JP2004510121A - 塊状バルク材料を分配するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は塊状バルク材料を、特に、広い表面上、特に固定床上で少なくとも部分的に予備還元される鉄鉱石を分配するための方法及び装置であって、表面は物理的又は化学的な方法技術で使用される反応装置又はベッセル内、特に銑鉄又は一次鉄鋼製品を製造するための冶金プラントで使用される反応装置内に延在し、塊状バルク材料は、好ましくは反応装置の垂直長手方向軸線から同一の距離に配置された特に回転対称な少なくとも２つのシュートを有する少なくとも一つの装入装置を介して装入される方法及び装置に関する。この構成において、バルク材料の少なくとも一部は、特にシュートへ導入された後、広い表面と接触する前に、シュートの少なくとも一つに割り当てられかつ好ましくはシュートにある散乱装置で、上方から見たときに半径方向及び／又は接線方向に分配されることを特徴とする方法。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塊状バルク材料を、特に、広い表面上、特に固定床上で少なくとも部分的に予備還元される鉄鉱石を分配するための方法であって、前記表面は物理的又は化学的な方法技術で使用される反応装置又はベッセル内、特に銑鉄又は一次鉄鋼製品を製造するための冶金プラントで使用される反応装置内に延在し、前記塊状バルク材料は、好ましくは前記反応装置の垂直長手方向軸線から同一の距離に配置された特に回転対称な少なくとも２つのシュートを有する少なくとも一つの装入装置を介して装入される方法及び装置に関する。
【０００２】
本発明はまた、新しいタイプの散乱装置（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）にも関する。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
広い表面上への塊状バルク材料の分配は、プラント建設及びプロセスエンジニアリングで知られている問題を象徴している。特に化学的及び／又は物理的プロセスエンジニアリングで使用される反応装置の場合、特定のプロセスのために最適化されたバルク材料の分配度を達成するためにかなりの努力が行われている。この種の反応装置の不正確な装填によって、生成された製品の品質が低下し、また例えば高ダスト放出による著しく高レベルの環境汚染を招く恐れがある。この種の装置の生産力は結果として不利に影響する。
【０００４】
米国特許第４，４９７，６０９号明細書は、バルク材料の流れを連続的にシャフト炉へ装填することのできる装置を記述している。この目的のために、バルク材料は複数のシュートを介してシャフト炉の周辺部に装填される。
【０００５】
従来技術を考慮すると、この発明の目的は、従来技術と比較して改善されたプロセスマネージメントとより経済的な装置の配置とへ導く、請求項１の前段に係る方法と請求項４の前段に係る装置とをさらに発展させることにある。
【０００６】
設定された目的は、本発明に従って、請求項１の特徴部分に係る方法と請求項４の特徴部分に係る装置とを用いることによって達成される。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、使用する上で単純な請求項１２又は１３の前段に係る散乱装置を発展させることにある。この目的は、請求項１２又は１３に係る対応する散乱装置によって達成される。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は特に、ガス溶融炉で使用するときに好適であることが示されており、この点に関して最も詳細に実証されている。しかしながら、本発明の使用はこの実施形態に限定されず、むしろガス溶融炉で起こる本操作の記載は例として与えられた説明に過ぎない。本発明の他の冶金装置、特にシャフト炉における使用は、本発明のさらに具体的な実施形態を構成する。
【０００９】
ガス溶融炉は、従来技術で長いこと知られてきたように、銑鉄又は一時鉄鋼製品を製造するための装置である。
【００１０】
ガス溶融炉は、従来技術で述べられたように、実質的に予備還元された鉄鉱石（ＤＲＩ）を溶融し、還元ガスキャリアー、好ましくは塊状石炭から還元ガスを生成するために用いられる。
【００１１】
石炭及びＤＲＩは一般的に、ガス溶融炉のドームを介してガス溶融炉へ導入され、石炭は中央に導入されるのが適切であることがわかっている。
【００１２】
したがって、ＤＲＩは、溶融炉のドーム上の、偏心位置に配置された一つ又は複数の開口部を介してガス溶融炉へ導入される。
【００１３】
本発明に係る方法の一実施形態によれば、塊状バルク材料を、特に、広い表面上、特に固定床上で少なくとも部分的に予備還元される鉄鉱石を分配するための方法であって、前記表面は物理的又は化学的な方法技術で使用される反応装置又はベッセル内、特に銑鉄又は一次鉄鋼製品を製造するための冶金プラントで使用される反応装置内に延在し、前記塊状バルク材料は、好ましくは前記反応装置の垂直長手方向軸線から同一の距離に配置された特に回転対称な少なくとも２つのシュートを有する少なくとも一つの装入装置を介して装入される方法においてさらに、前記バルク材料の少なくとも一部は、散乱装置で、上方から見たときに半径方向及び／又は接線方向に分配される。
【００１４】
本発明に係る方法のさらなる特徴によれば、バルク材料は少なくとも部分的にシュートの内側にある散乱装置で分散される。
【００１５】
本発明に係る方法のさらなる特徴によれば、隣接するシュートの散乱区域同士は、前記固定床が到達する前に、少なくとも部分的に重なり合う。
【００１６】
本発明に係る方法の付加的な特徴によれば、全ての前記シュートの全体的な散乱パターンは実質的に同心環を形成する。
【００１７】
本発明はまた、塊状バルク材料、特に海綿鉄を、広い表面上、特に固定床上のバルク材料の流れから分配するための装置であって、前記表面は物理的又は化学的な方法工学で使用される反応装置内、特に銑鉄又は一次鉄鋼製品を好ましくはガス溶融炉内で製造するための冶金プラントからなる反応装置内に延在し、前記塊状バルク材料は、好ましくは回転対称な少なくとも２つのシュートを有する装入装置を介して装入される装置において、前記装入装置はさらに、バルク材料を散乱させるための、少なくとも一つのシュートに割り当てられた少なくとも一つの付加的な散乱装置を有し、前記散乱装置によって、前記バルク材料の少なくとも一部が上方から見たときに半径方向及び／又は接線方向へ分配され得る、本発明に係る装置によっても特徴づけられる。
【００１８】
複数のシュート又は傾斜チューブを介してバルク材料を分配することはプロセスエンジニアリング、特に冶金技術において長いこと知られている。
【００１９】
散乱装置の付加的な装置によって、シュートから表面に落下するときにバルク材料が付加的に散乱されるか、又はこのようにして形成されたバルク材料の流れが広がる。
【００２０】
本発明の特に好ましい実施形態によれば、バルク材料の広がった流れは互いに重なり合う。これによって特に、例えばブロックされた結果としてシュートが落下するときでさえ、固定床に実質的に均一なバルク材料が供給されることが確実となる。
【００２１】
可能な限り均一な散乱を達成するために、半径方向への分配と接線方向への分配とが共に独立して用いられることによってもまた、バルク材料の流れは広げられ、かつ例え限定された大きさでも、バルク材料は散乱されるが、上方から見たときに半径方向及び接線方向の分配が特に適切である。
【００２２】
本発明の一つの特徴によれば、シュートは反応装置の長手方向軸線から同一の距離に設けられる。
【００２３】
特に好ましくは、バルク材料はこの場合、想像上の円又は環に沿った複数のポイントで固定床に装填される。この場合さらに好ましい実施形態によれば、シュートに割り当てられたバルク材料の独立した流れは、部分的に互いに交差する。このようにして、固定床が装填されている間、一つ又は複数のシュートの故障を補償することができる。
【００２４】
本発明の一つの特徴によれば、散乱装置は剛性を有して設けられる。
【００２５】
特に比較的高温で、例えば冶金技術で使用される相応の反応装置では、移動可能な装置が比較的信頼できないことがわかる。かなりのコストを伴う特定の保護計測（温度、耐久力に関する）を行う必要がある。
【００２６】
対照的に、不動の、例えば剛性の装置は安価でかつ信頼できる。
【００２７】
本発明のさらなる特徴によれば、散乱装置は、機械的に駆動せずとも、特にいかように駆動せずとも移動可能なように構成されている。この場合、本発明の好ましい実施形態によれば、散乱装置は堅固に固定されている。
【００２８】
本発明の一つの特徴によれば、散乱装置はシュートの内側に設けられている。これにより、散乱装置がガス溶融炉の高温にさらされないことが確実となる。特にこの場合、ガスチャンバにおいて全ての内部部品に高い負荷を引き起こす、ガス溶融炉で起こるような高い放射状の熱は、考慮に入れられるべきである。シュートに散乱装置を導入することは、散乱装置がこれら熱又は熱機械の負荷から効果的に保護され、かつ長い寿命を達成することを意味する。
【００２９】
本発明のさらなる特徴によれば、散乱装置は、前記シュートの内側に設けられた複数の突起部を有する。
【００３０】
この突起部によって、シュート内の材料は減速し、特に溶融炉の中央から所定の距離で円環に沿って固定床へ装填される。好ましい実施形態によれば、耐摩耗性の突起部はシュートの低部に固定される。
【００３１】
本発明のさらなる特徴によれば、散乱装置はチェーン、好ましくは円環チェーンを有する。
【００３２】
チェーンは一構成要素を表し、安価な代案によって、シュート又は傾斜チューブ内の材料を減速させることができ、このようにして所望の装填を円環に沿って行うことができる。チェーンはこの場合、耐熱かつ耐磨耗性の材料から作られる。
【００３３】
さらに付加的な特徴によれば、チェーンは、好ましくは互いに変化する所定の間隔で、複数の散乱要素、例えば結節を有する。
【００３４】
これにより、特に均一な散乱が達成される。
【００３５】
本発明はまた、請求項１２又は１３に係る、本発明に係る散乱装置によっても特徴づけられる。
【００３６】
特定の実施形態によれば、散乱装置は複数のチェーンを有し、各前記チェーンには順に複数の結節が設けられ、かつ隣接する結節は、好ましくは互いに異なる間隔で設けられている。
【００３７】
本発明に係る散乱装置によれば、バルク材料は減速しかつ散乱され、このようにして固定床に衝突するバルク材料の結果流が広がる。
【００３８】
特定の実施形態はバルク材料を案内しかつ散乱させるために用いられる装置を提供し、この装置はシュートを有し、複数の突起部がシュートの内側に設けられている。
【００３９】
本発明の制限されない例として示した実施形態は、概略図を参照して以下でより詳細に説明される。
【００４０】
【発明の実施の形態】
ガス溶融炉のＤＲＩ分配は、図１に概略的に示されている。この場合、ガス溶融炉は石炭１とＤＲＩ６とダスト２と酸素３とに対する供給口と、スラグ及び銑鉄タップ４と、還元ガスを装填するためのガス装填ライン５とを有している。石炭及びＤＲＩの両方は、ガス溶融炉へ連続的に導入される。ＤＲＩに対する供給口６は、溶融炉ドームに６つの開口部を有し、これら開口部は、長手方向軸線に沿って向けられた石炭導入手段から等距離に配置され、かつシュート又は傾斜溢流管を備えている。明確化のために、図１には単一のＤＲＩのための供給口６が図示されており、ＤＲＩに対する供給口の全てを表すように意図されている。
【００４１】
ＤＲＩは、対応する開口部で溶融炉ドームへそれぞれ固定された６つのシュートを通過し、各シュートは、その内部表面でＤＲＩを散乱させるために用いられる突起部を有する。
【００４２】
ＤＲＩは、どんなＤＲＩも中央部に装填されることなく、想像上の円又は環に沿ってガス溶融炉の床へ分配される。ＤＲＩの分配は、図１に概略的に示されており、図１では固定床上のＤＲＩの分配７が概略的に描かれている。したがって、シュートでＤＲＩが散乱すると、従来技術と比較して、互いに部分的に重なり合う独立した散乱区域を有する固定床上においてＤＲＩの散乱半径が増加する。本発明に係る散乱によれば、分配が均一となり、特にＤＲＩと導入される石炭ととの混合が改善される。
【００４３】
図２は、ＤＲＩを案内しかつ散乱させるための本発明に係る装置を概略的に表す。この装置はシュート８であり、シュート８の内部表面には複数の突起部９が設けられている。ＤＲＩがこのシュートを通過すると、ＤＲＩはこの突起部によって方向を変えられ、かつ減速させられる。
【００４４】
ここで示された本装置の全ての部分は、特定の使用区域において一般的な状態に適合しなければならない。ガス溶融炉で使用されるときには、耐熱かつ耐磨耗性の材料が主として用いられる。さらに、特に高温にさらされる部分には耐火ライニングを施すことも考えられる。
【００４５】
ここで示した装置の、特に高レベルの磨耗にさらされることが経験的に示されている部分は、強化材、例えば溶接プレートによって付加的に保護されている。
【００４６】
図３は、例えばＤＲＩを固定床に導入するためのガス溶融炉で使用されるような、散乱装置の一実施形態を示す。この場合、一つ又は複数のチェーン１３が、保護パイプ１２の適切な固定手段１１によってシュート１０に設けられている。
【００４７】
好ましい実施形態によれば、これらチェーンは複数の結節を有している。この場合、各結節間の距離は、好ましくは変化する。供給ライン１４を介してシュート１０へ導入されるバルク材料は、チェーン及び／又はチェーンの節によって減少させられ、かつ散乱される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス溶融炉におけるＤＲＩ分配を表す概略図である。
【図２】結合した誘導及び散乱のための装置の典型的な実施形態を示す図である。
【図３】散乱装置の典型的な実施形態を示す図である。
【符号の説明】
６　　　ＤＲＩ
８　　　シュート
９　　　突起部
１３　　　チェーン

Claims (13)

1. 塊状バルク材料を、特に、広い表面上、特に固定床上で少なくとも部分的に予備還元される鉄鉱石を分配するための方法であって、
   前記表面は物理的又は化学的な方法技術で使用される反応装置又はベッセル内に、特に銑鉄又は一次鉄鋼製品を製造するための冶金プラントで使用される反応装置に延在し、
   前記塊状バルク材料は、好ましくは前記反応装置の垂直長手方向軸線から同一の距離に配置された特に回転対称な少なくとも２つのシュートを有する少なくとも一つの装入装置を介して装入される方法において、
   前記バルク材料の少なくとも一部は、特に前記シュートへ導入された後、前記広い表面と接触する前に、前記シュートの少なくとも一つに割り当てられかつ好ましくは前記シュートにある散乱装置で、上方から見たときに半径方向及び／又は接線方向に分配されることを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   隣接するシュートの散乱区域は、前記固定床が到達する前に、少なくとも部分的に互いに重なり合うことを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２記載の方法において、
   全ての前記シュートの全体的な散乱パターンは実質的に同心環を形成することを特徴とする方法。
4. 塊状バルク材料、特に海綿鉄を、広い表面上、特に固定床上のバルク材料の流れから分配するための装置であって、
   前記表面は物理的又は化学的な方法工学で使用される反応装置内、特に銑鉄又は一次鉄鋼製品を好ましくはガス溶融炉内で製造するための冶金プラントからなる反応装置内に延在し、
   前記塊状バルク材料は、好ましくは回転対称な少なくとも２つのシュートを有する装入装置を介して装入される装置において、
   前記装入装置は、バルク材料を散乱させるための、少なくとも一つのシュートに割り当てられた散乱装置を有し、
   前記散乱装置によって、前記バルク材料の少なくとも一部が上方から見たときに半径方向及び／又は接線方向へ分配され得ることを特徴とする装置。
5. 請求項４記載の装置において、
   前記散乱装置は前記シュートに設けられていることを特徴とする装置。
6. 請求項４又は５記載の装置において、
   前記シュートは、前記反応装置の垂直長手方向軸線から同一の距離に設けられていることを特徴とする装置。
7. 請求項４から６のいずれか一項に記載の装置において、
   前記散乱装置は剛性を有して設けられていることを特徴とする装置。
8. 請求項４から６のいずれか一項に記載の装置において、
   前記散乱装置は、機械的に駆動せずとも移動可能に構成されていることを特徴とする装置。
9. 請求項４から８のいずれか一項に記載の装置において、
   前記散乱装置は、前記シュートの内側に設けられた複数の突起部を有することを特徴とする装置。
10. 請求項４から９のいずれか一項に記載の装置において、
    前記散乱装置はチェーン、好ましくは円環チェーンを有することを特徴とする装置。
11. 請求項１０記載の装置において、
    前記チェーンは、好ましくは互いに変化する所定の間隔で、複数の散乱要素、特に結節を有することを特徴とする装置。
12. 好ましくは請求項４から１１のいずれか一項に記載の装置で使用するための散乱装置であって、
    複数のチェーンを有し、
    各前記チェーンには順に複数の結節が設けられ、
    隣接する結節は、好ましくは互いに異なる間隔で設けられていることを特徴とする装置。
13. 好ましくは請求項４から１１のいずれか一項に記載の装置で使用するための散乱装置であって、
    シュートを有し、複数の突起部が前記シュートの内側に設けられていることを特徴とする装置。