(57)【要約】  本発明は、粉還元鉄含有還元体の塊成体製造装置、及びこれを備えた鎔鉄製造装置に関するものである。本発明による塊成体製造装置は、粉還元鉄含有還元体を圧縮して塊成体を製造する一対のロール、これから排出される塊成体を案内するガイドシュート、及びガイドシュートに案内される塊成体を破砕する破砕機を含む。塊成体を案内するガイドシュートの案内面は、直線形傾斜面及び曲線形傾斜面を含む。【選択図】図１
2008517162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉還元鉄含有還元体を圧縮して、塊成体を製造する一対のロール、
前記一対のロールから排出される塊成体を案内するガイドシュート、及び
前記ガイドシュートに案内される塊成体を破砕する破砕機
を含む粉還元鉄含有還元体の塊成体製造装置であって、
前記塊成体を案内する前記ガイドシュートの案内面は、直線形傾斜面及び曲線形傾斜面を含む塊成体製造装置。
【請求項２】
前記一対のロールは、固定型ロールと、前記固定型ロールに対向する移動型ロールとを含み、前記案内面の上端部から前記固定型ロールの中心までの距離は、前記固定型ロールの半径と前記塊成体の平均厚さの半の合以上である、請求項１に記載の塊成体製造装置。
【請求項３】
前記案内面の上端部から前記固定型ロールの中心までの距離は、前記固定型ロールの半径と前記塊成体の平均厚さの合以下である、請求項２に記載の塊成体製造装置。
【請求項４】
前記案内面の上端部は、前記移動型ロールより前記固定型ロールにより近く位置する、請求項２に記載の塊成体製造装置。
【請求項５】
前記案内面の上端部は、前記固定型ロールの中心軸の高さ以下、及び前記固定型ロールの最下端の表面の高さ以上に位置する、請求項２に記載の塊成体製造装置。
【請求項６】
前記案内面の上部は直線形傾斜面に形成され、前記案内面の下部は、前記直線形傾斜面と繋がる曲線形傾斜面に形成される、請求項１に記載の塊成体製造装置。
【請求項７】
前記案内面下部の高さに対する前記案内面上部の高さの比は５.０乃至６.０である、請求項６に記載の塊成体製造装置。
【請求項８】
前記直線形傾斜面の角度は、鉛直方向に対して６°乃至８°である、請求項１に記載の塊成体製造装置。
【請求項９】
前記直線形傾斜面の角度は、鉛直方向に対して実質的に７°である、請求項８に記載の塊成体製造装置。
【請求項１０】
前記曲線形傾斜面の曲率半径は１７００ｍｍ乃至１９００ｍｍである、請求項１に記載の塊成体製造装置。
【請求項１１】
前記曲線形傾斜面の曲率半径は実質的に１８００ｍｍである、請求項１０に記載の塊成体製造装置。
【請求項１２】
前記ガイドシュートの底辺の長さに対する前記ガイドシュートの高さの比は１.０乃至２.０である、請求項１に記載の塊成体製造装置。
【請求項１３】
前記各ロールの表面に、前記各ロールの軸方向に沿って連続して凹溝が形成され、前記凹溝に多数の突出部を相互離隔させて形成した、請求項１に記載の塊成体製造装置。
【請求項１４】
前記突出部は切欠（notch）形態であって、前記一対のロールの外周方向に突出した、請求項１３に記載の塊成体製造装置。
【請求項１５】
前記突出部は、その中心に行くほどその厚さが減少する、請求項１４に記載の塊成体製造装置。
【請求項１６】
前記多数の突出部間のピッチは１６ｍｍ乃至４５ｍｍである、請求項１３に記載の塊成体製造装置。
【請求項１７】
前記破砕機は、
前記一対のロールで製造した塊成体を粗破砕する第１破砕機、及び
前記粗破砕された塊成体を再び破砕する第２破砕機
を含む、請求項１に記載の塊成体製造装置。
【請求項１８】
前記第１破砕機は、前記塊成体の平均粒度が０ｍｍより大きく、５０ｍｍ以下になるように粗破砕する、請求項１７に記載の塊成体製造装置。
【請求項１９】
前記第１破砕機は、前記塊成体の平均粒度が０ｍｍより大きく、３０ｍｍ以下になるように粗破砕する、請求項１８に記載の塊成体製造装置。
【請求項２０】
前記第２破砕機で破砕された塊成体は、
０重量％より大きく、３０重量％以下である粒度２５ｍｍ乃至３０ｍｍの塊成体、
５５重量％以上１００重量％未満である粒度５ｍｍ乃至２５ｍｍ未満の塊成体、及び
０重量％より大きく、１５重量％以下である粒度５ｍｍ未満の塊成体
を含む、請求項１７に記載の塊成体製造装置。
【請求項２１】
前記第１破砕機は、
外周に相互離隔した複数の突起が形成され、共に駆動されるように、同軸に並んで配列設置された多数の破砕板、及び
前記多数の破砕板の間に挿入されて前記破砕板間の間隔を調節するスペーサ環
を含み、
前記多数の破砕板の駆動により、前記多数の突起で前記塊成体を粗破砕する、請求項１７に記載の塊成体製造装置。
【請求項２２】
前記第１破砕機は、外周に相互離隔した複数の突起が軸方向に沿って形成された一体型本体（one  body）を含み、前記第１破砕機の駆動により、多数の突起で前記塊成体を粗破砕する、請求項１７に記載の塊成体製造装置。
【請求項２３】
前記破砕された塊成体を臨時貯蔵するダンピング（dumping）貯蔵槽をさらに含み、前記第１破砕機及び前記第２破砕機は、移送シュートを通して前記ダンピング貯蔵槽に連結された、請求項１７に記載の塊成体製造装置。
【請求項２４】
前記第２破砕機は、多数の破砕用ディスクを備えると共に、相互離隔して設置された一対の破砕ロールを含み、前記一対の破砕ロールを相互反対方向に駆動して、前記破砕用ディスクの外周面に形成された多数のブレード（blade）で、前記粗破砕された塊成体を再び破砕する、請求項１７に記載の塊成体製造装置。
【請求項２５】
前記一対の破砕ロールのうちの一つの破砕ロールは固定型ロールであり、他の一つの破砕ロールは移動型ロールであり、前記一対の破砕ロール間の間隔が可変調節される、請求項２４に記載の塊成体製造装置。
【請求項２６】
前記ブレードは、前記破砕ロールの回転方向に向かった第１傾斜面と、前記破砕ロールの回転反対方向に向かった第２傾斜面とを含み、前記第１傾斜面が前記破砕ロールの外周面と成す第１傾斜角は、前記第２傾斜面が前記破砕ロールの外周面と成す第２傾斜角より大きい、請求項２４に記載の塊成体製造装置。
【請求項２７】
前記第１傾斜角及び前記第２傾斜角のうちの一つ以上は８０°乃至９０°である、請求項２６に記載の塊成体製造装置。
【請求項２８】
前記第１傾斜角及び前記第２傾斜角のうちの一つ以上は４０°乃至５０°である、請求項２６に記載の塊成体製造装置。
【請求項２９】
前記一対の破砕ロールは第１破砕ロール及び第２破砕ロールを含み、前記第１破砕ロールの外周面に形成された多数の第１ブレードは、前記第２破砕ロールの外周面に形成された多数の第２ブレードの間に対向する、請求項２４に記載の塊成体製造装置。
【請求項３０】
前記第１ブレード端部から前記第１ブレード端部に対向する前記第２破砕ロールの表面までの距離は１０ｍｍ乃至２０ｍｍである、請求項２９に記載の塊成体製造装置。
【請求項３１】
前記各ブレードの端部は面取り（chamfer）されている、請求項２９に記載の塊成体製造装置。
【請求項３２】
前記第１ブレードの端部に形成された面取り面と、前記第１ブレードに最も近い第２ブレードの端部に形成された面取り面とが相互対向する、請求項３１に記載の塊成体製造装置。
【請求項３３】
前記第１ブレードの上端に形成された面取り面と、前記第１ブレードに最も近い第２ブレードの上端に形成された面取り面との間の距離は１０ｍｍ乃至１５ｍｍである、請求項３２に記載の塊成体製造装置。
【請求項３４】
前記第２破砕機は、相互離隔して設置された一対の破砕ロールを含み、一体型本体を含む前記一対の破砕ロールを相互反対方向に駆動して、前記一対の破砕ロールの外周面に形成された多数のブレードで前記粗破砕された塊成体を再び破砕する、請求項１７に記載の塊成体製造装置。
【請求項３５】
前記一対のロールの下部に位置して、前記塊成体を移送する移送シュートをさらに含み、
前記移送シュートは、その内部に相互連結された多数のリニアシュート（linear  chute）を含み、前記リニアシュートの一端の開口部の大きさは、前記リニアシュートの他端の開口部の大きさより小さい、請求項１に記載の塊成体製造装置。
【請求項３６】
前記多数のリニアシュートは第１リニアシュート及び第２リニアシュートを含み、前記第１リニアシュートの他端の開口部に前記第２リニアシュートの一端の開口部が挿入されて重なった、請求項３５に記載の塊成体製造装置。
【請求項３７】
前記第１リニアシュートの大きさと前記第２リニアシュートの大きさは同一である、請求こう３６に記載の塊成体製造装置。
【請求項３８】
前記粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って、前記第２リニアシュート及び前記第１リニアシュートの順序で反復配列された、請求項３６に記載の塊成体製造装置。
【請求項３９】
前記第２リニアシュートの他端の開口部に、また他の第１リニアシュートの一端の開口部が挿入されて重なった、請求項３８に記載の塊成体製造装置。
【請求項４０】
前記各リニアシュートは、相互対向する一対の側面部と、前記一対の側面部を相互連結する底部とを含む、請求項３５に記載の塊成体製造装置。
【請求項４１】
前記各リニアシュートは一体に形成された、請求項４０に記載の塊成体製造装置。
【請求項４２】
前記リニアシュートの一端の開口部を形成する一対の側面部の一端に、前記粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って低くなる段差部が形成された、請求項４０に記載の塊成体製造装置。
【請求項４３】
前記移送シュートは、前記多数のリニアシュートが収納された多数の外部ケーシング、及び前記各外部ケーシング上に付着された外部カバーを含む、請求項３５に記載の塊成体製造装置。
【請求項４４】
前記リニアシュート上にリニアシュートカバーが付着された、請求項４３に記載の塊成体製造装置。
【請求項４５】
多数の窒素パージ連結具が前記外部カバーに設置され、多数の窒素パージ連結具が、前記リニアシュートカバーに形成された貫通孔を通して前記移送シュートの内部に挿入された、請求項４４に記載の塊成体製造装置。
【請求項４６】
前記多数の窒素パージ連結具は、第１窒素パージ連結具及び第２窒素パージ連結具を含み、前記第１窒素パージ連結具は、前記移送シュートの下側に向かって傾いて設置され、前記第２窒素パージ連結具は、前記移送シュートの上側に向かって傾いて設置される、請求項４５に記載の塊成体製造装置。
【請求項４７】
前記外部カバーと前記リニアシュートカバーとの間に多数の補強チャンネルを固定した、請求項４５に記載の塊成体製造装置。
【請求項４８】
前記補強チャンネルは、前記リニアシュートカバー側へ凹面をなして折り曲げられた、請求項４７に記載の塊成体製造装置。
【請求項４９】
前記外部カバーにはマンホールが付着され、前記マンホールは、前記リニアシュートカバー上に形成された貫通孔に対向する、請求項４４に記載の塊成体製造装置。
【請求項５０】
前記リニアシュートの側面部に、前記粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って一対のブラケットが順に付着された、請求項４３に記載の塊成体製造装置。
【請求項５１】
前記一対のブラケットは第１ブラケット及び第２ブラケットを含み、前記粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って、第１ブラケット及び第２ブラケットの順序で付着された、請求項５０に記載の塊成体製造装置。
【請求項５２】
前記外部ケーシングの内部に多数の固定部が形成され、前記ブラケットは前記固定部に固定される、請求項５１に記載の塊成体製造装置。
【請求項５３】
前記多数の固定部は、第１固定部と、前記第１固定部と離隔した第２固定部とを含み、前記第１ブラケットは前記第１固定部にネジ結合される、請求項５２に記載の塊成体製造装置。
【請求項５４】
前記第２固定部は前記第２ブラケットと離隔固定される、請求項５３に記載の塊成体製造装置。
【請求項５５】
前記外部ケーシング内部に２個のリニアシュートが設置された、請求項４３に記載の塊成体製造装置。
【請求項５６】
前記外部ケーシングと前記リニアシュートとの間に保温材が充填された、請求項４３に記載の塊成体製造装置。
【請求項５７】
前記リニアシュートの一端の開口部の幅と、前記リニアシュートの他端の開口部の幅との差は１０ｃｍ乃至２５ｃｍである、請求項３５に記載の塊成体製造装置。
【請求項５８】
前記リニアシュートの一端の開口部の高さと、前記リニアシュートの他端の開口部の高さとの差は１０ｃｍ乃至２５ｃｍである、請求項３５に記載の塊成体製造装置。
【請求項５９】
前記粉還元鉄含有還元体は焼成副原料をさらに含む、請求項１に記載の塊成体製造装置。
【請求項６０】
請求項１による塊成体製造装置、及び
前記塊成体を装入して溶融する溶融ガス化炉
を含む鎔鉄製造装置。
【請求項６１】
塊炭及び成形炭からなる群より選択された一つ以上の石炭を前記融融ガス化炉に供給する、請求項６０に記載の鎔鉄製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塊成体製造装置及びこれを備えた鎔鉄製造装置に係り、より詳しくは、粉還元鉄（direct  reduced  iron,  DRI）含有還元体の塊成体製造装置、及びこれを備えた鎔鉄製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼産業は、自動車、造船、家電、建設などの産業全体に基礎素材を供給する核心基幹産業であって、人類の発展に伴ってきた最も歴史の古い産業中の一つである。鉄鋼産業の中枢的な役割を担当する製鉄所では、原料として鉄鉱石及び石炭を利用して溶融状態の銑鉄である鎔鉄を製造した後、これから鋼を製造して各需要先に供給している。
現在、全世界の鉄生産量の６０％程度が、１４世紀から開発された高炉法によって生産されている。高炉法は、焼結過程を経た鉄鉱石と有煙炭を原料にして製造したコークスなどを高炉に一緒に入れ、酸素を吹き込んで、鉄鉱石を鉄に還元して鎔鉄を製造する方法である。鎔鉄生産設備の大半を成している高炉法は、その反応特性上、一定の水準以上の強度を保有し、炉内の通気性確保を保証することのできる粒度を保有した原料を要求するので、前述のように、燃料及び還元剤として使用する炭素源には、特定の原料炭を加工処理したコークスに依存し、鉄源には、一連の塊状化工程を経た焼成鉱に主に依存している。そのために、現在の高炉法では、コークスの製造設備及び焼成設備などの原料予備処理設備が必ず伴わなければならないので、高炉以外の付帯設備を構築しなければならない必要があるのみでなく、付帯設備で発生する諸般環境汚染物質に対する環境汚染防止設備の設置必要のため、投資費用が多量消耗し、製造原価が急激に上昇するという問題点がある。
【０００３】
このような高炉法の問題点を解決するために、世界各国の製鉄所では、燃料及び還元剤として一般炭を直接使用し、鉄源としては、全世界鉱石生産量の８０％以上を占める粉鉱を直接使用することにより、鎔鉄を製造する溶融還元製鉄法の開発に多くの努力をしている。
下記特許文献１は、一般炭及び粉鉱を直接使用する鎔鉄製造設備を開示している。この特許文献１に開示された鎔鉄製造装置は、気泡流動層が形成された３段流動還元炉と、これに連結された溶融ガス化炉とからなる。常温の粉鉱及び副原料は、最初の流動還元炉に装入された後、３段の流動還元炉を順に通る。３段の流動還元炉には、溶融ガス化炉から高温還元ガスが供給されるので、常温の粉鉱及び副原料が高温還元ガスと接触して、温度が上がる。これと同時に、常温の粉鉱及び副原料は９０％以上還元され、３０％以上焼成して、溶融ガス化炉内に装入される。
溶融ガス化炉内には、石炭が供給されて、石炭充填層が形成されていて、常温の粉鉱及び副原料が石炭充填層内で溶融及びスラグ形成をして鎔鉄及びスラグとして排出される。溶融ガス化炉の外壁に設置された多数の羽口を通して酸素が吹き込まれて、石炭充填層を燃焼しながら高温の還元ガスに転換されて流動還元炉に送られ、常温の粉鉱及び副原料を還元した後、外部に排出される。
しかし、前述の鎔鉄製造装置では、溶融ガス化炉の上部に高速のガス気流が形成されているため、溶融ガス化炉に装入される粉還元鉄及び焼成副原料が飛散して失われるという問題点がある。また、粉還元鉄及び焼成副原料を溶融ガス化炉に装入する場合、溶融ガス化炉内の石炭充填層の通気性及び通液性確保が難しいという問題点がある。
【０００４】
このような問題点を解決するために、粉還元鉄及び副原料をブリケット化して溶融ガス化炉に装入する方法が研究されている。これと関連して、下記特許文献２は、楕円形の海綿鉄ブリケットを製造する方法と装置を開示している。また、下記特許文献３、４、及び５は、板形または波形の不定形海綿鉄ブリケットを製造する方法と装置を開示している。ここでは、粉還元鉄を、長距離輸送に適合するように高温塊成化し、冷却して、海綿鉄ブリケットに製造する。
前述の方法で海綿鉄ブリケットを製造する場合、色々な問題点が発生するが、これを詳細に説明すれば次の通りである。
【０００５】
第一に、前述の方法で製造された高温ブリケットは、臨時貯蔵されたり、溶融ガス化炉に装入されて溶融されることもある。この場合、移送シュートを用いて、高温ブリケットを臨時貯蔵槽や溶融ガス化炉に移送する。ブリケットが７００℃程度の高温を有するので、移送シュートがブリケットの影響を受ける。したがって、移送シュートが熱膨張及び熱収縮しながら深刻に磨耗したり変形したりする。この場合、移送シュートが歪んだり脱落して詰まってしまう。特に、高温ブリケットを破砕して移送する場合、粉還元鉄が発生するので、移送シュートが詰まる可能性がさらに高い。
このような問題点を解決するために、耐熱性及び耐摩耗性を有するステンレス鋼からなる移送シュートが使用されている。ステンレス鋼の移送シュートは熱膨張率が高いので、移送シュートを複数分割して、その間ごとに熱膨張に応じた離隔空間を形成する。
しかし、移送シュートの間の離隔空間に高温ブリケットが累積して詰まるのみでなく、熱変形によって移送シュートが脱落する問題点が持続的に発生する。また、脱落した移送シュートの部品の一部が後続装置に入り込んで、後続装置に故障が発生する。そして、移送シュートの整備時、移送シュートの内部に累積した高温の還元鉄によって整備が難しくなる。
【０００６】
第二に、前述の方法で製造した塊成体は、溶融ガス化炉で溶融するには不適である。通常、溶融ガス化炉内で溶融されることに適した塊成体の密度は、１立方メートル当り３.５ｔｏｎ乃至４.２ｔｏｎ程度である。しかし、前述の方法で製造した海綿鉄ブリケットは、その密度が高すぎるため、溶融ガス化炉に使用するには不適である。また、溶融ガス化炉に海綿鉄ブリケットを直ちに使用する場合、海綿鉄は、長距離輸送に必要な程度の形状や強度を必要としない。したがって、前述の方法で海綿鉄ブリケットを溶融ガス化炉に装入して鎔鉄を製造する場合、必要以上のエネルギー使用によって鎔鉄製造費用が上昇する。
また、粒度分布が制御されない海綿鉄ブリケットを溶融ガス化炉に装入する場合、溶融していない状態の海綿鉄ブリケットが溶融ガス化炉の下部に設置された酸素羽口の前端に降下して、酸素羽口を詰める。したがって、酸素羽口の前端で石炭充填層内部に形成される燃焼火炎が酸素羽口側へ逆火され、羽口を損傷させることにより、溶融ガス化への操業異常を起こす。
【０００７】
第三に、海綿鉄ブリケットを破砕機で破砕すると、海綿鉄ブリケットを円滑に移送するのが難しい。この場合、圧着成形された還元鉄を破砕機に適切に誘導するために、ガイドシュートを用いている。しかし、圧着成形されたブリケットが不連続的に排出されて破砕機に円滑に装入されず、中間で切れてしまうため、微粉が発生する。さらに、ガイドシュートの後端に位置した破砕機の熱負荷が増大するという問題点がある。
【特許文献１】米国特許公報第５,５３４,０４６号
【特許文献２】米国特許公報第５,６６６,６３８号
【特許文献３】米国特許第４,０９３,４５５号
【特許文献４】米国特許第４,０７６,５２０号
【特許文献５】米国特許第４,０３３,５５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前述の問題点を解決するためのものであって、塊成体を大量で製造することに適した塊成体製造装置を提供する。
また、本発明は、前述の塊成体製造装置を備えた鎔鉄製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による塊成体製造装置は、粉還元鉄含有還元体を圧縮して、塊成体を製造する一対のロール、これから排出する塊成体を案内するガイドシュート、及びガイドシュートに案内される塊成体を破砕する破砕機を含む。塊成体を案内するガイドシュートの案内面は、直線形傾斜面及び曲線形傾斜面を含む。
一対のロールは、固定型ロールと、これに対向する移動型ロールとを含み、案内面の上端部から固定型ロールの中心までの距離は、固定型ロールの半径と塊成体の平均厚さの半の合以上であるのが望ましい。
案内面の上端部から固定型ロールの中心までの距離は、固定型ロールの半径と塊成体の平均厚さの合以下であるのが望ましい。
案内面の上端部は、移動型ロールよりは固定型ロールにより近く位置するのが望ましい。
案内面の上端部は、固定型ロールの中心軸の高さ以下、及び固定型ロールの最下端の表面の高さ以上に位置するのが望ましい。
案内面の上部は直線形傾斜面に形成され、案内面の下部は、直線形傾斜面と繋がる曲線形傾斜面に形成されることができる。
案内面下部の高さに対する案内面上部の高さの比は５.０乃至６.０であるのが望ましい。
【００１０】
直線形傾斜面の角度は、鉛直方向に対して６°乃至８°であるのが望ましい。
直線形傾斜面の角度は、鉛直方向に対して実質的に７°であるのが望ましい。
曲線形傾斜面の曲率半径は１７００ｍｍ乃至１９００ｍｍであるのが望ましい。
曲線形傾斜面の曲率半径は、実質的に１８００ｍｍであるのが望ましい。
ガイドシュートの底辺の長さに対するガイドシュートの高さの比は１.０乃至２.０であるのが望ましい。
各ロールの表面に、各ロールの軸方向に沿って連続して凹溝が形成され、凹溝に多数の突出部を相互離隔させて形成することができる。
突出部は切欠（notch）形態として、一対のロールの外周方向に突出することができる。
突出部は、その中心に行くほどその厚さが減少するのが望ましい。
多数の突出部間のピッチ（pitch）は、１６ｍｍ乃至４５ｍｍであるのが望ましい。
【００１１】
破砕機は、一対のロールで製造した塊成体を粗破砕する第１破砕機、及び粗破砕された塊成体を再び破砕する第２破砕機を含むことができる。
第１破砕機は、塊成体の平均粒度が０ｍｍより大きく、５０ｍｍ以下になるように粗破砕するのが望ましい。
第１破砕機は、塊成体の平均粒度が０ｍｍより大きく、３０ｍｍ以下になるように粗破砕するのが望ましい。
第２破砕機で破砕された塊成体は、０重量％より大きく、３０重量％以下である粒度２５ｍｍ乃至３０ｍｍの塊成体、５５重量％以上１００重量％未満である粒度５ｍｍ乃至２５ｍｍ未満の塊成体、及び０重量％より大きく、１５重量％以下である粒度５ｍｍ未満の塊成体を含むのが望ましい。
第１破砕機は、外周に相互離隔した複数の突起が形成され、共に駆動されるように同軸に並んで配列設置された多数の破砕板、及び多数の破砕板の間に挿入されて破砕板間の間隔を調節するスペーサ環（spacer  ring）を含むことができる。多数の破砕板の駆動により、多数の突起で塊成体を粗破砕することができる。
第１破砕機は、外周に相互離隔した複数の突起が軸方向に沿って形成された一体型本体（one  body）を含むことができ、第１破砕機の駆動により、多数の突起で塊成体を粗破砕することができる。
【００１２】
本発明による塊成体製造装置は、破砕された塊成体を臨時貯蔵するダンピング貯蔵槽をさらに含むすることができる。第１破砕機及び第２破砕機は、移送シュートを通して、ダンピング貯蔵槽に連結されることができる。
第２破砕機は、多数の破砕用ディスクを備えると共に、相互離隔して設置された一対の破砕ロールを含み、一対の破砕ロールを相互反対方向に駆動して、破砕用ディスクの外周面に形成された多数のブレードで粗破砕された塊成体を再び破砕することができる。
一対の破砕ロールのうちの一つの破砕ロールは固定型ロールであり、他の一つの破砕ロールは移動型ロールであり、一対の破砕ロール間の間隔が可変調節されることができる。
ブレードは、破砕ロールの回転方向に向かった第１傾斜面と、破砕ロールの回転反対方向に向かった第２傾斜面とを含み、第１傾斜面が破砕ロールの外周面と成す第１傾斜角は、第２傾斜面が破砕ロールの外周面と成す第２傾斜角より大きいのが望ましい。
第１傾斜角及び第２傾斜角のうちの一つ以上は８０°乃至９０°であるのが望ましい。
第１傾斜角及び第２傾斜角のうちの一つ以上は４０°乃至５０°であるのが望ましい。
一対の破砕ロールは第１破砕ロール及び第２破砕ロールを含み、第１破砕ロールの外周面に形成された多数の第１ブレードは、第２破砕ロールの外周面に形成された多数の第２ブレードの間に対向するのが望ましい。
第１ブレード端部から第１ブレード端部に対向する第２破砕ロールの表面までの距離は、１０ｍｍ乃至２０ｍｍであるのが望ましい。
各ブレードの端部は面取りされているのが望ましい。
第１ブレードの端部に形成された面取り面と、第１ブレードに最も近い第２ブレードの端部に形成された面取り面とが相互対向するのが望ましい。
第１ブレードの上端に形成された面取り面と、第１ブレードに最も近い第２ブレードの上端に形成された面取り面との間の距離は、１０ｍｍ乃至１５ｍｍであるのが望ましい。
第２破砕機は、相互離隔して設置された一対の破砕ロールを含み、一体型本体を含む１対の破砕ロールを相互反対方向に駆動して、一対の破砕ロールの外周面に形成された多数のブレードで粗破砕された塊成体を再び破砕することができる。
【００１３】
本発明による塊成体製造装置は、一対のロールの下部に位置して、塊成体を移送する移送シュートをさらに含むのが望ましい。移送シュートは、その内部に相互連結された多数のリニアシュートを含み、リニアシュートの一端の開口部の大きさは、リニアシュートの他端の開口部の大きさより小さいのが望ましい。
多数のリニアシュートは、第１リニアシュート及び第２リニアシュートを含み、第１リニアシュートの他端の開口部に第２リニアシュートの一端の開口部が挿入されて重なることができる。
第１リニアシュートの大きさと第２リニアシュートの大きさとは同一であるのが望ましい。
粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って、第２リニアシュート及び第１リニアシュートの順序で反復配列されることができる。
第２リニアシュートの他端の開口部に、他の第１リニアシュートの一端の開口部が挿入されて重なるのが望ましい。
各リニアシュートは、相互対向する一対の側面部と、一対の側面部を相互連結する底部とを含むことができる。
各リニアシュートは一体に形成されることができる。
リニアシュートの一端の開口部を形成する一対の側面部の一端に、粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って低くなる段差部が形成されることができる。
移送シュートは、多数のリニアシュートが収納された多数の外部ケーシング、及び各外部ケーシング上に付着された外部カバーを含むことができる。
リニアシュート上にリニアシュートカバーが付着されることができる。
多数の窒素パージ連結具が外部カバーに設置され、多数の窒素パージ連結具が、リニアシュートカバーに形成された貫通孔を通して移送シュートの内部に挿入されるのが望ましい。
【００１４】
多数の窒素パージ連結具は、第１窒素パージ連結具及び第２窒素パージ連結具を含み、第１窒素パージ連結具は、移送シュートの下側に向かって傾いて設置され、第２窒素パージ連結具は、移送シュートの上側に向かって傾いて設置されるのが望ましい。
外部カバーとリニアシュートカバーとの間に多数の補強チャンネルを固定することができる。
補強チャンネルは、リニアシュートカバー側に凹むように折り曲がれるのが望ましい。
外部カバーにはマンホールが付着され、マンホールは、リニアシュートカバー上に形成された貫通孔に対向することができる。
リニアシュートの側面部に、粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って、一対のブラケットが順に付着されることができる。
一対のブラケットは、第１ブラケット及び第２ブラケットを含み、粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って、第１ブラケット及び第２ブラケットの順序で付着されることができる。
外部ケーシングの内部に多数の固定部が形成され、ブラケットは固定部に固定されることができる。
多数の固定部は、第１固定部と、これと離隔した第２固定部とを含み、第１ブラケットは第１固定部にネジ結合されることができる。
第２固定部は第２ブラケットと離隔固定されることができる。
外部ケーシング内部に、２個のリニアシュートが設置されることができる。
外部ケーシングとリニアシュートとの間に保温材が充填されることができる。
リニアシュートの一端の開口部の幅とリニアシュートの他端の開口部の幅との差は、１０ｃｍ乃至２５ｃｍであるのが望ましい。
リニアシュートの一端の開口部の高さとリニアシュートの他端の開口部の高さとの差は、１０ｃｍ乃至２５ｃｍであるのが望ましい。
粉還元鉄含有還元体は焼成副原料をさらに含むことができる。
【００１５】
本発明による鎔鉄製造装置は、前述の塊成体製造装置、及び前記塊成体を装入して溶融する溶融ガス化炉を含む。
塊炭及び成形炭からなる群より選択された一つ以上の石炭を融融ガス化炉に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明が属する技術分野にて通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる最も望ましい実施例と添付した図面を利用して、本発明を詳細に説明する。このような実施例は単に本発明を例示するためのものであり、本発明がここに限定されるわけではない。
【００１７】
以下、図１乃至図１４を参照して、本発明の実施例を説明する。このような本発明の実施例は単に本発明を例示するためのものであり、本発明がここに限定されるわけではない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例による塊成体製造装置１００を概略的に示す。塊成体製造装置１００は、粉還元鉄を圧縮及び破砕して、塊成体を製造する。特に、図１には、装入装置１１に粉還元鉄のみを装入することを示したが、これは単に本発明を例示するためのものであり、本発明がここに限定されるわけではない。したがって、粉還元鉄含有還元体を圧縮及び破砕して、塊成体を製造することができる。粉還元鉄含有還元体は、粉還元鉄の焼成のための副原料をさらに含むことができる。
塊成体製造装置１００は、装入装置１１、一対のロール２０、及び移送シュート８０を含む。その他に、塊成体製造装置１００は、必要に応じてレベル制御装置１３、開閉式バルブ１５、装入ホッパー２５、ガイドシュート１０、第１破砕機３０、及び第２破砕機４０をさらに含むことができる。
【００１９】
装入装置１１は、粉還元鉄含有還元体の量を可変制御して、一対のロール２０に供給する。粉還元鉄含有還元体を大量処理することができるので、塊成体を大量で連続して製造することができる。
粉還元鉄含有還元体は、鉄鉱石及び副原料の混合物を、流動還元炉を通過させて製造することができる。このように製造した方還元鉄含有還元体を装入装置１１に供給する。装入装置１１は温度が７００℃以上であり、比重が約２ｔｏｎ/ｍ３程度の粉還元鉄含有還元体を貯蔵する。流動還元炉最終端の排出圧力が３ｂａｒ程度であり、流量は３０００ｍ３/ｈ程度であるので、粉還元鉄含有還元体を装入装置１１に圧送することができる。
副原料なしで高温粉還元鉄のみを用いて、塊成体を製造することができる。しかし、高温粉還元鉄が溶融ガス化炉内で容易に砕けないようにするためには、副原料を全体の３ｗｔ％乃至２０ｗｔ％程度になるように混合するのが望ましい。
【００２０】
装入装置１１の下部にはレベル制御装置１３を設置する。レベル制御装置１３は、装入装置１１に貯蔵された粉還元鉄含有還元体のレベルを検出する。粉還元鉄含有還元体が予め設定されたレベルに到達すれば、レベル制御装置１３は、流動還元炉からの還元鉄含有還元体移送を遮断したり、移送量を制御する。
そして、装入装置１１の下部には開閉式バルブ１５が設置されている。開閉式バルブ１５は、開閉用プレート１５ａと、油圧アクチュエータ１５ｂとを備える。開閉用プレート１５ａは装入装置１１の下端を開閉し、油圧アクチュエータ１５ｂは、開閉用プレート１５ａを制御する。開閉式バルブ１５を利用して、装入装置１１から装入ホッパー２５に装入される粉還元鉄含有還元体の量を調節する。
【００２１】
装入ホッパー２５は、一対のロール２０の間のギャップの上部に位置する。装入ホッパー２５は、粉還元鉄含有還元体を一対のロール２０の間に装入する。装入ホッパー２５を利用して、粉還元鉄含有還元体を連続して装入することにより、一対のロール２０を利用して、大量の塊成体を連続的に製造することができる。
一対のロール２０は２個のロール２０ａ、２０ｂを含む。一対のロール２０は、装入ホッパー２５から排出される方還元鉄含有還元体を圧縮する。第１ロール２０ａ及び第２ロール２０ｂは、相互反対方向に、下部に向かって回転する。したがって、粉還元鉄含有還元体を圧縮して、塊成体を連続的に製造することができる。特に、大量の粉還元鉄含有還元体の装入による故障を防止するために、第１ロール２０ａは固定型に設置し、第２ロール２０ｂは移動型に設置する。したがって、第２ロール２０ｂは、油圧シリンダー２７などで軸を支持して、第１ロール２０ａに対して水平方向に移動することができる。したがって、大量の粉還元鉄含有還元体が装入されても、第２ロール２０ｂが第１ロール２０ａの水平方向に弾力的に変位可能であるので、塊成体を連続して製造することができる。
【００２２】
第１ロール２０ａの表面に形成された山と第２ロール２０ｂの表面に形成された山とが相互交差するようにしながら、ロール２０を作動させる。したがって、塊成体を連続して製造することができる。このような方法で塊成体を製造する場合、ロールの幅方向に対する体積を増加させることによって生産性を向上させる。前述の方法を用いて製造した塊成体は、ガイドシュート１０を通して案内され、第１破砕機３０で破砕される。カイトゥシュート１０は、一対のロール２０で製造した塊成体が切れないようにしながら、塊成体を第１破砕機３０に案内する。このために、ガイドシュート１０の案内面は直線形傾斜面及び曲線形傾斜面を含む。
【００２３】
図１には、第１破砕機３０及び第２破砕機４０を含む２個の破砕機を示す。図１には２個の破砕機のみを示したが、これは単に本発明を例示するためのものであり、本発明がここに限定されるわけではない。したがって、多数の破砕機を含むことができる。破砕機３０、４０は、一対のロール２０から排出された塊成体を破砕する。第２破砕機４０は第１破砕機３０に、移送シュート８０を通して連結される。
【００２４】
第１破砕機３０では塊成体を粗破砕する。第１破砕機３０の後続装置に過重な負荷がかかることを防止するために、塊成体の平均粒径が５０ｍｍ以下になるように破砕する。粗破砕された塊成体は、移送シュート８０を通してダンピング貯蔵槽９０に移送されたり、第２破砕機４０に移送される。溶融ガス化炉が正常的に稼動しない場合、塊成体を溶融ガス化炉に装入することができないので、塊成体は移送シュート８０を通してダンピング貯蔵槽９０に移送される。ダンピング貯蔵槽９０は、破砕された塊成体を臨時貯蔵する。溶融ガス化炉が正常的に稼動する場合には、第１破砕機３０が移送シュート８０を通して、塊成体を第２破砕機４０に移送する。
第２破砕機４０は、一対の破砕ロールを利用して塊成体を再び破砕することによって、塊成体の粒度分布を調節する。第２破砕機４０で再破砕された塊成体は、移送シュート８０を通して再びダンピング貯蔵槽９０に移送されたり、溶融ガス化炉に移送される。図１には示していないが、第１破砕機３０と第２破砕機４０の下部には転換ダンパーが設置されて、塊成体の移送方向を操業条件に応じて選択することができる。転換ダンパーの詳細な構造は、本発明が属する技術分野にて通常の知識を有する者であれば容易に理解できるので、その詳しい説明を省略する。
【００２５】
移送シュート８０は、一対のロール２０から排出された塊成体を移送する。移送シュート８０は分離シュート（split  chute）として、多数のシュートがフランジ及びネジを利用して順に組立てられる。したがって、移送シュート８０は整備するのが便利である。
移送シュート８０は、上部の第１破砕機３０または第２破砕機４０と、下部のダンピング貯蔵槽９０または溶融ガス化炉とを連結する。塊成体を移送するために、移送シュート８０は上下方向に設置され、スプリングハンガー（spring  hanger）で固定される。移送シュート８０は鉛直方向に対して傾斜して形成することもできる。
【００２６】
図２は、図１に示した第１ロール２０ａを拡大して詳細に示す。図２には示してはいないが、第２ロール２０ｂの表面も第１ロール２０ａの表面と同一な形態に形成することができる。したがって、以下で説明する第１ロール２０ａの表面形状は第１ロール２０ａにのみ限られるわけではなく、第２ロール２０ｂにも同様に適用することができる。
図２に示したように、第１ロール２０ａの軸方向に沿って連続して凹溝２０１を形成する。凹溝２０１には、多数の突出部２０２を相互離隔させて形成する。凹溝２０１が形成された整形ロールを利用して、波形塊成体を製造することができ、突出部２０２を利用して、塊成体表面に溝を形成することができる。突出部２０２を利用して波形塊成体表面に溝を形成するので、後続工程で波形塊成体の破砕が容易になる。したがって、破砕性能を向上させ、塊成体の粉率を最小化することができる。
【００２７】
図２の拡大円に示したように、突出部２０２は、切欠形態を有するのが望ましい。突出部２０２は、第１ロール２０ａの外部方向に突出する。突出部２０２を切欠形態に形成することによって、上部から流入する粉還元鉄を圧着すると同時に、その表面に溝を形成する。したがって、後端に連結された第１破砕機で塊成体を破砕するのが容易である。後続工程の破砕効果を高めるために、突出部２０２はその中心２０２１に行くほど厚さが減少するように形成するのが望ましい。したがって、突出部２０２のエッジ部分が、中心２０２１に比べてその厚さが広くなる。したがって、突出部２０２と塊成体とが接する場合、突出部２０２をより堅固に支持できるので、溝の形成が容易である。
凹溝２０１に形成された突出部２０２のピッチは、１６ｍｍ乃至４５ｍｍであるのが望ましい。ピッチが１６ｍｍ未満であると、塊成体を圧縮した後の移送中に、塊成体が圧縮されないため、収率が低下する。また、ピッチが４５ｍｍを超えると、第１破砕機及び第２破砕機に過負荷がかかるため、塊成体の破砕効果が微々たるものとなる。前述の方法を用いて圧縮した波形塊成体を第１破砕機に連続供給することによって、所望の大きさの塊成体を得ることができる。
【００２８】
図３は、図１に示した塊成体製造装置１００における一対のロール２０ａ、２０ｂ、ガイドシュート１０、及び第１破砕機３０を拡大して示したものである。
図３に示したように、ガイドシュート１０は、一対のロール２０ａ、２０ｂから排出される塊成体（Ｂ）を案内して、第１破砕機３０に装入する。ガイドシュート１０の上端部１０ａは案内面１２端に位置する。上端部１０ａは、一対のロール２０ａ、２０ｂのうちの第１ロール２０ａにより近く位置する。一対のロール２０ａ、２０ｂの間に流入する粉還元鉄（ＤＲＩ）の量によって、第２ロール２０ｂは可変する。したがって、ガイドシュート１０の上端部１０ａを第２ロール２０ｂに近く位置させる場合、第２ロール２０ｂの変位により、ガイドシュート１０と第２ロール２０ｂとが相互接触する恐れがある。さらに、塊成体製造装置１００に故障が発生する恐れもある。したがって、上端部１０ａを、第２ロール２０ｂより第１ロール２０ａにより近く位置させる。第１ロール２０ａの位置は変わらないので、設備配置時、より安定的である。したがって、塊成体製造装置１００で塊成体（Ｂ）を製造する場合、連続的でかつ安定的に操業することができる。
また、上端部１０ａは、第１ロール２０ａの中心軸２０ｃの高さ以下、及び第１ロール２０ａの最下端表面２０ｄ高さ以上になるように設置するのが望ましい。このような方法を用いれば、ガイドシュート１０が第１ロール２０ａの表面に隣接する。したがって、塊成体（Ｂ）が第１ロール２０ａの表面に接着しながら巻かれるので、塊成体製造装置１００に故障が発生することを防止することができる。
【００２９】
塊成体（Ｂ）が固定型ロール２０ａの表面に接着することを防止するガイドシュート１０の位置を、より具体的に説明する。
図３に示した第１仮想線４０ａは、第１ロール２０ａの中心２０ｃから、第１ロール２０ａの半径（ｒ）と塊成体（Ｂ）の平均厚さの半分（ｔ/２）を合わせた距離を意味する。距離（ｄ）は、ガイドシュート１０の案内面１２上端部１０ａから、第１ロール２０ａの中心２０ｃまでの距離を意味する。距離（ｄ）は、第１ロール１０ａの半径（ｒ）と塊成体（Ｂ）の平均厚さの半分（ｔ/２）の合以上であるのが望ましい。つまり、ガイドシュート１０の上端部１０ａが第１仮想線４０ａ上に位置したり、第１仮想線４０ａの外側に位置するのが望ましい。図３の拡大円に示したように、塊成体（Ｂ）の平均厚さ（ｔ）は、塊成体（Ｂ）の断面を基準に相互交差して位置する凸部間の距離を意味する。
前述のように、ガイドシュート１０の上端部１０ａを第１ロール２０ａに隣接位置させるが、第１ロール２０ａとの距離を塊成体（Ｂ）の平均厚さの半分（ｔ/２）程度に維持する。したがって、塊成体（Ｂ）が第１ロール２０ａの表面に接着して、第１ロール２０ａの回転により上昇することを防止することができる。つまり、第１ロール２０ａの表面に接着した塊成体（Ｂ）が上昇できずに、ガイドシュート１０に架かって破砕機３０側に向かう。ガイドシュート１０を前述のように配置することによって、第１ロール２０ａに塊成体（Ｂ）が付着することを防止することができる。したがって、塊成体（Ｂ）が第１ロール２０ａの表面に付着しないように、潤滑剤を第１ロール２０ａに塗布したり、スクレーパー（scraper）を設置する必要がない。
【００３０】
一方、図３に示した第２仮想線４０ｂは、第１ロール２０ａの中心２０ｃから、第１ロール２０ａの半径（ｒ）と塊成体（Ｂ）の平均厚さ（ｔ）を合わせた距離を意味する。距離（ｄ）は、第１ロール２０ａの半径（ｒ）と塊成体（Ｂ）の平均厚さ（ｔ）の合以下であるのが望ましい。つまり、ガイドシュート１０の上端部１０ａは、第２仮想線４０ｂ上に位置したり、第２仮想線４０ｂの内側に位置するのが望ましい。したがって、塊成体（Ｂ）が第１ロール２０ａに巻かれても、ガイドシュート１０によって第１ロール１０ａから落ちながら、ガイドシュート１０側に向かう。したがって、塊成体（Ｂ）を連続して製造することができる。
前述のようにガイドシュート１０の位置を適切に配置することによって、一対のロール２０ａ、２０ｂに塊成体（Ｂ）が巻かれることを防止することができる。また、塊成体（Ｂ）を破砕機３０に円滑に供給して、破砕することができる。
【００３１】
図４は、図１に示したガイドシュート１０を拡大して示したものである。ガイドシュート１０は、ステンレス鋼などの素材を加工して、製造することができる。
ガイドシュート１０は、塊成体（Ｂ）を案内する案内面１２を備える。案内面１２は、直線形傾斜面１２ａ及び曲線形傾斜面１２ｂを含む。図４には、ガイドシュート１０の案内面１２上部を直線形傾斜面１２ａに形成し、案内面１２下部を曲線形傾斜面１２ｂに形成したが、これは単に本発明を例示するためのものであり、本発明がここに限定されるわけではない。したがって、これとは反対に、ガイドシュート１０の案内面１２を形成することもできる。
【００３２】
直線形傾斜面１２ａによって塊成体（Ｂ）は、均一な速度でガイドシュート１０に円滑に進入する。したがって、塊成体（Ｂ）は破砕機３０に安定的に連続して案内される。そして、曲線形傾斜面１２ｂによって、上部から下降する塊成体（Ｂ）が破砕機３０に流入する速度が多少減少する。したがって、破砕時の衝撃を最小化して、板状に破砕した塊成体（Ｂ）を連続して排出する。
前述の方法を用いて塊成体を破砕する場合、未破砕の塊成体によって伝達される衝撃を吸収することができる。したがって、塊成体を連続して排出するので、塊成体が切れる場合の微粉排出を防止することができる。したがって、後端設備の熱負荷を減少させることができ、設備が安定化される。
案内面下部１２ｂの高さ（ｈ２）に対する案内面上部１２ａの高さ（ｈ１）の比は、５.０乃至６.０であるのが望ましい。高さ（ｈ１、ｈ２）の比を前述の範囲に調節することにより、ガイドシュート１０に流入する塊成体の速度を適切に維持する。また、塊成体を破砕機に供給して破砕された塊成体を連続して供給する。
傾斜角（α）は、ガイドシュート１０の直線形傾斜面１２ａが鉛直方向と成す角度を意味する。傾斜角（α）は６°乃至８°であるのが望ましい。傾斜角（α）が６°乃至８°である場合に、塊成体は、均一な速度で破砕機に連続して装入されることができる。特に、傾斜角（α）が実質的に７°である場合、塊成体が最も均一に装入される。ここで、傾斜角（α）が実質的に７°である場合は、傾斜角（α）が７°であるか、または７°に近いことを意味する。
【００３３】
傾斜角（α）が６°未満であると、塊成体が圧着されて進行しながら、塊成体の内部応力が減少するが、曲線形傾斜面１２ｂでは応力が大きくなる。また、傾斜角（α）が８°を越えると、ロール排出直後の地点での高い応力により、塊成体が切れるため、塊成体を破砕機に連続して装入することができない。
曲線形傾斜面１２ｂの曲率半径は１７００ｍｍ乃至１９００ｍｍであるのが望ましい。曲線形傾斜面１２ｂの曲率半径が１７００ｍｍ乃至１９００ｍｍである場合、塊成体が切れないようにしながら、破砕機に連続して装入することができる。特に、曲線形傾斜面１２ｂの曲率半径が実質的に１８００ｍｍである場合、塊成体が切れずに、破砕機に連続して装入されることができる。
曲線形傾斜面１２ｂの曲率半径が１７００ｍｍ未満である場合、曲線形傾斜面１２ｂが急激に曲がるため、破砕機に装入される塊成体に応力が大きく作用する。したがって、塊成体の中間部が切れる。また、曲線形傾斜面１２ｂの曲率半径が１９００ｍｍを越えると、曲線形傾斜面１２ｂの傾きがあまりにも緩やかになるため、直線に近くなる。したがって、破砕機に装入される塊成体の移動速度が増加して、破砕機に大きな負荷がかかる。
【００３４】
ガイドシュート１０の底辺の長さ（Ｌ）に対するガイドシュート１０の高さ（ｈ）の比は、１.０乃至２.０にするのが望ましい。このように設計値にガイドシュート１０を製造することにより、ガイドシュート１０を一対のロールと破砕機との中間に適切に配置することができる。また、上部からガイドシュート１０に流入する塊成体を、破砕機に円滑に連続して供給することができる。
前述の構造のガイドシュート１０を使用することによって、塊成体を破砕機に自然的に案内し、破砕機で未破砕の塊成体を通して伝達される衝撃を吸収することができる。したがって、ガイドシュート１０から塊成体が連続して排出されて、塊成体が切れた場合に発生する未成形分の排出を防止することができる。したがって、破砕機など後端設備の熱負荷を減少させ、設備を安定化することができる。
【００３５】
図５は、図１の第１破砕機３０を拡大して示したものである。第１破砕機３０は、多数の破砕板３２と、これらの間に挿入されるスペーサ環３８を含む。破砕板３２の外周には、多数の突起３２ａが相互離隔して形成される。多数の破砕板３２は、同軸に並んで配列されて共に駆動される。スペーサ環３８は破砕板３２間の間隔を調節する。図５に示したように、破砕板３２の回転軸３４が駆動手段に連結されて、破砕板３２と共に回転することができる。破砕板３２の駆動により、多数の突起３２ａを利用して塊成体を粗破砕する。破砕のために、第１破砕機３０の下部には支え台３６を設置する。塊成体（Ｂ）は、支え台３６に誘導されながら支持される。塊成体（Ｂ）は、矢印方向に回転する破砕板３２の突起３２ａの慣性力による衝撃で粗破砕される。
【００３６】
図６は、本発明の第２実施例による塊成体製造装置に備えられた他の第１破砕機３５を示したものである。第１破砕機３５は一体型本体を含む。第１破砕機３５は、図５に示した本発明の第１実施例による塊成体製造装置に備えられた第１破砕機と類似しているので、同一なの部分には同一図面符号を用い、その詳しい説明を省略する。
図６に示したように、第１破砕機３５の外周に、相互離隔した複数の突起３２ａを形成する。したがって、第１破砕機３５の駆動により、多数の突起３２ａを利用して塊成体（Ｂ）を粗破砕する。第１破砕機３５は一体型本体を含むので、修理及び補修が簡便であり、破砕時に破損が少ない。
【００３７】
図７は、図１に示した第２破砕機４０を詳細に示したものである。第２破砕機４０は、相互離隔して設置された一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂを含む。
一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂは、Ｙ軸方向（軸方向）に沿って設置された多数の破砕用ディスク４３、４４を各々含む。破砕用ディスク４３、４４の外周面には、各々、多数のブレード４１、４２が形成される。多数の破砕用ディスク４３、４４を各軸４５、４６に挿入した後、多数のタイボルト（tie  bolt）４８を挿入して、結合する。油圧モーターなどの駆動手段を各軸４５、４６に連結した後、一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂを相互反対方向に駆動する。したがって、上部に装入される粗破砕された塊成体を、所望の大きさに再び破砕することができるので、溶融ガス化炉の通気性を円滑に確保することができる。
ブレード４１、４２は、第２破砕機４０で塊成体をより効率的に破砕するための形態に形成される。図７の拡大円には、Ｙ軸方向で右側破砕ロール４０ｂに形成されたブレード４２を見た状態を示し、矢印は、右側破砕ロール４０ｂの回転方向を示す。左側破砕ロール４０ａに形成されたブレード４１は、右側破砕ロール４０ｂに形成されたブレード４２と左右対称となるように形成して、破砕を効率的に行う。
【００３８】
図７の拡大円に示したように、ブレード４２は、第１傾斜面４２１及び第２傾斜面４２２を含む。第１傾斜面４２１は、右側破砕ロール４０ｂの回転方向に対向し、第２傾斜面４２２は、第１傾斜面４２１と右側破砕ロール４０ｂの回転反対方向に対向する。ここで、第１傾斜角（α１）は第２傾斜角（α２）より大きい。第１傾斜角（α１）は、第１傾斜面４２１が右側破砕ロール４０ｂの外周面と成す角度を意味し、第２傾斜角（α２）は、第２傾斜面４２２が右側破砕ロール４０ｂの外周面と成す角度を意味する。
第１傾斜面４２１が、塊成体と直接接触して塊成体を破砕するという点を考慮して、第１傾斜角（α１）を急激に傾いた角度に形成する。つまり、直角に近くなるように形成する。したがって、塊成体を効率的に破砕することができる。ここで、第１傾斜角（α１）は、８０°乃至９０°に形成するのが望ましい。第１傾斜角（α１）が８０°未満であるか又は９０°を超えると、よく破砕されない。
【００３９】
一方、第２傾斜角（α２）は、破砕時、ブレード４２を安定的に支持するために、緩慢に形成するのが望ましい。つまり、第２傾斜面４２２を緩慢に形成して、塊成体をブレード４２に破砕する際、ブレード４２が受ける衝撃を最小化することができる。したがって、破砕ロール４０ｂの寿命を増加させることができる。ここで、第２傾斜角（α２）は４０°乃至５０°であるのが望ましい。第２傾斜角（α２）が４０°未満であると、ブレード４２の幅が広くなって、破砕ロール４０ｂを製造することができない。また、第２傾斜角（α２）が５０°を超えると、ブレード４２の支持効果が微々たるものとなる。
【００４０】
図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切断した断面を示したものである。図８には、第２破砕機４０の断面構造を概略的に示す。
図８に示した一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂのうちの一つの破砕ロールは固定型ロールであり、他の一つの破砕ロールは移動型ロールである。移動型ロールは、その軸の両端をスプリング緩衝装置（図示せず）で支持するので、水平方向に移動することができる。したがって、装入される塊成体の量によって一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂ間の間隔を可変調節することができる。また、油圧モーターで一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂを回転させる場合、油圧モータに供給されるオイルの量で、一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂの回転速度を調節することにより、適切な粒度分布を有する塊成体を製造することができる。したがって、上部から装入される塊成体の量によって一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂ間の間隔を可変調節して、操業を弾力的に調節することができる。
【００４１】
図８に示した一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂにおいて、多数の第１ブレード４１は、多数の第２ブレード４２の間に対向するのが望ましい。ここで、第１ブレード４１端部からこれに対向する第２破砕ロール４０ｂの表面までの距離（ｄ１）は、１０ｍｍ乃至２０ｍｍであるのが望ましい。距離（ｄ１）が１０ｍｍ未満であると、各破砕ロール４０ａ、４０ｂがあまりにも密着して、ブレード４１、４２が相互接触するため、破損する恐れがある。一方、距離（ｄ１）が２０ｍｍ未満であると、塊成体の厚さを考慮すれば、塊成体が実質的に破砕されない。
多数の第１ブレード４１の相互間隔と多数の第２ブレード４２の相互間隔とが同一であるので、第２ブレード４２も第１ブレード４１の間に対向する。したがって、第２ブレード４２端部からこれに対向する第１破砕ロール４０ａの表面までの距離も、１０ｍｍ乃至２０ｍｍであるのが望ましい。各ブレード４１、４２が回転することにより、塊成体を、所望の粒度分布に調節して破砕することができる。
【００４２】
図８の拡大円には、第２破砕機４０の各ブレード４１、４２の間に挿入された塊成体が破砕される状態を概略的に示す。図８の拡大円に示したように、各ブレード４１、４２の端部４１１、４２１は面取りされている。したがって、上部から装入される塊成体が破砕されながら、下部によく排出されることができる。特に、第１ブレード４１の端部に形成された面取り面４１１と、これに最も近い第２ブレード４２の端部に形成された面取り面４２１とは相互対向する。したがって、各面取り面４１１、４２１の間に破砕された塊成体がより円滑に排出される。ここで、両面取り面４１１、４２１間の距離は１０ｍｍ乃至１５ｍｍであるのが望ましい。面取り面４１１、４２１間の距離が１０ｍｍ未満であると、上部から装入される塊成体が排出され難い。一方、面取り面４１１、４２１間の距離が１５ｍｍを超えると、未破砕の塊成体が排出される。
【００４３】
図８の拡大円に示したように、両面取り面４１１、４２１の間には、粒度２０ｍｍ乃至３０ｍｍの塊成体（Ｂ１）が通過できる。そして、第１ブレード４１と第２ブレード４２によって形成される空間に、粒度５ｍｍ乃至２０ｍｍの塊成体（Ｂ２）が通過できる。そして、前述の塊成体（Ｂ１、Ｂ２）の破砕により、粒度５ｍｍ未満の塊成体（Ｂ３）が、第１ブレード４１の間及び第２ブレード４２の間に通過できる。したがって、粒度が適切に分布した塊成体を製造して、溶融ガス化炉に供給することにより、溶融ガス化炉での通気性を最適化することができる。
【００４４】
図９は、本発明の第３実施例による塊成体製造装置に備えられた他の第２破砕機６０を示したものである。図９に示した第２破砕機６０は、本発明の第１実施例による塊成体製造装置に備えられた第２破砕機と類似しているので、同一なの部分には同一図面符号を用い、その詳しい説明を省略する。
第２破砕機６０はディスク型に分離されず、一体型本体４７、４９を含む１対の破砕ロール４０ａ、４０ｂを含む。一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂの外周面に多数のブレード４１、４２が形成されているので、一対の破砕ロール４０ａ、４０ｂを相互反対方向に駆動して、粗破砕された塊成体を再び破砕する。第２破砕機６０は一体型本体を含むので、修理及び補修が簡便であり、破砕時に破損が少ない。
【００４５】
図１０は、図１に示した移送シュート８０を拡大して示したものである。図１０の拡大円には、外部カバー８８に付着されたマンホール８８１をオープンした状態を示す。
図１０に示したように、移送シュート８０は、多数の外部ケーシング８９と多数の外部カバー８８を含む。その他、必要に応じて伸縮管（compensator）、サンプラー（sampler）、遮断バルブ（slide  gate）、及び集合シュート（common  chute）などをさらに含むことができる。各外部カバー８８は各外部ケーシング８９上に付着され、各外部ケーシング８９は、各外部カバー８８にネジで組立てられる。合体した外部ケーシング８９と外部カバー８８の両端にはフランジを設置して、これらを長く連結する。したがって、移送シュート８０を堅固に組み立てることができる。
【００４６】
多数の外部ケーシング８９には、多数のリニアシュート８２が収納される。外部ケーシング８９は、リニアシュート８２を外部と隔離させて固定する。したがって、リニアシュート８２を堅固に固定することができる。
外部カバー８８は、その断面が梯形状を有するように折り曲げられて形成される。したがって、移送シュート８０を通して移送される粉還元鉄含有還元体が外部に漏洩することを防止することができる。外部カバー８８には、マンホール８８１と、多数の窒素パージ連結具８８１、８８３とを設けることができる。マンホール８８１は、リニアシュートカバー８２４に形成された貫通孔８２４１に対向する。したがって、マンホール８８１を開けて、リニアシュート８２内部での粉還元鉄含有還元体の動きを点検することができる。    
特に、リニアシュート８２の摩耗状態も観察できるので、事前に故障を予防することができる。マンホール８８１には取っ手８８１１とヒンジ８８１３が付着されているので、マンホール８８１を容易に開閉できる。マンホール８８１は蝶々ボルト８８１５で堅固に組立てられるので、粉還元鉄含有還元体が外部に容易に飛散しない。
【００４７】
多数の窒素パージ連結具８８１、８８３が外部カバー８８に設置される。移送シュート８０が詰まった場合、窒素パージ連結具８８１、８８３を通して窒素をパージすることにより、移送シュート８０を突き抜けることができる。窒素パージ連結具８８１、８８３は、第１窒素パージ連結具８８１及び第２窒素パージ連結具８８３を含む。第１窒素パージ連結具８８１は、移送シュート８０の下側に向かって、傾いて設置される。反対に、第２窒素パージ連結具８８３は、移送シュート８０の上側に向かって、傾いて設置される。したがって、移送シュート８０の上下方向に窒素パージを均一に行うことができる。
【００４８】
図１１は、図１０に示した移送シュート８０から外部カバー８８を外した状態を示したものである。図１１に示したように、一つの外部ケーシング８９内部に２個のリニアシュート８２１、８２３を設置する。リニアシュート８２１、８２３は相互連結される。２個のリニアシュート８２１、８２３が一つの外部ケーシング８９に対応するように組立てられるので、全体的な構造が複雑でなく、簡単である。
リニアシュート８２１、８２３は、第１リニアシュート８２１及び第２リニアシュート８２３を含む。第１リニアシュート８２１の大きさと第２リニアシュート８２３の大きさは同一であるので、リニアシュートを大量製造して、使用することができる。リニアシュート８２１、８２３は、矢印に示す粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って、第２リニアシュート８２３及び第１リニアシュート８２１の順序で反復配列される。リニアシュート８２１、８２３の具体的な形状及び連結構造については、後述の図１２を参照して具体的に説明する。
【００４９】
各々のリニアシュート８２１、８２３の上には、各々リニアシュートカバー８２２、８２４を付着する。リニアシュートカバー８２２、８２４はリニアシュート８２１、８２３を密閉し、埃と熱が発散することを防止する。したがって、リニアシュートカバー８２２、８２４は、リニアシュート８２１、８２３を通過する粉還元鉄含有還元体が移送シュート８０の外部に排出されることを防止することができる。リニアシュートカバー８２２、８２４は、第１リニアシュートカバー８２２及び第２リニアシュートカバー８２４を含む。第２リニアシュートカバー８２４には貫通孔８２４１が形成されて、マンホール８８１に対向する。また、各々の窒素パージ連結具８８１、８８３が移送シュート８０の内部に挿入されるように、他の貫通孔８８１１、８８３１を形成する。貫通孔８８１１は窒素パージ連結具８８１に対応し、貫通孔８８３１は窒素パージ連結具８８３に対応する。したがって、移送シュート８０の内部を効率的に窒素パージすることができる。
【００５０】
外部ケーシング８９とリニアシュート８２１、８２３との間には保温材８７を充填して、移送シュート８０内部の熱発散を防止する。図１１には便宜上、保温材８７を一部分にのみ充填して示したが、実際には、外部ケーシング８９とリニアシュート８２１、８２３の間の全面積に亘って保温材８７を充填することができる。
第２リニアシュート８２３の側面部には、粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って、一対のブラケット８２３４、８２３６を順に付着することができる。一対のブラケット８２３４、８２３６は、外部ケーシング８９内部に形成された多数の固定部８９１、８９３に固定される。多数の固定部８９１、８９３は、第２リニアシュート８２３が垂れることを防止すると共に、移送シュート８０の強度を強化させる。第１リニアシュート８２１の場合も同一である。
【００５１】
一対のブラケット８２３４、８２３６は、第１ブラケット８２３４及び第２ブラケット８２３６を含む。粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って、上側から下側に、第１ブラケット８２３４及び第２ブラケット８２３６の順序で付着される。一対のブラケット８２３４、８２３６を利用して第２リニアシュート８２３を固定するので、第２リニアシュート８２３の上部及び下部を全部固定することができる。したがって、第２リニアシュート８２３が堅固に固定される。
【００５２】
多数の固定部８９１、８９３は、第１固定部８９１及び第２固定部８９３を含む。第１固定部８９１と第２固定部８９３は相互離隔する。第１ブラケット８２３４は、第１固定部８９１にネジ８９１１で結合されるので、外部ケーシング８９が第２リニアシュート８２３を堅固に固定する。反面、第２固定部８９３は第２ブラケット８２３６と離隔固定される。これを図３の左側の拡大円に示す。
【００５３】
図１１の左側の拡大円に示したように、第２固定部８９３は、第２ブラケット８２３６と離隔固定される。塊成体製造装置の作動時、高温の粉還元鉄含有還元体が移送シュート８０を通して移送されるので、高温の粉還元鉄含有還元体と直接接触する第２リニアシュート８２３に熱が加えられる。したがって、矢印方向に第２リニアシュート８２３が熱膨張する。
図１１の右側の拡大円に示したように、第２リニアシュート８２３が熱膨張すれば、第２ブラケット８２３６が第２固定部８９３に接触する。熱がまだ加えられていない場合、第２固定部８９３が第２ブラケット８２３６と接触せずに固定されるので、熱変形による移送シュート８０の破損を防止することができる。
【００５４】
図１１の左側の拡大円に示した離隔距離（ｄ）は、第２リニアシュート８２３の熱膨張率（α）、第２リニアシュート８２３の長さ（ｌ）、及び上昇温度（ΔＴ）を考慮して、設定する。つまり、第２リニアシュート８２３の熱膨張率をα、第２リニアシュート８２３の長さをｌ、上昇温度をΔＴとすれば、次の数式１が成立する。
［数１］
ｄ＝α×ｌ×ΔＴ
したがって、前述の数式１を参考にして、離隔距離（ｄ）を設定する。
【００５５】
図１２は、図１１に示した第１リニアシュート８２１に第１リニアシュートカバー８２２が結合された状態を示す。図１２に示したように、第１リニアシュート８２１は、その断面が“Ｕ”字に近い形状を有する。第１リニアシュート８２１は、ステンレス鋼などの板材をベンディング加工して、図１２に示した形態に製造することができる。つまり、第１リニアシュート８２１を一体に形成することができる。したがって、継手の部分が内部に存在しないので、第１リニアシュート８２１を通して粉還元鉄含有還元体を円滑に移送することができる。
第１リニアシュート８２１は、一対の側面部８２１１と、これを相互連結する底部８２１３とを含む。一対の側面部８２１１は相互対向する。側面部８２１１には、第１リニアシュート８２１を固定するための一対のブラケット８２１４、８２１６が付着される。
第１リニアシュートカバー８２２の上には多数の補強チャンネル８２６を付着することができる。補強チャンネル８２６は、外部カバー８８と第１リニアシュートカバー８２２との間に固定される。補強チャンネル８２６は高熱を遮断し、熱膨張による移送シュートの変形を防止する。
【００５６】
図１２の拡大円には、図１２のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿って切断した断面を示した。図１２の拡大円に示したように、補強チャンネル８２６は、第１リニアシュートカバー８２２側に凹むように折り曲げられて形成されるので、第１リニアシュートカバー８２２を支持して、熱膨張による移送シュートの破損を防止することができる。
図１２に示したように、第１リニアシュート８２１は、矢印に示した粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿ってテーパー（taper）形態を有する。第１リニアシュート８２１は両端に開口部８２１５、８２１７を有する。開口部８２１５、８２１７は、一端の開口部８２１５及び他端の開口部８２１７を含む。第１リニアシュート８２１がテーパー形態であるので、一端の開口部８２１５の大きさは他端の開口部８２１７の大きさより小さい。第１リニアシュート８２１がこのような構造を有するので、粉還元鉄含有還元体が外部に漏洩されずに、矢印方向に円滑に移送されることができる。
【００５７】
より詳しくは、一端の開口部８２１５の幅（Ｗ１）は他端の開口部８２１７の幅（Ｗ２）より小さく、一端の開口部８２１５の高さ（ｈ１）は他端の開口部８２１７の高さ（ｈ２）より小さい。ここで、第１リニアシュート８２１の熱膨張を考慮すれば、一端の開口部８２１５の幅（Ｗ１）と他端の開口部８２１７の幅（Ｗ２）の差は１０ｃｍ乃至２５ｃｍであるのが望ましい。幅の差が１０ｃｍ未満であると、移送中に粉還元鉄含有還元体が漏洩する恐れがある。また、幅の差が２５ｃｍを越えると、一端の開口部８２１５の大きさがあまりにも小さくなるため、粉還元鉄含有還元体が円滑に移送されることができず、第１リニアシュート８２１を設計し難くなる。特に、幅の差が２０ｃｍであるのが最も望ましいが、この場合、粉還元鉄含有還元体を円滑に移送することができる。同一な理由により、一端の開口部８２１５の高さ（ｈ１）と他端の開口部８２１７の高さ（ｈ２）の差は１０ｃｍ乃至２５ｃｍであるのが望ましい。
【００５８】
同一な形態を有する多数のリニアシュートが連続して連結されるので、図１１に示したような移送シュート８０を製造することができる。つまり、第１リニアシュートと第２リニアシュートを連続して連結する際、第１リニアシュートの他端の開口部に第２リニアシュートの一端の開口部を挿入して重複させる。また、第２リニアシュートの他端の開口部に他の第１リニアシュートの一端の開口部を挿入して重複させる。このような締結構造が反復される。したがって、同一な形態を有する多数のリニアシュートを連続して連結することができる。この過程を、図１３を通じてより詳細に説明する。
【００５９】
図１３は、移送シュート８０を分解する過程を概略的に示したものである。図１３は、２個の外部ケーシングに一対のリニアシュート８２１、８２３を結合して、示す。また、図１３には、外部カバー８８を移送シュート８０から外した状態を示す。
第１リニアシュート８２１を移送シュート８０から除去する過程を説明する。最上端から移送シュート８０を分解する。移送シュート８０から外部カバーを外す。したがって、図１３に示したように、移送シュート８０の内部部品が外部へ露出する。
【００６０】
次に、過程（１）ではボルト８９１１を除去する。図１３には便宜上、ボルト８９１１を一つのみ示したが、実際には、ブラケット８９１に形成された締結孔ごとに締結された多数のボルト８９１１を全部除去する。このような方法を利用して、第１リニアシュート８２１と第２リニアシュート８２３を外部ケーシング８９から分離する。
次に、過程（２）では、第２リニアシュート８２３を矢印方向に押して、第１リニアシュート８２１を取り出せる空間を確保する。第２リニアシュート８２３を約５０ｃｍ程度押すのが望ましい。
【００６１】
過程（３）では、第１リニアシュート８２１を矢印方向に押す。約２０ｃｍ程度押して、第１リニアシュート８２１を、その前端に位置したまた他の第２ライターシュート８２３から取り出すことができる。
過程（４）では、第１リニアシュート８２１を上部に持ち上げる。したがって、第１リニアシュート８２１を移送シュート８０から容易に除去することができる。第１リニアシュート８２１が除去されたので、後端に位置した第２リニアシュート８２３も容易に除去することができる。
つまり、過程（５）では、第２リニアシュート８２３を持ち上げて、移送シュート８０から除去することができる。同様な方法で、次の下端に位置した第１リニアシュート８２１及び第２リニアシュート８２３も除去することができる。
前述の方法で、短時間内に移送シュート８０を容易に分解することができる。したがって、移送シュート８０の整備及び修理が容易になる。移送シュート８０の組み立て過程は、前述の分解方法と反対に実施することができる。
【００６２】
リニアシュート８２１、８２３を相互容易に分離できるように、第１リニアシュート８２１及び第２リニアシュート８２３には段差部８２９が形成される。例えば、第１リニアシュート８２１の場合、段差部８２９は、一端の開口部８２１５を形成する一対の側面部８２１１の一端に形成される。段差部８２９は、矢印に示した粉還元鉄含有還元体の移送方向に沿って低くなる。
リニアシュート８２１、８２３に段差部８２９が形成されるので、リニアシュート８２１、８２３を相互挿入することが容易になる。したがって、リニアシュート８２１、８２３を反復配列して連結することができる。リニアシュート８２１、８２３が相互挿入されて重なるので、リニアシュート８２１、８２３は全体的に望遠鏡（telescope）形態に組立てられる。望遠鏡形態に組み立てられたリニアシュート８２１、８２３を通して、粉還元鉄含有還元体を円滑に移送することができる。
【００６３】
図１４は、本発明の第１実施例による塊成体製造装置１００を備えた鎔鉄製造装置２００を示したものである。図１４には、本発明の第１実施例による塊成体製造装置１００を備えた鎔鉄製造装置２００を示したが、これは単に本発明を例示するためのものであり、本発明がここに限定されるわけではない。したがって、鎔鉄製造装置２００は、本発明の第２実施例による塊成体製造装置及び本発明の第３実施例による塊成体製造装置を備えることもできる。
図１４に示した鎔鉄製造装置２００は、塊成体製造装置１００と溶融ガス化炉７０を含む。溶融ガス化炉７０には、塊成体製造装置１００で破砕した塊成体が装入されて溶融される。溶融ガス化炉７０の構造は、本発明の属する分野における通常の知識を有する者が容易に理解できるので、その詳しい説明を省略する。
【００６４】
塊炭及び成形炭からなる群より選択された一つ以上の石炭を溶融ガス化炉７０に供給する。一般的に、塊炭は、生産地で採取した粒度８ｍｍ超過の石炭をその例として挙げられる。また、成形炭は、生産地で採取した粒度８ｍｍ以下の石炭を粉砕して、プレスで成形した石炭をその例として挙げられる。
塊炭または成形炭を溶融ガス化炉７０に装入して、石炭充填層を形成する。溶融ガス化炉７０に酸素（Ｏ２）を供給して塊成体を溶融した後、出湯口を通して排出する。したがって、良好な品質の鎔鉄を製造することができる。
【００６５】
本発明による塊成体製造装置は前述の構造を有するので、粉還元鉄含有還元体を塊成体に大量製造するのに適合する。また、本発明による鎔鉄製造装置は前述の塊成体製造装置を含むので、優れた品質の鎔鉄を製造することができる。
以下、実験例を通じて本発明を説明する。後述の本発明の実験例は単に本発明を例示するためのものであり、本発明がここに限定されるわけではない。
【００６６】
実験例
塊成体を適切に案内するためのガイドシュートの形状を分析するために、シミュレーションを実施した。シミュレーションは、Ｉ−ＤＥＡＳ構造解釈ソフトウェアを通じて実施した。シミュレーションでは、塊成体と類似な形態を有するように、表面を陰刻した板形状を、長さ１３００ｍｍ、幅９４ｍｍにモデリングした。板形状は、ストリップ型（strip  type）またはポケット型（pocket  type）になるように陰刻した。次に、前記板に、ガイドシュートによる強制変位を適用し、上部排出地点と下部破砕位置は固定した。    
つまり、ガイドシュートを実際に使用したわけではないが、板がガイドシュートに沿って進行することと同一な状態に置かれるように、強制変位を適用して、板が曲がるようにさせた状態でシミュレーションを行った。その他のシミュレーション条件は、本発明の属する分野における通常の知識を有する者が容易に理解できるので、その詳しい説明を省略する。
【００６７】
実験例１
ストリップ型に陰刻した板形状に、ガイドシュートによる強制変位を適用して、板形状を２次元に変化させた。ストリップ型板上部が鉛直方向と成す角度を１０°にして、傾くようにし、ストリップ型板下部の曲率半径が１５５０ｍｍになるように、曲がるようにさせた後、ストリップ型板の圧縮部、傾斜部端部及び曲面中間部での応力を測定した。図１５の左側には、本発明の実験例によるストリップ型板の応力測定地点を示しており、図１５の右側の（Ａ）は、本発明の実験例１によるストリップ型板の各地点の平均応力分布を示す。実験例１で測定した応力は下記の表１に示した。
【００６８】
実験例２
ストリップ型板上部が鉛直方向と成す角度を１０°にして、傾くようにし、ストリップ型板下部の曲率半径が１８００ｍｍになるように、曲がるようにさせた後、ストリップ型板の圧縮部、傾斜部端部及び曲面中間部での応力を測定した。図１５の左側には、本発明の実験例によるストリップ型板の応力測定地点を示し、図１５の右側の（Ｂ）は、本発明の実験例２によるストリップ型板の各地点の平均応力分布を示す。実験例２で測定した応力は下記の表１に示した。残りの実験条件は、前述の実験例１と同一である。
【００６９】
実験例３
ストリップ型板上部が鉛直方向と成す角度を７°にして、傾くようにし、ストリップ型板下部の曲率半径が１８００ｍｍになるように、曲がるようにさせた後、ストリップ型板の圧縮部、傾斜部端部及び曲面中間部での応力を測定した。図１５の左側には、本発明の実験例によるストリップ型板の応力測定地点を示し、図１５の右側の（Ｃ）は本発明の実験例３によるストリップ型板の各地点の平均応力分布を示す。実験例３で測定した応力は下記の表１に示した。残りの実験条件は、前述の実験例１と同一である。
【００７０】
実験例４
ポケット型に陰刻した板形状に、ガイドシュートによる強制変位を適用して、板形状を２次元に変化させた。ポケット型板の上部が鉛直方向と成す角度を１０°にして、傾くようにし、ポケット型板下部の曲率半径が１５５０ｍｍになるように、曲がるようにさせた後、ポケット型板の圧縮部、傾斜部端部及び曲面中間部での応力を測定した。図１６の左側には、本発明の実験例によるポケット型板の応力測定地点を示し、図１６の右側の（Ａ）は、本発明の実験例４によるポケット型板の各地点の平均応力分布を示す。実験例４で測定した応力は下記の表１に示した。
【００７１】
実験例５
ポケット型板の上部が鉛直方向と成す角度を１０°にして、傾くようにし、ポケット型板の下部の曲率半径が１８００ｍｍになるように、曲がるようにさせた後、ポケット型板の圧縮部、傾斜部端部及び曲面中間部での応力を測定した。図１６の左側には、本発明の実験例によるポケット型板の応力測定地点を示し、図１６の右側の（Ｂ）は、本発明の実験例５によるポケット型板の各地点の平均応力分布を示す。実験例５で測定した応力は下記の表１に示した。残りの実験条件は、前述の実験例４と同一である。
【００７２】
実験例６
ポケット型板の上部が鉛直方向と成す角度を７°にして、傾くようにし、ポケット型板の下部の曲率半径が１８００ｍｍになるように、曲がるようにさせた後、ポケット型板の圧縮部、傾斜部端部及び曲面中間部での応力を測定した。図１６の左側には、本発明の実験例によるポケット型板の応力測定地点を示し、図１６の右側の（Ｃ）は、本発明の実験例６によるポケット型板の各地点の平均応力分布を示す。実験例６で測定した応力は下記の表１に示した。残りの実験条件は、前述の実験例４と同一である。
【表１】
2008517162.tif 000003
【００７３】
表１に示したように、ストリップ型板に関する本発明の実験例３において、圧縮部地点の応力は３１６ｋｇ/ｍｍ２、傾斜部端部地点の応力は３１２ｋｇ/ｍｍ２、曲面中間部地点の応力は２０１１ｋｇ/ｍｍ２であった。したがって、実験例３で測定された応力が、実験例１及び実験例２で測定された応力より小さかった。実験例３のように、ストリップ型板の上部が鉛直方向と成す角度を７°にし、ストリップ型板の下部の曲率半径が１８００ｍｍがなるようにすれば、ストリップ型板に作用する応力を最小化することができた。
【００７４】
一方、ポケット型板に関する本発明の実験例６において、圧縮部地点の応力は４４２ｋｇ/ｍｍ２、傾斜部端部地点の応力は４４６ｋｇ/ｍｍ２、曲面中間部地点の応力は２５１０ｋｇ/ｍｍ２であって、実験例４及び実験例５で測定された応力より小さかった。実験例６のように、ポケット型板の上部が鉛直方向と成す角度を７°にし、ポケット型板の下部の曲率半径が１８００ｍｍになるようにすれば、ポケット型板に作用する応力を最小化することができた。
一方、本発明の実験例７及び実験例８では、各々、本発明の実験例３及び実験例６で２次元シミュレーションしたストリップ型板及びポケット型板を３次元シミュレーションして、より正確な応力を測定した。実験例７及び実験例８の実験条件は次の通りである。
【００７５】
実験例７
ストリップ型に陰刻した板形状に、ガイドシュートによる強制変位を適用して、板形状を３次元変化させた。ストリップ型板の上部が鉛直方向と成す角度を７°にして、傾くようにし、ストリップ型板の下部の曲率半径が１８００ｍｍになるように、曲がるようにさせた後、ストリップ型板の圧縮部、傾斜部端部及び曲面中間部での応力を測定した。図１７の左側には、本発明の実験例によるストリップ型板の応力測定地点を示し、図１７の右側には、本発明の実験例７によるストリップ型板の各地点の平均応力分布を示した。実験例７で測定した応力は下記の表２に示した。
【００７６】
実験例８
ポケット型に陰刻した板形状に、ガイドシュートによる強制変位を適用して、板形状を３次元変化させた。ポケット型板の上部が鉛直方向と成す角度を７°にして、傾くようにし、ポケット型板の下部の曲率半径が１８００ｍｍになるように、曲がるようにさせた後、ポケット型板の圧縮部、傾斜部端部及び曲面中間部での応力を測定した。図１８の左側には、本発明の実験例によるポケット型板の応力測定地点を示し、図１８の右側には、本発明の実験例８によるポケット型板の各地点の平均応力分布を示した。実験例８で測定した応力は下記の表２に示した。
【表２】
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【００７７】
表２に示したように、本発明の実験例７において、圧縮部地点の応力は２７０ｋｇ/ｍｍ２、傾斜部端部地点の応力は３０３ｋｇ/ｍｍ２、曲面中間部地点の応力は２００１ｋｇ/ｍｍ２であった。実験例７によれば、ストリップ型板の上部が鉛直方向と成す角度を７°にし、ストリップ型板の下部の曲率半径が１８００ｍｍになるようにすれば、ストリップ型板に作用する応力を最小化することができた。
【００７８】
また、本発明の実験例８において、圧縮部地点の応力は４１６ｋｇ/ｍｍ２、傾斜部端部地点の応力は４２５ｋｇ/ｍｍ２、曲面中間部地点の応力は２３２０ｋｇ/ｍｍ２であった。実験例８によれば、ポケット型板の上部が鉛直方向と成す角度を７°にし、ポケット型板の下部の曲率半径が１８００ｍｍになるようにすれば、ポケット型板に作用する応力を最小化することができた。
【００７９】
本発明の塊成体製造装置では、ガイドシュートの案内面が、直線形傾斜面及び曲線形傾斜面を含むので、塊成体を円滑に連続して排出することができる。したがって、工程が円滑に進められ、塊成体の切れによる粉発生量を最小化することができる。また、破砕機の塊成体破砕による衝撃吸収を最小化して、ガイドシュートの後端に位置する装置の熱負荷を最小化することができる。
【００８０】
以上、本発明の望ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施するのが可能であり、これもまた本発明の範囲に属するのは当然なことである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施例による塊成体製造装置を概略的に示した図である。
【図２】図１の塊成体製造装置に備えられたロールを概略的に示した図である。
【図３】本発明の第１実施例による塊成体製造装置の部分正面図である。
【図４】図１の塊成体製造装置に備えられたガイドシュートの正面図である。
【図５】図１の塊成体製造装置に備えられた第１破砕機を概略的に示した図である。
【図６】本発明の第２実施例による塊成体製造装置に備えられた第２破砕機を概略的に示した図である。
【図７】図１の塊成体製造装置に備えられた第２破砕機を概略的に示した図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図９】本発明の第３実施例による塊成体製造装置に備えられた第２破砕機を概略的に示した図である。
【図１０】図１の塊成体製造装置に備えられた移送シュートの斜視図である。
【図１１】図１０の移送シュートから外部カバーを外した状態を示す図である。
【図１２】図１１に示したリニアシュートとリニアシュートカバーの結合斜視図である。
【図１３】図１０の移送シュートの分解過程を概略的に示した図である。
【図１４】本発明の第１実施例による塊成体製造装置を備えた鎔鉄製造装置を概略的に示した図である。
【図１５】本発明の実験例１乃至実験例３によるストリップ型板の応力分布を示した図である。
【図１６】本発明の実験例４乃至実験例６によるポケット型板の応力分布を示した図である。
【図１７】本発明の実験例７によるストリップ型板の応力分布を示した図である。
【図１８】本発明の実験例８によるポケット型板の応力分布を示した図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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