JP2003073720A - 移動床炉用炉床 - Google Patents

移動床炉用炉床

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JP2003073720A
JP2003073720A JP2001260636A JP2001260636A JP2003073720A JP 2003073720 A JP2003073720 A JP 2003073720A JP 2001260636 A JP2001260636 A JP 2001260636A JP 2001260636 A JP2001260636 A JP 2001260636A JP 2003073720 A JP2003073720 A JP 2003073720A
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refractory
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iron oxide
agglomerate
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Hiroshi Ichikawa
宏 市川
Shinji Shima
真司 嶋
Tomoaki Shibata
智明 柴田
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003Linings or walls
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性に優れ、かつ、安価な材料を用いた移
動床炉用炉床を提供する。 【解決手段】 炉内を移動する移動床の上で炭材を含有
する酸化鉄塊成物を加熱・還元して還元鉄塊成物を製造
する移動床炉に用いる炉床において、前記炉床の上面に
酸化マク゛ネシウムを含む耐火物屑を敷設したことを特徴とす
る移動床炉用炉床。好ましくは、耐火物屑中の酸化マク゛ネ
シウムの含有量が30質量%以上であり、耐火物屑の上面に
酸化鉄塊成物からなる耐熱層を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】炉内を移動する移動床の上で
炭材を含有する酸化鉄塊成物を加熱・還元して還元鉄塊
成物を製造する移動床炉に用いる炉床に関する。例え
ば、還元鉄製造を行う回転炉床炉に用いる炉床に関す
る。
【0002】
【従来の技術】還元鉄塊成物を製造する移動床炉に用い
る炉床に関する従来技術として、例えば、U.S.Ptent第
4,597,564号公報に、回転炉床炉の炉床の上面に死焼ド
ロマイト粒からなる耐火材で作られた熱に曝された面を
有する炉床が開示されている。この従来技術において
は、死焼ドロマイト粒からなる耐火材の厚みは7.5〜15c
mである。化学組成は、CaO=約54%,MgO=約38%,Fe2O3=
約4%以下である。 粒度は100%マイナス1cmの粒度を有す
る。
【0003】しかし、死焼ドロマイト粒は、マク゛ネサイト粒
と比べて安価ではあるが、廃棄物として発生するもので
はないので、移動床炉用に別途購入する必要があり、そ
の費用がかかる。また、特許第2997459号公報には、酸
化鉄を主成分とする炉床材(全鉄分が30%以上)を移動
床の基礎耐火物の上に層状に施工した炉床が開示されて
いる。この従来技術においては、炉床材を還元炉内で焼
結して形成した移動床を用い、この焼結して形成した移
動床が還元工程の操業温度で非溶融状態である。操業温
度である1250〜1350℃に昇熱した時点で焼結が完了し、
固い多孔質の炉床が形成される。
【0004】また、この従来技術では、基礎耐火物と前
記炉床材との間に酸化マク゛ネシウムを主成分とする中間層を
介在させている。 酸化マク゛ネシウムは融点が2800℃と高
く、操業温度の1300℃付近では他の耐火物と低融点物質
を生成しない。 酸化マク゛ネシウムを主成分とする中間層と
しては、マク゛ネシアクリンカーを破砕した粉状,粒状,塊状のも
のが好ましいとしている。しかし、酸化鉄を主成分とす
る炉床材や酸化マク゛ネシウムを主成分とする中間層を購入す
る必要があるため、購入費用がかかるという問題点があ
った。
【0005】一方、製銑や製鋼などの製鉄工程では、炉
および容器物の保護のために、耐火物が内張りされてい
る。その耐火物は損耗するので定期的に張り替える必要
があり、粗鋼トン当たり約7kgの耐火物屑が発生する。
この耐火物屑の発生量はマク゛ネシア(酸化マク゛ネシウム)系が最も
多く全体の約40%を占める。しかし、現状の処理及び利用
状況は、日本国内においては、約68%が埋立されるか保
管されるかであり、有価物として活用されているのは僅
か約15%のみである。特に最近は、埋立地不足,埋立費
用の高騰が問題になっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、移動床炉に
用いる炉床に関する前述のような従来技術の問題点を解
決し、耐熱性に優れ、かつ、安価な材料を用いた炉床を
提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決する手段】本発明は、移動床用炉床の上面
に酸化マク゛ネシウムを含む耐火物屑を敷設することで、耐熱
性を確保しつつ炉床材の購入費用を削減すると共に、耐
火物屑のリサイクルを推進するものであり、その要旨は
特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【0008】(1)還元剤を含有する酸化鉄塊成物を移
動床の上で加熱・還元して還元鉄塊成物を製造する移動
床炉に用いる炉床において、前記炉床の上面に酸化マク゛ネ
シウムを含む耐火物屑を敷設したことを特徴とする移動床
炉用炉床。 (2)前記耐火物屑中の酸化マク゛ネシウムの含有量が30質量
%以上であることを特徴とする(1)に記載の移動床炉
用炉床。 (3)前記耐火物屑の上面に酸化鉄塊成物からなる耐熱
層を有することを特徴とする(1)または(2)に記載
の移動床炉用炉床。
【0009】ここに、還元剤とは、炭材などの粉上固形
還元材をいい、入手し易い粉コークスや粉石炭が好まし
い。また、酸化鉄塊成物とは、金属酸化物を含むダスト
やスラジを回収して成型したものであり、ダブルロール
成型機を用いて楕円形ブリケットに成型した塊成物が好
ましい。
【0010】耐火物屑とは、例えば、製銑や製鋼などの
工程おいて耐火材として用いられた使用済みの耐火物を
破砕・分級した屑をいい、MgOを多く含む耐火物の屑が
好ましい。この耐火物屑は廃棄物として多量に発生する
ものであり、購入費用がかからない。酸化鉄塊成物から
なる耐熱層とは、酸化鉄塊成物を移動床で加熱・還元す
る過程で炉床の上に残存した酸化鉄塊成物が形成する耐
熱層をいう。
【0011】炉床の上面に酸化マク゛ネシウムを主成分とする
耐火物屑を敷設した移動床の上に、炭材を含有する酸化
鉄塊成物を供給し、前記酸化鉄塊成物を加熱・還元する
操業を行うと、酸化鉄塊成物の一部が排出装置で排出し
きれずに、移動床の上に残存する。この残存した酸化鉄
塊成物には、炭素が含有していたため、前記炭素が燃焼
気化し、多孔質の塊成物となる。通常の操業温度(1200
〜1350℃)では、酸化鉄塊成物は溶融しない。 万一炉
内温度が部分的に高温になる、若しくは前記酸化鉄塊成
物の融点が部分的に低下する等して、前記酸化鉄塊成物
が溶融した場合でも、酸化マク゛ネシウムを含む(望ましくは
含有量が30%重量%以上)耐火物の耐火物屑の融点が高い
ため、耐火物屑を通過することはない。
【0012】酸化鉄塊成物が一旦溶解し再凝固して、炉
床の基礎耐火物と固着した場合には、強固な岩盤上にな
り、排出装置で排出するのが困難になる。 前述のよう
に酸化鉄塊成物と炉床の基礎耐火物との間に高融点の耐
火物屑を配した場合、前記酸化鉄塊成物が一旦溶解し再
凝固しても、炉床の基礎耐火物と固着せず、排出装置に
より耐火物屑の層で容易に剥離させ、排出するのが容易
になる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明における移動床炉用炉床の
実施の形態を図1により詳細に説明する。炉床の構造
は、炉床基礎耐火物1の上に、耐火物屑2が敷設されて
おり、その上に、酸化鉄塊成物からなる耐熱層4が存在
する。酸化鉄塊成物3は、塊成物装入装置6により炉床
上に装入され、炉床が移動する過程で、加熱・還元され
て、還元鉄塊成物5に変化する。還元鉄塊成物5は、塊
成物排出装置7により、炉外に排出される。
【0014】炉床上の耐火物屑2の層厚は、50mm以上が
望ましい。 50mm未満の場合、一旦溶解し再凝固した酸
化鉄塊成物を排出装置により耐火物屑の層で剥離させ、
排出したときに、炉床基礎耐火物上の耐火物屑の層が無
くなり、炉床基礎耐火物が露出する可能性があるからで
ある。耐火物屑2の粒径は5mm以上且つ10mmが重量で80%
以上であることが望ましい。10mm以上の粒があまりに多
い場合、一旦溶解し再凝固した酸化鉄塊成物を排出装置
により耐火物屑の層で剥離させ、排出したときに、耐火
物屑の剥離厚さが厚くなるからである。
【0015】次に、本発明に用いる耐火物屑の溶融温度
について、実施例として図2〜図4のMgO-FeO-SiO2系、
MgO-CaO-SiO2系、MgO-Al2O3-SiO2系の状態図を用いて説
明する。
【0016】図2は、MgO-FeO-SiO2系状態図であり、図
3は、MgO-CaO-SiO2系状態図であり、図4は、MgO-Al2O3
-SiO2系状態図である。これらの状態図によると、MgOが
30%以上では殆どの範囲で融点が1500℃以上である。そ
れに対し、MgOが30%未満の場合、融点が1350℃以下の低
融点化合物が生成される可能性がある。次に、炉床材と
して用いる耐火物屑の製造方法について、図5を用いて
説明する。
【0017】まず、製銑や製鋼などの製鉄プロセスで発
生する耐火物屑を回収し、材料ごとに分別処理を行う。
分別処理された耐火物屑は、ジョークラッシャーを用い
て一次破砕を行い、300mm程度の大きさの耐火物屑
を100mm程度の大きさにした後、100mm程度の
大きさから20mm程度の大きさに二段階に分けて破砕
する。次に、5〜20mm程度の大きさのものと5mm
未満の大きさのものに分級処理を行い、5〜20mmの
大きさの耐火物屑を移動床炉の炉床材として用いる。
【0018】なお、この大きさの耐火物屑はキャスタブ
ル耐火材の添加材料としても使うことができる。5mm
未満の大きさの耐火物屑は乾燥処理、スラグ選別・粉砕
処理を経て、耐火物原料としてリサイクルすることも可
能である。
【0019】
【発明の効果】本発明により、耐熱性に優れ、かつ、安
価な材料を用いた移動床炉用炉床を提供することができ
る。具体的には、炉床の上面に酸化マク゛ネシウムを含む耐火
物の耐火物屑を敷設することで、耐熱性を確保しつつ炉
床材の購入費用を削減できる。また、酸化マク゛ネシウムを含
む耐火物の耐火物屑を用いることで、耐火物屑の処理費
用(埋立等)を削減できる。耐火物屑の炉床材料化は、
破砕,分級するのみで良く、極めて簡便である。さら
に、酸化鉄塊成物が一旦溶解し再凝固しても、炉床の基
礎耐火物と固着せず、排出装置で容易に剥離させ、排出
するのが容易になるなど、産業上極めて有益な効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の移動床炉用炉床を横からみた全体図
である。
【図2】 本発明に用いるMgO-FeO-SiO2系耐火物屑の状
態図である。
【図3】 本発明に用いるMgO-CaO-SiO2系耐火物屑の状
態図である。
【図4】 本発明に用いるMgO-Al2O3-SiO2系耐火物屑の
状態図である。
【図5】 本発明に用いる耐火物屑の製造工程を示す図
である。
【符号の説明】
1:炉床基礎耐火物(断熱煉瓦等) 2:耐火物屑 3:酸化鉄塊成物 4:酸化鉄塊成物からなる耐熱層 5:還元鉄塊成物 6:塊成物装入装置 7:塊成物排出装置
フロントページの続き (72)発明者 柴田 智明 北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製 鐵株式会社エンジニアリング事業本部内 Fターム(参考) 4K012 DE03 DE06 DE08 4K050 AA00 BA02 BA06 CA09 CB02 CG22

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 還元剤を含有する酸化鉄塊成物を移動床
    の上で加熱・還元して還元鉄塊成物を製造する移動床炉
    に用いる炉床において、前記炉床の上面に酸化マク゛ネシウム
    を含む耐火物屑を敷設したことを特徴とする移動床炉用
    炉床。
  2. 【請求項2】 前記耐火物屑中の酸化マク゛ネシウムの含有量
    が30質量%以上であることを特徴とする請求項1に記載
    の移動床炉用炉床。
  3. 【請求項3】 前記耐火物屑の上面に酸化鉄塊成物から
    なる耐熱層を有することを特徴とする請求項1または請
    求項2に記載の移動床炉用炉床。
JP2001260636A 2001-08-30 2001-08-30 移動床炉用炉床 Withdrawn JP2003073720A (ja)

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