(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレタイザで造粒されたペレットを回転床式還元炉又は乾燥機の炉床上に供給する装置であって、装置に付設される振動フィーダに単一落下孔を設けると共に、該落下孔が下記の式で表される２次曲線で構成したことを特徴とするペレット供給装置。
Ｌ1 ＝Ｌ×（Ｒ2 −Ｒin2 ）／（Ｒout2−Ｒin2 ）
ここで、Ｌ1  ：供給装置幅方向距離
Ｌ    ：供給装置全幅
Ｒ    ：炉中心からの供給装置半径方向位置
Ｒin :供給幅半径方向最内周位置
Ｒout :供給幅半径方向最外周位置  である。
【請求項２】
前記落下孔が、前記２次曲線に近似する直線群で構成されたことを特徴とする請求項１記載のペレット供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、還元剤と酸化鉄の混合物を還元炉の高温雰囲気中にて還元させる還元鉄製造装置の回転床式還元炉又は乾燥炉（乾燥機）におけるペレット供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
還元鉄を製造する場合、一般的には、先ず、鉄鉱石の粉末、石炭の粉末、石灰石の粉末及び結合剤を加湿混合し、造粒してグリーンボールと呼ばれるウエットボールを形成する。次に、このウエットボールをある程度乾燥（ドライボールにする）してから、還元炉内で高温に加熱して石炭（還元剤）により鉄鉱石中の酸化鉄を還元することで、還元鉄ペレットを生成することができる。
【０００３】
従来の還元鉄製造装置の一例を図７により説明する。
図中３０はドーナツ型に構成された回転床式還元炉であり、この還元炉３０の炉室内部にはリング状に水平に連続する図示しない回転型炉床が点線矢印で示す方向に回転駆動されるように設けられている。
【０００４】
還元炉３０の天井部には原料（ペレット）供給装置３１が設けられると共に、この原料供給装置３１の上流側に隣接して還元済み原料の排出装置３２が設けられる。図中３３は炉内加熱用のバーナ、３４は還元炉３０の排ガスダクトである。
【０００５】
図中４１は原料粉末の収容ホッパ群であり、４１ａは鉄鉱石粉末用、４１ｂは石炭粉末用、４１ｃは結合剤粉末用である。各ホッパ４１ａ〜４１ｃから供給する原料粉末はミキサー４２で混合され、ペレタイザ４３へ送られて直径９〜１２mmのペレット（グリーンボール）を製造し、回転床式乾燥機（乾燥炉）４４で乾燥させた後、コンベア４５を経て前記還元炉３０の原料供給装置３１へ送り、回転移動する炉床上へ連続的に供給している。
【０００６】
そして、還元炉３０内で処理した還元済みペレットはスクリュー式の排出装置３２から密封雰囲気下で炉外へ出し、コンテナ４６へ収容して後工程の溶解炉等へ送るようにされている。
【０００７】
ところで、上述したような回転床式還元炉３０又は乾燥機４４におけるペレット供給装置（例えば図中還元炉３０の原料供給装置３１参照）としては、従来、図８〜図１０に示すシュート式のものや図１１〜図１４に示す振動式のものがある。
【０００８】
図８〜図１０に示すシュート式のものによれば、コンベア４５等により搬送されるグリーンボールＧＢが還元炉３０又は乾燥機４４の炉床５０上に供給される際には、乾燥機４４の場合には、グリーンボールＧＢの乾燥むらを防ぐため、還元炉３０の場合には還元むらを防止するため、積載高さを炉幅方向（図８のＡ矢印）及び炉円周方向（図８のＢ矢印）に均一に供給する必要がある。
【０００９】
この目的のため、先ず、グリーンボールＧＢの落下に伴う割れ防止及びＡ矢印方向への分散のため、側板を取り去った形状のボックス（通称ストーンボックス）５１を設け、かつストーンボックス５１内部に、予め、同じ材質のグリーンボールＧＢを投入しておき、あとから落ちてくるグリーンボールＧＢの緩衝材とした。
【００１０】
そして、ストーンボックス５１の内部に落下してきたグリーンボールＧＢがストーンボックス５１上に山状に堆積し、ストーンボックス５１の側方からこぼれ落ちるグリーンボールＧＢをシュート５２でガイドしながら、板５３及びゴム製の板５４で一時ためておき、均一高さで供給（装入）できる程度たまった時点で手動によりレバー５５を矢印Ｄ方向へ動かすことにより、ゴム板５４を開き、供給高さを矢印Ｅ方向に調節できる上下可動式の切り出しゲート５６にてグリーンボールＧＢをＣ方向に移動する炉床５０により一定の高さで切り出していた。ゴム板５４の開閉は運転の最初だけであり、運転中は開いたままの状態となる。
【００１１】
図１１〜図１４に示す振動式のものによれば、還元炉３０は床から立ち上がる両側の炉壁６０と天井６１とでトンネル状に作られ、内部に炉床５０が配置されている。この炉床５０は床レール６２上に車輪６３で支持され、側部に固定配置された多数の水平ガイドローラ６４に炉床側の横向き水平リングレール６５で接し図示しない駆動装置により回転駆動される。
【００１２】
炉壁６０の下部内側に水平方向にリング状に水封溝６６が設けてあり、炉壁６０側のスカート６７と炉床５０側部のスカート６８が水封溝６６内に浸漬されてウォータシール部を形成している。このウォータシール部より上の炉壁６０及び天井６１と炉床５０との間隙内が炉室６９であり、この炉室６９内がバーナ３３により加熱される。
【００１３】
ペレット供給装置３１を構成する振動フィーダ７０は、還元炉３０を半径方向に跨いで配置しており、振動駆動装置７１を設けて構成されている。図中ＧＢはグリーンボール（生ペレット）である。
【００１４】
図１２及び図１３に示すように、振動フィーダ７０のパレット状平床７０ａは、コンベア４５の出口付近から先端までが長さ方向の幾つかの仕切板７２で複数の溝状に仕切られ、炉床５０と重なる範囲の平床７０ａに各溝に１個ずつ千鳥状の配置で傾斜ブーツ形の落下孔７３が設けてある。
【００１５】
各落下孔７３のブーツ形先端と狭角形の後端は、炉床５０の回転方向の同一円周線上に一致して設けられている。複数個のブーツ形落下孔７３は、コンベア４５側から先端側に近寄る程ブーツ長さが長く形成され、ブーツの傾斜角が次第に小さくなるように設けられており、各溝を流れる同じ量のグリーンボールＧＢが炉床５０の外周側から内周側へ近寄るに従って、炉床５０の幅単位長さ当たりのグリーンボールＧＢ投下量が漸減するように配慮されている。
【００１６】
また、図示しないが前記平床７０ａ直下の還元炉３０の天井６１には、前記複数個の各落下孔７３に合わせてやや大きい同様のブーツ形の落下孔が設けられている。振動フィーダ７０の振動と共にグリーンボールＧＢは、コンベア４５から平床７０ａ上に落ちて複数個の溝に別れ先端側へ送り出され、各溝内の落下孔７３から還元炉天井の落下孔を通って炉床５０の全幅面上に切れ目なく落下し、全体的に均一厚さに供給されるようにしている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図８〜図１０に示すシュート式のものにあっては、グリーンボールＧＢの含有水分量及び表面性状状態によってはストーンボックス５１内での固着が激しく大塊形成や、ゴム板５４部で一時溜まることが固着の原因となり、また、切り出しゲート５６部では、炉床５０の回転方向（矢印Ｂ）へ設定の高さで切り出すためグリーンボールＧＢを切り出す際、上から押え付けられる状態になり、グリーンボールＧＢが炉床５０に付着したりあるいは割れたり詰まりを生じる原因となっているという問題点があった。
【００１８】
また、図１１〜図１４に示す振動式のものにあっては、炉床５０の外周側と内周側の周速度の相違に応じてグリーンボールＧＢを均一な層高さに投下するための、ブーツ形落下孔７３の形状設定が複雑で、グリーンボールＧＢの均一な層高さが得られ難い問題があった。また、図１４で示すように、コンベア４５に近い落下孔７３と、次の落下孔７３との境界部分に、落下孔７３の右端部側で落下量が少なくなり、次の落下孔７３の左端部側で落下量が過剰となる領域が発生し、これが図１４で示すように波形に層高さが変化した縞模様Ｍとして顕れることがあり、部分的ではあるが落下量が過剰となる領域ではグリーンボールＧＢの加熱還元反応が不足する状態をもたらす問題があった。
【００１９】
本発明はこのような実情に鑑み提案されたもので、還元鉄製造装置の還元炉又は乾燥機における回転型炉床上にペレットを簡単な構造で固着や詰まりを回避して床幅方向に均一に供給することができるペレット供給装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明のペレット供給装置は、ペレタイザで造粒されたペレットを回転床式還元炉又は乾燥機の炉床上に供給する装置であって、装置に付設される振動フィーダに単一落下孔を設けると共に、該落下孔が下記の式で表される２次曲線で構成したことを特徴とする。
Ｌ1 ＝Ｌ×（Ｒ2 −Ｒin2 ）／（Ｒout2−Ｒin2 ）
ここで、Ｌ1  ：供給装置幅方向距離
Ｌ    ：供給装置全幅
Ｒ    ：炉中心からの供給装置半径方向位置
Ｒin :供給幅半径方向最内周位置
Ｒout :供給幅半径方向最外周位置  である。
【００２１】
また、請求項２の発明のペレット供給装置は、前記落下孔が、前記２次曲線に近似する直線群で構成されたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
［参考例］
図１は、本発明の参考例を示す還元鉄製造装置におけるペレット供給装置の平面図、図２は図１のII-II 矢視図、図３は同じく斜視図である。尚、これらの図において、図７及び図８〜図１０と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００２７】
本装置は、回転床式還元炉３０又は乾燥機４４において、回転する炉床５０上へ幅方向に、均一な積載高さにグリーンボールＧＢを供給する装置である。本装置は単純なプレート構造であり、分散板１、反射板２、下部ガイド板３の三つのシュート板から構成される。これらシュート板は、架構体４の左右一対の側壁部間に架設された支持梁５ａ〜５ｃ上に適宜ブラケットを介して支持される。
【００２８】
前段シュート部としての前記分散板１は、水平に対し傾斜した三つの平坦なガイド面１ａ，１ｂ，１ｃで構成され、中央のガイド面１ｂに対し両側のガイド面１ａ，１ｃが０〜３０°の角度θ1 ，θ2 をなすように位置しており、その傾斜角θ1 ，θ2 は必要供給量に応じて決定される。そして、分散板１上に落下したグリーンボールＧＢは、前記傾斜に沿って炉床５０の中央（矢印Ｆ）、炉床幅方向（矢印Ｇ）へと広がっていくようになっている。
【００２９】
前記反射板２は、コンベア４５等の先端面と対向する屈曲板部２ａを有する平面視でくの字状に形成され、矢印Ｈの方向から入ってくるグリーンボールＧＢの落下方向を変えると共に炉床幅方向の供給高さが均等になるよう落下・案内するものである。従って、炉床５０の回転方向（矢印Ｃ）に対して、グリーンボールＧＢが平行に入ってくる場合は、前記反射板２は曲げることなく真っ直ぐなものとなる。また、前記下部ガイド板３は、グリーンボールＧＢを最終的に炉床５０に案内・供給するものである。
【００３０】
前記各板１、２、３は、水分量の多いグリーンボールＧＢ供給時には水平に対し、５０°以上の傾斜角を設けてもよく、また、炉床５０が円盤状で内周側と外周側とへの供給量を調整する場合には前記分散板１及び反射板２の傾斜角を可変式に構成しても良い。また、分散板１は炉床幅方向（矢印Ｃと直角をなす方向）と平行に可動式に構成して、コンベア４５からのグリーンボールＧＢの落下位置を調整できるようにしても良い。尚、図中６は炉内からのガス流れを防ぐ遮蔽板である。
【００３１】
このように構成されるため、コンベア４５等からペレット供給装置内に挿入されたグリーンボールＧＢは、分散板１、反射板２、下部ガイド板３を経て、還元炉３０又は乾燥機４４の炉床５０上に供給される。
【００３２】
この際、上部から落下するグリーンボールＧＢは、ガイド面１ａ，１ｂ，１ｃ上にわたって落下する。従い、グリーンボールＧＢが分散板１上に沿ってＦ方向及びＧ方向に落下することで、グリーンボールＧＢはその傾斜に沿って左右幅方向に均等に広がることとなる。
【００３３】
更に、グリーンボールＧＢの炉床幅方向の分散を調整するため、その一部を曲げた反射板２を設けてグリーンボールＧＢの滑降方向を変えながら同様の原理を用いて幅方向の均等な分散を付加的に調整することができる。例えば、図３において、３分割した分散板１の傾斜角を幅方向角度θ1 ，θ2 に０°〜３０°と差をつけることで、炉床５０幅方向に供給されるグリーンボールＧＢの高さ分布を±２０％以下とすることができる。反射板２の分散は、分散板１の補助的なものであり、分散板１のように幅方向３分割とする必要はなく、幅方向プレート分割は２分割で十分である。
【００３４】
また、分散板１、反射板２、下部ガイド板３の多段シュート式とすることにより、１段あたりの落下高さを３００mm程度と低く抑えることができるため、グリーンボールＧＢの割れや変形を防ぐことができる。また、分散板１、反射板２、下部ガイド板３には、摩擦抵抗が0.2 〜0.04と最も低いテフロンライナやその次に摩擦抵抗が低いUltra High Molecular Weight ライナ、通称UHMWライナ（超高分子量材ライナ）と呼ばれるもの或いはステンレス鋼を使用することで、また、その傾斜角を５０度以上とすることで水分量が１０％近いグリーンボールＧＢの場合でもグリーンボールＧＢの固着、装置内での詰まりを防止できる。
【００３５】
また、本装置はプレート構造で単純であり、製作及び保守が容易である。また、前記分散板１及び反射板２の傾斜角を可変式とすることで、グリーンボールＧＢ高さのばらつきを最も少なくするように調節することができる。
【００３６】
［第１実施例］
図４は、本発明の第１実施例を示す還元鉄製造装置におけるペレット供給装置の平面図、図５は図４のV-V 矢視図である。尚、これらの図において、図７及び図１２，図１３と同一部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００３７】
振動フィーダ（ペレット供給装置）７０は、還元炉３０の回転型炉床５０を半径方向に跨ぐ配置で図示しない振動駆動装置（図１１の符号７１参照）と共に設けられ、炉床５０の外側に張り出した端部側の上に独立配置されたコンベア４５が設けられている。振動フィーダ７０は、中仕切りのない平パレット形の平床７０ａで構成され、該平床７０ａの床面に炉床５０の外周縁から内周縁へ重なる範囲に２次曲線状の単一落下孔１０を対角方向に設けて構成している。また、振動フィーダ７０直下の還元炉３０の天井６１にも同じ位置にやや大きい同様な単一落下孔１０を設ける。
【００３８】
単一落下孔１０は、炉床５０上に周速度の異なる内周側と外周側との全体に亙って、単位炉床面積当たりの落下ペレット層高さ（厚さ）が同一となるように、次の式で表される２次曲線で構成する。
【００３９】
Ｌ1 ＝Ｌ×（Ｒ2 −Ｒin2 ）／（Ｒout2−Ｒin2 ）
ここで、Ｌ1 ：供給装置幅方向距離
Ｌ  ：供給装置全幅
Ｒ  ：炉中心からの供給装置半径方向位置
Ｒin :供給幅半径方向最内周位置
Ｒout:供給幅半径方向最外周位置    である。
【００４０】
即ち、前記２次曲線で構成された単一落下孔１０は、図４で示すように、振動フィーダ７０と炉床５０とが重なるほぼ方形区画の炉床外周出側交点から炉床内周入側交点間に、炉床５０の進行方向（図４中の白抜き矢印参照）に向かって凹曲する単一の落下孔として構成される。
【００４１】
このように構成されるため、乾燥工程からコンベア４５を経て投入されたグリーンボールＧＢは、振動フィーダ７０上を一定の厚さに揃えられてフィーダ先端側へ送り出される。送り出されたグリーンボールＧＢは単一落下孔１０の縁に達して炉床５０上へ自動落下し、炉床５０の外周部前側から内周部後側位置に均一なペレット層高の連続した膜状の流れとして供給される。
【００４２】
このとき、単一の落下孔１０は、あらかじめ回転する炉床５０の内周側と外周側全域に単位面積当たりの落下ペレット層高さ（厚さ）が同一となるように計算された２次曲線で、炉床５０の外周側により大きい傾きを有するようにされているから、周速度の大きい外周側により多くのグリーンボールＧＢが投下され、通常運転状態下では常に炉床５０の全幅上に一定層高さでグリーンボールＧＢが連続供給できるようになる。
【００４３】
また、落下孔１０が炉床５０の外周から内周まで連続した一つの孔で設けられているから、グリーンボールＧＢの供給が途切れない限り供給されたグリーンボールＧＢ層高さの変動が生じなくなる。このため、還元炉３０においてグリーンボールＧＢの安定した加熱還元が可能になる効果が得られる。また、グリーンボールＧＢ供給用の振動フィーダ７０の製造に際しても、落下孔１０の設計・加工が著しく容易になり、安定したグリーンボールＧＢ供給装置を提供することが可能になる。
【００４４】
［第２実施例］
図６は、本発明の第２実施例を示す還元鉄製造装置におけるペレット供給装置の平面図である。
【００４５】
この実施例は、第１実施例において振動フィーダ７０に用いた単一落下孔の形状を、計算された２次曲線に近似させた直線群で構成される単一落下孔１０Ａとした場合である。その他の構成は第１実施例と同様である。
【００４６】
この実施例では、単一落下孔１０Ａを直線切断で形成するから、落下孔１０Ａの加工を更に容易に行うことができる。その他の作用・効果は第１実施例と同様である。
【００４７】
また、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。
【００４８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように請求項１の発明のペレット供給装置によれば、ペレタイザで造粒されたペレットを回転床式還元炉又は乾燥機の炉床上に供給する装置であって、装置に付設される振動フィーダに単一落下孔を設けると共に、該落下孔が前述した式で表される２次曲線で構成したので、回転型炉床上にペレットを簡単な構造で固着や詰まりを回避して床幅方向に均一高さで安定して供給することができる。
【００４９】
また、請求項２の発明のペレット供給装置によれば、前記落下孔が、前記２次曲線に近似する直線群で構成したので、請求項２の発明と同様の作用・効果に加えて、落下孔の加工が容易であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示す還元鉄製造装置におけるペレット供給装置の平面図である。
【図２】図１のII-II 矢視図である。
【図３】同じく斜視図である。
【図４】本発明の第１実施例を示す還元鉄製造装置におけるペレット供給装置の平面図である。
【図５】図４のV-V 矢視図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す還元鉄製造装置におけるペレット供給装置の平面図である。
【図７】還元鉄製造装置の概略構成図である。
【図８】従来例の還元鉄製造装置におけるペレット供給装置の平面図である。
【図９】図８のIX-IX 矢視図である。
【図１０】同じく斜視図である。
【図１１】異なった従来例の還元鉄製造装置におけるペレット供給装置の断面図である。
【図１２】同じく要部平面図である。
【図１３】図１２のXIII-XIII 矢視図である。
【図１４】図１２のXIV-XIV 矢視図である。
【符号の説明】
１ 分散板
２ 反射板
３ 下部ガイド板
４ 架構体
５ａ〜５ｃ 支持梁
６ 遮蔽板
１０，１０Ａ 落下孔
３０ 還元炉
３１ ペレット供給装置
３２ 排出装置
３３ バーナ
３４ 排ガスダクト
４１ 原料ホッパ群
４２ ミキサー
４３ ペレタイザ
４４ 乾燥機
４５ コンベア
４６ コンテナ
５０ 炉床
５１ ストーンボックス
５２ シュート
５３ 板
５４ ゴム製の板
５５ レバー
５６ 切り出しゲート
６０ 炉壁
６１ 天井
６２ 床レール
６３ 車輪
６４ 水平ガイドローラ
６５ 水平リングレール
６６ 水封溝
６７ スカート
６８ スカート
６９ 炉室
７０ 振動フィーダ
Ｍ 縞模様
ＧＢ グリーンボール
【図１】
0004243391.tif 000002
【図２】
0004243391.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004243391.tif 000012
【図１２】
0004243391.tif 000013
【図１３】
0004243391.tif 000014
【図１４】
0004243391.tif 000015