JP4546933B2 - 還元鉄製造用回転炉の還元鉄排出装置 - Google Patents

Description

本発明は、還元鉄製造用回転炉に配置されている還元鉄を排出するためのスクリューコンベヤを備えた還元鉄排出装置に関する。

還元鉄の製造には、鉄鉱石、製鉄ダストなどの製鉄廃棄物、金属酸化物等の原料及び炭材をペレットにし、図８に示すように、還元鉄製造用回転炉３０内で水平面で回転する回転炉床２にペレット装入口３２から装入して加熱・還元により還元鉄を製造する回転炉が使用される。得られた還元鉄は、スクリューコンベヤ５により回転炉床２の端に寄せられて排出口３３へ落下して排出される。特許文献１に開示されている回転炉では、昇降可能な原料装人口が設けられ、還元炉内に装入された原料・炭材などの層厚は、均一にできるというものである（特許文献１参照）。
特開２０００−１１１２６４号公報

しかしながら、原料及び炭材には、比重・粒度構成が種々あり、且つ炉内への装人方法は、一般的にシュートを介した投入方法であり、そのため、還元用原料及び炭材は投入時の慣性力の影響をうけて、炉幅方向にその粒度構成、比重、大きさの異なる物質どうしがある偏りを持ったりして回転炉床上に堆積している。したがって、前記昇降可能なベレット装入口では、炉幅方向の偏りを修正することはできず、その結果、炉幅方向で粒度構成、比重の異なる物質どうしがある偏りをもって堆積し、焼結され、還元されることになる。このように、炉床面上に均等に原料を配列できない状態、あるいは特許文献１に記載さているように、原料を炉内に落下・装人されたときの衝撃、炉内での加熱で、図７に示すように、ペレット４の割れや粉４ａが発生してペレットや粉が炉床面に焼結・溶融付着することが原因で回転炉床面上にスジ状の堆積層を形成して排出スクリュー羽根に偏磨耗が生じる。

以上により、回転炉の炉幅方向に偏りのある還元鉄を排出するスクリューコンベアの還元鉄排出装置において、スクリューコンベアの長手方向において摩耗量が相違し、早期にスクリューコンベアの取り出し、保守が必要となり、当該保守のための労力を多く費やすとともに、その分回転炉の稼働率が低下している。

そこで、本発明は、還元鉄製造用回転炉の還元鉄排出装置の保守頻度を減少させるとともに、稼働率を向上させることができる還元鉄製造用回転炉の還元鉄排出装置を提供するものである。

本発明は、還元鉄製造用回転炉の炉幅方向に設けられているスクリューコンベアを備えた還元鉄排出装置において、スクリューコンベヤの両端部を軸支する軸受けは、各々のベアリング内輪に回転軸、外輪にウォームシャフトが固定され、該ウォームシャフトのねじは軸受け箱のねじ及びウォームギヤのねじに螺合されて構成され、スクリューコンベヤを回転させながら前記ウォームギヤの回転により前記スクリューコンベヤとベアリングとウォームシャフトとを一体的に炉幅方向に往復動可能としたことを特徴とする。

スクリューコンベヤの往復動は、スクリューコンベヤを、その両端を軸支する軸受けと共に往復動可能としたり、あるいはスクリューコンベヤを下部から支持する架台とともに一体的に往復動可能としたりすることができる。

スクリューコンベヤの回転が一定で、スクリューコンベヤの移動速度を往路・復路で調整する移動速度調整手段を備え、あるいは、スクリューコンベヤの移動速度が一定で、スクリューコンベヤの回転速度を往路・復路で調整するスクリュー回転速度調整手段を設けてもよい。

また、スクリューコンベヤを昇降可能としてもよい。また、スクリューコンベヤの往復の移動量は、接するペレットの中心間距離≦往復の移動量≦６×Ｐ（ただし、Ｐはスクリューコンベヤの羽根ピッチ）で設定される。さらに、往復運動の作動推力の調整手段を備えてもよい。スクリューコンベヤの往復の移動量が、接するペレットの中心間距離未満であれば、移動距離が短いために図７に示す粉４ａが回転炉床上に堆積し、焼結してできるスジ状の堆積層をスクリューコンベヤの炉幅方向への往復動で削り取ることが十分に行えない。これよりスジ状堆積層が成長してスクリューコンベヤの羽根の局部摩耗を生じさせてスクリューコンベヤの羽根の寿命を短くしてしまう。また、スクリューコンベヤの羽根ピッチの６倍を超えるとスクリューコンベヤの長さが長くなったり、往復装置が大型化して設備コストが増えることから経済的に好ましくない。

本発明により次の効果を奏することができる。

（１）スクリューコンベヤを炉幅方向に往復動動可能としたことにより、還元鉄が均されてスクリューコンベヤの羽根が均一に摩耗するので、保守頻度が減少するとともに、還元鉄排出装置の稼働率も向上する。

（２）スクリューコンベヤを、その両端を軸支する軸受けとともに往復動可能とすることにより、移動部位の最小化ができるので、設備費を低減させることができる。

（３）スクリューコンベヤを支持する架台とともに一体的に往復動可能とすることにより、構造が簡略化できるので、設備の信頼性が向上する。

（４）スクリューコンベヤの移動速度を調整する手段及び回転数を調整する手段を設けることにより、復路、往路での還元鉄の排出速度を一定にすることができるので、羽根の回転速度の適正化によって羽根寿命を向上させることができる。

（５）スクリューコンベヤを昇降可能とすることにより、原料投入停止時に羽根を床から離して羽根への熱負荷を低減できるので、羽根寿命を向上させることができる。

（６）スクリューコンベヤの移動量を、接するペレットの中心間距離（例えば８ｍｍ）≦往復の移動量≦６×Ｐの式にしたがって設定することにより、スクリュー寸法や往復装置のコンパクト化を図ることができるので、設備費を低減させることができる。

（７）往復運動の作動推力を調整することにより、往復運動時の羽根の過負荷を防止できるので、羽根寿命を向上させることができる。

本発明の実施例について図面を参照して説明する

図１は本発明の還元鉄排出装置の一例を示す概略図である。

還元鉄製造用回転炉の炉体１の内部下方に回転炉床２が回転可能に配置され、炉体１と回転炉床２は炉内の雰囲気を維持するために環状の水封路３で水封されている。

還元処理により得られた還元鉄４を外部に排出するスクリューコンベヤ５は、回転軸６の両端が炉体１の長孔７を通って炉外でシリンダー８のピストンロッド９に軸受け箱１０を介して昇降可能に支持されている。長孔７はシールカバー１５にて炉内ガスが外に出ないようにシールされる。なお、シールカバー１５は、スクリューコンベヤ５の昇降にならって上下可能な構造となっている。軸受け箱１０は固定支持されている。還元鉄４はスクリューコンベヤ５の回転により排出口１１に向かって移動し、回転炉床２の端から落下して排出される。

図２は本発明のスクリューコンベヤの第１の実施例を示す概略図である。

図２において、スクリューコンベヤ５の回転軸６の端部には、その外周に円筒状のウォームシャフト１２がベアリング１３を介し固定され、ベアリング１３の内輪に回転軸６、外輪にウォームシャフト１２が固定されている。ウォームシャフト１２のねじは軸受け箱１０ａのねじに螺合されている。ウォームシャフト１２はウォームギヤ１４の回転により水平移動する。

この構造により、ウォームギヤ１４の回転によりウォームシャフト１２が水平移動するとともに、ベアリング１３を介してウォームシャフト１２に固定されている回転軸６も水平移動し、回転軸６はウォームシャフト１２の水平移動と独立してベアリング１３を介して回転するので、スクリューコンベヤ５を回転させながら往復動させることができる。

なお、往復動は連続的あるいは断続的に行ってもよい。

また、スクリューコンベヤの移動速度を調整する移動速度調整手段あるいはスクリューコンベヤの回転数を調整する回転数調整手段を設けてもよい。移動速度調整手段は、例えば、回転軸６を押し引きするモーターやシリンダーなどの回転数・速度を可変自在な駆動装置を制御して容易に行うことができ、また、スクリューコンベヤ５の回転の調整手段はスクリューコンベヤ５に回転を付与するモーターの回転数を制御して容易に行うことができる。移動速度調整手段あるいは回転数調整手段により移動速度あるいは回転速度を調整して復路、往路での排出速度を一定にすることができ、羽根寿命を向上させることができる。

また、往復動の作動推力を調整する作動推力調整手段を設けることにより、往復運動時の羽根の過負荷が掛かるのを防止することができる。作動推力の調整は、スクリューコンベヤを往復動させる駆動装置、例えばシリンダーの推力、あるいはモーターの駆動トルクを制御して行うことができる。

図３は本発明のスクリューコンベヤの第２の実施例を示す概略図である。

図３において、図１に示す還元鉄排出装置のスクリューコンベヤ５の回転軸６の端部を、水平移動可能かつ回転可能にするボールスプラインを介して軸受け箱１０ｂで支持したものである。

軸受け１３の外輪に軸受け箱１０ｂが固定され、内輪に回転軸６の軸方向に並べられたボール１６に回転軸が支持されるボールスプライン円筒１７（この構造をいわゆる「ボールスプライン」と呼ぶ。）が固定されている。本実施例では、ボールスプラインにより、図示しない回転自在なシリンダーで回転軸６を押し引きすることによりスクリューコンベヤ５を回転させながら往復動させることができる。

図４は本発明の還元鉄排出装置の別の例を示す概略図、図５は本発明のスクリューコンベヤの第３の実施例を示す概略図である。図１に示す実施例と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。

図５に示すように、シリンダー８のピストンロッド９に支持された軸受け箱支持ベース１８のレール１９にスライド自在に軸受け箱１０ｃが支持されている。軸受け箱１０ｃは軸受け１３の外輪に固定され、内輪が回転軸６に固定される。

スライド自在な軸受け箱１０ｃを水平方向に図示しないシリンダー等により往復可能な構造とする。

この構成により、回転軸６は回転すると共に、水平方向に移動可能となる。

図６は本発明の還元鉄排出装置の別の例を示す概略図である。図１に示す実施例と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。

本実施例では、スクリューコンベヤ５を下から支持する架台２１を台車２２の上に設置し、台車２２をシリンダー２３で水平方向に移動可能にしてスクリューコンベヤ５を水平方向に移動可能としたものである。

本発明の還元鉄排出装置の一例を示す概略図である。 本発明のスクリューコンベヤの第１の実施例を示す概略図である。 本発明のスクリューコンベヤの第２の実施例を示す概略図である。 本発明の還元鉄排出装置の別の例を示す概略図である。 本発明のスクリューコンベヤの第３の実施例を示す概略図である。 本発明の還元鉄排出装置の別の例を示す概略図である。 ペレットの偏りを示す模式図である。 還元鉄製造用回転炉の概略図である。

符号の説明

１：炉体 ２：回転炉床
３：水封路 ４：還元鉄（ペレット）
４ａ：粉
５：スクリューコンベヤ ６：回転軸
７：長孔 ８：シリンダー
９：ピストンロッド １０，１０ａ〜１０ｃ：軸受け箱
１１：排出口 １２：ウォームシャフト
１３：軸受け １４：ウォームギヤ
１５：シールカバー １６：ボール
１７：ボールスプライン円筒１８：軸受け箱支持ベース
１９：レール
２１：架台 ２２：台車
２３：シリンダー ３０：回転炉
３２：ペレット装入口 ３３：排出口

Claims (5)

1. 還元鉄製造用回転炉の炉幅方向に設けられているスクリューコンベアを備えた還元鉄排出装置において、
   スクリューコンベヤの両端部を軸支する軸受けは、各々のベアリング内輪に回転軸、外輪にウォームシャフトが固定され、該ウォームシャフトのねじは軸受け箱のねじ及びウォームギヤのねじに螺合されて構成され、スクリューコンベヤを回転させながら前記ウォームギヤの回転により前記スクリューコンベヤとベアリングとウォームシャフトとを一体的に炉幅方向に往復動可能としたことを特徴とする還元鉄製造用回転炉の還元鉄排出装置。
2. 還元鉄製造用回転炉の炉幅方向に設けられているスクリューコンベアを備えた還元鉄排出装置において、
   スクリューコンベヤの両端部を軸支する軸受けは、各々のベアリングの外輪に軸受け箱が固定され、内輪に回転軸の軸方向に並べられたボールに回転軸が支持されるボールスプライン円筒が固定されて構成され、スクリューコンベヤを回転させながら前記回転軸を押し引きすることによりスクリューコンベヤを炉幅方向に往復動可能としたことを特徴とする還元鉄製造用回転炉の還元鉄排出装置。
3. 還元鉄製造用回転炉の炉幅方向に設けられているスクリューコンベアを備えた還元鉄排出装置において、
   スクリューコンベヤの両端部を軸支する軸受けは、各々のベアリング内輪に回転軸、外輪に軸受け箱が固定され、該軸受け箱はスライド自在に支持されて構成され、スクリューコンベヤを回転させながら前記回転軸を押し引きすることにより前記スクリューコンベヤとベアリングと軸受け箱を一体的に炉幅方向に往復動可能としたことを特徴とする還元鉄製造用回転炉の還元鉄排出装置。
4. 還元鉄製造用回転炉の炉幅方向に設けられているスクリューコンベアを備えた還元鉄排出装置において、
   スクリューコンベヤの両端部を軸支する各々の軸受けを下部から支持する架台を台車の上に設け、スクリューコンベヤを回転させながら前記台車の移動により前記スクリューコンベヤと軸受けと架台と台車とを一体的に炉幅方向に往復動可能としたことを特徴とする還元鉄製造用回転炉の還元鉄排出装置。
5. スクリューコンベヤの往復の移動量が次式
   接するペレットの中心間距離≦往復の移動量≦６×Ｐ
   （ただし、Ｐはスクリューコンベヤの羽根ピッチ）
   で設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の還元鉄製造用回転炉の還元鉄排出装置。

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