JP2007155139A

JP2007155139A - 還元鉄の製造設備

Info

Publication number: JP2007155139A
Application number: JP2005346393A
Authority: JP
Inventors: Shinji Shima; 真司嶋; Toshitaka Nakayama; 俊孝中山; Tomoaki Shibata; 智明柴田
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】メンテナンスに要する作業時間を短縮化して稼動効率の向上が可能な還元鉄の製造設備を提供する。
【解決手段】回転式炉床炉１２内で製造された還元鉄１４を排出する還元鉄排出装置１５を有する還元鉄の製造設備１０において、還元鉄排出装置１５は、還元鉄１４を回転式炉床炉１２の外部に送り出すスクリュー羽根５０及びスクリュー羽根５０が先側に取付けられ炉壁１３に形成された開口部３６を貫通して基側が外部に突出する回転軸５１を備えた排出手段５２と、回転軸５１を支持する軸受５３及び回転軸５１の回転駆動手段５５を積載して開口部３６に対して往復動する移動台車５６と、移動台車５６を持ち上げる昇降架台５９と、移動台車５６に設けられ移動台車５６と共に移動して開口部３６の周囲に当接し回転軸５１と共に開口部３６を塞ぐシールプレート７４とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄原料を還元して還元鉄を製造しながら得られた還元鉄を順次外部に排出する還元鉄の製造設備に関する。

従来、鉄鉱石又は製鉄廃棄物等の鉄原料を炭素材等の還元剤を用いて還元して還元鉄を製造するのに回転式炉床炉が使用されており、製造された還元鉄はスクリュー羽根を備えた排出装置によって回転式炉床炉の外部に排出されている。ここで、回転式炉床炉の稼動率を向上させ稼動率を維持するためにはスクリュー羽根の耐久性を向上させると共に、損耗したスクリュー羽根を短時間で交換することが重要となっている。このため、スクリュー羽根を回転式炉床炉から取り外して補修を行ない、補修後回転式炉床炉に組み込むというメンテナンス作業を効率的に行う必要がある。

しかし、スクリュー羽根を回転式炉床炉から取り外すには回転式炉床炉に開口部を形成すると共に防熱対策を施さねばならず、補修したスクリュー羽根を回転式炉床炉に組み込んだ後には開口部を塞ぐ必要があるため、スクリュー羽根のメンテナンス作業には多大の時間と労力を要するという問題がある。そこで、回転式炉床炉の炉壁に予め貫通孔を形成しておき、スクリュー支持金具をスクリュー羽根の回転軸の軸端に連結してから横引きすることにより貫通孔からスクリュー羽根を引き出し、引き出したスクリュー羽根をスクリュ支持台車で支持する回転式炉床炉及びそのスクリュー羽根が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３０４７６６号公報

ここで、特許文献１に記載された発明では、昇降機能を備えたスクリュー羽根の支持装置は固定式の架台に、スクリュー羽根駆動装置は昇降機能を備えたスクリュー羽根の支持装置に取付けられているため、スクリュー羽根を回転式炉床炉から引き出す際には駆動装置及び支持装置を取り外す作業が、スクリュー羽根を回転式炉床炉内に押し込んで組み込む際には駆動装置及び支持装置を取付ける作業がそれぞれ必要になるという問題が存在する。また、スクリュー羽根にはシールフランジを介してシールカバーが取付けられているため、スクリュー羽根の引き出し及び組み込み時には、更にシールフランジ及びシールカバーの取り外し及び取付け作業がそれぞれ必要になるという問題も存在する。このため、スクリュー羽根の引き出し及び組み込みには多くの作業時間を要し、回転式炉床炉の稼動率が低下するという問題が生じている。
更に、特許文献１には、スクリュー羽根が貫通孔から引き出された際に、貫通孔の開口部を塞ぐ手段については記載されておらず、引き出したスクリュー羽根を別のスクリュー羽根と交換する作業中に炉内からの輻射熱や一酸化炭素ガスを含んだ高温炉内ガスの遮断に関しての対策に関しても記載がない。ここで、高温炉内ガスの流出を防止するため炉内を減圧状態にすると、開口部から多量の冷風が炉内に流入するため、炉内温度が低下して、回転式炉床炉を再稼動するのに時間を要するという問題が発生する。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、スクリュー羽根の引き出し及び組み込み時に要する作業時間を短縮化して稼動効率の向上を図ると共に、スクリュー羽根を引き出した際に炉外への高温ガスの流出及び炉内への空気の流入を抑制することが可能な還元鉄の製造設備を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る還元鉄の製造設備は、環状の回転式炉床と、前記回転式炉床の内外両側方及び上方を覆って該回転式炉床と共に回転式炉床炉を形成する炉壁と、鉄原料及び還元剤との混合物を該回転式炉床炉内に供給する原料供給手段と、製造された還元鉄を該回転式炉床炉の外部に排出する還元鉄排出装置とを有する還元鉄の製造設備において、
前記還元鉄排出装置は、前記回転式炉床を半径方向に横切って配置され前記還元鉄を前記回転式炉床炉の外部に送り出すスクリュー羽根及び該スクリュー羽根が先側に取付けられ基側が該炉壁に形成された開口部を貫通して外部に突出する回転軸を備えた排出手段と、
前記回転軸の基側を支持する軸受及び該回転軸の基側に接続して該回転軸を回転させる回転駆動手段をそれぞれ積載して前記開口部に対して往復動する移動台車と、
前記移動台車が走行するレールが配設されて該移動台車を該レールを介して持ち上げる昇降架台と、
前記移動台車に設けられ該移動台車と共に移動して前記開口部の縁部に当接し前記回転軸の周囲の開口部を塞ぐシールプレートとを有する。

本発明に係る還元鉄の製造設備において、前記還元鉄排出装置は１つ設けることができる。

本発明に係る還元鉄の製造設備において、前記還元鉄排出装置は前記回転式炉床の円周方向の異なる位置にそれぞれ１つずつ設けられ、上流側に設けられた前記還元鉄排出装置の前記スクリュー羽根は前記回転式炉床の幅方向の中央部から前記炉壁の内側壁までの領域に、下流側に設けられた前記還元鉄排出装置の前記スクリュー羽根は前記回転式炉床の幅方向の中央部から前記炉壁の外側壁までの領域にそれぞれ配置され、上流側の前記スクリュー羽根と下流側の前記スクリュー羽根は幅方向中央部で重なり合い、上流側の前記スクリュー羽根及び下流側の前記スクリュー羽根の駆動により前記還元鉄を前記回転式炉床の外周側から外部に排出することができる。

本発明に係る還元鉄の製造設備において、前記還元鉄排出装置は前記回転式炉床の円周方向の異なる位置にそれぞれ１つずつ設けられ、一方の前記還元鉄排出装置の前記スクリュー羽根は前記炉床の幅方向の中央部から前記炉壁の内側壁までの領域に、他方の前記還元鉄排出装置の前記スクリュー羽根は前記炉床の幅方向の中央部から前記炉壁の外側壁までの領域にそれぞれ配置され、前記各スクリュー羽根の駆動により前記還元鉄を前記回転式炉床の内周側及び外周側からそれぞれ外部に排出することができる。

本発明に係る還元鉄の製造設備において、前記シールプレートには、該シールプレートが前記開口部の縁部に当接した際に該シールプレートを該縁部に押圧する押圧手段が設けられ、前記炉壁には前記回転軸が引き出された前記開口部を塞ぐ扉と、該回転軸が引き出されたことを確認して該扉を移動する扉駆動手段が設けられていることが好ましい。

請求項１〜５記載の還元鉄の製造設備においては、昇降架台で移動台車を上昇させることでスクリュー羽根を回転式炉床から離すことができ、移動台車を昇降架台上で半径方向外側に向けて移動させることで回転式炉床炉から使用中の排出手段を容易に引き出すことができ、移動台車を昇降架台上で半径方向内側に向けて移動させることで回転式炉床炉内に排出手段を押し込み、昇降架台で移動台車を下降させることでスクリュー羽根を回転式炉床に接近させて排出手段を容易に組み込むことができる。更に、シールプレートを移動台車と共に移動させることでシールプレートの取り外し及び取付けが容易になって、排出手段の引き出し及び組み込みに要する作業時間を短縮化することが可能になる。その結果、回転式炉床炉の稼動効率の向上を図ることが可能になる。

特に、請求項２記載の還元鉄の製造設備においては、還元鉄の製造設備のレイアウトに応じて還元鉄排出装置を回転式炉床炉の炉壁の内周側又は外周側のいずれか一方に配置することができ、排出された還元鉄の搬送を効率的に行うことが可能になる。

請求項３記載の還元鉄の製造設備においては、回転式炉床炉の炉幅が大きい場合も還元鉄を効率的に外部に排出することが可能になる。

請求項４記載の還元鉄の製造設備においては、回転式炉床炉の炉幅が大きい場合も還元鉄を効率的に外部に排出することが可能になると共に、還元鉄を回転式炉床炉の内周側及び外周側からそれぞれ外部に排出するので、２つのスクリュー羽根による還元鉄の排出処理量を略等しくして、還元鉄との接触によるスクリュー羽根の摩耗がいずれか一方に偏って発生するのを防止することが可能になる。その結果、２つのスクリュー羽根の寿命を伸ばすことが可能になる。

請求項５記載の還元鉄の製造設備においては、シールプレートを開口部の縁部に押圧する押圧手段を設けることにより排出手段を組み込んだ際にシールプレートを開口部の縁部に密着させることができ、回転式炉床炉内からの一酸化炭素ガスを含む高温ガスの流出を防止することが可能になる。また、開口部から回転軸が引き出されたのを確認して扉を閉じる扉駆動手段が設けられているので、排出手段を開口部から引き出した際に素早く開口部を扉で塞ぐことができ、炉内の輻射熱及び高温ガスの流出及び炉内への空気の流入を防止して炉内温度が低下するのを防ぐことが可能になる。その結果、排出手段を開口部から引き出した際の開口部周辺の作業環境の安全性を確保することができると共に、回転式炉床炉を再稼動するのに要する時間を短縮することが可能になる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置の使用時の状態を示す側面図、図２は同還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置のメンテナンス時の状態を示す側面図、図３は本発明の第２の実施の形態に係る還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置の使用時の状態を示す側面図、図４は同還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置の使用時の状態を示す平断面図、図５は本発明の第３の実施の形態に係る還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置の使用時の状態を示す側面図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る還元鉄の製造設備１０は、環状の回転式炉床１１と、回転式炉床１１の内外両側方及び上方を覆って回転式炉床１１と共に回転式炉床炉１２を形成する炉壁１３と、鉄原料及び還元剤との混合物を回転式炉床炉１２内に供給する図示しない原料供給手段と、原料供給手段の下流側に設けられて製造された還元鉄１４を回転式炉床炉１２の外部に排出する還元鉄排出装置１５とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。

環状の回転式炉床１１は、環状の炉床基板１６と、炉床基板１６の上部に配置される耐火性の環状床部１７と、炉床基板１６の下面側を支える環状の補強部材１８とを有しており、補強部材１８の下面側には環状の回転式炉床１１の中心位置を中心とする異なる２つの半径の円周に沿ってそれぞれ間隔を有して取付けられる複数の車輪１９、２０が設けられている。これらの車輪１９、２０は、それぞれ同心の円周上に配置されたレール２１、２２上を回転しながら走行し、更にレール２１、２２はそれぞれ設置床２３の上に形成された環状の支持台２４、２５に支持されている。環状の回転式炉床１１は、レール２１、２２上を車輪１９、２０を介して図示しない回転駆動部によって回動可能となっている。

炉壁１３は、回転式炉床１１の内周側に隙間を設けて立設される環状の内周側耐火材２７と、回転式炉床１１の外周側に隙間を設けて立設される環状の外周側耐火材２８と、回転式炉床１１の上方を覆って内周側及び外周側をそれぞれ内周側耐火材２７及び外周側耐火材２８で支持される天井側耐火材２９を有している。更に、炉壁１３は、天井側耐火材２９の上部に配置される天井断熱材３０と、天井断熱材３０を覆うように設けられる環状の天井部材３１と、天井部材３１の外周側の下面に取付けられて天井断熱材３０及び天井耐火材２９の外周端並びに外周側耐火材２８の外周面を覆う外周側炉殻３２と、天井部材３１の内周側の下面に取付けられて天井断熱材３０及び天井耐火材２９の内周端並びに内周側耐火材２７の内周面を覆う内周側部材３３を有している。そして、外周側炉殻３２及び内周側部材３３を図示しない取付け部材で支持することにより、炉壁１３を設置床２３の上方に保持している。

外周側耐火材２８の周方向の１箇所には高さ方向中央部より下側に貫通孔３４が形成され、貫通孔３４は外周側炉殻３２に形成された孔３５と連通して回転式炉床炉１２の内部と外部を連通する開口部３６を形成している。そして、内周側耐火材３３の貫通孔３４に対向する位置には、例えば、貫通孔３４と実質的に同一径で、内周側耐火材３３の厚みの半分程度の深さを有する穴３７が形成されている。また、貫通孔３４の下部の炉内側には、外周側耐火材２８を下端面まで貫通して還元鉄１４を回転式炉床炉１２から外部に排出する排出口３８が形成され、排出口３８の出口側は外周側炉殻３２の下端部に外側下方に傾斜して取付けられている排出シュート３９の受け入れ側と連通している。そして、排出シュート３９の出口側には還元鉄１４の収容容器４０が取付けられている。

ここで、環状床部１７の外周部と外周側耐火材２８の下部との間に形成される隙間の下方には図示しない支持部材で支えられる環状の第１の樋部材４１が配置され、第１の樋部材４１の外周側の一部は排出シュート３９の側部と連結し、第１の樋部材４１の内部には炉床基板１６の外周部に環状に取付けられたシール部材４２と外周側耐火材２８の下端部に取付けられた図示しない外周側シール部材の各先側が装入されている。更に、環状床部１７と内周側耐火材２７の下部との隙間の下方には、図示しない支持部材で支持される環状の第２の樋部材４３が設けられ、第２の樋部材４３の内部には環状床部１７の内周部に環状に取付けられた床側シール部材４４と内周側耐火材２７の下端部に取付けられた内周側シール部材４５の各先側が挿入されている。
このような構成とすることにより、第１、第２の樋部材４１、４３内に液体（例えば、水）２６を注入すると、回転式炉床１１が回転しても、第１の樋部材４１では液体２６の液面とシール部材４２で外気が排出口３８に侵入するのが防止でき、第２の樋部材４３では液体２６の液面と床側シール部材４４及び内周側シール部材４５で外気が環状床部１７と内周側耐火材２７の下部との隙間に侵入するのが防止できる。

また、外周側炉殻３２には、外周側炉殻３２の曲率と実質的に同一の曲率を有する円弧面を内周側に備えて開口部３６を塞ぐ扉４６と、開口部３６の開口時には扉４６を開口部３６を形成する外周側炉殻３２に形成された孔３５を塞ぐように移動させて保持する扉駆動手段４８が設けられている。ここで、扉駆動手段４８は、扉４６に先端部が連結しているチェイン４７を備えた空気圧シリンダ４９と、空気圧シリンダ４９の駆動で移動する扉４６が外周側炉殻３２の外周面に沿って降下するのをガイドする図示しないガイド部材を有している。これによって、開口部３６を素早く閉じたり、開けたりすることができる。なお、符号４９ａは、扉４６と空気シリンダ４９の間に配置されてチェイン４７を支持する滑車を示す。

還元鉄排出装置１５は、回転式炉床１１を半径方向に横切って配置され還元鉄１４を回転式炉床炉１２の外部に送り出すスクリュー羽根５０及びスクリュー羽根５０が先側に取付けられ基側に開口部３６を貫通して外部に突出する回転軸５１を備えた排出手段５２を有している。ここで、スクリュー羽根５０は、例えば、ボルト等の締結機構を用いて回転軸５１に取付けられている。また、還元鉄排出装置１５は、回転軸５１の基側を支持する複数の軸受５３（本実施の形態では２つ）及び回転軸５１の基側に、例えばチェイン等の動力伝達機構５４を介して接続して回転軸５１を回転させる回転駆動手段の一例である電動機５５（図４参照）をそれぞれ積載して開口部３６に対して往復動する移動台車５６と、移動台車５６の車輪５７が走行する対となるレール５８が配設されて移動台車５６をレール５８を介して持ち上げる昇降架台５９とを有している。なお、回転軸５１内には冷却水の通路が形成されており、図示しない冷却水供給ホースを介して給水口６０に冷却水が供給され、排水口６１から放出される冷却水は図示しない冷却水排水ホースにより排水される。

ここで、昇降架台５９の一側には滑車６２が、他側には図示しないドラムを備えたウインチ６３がそれぞれ設けられている。そして、移動台車５６に取付けたワイヤ固定部材６４にはワイヤ６５の基部が固定され、ワイヤ６５の先部は昇降架台５９の他側に配置されたウインチ６３のドラムに複数回巻き回されてから昇降架台５９の一側に配置された滑車６２を経由してワイヤ固定部材６４に固定されている。このような構成とすることにより、ウインチ６３の操作でワイヤ６５を一側に移動させると移動台車５６をレール５８上で移動させて外周側炉殻３２に形成された孔３５から遠ざけることができ、ワイヤ６５を他側に移動させることにより移動台車５６を孔３５に近づけることができる。
また、昇降架台５９は、レール５８が配置された架台部６７と、設置床２３上に配置した設置台６８上に設けられ架台部６７の両側を支持するピストン（ピストンロッド）６９を備えた油圧シリンダ（昇降手段の一例）７０と、設置床２３上に配置した設置台７１上に設けられ図示しない油圧ケーブルにより油圧シリンダ７０に油圧を与えてピストン６９を駆動させる油圧源７２とを有している。これによって、油圧源７２を駆動させることによりピストン６９を進退させて架台部６７を昇降することができる。なお、電動機５５に電力を供給する電力ケーブル、冷却水供給ホース、及び冷却水排水ホースは、ケーブルラック（ケーブルキャリアともいう）７３内に一部が収容されて、移動台車５６の移動を容易にしている。

開口部３６の縁部に当接し回転軸５１の周囲の開口部３６を塞ぐシールプレート７４は、開口部３６を貫通している回転軸５１の長手方向の中央部よりも基側に固定されるバック部材７５と、バック部材７５の前方（外周側炉殻３２側）に押圧手段の一例であるバネ反力を有する金属製の伸縮管７６を介して開口部３６の縁部に密着して摺動する摺動プレート７７を有している。
このような構成とすることにより、レール５８上で移動台車５６を移動させて排出手段５２のスクリュー羽根５０を開口部３６に装入すると、回転軸５１の基側が外周側炉殻３２に接近してシールプレート７４の摺動プレート７７が開口部３６の縁部に当接する。そして、移動台車５６が開口部３６側に更に接近すると、摺動プレート７７とバック部材７５の間の隙間が縮小して伸縮管７６が圧縮状態になり、そのバネ反力で生じた反発力で摺動プレート７７が開口部３６の縁部に押圧されて密着する。

続いて、本発明の第１の実施の形態に係る還元鉄の製造設備１０の使用方法について説明する。
図２に示すように、回転式炉床炉１２に設けられた加熱手段の一例である図示しないバーナを点火させ、回転式炉床炉１２内部を所定の温度（例えば、１１００〜１３００℃）に加熱する。そして、還元鉄排出装置１５の昇降架台５９を上昇させて移動台車５６の高さを調整してから、排出手段５２の回転軸５１に給水口６０から冷却水を供給し排水口６１より排出して回転軸５１を冷却開始する。
次いで、扉駆動手段４８の空気圧シリンダ４９を駆動させて扉４６を吊り上げて開口部３６を開け、移動台車５６をレール５８上で開口部３６に向けて移動させて排出手段５２のスクリュー羽根５０を開口部３６から回転式炉床炉１２内に装入し、スクリュー羽根５０の先端部が内周側耐火材２７に形成した穴３７内に進入した時点で移動台車５６を停止する。これによって、開口部３６の縁部に当接しているシールプレート７４の摺動プレート７７に対してバック部材７５が接近して摺動プレート７７とバック部材７５の間に設けられた伸縮管７６が圧縮状態になり、そのバネ反力で生じた反発力で摺動プレート７７が開口部３６の縁部に押圧されて密着状態になる。

続いて、昇降架台５９を下降させて、図１に示すように、スクリュー羽根５０が回転式炉床１１の環状床部１７の上表面に接して半径方向に横切って配置されるようにする。このように、スクリュー羽根５０を回転式炉床炉１２内に装入するのに、昇降架台５９及び移動台車５６の操作以外の作業を必要としないため、スクリュー羽根５０の回転式炉床炉１２内への組み込みの省力化及び効率化を図ることができる。更に、開口部３６のシール作業を別途行わなくても、回転式炉床炉１２の操業中に回転式炉床炉１２内から熱及び高温ガスが流出するのを防止できる。

回転式炉床１１を回転させながら原料供給手段を用いて鉄原料及び還元剤との混合物を環状床部１７の上に供給すると、供給された混合物は回転式炉床１１と共に回転しながら徐々に加熱され、鉄原料は還元されて還元鉄１４に変化する。そして、生成した還元鉄１４は回転式炉床１１に配置されているスクリュー羽根５０に接近して行くので、混合物を環状床部１７の上に供給してから一定時間経過後にスクリュー羽根５０の螺旋方向を考慮して回転軸５１を回転させると、スクリュー羽根５０に衝突した還元鉄１４はスクリュー羽根５０により掻き上げられながら回転式炉床１１の内周側から外周側に向けて搬送され、回転式炉床１１の外周部から開口部３６内に形成した排出口３８内に落下し、排出シュート３９を通過して収容容器４０内に蓄積される。

スクリュー羽根５０のメンテナンス作業を行う場合、昇降架台５９を上昇させてスクリュー羽根５０を回転式炉床１１の環状床部１７の上面から持ち上げる、これにより、還元鉄１４の排出を停止し、還元鉄１４を回転式炉床１１内に滞留させることができる。そして、移動台車５６をレール５８上で開口部３６から排出手段５２を引き離す方向に移動させて、スクリュー羽根５０を開口部３６から回転式炉床炉１２の外部に取り出す。このとき、スクリュー羽根５０が開口部３６から引き出されたのを確認して、扉駆動手段４８の空気圧シリンダ４９を駆動させて扉４６を降下させて開口部３６を塞ぐ。これによって、開口部３６から回転式炉床炉１２内の熱及び高温ガスが流出するのが防止されると共に、回転式炉床炉１２内に冷気が流入するのが防止される。このように、スクリュー羽根５０を回転式炉床炉１２から取り出すのに、昇降架台５９及び移動台車５６の操作以外の作業を必要としないため、スクリュー羽根５０の回転式炉床炉１２からの取り出し作業の省力化及び効率化を図ることができる。
ここで、スクリュー羽根５０の損傷が軽微の場合は、スクリュー羽根５０を回転軸５１に取付けた状態で補修を行う。また、スクリュー羽根５０の補修に時間を要する場合は、スクリュー羽根５０を回転軸５１から取り外し、別のスクリュー羽根を取付ける。このように、スクリュー羽根５０の補修を行うのに回転軸５１を移動台車５６から取り外す作業を必要としないため、補修作業の省力化及び効率化を図ることができる。

図３、図４に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る還元鉄の製造設備７８は、本発明の第１の実施の形態に係る還元鉄の製造設備１０の回転式炉床炉１２と構成が実質的に同一であるが炉幅が回転式炉床炉１２よりも幅広の回転式炉床炉７９において、回転式炉床炉７９の内周側部に内周側開口部８０、内周側開口部８０よりも下流側に外周側開口部８１をそれぞれ設け、還元鉄の製造設備１０の還元鉄排出装置１５と実質的に同一の構成を有する還元鉄排出装置８２、８３のスクリュー羽根８４、８５が内、外周側開口部８０、８１から回転式炉床炉７９内にそれぞれ装入されていることが特徴になっている。このため、回転式炉床炉７９内に装入されているスクリュー羽根８３、８４の状態についてのみ説明し、回転式炉床炉１２及び還元鉄排出装置１５の構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

上流側に設けられた還元鉄排出装置８２のスクリュー羽根８４は回転式炉床１１の幅方向の中央部から内周側耐火材２７の内側壁までの領域に、下流側に設けられた還元鉄排出装置８３のスクリュー羽根８５は回転式炉床１１の幅方向の中央部から外周側耐火材２８の内側壁までの領域にそれぞれ配置されている。ここで、外周側開口部８１が内周側開口部８０よりも下流側に形成されているので、回転式炉床炉７９内に装入されているスクリュー羽根８４、８５の軸心位置が異なり、回転軸５１の軸方向の熱膨張により各スクリュー羽根８４、８５の先端が接触したり、スクリュー羽根８４、８５同士が接触するのが防止される。

また、各スクリュー羽根８４、８５同士は回転式炉床１１の幅方向中央部で重なり合うように配置されている。このような構成とすることにより、図４に示すように、スクリュー羽根８４に衝突した還元鉄１４はスクリュー羽根８４により掻き上げられながら回転式炉床１１の内周側からスクリュー羽根８５の上流側に搬送され、スクリュー羽根８５に衝突した還元鉄１４はスクリュー羽根８５により掻き上げられながら回転式炉床１１の外周部から開口部８１側に押し出され、排出口３８内に落下し、排出シュート３９を通過して収容容器４０内に蓄積される。このため、回転式炉床１１上で還元鉄１４の排出残しを防止できる。ここで、回転式炉床１１の内周側を移動する還元鉄１４の周速度は外周側を移動する還元鉄１４の周速度よりも小さいため、スクリュー羽根８４の回転速度をスクリュー羽根８５の回転速度より遅くすることができ、スクリュー羽根８４の寿命を伸ばすことができる。従って、内周側に配置されるスクリュー羽根８４と外周側に配置されるスクリュー羽根８５をそれぞれ分離して管理することで、摩耗が顕著となったスクリュー羽根のみを補修（交換も含む）するようにすると、設備保全費総額を低減することができる。
なお、本発明の第２の実施の形態に係る還元鉄の製造設備７８の使用方法は、還元鉄排出装置８２、８３を連動して駆動させること以外は本発明の第１の実施の形態に係る還元鉄の製造設備１０の使用方法と実質的に同一で、還元鉄排出装置８２、８３の使用方法も還元鉄排出装置１５の使用方法と実質的に同一なので説明は省略する。

図５に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る還元鉄の製造設備８６は、本発明の第１の実施の形態に係る還元鉄の製造設備１０の回転式炉床炉１２と構成が実質的に同一の回転式炉床炉８７において、回転式炉床炉８７の円周方向の異なる角度位置となる内、外周側部にそれぞれ内周側開口部８８、外周側開口部８９を設け、還元鉄の製造設備１０の還元鉄排出装置１５と実質的に同一の構成を有する還元鉄排出装置９０、９１のスクリュー羽根９２、９３が内、外周側開口部８８、８９から回転式炉床炉８７内にそれぞれ装入されている点、内、外周側開口部８８、８９に回転式炉床炉８７の下方に連通する排出口９４、９５が形成されて排出シュート９６、９７を介して収容容器９８、９９が取付けられている点、排出口９４、９５の形成に伴って回転式炉床炉８７の下部にシール機構１００、１０１を設けた点が特徴になっている。このため、上記の特徴点についてのみ説明し、回転式炉床炉１２及び還元鉄排出装置１５の構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

スクリュー羽根９２は回転式炉床炉８７の幅方向の中央部から内周側耐火材２７の内側壁までの領域に、スクリュー羽根９３は回転式炉床炉８７の幅方向の中央部から外周側耐火材２８の内側壁までの領域にそれぞれ配置され、しかも、スクリュー羽根９２、９３の軸心位置は、図４のスクリュー羽根８４、８５の配置と同様に軸心位置をずらしている。これによって、回転軸５１の軸方向の熱膨張によりスクリュー羽根９２、９３の先端が同士が接触するのが防止される。なお、図５は還元鉄の製造設備８６の稼動中の状態を示している。
排出口９４は内周側開口部８８の内側と内周側耐火材２７の下端面側とを連通しており、排出口９４に接続する排出シュート９６は内周側部材３３の下端部に内側下方に傾斜して取付けられている。また、排出口９５は外周側開口部８９の内側と外周側耐火材２８の下端面側とを連通しており、排出口９５に接続する排出シュート９７は外周側炉殻３２の下端部に外側下方に傾斜して取付けられている。

シール機構１００は、環状床部１７の内周部と内周側耐火材２７との間に形成される隙間の下方に設けられ図示しない支持部材で支えられ内周側の一部が排出シュート９６の側部と連結している内側樋部材１０２と、炉床基板１６の内周部に環状に取付けられ先部が内側樋部材１０２内に挿入している内側シール部材１０３と、内側樋部材１０２内に注入される液体２６とを有している。また、シール機構１０１は、環状床部１７の外周部と外周側耐火材２８との間に形成される隙間の下方に設けられ図示しない支持部材で支えられ外周側の一部が排出シュート９７の側部と連結している外側樋部材１０４と、炉床基板１６の外周部に環状に取付けられ先部が外側樋部材１０４内に挿入している外側シール部材１０５と、外側樋部材１０４内に注入される液体２６とを有している。
このような構成とすることにより、回転式炉床１１が回転しても、内側樋部材１０２では液体２６の液面と内側シール部材１０３で外気が排出口９４に侵入するのが防止でき、外側樋部材１０４では液体２６の液面と外側シール部材１０５で外気が排出口９５に侵入するのが防止できる。

このような構成とすることにより、スクリュー羽根９２に衝突した還元鉄１４はスクリュー羽根９２により掻き上げられながら回転式炉床１１の内周側に搬送され、回転式炉床１１の内周部から内周側開口部８８内に押し出され、排出口９４内に落下し、排出シュート９６を通過して収容容器９８内に蓄積される。また、スクリュー羽根９３に衝突した還元鉄１４はスクリュー羽根９３により掻き上げられながら回転式炉床１１の外周側に搬送され、回転式炉床１１の外周部から外周側開口部８９内に押し出され、排出口９５内に落下し、排出シュート９７を通過して収容容器９９内に蓄積される。このため、回転式炉床１１上で還元鉄１４の排出残しを防止できる。更に、回転式炉床１１の内周側を移動する還元鉄１４はスクリュー羽根９２により、回転式炉床１１の外周側を移動する還元鉄１４はスクリュー羽根９３により、回転式炉床１１の外部に排出されるので、２つのスクリュー羽根９２、９３による還元鉄１４の排出処理量を略等しくして、還元鉄１４との接触によりスクリュー羽根９２、９３のいずれか一方が偏って摩耗が発生するのを防止することができる。更に、回転式炉床１１の内周側を移動する還元鉄１４の周速度は外周側を移動する還元鉄１４の周速度よりも小さいため、スクリュー羽根９２の回転速度をスクリュー羽根９３の回転速度より遅くすることができ、スクリュー羽根９２の寿命を伸ばすことができる。
なお、本発明の第３の実施の形態に係る還元鉄の製造設備８６の使用方法は、還元鉄排出装置９０、９１を連動して駆動させること以外は本発明の第１の実施の形態に係る還元鉄の製造設備１０の使用方法と実質的に同一で、還元鉄排出装置９０、９１の使用方法も還元鉄排出装置１５の使用方法と実質的に同一なので説明は省略する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の還元鉄の製造設備を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、シールプレートを排出手段の回転軸に取付けたが、移動台車及び軸受のハウジング部分のいずれか一方に取付けることができる。また、シールプレートの押圧手段として伸縮管を使用したが、伸縮管の代りに空気圧、油圧、及び電動のいずれかで駆動するシリンダーを用いてシールプレートを炉壁開口部の縁部に押圧してもよい。更に、移動台車をウインチの操作で移動させるようにしたが、ウインチの代りに空気圧、油圧、及び電動のいずれかで駆動するシリンダーを使用することもできる。
第２の実施の形態に係る還元鉄の製造設備では還元鉄を回転式炉床の外周側から外部に排出するようにしたが、回転式炉床の幅方向の中央部から炉壁の外側壁までの領域に配置されるスクリュー羽根を備えた還元鉄排出装置を上流側に、回転式炉床の幅方向の中央部から炉壁の内側壁までの領域に配置されるスクリュー羽根を備えた還元鉄排出装置を下流側にそれぞれ配置し、上流側のスクリュー羽根と下流側のスクリュー羽根が回転式炉床の幅方向中央部で重なり合うようにすることで、上、下流側のスクリュー羽根を駆動させて還元鉄を回転式炉床の内周側から外部に排出することもできる。

本発明の第１の実施の形態に係る還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置の使用時の状態を示す側面図である。同還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置のメンテナンス時の状態を示す側面図である。本発明の第２の実施の形態に係る還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置の使用時の状態を示す側面図である。同還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置の使用時の状態を示す平断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る還元鉄の製造設備に設けられた還元鉄排出装置の使用時の状態を示す側面図である。

符号の説明

１０：還元鉄の製造設備、１１：回転式炉床、１２：回転式炉床炉、１３：炉壁、１４：還元鉄、１５：還元鉄排出装置、１６：炉床基板、１７：環状床部、１８：補強部材、１９、２０：車輪、２１、２２：レール、２３：設置床、２４、２５：支持台、２６：液体、２７：内周側耐火材、２８：外周側耐火材、２９：天井側耐火材、３０：天井断熱材、３１：天井部材、３２：外周側炉殻、３３：内周側部材、３４：貫通孔、３５：孔、３６：開口部、３７：穴、３８：排出口、３９：排出シュート、４０：収容容器、４１：第１の樋部材、４２：シール部材、４３：第２の樋部材、４４：床側シール部材、４５：内周側シール部材、４６：扉、４７：チェイン、４８：扉駆動手段、４９：空気圧シリンダ、４９ａ：滑車、５０：スクリュー羽根、５１：回転軸、５２：排出手段、５３：軸受、５４：動力伝達機構、５５：電動機、５６：移動台車、５７：車輪、５８：レール、５９：昇降架台、６０：給水口、６１：排水口、６２：滑車、６３：ウインチ、６４：ワイヤ固定部材、６５：ワイヤ、６７：架台部、６８：設置台、６９：ピストン、７０：油圧シリンダ、７１：設置台、７２：油圧源、７３：ケーブルラック、７４：シールプレート、７５：バック部材、７６：伸縮管、７７：摺動プレート、７８：還元鉄の製造設備、７９：回転式炉床炉、８０：内周側開口部、８１：外周側開口部、８２、８３：還元鉄排出装置、８４、８５：スクリュー羽根、８６：還元鉄の製造設備、８７：回転式炉床炉、８８：内周側開口部、８９：外周側開口部、９０、９１：還元鉄排出装置、９２、９３：スクリュー羽根、９４、９５：排出口、９６、９７：排出シュート、９８、９９：収容容器、１００、１０１：シール機構、１０２：内側樋部材、１０３：内側シール部材、１０４：外側樋部材、１０５：外側シール部材

Claims

環状の回転式炉床と、前記回転式炉床の内外両側方及び上方を覆って該回転式炉床と共に回転式炉床炉を形成する炉壁と、鉄原料及び還元剤との混合物を該回転式炉床炉内に供給する原料供給手段と、製造された還元鉄を該回転式炉床炉の外部に排出する還元鉄排出装置とを有する還元鉄の製造設備において、
前記還元鉄排出装置は、前記回転式炉床を半径方向に横切って配置され前記還元鉄を前記回転式炉床炉の外部に送り出すスクリュー羽根及び該スクリュー羽根が先側に取付けられ基側が該炉壁に形成された開口部を貫通して外部に突出する回転軸を備えた排出手段と、
前記回転軸の基側を支持する軸受及び該回転軸の基側に接続して該回転軸を回転させる回転駆動手段をそれぞれ積載して前記開口部に対して往復動する移動台車と、
前記移動台車が走行するレールが配設されて該移動台車を該レールを介して持ち上げる昇降架台と、
前記移動台車に設けられ該移動台車と共に移動して前記開口部の縁部に当接し前記回転軸の周囲の開口部を塞ぐシールプレートとを有することを特徴とする還元鉄の製造設備。
請求項１記載の還元鉄の製造設備において、前記還元鉄排出装置は１つ設けられていることを特徴とする還元鉄の製造設備。
請求項１記載の還元鉄の製造設備において、前記還元鉄排出装置は前記回転式炉床の円周方向の異なる位置にそれぞれ１つずつ設けられ、上流側に設けられた前記還元鉄排出装置の前記スクリュー羽根は前記回転式炉床の幅方向の中央部から前記炉壁の内側壁までの領域に、下流側に設けられた前記還元鉄排出装置の前記スクリュー羽根は前記回転式炉床の幅方向の中央部から前記炉壁の外側壁までの領域にそれぞれ配置され、上流側の前記スクリュー羽根と下流側の前記スクリュー羽根は幅方向中央部で重なり合い、上流側の前記スクリュー羽根及び下流側の前記スクリュー羽根の駆動により前記還元鉄を前記回転式炉床の外周側から外部に排出することを特徴とする還元鉄の製造設備。
請求項１記載の還元鉄の製造設備において、前記還元鉄排出装置は前記回転式炉床の円周方向の異なる位置にそれぞれ１つずつ設けられ、一方の前記還元鉄排出装置の前記スクリュー羽根は前記炉床の幅方向の中央部から前記炉壁の内側壁までの領域に、他方の前記還元鉄排出装置の前記スクリュー羽根は前記炉床の幅方向の中央部から前記炉壁の外側壁までの領域にそれぞれ配置され、前記各スクリュー羽根の駆動により前記還元鉄を前記回転式炉床の内周側及び外周側からそれぞれ外部に排出することを特徴とする還元鉄の製造設備。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の還元鉄の製造設備において、前記シールプレートには、該シールプレートが前記開口部の縁部に当接した際に該シールプレートを該縁部に押圧する押圧手段が設けられ、前記炉壁には前記回転軸が引き出された前記開口部を塞ぐ扉と、該回転軸が引き出されたことを確認して該扉を移動する扉駆動手段が設けられていることを特徴とする還元鉄の製造設備。