(57)【要約】【課題】回転ドラム式間接冷却装置のドラムの回転数を上げることなく、被冷却物である還元鉄塊成化物の送り速度を従来よりも上げることができる還元鉄塊成化物の冷却技術を提供すること。【解決手段】酸化鉄塊成化物を還元して還元鉄塊成化物とする還元炉から排出される還元鉄塊成化物を回転ドラム式間接冷却装置１０で冷却する還元鉄塊成化物の冷却設備において、回転ドラム式間接冷却装置１０のドラム１１の内面に複数条の螺旋状通路１５〜１７を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉄塊成化物を還元して還元鉄塊成化物とする還元炉から排出される還元鉄塊成化物を回転ドラム式間接冷却装置で冷却する還元鉄塊成化物の冷却設備において、前記回転ドラム式間接冷却装置のドラムの内面に複数条の螺旋状通路を設けたことを特徴とする還元鉄塊成化物の冷却設備。
【請求項２】
前記複数条の螺旋状通路は、回転ドラム式間接冷却装置のドラム長の少なくとも１／２以上に配置されている請求項１に記載の還元鉄塊成化物の冷却設備。
【請求項３】
前記回転ドラム式間接冷却装置の入側に、前記複数条の螺旋状通路の入口を開閉する開閉装置を設けた請求項１又は２に記載の還元鉄塊成化物の冷却設備。
【請求項４】
前記回転ドラム式間接冷却装置のドラム長をＬ、ドラム直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが４未満である請求項１〜３のいずれかに記載の還元鉄塊成化物の冷却設備。
【請求項５】
酸化鉄塊成化物を還元して還元鉄塊成化物とする還元炉から排出される還元鉄塊成化物を回転ドラム式間接冷却装置で冷却する還元鉄塊成化物の冷却方法において、前記回転ドラム式間接冷却装置のドラムの内面に設けた複数条の螺旋状通路に還元鉄塊成化物を装入して通過させながら冷却し、ドラム出側での温度を５００〜８００℃とすることを特徴とする還元鉄塊成化物の冷却方法。
【請求項６】
前記回転ドラム式間接冷却装置の回転数を０．６ｒｐｍ〜４ｒｐｍとする請求項５に記載の還元鉄塊成化物の冷却方法。
【請求項７】
前記複数条の螺旋状通路の入口を開閉装置にて選択的に開閉することによって、還元鉄塊成化物の冷却効率を調整する請求項５又は６に記載の還元鉄塊成化物の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転炉床炉やロータリーキルン等の還元炉から排出される高温の還元鉄塊成化物を冷却する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、製鋼ダストや粉鉱等に含まれる酸化鉄を利用するため、これらと還元剤（炭材）やバインダを混練し造粒して酸化鉄塊成化物を作り、この酸化鉄塊成化物を回転炉床炉やロータリーキルン等の還元炉に装入して、加熱・還元することにより還元鉄塊成化物を製造することが行われている。
【０００３】
還元炉から排出される還元鉄塊成化物は９００℃以上の高温であり、冷却後に高炉、転炉あるいは電気炉にてすぐに利用される以外に、熱間成型（ホットブリケット）されて保存や輸送される場合がある。
【０００４】
還元鉄塊成化物のホットブリケットは、一般的に５００〜８００℃で行われる。そこで、還元炉から排出される還元鉄塊成化物は９００℃以上の高温のため、これを再酸化させることなくホットブリケット装置前で５００〜８００℃になるように軽冷却する装置が必要となる。
【０００５】
このような用途に使われる冷却装置としては、例えば特許文献１に開示されているように回転ドラム式間接冷却装置が知られている。この従来の回転ドラム式間接冷却装置には、ドラムの内面に螺旋状の送り羽根を設けることにより１条の螺旋状通路が設けられている。
【０００６】
しかしながら、従来の回転ドラム式間接冷却装置は、元来、十分に時間をかけて還元鉄塊成化物を低温まで冷却するものであるため、５００℃以上の温度を保ったまま還元鉄塊成化物を排出するには、ドラムの回転数を上げて送り速度を上げる必要があった。しかし、ドラムの回転数を上げると、ドラムと還元鉄塊成化物の摩擦によりドラムの摩耗が顕著になるという問題があった。さらに、還元炉の操業状態等により回転ドラム式間接冷却装置に装入される還元鉄塊成化物の量（処理量）が大幅に減ると、ドラムの回転数を上げたとしてもドラム出側の温度が目標温度よりも低くなり、ホットブリケットできなくなるという問題もあった。
【特許文献１】特開２００１−３３０３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、回転ドラム式間接冷却装置のドラムの回転数を上げることなく、被冷却物である還元鉄塊成化物の送り速度を従来よりも上げることができる還元鉄塊成化物の冷却技術を提供することにある。
【０００８】
他の課題は、還元鉄塊成化物の処理量が変動したとしても、一定の冷却効率を維持できる還元鉄塊成化物の冷却技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の還元鉄塊成化物の冷却設備は、酸化鉄塊成化物を還元して還元鉄塊成化物とする還元炉から排出される還元鉄塊成化物を回転ドラム式間接冷却装置で冷却する還元鉄塊成化物の冷却設備において、前記回転ドラム式間接冷却装置のドラムの内面に複数条の螺旋状通路を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の還元鉄塊成化物の冷却方法は、酸化鉄塊成化物を還元して還元鉄塊成化物とする還元炉から排出される還元鉄塊成化物を回転ドラム式間接冷却装置で冷却する還元鉄塊成化物の冷却方法において、前記回転ドラム式間接冷却装置のドラムの内面に設けた複数条の螺旋状通路に還元鉄塊成化物を挿入して通過させながら冷却し、ドラム出側での温度を５００〜８００℃とすることを特徴とするものである。
【００１１】
このように本発明では、回転ドラム式間接冷却装置のドラムの内面に複数条の螺旋状通路を設けたことで、ドラムの回転数を上げることなく、還元鉄塊成化物の送り速度を従来よりも上げることができる。すなわち、従来の回転ドラム式間接冷却装置では１条の螺旋状通路しかなかったのに対し、本発明では複数条の螺旋状通路を設けたので、ドラム１回転当たりの還元鉄塊成化物の送り量を増やすことができ、その分、ドラムの回転数を上げなくても還元鉄塊成化物の送り速度を上げることができる。したがって、還元鉄塊成化物がドラム内を通過する時間（冷却時間）を短くでき、ドラム出側での温度が５００〜８００℃というホットブリケットに適した温度までの軽冷却を、ドラムの回転数を上げなくても実現できるとともに、ドラム内面の摩耗の問題も軽減できる。
【００１２】
本発明において複数条の螺旋状通路は、回転ドラム式間接冷却装置のドラム長の少なくとも１／２以上に配置することが好ましい。１／２未満では螺旋状通路を複数条設けたことによる効果が十分には得られない。
【００１３】
また、本発明では、回転ドラム式間接冷却装置の入側に、複数条の螺旋状通路の入口を開閉（開放・閉塞）する開閉装置を設け、この開閉装置にて複数条の螺旋状通路の入口を選択的に開閉することによって、還元鉄塊成化物の冷却効率を調整することができる。このように、複数条ある螺旋状通路の入口を選択的に開閉することで、ドラム内面と還元鉄塊成化物との接触面積を加減できるので、ドラムの回転数を大きく変えることなく、一定の冷却効率を維持しながら処理量の大幅な増減にも対応可能となる。例えば、還元鉄塊成化物の処理量が減少した場合は、複数条ある螺旋状通路のうち例えば１条の螺旋状通路の入口を閉鎖すれば、他の螺旋状通路における１条当たりの処理量を処理量減少前と同等に維持することでき、ドラム内面と還元鉄塊成化物との接触面積も同等に維持できるので、ドラムの回転数を大きく変えることなく、一定の冷却効率を維持できる。
【００１４】
本発明では、回転ドラム式間接冷却装置のドラム長をＬ、ドラム直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄは４未満であることが好ましい。Ｌ／Ｄが４以上であると過冷却になるおそれがある。
【００１５】
また、本発明において回転ドラム式間接冷却装置の回転数は、０．６ｒｐｍ〜４ｒｐｍとすることが好ましい。回転数が４ｒｐｍを超えるとドラムの摩耗が激しくなり、逆に０．６ｒｐｍ未満ではドラムが局所的に過熱し変形するおそれがある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、回転ドラム式間接冷却装置のドラムの内面に複数条の螺旋状通路を設けたので、ドラムの回転数を上げることなく、還元鉄塊成化物の送り速度を従来よりも上げることができる。したがって、還元鉄塊成化物がドラム内を通過する時間（冷却時間）を短くでき、ドラム出側での温度が５００〜８００℃というホットブリケットに適した温度までの軽冷却を、ドラムの回転数を上げなくても実現できるとともに、ドラム内面の摩耗の問題も軽減できる。
【００１７】
また、複数条の螺旋状通路の入口を開閉する開閉装置を設け、この開閉装置にて複数条の螺旋状通路の入口を選択的に開閉することによって、還元鉄塊成化物の冷却効率を調整することができる。したがって、還元鉄塊成化物の処理量が大幅に変動したとしても、ドラムの回転数を大きく変えることなく、一定の冷却効率を維持することができ、ドラム出側での温度を目標温度に維持することができる。このため、一度冷却した還元鉄塊成化物を再度加熱する等の非効率なプロセスが不要となり、省エネルギーに貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る還元鉄塊成化物の冷却設備の要部を示す斜視図である。
【００２０】
本発明に係る還元鉄塊成化物の冷却設備は、図１に示すように回転ドラム式間接冷却装置１０を備える。回転ドラム式間接冷却装置１０のドラム１１は円筒形をなし、略水平に保持されて図１中の矢印方向に回転する。このドラム１１の内面には、１２０°ずつ位相をずらして合計３条の送り羽根１２〜１４が螺旋状に設けられおり、この３条の送り羽根１２〜１４によって３条の螺旋状通路１５〜１７が形成されている。すなわち、螺旋状通路１５は送り羽根１２と送り羽根１３とによって形成され、螺旋状通路１６は送り羽根１３と送り羽根１４とによって形成され、螺旋状通路１７は送り羽根１４と送り羽根１２とによって形成され、結果として、これらの３条の螺旋状通路１５〜１７も１２０°ずつ位相をずらして形成されている。
【００２１】
このドラム１１は、図示しない水冷機構によって冷却されるようになっている。水冷機構はドラム１１の外周側に配置しても良いし、ドラム１１の内周面と外周面との間に配置しても良い。
【００２２】
また、ドラム１１の入側には、３条の螺旋状通路１５〜１７の入口を開閉する開閉装置が設けられている。図１には、螺旋状通路１５を開閉する開閉装置１８のみを示すが、他の螺旋状通路１６，１７にも、開閉装置１８と同様の開閉装置を設け、その入口を開閉可能としている。なお、１台の開閉装置によって、３条の螺旋状通路１５〜１７の入口を選択的に開閉可能とすることもできる。開閉装置は、手動、自動のいずれも可能で、通路の入口を開閉できるものであれば良い。
【００２３】
以上の構成において、還元炉から排出された９００℃以上の高温の還元鉄塊成化物が回転ドラム式間接冷却装置１０のドラム１１の入側から装入されると、還元鉄塊成化物は３条の螺旋状通路１５〜１７に分配され、ドラム１１の回転に伴い、３条の螺旋状通路１５〜１７に沿って出側に向けて移送される。この過程で還元鉄塊成化物は、水冷されているドラム１１の内面と接触することで５００〜８００℃まで冷却され、ドラム１１の出側から連続的に排出される。排出された還元鉄塊成化物は、ホットブリケットされる。
【００２４】
図２には、ドラム１１の内面に設けた３条の螺旋状通路１５〜１７による移送経路を示す。また、図３には、従来例として回転ドラム式間接冷却装置２０のドラム２１の内面に１条の送り羽根２２を設け、これによって１条の螺旋状通路２３を設けた還元鉄塊成化物の冷却設備を示し、図４には、図３の１条の螺旋状通路２３による移送経路を示す。
【００２５】
図２と図４を対比すると、従来例を示す図４では、ドラム２１の１回転（図中のＡに相当する部分）で、還元鉄塊成化物を１条分しか移送できないが、本発明例を示す図２では、ドラム１１の１回転（図中のＡに相当する部分）で、還元鉄塊成化物を３条分移送でき、図２の従来例に比べ、３倍の送り速度を達成できることがわかる。
【００２６】
このように本発明によれば、ドラム１１の回転数を上げることなく、還元鉄塊成化物の送り速度を従来よりも上げることができる。
【００２７】
また、本発明において還元鉄塊成化物の処理量が減少した場合は、３条の螺旋状通路１５〜１７のうち例えば螺旋状通路１５の入口を開閉装置１８にて閉鎖することによって、他の螺旋状通路１６，１７における１条当たりの処理量を処理量減少前と同等に維持する。これによって、ドラム１１内面と還元鉄塊成化物との接触面積も同等に維持されるので、ドラム１１の回転数を大きく変えることなく、一定の冷却効率を維持しながら処理量の大幅な増減にも対応可能となる。
【００２８】
なお、本発明においては、図２に示すように回転ドラム式間接冷却装置１０のドラム長をＬ、ドラム直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄは上述のとおり４未満であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る還元鉄塊成化物の冷却設備の要部を示す斜視図である。
【図２】図１に示す還元鉄塊成化物の冷却設備のドラムの内面に設けた３条の螺旋状通路による移送経路を示す説明図である。
【図３】回転ドラム式間接冷却装置のドラムの内面に１条の螺旋状通路を設けた従来の還元鉄塊成化物の冷却設備の要部を示す斜視図である。
【図４】図３に示す還元鉄塊成化物の冷却設備のドラムの内面に設けた１条の螺旋状通路による移送経路を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０，２０  回転ドラム式間接冷却装置
１１，２１  ドラム
１２〜１４，２２  送り羽根
１５〜１７，２３  螺旋状通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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