JP2001073020A

JP2001073020A - 還元鉄の製造装置

Info

Publication number: JP2001073020A
Application number: JP25264299A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kamikawa; 進神川; Koichi Hirata; 耕一平田; Hironori Fujioka; 宏規藤岡; Hideaki Mizushiro; 英明水城; Keiichi Sato; 恵一佐藤; Akihiro Santo; 明宏山藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2001-03-21
Also published as: AU5644600A; TW464692B; KR100354688B1; US6413471B1; CN1287179A; BR0004046A; ID27223A; ZA200003025B; CN1213154C; KR20010029438A; AU737390B2

Abstract

(57)【要約】【課題】還元鉄の製造装置において、炉内への外気の
侵入を防止することで高金属化率の還元鉄を製造可能と
すると共に、還元炉の運転効率の向上を図る。【解決手段】鉄原料と還元剤との混合粉末を造粒した
ペレットを高温雰囲気中で還元して還元鉄を製造する還
元鉄の製造装置において、リング形状をなす炉床３４を
回転自在に支持し、この炉床３４の上方及び側方を被覆
するように炉壁３７及び天井３８を設けることで高温雰
囲気の空間部Ｓを形成し、天井３８にペレット供給部４
４とペレット排出部４５を隣接して設け、このペレット
供給部４４とペレット排出部４５と空間部Ｓとを仕切る
中央部仕切り板５３ａ，５３ｂ，５３ｃ及び側部仕切り
板５４ａ，５４ｂ，５４ｃを配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄原料と還元剤と
の混合粉末を造粒したペレットを高温雰囲気中で還元し
て還元鉄を製造する還元鉄の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】還元鉄を製造する場合、まず、鉄鉱石の
粉末、石炭の粉末、石灰石の粉末、結合剤を混合し、加
湿造粒してグリーンボールと呼ばれるウエットボールを
形成する。次に、このグリーンボールをある程度乾燥し
てから、還元炉内で高温に加熱して石炭により鉄鉱石中
の酸化鉄を還元することで、ペレット状の還元鉄を生成
することができる。

【０００３】図１３に従来の還元炉の縦断面、図１４に
従来の還元炉におけるペレット供給部の断面を示す。

【０００４】図１３及び図１４に示すように、従来の還
元炉001において、床面の設置された円形の基盤002上に
は一対の平行をなすレール003がリング状に設置されて
いる。リング状をなす炉床004の下面には左右一対の車
輪005が周方向に沿って複数取付けられており、この車
輪005がレール003上を転動自在となっている。また、基
盤002上にはレール003の内側及び外側に位置して縦フレ
ーム006が立設され、この内外の縦フレーム006の上部に
は炉床004の両側に位置するように炉壁007が固定されて
おり、この炉壁007の上部には炉床004の上方を被覆する
ように天井008が固定されている。

【０００５】このようにして還元炉001内には、炉床004
と左右の炉壁007と天井008により高温雰囲気を形成する
ための空間部Ｓが形成され、炉壁007にはこの空間部Ｓ
を加熱するためのバーナ009が多数設けられている。ま
た、左右の縦フレーム006にはウォータシールによる水
封部010が取付けられ、炉壁007に固定されたスカート01
1の下端部と、炉床004に固定されたスカート012の下端
部とがこの水封部010内に浸水している。

【０００６】還元炉001の所定位置には、グリーンボー
ル（生ペレット）を炉床004上に供給するペレット供給
部013と、炉床004上で還元された還元済ペレット（還元
鉄）を外部に排出するペレット排出部014が隣接して設
けられている。即ち、ペレット供給部013に対応して取
り外し可能な低い天井部015が設けられ、この天井部015
にはペレット受け入れ開口部015aが形成されている。そ
して、この天井部015の上方にはペレット供給ホッパ016
とペレット供給口017aを有する振動型フィーダ017が設
けられている。一方、ペレット排出部014に対応して取
り外し可能な低い天井部018が設けられ、ここにペレッ
ト排出用スクリュー019が設けられている。

【０００７】従って、ペレット供給部013にて、乾燥し
たグリーンボールGBはペレット供給ホッパ016に堆積さ
れ、振動型フィーダ017によりペレット供給口017aから
ペレット受け入れ開口部015aを通して炉床004上に供給
される。この炉床004は所定速度で図１４の矢印Ｔ方向
に回転し、バーナ009により空間部Ｓが加熱されること
で、高温雰囲気となっている。そのため、炉床004上の
グリーンボールGBは高温雰囲気を移動中に石炭により鉄
鉱石中の酸化鉄が還元され、還元鉄となる。そして、ペ
レット排出部014にて、還元されたグリーンボールGBは
ペレット排出用スクリュー019により炉外へ排出され、
図示しない容器に詰め込まれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
還元炉001での還元鉄の製造工程において、高金属化率
を有する直接還元鉄を生産するためには、還元後の直接
還元鉄の再酸化防止が重要であり、ペレット排出部014
からの排出作業は、気密下で直接還元鉄をコンテナに収
容して後工程に渡すようにしている。

【０００９】ところが、従来の還元炉001にあって、ペ
レット供給部013から炉床004上に供給されたグリーンボ
ールGBは、直ちに炉内の高温度ガスにより加熱されるこ
ととなるが、この高温度ガスが逆流してペレット供給部
013（ペレット供給口017a、ペレット受け入れ開口部015
a）から吹き出さないように図示しない排気ダクトから
炉内の高温度ガスを排出して炉内を負圧に維持してい
る。そのため、グリーンボールGBをペレット供給部013
から炉床004に供給するとき、図１４に示すように、こ
のグリーンボールGBと共に外部の空気Ｆが炉内に侵入
し、炉床004の回転方向前方への空気Ｆ₁と後方、つま
り、ペレット排出部014側への空気Ｆ₂とに分かれる。
そして、ペレット排出部014側への空気Ｆ₂が、ペレッ
ト排出部014から排出される直接還元鉄に触れ、この直
接還元鉄を再酸化させてしまい、金属化率を低下させて
しまうという問題がある。

【００１０】また、図１３に示すように、炉床004の両
側は、水封部010にスカート011，012が浸水してシール
することで、炉内の高温度ガスの外部流出や外気の流入
を防止しているが、前述したように、炉内を負圧に維持
しているためにペレット供給部013から炉内に空気が侵
入する。この空気は、水封部010の上方の空間部Ｑを通
って還元炉001の全周に流れてしまい、炉内の高温雰囲
気や圧力の調整に悪影響を与えてしまうという問題があ
る。

【００１１】本発明はこのような問題を解決するもので
あり、炉内への外気の侵入を防止することで高金属化率
の還元鉄を製造可能とすると共に、還元炉の運転効率の
向上を図った還元鉄の製造装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の還元鉄の製造装置は、鉄原料と還
元剤との混合粉末を造粒したペレットを高温雰囲気中で
還元して還元鉄を製造する還元鉄の製造装置において、
リング形状をなして回転自在に支持された回転式炉床
と、該回転式炉床の上方及び側方を被覆することで前記
高温雰囲気空間部を形成するフレームと、前記ペレット
を前記回転式炉床上に供給するペレット供給部と、前記
回転式炉床上で還元された還元鉄を外部に排出するペレ
ット排出部と、前記ペレット供給部と前記高温雰囲気空
間部とを仕切る供給部仕切り手段とを具えたことを特徴
とするものである。

【００１３】また、請求項２の発明の還元鉄の製造装置
では、前記ペレット排出部と前記高温雰囲気空間部とを
仕切る排出部仕切り手段を設けたことを特徴としてい
る。

【００１４】また、請求項３の発明の還元鉄の製造装置
では、前記仕切り手段を、前記フレームの天井から垂下
して前記回転式炉床の上方に位置するように設けたこと
を特徴としている。

【００１５】また、請求項４の発明の還元鉄の製造装置
では、前記仕切り手段を、上下に移動自在な仕切り板
と、該仕切り板を上下移動させる移動手段と、前記回転
式炉床上のペレットの高さを検出する高さ検出手段と、
該高さ検出手段の検出結果に応じて前記移動手段を作動
制御する制御手段とを設けたことを特徴としている。

【００１６】また、請求項５の発明の還元鉄の製造装置
では、前記仕切り手段を、前記回転式炉床の側方に設け
たことを特徴としている。

【００１７】また、請求項６の発明の還元鉄の製造装置
では、前記仕切り手段を、少なくとも前記高温雰囲気空
間部における加熱ゾーンとＣＯ比制御ゾーンと還元雰囲
気ゾーンとの間に設けたことを特徴としている。

【００１８】また、請求項７の発明の還元鉄の製造装置
では、前記仕切り手段を、可撓性を有する仕切り板とし
たことを特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２０】図１に本発明の第１実施形態に係る還元鉄
の製造装置における還元炉の概略平面視、図２にペレッ
ト供給部及びペレット排出部を表す図１のII−II断面、
図３に仕切り板の取付状態を表す図１のIII−III断面、
図４に側部仕切り板の取付状態を表す断面、図５に側部
仕切り板の斜視、図６に還元鉄の製造装置の全体構成を
表す概略を示す。

【００２１】本実施形態の還元鉄の製造装置による製造
工程を簡単に説明する。図６に示すように、まず、ペレ
ットの原材料となる鉄鉱石の粉末（鉄原料）と石炭の粉
末（還元剤）と石灰石の粉末とがそれぞれホッパ１１，
１２，１３から供給され、ホッパ１４から供給された結
合剤と共にミキサー１５で混合される。次に、混合粉末
がペレタイザー１６にて直径１０〜２０mmのグリーンボ
ール（生ペレット）GBに造粒され、乾燥機１７に投入さ
れ、後述する還元炉１９からの排気ガスにより乾燥され
る。そして、乾燥したグリーンボールGBはコンベヤ１８
により還元炉１９に供給され、還元炉１９内を移動する
ときに内部で高温に加熱され、石炭により鉄鉱石中の酸
化鉄を還元することでペレット状の還元鉄が生成され、
容器２０に収容される。

【００２２】また、還元炉１９内はバーナー３９により
加熱されて高温雰囲気に維持される一方、内部の排気ガ
スが排気ダクト４０から排出されている。この排気ガス
は水スプレー式の一次冷却器２１で冷却されてから熱交
換器２２に送られ、ここで送風ファン２３により送られ
た空気と熱交換を行ってから、水スプレー式の二次冷却
器２４で再び冷却される。なお、熱交換器２２で加熱さ
れた空気は還元炉１９に送られ、燃料と共に炉内に供給
される。一方、二次冷却器２４で冷却された排気ガス
は、ファン２５により乾燥機１７に送られ、前述したよ
うに、グリーンボールGBの乾燥用空気となる。そして、
乾燥機１７から排出された排気ガスは集塵機２６で清浄
化され、更に排気ファン２７により煙突２８に送られ、
脱硫されてから大気に放出される。

【００２３】ここで、還元炉１９について詳細に説明す
る。図１乃至図４に示すように、床面の設置された基盤
３１上には一対の平行をなすレール３２がリング状に敷
設されている。一方、リング状をなす回転体３３の上面
部にはリング状をなす炉床３４が固定されており、回転
体３３の下面には左右一対の車輪３５が周方向に沿って
複数取付けられており、この車輪３５がレール３２上を
転動自在となっている。また、基盤３１上にはレール３
２の内側及び外側に位置して縦フレーム３６が立設さ
れ、この内外の縦フレーム３６の上部には炉床３４の両
側に位置するように炉壁３７が固定されており、この内
外の炉壁３７の上部を連結して炉床３４の上方を被覆す
るように天井３８が固定されている。そして、基盤３１
上に装着された図示しない水平ガイドローラにより回転
体３３に固定された図示しない水平リング状のガイドレ
ールが支持され、図示しない駆動装置により回転体３３
を駆動回転することでガイドレールに支持されながら炉
床３４が回転することができる。

【００２４】このようにして還元炉１９内には、炉床３
４と左右の炉壁３７と天井３８により高温雰囲気を形成
するためのトンネル状の高温空間部Ｓが形成されてい
る。そして、炉壁３７にはこの高温空間部Ｓを加熱する
ためのバーナ３９が多数設けられると共に、炉内の高温
度ガスを排出する排気ダクト４０が設けられている。ま
た、左右の縦フレーム３６にはウォータシールによる水
封部４１が取付けられ、炉壁３７に固定された炉壁側ス
カート４２の下端部と、炉床３４に固定された炉床側ス
カート４３の下端部とがこの水封部４１内に浸水してい
る。

【００２５】また、還元炉１９の所定位置には、グリー
ンボール（生ペレット）GBを炉床３４上に供給するペレ
ット供給部４４と、炉床３４内で還元された還元済ペレ
ット（還元鉄）を外部に排出するペレット排出部４５が
隣接して設けられている。即ち、ペレット供給部４４に
対応して取り外し可能な低い天井部４６が設けられ、こ
の天井部４６にはペレット受け入れ開口部４７が形成さ
れている。そして、この天井部４６の上方にはペレット
供給ホッパ４８とペレット供給口４９を有する振動型フ
ィーダ５０が設けられている。一方、ペレット排出部４
５に対応して取り外し可能な低い天井部５１が設けら
れ、ここにペレット排出用スクリュー５２が設けられて
いる。

【００２６】本実施形態の還元炉１９にあっては、ペレ
ット供給部４４とペレット排出部４５と高温雰囲気を形
成するための高温空間部Ｓとを仕切るための仕切り手段
が設けられている。この仕切り手段は、天井３８から垂
下して炉床３４の上方に位置する中央部仕切り板と、炉
壁３７に取付けられて炉床３４の側方に位置する側部仕
切り板とで構成されている。

【００２７】即ち、ペレット供給部４４より炉床３４の
回転方向前方側と、ペレット供給部４４とペレット排出
部４５との間と、ペレット排出部４５より炉床３４の回
転方向後方側とに中央部仕切り板５３ａ，５３ｂ，５３
ｃがそれぞれ配設されている。この各中央部仕切り板５
３ａ，５３ｂ，５３ｃは横幅の広い板状をなして上端部
が天井３８の下面の取付けられ、炉床３４の幅とほぼ同
様の幅を有して両側部が左右の炉壁３７と接し、下端部
がこの炉床３４上のグリーンボールGBと僅かな隙間とな
るように位置している。

【００２８】また、同様に、ペレット供給部４４より炉
床３４の回転方向前方側と、ペレット供給部４４とペレ
ット排出部４５との間と、ペレット排出部４５より炉床
３４の回転方向後方側、つまり、中央部仕切り板５３
ａ，５３ｂ，５３ｃと同位置に、且つ、その両側に側部
仕切り板５４ａ，５４ｂ，５４ｃがそれぞれ配設されて
いる。この各側部仕切り板５４ａ，５４ｂ，５４ｃは、
図５に詳細に示すように、四角形状の固定板５５にＬ字
形状の連結板５６により仕切り板本体５７がＴ型形状に
連結されてなり、この仕切り板本体５７は、図４に詳細
に示すように、炉床３４と炉壁３７と各スカート４２，
４３との区画されたガス流通空間部Ｑと同形状となって
いる。そして、仕切り板本体５７を炉壁側スカート４２
の外側から取付孔４２ａに通過させ、固定板５５を炉壁
側スカート４２に密着した状態でボルト締結や溶接など
により、各側部仕切り板５４ａ，５４ｂ，５４ｃがこの
ガス流通空間部Ｑを仕切るように固定されている。

【００２９】ここで、本実施形態の還元鉄の製造装置に
おける還元炉１９の作用について説明する。図１に示す
ように、還元炉１９では、駆動装置により炉床３４が所
定速度で矢印Ｔ方向に回転しており、バーナ３９により
高温空間部Ｓが加熱されて高温度雰囲気になっている一
方、この高温空間部Ｓ内のガスは矢印Ｇ方向に流れて排
気ダクト４０から排出されている。この状態で、ペレッ
ト供給部４４にて、振動型フィーダ５０によりペレット
供給口４９からペレット受け入れ開口部４７を通して炉
床３４上に供給される。還元炉１９内に供給されたグリ
ーンボールGBは炉床３４と共に移動し、高温空間部Ｓ内
の移動中に高温ガスの輻射熱で石炭により鉄鉱石中の酸
化鉄が還元され、還元鉄となる。そして、ペレット排出
部４５にて、還元されたグリーンボールGBはペレット排
出用スクリュー５２により炉外へ排出され、容器２０に
詰め込まれる。

【００３０】そして、この還元炉１９では、炉内の高温
度ガスが逆流してペレット供給部４４（ペレット供給口
４９、ペレット受け入れ開口部４７）から吹き出さない
ように排気ダクト４０から炉内の高温度ガスを排出して
炉内を負圧に維持している。そのため、図２に示すよう
に、グリーンボールGBをペレット供給部４４から炉床３
４に供給するとき、外部の空気Ｆが炉内に侵入してしま
う。ところが、本実施形態では、ペレット供給部４４の
前後に中央部仕切り板５３ａ，５３ｂが配設され、更
に、ペレット排出部４５より炉床３４の回転方向後方側
に中央部仕切り板５３ｃが配設されている。そのため、
ペレット供給部４４から炉内に入り、炉床３４の回転方
向前方へ流動した空気Ｆ₁は中央部仕切り板５３ａによ
りせき止められ、高温空間部Ｓ内のへの流動を抑制でき
る。一方、ペレット排出部４５からペレット排出部４５
側へ流動した空気Ｆ₂は中央部仕切り板５３ｂによりせ
き止められ、空気がペレット排出部４５から排出される
直接還元鉄に触れ、この直接還元鉄を再酸化させるのを
防止することができる。

【００３１】また、ペレット供給部４４から炉内に侵入
した空気は、図４に示すように、ガス流通空間部Ｑを侵
入してしまう。ところが、本実施形態では、中央部仕切
り板５３ａ，５３ｂ，５３ｃと同位置で且つその両側に
側部仕切り板５４ａ，５４ｂ，５４ｃがそれぞれ配設さ
れている。そのため、ガス流通空間部Ｑに侵入した空気
が還元炉３４の全周に流れることは抑制され、炉内の高
温雰囲気や圧力の調整に与える影響を減少することがで
きる。

【００３２】このように本実施形態の還元鉄の製造装置
における還元炉１９では、中央部仕切り板５３ａ，５３
ｂ，５３ｃ及び側部仕切り板５４ａ，５４ｂ，５４ｃに
より、ペレット供給部４４から炉内に侵入した空気の高
温空間部Ｓやガス流通空間部Ｑへの流動を抑制すること
で、直接還元鉄の再酸化を防止することで、高金属化率
を有する直接還元鉄の生産を可能とすると共に、炉内の
高温雰囲気や圧力の調整に与える影響を減少すること
で、運転効率の向上を図ることができる。

【００３３】なお、上述の実施形態では、中央部仕切り
板５３ａ，５３ｂ，５３ｃ及び側部仕切り板５４ａ，５
４ｂ，５４ｃを単なる板材としたが、その形状や構造、
または材料はこれに限定されるものではない。

【００３４】図７に本発明の第２実施形態に係る還元鉄
の製造装置における中央部仕切り手段を表す還元炉の要
部縦断面、図８に本発明の第３実施形態に係る還元鉄の
製造装置における中央部仕切り手段を表す還元炉の要部
縦断面、図９に本発明の第４実施形態に係る還元鉄の製
造装置における中央部仕切り手段を表す還元炉の要部縦
断面、図１０に本発明の第５実施形態に係る還元鉄の製
造装置における側部仕切り手段を表す還元炉の要部縦断
面、図１１に本発明の第６実施形態に係る還元鉄の製造
装置における側部仕切り手段を表す還元炉の要部縦断面
を示す。なお、以下に説明する各実施形態において、前
述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する部
材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【００３５】図７に示すように、第２実施形態における
中央部仕切り手段は、所要サイズの細長い矩形のバルク
状セラミックファイバ６１を織布状セラミックシート６
２で包んで布団状に形成し、これをＬ型の取付ブラケッ
ト６３にボルト６４により固定して構成されている。そ
して、この取付ブラケット６３を天井３８に固定するこ
とで、天井３８から垂下して炉床３４の上方に位置さ
せ、下端部がグリーンボールGBと僅かな隙間となるよう
にしている。従って、中央部仕切り手段の軽量化が図れ
ると共に、軟質であるために炉床３４上のグリーンボー
ルGBと接触しても従動、変形することで破損を防止でき
る。

【００３６】また、図８に示すように、第３実施形態に
おける中央部仕切り手段は、鋼板７１を芯材として全面
を不燃性耐熱材７２により包囲した昇降式仕切り板７３
を天井３８のガイド孔７４内に挿通し、昇降ロッド７５
を介して昇降駆動装置７６により昇降自在に支持する一
方、天井３８に炉床３４の上面まで、または炉床３４上
のグリーンボールGBまでの高さを検出する距離センサ７
７を設け、この距離センサ７７の検出結果に応じて昇降
駆動装置７６を駆動し、昇降式仕切り板７３の高さ位置
を調整できるように構成されている。従って、炉床３４
上に供給されるグリーンボールGBの供給量に応じて炉床
３４上のグリーンボールGBの高さが変化しても、昇降式
仕切り板７３の高さ位置を調整することで、下端部とグ
リーンボールGBとの隙間を常時適正に維持することがで
き、確実に炉内の空気の流動を抑制することができると
共に、昇降式仕切り板７３の破損を防止できる。

【００３７】また、図９に示すように、第４実施形態に
おける中央部仕切り手段は、天井３８にガス噴出ノズル
８１を設け、このガス噴出ノズル８１と不活性ガス（Ｎ
₂）のガス供給源８２とをガス供給ライン８３で接続し
て構成されている。従って、ガス供給源８２からガス供
給ライン８３を通して不活性ガスがガス噴出ノズル８１
に供給され、このガス噴出ノズル８１から炉床３４上の
グリーンボールGBに向けて不活性ガスを噴出すること
で、ガスカーテン８４を形成することができ、容易に炉
内の空気の流動を抑制することができる。

【００３８】更に、図１０(ａ)に示すように、第５実施
形態における側部仕切り手段としての側部仕切り板９１
は、固定板９２にＬ字形状の連結板９３により仕切り板
本体９４がＴ型形状に連結されてなり、仕切り板本体９
４を弾性変形可能とすると共に先端部に丸みを持たせて
いる。そして、炉壁側スカート４２に固定板９２をボル
ト締結や溶接などにより固定している。なお、図１０
(ｂ)に示すように、仕切り板本体９４に代えて、弾性変
形可能であって、中間部に屈曲部９５を有するくの字形
状の仕切り板本体９６としてもよい。従って、側部仕切
り板９１の先端部が炉床３４の側部に接触しても、仕切
り板本体９４の先端部に丸みを持たせたり、中間部に屈
曲部９５を有しているため、この側部仕切り板９１の破
損等を防止することができる。

【００３９】また、図１１に示すように、第６実施形態
における側部仕切り手段は、図７に示す中央部仕切り手
段と同様に、バルク状セラミックファイバ１０１を織布
状セラミックシート１０２で包んで布団状に形成し、こ
れを取付ブラケット１０３にボルト１０４により固定し
て構成されている。そして、この取付ブラケット１０３
を炉壁側スカート４２に固定することで、流通空間部Ｑ
を仕切っている。従って、側部仕切り手段の軽量化が図
れると共に、軟質であるために炉床３４と接触しても従
動、変形することで破損を防止できる。

【００４０】そして、上述の実施形態では、側部仕切り
板５４ａ，５４ｂ，５４ｃを、中央部仕切り板５３ａ，
５３ｂ，５３ｃと同位置、つまり、ペレット供給部４４
及びペレット排出部４５の前後にそれぞれ配設したが、
このペレット供給部４４及びペレット排出部４５を除く
ガス流通空間部Ｑに配設してもよい。

【００４１】図１２に本発明の第７実施形態に係る還元
鉄の製造装置における還元炉の概略平面視を示す。

【００４２】図１２に示すように、還元炉１９は、炉床
３４の上方の高温空間部Ｓが、ペレット供給部４４によ
ってグリーンボールGBが供給されるペレット供給ゾーン
Ａと、バーナ３９によりグリーンボールGBを加熱する加
熱ゾーンＢと、グリーンボールGBの還元に必要なＣＯ比
を制御するＣＯ比制御ゾーンＣと、グリーンボールGBを
還元する還元雰囲気ゾーンＤと、還元されたグリーンボ
ールGBをペレット排出部４５により排出するペレット排
出ゾーンＥとに区画される。

【００４３】加熱ゾーンＢには、バーナ３９及び二次燃
焼用空気を供給する空気供給部５８が設けられ、ペレッ
ト供給部４４側と排気ダクト４０側との２ゾーンに分け
られる。ＣＯ比制御ゾーンＣには、バーナ３９及び二次
燃焼用空気を供給する空気供給部５８が設けられると共
に、ＣＯ及びＣＯ₂センサ５９が設けられており、グリ
ーンボールGBの還元に必要なＣＯ比を制御する。即ち、
ＣＯ比は、ＣＯ／（ＣＯ₂＋ＣＯ）により求められ、こ
のＣＯ比が適正値（例えば、０．２）となるように、バ
ーナ３９による炉内温度と、空気供給部５８からの二次
燃焼用空気量を制御する。そして、このＣＯ比制御ゾー
ンＣは３ゾーンに分けられる。還元雰囲気ゾーンＤは、
加熱ゾーンＢやＣＯ比制御ゾーンＣに比べてＣＯ比が高
く、グリーンボールGBを還元可能な還元雰囲気となって
おり、３ゾーンに分けられる。

【００４４】このように還元炉１９の高温空間部Ｓが、
ペレット供給ゾーンＡ及びペレット排出ゾーンＥとは別
に、加熱ゾーンＢ、ＣＯ比制御ゾーンＣ、還元雰囲気ゾ
ーンＤに分けられ、高温空間部Ｓの高温ガスは、還元雰
囲気ゾーンＤから加熱ゾーンＢ側に流動して排気ダクト
４０から排出される流れになり、ＣＯ比が適正に制御さ
れることから、このゾーンＢ，Ｃ，Ｄでは、ガス流通空
間部Ｑでの空気の流動を防止する必要がある。

【００４５】そこで、本実施形態では、ペレット供給ゾ
ーンＡ及びペレット排出ゾーンＥを区画する側部仕切り
板５４ａ，５４ｂ，５４ｃに加えて、少なくとも、加熱
ゾーンＢ、ＣＯ比制御ゾーンＣ、還元雰囲気ゾーンＤを
区画する側部仕切り板５４ｄ，５４ｅを設けている。従
って、還元炉１９の高温空間部Ｓにおける各ゾーンＢ，
Ｃ，Ｄ間でガス流通空間部Ｑを通した空気の流動が抑制
され、ＣＯ比が適正に制御され、高金属化率の還元鉄を
製造することができる。

【００４６】なお、上述の実施形態において、中央部仕
切り板５３ａ，５３ｂ，５３ｃ及び側部仕切り板５４
ａ，５４ｂ，５４ｃの形状、構造、材料、取付位置及び
方法など多種多様に説明したが、本発明は、これらのも
のに限定されるものではなく還元炉１９の形状に合わせ
て適宜設定すればよいものであり、また、中央部仕切り
板５３ａ，５３ｂ，５３ｃの構成を側部仕切り板５４
ａ，５４ｂ，５４ｃに用いたり、あるいはその逆に用い
たりしてもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の還元鉄の製造装置によれば、リ
ング形状をなす回転式炉床を回転自在に支持し、この回
転式炉床の上方及び側方をフレームによって被覆すると
共に、ここにペレット供給部及びペレット排出部を設
け、鉄原料と還元剤との混合粉末を造粒したペレットを
回転式炉床上の高温雰囲気中で還元して還元鉄を製造す
る還元鉄の製造装置において、ペレット供給部と高温雰
囲気空間部とを仕切る供給部仕切り手段を設けたので、
ペレット供給部から外部の空気が炉内に侵入しても、仕
切り手段により高温雰囲気空間部やペレット排出部への
空気の流動を抑制し、直接還元鉄の再酸化を防止するこ
とで、高金属化率を有する直接還元鉄の生産を可能とす
ると共に、炉内の高温雰囲気や圧力の調整に与える影響
を減少することで、運転効率の向上を図ることができ
る。

【００４８】また、請求項２の発明の還元鉄の製造装置
によれば、ペレット排出部と高温雰囲気空間部とを仕切
る排出部仕切り手段を設けたので、ペレット排出部から
高温雰囲気空間部への空気の流動を抑制し、炉内の高温
雰囲気や圧力の調整に与える影響を減少することで、運
転効率の向上を図ることができる。

【００４９】また、請求項３の発明の還元鉄の製造装置
によれば、仕切り手段をフレームの天井から垂下して回
転式炉床の上方に位置するようにしたので、簡単な構成
で、ペレット供給部及びペレット排出部から回転式炉床
上の高温雰囲気空間部への空気の流動を抑制することが
できる。

【００５０】また、請求項４の発明の還元鉄の製造装置
によれば、仕切り手段を、仕切り板を移動手段により上
下移動可能とし、高さ検出手段が検出した回転式炉床上
のペレットの高さに応じて、制御手段が移動手段を作動
制御するように構成したので、回転式炉床に供給される
ペレットの供給量に応じて炉床上のペレットの高さが変
化しても、仕切り手段の高さ位置を調整することで、下
端部とペレットとの隙間を常時適正に維持することがで
き、確実に炉内の空気の流動を抑制することができると
共に、仕切り手段の破損を防止することができる。

【００５１】また、請求項５の発明の還元鉄の製造装置
によれば、仕切り手段を回転式炉床の側方に位置するよ
うにフレームの側部に設けたので、回転式炉床の側方に
形成されたガス流通空間部に侵入した空気が還元炉の全
周に流れることが抑制され、炉内の高温雰囲気や圧力の
調整に与える影響を減少することができる。

【００５２】また、請求項６の発明の還元鉄の製造装置
によれば、仕切り手段を少なくとも高温雰囲気空間部に
おける加熱ゾーンとＣＯ比制御ゾーンと還元雰囲気ゾー
ンとの間に設けたので、各ゾーン間でフレームの側部で
空気の流動が抑制され、各ゾーンでのＣＯ比が適正に制
御され、高金属化率の還元鉄を製造することができる。

【００５３】また、請求項７の発明の還元鉄の製造装置
によれば、仕切り手段を可撓性を有する仕切り板とした
ので、仕切り板の先端部が回転式炉床の側部に接触して
も、弾性変形することで破損等を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る還元鉄の製造装置
における還元炉の概略平面図である。

【図２】ペレット供給部及びペレット排出部を表す図１
のII−II断面図である。

【図３】仕切り板の取付状態を表す図１のIII−III断面
図である。

【図４】側部仕切り板の取付状態を表す断面図である。

【図５】側部仕切り板の斜視図である。

【図６】還元鉄の製造装置の全体構成を表す概略図であ
る。

【図７】本発明の第２実施形態に係る還元鉄の製造装置
における中央部仕切り手段を表す還元炉の要部縦断面図
である。

【図８】本発明の第３実施形態に係る還元鉄の製造装置
における中央部仕切り手段を表す還元炉の要部縦断面図
である。

【図９】本発明の第４実施形態に係る還元鉄の製造装置
における中央部仕切り手段を表す還元炉の要部縦断面図
である。

【図１０】本発明の第５実施形態に係る還元鉄の製造装
置における側部仕切り手段を表す還元炉の要部縦断面図
である。

【図１１】本発明の第６実施形態に係る還元鉄の製造装
置における側部仕切り手段を表す還元炉の要部縦断面図
である。

【図１２】本発明の第７実施形態に係る還元鉄の製造装
置における還元炉の概略平面図である。

【図１３】従来の還元炉の縦断面図である。

【図１４】従来の還元炉におけるペレット供給部の断面
図である。

【符号の説明】

１９還元炉３４炉床３７炉壁３８天井３９バーナ４１水封部４２炉壁側スカート４３炉床側スカート４４ペレット供給部４５ペレット排出部５３ａ，５３ｂ，５３ｃ中央部仕切り板５４ａ，５４ｂ，５４ｃ側部仕切り板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤岡宏規広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者水城英明広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者佐藤恵一広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者山藤明宏広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島製作所内Ｆターム(参考） 4K012 DD01 DD02 DD03 DD09 DE01 DE02 DE03 DE06 DE08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄原料と還元剤との混合粉末を造粒した
ペレットを高温雰囲気中で還元して還元鉄を製造する還
元鉄の製造装置において、リング形状をなして回転自在
に支持された回転式炉床と、該回転式炉床の上方及び側
方を被覆することで前記高温雰囲気空間部を形成するフ
レームと、前記ペレットを前記回転式炉床上に供給する
ペレット供給部と、前記回転式炉床上で還元された還元
鉄を外部に排出するペレット排出部と、前記ペレット供
給部と前記高温雰囲気空間部とを仕切る供給部仕切り手
段とを具えたことを特徴とする還元鉄の製造装置。
【請求項２】請求項１記載の還元鉄の製造装置におい
て、前記ペレット排出部と前記高温雰囲気空間部とを仕
切る排出部仕切り手段を設けたことを特徴とする還元鉄
の製造装置。
【請求項３】請求項１または２記載の還元鉄の製造装
置において、前記仕切り手段を、前記フレームの天井か
ら垂下して前記回転式炉床の上方に位置するように設け
たことを特徴とする還元鉄の製造装置。
【請求項４】請求項３記載の還元鉄の製造装置におい
て、前記仕切り手段を、上下に移動自在な仕切り板と、
該仕切り板を上下移動させる移動手段と、前記回転式炉
床上のペレットの高さを検出する高さ検出手段と、該高
さ検出手段の検出結果に応じて前記移動手段を作動制御
する制御手段とを設けたことを特徴とする還元鉄の製造
装置。
【請求項５】請求項１または２記載の還元鉄の製造装
置において、前記仕切り手段を、前記回転式炉床の側方
に設けたことを特徴とする還元鉄の製造装置。
【請求項６】請求項５記載の還元鉄の製造装置におい
て、前記仕切り手段を、少なくとも前記高温雰囲気空間
部における加熱ゾーンとＣＯ比制御ゾーンと還元雰囲気
ゾーンとの間に設けたことを特徴とする還元鉄の製造装
置。
【請求項７】請求項１記載の還元鉄の製造装置におい
て、前記仕切り手段を、可撓性を有する仕切り板とした
ことを特徴とする還元鉄の製造装置。