JP2010164226A - 回転炉床炉の炉床に形成された岩盤の破砕方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転炉床炉の炉床への岩盤形成を排出スクリューの駆動電流値に基づき検知し、回転炉床炉の運転を停止することなく槍状のクラッシャーにより岩盤の破砕を開始する、回転炉床炉の岩盤破砕方法を提供する。
【解決手段】製鉄廃棄物などの酸化鉄と炭材などの還元剤を含む原料ペレットが原料装入口２から回転炉床１に装入され、回転炉床１の回転に伴って加熱・還元されて還元鉄を製造する回転炉床炉の回転炉床１に形成される岩盤の破壊方法において、排出スクリュー４と原料装入口２との間の炉外に配置された岩盤を破砕する複数の槍状のクラッシャー６が、排出スクリュー４の駆動電流値が正常値を１０％超えた場合に岩盤破砕を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転炉床炉の炉床に形成された岩盤を破砕して排出スクリューの送り羽根の摩耗を防止するための回転炉床炉の岩盤の破砕に関する。

還元鉄の製造に、回転炉床炉が使用されている。回転炉床炉では、製鋼ダストや鉄鉱石粉などの酸化鉄を含む製鉄廃棄物、還元材である炭材、バインダを混練・造粒して原料ペレットにし、この原料ペレットを回転炉床炉内で水平に回転する炉床上に装入し、移送しながら加熱還元することにより還元鉄が製造される。

図４は回転炉床式還元炉の一例を示す概略図である。図４において、回転炉床炉内の回転炉床１に原料装入口２から原料ペレットを装入し、回転炉床１を回転させて原料ペレットを移送しながらバーナ３で加熱、還元することにより還元鉄が製造される。得られた還元鉄は、排出スクリュー４の回転により排出口５へ寄せられて炉外に排出される。

製鉄廃棄物を原料として還元処理する回転炉床炉においては、製鉄廃棄物処理という性質上、安定した成分の原料の生産が困難であるため、原料中のスラグ成分（ＦｅＯ−ＣａＯ−ＳｉＯ_２）が溶融・固化しガラス状となる、あるいは粉化した原料が焼結して堆積層を形成して岩盤化する。

図５は従来の排出スクリューの駆動電流の変化を示すグラフである。図５において、岩盤の発生がなく正常に排出されている状態では排出スクリューの駆動電流値はほぼ一定の値であるが、原料が溶融・固化して炉床で岩盤化すると、排出スクリューの抵抗が増加し、排出スクリューの駆動電流値が増加する。この状態で操業を継続すると、排出スクリューは高温耐熱鋼を使用するものの製品排出時には常時炉床及び製品と接触し、容易に摩耗が進行し、数日で使用できなくなる。

排出スクリューの摩耗が極度に進行すると、スクリュー交換のために操業停止になることもさることながら、スクリュー自身が非常に高価なことより、そのランニングコストが多大になる。

そこで、回転炉床炉において、原料の破損・溶融に溶融物の付着した堆積層によって回転炉床炉の装入口閉塞防止のため、堆積層を破砕するローラ状クラッシャーが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０００−１０９９１３号公報

特許文献１に示すように、岩盤破砕にローラ状クラッシャーを設置した場合、クラッシャー自身が高価な耐熱鋼及び冷却機能が必要となる。また、構造上ローラでの破砕のため、岩盤が剥離し、剥離した岩盤の下に原料が入り込み、岩盤の成長を促す可能性も高い。

そこで、本発明は、回転炉床炉の炉床への岩盤形成を排出スクリューの駆動電流値に基づき検知し、回転炉床炉の運転を停止することなく槍状のクラッシャーにより岩盤の破砕を開始する、回転炉床炉の岩盤破砕方法を提供するものである。

本発明の回転炉床炉の炉床に形成された岩盤の破砕方法は、製鉄廃棄物などの酸化鉄と炭材などの還元剤を含む原料ペレットが原料装入口から回転炉床に装入され、回転炉床の回転に伴って加熱・還元されて還元鉄を製造する回転炉床炉の回転炉床に形成される岩盤の破壊方法において、排出スクリューと原料装入口との間の炉外に配置された岩盤を破砕する複数の槍状のクラッシャーが、排出スクリューの駆動電流値が正常値を超えた場合に岩盤破砕を開始することを特徴とする。

前記構成において、排出スクリューの駆動電流値が正常値の１０％を超えた場合に岩盤破砕を開始する。

槍状のクラッシャーのピッチは炉幅方向に２００−１０００ｍｍ、動作間隔は５−１００秒（５００ｍｍ−１０００ｍｍ間隔）、槍状のクラッシャーの先端サイズはφ１０ｍｍ以下、細長比２００以下とする。槍状のクラッシャーの岩盤への食い込みは２０ｍｍ−５０ｍｍの範囲とする。岩盤への食い込みは、２０ｍｍ以下の場合岩盤下の炉床材がクッションとなり、破砕せず、５０ｍｍ以上の場合、炉床に同期するため、槍が変形する。同時に変形しないために、槍状のクラッシャーの下降/上昇速度は、炉床速度の少なくとも１．５倍以上（約１００ｍｍ／ｓ以上）の速度で動作する必要がある。

本発明では、炉床上に形成された岩盤を確実に検知し、破砕して排出スクリューの摩耗を防止して寿命が延長できる。

本発明によれば、炉床上に形成された岩盤の破砕が回転炉床炉の運転を停止することなく行なえるので、操業停止の回避、メンテナンスコストの削減、回転炉床炉の稼働率の低下を防止することができる。

本発明の破砕方法を適用した回転炉床式還元炉の一例を示す概略図である。 本発明の破砕方法に使用する岩盤破砕装置を示す図である。 本発明の破砕方法を適用した排出スクリューの駆動電流の変化を示すグラフである。 回転炉床式還元炉の一例を示す概略図である。 従来の排出スクリューの駆動電流の変化を示すグラフである。

本発明の実施例を図面により説明する。

図１は本発明の破砕方法を適用した回転炉床炉の一例を示す概略図、図２は本発明の破砕方法に使用する岩盤破砕装置を示す図である。

図１において、回転炉床炉内の回転炉床１に原料装入口２から原料ペレットを装入し、回転炉床１を回転させて原料ペレットを移送しながらバーナ３で加熱、還元することにより還元鉄が製造される。得られた還元鉄は、排出スクリュー４の回転により還元鉄排出口５へ寄せられて炉外に排出される。排出スクリュー３と原料装入口２との間の炉外には、岩盤破砕装置６が配置されている。

図２において、岩盤破砕装置６は、回転炉床炉を横切って設けられた架台７に昇降フレーム支持部材８が支持され、昇降フレーム支持部材８には、昇降フレーム９を昇降させるエアシリンダ１０が設けられている。

昇降フレーム９には間隔をおいて複数の槍状のクラッシャー１１が間隔をおいて垂直に設けられている。槍状のクラッシャー１１のピッチは炉幅方向に２００−１０００ｍｍピッチ、動作間隔は５−１００秒（５００ｍｍ−１０００ｍｍ間隔）、槍状のクラッシャー１１の先端サイズはφ１０ｍｍ以下、細長比２００以下とする。槍状のクラッシャー１１の岩盤への食い込みは２０ｍｍ−５０ｍｍの範囲とする。槍状のクラッシャー１１の下降/上昇速度は、炉床速度の少なくとも１．５倍以上（約１００ｍｍ／ｓ以上）とする。岩盤は非常に硬く、破砕にはその硬度より、１５０Ｍｐａ以上の圧縮応力が必要であるが、一箇所の破砕により、１ｍ四方に亀裂が入るため、頻度、配列は密でなくても良い。

図３は本発明の破砕方法を適用した排出スクリューの駆動電流の変化を示すグラフである。

岩盤の形成がなく排出スクリューで正常に排出されている状態では排出スクリューの駆動電流値はほぼ一定の値である。原料が溶融して炉床が岩盤化し、 図３において、排出スクリューの抵抗が増加して排出スクリューの駆動電流値が正常値より１０％増加（例えば、約３３Ａ）すると、排出スクリューを通過した岩盤に対して岩盤破砕装置が作動し、槍状のクラッシャーが岩盤に約５０ｍｍ打ち込まれ、一箇所の破砕により、１ｍ四方に亀裂が入る岩盤が破砕される。動作間隔は５−１００秒（５００ｍｍ−１０００ｍｍ間隔）である。破砕された岩盤は炉内を搬送されて排出スクリューにより搬出される。岩盤を破砕した結果、排出スクリューの電流は下がり、操業継続ができる。

１：回転炉床
２：原料装入口
３：バーナ
４：排出スクリュー
５：還元鉄排出口
６：岩盤破砕装置
７：架台
８：昇降フレーム支持部材
９：昇降フレーム
１０：エアシリンダ
１１：槍状のクラッシャー

Claims (2)

1. 製鉄廃棄物などの酸化鉄と炭材などの還元剤を含む原料ペレットが原料装入口から回転炉床に装入され、回転炉床の回転に伴って加熱・還元されて還元鉄を製造する回転炉床炉の回転炉床に形成される岩盤の破壊方法において、
   排出スクリューと原料装入口との間の炉外に配置された岩盤を破砕する複数の槍状のクラッシャーが、排出スクリューの駆動電流値が正常値を超えた場合に岩盤破砕を開始することを特徴とする回転炉床炉の炉床に形成された岩盤の破砕方法。
2. 排出スクリューの駆動電流値が正常値の１０％を超えた場合に岩盤破砕を開始することを特徴とする請求項１記載の回転炉床炉の炉床に形成された岩盤の破砕方法。

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