(57)【要約】【課題】耐火物の膨張を上手く逃がし、且つ、炉のシール性を保つことができる回転炉床式加熱炉の炉殻構造を提供する。【解決手段】還元剤を含有する酸化鉄塊成物を回転炉床の上で加熱・還元し還元鉄塊成物を製造する回転炉床式加熱炉または鋼片を加熱する回転炉床式加熱炉において、該加熱炉の天井がドーナッツ状の平断面構造を有しており、該天井に築造する天井耐火物を支持する天井吊り金物を該天井の径方向に放射状に配置することを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉殻構造。好ましくは、前記天井吊り金物を前記加熱炉の天井梁に乗せかけ、前記天井の両側に、前記加熱炉における炉巾の２〜５％の膨張代を設け、該膨張代にセラミックファイバーブランケットまたはセラミックファイバーバルクを詰める。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元剤を含有する酸化鉄塊成物を回転炉床の上で加熱・還元し還元鉄塊成物を製造する回転炉床式加熱炉または鋼片を加熱する回転炉床式加熱炉において、該加熱炉の天井がドーナッツ状の平断面構造を有しており、該天井に築造する天井耐火物を支持する天井吊り金物を該天井の径方向に放射状に配置することを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉殻構造。
【請求項２】
前記天井吊り金物を前記加熱炉の天井梁に乗せかけることを特徴とする請求項１に記載の回転炉床式加熱炉の炉殻構造。
【請求項３】
前記天井の両側に、前記加熱炉における炉巾の２〜５％の膨張代を設け、該膨張代にセラミックファイバーブランケットまたはセラミックファイバーバルクを詰めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転炉床式加熱炉の炉殻構造。
【請求項４】
前記天井耐火物を支持するアンカーレンガを、前記加熱炉の径方向に放射状に配置することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の回転炉床式加熱炉の炉殻構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鉱石または製鉄廃棄物を原料として主として還元鉄（ＤＲＩ）を製造する回転炉床式加熱炉または鋼片を加熱する回転炉床式加熱炉に関し、具体的には、回転炉床式加熱炉の炉殻構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転移動する炉床面に配置した鉄鋼石または製鉄廃棄物とその還元剤（炭材）を混合した原料からなるブリケット（ペレット、ペレッターなど）を加熱・還元処理し、主として還元鉄（ＤＲＩ）を製造する加熱炉、あるいは鋼片（ビレット、インゴット）やコイルを加熱する回転炉床式加熱炉の天井耐火物は、天井耐火物を吊るすアンカーレンガ（耐火物吊りレンガ）を支持するパイプ、あるいは形鋼を介して天井梁で支持されており、従来、その支持パイプ，形鋼は回転炉床炉の円周方向に沿って配置するのが一般であった。
【０００３】
しかし、主として還元鉄（ＤＲＩ）を製造する加熱炉に於いては、原料中に含まれるアルカリ分（Ｎａ，　Ｋなど）が耐火物中に浸透することにより耐火物が膨張する所謂アルカリ膨張が発生するという問題があった。
加熱炉の天井耐火物には一般に膨張代が設けられているが、耐火物のアルカリ膨張によって膨張代が時間をかけて次第につぶれていき、天井の耐火物が回転炉床炉の放射方向にせり出していくという問題があり、従来のように、天井耐火物を吊るすパイプ、形鋼を炉の円周方向に沿って配置するのでは、天井を吊るすアンカーレンガが炉の放射方向に膨張する耐火物に引張られて、吊り金物の変形、あるいはアンカーレンガの破損が生じて、天井構造を維持できない（天井が脱落する）という問題点があった。
【０００４】
図１乃至図３は、従来の回転炉床式加熱炉における天井吊り金物としてパイプを用いた場合を示す図である。
図１は、従来の回転炉床式加熱炉を示す平面図である。
図１において、回転炉床式加熱炉の天井は、天井梁１、天井吊り金物２、天井吊り金物２により支えられるアンカーレンガおよび天井耐火物から構成されている。
【０００５】
図１のように、天井を支持する天井吊り金物２を天井の周方向に配置しているため、天井耐火物が放射方向に膨張した場合、吊り金物２が耐火物の膨張方向に追従することができず、吊り金物の変形やアンカーレンガの破損が生じる。
図２は、図１の従来の回転炉床式加熱炉におけるＤ−Ｄ断面を示す図である。図２において、天井吊り金物２はパイプを使用している。この天井吊り金物２にアンカーレンガ４が支持されており、このアンカーレンガ４の周りに天井耐火物５が築造される。
【０００６】
図２に示すように、天井吊り金物２は天井の周方向に配置されているため、耐火物が加熱炉の径方向に膨張するとこれを吸収することができず、金物の変形やアンカーレンガの破損が生じていた。
図３は、図１の従来の回転炉床式加熱炉におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。
図３において、天井の周方向に配置された天井吊り金物２（パイプ）は天井梁１にＵ字クランプ（天井梁に円形のボルト穴をあけて、Ｕ字クランプをこの穴に通してナット止め）により支持されているので、ドーナッツ状の加熱炉の周方向には自由に動けるが、径方向には拘束されているので、径方向の天井耐火物の動き（膨張）を吸収することができなかった。
【０００７】
一般に、耐火物には、２〜３ｍごとに熱による耐火物の膨張を吸収する為の膨張代が設けられており、膨張代の設定量は、耐火物の理論膨張量程度を採るのが一般的（仮に、炉内温度１０００℃で、壁長さの約０．６％に相当する膨張代を設置）である。
しかし、アルカリ膨張は時間をかけて次第に発生していくことから、例えば天井の放射方向および円周方向に当初（新炉時）よりアルカリ膨張を十分に逃がすことができるだけの大きな膨張代（２〜５％）を採ったのでは、炉のシール性を保つことが困難であった。
【０００８】
特に、還元鉄（ＤＲＩ）を製造する加熱炉では、炉内雰囲気を還元状態（無酸化、Ｈ２，　ＣＯガス雰囲気）に保つことが重要であり、極端に大きな膨張代を採ると、炉内への空気の侵入を防止することが難しい。その為、新炉時は、仮に炉内温度１０００℃で壁長さの０．６％に相当するアルカリ膨張に対しては十分でない膨張代を採っても、アルカリ膨張が発生した場合には、その膨張を上手く逃がし、且つ、炉のシール性を保つ構造を採用することが必要である。
しかし、天井耐火物の支持金物を従来のように回転炉床炉の円周方向に沿って配置したのでは、アルカリ膨張を上手く逃がし、且つ、炉のシール性を保つことは困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、耐火物の膨張を上手く逃がし、且つ、炉のシール性を保つことができる回転炉床式加熱炉を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決すべく鋭意検討の結果、回転炉床式加熱炉の天井構造を工夫することにより、耐火物の膨張を上手く逃がし、且つ、炉のシール性を保つことができる回転炉床式加熱炉を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）還元剤を含有する酸化鉄塊成物を回転炉床の上で加熱・還元し還元鉄塊成物を製造する回転炉床式加熱炉または鋼片を加熱する回転炉床式加熱炉において、該加熱炉の天井がドーナッツ状の平断面構造を有しており、該天井に築造する天井耐火物を支持する天井吊り金物を該天井の径方向に放射状に配置することを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉殻構造。
【００１１】
（２）前記天井吊り金物を前記加熱炉の天井梁に乗せかけることを特徴とする（１）に記載の回転炉床式加熱炉の炉殻構造。
（３）前記天井の両側に、前記加熱炉における炉巾の２〜５％の膨張代を設け、該膨張代にセラミックファイバーブランケットまたはセラミックファイバーバルクを詰めることを特徴とする（１）または（２）に記載の回転炉床式加熱炉の炉殻構造。
（４）前記天井耐火物を支持するアンカーレンガを、前記加熱炉の径方向に放射状に配置することを特徴とする（１）乃至（３）に記載の回転炉床式加熱炉の炉殻構造。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図４乃至図８を用いて詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図４乃至図６は、本発明の回転炉床式加熱炉における天井吊り金物として形鋼を用いた場合の実施形態を示す図である。
図４は、本発明の回転炉床式加熱炉における第１の実施形態を示す平面図である。
図４において、回転炉床式加熱炉の天井は、天井梁１、天井吊り金物２、中間梁３および天井吊り金物２により支えられるアンカーレンガおよび天井耐火物から構成されている。
【００１３】
図４のように、天井を支持する天井吊り金物２を天井の径方向に放射状に配置することで、天井耐火物が径方向に膨張した場合でも吊り金物２が耐火物の膨張方向に追従することで、吊り金物の変形・アンカーレンガの破損防止を図ることができる。
図５は、図４の本発明の回転炉床式加熱炉における第１の実施形態のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【００１４】
図５において、天井吊り金物２は形鋼を使用している。この天井吊り金物２にアンカーレンガ４が支持されており、このアンカーレンガ４の周りに天井耐火物５が築造される。
また、図５の矢印で示すように、中間梁３と天井吊り金物２とはスライドする構造となっているため、天井耐火物５の周方向の膨張を吸収することができる。
【００１５】
図６は、図４の本発明の回転炉床式加熱炉における第１の実施形態のＡ−Ａ断面を示す図である。
図６において、天井の径方向に放射状に配置された天井吊り金物２は中間梁３に乗せかけられているので、ドーナッツ状の加熱炉の径方向および円周方向に自由に動けるようにして、天井耐火物の動き（膨張）を拘束することを防止することができる。
また、アンカーレンガ４は、アンカーレンガ吊り金物６により吊り下げる構造となっているので、図６に矢印で示すように、天井耐火物５の径方向の膨張にアンカーレンガが追随して動くことができる。
【００１６】
＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の回転炉床式加熱炉における天井の両側に、膨張代を設けた第２の実施形態を示す図である。
図７において、天井壁の両側に天井の径方向に放射状に耐火物のアルカリ膨張を逃がすための大きな膨張代８を設置し、膨張代にはセラミックファイバーブランケットまたはセラミックファイバーバルクを詰め込むことによりシール性および断熱性を保つことができるうえ、膨張した天井が炉の外周側壁を押すことを防止することができる。
なお、アルカリ膨張を逃がすためには、膨張代８は炉巾の天井壁長さの２〜５％が好ましい。
【００１７】
＜第３の実施形態＞
図８は、天井耐火物を支持するアンカーレンガを、加熱炉の径方向に放射状に配置する本発明の第３の実施形態を示す図である。
図８に示すように、天井耐火物を支持するアンカーレンガ４は、加熱炉の径方向に放射状に配置されている。
アンカーレンガ４を、天井耐火物の吊り金物と同様に、ドーナッツ状の平断面構造を持つ回転炉床式加熱炉の径方向に放射状に配置することで、アルカリ膨張で膨らむ耐火物の膨張方向で吊り金物の変形・破損を防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、ドーナッツ状の平断面構造を持つ回転炉床式加熱炉の天井耐火物を吊るす金物を炉の径方向に配置し、天井の両端に十分な膨張代を設けることにより、耐火物の膨張を上手く逃がし、且つ、炉のシール性を保つことができる回転炉床式加熱炉を提供することができ、具体的には、以下のような産業上有用な著しい効果を奏する。
【００１９】
１）耐火物がアルカリ膨張で炉の径方向に動いても、炉の径方向に配置した天井金物に取り付くアンカーレンガが径方向に動くことで吊り金物、アンカーレンガに変形・脱落が生じることを防止することができ、天井構造を安定させることができる。
２）径方向に配置する天井吊り金物を炉の天井梁に乗せかけて、炉の径方向および円周方向に動ける様にすることで金物が天井耐火物を拘束することを防止して天井構造を安定させることができる。
３）耐火物の両端に十分な膨張代を設置すると共に、膨張代部にセラミックファイバー、又はセラミックファイバーバルクを詰めることで断熱性とシール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の回転炉床式加熱炉を示す平面図である。
【図２】図１の従来の回転炉床式加熱炉におけるＤ−Ｄ断面を示す図である。
【図３】図１の従来の回転炉床式加熱炉におけるＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図４】本発明の回転炉床式加熱炉における第１の実施形態を示す平面図である。
【図５】図４の本発明の回転炉床式加熱炉における第１の実施形態のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図６】図４の本発明の回転炉床式加熱炉における第１の実施形態のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図７】本発明の回転炉床式加熱炉における天井の両側に、膨張代を設けた第２の実施形態を示す図である。
【図８】天井耐火物を支持するアンカーレンガを、加熱炉の径方向に放射状に配置する本発明の第３の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１：天井梁、
２：天井吊り金物、
３：中間梁、
４：アンカーレンガ、
５：天井耐火物、
６：アンカーレンガ吊り金物、
７：レンガ、
８：膨張代
【図１】
2004003729.tif 000003
【図２】
2004003729.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004003729.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004003729.tif 000008
【図７】
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【図８】
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