(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料を、
原料供給手段と、篩い手段を有する投入シュートとからなる１系統の原料投入手段によって、
前記投入シュート内で、前記篩い手段により前記補助剤と前記塊成化物に分離するとともに、
移動中の回転炉床上の上流側に前記補助剤を篩い落として堆積させ、
次いで前記回転炉床の下流側において、前記上流側で堆積した前記補助剤の上面に、前記篩い手段上に残った前記塊成化物を落下させて積層させ、前記回転炉床炉により前記原料を還元処理することを特徴とする酸化鉄の還元処理方法。
【請求項２】
前記篩い手段の篩い面隙間寸法が、４〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の酸化鉄の還元処理方法。
【請求項３】
前記篩い面が、櫛状の篩いであることを特徴とする請求項２に記載の酸化鉄の還元処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助的物質を含む原料を回転炉床炉へ投入し、この回転炉床炉により酸化鉄を還元処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転炉床炉は、外周壁、内周壁およびこれら壁間に配置された円環状の回転炉床とで構成されてなる。そして、前記回転炉床は、円環状の炉体フレーム、前記炉体フレーム上に配置された炉床断熱材およびこの炉床断熱材上に配置された耐火物とで構成される。
【０００３】
このような回転炉床は、炉床下部に設けられた回転軸によって駆動されるピニオン歯車と、前記炉体フレーム底部に円周状に固定されたラックレールとの噛み合い機構や、床面に円周状に敷設された軌道とこの軌道上に配置されて、前記炉体フレーム底部に設けられた複数の駆動車輪との組み合わせ等によって回転移動される。
【０００４】
前記構造を有する回転炉床炉は、鋼材ビレット等金属の加熱処理あるいは可燃性廃棄物の燃焼処理等に用いられ、また近年は、回転炉床炉を用いて鉄酸化物から還元鉄を製造する方法が注目されている。回転炉床炉による還元鉄製造プロセスの一例を、図３に示した従来の発明に係る回転炉床炉の設備構成の概略図を用いて以下に説明する（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
（１）粉末の鉄酸化物（鉄鉱石、電炉ダスト等）および粉末の炭素質還元剤（石炭、コークス等）を混合して造粒し、生ペレットまたはブリケットを製造する。
（２）この生ペレットを、ペレット内から発生する可燃性揮発分が発火しない程度の温度域に加熱して付着水分を除去し、乾燥ペレットとする。ブリケットで低水分率の場合は、乾燥せずにそのまま使用することもある。
【０００６】
（３）この乾燥ペレット（原料１４）を、適当な装入装置１２を用いて回転炉床炉１６中に供給して、回転炉床１１上にペレット１〜２個程度の厚さを有するペレット層を形成する。
（４）このペレット層を、炉内上方に設置したバーナー１７の燃焼により輻射加熱して還元し、金属化を進める。
【０００７】
（５）金属化したペレットを冷却器１８により冷却する。この場合の冷却は、ペレットにガスを直接吹き付けて冷却するか、または、水冷ジャケットで間接冷却すること等が行われ、排出時および排出後のハンドリングに耐える機械的強度を発現させてから排出装置１３により炉外に排出する。
（６）金属化したペレット（還元鉄１５）を排出後、直ちに乾燥ペレット（原料１４）を装入し、上記のプロセスを繰り返して還元鉄を製造する。
【０００８】
このようにして還元鉄を製造する前記回転炉床炉において、原料を投入する際には、全ての原料に対して均等な加熱を行うために、回転炉床上に原料を均等な厚さに敷くことが重要となる。そのために、回転炉床炉への原料供給には、振動式供給機やスクリューフィーダにより原料を供給している。場合によっては、前記炉床上での原料の偏りを解消するため、スクリュー式の原料レベリング装置を用いている。
【０００９】
このような回転炉床炉に原料を供給するための原料供給装置の従来例として、その一実施形態を示した図４の原料供給装置がある（特許文献２参照）。
即ち、この原料供給装置は、振動コンベアを用いて原料を供給する回転炉床炉用原料供給装置であって、前記振動コンベアは、原料を案内する外枠２３、および水平または傾斜した底面２４を有している。
【００１０】
そして、前記底面２４の上方に、原料の搬送供給面として、目開きが原料の平均径より小さくかつ水平または傾斜した網２５を設け、この網２５は、線２７で前記外枠２３に固定されて前記底面２４から離れた面を形成しており、前記外枠２３および／または底面２４を振動させる振動装置２６を有する。そして、図の矢印で示すように、大径原料２１と小径原料２２とが一緒に網２５の上に装入されると、振動装置２６が外枠２３を振動させ、この振動が網２５に伝わって小径原料２２が網２５の下に振るい落とされるのである。
【特許文献１】特開２００１−１８１７２０号公報
【特許文献２】特開２００４−２１８９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、還元鉄を製造する前記回転炉床炉においては、原料の反応を促進したり燃料の代替となる補助剤を原料とともに供給することがある。この際には、先ず、前記補助剤を回転炉床に均等な厚さになるよう供給し、その後この補助剤の上面に均等に原料を供給し、被加熱物である原料上に補助剤が被さり、原料の加熱を妨げないようにする必要がある。
【００１２】
このような場合の回転炉床炉への従来の原料投入方法の一例を、図５の従来例に係る回転炉床炉の原料投入部を示す模式的構成図を用いて以下説明する。
即ち、従来の原料投入部においては、先ず、１段目の補助剤供給装置３２によって、矢印方向に移動中の回転炉床１０の上流側に前記補助剤３３を投入し、次に、２段目の原料供給装置３０によって、下流側の前記補助剤３３の上面に前記原料３１を投入している。
【００１３】
この場合には、前記補助剤３３と原料３１の２系統の供給設備が必要となる上、回転炉床炉１全体における原料投入部の占める割合が大きくなるので、必要な処理時間を確保する上で回転速度を低速にせざるを得ず、著しく生産性を低下させていた。更に、前記炉床１０上での原料３１や補助剤３３の偏りを解消するため、スクリュー式の原料レベリング装置３４を用いている。
【００１４】
従って、本発明の目的は、補助剤を含む原料を、１系統の供給手段により生産性を低下させることなく投入する原料投入方法を用いた、回転炉床炉による酸化鉄の還元処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る回転炉床炉による酸化鉄の還元処理方法が採用した手段は、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料を、原料供給手段と、篩い手段を有する投入シュートとからなる１系統の原料投入手段によって、前記投入シュート内で、前記篩い手段により前記補助剤と前記塊成化物に分離するとともに、移動中の回転炉床上の上流側に前記補助剤を篩い落として堆積させ、次いで前記回転炉床の下流側において、前記上流側で堆積した前記補助剤の上面に、前記篩い手段上に残った前記塊成化物を落下させて積層させ、前記回転炉床炉により前記原料を還元処理することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項２に係る酸化鉄の還元処理方法が採用した手段は、請求項１に記載の酸化鉄の還元処理方法において、前記篩い手段の篩い面隙間寸法が、４〜１０ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項３に係る酸化鉄の還元処理方法が採用した手段は、請求項２に記載の酸化鉄の還元処理方法において、前記篩い面が櫛状の篩いであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に係る回転炉床炉による酸化鉄の還元処理方法は、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料を、原料供給手段と、篩い手段を有する投入シュートとからなる１系統の原料投入手段によって、前記投入シュート内で、前記篩い手段により前記補助剤と前記塊成化物に分離するとともに、移動中の回転炉床上の上流側に前記補助剤を篩い落として堆積させ、次いで前記回転炉床の下流側において、前記上流側で堆積した前記補助剤の上面に、前記篩い手段上に残った前記塊成化物を落下させて積層させ、前記回転炉床炉により前記原料を還元処理するので、補助剤を含む前記原料を、１系統の原料供給手段により効率的に分離投入して、酸化鉄を生産性良く製造できるようになった。
【００２２】
本発明の請求項２に係る酸化鉄の還元処理方法は、前記篩い手段の篩い面隙間寸法が４〜１０ｍｍとしたので、前記原料を構成する塊成化物と補助剤との分離を確実に行うことができる。
【００２３】
本発明の請求項３に係る酸化鉄の還元処理方法は、前記篩い手段の篩い面が櫛状の篩いであるので、目詰まりしにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
先ず、本発明の実施の形態に係る回転炉床炉による酸化鉄の還元処理方法を、添付図１および図２を用いて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る酸化鉄の還元処理方法に用いる、回転炉床炉への原料投入方法を、前記回転炉床炉の円周に沿った立断面で示した模式的構成図、図２は図１の矢視Ａ−Ａを示す模式的平面図である。
【００２５】
図中の符号６は、回転炉床炉１へ原料２を投入する本発明の実施の形態に係る投入シュートを示している。前記投入シュート６は、前記回転炉床炉１の原料供給領域に、篩い手段３と、この篩い手段３と対向して炉体内壁に形成され略垂直な垂直壁面４と、前記篩い手段３と略垂直壁面４との間に形成された原料投入空間５とから構成されてなる。回転炉床炉１へのこの投入シュート６による原料投入方法、およびこの原料投入方法を用いた回転炉床炉１による酸化鉄の還元処理方法については、後ほど詳細に述べる。
【００２６】
一方、本発明の実施の形態に係る回転炉床炉１について更に詳細に述べるなら、図示しない外周壁、内周壁およびこれらの間に配置された円環状の回転炉床１０とからなる。そして、この回転炉床１０は、図示しない駆動装置によって、外周壁と内周壁との間を回転移動する構成をなしている。また、前記回転炉床１０は、円環状の炉体フレームとこの炉体フレーム上に配設された炉床断熱材とこの炉床断熱材上に配設された耐火物とで構成されている。
【００２７】
そして、塊成化物と補助剤との混合物からなる原料２を、炉外から原料供給手段７を介して篩い手段３の篩い面３ａに供給し、この篩い手段３によって前記原料２を塊成化物２ａと補助剤２ｂとに分離して、回転炉床１０上に投入するのである。そして、前記回転炉床１０を矢印方向に低速回転させながら、前記原料２に加熱・還元等の処理を施すのである。
【００２８】
前記原料供給手段７には、振動フィーダやスクリューフィーダを用いることができるが、前記原料２を篩い手段３の篩い面３ａ上に、炉床幅方向に均等に分散落下させる点からは、振動フィーダの方が好ましい。
【００２９】
そして、塊成化物と補助剤との混合物からなる前記原料２は、前記投入シュート６を構成する篩い手段３によって、前記塊成化物２ａと補助剤２ｂとに分離され、移動中の回転炉床１０上円周方向の異なる落下位置に投入されるように構成される。
【００３０】
即ち、前記補助剤２ｂは粉末状の形態を有しており、ペレット状に形成された前記塊成化物２ａより細かい寸法からなる。従って、前記補助剤２ｂは塊成化物２ａより小さく、補助剤２ｂより大きい隙間の篩い面３ａから構成された篩い手段３を有する投入シュート６を用いることにより、図１に示したように、前記補助剤２ｂは篩い面３ａの隙間をすり抜けて、移動中の回転炉床１０上の上流側に投入されるのである。前記篩い手段３の下面は開放面であるため、篩い面３ａの隙間をすり抜けた前記補助剤２ｂは、そのまま直下の回転炉床１０上に投入される。
【００３１】
一方、前記塊成化物２ａは篩い面３ａに捕捉されて、下流側の前記補助剤２ｂの上面に投入されるのである。その後、必要なら原料レベリング手段８によって、回転炉床１０上に投入された前記原料２のレベルを均一化しても良い。このような操作によって、原料２への加熱を均一化できるのである。
【００３２】
また、前記投入シュート６を構成する垂直壁面４にはマンホール９を設けておくのが良い。前記篩い手段３の篩い面３ａが目詰まりを起こしたり損傷したような場合には、このマンホール９を開放して、前記篩い面３ａを補修や交換するメンテナンスを行うことができる。
【００３３】
以上のように、塊成化物２ａと補助剤２ｂとの混合物からなる前記原料２を、上述したような投入方法によりに回転炉床炉１へ投入することによって、従来は２系統の原料供給手段を要したが、１系統の原料供給手段で効率的に分離投入することが可能となった。
【００３４】
また、このような回転炉床炉１への原料投入方法を用いて、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料２を、移動中の回転炉床１０上の上流側に前記補助剤２ａを、下流側の前記補助剤２ａの上面に前記塊成化物２ｂを投入して、回転炉床炉１により前記原料２を還元処理して酸化鉄を得ることができる。
【００３５】
一方、前記篩い手段３は、その篩い面３ａが静置型のもので良いが、この篩い面３ａに振動を付与するための加振機能を有する振動篩い機であっても良い。また、この篩い面３ａは、網目から構成されたものが好ましく、櫛状に構成されたものが更に好ましい。篩い面３ａが櫛状の場合は、この櫛目の方向が、前記回転炉床１０の回転方向に略平行な方向に向いたものが好ましい。
【００３６】
更に、このような篩い面３ａは、その上面で前記塊成化物２ｂが捕捉されて篩い面３ａに沿って落下し易いように、図１に示す如く、前記回転炉床１０の回転方向に向かって傾斜して構成されるものが好ましい。この篩い面３ａの傾斜角度は、水平面に対して３０〜４５度の範囲とするのが良い。
【００３７】
また、この篩い面３ａの隙間寸法は、４〜１０ｍｍの範囲であることが好ましい。前記篩い面３ａが櫛状に構成される場合は、この隙間寸法は櫛状をなす櫛間の隙間寸法をいう。このような隙間寸法が４ｍｍ未満であると、補助剤２ｂの一部が篩い面３ａに捕捉されて隙間をすり抜けることができなくなり、逆に、前記隙間寸法が１０ｍｍを越えると、前記塊成化物２ａの中には、篩い面３ａの隙間をすり抜けてしまうものが出て来るからである。
【００３８】
そして、上述したような構成からなる篩い手段３を有する投入シュート６を用いて、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料２を、移動中の回転炉床１０上に投入して、回転炉床炉１により還元処理して酸化鉄を得ることもできる。
【００３９】
以上のように、本発明に係る回転炉床炉の原料投入方法は、塊成化物と補助剤との混合物からなる原料を、篩い手段を有する投入シュートを用いて前記塊成化物と補助剤とに分離し、移動中の回転炉床上円周方向の異なる落下位置に投入できるようにしたので、１系統の原料供給手段により効率的に分離投入することが可能となった。
【００４０】
また、本発明に係る回転炉床炉への原料投入方法を用いて、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料を、移動中の回転炉床上の上流側に前記補助剤を、下流側の前記補助剤の上面に前記塊成化物を投入して、回転炉床炉により前記酸化鉄を還元処理するので、酸化鉄を生産性良く製造できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る酸化鉄の還元処理方法に用いる、回転炉床炉への原          料投入方法を、前記回転炉床炉の円周に沿った立断面で示した模式的構成図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａを示す模式的平面図である。
【図３】従来例に係る回転炉床炉の設備構成の概略図である。
【図４】従来例に係る回転炉床炉の原料供給装置の一実施形態を示した図である。
【図５】従来例に係る回転炉床炉の原料投入部を示す模式的構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…回転炉床炉，
２…原料，２ａ…塊成化物，２ｂ…補助剤，
３…篩い手段，３ａ…篩い面，
４…垂直壁面，        ５…原料投入空間，          ６…投入シュート，
７…原料供給手段，    ８…原料レベリング手段，  １０…回転炉床
【図１】
0005342098.tif 000002
【図２】
0005342098.tif 000003
【図３】
0005342098.tif 000004
【図４】
0005342098.tif 000005
【図５】
0005342098.tif 000006