ラディアントチューブバーナが回転炉床炉の側壁面に沿うように配され、上方から該バーナに向けて設けた酸素含有ガス吹込み口と、該酸素含有ガス吹込み口への酸素含有ガス送給手段とを有してなり、前記ラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を設けたことを特徴とする回転炉床炉。
【請求項５】
金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記ラディアントチューブバーナの外筒に複数個の貫通孔があることを特徴とする回転炉床炉。
【請求項６】
前記外筒が多孔質材料よりなる請求項５記載の回転炉床炉。
【請求項７】
前記セラミックス系材料がＳｉＣである請求項１〜６のいずれかに記載の回転炉床炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転炉床炉に関する技術分野に属するものであり、より詳細には、金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉に関する技術分野に属するものであり、特には、酸化鉄を加熱し、還元して還元鉄を製造する還元鉄製造用の回転炉床炉に関する技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気炉による鋼材の製造が盛んになるに伴い、その主原料であるスクラップの需給のひっ迫や、電気炉での高級鋼製造に対する要請から還元鉄の需要が増大している。かかる還元鉄の製造方法として、回転炉床炉による回転炉床法がある。この回転炉床法は、粉状の鉄鉱石と粉状の石炭やコークス等の炭材とを混合して塊成化物（例えばペレット）となし、この塊成化物（以下、原料ともいう）を回転炉床炉に装入し、高温に加熱することにより、原料中の鉄鉱石中の酸化鉄を還元して固体状金属鉄（還元鉄）を得るという方法である。
【０００３】
回転炉床炉は、外周壁、内周壁、及び、これら壁間に配置された回転炉床を備え、これらの上方には天井を有して炉空間が形成されている。回転炉床炉の運転の際には、その炉床が回転し、炉内に装入された原料は高温に加熱され、この原料中の鉄鉱石中の酸化鉄が還元されて還元鉄となり、そして、この還元鉄は還元鉄排出部から炉外へ排出される。このとき、原料の加熱源としては通常のバーナ（直火型バーナ）が用いられる（特開２００１−１８１７２０号公報等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８１７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、回転炉床炉により還元鉄を製造するに際し、原料の加熱源としては通常のバーナ（直火型バーナ）が用いられているが、このように通常のバーナを加熱源として用いる場合、下記(1) 〜(3) の点がデメリットとなる。
【０００６】
(1) バーナ排ガスと炉内発生ガスは炉内で混合されるが、回転炉床炉から排出されるガスにはダストや腐食ガスが含まれてしまうため、空気予熱器での温度域が制限され、熱回収効率が低下する。
【０００７】
(2) 炉内発生ガスがバーナ排ガスで希釈されるため、炉内発生ガス（原料中の鉄鉱石中の酸化鉄を還元するために用いられる）に含まれる可燃成分濃度が薄まり、二次空気を吹き込んだ際の燃焼率が低下する。
【０００８】
(3) 炉内のガス流速は一定速度以下にすることが望ましいが、バーナ排ガスが混合されることにより、ガス流量が増加するため、炉内断面積を大きくする必要があり、イニシャルコストが増加する。
【０００９】
上記(1) 〜(3) のデメリットを解消する手段として、ラディアントチューブバーナ（ラジアントチューブバーナともいわれる。ラジアントチューブ式バーナともいわれる。）を加熱源として採用することが考えられる。ラディアントチューブバーナはバーナ排ガスを回収して、バーナ空気の余熱に利用するため、バーナ排ガスが炉内排ガスと混合せず、このため、上記(1) 〜(3) のデメリットが生じない。
【００１０】
しかし、回転炉床炉の炉内温度は非常に高温である（最高温度は1400℃近くになる）ので、ラディアントチューブ（以下、外筒ともいう）が金属系材料よりなるラディアントチューブバーナは耐熱性の問題から利用することはできない。
【００１１】
1400℃以上の高温で利用できるラディアントチューブバーナとしては、外筒がセラミックス系材料で構成されたもの、例えばSiC よりなるものが挙げられる。SiC は表面にSiO2被膜が形成されるために優れた高温・耐酸化性を示す材質である。しかしながら、酸素分圧が低い雰囲気下（以下、還元雰囲気ともいう）では表面にSiO2ではなくSiO が形成されてしまい、SiO は炉内温度で揮発してしまうため、結果としてSiC が減少（外筒が減肉）していくという問題点がある。
【００１２】
回転炉床炉を用いて鉄酸化物を加熱し、還元して還元鉄を製造するプロセス（いわゆるFASTMET プロセス）では、製品（還元鉄）の再酸化を抑制するため、初期の加熱ゾーンを除き、炉内は還元雰囲気を保つよう設計されており、単純に外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを配置した場合、上記のように外筒が減肉し、寿命低下が生じてしまう。
【００１３】
なお、ラディアントチューブバーナを利用すればバーナ排ガス（酸化ガス）が炉内発生ガス（還元ガス）と混合することを防げるため、炉内断面積を従来よりも小さく、かつ天井高さを低くすることが可能である。しかしながら、この場合（特に天井高さを低くした場合）、還元性ガスを発生させる炉床とバーナの距離が近くなるので、外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを用いた場合、その外筒の減肉、寿命低下の問題がより深刻になる。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、金属酸化物（鉄酸化物等）を加熱し、還元して還元金属（還元鉄等）を製造する還元金属（還元鉄等）製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記外筒の減肉による寿命低下を軽減することができる回転炉床炉を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。本発明によれば上記目的を達成することができる。
【００１６】
このようにして完成され上記目的を達成することができた本発明は、回転炉床炉に係わり、請求項１〜７記載の回転炉床炉（第１〜７発明に係る回転炉床炉）であり、それは次のような構成としたものである。
【００１７】
即ち、請求項１記載の回転炉床炉は、金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記ラディアントチューブバーナと垂直投影が重なるように前記ラディアントチューブバーナの上方および／または下方に設けた酸素含有ガス吹込み口と、該酸素含有ガス吹込み口への酸素含有ガス送給手段とを有してなり、前記ラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を設けたことを特徴とする回転炉床炉である〔第１発明〕。
【００１９】
請求項２記載の回転炉床炉は、前記酸素含有ガス吹込み口がスリット形状の孔または水平に並んで配された複数個の孔よりなる請求項１記載の回転炉床炉である〔第２発明〕。請求項３記載の回転炉床炉は、前記酸素含有ガス吹込み口が前記ラディアントチューブバーナを囲むように円形状または円弧形状に設けられている請求項１記載の回転炉床炉である〔第３発明〕。請求項４記載の回転炉床炉は、前記ラディアントチューブバーナが回転炉床炉の側壁面に沿うように配され、上方から該バーナに向けて設けた酸素含有ガス吹込み口と、該酸素含有ガス吹込み口への酸素含有ガス送給手段とを有してなり、前記ラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を設けたことを特徴とする回転炉床炉である[第４発明]。
【００２０】
請求項５記載の回転炉床炉は、金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記ラディアントチューブバーナの外筒に複数個の貫通孔があることを特徴とする回転炉床炉である〔第５発明〕。
【００２１】
請求項６記載の回転炉床炉は、前記外筒が多孔質材料よりなる請求項５記載の回転炉床炉である〔第６発明〕
【００２２】
請求項７記載の回転炉床炉は、前記セラミックス系材料がＳｉＣである請求項１〜６のいずれかに記載の回転炉床炉である〔第７発明〕。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る回転炉床炉は、金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記外筒の減肉による寿命低下を軽減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係る回転炉床炉の概要を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る回転炉床炉の概要を示す側断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係る回転炉床炉の概要を示す側断面図である。
【図４】本発明の実施例４に係る回転炉床炉の酸素含有ガス吹込み口部を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例５に係る回転炉床炉の概要を示す模式図である。
【図６】本発明の実施例１〜５に係る回転炉床炉に用いたラディアントチューブバーナを示す斜視図であって、その一部を切り欠いて内部を示す図である。
【図７】本発明の実施例６に係る回転炉床炉に用いたラディアントチューブバーナの概要を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔本発明の作用効果〕
本発明に係る回転炉床炉は第１〜７発明に係る回転炉床炉（請求項１〜７記載の回転炉床炉）である。この中、先ず、第１発明に係る回転炉床炉は、前述のように、金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記ラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
上記酸素含有ガス供給手段によれば、ラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給することができる。そうすると、この供給された酸素含有ガスは、ガスカーテンのようになり、ラディアントチューブバーナの外周面（外筒の外周面）に炉内の還元性ガスが直接接触するのを遮断することができる。つまり、ラディアントチューブバーナの外筒外周面と炉内還元性ガスとが直接接触しなくなる。それ故に、ラディアントチューブバーナの外筒（セラミックス系材料よりなる）の炉内還元性ガスによる還元が起り難くなり、ひいては、かかる還元に起因しての減肉が起り難くなる。従って、第１発明に係る回転炉床炉によれば、ラディアントチューブバーナの外筒（セラミックス系材料よりなる）の減肉による寿命低下を軽減することができる。なお、上記ガスカーテンは、酸素含有ガスが空気の場合はエアカーテンであり、このエアカーテンも上記ガスカーテンに含まれる。
【００２７】
加熱源（炉内加熱手段）として通常のバーナを用いた場合、前述の(1) 〜(3) の問題点があるが、第１発明に係る回転炉床炉においてはラディアントチューブバーナを用いているので、これら(1) 〜(3) の問題点を解消することができる。ラディアントチューブバーナとして外筒が金属系材料よりなるものを用いると、耐熱性が不充分であり、耐熱性に問題があるが、第１発明に係る回転炉床炉においては外筒がセラミックス系材料よりなるものを用いているので、耐熱性は充分であり、耐熱性の問題がない。単に外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを用いると、外筒を構成するセラミックス系材料が炉内の還元性ガスにより還元され、結果として外筒が減肉し、その寿命低下が生じてしまうという問題点があるが、第１発明に係る回転炉床炉においては外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を設けているので、この酸素含有ガス供給手段により、ラディアントチューブバーナの外筒の外周面に炉内の還元性ガスが直接接触するのを遮断することができ、このため、外筒を構成するセラミックス系材料の炉内還元性ガスによる還元が起り難くなり、結果として外筒の減肉による寿命低下を軽減することができる。以上より、第１発明に係る回転炉床炉は、加熱源として通常のバーナを用いたもの（即ち、従来の回転炉床炉）での問題点を、新たな問題点を生じることなく解消し得るものであるともいえる。
【００２８】
前記酸素含有ガス供給手段としては、ラディアントチューブバーナと垂直投影が重なるようにラディアントチューブバーナの上方および／または下方に設けた酸素含有ガス吹込み口と、該酸素含有ガス吹込み口への酸素含有ガス送給手段とを有してなるものを挙げることができる。この酸素含有ガス供給手段によれば、ラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給することができる。この供給された酸素含有ガスは、ガスカーテンのようになり、ラディアントチューブバーナの外筒の外周面に炉内の還元性ガスが直接接触するのを遮断することができる。従って、ラディアントチューブバーナの外筒（セラミックス系材料よりなる）の炉内還元性ガスによる還元が起り難くなり、このため、外筒の減肉による寿命低下を軽減することができる。
【００２９】
なお、上記ラディアントチューブバーナは、通常、その長手方向が回転炉床炉の炉床（回転炉床）面に平行または略平行（水平または略水平）になるように配置するが、斜めになるように配置してもかまわない。また、上記ラディアントチューブバーナは、通常、その長手方向の先端が回転炉床炉内中央部に向くように配するが、必ずしもその必要性はなく、回転炉床炉内中央部に向いていなくてもよく、回転炉床炉内に向いていればよい。
【００３０】
上記の「ラディアントチューブバーナと垂直投影が重なるようにラディアントチューブバーナの上方および／または下方に設けた酸素含有ガス吹込み口」での「垂直投影が重なる」とは、「ラディアントチューブバーナをその上方（但し回転炉床炉の炉床面に垂直な位置）から投影した像と、酸素含有ガス吹込み口をその上方（但し回転炉床炉の炉床面に垂直な位置）から投影した像とが重なる」ということである。「ラディアントチューブバーナと垂直投影が重なるように設けた酸素含有ガス吹込み口」とは、「上記のようにラディアントチューブバーナの投影像と酸素含有ガス吹込み口の投影像とが重なるように設けた酸素含有ガス吹込み口」のことである。
【００３１】
いわゆるFASTMET プロセスでは、最終ゾーンを除き、炉床からわき出す還元性ガス（主にＣＯ）を燃焼させ熱源として利用しており、そのために二次空気を吹き込んでいる。この二次空気の吹き込み口を前記酸素含有ガス吹込み口として用いることができる。なお、この場合、二次空気の吹き込み口とラディアントチューブバーナの垂直投影が重なるように、ラディアントチューブバーナを二次空気の吹き込み口の上方または下方に設けるか、あるいは、二次空気の吹き込み口をラディアントチューブバーナの上方および／または下方に設ける。
【００３２】
前記酸素含有ガス吹込み口としては、その形状については特には限定されず、種々のものを用いることができ、例えば、スリット形状または水平に並んで配された複数個の孔よりなるものを挙げることができる（第２発明）。また、酸素含有ガス吹込み口がラディアントチューブバーナを囲むように円形状または円弧形状に設けられているものを挙げることができる（第３発明）。この第３発明に係るものによれば、より確実に、ラディアントチューブバーナの外周面全面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給することができ、ひいては、ラディアントチューブバーナの外筒（セラミックス系材料よりなる）の炉内還元性ガスによる還元が起り難くなり、外筒の減肉による寿命低下を軽減することができる。
【００３３】
第１発明に係る回転炉床炉では、ラディアントチューブバーナは、その長手方向の先端が回転炉床炉内に向くように配するが、ラディアントチューブバーナは回転炉床炉の側壁面に沿うように配置することもできる。このようにラディアントチューブバーナを回転炉床炉の側壁面に沿うように配置した場合、このラディアントチューブバーナの上方から該ラディアントチューブバーナに向けて酸素含有ガスを吹き込み、ラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うようにする。そうすると、この供給された酸素含有ガスは、ガスカーテンのようになり、ラディアントチューブバーナの外周面に炉内の還元性ガスが直接接触するのを遮断することができる。
【００３４】
第５発明に係る回転炉床炉は、前述のように、金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記ラディアントチューブバーナの外筒に複数個の貫通孔があることを特徴とするものである。 
【００３５】
このようにラディアントチューブバーナの外筒に複数個の貫通孔があるので、これら貫通孔によりバーナ排ガス（酸化性ガス）がラディアントチューブバーナの外筒の外表面にしみ出てきて該外筒の外周面を炉内還元性ガスから保護することができる。即ち、通常、ラディアントチューブバーナでは、バーナ排ガスはチューブ内だけを通じて炉外に排出され、全量が燃焼空気と熱交換する構造になっているが、第５発明に係る回転炉床炉のようにラディアントチューブバーナの外筒に複数個の貫通孔があると、これら貫通孔を通じてバーナ排ガスがラディアントチューブバーナの外筒内から外筒の外表面にしみ出てくる。このとき、バーナは最高温度を得るために完全燃焼よりも若干空気過剰条件で燃焼させるため、バーナ排ガスは酸化性のガスになる。従って、ラディアントチューブバーナの外筒の外表面にしみ出てきたバーナ排ガス（酸化性ガス）によって、該外筒の外周面近傍の雰囲気を酸化性雰囲気に保つことができ、該外筒の外周面を炉内還元性ガスから保護することができる。つまり、ラディアントチューブバーナの外筒外周面と炉内還元性ガスとが直接接触しなくなる。それ故に、ラディアントチューブバーナの外筒（セラミックス系材料よりなる）の炉内還元性ガスによる還元が起り難くなり、ひいては、かかる還元に起因しての減肉が起り難くなる。従って、第５発明に係る回転炉床炉によれば、ラディアントチューブバーナの外筒（セラミックス系材料よりなる）の減肉による寿命低下を軽減することができる。
【００３６】
前述のように、第１発明に係る回転炉床炉は、加熱源に通常のバーナを用いたもの（即ち、従来の回転炉床炉）での問題点を、新たな問題点を生じることなく解消し得るものである。本質的には、これと同様の理由により、これと同様に、第５発明に係る回転炉床炉は、加熱源として通常のバーナを用いたもの（即ち、従来の回転炉床炉）での問題点を、新たな問題点を生じることなく解消し得るものであるともいえる。
【００３７】
第１発明に係る回転炉床炉では、ラディアントチューブバーナはその長手方向が回転炉床炉の炉床面に垂直または略垂直になるように配置することはできない。第５発明に係る回転炉床炉では、ラディアントチューブバーナの配置形態は特には限定されず、種々の配置形態を採用することができ、例えば、その長手方向が回転炉床炉の炉床面に平行または略平行になるように配置してもよいし、回転炉床炉の炉床面に垂直または略垂直（外周壁面に平行または略平行）になるように配置してもよい。
【００３８】
第５発明に係る回転炉床炉では、前述のように、ラディアントチューブバーナの外筒に複数個の貫通孔がある。この貫通孔は外筒の全面にわたって設けられていることが望ましい。より確実に、外筒の外周面全体を炉内還元性ガスから保護することができるからである。貫通孔の数や大きさについては、特には限定されず、外筒の外周面を炉内還元性ガスから保護することができるようになっていればよい。このような貫通孔の数や大きさに関して、貫通孔の数は、その大きさや、その配置位置、ラディアントチューブバーナの排ガス（酸化性ガス）の量等に応じて適宜定めればよく、貫通孔の大きさは、その数や、その配置位置、ラディアントチューブバーナ排ガスの量等に応じて適宜定めればよい。
【００３９】
このような複数個の貫通孔を有するラディアントチューブバーナの外筒としては、機械加工で外筒に複数個の貫通孔を設けたものを用いることができる他、外筒が多孔質材料よりなるものを用いることができる（第６発明）。
【００４０】
本発明において、ラディアントチューブバーナの外筒はセラミックス系材料よりなる。このセラミックス系材料としては、特には限定されず、種々のセラミックス系材料を用いることができ、例えば、ＳｉＣを用いることができる（第７発明）。
【００４１】
本発明において、酸素含有ガスとは、酸素を含有するガスのことである。この酸素含有ガスとしては、その種類や酸素の含有量は特には限定されず、爆発限界を超えるものとならない限り用いることができ、例えば空気を用いることができる。この酸素含有ガスは酸化性が高い方がよく、この点から酸素の含有量は１％以上であることが望ましく、更に望ましくは１０％以上、より望ましくは２１％以上である。母ガス（ベースのガス）としては、通常、窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いる。酸素含有ガスとしては、通常、空気を用いる。
【００４２】
〔本発明の実施例および比較例〕
本発明の実施例および比較例を以下説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４３】
（実施例１）
実施例１に係る回転炉床炉の概要を図１（側断面図）に示す。この回転炉床炉は第１発明に係る回転炉床炉の一例に該当するものである。この回転炉床炉は、金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉であって、その上部に炉内加熱手段として外筒がＳｉＣよりなるラディアントチューブバーナが設けられ、このラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段が設けられている。この酸素含有ガス供給手段は、前記ラディアントチューブバーナと垂直投影が重なるように前記ラディアントチューブバーナの下方に設けた酸素含有ガス吹込み口と、該酸素含有ガス吹込み口への酸素含有ガス送給手段（図示していない）とを有してなる。この酸素含有ガス吹込み口としては、二次空気の吹き込み口を用いている。上記ラディアントチューブバーナとしては、図６に示すシングルエンドタイプのラディアントチューブバーナを用いた。図１においてバーナはラディアントチューブバーナを示すものである（以降の図２〜５においても同様で、バーナはラディアントチューブバーナを示すものである）。
【００４４】
粉状の鉄鉱石と粉状の石炭やコークス等の炭材とを混合してペレットとなす。ラディアントチューブバーナ（外筒がＳｉＣよりなる）により、回転炉床炉内を高温（1400℃）に加熱すると共に、酸素含有ガス供給手段により、上記ラディアントチューブバーナの外周面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給する。
【００４５】
上記ペレットを回転炉床炉の炉床上に装入し、炉床（回転炉床）を回転させ、上記ペレットを加熱することにより、ペレット中の鉄鉱石中の酸化鉄を還元して固体状金属鉄（還元鉄）となし、還元鉄排出部から炉外へ排出する。
【００４６】
かかる還元鉄製造を断続的に繰り返して行う。外筒を構成するＳｉＣの還元による減肉は、軽微であり、後述の比較例１の場合に比較して極めて小さい。
【００４７】
（比較例１）
比較例１に係る回転炉床炉は、ラディアントチューブバーナの外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段が設けられておらず、この点を除き、実施例１に係る回転炉床炉と同様の回転炉床炉である。即ち、金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉であって、その上部に炉内加熱手段として外筒がＳｉＣよりなるラディアントチューブバーナが設けられたものであり、このラディアントチューブバーナ外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段は設けられていない。
【００４８】
粉状の鉄鉱石と粉状の石炭やコークス等の炭材とを混合してペレットとなす。ラディアントチューブバーナ（外筒がＳｉＣよりなる）により、回転炉床炉内を高温（1400℃）に加熱する。そして、上記ペレットを回転炉床炉の炉床上に装入し、炉床（回転炉床）を回転させ、上記ペレットを加熱することにより、ペレット中の鉄鉱石中の酸化鉄を還元して固体状金属鉄（還元鉄）となし、還元鉄排出部から炉外へ排出する。
【００４９】
かかる還元鉄製造を繰り返して行う。外筒を構成するＳｉＣの還元による減肉は、前述の実施例１の場合に比較して極めて大きい。
【００５０】
（比較例２）
比較例２に係る回転炉床炉は、ラディアントチューブバーナが設けられておらず、加熱源として通常のバーナ（直火型バーナ）が設けられており、この点を除き、比較例１に係る回転炉床炉と同様の回転炉床炉である。つまり、従来型の回転炉床炉である。
【００５１】
上記の通常のバーナ（直火型バーナ）により、回転炉床炉内を高温（1400℃）に加熱する。この点を除き、比較例１の場合と同様の方法により、還元鉄製造を行う。この場合、実施例１の場合に比較し、熱回収効率および燃焼率が低く、また、ガス流量が増加する。ガス流量の増加を抑制するには、炉内断面積を大きくする必要がある。
【００５２】
（実施例２）
実施例２に係る回転炉床炉の概要を図２（側面図）に示す。この回転炉床炉は第２発明に係る回転炉床炉の一例に該当するものである。この回転炉床炉では、酸素含有ガス吹込み口は水平に並んで配された複数個の孔よりなる。この点を除き、実施例１に係る回転炉床炉と同様のものである。実施例２に係る回転炉床炉で実施例１の場合と同様の方法により還元鉄製造を行うと、実施例１の場合と同様の結果が得られる。
【００５３】
（実施例３）
実施例３に係る回転炉床炉の概要を図３（側面図）に示す。この回転炉床炉は第２発明に係る回転炉床炉の一例に該当するものである。この回転炉床炉は、酸素含有ガス吹込み口はスリット形状の孔よりなる。この点を除き、実施例１に係る回転炉床炉と同様のものである。実施例３に係る回転炉床炉で実施例１の場合と同様の方法により還元鉄製造を行うと、実施例１の場合と同様の結果が得られる。
【００５４】
（実施例４）
実施例４に係る回転炉床炉の酸素含有ガス吹込み口部を図４（模式図）に示す。この回転炉床炉は、第３発明に係る回転炉床炉の一例に該当するものである。この回転炉床炉では、酸素含有ガス吹込み口がラディアントチューブバーナを囲むように円形状に設けられている。この点を除き、実施例１に係る回転炉床炉と同様のものである。実施例４に係る回転炉床炉で実施例１の場合と同様の方法により還元鉄製造を行うと、実施例１の場合と同様もしくはそれ以上の結果が得られる。即ち、実施例４に係る回転炉床炉では、ラディアントチューブバーナの外周面に同心円状に酸素含有ガス（二次空気）を吹き込むので、実施例１の場合よりも確実にラディアントチューブバーナの外筒外周面全面を酸素含有ガスで覆うように該外周面に酸素含有ガスを供給することができ、ひいては、ラディアントチューブバーナの外筒（ＳｉＣ）の炉内還元性ガスによる還元が起り難くなり、外筒の減肉が生じ難くなる。
【００５５】
（実施例５）
実施例５に係る回転炉床炉の概要を図５（模式図）に示す。この回転炉床炉は、第４発明に係る回転炉床炉の一例に該当するものである。この回転炉床炉では、ラディアントチューブバーナが回転炉床炉の側壁面に沿うように配されている。なお、酸素含有ガス（二次空気）はエアカーテン状に上から吹き込むようにする。この点を除き、実施例１に係る回転炉床炉と同様のものである。実施例５に係る回転炉床炉で実施例１の場合と同様の方法により還元鉄製造を行うと、実施例１の場合と同様の結果が得られる。
【００５６】
（実施例６）
実施例６に係る回転炉床炉に用いたラディアントチューブバーナの概要を、図７（模式図）に示す。この回転炉床炉は、第５発明に係る回転炉床炉の一例に該当する。この回転炉床炉に用いたラディアントチューブバーナは外筒に複数個の貫通孔がある。このラディアントチューブバーナは、図６に示すシングルタイプのラディアントチューブバーナの外筒に複数個の貫通孔を設けてなるものである。実施例１のようなラディアントチューブバーナ外から該バーナの外周面に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段は設けられていない。この点を除き、実施例６に係る回転炉床炉は実施例１に係る回転炉床炉と同様のものである。実施例６に係る回転炉床炉で実施例１の場合と同様の方法により還元鉄製造を行うと、実施例１の場合と同様もしくはそれ以上の結果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る回転炉床炉は、金属酸化物を加熱し、還元して還元金属を製造する還元金属製造用の回転炉床炉において、その上部に炉内加熱手段として外筒がセラミックス系材料よりなるラディアントチューブバーナを設けた回転炉床炉であって、前記外筒の減肉による寿命低下を軽減することができるという効果を奏するので、還元金属製造用の回転炉床炉として好適に用いることができ、ラディアントチューブバーナの外筒（セラミックス系材料よりなる）の耐久性の向上がはかれて有用である。
【００５８】
本発明に係る回転炉床炉は、加熱源として通常のバーナを用いたもの（即ち、従来の回転炉床炉）での問題点（即ち、(1) 熱回収効率の低下、(2) 燃焼率の低下、(3) 炉内断面積を大にする必要性）を、新たな問題点を生じることなく解消し得るものであるともいえるので、還元金属製造用の回転炉床炉として好適に用いることができ、熱回収効率および燃焼率の向上がはかれると共に炉内断面積の減少がはかれて有用であるともいえる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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