JP2001098313A - 還元鉄製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペレタイザや乾燥機を不要にして装置の簡素
化を図る一方で、旋回型炉床へ必要に応じた分布量で成
形原料を供給して還元炉の製造効率の向上が図れる還元
鉄製造装置を提供する。 【解決手段】 還元炉３０上に設けられる原料供給装置
１が、ミキサー４２で混合された原料混合粉末をシャト
ルコンベア４を介し均等分布に受け入れる原料粉末受入
用ホッパ２と、受け入れた原料混合粉末を短矩形片の列
状に必要密度に圧密・成形して旋回型炉床５上に連続供
給し得る圧密成形手段３とで構成され、該圧密成形手段
３は前記旋回型炉床５上に均等分布で圧密成形体１３を
供給し得るようにテーパ形状に形成され且つ圧密成形体
１３を縦に分断し得るロールフィーダ１１と該ロールフ
ィーダ１１により成形された圧密成形体を横に分断し得
るテーパ形状のディバイダロール１４を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、還元剤と酸化鉄の
混合物を還元炉の高温雰囲気中にて還元させる還元鉄製
造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】還元鉄を製造する場合、一般的には、先
ず、鉄鉱石の粉末、石炭の粉末、石灰石の粉末及び結合
剤を混合し、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、このウエットボールをある
程度乾燥（ドライボールにする）してから、還元炉内で
高温に加熱して石炭（還元剤）により鉄鉱石中の酸化鉄
を還元することで、還元鉄ペレットを生成することがで
きる。

【０００３】従来の還元鉄製造装置の一例を図７により
説明する。図中３０はドーナツ型に構成された還元炉で
あり、この還元炉３０の炉室内部にはリング状に水平に
連続する旋回型炉床が点線矢印で示す方向に旋回駆動さ
れるように設けられている。旋回型炉床は一般に周知で
あり、図７中では図示を省略している。

【０００４】還元炉３０の天井部には原料（ペレット）
供給装置３１が設けられると共に、この原料供給装置３
１の上流側に隣接して還元済み原料の排出装置３２が設
けられる。図中３３は炉内加熱用のバーナ、３４は還元
炉３０の排ガスダクト系である。

【０００５】図中４１は原料粉末の収容ホッパ群であ
り、４１ａは鉄鉱石粉末用、４１ｂは石炭粉末用、４１
ｃはバインダ粉末用である。各ホッパ４１ａ〜４１ｃか
ら供給する原料粉末はミキサー４２で混合され、ペレタ
イザ４３へ送られて直径９〜１２mmのペレット（グリー
ンボール）を製造し、乾燥機４４で乾燥させた後、コン
ベア４５を経て前記還元炉３０の原料供給装置３１へ送
り、旋回移動する炉床上へ連続的に供給している。

【０００６】そして、還元炉３０内で処理した還元済み
ペレットは排出装置３２から密封雰囲気下で炉外へ出
し、コンテナ４６へ収容して後工程の溶解炉等へ送るよ
うにされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来の還元鉄製造装置において、ペレタイザ４３に
よるペレットの製造過程では、使用する鉄鉱石粉、石炭
粉あるいはバインダ等の性状や比率によって、また、添
加水分の比率や添加位置によって造粒性が異なるため、
直径９〜１２mmの粒径範囲に揃ったペレット（グリーン
ボール）を得るのに相当な期間を経て運転や操業に習熟
することが必要となっている。

【０００８】また、グリーンボールは、その組成や製法
によっては、著しい付着性があるため搬送中にスティッ
キングを生じて材料の流動性を損なったり、搬送中のペ
レット相互の摩擦で粉化を生じたりする欠点がある。ま
た、これらペレット相互のスティッキングや摩擦粉化の
防止は難しい問題となっている。

【０００９】そこで、近年、特開平１０−３３０８１４
号公報や特開平１１−１２６１９号公報で、粉状の鉄原
料と固体還元剤の混合物をダブルロール圧縮機等でタイ
ル状に成形し、この成形原料を還元炉の原料供給装置へ
送り、旋回移動する炉床上へ連続的に供給するようにし
て、ペレタイザや乾燥機を不要にした還元鉄製造装置が
提案されている。

【００１０】ところが、上記両公報で開示されたものに
あっては、旋回（回転）型炉床を用いるにもかかわら
ず、炉床の内周と外周との周速差を考慮して所要の分布
量で成形原料を供給する構成の記載はもとより示唆すら
されていない。

【００１１】従って、炉床上では外周側ほど成形原料間
の隙間が増大するなどで、還元炉の製造効率が低くな
り、生産性が悪いという問題点があった。

【００１２】本発明はこのような実情に鑑み提案された
もので、ペレタイザや乾燥機を不要にして装置の簡素化
を図る一方で、旋回型炉床へ必要に応じた分布量で成形
原料を供給して還元炉の製造効率の向上が図れる還元鉄
製造装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【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の発明の還元鉄製造装置は、還元炉上に設
けられる原料供給装置が、ミキサーで混合された原料混
合粉末をコンベアを介し均等分布に受け入れるホッパ部
と、受け入れた原料混合粉末を小片の列状に必要密度に
圧密・成形して旋回型炉床上に連続供給し得る圧密成形
手段とで構成され、該圧密成形手段は前記旋回型炉床上
に均等分布で圧密成形体を供給し得るようにテーパ形状
に形成されたロールフィーダを有することを特徴とす
る。

【００１４】また、請求項２の発明の還元鉄製造装置
は、前記圧密成形手段は、圧密成形体を縦に分断するた
めのリング翼を長さ方向に所定間隔離間して複数有する
ロールフィーダと、該ロールフィーダにより成形された
圧密成形体を横に分断するための軸方向翼板を周方向に
所定間隔離間して複数有するテーパ形状のディバイダロ
ールを備えることを特徴とする。

【００１５】また、請求項３の発明の還元鉄製造装置
は、前記ロールフィーダのロール周面に、圧密成形体を
縦・横に分断するための型を設けたことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例により図面を用いて詳細に説明する。

【００１７】［第１実施例］図１は、本発明の第１実施
例を示す還元鉄製造装置の概略構成斜視図、図２は図１
のII矢視拡大図、図３は図２のIII-III 矢視図、図４は
図２のIV-IV 矢視図である。尚、これらの図において、
図７と同一部材には同一符号を付して説明する。

【００１８】図１において、１は還元炉３０上に従来の
ペレット供給装置に代えて設けた圧密成形型の原料供給
装置である。この原料供給装置１は、原料粉末受入用ホ
ッパ２と、圧密成形手段３とで構成されている。

【００１９】前記原料粉末受入用ホッパ２はシャトルコ
ンベア４によりミキサー４２と直接接続され、原料ホッ
パ群４１から供給された鉄鉱石粉末、石炭粉末、バイン
ダ粉末等がミキサー４２で混合され、ミキサー４２から
シャトルコンベア４に供給され、シャトルコンベア４の
シャトル移動を伴う送り運転で混合済原料粉末がシャト
ルコンベア４上から原料粉末受入用ホッパ２内に均一高
さに連続供給されるようになっている。

【００２０】図２及び図３において、５は還元炉３０内
の矢印５ａ方向へ旋回（回転）移動される旋回（回転）
型炉床である。原料供給装置１は、旋回型炉床５の上に
平行する配置で上流側に原料粉末受入用ホッパ２を下流
側に圧密成形手段３を設けている。

【００２１】原料粉末受入用ホッパ２は、背面壁を兼用
するＬカーブ状のガイドプレート６と、背面壁部に対向
する逆テーパ付前壁７と、両側壁８とで形成されて、圧
密成形手段３のハウジング９の内部と連通するよう一体
に接続して設けられており、旋回型炉床５の上面に沿っ
て緩い傾斜で設けた前記Ｌカーブ状ガイドプレート６の
先端位置に圧密成形手段３のハウジング９の圧密された
圧密成形体１３投下用の開口１０が形成されている。

【００２２】圧密成形手段３は、前記原料粉末受入用ホ
ッパ２と圧密成形手段３との連通開口部に接する配置
で、旋回型炉床５の半径方向に設けた圧密成形用の、複
数のリング翼１１ａ付きのロールフィーダ１１と、ロー
ルフィーダ１１の周面と着脱するように設けたスクレー
パ１２と、ロールフィーダ１１から送り出される圧密成
形体１３に幅方向の分断用薄肉部を形成させる複数の軸
方向翼板１４ａ付きのディバイダロール１４とで構成し
ている。

【００２３】ロールフィーダ１１は、図３に示すよう
に、軸部に圧力調整用のシリンダ１５を接続し、ガイド
プレート６側に向かってロールフィーダ１１の押圧力を
調整するようになっている。また、ディバイダロール１
４は、ガイドプレート６に対して位置調節可能に設けら
れ、必要に応じてロールフィーダ１１の場合と同様な押
圧力調整手段を設けることもできる。

【００２４】尚、ロールフィーダ１１及びディバイダロ
ール１４には、それぞれロール回転用の駆動モータを設
けるが、この駆動モータ系は一般的なものであるから図
を簡略に示すため図示を省略している。

【００２５】図４に示すように、旋回型炉床５は所要幅
のリング状の平らな炉床で作られており、このため炉床
５が旋回駆動されるとき炉床５の外周側の周方向速度が
内周側の周方向速度より速くなる。従って、この幅方向
に旋回速度分布の異なる炉床５上に均等分布で圧密成形
された材料を供給するために、前記圧密成形用のロール
フィーダ１１とディバイダロール１４は、それぞれ旋回
型炉床５の幅方向即ち旋回中心からの放射方向に外形線
を一致させるテーパ形状に製造し、かつ放射方向に一致
させて炉床面と平行を保つように配置して設けている。

【００２６】また、図４において、ロールフィーダ１１
は、一例として約２０mm厚さで約５０〜１００mm幅間隔
で、長さ方向に延びる分断用の薄肉部を形成した帯状圧
密体を形成するように構成している。このためロールフ
ィーダ１１には、長さ方向に約５０〜１００mmの間隔
で、凹曲断面の突条で形成されるリング翼１１ａを設
け、かつリング翼１１ａ間のロール面を圧密作用を高め
るためリング翼１１ａの突条凹曲面と連続する緩い凹曲
断面に形成している。

【００２７】ディバイダロール１４は、テーパ形のロー
ルの周面に周方向に板先約５０〜１００mm間隔で、かつ
ロール長さ方向に一定高さで連続する軸方向の翼板１４
ａを設けて構成されている。また、ディバイダロール１
４はガイドプレート６の先端付近の上面に対向して設け
られている。

【００２８】このように構成されるため、還元鉄生成用
の原料粉体はミキサー４２で必要な湿分下で混合された
混合済原料粉体として、シャトルコンベア４を通り原料
粉末受入用ホッパ２内に直接均一分布に連続供給され
る。

【００２９】原料粉末受入用ホッパ２内に投入された原
料粉体は自重でホッパ下部のロールフィーダ１１の間隙
に進入し、ロールフィーダ１１の緩い回転駆動でロール
外面とガイドプレート６との対向面の間で従来のグリー
ンボールの場合と同一密度を有するように圧密され板状
に成形されて通り抜ける。このときロールフィーダ１１
は表面の凹曲面で原料粉体をガイドプレート６面に押し
付けることで高い圧密作用が得られる。圧密原料成形体
が通り抜けた後、ロールフィーダ１１の外周面の付着残
留物がスクレーパ１２で取り除かれロールフィーダ１１
の回転駆動が連続される。

【００３０】ロールフィーダ１１を通り抜けた圧密原料
成形体は、リング翼１１ａ部で長さ方向に薄肉部を形成
され蒲鉾形断面が横に並ぶ断面形状の長さ方向に連続す
る圧密成形体１３となる。そして、この圧密成形体１３
が更に回転駆動されるディバイダロール１４とガイドプ
レート６面の間を通り抜ける。

【００３１】この過程で圧密成形体１３にディバイダロ
ール１４の軸方向翼板１４ａが圧入され、約５０〜１０
０mmのテーパ状間隔で横方向薄肉部が形成されて送り出
される。送り出された圧密成形体１３は、ガイドプレー
ト６の先端から旋回型炉床５上に落下する際に、自重で
横方向の薄肉部が切れて短矩形片が横に繋がった状態で
旋回型炉床５上に乗るようになる。

【００３２】旋回型炉床５上に上記のように連続供給さ
れる圧密成形体１３は、旋回型炉床５の旋回移動で排出
装置３２の位置へ移動する間に還元鉄生成が終了し、排
出装置３２の位置では従来と同様なスクリュー型排出装
置３２のスクリュー羽根の回転力で還元済みの圧密成形
体１３が予め成形された薄肉部で小片に分断され、スム
ーズに排出される。

【００３３】このように本実施例では、上述のように還
元炉３０上の原料供給装置１に圧密成形型の装置を構成
し備えることによって、ミキサー４２で混合された混合
済原料粉体を直接還元炉３０上の原料供給装置１に供給
できるようになり、従来使用してきたペレタイザー装置
と乾燥装置を省略できることになる。即ち、還元炉３０
の入側の装置数が減少し設備が簡素化される効果が得ら
れる。

【００３４】また、前記圧密成形手段３で成形され還元
炉３０内に供給される圧密成形体１３は、従来のグリー
ンボールと同一密度で造られるため、炉内での還元性は
従来と同様に維持され、旋回型炉床５の幅方向の異なる
速度分布に対し、一定厚さの原料成形体を、必要に応じ
た分布量で正確に供給できる効果が得られる。

【００３５】また、従来のペレタイザー装置の使用に伴
って発生するペレット製造上の困難と、ペレットのステ
ィッキングや搬送時の粉化防止等の困難を回避すること
ができる効果が得られる。

【００３６】尚、上記実施例で、ロールフィーダ１１の
リング翼１１ａとディバイダロール１４の軸方向翼板１
４ａで圧密原料成形体及び圧密成形体１３を、分断用の
薄肉部を形成することに止めずに、完全に分断するよう
に構成しても良い。

【００３７】［第２実施例］図５は、本発明の第２実施
例を示すロールフィーダの側面図、図６は同じくロール
フィーダの変形例を示す斜視図である。

【００３８】この実施例のロールフィーダ２１は、前記
と同様に旋回型炉床５の旋回中心点を通る半径線上にロ
ール外径を一致させてテーパ状のロールを製作し、ロー
ル周面に縦・横に格子状に連続させて設けた凹曲断面の
突条部２１ａと、この突条部２１ａの凹曲面に連続させ
て円又は楕円の緩い凹曲面部２１ｂを列状に配置形成し
て、ロールフィーダ２１をディンプル型に構成してい
る。

【００３９】このロールフィーダ２１は、第１実施例の
ロールフィーダ１１の場合と同様に押圧力調整用のシリ
ンダ１５（図３参照）を装着して設けられる。

【００４０】このとき、この実施例のロールフィーダ２
１には、被圧密体に分断可能な薄肉部を形成させる突条
部２１ａが格子状に設けられているため、このロールフ
ィーダ２１を通して圧密成形するだけで、成形体に縦・
横の格子状の薄肉部を作ることができる。また、このと
き格子状の突条部２１ａの間に形成した凹曲面部２１ｂ
は、圧密作用を高める働きをする。

【００４１】このため、この実施例のロールフィーダ２
１を用いると、第１実施例中で使用したディバイダロー
ル１４を省略できる効果が得られる。その他の作用・効
果は、第１実施例と同様である。

【００４２】尚、上記構成のロールフィーダ２１に代え
て、テーパ状のロール周面に単に枡目２１ｃを形成して
なるロールフィーダ２１Ａを使用しても良い。

【００４３】また、本発明は上記各実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能で
あることはいうまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように請求項１の
発明の還元鉄製造装置によれば、還元炉上に設けられる
原料供給装置が、ミキサーで混合された原料混合粉末を
コンベアを介し均等分布に受け入れるホッパ部と、受け
入れた原料混合粉末を小片の列状に必要密度に圧密・成
形して旋回型炉床上に連続供給し得る圧密成形手段とで
構成され、該圧密成形手段は前記旋回型炉床上に均等分
布で圧密成形体を供給し得るようにテーパ形状に形成さ
れたロールフィーダを有するので、ペレタイザや乾燥機
を不要にして装置の簡素化を図る一方で、旋回型炉床へ
必要に応じた分布量で成形原料を供給して還元炉の製造
効率の向上が図れる。

【００４５】また、請求項２の発明の還元鉄製造装置に
よれば、前記圧密成形手段は、圧密成形体を縦に分断す
るためのリング翼を長さ方向に所定間隔離間して複数有
するロールフィーダと、該ロールフィーダにより成形さ
れた圧密成形体を横に分断するための軸方向翼板を周方
向に所定間隔離間して複数有するテーパ形状のディバイ
ダロールを備えるので、請求項１の発明と同様の作用・
効果に加えて、縦分断機能と横分断機能とを二つの部材
に分担でき、各部材の構造簡略化が図れるという利点が
得られる。

【００４６】また、請求項３の発明の還元鉄製造装置に
よれば、前記ロールフィーダのロール周面に、圧密成形
体を縦・横に分断するための型を設けたので、請求項１
の発明と同様の作用・効果に加えて、縦分断機能と横分
断機能とを一つの部材で賄え、部品点数の削減が図れる
という利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す還元鉄製造装置の概
略構成斜視図である。

【図２】図１のII矢視拡大図である。

【図３】図２のIII-III 矢視図である。

【図４】図２のIV-IV 矢視図である。

【図５】本発明の第２実施例を示すロールフィーダの側
面図である。

【図６】同じくロールフィーダの変形例を示す斜視図で
ある。

【図７】従来例の還元鉄製造装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 圧密成形型の原料供給装置 ２ 原料粉末受入用ホッパ ３ 圧密成形手段 ４ シャトルコンベア ５ 旋回型炉床 ６ ガイドプレート ７ ホッパ前壁 ８ ホッパ側壁 ９ ハウジング １０ 開口 １１ ロールフィーダ １１ａ リング翼 １２ スクレーパ １３ 圧密成形体 １４ ディバイダロール １４ａ 軸方向翼板 １５ シリンダ ２１ ロールフィーダ ２１Ａ ロールフィーダ ２１ａ 凹面突条 ２１ｂ 凹曲面部 ２１ｃ 枡目 ３０ 還元炉 ３１ ペレット供給装置 ３２ 排出装置 ４１ 原料ホッパ群 ４２ ミキサー ４３ ペレタイザ ４４ 乾燥機 ４５ コンベア ４６ コンテナ

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆターム(参考） 4K001 AA10 BA02 CA23 4K012 DE01 DE03 DE08 4K055 AA00 FA02 FA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 還元炉上に設けられる原料供給装置が、
   ミキサーで混合された原料混合粉末をコンベアを介し均
   等分布に受け入れるホッパ部と、受け入れた原料混合粉
   末を小片の列状に必要密度に圧密・成形して旋回型炉床
   上に連続供給し得る圧密成形手段とで構成され、該圧密
   成形手段は前記旋回型炉床上に均等分布で圧密成形体を
   供給し得るようにテーパ形状に形成されたロールフィー
   ダを有することを特徴とする還元鉄製造装置。
2. 【請求項２】 前記圧密成形手段は、圧密成形体を縦に
   分断するためのリング翼を長さ方向に所定間隔離間して
   複数有するロールフィーダと、該ロールフィーダにより
   成形された圧密成形体を横に分断するための軸方向翼板
   を周方向に所定間隔離間して複数有するテーパ形状のデ
   ィバイダロールを備えることを特徴とする請求項１記載
   の還元鉄製造装置。
3. 【請求項３】 前記ロールフィーダのロール周面に、圧
   密成形体を縦・横に分断するための型を設けたことを特
   徴とする請求項１記載の還元鉄製造装置。