(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化鉄原料、還元剤を含む塊成物が敷き詰められた回転床炉の回転炉床面を回転させながら、前記塊成物を加熱還元させ、還元鉄を得る回転床炉の操業方法であって、
前記回転炉床の運転過程において、前記塊成物の割れに起因して発生する前記酸化鉄原料を含む粉体が融着・固化して前記回転炉床面上に形成される堆積層中に１０〜２００ｍｍの大きさの炭材を混入させることを特徴とする回転炉床の操業方法。
【請求項２】
酸化鉄原料、還元剤を含む塊成物を還元する回転床炉の回転炉床上に前記塊成物を敷設すると共に、回転炉床内に炭材を投入し、回転床炉の運転過程において、前記塊成物の割れに起因して発生する前記酸化鉄原料を含む粉体が融着・固化して回転炉床上に形成される堆積層中に１０〜２００ｍｍの大きさの該炭材を混入させる、回転炉床上への塊成物の敷設方法。
【請求項３】
酸化鉄原料、還元剤を含む塊成物を還元する回転床炉の回転炉床上に、前記塊成物と炭材とを混在させたものを敷設し、回転床炉の運転過程において、前記塊成物の割れに起因して発生する前記酸化鉄原料を含む粉体が融着・固化して回転炉床上に形成される堆積層中に１０〜２００ｍｍの大きさの該炭材を混入させる、回転炉床上への塊成物の敷設方法。
【請求項４】
炭材投入手段を設け、炭材を塊成物と回転床炉内で混在させることを特徴とする請求項２または３記載の回転炉床上への塊成物の敷設方法。
【請求項５】
前記回転床炉に備えられた、還元処理後の塊成物の搬出手段が、スクリューコンベア、スクレーパ又はプッシャーなどの掻き出し装置である、請求項２から４のいずれかに記載の回転炉床上への塊成物の敷設方法。
【請求項６】
前記炭材が、石炭、コークス、チャー、オイルコークス、廃プラスチックおよび廃タイヤチップからなる群より選ばれる１種または２種以上である、請求項２から５のいずれかに記載の回転炉床上への塊成物の敷設方法。
【請求項７】
塊成物と混在される炭材が、塊成物に対して重量％で２０％以下の割合である、請求項２から６のいずれかに記載の回転炉床上への塊成物の敷設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化鉄原料を含む塊成物を還元する回転床炉の回転炉床上に塊成物を敷設する方法に関し、詳しくは、回転床炉の操業により、塊成物などに起因する粉体が堆積して回転炉床面上に形成される堆積層を除去しやすいものとする塊成物の敷設方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、回転床炉による還元鉄製造に用いられる塊成物、炭材などの原料資材を供給する設備に関する。
【０００３】
【従来の技術】
粉鉄鉱石や、製鉄所などで発生する鉄分を含む、ダスト、スケールおよびスラッジなどを処理し、還元鉄を製造する方法として、炉床が水平に回転移動する加熱床炉（以下「回転床炉」という）を用いる方法が注目されている。この方法は一般的には、回転床炉の回転炉床面に、粉状酸化鉄原料と粉状の還元剤などを混合・成形した塊成物を敷き詰め、床炉内で塊成物を移動させながら加熱還元させ、還元鉄を得るというものである。
【０００４】
図９は、回転床炉を用いて行う還元鉄の製造プロセスの一例である。この工程図に沿って回転床炉による還元鉄の製造例を説明すると次の通りである。図示するように、粉鉄鉱石、ダスト、スケール、スラッジ、ステンレスを製造する工程で発生するダスト、スケール、スラッジなどの粉体酸化鉄原料および粉石炭などを混合し、混練機でさらに水分などを添加して混合する。この混合原料をペレタイザーまたはダブルロール圧縮機などの造粒機で塊成化させる。通常この後塊成物は水分量の調整のために乾燥機により乾燥処理される。乾燥後、塊成物は回転床炉の原料装入部へ移送して炉内へ装入される。塊成物は、ベルトコンベヤーなどにより回転床炉に送られ、そこから回転炉床上に幅広く分散するように装入シュートなどを用いて装入され、レベラーなどによりならされる。回転炉床の移動に伴って１回転させる間に塊成物中の酸化鉄を高温還元して固体状金属鉄とする。得られた金属鉄は排出部から取り出される。
【０００５】
回転床炉内は、炉内に燃料ガスと空気を送り込み燃焼させることによっておよそ９００〜１４００℃の炉内温度が確保される。この回転床炉の炉床上に上記の塊成化物を１０〜２０ｍｍ程度の薄い厚みで敷き、主に炉内壁からのガスバーナーなどにより９００℃以上に昇温し、炉床が１回転する間に所定の金属化率に達するように炉床の回転速度を調整しつつ還元焼結させ、排出部からスクリューコンベア（スクリューフィーダともいわれる）などの掻き出し装置により還元された塊成物を排出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転床炉内に装入される塊成物としては、ペレット、ブリケット、押し出し成形して裁断したものなどが挙げられる。これらの塊成物は、塊成化された後回転床炉へ移送されるまでの間に、また塊成物を回転炉床面に敷設する際に、あるいは加熱される過程などで割れてしまうことがある。塊成物が割れると粉体が生じ、鉄分を含む粉体が回転炉床面に落ちて貯まっていく。また、塊成物の表面に付着している粉体を回転床炉に装入する前に１００％取り除くのも実質上困難であり、塊成物の表面に付着していた粉体も回転炉床面に落ちて、粉体が貯まる原因となる。
【０００７】
このような回転炉床面に貯まっていく鉄分を含む粉体は、炉内で加熱され、徐々に融着・固化した堆積層（以下、固化した堆積層を単に「堆積層」という）を形成するに至る。特に、塊成物の搬出手段としてスクリューコンベアなどを用いた場合、その羽先などで圧延されてより強固な堆積層を形成されやすい。
【０００８】
上記のようにして回転炉床面上に堆積層が形成されることにより回転床炉の操業上、例えば次のような問題が生じる。炉床面と原料の装入口との間隙を狭く採っている場合などには、堆積層が厚くなっていくことにより、装入口の損傷を招くことがある。さらに、塊成物の搬出口に備えられるスクリューコンベアまたはスクレーパなどの羽先を摩耗させ、さらには損傷させてしまう場合がある。
【０００９】
そこで、堆積層を除去する必要性が生じる。堆積層を除去するには、回転床炉での還元操業を定期的に停止し、堆積層を剥離除去することが考えられる。しかし、堆積層除去だけのために頻繁に還元操業を停止するのは稼働率の点からして好ましくない。
【００１０】
また、堆積層を除去する方法として回転床炉に堆積層を破砕するクラッシャーを設ける方法が開示されている（特開２０００−１０９９１３号公報）。しかし、別途にクラッシャーを設けるのは回転床炉の機構を複雑化させ、設備費を上昇させる点で不都合である。
【００１１】
本発明は上記の観点からなされたものであり、回転炉床面上に形成されてしまう堆積層の除去が容易に行えるようにして、塊成物の搬出手段の摩耗、損傷を抑制し、さらには還元操業の稼働率向上を図ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、堆積層を容易に除去する方法について鋭意研究を進めたところ、堆積層自体を破砕、剥離させやすい性状に形成させればよいという着想に至り、そのためには鉄分を主成分として形成される堆積層中に炭材が含まれるようにすることが好適であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は次の通りである。
（１）酸化鉄原料、還元剤を含む塊成物が敷き詰められた回転床炉の回転炉床面を回転させながら、前記塊成物を加熱還元させ、還元鉄を得る回転床炉の操業方法であって、
前記回転炉床の運転過程において、前記塊成物の割れに起因して発生する前記酸化鉄原料を含む粉体が融着・固化して前記回転炉床面上に形成される堆積層中に１０〜２００ｍｍの大きさの炭材を混入させることを特徴とする回転炉床の操業方法。
（２）酸化鉄原料、還元剤を含む塊成物を還元する回転床炉の回転炉床上に前記塊成物を敷設すると共に、回転炉床内に炭材を投入し、回転床炉の運転過程において、前記塊成物の割れに起因して発生する前記酸化鉄原料を含む粉体が融着・固化して回転炉床上に形成される堆積層中に１０〜２００ｍｍの大きさの該炭材を混入させる、回転炉床上への塊成物の敷設方法。
（３）酸化鉄原料、還元剤を含む塊成物を還元する回転床炉の回転炉床上に、前記塊成物と炭材とを混在させたものを敷設し、回転床炉の運転過程において、前記塊成物の割れに起因して発生する前記酸化鉄原料を含む粉体が融着・固化して回転炉床上に形成される堆積層中に１０〜２００ｍｍの大きさの該炭材を混入させる、回転炉床上への塊成物の敷設方法。
（４）炭材投入手段を設け、炭材を塊成物と回転床炉内で混在させることを特徴とする（２）または（３）記載の回転炉床上への塊成物の敷設方法。
（５）前記回転床炉に備えられた、還元処理後の塊成物の搬出手段が、スクリューコンベア、スクレーパ又はプッシャーなどの掻き出し装置である、（２）から（４）のいずれかに記載の回転炉床上への塊成物の敷設方法。
（６）前記炭材が、石炭、コークス、チャー、オイルコークス、廃プラスチックおよび廃タイヤチップからなる群より選ばれる１種または２種以上である、（２）から（５）のいずれかに記載の回転炉床上への塊成物の敷設方法。
（７）塊成物と混在される炭材が、塊成物に対して重量％で２０％以下の割合である、（２）から（６）のいずれかに記載の回転炉床上への塊成物の敷設方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
回転床炉を用いて酸化鉄原料を含む塊成物を還元し、還元鉄を製造する方法では回転床炉の運転過程において、次のようにして堆積層が形成されていく。まず、塊成物が割れて生じる粉体、塊成物の表面に付着していた粉体などが回転炉床上に落ちて蓄積する。蓄積した粉体は、炉内で加熱され、また塊成物の搬出手段であるスクリューコンベアの羽先などで圧延されて、粉体が融着・固化した堆積層が形成され、漸次厚くなっていく。本発明は、炉床面上に形成される堆積層を除去しやすい性状のものとする。そのため本発明では、還元処理後の塊成物を搬出するスクリューコンベアなどの搬出手段でも容易に堆積層を破砕または剥離させて除去できるようにするため、堆積層中に炭材を混入させる。そして、炭材を堆積層中に混入させるための手段として、塊成物を敷設すると共に炭材を回転炉床内に投入する。以下、本発明の実施形態についてより詳しく説明する。
【００１５】
本発明で用いられる回転床炉は酸化鉄を含む塊成物を還元するために用いられる設備として既に知られており、本発明においては既に知られている回転床炉を用いることができる。図２に、回転床炉を例示した。
【００１６】
塊成物とは、ペレット、ブリケット、押し出し成形して裁断した成形品、粒度調整された塊状物などの粒状物・塊状物のことをいう。これらは回転炉床を用いて酸化鉄を還元する際に一般的に用いられるものを用いることができ、その製造もこのような塊成物を成形する一般的な方法により行うことができる。塊成物の大きさは、回転床炉による還元の条件などにより適宜調節してよいが、好ましくは１つの塊成物の粒径はおよそ８〜２５ｍｍである。
【００１７】
塊成物に配合される成分は、粉状酸化鉄原料、還元剤、さらに必要に応じて水分、水分以外のバインダーなどである。
【００１８】
酸化鉄原料としては、粉状の鉄鉱石の他に、製鉄所で発生する鉄分を含んだ各種のダストやスラッジ、スケールなどが使用できる。また、ステンレスを製造する過程で発生するダスト、スケール、スラッジなどを用いることも可能である。塊成物にするために、通常、酸化鉄原料は粉状化したものが用いられる。また、還元剤としては、石炭、コークス、チャー、オイルコークス、廃プラスチック、廃タイヤなどが使用可能であり、これらの還元剤も粉状にして粉状の酸化鉄原料と混ぜ合わせることが好適である。
【００１９】
酸化鉄原料と還元剤は、混合して成形されるが、その際、必要に応じてバインダーとして、水分、澱粉、タール、糖蜜、有機系樹脂、セメント、スラグ、ベントナイト、生石灰、軽焼ドロマイト、消石灰などが添加される。定法に従い成形された塊成物は、水分の調整のため乾燥機にかけられる場合がある。
【００２０】
還元鉄の製造にあたり、塊成物は回転床炉の回転炉床面上に敷設され還元される。本発明では、塊成物の還元操業中に形成される堆積層中に炭材が混入するようにすればよい。堆積層に炭材を混入させるために、炭材を回転床炉内に入れるが、本発明における１つの態様としては、塊成物と炭材とを混在させて両者を同時に敷き詰め、形成される塊成物敷設層内に炭材を介在させておく。炭材を塊成物敷設層内に介在させておくことにより、回転操業を行う過程で炭材が堆積層の原因となる鉄分を含む粉体と炉床上で混ざって蓄積され、炭材が混入した堆積層が形成される（図４）。あるいは本発明の別の態様としては、あらかじめ塊成物を敷き詰めた後、炉内に炭材を投入してもよい。すなわち、塊成物の装入手段とは別に炭材の投入手段を設け、塊成物と炭材とを炉内にて混合させてもよい。あらかじめ塊成物が敷き詰められた後に炭材を投入するには、例えば、回転床炉の天井あるいは側壁に炭材投入口を設け、そこから塊成物上へと投下させるなどの手段を採ることができる。炭材投入口の数は1つでも複数でもよい。
【００２１】
塊成物と炭材とを混在させて敷き詰めるには、上記のように、塊成物と炭材とを混合させて両者を同時に回転炉床上に敷設する方法、あるいは塊成物を敷き詰めた後、炭材を投入する方法がある。すなわち、炭材は図１に示されるような「炭材I〜III」のいずれか一箇所または複数箇所において塊成物と混合すればよい。
【００２２】
塊成物敷設層内に介在させる炭材は、堆積層に混入し、堆積層除去の際に堆積層を破砕・剥離させやすくする亀裂起点を構成するものであればよい。本発明で敷設層に介在させる炭材として好ましくは、石炭、コークス、チャー、オイルコークス、廃プラスチックおよび廃タイヤチップなどが挙げられ、これらから１種または２種以上を用いてもかまわない。炭材として廃プラスチック、タイヤ等揮発分の高い炭材を添加する場合には、可燃性ガスが発生するため、炉内燃焼ガス流量も削減できる。
【００２３】
回転炉床上に塊成物と混在して敷設される炭材の量の上限は、好ましくは塊成物に対して２０重量％以下の割合、特に好ましくは５重量％以下の割合である。この上限以下であれば、還元鉄の製造を阻害することがほとんどない。
【００２４】
一方、回転炉床上に塊成物と混在して敷設される炭材の量の下限は、好ましくは塊成物に対して０．０１重量％、特に好ましくは１重量％である。この下限以上であれば除去しやすい堆積層を形成させるために好適である。
【００２５】
堆積層中に混入した炭材の大きさは、２００ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。この程度の大きさのものが、スクリューコンベアなどの搬出手段による堆積層除去の際にウィークポイントとなり堆積層除去のために好適に作用する。
【００２６】
図３に、石炭が介在する塊成物敷設層の状態を模式的に例示した（図３では塊成物の粒径の１〜２倍程度の厚みで層を形成している様子を示している）。図３に例示されるように、石炭などの場合には粒度を厳密に均一化することを要せず、塊成物と略同粒径のものが介在物同士の間に介在して敷設されていても、粉状の石炭の一部が炉床に接地していてもよい。
【００２７】
塊成物等の敷設の方法は、回転床炉に酸化鉄原料である塊成物を敷設させるために一般的に行われている方法に従って行えばよいが、酸化鉄原料を含む塊成物が割れて、堆積層を形成させる粉体が生じにくい方法を採用することが、そもそも堆積層の形成自体を抑制するという点から好ましい。炭材は、塊成物に予め混合した混合物を装入してもよいし、装入時に塊成物と共に回転炉床上に敷設してもよい。
【００２８】
回転炉床上で混在するように敷設される塊成物および炭材は、次のような原料資材供給設備によって効率的に供給できる。すなわち、前記塊成物を供給する塊成物供給手段と、１０〜２００ｍｍの大きさの炭材を供給する炭材供給手段と、前記塊成物供給手段から供給される塊成物および前記炭材供給手段から供給される前記炭材のうちのいずれか一方または双方を回転床炉へ搬送する搬送手段とを備えた、回転床炉による還元鉄製造用の原料資材供給設備が好適に用いられ得る。原料資材供給設備とは、還元鉄の原料、還元鉄製造において必要となる資材を供給する設備のことである。
【００２９】
具体例を図８に示す。図８に例示される原料資材供給設備は、塊成物供給手段としてのペレットホッパー１４と、炭材供給手段としての石炭ホッパー１５と、搬送手段としてのペレットコンベア１７および石炭コンベア１６が備えられている。ペレットホッパー１４には、ペレットの送出部にペレット切り出し装置１４１が設けられている。また石炭ホッパー１５には石炭の送出部に石炭切り出し装置１５１が設けられている。
【００３０】
ペレットホッパー１４に蓄積された塊成物は、ペレット切り出し装置１４１を介し、所定量のペレットがペレットコンベア１７上に搬出される。他方、石炭ホッパー１５からは石炭切り出し装置１５１を介して、所定量の石炭が石炭コンベア１６上に搬出される。石炭コンベア１６上の石炭はコンベアで運ばれてペレットコンベア１７によって搬送される塊成物に混合される。石炭が投入された塊成物はさらにペレットコンベア１７によって搬送され、還元炉である回転床炉（不図示）内へと装入される。
【００３１】
このように塊成物供給手段と炭材供給手段とを別々に設けることにより酸化鉄原料となる塊成物に対する炭材の混合量を容易に調整することができ、ひいては、上記本発明の塊成物敷設方法を円滑に実施することができる。必要に応じて、塊成物および炭材のうちいずれか一方のみを回転床炉へと搬送することもできる。
【００３２】
本発明の原料資材供給設備においては、塊成物供給手段および炭材供給手段の配置位置については特段の限定はない。例えば、図８では、ペレットコンベア１７で搬送されるペレットに石炭を添加するようにペレットホッパーなどが配置されているが、逆に石炭を搬送する石炭コンベア上にペレットを添加するような配置にしてもよい。また、図８では、石炭ホッパー１５から一旦石炭コンベア１６へ石炭を供給した後、石炭コンベアで搬送した石炭をペレットコンベア１７上の塊成物に添加するようになっているが、石炭ホッパーから直接ペレットコンベアに石炭を供給してもよい。また、石炭ホッパーを回転床炉の装入口の直前に設け、石炭と塊成物とが装入口に投入される際に混ざるようにしてもよい。さらに、上記のように塊成物供給手段としてペレットホッパー１４を設けず、製造された塊成物を搬送する過程において炭材供給手段を設けて炭材を供給するようにしてもよい。
【００３３】
塊成物の製造設備と回転床炉とが連接するような設備では、回転床炉の前に塊成物を乾燥させるための乾燥機が塊成物の搬送過程に設けられる場合がある。このような乾燥機が備えられている場合には、石炭などの炭材を乾燥機で処理すると発火する場合もあり得るため、炭材と塊成物とを混合する位置は、塊成物が乾燥機を通過した後が望ましい（図１中では、「炭材II」で示される位置に相当する。）。あるいは石炭ホッパー１５、石炭コンベア１６を炉上に設置し、シール構造とすることにより炉上から投入する方法も本発明範囲内である（図１中では「炭材III」で示される位置に相当する）。
【００３４】
回転床炉面に装入された塊成物等は、通常、表面ができるだけ平らになるようにして敷設され塊成物敷設層が形成される。この際レベラーなどを用いてもよい。回転床炉では炉床が回転して移動していくため、塊成物の装入量、炉床の回転速度を調整することにより塊成物敷設層の厚みを調整することができる。塊成物の装入量は例えば単位時間当たり塊成物の重量として表される。塊成物等の装入量、回転速度などの条件は適宜定めることができる。
【００３５】
上記のように塊成物と炭材とを混在させて敷き詰め、通常の還元鉄の製造方法に従って還元鉄は製造できる。還元された塊成物は、スクリューコンベア、スクレーパ、プッシャー（押出し装置）などの搬出手段により炉外へ搬出される。
【００３６】
前記回転床炉に備えられた還元処理後の塊成物の搬出手段が、スクリューコンベアまたはスクレーパなどの掻き出し装置であると、回転床炉上に蓄積される粉体を実質的に圧延し、強固な堆積層を形成させる傾向がある。本発明は、このような掻き出し装置を備える回転床炉における還元鉄の製造において特に好適である。
【００３７】
スクリューコンベアやスクレーパなどの掻き出し装置で堆積層を除去する場合は、スクリュー等の羽先が堆積槽内に食い込むように羽先の高さを調整し、スクリューの回転数などを調整することにより容易に行うことができる。
【００３８】
還元処理過程で１０〜２００ｍｍの大きさの炭材が混入して形成された堆積層は、炭材が混在していないものに比べて破砕または剥離させやすいため、還元された塊成物を回転床炉から搬出するために一般的に用いられるスクリューコンベア、スクレーパなどの掻き出し装置によっても容易に除去することが可能である。炭材を含まない堆積層をこれらの掻き出し装置で除去しようとすると、羽先などの摩耗が激しく、また損傷の可能性も高くなり、さらに動力にかかる負荷も大きくなってしまう。
【００３９】
図５は、掻き出し装置としてスクリューコンベアを用いている場合について、堆積層が破砕・剥離する様子を例示したものである。図５に示すように、堆積層中に炭材が含まれていると、スクリューの圧力がかかったとき、炭材の部分がウィークポイントとなり亀裂起点となって、堆積層が破砕・剥離しやすくなる。
【００４０】
本発明の敷設方法は、形成されてしまった堆積層を如何に除去しやすいものとするかという点を創意工夫したものであるが、本発明の敷設方法は、堆積層の形成自体を抑制する方法と組み合わせることにより、回転床炉における堆積層対策としてより有効に機能する。
【００４１】
堆積層の形成自体を抑制する方法を１つ例示する（本明細書では「本発明の堆積層形成抑制方法」という）。なお、炉床１回転で敷設される塊成物等の層を１段と数える。
【００４２】
通常、塊成物は装入されて回転炉床が１回転した時点で炉から搬出される。本発明の堆積層形成抑制方法では、最初に炉床を複数回転させて複数の敷設層を形成しつつ還元を行い、その後の各周回で、装入量よりも多く塊成物を炉外へ搬出し、周回をつづけて最下段の還元された塊成物を搬出し、再び最初から同様の操作を繰り返す。
【００４３】
具体例を挙げると、操業開始時点から、まず炉床４回転の間は、塊成物を排出せず、塊成物の装入を続け、４回転終了時には、還元された若しくは還元処理中の塊成物が４段積み重なった敷設層が形成される。５回転目から装入量はそのまま同じに維持しつつ、２段分（すなわち装入量の２倍に相当する）をスクリューコンベアなどで床炉外へ搬出していく。すると、５回転目終了時には、炉床上に３段分の敷設層が残る。２段分の搬出を続けて各周回を重ねると、８回転終了時には、最初に最下段にあった塊成物まで搬出される。以後、同様の作業を繰り返す。
【００４４】
この方法によれば、還元操業中には炉床面が複数段の塊成物敷設層で覆われている時間を多くすることができる。複数の段で覆われることにより、堆積層の原因となる粉体が、炉床面にまで落下することを抑制し、堆積層の形成を抑制することができる。すなわち、塊成物敷設層を擬似的な炉床とするのである。また、搬出する際に段階的に層の厚みが減るようにして、スクリューコンベアなど搬出手段の、負荷、摩耗、損傷などを低減することができる。
【００４５】
このように、本発明の敷設方法にさらに、本発明の堆積層形成抑制方法を組み合わせることにより、回転床炉における堆積層による種々の弊害を大幅に軽減することができる。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例を示し本発明についてより詳しく説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４７】
＜実施例１＞
（１）原料ペレットの製造
図１に示す工程に従って、還元鉄製造用の原料ペレットを製造した。原料ペレットの配合組成を表１に、また化学組成を表２に示す。また、各配合成分は混合する前に、ボールミルを用いて粒度調整を行うと共に加湿器により予め水分を添加した。ボールミルによる調整条件を表３に示す。ペレットは皿型造粒機を用いて成形し、粒径φ８〜１２ｍｍのペレット（生ペレット）を得た。生ペレットは、乾燥機にかけ水分１％以下として、回転床炉に装入する原料ペレットを得た。
【００４８】
【表１】
0003828778.tif 000002
【００４９】
【表２】
0003828778.tif 000003
【００５０】
【表３】
0003828778.tif 000004
【００５１】
（２）原料資材の搬送および回転床炉による還元鉄の製造
上記の原料ペレットを回転床炉に装入し、回転炉床を回転させながら原料ペレットを還元し、還元鉄を製造した。
【００５２】
原料ペレットおよび石炭は、図８に示される構造の設備を用いることにより、両者を混合し搬送した。なお、原料ペレットはペレットホッパーに装入される前の段階で乾燥機による乾燥処理を施した。すなわち、本実施例では、図１の工程図における「炭材II」の位置で炭材を供給した。
【００５３】
原料ペレット中には、粒径およそ１５ｍｍ以下の石炭を３重量％の割合で予め配合しておき、敷設層に石炭が介在するようにした。石炭が配合された原料ペレットを、装入口を通じ回転炉床の回転移動に伴って炉床面上に敷設し、レベラーでペレットの敷設層の表面を一様にならした。ペレットの装入量は、ペレットの装入により敷設層が８〜２０mm程度（ペレット１〜２個分の厚み）加わるように装入した。回転床炉の仕様は表４に、回転床炉による還元条件は表５に示す。
【００５４】
【表４】
0003828778.tif 000005
【００５５】
【表５】
0003828778.tif 000006
【００５６】
上記の回転床炉の運転条件に従って還元されたペレットの搬出は、スクリューコンベアにより行い、１回転ごとにペレットの搬出を行った。
【００５７】
（３）堆積層の除去
回転床炉の操業により約５０ｍｍの堆積層が形成されたところでスクリューコンベアのスクリューの高さを調整し、また回転炉床の回転速度を調整しながら堆積層の除去を行った。除去された堆積層中には石炭が混入していたことが確認された。
【００５８】
＜実施例２＞
還元されたペレットの搬出頻度、１回転あたりの搬出量を調整しペレットの敷設層の厚さを次のように変え、他の条件は実施例１と同様にして還元鉄の製造、堆積層の除去を行った。
【００５９】
まず、炉床４回転の間は、スクリューコンベアによる搬出を行わず、４回転分ペレットを重ねて敷設しつつ還元を行った。５回転目に、装入量は変更せずそのまま維持する一方で、２回転分の装入量に相当する厚み（およそ３０〜４０ｍｍ）のペレットを搬出するようにスクリューの高さを調整して掻き出した。５回転目終了時には、炉床面に３回転分の厚さのペレットが残った。このようにペレットを搬出することにより８回転終了時には最初に一番下に敷設されたペレットまで搬出した。９回転目からは上記の操作を繰り返した。
【００６０】
＜実施例３＞
実施例１と同様にして還元鉄の製造、炭材の供給を行い、さらに新たな炭材として廃プラスチックを図２に示す炭材投入口８から炉上から投入した。炉内に投入した廃プラスチックの大きさは１０、２０、４０ｍｍ径を使用し、投入速度は、塊成物の１％相当分となるようにした。
【００６１】
＜比較例１＞
原料ペレット中に石炭を配合させずにペレットの敷設を行い、その他の条件は上記実施例１と同じ条件で還元鉄の製造を行い、さらに堆積層の除去を行った。
【００６２】
＜堆積層除去速度の比較＞
実施例１と比較例１とで単位時間当たりに除去できる堆積層の量（堆積層除去速度）を比較した。具体的には、炭材を混在させずにペレットを炉床上に敷設して形成された堆積層をスクリューコンベアで削りこみ（比較例１）、除去された単位時間当たりの堆積層の量を堆積層除去速度指標「１」として、実施例１の場合の堆積層除去速度指標と比較した。結果を図６に示す。
【００６３】
実施例１のように堆積層に石炭（炭材）を混入させることにより堆積層がスクリューにより破砕・剥離しやすため、図６に示されるように、実施例１のほうが比較例よりも堆積層の除去速度が２倍以上速かった。
【００６４】
炭材添加として石炭のみでなく、廃プラスチックも回転床炉に添加することにより（実施例３）、図６に示すように更に堆積層除去速度が向上する。
【００６５】
＜スクリュー寿命の比較＞
実施例１、２および比較例１のスクリューコンベアの寿命の比較を行った。具体的には比較例１の場合のスクリューコンベアの寿命を１として比較した。結果を図７に示す。
【００６６】
図７に示されるように、敷設層に石炭（炭材）を介在させた方が、スクリューの寿命が延びることが明らかとなった。
【００６７】
炭材添加として石炭のみでなく、廃プラスチックも回転床炉に添加することにより（実施例３）図７に示すように、更にスクリュー寿命が向上する。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、回転炉床面に形成される堆積層の除去が容易であり、スクリューコンベアなどの塊成物の搬出手段の摩耗、損傷を軽減することができる。さらに、堆積層が形成されることにより回転床炉の還元操業を停止して整備する回数を減らし、稼働率の向上、燃焼ガス量削減を図ることができる。
【００６９】
また、本発明の塊成物の敷設方法を行うにあたっては、本発明の原料資材供給設備をもちいることにより炭材の量の調整を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】塊成物の形成から、回転床炉に塊成物を装入し、還元鉄を搬出するまでの工程を示す図である。
【図２】回転床炉を示す図である。
【図３】塊成物敷設層の模式図である。
【図４】回転炉床上に蓄積した粉体が、スクリューで圧延され、堆積層が形成される様子を、スクリューコンベアの軸方向からみた模式図である。
【図５】スクリューコンベアの羽先を堆積層に食い込ませて、堆積層を砕く様子を示す図である。
【図６】堆積物の除去速度を示す図である。
【図７】スクリュー寿命を示す図である。
【図８】ペレットおよび石炭を供給する原料資材供給装置の一形態を示す図である。
【図９】回転床炉用いて還元鉄製造を行う場合の製造プロセスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・回転床炉
１０・・・回転炉床
１１・・・スクリューコンベア
１２・・・装入口
１３、１４・・・仕切り壁
１０１・・・内壁
１０２・・・外壁
１０３・・・ガスバーナ炎
１０４・・・バーナ及びエア導入機
３・・・ペレット
４・・・炭材（石炭など）
５・・・塊成物敷設層
６・・・炉床面上に貯まった、鉄分を主体とする粉体
７・・・堆積層
８・・・炭材投入口
９・・・回転床炉天井
１４・・・ペレットホッパー
１４１・・・ペレット切り出し装置
１５・・・石炭ホッパー
１５１・・・石炭切り出し装置
１６・・・石炭コンベア
１７・・・ペレットコンベア
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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