JP2013113537A - 固体還元炉 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明では、酸化鉄原料と還元材とを混合して成形した塊成化物を、バーナー及び炉壁からの輻射熱により加熱して還元鉄を製造する固体還元炉において、固体還元炉がバーナー及び炉壁からの輻射熱を利用して塊成化物を加熱するバーナー加熱エリアと、塊成化物に対して照射されるマイクロ波により塊成化物を加熱するマイクロ波加熱エリアと、から構成されている。マイクロ波加熱エリアは、固体還元炉の内部に挿入された、塊成化物を加熱するためのマイクロ波を導波する1又は複数の導波管を備え、マイクロ波加熱エリアでの固体還元炉の天井の高さは、バーナー加熱エリアでの固体還元炉の天井の高さよりも低くなっている。
【選択図】図4
Description
本発明の実施形態に係る固体還元炉について説明するに先立ち、まず、図1を参照しながら、一般的な還元鉄の製造工程について、詳細に説明する。図1は、一般的な還元鉄の製造工程を説明するための説明図である。
続いて、図2を参照しながら、還元鉄の製造方法で用いられる固体還元炉の一例である回転炉床炉について、詳細に説明する。図2は、固体還元炉の一例である回転炉床炉を説明するための説明図である。
回転炉床炉21の内部には、回転炉床炉21内を周方向に沿って移動可能な回転炉床25が設けられている。装入口27から装入されたブリケットBは、回転炉床25上に展開される。ブリケットBは、熱間レベラー29によって平坦にならされ、炉内を回転炉床25の移動に伴って移動していく。ブリケットBは、移動の過程で、炉壁又は炉上のバーナー31によって生じた高温燃焼ガスの輻射熱により加熱され、ブリケットB中の還元材により酸化鉄原料が還元される。還元された酸化鉄原料である還元鉄は、ディスチャージャー33により回転炉床炉21の内部から払い出されることとなる。
本発明者らは、先に説明したように、操業コストの増加を抑制しながら、塊成化物の加熱ムラの発生を更に抑制可能な方法について鋭意検討を行った結果、バーナーによる加熱とマイクロ波による加熱とを併用することに想到した。
σ :被加熱物質の導電率 [S/m]
f :マイクロ波の周波数 [Hz]
ε0:真空中の誘電率 [F/m]
ε”:被加熱物質の比誘電率の虚数部
μ0:真空中の透磁率 [H/m]
μ”:被加熱物質の比透磁率の虚数部
E :マイクロ波により形成される電界強度 [V/m]
H :マイクロ波により形成される磁界強度 [A/m]
π :円周率
である。
・代表的な耐火炉材であるアルミナ:0.004〜0.01
・粉状の炭素粉:10〜50
・酸化鉄:0.1〜10
続いて、本発明の実施形態に係る固体還元炉に用いられるマイクロ波について、簡単に説明する。
次に、図3を参照しながら、本発明の実施形態に係るマイクロ波照射装置の構成について、詳細に説明する。図3は、本発明の実施形態に係るマイクロ波照射装置の構成を説明するための説明図である。
<固体還元炉の構成について>
以下では、図4〜図10を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る固体還元炉の構成について、詳細に説明する。図4、図5、図7〜図10は、本実施形態に係る固体還元炉について示した説明図である。図6は、マイクロ波照射口から照射されるマイクロ波の電界強度について示した説明図である。
100 マイクロ波照射装置
101 マイクロ波発振機
103 サーキュレータ
105 アイソレータ
107 自動整合器
109 マイクロ波照射部材(導波管)
151 耐火材
153 金属板
155 冷却機構
Claims (7)
- 酸化鉄原料と還元材とを混合して成形した塊成化物を、バーナー及び炉壁からの輻射熱により加熱して還元鉄を製造する固体還元炉において、
前記固体還元炉は、前記バーナー及び炉壁からの輻射熱を利用して前記塊成化物を加熱するバーナー加熱エリアと、塊成化物に対して照射されるマイクロ波により前記塊成化物を加熱するマイクロ波加熱エリアと、から構成されており、
前記マイクロ波加熱エリアは、
前記固体還元炉の内部に挿入された、前記塊成化物を加熱するためのマイクロ波を導波する1又は複数の導波管を備え、
前記マイクロ波加熱エリアでの前記固体還元炉の天井の高さは、前記バーナー加熱エリアでの前記固体還元炉の天井の高さよりも低い
ことを特徴とする、固体還元炉。 - 前記固体還元炉の前記マイクロ波加熱エリアにおける天井には、冷却機構が設けられた金属板が埋設される
ことを特徴とする、請求項1に記載の固体還元炉。 - 前記固体還元炉は、当該固体還元炉の天井から炉床に向けて突出形成された1又は複数の仕切り壁を有しており、
前記マイクロ波加熱エリアの天井の高さは、少なくとも前記仕切り壁の下端の位置以上である
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の固体還元炉。 - 前記マイクロ波加熱エリアでは、前記塊成化物の進行方向の上流側から下流側に向かって天井の高さが低下する
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の固体還元炉。 - 前記マイクロ波加熱エリアでは、当該マイクロ波加熱エリアの炉幅方向に隣り合う一方の前記導波管のE面と、もう一方の前記導波管のH面と、が対向するように、前記炉幅方向に沿って複数の前記導波管が配設される
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の固体還元炉。 - 前記マイクロ波加熱エリアの炉幅方向に沿って配設された前記導波管の1組が、更に前記塊成化物の進行方向に沿って複数組配設されており、
互いに隣り合う2組の前記導波管の配置は、千鳥配置となっている
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の固体還元炉。 - 前記マイクロ波加熱エリアでは、前記固体還元炉の炉幅方向に沿って、前記複数の導波管が等間隔に配設されている
ことを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の固体還元炉。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101495517B1 (ko) | 2013-07-01 | 2015-02-26 | 한국지질자원연구원 | 흑연화 처리장치의 탄소환원반응시에 사용되는 가열장치 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06116616A (ja) * | 1992-08-17 | 1994-04-26 | Dowa Iron Powder Co Ltd | マイクロ波を利用する鉄粉の製造方法及び装置 |
WO2008051356A2 (en) * | 2006-10-03 | 2008-05-02 | Jiann-Yang Hwang | Microwave heating method and apparatus for iron oxide reduction |
JP2010222667A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Nippon Steel Corp | 酸化鉄含有物質の還元方法 |
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2011
- 2011-11-30 JP JP2011261908A patent/JP5729278B2/ja active Active
Patent Citations (3)
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JP5729278B2 (ja) | 2015-06-03 |
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