(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周壁と外周壁の間に配設された円環状の回転炉床の、内外方向の中間部を耐火キャスタブル層で構成するとともに、当該耐火キャスタブル層に隣接する内周側と外周側の少なくとも一方に内外方向へ複数列の耐火レンガを配置して、これら耐火レンガの列間に前記耐火キャスタブル層の径方向の膨張を吸収する膨張代となる間隙を形成し、かつ前記耐火キャスタブル層を周方向で複数に分割して、各分割部に、周方向への前記耐火キャスタブル層の膨張を吸収する膨張代となる間隙を形成する複数列の耐火レンガを配設したことを特徴とする回転炉床炉の炉床構造。
【請求項２】
前記耐火キャスタブル層を、複数のキャスタブルシートに分割してこれらの周囲に当該キャスタブルシートの膨張を吸収する膨張代となる間隙を形成した請求項１に記載の回転炉床炉の炉床構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転炉床炉の炉床構造に関し、特に、製鋼ダストペレット等の還元処理を行うための回転炉床炉の、炉床構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼ダストや粉鉱等の再利用を図るために、製鋼ダスト等にバインダや還元材を混入して混練した後、生ペレットに造粒し、これを回転炉床炉へ供給して、加熱・還元等の熱処理をすることが行なわれている。その一例を図４に示す。回転炉床炉１は同心円形の内外の周壁１１，１２を有し、これら周壁１１，１２と図略の底壁および頂壁によって矩形閉断面の炉内空間Ｓが円環状に形成されている。底壁上には内外の周壁１１，１２との間に小間隙を形成して炉床２が位置し、この炉床２は炉内空間Ｓに沿う円環状をなすとともに、図略の駆動機構によって矢印方向へ回転移動させられている。回転炉床炉１の炉内空間Ｓは周方向の複数位置に設けたカーテンウォール３１〜３５によって周方向へ複数の領域に区画されており、図４に示す例では、炉床２の回転方向へそれぞれ給排室４１、予熱帯４２、加熱帯４３、中間帯４４、還元帯４５に区画されている。加熱帯４３、中間帯４４、および還元帯４５にはそれぞれ内外の周壁１１，１２に必要数のバーナ６１〜６３が設けられている。
【０００３】
装入口５１から炉内へ装入された製鋼ダスト等を原料とする球形の生ペレットＰは炉床２上へ落下供給され、炉床２の移動に伴ってカーテンウォール３１の下端縁で均されて、炉床２上面全体にほぼ均一に積層載置される。生ペレットＰは予熱帯４２へ搬送されて、ここで６００℃以下の低温で加熱され、内部の水分やガス化成分が緩やかに蒸発気化して、爆裂等を生じることなく乾燥させられる。乾燥したペレットＰは加熱帯４３で加熱されてその温度が十分に上昇し、中間帯４４を経て還元帯４５へ至って、その還元性雰囲気とペレットＰに含まれる還元材とによって、ペレットＰ中の金属酸化物が金属に還元される。還元処理を終えたペレットＰは給排室４１へ戻り、スクリューコンベア５３によって外周壁に設けた排出口５２から炉外へ排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記回転炉床炉において、炉床の内外中間部を成形が容易な耐火キャスタブルで形成すると、熱膨張によって耐火キャスタブル層が拡大変形して浮き上がりを生じるおそれがある。これに対する対策として、耐火キャスタブル層の適宜個所に膨張変形を吸収するための一定間隙を形成することが考えられるが、十分な間隙寸法を確保しようとすると、小径のペレットが上記間隙に侵入してこれを埋め、膨張吸収の機能が阻害されるおそれがあった。
【０００５】
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、ペレットによって阻害されることなく炉床耐火キャスタブル層の膨張を効果的に吸収してその浮き上がり等を防止できる回転炉床炉の炉床構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明では、内周壁（１１）と外周壁（１２）の間に配設された円環状の回転炉床（２）の、内外方向の中間部を耐火キャスタブル層（４５）で構成するとともに、耐火キャスタブル層（４５）に隣接する内周側と外周側の少なくとも一方に内外方向へ複数列の耐火レンガ（７３，７４）を配置して、これら耐火レンガ（７３，７４）の列間に耐火キャスタブル層（４５）の径方向の膨張を吸収する膨張代となる間隙（５７，５８）を形成し、かつ耐火キャスタブル層（４５）を周方向で複数に分割して、各分割部に、周方向への耐火キャスタブル層（４５）の膨張を吸収する膨張代となる間隙（５６）を形成する複数列の耐火レンガ（７２）を配設する。 
【０００７】
本第１発明においては、耐火キャスタブル層に隣接する内周側と外周側の少なくとも一方に内外方向へ配置した上記耐火レンガの列間の間隙を小径のペレットが侵入しない程度の大きさとしても、これら間隙の和として十分に大きな膨張代を炉床の径方向へ確保することができる。これにより、ペレットにより阻害されることなく耐火キャスタブル層の膨張を吸収して、その浮き上がり等を防止することができる。 また、上記分割部における耐火レンガの列間の間隙を、小径のペレットが侵入しない程度の大きさとしても、これら間隙の和として周方向への十分に大きな膨張代を確保できるから、ペレットに阻害されることなく、キャスタブル層の膨張変形を吸収して、その浮き上がり等を回避することができる。
【０００９】
本第２発明では、上記耐火キャスタブル層（４５）を、複数のキャスタブルシート（４５１）に分割してこれらの周囲に当該キャスタブルシート（４５１）の膨張を吸収する膨張代となる間隙（５５）を形成する。本第２発明においては、小径のペレットが侵入しない程度の大きさとした周囲の間隙によってキャスタブルシートの膨張が吸収されて、耐火キャスタブル層の浮き上がり等がさらに効果的に防止される。
【００１０】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１には回転炉床炉１の炉床２の垂直断面を示し、図２には内周側から見た炉床２の部分斜視図を示す。内周壁１１と外周壁１２の間に位置する一定幅の炉床２はその下半が上下二段の金属フレーム２１，２２となっており、上側フレーム２２上に、詳細を後述する耐熱炉床部２３が載設されている。図1において、下側フレーム２１の下面の、内周位置と外周位置にはそれぞれ全周にわたって延びるレール部材３１，３２が設けられて、これらレール部材３１，３２に、フロア側に設けた支持ローラ３３が下方から当接して炉床２が支持されている。
【００１２】
下側フレーム２１の内周に近い下面中間部には全周にわたって延びるガイド部材３４が突設してあり、その内周垂直面に水平姿勢に支持されたガイドローラ３５が当接して炉床２が径方向へ位置決めされている。下側フレーム２１下面の外周に近い下面中間部には全周にわたって延びるラックレール３６が設けられて、そのレール面に形成された歯形にピニオン歯車３７が噛合している。ピニオン歯車３７は外周壁１２の下方を水平に貫通挿入された回転軸３８に装着されており、図略の駆動手段で回転軸３８を回転させることにより、炉床２が回転移動させられる。
【００１３】
耐熱炉床部２３には上側フレーム２２上に一定厚で形成された断熱キャスタブルよりなる断熱層４１が設けられ、これは上側フレーム２２の上面全面を覆うとともに、断熱層４１の内外周部は下方へ屈曲して上側フレーム２２の内外周面を覆っている。上側フレーム２２の内外周縁上面には周方向へ間隔をおいて、断熱層４１を上方へ貫通するインサート金具４１１が突設されており、これらインサート金具４１１を覆って耐火キャスタブルが所定断面形状に成形されて枠体４２，４３となっている。内外周の枠体４２，４３間の環状空間内には上記断熱層４１上に断熱レンガを複数層（本実施形態では４層）積層したレンガ層４４が設けられている。レンガ層４４上には内外周の中間位置に一定厚の耐火キャスタブル層４５が形成され、これに隣接する内周側と外周側に、二層に耐火レンガ７３，７４を積層した一定幅のレンガ層４６，４７が設けられている。そして、耐火キャスタブル層４５とレンガ層４６，４７を覆って、内外周の枠体４２，４３上面と面一になるようにドロマイト層４８が形成されている。ペレットはドロマイト層４８上に供給積層されて従来技術で説明したように給排室４１（図４）から、予熱帯４２、加熱帯４３、中間帯４４、還元帯４５へ順次搬送される。
【００１４】
内外周の各枠体４２，４３は、図３に示すように、周方向へ一定の間隔で分割されて複数の枠ブロック４２１，４３１より構成されており、隣接する枠ブロック４２１，４３１間には所定の間隙５１，５２が形成されている。そして、これら各間隙５１，５２にはセラミックファイバー製のセラミックシート６ないしセラミックブランケットが充填してある。ここで、外周枠体４３においては、間隙５２に臨む各枠ブロック４３１の周方向の両端部が一定量凹陥させられて、平面視で外方へ向けて漸次左右辺が接近する台形状の凹所４３２が形成されており、これら凹所４３２内に複数の耐火レンガ７１が埋設されている。各耐火レンガ７１は外方へ漸次幅が小さくなる扇形に形成されて径方向へ複数設けられるとともに、周方向へ複数列（本実施形態では３列）並べられており、耐火レンガ７１の隣接する列の間には所定の間隙５３（図３）が形成されている。
【００１５】
図２において、上記上側フレーム２２は枠体４２，４３と同一位置で周方向へ複数に分割されており、これら分割枠体２２１間には所定の間隙５４が形成されるとともに、間隙５４を上方から覆うように一定幅の金属製シールプレート２２２が径方向へ延設されている。これらシールプレート２２２は一方の側縁が溶接されることなくフリーとしてある。また、上記レンガ層４４上に形成された耐火キャスタブル層４５は平面視で略四角形のキャスタブルプレート４５１に内外方向および周方向で分割され、これらキャスタブルプレート４５１の周囲には互いに所定の間隙５５が形成されて、これら間隙５５内にセラミックシート（図示略）が充填されている。キャスタブルプレート４５１は周方向で一定間隔毎に大きく離間させられて、この離間部分に、周方向へ複数列（本実施形態では２列）で、径方向へ多数の耐火レンガ７２が配設されている。そして、これら耐火レンガ７２の周囲や、耐火レンガ７２とキャスタブルプレート４５１との間に所定の間隙５６が形成されるとともに、間隙５６内にはセラミックシート（図示略）が充填されている。
【００１６】
内周側のレンガ層４６の耐火レンガ７３は、平面視で図３に示すように内外二列で周方向へ多数設けられて、各列間、枠体４２との間、キャスタブルプレート４５１との間、および最内周の耐火レンガ７２との間にそれぞれ所定の間隙５７が形成されて、これら間隙５７内にセラミックシート（図示略）が充填されている。外周側のレンガ層４７の耐火レンガ７４は、平面視で内外４列に設けられて、各列間、枠体４３との間、キャスタブルプレート４５１との間、および最外周の耐火レンガ７２との間にそれぞれ所定の間隙５８が形成されて、これら間隙５８内にセラミックシート（図示略）が充填されている。また、上記各レンガ層４６，４７には周方向へ一定間隔で相対的に大きい間隙８１，８２が形成されて、これら間隙８１，８２内にセラミックシート６が充填されている。
【００１７】
このような炉床構造において、炉床中間部の耐火キャスタブル層４５と内外の枠体４２，４３との間にレンガ層４６，４７を設けて、内周側のレンガ層４６を内外二列の耐火レンガ７３で構成するとともに、熱膨張変形の大きい外周側のレンガ層４７を内外４列の耐火レンガ７４でそれぞれ構成して、各列間に間隙５７，５８を形成するようにしたから、小径のペレットが侵入しない程度の大きさの間隙５７，５８の和として十分に大きな膨張代を特に炉床２の径方向へ確保することができる。これにより、耐火キャスタブル層４５の膨張を吸収して、その浮き上がり等を防止することができる。
【００１８】
また、耐火キャスタブル層４５を略四角形のキャスタブルシート４５１に分割してこれらの周囲に間隙５５を形成したから、これら間隙５５によってキャスタブルシート４５１の膨張が吸収されて、耐火キャスタブル層４５の浮き上がり等がさらに効果的に防止される。加えて、周方向の複数列のキャスタブルシート４５１毎に、周方向へ所定の間隙５６を形成する複数列の耐火レンガ７２を配設したから、これによっても、小径のペレットの侵入を防止しつつ周方向への十分に大きな膨張代を確保して、キャスタブルシート４５１の膨張変形を吸収し、その浮き上がり等を回避することができる。
【００１９】
本実施形態において、炉内の熱を受けて内周側および外周側の各枠体４２，４３では枠ブロック４２１，４３１が周方向へ膨張し伸長するが、枠ブロック４２１，４３１間に形成された間隙５１，５２が膨張代となって膨張変形が吸収される。この結果、枠体４３の径方向外方への拡大が防止されて、外周壁１２との接触が回避される。同様に枠体４２の浮き上がりも防止されて、内周壁１１との接触も回避される。この際、間隙５１，５２内に充填されたセラミックシート６ないしセラミックブランケットは枠ブロック４２１，４３１の伸長変形に伴う間隙５１，５２の縮小に応じて容易に収縮してその変形を妨げることがない上に、小径のペレットが間隙５１，５２内に侵入するのを防止して、当該間隙５１，５２による膨張吸収機能を保証する。
【００２０】
本実施形態では、上側フレーム２２を枠体４２，４３と同一位置で周方向へ分割して所定の間隙５４を形成したから、上側フレーム２２が上記間隙５４を膨張代として枠体４２と一体に伸長変形し、これによって枠体４２の浮き上がりがさらに効果的に防止される。また、上記上側フレーム２２の間隙５４をシールプレート２２２で上方から遮蔽したから、炉内の雰囲気ガスが外気に放出されることはない。
【００２１】
本実施形態ではさらに、外周側枠体４３において、間隙５２に臨む各枠ブロック４３１の周方向の両端部に凹所４３２を形成して、ここに、周方向へ複数列で耐火レンガ７１を埋設し、耐火レンガ７１の隣接する列の間に間隙５３を形成したことにより、複数の間隙５３の和で間隙５２の大きさにほぼ等しい膨張代を形成すれば良いから、各間隙５３を小径のペレットが侵入しない小さなものにすることができる。また、上記凹所４３２は平面視で外方へ向けて漸次左右辺が接近する台形状としてあるから、スクリューコンベア５３（図４）によって炉外へ送り出されるペレットＰが耐火レンガ７１上を径方向外方へ通過しても、これら耐火レンガ７１がペレットＰの動きにつられて凹所４３２から脱出することはない。なお、本実施形態では、一定厚の断熱キャスタブルよりなる断熱層４１で上側フレーム２２の上面全面を覆うようにしたから、上側フレーム２２の温度上昇とこれに伴う膨張変形を可及的に小さくすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の回転炉床炉の炉床構造によれば、ペレットによって阻害されることなく炉床内外周縁の膨張を効果的に吸収してその変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す回転炉床炉の炉床の垂直断面図である。
【図２】回転炉床炉の炉床の部分斜視図である。
【図３】回転炉床炉の炉床の部分平面図である。
【図４】回転炉床炉の全体水平断面図である。
【符号の説明】
１…回転炉床炉、１１…内周壁、１２…外周壁、２…回転炉床、２２…上側フレーム、２２２…シールプレート、４５…耐火キャスタブル層、４５１…キャスタブルシート、５５，５６，５７，５８…間隙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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