(57)【要約】水平方向に沿って走行移動可能な格子状のグレート１１１と、グレート１１１の下方を覆うように配設された風箱１１２と、風箱１１２に連結されて風箱１１２内に燃焼用ガス１を送給する送給ノズル１１３及び送給ブロア１１４とを備えている部分還元炉１００において、グレート１１１と送給ノズル１１３との間を仕切るように風箱１１２内に水平方向に沿って配設されて送給ノズル１１３からの燃焼用ガス１に圧力損失を付与するルーバ１１６Ａ，１１６Ｂ等を備えている。
2011158337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に沿って走行移動可能な格子状のグレートと、
前記グレートの下方を覆うように配設された風箱と、
前記風箱に連結されて当該風箱内に燃焼用ガスを送給する燃焼用ガス送給手段と
を備えている部分還元炉において、
前記グレートと前記燃焼用ガス送給手段との間を仕切るように前記風箱内に水平方向に沿って配設され、当該燃焼用ガス送給手段からの前記燃焼用ガスに圧力損失を付与する圧力損失付与手段を備えている
ことを特徴とする部分還元炉。
【請求項２】
請求項１に記載の部分還元炉において、
前記圧力損失付与手段が、前記グレートの走行移動方向に沿って長手方向を向けるように配向され、前記風箱の幅方向にわたって所定の間隔で複数配設された板状のルーバを備えている
ことを特徴とする部分還元炉。
【請求項３】
請求項２に記載の部分還元炉において、
前記ルーバと水平面との間の角度を３０〜６０°とするように、当該ルーバが傾斜配向されている
ことを特徴とする部分還元炉。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の部分還元炉において、
前記圧力損失付与手段が、前記グレートと前記ルーバとの間に配設され、当該グレートの格子のサイズ以上のサイズを有する孔を複数有する多孔板を備えている
ことを特徴とする部分還元炉。
【請求項５】
請求項４に記載の部分還元炉において、
前記圧力損失付与手段が、前記多孔板を上下方向にわたって所定の間隔で複数備えていると共に、
上下方向に隣り合う前記多孔板の前記孔を上下方向で同じ位置に位置させないように、当該多孔板が当該孔をそれぞれ有している
ことを特徴とする部分還元炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料酸化鉄等を含む生ペレットを燃焼加熱して部分還元させることにより、銑鉄の原料となるペレットを製造する部分還元炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
原料酸化鉄を主原料として炭材や石灰系材料等の副原料等を含む生ペレットを燃焼加熱して原料酸化鉄を部分還元させる手段としては、水平方向に沿って走行移動可能な格子状のグレートと、グレートの下方を覆うように配設された風箱と、風箱に連結されて風箱内を吸引する吸引ブロアとを備えた従来の焼結機を利用して、走行移動する上記グレートの上面に上記生ペレットを供給して、当該グレート上に載せられた当該生ペレットの上方から着火すると共に、上記吸引ブロアを作動して当該グレート上の当該生ペレットに上から下へ向って空気等の燃焼用ガスを流通させることにより、当該グレート上の当該生ペレットを上方から下方に向って順次燃焼加熱して、原料酸化鉄を部分還元させるようにした部分還元炉がある。【０００３】
このような従来のいわゆる「下向き通風型」の部分還元炉においては、以下のような問題があった。【０００４】
（１）上記ペレットは、上記グレートの上方から下方に向って順に部分還元されて溶融スラグを生じて収縮することから、収縮が始まる充填層の上部で上記グレートの側壁との間に隙間を生じたり、表面の溶融スラグにより上記グレートの側壁にくっついてしまい、その下方に位置するものが収縮したときに、その下方に位置するものとの間に空間を生じて、いわゆる「棚釣り」を起こしてしまうことがある。このような棚釣りや隙間が発生してしまうと、上記空間がガス流路となって、当該空間に燃焼用ガスが高速で流通するようになるため、当該空間を形成している上記ペレットが高温となって過溶融を生じやすくなってしまう。他方、上記空間以外の部分を流通する燃焼用ガスは、流速が遅くなるため、上記空間に隣接している上記生ペレット以外の他の上記生ペレットが必要十分な温度に加熱されなくなり、十分に還元されなくなってしまう。【０００５】
（２）前記生ペレット間を流通した燃焼用ガスは、非常に高温となって前記グレートを通過するため、当該グレートを熱変形させてしまう場合がある。このため、水冷式のグレートを適用したり、グレート上に床敷き用原料を使用したりする必要を生じてしまい、コスト上昇の一因となってしまっている。【０００６】
そこで、例えば、下記特許文献１等においては、水平方向に沿って走行移動可能な格子状のグレートと、グレートの下方を覆うように配設された風箱と、風箱に連結されて風箱内に空気等の燃焼用ガスを送給する送給ブロアとを備え、走行移動する上記グレートの上面に石炭塊等の着火剤を載せて着火した後に上記生ペレットを供給して、上記送給ブロアを作動して上記風箱内から当該グレート上の当該生ペレットに下から上へ向って上記燃焼用ガスを流通させることにより、当該グレート上の当該生ペレットを下方から上方に向って順次燃焼させて、原料酸化鉄を部分還元させると共に焼結させたペレットを当該グレートの下方から上方に向って順次製造できるようにした部分還元炉を提案している。【０００７】
このような下記特許文献１等に記載されている従来のいわゆる「上向き通風型」の部分還元炉においては、前記グレート上の前記生ペレットを下方から上方に向って順次燃焼加熱して部分還元させることから、当該燃焼加熱の際に上記グレートの側壁にくっついてしまっても、その上方に位置する生ペレットの重量により、当該側壁からはがれて崩れてしまい、いわゆる「棚釣り」が起こってしまうことを抑制でき、当該棚釣りに伴う前記空間によるガス流路の形成を抑制することができる。【０００８】
また、前記燃焼用ガスが前記グレートを通過してから前記着火剤で加熱されて前記生ペレット間を流通していくため、当該グレートは、常に風冷されるようになり、熱変形を抑制されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−０９７５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１等に記載されている従来の上向き通風型の部分還元炉においては、前記風箱内に送給された前記燃焼用ガスが当該風箱内で当該グレートの幅方向にムラを生じやすく、前記生ペレットが当該グレートの幅方向に温度ムラを生じてしまうおそれがあった。このため、前記送給ブロアを前記風箱の幅方向両側にそれぞれ接続して当該グレートの幅方向両側から送風することにより、当該グレートの幅方向の上記燃焼用ガスのムラを抑制することが考えられるが、燃焼用ガスの送給手段を二倍設けなければならず、コスト上昇を招いてしまう。【００１１】
このようなことから、本発明は、グレートの幅方向に温度ムラを生じさせることなく加熱することが低コストでできる上向き通風型の部分還元炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る部分還元炉は、水平方向に沿って走行移動可能な格子状のグレートと、前記グレートの下方を覆うように配設された風箱と、前記風箱に連結されて当該風箱内に燃焼用ガスを送給する燃焼用ガス送給手段とを備えている部分還元炉において、前記グレートと前記燃焼用ガス送給手段との間を仕切るように前記風箱内に水平方向に沿って配設され、当該燃焼用ガス送給手段からの前記燃焼用ガスに圧力損失を付与する圧力損失付与手段を備えていることを特徴とする。【００１３】
第二番目の発明に係る部分還元炉は、第一番目の発明において、前記圧力損失付与手段が、前記グレートの走行移動方向に沿って長手方向を向けるように配向され、前記風箱の幅方向にわたって所定の間隔で複数配設された板状のルーバを備えていることを特徴とする。【００１４】
第三番目の発明に係る部分還元炉は、第二番目の発明において、前記ルーバと水平面との間の角度を３０〜６０°とするように、当該ルーバが傾斜配向されていることを特徴とする。【００１５】
第四番目の発明に係る部分還元炉は、第二番目又は第三番目の発明において、前記圧力損失付与手段が、前記グレートと前記ルーバとの間に配設され、当該グレートの格子のサイズ以上のサイズを有する孔を複数有する多孔板を備えていることを特徴とする。【００１６】
第五番目の発明に係る部分還元炉は、第四番目の発明において、前記圧力損失付与手段が、前記多孔板を上下方向にわたって所定の間隔で複数備えていると共に、上下方向に隣り合う前記多孔板の前記孔を上下方向で同じ位置に位置させないように、当該多孔板が当該孔をそれぞれ有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る部分還元炉によれば、グレートと燃焼用ガス送給手段との間を仕切るように風箱内に水平方向に沿って圧力損失付与手段が配設されていることから、燃焼用ガス送給手段からの燃焼用ガスに圧力損失が付与されることにより、風箱内で均一な圧力となるように分散されてから、グレートの格子を通過させることができるので、グレートの幅方向に温度ムラを生じさせることなく加熱することが低コストでできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る部分還元炉の主な実施形態の要部の概略構成図である。
【図２】図１の矢線II部の抽出拡大図である。
【図３】ルーバの傾斜角度θと圧力損失ΔＰとの関係を表すグラフである。
【図４】本発明に係る部分還元炉の効果を確認するために行った確認試験の試験結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る部分還元炉の実施形態を図面に基づいて以下に説明するが、本発明は以下に説明する実施形態のみに限定されるものではない。
【００２０】
〈主な実施形態〉
本発明に係る部分還元炉の主な実施形態を図１，２に基づいて説明する。
【００２１】
図１に示すように、水平方向（図１中、紙面垂直方向）に沿って走行移動可能な格子状のグレート１１１の下方には、当該グレート１１１の下方を覆う風箱１１２が配設されている。上記グレート１１１と上記風箱１１２との間は、当該グレート１１１の走行移動を可能とするシール手段（図示省略）によってシールされている。
【００２２】
前記風箱１１２の下方側面には、送給ノズル１１３の先端側が連結されている。上記送給ノズル１１３の基端側には、空気等の燃焼用ガス１を送給する送給ブロア１１４の送給口が連結されている。前記風箱１１２の下部には、粉塵排出ダンパ１１５が連結されている。
【００２３】
前記風箱１１２の内部の上下方向中程には、前記グレート１１１の走行移動方向（図１中、紙面垂直方向）に沿って長手方向を向けて配向されて当該風箱１１２の幅方向（図１中、紙面左右方向）にわたって所定の間隔で複数配設された板状のルーバ１１６Ａ，１１６Ｂが当該グレート１１１と前記送給ノズル１１３との間を仕切るように当該風箱１１２内に水平方向（図１中、紙面左右方向）に沿って設けられており、当該ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂは、当該風箱１１２に支持されている。
【００２４】
図１，２に示すように、前記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂは、水平面に対する傾斜方向が、水平方向に隣り合う一方と他方とで互いに異なるように対をなしている。具体的には、一方（図１，２中、紙面左側）のルーバ１１６Ａは、上端側ほど、前記風箱１１２の幅方向一方側（図１，２中、紙面左側）の側面よりも当該幅方向他方側（図１，２中、紙面右側）に位置するように、言い換えれば、下端側ほど、前記風箱１１２の幅方向他方側（図１，２中、紙面右側）の側面よりも当該幅方向一方側（図１，２中、紙面左側）に位置するように、傾斜配向され、他方（図１，２中、紙面右側）のルーバ１１６Ｂは、下端側ほど、前記風箱１１２の幅方向一方側（図１，２中、紙面左側）の側面よりも当該幅方向他方側（図１，２中、紙面右側）に位置するように、言い換えれば、上端側ほど、前記風箱１１２の幅方向他方側（図１，２中、紙面右側）の側面よりも当該幅方向一方側（図１，２中、紙面左側）に位置するように、傾斜配向されている。
【００２５】
そして、前記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂは、図２に示すように、水平面Ｈとの間でなす角度θが、３０〜６０°の範囲で傾斜配向するように、前記風箱１１２に支持されている。
【００２６】
つまり、前記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂは、前記グレート１１１の走行方向と直交する平面（図１中、紙面と平行な平面）の断面でみたときに、いわゆる「ハの字」状をなすように対をなして配向されているのである。
【００２７】
図１に示すように、前記風箱１１２内の前記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂと前記グレート１１１との間には、当該グレート１１１の格子のサイズ以上のサイズを有する孔１１８ａを多数形成された多孔板１１８が当該風箱１１２内を上方と下方とに仕切るように当該風箱１１２に上下方向に沿って所定の間隔で複数（本実施形態では２枚）取り付けられており、上下方向に隣り合う前記多孔板１１８は、前記孔１１８ａが上下方向で同じ位置に位置しないように形成されている。
【００２８】
なお、本実施形態においては、前記送給ノズル１１３、前記送給ブロア１１４等により燃焼用ガス送給手段を構成している。
【００２９】
このような本実施形態に係る部分還元炉１００の作動を次に説明する。
【００３０】
前記送給ブロア１１４を作動して燃焼用ガス１を前記送給ノズル１１３から前記風箱１１２内に供給すると共に、前記グレート１１１を水平方向（図１中、紙面垂直方向）に沿って走行移動させながら、石炭塊等の着火剤２を当該グレート１１１上に供給して、当該着火剤２にバーナ等で着火した後、原料酸化鉄を主原料として炭材や石灰系材料等の副原料等を含む生ペレット３を当該グレート１１１上に供給すると、当該生ペレット３が下方から上方に向って順次燃焼加熱することにより、当該生ペレット３に部分還元を生じさせたペレットが当該グレート１１１の下方から上方に向って順次製造される。
【００３１】
このとき、前記送給ノズル１１３から前記風箱１１２内に供給された燃焼用ガス１は、前記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂによって圧力損失を付与されることで、当該風箱１１２の幅方向（図１中、紙面左右方向）で均一な圧力となるように分散されてから、前記多孔板１１８の前記孔１１８ａ内を流通することにより均一な流れに整えられた後に、前記グレート１１１の格子を介して前記着火剤２及び前記生ペレット３の間を下方から上方に向って流通するので、当該生ペレット３が当該グレート１１１の幅方向（図１中、紙面左右方向）にわたって均一な温度で加熱されるようになる。
【００３２】
このため、例えば、前記風箱１１２の幅方向両側に前記送給ノズル１１３や前記送給ブロア１１４等を接続しなくても、前記ペレットの過溶融や不十分な還元を抑制することができる。
【００３３】
したがって、本実施形態に係る部分還元炉１００によれば、グレート１１１の幅方向に温度ムラを生じさせることなく生ペレット３を加熱することが低コストでできる。
【００３４】
また、前記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂと前記グレート１１１との間に、当該グレート１１１の格子のサイズ以上のサイズを有する孔１１８ａを多数形成した多孔板１１８を、上下方向で同じ位置に前記孔１１８ａを位置させないように上下方向に沿って所定の間隔で複数（本実施形態では２枚）設けたので、前記燃焼用ガス１の整流効果を高めることができると共に、前記グレート１１１の走行移動に伴って、当該グレート１１１の格子から前記着火剤２等の粉体４が落下しても、上方に位置する前記多孔板１１８上で受け止めることができると共に、当該多孔板１１８の前記孔１１８ａで目詰まりを生じさせることなく落下させることができ、さらに、上方に位置する前記多孔板１１８の前記孔１１８ａを通過した前記粉体４を、下方に位置する前記多孔板１１８上で受け止めることができると共に、当該多孔板１１８の前記孔１１８ａで目詰まりを生じさせることなく落下させることができるので、前記燃焼用ガス１の整流効果の低下を防止することができる。
【００３５】
また、下方に位置する前記多孔板１１８の前記孔１１８ａを通過した前記粉体４が前記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂ上に落下しても、当該ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂの前記角度θが、３０〜６０°となっている、すなわち、当該粉体４の安息角以上の大きさとなっていることから、当該粉体４を当該ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂ上に堆積させることなく落下させることができるので、前記燃焼用ガス１に偏流を生じさせてしまうことを防止することができる。
【００３６】
そして、前記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂ間を通過して前記風箱１１２の底部に落下した前記粉体４は、前記粉塵排出ダンパ１１５を定期的に作動させることにより、当該風箱１１２の内部から外部へ適宜排出される。このため、上記風箱１１２の底部に前記粉体４が堆積してしまうことを防止することができるので、前記送給ノズル１１３から当該風箱１１２内へ送給された燃焼用ガス１に偏流を生じさせてしまうことを抑制することができる。
【００３７】
なお、前記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂの前記角度θは、３０〜６０°であると好ましい。なぜなら、前記角度θが３０°未満であると、上記ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂ上に落下した前記粉体４が当該ルーバ１１６Ａ，１１６Ｂ上に堆積しやすくなってしまい、前記角度θが６０°を超えると、図３に示すように、前記送給ノズル１１３から前記風箱１１２内に供給された燃焼用ガス１に対して付与する圧力損失ΔＰが小さ過ぎてしまうようになってしまうからである。
【００３８】
ここで、本発明に係る部分還元炉の効果を確認するために試験装置を用いて行った確認試験の結果を図４に示す。確認試験は、縦型の円筒状をなす本体胴の下部に燃焼用ガス供給手段を連結すると共に、当該本体胴の内部に格子状のグレートを取り付け、当該グレートと前記燃焼用ガス供給手段の連結部分との間にルーバ及び多孔板（２枚）を着脱可能に設けられる試験装置を使用して、上記本体胴の内部の上記グレートの上方での燃焼用ガスの流速を当該本体胴の径方向にわたって測定した。
【００３９】
図４からわかるように、上記ルーバ及び上記多孔板を省略した従来例のパターンにおいては、中心側の流速が周壁側の流速よりも小さくなってしまい、グレートの径方向（幅方向）に対して温度ムラを生じやすくなってしまうものの、上記ルーバ及び上記多孔板を取り付けた本発明に係るパターンにおいては、流速が中心側と周壁側との間にわたってほぼ均一となり、グレートの径方向（幅方向）に対して温度ムラを生じにくいことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る部分還元炉は、グレートの幅方向に温度ムラを生じさせることなく加熱することが低コストでできるので、鉄鋼産業において、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  燃焼用ガス
２  着火剤
３  生ペレット
４  粉体
１００  部分還元炉
１１１  グレート
１１２  風箱
１１３  送給ノズル
１１４  送給ブロア
１１５  粉塵排出ダンパ
１１６Ａ，１１６Ｂ  ルーバ
１１８  多孔板
１１８ａ  孔
【図１】
2011158337.tif 000003
【図２】
2011158337.tif 000004
【図３】
2011158337.tif 000005
【図４】
2011158337.tif 000006
【国際調査報告】
2011158337.tif 000007
2011158337.tif 000008
2011158337.tif 000009
2011158337.tif 000010