JP4125549B2 - 回転炉床式加熱炉の炉体構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鉱石または製鉄廃棄物を原料として主として還元鉄(DRI)を製造する回転炉床式加熱炉または鋼片を加熱する回転炉床式加熱炉に関し、具体的には、回転炉床式加熱炉の炉殻構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転移動する炉床面に配置した鉄鋼石または製鉄廃棄物とその還元剤（炭材）を混合した原料からなるブリケット（ペレット、ペレッターなど）を加熱・還元処理し、主として還元鉄（DRI）を製造する加熱炉、あるいは鋼片（ビレット、インゴット）やコイルを加熱する回転炉床式加熱炉では、従来、円弧状に曲げ加工した鉄板（側板）をつないでドーナツ状の平断面を作り、外側の炉殻と内側の炉殻を形成するのが通常であった。
【０００３】
図１に、回転炉床式加熱炉の断面図を示す。
図１は、還元鉄（DRI）を製造する回転炉床式加熱炉の例であり、製鉄廃棄物とその還元剤（炭材）を混合した原料からなるブリケット４は、車輪７の付いた回転台車１の上に装入されて回転する途中で、外側の炉殻２に取り付けられたバーナー６により加熱・還元される。
図２は、従来の回転炉床式加熱炉の構造を示す図である。
図２において、外側の炉殻２および内側の炉殻８は、円筒形をしており、鋼板を円弧状に曲げ加工したブロックを接合して炉殻を形成している。
しかし、厚さ3.2〜9mmの鋼板をドーナッツ状の平断面に沿うように曲げ加工することは難しく、また、曲げ機（ベンダー）を用いて微妙な円弧を描くように側板を曲げ加工しても、ベンダーから外した後に板の反返りが発生し、本来の形状を保つことが難しい。
また、加工後の板の搬送中、あるいは床面に板を置くと板の自重で曲げ加工した形状が崩れてしまい、形状の手直し・修正が必要になるという問題も生じていた。
【０００４】
図５は、従来の回転炉床式加熱炉の炉殻構造を示す図である。
図５において、炉殻は、側板と耐火物壁とで構成されており、形鋼などにより補強される。
図５の例では、側柱の片側に側板をボルト縫付けし、もう片方は側柱に側板を溶接した構造である。
また、炉殻の形状を維持するために、側板の補強材としてH形鋼、溝形鋼、山形鋼などを側板の円弧に沿って曲げ加工する必要が生じ、製作コストが高くなるという問題があった。
さらに、この補強用の形鋼と側板の円弧曲げの曲率に差が生じた場合、側壁パネルの寸法精度は更に低下し、側板パネルの組立・調整に手間がかかっていた。
【０００５】
なお、建設現場に於いては側板パネルの製作誤差を調整・吸収するために、微妙な据付調整作業を行い、炉殻を全体として近似的にドーナッツ状の平断面形状に調整して設置しなければならないため、据付工程は長くなり、コストが上昇するという問題があった。製作誤差が大きく生じた側壁パネルを調整しながらドーナッツ状の平断面構造に組立てた炉は、設計した炉体寸法（炉直径）とは異なり、また真円度も崩れることから炉壁に付設する機器も建設現場で調整をしなければならず、建設現場での調整作業が増えるという問題があった。
また、加熱炉の炉殻内面側に施工される耐火物の形状も、従来はドーナッツ状の平断面形状に沿って築造したことから、炉殻に使用する耐火煉瓦, 断熱煉瓦を目地モルタルにて調整する必要があった。
【０００６】
また、キャスタブル耐火物（プラスチック耐火物）をドーナッツ状の平断面に沿って築造するためには、炉殻の側壁面に耐火物施工用の枠（金枠・木枠）を取付けることが必要である。その枠には炉殻の鉄皮に沿うように円弧を付ける必要があることから、形状は複雑になり、枠の製作コスト・枠掛け作業量の増加が避けられないという問題があった。微妙に曲げた円弧形状の枠は製作が難しく、また枠の形状が悪いと耐火物壁の厚さにムラ（壁厚さの薄いところ、厚いところが生じる）が生じる。薄い場合は断熱性能が低下して、炉体からの放散熱量が増大するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、炉殻の製作コストを低減し、しかも製作精度の管理・調整が容易で据付工事の工程短縮と据付コストを低減できる回転炉床式加熱炉の炉体構造を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、前述の従来技術の問題点について鋭意検討を行った結果、かかる問題は、板剛性の低い薄板(3.2mm〜9mm)で、且つ板巾が約1m〜3mと幅広なものを、微妙な円弧形状に曲げ加工することにあることに着目し、微妙な円弧形状に曲げ加工して側壁パネルを製作することを止め、複数の平板側壁パネルをつなぎ合わせて近似的にドーナッツ状の平断面を形成するようにすることで、側板パネルの形状精度の向上、建設工事での据付作業量の低減が期待でき、工程短縮とコスト削減を図るものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【０００９】
（１）還元剤を含有する酸化鉄塊成物を回転炉床の上で加熱・還元し還元鉄塊成物を製造する回転炉床式加熱炉または鋼片を加熱する回転炉床式加熱炉であって、前記加熱炉が外側の炉殻と内側の炉殻を有しており、前記外側の炉殻および/または内側の炉殻が６角形以上の多角形であり、かつ、該炉殻の側板のコーナー部に、Ｈ型鋼または背中合わせにボルト縫い付けした溝型鋼を、ボルト縫い付けまたは溶接にて取り付けたことを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉体構造。
（２）前記加熱炉の外側の炉殻が多角形であり、かつ、前記加熱炉の内側の炉殻が円筒形であることを特徴とする（１）に記載の回転炉床式加熱炉の炉体構造。
（３）前記多角形の炉殻を形成する平坦な側板の内側に沿って耐火物を築造することを特徴とする（１）または（２）に記載の回転炉床式加熱炉の炉体構造。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図３および図４により詳細に説明する。
図３は、本発明の回転炉床式加熱炉の構造を示す図である。
図３において、外側の炉殻２および内側の炉殻８は多角形であり、その側板は平坦な鋼板を接合して形成されている。
図３の例では、外側の炉殻を正１６角形、内側の炉殻を正１２角形としているが、６角形以上であればよく、また、外側のみ、または、内側のみを多角形としてもよい。
【００１１】
特に、加熱炉の直径が２０ｍと長い場合には、内側の炉殻の直径も１５ｍ程度あるので内外の炉殻とも多角形にすることができるが、加熱炉の直径が１０ｍの場合には、内側の炉殻の直径が４ｍ程度なので、外側を多角形とし、内側を円筒形とすることが好ましい。
本発明によれば、炉殻を形成する側板を平坦な鋼板にできるので、従来のようなベンダーによる曲げ加工が必要ないので、加工工数が低減できるうえ、加工後の変形がないので手直し・修正も必要なくなる。
また、建設現場に於いても、平坦な鋼板を順次溶接することで炉殻を建設できるので、従来の円筒状の炉殻のように微妙な据付調整作業が不要となり、建設工期とコストを著しく低減することができる。
【００１２】
このように、ドーナッツ状の平断面構造を持つ回転炉床式加熱炉の内周面側壁、外周面側壁に平板パネル構造を採用することで、製作管理、製作内容を簡易化して製作コスト低減することができ、製作精度を確保することで建設現場での調整作業を低減し、工程短縮とコスト低減を図ることができる。
さらに、炉殻の内側の耐火物を平板側壁パネルに沿って施工することで、煉瓦の築造に関するモルタル目地の調整作業を低減することができる。平板形状の側壁鉄皮に平行して耐火物を施工することで、耐火・断熱煉瓦築造のモルタル目地の調整が簡素化される。更にキャスタブル耐火物（プラスチック耐火物）を施工する枠の製作、および建設現場での枠掛け作業が容易となり、耐火物壁の寸法精度の向上とコストの削減を図ることができる。
【００１３】
また、キャスタブル耐火物（プラスチック耐火物）施工では施工枠を単純形状にすることで、枠の製作コスト、枠掛けの調整作業量の低減を図ることができる。
平板側壁パネルを多角形形状につなぎ合わせる方法として、幅(約300〜600mm)が狭い板をプレスで曲げ加工したものを側柱に溶接した構造、或いは側柱のフランジ部に曲げ加工を施したものに、平板を取付ける構造の採用により、側壁パネルを精度良く、安価に製作することを図ることができる。
【００１４】
図４は、本発明の回転炉床式加熱炉の炉殻構造を示す図である。
図４において、炉殻は、側板と耐火物壁とで構成されており、形鋼などにより補強される。
図４の（a）の例は、側板のコーナー部にH形鋼または背中合わせにボルト縫い付けした溝形鋼のフランジ部を曲げ加工し、側板をボルト縫付けおよび/または溶接にて取り付ける場合の構造である。
図４の（ｂ）の例は、側柱に幅３００〜６００ｍｍのプレスで曲げ加工した側板止め板を溶接し、これに側板をボルト縫付け又は溶接している構造である。
図４の（ｃ）の例は、側板のコーナー部に伸縮ベローズを設けて側板どうしを接合し、接合部には、セラミックファイバーを充填し、その両サイドに形鋼をボルト縫付けしている構造である。
【００１５】
図４の（ｄ）の例は、側柱にパイプを使用し、これに側板止め板を溶接し、側板をボルト縫付け又は溶接している構造である。
図４の（e）の例は、側柱のフランジ部にＹ字形の側板を設けて、この止め板に側板をボルト縫付け又は溶接している構造である。
図４の（f）の例は、溝形鋼を溶接にてＶ字状に形成した柱に側板をボルト縫付け又は溶接している構造である。
この方法によれば、比較的簡便にしっかりとした補強ができるうえ、炉殻や形鋼の加工工数を抑えることができる。
図４（a）〜（ｆ）で多角形炉殻の補強構造例について提案したが、回転炉床炉の側部炉殻が多角形炉殻を構成すれば、本図の構造に拘束されるものではない。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、炉殻を多角形にすることにより、炉殻の製作コストを低減し、しかも製作精度の管理・調整が容易で据付工事の工程短縮と据付コストを低減できる回転炉床式加熱炉の炉体構造を提供することでき、具体的には下記のような産業上有用な著しい効果を奏する。
ドーナッツ状の平断面構造を持つ回転炉床式加熱炉の内外周の側壁を、平板壁を組み合わせて作った多角形構造の炉体プロフィールとすることで幅広な側板鉄皮、および鉄皮補強梁の曲げ加工を省略することで、炉殻の製作コストを低減でき製作精度の管理・調整を容易にすることがでる。
また、炉殻を構成する側板鉄皮の製作精度の向上により、建設工事現場での調整作業は少なくできる結果、据付工事の工程短縮と据付コストの低減が図れる。さらに、耐火物を平板側壁に沿って多角形状に施工することで耐火物築造を容易とすることができ、築造工程・コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 回転炉床式加熱炉の断面図である。
【図２】 従来の回転炉床式加熱炉の構造を示す図である。
【図３】 本発明の回転炉床式加熱炉の構造を示す図である。
【図４】 本発明の回転炉床式加熱炉の炉殻構造を示す図である。
【図５】 従来の回転炉床式加熱炉の炉殻構造を示す図である。
【符号の説明】
１：回転台車、
２：外側の炉殻、
３：天井、
４：ブリケット、
５：火炎、
６：バーナー、
７：車輪、
８：内側の炉殻

Claims (3)

1. 還元剤を含有する酸化鉄塊成物を回転炉床の上で加熱・還元し還元鉄塊成物を製造する回転炉床式加熱炉または鋼片を加熱する回転炉床式加熱炉であって、前記加熱炉が外側の炉殻と内側の炉殻を有しており、前記外側の炉殻および/または内側の炉殻が６角形以上の多角形であり、かつ、該炉殻の側板のコーナー部に、Ｈ型鋼または背中合わせにボルト縫い付けした溝型鋼を、ボルト縫い付けまたは溶接にて取り付けたことを特徴とする回転炉床式加熱炉の炉体構造。
2. 前記加熱炉の外側の炉殻が多角形であり、かつ、前記加熱炉の内側の炉殻が円筒形であることを特徴とする請求項１に記載の回転炉床式加熱炉の炉体構造。
3. 前記多角形の炉殻を形成する平坦な側板の内側に沿って耐火物を築造することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転炉床式加熱炉の炉体構造。

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