СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА
METHOD FOR GRANULATED METALLIC IRON PRODUCTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу получения гранулированного металлического железа, включающему выравнивание по уровню ингибитора адгезии, подаваемого на под восстановительной плавильной печи с подвижным подом, затем подачу агломерата, включающего материал, содержащий оксид железа, и углеродсодержащий восстановитель, на выровненный ингибитор адгезии, выравнивание по уровню агломерата, подаваемого на ингибитор адгезии, и затем восстановление и расплавление агломерата для получения гранулированного металлического железа.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известные до настоящего времени подовые печи с подвижным подом представляют собой печь с вращающимся подом, которая содержит внешнюю кольцеобразную стенку, внутреннюю кольцеобразную стенку и кольцевой вращающийся под, расположенный между данными стенками, и печь с прямолинейным подом, которая содержит две боковые стенки и прямолинейный под, расположенный между данными стенками. Как правило, вращающийся под содержит кольцевую раму корпуса печи, теплоизоляционный материал пода, расположенный на раме корпуса печи, и огнеупорный материал, расположенный на теплоизоляционном материале пода.
Печь с вращающимся подом, имеющую такую структуру, обычно используют, например, для термической обработки металлов, например, стальных заготовок, или сжигания горючих отходов. Однако в последние годы находит практическое применение способ получения восстановленного железа из агломерата, включающего углеродсодержащий восстановитель и материал, содержащий оксид железа, с использованием печи с вращающимся подом. Кроме того, не так давно был разработан способ получения гранулированного металлического железа (гранулированного чугуна) высокой чистоты посредством нагревания агломерата, включающего углеродсодержащий восстановитель и материал, содержащий оксид железа, в восстановительной плавильной печи, например, в печи с вращающимся подом, для восстановления оксида железа, содержащегося в исходном материале, при сохранении оксида железа в твердом состоянии, затем дополнительного нагревания полученного металлического железа для расплавления, и агрегирования железа при отделении железа от шлаковых компонентов.
В способе получения восстановленного железа или получения гранулированного металлического железа с использованием печи с вращающимся подом необходимо, чтобы для равномерного нагревания подаваемого агломерата агломерат был обязательно рассредоточен или распределен по всему поду. Существует также проблема в том, что порошок или подобный продукт, получаемый из агломерата, спекается на поде и прилипает к нему, что приводит к повреждению шнекового разгрузчика и подобного.
Известные методы решения таких проблем описаны ниже со ссылкой на фиг.8. Фиг.8 представляет собой вид, показывающий один пример способов добавления ингибитора адгезии в агломерат, в соответствии с патентным документом 1.
Патентный документ 1 относится к способу использования восстановительной печи 21 с вращающимся подом, в котором агломерат Р, содержащий порошкообразный оксид металла и порошкообразный углеродистый материал, подвергают нагреванию для восстановления оксида металла и таким образом получения восстановленного железа. В данном способе, прежде чем ингибитор Q адгезии будет введен в печь 21, ингибитор Q адгезии добавляют в агломерат Р.
Однако в патентном документе 1, в том случае, если ингибитор Q адгезии уложен неравномерно, когда ингибитор Q адгезии предварительно добавлен в агломерат Р, количество тепла, передаваемого в агломерат Р из верхней части пода 22, является неравномерным вследствие различий в уровне поверхности в направлении ширины и окружном направлении пода 22. В результате гранулированное металлическое железо не получается одинаковым и высококачественным, что приводит к уменьшению выхода продукта. В том случае, если агломерат Р уложен на ингибитор Q адгезии таким образом, что ингибитор Q адгезии имеет различия в уровне поверхности в окружном направлении и в направлении ширины пода 22, данный способ имеет проблему в том, что когда восстановленное железо, полученное посредством восстановления агломерата Р, выскребают, восстановленное железо оказывается под ингибитором Q агломерата, поэтому значительное количество восстановленного железа остается несобранным. Кроме того, остается еще нерешенной проблема, заключающаяся в том, что расплавленное железо накапливается, задерживая производство.
Патентный документ 2 относится к способу распределения исходного материала для получения гранулированного восстановленного железа, в котором выравнивательный элемент опускается, для того чтобы уменьшить зазор между подом и спиральной лопастью выравнивательного элемента, в ответ на изменения в количестве вводимого исходного материала. В данном способе выравнивающий элемент поднимается и опускается так, что регулируется скорость, с которой увеличивается или уменьшается зазор между подом и спиральной лопастью в соответствии со скоростью, с которой увеличивается или уменьшается количество исходного материала, или скоростью, с которой изменяется средний диаметр частицы.
Однако в патентном документе 2 отсутствует описание, относящееся к влияниям различий в свойстве исходного материала на скорость вращения выравнивающего элемента и на взаимоотношение между лопастью и валом. Когда скорость вращения выравнивателя и взаимоотношение между лопастью и валом не соответствуют распределяемому материалу, это приводит к тому, что исходный материал проходит насквозь или рассеивается.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
Патентные документы
Патентный документ 1: JP-A-2002-249813
Патентный документ 2: JP-A-2001-64710
КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема
Целью изобретения является создание способа получения гранулированного металлического железа, который включает выравнивание по уровню ингибитора адгезии, подаваемого на под подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом; подачу агломерата, включающего материал, содержащий оксид железа, и углеродсодержащий восстановитель, на выровненный ингибитор адгезии; выравнивание по уровню агломерата, подаваемого на ингибитор адгезии; затем нагревание агломерата для восстановления и расплавления оксида железа, содержащегося в агломерате, для получения гранулированного металлического железа; и выгрузку полученного гранулированного металлического железа с использованием шнекового разгрузчика, при этом выравниватель ингибитора адгезии, выравниватель агломерата, разгрузчик и физическое состояние материалов, находящихся на поде, оптимизируют, чтобы таким образом обеспечить укладывание агломерата в один слой, и в результате агломерат подвергается равномерной термической обработке, чтобы обеспечить получение высококачественного гранулированного металлического железа в достаточном объеме.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Настоящее изобретение обеспечивает нижеописанный способ получения гранулированного металлического железа.
[1] Способ получения гранулированного металлического железа, который включает:
выравнивание по уровню ингибитора адгезии, подаваемого на под подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом;
подачу агломерата, включающего материал, содержащий оксид железа, и углеродсодержащий восстановитель, на выровненный ингибитор адгезии;
выравнивание по уровню агломерата, подаваемого на ингибитор адгезии;
затем нагревание агломерата для восстановления и расплавления оксида железа, содержащегося в агломерате, для получения гранулированного металлического железа; и
выгрузку полученного гранулированного металлического железа с использованием шнекового разгрузчика;
причем ингибитор адгезии, подаваемый на под, равномерно распределяют с использованием шнекового выравнивателя ингибитора адгезии таким образом, чтобы выровненный ингибитор адгезии имел ровность, соответствующую 40% или меньше среднего диаметра частицы агломерата; и
агломерат, подаваемый на ингибитор адгезии, равномерно укладывают с использованием шнекового выравнивателя агломерата таким образом, чтобы агломерат образовал единый слой.
[2] Способ получения гранулированного металлического железа по п.[1], в котором после или одновременно с выгрузкой гранулированного металлического железа и перед подачей на под свежего ингибитора адгезии, поверхностный слой использованного ингибитора адгезии, остающийся на поде, удаляют с использованием шнекового разгрузчика таким образом, что остаточный использованный ингибитор адгезии, остающийся на поде, имеет ровность, соответствующую 40% или меньше среднего диаметра частицы агломерата.
[3] Способ получения гранулированного металлического железа по п.[1] или [2], в котором шнековые валы по меньшей мере одного из шнекового выравнивателя ингибитора адгезии, шнекового выравнивателя агломерата и шнекового разгрузчика имеют максимальную величину прогиба во время операции, равную 6 мм или меньше.
[4] Способ получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[3], в котором шнековый выравниватель ингибитора адгезии имеет первый относительный показатель скорости перемещения, определяемый приведенным ниже уравнением (1), и шнековый разгрузчик имеет второй относительный показатель скорости перемещения, определяемый приведенным ниже уравнением (2), причем по меньшей мере один из первого относительного показателя скорости перемещения и второго относительного показателя скорости перемещения находится в пределах от 10 до 30.
Первый относительный показатель скорости перемещения
= (внешний диаметр (в мм) шнека шнекового выравнивателя ингибитора адгезии) × тангенс (угла наклона (в градусах) × (количество витков) × (скорость вращения шнека (в об/мин)) × π/60/(скорость перемещения в центре пода (в мм/с)) (1),
Второй относительный показатель скорости перемещения
= (внешний диаметр (в мм) шнека шнекового разгрузчика) × тангенс (угла наклона (в градусах) × (количество витков) × (скорость вращения шнека (в об/мин)) × π/60/(скорость перемещения в центре пода (в мм/с)) (2).
[5] Способ получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[4], в котором шнековый выравниватель агломерата имеет третий относительный показатель скорости перемещения, определяемый приведенным ниже уравнением (3), причем упомянутый третий относительный показатель скорости перемещения находится в пределах от 2 до 10.
Третий относительный показатель скорости перемещения
= (внешний диаметр (в мм) шнека шнекового выравнивателя агломерата) × тангенс (угла наклона (в градусах) × (количество витков) × (скорость вращения шнека (в об/мин)) × π/60/(скорость перемещения в центре пода (в мм/с)) (3).
[6] Способ получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[5], в котором в шнеке по меньшей мере одного из шнекового выравнивателя ингибитора адгезии, шнекового выравнивателя агломерата и шнекового разгрузчика, множество разделенных лопастей прикрепляют к внешней периферии шнекового вала болтом и гайкой или посредством сварки для образования непрерывной винтовой лопасти, и во время термической операции зазор между разделенными лопастями равен 3 мм или меньше.
[7] Способ получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[6], в котором высоту шнекового вала по меньшей мере одного из упомянутых распределителей и разгрузчика можно регулировать с обеих сторон пода подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом в направлении ширины.
[8] Способ получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[7], в котором винтовая лопасть по меньшей мере одного из упомянутых распределителей и разгрузчика имеет угол наклона, находящийся в пределах от 12 до 26 градусов.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии со способом получения гранулированного металлического железа, который определен в вышеприведенном п.[1], в способе получения гранулированного металлического железа, который включает выравнивание по уровню ингибитора адгезии, подаваемого на под подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом, подачу агломерата, включающего материал, содержащий оксид железа, и углеродсодержащий восстановитель, на выровненный ингибитор адгезии, выравнивание по уровню агломерата, подаваемого на ингибитор адгезии, затем нагревание агломерата для восстановления и расплавления оксида железа, содержащегося в агломерате, для получения гранулированного металлического железа, и выгрузку полученного гранулированного металлического железа с использованием шнекового разгрузчика, причем ингибитор адгезии, подаваемый на под, равномерно распределяют с использованием шнекового выравнивателя ингибитора адгезии таким образом, что выровненный ингибитор адгезии имеет ровность, соответствующую 40% или меньше среднего диаметра частицы агломерата, и агломерат, подаваемый на ингибитор адгезии, равномерно укладывают с использованием шнекового выравнивателя агломерата таким образом, что агломерат образует единый слой.
В результате, агломерат, подаваемый на ингибитор адгезии в нижнем по ходу участке подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом, равномерно укладывается так, чтобы образовать единый слой, без задержки производства гранулированного металлического железа. Кроме того, когда выгружают гранулированное металлическое железо, полученное в подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом, достигается уменьшение количества гранулированного металлического железа, не выгруженного с пода. В результате, не происходит накапливание расплавленного железа, и производство гранулированного металлического железа не прерывается.
В соответствии со способом получения гранулированного металлического железа, который определен в вышеприведенном п.[2], в способе получения гранулированного металлического железа по п.[1], после или одновременно с выгрузкой гранулированного металлического железа и перед подачей свежего ингибитора адгезии на под, поверхностный слой использованного ингибитора адгезии, остающийся на поде, удаляют с использованием шнекового разгрузчика таким образом, что остаточный использованный ингибитор адгезии, остающийся на поде, имеет ровность, соответствующую 40% или меньше среднего диаметра частицы агломерата. Таким образом, ничто не препятствует равномерному распределению вновь добавленного ингибитора адгезии. Кроме того, как и в способе, определенном в вышеприведенном п.[1], когда выгружают гранулированное металлическое железо, полученное в подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом, достигается уменьшение количества гранулированного металлического железа, не выгруженного из пода. В результате, не происходит накапливания расплавленного железа, и производство гранулированного металлического железа не прерывается.
В соответствии со способом получения гранулированного металлического железа, который определен в вышеприведенном п.[3], в способе получения гранулированного металлического железа по п.[1] или [2], шнековые валы по меньшей мере одного из шнекового выравнивателя ингибитора адгезии, шнекового выравнивателя агломерата и шнекового разгрузчика имеют максимальную величину прогиба во время операции, равную 6 мм или меньше. Таким образом, ингибитор адгезии и агломерат имеют уменьшенную разницу в уровне поверхности между центром и концевой частью в направлении ширины пода. В результате, сдерживается проникание гранулированного металлического железа, получаемого на ингибиторе адгезии, в ингибитор адгезии, и уменьшается количество гранулированного металлического железа, которое получается на поде подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом и остается не удаленным.
В соответствии со способом получения гранулированного металлического железа, который определен в вышеприведенном п.[4], в способе получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[3], шнековый выравниватель ингибитора адгезии имеет первый относительный показатель скорости перемещения, определяемый уравнением (1), приведенным выше, а шнековый разгрузчик имеет второй относительный показатель скорости перемещения, определяемый уравнением (2), приведенным выше, при этом по меньшей мере один из первого относительного показателя скорости перемещения и второго относительного показателя скорости перемещения находится в пределах от 10 до 30. Таким образом, достигается эффект, описанный ниже.
В соответствии с данным способом получения гранулированного металлического железа, ингибитор адгезии не рассеивается винтовой лопастью шнекового выравнивателя ингибитора адгезии и/или винтовой лопастью шнекового разгрузчика и не проходит под данными винтовыми лопастями, и на поде может быть образована гладкая поверхность ингибитора адгезии. В том случае, если первый относительный показатель скорости перемещения и/или второй относительный показатель скорости перемещения равен 30 или меньше, предотвращается возможность рассеивания ингибитора адгезии, и ингибитор адгезии может быть распределен до ровности, которая соответствует ровности, определенной в вышеприведенном п.[1]. С другой стороны, в том случае, если первый относительный показатель скорости перемещения и/или второй относительный показатель скорости перемещения равен 10 или больше, предотвращается возможность прохождения ингибитора адгезии под винтовой лопастью шнекового выравнивателя ингибитора адгезии и/или винтовой лопастью шнекового разгрузчика, и в результате ингибитор адгезии может быть распределен до ровности, которая соответствует ровности, определенной в вышеприведенном п.[1].
В соответствии со способом получения гранулированного металлического железа, который определен в вышеприведенном п.[5], в способе получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[4], шнековый выравниватель агломерата имеет третий относительный показатель скорости перемещения, определяемый уравнением (3), приведенным вышепричем упомянутый третий относительный показатель скорости перемещения находится в пределах от 2 до 10. Таким образом, агломерат не рассеивается винтовой лопастью шнекового выравнивателя агломерата и не проходит под винтовой лопастью. То есть в том случае, если третий относительный показатель скорости перемещения равен 10 или меньше, предотвращается возможность рассеивания агломерата, и в этом случае предотвращается уменьшение плотности распределения агломерата или возможность расположения агломерата кучками. С другой стороны, в том случае, если третий относительный показатель скорости перемещения равен 2 или больше, предотвращается возможность прохождения агломерата под винтовой лопастью шнекового выравнивателя агломерата, и в результате предотвращается возможность расположения агломерата кучками, облегчая укладку агломерата таким образом, чтобы образовать единый слой.
При этом, в соответствии с способом получения гранулированного металлического железа, который определен в вышеприведенном п.[6], в способе получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[5], в шнеке по меньшей мере одного из шнекового выравнивателя ингибитора адгезии, шнекового выравнивателя агломерата и шнекового разгрузчика, множество разделенных лопастей прикрепляют к внешней периферии шнекового вала болтом и гайкой или посредством сварки для образования непрерывной винтовой лопасти, и во время термической операции зазор между разделенными лопастями равен 3 мм или меньше. Таким образом, предотвращается попадание агломерата между разделенными лопастями. В результате сохраняется ровность в кромках винтовой лопасти и, соответственно, обеспечивается также ровность пода.
В соответствии со способом получения гранулированного металлического железа, который определен в вышеприведенном п.[7], в способе получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[6], высоту шнекового вала по меньшей мере одного из упомянутых распределителей и разгрузчика можно регулировать с обеих сторон пода подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом в направлении ширины. Поскольку каждый из показателей износа шнека шнекового выравнивателя агломерата, шнекового разгрузчика и шнекового выравнивателя ингибитора адгезии не является постоянным, относительные положения соответствующих распределителей и разгрузчика необходимо регулировать с регулярными или нерегулярными интервалами. Посредством выполнения распределителей и разгрузчика таким образом, что высоты их шнеков можно регулировать с обеих сторон пода в направлении ширины, может быть легко установлен рабочий уровень, пригодный для данного состояния износа.
Кроме того, в соответствии со способом получения гранулированного металлического железа, который определен в вышеприведенном п.[8], в способе получения гранулированного металлического железа по одному из пп.[1]-[7], винтовая лопасть по меньшей мере одного из упомянутых распределителей и разгрузчика имеет угол наклона в пределах от 12 до 26 градусов. Таким образом, выравнивание по уровню агломерата распределителем и выскребание гранулированного металлического железа разгрузчиком не являются трудными. В том случае, если угол наклона винтовой лопасти равен 12 градусам или более, предотвращается возможность попадания агломерата или гранулированного металлического железа в ингибитор адгезии, когда распределяют агломерат или выгружают гранулированное металлическое железо. В этом случае уменьшается количество не удаленного гранулированного металлического железа. С другой стороны, в том случае, если угол наклона винтовой лопасти равен 26 градусам или меньше, легко равномерно распределять агломерат и легко выскребать гранулированное металлическое железо, когда выскребают гранулированное металлическое железо.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой схематичный вид сверху основного корпуса печи с вращающимся подом для иллюстрации варианта осуществления способа получения гранулированного металлического железа настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой схематичный вид в вертикальном разрезе, выполненном в направлении стрелок по дугообразной линии А-А, показанной на фиг.1.
Фиг.3(а)-(b) представляют собой схематичные виды в вертикальном разрезе, выполненном в направлении стрелок вдоль линии В-В, показанной на фиг.2; на фиг.3(а) показан случай, когда шнековый вал изогнут, а на фиг.3(b) показан случай, когда шнековый вал не изогнут, причем на фиг.3(а)-(b) агломерат не показан.
Фиг.4 представляет собой увеличенный подробный вид участка В1, показанного на фиг.3(b).
Фиг.5 представляет собой схематичный вид шнека шнекового разгрузчика, показанного на фиг.2, выполненный в направлении стрелки С.
Фиг.6 представляет собой схематичный перспективный вид детали D, показанной на фиг.5, выполненный с правой стороны.
Фиг.7 представляет собой схематичный вид в вертикальном разрезе, выполненном в направлении стрелок по линии Е-Е, показанной на фиг.2.
Фиг.8 представляет собой вид, показывающий пример способов добавления ингибитора адгезии в агломерат, причем данный пример находится в соответствии с патентным документом 1.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Вначале описан вариант осуществления способа получения гранулированного металлического железа по настоящему изобретению, в котором печь с вращающимся подом используют в качестве подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом, со ссылкой на фиг.1-4.
Фиг.1 представляет собой схематичный вид сверху основного корпуса печи с вращающимся подом для иллюстрации варианта осуществления способа получения гранулированного металлического железа настоящего изобретения. Фиг.2 представляет собой схематичный вид в вертикальном разрезе, выполненном в направлении стрелок по дугообразной линии А-А, показанной на фиг.1. Фиг.3(а)-(b) представляют собой схематичные виды в вертикальном разрезе, выполненном в направлении стрелок вдоль линии В-В, показанной на фиг.2; на фиг.3(а) показан случай, когда шнековый вал изогнут, и на фиг.3(b) показан случай, когда шнековый вал не изогнут, причем на фиг.3(а)-(b) агломерат не показан. Фиг.4 представляет собой увеличенный подробный вид участка В1, показанного на фиг.3(b).
Печь 1 с вращающимся подом содержит внешнюю кольцеобразную стенку 2, внутреннюю кольцеобразную стенку 3, расположенную на внутренней стороне внешней кольцеобразной стенки 2, потолочную часть 4, которая закрывает сверху пространство между внешней кольцеобразной стенкой 2 и внутренней кольцеобразной стенкой 3, и кольцевой вращающийся под (также называемый в данном документе просто «подом») 5, расположенный между внешней кольцеобразной стенкой 2 и внутренней кольцеобразной стенкой 3. Внешняя кольцеобразная стенка 2, внутренняя кольцеобразная стенка 3 и потолочная часть 4 выполнены преимущественно из теплоизоляционного материала.
Вращающийся под 5 приводится в движение посредством приводного устройства, которое не показано, так что вращающийся под 5 вращается в направлении стрелки вдоль окружности между внешней кольцеобразной стенкой 2 и внутренней кольцеобразной стенкой 3. Ингибитор Q адгезии, представляющий собой порошкообразный материал, включающий углеродистый материал, например уголь, перемещается посредством ленточного транспортера 6а устройства 6 подачи ингибитора адгезии и вводится сначала на вращающийся под 5 через приемный бункер 6b.
Термин «ингибитор адгезии» Q в данном документе означает вещество, которое подается посредством ссыпания на агломерат Р, который будет описан ниже, так что агломерат Р расположен поверх вращающегося пода 5, и которое служит для предотвращения образования слипшегося материала в виде, например, пластины. То есть, даже если порошок, получаемый из агломерата Р во время восстановления, или порошок, получаемый во время выгрузки гранулированного металлического железа, остается на поде 5 и остается в печи в течение длительного периода времени, частицы углеродистого материала, добавленные в виде ингибитора Q адгезии, находятся в промежутках между восстановленным металлом и шлаковым компонентом для предотвращения сцепления металла со шлаком. В результате восстановленный металл и шлак не превращаются в пластинчатый слипшийся материал, распространяющийся на значительную площадь.
2
3
2
3
Даже если образуется слипшийся материал, он может быть легко отделен от частиц углеродистого материала, который используется в качестве ингибитора Q адгезива, поскольку частицы углеродистого материала действуют как точка приложения при относительно небольшом усилии. Таким образом, слипшийся материал распадается на небольшие кусочки и может быть легко отделен от пода 5. Вместо ингибитора Q адгезии, представляющего собой порошкообразный углеродистый материал, может быть использован либо ингибитор Q адгезии, представляющего собой порошкообразный материал, включающий одно или более из CaO, MgO и AlO в качестве основного компонента, или ингибитор Q адгезии, представляющий собой смесь порошкообразного углеродистого материала и порошкообразного материала, включающего одно или более из CaO, MgO и AlO.
Затем ингибитор Q адгезии, введенный на вращающийся под 5, равномерно распределяют посредством шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии. Кроме того, агломерат (исходный материал для получения гранулированного металлического железа) Р, который включает материал, содержащий оксид железа, и углеродсодержащий восстановитель, и содержит частицы диаметром в пределах от 16 до 22 мм, перемещают посредством ленточного транспортера 7а устройства 7 подачи агломерата, и через приемный бункер 7b высыпают на ингибитор Q адгезии, который равномерно распределен на вращающемся поде 5.
Затем агломерат Р, высыпанный на ингибитор Q адгезии, равномерно распределяют посредством шнекового выравнивателя 9 агломерата, который будет описан ниже. Агломерат Р подвергается нагреванию в печи при вращении вращающегося пода 5, и таким образом восстанавливают и расплавляют оксид железа, содержащийся в агломерате Р. Полученное в результате гранулированное металлическое железо Р1 выгружают посредством шнекового разгрузчика 10. Таким образом получают гранулированное металлическое железо Р1.
В данном варианте осуществления способа получения гранулированного металлического железа по настоящему изобретению, ингибитор Q адгезии, подаваемый на под 5, распределяют с использованием шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии, для того чтобы выровненный ингибитор Q адгезии имел ровность, соответствующую 40% или меньше, предпочтительно, 20% или меньше, среднего диаметра частицы агломерата Р. Кроме того, агломерат Р, подаваемый на ингибитор Q адгезии, равномерно распределяют с использованием шнекового выравнивателя 9 агломерата.
В результате, агломерат Р, подаваемый на ингибитор Q адгезии в нижнем по ходу участке печи 1 с вращающимся подом, может быть равномерно уложен так, чтобы образовать единый слой, как будет описано ниже, без задержки производства гранулированного металлического железа. Кроме того, когда выгружают гранулированное металлическое железо Р1, полученное в печи 1 с вращающимся подом, достигается уменьшение количества гранулированного металлического железа Р1, не выгруженного с пода 5. В результате не происходит накапливания расплавленного железа, и устраняется фактор, который задерживает производство.
Ниже дано разъяснение терминов «ровность» распределенного ингибитора Q адгезии и «средний диаметр частицы» агломерата Р со ссылкой на фиг.3(а)-(b) и 4. Термин «ровность» f1 распределенного ингибитора Q адгезии имеет следующее значение. Применительно к произвольно выбранной части вращающегося пода 5, на которой находится выровненный ингибитор Q адгезии, рассматриваются участок общей ширины пода 5, который является перпендикулярным направлению вращения, и участок общей окружности пода 5, который расположен вдоль направления вращения, при этом исключается любое влияние прогиба шнекового вала 11а шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии, как показано на фиг.3(b). Термин «ровность» означает вертикальное расстояние между самой высокой точкой и самой низкой точкой в пределах каждого участка, показывающее неровности поверхности распределенного ингибитора Q адгезии.
На фиг.3(а)-(b) ссылочная позиция Qf показывает среднюю поверхность ингибитора Q адгезии, которая была выровнена. При этом фиг.3(b) представляет собой вид для иллюстрации «ровности» общей ширины пода 5, которая перпендикулярна направлению вращения. «Ровность» общей окружности пода 5 вдоль направления вращения имеет такое же значение, за исключением того, что направление отличается от направления, используемого для «ровности» общей ширины пода 5, хотя на чертеже оно не показано.
«Ровность» пода 5 в направлении ширины, перпендикулярном направлению вращения, определяется посредством размещения и растягивания струнной проволоки над подом 5 по всей его ширине в направлении ширины, приблизительно параллельном поверхности пода 5, фактически замеряя линейкой или подобным средством вертикальное расстояние от струнной проволоки до поверхности ингибитора Q адгезии на каждом из множества участков, и исключая всякое влияние прогиба шнекового вала 11а, которое определяется посредством вычисления. Выражение «приблизительно параллельный» означает такую степень ровности, что струнная проволока и поверхность пода 5 визуально рассматриваются как по существу параллельные, поскольку поверхность пода 5 имеет неровности. С другой стороны, «ровность» общей окружности пода 5 вдоль направления вращения может быть определена посредством разметки множества участков на струнной проволоке, размещенной и растянутой над подом 5 по всей его ширине, фактически замеряя линейкой или подобным средством вертикальное расстояние от каждого помеченного участка струнной проволоки до каждой поверхности ингибитора Q адгезии, постепенно поворачивая под 5 до тех пор, пока он не сделает один оборот, и сравнивая замеренные данные в данной точке измерения.
1
2
n
n+1
1
2
n
n+1
k
k+1
k
m
m
k=l,n
k
k
k=l,n
k
k
k
k+1
k
k
k+1
Кроме того, термин «средний диаметр частицы» в настоящем изобретении означает средневзвешенный диаметр частицы, определяемый посредством распределения частиц посредством отбора и затем вычисления среднего диаметра частицы исходя из характерного диаметра частицы каждой фракции, размеры частиц которой находятся в пределах между размером отверстия одного сетчатого фильтра и размером отверстия следующего сетчатого фильтра, и массы фракции. Например, если частицы распределены посредством сетчатых фильтров с размерами D, D,...,D, D(D<D<... <D<D) отверстий, и масса фракции с размерами частиц между размерами D и D отверстий обозначена W, то средневзвешенный диаметр d частицы определяется выражением d=Σ(W×d)/Σ(W). Ссылочная позиция d представляет собой характерный диаметр фракции с размерами частиц между размерами D и D отверстий и d=(D+D)/2.
m
m
m
m
m
Если средний диаметр частицы агломерата Р обозначить d, то ровность f1 ингибитора Q адгезии соответствует условию f1≤0,4×d, предпочтительно, f1≤0,2×d. Кроме того, агломерат Р, подаваемый на ингибитор Q адгезии, равномерно распределяют с использованием шнекового выравнивателя 9 агломерата. При распределении ингибитора Q адгезии так, что его ровность f1 соответствует условию f1≤0,4×d, агломерат Р, подаваемый на ингибитор Q адгезии в нижнем по ходу участке печи 1 с вращающимся подом, может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой, не содержащий агломерата, расположенного кучками в вертикальном направлении, как показано на фиг.3. Кроме того, посредством регулирования ровности f1 так, чтобы соответствовать условию f1≤0,2×d, агломерат Р, подаваемый на ингибитор Q адгезии в нижнем по ходу участке печи 1 с вращающимся подом, может быть уложен так, чтобы образовать единый слой, не содержащий агломерата, расположенного кучками в вертикальном направлении.
m
Причем в том случае, если ровность f1 ингибитора Q адгезии соответствует условию f1≤0,4×d, вследствие значительной разницы в поверхностном уровне верхней поверхности ингибитора Q адгезии, агломерат Р, подаваемый на ингибитор Q адгезии, укладывается кучками в вертикальном направлении. В результате агломерат Р не может быть уложен так, чтобы образовать единый слой, в нижнем по ходу участке печи 1 с вращающимся подом.
m
После или одновременно с выгрузкой гранулированного металлического железа Р1 и перед подачей на под 5 свежего ингибитора Q адгезии поверхность использованного ингибитора Q1 адгезии, прилипшего к поду 5, удаляют с использованием шнекового разгрузчика 10 так, чтобы остаточный использованный ингибитор Q1 адгезии, остающийся на поде 5, имел ровность f2, составляющую 40% или меньше среднего диаметра d частицы агломерата Р. Данная ровность f2 отличается от ровности f1 тем, что f1 представляет собой ровность распределенного ингибитора Q адгезии, а f2 представляет собой ровность использованного ингибитора Q1 адгезии, остающегося на вращающемся поде 5.
m
m
Посредством регулирования ровности f2 ингибитора Q1 адгезии, остающегося на вращающемся поде 5, так чтобы она соответствовала условию f2≤0,4×d, вновь подаваемый ингибитор Q адгезии может быть равномерно распределен без задержки. Кроме того, когда выгружают гранулированное металлическое железо Р1, полученное в печи 1 с вращающимся подом, достигается уменьшение количества гранулированного металлического железа Р1, не выгруженного из вращающегося пода 5. В результате по существу не происходит накапливания расплавленного железа, и производство гранулированного металлического железа по существу не замедляется. Кроме того, посредством регулирования ровности f2 так, чтобы она соответствовала условию f2≤0,2×d, вновь подаваемый ингибитор Q адгезии может быть равномерно распределен, не вызывая проблемы. Кроме того, когда выгружают гранулированное металлическое железо Р1, полученное в печи 1 с вращающимся подом, достигается уменьшение количества гранулированного металлического железа Р1, не выгруженного с вращающегося пода 5. В результате не происходит накапливания расплавленного железа, и производство не замедляется.
m
В том случае, если остаточный ингибитор Q1 адгезии имеет ровность f2, которая соответствует условию f2>0,4×d, равномерно распределить вновь подаваемый ингибитор Q адгезии невозможно. Вследствие этого, когда выгружают гранулированное металлическое железо Р1, полученное в печи 1 с вращающимся подом, количество гранулированного металлического железа Р1, не выгруженного из вращающегося пода 5, увеличивается, вызывая накапливание расплавленного железа и замедление производства гранулированного металлического железа.
Ниже, в отношении прогиба каждого из шнековых валов 11а и 13а шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии, шнекового выравнивателя 9 агломерата и шнекового разгрузчика 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, описан шнек 13 шнекового разгрузчика 10 прежде всего в качестве примера со ссылкой на фиг.2 и 5. Фиг.5 представляет собой схематичный вид шнека шнекового разгрузчика, показанного на фиг.2, полученный в направлении стрелки С. Шнек 13 шнекового разгрузчика 10 содержит шнековый вал 13а, который поддерживается на обоих концах посредством подшипников 14 и 14, и винтовую лопасть 13b.
Шнековый вал 13а шнекового разгрузчика 10, имеющий такую конфигурацию, имеет максимальную величину прогиба δmax, равную 6 мм или меньше, предпочтительно 3 мм или меньше. Поэтому гранулированное металлическое железо Р1 и ингибитор Q адгезии, которые остаются на поде 5 после разгрузки, имеют уменьшенную разницу в уровне поверхности между центром и концевой частью, которые расположены в направлении ширины пода 5. В результате уменьшается количество гранулированного металлического железа Р1, которое получается на поде 5 печи 1 с вращающимся подом и остается невыскребанным.
Шнековый вал 11а шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии также имеет максимальную величину прогиба δmax, равную 6 мм или меньше, предпочтительно 3 мм или меньше. Поэтому ингибитор Q адгезии имеет уменьшенную разницу в уровне поверхности между центром и концевой частью, которые расположены в направлении ширины пода 5. В результате предотвращается проникание гранулированного металлического железа Р1, полученного на ингибиторе Q адгезии, в ингибитор Q адгезии. Кроме того, шнековый вал 12а шнекового выравнивателя агломерата имеет максимальную величину прогиба δmax, равную 6 мм или меньше, предпочтительно 3 мм или меньше. Поэтому агломерат Р не проходит под винтовой лопастью 12b и предотвращается возможность расположения агломерата Р кучками. Во время термической операции максимальная величина прогиба шнекового вала 11а или 13а определяется посредством вычисления на основе модели свободно опирающейся балки.
Кроме того, шнековый выравниватель 8 ингибитора адгезии имеет первый относительный показатель скорости перемещения, определяемый приведенным ниже уравнением (1), а шнековый разгрузчик 10 имеет второй относительный показатель скорости перемещения, определяемый приведенным ниже уравнением (2), причем по меньшей мере один из первого относительного показателя скорости перемещения и второго относительного показателя скорости перемещения находится в пределах от 10 до 30.
Первый относительный показатель скорости перемещения
= (внешний диаметр (в мм) шнека шнекового выравнивателя ингибитора адгезии) × тангенс (угла наклона (в градусах) × (количество витков) × (скорость вращения шнека (в об/мин)) × π/60/(скорость перемещения в центре пода (в мм/с)) (1),
Второй относительный показатель скорости перемещения
= (внешний диаметр (в мм) шнека шнекового разгрузчика) × тангенс (угла наклона (в градусах) × (количество витков) × (скорость вращения шнека (в об/мин)) × π/60/(скорость перемещения в центре пода (в мм/с)) (2).
В соответствии с данным способом получения гранулированного металлического железа ингибитор Q адгезии не рассеивается винтовой лопастью 11b шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии и/или винтовой лопастью 13b шнекового разгрузчика 10 и не проходит под винтовыми лопастями 11b и 13b, и на поде может быть образована ровная поверхность ингибитора Q адгезии. В том случае, если первый относительный показатель скорости перемещения и/или второй относительный показатель скорости перемещения равен 30 или меньше, предотвращается возможность рассеивания ингибитора Q адгезии, и ингибитор Q адгезии может быть распределен до ровности f1, которая соответствует ровности, определенной в вышеприведенном пункте [1]. С другой стороны, в том случае, если первый относительный показатель скорости перемещения и/или второй относительный показатель скорости перемещения равен 10 или более, предотвращается возможность прохождения ингибитора Q адгезии под винтовой лопастью 11b шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии и/или винтовой лопастью 13b шнекового разгрузчика 10, и поэтому ингибитор Q адгезии может быть распределен до ровности f1, которая соответствует ровности, определенной в вышеприведенном пункте [1].
Кроме того, шнековый выравниватель 9 агломерата имеет третий относительный показатель скорости перемещения, определяемый приведенным ниже уравнением (3), причем упомянутый третий относительный показатель скорости перемещения находится в пределах от 2 до 10.
Третий относительный показатель скорости перемещения
= (внешний диаметр (в мм) шнека шнекового выравнивателя агломерата) × тангенс (угла наклона (в градусах) × (количество витков) × (скорость вращения шнека (в об/мин)) × π/60/(скорость перемещения в центре пода (в мм/с)) (3).
«Угол наклона» в вышеприведенных уравнениях (1)-(3) означает угол наклона каждой винтовой лопасти. В случае шнекового разгрузчика 10, угол наклона обозначен ссылочной позицией θ на фиг.5. Термин «количество витков» означает количество витков винтовой лопасти, и термин «скорость перемещения в центре пода» означает скорость перемещения в центре пода 5 в направлении ширины.
В соответствии с данным способом получения гранулированного металлического железа, агломерат Р не рассеивается винтовой лопастью 12b шнекового выравнивателя 9 агломерата и не проходит под винтовой лопастью 12b. То есть в том случае, если третий относительный показатель скорости перемещения равен 10 или меньше, предотвращается возможность рассеивания агломерата Р, и предотвращается уменьшение плотности распределения агломерата Р или возможность расположения агломерата Р кучками. С другой стороны, в том случае, если третий относительный показатель скорости перемещения равен 2 или более, предотвращается возможность прохождения агломерата Р под винтовой лопастью 12b шнекового выравнивателя 9 агломерата и в результате предотвращается возможность расположения агломерата Р кучками, облегчая укладку агломерата так, чтобы образовать единый слой.
Ниже, в отношении каждого из шнеков 11, 12 и 13 шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии, шнекового выравнивателя 9 агломерата и шнекового разгрузчика 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, описан шнек 13 шнекового разгрузчика 10 прежде всего в качестве примера со ссылкой на фиг.2 и 6. Фиг.6 представляет собой схематичный вид в перспективе детали D, показанной на фиг.5, выполненный с правой стороны.
Шнек 13 шнекового разгрузчика 10 образован посредством прикрепления множества разделенных лопастей 13b-1 к внешней периферии шнекового вала 13а посредством болта 15а и гайки 15b через лапку 15 для образования непрерывной винтовой лопасти 13b. В том случае, если винтовая лопасть 13b образована таким образом из разделенных лопастей, между разделенными лопастями 13b-1 и 13b-1 должен быть предусмотрен зазор S для поглощения термического расширения. Однако во время термической операции зазор S между разделенными лопастями 13b-1 и 13b-1 равен 3 мм или меньше. Таким образом, предотвращается проникание гранулированного металлического железа Р1 между разделенными лопастями 13b-1 и 13b-1. В результате сохраняется ровность на кромках винтовой лопасти 13b и, следовательно, может быть также обеспечена ровность пода 5.
Аналогичным образом, что касается каждого из шнеков 11 и 12 шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии и шнекового выравнивателя агломерата, то они образованы посредством прикрепления множества разделенных лопастей к внешней периферии шнекового вала 11а или 12а посредством болта или гайки через лапку для образования непрерывной винтовой лопасти 11b или 12b. Кроме того, во время термической операции зазор S между разделенными лопастями равен 3 мм или меньше. Таким образом, предотвращается проникание агломерата Р между разделенными лопастями. В результате сохраняется ровность на кромках винтовой лопасти 11b или 12b и, следовательно, может быть также обеспечена ровность агломерата Р по всей поверхности пода 5. Прикрепление разделенных лопастей к внешней периферии шнекового вала может быть осуществлено посредством сварки.
Ниже, в отношении каждого из шнековых валов 11а, 12а и 13а шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии, шнекового выравнивателя 9 агломерата и шнекового разгрузчика 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, описан шнековый вал 12а шнекового выравнивателя 9 агломерата прежде всего в качестве примера со ссылкой на фиг.7. Фиг.7 представляет собой схематичный вид в вертикальном разрезе, полученном в направлении стрелок вдоль линии Е-Е, показанной на фиг.2.
Данный шнековый выравниватель 9 агломерата установлен так, что можно регулировать высоту шнекового вала 12а посредством цилиндров 17 с электроприводом с возможностью поднятия/опускания вала, которые расположены на обеих наружных сторонах внешней кольцеобразной стенки 2 и внутренней кольцеобразной стенки 3 вдоль направления ширины пода 5. Поскольку скорость износа шнека 12 (точнее винтовой лопасти 12b) шнекового выравнивателя 9 агломерата не является постоянной, необходимо регулировать относительное положение данного выравнивателя 9 с регулярными или нерегулярными интервалами. Однако благодаря выполнению выравнивателя 9 с возможностью регулирования высоты шнекового вала 12а как с внутренней, так и с внешней периферийных сторон пода 5, может быть легко установлен рабочий уровень, пригодный для данного состояния износа. В частности, в шнеке 12 шнекового выравнивателя 9 агломерата, показанном на фиг.7, направление спирального витка в винтовой лопасти 12b изменяется на обратное в центре продольного направления. Однако винтовая лопасть 12b может иметь любое из двух направлений спиральных витков без изменения направления на обратное.
Таким же образом, поскольку скорости износа каждого из шнеков 11 и 13 (точнее винтовых лопастей 11b и 13b) шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии и шнекового разгрузчика 10 не являются постоянными, необходимо регулировать относительные положения соответствующего выравнивателя 8 и разгрузчика 10. Однако посредством выполнения выравнивателя 8 и разгрузчика 10 с возможностью регулирования каждой из высот их шнековых валов 11а и 13а с обеих внешних сторон пода 5 в направлении ширины, может быть легко установлен рабочий уровень, пригодный для данного состояния износа.
Предпочтительно, каждая из винтовых лопастей 11b, 12b и 13b шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии, шнекового выравнивателя 9 агломерата и шнекового разгрузчика 10 должна иметь угол наклона в пределах от 12 до 26 градусов.
В том случае, если угол θ наклона винтовой лопасти 13b равен 12 градусам или больше, достигаются следующие преимущества. Когда агломерат Р распределяют посредством шнекового выравнивателя 9 агломерата, предотвращается возможность проникания агломерата Р в ингибитор Q адгезии. Когда гранулированное металлическое железо Р1 выгружают посредством шнекового разгрузчика 10, предотвращается возможность проникания гранулированного металлического железа Р1 в ингибитор Q адгезии, в результате уменьшенное количество гранулированного металлического железа остается невыскребанным. С другой стороны, в том случае, если угол θ наклона винтовой лопасти 11b или 12b равен 26 градусам или меньше, то легко равномерно распределять агломерат Р посредством шнекового выравнивателя 9 агломерата и легко выскребать гранулированное металлическое железо Р1 посредством шнекового разгрузчика 10.
Как описано выше, в соответствии со способом получения гранулированного металлического железа настоящего изобретения, ингибитор адгезии, подаваемый на под, равномерно распределяют с использованием шнекового выравнивателя ингибитора адгезии так, что выровненный ингибитор адгезии имеет ровность, соответствующую 40% или меньше среднего диаметра частицы агломерата, и агломерат, подаваемый на ингибитор адгезии, равномерно укладывают с использованием шнекового выравнивателя агломерата так, что агломерат образует единый слой. В результате агломерат, подаваемый на ингибитор адгезии в нижнем по ходу участке подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом, может быть равномерно уложен так, чтобы образовать единый слой без замедления. Кроме того, когда выгружают гранулированное металлическое железо, полученное в подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом, достигается уменьшение количества гранулированного металлического железа, не выгруженного с пода. В результате не происходит накапливания расплавленного железа, и производство гранулированного металлического железа не замедляется.
ПРИМЕРЫ
m
Примеры, в которых печь с вращающимся подом, описанная в упомянутых вариантах осуществления, была использована в качества подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом в соответствии с настоящим изобретением, описаны ниже со ссылкой на фиг.1-6. В данных примерах был использован ингибитор Q адгезии с диаметром частиц, равным 3 мм или меньше, и агломерат Р с диаметром частиц от 16 до 22 мм и средним диаметром частиц d, равным 18 мм.
<Пример 1 (Примеры 1-1 - 1-2 и сравнительный пример 1-1)>
m
m
Сначала ингибитор Q адгезии, подаваемый на вращающийся под 5 посредством устройства 6 подачи ингибитора адгезии, равномерно распределяли с использованием шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии так, что выровненный ингибитор Q адгезии имел разные величины ровности f1. С учетом каждого из отношений результирующих величин ровности f1 к среднему диаметру d частицы агломерата (f1/d), агломерат Р подавали на выровненный ингибитор Q адгезии и распределяли с использованием шнекового выравнивателя 9 агломерата. Полученные результаты приведены в Таблице 1 в примере 1 (примеры 1-1 - 1-2 и сравнительный пример 1-1).
m
m
m
m
m
Результаты показывают следующее. В сравнительном примере 1-1, в котором отношение ровности f1 к среднему диаметру d частицы агломерата (f1/d) находилось в пределах 45-60%, наблюдалось значительное количество участков, где агломерат Р был расположен кучками в вертикальном направлении. И наоборот, в примере 1-2, в котором отношение (f1/d) находилось в пределах 27-38%, агломерат Р можно было уложить так, чтобы образовать по существу единый слой. В примере 1-1, в котором отношение (f1/d) находилось в пределах 14-19%, агломерат Р можно было уложить так, чтобы образовать один ровный слой. Если отношение (f1/d) меньше 14%, это означает, что величина ровности f1 ингибитора Q адгезии меньше необходимой. Поэтому очевидно, без необходимости реального исследования, что агломерат Р может быть уложен так, чтобы образовать более ровный единый слой.
m
То есть поскольку отношение (f1/d) регулируют так, чтобы оно было равно 40% или меньше, предпочтительно, 20% или меньше, и агломерат Р, подаваемый на ингибитор Q адгезии, равномерно распределяют с использованием шнекового выравнивателя 9 агломерата, агломерат Р, подаваемый на ингибитор Q адгезии в нижнем по ходу участке пода 5, может быть уложен так, чтобы образовать единый слой без замедления.
Пример 2 (Примеры 2-1 - 2-4 и сравнительные примеры 2-1 - 2-2)
Затем получали гранулированное металлическое железо Р1, используя несколько разных величин внешних диаметров и углов θ наклона винтовых лопастей 11b и 13b шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии и шнекового разгрузчика 10, используя разные скорости перемещения в центре пода 5, и изменяя первый и второй относительные показатели скорости перемещения выравнивателя 8 и разгрузчика 10, которые определяются соответственно приведенными выше уравнениями (1) и (2). Полученные результаты приведены в Таблице 2 в примере 2 (примеры 2-1 - 2-4 и сравнительные примеры 2-1 - 2-2). В данном примере 2 (примеры 2-1 - 2-4 и сравнительные примеры 2-1 - 2-2), во время термической операции каждый из шнековых валов 11а и 13а шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии и шнекового разгрузчика 10 имели максимальную величину прогиба δmax, равную 3 мм.
Результаты показывают следующее. В сравнительном примере 2-1, в котором первый или второй относительный показатель скорости перемещения был равен 5, ингибитор Q адгезии проходил через зазор между винтовой лопастью 11b шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии и подом 5, и в агломерате Р, распределенном на нем, образовывались локальные выступы. В сравнительном примере 2-2, в котором первый или второй относительный показатель скорости перемещения был равен 38, ингибитор Q адгезии рассеивался винтовой лопастью 11b, и в агломерате Р, распределенном на нем, наблюдалось локальное скапливание и участки, где частицы были уложены редко. И наоборот, в каждом из примеров 2-1 - 2-4, в которых первый или второй относительные показатели скорости перемещения находились в пределах от 11 до 27, агломерат Р можно было уложить так, чтобы образовать по существу один ровный слой.
То есть, поскольку первый относительный показатель скорости перемещения и второй относительный показатель скорости перемещения шнекового выравнивателя 8 ингибитора адгезии и шнекового разгрузчика 10, которые определяются соответствующими уравнениями (1) и (2), приведенными выше, регулируют так, чтобы они находились в пределах от 10 до 30, ингибитор Q адгезии не рассеивается винтовыми лопастями 11b и 13b выравнивателя 8 ингибитора адгезии и разгрузчика 10 и не проходит под данными винтовыми лопастями 11b и 13b. Поэтому агломерат Р может быть уложен так, чтобы образовать ровный единый слой.
Пример 3 (Примеры 3-1 - 3-4 и сравнительные примеры 3-1 - 3-2)
Затем агломерат Р подавали на ингибитор Q адгезии, находящийся на поде 5, и затем распределяли посредством шнекового выравнивателя 9 агломерата, используя несколько разных величин внешнего диаметра и угла θ наклона винтовой лопасти 12b шнекового выравнивателя 9 агломерата, используя разные скорости перемещения пода 5 и изменяя третий относительный показатель скорости перемещения выравнивателя 9, который определяется уравнением (3), приведенным выше. Полученные результаты приведены в Таблице 3 в примере 3 (примеры 3-1 - 3-4 и сравнительные примеры 3-1 - 3-2). В примере 3 (примеры 3-1 - 3-4 и сравнительные примеры 3-1 - 3-2), шнековый вал 12а шнекового выравнивателя 9 агломерата имел максимальную величину прогиба δmax, равную 3 мм. В каждом примере ингибитор Q адгезии, уложенный на поде 5, имел ровность f1, равную 6 мм или меньше.
Результаты показывают следующее. В сравнительном примере 3-1, в котором третий относительный показатель скорости перемещения был равен 1, агломерат Р проходил через зазор между винтовой лопастью 12b шнекового выравнивателя 9 агломерата и подом 5, и в распределенном на нем агломерате Р наблюдалось локальное скапливание. В сравнительном примере 3-2, в котором третий относительный показатель скорости перемещения был равен 15, агломерат Р рассеивался винтовой лопастью 12b, и в агломерате Р наблюдалось локальное скапливание и участки, где частицы были уложены редко. Поэтому невозможно было уложить агломерат Р так, чтобы образовать единый слой. И наоборот, в каждом из примеров 3-1 - 3-4, в которых третьи относительные показатели скорости перемещения находились в пределах от 3 до 9, агломерат Р можно было уложить так, чтобы образовать по существу единый слой.
То есть, поскольку третий относительный показатель скорости перемещения шнекового выравнивателя 9 агломерата, который определяется уравнением (3), приведенным выше, регулируют так, чтобы он находился в пределах от 2 до 10, агломерат Р не рассеивается винтовой лопастью 12b выравнивателя 9 агломерата и не проходит под винтовой лопастью 12b. Поэтому агломерат Р может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой.
Таблица 1
Единица измерения
Пример 1-1
Пример 1-2
Сравнительный пример 1-1
Диаметр частицы агломерата
мм
16-22
Локальная ровность ингибитора адгезии
мм
3 мм или меньше
6 мм или меньше
10 мм или меньше
(Локальная ровность ингибитора адгезии)/ (средний диаметр частицы агломерата)(f1/d<sub>m</sub>)
%
14-19
27-38
45-63
Выравнивание по уровню агломерата
может быть уложен так, чтобы образовать ровный единый слой
может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой
в результате образовалось множество участков, где агломерат был расположен кучками
Таблица 2
Единица измерения
Пример2-1
Пример2-2
Пример2-3
Пример2-4
Сравнительный пример 2-1
Сравнительный пример 2-2
Диаметр частицы ингибитора адгезии
-
3 мм или меньше
3 мм или меньше
3 мм или меньше
3 мм или меньше
3 мм илименьше
3 мм илименьше
Внешний диаметр винтовой лопасти выравнивателя ингибитора адгезии и разгрузчика
мм
700
1100
1100
1100
1100
1100
Угол наклона (θ)
градус
15,3
13,0
24,1
24,1
13,0
35,0
Скорость перемещения в центре пода
мм/с
45,0
300,0
300,0
300,0
300,0
300,0
Первый или второй относительный показатель скорости перемещения (уравнение (1) или (2))
-
20
11
21
27
5
38
Максимальная величина прогиба шнекового вала выравнивателя ингибитора адгезии и разгрузчика (δmax)
мм
3 мм
3 мм
3 мм
3 мм
3 мм
3 мм
Устройство для наклона/опускания
-
предусмотрено
предусмотрено
предусмотрено
предусмотрено
предусмотрено
предусмотрено
Рассеивание, прохождение насквозь
не происходит
не происходит
не происходит
не происходит
ингибитор адгезии проходил насквозь
ингибитор адгезии рассеивался
Выравнивание по уровню агломерата
может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой
может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой
может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой
может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой
пропускание ингибитора адгезии через зазор между винтовыми лопастями приводило к локальным выступам
рассеивание ингибитора приводило к локальному скучиванию и образованию участков, где агломерат был уложен редко
Таблица 3
Единица измер.
Пример3-1
Пример3-2
Пример3-3
Пример3-4
Сравнительный пример 3-1
Сравнительный пример 3-2
Диаметр частицы агломерата
мм
16-22
16-22
16-22
16-22
16-22
16-22
Диаметр частицы ингибитора адгезии
-
6 мм или меньше
6 мм или меньше
6 мм или меньше
6 мм или меньше
6 мм илименьше
6 мм илименьше
Внешний диаметр винтовой лопасти выравнивателя ингибитора адгезии и разгрузчика
мм
700
1000
1000
1000
1000
1000
Угол наклона (θ)
градусы
12,8
12,0
18,8
25,0
12,8
35,0
Скорость перемещения в центре пода
мм/с
50
300
300
300
300
300
Первый или второй относительный показатель скорости перемещения (уравнение (1) или (2))
-
5
3
5
9
1
15
Максимальная величина прогиба шнекового вала выравнивателя ингибитора адгезии и разгрузчика (δmax)
мм
3 мм
3 мм
3 мм
3 мм
3 мм
3 мм
Устройство для наклона/опускания
-
предусмотрено
предусмотрено
предусмотрено
предусмотрено
предусмотрено
предусмотрено
Рассеивание, прохождение насквозь
не наблюдалось
не наблюдалось
не наблюдалось
не наблюдалось
агломерат проходил насквозь
агломерат рассеивался
Выравнивание по уровню агломерата
может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой
может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой
может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой
может быть уложен так, чтобы образовать по существу единый слой
пропускание агломерата через зазор между винтовыми лопастями приводило к скучиванию, не позволяя укладывать агломерат так, чтобы образовать единый слой
рассеивание агломерата приводило к уменьшению плотности распределения агломерата и локальному скучиванию, не позволяя укладывать агломерат так, чтобы образовать единый слой
Как было описано выше, в соответствии со способом получения гранулированного металлического железа настоящего изобретения, после или одновременно с выгрузкой гранулированного металлического железа и перед подачей на под свежего ингибитора адгезии, поверхностный слой использованного ингибитора адгезии, прилипший к поду, удаляют с использованием шнекового разгрузчика так, что остаточный использованный ингибитор адгезии, остающийся на поде, имеет ровность, соответствующую 40% или меньше среднего диаметра частицы агломерата. В результате равномерное выравнивание по уровню вновь добавленного ингибитора адгезии не затруднено. Кроме того, когда выгружают гранулированное металлическое железо, полученное в подовой восстановительной плавильной печи с подвижным подом, достигается уменьшение количества гранулированного металлического железа, не выгруженного из пода. В результате не происходит накапливание расплавленного железа, и производство гранулированного металлического железа не замедляется.
Хотя изобретение описано подробно со ссылкой на конкретные варианты его осуществления, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что в них может быть выполнено множество изменений и модификаций без отхода от сущности и объема настоящего изобретения.
Данная заявка основана на заявке на патент Японии № 2010-192343 от 30 августа 2010 года, полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
В соответствии с настоящим изобретением, в способе получения гранулированного металлического железа, который включает выравнивание по уровню ингибитора адгезии, подаваемого на под восстановительной плавильной печи с подвижным подом, подачу агломерата, включающего материал, содержащий оксид железа, и углеродистый восстановитель, на выровненный ингибитор адгезии, выравнивание по уровню агломерата, подаваемого на ингибитор адгезии, затем нагревание агломерата для восстановления и расплавления оксида железа, содержащегося в агломерате, для получения гранулированного металлического железа и выгрузку полученного гранулированного металлического железа с использованием шнекового разгрузчика, при этом выравниватель ингибитора адгезии, выравниватель агломерата, разгрузчик и физическое состояние материалов, находящихся на поде, оптимизируют, чтобы таким образом обеспечить выравнивание по уровню агломерата в единый слой, и в результате агломерат подвергается равномерной термической обработке, чтобы обеспечить получение высококачественного гранулированного металлического железа в соответствующем объеме.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
P: Агломерат (исходный материал для получения гранулированного металлического железа)
P1: Гранулированное металлическое железо
Q: Ингибитор адгезии
Q1: Использованный ингибитор адгезии
Qf: Средняя поверхность распределенного ингибитора адгезии
f1: Ровность ингибитора адгезии
S: Зазор
θ: Угол наклона
δmax: Максимальная величина прогиба
1: Печь с вращающимся подом
2: Внешняя кольцеобразная стенка
3: Внутренняя кольцеобразная стенка
4: Потолочная часть
5: Вращающийся под
6: Устройство подачи ингибитора адгезии
7: Устройство подачи агломерата
6а, 7а: Ленточный транспортер
6b, 7b: Приемный бункер
8: Шнековый выравниватель ингибитора адгезии
9: Шнековый выравниватель агломерата
10: Шнековый разгрузчик
11, 12, 13: Шнек
11а, 12а, 13а: шнековый вал
11b, 12b, 13b: Винтовая лопасть
13b-1: Разделенная лопасть
14: Подшипник
15а: Болт
15b: Гайка
16: Лапка
17: Цилиндр с электроприводом для поднятия/опускания вала