JP2001139332A - 酸化鉄の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 級外品の酸化鉄を１級品として救済する。 【解決手段】 ホッパ６３に投入された級外品の酸化鉄
は、蒸気で予熱された後、スクリュコンベア６４に送ら
れ、スクリュコンベア６４によってふるい分け機６５に
定量供給される。ふるい分け機６５に供給された級外品
の酸化鉄は異物を排除された後、第４インジェクタ１０
０に送られる。第４インジェクタ１００に送られた級外
品の酸化鉄は、ロータリキルン２８の燃焼排ガスによっ
て加熱された圧送用空気によって空気輸送され、圧送管
１０１を介して焙焼炉１４内に吹込まれる。焙焼炉１４
内に吹込まれた級外品の酸化鉄は加熱されて塩素分を除
去される。これによって、級外品の酸化鉄は異物および
塩素分を除去されるので、１級品として救済される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所の塩酸酸洗
設備から発生する塩化鉄を含む廃酸を処理して磁性材料
の原料である粉状の酸化鉄を製造する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、熱間圧延鋼帯の脱スケール
は、主として塩酸酸洗設備において行われており、塩酸
酸洗設備から発生する塩化鉄を含む廃酸は、塩酸廃酸処
理設備において主として噴霧焙焼法によって処理されて
いる。この方式の塩酸廃酸処理設備は、塩酸回収装置
と、焙焼炉を備える酸化鉄製造装置とから成る。

【０００３】塩化鉄を含む廃酸は、高温に加熱された焙
焼炉において、粉状の酸化鉄と塩化水素を含む排ガスと
に分解される。塩化水素を含む排ガスは、塩酸回収装置
に導かれ、塩酸として回収される。焙焼された酸化鉄
は、ロータリキルンに投入され、加熱によって残留した
塩素分を除去される。このように、従来の酸化鉄製造装
置は焙焼炉とロータリキルンとを含んで構成される。

【０００４】特開平４−２４０１１９号公報には、焙焼
炉の排ガス中から粉状の酸化鉄を回収するサイクロン等
の集塵機と、回収した酸化鉄を外部に取出すことなく再
度リターン管を介して焙焼炉内に循環供給するブロワと
をさらに備える酸化鉄製造装置が開示されている。通常
集塵機で回収した酸化鉄は基準値を超える塩素含有量を
有しているけれども、このような循環処理によって基準
値以上の塩素含有量を有する酸化鉄が外部に取出されな
いことになり、製造される酸化鉄の品位を向上すること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記粉状の酸化鉄は、
冷却後、塩素含有量等の品質検査によって１級品および
級外品（２級品、産廃品）に格付けされている。級外品
のうち、２級品は１級品と比較して売値が安価であり、
産廃品は処分するのにコストがかかる。したがって、従
来から級外品の発生を低減する種々の検討が多方面から
進められている。しかしながら、実操業においては、焙
焼炉およびロータリキルンの炉況の変動が避けられない
ので、級外品の発生を皆無にすることは困難である。し
たがって、現実的な対応としては発生した級外品を１級
品として救済することのできる手段の開発が要望されて
いる。前記従来の酸化鉄製造装置には、このような級外
品を救済する手段が全く設けられていない。

【０００６】本発明の目的は、級外品に格付けされた酸
化鉄を１級品として救済することのできる酸化鉄製造装
置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、粉状の酸化鉄
を定量供給する定量供給手段と、定量供給された酸化鉄
を分級する分級機と、分級された粒径の小さい酸化鉄を
輸送する輸送手段と、輸送手段からの酸化鉄を加熱して
酸化鉄に含まれる塩素分を除去する加熱手段とを含むこ
とを特徴とする酸化鉄の製造装置である。

【０００８】本発明に従えば、粉状の酸化鉄は定量供給
手段によって分級機に定量供給されて分級され、分級さ
れた粒径の小さい酸化鉄は輸送手段によって加熱手段に
供給されて塩素分を除去される。これによって、たとえ
ば塩素含有量の多い級外品の酸化鉄が発生してもそれを
加熱して塩素分を除去することができるので、級外品を
１級品として救済することができる。

【０００９】また本発明で、前記加熱手段は、炉体にバ
ーナが取付けられて構成される焙焼炉であって、炉体の
バーナ付近には前記輸送手段が接続されており、炉体の
上部には鋼帯を塩酸酸洗した後の塩化鉄を含む廃酸を噴
霧する噴霧ノズルが設けられることを特徴とする。

【００１０】本発明に従えば、焙焼炉の炉体にはバーナ
が取付けられており、バーナ付近には粉状の酸化鉄を輸
送する輸送手段が接続されているので、酸化鉄がバーナ
付近に吹込まれ、バーナによって充分に加熱される。し
たがって酸化鉄に含まれる塩素分が効率的に除去され
る。また炉体の上部には噴霧ノズルが設けられており、
噴霧ノズルには塩化鉄を含む廃酸が供給されるので、焙
焼炉内に廃酸を噴霧することができる。したがって、廃
酸はバーナ加熱によって粉状の酸化鉄と塩化水素を含む
排ガスとに効率よく分解される。

【００１１】また本発明で、前記定量供給手段は、水平
な回転軸線を有するスクリュコンベアであって、スクリ
ュコンベアは水平軸線まわりに回転するスクリュ羽根が
筒体内に回転可能に設けられ、酸化鉄はスクリュ羽根の
軸線よりも下方で筒体内を輸送され、前記分級機はふる
い分け機であって、スクリュコンベアからの酸化鉄をふ
るい分けして予め定める粒径を超える物体を排除し、さ
らに、前記輸送手段は、酸化鉄を輸送する空気を発生す
るブロワと、ブロワからの空気を加熱する空気加熱器
と、空気加熱器からの加熱空気によってふるい分け機か
らの酸化鉄を吸引して輸送するインジェクタと、インジ
ェクタからの酸化鉄および加熱空気を加熱手段に導く圧
送管とを含むことを特徴とする。

【００１２】本発明に従えば、スクリュコンベアは筒体
内で粉状の酸化鉄を輸送するので、酸化鉄を飛散させる
ことなく輸送することができる。また酸化鉄がスクリュ
羽根の軸線よりも下方で筒体内を輸送されるので、小さ
な動力で酸化鉄をふるい分け機に定量供給することがで
きる。したがって、ふるい分け機における酸化鉄の詰ま
りを防止することができる。またふるい分け機は予め定
める粒径を超える物体の通過を阻止することができるの
で、たとえば酸化鉄中に異物が混入していても確実に排
除することができる。また、輸送手段はブロワからの空
気を空気加熱器で加熱し、加熱された空気をインジェク
タに供給してふるい分けされた酸化鉄を吸引し、加熱空
気と酸化鉄とを圧送管を介して焙焼炉に吹込むので、予
熱された粉状の酸化鉄が焙焼炉内に吹込まれることにな
り、炉温の低下を防止することができる。

【００１３】また本発明で、前記インジェクタは、内部
空間を有し、内部空間の上方からふるい分けされた酸化
鉄が供給されるケーシングと、ケーシングに設けられ、
水平軸線を有し、加熱空気が供給されるノズルと、ケー
シングに設けられ、ノズルから水平方向に、かつ加熱空
気の噴射方向下流側に間隔をあけて対向配置されるディ
フューザとを含むことを特徴とする。

【００１４】本発明に従えば、インジェクタには可動部
がないので、構造を簡素化することができ、故障を少な
くすることができる。したがって簡単な構成で確実に酸
化鉄を輸送することができる。

【００１５】また本発明で、前記焙焼炉の炉体は、鉛直
軸線を有する直円筒部を有し、直円筒部にはバーナが周
方向に間隔をあけて複数設けられており、各バーナの火
炎軸線は同一水平面内に存在し、かつ直円筒部の接線方
向に対して鋭角を成して配置されており、前記圧送管は
各バーナよりも上方の直円筒部に配置されており、前記
圧送管の軸線は各バーナの火炎軸線を含む一水平面に平
行であり、さらに前記圧送管の前記一水平面上への投影
軸線は最も近接したバーナの火炎軸線と鋭角を成すこと
を特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、圧送管の軸線とバーナの
火炎軸線との成す角度が小さいので、粉状の酸化鉄が燃
焼ガスの流れ方向とほぼ同じ方向に投入される。これに
よって、焙焼炉内における燃焼ガスの流れを乱すことな
く酸化鉄を充分に加熱することができる。

【００１７】また本発明で、前記焙焼炉の近傍には、焙
焼炉から取出された酸化鉄を間接加熱して塩素分を除去
するロータリキルンが配置されており、前記空気加熱器
は、前記ブロワからの空気をロータリキルンの排ガスに
よって間接加熱することを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、酸化鉄輸送用空気はロー
タリキルンの排ガスによって間接加熱された後、インジ
ェクタに供給されるので、ロータリキルンの排ガスの廃
熱を有効に活用することができる。

【００１９】また本発明で、前記ふるい分け機は、分級
されるべき酸化鉄が供給されるふるい枠と、ふるい枠に
設けられるふるい部材と、ふるい枠を加振する発振機
と、ふるい部材の下方に配置され、発振機の振動によっ
てふるい部材に衝突する衝突片とを含むことを特徴とす
る。

【００２０】本発明に従えば、衝突片によってふるい部
材に衝撃力を付与することができるので、ふるい部材の
詰まりを防止することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る酸化鉄製造装置１に備えられる酸化鉄供給装置３の構
成を簡略化して示す系統図であり、図２は図１に示す酸
化鉄供給装置３の主要部の構成を簡略化して示す正面図
であり、図３は本発明の実施の一形態である酸化鉄製造
装置１の構成を簡略化して示す系統図である。酸化鉄製
造装置１は、前述のように塩化鉄を含む廃酸から粉状の
酸化鉄を製造する装置であり、塩酸廃酸処理設備に塩酸
回収装置とともに備えられる。塩化鉄を含む廃酸（以
後、廃酸と略称する）は、熱間圧延鋼帯の主たる脱スケ
ール設備である塩酸酸洗設備から発生する。

【００２２】廃酸タンク５に貯留された廃酸は、ポンプ
６によって廃酸移送管７に送り出され、フィルタ８を介
して中間ワッシャと呼ばれる濃縮塔９に供給される。濃
縮塔９に供給された廃酸は、塔内で後述する焙焼炉１４
から排出される排ガスと向流接触し、排ガス中に含まれ
る微粉の酸化鉄を捕集すると同時に廃酸中の水分が一部
蒸発して濃縮される。濃縮された廃酸は貯留槽１０に貯
留された後、噴霧ポンプ１１によって昇圧され、フィル
タ１２を介して加熱手段である焙焼炉１４に圧送され
る。圧送された濃縮廃酸は、焙焼炉１４の上部に設けら
れている噴霧ノズル１５によって炉内に噴霧される。焙
焼炉１４にはバーナ１６が設けられており、天然ガスと
空気とを混合して燃焼し、燃焼熱で炉内を高温度に加熱
保持する。焙焼炉１４の構成についてはさらに後述す
る。

【００２３】前記噴霧ノズル１５によって噴霧された濃
縮廃酸の液滴は、炉内を降下中に粉状の酸化鉄と塩化水
素を含む排ガスとに熱分解される。このうち後者の塩化
水素を含む排ガスは、排気ダクト１９を介してサイクロ
ン２０に送られる。サイクロン２０では、前記排ガスを
粗集塵して粉状の酸化鉄を回収する。サイクロン２０を
通過した前記排ガスはダクト２１を介して濃縮塔９に送
られ、前述のように廃酸と向流接触した後、塩酸回収装
置２３に送られる。

【００２４】前者の粉状の酸化鉄は、焙焼炉１４の底部
に貯留された後、取出され、ホッパ２５、可逆式スクリ
ュフィーダ２６およびコンベア２７を介してロータリキ
ルン２８に送られる。ロータリキルン２８は、内筒２９
と外筒３０とを有し、回転駆動される内筒２９内に前記
酸化鉄が投入される。外筒３０には、バーナ３１が設け
られており、バーナ３１は内筒２９の外周面と外筒３０
の内周面とで囲まれる空間において天然ガスと空気とを
混合して燃焼し、内筒２９を加熱する。これによって酸
化鉄中の残留塩素分が分解されて除去される。

【００２５】ロータリキルン２８で加熱された酸化鉄は
クーラ３３で冷却され、気密排出手段であるロータリフ
ィーダ３４およびＹ形切換弁３５を経て第１および第２
インジェクタ３６，３７に送られる。第１および第２イ
ンジェクタ３６，３７には、第１および第２ブロワ３
８，３９が送風管路４０，Ｔ形切換弁４１を介して接続
されている。第１および第２インジェクタ３６，３７に
送られた酸化鉄は、第１および第２ブロワ３８，３９か
らの圧送用空気によって空気輸送され、第１および第２
サイロ４３，４４に貯留される。貯留された酸化鉄は、
袋詰装置４５によってバグ４６に所定重量、たとえば６
５０ｋｇずつ袋詰めされる。

【００２６】袋詰めされた酸化鉄は、１０袋について１
回サンプリングされ、出荷検査と呼ばれる品質検査が施
される。品質検査項目は、たとえば塩素含有量および粒
径であり、試験値が予め定める合格基準値と比較されて
格付けされる。すなわち、全ての試験値が合格基準値を
満たすものは１級品として格付けされて出荷され、いず
れか１つの試験値でも合格基準値を外れたものは級外品
として格付けされる。前記予め定める合格基準値は、た
とえば塩素含有量：０．０９％以下，粒径：１．３μｍ
以下である。

【００２７】前記ロータリキルン２８およびクーラ３３
には、ベントラインと呼ばれる複数のガス管路４８が設
けられている。ガス管路４８は、塩素分を含むガスを排
出する管路であり、一端部がガス発生源であるロータリ
キルン２８およびクーラ３３にそれぞれ接続され、他端
部がガス排出先である焙焼炉１４、排気ダクト１９およ
びダクト２１にそれぞれ接続される。各ガス管路４８の
両端部には、バルブ４９がそれぞれ設けられている。こ
れによって、ロータリキルン２８およびクーラ３３から
の塩素分を含むガスの排出先は、バルブ４９の操作によ
って選択的に切換え可能である。前記塩素分を含むガス
は、その排出先が焙焼炉１４の排ガス流れ方向下流側に
なるにつれて塩酸回収装置２３に導入されやすくなるの
で、塩酸回収量を増加することができる。

【００２８】前記ロータリキルン２８のバーナ３１の燃
焼排ガスは、排ガス管５１を介して煙突５３に導かれ
る。煙突５３には、空気加熱器５４が設けられている。
空気加熱器５４は、ロータリキルン２８からの燃焼排ガ
スが通過する空間を有しており、その空間には送風管路
５５のジグザグ状の屈曲部５５ａが配置されている。送
風管路５５は、酸化鉄の圧送用空気を導く管路であり、
その一端部は第３ブロワ５６に接続されている。送風管
路５５は空気加熱器５４の下流側で２系統に分岐してお
り、分岐した各送風管路５５の他端部は、後述する第３
および第４インジェクタ５８，１００にそれぞれ接続さ
れている。第３ブロワ５６から送風された圧送用空気
は、空気加熱器５４においてロータリキルン２８の燃焼
排ガスによって間接加熱され、加熱空気となって第３お
よび第４インジェクタ５８，１００に送風される。これ
によってロータリキルン２８の燃焼排ガスの廃熱を有効
に活用することができ、省エネルギを図ることができ
る。

【００２９】前記サイクロン２０は、図３に示すように
排出管５７および気密排出手段であるロータリフィーダ
５９を介して第３インジェクタ５８に接続されている。
前記サイクロン２０によって焙焼炉１４の排ガス中から
回収された酸化鉄は、第３インジェクタ５８に供給さ
れ、空気加熱器５４において加熱された圧送用空気によ
って空気輸送され、戻り管６０を介して焙焼炉１４に戻
される。前記排気ダクト１９、サイクロン２０、排出管
５７、ロータリフィーダ５９、第３インジェクタ５８お
よび戻り管６０は、酸化鉄循環装置６１を形成する。

【００３０】このように、加熱空気によってサイクロン
２０で回収された酸化鉄が焙焼炉１４に空気輸送される
ので、加熱されない圧送用空気によって空気輸送を行う
場合に比べて焙焼炉１４の温度低下を防止することがで
きる。また前述のように、塩素含有量の高いサイクロン
２０の酸化鉄が外部に取出されることなく、焙焼炉１４
に戻されるので、塩素含有量の高い酸化鉄の生産量を低
減することができ、酸化鉄の品位を向上することができ
る。

【００３１】本実施の形態では、焙焼炉１４の近傍に酸
化鉄供給装置３が設けられている。酸化鉄供給装置３
は、前記級外品として格付けされた酸化鉄を焙焼炉１４
に再投入するための装置である。酸化鉄供給装置３は、
図１および図２に示すように級外品の酸化鉄を収納する
ホッパ６３と、ホッパ６３からの粉状の酸化鉄を定量供
給する定量供給手段であるスクリュコンベア６４と、定
量供給された酸化鉄を分級する分級機であるふるい分け
機６５と、ふるい分けられた粒径の小さい酸化鉄を輸送
する輸送手段６６とを含んで構成される。

【００３２】ホッパ６３は、鉛直軸線を有する直円筒部
（図示せず）と、その下方に連なる逆円錐台状のレジュ
ーサ６８と、その下方に連なる下部ノズル６９とを有す
る。レジューサ６８の外周面には加熱ジャケット７０が
形成されており、下部ノズル６９には、スライド式のシ
ャッタ７１が設けられている。加熱ジャケット７０には
蒸気が供給されており、レジューサ６８は蒸気加熱され
ている。バグ４６に充填された級外品の酸化鉄は、トロ
リホイスト７４で吊上げられ、ホッパ６３内に投入され
る。ホッパ６３内の酸化鉄は、予熱された後、後続配置
されたスクリュコンベア６４へ供給され、その供給量は
スライド式シャッタ７１の開度調整によって調整され
る。

【００３３】ホッパ６３に投入される級外品の酸化鉄
は、前記品質検査の試験値不良品ばかりでなく、前記第
１および第２サイロ４３，４４の補修後に最初に製造さ
れた酸化鉄も含まれる。これは、補修直後に貯留された
酸化鉄に補修時の熔接カスなどが混入している可能性が
極めて高いと考えられるからである。

【００３４】図４は図２に示すスクリュコンベア６４の
構成を簡略化して示す正面断面図であり、図５は図４の
右側面図である。スクリュコンベア６４は筒体７５とス
クリュ７６とを備える。筒体７５は略円筒形の形状を有
し、その一端部には上方に延びる酸化鉄導入口７７が形
成されており、他端部には下方に延びる酸化鉄排出口７
８が形成されている。酸化鉄導入口７７は、前記ホッパ
６３の下部ノズル６９に連結されている。筒体７５の外
周面には、ブラケット８３が取付けられており、ブラケ
ット８３は図２に示すように架台８４に固定されてい
る。

【００３５】スクリュ７６は、スクリュ軸７９とスクリ
ュ羽根８０とを含む。スクリュ軸７９は筒体７５内に挿
通され、筒体７５の両端部に回転自在に軸支されてい
る。スクリュ軸７９は、図２に示すようにモータ８１に
よって回転駆動される。スクリュ羽根８０は、スクリュ
軸７９の外周面にらせん状に取付けられており、スクリ
ュ軸７９と一体的に筒体７５内を回転する。本実施の形
態では、スクリュ羽根８０は、左巻に形成されているけ
れども、酸化鉄排出口７８側の最終半巻のみは右巻に形
成されている。

【００３６】ホッパ６３から酸化鉄導入口７７を介して
筒体７５の一端部に供給された酸化鉄は、スクリュ羽根
８０によって筒体７５の一端部から他端部に向って輸送
され、酸化鉄排出口７８から排出される。前述のよう
に、スクリュ羽根８０の他端部側の最終半巻は反対巻に
形成されているので、この部分で酸化鉄の他端部側への
移動が阻止され、酸化鉄を酸化鉄排出口７８から確実に
排出させることができる。また、スクリュコンベア６４
は筒体７５内に回転自在に設けられたスクリュ羽根８０
によって酸化鉄を輸送するので、酸化鉄を飛散させるこ
となく輸送することができる。

【００３７】本実施の形態では、酸化鉄は図４に示すよ
うに酸化鉄の層厚Ｌ１がスクリュ羽根８０の軸線８０ａ
よりも下方になるように輸送される。これによって、ス
クリュコンベア６４は酸化鉄を小さな動力で輸送するこ
とができ、後続配置されたふるい分け機６５に酸化鉄を
確実に定量供給することができる。したがって、ふるい
分け機６５における酸化鉄の詰まりを防止することがで
きる。

【００３８】図６は図２に示すふるい分け機６５の構成
を簡略化して示す正面図であり、図７は図６の平面図で
あり、図８は図６のＡ部の拡大図である。図６は、右半
分を断面図として示している。ふるい分け機６５は、ふ
るい分けられるべき酸化鉄が供給されるふるい枠８６
と、ふるい枠８６に張架されるふるい部材であるふるい
網８７と、ふるい枠８６を加振する発振機８８と、ふる
い網８７に衝突する衝突片８９とを備えて構成される。
前記スクリュコンベア６４の酸化鉄排出口７８は、図２
に示すようにじゃばら９１を介してふるい枠８６の頂部
の酸化鉄取り入れ口９０に接続される。

【００３９】酸化鉄取り入れ口９０から取入れられた酸
化鉄は、ふるい網８７によってふるい分けられる。ふる
い分け中、ふるい枠８６は発振機８８によって上下方向
に加振されるとともに、ふるい網８７にはタッピングゴ
ムと呼ばれる衝突片８９が繰返して衝突する。衝突片８
９は、衝突片受皿９３に収納されており、衝突片受皿９
３の底面には酸化鉄を通過されるための多数の透孔９４
が形成されている。

【００４０】これによって、酸化鉄が塊状に固まってい
ても振動によって破砕することができるとともに、衝突
片８９の衝撃力によってふるい網８７の目詰まりを防止
することができる。本実施形態のふるい網８７は、たと
えばふるい目の開き：２．５ｍｍ，線径：０．７ｍｍに
設定される。この場合、粒径１．８ｍｍ以下の物体が通
過できる。前記ふるい網８７を通過した酸化鉄は、傾斜
シュート９５を介して排出口９６から排出され、後続配
置された輸送手段６６の後述する第４インジェクタ１０
０に送られる。前記ふるい網８７を通過できない粗粒の
物体は、粗粒排出口９７を介して粗粒受けドラム９８に
排除される。粗粒物体は、たとえば酸化鉄が強固に固化
した固形物、前記熔接カス、バブフィルタの破片および
フィルタ８，１２の破片などである。以後、これらを総
称して異物と呼ぶ。

【００４１】このように、本実施の形態では粒径１．８
ｍｍ以下の物体がふるい網８７を通過できるように設定
されているので、酸化鉄をほぼ全量通過させることがで
き、異物を確実に排除することができる。

【００４２】図１〜図３を参照して前記輸送手段６６
は、前記第３ブロワ５６と、前記空気加熱器５４と、第
４インジェクタ１００と、圧送管１０１と、前記送風管
路５５とを含んで構成される。第４インジェクタ１００
は、ふるい分け機６５の近傍に設けられ、空気加熱器５
４からの加熱空気によってふるい分け機６５からの酸化
鉄を吸引して空気輸送する。圧送管１０１は、第４イン
ジェクタ１００と焙焼炉１４とを接続し、第４インジェ
クタ１００からの酸化鉄および加熱空気を焙焼炉１４に
導く。

【００４３】図９は図２に示す第４インジェクタ１００
の構成を簡略化して示す正面断面図であり、図１０は図
９の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図である。第４インジ
ェクタ１００は、水平軸線を有する中空のケーシング１
０３と、ケーシングの上部に取付けられるレジューサ１
０２と、ケーシング１０３の内部空間に設けられるノズ
ル１０４と、ノズル１０４に同軸に間隔をあけて対向配
置されるディフューザ１０５とを含む。レジューサ１０
２は、鉛直軸線を有し、その上部には前記ふるい分け機
６５の排出口９６がじゃばら１０６を介して接続されて
いる。

【００４４】ケーシング１０３は、直円筒状の周壁１０
３ａと、その両側面を塞ぐ端壁１０３ｂ，１０３ｃとか
ら成り、その内部空間はレジューサ１０２と連通してい
る。したがって、ケーシング１０３の内部空間には上方
から前記ふるい網８７を通過した酸化鉄がレジューサ１
０２を介して供給される。ケーシング１０３の下部に
は、酸化鉄排出口１０７が設けられており、排出口１０
７にはキャップ１０８が着脱可能に取付けられている。
前記内部空間に酸化鉄が詰まった場合、酸化鉄は排出口
１０７から排出される。

【００４５】ノズル１０４は、水平軸線を有し、ノズル
保持管１０９の先端部に着脱自在に設けられている。ノ
ズル保持管１０９は、ケーシング１０３の一方（図９の
左側）の端壁１０３ｂに設けられており、その先端部
は、一方の端壁１０３ｂを挿通して前記内部空間に突出
している。ケーシング１０３、ノズル保持管１０９、ノ
ズル１０４およびディフューザ１０５の軸線１１０は同
軸である。ノズル１０４の内部には内部流路１０４ａが
ノズル１０４の軸線１１０と同軸に形成されており、そ
の内周面の直径は、ノズル１０４の先端に向かうにつれ
て、すなわちディフューザ１０５に近接するにつれて先
細状に小さくなるように形成されている。またノズル１
０４の外周面の直径も同様にノズル１０４の先端部に向
かうにつれて先細状に小さくなるように形成されてい
る。ノズル保持管１０９の基端部は、前記送風管路５５
に接続されている。

【００４６】ディフューザ１０５は、ケーシング１０３
の他方の端壁１０３ｃに設けられており、その先端部は
他方の端壁１０３ｃを挿通して前記内部空間に突出して
いる。ディフューザ１０５の内部には内部流路１０５ａ
がディフューザ１０５の軸線１１０と同軸に形成されて
おり、その内周面の直径はノズル１０４から離間するに
つれて一旦先細状にくびれた後、末広り状に大きくなる
ように形成されている。ディフューザ１０５の内周面に
はセラミックス加工が施されており、輸送される酸化鉄
による内周面の摩耗を抑制する。ディフューザ１０５の
基端部は、前記圧送管１０１に接続されている。

【００４７】送風管路５５からノズル１０４の内部流路
１０４ａに送られた加熱空気は、縮径効果によって加速
され、ディフューザ１０５の内部流路１０５ａに向って
噴射される。このため、前記内部空間には伴流に伴う負
圧が発生し、前記内部空間に供給された酸化鉄はノズル
１０４の外周面の曲率に沿ってディフューザ１０５の内
部流路１０５ａに吸引される。吸引された酸化鉄は、加
熱空気とともに圧送管１０１内を輸送されて焙焼炉１４
内に吹込まれる。焙焼炉１４内に吹込まれる加熱空気の
温度は、たとえば１２０℃である。

【００４８】このように級外品の酸化鉄はホッパ６３で
予加熱され、さらに空気加熱器５４によって加熱された
空気で空気輸送されるので、焙焼炉１４内の温度低下を
防止することができる。また第４インジェクタ１００に
は可動部がないので、構造を簡素化することができ、故
障を少なくすることができる。したがって、簡単な構成
で確実に酸化鉄を輸送することができる。またノズル１
０４およびディフューザ１０５を消耗部品として定期的
に交換すれば第４インジェクタ１００の寿命を延長する
ことができる。前記第１〜第３インジェクタ３８，３
９，５８の構成は、第４インジェクタ１００の構成と同
一である。

【００４９】図１１は図３に示す焙焼炉１４の構成を簡
略化して示す正面図であり、図１２は図１１の切断面線
ＸＩＩ−ＸＩＩから見た断面図である。図１１は、右半
分を断面図として示している。図１１および図１２を参
照して、焙焼炉１４の構成を説明するとともに前記圧送
管１０１および戻り管６０の焙焼炉１４への接続位置付
近の構成について説明する。焙焼炉１４は炉体１１１を
備えており、炉体１１１は鉛直軸線を有する直円筒部１
１１ａと、その下部に連なるレジューサ部１１１ｂとを
有する。直円筒部１１１ａの下部にはバーナ１６が周方
向に間隔をあけて複数（本実施の形態では４）設けられ
ている。直円筒部１１１ａの上端部には、ノズルヘッダ
１１３が複数（本実施形態では４）昇降自在に設けられ
ており、ノズルヘッダ１１３の下端部には噴霧ノズル１
５が取付けられている。ノズルヘッダ１１３は昇降装置
１１４によって昇降される。レジューサ部１１１ｂの下
部には、開閉弁１１２が設けられている。レジューサ部
１１１ｂに貯留された酸化鉄は、開閉弁１１２の開度調
整によって後続配置されたホッパ２５への供給量が調整
される。

【００５０】各バーナ１６の火炎軸線１１６は、同一の
水平面１１５内に存在しており、火炎軸線１１６と直円
筒部との交点Ｔにおける接線と火炎軸線との成す角度θ
１は鋭角、たとえば４５°である。したがって、各バー
ナ１６の燃焼ガス流は炉内で矢符１１９で示すような同
一回転方向の旋回流を形成し、炉内を均一に加熱するこ
とができる。

【００５１】前記酸化鉄供給装置３の圧送管１０１は、
各バーナ１６の上方に間隔をあけて炉体１１１の直円筒
部１１１ａに接続されている。圧送管１０１の軸線１１
７は、前記各バーナ１６の火炎軸線１１６を含む一水平
面１１５に平行であり、さらに圧送管１０１の軸線を上
方から前記一水平面１１５に投影した投影軸線１１７は
前記一水平面１１５上において最も近接したバーナ１６
の火炎軸線１１６と鋭角を成すように配置されている。
前記投影軸線１１７と前記火炎軸線１１６との成す角度
θ２は、たとえば５０°である。本実施の形態では、θ
２＞θ１に設定されている。このように圧送管１０１の
投影軸線１１７とバーナ１６の火炎軸線１１６との成す
角度が鋭角であるので、級外品の酸化鉄は燃焼ガスの流
れ方向とほぼ同じ方向に投入され、前記旋回流に沿って
旋回する。これによって、焙焼炉１４内における燃焼ガ
スの流れを乱すことなく、級外品の酸化鉄を効率よく充
分加熱することができる。

【００５２】炉体１１１の直円筒部１１１ａにおける圧
送管１０１の接続位置と対向する位置には、前記酸化鉄
循環装置６１の戻り管６０が接続されている。戻り管６
０の軸線１１８は、圧送管１０１の軸線１１７と同一水
平面内に存在しており、圧送管１０１の接続位置と戻り
管６０の接続位置とは、この同一水平面内において直円
筒部１１１ａの一直径線１２０上に存在する。また前記
水平面１１５上において戻り管６０の投影軸線１１８と
バーナ１６の火炎軸線１１６との成す角度θ３は鋭角、
たとえば３４°に設定されている。本実施の形態では、
θ３＜θ１に設定されている。これによって、圧送管１
０１の場合と同様に焙焼炉１４の排ガス中から回収した
酸化鉄を効率よく充分加熱することができる。

【００５３】次に酸化鉄供給装置３の動作を説明する。
ホッパ６３に投入された級外品の酸化鉄は、蒸気で予熱
された後、スクリュコンベア６４に送られ、スクリュコ
ンベア６４によってふるい分け機６５に定量供給され
る。ふるい分け機６５に供給された級外品の酸化鉄は、
熔接カスなどの異物を排除された後、第４インジェクタ
１００に送られる。第４インジェクタ１００に送られた
級外品の酸化鉄は、ロータリキルン２８の燃焼排ガスに
よって加熱された圧送用空気によって空気輸送され、圧
送管１０１を介して焙焼炉１４内に吹込まれる。焙焼炉
１４内に吹込まれた級外品の酸化鉄は加熱されて塩素分
を除去される。これによって、級外品の酸化鉄は異物お
よび塩素分を除去されるので、１級品として救済され
る。

【００５４】次に、図３に示す酸化鉄製造装置１の実操
業結果の１例について説明する。酸化鉄製造装置１を稼
働して廃酸から酸化鉄を製造するとともに、図１および
図２に示す酸化鉄供給装置３を運転して級外品の酸化鉄
の救済処理を行った。級外品の酸化鉄は、酸化鉄の生産
量３０袋（１袋６５０ｋｇ）当り１袋の割合で投入し
た。投入した級外品の酸化鉄の塩素含有量および粒径
は、それぞれ塩素含有量：０．２２５％、粒径：０．８
２μｍであった。製造された酸化鉄の品質検査を行った
結果、酸化鉄の塩素含有量および粒径は、それぞれ塩素
含有量：０．０３２％、粒径：０．７２μｍであった。
これらは、いずれも問題のないレベルであり、全量１級
品として格付けされた。これによって、本発明の酸化鉄
製造装置１は優れた級外品の酸化鉄の救済処理能力を有
していることが判る。

【００５５】以上述べたように、本実施の形態では噴霧
した廃酸をバーナで加熱する焙焼炉１４が用いられてい
るけれども流動床式焙焼炉を用いてもよい。また、空送
用空気の加熱にロータリキルン２８の燃焼排ガスが用い
られているけれども他の熱源を用いてもよい。また定量
供給手段、分級機および輸送手段としてスクリュコンベ
ア６４、ふるい分け機６５およびインジェクタ１００な
どが用いられているけれども、これらに限定されるもの
ではなく他の手段を用いてもよい。またインジェクタ１
００およびふるい分け機６５の構成は、本実施の形態以
外の構成でもよい。また、圧送管１０１と焙焼炉１４と
の接続箇所は、本実施の形態では１箇所であるけれど
も、１箇所に限定されるものではなく、複数箇所におい
て接続するように構成してもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の本発明によ
れば、塩素含有量の多い級外品の酸化鉄を加熱して塩素
分を除去することができるので、級外品を１級品として
救済することができる。

【００５７】また請求項２記載の本発明によれば、酸化
鉄はバーナ付近に吹込まれ、バーナによって充分に加熱
されるので、酸化鉄に含まれる塩素分を効率的に除去す
ることができる。

【００５８】また請求項３記載の本発明によれば、酸化
鉄がふるい分けされるので、酸化鉄中に異物が混入して
いても確実に排除することができる。また加熱された空
気がインジェクタに供給されるので、予熱された粉状の
酸化鉄が焙焼炉内に吹込まれることになり、炉内温度の
低下を防止することができる。

【００５９】また請求項４記載の本発明によれば、簡単
な構成で確実に酸化鉄を輸送することができる。

【００６０】また請求項５記載の本発明によれば、粉状
の酸化鉄は燃焼ガスの流れ方向とほぼ同じ方向に投入さ
れるので、焙焼炉内における燃焼ガスの流れを乱すこと
なく酸化鉄を充分に加熱することができる。

【００６１】また請求項６記載の本発明によれば、ロー
タリキルンの排ガスの廃熱を有効に利用することができ
る。

【００６２】また請求項７記載の本発明によれば、衝突
片によってふるい部材に衝撃力を付与することができる
ので、ふるい部材の詰まりを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である酸化鉄製造装置１
に備えられる酸化鉄供給装置３の構成を簡略化して示す
系統図である。

【図２】図１に示す酸化鉄供給装置３の主要部の構成を
簡略化して示す正面図である。

【図３】本発明の実施の一形態である酸化鉄製造装置１
の構成を簡略化して示す系統図である。

【図４】図２に示すスクリュコンベア６４の構成を簡略
化して示す正面断面図である。

【図５】図４の右側面図である。

【図６】図２に示すふるい分け機６５の構成を簡略化し
て示す正面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図６のＡ部の拡大図である。

【図９】図２に示す第４インジェクタ１００の構成を簡
略化して示す正面断面図である。

【図１０】図９の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図であ
る。

【図１１】図３に示す焙焼炉１４の構成を簡略化して示
す正面図である。

【図１２】図１１の切断面線ＸＩＩ−ＸＩＩから見た断
面図である。

【符号の説明】

１ 酸化鉄製造装置 ３ 酸化鉄供給装置 １４ 焙焼炉 １６ バーナ ２０ サイクロン ２３ 塩酸回収装置 ２８ ロータリキルン ３３ クーラ ３６ 第１インジェクタ ３７ 第２インジェクタ ４６ バグ ５４ 空気加熱器 ５５ 送風管路 ５８ 第３インジェクタ ６０ 戻り管 ６１ 酸化鉄循環装置 ６３ ホッパ ６４ スクリュコンベア ６５ ふるい分け機 ６６ 輸送手段 ９８ 粗粒受けドラム １００ 第４インジェクタ １０１ 圧送管

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉状の酸化鉄を定量供給する定量供給手
   段と、 定量供給された酸化鉄を分級する分級機と、 分級された粒径の小さい酸化鉄を輸送する輸送手段と、 輸送手段からの酸化鉄を加熱して酸化鉄に含まれる塩素
   分を除去する加熱手段とを含むことを特徴とする酸化鉄
   の製造装置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段は、炉体にバーナが取付け
   られて構成される焙焼炉であって、炉体のバーナ付近に
   は前記輸送手段が接続されており、炉体の上部には鋼帯
   を塩酸酸洗した後の塩化鉄を含む廃酸を噴霧する噴霧ノ
   ズルが設けられることを特徴とする請求項１記載の酸化
   鉄の製造装置。
3. 【請求項３】 前記定量供給手段は、水平な回転軸線を
   有するスクリュコンベアであって、スクリュコンベアは
   水平軸線まわりに回転するスクリュ羽根が筒体内に回転
   可能に設けられ、酸化鉄はスクリュ羽根の軸線よりも下
   方で筒体内を輸送され、 前記分級機はふるい分け機であって、スクリュコンベア
   からの酸化鉄をふるい分けして予め定める粒径を超える
   物体を排除し、さらに、 前記輸送手段は、 酸化鉄を輸送する空気を発生するブロワと、 ブロワからの空気を加熱する空気加熱器と、 空気加熱器からの加熱空気によってふるい分け機からの
   酸化鉄を吸引して輸送するインジェクタと、 インジェクタからの酸化鉄および加熱空気を加熱手段に
   導く圧送管とを含むことを特徴とする請求項１または２
   記載の酸化鉄の製造装置。
4. 【請求項４】 前記インジェクタは、 内部空間を有し、内部空間の上方からふるい分けされた
   酸化鉄が供給されるケーシングと、 ケーシングに設けられ、水平軸線を有し、加熱空気が供
   給されるノズルと、 ケーシングに設けられ、ノズルから水平方向に、かつ加
   熱空気の噴射方向下流側に間隔をあけて対向配置される
   ディフューザとを含むことを特徴とする請求項３記載の
   酸化鉄の製造装置。
5. 【請求項５】 前記焙焼炉の炉体は、鉛直軸線を有する
   直円筒部を有し、直円筒部にはバーナが周方向に間隔を
   あけて複数設けられており、各バーナの火炎軸線は同一
   水平面内に存在し、かつ直円筒部の接線方向に対して鋭
   角を成して配置されており、 前記圧送管は各バーナよりも上方の直円筒部に配置され
   ており、前記圧送管の軸線は各バーナの火炎軸線を含む
   一水平面に平行であり、さらに前記圧送管の前記一水平
   面上への投影軸線は最も近接したバーナの火炎軸線と鋭
   角を成すことを特徴とする請求項３または４記載の酸化
   鉄の製造装置。
6. 【請求項６】 前記焙焼炉の近傍には、焙焼炉から取出
   された酸化鉄を間接加熱して塩素分を除去するロータリ
   キルンが配置されており、 前記空気加熱器は、前記ブロワからの空気をロータリキ
   ルンの排ガスによって間接加熱することを特徴とする請
   求項３〜５のいずれかに記載の酸化鉄の製造装置。
7. 【請求項７】 前記ふるい分け機は、 分級されるべき酸化鉄が供給されるふるい枠と、 ふるい枠に設けられるふるい部材と、 ふるい枠を加振する発振機と、 ふるい部材の下方に配置され、発振機の振動によってふ
   るい部材に衝突する衝突片とを含むことを特徴とする請
   求項３〜６記載の酸化鉄の製造装置。