(57)【要約】【課題】回転炉床の径方向において局所的に還元用原料の分布に差が生じることなく、回転炉床に対して還元用原料を均一に装入することが可能な回転炉床炉の原料装入装置を提供する。【解決手段】回転炉床炉の原料装入装置であって、回転炉床３の回転方向Ｒに対して交差する方向に還元用原料Ｍを搬送する搬送機１１と、搬送機１１によって搬送された還元用原料Ｍを切り分けて搬送機１１の側面側に案内するスクレーパ２０と、を備え、スクレーパ２０は、還元用原料Ｍを回転炉床３の回転方向Ｒ上流側に向けて案内する上流側スクレーパ２１と、還元用原料Ｍを回転炉床３の回転方向Ｒ下流側に向けて案内する下流側スクレーパ２６と、を有し、上流側スクレーパ２１及び下流側スクレーパ２６の少なくとも一方には、装入された還元用原料Ｍの回転炉床３の径方向位置を調整する装入位置調整手段が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する回転炉床の上に金属酸化物を含む還元用原料を装入し、この還元用原料を加熱して還元処理することにより還元金属を製造する回転炉床炉の原料装入装置であって、
前記回転炉床の回転方向に対して交差する方向に前記還元用原料を搬送する搬送機と、前記搬送機によって搬送された前記還元用原料を切り分けて前記搬送機の側面側に案内するスクレーパと、を備え、
前記スクレーパは、前記還元用原料を前記回転炉床の回転方向上流側に向けて案内する上流側スクレーパと、前記還元用原料を前記回転炉床の回転方向下流側に向けて案内する下流側スクレーパと、を有し、前記回転炉床の回転方向上流側及び回転方向下流側に向けて前記還元用原料を装入する構成とされており、
前記上流側スクレーパ及び前記下流側スクレーパの少なくとも一方には、装入された前記還元用原料の前記回転炉床の径方向位置を調整する装入位置調整手段が設けられていることを特徴とする回転炉床炉の原料装入装置。
【請求項２】
前記上流側スクレーパの設置数と前記下流側スクレーパの設置数とが異なっていることを特徴とする請求項１に記載の回転炉床炉の原料装入装置。
【請求項３】
前記装入位置調整手段を備えた前記スクレーパは、前記還元用原料を切り分けるスクレーパ本体と、切り分けられた前記還元用原料の装入位置を案内するガイド部と、を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転炉床炉の原料装入装置。
【請求項４】
回転する回転炉床の上に金属酸化物を含む還元用原料を装入し、この還元用原料を加熱して還元処理することにより還元金属を製造する回転炉床炉における原料装入方法であって、
前記回転炉床の回転方向に対して交差する方向に前記還元用原料を搬送し、前記回転炉床の回転方向上流側及び回転方向下流側に向けて前記還元用原料を装入する構成とされており、
前記回転炉床の回転方向上流側に装入された前記還元用原料の前記回転炉床の径方向位置と、前記炉床の回転方向下流側に装入された前記還元用原料の前記炉床の径方向位置と、が異なるように、前記還元用原料の装入位置を調整することを特徴とする回転炉床炉における原料装入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する回転炉床の上に金属酸化物を含む還元用原料を装入し、この還元用原料を加熱して還元処理することにより還元金属を得る回転炉床炉の原料装入装置、及び、回転炉床炉における原料装入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所の各工場において発生する製鉄ダストには、酸化鉄等の金属酸化物が含まれている。そこで、上述の製鉄ダストを回収し、これを押出機等で成形することにより還元用原料とし、この還元用原料を加熱して還元処理することによって、還元鉄等の有価金属を得ることが可能である。
ここで、上述の還元処理を行う設備として、例えば特許文献１−３に開示された回転炉床炉（ＲＨＦ：Ｒｏｔａｒｙ  Ｈｅａｒｔｈ  Ｆｕｒｎａｃｅ）が用いられている。
【０００３】
この回転炉床炉においては、回転するリング状の回転炉床の上に還元用原料を装入し、回転炉床が回転して周方向の一部に設けられた還元炉内を通過する際に、還元用原料が加熱して還元され、還元鉄等の還元金属が得られる。
ここで、回転炉床においては、外周部の面積が内周部よりも広くなることから、還元用原料を内周側と外周側とで均一に装入することが難しく、還元用原料の還元状態にばらつきが生じ、歩留まりが低下するといった問題があった。そこで、例えば特許文献１−３には、回転炉床の内周側と外周側へ均一に還元用原料を装入することを目的として原料装入装置が提供されている。
【０００４】
特許文献１においては、回転炉床の上にテーブルを掛け渡し、このテーブル上に還元鉄用原料を仕分けする仕分け板を配置し、仕分けされた還元用原料が回転炉床の径方向の所定の位置に装入されるように、仕切り板で仕切られた領域にそれぞれ放出溝を形成したものが提案されている。
特許文献２においては、回転炉床の上に載置された装入装置の開口端部を、複数の連続直線又は曲線状に形成したものが提案されている。
【０００５】
特許文献３においては、回転炉床の上に載置されたベルトコンベア上に複数のスクレーパを設け、ベルトコンベア上を搬送される還元用原料を切り分けるとともに装入位置を案内するものが提案されている。なお、特許文献３の図５には、還元用原料を回転炉床の回転方向上流側及び下流側にそれぞれ装入するものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００１−５２０３６４号公報
【特許文献２】特開２００３−１０６７７５号公報
【特許文献３】特開２００５−２７２８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１−３に記載された原料装入装置においては、回転炉床の上に還元用原料が積み重なって装入されてしまい、回転炉床の径方向において局所的に還元用原料の分布に差が生じてしまうおそれがあった。ここで、還元用原料の装入箇所の数を増やすために仕切り板やスクレーパの設置数を増加させた場合には、還元用原料の搬送通路が狭くなり、還元用原料の詰まりが生じてしまうおそれがあった。特に、水分量が１８％以上の還元用原料の場合には、還元用原料の詰まりが生じやすくなるため、還元用原料の装入を安定して実施することができないおそれがあった。
また、還元用原料の水分量等によっては、搬送機による搬送状況等が異なるため、還元用原料の装入位置が安定せず、均一に装入することは困難であった。
【０００８】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、回転炉床の径方向において局所的に還元用原料の分布に差が生じることなく、回転炉床に対して還元用原料を均一に装入することが可能な回転炉床炉の原料装入装置、及び、回転炉床炉における原料装入方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る回転炉床炉の原料装入装置は、回転する回転炉床の上に金属酸化物を含む還元用原料を装入し、この還元用原料を加熱して還元処理することにより還元金属を製造する回転炉床炉の原料装入装置であって、前記回転炉床の回転方向に対して交差する方向に前記還元用原料を搬送する搬送機と、前記搬送機によって搬送された前記還元用原料を切り分けて前記搬送機の側面側に案内するスクレーパと、を備え、前記スクレーパは、前記還元用原料を前記回転炉床の回転方向上流側に向けて案内する上流側スクレーパと、前記還元用原料を前記回転炉床の回転方向下流側に向けて案内する下流側スクレーパと、を有し、前記回転炉床の回転方向上流側及び回転方向下流側に向けて前記還元用原料を装入する構成とされており、前記上流側スクレーパ及び前記下流側スクレーパの少なくとも一方には、装入された前記還元用原料の前記回転炉床の径方向位置を調整する装入位置調整手段が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
この構成の回転炉床炉の原料装入装置によれば、還元用原料を前記炉床の回転方向上流側に向けて案内する上流側スクレーパと、還元用原料を回転炉床の回転方向下流側に向けて案内する下流側スクレーパと、を有し、上流側スクレーパ及び下流側スクレーパの少なくとも一方には、装入された前記還元用原料の回転炉床の径方向位置を調整する装入位置調整手段が設けられているので、上流側スクレーパによって案内された還元用原料の装入位置と下流側スクレーパによって案内された還元用原料の装入位置とが異なるように装入位置を調整することができ、回転炉床の径方向において局所的に還元用原料の分布に差が生じることなく、還元用原料を装入することが可能となる。よって、還元用原料に対して均一に還元反応させることができ、還元金属を歩留り良く製造することが可能となる。
また、水分量等の還元用原料の性状によって、スクレーパによって案内された還元用原料の装入位置がばらつくことがあるが、装入位置調整手段が設けられているので、還元用原料の性状が異なる場合であっても、回転炉床炉の径方向で還元用原料を均一に装入することができる。
【００１１】
ここで、本発明に係る回転炉床炉の原料装入装置においては、前記上流側スクレーパの設置数と前記下流側スクレーパの設置数とが異なっていることが好ましい。
この場合、上流側スクレーパの設置数と下流側スクレーパの設置数とが異なっているので、上流側スクレーパによって案内された還元用原料の装入位置に隣り合う領域に、下流側スクレーパによって案内された還元用原料の装入位置が配置されるように、還元用原料の装入位置を調整することで、回転炉床の径方向において局所的に還元用原料の分布に差が生じることなく、還元用原料を装入することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る回転炉床炉の原料装入装置においては、前記装入位置調整手段を備えた前記スクレーパは、前記還元用原料を切り分けるスクレーパ本体と、切り分けられた前記還元用原料の装入位置を案内するガイド部と、を備えていることが好ましい。
この場合、前記装入位置調整手段を備えた前記スクレーパは、前記還元用原料を切り分けるスクレーパ本体と、切り分けられた前記還元用原料の装入位置を案内するガイド部と、を備えているので、スクレーパ本体によって還元用原料を確実に切り分けることができる。また、ガイド部のみを可動させることができるので、スクレーパにたわみ等が生じることを抑制できる。よって、スクレーパ本体で切り分けられた還元用原料をガイド部によって確実に案内することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る回転炉床炉における原料装入方法は、回転する回転炉床の上に金属酸化物を含む還元用原料を装入し、この還元用原料を加熱して還元処理することにより還元金属を製造する回転炉床炉における原料装入方法であって、前記回転炉床の回転方向に対して交差する方向に前記還元用原料を搬送し、前記回転炉床の回転方向上流側及び回転方向下流側に向けて前記還元用原料を装入する構成とされており、前記回転炉床の回転方向上流側に装入された前記還元用原料の前記回転炉床の径方向位置と、前記炉床の回転方向下流側に装入された前記還元用原料の前記炉床の径方向位置と、が異なるように、前記還元用原料の装入位置を調整することを特徴としている。
【００１４】
この構成の回転炉床炉における原料装入方法によれば、前記回転炉床の回転方向上流側に装入された前記還元用原料の前記回転炉床の径方向位置と、前記回転炉床の回転方向下流側に装入された前記還元用原料の前記回転炉床の径方向位置と、が異なるように、前記還元用原料の装入位置を調整する構成とされているので、回転炉床の径方向において局所的に還元用原料の分布に差が生じることなく、還元用原料を装入することが可能となる。よって、還元用原料に対して均一に還元反応させることができ、還元金属を歩留り良く製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
上述のように、本発明によれば、回転炉床の径方向において局所的に還元用原料の分布に差が生じることなく、回転炉床に対して還元用原料を均一に装入することが可能な回転炉床炉の原料装入装置、及び、回転炉床炉における原料装入方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における回転炉床炉の概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態である回転炉床炉の原料装入装置の概略説明図である。
【図３】本実施形態においてスクレーパを固定するフレームの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の一実施形態である回転炉床炉の原料装入装置、及び、これに用いた回転炉床炉における原料装入方法について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
本実施形態における回転炉床炉１は、図１に示すように、リング状の回転炉床３と、この回転炉床３の周方向の一部に設けられた還元炉５と、を備えており、原料装入装置１０から回転炉床３の上に酸化金属（酸化鉄）を含む還元用原料Ｍが装入され、この回転炉床３の上に装入された還元用原料Ｍが還元炉５内を通過する際に加熱されて還元処理され、還元金属（還元鉄）が製造される。得られた還元金属（還元鉄）は、排出部７を介して外部に排出される。
【００１９】
回転炉床３に装入される還元用原料Ｍとしては、製鉄所の各工場において発生する製鉄ダストを回収し、回収された製鉄ダストを造粒装置９によって粒状に成形したものを用いることができる。なお、回収された製鉄ダストの水分量が多い場合には、成形前に脱水処理を行うことが好ましい。
本実施形態においては、還元用原料Ｍとして、水分量が１８％以上２５％以下の範囲内、嵩密度が１０００ｋｇ／ｍ３以上、平均粒径が１ｍｍ以下のものを用いている。そして、この還元用原料Ｍを質量速度で４ｋｇ／ｓ以上７ｋｇ／ｓ以下の範囲内で回転炉床３に装入するものとした。
【００２０】
そして、本実施形態である原料装入装置１０は、図２に示すように、回転炉床３の回転方向Ｒに対して交差する方向に還元用原料Ｍを搬送する搬送機１１と、搬送機１１によって搬送された原料を切り分けて搬送機１１の側面側に案内するスクレーパ２０と、を備えている。
【００２１】
本実施形態において、搬送機１１はベルトコンベアで構成されており、このベルトコンベアの搬送方向Ｆ（延在方向）が回転炉床３の回転方向Ｒに対して直交するように配置されている。
そして、本実施形態では、この搬送機１１の両側面から還元用原料Ｍを装入し、回転炉床３の回転方向Ｒの上流側及び下流側に向けて還元用原料Ｍを装入するように構成されている。
【００２２】
スクレーパ２０は、ベルトコンベア上を搬送されてきた還元用原料Ｍを回転炉床３の回転方向Ｒ上流側に向けて案内する上流側スクレーパ２１と、還元用原料Ｍを回転炉床３の回転方向Ｒ下流側に向けて案内する下流側スクレーパ２６と、を有している。
そして、上流側スクレーパ２１及び下流側スクレーパ２６の少なくとも一方に、装入された還元用原料Ｍの回転炉床３の径方向位置を調整する装入位置調整手段が設けられている。本実施形態においては、図２に示すように、下流側スクレーパ２６に装入位置調整手段が設けられている。
【００２３】
ここで、本実施形態においては、上流側スクレーパ２１の設置数と下流側スクレーパ２６の設置数とが異なるように設定されている。具体的には、上流側スクレーパ２１の設置数が、下流側スクレーパ２６の設置数よりも１つ多く設定されている。これにより、上流側スクレーパ２１によって案内された還元用原料Ｍの装入位置の間に、下流側スクレーパ２６によって案内された還元用原料Ｍの装入位置が配置されるように、還元用原料Ｍの装入位置を調整することが可能となる。なお、図２に示す原料装入装置１０においては、上流側スクレーパ２１が４つ、下流側スクレーパ２６が３つ、それぞれ設置されている。
【００２４】
また、本実施形態においては、下流側スクレーパ２６のうちの２つは、図２に示すように、還元用原料Ｍを切り分けるスクレーパ本体２７と、切り分けられた還元用原料Ｍの装入位置を案内するガイド部２８と、を備えている。ここで、スクレーパ本体２７は固定されており、ガイド部２８が、図２に示すように、その設置角度が調整できるように構成されている。
なお、本実施形態においては、上流側スクレーパ２１、下流側スクレーパ２６（スクレーパ本体２７及びガイド部２８）は、厚さが１ｍｍ以上６ｍｍ以下の板材で構成されている。
【００２５】
これら上流側スクレーパ２１及び下流側スクレーパ２６は、図３に示すように、搬送機１１の上部に設けられたフレーム１５から吊り下げられるように設置されており、その下端と搬送機１１（ベルトコンベア）の搬送面にとの間にわずかなクリアランスを有するように配置されている。
ここで、下流側スクレーパ２６のガイド部２８は、図３に示すように、その一端がフレーム１５に固定されるとともに、他端が移動部材２９に固定されており、移動部材２９に沿って他端側を移動させることで、還元用原料Ｍの装入位置が調整されるように構成されている。
【００２６】
本実施形態である原料装入装置１０においては、搬送機１１のベルトコンベアで搬送された還元用原料Ｍが、上流側スクレーパ２１及び下流側スクレーパ２６によって案内され、還元用原料Ｍが搬送機１１の両側面側（回転炉床３の回転方向Ｒ上流側及び回転方向Ｒ下流側）から、回転炉床３の上へと装入される。
このとき、装入位置調整手段が設けられた下流側スクレーパ２６により、回転炉床３の回転方向Ｒ上流側に装入された還元用原料Ｍの回転炉床３における径方向位置と、回転炉床３の回転方向Ｒ下流側に装入された還元用原料Ｍの回転炉床３における径方向位置と、が異なるように、還元用原料Ｍの装入位置を調整する。
【００２７】
以上のような構成とされた本実施形態である回転炉床炉１の原料装入装置１０、及び、回転炉床炉１における原料装入方法によれば、還元用原料Ｍを回転炉床３の回転方向Ｒ上流側に向けて案内する上流側スクレーパ２１と、還元用原料Ｍを回転炉床３の回転方向Ｒ下流側に向けて案内する下流側スクレーパ２６と、を有し、下流側スクレーパ２６に、装入された還元用原料Ｍの回転炉床３の径方向位置を調整する装入位置調整手段が設けられているので、上流側スクレーパ２１によって案内された還元用原料Ｍの装入位置と下流側スクレーパ２６によって案内された還元用原料Ｍの装入位置とが異なるように、下流側スクレーパ２６を調整することができ、回転炉床３の径方向において局所的に還元用原料Ｍの分布に差が生じることなく、還元用原料Ｍを装入することが可能となる。これにより、還元用原料Ｍに対して均一に還元反応させることができ、還元金属（還元鉄）を歩留り良く製造することが可能となる。
また、水分量等の還元用原料Ｍの性状によって、スクレーパ２０によって案内された還元用原料Ｍの装入位置が異なることがあるが、上述のように装入位置調整手段が設けられているので、還元用原料Ｍの性状が異なる場合であっても、還元用原料Ｍを回転炉床３の径方向で均一に装入することができる。
【００２８】
また、本実施形態においては、上流側スクレーパ２１の設置数と下流側スクレーパ２６の設置数とが異なっており、上流側スクレーパ２１の設置数が下流側スクレーパ２６の設置数よりも１つ多く設定されているので、上流側スクレーパ２１によって案内された還元用原料Ｍの装入位置の間に、下流側スクレーパ２６によって案内された還元用原料Ｍの装入位置が配置されるように、還元用原料Ｍの装入位置を調整することで、還元用原料Ｍが積み重なるように装入されず、回転炉床３の径方向において局所的に還元用原料Ｍの分布に差が生じることなく、還元用原料Ｍを装入することが可能となる。
【００２９】
さらに、本実施形態においては、装入位置調整手段を備えた下流側スクレーパ２６が、還元用原料Ｍを切り分けるスクレーパ本体２７と、切り分けられた還元用原料Ｍの装入位置を案内するガイド部２８と、を備えているので、スクレーパ本体２７によって還元用原料Ｍを確実に切り分けることができる。また、ガイド部２８のみを可動させることができるので、下流側スクレーパ２６にたわみ等が生じることを抑制できる。よって、スクレーパ本体２７で切り分けられた還元用原料Ｍをガイド部２８によって確実に案内することが可能となる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態である回転炉床炉の原料装入装置、及び、回転炉床炉における原料装入方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態においては、搬送機がベルトコンベアで構成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、その他の搬送手段によって構成されたものであってもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、スクレーパ本体とガイド部とを備えたものとして説明したが、これに限定されることはなく、スクレーパ自体の角度を調整するように構成したものであってもよい。
さらに、スクレーパの設置数は、本実施形態に限定されることはなく、設備の大きさ等に応じて適宜設定することが好ましい。
【００３２】
また、還元用原料として、水分量が１８％以上２５％以下の範囲内、嵩密度が１０００ｋｇ／ｍ３以上、平均粒径が１ｍｍ以下のものを用いるものとして説明したが、これに限定されることはなく、還元用原料の性状に特に限定はない。ただし、水分量の多いものは、安定して装入することが困難であるため、本発明の回転炉床炉の原料装入装置を用いることが好ましい。
さらに、還元用原料Ｍを質量速度で４ｋｇ／ｓ以上７ｋｇ／ｓ以下の範囲内で回転炉床に装入するものとして説明したが、還元用原料の装入速度に特に限定はない。
【実施例】
【００３３】
以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。
本発明例として、図２に示す本実施形態である原料装入装置を用いて原料の装入を実施した。このとき、搬送機のベルトコンベアのベルト長さを１５６００ｍｍ、ベルト幅を１０５０ｍｍとした。
従来例として、図２に示す原料装入装置において、固定した上流側スクレーパ及び下流側スクレーパをそれぞれ４つ設けた。
【００３４】
装入する還元用原料として、酸化鉄を含む製鉄ダストを成形し、嵩密度が１６００ｋｇ／ｍ３、体積平均粒径が１ｍｍ以下、水分を２２％含有するものとした。この成形した原料を、質量速度４．８ｋｇ／ｓで搬送した。
そして、回転炉床炉を用いて還元鉄を製造し、製造歩留りを比較した。
【００３５】
本発明例においては、比較例に比べて歩留りが６％改善された。本発明例によれば、回転炉床に還元用原料を均一に装入でき、還元用原料の還元を安定して実施できることが確認された。
【符号の説明】
【００３６】
１  回転炉床炉
３  回転炉床
１０  原料装入装置
１１  搬送機
２０  スクレーパ
２１  上流側スクレーパ
２６  下流側スクレーパ
２７  スクレーパ本体
２８  ガイド部
【図１】
2018084361.tif 000003
【図２】
2018084361.tif 000004
【図３】
2018084361.tif 000005