CN102959093B - 粒状金属铁的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及粒状金属铁的制造方法，其特征在于，包括：将供给到移动床式炉床还原熔化炉的炉床上的粘合抑制材整平成平面状；在整平成平面状的所述粘合抑制材上，供给包括含氧化铁物质和碳质还原材的压块；将供给到所述粘合抑制材上的所述压块整平成平面状；接着加热而熔融还原所述压块中的氧化铁，得到粒状金属铁；使用螺杆式排出装置排出所得到的粒状金属铁，在此粒状金属铁的制造方法中，使用螺杆式粘合抑制材整平装置，均等地整平供给到炉床上所述粘合抑制材，使整平后的所述粘合抑制材的平面度为所述压块的平均粒径的40％以下，并且使用螺杆式压块整平装置，将供给到所述粘合抑制材上的所述压块均等地铺设为一层。

Description

粒状金属铁的制造方法
技术领域
本发明涉及粒状金属铁的制造方法，其包括：将供给到移动床式炉床还原熔化炉的炉床上的粘合抑制材平整成平面状；接着，在整平成平面状的所述粘合抑制材上，供给包括含氧化铁物质和碳质还原材的压块；将供给到所述粘合抑制材上的所述压块整平成平面状；熔融还原所述压块而制造粒状金属铁。
背景技术
一直以来，作为移动床式炉床炉，已知有具备外周壁、内周壁和配置在此壁间的圆环状的回转炉床的回转炉床炉，和具备两侧壁和配置在此壁间的直线状的直线炉床的直线炉床炉。所述回转炉床，一般由圆环状的炉体框架、配置在所述炉体框架上的炉床绝热材和配置在该炉床绝热材上的耐火内衬构成。
具有这样构造的回转炉床炉，一直以来被用于钢坯等金属的加热处理或可燃性废弃物的燃烧处理等，但近年来，使用所述回转炉床炉，由包含碳质还原材和含氧化铁物质的压块制造还原铁的方法正在实用化，此外近年来，在回转炉床炉等的还原熔化炉内加热含有碳质还原材和含氧化铁物质的压块，对于该原料中的氧化铁进行固体还原后，进一步加热生成的金属铁而使之熔融，并且一边使之与炉渣成分进行分离一边使之凝集，从而制造高纯度的粒状金属铁的工艺得到开发。
在利用回转炉床炉的还原铁制造工艺和粒状金属铁制造工艺中，为了让所供给的压块被均匀加热，有需要使之遍及炉床上的整个面而确实地分散平整的必要性，以及存在伴随着从所述压块生成的粉末等在炉床上烧结、粘合，而对螺杆式排出装置造成损伤等的问题。
关于用于解决这样的课题的现有技术，以下一边参照附图8一边进行说明。图8是表示专利文献1中，向压块中添加粘合抑制材的方法的一例的说明图。
首先，专利文献1是加热、还原含有粉状金属氧化物和粉状碳质物质的压块P而制造还原铁的回转炉床式还原炉21的作业方法，在装入粘合抑制材Q时，预先向所述压块P中添加所述粘合抑制材Q。
可是，在此专利文献1中，向所述压块P预先装入粘合抑制材Q时，如果粘合抑制材Q铺设得不平滑，则由于炉床22的宽度方向和周向的高低差造成的从炉床22上部向压块P的输入热量产生不均。其结果是，得不到均匀、高品质的粒状金属铁，制品的成品率降低。另外，若以粘合抑制材Q在炉床22圆周方向和宽度方向上存在高低差的状态铺设压块P，在还原压块P，掏出所得到的还原铁时，还原铁钻入粘合抑制材Q之下，无法掏净大量发生。另外，还会发生铁水存积，妨碍生产这样的问题点依然残留。
其次，专利文献2是追随投入原料的变动，以使炉床和整平体的螺旋叶片的间隔变小的方式而使整平体下降的粒状还原铁原料的整平方法，其根据供给量的增减速度或平均粒径的变动速度，加减扩张收缩炉床和螺旋叶片的间隔的扩张收缩速度，如此使整平体升降。
然而，在专利文献2中，关于根据原料性状不同而采取的整平体的旋转速度、叶片与轴的关系没有提及。如果与整平物质相应的整平装置的旋转速度、叶片与轴的关系不恰当，则带来供给原料的滑过和飞散。
【先行技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2002-249813号公报
【专利文献2】日本特开2001-64710号公报
发明内容
本发明其目的在于，提供一种粒状金属铁的制造方法，其包括：将供给到移动床式炉床还原熔化炉的炉床上的粘合抑制材整平成平面状；在整平成平面状的所述粘合抑制材上，供给包括含氧化铁物质和碳质还原材的压块；将供给到所述粘合抑制材上的所述压块整平成平面状；接着，加热而对于所述压块中的氧化铁进行熔融还原，得到粒状金属铁；使用螺杆式排出装置排出所得到的粒状金属铁，在此粒状金属铁的制造方法中，通过使粘合抑制材整平装置、压块整平装置和排出装置与所述炉床上的物理性的状态达到最佳化，压块不会堆积而能够成为一层，从而进行均匀的加热处理，可以高成品率地制造高品质粒状金属铁。
本发明提供以下的粒状金属铁的制造方法。
[1]一种粒状金属铁的制造方法，其特征在于，包括：
将供给到移动床式炉床还原熔化炉的炉床上的粘合抑制材整平成平面状；
在整平成平面状的所述粘合抑制材上，供给包括含氧化铁物质和碳质还原材的压块；
将供给到所述粘合抑制材上的所述压块整平成平面状；
接着，进行加热使所述压块中的氧化铁熔融还原，得到粒状金属铁；
使用螺杆式排出装置排出所得到的粒状金属铁，
在该粒状金属铁的制造方法中，使用螺杆式粘合抑制材整平装置，将供给到炉床上的所述粘合抑制材均等地进行整平，
使整平后的所述粘合抑制材的平面度是所述压块的平均粒径的40％以下，并且，
使用螺杆式压块整平装置，而将供给到所述粘合抑制材上的所述压块进均等地铺设为一层。
[2]根据[1]所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，在排出所述粒状金属铁之后或在排出同时，并且，在将新的粘合抑制材供给到所述炉床上之前，使用螺杆式排出装置除去残留在炉床上的旧的粘合抑制材的表层，使残存在炉床上的旧的粘合抑制材的平面度是所述压块的平均粒径的40％以下。
[3]根据[1]或[2]所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，所述螺杆式粘合抑制材整平装置、螺杆式压块整平装置和螺杆式排出装置的至少任意一个装置的螺杆轴在热态时的最大挠曲量在6mm以下。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，所述螺杆式粘合抑制材整平装置的由下式(1)定义的第一相对移动速度比，和螺杆式排出装置的由下式(2)定义的第二相对移动速度比的至少任意一方为10～30。
第一相对移动速度比＝螺杆式粘合抑制材整平装置的螺杆外径(mm)×tan(导程角(度))×条数(条)×螺杆转速(r/m)×π/60/炉床中央部移动速度(mm/s)    (1)
第二相对移动速度比＝螺杆式排出装置的螺杆外径(mm)×tan(导程角(度))×条数(条)×螺杆转速(r/m)×π/60/炉床中央部移动速度(mm/s)    (2)
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，所述螺杆式压块整平装置的由下式(3)定义的第三相对移动速度比为2～10。
第三相对移动速度比＝螺杆式压块整平装置的螺杆外径(mm)×tan(导程角(度))×条数(条)×螺杆转速(r/m)×π/60/炉床中央部移动速度(mm/s)(3)
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，所述螺杆式粘合抑制材整平装置、螺杆式压块整平装置和螺杆式排出装置的至少任意一个装置的螺杆，将分割成多个的分割叶片作为通过螺栓和螺母或焊接而连接在螺杆轴外周的螺旋叶片加以固定，所述分割叶片间的间隙在热态时形成为3mm以下。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，可以从所述移动床式炉床还原熔化炉的炉床宽度两侧，调整所述整平装置和排出装置的至少一个螺杆轴高度。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，所述整平装置和排出装置的至少一个螺旋叶片的导程角为12～26度的范围。
根据上述[1]的粒状金属铁的制造方法，将供给到移动床式炉床还原熔化炉的炉床上的粘合抑制材整平成平面状，在整平成平面状的所述粘合抑制材上，供给包括含氧化铁物质和碳质还原材的压块，将这些压块整平成平面状，接着，进行加热而使所述压块中的氧化铁熔融还原，使用螺杆式排出装置排出所得到的粒状金属铁，在此粒状金属铁的制造方法中，使用螺杆式粘合抑制材整平装置将供给到炉床上的所述粘合抑制材均等地整平，使整平后的所述粘合抑制材的平面度为所述压块的平均粒径的40％以下，并且使用螺杆式压块整平装置，将供给到这些粘合抑制材上的所述压块均等地铺设为一层。
其结果是，不会阻碍粒状金属铁的生成，而可以在移动床式炉床炉的下游侧达成在粘合抑制材上所供给的所述压块的均等的一层铺设。另外，排出在移动式炉床还原熔化炉内制造的粒状金属铁时，在炉床上，粒状金属铁的排出剩余减少，其结果是也不会发生铁水积存，不会阻碍粒状金属铁的生产。
另外，根据上述[2]的粒状金属铁的制造方法，在[1]所述的粒状金属铁的制造方法中，在排出所述粒状金属铁之后或在排出的同时，并且，在将新的粘合抑制材供给到所述炉床上之前，使用螺杆式排出装置除去残留在炉床上的旧的粘合抑制材的表层，使残存在炉床上的旧的粘合抑制材的平面度为所述压块的平均粒径的40％以下，因此不会阻碍均等地整平新填充的粘合抑制材。另外，与上述[1]同样，在排出移动式炉床还原熔化炉内所制造的粒状金属铁时，炉床上的粒状金属铁的排出残留减少，其结果是也不会发生铁水积存，不阻碍生产。
此外，根据上述[3]的粒状金属铁的制造方法，在[1]或[2]所述的粒状金属铁的制造方法中，所述螺杆式粘合抑制材整平装置、螺杆式压块整平装置和螺杆式排出装置的至少任意一个装置的螺杆轴在热态时的最大挠曲量为6mm以下，因此粘合抑制材和压块在炉床宽度方向的中心部与端部的高低差变少，从而抑制在粘合抑制材上所制造的粒状金属铁钻入粘合抑制材内，并且在移动式炉床还原熔化炉的炉床上所制造的粒状金属铁的掏取不净减少。
另外，还根据上述[4]的粒状金属铁的制造方法，在[1]至[3]的任一项所述的粒状金属铁的制造方法中，所述螺杆式粘合抑制材整平装置的由前式(1)定义的第一相对移动速度比，和螺杆式排出装置的由前式(2)定义的第二相对移动速度比的至少任意一方为10～30，因此具有下述效果。
即，根据上述粒状金属铁的制造方法，粘合抑制材不会因所述螺杆式粘合抑制材整平装置或/和螺杆式排出装置的螺旋叶片而飞散，或者从这些螺旋叶片下滑过，能够成形平滑的粘合抑制材的炉床面。所述第一相对移动速度比或/和第二相对移动速度比为30以下时，能够抑制粘合抑制材的飞散的发生，整平成满足上述[1]中规定的平面度的平面度。另一方面，所述第一相对移动速度比或/和第二相对移动速度比为10以上时，能够抑制粘合抑制材从螺杆式粘合抑制材整平装置或/和螺杆式排出装置的螺旋叶片下滑过，整平成满足上述[1]中规定的平面度的平面度。
而且，根据上述[5]的粒状金属铁的制造方法，在[1]至[4]的任一项所述的粒状金属铁的制造方法中，因为所述螺杆式压块整平装置的由前式(3)定义的第三相对移动速度比为2～10，所以压块不会由于所述螺杆式压块整平装置的螺旋叶片而飞散，或者从该旋转叶片下滑过。即，所述第三相对移动速度比在10以下时，会抑制压块的飞散的发生，抑制压块的铺设密度的降低和重叠的发生。另一方面，所述第三相对移动速度比为2以上时，会抑制压块从螺杆式压块整平装置的旋转叶片下滑过，抑制压块彼此的重叠的发生，铺设一层变得容易。
另一方面，根据上述[6]的粒状金属铁的制造方法，在[1]至[5]的任一项所述的粒状金属铁的制造方法中，所述螺杆式粘合抑制材整平装置、螺杆式压块整平装置和螺杆式排出装置的至少任意一个装置的螺杆，将分割成多个的分割叶片作为通过螺栓和螺母或焊接而连接在螺杆轴外周的螺旋叶片加以固定，并且使所述分割叶片间的间隙在热态时形成为3mm以下，因此可抑制压块夹在分割叶片间。其结果是，因为所述螺旋叶片前端的平面度被保持，也可以也能够确保炉床的平面度。
另外，根据上述[7]的粒状金属铁的制造方法，在[1]至[6]的任一项所述的粒状金属铁的制造方法中，可以从所述移动床式炉床还原熔化炉的炉床宽度两侧调整所述整平装置和排出装置的至少一个螺杆轴高度。因为螺杆式压块整平装置、螺杆式排出装置和螺杆式粘合抑制材整平装置各自的螺杆磨耗量不一定，所以需要定期或不定期地对于各个整平装置和排出装置的相对位置进行调整，通过使所述整平装置和排出装置的螺杆轴高度可以从所述炉床宽度两侧进行调整，对应磨耗状态的操作水平的设定容易进行。
此外，上述[8]的粒状金属铁的制造方法采用的机构，在[1]至[7]的任一项所述的粒状金属铁的制造方法中，因为使所述整平装置和排出装置的至少一个螺旋叶片的导程角为12～26度的范围，所以由压块的所述整平装置进行的整平，和由粒状金属铁的所述排出装置进行的掏取没有困难。即，如果所述螺旋叶片的导程角为12度以上，则在整平压块时或排出粒状金属铁时，可抑制压块或粒状金属铁钻入粘合抑制材，掏取不净减少。另一方面，如果所述螺旋叶片的导程角为26度以下，则整平压块时进行均等地整平变得容易，另外排出粒状金属铁时容易掏取。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式的粒状金属铁的制造方法的俯视回转炉床炉主体的模式的俯视图。
图2是剖视图1的箭头方向A-A的模式的立剖面图。
图3是剖视图2的箭头方向B-B的模式的立剖面图，分别省略压块，图3(a)表示螺杆轴有挠曲的情况，图3(b)是螺杆轴没有挠曲的情况。
图4是放大表示图3(b)的B1部的局部放大详图。
图5是从C方向按箭头方向观看图2的螺杆式排出装置的螺杆的模式的箭头方向图。
图6是从右侧透镜图5的D部的模式的立体图。
图7是剖视图2的箭头方向E-E的模式的立剖面图。
图8是表示现有技术1中，将粘合抑制材添加到压块中的方法的一例的说明图。
具体实施方式
对于本发明的实施方式的粒状金属铁的制造方法，以将回转炉床炉应用于移动床式炉床还原熔化炉的情况为具体例，首先一边参照图1～4一边进行说明。
图1是用于说明本发明的实施方式的粒状金属铁的制造方法的俯视回转炉床炉主体的模式的俯视图，图2是剖视图1的箭头方向A-A的模式的立剖面图。另外，图3(a)和(b)是剖视图2的箭头方向B-B的模式的立剖面图，分别省略压块，图3(a)表示螺杆轴有挠曲的情况，图3(b)表示螺杆轴没有挠曲的情况。图4是放大显示图3(b)的B1部的局部放大详图。
该回转炉床炉1具备如下：外周壁2；设于其内侧的内周壁3；从上方覆盖外周壁2和内周壁3之间的空间的炉顶部4；配置在所述外周壁2和内周壁3之间的圆环状的回转炉床(以下，均仅称为炉床。)5。所述外周壁2、所述内周壁3和所述炉顶部4主要由绝热材构成。
所述回转炉床5，由未图示的驱动装置，一边通过外周壁2和内周壁3之间，一边以在圆周上沿箭头方向旋转移动的方式驱动。而且，在该回转炉床5上，首先，由粘合抑制材供给装置6的带式运送机6a搬送，含有煤等的碳质物质的粉末状所构成的粘合抑制材Q，经由受料漏斗6b被装入。
在此，所谓“粘合抑制材”Q，是指后述的压块P被载置于回转炉床5上的状态下，分散在压块P的周围的物质，其用于防止板状等的粘合物的形成。即，在所述炉床5上，即使从还原中的压块P发生的粉和粒状金属铁排出时所发生的粉末残留而在炉内长时间滞留，因为作为粘合抑制材Q而添加的碳质物质的粒子，存在于还原金属和炉渣成分之间而妨碍它们的结合，所以不会有跨越广大范围的板状粘合物的生长。
另外，例如即使成为粘合物，利用比较小的力，作为粘合抑制材Q的碳质物质的粒子也会成为起点而在粘合物上发生龟裂，形成小片，能够很容易地从炉床5上分离。还有，也可以使用以CaO、MgO、Al2O3的任意一以上的成分作为主成分的粉状物质所构成的粘合抑制材Q，或者，使用粉状碳质物质和以CaO、MgO、Al2O3的任意一以上的成分为主成分的粉状物质的混合物所构成粘合抑制材Q，来替代所述粉状碳质物质构成的粘合抑制材Q。
装入到回转炉床5上的粘合抑制材Q，接着被螺杆式粘合抑制材整平装置8均等分散成平面状，再在平面状均等分散在回转炉床5上的这些粘合抑制材Q之上，通过压块供给装置7的带式运送机7a，经由受料漏斗7b，装入包括含氧化铁物质和碳质还原物质、具有粒径16～22mm的压块(粒状金属铁原料)P。
装入到粘合抑制材Q上的压块P，接着经由螺杆式压块整平装置9，如后述这样被均等分散成平面状。然后，一边伴随回转炉床5的旋转一边在炉内加热这些压块P，熔融还原所述压块P中的氧化铁，由螺杆式排出装置10排出所得到的粒状金属铁P1，由此制造粒状金属铁P1。
本发明的实施方式的粒状金属铁的制造方法，使用螺杆式粘合抑制材整平装置8，将供给到炉床5上的所述粘合抑制材Q整平成平面状，使整平后的所述粘合抑制材Q的平面度为所述压块P的平均粒径的40％以下，优选为20％以下。而且同时，使用螺杆式压块整平装置9，将供给到这些粘合抑制材Q上的所述压块P均等分散成平面状。
其结果是，在回转炉床炉1的下游侧，可以达成供给到粘合抑制材Q之上的压块P如后述这样铺设一层，而不会阻碍粒状金属铁的生成。另外，排出在回转炉床炉1内所制造的粒状金属铁P1时，在炉床5上的粒状金属铁P1的排出残留减少，其结果是也不会发生铁水积存，对生产的阻碍要因被消除。
在此，一边参照图3(a)～(b)、图4，一边对于整平成平面状之后的粘合抑制材Q的“平面度”和压块P的“平均粒径”进行说明。首先，整平成平面状的后的粘合抑制材Q的所谓“平面度”f1，是指在整平成平面状的后的粘合抑制材Q存在的回转炉床5的任意之处，如图3(b)所示排除螺杆式粘合抑制材整平装置8的螺杆轴11a的挠曲的影响，剖视沿着与旋转方向正交的直交炉床5的总宽度和旋转方向的炉床5的全周时，分散的粘合抑制材Q各自的表面凹凸状态下的最高位的顶部与最低位的底部的垂直距离。
图3(a)～(b)的符号Qf，表示整平成平面状的后的粘合抑制材Q的平均面。另外，图3(b)是用于说明与旋转方向正交的炉床5总宽度的“平面度”的图，但关于沿着旋转方向的炉床5全周的“平面度”，虽然省略了图示，但除了与上述炉床5总宽度的“平面度”方向不同以外，其余均一样。
然后，与旋转方向正交的炉床5宽度方向的“平面度”通过如下方式求得，即在炉床5上部的宽度方向的总宽度上，与炉床5面大体平行地拉设钢琴线，利用直尺等实测从该钢琴线至粘合抑制材Q的表面的多个的垂直距离，排除计算上求得的螺杆轴11a的挠曲的影响而求得。因为炉床5的表面为凹凸状态，所以上述所谓“大体平行”是指以目视确认为大体上平行的程度的平行度。另一方面，关于沿着旋转方向的炉床5全周的“平面度”，是在炉床5上部的总宽度上拉设的所述钢琴线上进行多处标记后，利用直尺等并使炉床5一点点旋转直至炉床5旋转一周，在此各标记位置实测从钢琴线至粘合抑制材Q的表面的垂直距离，比较每个相同的测量点实测的数据而求得的。
另外，在本发明中，所谓“平均粒径”是以筛分法进行分级后由各筛孔间的代表直径和此筛孔间的质量计算的质量平均粒径。例如，使用筛孔为D1、D2…、Dn，Dn+1(D1＜D2＜…＜Dn＜Dn+1)的筛子进行分级时，如果筛孔Dk和Dk+1间的质量为Wk，则质量平均粒径dm由dm＝∑k＝1、n(Wk×dk)/∑k ＝1、n(Wk)定义。在此，dk是筛孔Dk与Dk+1间的代表直径，dk＝(Dk+Dk+1)/2。
那么，如果设压块P的平均粒径为dm，则使粘合抑制材Q的平面度f1为f1≤0.4×dm，优选为f1≤0.2×dm，同时，使用螺杆式压块整平装置9，将供给到这些粘合抑制材Q上的压块P均等分散成平面状。通过使粘合抑制材Q之上述平面度f1为f1≤0.4×dm，在回转炉床炉1的下游侧供给到粘合抑制材Q之上的压块P，如图4所示，可以达成上下没有重叠而大致铺设为一层。此外，通过达成f1≤0.2×dm，在回转炉床炉1的下游侧供给到粘合抑制材Q之上的压块P的上下不会发生重叠，可以达到一层铺设。
另一方面，粘合抑制材Q之上述平面度f1为f1＞0.4×dm时，则粘合抑制材Q的上表面的高低差过大，供给到粘合抑制材Q之上的压块P的上下发生重叠，不能达到回转炉床炉1的下游侧的一层铺设。
此外，在排出粒状金属铁P1后或在排出同时，并且，在将新的粘合抑制材Q供给到所述炉床5上之前，使用螺杆式排出装置10除去附着在炉床5上的旧的粘合抑制材Q1的表层，使残存在炉床5上的旧的粘合抑制材Q1的平面度f2为压块P的平均粒径dm的40％以下。在此，所谓平面度f2是相对于所述平面度f1是整平后的粘合抑制材Q的平面度而言，有所不同的一点是，这里所说的平面度f2，是残存在回转炉床5上的旧的粘合抑制材Q1的平面度。
于是，通过使残存在回转炉床5上的粘合抑制材Q1的平面度f2为f2≤0.4×dm，不会阻碍将新供给的粘合抑制材Q整平得平滑。另外，排出在回转炉床炉1内制造的粒状金属铁P1时，在回转炉床5上的粒状金属铁P1的排出残留减少，其结果是铁水积存也基本不会发生，几乎不会阻碍生产。此外，成这f2≤0.2×dm，能够没有问题地答成将新供给的粘合抑制材Q整平得平滑。于是，排出在回转炉床炉1内制造的粒状金属铁P1时，在回转炉床5上的粒状金属铁P1的排出残留减少，作为结果是也不会发生铁水积存，不会阻碍粒状金属铁的生产。
如果残存粘合抑制材Q1的平面度f2为f2＞0.4×dm，则难以将新供给的粘合抑制材Q整平得平滑，因此在排出回转炉床炉1内所制造的粒状金属铁P1时，在回转炉床5上的粒状金属铁P1的排出残留增大，结果是发生铁水积存，将阻碍粒状金属铁的生产。
接着，关于本发明的实施方式的螺杆式粘合抑制材整平装置8、螺杆式压块整平装置9和螺杆式排出装置10的各螺杆轴11a、13a的挠曲，首先以螺杆式排出装置10的螺杆13为例，一边参照图2、5一边进行说明。图5是从C方向按箭头方向看图2的螺杆式排出装置的螺杆的模式的箭头方向图。螺杆式排出装置10的螺杆13，具备由轴承14、14进行两端支承的螺杆轴13a和螺旋叶片13b。
而且，因为这样的螺杆式排出装置10的螺杆轴13a的最大挠曲量δmax为6mm以下，优选为3mm以下，所以排出后残存在炉床5的粒状金属铁P1和粘合抑制材Q，在炉床5宽度方向的中心部与端部的高低差变少，在回转炉床炉1的炉床5上所制造的粒状金属铁P1的掏取不净减少。
同样，因为螺杆式粘合抑制材整平装置8的螺杆轴11a的最大挠曲量δmax为6mm以下，优选为3mm以下，所以粘合抑制材Q在炉床5宽度方向的中心部与端部的高低差变少，抑制了在粘合抑制材Q上所制造的粒状金属铁P1钻入粘合抑制材Q内。此外，因为螺杆式压块整平装置9的螺杆轴12a的最大挠曲量δmax为6mm以下，优选为3mm以下，所以压块P不会在螺旋叶片12b之下滑过。即，压块P的重叠的发生得到抑制。在此，所述螺杆轴11a、13a在热态时的最大挠曲量，通过由单纯支承的梁模型进行的计算求得。
另外，螺杆式粘合抑制材整平装置8的由下式(1)定义的第一相对移动速度比，和螺杆式排出装置10的由下式(2)定义的第二相对移动速度比的至少任意一方为10～30。
第一相对移动速度比＝螺杆式粘合抑制材整平装置的螺杆外径(mm)×tan(导程角(度))×条数(条)×螺杆转速(r/m)×π/60/炉床中央部移动速度(mm/s)(1)
第二相对移动速度比＝螺杆式排出装置的螺杆外径(mm)×tan(导程角(度))×条数(条)×螺杆转速(r/m)×π/60/炉床中央部移动速度(mm/s)(2)
根据上述粒状金属铁的制造方法，粘合抑制材Q，不会因螺杆式粘合抑制材整平装置8的螺旋叶片11b或/和螺杆式排出装置10的螺旋叶片13b而飞散或滑过，能够成形平滑的粘合抑制材Q的炉床面。如果所述第一相对移动速度比或/和第二相对移动速度比为30以下，则能够抑制粘合抑制材Q的飞散的发生，整平成满足上述[1]的平面度f1。另一方面，如果所述第一相对移动速度比或/和第二相对移动速度比为10以上，则能够抑制粘合抑制材Q在螺杆式粘合抑制材整平装置8的螺旋叶片11b或/和螺杆式排出装置10的螺旋叶片13b下滑过，能够整平成满足上述[1]的平面度f1。
此外，在螺杆式压块整平装置9中，由下式(3)定义的第三相对移动速度比为2～10。
第三相对移动速度比＝螺杆式压块整平装置的螺杆外径(mm)×tan(导程角(度))×条数(条)×螺杆转速(r/m)×π/60/炉床中央部移动速度(mm/s)(3)
在此，上式(1)～(3)的“导程角”是各螺旋叶片的导程角，以图5的符号θ例示螺杆式排出装置10的情况。另外，“条数”是螺旋叶片的条数，“炉床中央部移动速度”是炉床5的宽度方向中央部的移动速度。
根据上述粒状金属铁的制造方法，压块P不会因螺杆式压块整平装置9的螺旋叶片12b而飞散，或在该螺旋叶片12b下滑过。即，所述第三相对移动速度比为10以下时，抑制了压块P的飞散的发生，并抑制了压块P的铺设密度的降低和重叠的发生。另一方面，所述第三相对移动速度比为2以上时，可抑制压块P在螺杆式压块整平装置9的螺旋叶片12b下滑过，并抑制压块P彼此的重叠的发生，进行一层铺设容易。
接下来，就本发明的实施方式的螺杆式粘合抑制材整平装置8、螺杆式压块整平装置9和螺杆式排出装置10的各螺杆11、12、13，首先以螺杆式排出装置10的螺杆13为例，一边参照图2、图6一边进行说明。图6是从右侧透镜图5的D部的模式的立体图。
该螺杆式排出装置10的螺杆13，是经由凸耳16，利用螺栓15a、螺母15b，将分割成多个的分割叶片13b-1作为与螺杆轴13a外周连接的螺旋叶片13b加以固定而形成的。这样分割螺旋叶片13b时，在分割叶片13b-1、13b-1间虽然需要用于吸收热膨胀的间隙S，但因为此分割叶片13b-1、13b-1间的间隙S在热态时为3mm以下，所以可抑制粒状金属铁P1夹在分割叶片13b-1、13b-1间。其结果是，所述螺旋叶片13b前端的平面度得以保持，因以也能够确保炉床5的平面度。
同样，关于螺杆式粘合抑制材整平装置8和螺杆式压块整平装置9的各螺杆11、12，也是将分割成多个的分割叶片，作为经由凸耳并利用螺栓、螺母而连接于螺杆轴11a、12a外周的螺旋叶片11b、12b加以固定而形成。而且同时，因为使各分割叶片间的间隙S在热态时为3mm以下，所以可抑制压块P夹在这些分割叶片间。其结果是，所述螺旋叶片11b、12b前端的平面度得以保持，因此也能够确保炉床5上的压块P的平面度。这样的分割叶片向螺杆轴外周的固定，也可以通过焊接固定。
此外，关于本发明的实施方式的螺杆式粘合抑制材整平装置8、螺杆式压块整平装置9和螺杆式排出装置10的各螺杆轴11a、12a、13a，首先以螺杆式压块整平装置9的螺杆轴12a为例，一边参照图7一边加以说明。图7是剖视图2的箭头方向E-E的模式的立剖面图。
此螺杆式压块整平装置9，通过设于炉床5宽度方向两侧的外周壁2和内周壁3的外侧的轴升降用电动缸17，可以调整螺杆轴12a的高度。因为螺杆式压块整平装置9的螺杆12(详细地说就是螺旋叶片12b)的磨耗量不固定，所以需要定期或不定期地进行整平装置9的相对位置的调整，但通过可以从炉床5的内周和外周两侧调整所述整平装置9的螺杆轴12a的高度，对应磨耗状态的操作水平的设定容易进行。还有，在图7中，螺杆式压块整平装置9的螺杆12，螺旋叶片12b的旋转方向在纵长方向中央部变成逆向，但为哪一个方向的旋转方向都可以。
同样，因为螺杆式粘合抑制材整平装置8和螺杆式排出装置10各自的螺杆11、13(详细地说是螺旋叶片11b、13b)的磨耗量不固定，所以各整平装置8、排出装置10的相对位置需要进行调整，通过可以分别从炉床5宽度两侧调整所述整平装置8和排出装置10的螺杆轴11a、13a的高度，对应磨耗状态的操作水平的设定容易进行。
另外，还优选螺杆式粘合抑制材整平装置8、螺杆式压块整平装置9和螺杆式排出装置10的各螺旋叶片11b、12b、13b的导程角为12～26度的范围。
即，所述螺旋叶片13b的导程角θ为12度以上时，通过螺杆式压块整平装置9整平压块P时，抑制所述压块P钻入粘合抑制材Q中，由螺杆式排出装置10排出粒状金属铁P1时，抑制所述粒状金属铁P1钻入粘合抑制材Q中，因此掏取不净减少。另一方面，所述螺旋叶片11b、12b的导程角θ为26度以下时，怀螺杆式压块整平装置9均等地整平压块P变得容易，另外排出粒状金属铁P1时，由螺杆式排出装置10进行的掏取变得容易。
如上，根据本发明的粒状金属铁的制造方法，使用螺杆式粘合抑制材整平装置，将供给到炉床上的所述粘合抑制材均等地整平，使整平后的所述粘合抑制材的平面度为所述压块的平均粒径的40％以下，并且使用螺杆式压块整平装置，将供给到这些粘合抑制材上所述压块均等地铺设为一层，因此在移动床式炉床还原熔化炉的下游侧供给到粘合抑制材上的所述压块的均等的一层铺设不会受到阻碍而可以达成。另外，在排出移动式炉床还原熔化炉内所制造的粒状金属铁时，炉床上的粒状金属铁的排出残留减少，其结果是也不会发生铁水积存，没有阻碍粒状金属铁的生产。
【实施例】
接下来，对于将上述实施方式中说明的回转炉床炉用于本发明的移动床式炉床还原熔化炉的实施例，一边参照图1～6一边进行说明。在此，使用的粘合抑制材Q的粒径为3mm以下，压块P的粒径为16～22mm，平均粒径dm为18mm。
<实施例1(实施例1-1～1-2，比较例1-1)>
首先，使用螺杆式粘合抑制材整平装置8，将由粘合抑制材供给装置6供给到回转炉床5上的粘合抑制材Q均等地整平，使整平后的粘合抑制材Q的平面度f1进行各种变化，在所得到的各个平面度f1对于压块平均粒径dm的比(f1/dm)下，向这些粘合抑制材Q上分别供给压块P，使用螺杆式压块整平装置9整平成平面状，将其结果作为实施例1(实施例1-1～1-2、比较例1-1)一并显示在表1中。
据此结果，平面度f1对于压块平均粒径dm的比(f1/dm)为45～63％的范围的比较例1-1中，压块P重叠铺设的地方大量发生，相对于此，在所述比(f1/dm)为27～38％的范围的实施例1-2中，大体上可以将压块P铺设为一层，此外，在所述比(f1/dm)为14～19％的范围的实施例1-1中，压块P可以铺设为均匀的一层。所述比(f1/dm)低于14％时，由于是粘合抑制材Q的平面度f1更小的情况，压块P可以铺设更均匀的一层，所以甚至没有实施。
即，因为使所述比(f1/dm)为40％以下，优选为20％以下，并且使用螺杆式压块整平装置9，将供给到这些粘合抑制材Q上的压块P均等分散成平面状，所以在炉床5的下游侧供组到粘合抑制材Q之上的压块P的一层铺设不会受到阻碍而可以达成。
<实施例2(实施例2-1～2-4，比较例2-1～2-2)>
其次，对于螺杆式粘合抑制材整平装置8和螺杆式排出装置10的各螺旋叶片11b、13b的外径和导程角θ进行几种变化，并且变更炉床5中央部的移动速度，改变由前式(1)和(2)定义的所述整平装置8、排出装置10的第一或第二相对移动速度比，进行粒状金属铁P1的制造，将其结果作为实施例2(实施例2-1～2-4、比较例2-1～2-2)一并显示在表2中。在此实施例2(实施例2-1～2-4、比较例2-1～2-2)中，螺杆式粘合抑制材整平装置8和螺杆式排出装置10的各螺杆轴11a、13a在热态时的最大挠曲量δmax为3mm。
据此结果，使第一相对移动速度比或第二相对移动速度比为5的比较例2-1的情况下，粘合抑制材Q从螺杆式粘合抑制材整平装置8的螺旋叶片11b与炉床5的间隙滑过，在其上被整平的压块P上发生部分性的起伏，使第一相对移动速度比或第二相对移动速度比为38的比较例2-2的情况下，粘合抑制材Q因所述螺旋叶片11b而飞散，在其上被整平的压块P发生部分性的重叠和有铺设得很薄的地方。另一方面，使第一相对移动速度比或第二相对移动速度比为11～27的范围的实施例2-1～2-4的情况下，都能够将压块P大体均匀地铺设一层。
即，因为使螺杆式粘合抑制材整平装置8和螺杆式排出装置10的由前式(1)和(2)定义的各个第一和第二相对移动速度比为10～30，所以粘合抑制材Q不会因粘合抑制材整平装置8和排出装置10的螺旋叶片11b、13b而飞散，或者在这些螺旋叶片11b、13b下滑过，能够将压块P均匀地铺设一层。
<实施例3(实施例3-1～3-4，比较例3-1～3-2)>
接着，使螺杆式压块整平装置9的螺旋叶片12b外径和导程角θ进行几种变更，并且改变炉床5的移动速度，改变由前式(3)定义的所述整平装置9的第三相对移动速度比，向炉床5的粘合材抑制材Q上供给压块P后，由螺杆式压块整平装置9整平成平面状，将其结果作为实施例3(实施例3-1～3-4、比较例3-1～3-2)一并显示在表3中。在此实施例3(实施例3-1～3-4、比较例3-1～3-2)，螺杆式压块整平装置9的螺杆轴12a的最大挠曲量δmax也是3mm。另外，炉床5上铺设的粘合抑制材Q的平面度f1均为6mm以下。
据此结果，使第三相对移动速度比为1的比较例3-1的情况下，压块P从螺杆式压块整平装置9的螺旋叶片12b与炉床5的间隙滑过，在其上整平的压块P发生部分性的重叠。另外，使第三相对移动速度比为15的比较例3-2的情况下，压块P因所述螺旋叶片12b而飞散，在压块P中发生部分性的重叠和有铺设得很薄的地方，因此不能对于压块P进行一层铺设。另一方面，使第三相对移动速度比为3～9的范围的实施例3-1～3-4的情况下，均能够将压块P大体铺设为一层。
即，因为使螺杆式压块整平装置9的由前式(3)定义的第三相对移动速度比为2～10，所以压块P不会因所述压块整平装置9的螺旋叶片12b飞散或滑过，可以进行压块P的大致一层铺设。
【表1】
【表2】
Figure BDA00002628852800172
【表3】
Figure BDA00002628852800173
如以上说明的，根据本发明的粒状金属铁的制造方法，在排出所述粒状金属铁后或在排出同时，并且，在将新的粘合抑制材供给到所述炉床上之前，使用螺杆式排出装置除去附着在炉床上的旧的粘合抑制材的表层，使残存在炉床上的旧的粘合抑制材的平面度为所述压块的平均粒径的40％以下，因此不会阻碍均等地整平新填充的粘合抑制材。另外，在排移动式炉床还原熔化炉内所制造的粒状金属铁时，炉床上的粒状金属铁的排出残留减少，其结果是也不会发生铁水积存，没有阻碍粒状金属铁的生产。
详细并参照特定的实施方式说明了本申请，但不脱离本发明的精神和范围而能够加以各种变更和修改，这对从业者来说应该清楚。
本申请基于2010年8月30日申请的的日本专利申请(专利申请2010-192343)，其内容在此参照并援引。
【产业上的可利用性】
根据本发明，在包括：将供给到移动床式炉床还原熔化炉的炉床上的粘合抑制材整平成平面状；在整平成平面状的所述粘合抑制材上，供给包括含氧化铁物质和碳质还原材的压块；将供给到所述粘合抑制材上的所述压块整平成平面状；接着，加热而对于所述压块中的氧化铁进行熔融还原，得到粒状金属铁；使用螺杆式排出装置排出所得到的粒状金属铁的粒状金属铁的制造方法中，通过使粘合抑制材整平装置、压块整平装置和排出装置与所述炉床上的物理的状态达到最佳化，压块不会堆积而能够成为一层，从而进行均匀的加热处理，可以高成品率地制造高品质粒状金属铁。
符号说明
P：压块(粒状金属铁原料)
P1：粒状金属铁
Q：粘合抑制材
Q1：旧的粘合抑制材
Qf：整平成平面状的后的粘合抑制材的平均面
f1：粘合抑制材的平面度
S：间隙
θ：导程角
δmax：最大挠曲量
1：回转炉床炉
2：外周壁
3：内周壁
4：炉顶部
5：回转炉床
6：粘合抑制材供给装置
7：压块供给装置
6a、7a：带式运送机
6b、7b：受料漏斗
8：螺杆式粘合抑制材整平装置
9：螺杆式压块整平装置
10：螺杆式排出装置
11、12、13：螺杆
11a、12a、13a：螺杆轴
11b、12b、13b：螺旋叶片
13b-1：分割叶片
14：轴承
15a：螺栓
15b：螺母
16：凸耳
17：轴升降用电动缸

Claims (8)

1.一种粒状金属铁的制造方法，其特征在于，包括：
将供给到移动床式炉床还原熔化炉的炉床上的粘合抑制材整平成平面状；
在整平成平面状的所述粘合抑制材上供给包括含氧化铁物质和碳质还原材的压块；
将供给到所述粘合抑制材上的所述压块整平成平面状；
接着，进行加热而熔融还原所述压块中的氧化铁得到粒状金属铁；
使用螺杆式排出装置排出所得到的粒状金属铁，
在所述粒状金属铁的制造方法中，使用螺杆式粘合抑制材整平装置，均等地整平供给到炉床上的所述粘合抑制材，使整平后的所述粘合抑制材的平面度为所述压块的平均粒径的40％以下，并且，使用螺杆式压块整平装置将供给到所述粘合抑制材上的所述压块均等地铺设为一层。
2.根据权利要求1所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，在排出所述粒状金属铁之后或在排出的同时，并且，在将新的粘合抑制材供给到所述炉床上之前，使用螺杆式排出装置除去残留在炉床上的旧的粘合抑制材的表层，使残存在炉床上的旧的粘合抑制材的平面度为所述压块的平均粒径的40％以下。
3.根据权利要求1所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，所述螺杆式粘合抑制材整平装置、螺杆式压块整平装置和螺杆式排出装置中的至少任一个装置的螺杆轴在热态时的最大挠曲量为6mm以下。
4.根据权利要求1所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，所述螺杆式粘合抑制材整平装置的由下式(1)定义的第一相对移动速度比和螺杆式排出装置的由下式(2)定义的第二相对移动速度比中的至少任一个为10～30，
第一相对移动速度比＝螺杆式粘合抑制材整平装置的螺杆外径(mm)×tan(导程角(度))×条数(条)×螺杆转速(r/m)×π/60/炉床中央部移动速度(mm/s)(1)
第二相对移动速度比＝螺杆式排出装置的螺杆外径(mm)×tan(导程角(度))×条数(条)×螺杆转速(r/m)×π/60/炉床中央部移动速度(mm/s)(2)。
5.根据权利要求1所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，所述螺杆式压块整平装置的由下式(3)定义的第三相对移动速度比为2～10，
第三相对移动速度比＝螺杆式压块整平装置的螺杆外径(mm)×tan(导程角(度))×条数(条)×螺杆转速(r/m)×π/60/炉床中央部移动速度(mm/s)(3)。
6.根据权利要求1所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，所述螺杆式粘合抑制材整平装置、螺杆式压块整平装置和螺杆式排出装置中的至少任一个装置的螺杆，是将分割成多个的分割叶片，作为通过螺栓和螺母或通过焊接而连接在螺杆轴外周的螺旋叶片加以固定，并且使所述分割叶片间的间隙在热态时形成为3mm以下。
7.根据权利要求1所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，能够从所述移动床式炉床还原熔化炉的炉床宽度两侧调整所述整平装置和排出装置中的至少一个螺杆轴高度。
8.根据权利要求1所述的粒状金属铁的制造方法，其特征在于，使所述整平装置和排出装置中的至少一个的螺旋叶片的导程角为12～26度的范围。
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