(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物含有原料を炭素質固体還元剤を用いて還元するロータリーキルン式還元炉において、半溶融物がロータリーキルンの内壁に付着し、付着物が所定の厚さ以上となった場合に、金属酸化物含有原料の投入を中止し、還元剤のみを投入するとともに空気供給量を減らして炉内の還元雰囲気を維持した状態で運転するロータリーキルン式還元炉の炉内付着物を溶融除去する方法。
【請求項２】
金属酸化物含有原料を炭素質固体還元剤を用いて還元するロータリーキルン式還元炉において、半溶融物がロータリーキルンの内壁に付着し、付着物が所定の厚さ以上となった場合に、金属酸化物含有原料の投入を中止し、還元剤のみを投入するとともに空気供給量を減らしてロータリーキルン式還元炉排ガス中の酸素濃度を０〜１％、一酸化炭素濃度が１〜５％になるように炉内の還元雰囲気を維持した状態で運転するロータリーキルン式還元炉の炉内付着物を溶融除去する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ロータリーキルン式還元炉の炉内付着物除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属酸化物含有原料は、還元剤や成分調整剤などとともにロータリーキルン式還元炉に投入され、バーナーからロータリーキルン内へ放射された火炎によって加熱されつつ、撹拌されて、還元される。
【０００３】
しかし、炉内温度によっては、被処理物の軟化半溶融物がロータリーキルンの内壁に付着し始め、時間経過とともに付着物の厚さが増大し、堰を形成してしまい、ついには原料やスラグが下流へ向かって移動できなくなる。このように付着物が所定の厚さ以上となった場合あるいは付着物が成長し原料の流れを阻害したり、ロータリーキルンの処理能力が低下してきた場合に、従来は、ロータリーキルン式還元炉を停止し、炉内温度を下げた後に、人力あるいは重機械などの手段により、炉内付着物を機械的に除去し、再度運転を始めていた。
【０００４】
また、実開平６−２０９９号、特開２０００−１８８３０号には、ハンマーやスクリュー部材などを用いて、運転中に機械的にロータリーキルン内部の付着物を除去する方法が開示されているが、炉内温度が１２００℃を越えるような高温のロータリーキルンには、熱的な耐久性の観点からこのような機械的な付着物除去装置を適用することは不可能である。
【０００５】
なお、本明細書において、「金属酸化物」の語には、酸化鉄のみならず、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ等の非鉄金属の酸化物も含まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、ロータリーキルン式還元炉の降温・再昇温による休止時間が長く、ロータリーキルンの稼働率を低下させ、かつ、付着物除去作業は付着物落下などが起こる可能性のある危険な作業であり、また昇降温による耐火物の損傷などの問題がある。
【０００７】
この問題点に鑑みて、鋭意研究開発し本発明に至ったものであり、本発明の目的は、ロータリーキルン式還元炉を昇降温することなく、比較的短時間のうちに炉内付着物を除去する新しい方法を提供する事にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載のロータリーキルン式還元炉の炉内付着物除去方法、すなわち、金属酸化物含有原料を炭素質固体還元剤を用いて還元するロータリーキルン式還元炉において、半溶融物がロータリーキルンの内壁に付着し、付着物が所定の厚さ以上となった場合に、金属酸化物含有原料の投入を中止し、還元剤のみを投入して炉内の還元雰囲気を維持した状態で運転する、具体的にはロータリーキルン排ガス中の酸素濃度を０〜１％、一酸化炭素濃度が１〜５％になるよう空気量を調整することにより、ロータリーキルンの炉内付着物を溶融・除去することができる。
【０００９】
【作用】
金属酸化物含有原料の投入を中止し、還元剤のみを投入するとともに空気供給量を減らした状態で運転すると、付着物を構成している金属酸化物が、投入した還元剤と装入空気を減じた効果による還元雰囲気との相剰効果により、還元・溶融され、これにより、付着物全体が徐々に溶融・除去される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態のロータリーキルンの正面断面を示す概略図である。
【００１２】
ロータリーキルン１は円筒形状であり、外面は外皮鋼板１０１によって被われ、その内側には耐火レンガ１０２が内張りされている。上流開口端１１０（図１において左端）が、被処理物及び排ガスを放出する下流開口端１２０よりもわずかに高く、中心軸１０５がほぼ水平となるように配置してある。
【００１３】
上流開口端１１０はフロントウォール１０３によって閉鎖されているが、重油バーナー１３０がフロントウォール１０３を貫通してあり、重油バーナー１３０の火炎１３５をロータリーキルン１の内部に放射している。また、フロントウォール１０３には、金属酸化物含有原料等投入ホッパー１０６のほかに還元剤投入ホッパー１０７が取り付けられている。さらに、フロントウォール１０３には空気吹き込み口１０８が取り付けられており、調整弁１０９によって、ロータリーキルン内への空気導入量を調整することができる。
【００１４】
ロータリーキルン１は中心軸１０５のまわりに回転しており、金属酸化物含有原料等２は撹拌されながら、上流から下流へ向かって徐々に移動しつつ加熱され、金属酸化物は還元され、下流開口端１２０へ向かって移動し、ついに下流開口端１２０の下部から落下する。
【００１５】
しかしながら、ロータリーキルン１の内壁に付着する付着物の厚さが所定値以上となると、被処理物の下流への移動が妨げられてしまう。
【００１６】
【実施例】
本実施例においては、金属酸化物として酸化鉄含有ダストを用い、直径４．２ｍ、長さ１４ｍのロータリーキルンを用い、付着物の厚さが６００ｍｍに達した時に、上記通常運転を停止し、付着物除去運転に切り替える。酸化鉄含有原料等投入ホッパー１０６を閉じ、酸化鉄含有原料等の投入を停止し、一方、還元剤投入ホッパーを開いて、１０ｍｍアンダーの粒度の石炭を約１ｔｏｎ／ｈで連続投入した。炉内温度は１３００℃以上とし、通常運転時よりも５０℃程度高めとした。また、ロータリーキルン１への空気吹き込み量を減らして、ロータリーキルン内が酸化雰囲気にならないように保つ。付着物除去運転を続けると、付着物を構成している鉄含有酸化物が還元・溶融されるため、付着物全体が徐々に除去されて、約２４時間で、付着物の厚さは１００ｍｍ程度に低減された。この程度の厚さの付着物であれば、通常運転を行う上で障害とならない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に係る炉内付着物除去方法によれば、比較的短時間のうちに付着物を除去し、運転を再開でき、ロータリーキルン式還元炉の休止期間を短縮し、炉の稼動率を向上できる。また、炉の昇降温による耐火物が損傷防止され、付着物の人か重機による除去作業が解消されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のロータリーキルンの正面断面を示す概略図である。
【符号の説明】
１  ロータリーキルン
１０１  外皮鋼板
１０２  耐火レンガ
１０３  フロントウォール
１０５  中心軸
１０６  金属酸化物含有原料等投入ポッパー
１０７  還元剤投入ホッパー
１１０  上流開口端
１２０  下流開口端
１３０  重油バーナー
３  還元物
【図１】
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