(57)【要約】固定構造及び可動ドアを備え開口を経て供給材料を炉内に装入する装入装置を提供する。可動ドアは固定構造と共に開口を形成する。可動ドアは、開口を広げ又狭めるように固定構造に対し近づき又遠ざかる向きに動くように取付けてある。可動ドアは固定構造に向かい付勢してある。可動ドア及び固定構造はＶ字形の下向きのみぞを形成し供給される供給材料を重力により開口を経て差向けるようにしてある。
2004503737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を経て供給材料を炉内に装入する装入装置において、
上下方向に対し鋭角をなす方向に向けた固定構造と、
この固定構造と共に前記開口を形成し、この開口を広げ又狭めるように前記固定構造に対し近づき又遠ざかる向きに動くように取付けた可動ドアとを備え、
この可動ドアを、前記固定構造に向かい付勢し、前記供給される供給材料を重力により前記開口を経て差向けるように、前記可動ドアと、前記固定構造とによりＶ字形の下向きのみぞを形成して成る装入装置。
【請求項２】
前記炉が回転炉であり、前記開口を、前記回転炉の屋根に位置させた請求項１の装入装置。
【請求項３】
前記屋根が前記開口より広いすきまを持ち、さらに前記可動ドア及び固定構造と共に前記すきまを覆う１個又は複数個の遮蔽を備えた請求項２の装入装置。
【請求項４】
前記可動ドアを枢動できるように取付けた請求項１の装入装置。
【請求項５】
前記可動ドアを、第１の脚及び第２の脚により構成し、前記第１の脚を、前記第２の脚にほぼ前記可動ドア・ピボット点で接合した請求項４の装入装置。
【請求項６】
前記第２の脚を上下方向に対し或る角をなす方向に向け、前記開口を経て供給材料を差向けるようにした請求項５の装入装置。
【請求項７】
前記可動ドアをスリーブに連結した請求項４の装入装置。
【請求項８】
前記スリーブがドア支持棒のまわりに回転するようにした請求項７の装入装置。
【請求項９】
前記可動ドアが、閉じた位置にあるときに、前記可動ドアが、上下方向に対し或る角度をなすようにした請求項１の装入装置。
【請求項１０】
前記固定構造に、上下方向に対し或る角度をなす表面を設けた請求項１の装入装置。
【請求項１１】
前記可動ドアを、供給材料がないと閉じ、供給材料が存在すると開く１個又は複数個の枢動できるように取付けたフラップにより構成した請求項１の装入装置。
【請求項１２】
前記可動ドアを、ばねにより前記固定構造に向かい付勢した請求項１の装入装置。
【請求項１３】
供給材料を回転炉内に装入する装入装置において、
回転炉屋根と、
前記供給材料を前記回転炉に装入するように、前記回転炉屋根の上方に位置させた供給材料装入器と、
前記供給材料を前記回転炉内に受入れるように、前記回転炉床屋根に設けた開口であって、この開口を広げ又狭めるように固定構造に対し近づき又遠ざかる向きに動くように取付けた１連の可動ドアと前記固定構造とにより形成された開口と、
を備え、
前記可動ドアを前記固定構造に向かい釣合いおもりにより付勢するようにした装入装置。
【請求項１４】
前記供給材料装入器を前記炉屋根から約３インチないし約１２インチの範囲内の距離だけ間隔を置いた請求項１３の装入装置。
【請求項１５】
供給材料を炉内に開口を経て装入する装入装置において、　第１の可動ドアと、
この第１可動ドアと共に前記開口を形成する第２の可動ドアとを備え、
前記第１の可動ドアと前記第２の可動ドアとを互いに近づく向きに付勢するようにした
装入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、材料を処理のために炉内に導入する効率を高める方法に関する。ことに本発明は、炉に流入する大気空気の量を低減する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転炉床炉（ｒｏｔａｒｙ　ｈｅａｒｔｈ　ｆｕｒｎａｃｅ）は、一般に環状の耐火物内張り外壁により囲んだ環状の耐火内壁により支えた耐火屋根を持つ連続加熱炉である。内壁及び外壁は、回転炉床が沿って移動する円形炉床径路を形成する。回転炉床は一般に、耐火材から成る頂部を備え各側面を持つ支持板から成る。回転炉床炉は、回転炉床の移動径路のまわりに位置させた複数のバーナにより加熱する。
【０００３】
この炉内で処理しようとする供給材料は典型的には供給材料供給器から炉の屋根の各すきまを経て装入され又は落下させる。回転炉床炉に使う供給材料送入器は米国特許第５，８９５，２１５明細書に記載され本説明に参照してある。
【０００４】
酸化鉄及びその他の酸化金属材料（ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｏｘｉｄ　ｍａｔｅｒｉａｌ）は直接還元処理により還元することができる。直接還元処理では酸化金属材料をとくにこの材料がペレット状又はブリケット状の形を持つときに加熱する。還元することのできる酸化金属は主として鉄グループすなわち鉄、コバルト及びニッケルの酸化物である。これ等の酸化物及び金属自体は高い融点を持ち炭素質還元材を使い容易に還元することができる。これ等の酸化物に対する還元材は、還元に必要な化学量論的量をいくぶん越えた量で使用する細分した石炭又はコークスがよい。加熱は約１８００°Ｆないし約２６００°Ｆの範囲の温度までのガス燃料焔を導入することにより行うことができる。この加熱は回転炉床炉のような炉内で行うことができる。
【０００５】
回転炉床炉は、加熱しようとする材料が乗る遅く動く回転炉床を備える。この材料は回転炉床（ｒｏｔａｒｙ　ｈｅａｒｔｈ）の径路に沿い１個所又は複数個所で炉の開口を経て導入する。回転炉床が１回転を終えるのに先だって材料が処理され次いで回転炉床面から除かれる。回転炉床が回転している間に酸化金属材料は熱を受ける。この熱は多数のバーナにより生ずる。
【０００６】
回転炉床炉内の酸化金属材料を還元するには若干の要件がある。１つの要件は炉内の過剰な酸素の存在である。大気空気は酸素を含むから、回転炉床炉内の大気空気の量を最少することが望ましい。回転炉床炉は典型的にはこの炉の内部が負圧になるようにして作動する。炉内の制御されない条件よって負圧が強まり大気空気を炉内に吸引する。
【０００７】
他の要件は熱源に対して酸化金属の比較的一定の時間対温度露出を保持することである。酸化金属の比較的均等な還元には与えられた時間にわたり熱源に対する酸化金属材料の比較的均等な露出を必要とする。回転炉床への酸化金属材料の均等な分布により良好な還元形成物が得られる。回転炉床に装入する酸化金属材料の深さはできるだけ均等でなければならない。
【０００８】
還元形成物（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ）の均等性は又、酸化金属材料の寸法及び形状の均等性を保持することにより容易に得られる。典型的には酸化金属材料は直径が約１ないし約３ｃｍの範囲の大体球形のペレットの形を持つ。或は他の形状の集塊たとえばれんが状、ブリケット状又はその他の適当な形状のものを使ってもよい。
【０００９】
【発明の要約】
前記の目的と共に特別には列挙してないその他の目的は、上下方向に対し鋭角を挟む向きにした固定構造と可動ドアとを持ち炉内に開口を経て供給材料を装入する装入装置により得られる。固定構造と共にこの可動ドアは開口を形成する。可動ドアはこの開口を広げ又狭めるように固定構造に対し近づき又遠かる向きに動くように取付けてある。可動ドアは固定構造に向かい付勢してある。可動ドア及び固定構造はＶ字形の下向きのみぞを形成し供給される供給材料を重力により前記開口を経て差向けるようにしてある。
【００１０】
本発明によれば又、回転炉屋根と供給材料装入器と回転炉屋根の開口とを備え回転炉内に供給材料を挿入する装入装置が得られる。供給材料装入器は、回転炉屋根の上方に位置し供給材料を回転炉内に装入する。回転炉床屋根の開口は供給材料を回転炉内に受入れる。この開口は１連の可動ドアと共に固定構造により仕切る。可動ドアは開口を広げ又狭めるように固定構造に対し近づき又遠ざかる向きに動くように取り付けてある。可動ドアは、釣合いおもりにより固定構造に向かい付勢してある。
【００１１】
本発明によれば又、第１の可動ドアとこの大１可動ドアと共に開口を形成する第２の可動ドアを持つ炉内にこの開口を経て供給材料を装入する装入装置が得られる。第１可動ドア及び第２可動ドアは相互に近づく向きに付勢する。
【００１２】
本発明の種種の目的及び利点は添付図面による好適な実施例についての以下の説明から明らかである。
【００１３】
【実施例】
前もって、本説明で使われる若干の用語たとえば「上部」、「下部」、「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」及び「後方」という用語は本発明の好適な実施例についての説明を容易にするのに使う。とくにことわらなければこのような用語は本装置が使われる状態を限定するものではない。
【００１４】
図１に示すように回転炉床炉１０は、典型的には炉屋根（ｆｕｒｎａｃｅ　ｒｏｏｆ）１６の下方で炉壁１９内で比較的一定の割合で回転する円形面すなわち回転炉床１３を備える。炉屋根１６は炉壁１９により支える。還元しようとする材料すなわち供給材料２２は供給源（図示してない）から供給され供給材料装入器２５内に形成したみぞ穴２４から落下する。供給材料２２は、なるべくは約１．５ないし約２インチの範囲内の長さとなるべくは約０．５ないし約１．５インチの範囲内の（幅となるべくは約０．５ないし約１．５インチの範囲内の）厚さとを持つ。供給材料装入器２５は米国特許第５，８９５，２１５号明細書に示した形式のものでよい。供給材料装入器２５は、炉屋根１６の幅にわたり横方向に延び好適な実施例では炉屋根１６より幅がわずかに狭い。好適な実施例では供給材料装入器２５の幅は約１４ないし約１８フィートの範囲内である。
【００１５】
供給材料２２は、炉屋根１６の開口すなわち屋根すきま３１を覆う装入みぞ穴空気遮蔽装置２８を経て落下し続ける。好適な実施例では装入みぞ穴空気遮蔽装置２８は供給材料装入器２５に形成したみぞ穴２４のほぼ直下に位置する。供給材料装入器２５の底部と炉屋根１６の頂部との間の距離は約２インチないし約１２インチの範囲内がよい。供給材料２２はこの材料がほぼ回転炉床１３のレベルに達するまで落下し続ける。炉屋根１６及び回転炉床１３の間の距離は約２ないし約５フィートの範囲内がよい。供給材料２２がほぼ回転炉床１３のレベルに達すると、この供給材料は回転炉床１３上の他の供給材料２２に又は回転炉床１３自体に接触する。
【００１６】
図２に示すように装入みぞで穴空気遮蔽装置２８は一般に供給される供給材料を重力により開口を経て差向けるように下向きのＶ字形のみぞ２９が好適である。みぞ穴空気遮蔽装置２８は、固定ドア５８と共に屋根１６の開口３５を覆う少なくとも１つの可動ドア３４を備える。好適な実施例では可動ドア３４は互いに隣接する大体平らな３個の板から成る。第２の脚３７は軸線Ａに沿って延び第１の脚４０及び第３の脚４３を接合する。第２の脚３７及び第１の脚４０は互いに平行でなくて相互に鋭角を挟む。第１の脚４０の目的は、供給材料２２をこの材料が供給材料装入器（ｃｈａｒｇｅｒ）２５からみぞ穴２４を経て下向きの径路に沿い落下する際に集中させることである。このことは供給材料２２が炉屋根１６に落下しないようにするのに役立つ。角度４１と第１の脚４０の長さとは、装入みぞ穴空気遮蔽装置２８を通り開口３５内への供給材料２２の注入が容易になるように調整し又はなくす。第３脚４３は、第２の脚３７に構造的保全性を加えるが本発明の実施に必要なわけではない。可動ドア３４が又単一板であり第１の脚４０に類似の折曲げ上部部分と第３脚４３に類似の折曲げ下部部分とを備えるのはもちろんである。
【００１７】
可動ドア３４は、閉じた位置にないときは開いている。好適な実施例では可動ドア３４はピボット点Ｂのまわりに枢動するように取付けてある。可動ドア３４はばね機構、スライド機構又はその他任意適当な機構により動かされるのはもちろんである。炉の熱によりばねの有効性が短かくなるから、ばね機械は一般には好ましくない。ピボット点Ｂは、ドア支持ブラケッド５２に位置させた中空円筒形スリーブ４９内に中心に配置したドア支持棒４６のほぼ中心にある。ドア支持ブラケット５２は、炉屋根１６に当てがった取付板５５に協働する。スリーブ４９は第２の脚３７及び第１の脚４０の両方に連結してある。これ等の２つの板は相互に連結してある。
【００１８】
可動ドア３４は閉じた位置に向かい付勢してある。好適な実施例では第１の脚４０の重量により付勢作用を生ずる。第１の脚４０はつりあいおもりである。可動ドア３４は、固定ドア５８に接触するときは閉じた位置にある。固定ドア５８に向かう可動ドア３４の動きにより開口３５を狭め又はなくす。固定ドア５８は可動ドア３４が開口３５を閉じるように接触することのできる任意の固定構造でよいのはもちろんである。固定ドア５８を含む固定構造は上下方向線たとえば上下方向軸線Ｃに対し鋭角を挟む向きにするのがよい。固定ドア５８の不時の熟膨張は各可動ドア３４が別個の固定ドア５８に接触する構造に好適である。可動ドア３４は又、固定ドア５８に接触するとき又は固定ドア５８の被覆に接触するときに閉じた位置にあると考えられる。作動時には可動ドア３４及び固定ドア５８はすす、粉末状酸化金属又はその他の材料を被覆することができる。好適な実施例では固定ドア５８はクリップ６１によりなるべくは溶接により取付板５５に取付けてある。固定ドア５８はその下端部の構造的保全性のためのフランジ６２を持つ。閉じた位置では固定ドア５８は可動ドア３４の第３脚４３及び第２の脚３７の間の接合部のまわりで可動ドア３４に衝合する。フランジ６２は又可動ドア３４に対する衝合を強めなるべくは衝合により気密を保つように作用する。固定ドア５８の上端部は供給材料装入器２５の下方に位置させ装入みぞ穴空気遮蔽装置２８による開口３５内への供給材料２２の注入を容易にし供給材料２２が炉屋根１６に落下しないようにしなければならない。
【００１９】
供給材料２２が開口３５を経て落下し閉じた位置にある可動ドア３４に接触すると、供給材料２２の重量により可動ドア３４をピボット点Ｂのまわりに固定ドア５８から遠ざかる向きに枢動させる。可動ドア３４が固定ドア５８から遠ざかる向きに動くときは開口３５が広がる。このようにして可動ドア３４は閉じた位置から開いた位置に動く。供給材料２２は又開いた位置に置ける可動ドア３４に当たり可動ドア３４を開いた位置に保持し又はなお一層広く開く。ピボット点（ｐｉｖｏｔ　ｐｏｉｎｔ）Ｂのまわりの可動ドア３４の枢動により、第２の脚３７が軸線Ａと同一線上に在る閉じた位置から第２の脚３７を逸脱させる。上下方向線Ｃは第２の脚３７に対し角度４４を挟む。可動ドア３４のピボット点Ｂのまわりの枢動により又角度４４を減小させる。
【００２０】
装入みぞ穴空気遮蔽装置２８は屋根すきま３１内に位置する開口３５を形成する。装入みぞ穴空気遮蔽装置２８は屋根すきま３１内の供給材料装入器２５に対して供給材料２２が開口３５内に落下するように位置させ又は横方向に再位置決めする。装入みぞ穴空気遮蔽装置２８の横移動を制限し又はなくすように１個又は複数個の取付板５５の下面に１個又は複数個の保持舌状片６４を固定することができる。取付板５５及び保持舌状片６４は炉屋根１６に溶接し又はその他の方法で取付けることができる。
【００２１】
図３に示すように供給材料装入器２５は炉屋根１６の上方に位置させる。供給材料装入器２５の下方には屋根すきま３１の上方に装入みぞ穴空気遮蔽装置２８を設けてある。装入みぞ穴空気遮蔽装置２８は互いに隣接し各別に枢動できる１連の枢動できる可動ドア３４を備える。好適な実施例では閉じた位置における各可動ドア３４は個別の固定ドア５８に接触する。本発明では又、閉じた位置にあるときに与えられた固定ドア５８に接触する２個又はそれ以上の可動ドア３４を設けてもよい。
【００２２】
本発明は既存の回転炉床炉１０内に１つ又は複数の装入みぞ穴空気遮蔽装置２８を逆向きにはめることにより実施でききる。好適な実施例では３個の装入みぞ穴空気遮蔽装置２８を既存の供給材料装入器２５及び炉屋根１６の形及び位置に適合する形状に位置させる。図示のように装入みぞ穴空位遮蔽装置２８は既存の供給材料みぞ穴２４の形状に適応するように主区分６６及びドッグレグ区分６８の形に形成することができる。主区分６６は又補助区分７０を備えることができる。１例として図示のように補助区分７０は５個の可動ドア３４を備え、主区分６６は１２個の可動ドア３４を備え、ドッグレグ区分６８は３個の可動ドア３４を備えることができる。装入みぞ穴空気遮蔽装置２８は単一の軸線に沿い又は開口３５を通る供給材料２２の移動を容易にするその他の任意の適当な形状に位置させることができるのは明らかである。
【００２３】
分かりやすいように図４には装入みぞ穴空気遮蔽装置２８の主区分６６だけを示してある。主区分６６は互いに隣接する１連の可動ドア３４を備える。好適な実施例では約４個ないし８個の可動ドア３４ごとに保持舌状片６４を位置させ開口３１に対しみぞ穴空気遮蔽装置２８の位置を保持するようにしてある。ドア支持ブラケット５２は約２個ないし１２個の可動ドア３４ごとに位置させる。好適な実施例では可動ドア３４は相互に間隔を隔て互いに隣接する可動ドア３４間に小さなすきま５３を形成するようにしてある。すきま５３は約１／３２ないし約１／８インチの範囲内の幅を持つのがよい。このすきま５３により可動ドア３４を隣接可動ドア３４に接触しないで動かすことができる。このすきま５３により可動ドア３４に独立の動きが得られ又可動ドア３４が隣接構造に接触してこれ等の構造を潜在的に損傷することがないようにする。又可動ドア３４の独立の動きは炉１０内への還元ふん囲気空気流に一層有効である。
【００２４】
図５に示すように本発明は又、２個の可動ドア３４を閉じた位置で相互に接触するように位置させた本発明の異なる実施例でも実施できる。２個の可動ドア３４を持つ実施例では各可動ドア３４は図２について前記した可動ドア３４と構造が同様である。たとえば好適な実施例では各可動ドア３４はこれ自体のピボット点Ｂのまわりに枢動することによって動く。一方又は両方の可動ドア３４は、開口３５を経て落下する供給材料２２に接触するときに遠ざかる向きに動き又は近づく向きに動いて止まる。
【００２５】
以上本発明の原理及び作動モードを好適な実施例について述べた。しかし本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装入装置を備えた回転炉床炉の一区分の斜視図である。
【図２】図１の２−２線に沿う拡大断面図である。
【図３】炉屋根を示すように一部を切欠した本発明供給材料装入装置の装入器の平面図である。
【図４】図２の４−４線に沿う装入みぞ穴空気遮蔽装置の断面図である。
【図５】本発明のほかの実施例を示す図２と同様な断面図である。
【符号の説明】
１０　　　　　炉
２２　　　　　供給材料
３４　　　　　可動ドア
３５　　　　　開口
５８　　　　　固定構造
【国際公開パンフレット】
2004503737.tif 000003
2004503737.tif 000004
2004503737.tif 000005
2004503737.tif 000006
2004503737.tif 000007
2004503737.tif 000008
2004503737.tif 000009
2004503737.tif 000010
2004503737.tif 000011
2004503737.tif 000012
2004503737.tif 000013
2004503737.tif 000014
2004503737.tif 000015
2004503737.tif 000016
2004503737.tif 000017
2004503737.tif 000018
2004503737.tif 000019
2004503737.tif 000020
2004503737.tif 000021
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004503737.tif 000022
2004503737.tif 000023
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004503737.tif 000024
2004503737.tif 000025
【国際調査報告】
2004503737.tif 000026
2004503737.tif 000027