JP2002538303A - コンパクトな高炉設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高炉構想を、特に空間及びコストを節約する様式で得るために、本発明により、装入物が急勾配コンベヤ（２０）により装入床へと搬送される高炉スタンドの無いコンパクトな高炉（１０）に、コンパクトに形成された装入装置（３０）及びコンパクトに形成された鋳物場（５０）を、直近に付設することを提案する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、竪炉構造様式における、またスタンド並びに熱風発生設備、装入装
置及び鋳物場のような付設された設備部分の無い独立した構造における高炉を有
する高炉設備であって、少なくとも部分的に再生された鉄鉱石を液状の銑鉄へと
連続的に精錬するための高炉設備に指向されている。

【０００２】 このようなスタンドの無い高炉は公知である。そして例えば「精錬所」、製鉄
業者のためのポケット版、Ｖｅｒｌａｇ ｖｏｎ Ｗｉｌｈｅｌｍ Ｅｒｎｓｔ
＆ Ｓｏｈｎ、Ｂｅｒｌｉｎ １９６１年、５２８ページにおいては、スタン
ドの無い高炉（アメリカの構造様式）が記載され、この高炉においては、炉胸が
鋼板装甲板で装甲されており、また、高炉に密に接して存在する支持部材の担持
リングによって担持される。

【０００３】 今日の高炉設備技術は、デザインと、原料の高炉への装入のためにも、また液
状の製品の搬送のためにも使用可能な技術及び理論上の必要性に基づいて銑鉄及
びスラグが整向される設備配置に基づく。

【０００４】 一般的に使用可能な技術は、炉構造自身をできるだけ全ての負荷から解放する
ために、高炉スタンドを備えられている高炉に行き着く。この高炉スタンド上に
は、圧力バランスを達成するための炉頂閉鎖装置、ガス排出管及び安全弁を有す
る全上部炉構造も、装入ベルトも支持されており、この装入ベルトを介して、原
料が高炉の上方の端部−装入床の−へと搬送される。

【０００５】 今日では通常の高炉設備は、大量の物質変換（鉱石、還元剤、融剤→液状スラ
グ、液状銑鉄、炉頂粉塵）のために、良好な搬送可能性に整向されており、その
際設備の個々の構造部分は、相応の大きさの面積の上に設けられている。

【０００６】 高炉設備には、公知の設備の場合は高炉以外に装入装置が属し、この装入装置
は、高炉と、装入ベルトを介して結合されており、装入ベルトの傾倒角度、及び
高炉の高さ（約５５〜６５ｍ）に対応して、約３００ｍ高炉から離れて設けられ
ている。更に高炉の隣には、その内部で、今日では全て３つの熱風炉によって、
必要な反応ガス（燃焼空気）が予熱される熱風発生設備、並びに更に高炉近傍に
おいては、炉頂ガス除塵設備及び浄化設備が存在する。高炉の炉床装甲板は、一
般に通常の炉床スプレー冷却装置により冷却される。

【０００７】 非公開のドイツ特許出願（出願番号第１９８ ２４ ３６７．７号）において
は、装入床へと原料を搬送するための傾斜リフト又は装入ベルトを、急勾配コン
ベヤによって置き換えることが提案されており、また別の非公開の出願（出願番
号第１９８ １６ ８６７．５号）においては、高炉の運転の際の炉床領域にお
ける湯漏れの危険を最小にするために、路床装甲板と耐火性の高炉壁との間に設
けられた水冷される冷却要素を高熱伝導率の材料から製造することが推奨されて
いる。

【０００８】 この公知の従来技術から出発して本発明の課題は、高炉に対して、空間及びコ
ストを節約する新たな高炉設備構想を開発し、これにより粗鋼製造を低い装入量
に対しても経済的にすることである。

【０００９】 提起された課題は、上記様式の高炉設備において、請求項１を特徴付ける特徴
によって解決される。本発明の有利な形態は、従属請求項において提供されてい
る。

【００１０】 高炉をコンパクトに形成し、また高炉に付属させられる最も重要な設備部分の
配置を、コンパクトに形成するか、もしくはコンパクトな様式で高炉の直近に設
けるという本発明の構成によって、コンパクトな高炉設備の全く新しいデザイン
が得られる。従来の炉床スプレー冷却装置を設置する可能性がある。

【００１１】 高炉の熱的高負荷を受ける炉床領域において、高熱伝導率の材料から製造され
ている冷却要素を使用することによって、高炉装甲板は、湯漏れの危険にさらさ
れたこの領域において最適に冷却される。これにより、材料強度の不全と結び付
けられる局所的な過熱による冷却不全の危険はもはや与えられていない。これよ
り直接、高炉装甲板が、特に負荷を受けることができ、またそれぞれの場合にお
いて従来は必要で費用のかかる高炉スタンドを省略できることになる。必要な作
業床は、直接炉装甲板に固定することができる。また圧力バランスを達成するた
めの炉頂ガス閉鎖装置、ガス排気管及び安全弁を有する全上部炉構造も、高炉装
甲板上で支持される。

【００１２】 その際本発明の有利な形態によれば、その他に通常の費用のかかる炉頂閉鎖装
置が、簡略化された構造様式で製造された回転シュートによって形成されており
、この回転シュートにおいては傾倒機構が省略され、回転シュートの傾倒角度が
、炉の大きさに対応して一回で確実に調節される。これは、特に比較的小さな高
炉に対して、炉頂ガス閉鎖装置機構（回転シュート担持体）が、大変簡単に構成
することができ、また材料分割が、存在する半径方向に可動の耐衝撃装甲板によ
って制御することができるという利点を有する。

【００１３】 高炉上もしくは高炉スタンド上での装入ベルトの支持装置も、本発明によるコ
ンパクトな高炉の構成においてはもはや必要ではない。何故なら装入ベルトが、
急勾配コンベヤによって置き換えられ、この急勾配コンベヤが、何ら支持装置を
必要とせず、そして高炉の直ぐ隣に設けられているからである。急勾配コンベヤ
の間隔は、高炉中心軸線から約２５〜３５ｍである。従って装入装置を直接急勾
配コンベヤの隣に設けることも−通常公知の高炉設備においては、約３００ｍの
高炉からの装入装置構造の間隔であるが−可能であり、これにより場所の必要量
の著しい節約が、本発明による高炉設備に対して得られる。

【００１４】 しかしながら装入装置自身も、利点によって、従来技術によれば通常１０〜１
２時間の作業量及び材料保持量が、特に３〜４時間だけに低減されていることに
よって比較的コンパクトに形成されている。これは、設備の確実な必要量に対し
ては十分である。何故なら設置された自動化装置及び制御装置に基づいて、この
運転を最適に監視できるからである。

【００１５】 高炉には、唯一つの出湯口が設置されている（出湯口閉栓機及び穿孔機の一式
だけを有する）ので、利点により鋳物場も大変小さく（コンパクトに）でき、こ
れにより安価にできる。その際鋳物場は、本発明によれば高炉の直ぐ隣に設けら
れており、液状の銑鉄及び液状のスラグを搬出するためのフローシステムが省略
できるように構想されている。フローシステムを介して、液状の銑鉄が相応の大
きさの取鍋内へと移送され、そして車輪を結合されて搬出され、一方液状のスラ
グは、スラグ床及び／又はスラグ粒状化部へと移送される。

【００１６】 本発明により設置された、特に２つだけの熱風炉を有する熱風発生設備によっ
て、高炉設備を更に場所の節約するように、及びコンパクトに構成する可能性が
ある。その際ここでもまた、設定されたオートメーション技術及び制御技術は、
例えば約百万トンの銑鉄の年間生産量を有する高炉設備を、最適な方法で極度に
安価に運転することができることをもたらす。

【００１７】 コンパクトな装入装置、コンパクトな鋳物場（及び、急勾配コンベヤを使用す
ることによって可能となる高炉の直近にあるそれらのコンパクトな配置）と結合
状態にあるコンパクトな高炉の構造は、技術的にこれらを組み合わせて、全く新
しい高炉設備を与えられており、この高炉設備は、本質的に、近代的な、また確
実に運転すべき製鋼設備のコスト低減のために寄与する。

【００１８】 特にこのように構想されたコンパクトな高炉設備は、いわゆる小規模製鋼所に
おいて使用するために適する。これは、約０．５〜２百万トンの粗鋼の年間生産
能力を有する小規模製鋼所である。従来電気アーク炉（ＥＡＦ）における直接還
元の基礎及び／又はスクラップの溶解に対して働き、またその高められた柔軟性
及び経済性が重要性を増すこのような小規模製鋼所においては、本発明が提案す
るようなコンパクトな高炉設備を、利点によって使用することができる。

【００１９】 本発明の更なる詳細、特徴及び利点を、以下に概略的に実施例を示す図面にお
いて図示した実施例によって詳細に説明する。

【００２０】 図１及び２においては、側面図において高炉１０を有するコンパクトな高炉設
備の一部分が図示されている。耐火性の高炉壁１１と高炉装甲板１２との間には
、水で冷却される冷却要素（図示されてない）が設けられており、これにより、
更に安全運転の理由から通常の高炉スタンドを省略することができ、そのため更
にこのスタンドによって担持すべき負荷が、支持部材２３，２４（図２）及び高
炉装甲板１２の担持リング２２を介して完全に引き受けられる。これらの負荷は
、炉頂閉鎖装置１４、ガス排出管１５、安全弁１６及び可動の耐衝撃装甲板１７
（図２）を有する全上部炉構造、並びに急勾配コンベヤ２０の上端部２１であり
、この急勾配コンベヤは、高炉１０の直ぐ隣に、約２５〜３５ｍしか高炉中心軸
線からの間隔を置かずに設けられている。装入床１３へ原料を搬送するための装
入ベルトの代わりに急勾配コンベヤ２０を使用することによって、装入装置３０
を高炉１０の直近に設けることが可能である。

【００２１】 高炉１０の直ぐ隣の装入装置３０のコンパクトな配置以外に、装入装置自身が
コンパクトに、また空間節約及び場所節約をするように構成されている。何故な
ら装入装置は、もはや３〜４時間の作業量及び材料保持量しか準備する必要が無
いからである。装入装置は、例えば貨物車両によって上方から原料で満たすこと
のできる地下ホッパー３１から成り、これらの地下ホッパーからコンベヤベルト
３４によってこれらの原料が、再び排出され、装入装置−急勾配コンベヤ３３に
よってオーバーヘッドホッパー３２内へと満たされる。排出ベルト３５及び急勾
配コンベヤ２０を介して、これらの原料は、次に高炉１０の装入床１３へと移送
される。

【００２２】 同様に高炉１０の直近において、またこの高炉とガス排出管１５を介して結合
されて、炉頂ガス除塵設備及び浄化設備２５が存在し、これらの設備から浄化さ
れた炉頂ガスの部分量が、配管２６を介して熱風発生設備４０（図４）内へと案
内される。

【００２３】 図２においては、部分拡大をした高炉１０の上方の部分が図示されている。こ
の図２は、拡大に基づいて良好に、高炉装甲板１２上で支持された、担持リング
２２及び支持部材２３，２４を有する上部炉構造を示し、これらの支持部材によ
り、急勾配コンベヤ２０の上端部２１、ガス排出管１５並びに安全弁１６が確実
に支持される。更に図２においては、この実施例においては釣鐘型閉鎖装置であ
る炉頂閉鎖装置１４、並びに可動の耐衝撃装甲板１７が明瞭に図示されている。

【００２４】 同様に図３においては、いくらか図１に対して拡大された図において、高炉１
０の下方の部分が図示されている。この図３は、概略的に出湯口１８と、フロー
システム５２を有する鋳物場５０とを示し、このフローシステムを介して、液状
の銑鉄が自然落下によって車輪を結合された取鍋５１内へと流れる。フローシス
テム５２の上方には、除塵設備５６（図４）と結合されているフード５７が存在
し、従って出湯の際に上昇する蒸気を補足することができ、環境を損なわずに廃
棄物を処理することができる。

【００２５】 図４にあっては、レイアウトにおいて、本発明によるコンパクトな高炉設備が
、その最も重要な設備部分と共に図示されている。コアの設備部分は高炉１０で
あり、この高炉の周りで、高炉の運転のために最も重要な別の設備部分が、でき
るだけ僅かな間隔でグループ分けされる。既に図１のために記載したように、高
炉の直近には、地下ホッパー３１及びオーバーヘッドホッパー３２を有する装入
装置３０が存在し、これらのホッパーから、急勾配コンベヤ２０を介して高炉１
０は、必要な原料を装入される。

【００２６】 同様に高炉１０の直近には、フローシステム５２を有する鋳物場５０が存在し
、このフローシステムを介して、製造された銑鉄が、取鍋５１（図３）内へと、
またスラグが、スラグ床５３及び／又はスラグ粒状化部５４へと移送される。粒
状化水を準備するための水再生設備５５は、スラグ粒状化部５４の隣に設けられ
ている。鋳物場５０の隣に設けられた除塵設備５６は、鋳物場５０及び装入装置
３０と結合されており、高炉１０の運転の間に、鋳物場５０及び装入装置３０の
完全な除塵をもたらす。

【００２７】 羽口４２（図１）を介して高炉の下方の部分へと送風される、高炉１０の運転
のために必要な熱風は、同様に高炉近傍に設けられた熱風発生設備４０内で、特
に２つの熱風炉４１内で発生される。熱風発生設備４０の運転のために必要な熱
エネルギーは、部分的に、除塵されかつ浄化された炉頂ガスによって準備される
。このため炉頂ガス除塵設備及び浄化設備２５において浄化された炉頂ガスは、
配管２６を介して熱風発生設備４０へと移送される。

【００２８】 本発明によるコンパクトな高炉設備の別の構成要素は、最後に制御空間６０で
あり、この制御空間から、設定されたオートメーション技術及び制御技術により
高炉設備の運転が、監視され、制御される。

【００２９】 実施例を示す図面において図示されたコンパクトな高炉設備の実施形は、特に
図４のレイアウトにおける設備部分の配置は、単なる本発明の可能な応用例であ
る。この実施形は、特に請求項１において表現されているような本発明の特徴が
維持されたままであれば、要求及び与えられる局所的な関係に対応して、当然相
応に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 コンパクトな高炉設備の一部分の側面図を示す。

【図２】 図１による高炉の上方の部分を拡大した部分図を示す。

【図３】 ９０°だけ回転して、図１による鋳物場を有する高炉の下方の部分を拡大した
部分図を示す。

【図４】 コンパクトな高炉設備のレイアウトを概略平面図で示す。

【符号の説明】

１０ 高炉 １１ 高炉壁 １２ 高炉装甲板 １３ 装入床 １４ 炉頂閉鎖装置 １５ ガス排出管 １６ 安全弁 １７ 耐衝撃装甲板 １８ 出湯口 ２０ 急勾配コンベヤ ２１ 急勾配コンベヤの上端部 ２２ 担持リング ２３，２４ 支持部材 ２５ 浄化設備 ２６ 配管 ３０ 装入装置 ３１ 地下ホッパー ３２ オーバーヘッドホッパー ３３ 装入装置−急勾配コンベヤ ３４ コンベヤベルト ３５ 排出ベルト ４０ 熱風発生設備 ４１ 熱風炉 ４２ 羽口 ５０ 鋳物場 ５１ 取鍋 ５２ フローシステム ５３ スラグ床 ５４ スラグ粒状化部 ５５ 水再生設備 ５６ 除塵設備 ５７ フード ６０ 制御空間

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年１月８日（２００１．１．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２１Ｂ 7/14 ３０１ Ｃ２１Ｂ 7/14 ３０１ 7/18 ３０１ 7/18 ３０１ ３０４ ３０４ 9/00 9/00 (72)発明者 カルツァ・トーマス ドイツ連邦共和国、ディンスラーケン、ア ム・ショルテンブッシュ、24 (72)発明者 ベーアマン・ライナー ドイツ連邦共和国、シェルムベック、ルー トゲルスストラーセ、11 Ｆターム(参考） 4K015 CA03 EB00 GA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 竪炉構造様式における、またスタンド並びに熱風発生設備、
   装入装置及び鋳物場のような付設された設備部分の無い独立した構造における高
   炉を有する高炉設備であって、少なくとも部分的に再生された鉄鉱石を液状の銑
   鉄へと連続的に精錬するための高炉設備において、 ａ）高炉（１０）のコンパクトな形態が、５〜１０ｍの炉床直径と、自己担持型
   の高炉装甲板構造と、 ｂ）高炉設備部分のコンパクトな構成及び／又は配置とを有し、この高炉設備部
   分が、 装入装置（３０）から高炉（１０）内へと原料（鉄鉱石、還元剤、融剤）を移
   送するための急勾配コンベヤ（２０）と、 特に３〜４時間に作業容量及び材料保持容量を減少させることによるコンパク
   トな装入装置（３０）と、 特に２つだけの熱風炉（４１）を有する熱風発生設備（４０）と、 銑鉄搬送及びスラグ搬送のための軌道システムの無いコンパクトな鋳物場（５
   ０）とを有することを特徴とする高炉設備。
2. 【請求項２】 炉床領域において、朝顔、炉腹、及び耐火性の高炉壁（１１
   ）と高炉装甲板（１２）との間の炉胸下部の帯域内に、高熱伝導率の材料から成
   る水冷される冷却要素が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高炉
   設備。
3. 【請求項３】 高炉（１０）の全上部炉構造−圧力バランスを達成するため
   の炉頂閉鎖装置（１４）、ガス排出管（１５）、安全弁（１６）を有する−が、
   高炉装甲板（１２）上で支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の高炉設備。
4. 【請求項４】 高炉（１０）に、唯一つの出湯口（１８）（唯一組の出湯口
   閉栓機及び穿孔機を有する）が設置されていることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１つに記載の高炉設備。
5. 【請求項５】 炉頂閉鎖装置（１４）が、確実に設定された傾倒角度を有す
   る回転シュートによって、傾倒機構無しで形成されており、半径方向に可動の耐
   衝撃装甲板（１７）と作用結合していることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   か１つに記載の高炉設備。
6. 【請求項６】 装入装置（３０）が、急勾配コンベヤ（２０）の直ぐ隣に設
   けられており、その際高炉中心軸線からの急勾配コンベヤ（２０）の間隔が、約
   ２５〜３５ｍ内にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の高
   炉設備。
7. 【請求項７】 高炉（１０）の直ぐ隣に設けられた鋳物場（５０）が、フロ
   ーシステム（５２）を介して、銑鉄が、相応の大きさの取鍋（５１）内へと移送
   され、車輪を結合されて排出され、一方スラグが、スラグ床（５３）及び／又は
   スラグ粒状化部（５４）へと移送されるように構想されていることを特徴とする
   請求項１〜６のいずれか１つに記載の高炉設備。
8. 【請求項８】 高炉（１０）及び装入装置（３０）が、設定されたオートメ
   ーション技術及び制御技術によって互いに結合されていることを特徴とする請求
   項１〜７のいずれか１つに記載の高炉設備。
9. 【請求項９】 コンパクトな高炉設備が、いわゆる小規模製鋼所（約０．５
   〜２百万トンの年間生産能力を有する小規模製鋼所）において粗鋼を製造するた
   めに使用されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか
   １つに記載の高炉設備の使用。