JP2007147195A - Material input method into rotary hearth furnace, and reduction treatment method of iron oxide by rotary hearth furnace using it - Google Patents
Material input method into rotary hearth furnace, and reduction treatment method of iron oxide by rotary hearth furnace using it Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、補助的物質を含む原料の回転炉床炉への投入方法、およびこの原料投入方法を用いた回転炉床炉による酸化鉄の還元処理方法に関する。 The present invention relates to a method for charging a raw material containing an auxiliary substance into a rotary hearth furnace, and a method for reducing iron oxide by a rotary hearth furnace using the raw material charging method.
回転炉床炉は、外周壁、内周壁およびこれら壁間に配置された円環状の回転炉床とで構成されてなる。そして、前記回転炉床は、円環状の炉体フレーム、前記炉体フレーム上に配置された炉床断熱材およびこの炉床断熱材上に配置された耐火物とで構成される。 The rotary hearth furnace is composed of an outer peripheral wall, an inner peripheral wall, and an annular rotary hearth disposed between these walls. And the said rotary hearth is comprised with the annular | circular shaped furnace body frame, the hearth heat insulating material arrange | positioned on the said furnace body frame, and the refractory material arrange | positioned on this hearth heat insulating material.
このような回転炉床は、炉床下部に設けられた回転軸によって駆動されるピニオン歯車と、前記炉体フレーム底部に円周状に固定されたラックレールとの噛み合い機構や、床面に円周状に敷設された軌道とこの軌道上に配置されて、前記炉体フレーム底部に設けられた複数の駆動車輪との組み合わせ等によって回転移動される。 Such a rotary hearth has a meshing mechanism between a pinion gear driven by a rotating shaft provided at the bottom of the hearth and a rack rail fixed circumferentially to the bottom of the furnace body frame, and a circular on the floor surface. It is rotationally moved by a combination of a track laid in a circumferential shape and a plurality of drive wheels provided on the bottom of the furnace body frame.
前記構造を有する回転炉床炉は、鋼材ビレット等金属の加熱処理あるいは可燃性廃棄物の燃焼処理等に用いられ、また近年は、回転炉床炉を用いて鉄酸化物から還元鉄を製造する方法が注目されている。回転炉床炉による還元鉄製造プロセスの一例を、図3に示した従来の発明に係る回転炉床炉の設備構成の概略図を用いて以下に説明する(例えば、特許文献1参照) The rotary hearth furnace having the above-described structure is used for heat treatment of metals such as steel billets or combustion treatment of combustible waste, and recently, reduced iron is produced from iron oxide using a rotary hearth furnace. The method is drawing attention. An example of a reduced iron manufacturing process using a rotary hearth furnace will be described below with reference to the schematic diagram of the equipment configuration of the rotary hearth furnace according to the conventional invention shown in FIG. 3 (see, for example, Patent Document 1).
(1)粉末の鉄酸化物(鉄鉱石、電炉ダスト等)および粉末の炭素質還元剤(石炭、コークス等)を混合して造粒し、生ペレットまたはブリケットを製造する。
(2)この生ペレットを、ペレット内から発生する可燃性揮発分が発火しない程度の温度域に加熱して付着水分を除去し、乾燥ペレットとする。ブリケットで低水分率の場合は、乾燥せずにそのまま使用することもある。
(1) Powdered iron oxide (iron ore, electric furnace dust, etc.) and powdered carbonaceous reducing agent (coal, coke, etc.) are mixed and granulated to produce raw pellets or briquettes.
(2) The raw pellets are heated to a temperature range in which combustible volatile matter generated from the pellets does not ignite to remove adhering moisture to obtain dry pellets. If the moisture content is briquette, it may be used without drying.
(3)この乾燥ペレット(原料14)を、適当な装入装置12を用いて回転炉床炉16中に供給して、回転炉床11上にペレット1〜2個程度の厚さを有するペレット層を形成する。
(4)このペレット層を、炉内上方に設置したバーナー17の燃焼により輻射加熱して還元し、金属化を進める。
(3) This dry pellet (raw material 14) is supplied into the
(4) The pellet layer is reduced by radiant heating by combustion of a
(5)金属化したペレットを冷却器18により冷却する。この場合の冷却は、ペレットにガスを直接吹き付けて冷却するか、または、水冷ジャケットで間接冷却すること等が行われ、排出時および排出後のハンドリングに耐える機械的強度を発現させてから排出装置13により炉外に排出する。
(6)金属化したペレット(還元鉄15)を排出後、直ちに乾燥ペレット(原料14)を装入し、上記のプロセスを繰り返して還元鉄を製造する。
(5) The metallized pellet is cooled by the cooler 18. Cooling in this case is performed by blowing gas directly onto the pellets, or indirectly cooling with a water cooling jacket, etc., and the discharge device after expressing mechanical strength that can withstand handling during and after
(6) Immediately after discharging the metallized pellets (reduced iron 15), dry pellets (raw material 14) are charged, and the above process is repeated to produce reduced iron.
このようにして還元鉄を製造する前記回転炉床炉において、原料を投入する際には、全ての原料に対して均等な加熱を行うために、回転炉床上に原料を均等な厚さに敷くことが重要となる。そのために、回転炉床炉への原料供給には、振動式供給機やスクリューフィーダにより原料を供給している。場合によっては、前記炉床上での原料の偏りを解消するため、スクリュー式の原料レベリング装置を用いている。 In the rotary hearth furnace for producing reduced iron in this way, when the raw materials are charged, the raw materials are laid on the rotary hearth in a uniform thickness in order to uniformly heat all the raw materials. It becomes important. For this purpose, raw materials are supplied to the rotary hearth furnace using a vibratory feeder or a screw feeder. In some cases, a screw-type material leveling device is used to eliminate the unevenness of the material on the hearth.
このような回転炉床炉に原料を供給するための原料供給装置の従来例として、その一実施形態を示した図4の原料供給装置がある(特許文献2参照)。
即ち、この原料供給装置は、振動コンベアを用いて原料を供給する回転炉床炉用原料供給装置であって、前記振動コンベアは、原料を案内する外枠23、および水平または傾斜した底面24を有している。
As a conventional example of a raw material supply apparatus for supplying a raw material to such a rotary hearth furnace, there is a raw material supply apparatus of FIG. 4 showing an embodiment thereof (see Patent Document 2).
That is, this raw material supply device is a rotary hearth raw material supply device that supplies raw materials using a vibrating conveyor, and the vibrating conveyor includes an
そして、前記底面24の上方に、原料の搬送供給面として、目開きが原料の平均径より小さくかつ水平または傾斜した網25を設け、この網25は、線27で前記外枠23に固定されて前記底面24から離れた面を形成しており、前記外枠23および/または底面24を振動させる振動装置26を有する。そして、図の矢印で示すように、大径原料21と小径原料22とが一緒に網25の上に装入されると、振動装置26が外枠23を振動させ、この振動が網25に伝わって小径原料22が網25の下に振るい落とされるのである。
ところが、還元鉄を製造する前記回転炉床炉においては、原料の反応を促進したり燃料の代替となる補助剤を原料とともに供給することがある。この際には、先ず、前記補助剤を回転炉床に均等な厚さになるよう供給し、その後この補助剤の上面に均等に原料を供給し、被加熱物である原料上に補助剤が被さり、原料の加熱を妨げないようにする必要がある。 However, in the rotary hearth furnace for producing reduced iron, an auxiliary agent that promotes the reaction of the raw material or substitutes for the fuel may be supplied together with the raw material. In this case, first, the auxiliary agent is supplied to the rotary hearth so as to have a uniform thickness, and then the raw material is supplied uniformly to the upper surface of the auxiliary agent. It is necessary to avoid covering and heating the raw material.
このような場合の回転炉床炉への従来の原料投入方法の一例を、図5の従来例に係る回転炉床炉の原料投入部を示す模式的構成図を用いて以下説明する。
即ち、従来の原料投入部においては、先ず、1段目の補助剤供給装置32によって、矢印方向に移動中の回転炉床10の上流側に前記補助剤33を投入し、次に、2段目の原料供給装置30によって、下流側の前記補助剤33の上面に前記原料31を投入している。
An example of a conventional raw material charging method to the rotary hearth furnace in such a case will be described below with reference to a schematic configuration diagram showing a raw material charging portion of the rotary hearth furnace according to the conventional example of FIG.
That is, in the conventional raw material charging unit, first, the
この場合には、前記補助剤33と原料31の2系統の供給設備が必要となる上、回転炉床炉1全体における原料投入部の占める割合が大きくなるので、必要な処理時間を確保する上で回転速度を低速にせざるを得ず、著しく生産性を低下させていた。更に、前記炉床10上での原料31や補助剤33の偏りを解消するため、スクリュー式の原料レベリング装置34を用いている。
In this case, two supply systems for the
従って、本発明の目的は、補助剤を含む原料を、1系統の供給手段により生産性を低下させることなく回転炉床炉へ投入する方法、およびこの原料投入方法を用いた回転炉床炉による酸化鉄の還元処理方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for feeding a raw material containing an auxiliary agent into a rotary hearth furnace without reducing productivity by a single supply means, and a rotary hearth furnace using this raw material charging method. An object of the present invention is to provide a method for reducing iron oxide.
前記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る回転炉床炉の原料投入方法が採用した手段は、回転炉床炉への原料投入方法において、塊成化物と補助剤との混合物からなる原料を、篩い手段を有する投入シュートを用いて前記塊成化物と補助剤とに分離し、移動中の回転炉床上円周方向の異なる落下位置に投入することを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the means adopted by the raw material charging method of the rotary hearth furnace according to
本発明の請求項2に係る回転炉床炉による酸化鉄の還元処理方法が採用した手段は、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料を、請求項1に記載の回転炉床炉への原料投入方法を用いて、移動中の回転炉床上の上流側に前記補助剤を、下流側の前記補助剤の上面に前記塊成化物を投入して、回転炉床炉により前記原料を還元処理することを特徴とするものである。
The means adopted by the method for reducing iron oxide by a rotary hearth furnace according to claim 2 of the present invention comprises an agglomerate composed of iron oxide such as iron ore and iron dust, and a reducing agent such as coal and coke. A raw material that is a mixture with an auxiliary agent is added to the upstream side of the moving rotary hearth using the raw material charging method to the rotary hearth furnace according to
本発明の請求項3に係る回転炉床炉への原料投入方法または酸化鉄の還元処理方法が採用した手段は、請求項1に記載の回転炉床炉への原料投入方法または請求項2に記載の酸化鉄の還元処理方法において、前記篩い手段の篩い面隙間寸法が4〜10mmであることを特徴とするものである。
The means employed in the raw material charging method or iron oxide reduction treatment method according to
本発明の請求項4に係る回転炉床炉への原料投入方法または酸化鉄の還元処理方法が採用した手段は、請求項1に記載の回転炉床炉への原料投入方法または請求項2に記載の酸化鉄の還元処理方法において、前記篩い面が櫛状の篩いであることを特徴とするものである。
The means employed by the raw material charging method or iron oxide reduction method according to claim 4 of the present invention is the raw material charging method to the rotary hearth furnace according to
本発明の請求項5に係る回転炉床炉への原料投入方法または酸化鉄の還元処理方法が採用した手段は、請求項3に記載の回転炉床炉への原料投入方法または酸化鉄の還元処理方法において、前記篩い面が櫛状の篩いであることを特徴とするものである。
The means adopted in the raw material charging method or iron oxide reduction treatment method according to
本発明の請求項1に係る回転炉床炉の原料投入方法は、塊成化物と補助剤との混合物からなる原料を、篩い手段を有する投入シュートを用いて前記塊成化物と補助剤とに分離し、移動中の回転炉床上円周方向の異なる落下位置に投入できるようにしたので、補助剤を含む前記原料を、1系統の原料供給手段により効率的に分離投入が可能となった。
A raw material charging method for a rotary hearth furnace according to
本発明の請求項2に係る回転炉床炉による酸化鉄の還元処理方法は、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料を、請求項1に記載の回転炉床炉への原料投入方法を用いて、移動中の回転炉床上の上流側に前記補助剤を、下流側の前記補助剤の上面に前記塊成化物を投入して、回転炉床炉により前記酸化鉄を還元処理するので、酸化鉄を生産性良く製造できるようになった。
The method for reducing iron oxide by a rotary hearth furnace according to claim 2 of the present invention comprises an agglomerate composed of iron oxide such as iron ore or iron dust, and an auxiliary agent composed of a reducing agent such as coal or coke. Using the raw material charging method of the rotary hearth furnace according to
本発明の請求項3に係る回転炉床炉への原料投入方法または酸化鉄の還元処理方法は、前記篩い手段の篩い面隙間寸法が4〜10mmとしたので、前記原料を構成する塊成化物と補助剤との分離を確実に行うことができる。
In the raw material charging method or iron oxide reduction treatment method according to
本発明の請求項5に係る回転炉床炉への原料投入方法または酸化鉄の還元処理方法は、前記篩い手段の篩い面が櫛状の篩いであるので、目詰まりしにくい。
In the raw material charging method or iron oxide reduction method according to
先ず、本発明の実施の形態に係る回転炉床炉への原料投入方法およびこれを用いた回転炉床炉による酸化鉄の還元処理方法を、添付図1および図2を用いて以下に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る回転炉床炉への原料投入方法を、前記回転炉床炉の円周に沿った立断面で示した模式的構成図、図2は図1の矢視A−Aを示す模式的平面図である。 First, a raw material charging method to a rotary hearth furnace according to an embodiment of the present invention and an iron oxide reduction treatment method using the rotary hearth furnace using the same will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. . FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a raw material charging method to a rotary hearth furnace according to an embodiment of the present invention in a vertical section along the circumference of the rotary hearth furnace, and FIG. It is a schematic plan view which shows arrow AA.
図中の符号6は、回転炉床炉1へ原料2を投入する本発明の実施の形態に係る投入シュートを示している。前記投入シュート6は、前記回転炉床炉1の原料供給領域に、篩い手段3と、この篩い手段3と対向して炉体内壁に形成され略垂直な垂直壁面4と、前記篩い手段3と略垂直壁面4との間に形成された原料投入空間5とから構成されてなる。回転炉床炉1へのこの投入シュート6による原料投入方法、およびこの原料投入方法を用いた回転炉床炉1による酸化鉄の還元処理方法については、後ほど詳細に述べる。
Reference numeral 6 in the figure indicates a charging chute according to the embodiment of the present invention for charging the raw material 2 into the
一方、本発明の実施の形態に係る回転炉床炉1について更に詳細に述べるなら、図示しない外周壁、内周壁およびこれらの間に配置された円環状の回転炉床10とからなる。そして、この回転炉床10は、図示しない駆動装置によって、外周壁と内周壁との間を回転移動する構成をなしている。また、前記回転炉床10は、円環状の炉体フレームとこの炉体フレーム上に配設された炉床断熱材とこの炉床断熱材上に配設された耐火物とで構成されている。
On the other hand, the
そして、塊成化物と補助剤との混合物からなる原料2を、炉外から原料供給手段7を介して篩い手段3の篩い面3aに供給し、この篩い手段3によって前記原料2を塊成化物2aと補助剤2bとに分離して、回転炉床10上に投入するのである。そして、前記回転炉床10を矢印方向に低速回転させながら、前記原料2に加熱・還元等の処理を施すのである。
And the raw material 2 which consists of a mixture of an agglomerated material and an adjuvant is supplied to the sieving
前記原料供給手段7には、振動フィーダやスクリューフィーダを用いることができるが、前記原料2を篩い手段3の篩い面3a上に、炉床幅方向に均等に分散落下させる点からは、振動フィーダの方が好ましい。
The raw material supply means 7 can be a vibration feeder or a screw feeder. From the viewpoint of evenly dispersing and dropping the raw material 2 on the sieving
そして、塊成化物と補助剤との混合物からなる前記原料2は、前記投入シュート6を構成する篩い手段3によって、前記塊成化物2aと補助剤2bとに分離され、移動中の回転炉床10上円周方向の異なる落下位置に投入されるように構成される。
The raw material 2 made of a mixture of agglomerated material and auxiliary agent is separated into the agglomerated
即ち、前記補助剤2bは粉末状の形態を有しており、ペレット状に形成された前記塊成化物2aより細かい寸法からなる。従って、前記補助剤2bは塊成化物2aより小さく、補助剤2bより大きい隙間の篩い面3aから構成された篩い手段3を有する投入シュート6を用いることにより、図1に示したように、前記補助剤2bは篩い面3aの隙間をすり抜けて、移動中の回転炉床10上の上流側に投入されるのである。前記篩い手段3の下面は開放面であるため、篩い面3aの隙間をすり抜けた前記補助剤2bは、そのまま直下の回転炉床10上に投入される。
That is, the
一方、前記塊成化物2aは篩い面3aに捕捉されて、下流側の前記補助剤2bの上面に投入されるのである。その後、必要なら原料レベリング手段8によって、回転炉床10上に投入された前記原料2のレベルを均一化しても良い。このような操作によって、原料2への加熱を均一化できるのである。
On the other hand, the agglomerated
また、前記投入シュート6を構成する垂直壁面4にはマンホール9を設けておくのが良い。前記篩い手段3の篩い面3aが目詰まりを起こしたり損傷したような場合には、このマンホール9を開放して、前記篩い面3aを補修や交換するメンテナンスを行うことができる。
A manhole 9 is preferably provided on the vertical wall surface 4 constituting the charging chute 6. When the sieving
以上のように、塊成化物2aと補助剤2bとの混合物からなる前記原料2を、上述したような投入方法によりに回転炉床炉1へ投入することによって、従来は2系統の原料供給手段を要したが、1系統の原料供給手段で効率的に分離投入することが可能となった。
As described above, the raw material 2 composed of the mixture of the agglomerated
また、このような回転炉床炉1への原料投入方法を用いて、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料2を、移動中の回転炉床10上の上流側に前記補助剤2aを、下流側の前記補助剤2aの上面に前記塊成化物2bを投入して、回転炉床炉1により前記原料2を還元処理して酸化鉄を得ることができる。
Further, using such a raw material charging method to the
一方、前記篩い手段3は、その篩い面3aが静置型のもので良いが、この篩い面3aに振動を付与するための加振機能を有する振動篩い機であっても良い。また、この篩い面3aは、網目から構成されたものが好ましく、櫛状に構成されたものが更に好ましい。篩い面3aが櫛状の場合は、この櫛目の方向が、前記回転炉床10の回転方向に略平行な方向に向いたものが好ましい。
On the other hand, the sieving means 3 may have a
更に、このような篩い面3aは、その上面で前記塊成化物2bが捕捉されて篩い面3aに沿って落下し易いように、図1に示す如く、前記回転炉床10の回転方向に向かって傾斜して構成されるものが好ましい。この篩い面3aの傾斜角度は、水平面に対して30〜45度の範囲とするのが良い。
Further, such a
また、この篩い面3aの隙間寸法は、4〜10mmの範囲であることが好ましい。前記篩い面3aが櫛状に構成される場合は、この隙間寸法は櫛状をなす櫛間の隙間寸法をいう。このような隙間寸法が4mm未満であると、補助剤2bの一部が篩い面3aに捕捉されて隙間をすり抜けることができなくなり、逆に、前記隙間寸法が10mmを越えると、前記塊成化物2aの中には、篩い面3aの隙間をすり抜けてしまうものが出て来るからである。
Moreover, it is preferable that the clearance dimension of this
そして、上述したような構成からなる篩い手段3を有する投入シュート6を用いて、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料2を、移動中の回転炉床10上に投入して、回転炉床炉1により還元処理して酸化鉄を得ることもできる。
And using the input chute 6 having the sieving means 3 having the above-described configuration, an agglomerate composed of iron oxide such as iron ore and iron-making dust and an auxiliary agent composed of a reducing agent such as coal and coke. The raw material 2 which is a mixture can be put on the moving
以上のように、本発明に係る回転炉床炉の原料投入方法は、塊成化物と補助剤との混合物からなる原料を、篩い手段を有する投入シュートを用いて前記塊成化物と補助剤とに分離し、移動中の回転炉床上円周方向の異なる落下位置に投入できるようにしたので、1系統の原料供給手段により効率的に分離投入することが可能となった。 As described above, the raw material charging method of the rotary hearth furnace according to the present invention uses a charging chute having a sieving means for the raw material consisting of a mixture of the agglomerated material and the auxiliary agent. Therefore, it is possible to efficiently separate and charge by a single material supply means.
また、本発明に係る回転炉床炉への原料投入方法を用いて、鉄鉱石や製鉄ダスト等の酸化鉄からなる塊成化物と、石炭やコークス等の還元剤からなる補助剤との混合物である原料を、移動中の回転炉床上の上流側に前記補助剤を、下流側の前記補助剤の上面に前記塊成化物を投入して、回転炉床炉により前記酸化鉄を還元処理するので、酸化鉄を生産性良く製造できるようになった。 In addition, using the raw material charging method to the rotary hearth furnace according to the present invention, a mixture of agglomerates composed of iron oxide such as iron ore and iron dust and an auxiliary composed of a reducing agent such as coal and coke. Since a certain raw material is charged with the auxiliary agent on the upstream side of the moving rotary hearth and the agglomerate is put on the upper surface of the auxiliary agent on the downstream side, the iron oxide is reduced by the rotary hearth furnace. Iron oxide can be produced with high productivity.
1…回転炉床炉,
2…原料,2a…塊成化物,2b…補助剤,
3…篩い手段,3a…篩い面,
4…垂直壁面, 5…原料投入空間, 6…投入シュート,
7…原料供給手段, 8…原料レベリング手段, 10…回転炉床
1 ... Rotary hearth furnace,
2 ... Raw material, 2a ... Agglomerate, 2b ... Adjuvant,
3 ... sieving means, 3a ... sieving surface,
4 ... Vertical wall surface, 5 ... Raw material input space, 6 ... Input chute,
7 ... Raw material supply means, 8 ... Raw material leveling means, 10 ... Rotary hearth
Claims (5)
The method for charging a raw material into a rotary hearth furnace or the method for reducing iron oxide according to claim 3, wherein the sieving surface is a comb-like sieve.
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