JP4351569B2 - Device for discharging reduced agglomerates in a metal reduction furnace with a rotary hearth - Google Patents
Device for discharging reduced agglomerates in a metal reduction furnace with a rotary hearth Download PDFInfo
- Publication number
- JP4351569B2 JP4351569B2 JP2004099998A JP2004099998A JP4351569B2 JP 4351569 B2 JP4351569 B2 JP 4351569B2 JP 2004099998 A JP2004099998 A JP 2004099998A JP 2004099998 A JP2004099998 A JP 2004099998A JP 4351569 B2 JP4351569 B2 JP 4351569B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotary hearth
- spiral blade
- reduction furnace
- metal reduction
- ceramic chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 34
- 238000007599 discharging Methods 0.000 title claims description 16
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 29
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 13
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 5
- 229910000997 High-speed steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- -1 high-Cr cast iron Chemical class 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000005493 welding type Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Description
本発明は、回転炉床を有する金属還元炉において、回転炉床上で鉄鉱石や製鉄廃棄物などの酸化鉄、炭材等の還元材からなる酸化鉄塊成物を加熱・還元した還元鉄塊成物を炉外に排出する金属還元炉の排出装置に関する。 The present invention relates to a reduced iron ingot obtained by heating and reducing an iron oxide agglomerate made of a reducing material such as iron ore or ironmaking waste such as iron ore or carbonaceous material on a rotary hearth in a metal reduction furnace having a rotary hearth. The present invention relates to a discharge device for a metal reduction furnace that discharges the composition outside the furnace.
還元鉄や合金鉄を製造するプロセスとして、生産性が高い回転炉床法が実施されているが、この回転炉床法は、固定した耐火物の天井および側壁の下で、中央部を欠いた円盤状の耐火物の炉床がレール上を一定速度で回転する型式の焼成還元炉(以下回転炉という)を主体とするプロセスであり、酸化金属の還元に用いられる。この回転炉の炉床直径は10〜50m、幅2〜6mを有するものが多い。 As a process for producing reduced iron and alloyed iron, a highly productive rotary hearth method has been implemented, but this rotary hearth method lacks a central part under fixed refractory ceilings and sidewalls. This is a process mainly composed of a calcination reduction furnace (hereinafter referred to as a rotary furnace) in which a disk-shaped refractory hearth rotates on a rail at a constant speed, and is used for reduction of metal oxide. Many of these rotary furnaces have a hearth diameter of 10 to 50 m and a width of 2 to 6 m.
原料の酸化金属を含む粉体は、炭素系の還元剤と混合された後、原料ペレットにされて回転炉に供給される。原料ペレットはこの炉床上に敷きつめられ、静置されることから原料ペレットが炉内で崩壊しにくいという利点に加え、炉床上に粉化した原料が付着することもなく、塊の製品歩留まえいが高い長所がある。また、生産性が高く、安価な石炭系の還元剤や粉原料を使用できることからその使用が増加している。更に、この回転炉床法は、高炉、転炉、電気炉から発生する製鉄ダストや圧延工程のシックナースラジの還元と不純物除去の処理にも有効であり、ダスト処理プロセスとしても使用され、資源リサイクルに有効なプロセスでもある。 The powder containing the metal oxide of the raw material is mixed with a carbon-based reducing agent, and then made into raw material pellets and supplied to the rotary furnace. In addition to the advantage that the raw material pellets are placed on this hearth and left to stand so that the raw material pellets are not easily disintegrated in the furnace, the powdered raw material does not adhere to the hearth and the product yield of the lump is increased. There is a strong merit. In addition, the use of coal-based reducing agents and powder raw materials, which are high in productivity and inexpensive, can be used. Furthermore, this rotary hearth method is effective in reducing iron impurities generated in blast furnaces, converters, and electric furnaces, and thickener sludge in rolling processes and removing impurities, and is also used as a dust processing process. It is also an effective process for recycling.
この回転炉床法の操業は、先ず原料である鉱石、ダスト、スラジの金属酸化物に、この酸化物の還元に必要な量の炭素系還元剤を混合した後、パンペレタイザー等の造粒機に直径数〜数十mmのペレットを製造し、これを回転炉の炉床上に供給して層状に敷き込む。炉床上に敷き込まれたペレットは急速に加熱され、5〜20分間、1200〜1300℃程度の高温で焼成され、回転炉に設けられた排出装置により炉外に排出される。 The operation of this rotary hearth method involves first mixing a raw material ore, dust, sludge metal oxide with a carbon-based reducing agent in an amount necessary for the reduction of the oxide, and then a granulator such as a pan pelletizer. A pellet having a diameter of several to several tens of mm is manufactured, and this is supplied onto the hearth of a rotary furnace and laid in layers. The pellets laid on the hearth are rapidly heated, baked at a high temperature of about 1200 to 1300 ° C. for 5 to 20 minutes, and discharged outside the furnace by a discharge device provided in the rotary furnace.
回転炉の全体プロセスは、図1(a)、(b)、(c)に1例を示すように、成形装置1、乾燥装置2、回転炉3およびこの回転炉3の側部を貫通する排出装置4から構成されている。この排出装置はスクリューを有して炉上に配設され、最高1200〜1300℃程度の高温雰囲気中で回転して炉床5に接触・回転しながら還元鉄等の還元塊成化物を炉外に排出するものである。このとき、原料の造粒物は、搬送時の崩れや炉内での爆裂等により一部が粉化し、粉中の金属酸化物が還元雰囲気により還元されて金属となり、これが高温化で焼結して炉床が岩盤化する現象が生じる。
The entire process of the rotary furnace passes through the
排出装置は通常螺旋状のスクリュー方式が採用されており、螺旋スクリューの羽根取り付けは、溶接タイプとボルト取り付けタイプの2種類があるが、メンテナンスの容易性や熱歪み低減等の理由からボルト取り付けタイプが推奨されている。そして、螺旋羽根の材質は、耐熱鋳鋼、耐熱特殊鋳鋼、耐熱鋳鋼でその表面に耐熱または耐磨耗剤を肉盛りしたものが用いられている。更に、排出装置設置箇所近傍でも回転炉床の表面温度は700〜900℃と高温である上に炉床は岩盤化しているために螺旋羽根はどんな材料でも磨耗・損傷し寿命は数ケ月〜1年を短い。磨耗・損傷した螺旋羽根の交換には、炉内を高温状態で交換するには専用交換設備が必要で、炉内を常温状態で交換するには数日間〜1週間程度の設備停止が必要となる。 The spiral screw system is usually adopted for the discharge device, and there are two types of blade mounting of the spiral screw, welding type and bolt mounting type. For reasons of ease of maintenance and thermal distortion reduction, bolt mounting type Is recommended. The material of the spiral blade is a heat-resistant cast steel, heat-resistant special cast steel, or heat-resistant cast steel with a heat-resistant or wear-resistant material built up on its surface. Furthermore, the surface temperature of the rotary hearth is 700-900 ° C even near the location where the discharge device is installed, and the hearth is rocked. Therefore, the spiral blade is worn and damaged by any material, and the life is several months to 1 The year is short. Replacement of worn or damaged spiral blades requires a dedicated replacement facility to replace the interior of the furnace at a high temperature, and a facility outage of several days to a week is necessary to replace the interior of the furnace at a normal temperature. Become.
そこで、例えば、特許文献1に記載されているような還元鉄排出装置が提案されている。この排出装置は、図2(a)の排出装置概略構成図、および図2(b)拡大図に示すように、水冷回転軸6の外周に高熱伝導率の不定型耐火物からなる被覆層7を形成して、水冷回転軸6の外周に熱膨張分を吸収するため水冷回転軸6に突設されてなる羽根取り付け用ラグ8に螺旋状に取り付けられた耐熱素材で形成される螺旋羽根9を分割して取り付け、これら螺旋羽根9をボルト・ナット10で複数個固定することで連続した螺旋羽根が形成されるように構成することを提案している。しかしながら、これら螺旋羽根、ボルト、ナットは高温強度を有する素材とした構成とすることで、ボルトの折損トラブルを回避することを提案している。
Thus, for example, a reduced iron discharging apparatus as described in
しかしながら、幾らこのような構成にしても、排出装置の水冷回転軸外周に設けた螺旋羽根の磨耗・損傷は改善されることはなく、依然として頻繁なる交換作業を強いられている実情にある。 However, no matter how such a configuration is, the wear / damage of the spiral blades provided on the outer periphery of the water-cooled rotary shaft of the discharge device is not improved, and there is still a situation where frequent replacement work is forced.
本発明は、上記問題点を解決すべく、回転炉床を有する金属還元炉において、回転炉床上で鉄鉱石や製鉄廃棄物などの酸化鉄、炭材等の還元材からなる酸化鉄塊成物を加熱・還元した還元鉄塊成物を炉外に排出する金属還元炉の排出装置において、水冷回転軸に突設した回転螺旋羽根先端部をセラミック化することで回転螺旋羽根の磨耗・損傷をを極力低減し、長時間の寿命に耐え得る金属還元炉の排出装置を提供するものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a metal reduction furnace having a rotary hearth, and an iron oxide agglomerate comprising a reduction material such as iron ore and ironmaking waste such as iron ore and carbonaceous material on the rotary hearth. In a metal reduction furnace discharge device that discharges reduced iron agglomerates that have been heated and reduced to the outside of the furnace, the tip of the rotating spiral blade protruding from the water-cooled rotating shaft is made ceramic, thereby reducing the wear and damage of the rotating spiral blade. It is an object of the present invention to provide a metal reduction furnace discharge apparatus that can withstand a long life.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は次の通りである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the gist thereof is as follows.
(1)炉床上に還元塊成化物を排出するスクリューを配設した回転炉床を有する金属還元炉の排出装置において、前記スクリューの螺旋羽根の母材の先端部に、複数のセラミックチップが前記螺旋羽根の長手方向に少なくとも1列以上鋳込みにより取り付けられ、前記セラミックチップが、その深さ方向に少なくとも1つ以上の括れを有する構造であることを特徴とする回転炉床を有する金属還元炉における還元塊成化物の排出装置。 (1) In a metal reduction furnace discharge apparatus having a rotary hearth in which a screw for discharging reduced agglomerates is disposed on the hearth , a plurality of ceramic chips are provided at the tip of the base material of the spiral blade of the screw. In a metal reduction furnace having a rotary hearth , wherein the ceramic chip is attached by casting at least one row in the longitudinal direction of the spiral blades, and the ceramic chip has a structure having at least one constriction in the depth direction . A device for discharging reduced agglomerates.
(2)前記セラミックチップの材質が窒化物、酸化物、炭化物またはホウ化物の少なくとも1種またはこれらの複合物からなることを特徴とする(1)記載の回転炉床を有する金属還元炉における還元塊成化物の排出装置。 (2) Reduction in a metal reduction furnace having a rotary hearth according to (1), wherein the ceramic chip is made of at least one of nitride, oxide, carbide, boride, or a composite thereof. Agglomerate discharge device.
(3)前記螺旋羽根の母材の先端部に鋳込まれているセラミックチップの配列を該螺旋羽根の長手方向に少なくとも1列以上で、かつ千鳥状またはランダム状に配置することを特徴とする(1)又は(2)に記載の回転炉床を有する金属還元炉における還元塊成化物の排出装置。 ( 3 ) An arrangement of ceramic chips cast at the tip of the base material of the spiral blade is arranged in at least one row in the longitudinal direction of the spiral blade and in a staggered or random manner. ( 1) Or the discharge | reduction apparatus of the reduction agglomerate in the metal reduction furnace which has a rotary hearth as described in (2) .
(4)前記セラミックチップの回転炉床に接触する面の断面形状を円、楕円、多角形の1種又は2種以上として配置することを特徴とする(1)〜(3)の何れか1項に記載の回転炉床を有する金属還元炉における還元塊成化物の排出装置。 ( 4 ) Any one of ( 1) to (3), wherein the cross-sectional shape of the surface of the ceramic chip that contacts the rotary hearth is arranged as one or more of a circle, an ellipse, and a polygon. An apparatus for discharging reduced agglomerates in a metal reduction furnace having the rotary hearth described in the above item .
(5)前記回転炉床に接触する面の、セラミックチップの総断面積(A)と螺旋羽根断面積(B)の比:A/Bを0.3〜0.8とすることを特徴とする(1)〜(4)の何れか1項に記載の回転炉床を有する金属還元炉における還元塊成化物の排出装置。 ( 5 ) The ratio of the total cross-sectional area (A) of the ceramic chip and the cross-sectional area (B) of the spiral blade on the surface contacting the rotary hearth: A / B is 0.3 to 0.8, A reduction agglomerate discharging apparatus in a metal reduction furnace having a rotary hearth according to any one of ( 1) to (4) .
(6)前記回転炉床に接触する面のセラミックチップの個々の断面積(a)と、鋳込み深さ(H)の比:a/Hを0.5〜8とすることを特徴とする(1)〜(5)の何れか1項に記載の回転炉床を有する金属還元炉における還元塊成化物の排出装置。 ( 6 ) The ratio of the individual cross-sectional area (a) of the ceramic chip on the surface in contact with the rotary hearth to the casting depth (H): a / H is 0.5 to 8 ( 1) to (5) reducing agglomerates discharge device for the metal reduction furnace having a rotary hearth according to any one of.
(7)前記螺旋羽根の母材の材質が、高クロム鋳鉄、高ニッケル合金系グレン鋳鉄、マルテンサイト系ハイス鋼、またはステンレス鋼の何れか1種またはこれらを組み合わせた材料からなることを特徴とする(1)〜(6)の何れか1項に記載の回転炉床を有する金属還元炉における還元塊成化物の排出装置。 ( 7 ) The material of the base material of the spiral blade is made of any one of high chromium cast iron, high nickel alloy-based grain cast iron, martensitic high-speed steel, stainless steel, or a combination thereof. The apparatus for discharging reduced agglomerates in a metal reduction furnace having the rotary hearth according to any one of (1) to ( 6 ).
(8)前記螺旋羽根の母材の前記セラミックチップに対する線膨張係数の比が0.5〜2.0であることを特徴とする(1)〜(7)の何れか1項に記載の回転炉床を有する金属還元炉における還元塊成化物の排出装置。 ( 8 ) The rotation according to any one of (1) to ( 7 ), wherein a ratio of a linear expansion coefficient of the base material of the spiral blade to the ceramic chip is 0.5 to 2.0. An apparatus for discharging reduced agglomerates in a metal reduction furnace having a hearth.
(9)前記螺旋羽根が、羽根取り付け用ラグにボルトにより取り付けられていることを特徴とする(1)〜(8)の何れか1項に記載の回転炉床を有する金属還元炉における還元塊成化物の排出装置。 ( 9 ) The reduced mass in the metal reduction furnace having the rotary hearth according to any one of (1) to ( 8 ), wherein the spiral blade is attached to a blade attachment lug by a bolt. Compound discharger.
本発明は、回転炉床を有する金属還元炉に設置された排出装置の水冷回転軸に突設した回転螺旋羽根又は螺旋羽根の母材の先端部のみをセラミック化することで製造コストパフォーマンスを良好としつつ、高温雰囲気で磨耗を低減させ寿命を従来品に比べて数倍延長することができ、牽いては回転炉設備の稼働率を向上させることが可能となる。 The present invention has good manufacturing cost performance by ceramicizing only the rotating spiral blade or the tip of the spiral blade base material protruding from the water-cooled rotating shaft of the discharge device installed in the metal reduction furnace having the rotary hearth However, it is possible to reduce wear in a high temperature atmosphere and extend the life several times as compared with the conventional product, and to improve the operating rate of the rotary furnace equipment.
本発明に係る回転炉の全体プロセスは、排出装置に係る部分を除き、背景技術にて説明したものと同様である。 The entire process of the rotary furnace according to the present invention is the same as that described in the background art except for the portion related to the discharge device.
回転炉床を有する金属還元炉に設置された排出装置の回転螺旋羽根の磨耗・損傷の実態は、回転螺旋羽根高さ方向での磨耗・損傷の程度が耐熱鋳鋼品ではその寿命が約1ケ月、回転軸冷却と耐熱金属化と肉盛り化でも約3ケ月と短く回転螺旋羽根の交換とそれに伴う回転炉の操業停止という問題があるため、このためメンテナンス負荷低減を目標に耐磨耗性、高温強度、高温硬さに優れる多くの材料を探索する必要があった。 The actual condition of wear and damage of the rotating spiral blade of the discharge device installed in a metal reduction furnace with a rotary hearth is about one month when the wear and damage in the height direction of the rotating spiral blade is heat-resistant cast steel. Rotating shaft cooling, heat-resistant metallization, and build-up are as short as about 3 months, and there is a problem of replacement of the rotating spiral blades and the accompanying shutdown of the rotary furnace. It was necessary to search for many materials excellent in high temperature strength and high temperature hardness.
そこで、本発明者らは、耐磨耗性、高温強度、高温硬さを有する材料を探索する中で、この両特性を満足しうる材料としてセラミックが最適であることを知見した。本発明はこの知見に基づいてなされたもので、本発明においては、回転炉床を有する金属還元炉の排出装置において、スクリューの螺旋羽根全体をセラミックとするか、スクリューの螺旋羽根母材の材質を高Cr鋳鉄、高Ni合金系グレン鋳鉄、マルテンサイト系ハイス鋼、またはステンレス鋼の何れか1種またはこれらを組み合わせた材料とし、更に、スクリューの螺旋羽根の先端部をセラミックで構成し、これを特殊な形態で螺旋羽根の先端部に取り付けることを最大の特徴とするものである。特に、アルミナ系、窒化珪素系のセラミック材料では相対磨耗量において従来の高Cr鋳鉄等の硬質金属に比較して約1/10に、硬さ(Hv)では約3倍と高温強度、高温硬さに非常に優れた特性を有している。また、セラミック材料の中でも破壊靱性値は、アルミナ系、窒化珪素系、炭化珪素系、超硬合金の順に高くなっていることも判明した。このように、本発明においては、スクリューの螺旋羽根、又はスクリューの螺旋羽根の先端部をセラミックで構成することにより、従来の硬質金属系材料等に比較して耐磨耗性が約5倍程度延びるという優れた効果を発揮することも判明した。このように、本発明においては、スクリューの螺旋羽根、又はスクリューの螺旋羽根の先端部に用いるセラミックの材質としては、窒化物、酸化物、炭化物またはホウ化物の何れかの材質、或いはこれらの複合物であってもよく、高Cr鋳鉄等の硬質金属に比べて耐磨耗性に優れているものであれば良い。なお、上記螺旋羽根母材のセラミックに対する線膨張係数の比は螺旋羽根母材の高温強度、高温硬さを確保する上で0.5〜2.0とすることが好ましい。 Accordingly, the present inventors have found that ceramic is the most suitable material that can satisfy both of these characteristics in searching for a material having wear resistance, high temperature strength, and high temperature hardness. The present invention has been made based on this finding. In the present invention, in the metal reduction furnace discharge apparatus having a rotary hearth, the entire spiral blade of the screw is made of ceramic or the material of the spiral blade base material of the screw. Is made of high-Cr cast iron, high-Ni alloy-based grain cast iron, martensitic high-speed steel, or stainless steel, or a combination thereof, and the tip of the spiral blade of the screw is made of ceramic. It is the biggest feature that is attached to the tip of the spiral blade in a special form. In particular, alumina-based and silicon nitride-based ceramic materials are about 1/10 in relative wear compared to conventional hard metals such as high-Cr cast iron, and the hardness (Hv) is about three times as high-temperature strength and high-temperature hardness. It has very excellent characteristics. It was also found that among ceramic materials, the fracture toughness value increased in the order of alumina, silicon nitride, silicon carbide, and cemented carbide. As described above, in the present invention, the tip of the screw spiral blade or the screw spiral blade is made of ceramic, so that the wear resistance is about 5 times that of a conventional hard metal material. It has also been found to exert an excellent effect of extending. Thus, in the present invention, the ceramic material used for the screw spiral blade or the tip of the screw spiral blade is any material of nitride, oxide, carbide or boride, or a composite thereof. Any material may be used as long as it is superior in wear resistance as compared with a hard metal such as high Cr cast iron. In addition, it is preferable that the ratio of the linear expansion coefficient with respect to the ceramic of the said spiral blade base material shall be 0.5-2.0, when ensuring the high temperature strength and high temperature hardness of a spiral blade base material.
本発明においても、螺旋羽根自体は、従来方法と同様に、羽根取り付け用ラグにボルト接続されることで、メンテナス性が向上し、熱歪による変形も緩和される。 Also in the present invention, like the conventional method, the spiral blade itself is bolted to the blade mounting lug, so that maintainability is improved and deformation due to thermal strain is also alleviated.
更に、本発明において、上記セラミックを特殊な形態で螺旋羽根又は螺旋羽根の母材の先端部に取り付けることを述べたが、図3に示すようなセラミックまたはセラミックチップの取り付け方法を検討した。図3において、(a)は定型小型チップ貼付け型、(b)は全セラミック化型、(c)は部分セラミック簡易型、(d)は部分セラミック化インロー型、(e)はチップ鋳掛け型である。しかしながら、これらの各タイプには以下に述べるように一長一短がある。即ち、(a)ではセラミックチップ費用は安価であるが、チップを固定する方法をセラミック系の接着剤または溶接とすると、接合強度が弱くなる傾向があり、嵌合では機械加工費用が嵩む傾向がある。(b)では磨耗代を最大にできるという利点があるが、セラミックの曲面、斜め加工を機械加工とすると加工費用が嵩む傾向がある。(c)では取り付けボルト磨耗、目地磨耗等は多少あるが、セラミックの加工費用は比較的安価である。(d)ではセラミックが脱落しにくいという利点はあるが、セラミックおよび金物両方に加工が必要で加工費用が嵩むという傾向がある。(e)では目地磨耗、鋳掛け時のセラミックチップ割れの可能性は多少あるが、セラミックの脱落が殆どない利点がある。従って、本発明においては、必要とする目的に応じて、(a)〜(e)を選択可能であるが、(c)〜(e)が好ましく、コストと信頼性のバランスからすると(e)がより好ましい。 Furthermore, in the present invention, it has been described that the ceramic is attached to the tip of the spiral blade or the base material of the spiral blade in a special form, but a method of attaching the ceramic or ceramic chip as shown in FIG. 3 was examined. In FIG. 3, (a) is a standard small chip pasting mold, (b) is an all-ceramic mold, (c) is a partial ceramic simplified mold, (d) is a partially ceramicized inlay mold, and (e) is a chip casting mold. is there. However, each of these types has advantages and disadvantages as described below. That is, in (a), the cost of the ceramic chip is low, but if the method of fixing the chip is a ceramic adhesive or welding, the bonding strength tends to be weak, and the fitting tends to increase the machining cost. is there. In (b), there is an advantage that the wear allowance can be maximized, but if the ceramic curved surface and oblique machining are machined, the machining cost tends to increase. In (c), there are some mounting bolt wear, joint wear, etc., but the processing cost of the ceramic is relatively low. In (d), there is an advantage that the ceramic does not easily fall off, but there is a tendency that both the ceramic and the hardware need to be processed and the processing cost increases. In (e), there is a possibility of joint wear and cracking of the ceramic chip during casting, but there is an advantage that the ceramic is hardly dropped off. Therefore, in the present invention, (a) to (e) can be selected according to the required purpose. However, (c) to (e) are preferable, and (e) in terms of the balance between cost and reliability. Is more preferable.
更に、上記(e)のチップ鋳掛け型を採用した場合には、チップの鋳掛け方法としては図4(a)のように、平面でみて、チップ11を螺旋羽根9の先端部の長手方向中心部に直線的に間隔をおいて鋳包む方法が最も簡便な方法である。なお、(b)は(a)の断面図である。また、図5(a)のように、平面でみて、チップ11を螺旋羽根9の先端部の長手方向に直線的に間隔をおいて、幅方向に重畳させて千鳥状に鋳包むことで耐磨耗性を更に向上させることもできる。なお、(c)は(a)の断面図である。更に、図5(b)のように、図5(a)で示した千鳥状配置を複数段重畳させて鋳包むこともより耐磨耗性の向上を図ることもできる。
Further, when the chip casting mold of (e) is adopted, the chip casting method is as shown in FIG. 4A, and the
次に、セラミックチップ11の形状は、図6に示すように長手方向断面で、円形(a)、楕円形(b)、正方形(c)、または六角形(d)のような多角形(矩形)が考えられるが、セラミックチップの加工性等の実用的観点からみれば図6(a)のような円形または図6(b)のような楕円形が好ましい。
Next, the shape of the
更に、セラミックチップ11の深さ方向の形状は、図7に示すような、螺旋羽根の深さ方向に向かって面積が拡大する末広がり状のテーパー方式(a)、螺旋羽根の深さ方向で少なくとも1つ以上の括れ部分12を有する括れ方式(b)を採用することができる。
Furthermore, the shape of the
また、図5および図6に示したような円形または矩形状の断面形状を有するセラミックチップ11を螺旋羽根9に鋳包む場合には、セラミック総断面積(A)(図4(a)で示すセラミックチップ11の5個の合計断面積)に対する螺旋羽根断面積(B)(図4(a)で示す螺旋羽根9のセラミック部分を含む全断面積)の比:A/Bは0.3〜0.8とすることが好ましい。なお、螺旋羽根に鋳包む個々のセラミックチップの断面積(a)(図4(a)で示すセラミックチップ11の個々の断面積:cm2)と鋳包む深さ(H)(図4(b)で示すセラミックチップ11の深さ:cm)の比:a/Hを0.5〜8とすることが好ましい。この理由は、螺旋羽根の強度、靱性およびセラミックチップの耐磨耗性等の観点から実験的に求めた比であり、実用上長寿命を確保できるからである。
When the
本実施例ではチップ鋳掛け型である図3(e)および図4(a)に示すような矩形断面のセラミックチップを螺旋羽根に鋳包む方式について説明する。先端部断面の長さ18cm、幅3cmで総断面積54cm2 の螺旋羽根9の表面に長さ3cm、幅2cmの矩形断面を有するセラミックチップ11を螺旋羽根長手方向に間隔をおいて5個直線的に深さ(H)3.5cmで鋳包んだ。この時のセラミックチップの総断面積は30cm2 で、セラミック総断面積(A)に対する螺旋羽根断面積(B)の比:A/Bは0.56、あった。また、セラミックチップの断面積(a)と鋳包む深さ(H)の比:a/Hは1.7であった。このように螺旋羽根表面にセラミックチップを鋳包んだ排出装置を実機で螺旋羽根の磨耗試験を約10ケ月間実施した。その結果、図8に示すように、従来の耐熱鋳鋼製の螺旋羽根の磨耗量は10ケ月で約60mmに達したのに対し、本発明によるセラミックチップ鋳包み螺旋羽根の磨耗量は6ケ月経過しても依然として僅か数mmという著しい効果を得ることができた。
In this embodiment, a method of casting a ceramic chip having a rectangular cross section as shown in FIGS. 3 (e) and 4 (a), which is a chip casting mold, in a spiral blade will be described. 5 straight
1…成形装置
2…乾燥装置
3…回転炉
4…排出装置
5…炉床
6…水冷回転軸
7…被覆層
8…羽根取り付け用ラグ
9…螺旋羽根
10…ボルト、ナット
11…セラミックチップ
12…括れ部分
13…還元塊成化物
DESCRIPTION OF
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004099998A JP4351569B2 (en) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | Device for discharging reduced agglomerates in a metal reduction furnace with a rotary hearth |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004099998A JP4351569B2 (en) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | Device for discharging reduced agglomerates in a metal reduction furnace with a rotary hearth |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005283013A JP2005283013A (en) | 2005-10-13 |
JP4351569B2 true JP4351569B2 (en) | 2009-10-28 |
Family
ID=35181603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004099998A Expired - Fee Related JP4351569B2 (en) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | Device for discharging reduced agglomerates in a metal reduction furnace with a rotary hearth |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4351569B2 (en) |
-
2004
- 2004-03-30 JP JP2004099998A patent/JP4351569B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005283013A (en) | 2005-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2612294A1 (en) | Roll crusher for crushing hot cement clinker | |
EP1511572A1 (en) | A wear part intended for a crusher and a method of manufacturing the same | |
KR20200120759A (en) | Cooling elements for a metallurgical furnace, and method of manufacturing same | |
CN101884948A (en) | Composite lining plate of ball mill and preparation method thereof | |
CN100417472C (en) | Antiwear lining plate with embedded hard alloy and its making process | |
JP3538360B2 (en) | Resinoid grinding wheel for heavy grinding | |
JP4351569B2 (en) | Device for discharging reduced agglomerates in a metal reduction furnace with a rotary hearth | |
JP2011173137A (en) | Rotary body for stirring molten metal, and degassing treatment apparatus for molten metal, provided therewith | |
JP4869092B2 (en) | Crusher liner structure | |
CN202538873U (en) | Anti-wear ball mill liner plate | |
JP4866899B2 (en) | Screw conveyor for discharging reduced iron in rotary hearth reduction furnaces | |
CN105709881B (en) | Nonmetal-metal static multilayer composite ultrahigh wear-resistant grinding disc tile and manufacturing method thereof | |
JP3069831B2 (en) | Casting cutter | |
JP4761754B2 (en) | Cage type crusher | |
JP4330157B2 (en) | Screw for injection molding machine and its assembly parts | |
JP2001192715A (en) | Furnace casing cooler | |
CN111721128B (en) | Rotary hearth furnace spiral discharging device | |
JP2010164226A (en) | Method of crushing rock mass formed on hearth of rotary hearth furnace | |
CN201136875Y (en) | Silicon carbide wear resistant ceramic sluice inner lining for blast furnace | |
CN205599243U (en) | Two metallic composite bars of impacted style ore crushing machine | |
CN1320127C (en) | Trielement composite material inner liner blast furnace material distribution chute and its preparation technology | |
JP4332081B2 (en) | Method for producing reduced iron by rotary hearth type firing reduction furnace | |
RU2807794C1 (en) | Method for increasing wear resistance of hammer mill beaters | |
CN2786133Y (en) | Blast furnace distribution chute with three-material composite inner lining | |
CN106702194B (en) | A kind of preparation method of the gradient-structure carbide composite material of high abrasion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080825 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090714 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090724 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120731 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4351569 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130731 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130731 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130731 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130731 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |