(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元炉から排出された還元鉄を、チャンバを介して高温状態で成形機に供給し、該成形機において還元鉄を所定寸法・形状のブリケットに加圧成形する還元鉄ブリケットの製造方法において、前記成形機に供給される還元鉄に還元鉄余材または予め冷却された還元鉄（以下、「還元鉄余材等」と総称する。）を配合することにより、前記成形機の入り側において高温の還元鉄を冷却することを特徴とする還元鉄ブリケットの製造方法。
【請求項２】
還元炉から排出された還元鉄を、チャンバを介して高温状態で成形機に供給し、該成形機において還元鉄を所定寸法・形状のブリケットに加圧成形する還元鉄ブリケットの製造方法において、前記還元炉から排出された高温の還元鉄を前記チャンバに供給しつつ、該チャンバの壁面を貫通し該チャンバ内に突き出すように設けられた移送・乾燥装置にて還元鉄余材または予め冷却された還元鉄（以下、「還元鉄余材等」と総称する。）を前記チャンバ内に供給することによって、前記高温の還元鉄の保有熱により前記還元鉄余材等の水分を除去した後に、前記還元鉄余材等を前記高温の還元鉄に配合することを特徴とする還元鉄ブリケットの製造方法。
【請求項３】
前記水分を除去した後の還元鉄余材等の含水率を１％以下に調整する請求項２記載の還元鉄ブリケットの製造方法。
【請求項４】
前記還元鉄余材等の配合率を２．７〜１０％とする請求項２または３記載の還元鉄ブリケットの製造方法。
【請求項５】
前記高温の還元鉄の再酸化を防止するガスを前記チャンバ内に供給する請求項１〜４のいずれか１項記載の還元鉄ブリケットの製造方法。
【請求項６】
前記成形機に供給する還元鉄の温度又は前記成形機の温度を計測し、この計測値に基づいて還元鉄が前記成形機に適した所要温度となるように、前記還元鉄余材等の配合率を調整する請求項１〜５のいずれか1項記載の還元鉄ブリケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直接還元法を用いて製造された還元鉄の輸送および取扱を容易にするためにブリケットに成形する還元鉄ブリケットの製造方法の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、還元鉄の製造プロセスとして多数のプロセスが提案されている。これらの還元鉄の製造プロセスで生産された還元鉄は、非常に多孔質で強度的に脆いという性状を有するので、貯蔵時における再酸化等による品質の劣化防止、還元工程に引き続く高炉、電気炉、アーク炉等から構成される製鋼あるいは溶製工程への搬送過程において受ける衝撃や圧力に起因する破砕や粉化を回避する必要がある。このため、還元鉄をブリケット化して、比表面積と気孔率を減少させることにより化学的安定と機械的強度の向上を図っている。
【０００３】
この還元鉄のブリケット化については、還元炉から排出された６００℃以上の高温状態で行う熱間成形と常温まで冷却された後に成形する冷間成形とが従来から知られている。この両者を比べた場合、還元鉄を高密度に圧縮成形する観点からすれば、還元鉄の可塑性に優れる熱間成形が望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、還元鉄の製造プロセスまたは還元鉄を利用する製鉄あるいは製鋼プロセスにおける問題として、還元鉄余材の発生という問題がある。
【０００５】
還元鉄の製造プロセスは、還元炉からの排出、篩別、粉砕、ブリケット成形等の各ステップからなるが、これらの各ステップにおいて、還元鉄の脆弱性という特性から、不可避的に微粉状あるいは粉粒状の還元鉄が発生し、このため還元鉄余材が発生する。
【０００６】
さらには、還元鉄を利用する製鉄あるいは製鋼プロセスに対する還元鉄ブリケットの輸送時にも還元鉄余材が発生する。つまり、還元鉄は、貯槽ビン、サイロあるいは集積ヤードに一旦貯蔵された後、必要に応じて切り出されて、ベルトコンベヤ、トラック、列車、船舶等を用いて輸送される。この一連のステップにおいて、ハンドリング時の落下衝撃、還元鉄ブリケットの転動等によって摩損、破壊によって粉粒、細片、裂片等に細化し、ここでも還元鉄余材が発生する。
【０００７】
このようにして発生した還元鉄余材は、一般的に廃棄または転売されることから、還元鉄製造プロセスの製品歩留まりを低下させることになる。前述する還元鉄の損失は、還元鉄製造プロセスによっても異なるが、生産量の２〜７％の多きに達するとも言われている。
【０００８】
近年、移動床型回転炉から排出されるＤＲＩの温度が１１００℃もあることや、シャフト炉の生産性をアップする為に還元温度を上げていること等により、還元炉から排出される還元鉄の温度が高いため、これをそのまま成形機に投入すると過剰な熱負荷が掛かる。すなわち、成形機の成形ロールは焼入れ焼戻し処理が施されているため、成形ロールの表面温度が焼戻し温度以上に上がると熱処理効果がなくなり表面が軟化し、成形ロールの機能を果たさなくなる。さらに、成形ロールの表面温度が焼戻し温度以上に上がると、熱衝撃により成形ロールが損傷することがある。
【０００９】
このため、成形機にかかる熱負荷を抑えるため、間欠運転とならざるを得ない。この場合、間欠間隔が長ければ還元鉄の処理量が減少し、ひいては還元炉の操業も停止しなければならず、生産性の低下を招くことになる。
【００１０】
本発明は、還元鉄余材を有効に利用することによって、製品歩留まりが高い還元鉄ブリケットの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、成形機にかかる熱負荷を抑えることによって連続運転を可能とし、生産性が高く安定的な操業が可能な還元鉄ブリケットの製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に係る発明）は、還元炉から排出された還元鉄を、チャンバを介して高温状態で成形機に供給し、該成形機において還元鉄を所定寸法・形状のブリケットに加圧成形する還元鉄ブリケットの製造方法において、前記成形機に供給される還元鉄に還元鉄余材または予め冷却された還元鉄（以下、「還元鉄余材等」と総称する。）を配合することにより、前記成形機の入り側において高温の還元鉄を冷却することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明（請求項１に係る発明）によれば、高温の還元鉄を成形機に適した所要温度まで冷却した後に成形機でブリケットに成形するので、成形機に熱負荷をかけることがない。これにより成形機（特に成形機の成形ロール）の寿命を延ばすことができる。さらに、成形機を連続運転することが可能となるので、生産性が高く安定的な操業が可能となる。また、成形機に供給される還元鉄に、還元鉄余材または予め冷却された還元鉄を混合することで高温の還元鉄を冷却するにより、還元鉄の冷却に特別な冷却設備が必要ないため、設備コストを抑えることができる。さらに、還元鉄余材を用いる場合には、従来において有効に利用されることなく廃棄されていた還元鉄余材を、還元鉄ブリケットの製造工程において有効に利用することによって、還元鉄製造プロセスにおける歩留まりを向上することができる。また、資源の有効利用を図ることができるとともに、廃棄物を減少させることができるので、環境保護の観点からも有益である。一方、予め冷却された還元鉄を混合する場合には、還元鉄を利用することができるので、製品たる還元鉄ブリケットの金属化率低下を防止する点からも有効である。
【００１４】
また、請求項２に係る発明は、前記還元炉から排出された高温の還元鉄を前記チャンバに供給しつつ、該チャンバの壁面を貫通し該チャンバ内に突き出すように設けられた移送・乾燥装置にて還元鉄余材または予め冷却された還元鉄（以下、「還元鉄余材等」と総称する。）を前記チャンバ内に供給することによって、前記高温の還元鉄の保有熱により前記還元鉄余材等の水分を除去した後に、前記還元鉄余材等を前記高温の還元鉄に配合することを特徴とするものである。
【００１５】
この発明によれば、還元鉄余材等を乾燥してから還元鉄に配合するので、ブリケットへの成形時において、乾燥し切れずに還元鉄余材等中に残った水分が蒸発しても、この蒸発した水分が高温の還元鉄と接触することが少なく、このため還元鉄が再酸化することが少ない。したがって、還元鉄ブリケットの金属化率の低下防止（言い換えれば品質向上）を図ることができる。さらに、成形後において急激な水分膨張によるブリケットの破裂（爆裂）を起こす可能性がなく、安全かつ安定的な操業を確保することができる。しかも、冷還元鉄の乾燥に還元鉄の保有する熱を利用することができるので、別途に乾燥機を設ける場合に比べて、熱的エネルギー効率を向上することができ、操業コストを低下させることができる。また、設備コストを低下する観点からも、チャンバを利用することが有利である。
【００１６】
さらに、請求項３に係る発明のように、前記水分を除去した後の還元鉄余材等の含水率を１％以下に調整することが好ましい。
【００１７】
コスト面を考慮して、還元鉄余材等の含水率は１％以下とすれば、上記ブリケットへの成形時における還元鉄の再酸化を実質的に防止できる。
【００１８】
さらに、請求項４に係る発明のように、前記還元鉄余材等の配合率を２．７〜１０％とすることが好ましい。
【００１９】
この場合、還元鉄余材等の配合率の上限を１０％としたことで還元鉄ブリケットの金属化率を８８％以上とすることができ、真密度、落下強度のバラツキも小さく抑えることができる。このため、品質が高いだけでなく、輸送等における強度も確保することができる。また、還元鉄余材等の配合率の下限を２．７％としたことで高温の還元鉄の温度を成形機に適した温度まで冷却することができる。
【００２０】
さらに、請求項５に係る発明のように、高温の還元鉄の再酸化を防止するガスをチャンバ内に供給することが好ましい。
【００２１】
この場合、還元鉄余材等から発生する水蒸気によって還元鉄が再酸化されることを回避することができるので、還元鉄ブリケットの金属化率（言い換えれば還元鉄ブリケットの品質）の低下をより確実に防止することができる。
【００２２】
さらに、請求項６に係る発明のように、前記成形機に供給する還元鉄の温度又は前記成形機の温度を計測し、この計測値に基づいて還元鉄が前記成形機に適した所要温度となるように、前記還元鉄余材等の配合率を調整することが好ましい。
【００２３】
この場合、高温の還元鉄を成形機に適した所要温度までさらに精度良く冷却した後に成形機でブリケットに成形するので、成形機に熱負荷をかけることがより確実に防止される。これにより成形機（特に成形機の成形ロール）の寿命を確実に延ばすことができる。また、成形機を連続運転することがより確かなものとなるので、生産性が高く安定的な操業がより確実に達成できる。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
還元炉から排出された還元鉄は、高温状態で成形機に供給される。この成形機においては、還元鉄を所定寸法・形状のブリケットに加圧成形される。本発明に係る実施形態では、還元鉄余材を、成形機と還元炉との間で還元炉から排出された高温の還元鉄に配合される。
【００３０】
この配合する位置については、成形機の直前が望ましいが、成形機と還元炉との間であればどこでも構わない。
【００３１】
本発明の一つの実施形態として、ブリケット成形機に供給される還元炉からの還元鉄に還元鉄余材を再装入するに際して、還元鉄余材に含まれる水分を予め調整してもよい。つまり、還元鉄余材を乾燥機に装入し、この乾燥機においてその含水率を調整する。還元鉄余材に含まれる含水率は、還元鉄余材の還元鉄への配合量にも関係するが、好ましくは、１％以下が望まれる。含水率が大きいと、ブリケットへの成形時において水分が蒸発し、高温の還元鉄と接触することにより再酸化を生起し、さらには、成形後において急激な水分膨張によるブリケットの破裂（爆裂）を起こし、成形を不能とする場合があるからである。
【００３２】
なお、水分の含有率は低ければ低い方が良いが、０％にするのはコスト面から、現実的には困難である。しかしながら、もし可能であれば１％以下ではなく、０．５％以下にすればより好ましい。逆に、水分の含有率が２％を超えると、還元鉄ブリットへの成形時において、水分または水蒸気が高温の還元鉄に接触して再酸化を起こし、還元鉄ブリケットの金属化率を低下させる。
【００３３】
還元鉄余材の含水率を低減させるためには乾燥機によるが、これは乾燥時における蒸発水分による還元鉄への悪影響を排除しうる点で有利である。しかし、熱的エネルギー効率を考慮するとき、還元鉄の保有する熱を利用するのが望ましい。このためには、還元鉄ブリケットの成形機の直前にチャンバを設け、このチャンバ内に還元鉄余材の供給装置、例えば、スクリューコンベヤ、ベルトコンベヤ等を設け、還元鉄余材の移送過程において還元鉄の保有熱により乾燥させることが有効である。
【００３４】
還元鉄余材の乾燥方法としては、還元鉄の保有熱により乾燥させるのが好ましいが、これに限定される訳ではなく、他の乾燥方法を用いてもよい。例えば、熱的エネルギー効率と設備コストの面からは劣るが、別途熱風乾燥機を設けてもよい。さらに、時間はかかるが天日によって乾燥させてもよい。天日によって乾燥するのが最もエネルギーコストがかからない。
【００３５】
また、本発明の一実施形態として、還元鉄余材から発生する水蒸気によって還元鉄が再酸化されることを回避するために、チャンバ内の雰囲気を非酸化性の雰囲気とすべく、チャンバ内に、不活性ガスや、窒素ガス又は一酸化炭素ガス等の燃料ガスを供給することが推奨される。
【００３６】
また、還元鉄余材の還元鉄への配合量については、成形後における還元鉄ブリケットとしての金属化率、真密度、さらには、落下強度、熱間成形性等のそれぞれにおいて要求を満たす必要がある。還元鉄ブリケットを商品とする場合にあっては前者の金属化率が重視されるところから、９０％以上の金属化率となるように還元鉄余材の装入量を調整することが望ましい。この金属化率を達成するためには、配合される還元鉄余材の量と再酸化率によって影響を受けるが、配合に際しては前もって還元鉄余材の再酸化率をチェックし、管理することによって所望の金属化率を維持することが可能である。ブリケット成形時に装入する還元鉄余材の再酸化が進行しておらず還元鉄とほぼ同程度の金属化率である場合には、熱間成形性によって装入量が決定される。
【００３７】
また、ブリケット成形性は、成形温度が低下するにつれ低下する傾向が認められ。このため、成形温度として５００℃以上が望ましいとされている。従って、還元鉄余材の水分調整のための加熱乾燥によって還元鉄余材自体が昇温するとしても、多量の還元鉄余材を装入することは成形温度の低下につながることから、限界が存在する。
【００３８】
水分含有率を１％以下に乾燥してなる還元鉄余材を用いて、還元鉄余材の配合量を種々変化させて、還元鉄ブリケットの金属化率と落下強度がどのように影響されるかを示したグラフが図３である。
【００３９】
この図３から分かるように、配合率が１０％を超えると、金属化率が品質上の一応の目安である８８％を下回り、落下強度も５０％に近くなる。また、図示はされていないが、配合率が高くなると落下強度のバラツキも大きくなる。したがって、還元鉄余材の配合率は１０％以下である必要がある。また、配合率が７％以下であれば、金属化率も９０％近くになり、落下強度も５５％を超えるため、より好ましい還元鉄ブリケットを得ることができる。なお、落下強度はＪＩＳ  Ｍ  ８７１１により求めた値である。
【００４０】
この還元鉄ブリケットを製銑プロセスに直送するような場合においては、落下強度が問題であり、特に、鉄鉱石の産出地において還元鉄ブリケット化し、これを商品として遠隔の消費地である製鉄所に輸送するような場合も、充分な金属化率は勿論であるが、その輸送途中における粉化を防止する必要がある。したがって、落下強度を高める必要がある。
【００４１】
なお、図３から分かるように、金属化率および落下強度が低下するので好ましくはないが、配合率を９％または１０％としても十分製品として価値のある還元鉄ブリケットを製造することができる。
【００４２】
以下図１および図２により、還元鉄余材を有効に利用する形態に係る本発明の還元鉄ブリケットの製造方法を実施するための具体的な装置構成を説明する。
【００４３】
図１は、本発明を実施する還元鉄製造プロセスを概念的に示すもので、１１は還元炉である。この還元炉１１としては、シャフト炉、移動炉床式還元炉、流動層式還元炉が採用される。還元炉１１によって製造された還元鉄は還元炉１１外に排出されて大気と遮断されたチャンバ１２に移送され、一時的に貯蔵される。次いで、還元鉄と大気との接触を防止するようにブリケット成形機１３に払い出され、この成形機１３によって所用寸法のブリケットに成形される。
【００４４】
チャンバ１２、ブリケット成形機１３および後述する乾燥機１５には、大気の吸い込みによって当該部分において還元鉄が大気との接触により再酸化することを防止するために、窒素ガス、一酸化炭素ガス等の還元鉄と反応しない特性のガスからなるシールガスを、大気圧以上の圧力を維持するように供給するのが望ましい。特に、チャンバ１２では、水分を含んだ還元鉄余材が乾燥されて酸化性の水蒸気となるので、シールガスをチャンバ１２内に充満させるのが望ましい。これによって、チャンバ１２、ブリケット成形機１３および乾燥機１５内を非酸化性雰囲気に保持することができ、ブリケット成形材料の再酸化を確実に防止することができる。チャンバ１２に供給されたシールガスの余剰分は集じん機１７を介してブロワー１８により吸引され、煙突１９から排出される。
【００４５】
還元炉１１とチャンバ１２との間には、還元鉄余材の切り出し装置１６が配置される。この切り出し装置１６には、還元鉄余材を受入れて１％以下の水分含有率に乾燥する乾燥機１５から移送された乾燥後の還元鉄余材が供給される。切り出し装置１６は、還元炉１１に近接して設ける必要はないが、乾燥後における還元鉄余材の再酸化、還元鉄余材の吸水防止、さらには乾燥熱の有効利用を考慮するならばチャンバ１２（言い換えれば還元炉１１）に近接して設けることが望ましい。乾燥機１５は、還元鉄余材を受入れてその含有する水分が１％以下となるまで出口において適宜サンプリングを行いながら十分に乾燥せしめる。乾燥機１５における加熱方式は、燃焼バーナー、加熱空気等による熱風乾燥による直接乾燥、高温の加熱板に接触させることによる間接加熱（伝熱）乾燥などによって行うことができる。また、水分を１％以下に乾燥する方法としては、天日による乾燥もある。
【００４６】
この乾燥機１５で乾燥された還元鉄余材は、切り出し装置１６によって還元鉄との配合比率が、例えば１０％以下の所用の配合量になるように切り出し量が調整され、チャンバ１２に供給される。
【００４７】
図１に示す実施態様にあっては、乾燥機１５に供給される還元鉄余材は予め金属化率が検査され、ブリケット成形後における金属化率に与える変動を予測し、配合量が決定される。乾燥された還元鉄余材は昇温された状態で切り出し装置１６によって前述する混合量となるようにチャンバ１２に供給され、還元炉１１から移送されてきた７００〜８５０℃の高温の還元鉄に混合される。
【００４８】
チャンバ１２において混合されて順次ブリケット成形機１３に供給される還元鉄は、充分な高温状態を保った状態でブリケットに成形される。この様にして成形されたブリケットは、その成形後において９０％以上の金属化率を達成することが可能となる。
【００４９】
次ぎに、還元鉄余材を乾燥するに際し、還元炉から排出されてチャンバに供給された還元鉄の保有する熱（顕熱）を利用する実施形態を、図２を用いて説明する。
【００５０】
この実施態様では、還元炉から高温の還元鉄を受け入れるチャンバ２２内に、還元鉄余材の移送・乾燥装置２１を配置している。この移送・乾燥装置２１は、チャンバ２２の側壁を貫通して断面形状が半円弧状で上半部が解放状態とされた移送樋２１を、その排出端２７がチャンバ２２における還元鉄２４の移動経路に臨むように水平状態に配置している。この移送樋２１の他端側は、チャンバ２２の外部にあって大気と遮断するために閉鎖された函体とされ、この函体には還元鉄余材を供給するための供給口２５が設けられている。この移送樋２１内には、電動機２８により駆動されて還元鉄余材２３を供給口２５から排出端２７へ向かって撹拌しながら移送する搬送スクリュー２６が配置されている。
【００５１】
この移送・乾燥装置２１の供給口２５から供給された還元鉄余材２３は、搬送スクリュー２６の回転に伴なって移送樋２１内を移動せしめられ、その過程において還元鉄の輻射熱を受け乾燥が進行し、最終的に排出端２７からチャンバ２２内における還元鉄上に排出供給されて還元鉄余材として混合される。このとき、還元鉄余材の乾燥度は、移送樋２１内の滞留時間に依存する。言い換えれば、還元鉄余材の乾燥度は、搬送スクリュー２６の駆動速度に依存する。従って、供給される還元鉄余材の含水率を予め測定分析し、排出端２７において還元鉄余材として所定の含水率となるように搬送スクリュー２６の駆動速度を電動機２８の回転数を制御することによって制御し、還元鉄余材の含水率を調節する。
【００５２】
この様にしてチャンバ２２内に配置された移送・乾燥装置２１によって移送される還元鉄余材２３は、チャンバ２２内にある高温の還元鉄２４の保有する輻射熱を受けて乾燥せしめられる。この際、還元鉄余材２３が含んでいた水分はチャンバ２２内に放出されることとなり、チャンバ２２内における還元炉１１からの還元鉄２４は、蒸発した水分との接触によって再酸化の恐れを生じ、甚だしい場合には、再酸化のみならず熱分解によって生成した水素ガスが爆発する危険性を招く恐れがある。これを回避するためには、高温の還元鉄を再酸化させない特性のガスによるシールを行うことが有効である。このシールのためのガスとしては、窒素ガスや一酸化炭素ガス等の燃料ガスが望ましい。
【００５３】
このため、図４にも示すように、チャンバ３２に対してシールガスの供給を行い、かつチャンバ３２内の圧力を圧力計３１によって常時監視しつつ、チャンバ３２内の圧力が所定圧力より低下すれば、調整シールガス弁３８を開き、シールガスをチャンバ３２内に導入する。一方、チャンバ３２内の圧力が所定圧力より上昇すれば、ダンパー３９を開き、チャンバ３２内のシールガスを、集塵機３４、ブロアー３３および煙突３４を経て放出する。この一連の操作によって、所定圧力を保持するように連続的に排気し、常にチャンバ２２内を非酸化性雰囲気とするのが望ましい。
【００５４】
ここで、チャンバ３２内の圧力は、大気圧と同じか高い値にする必要がある。具体的には、＋０〜２６６．６Ｐａ（０〜２００ｍｍＨ2 Ｏ）にするのが好ましい。
【００５５】
次いで、図５を用いて、成形機または還元鉄ブリケットの温度を計測する形態に係る本発明の還元鉄ブリケットの製造方法を実施するための具体的な装置構成を説明する。
【００５６】
図５において、還元炉（図示せず）から排出された高温の還元鉄は、一旦チャンバ５６で受け、その後、チャンバ５６から成形機５３に供給され、押し込みスクリュー５５で成形ロール５４に押し込まれブリケット５２に成形される。この実施形態の場合、主として押し込みスクリュー５５と成形ロール５４とで成形機が形成される。ブリケット成形時、高温の還元鉄が直接成形機に供給されると成形機に過剰な熱負荷が掛かるため、還元鉄の温度を所要温度まで冷却する必要がある。
【００５７】
そのために、図５に示すように、チャンバ５６内の還元鉄の温度Ｔ１を計測し、還元鉄の温度が所要温度より高い時には還元鉄５１の温度を所要温度まで冷却する。また、成形機５３の押し込みスクリュー５５の温度Ｔ２を計測し、チャンバ５６内の還元鉄の冷却状態と成形ロール５４に供給される還元鉄の温度を確認する。さらに、還元鉄が接触しない位置の成形機５３の成形ロール５４の表面温度Ｔ３を計測し、成形ロール５４が過熱している時には、還元鉄５１の温度を所要温度まで冷却する。なお、この実施形態の場合、温度Ｔ１、温度Ｔ２は接触式熱電対で連続計測し、温度Ｔ３は放射温度計で計測している。
【００５８】
本来は、高温の還元鉄が接触する位置の成形ロール５４の表面温度Ｔ４を計測し、この温度を基に成形される還元鉄５１の温度を制御すべきであるが、高温の還元鉄が接触する位置の成形ロール表面温度Ｔ４は計測することは容易でない。したがって、この実施形態の場合、温度Ｔ４を温度Ｔ１〜Ｔ３から伝熱式により推定している。
【００５９】
この実施形態で使用している成形ロール５４は、焼入れ温度が８００℃で、焼戻し温度が５５０℃であるため、成形ロール５４の表面温度Ｔ４が５５０℃を超えると熱衝撃によって成形ロール５４が損傷する。このため、成形ロール５４の表面温度Ｔ４が５５０℃未満に維持されるように、還元鉄５１の温度を制御している。具体的には、ある程度の安全をみて、還元鉄が接触しない位置の成形ロール５４の表面温度Ｔ３が４５０℃以下になるように制御している。
【００６０】
なお、高温の還元鉄が接触する位置の成形ロール５４の表面温度Ｔ４を直接計測できるのであれば、この直接計測した温度Ｔ４を還元鉄の冷却制御に用いるのが最適であるのは言うまでもない。
【００６１】
また、温度Ｔ１から温度Ｔ４までの関係を把握した後は、これらの温度Ｔ１〜Ｔ４が所定の対応関係にあることから、温度Ｔ１〜Ｔ３の一つ以上の値を計測するだけで、還元鉄が接触する位置の成形ロールの表面温度Ｔ４を推定することができる。
【００６２】
この温度Ｔ１〜Ｔ４の関係の一例を表１に示す。表１は、還元鉄余材を冷却材として投入した場合の具体的数値を示すものである。また、図６は表１の数値をグラフに示したものである。図６および表１から分かるように、温度の低い還元鉄余材の配合率を上げれば上げるほど、当然のことながら成形ロール５４の表面温度Ｔ４が低下するのが分かる。この実施形態の場合、還元鉄余材の配合率の最低値は２．７％であり、還元鉄余材の配合割合がこれ以下にならないように切り出し装置５７を制御している。なお、この下限値は、冷却用還元鉄の種類、温度等によって変わる。
【００６３】
【表１】
0003754567.tif 000002
【００６４】
この図５に示す実施形態では、温度Ｔ１〜Ｔ３の３つを計測しているが、Ｔ１〜Ｔ４の値は、上述したようにその一つが分かれば他は推定できるので、Ｔ１〜Ｔ４のいずれか一つまたは２つを計測し、この計測値に基づいて還元鉄が接触する位置の成形ロール表面温度Ｔ４を推定することによって制御してもよい。また、温度Ｔ１〜Ｔ３の計測値を他の制御に用いてもよいし、いずれか一つの値を用いてＴ４を推定し、他の値はその確証に用いてもよい。
【００６５】
還元鉄の冷却方法は、図５に示すように、予め冷却した還元鉄（以下、冷却用還元鉄と言う）を冷却に必要な量だけ切り出し装置５７から切り出し、チャンバ５６内に供給して温度の高い還元鉄に混合し、還元鉄５１を所要温度まで冷却する。この冷却用還元鉄としては、本発明に係る還元鉄ブリケットの製造プロセスの途中で採取したものを用いても良いし、製品たる還元鉄ブリケットを用いてもよい。
【００６６】
なお、図１に係る実施形態で説明した還元鉄余材を、冷却用還元鉄の替わりに使用してもよい。この場合、還元鉄製造プロセスにおける歩留まりを向上することができる。また、資源の有効利用と廃棄物を減少を図ることもできる。
【００６７】
なお、冷却用還元鉄および冷却用還元鉄余材としては、製品たる還元鉄ブリケットの金属化率を向上させるために、再酸化されていないものを使用するのが望ましい。
【００６８】
さらに、還元鉄の冷却方法は、冷却用還元鉄および冷却用還元鉄余材を用いる方法に限らない。例えば、高温の還元鉄をファン等で空冷しても良い。また、還元炉と成形機との間にバッファを設け、このバッファの通過時間を調整することによって自然冷却してもよい。
【００６９】
また、図５に示す実施形態では、チャンバ５３内に酸化性の無いシールガスを導入して、チャンバ５３内の高温の還元鉄の再酸化を防止している。余剰のシールガスは、集塵機５８で微粉を除去したのち、ブロワー５８と煙突５９を経て大気中に放散される。
【００７０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法によれば、従来において何ら利用されることなく廃棄されていた還元鉄余材を、還元鉄ブリケットの原料として有効利用することができるので、還元鉄ブリケットの製造プロセスにおける歩留まりを向上することができる。このことは、資源の有効利用と廃棄物の減少につながり、環境保護の観点からも有益である。
【００７１】
また、本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法によれば、高温の還元鉄を成形機に適した所要温度まで冷却した後に成形機でブリケットに成形するので、成形機に熱負荷をかけることがない。これにより成形機の寿命を延ばすことができる。さらに、成形機を連続運転することが可能となるので、生産性が高く安定的な操業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法を実施する製造プロセスを概念的に示す説明図であり、還元鉄余材をチャンバに投入する実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法を実施する製造プロセスの一部についての他の実施形態を概念的に示す説明図である。
【図３】本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法に基づいて成形されたブリケットの金属化率と落下強度が、還元鉄余材の配合率によってどのように影響されるかを示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態を概念的に示す説明図であり、チャンバ内のシールガスの圧力調整方法の一例を示す説明図である。
【図５】本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法を実施する製造プロセスを概念的に示す説明図であり、成形機または還元鉄の温度を計測する実施形態を示す説明図である。
【図６】配合率と成形機または還元鉄の温度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１１…還元炉
１２、２２、３２、５６…チャンバ
１３、５３…成形機
１５…乾燥機
１６、５７…切り出し装置
１７、３４…集塵機
１８、３３…ブロアー
１９、３４…煙突
２１…移送・乾燥装置
２３…還元鉄余材
２４、５１…還元鉄
２５…供給口
２６…搬送スクリュー
２７…排出端
２８…電動機
３１…圧力計
３８…調整シールガス弁
３９…ダンパー
５２…ブリケット
５４…成形ロール
５５…押し込みスクリュー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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