(57)【要約】【課題】  炉床からの生成物の回収効率と、移動型炉床炉の熱効率とを向上可能とする排出装置を提供すること。【解決手段】  底板２３がスクリューフィーダー１７のスクリュー１８と炉床１０との間に配置され、底板２３の上流側端が炉床１０上から炭材１２及び生成物１３を掻き取って底板２３上に押し上げ、生成物１３をスクリューフィーダー１７の排出口２５へ搬送する排出装置１６において、底板２３の上に形成される炭材１２及び生成物１３の堆積の山３６崩れ落ちる崩落物と、スクリューフィーダー１７から溢れ出る溢出物とを受けとめる受板３５を、排出口２５側寄りの位置において、底板２３から炉床１０の進行方向上流側に向かって張り出させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動型炉床炉の炉床上の炭材及び生成物の堆積層から、生成物を移動型炉床炉外へ排出する排出装置であって、前記炉床の進行方向と交差して回転軸が延伸するスクリューを有するスクリューフィーダーと、前記スクリューと前記炉床との間に配置され前記堆積層の上層部分を掻き取る底板と、排出口とを備え、
前記底板の上に形成される炭材及び生成物の堆積の山から崩れ落ちる崩落物と、前記スクリューのブレードの間から溢れ出る溢出物とを受けとめるために、前記炉床の進行方向上流側へ向って張り出す受板が、前記底板の前記排出口側に、備えられたことを特徴とする排出装置。
【請求項２】
請求項１記載の排出装置であって、前記受板の前記炉床上の堆積層側端部に、堆積層側を向いた側面を有する第１の側板を備えることを特徴とする排出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排出装置であって、前記受板は、前記スクリューに対向する対向面を有する第２の側板を備えることを特徴とする排出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の排出装置であって、前記第２の側板は、前記炉床の進行方向上流側へ向って傾斜し、前記第２の側板の下端が、前記スクリューの下方に入り込んでいることを特徴とする排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動型炉床炉の炉床から生成物を排出する排出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼は、転炉や電気炉にて製造されるのが一般的である。例えば、電気炉では、スクラップや還元鉄が原料として用いられる。しかし、近年、スクラップ需給が逼迫するとともに、高品質の鋼への要求が高くなってきたことから、不純物の少ない還元鉄を原料として使用する傾向にある。
還元鉄等の製造プロセスにおいて使用される炉のひとつに、いわゆる移動型炉床炉がある（例えば、特許文献１を参照）。移動型炉床炉の中で炉床が水平に循環移動しており、炉床上で原料を加熱している。炉床上には、例えば、鉄鉱石等の原料と固体還元剤である炭材との混合物が堆積層として積載される。炉床上で原料を加熱還元し、還元鉄等の還元物とし、更に還元物を溶融させ、メタルやスラグの凝集物が生成物として得られる。生成物は炉床上の炭材の堆積層の層上又は層中に保持されており、排出装置により炉床から移動型炉床炉の外へ排出される。
【０００３】
排出装置としてスクリューフィーダーがある（特許文献２を参照）。図１５、図１６及び図１７（ｉｉ）に示す排出装置１１６は、スクリューフィーダー１１７とケーシング１２１とからなり、スクリューフィーダー１１７はスクリュー１１８を有し、ケーシング１２１は覆板１２２と底板１２３とを有する。なお、以下の説明において、炉床１０の進行方向上流側、進行方向下流側をそれぞれ単に上流側、下流側というものとする。
【０００４】
底板１２３は炉床１０の上面と実質的に平行に設けられる。図１６及び図１７（ｉ）に示すように、排出装置１１６よりも上流側において、生成物１３を保持している炭材１２の堆積層１２Ｌの層厚はＸとなっており、底板１２３は、この上流側の堆積層１２Ｌの層表面からΔＸだけ下方に設置されている。すなわち、底板１２３は炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにある。
【０００５】
底板１２３の上流側の縁部分が掻き取り部１２４を形成し、掻き取り部１２４が堆積層１２Ｌから炭材１２及び生成物１３を掻き取り可能に構成されている。炉床１０の進行に伴い上流側から移動してくる堆積層１２Ｌのうち、掻き取り部１２４の高さよりも上方にある上層部分１２Ｔ、すなわち、図１５において上流側の堆積層１２Ｌの層表面からΔＸの距離内にある部分中に含まれる炭材１２及び生成物１３は、掻き取り部１２４により掻き取られ、底板１２３の上へ押し上げられる。上層部分１２Ｔ中の炭材１２及び生成物１３は、炉床１０の進行に伴って掻き取り部１２４から底板１２３の上へ連続して押し上げられ、底板１２３の上に盛り上がって山３６を形成する（図１６、図１７（ｉｉ）を参照）。
【０００６】
底板１２３の上へ連続して押し上げられる炭材１２及び生成物１３が、底板１２３の上の山３６をスクリュー１１８の方へ押し、スクリュー１１８の螺旋状のブレードが回転して山３６の下流側部分を掻き取り、ブレードにより掻き取られた炭材１２及び生成物１３が、ブレードの間に入り、ブレードの面によって排出口１２５の方向へ押されて移動する。そして、炭材１２及び生成物１３は排出口１２５から炉床１０の外へ排出される。
【０００７】
生成物１３を保持している炭材１２の堆積層１２Ｌは、炉床１０の幅方向中央に積載されており、堆積層１２Ｌの幅方向両側の炉床１０上には、肩部１１Ｌ、１１Ｒが形成されており、肩部１１Ｌ、１１Ｒ上には堆積層１２Ｌが積載されていない。この肩部１１Ｌ、１１Ｒが、炉床１０の進行中に堆積層１２Ｌから炭材１２及び生成物１３が炉床１０の外へ落下することを防止している。図１５において、肩部１１Ｌを排出口１２５側（図１５において左側）に示す。
【０００８】
底板１２３と炉床１０との間の堆積層１２Ｌ中に存在する炭材１２は、掻き取り部１２４によって掻き取られることなく底板１２３の下を通過する。排出装置１１６よりも下流側の炉床１０上には、層厚Ｘ−ΔＸの炭材１２が堆積層１２Ｌとして残される（図１７（ｉｉｉ）を参照）。下流側の炉床１０上で堆積層１２Ｌをなす炭材１２は高温状態にあり、この炭材１２の熱は移動型炉床炉中での加熱還元、溶融に再利用される。
【特許文献１】特開平１１−１７２３１２号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の排出装置１１６においては、以下の問題点があった。
スクリュー１１８のブレードが回転し、底板１２３上の山３６から炭材１２及び生成物１３を掻き取り、ブレードが炭材１２及び生成物１３を排出口１２５まで押し出し、山３６内においても炭材１２及び生成物１３が排出口１２５の方向へ移動している。このとき、山３６の排出口１２５側斜面において、山３６から崩れ落ちる炭材１２及び生成物１３が存在する。
【００１０】
また、掻き取り部１２４が、炭材１２及び生成物１３を堆積層１２Ｌの上層部分１２Ｔから底板１２３の上へ連続して押し上げており、新たに底板１２３の上へ押し上げられた炭材１２及び生成物１３が、山３６の上流側斜面上へ下方から盛り上がる。この盛り上りの動きに伴って、山３６の上流側斜面においても、山３６から崩れ落ちる炭材１２及び生成物１３が存在する。
【００１１】
さらに、スクリュー１１８のブレードの面の法線方向は、スクリュー１１８の回転軸１１９の方向に対して斜め外側を向いており、スクリュー１１８のブレードによって排出口１２５まで押し出される炭材１２及び生成物１３には、回転軸１１９の方向に対して斜め外側向きの力が働く。この斜め外側向きの力によって、炭材１２及び生成物１３の一部は、排出口１２５へ到達する前に、スクリュー１１８のブレードの間からスクリューフィーダー１１７の外へ溢れ出してしまう。
【００１２】
山３６の排出口１２５側斜面を崩れ落ちる炭材１２及び生成物１３は、炉床１０の肩部１１Ｌ上へ落下して堆積３７ｄを形成する（図１７（ｉｉ）を参照）。また、山３６の上流側斜面上を崩れ落ちる炭材１２及び生成物１３の一部も、炉床１０の肩部１１Ｌ上へ落下して堆積３７ｄとなる。さらに、スクリューフィーダー１１７から溢れ出た炭材１２及び生成物１３も、一部が炉床１０の肩部１１Ｌ上へ落下して堆積３７ｄとなり、残りが炉床１０の外へ落下してしまう。
【００１３】
堆積３７ｄは底板１２３の下を通過し、炉床１０の肩部１１Ｌ上に取り残されたまま排出装置１１６の下流側へ搬送される（図１５、図１６及び図１７（ｉｉｉ）を参照）。このため、堆積３７ｄ中の生成物１３は、排出装置１１６により回収されず、排出装置１１６の回収率が低下する。
炉床１０は循環移動しているので、炉床１０の肩部１１Ｌ上の堆積３７ｄは、排出装置１１６の下流側へ搬送された後、再び、上流側から排出装置１１６へ搬送されてくる。排出装置１１６へ再び搬送されてきた堆積３７ｄの上に、排出装置１１６の底板１２３やスクリューフィーダー１１７から炭材１２及び生成物１３が落下し、堆積３７ｄが大きくなってしまう。堆積３７ｄが大きくなると、肩部１１Ｌ上に載ることができない炭材１２及び生成物１３が生じ、炭材１２及び生成物１３が肩部１１Ｌから炉床１０の外へ落下してしまう。
【００１４】
炉床１０の外へ落下した炭材１２を回収することが困難である。また、炉床１０の外へ落下した炭材１２が有する顕熱は、そのまま移動型炉床炉の外へ排出されることとなり、この顕熱を移動型炉床炉内で再利用できず、移動型炉床炉の熱効率が低下してしまう。さらに、炉床１０の外へ落下した生成物１３を回収することも困難であり、排出装置１１６による生成物１３の回収率が低下してしまう。
本発明は、上記した従来の技術の問題点を除くためになされたものであり、その目的とするところは、炉床からの生成物の回収率と、移動型炉床炉の熱効率とを向上可能とする排出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明はその課題を解決するために以下のような構成をとる。
請求項１の発明に係る排出装置は、移動型炉床炉の炉床上の炭材及び生成物の堆積層から、生成物を移動型炉床炉外へ排出する排出装置であって、前記炉床の進行方向と交差して回転軸が延伸するスクリューを有するスクリューフィーダーと、前記スクリューと前記炉床との間に配置され前記堆積層の上層部分を掻き取る底板と、排出口とを備え、前記底板の上に形成される炭材及び生成物の堆積の山から崩れ落ちる崩落物と、前記スクリューのブレードの間から溢れ出る溢出物とを受けとめるために、前記炉床の進行方向上流側へ向って張り出す受板が、前記底板の前記排出口側に備えられている。
【００１６】
請求項１の発明によると、底板上に形成される炭材及び生成物の堆積の山から炭材及び生成物が崩れ落ちても、この崩れ落ちる崩落物は、底板の排出口側において上流側へ向かって張り出す受板によって受け止められ、炉床上の堆積層の両脇にある肩部の上に落下して堆積することはなく、肩部から炉床の外へさらに落下することもない。
また、スクリューフィーダーから炭材や生成物が溢れ出しても、この溢れ出した溢出物は、やはり、底板の排出口側から上流側に向かって張り出す受板によって受け止められ、炉床上の堆積層の両脇にある肩部の上に落下して堆積することはなく、炉床の外へさらに落下することもない。
【００１７】
したがって、排出装置によって回収されない生成物が炉床の肩部にたまることはなく、生成物の回収効率が低下することはない。また、炉床の外へ炭材及び生成物が落下することもないので、生成物の回収効率が高く維持されるとともに、炭材を繰り返し移動型炉床炉において再利用でき、炭材の顕熱が移動型炉床炉の外へ無駄に排出されることも防止される。
【００１８】
請求項２の発明に係る排出装置は、請求項１記載の排出装置であって、前記受板の前記炉床上の堆積層側端部に、堆積層側を向いた側面を有する第１の側板を備える。
請求項２の発明によると、底板上の炭材及び生成物の堆積の山において、この堆積の山の排出口側には第１の側板の側面が存在しており、第１の側板の側面がこの堆積の山の排出口側を支える。このため、第１の側板の側面が、底板上の炭材及び生成物の堆積の山から崩落物が崩れ落ちることを防止しており、この堆積の山からの崩落物が受板上に堆積することもなくなる。したがって、スクリューフィーダーから溢れ出した溢出物のみが、受板上に堆積することとなり、受板上の堆積物の量が小さくなる。これにより、受板の面積を小さくすることが可能となる。
【００１９】
請求項３の発明に係る排出装置は、請求項１または２に記載の排出装置であって、前記受板は、前記スクリューに対向する対向面を有する第２の側板を備える。
請求項３の発明によると、スクリューフィーダーから炭材及び生成物が溢れ出ようとしても、第２の側板の対向面が、スクリューフィーダーから溢れ出ようとする炭材及び生成物とを遮る。このため、スクリューフィーダー内でスクリューのブレードによって押される炭材と生成物とは、スクリューフィーダーから外へ溢れ出すことができない。したがって、受板上における堆積物の量が小さなものとなる。
【００２０】
また、受板が、第１の側板及び第２の側板をともに備える構成とすることにより、底板上の炭材及び生成物の堆積の山から崩れ落ちる崩落物が、受板上に堆積することがなくなり、スクリューフィーダーから溢れ出す溢出物が、受板上に堆積することもなくなる。したがって、受板は、第１の側板及び第２の側板を設けて固定可能な強度を有していれば足り、受板上に堆積する炭材及び生成物の重量を考慮する必要はなくなる。
【００２１】
請求項４の発明に係る排出装置は、請求項３に記載の排出装置であって、前記第２の側板は、前記炉床の進行方向上流側へ向って傾斜し、前記第２の側板の対向面の下端が、前記スクリューの下方に入り込んでいる。
請求項４の発明によると、第２の側板の対向面の下端がスクリューの下方に入り込んでいるので、第２の側板とスクリューとの間に形成される空間の容積を小さくすることができる。このため、スクリューフィーダー内において滞留する炭材の量を小さくすることができる。したがって、スクリューフィーダー内で、高温の炭材が相互に結合して固着することがあっても、その固着量は少なくなり、固着した炭材の存在によってスクリューフィーダーの負荷が増大することは防止されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、上記のような排出装置であるので、炉床からの生成物の回収効率と、移動型炉床炉の熱効率とを向上可能とする排出装置を提供できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の第１の実施の形態の構成を、図１、図２及び図３を参照して説明する。
排出装置１６が移動型炉床炉の炉床１０上を幅方向に跨いで設置されている。炉床１０は従来のものと同様の構成を有する。すなわち、炉床１０は移動型炉床炉内を循環移動して、炉床１０上の炭材１２の堆積層１２Ｌ及びこの堆積層１２Ｌの層上又は層中に保持された生成物１３を排出装置１６まで搬送可能に構成されている。図１７（ｉ）に示す従来のものと同様に、排出装置１６よりも上流側において、堆積層１２Ｌの層厚はＸとなっている。また、炉床１０上の幅方向両側には、堆積層１２Ｌを積載していない肩部１１Ｌ、１１Ｒがそれぞれ形成されている。
【００２４】
排出装置１６は、スクリュー１８を有するスクリューフィーダー１７と、底板２３及び覆板２２を有するケーシング２１とからなる。
スクリュー１８の回転軸１９は炉床１０の全幅よりも長く、炉床１０の進行方向に対して交差している。回転軸１９の両端は移動型炉床炉外まで延びて基台（図示せず）により回転可能に支承されている。スクリュー１８には螺旋状のブレードが形成されている。回転軸１９の肩部１１Ｒ側（図１において右側）の一端は、プーリ２６とベルト２７によってモータ２８の回転軸とつながっている。図３において、上流側からスクリュー１８を見ると、スクリュー１８のブレードが下方から上方に向かって回転し、ブレードが堆積層１２Ｌ側（図３において右側）から後述する排出口２５側（図３において左側）へ動いているように見える構成となっている。
【００２５】
ケーシング２１の底板２３は板状部材であり、前記基台に支承されてスクリュー１８の直下に配置されている。底板２３の底面は、炉床１０と平行になっている。底板２３は炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにあり、底板２３は排出装置１６へ搬送されてくる炭材１２の堆積層１２Ｌの層表面よりΔＸだけ低い高さにある。ケーシング２１の覆板２２は、スクリュー１８の上部及び背部を覆うカバーであり、前記基台に支承されている。
底板２３の上流側にある端部が掻き取り部２４を形成している。なお、掻き取り部２４にかけて、底板２３の上面は、上流側に向かって緩やかに下方に傾斜する傾斜面となっていても良い。
底板２３において、モータ２８側とは反対側（図１において左側）の端部には、移動型炉床炉外に開口する開口部が形成されており、この開口部が排出口２５を形成している。
【００２６】
底板２３は、上流側に向かって張り出す四辺形の受板３５を有している。受板３５は、底板２３と同様、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにあり、排出装置１６を上方から見ると、受板３５は、炉床１０上の堆積層１２Ｌよりも排出口２５側にあって、肩部１１Ｌの上方を跨いでいる。受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁は、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにおいて、堆積層１２Ｌの排出口２５側の縁とほぼ隙間なく接している。また、受板３５の堆積層１２Ｌとは反対側（図１において左側）の縁は、排出口２５の位置にまで達しており、上流側から下流側を見たときに、受板３５の一部と排出口２５の一部が重なっているようにする。さらに、受板３５の上流側の縁は、後述する炭材１２及び生成物１３の堆積の山３６の上流側斜面の裾端よりも、さらに上流側に位置している。
【００２７】
本実施の形態は上記のように構成されており、次に、その作用について説明する。
図１、図２及び図３に示すように、炉床１０の進行に伴って、炉床１０上の炭材１２の堆積層１２Ｌ及びこの堆積層１２Ｌに保持された生成物１３が排出装置１６へ搬送される。堆積層１２Ｌの層表面から厚さΔＸの上層部分１２Ｔに存在する炭材１２及び生成物１３は、排出装置１６の底板２３の上流側端部である掻き取り部２４によって堆積層１２Ｌから掻き取られ、上流側から連続して搬送されてくる堆積層１２Ｌにより下流側へ向かって押され、底板２３の上へ押し上げられる。このとき、底板２３の上面が、掻き取り部２４において、上流側に向かって緩やかに下方に傾斜していると、上層部分１２Ｔは底板２３の上へ掻き取り部２４からスムーズに押し上げられるので好ましい。
【００２８】
炭材１２及び生成物１３は、炉床１０の進行に伴って底板２３の上へ連続して押し上げられており、底板２３の上流側端部である掻き取り部２４の前後に堆積して山３６を形成する。山３６の上流側斜面の裾部分は、掻き取り部２４よりも上流側の堆積層１２Ｌの層表面上まで広がって達している。
底板２３上に形成された山３６の下流側部分は、スクリューフィーダー１７のスクリュー１８と向かい合っている。山３６は、後から連続して底板２３の上へ押し上げられる炭材１２及び生成物１３によって、下流側へ押されており、回転するスクリュー１８のブレードが山３６の下流側部分から炭材１２及び生成物１３を掻き取る。スクリュー１８のブレードにより山３６から掻き取られた炭材１２及び生成物１３は、スクリュー１８のブレードの間に入り、排出口２５までスクリュー１８のブレードによって押されて搬送される。
【００２９】
山３６内の炭材１２及び生成物１３は、山３６の下流側部分において、回転し続けるスクリュー１８によって、連続して排出口２５側へ掻き出されており、スクリュー１８のブレードは排出口２５側へ向かって動いているので、山３６内において炭材１２及び生成物１３が排出口２５の方向へ移動している。したがって、山３６の堆積形状は、排出口２５側へ偏った形状となる。図３は、排出口２５側へ偏った山３６の堆積形状を模式的に示す。このため、山３６の排出口２５側において、炭材１２及び生成物１３が崩落物として山３６から崩れ落ちやすくなる。山３６の排出口２５側から崩れ落ちる崩落物の一部は、山３６の上流側斜面上を転落し、この上流側斜面の裾部分で止まる。山３６の排出口２５側から崩れ落ちる崩落物の残りは、山３６の排出口２５側斜面上を転落する。
【００３０】
受板３５の上流側の縁は、山３６の上流側斜面の裾端よりも、さらに上流側まで延びており、受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁は、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにおいて堆積層１２Ｌの縁とほぼ隙間なく接しているので、山３６の上流側斜面上を転落する崩落物は、堆積層１２Ｌの表層面上に載るか、受板３５上に載るかし、堆積層１２Ｌの縁と受板３５の縁との間から炉床１０の肩部１１Ｌへ落下することはない。また、山３６の排出口２５側斜面上を転落する崩落物は、受板３５の上に受け止められて載り、やはり、炉床１０の肩部１１Ｌへ落下することはない。受板３５の上に受け止められた崩落物は、受板３５上で堆積３７ａを形成する。この堆積３７ａは、山３６の排出口２５側に連なって山３６の一部分をなす。
【００３１】
なお、受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁は、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにおいて、堆積層１２Ｌの縁とほぼ隙間なく接しているだけなので、受板３５の上流側の縁が、炉床１０上の堆積層１２Ｌを崩したり、堆積層１２Ｌから炭材１２及び生成物１３を掻き取ってしまうことは回避されている。
受板３５の堆積層１２Ｌとは反対側の縁は、排出口２５の開口部の位置まで達しているので、スクリュー１８のブレードによって排出口２５まで押される炭材１２及び生成物１３が、排出口２５に達する前に、スクリューフィーダー１７から溢れ出しても、溢れ出た溢出物は受板３５の上に受け止められて載り、受板３５上の堆積３７ａの一部を形成する。したがって、スクリューフィーダー１７からの溢出物が、炉床１０の肩部１１Ｌや炉床１０の外へ落下することはない。
【００３２】
受板３５上では、山３６からの崩落物やスクリューフィーダー１７からの溢出物が引き続き堆積し、堆積３７ａが徐々に大きくなる。そして、堆積３７ａの堆積量がある程度以上の量となると、山３６の排出口２５側は安定し、山３６から排出口２５側へ崩れ落ちる崩落物の量は殆どなくなる。
さらに、堆積３７ａが、受板３５上でスクリュー１８に沿って排出口２５側まで連続して形成されると、この堆積３７ａのスクリュー１８側部分が、スクリューフィーダー１７から溢れ出る溢出物を遮り、スクリューフィーダー１７から溢れ出る溢出物の量が殆どなくなる。
【００３３】
すなわち、一定量の堆積３７ａが受板３５上に一度形成されると、スクリュー１８が山３６から掻き取った炭材１２及び生成物１３は、ほぼ全量排出口２５まで搬送される。したがって、排出装置１６は、掻き取り部２４が炉床１０上の堆積層１２Ｌから掻き取った生成物１４のほぼ全量を、スクリューフィーダー１７によって排出口２５から外へ排出して回収可能となる。
また、炭材１２が、炉床１０の肩部１１Ｌ上に落下することはなく、炉床１０の外に落下することもないので、炉外へ排出される炭材１２の量が抑制され、炭材１２が有する顕熱を、効率よく移動型炉床炉における加熱還元、溶融に再利用することができる。
次に、本発明の第２の実施の形態の構成を、図４、図５及び図６を参照して説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成を有する部分については、同じ符合を付する。
【００３４】
排出装置１６及び炉床１０の構成は、受板３５の構成を除いて、第1の実施の形態と同様の構成を有する。
底板２３は、上流側に向かって張り出す三角形の受板３５を有し、受板３５をなす三角形の一辺において、受板３５は底板２３に連続している。受板３５は、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにあり、炉床１０上の堆積層１２Ｌよりも排出口２５側に位置し、肩部１１Ｌの上方を跨いでいる。受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁は、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにおいて、堆積層１２Ｌの排出口２５側の縁とほぼ隙間なく接している。また、三角形の受板３５の堆積層１２Ｌとは反対側（図４において左側）の頂点は、排出口２５の位置にまで達しており、上流側から下流側を見たときに、受板３５の一部と排出口２５の一部が重なっているようにする。さらに、受板３５の上流側の縁の堆積層１２Ｌ側の頂点は、炭材１２及び生成物１３が形成する堆積の山３６の上流側斜面の裾端よりも、さらに上流側に位置している。
【００３５】
加えて、受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁沿いに、第１の側板３１ａが垂直に立設されており、第１の側板３１ａは堆積層１２Ｌ側を向いた側面３２を有する。第１の側板３１ａの上流側の縁の位置は、山３６の上流側斜面の裾端よりも上流側の位置まで達している。第１の側板３１ａの高さは、山３６の高さよりも高い。
本実施の形態は上記のように構成されており、次に、その作用について説明する。
第１の実施の形態と同様、炉床１０上の炭材１２の堆積層１２Ｌ及びこの堆積層１２Ｌに保持された生成物１３が排出装置１６へ搬送され、堆積層１２Ｌの上層部分１２Ｔが排出装置１６の底板２３の掻き取り部２４によって掻き取られ、底板２３の上へ押し上げられる。底板２３の上へ押し上げられた炭材１２及び生成物１３は、底板２３の掻き取り部２４の前後に堆積して山３６を形成する。
【００３６】
底板２３上に形成された山３６の下流側部分から、回転するスクリュー１８のブレードが炭材１２及び生成物１３を掻き取り、スクリュー１８のブレードにより掻き取られた炭材１２及び生成物１３は、スクリュー１８のブレードによって排出口２５まで押されて搬送される。
山３６内の炭材１２及び生成物１３は、スクリュー１８によって連続して排出口２５側へ掻き出されており、山３６は排出口２５側へ偏った形状となり、山３６の排出口２５側で炭材１２及び生成物１３が崩落物として山３６から崩れ落ちやすくなる。山３６の排出口２５側から崩れ落ちる崩落物の一部は、山３６の上流側斜面上を転落し、山３６の排出口２５側から崩れ落ちる崩落物の残りは、山３６の排出口２５側斜面上を転落しようとする。
【００３７】
受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁沿いに垂直に立設された第１の側板３１ａの上流側の縁は、山３６の上流側斜面の裾端よりも、さらに上流側に位置しており、受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁は、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにある堆積層１２Ｌの縁とほぼ隙間なく接しているので、山３６の上流側斜面上を転落する崩落物は、第１の側板３１ａの側面３２に遮られ、炉床１０の肩部１１Ｌへ落下することはなく、堆積層１２Ｌの表層面上に載ることとなる。
【００３８】
また、受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁は、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにある堆積層１２Ｌの縁とほぼ隙間なく接しているだけなので、受板３５の上流側の頂点と第１の側板３１ａの上流側の縁が、炉床１０上の堆積層１２Ｌを崩したり炭材１２及び生成物１３を掻き取ってしまうことは回避されている。
さらに、第１の側板３１ａの側面３２が山３６の排出口２５側にあって山３６を支えており、第１の側板３１ａの高さは山３６の高さよりも高くなっているので、山３６の排出口２５側斜面上を転落しようとする崩落物は、第１の側板３１ａの側面３２に受け止められ、側面３２を越えて排出口２５側まで転落することはない。したがって、山３６の一部が側面３２よりも排出口２５側の位置に形成されることはなく、受板３５上に山３６からの崩落物が堆積することもない。
【００３９】
三角形の受板３５の堆積層１２Ｌとは反対側の頂点は、排出口２５の位置まで達しているので、スクリュー１８のブレードによって排出口２５まで押されている炭材１２及び生成物１３が、排出口２５に達する前に、スクリューフィーダー１７から溢れ出しても、溢れ出た溢出物は受板３５の上に受け止められて載り、受板３５上で堆積３７ｂを形成する。したがって、スクリューフィーダー１７からの溢出物が、炉床１０の肩部１１Ｌや炉床１０の外へ落下することはない。
【００４０】
受板３５上で、堆積３７ｂがスクリュー１８に沿って排出口２５側まで連続して形成されると、堆積３７ｂのスクリュー１８側部分が、スクリューフィーダー１７から溢れ出る溢出物を遮り、スクリューフィーダー１７から溢れ出る溢出物の量が殆どなくなる。すなわち、ある程度以上の量の堆積３７ｂが受板３５上に形成された後は、スクリュー１８が山３６から掻き取った炭材１２及び生成物１３はほぼ全量排出口２５まで搬送され、掻き取り部２４が掻き取った生成物１４のほぼ全量をスクリューフィーダー１７によって排出口２５から外へ排出し回収可能となる。また、炭材１２が、炉床１０の肩部１１Ｌ上や炉床１０の外に落下することもないので、炉外へ排出される炭材１２の量を抑制でき、炭材１２の顕熱を効率よく移動型炉床炉において再利用できる。
【００４１】
また、受板３５の上の堆積３７ｂは、スクリューフィーダー１７からの溢出物のみによって形成されるので、第１の実施の形態における堆積３７ａの量と比較して、堆積３７ｂの量が少なくなり、受板３５の面積も小さくてすむ。
次に、本発明の第３の実施の形態の構成を、図７、図８及び図９を参照して説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成を有する部分については、同じ符合を付する。
排出装置１６及び炉床１０の構成は、受板３５上に第２の側板３１ｂが垂直に立設されている点を除いて、第1の実施の形態と同様の構成を有する。
【００４２】
第１の実施の形態と同様、受板３５は、底板２３から上流側に向かって張り出す四辺形の板であり、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにあり、炉床１０上の堆積層１２Ｌよりも排出口２５側にあり、肩部１１Ｌの上方を跨いでいる。受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁は、炉床１０から距離Ｘ−ΔＸだけ上方の高さにおいて、堆積層１２Ｌの排出口２５側の縁とほぼ隙間なく接している。また、受板３５の堆積層１２Ｌとは反対側（図７において左側）の縁は、排出口２５の位置にまで達しており、上流側から下流側を見たときに、受板３５の一部と排出口２５の一部が重なっているようにする。受板３５の上流側の縁は、炭材１２及び生成物１３の堆積の山３６の上流側斜面の裾端よりも、さらに上流側に位置している。
【００４３】
受板３５の底板２３との連続部分において、受板３５の堆積層１２Ｌ側端から排出口２５側端まで連続して第２の側板３１ｂが垂直に立設されている。第２の側板３１ｂはスクリュー１８の回転軸１９と平行であり、第２の側板３１ｂの下流側を向く面が、スクリュー１８の回転軸１９と平行に対向する対向面３３をなしている。第２の側板３１ｂの高さは、スクリューフィーダー１７からの溢出物が第２の側板３１ｂを乗り越えることができない高さである。
【００４４】
本実施の形態は上記のように構成されており、次に、その作用について説明する。
第１の実施の形態と同様、炉床１０上の堆積層１２Ｌの上層部分１２Ｔが、排出装置１６の底板２３の掻き取り部２４により掻き取られ、底板２３の上へ押し上げられ、掻き取り部２４の前後に山３６を形成する。スクリュー１８の動きによって、山３６は排出口２５側へ偏った形状となり、山３６の排出口２５側から炭材１２及び生成物１３が崩落物として崩れ落ちやすくなる。この崩落物の一部は、山３６の上流側斜面上を転落し、残りの崩落物は山３６の排出口２５側斜面上を転落する。山３６の上流側斜面上を転落する崩落物は、堆積層１２Ｌの表層面上に載るか、受板３５上に受け止められて載り、受板３５上に堆積３７ｃを形成し、崩落物が堆積層１２Ｌの縁と受板３５の縁との間から炉床１０の肩部１１Ｌへ落下することはない。また、山３６の排出口２５側斜面上を転落する崩落物は、受板３５の上に受け止められ、受板３５上で堆積３７ｃの一部を形成し、炉床１０の肩部１１Ｌへ落下することはない。堆積３７ｃは山３６の排出口２５側に連なっており、山３６の一部分をなす。
【００４５】
受板３５上で、山３６からの崩落物により形成される堆積３７ｃが徐々に大きくなる。そして、堆積３７ｃの堆積量がある程度以上の量となると、山３６の排出口２５側は安定し、山３６から排出口２５側へ崩れ落ちる崩落物の量は殆どなくなる。
スクリュー１８によって山３６から掻き取られた炭材１２及び生成物１３は、スクリュー１８のブレードによって排出口２５まで押されて搬送される。このブレードによって押される炭材１２及び生成物１３が、スクリューフィーダー１７から溢れ出そうとする。しかし、スクリュー１８と対向する第２の側板３１ｂの対向面３３が、スクリューフィーダー１７からの溢出物を遮り、スクリュー１８により搬送される炭材１２及び生成物１３が、スクリューフィーダー１７内から溢れ出すことはない。また、第２の側板３１ｂの高さは、スクリューフィーダー１７からの溢出物が乗り越えることができない高さであるので、第２の側板３１ｂを乗り越えて受板３５上へ落下する炭材１２及び生成物１３もない。
【００４６】
したがって、スクリュー１８によって山３６から掻き取られた炭材１２及び生成物１３の全量が、スクリューフィーダー１７によって排出口２５へ搬送されることとなる。
また、受板３５の上の堆積３７ｃは、山３６からの崩落物のみによって形成されるので、第１の実施の形態における堆積３７ａと比較して、堆積３７ｃの量が少なくなり、受板３５の面積も小さくてすむ。
なお、上述の第２の実施の形態において、受板３５には第１の側板３１ａだけが垂直に立設されているが、受板３５を図１０に示す変形例１の構成とすることが可能である。
【００４７】
本変形例１における三角形の受板３５には、第１の側板３１ａとともに、第３の実施の形態と同様の第２の側板３１ｂが垂直に立設されている。すなわち、受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁沿いに、堆積層１２Ｌ側を向いた側面３２を有する第１の側板３１ａが垂直に立設されているとともに、受板３５の底板２３との連続部分には、第２の側板３１ｂが垂直に立設されており、第２の側板３１ｂは、スクリュー１８の回転軸１９と平行であり、且つスクリュー１８と対向する対向面３３を有している。第１の側板３１ａの上流側縁は、山３６の上流側斜面の裾端よりも上流側の位置まで達しており、第１の側板３１ａの高さは、山３６の高さよりも高い。また、第２の側板３１ｂは、受板３５の堆積層１２Ｌ側端から排出口２５側端まで連続しており、第２の側板３１ｂの高さは、スクリューフィーダー１７からの溢出物が第２の側板３１ｂを乗り越えることができない高さである。
【００４８】
本変形例１において、第１の側板３１ａの側面３２によって、山３６からの崩落物が遮られており、山３６からの崩落物が受板３５上に堆積することはない。また、第２の側板３１ｂの対向面３３によりスクリューフィーダー１７からの溢出物が遮られており、スクリューフィーダー１７からの溢出物が受板３５上に堆積することもない。したがって、炭材１２及び生成物１３が受板３５上に堆積することはなくなる。また、受板３５が有すべき強度は、第１の側板３１ａと第２の側板３１ｂとを受板３５上に立設でき、第１の側板３１ａ、第２の側板３１ｂが炭材１２及び生成物１３から受ける力を支持可能でありさえすれば足りる。
【００４９】
また、図１１の変形例２に示すように、第３の実施の形態における第２の側板３１ｂの対向面３３を傾斜面とすることが可能である。
すなわち、本変形例２において、第２の側板３１ｂの対向面３３は、スクリュー１８の回転軸１９と平行であり、上流側に向かって傾斜する傾斜面からなり、対向面３３の下端はスクリュー１８の下側に入り込んでいる。対向面３３の下端がスクリュー１８の下側まで入り込んでいるので、スクリューフィーダー１７内において、スクリュー１８、底板２３、対向面３３とによって囲まれて形成される間隙の体積が小さくなる。この間隙を小さくすることによって、この間隙に滞留する炭材１２及び生成物１３の量を少なくすることができる。スクリュー１８、底板２３、対向面３３とによって囲まれる間隙内の温度が、炭材１２の熱によって高くなり、この間隙内で炭材１２同士が結合し固着することが生じても、固着した炭材１２の量は少量に抑制される。したがって、固着した炭材１２によって、スクリュー１８の回転負荷が増大することが防止される。
【００５０】
さらに、本変形例１における第２の側板３１ｂを、図１２の変形例３に示す構成とすることが可能である。
すなわち、本変形例３において、受板３５に立設された第２の側板３１ｂは、変形例２と同様に、その対向面３３が、スクリューフィーダー１７のスクリュー１８の回転軸１９と平行であり、上流側に向かって傾斜する傾斜面からなり、対向面３３の下端はスクリュー１８の下側に入り込んでいる。そして、第１の側板３１ａが、第２の側板３１ｂを受板３５上に支持している。また、第２の側板３１ｂの堆積層１２Ｌ側上部から、補助板３４が堆積層１２Ｌ側へ張り出している。補助板３４の下流側の面は対向面３３と同一面上にあり、補助板３４の下側縁は受板３５よりも距離ΔＸだけ上方の高さにある。すなわち、補助板３４の下側縁は、炉床１０上の堆積層１２Ｌの層表面とほぼ同じ高さにあり、炉床１０上の堆積層１２Ｌの上層部分１２Ｔは補助板３４の下を通過でき、底板３５の掻き取り部２４から底板３５の上に押し上げられる。そして、底板３５の上に押し上げられた上層部分１２Ｔ中の炭材１２及び生成物１３は、山３６を形成する。この山３６の上流側裾部分は補助板３４の下流側の面上に載り、山３６の上流側裾端が補助板３４の上端部分に位置する。したがって、山３６からの崩落物が山３６の上流側斜面上を転落する距離が短くなり、上流側へ張り出す受板３５の長さを短くすることができる。
【００５１】
また、上述の第１から第３の各実施の形態及び各変形例１から３において、排出装置１６のケーシング２１は覆板２２を有するが、覆板を有しないケーシング２１とすることが可能であることは勿論である。
また、上述の第１から第３の各実施の形態及び各変形例１から３において、底板２３の底面が炉床１０と平行になっているが、底板２３の底面と炉床１０とは厳密に平行である必要はなく、互いにほぼ平行となっていれば足りる。
また、上述の第３の実施の形態及び各変形例１から３において、第２の側板３１ｂはスクリュー１８の回転軸１９と平行になっており、対向面３３もスクリュー１８の回転軸１９と平行になっているが、第２の側板３１ｂ及び対向面３３が回転軸１９と厳密に平行である必要はなく、互いにほぼ平行となっていれば足りる。
【００５２】
また、上述の第１から第３の各実施の形態及び各変形例１から３において、受板３５が四辺形又は三角形をなしているが、受板３５の形状が四辺形又は三角形に限定されるものでないことは勿論である。すなわち、第１の実施の形態において、受板３５の形状は、山３６からの崩落物を受け止め、スクリューフィーダー１７からの溢出物を受け止め、堆積３７ａを形成することでき形状でありさえすればよい。第２の実施の形態において、受板３５の形状は、スクリューフィーダー１７からの溢出物を受け止め、堆積３７ｂを形成することでき形状でありさえすればよい。第３の実施の形態において、受板３５の形状は、山３６からの崩落物を受け止め、堆積３７ｃを形成することでき形状でありさえすればよい。
【００５３】
また、移動型炉床炉が回転炉床炉の場合、上述の第１から第３の各実施の形態及び各変形例１から３における底板３５の形状を、図１３の変形例４に示す形状とすることができる。すなわち、回転炉床炉の炉床１０上においては、堆積層１２Ｌの排出口２５側縁は排出装置１６近傍で、円弧を描いている。そこで、受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁を、堆積層１２Ｌの排出口２５側縁に沿った円弧により形成する。受板３５の堆積層１２Ｌ側の縁をかかる円弧とすることで、炭材１２や生成物１３が炉床１０の肩部１１Ｌへ落下することを効果的に防止できる。なお、上述の第２の実施の形態及び変形例１においては、第１の側板３１ａの側面３２をも、堆積層１２Ｌの排出口２５側縁に沿った円弧により形成する。
【００５４】
次に、本発明に係る排出装置を用いて、その作用効果の検証試験を行った。
本検証試験では、以下に述べる発明例の排出装置及び従来例の排出装置を使用した。
発明例の排出装置は、第１の実施の形態で説明したものと同じ構成を有する。また、従来例の排出装置は、図１５、図１６及び図１７（ｉｉ）に示した従来のものと同じ構成を有する。
本検証試験では、炉床の替わりに、長さ４ｍ、幅１．４ｍの台車を使用し、炭材として粒径６ｍｍ以下のコークス粉を使用し、生成物として粒径４０ｍｍ、高さ１０ｍｍの鉄粒を使用した。コークス粉を台車上に積載して堆積層を形成し、堆積層の層厚Ｘを５０ｍｍとし、コークス粉の堆積層の層表面に円筒状の鉄粒を散布し、コークス粉の堆積層の層表面に鉄粒を保持させて、発明例及び従来例の各排出装置へ炭材及び生成物を搬送する炉床を模擬した。なお、台車上でコークス粉の層の表面は上方から押圧されて平坦化されており、鉄粒はコークス粉の層表面から突出していない。
【００５５】
台車を、発明例及び従来例の各排出装置へ向けてそれぞれ進行させ、各排出装置を用いて鉄粒を台車上から回収した。各排出装置において、底板からコークス粉の堆積層の層表面までの距離ΔＸを変化させ、鉄粒の回収率とΔＸとの関係を調べた。発明例及び従来例の各排出装置における鉄粒の回収率とΔＸとの関係を図１４に示す。図１４において、縦軸は鉄粒の回収率を表し、横軸はΔＸを表す。
【００５６】
図１４の結果から、発明例の排出装置において、鉄粒の回収率とΔＸとの間には、次の関係があることがわかる。すなわち、ΔＸが２．５ｍｍのときの回収率は７％、ΔＸが５ｍｍのときの回収率は２０％、ΔＸが７．５ｍｍのときの回収率は５０％であり、ΔＸが１０ｍｍのときの回収率は１００％を僅かに下回り、ΔＸが１０ｍｍを越えるときの回収率は１００％となっている。
【００５７】
これに対して、従来例の排出装置において、鉄粒の回収率とΔＸとの間には、次の関係があることがわかる。すなわち、ΔＸが２．５ｍｍのときの回収率は７％、ΔＸが５ｍｍのときの回収率は１０％、ΔＸが７．５ｍｍのときの回収率は３０％、ΔＸが１０ｍｍのときの回収率は５０％、ΔＸが１５ｍｍのときの回収率は８０％であり、発明例の排出装置と比較すると、鉄粒の回収率が低くなっている。これは、一部の鉄粒が台車上の鉄粒とコークス粉の堆積層の両側の肩部へ落下し、回収されていないからである。
【００５８】
すなわち、発明例の排出装置では、ΔＸを１０ｍｍとすることでほぼ１００％の鉄粒を回収することができるとともに、台車上に層厚４０ｍｍのコークス粉の堆積層を残すことができ、台車上に残るコークス粉の割合は全コークス粉の８０％となっている。
したがって、生成物をほぼ１００％回収するために、炉床上の堆積層から生成物と一緒に掻き取られる炭材の割合は、発明例の排出装置において２０％とすることが可能である。
【００５９】
また、発明例の排出装置では、１００％の生成物を回収しつつ８０％の炭材を炉床上に残すことができ、炉床上に残った８０％の炭材の熱を移動型炉床炉中での加熱還元、溶融に再利用できる。したがって、従来例の排出装置よりも、発明例の排出装置の方が炭材の有する熱を有効利用できる効率において優れていることが確認された。
さらに、従来例の排出装置は、炭材及び生成物が炉床の肩部上にこぼれ落ち、生成物の高温により炉床の肩部が損傷するおそれを有するのに対し、発明例の排出装置は、炉床の肩部が生成物の高温により損傷することが防止されていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１の実施の形態に係る排出装置の上面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る排出装置の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る排出装置の上面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る排出装置の側面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】第３の実施の形態に係る排出装置の上面図である。
【図８】第３の実施の形態に係る排出装置の側面図である。
【図９】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】変形例１に係る排出装置の上面図である。
【図１１】変形例２に係る排出装置の側面図である。
【図１２】（ｉ）は変形例３に係る第２の側板と受板の斜視図、（ｉｉ）は変形例３に係る第２の側板と受板を堆積層側から見た側面図、（ｉｉｉ）は変形例３に係る第２の側板と受板を排出口側から見た側面図である。
【図１３】変形例４に係る受板の上面図である。
【図１４】検証試験の結果の説明図である。
【図１５】従来からの排出装置の上面図である。
【図１６】従来からの排出装置の側面図である。
【図１７】（ｉ）は図１５のＤ−Ｄ線断面図、（ｉｉ）は図１５のＥ−Ｅ線断面図、（ｉｉｉ）は図１５のＦ−Ｆ線断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０    炉床
１１Ｌ、１１Ｒ    炉床の肩部
１２    炭材
１２Ｌ  炭材の堆積層
１２Ｔ  堆積層の上層部分
１３    生成物
１６、１１６    排出装置
１７、１１７    スクリューフィーダー
１８、１１８    スクリュー
１９、１１９    回転軸
２０、１２０    スクリューフィーダーの取入口
２１、１２１    ケーシング
２２、１２２    覆板
２３、１２３    底板
２４、１２４    掻き取り部
２５、１２５    排出口
２６    プーリ
２７    ベルト
２８    モータ
３１ａ    第１の側板
３１ｂ    第２の側板
３２    第１の側板の側面
３３    第２の側板の対向面
３４    補助板
３５    受板
３６    山
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ    堆積
【図１】
2005090891.tif 000003
【図２】
2005090891.tif 000004
【図３】
2005090891.tif 000005
【図４】
2005090891.tif 000006
【図５】
2005090891.tif 000007
【図６】
2005090891.tif 000008
【図７】
2005090891.tif 000009
【図８】
2005090891.tif 000010
【図９】
2005090891.tif 000011
【図１０】
2005090891.tif 000012
【図１１】
2005090891.tif 000013
【図１２】
2005090891.tif 000014
【図１３】
2005090891.tif 000015
【図１４】
2005090891.tif 000016
【図１５】
2005090891.tif 000017
【図１６】
2005090891.tif 000018
【図１７】
2005090891.tif 000019