JP4922162B2 - 粉還元鉄含有還元体の塊成体製造装置及びこれを備えた鎔鉄製造装置 - Google Patents

Description

本発明は塊成体製造装置及びこれを備えた鎔鉄製造装置に関し、より詳しくは粉還元鉄（ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｒｏｎ，ＤＲＩ）含有還元体を圧縮して、塊成体を製造する塊成体製造装置及びこれを利用して、鎔鉄を製造する鎔鉄製造装置に関する。

鉄鋼産業は自動車、造船、家電、建設などの産業に基礎素材を供給する核心基幹産業として、人類と共に発展してきた最も歴史が古い産業の一つである。鉄鋼産業の中枢的な役割を担う製鉄所では原料として鉄鉱石及び石炭を利用して、溶融状態の銑鉄である鎔鉄を製造した後、これから鋼を製造して、各需要先に供給している。

現在、全世界の鉄生産量の６０％程度が１４世紀から開発された高炉法から生産されている。高炉法は焼結過程を経た鉄鉱石と有煙炭を原料にして製造したコークスなどを高炉に共に入れて酸素を吹き込んで、鉄鉱石を鉄に還元し、鎔鉄を製造する方法である。鎔鉄生産設備の大半をなしている高炉法を用いるには、その反応特性上一定レベル以上の強度を保ち、炉内の通気性確保を保証できる粒度を有する原料が要求されるため、前述のように、燃料及び還元剤として使用する炭素源には特定原料炭を加工処理したコークスに依存し、鉄源としては一連の塊状化工程を経た焼結鉱に主に依存している。従って、現在の高炉法ではコークス製造設備及び焼結設備などの原料予備処理設備が必須であるため、高炉以外の付帯設備を構築する必要があるだけでなく、付帯設備から発生する様々な環境汚染物質に対する環境汚染防止設備も設置する必要があって、投資費用の高騰により、製造原価が急騰する問題点がある。

このような高炉法の問題点を解決するために、世界各国の製鉄所では燃料及び還元剤として一般炭を直接使い、鉄源としては全世界鉱石生産量の８０％以上を占める粉鉱を直接使って、鎔鉄を製造する溶融還元製鉄法の開発に力を入れている。米国特許公報第５，５３４，０４６号は、一般炭及び粉鉱を直接用いる鎔鉄製造設備を開示している。前記特許に開示された鎔鉄製造装置は気泡流動層が形成された３段の流動還元炉とここに連結された溶融ガス化炉で構成される。常温の粉鉱及び副原料は最初の流動還元炉に装入された後、３段の流動還元炉を順次に経て処理される。３段の流動還元炉には溶融ガス化炉から高温還元ガスが供給されるため、常温の粉鉱及び副原料が高温還元ガスと接触して、温度が上昇する。これと同時に、常温の粉鉱及び副原料は９０％以上還元されて、３０％以上焼成して、溶融ガス化炉内に装入される。

溶融ガス化炉内には石炭が供給され、石炭充填層が形成されて、常温の粉鉱及び副原料が石炭充填層内で溶融及びスラグ化されて鎔鉄及びスラグとして排出される。溶融ガス化炉の外壁に設けられた多数の羽口を通して、酸素が吹き込まれ、石炭充填層を燃焼すると共に高温の還元ガスとして転換され、流動還元炉に送られ、常温の粉鉱及び副原料を還元した後、外部に排出する。

しかし、前記鎔鉄製造装置では溶融ガス化炉の上部に高速のガス気流が形成されているため、溶融ガス化炉に装入される粉還元鉄を及び焼成副原料が飛散によって損失される問題点がある。また、粉還元鉄を及び焼成副原料を溶融ガス化炉に装入する場合、溶融ガス化炉内の石炭充填層の通気性及び通液性の確保が難しい問題点がある。

このような問題点を解決するために粉還元鉄を及び副原料をブリケット化して溶融ガス化炉に装入する方法が研究されている。これと関連して、米国特許公報第５，６６６，６３８号は楕円形の海綿鉄ブリケットを製造する方法と装置を開示している。また、米国特許第４，０９３，４５５号、第４，０７６，５２０号及び第４，０３３，５５９号は板形または段ボール形の不定形海綿鉄ブリケットを製造する方法と装置を開示している。ここでは、粉還元鉄を長距離輸送に適するよう、高温塊成化し冷却して、海綿鉄ブリケットを製造する。

鉛直方向に配置されたスクリューフィーダーは、海綿鉄ブリケットの少量製造には適しているが、海綿鉄ブリケットの大量製造には適さない。このような方法で海綿鉄ブリケットを製造する場合、生産量増大のため粉還元鉄の装入量を増加させると、ロールの長さ方向の中心部に粉還元鉄があまり分布しなくなって、ブリケットが途中で切れる問題点がある。また、大量生産設備では粉還元鉄を圧着成型するロールが大型化されることによってロールの長さが長くなるため、ロールの長さ方向に沿って流入する粉還元鉄の量が一定でないだけでなく還-元-鉄ブリケットの中央が分かれるスプリット（ｓｐｌｉｔ）現象が発生して、後段工程において破砕時に多量の粉塵が発生する。

本発明は前述した問題点を解決するため案出されたもので、塊成体の大量製造に適した塊成体製造装置を提供することを目的としている。

また、本発明は前述した塊成体製造装置を備えた鎔鉄製造装置を提供することを他の目的としている。

本発明による塊成体製造装置は、粉還元鉄含有還元体が装入される装入ホッパー、装入ホッパーの内部に設置されて、鉛直方向と鋭角をなされて装入ホッパーに流入する粉還元鉄含有還元体を排出するスクリューフィーダー、そして装入ホッパーからスクリューフィーダーによって排出する粉還元鉄含有還元体を圧縮して、塊成体を製造すると共に、互いに離隔してギャップを形成する一対のロールを含む。各スクリューフィーダーが一対のロールの軸方向に沿って並んで配列されて、各々のスクリューフィーダーの中心軸の延長線がギャップを通過する。装入ホッパーの下部に設置されて、粉還元鉄含有還元体を一対のロールに伝達しながら、装入ホッパーに対向して、下部に凸状空間を形成する供給ボックスをさらに含む。

スクリューフィーダーの中心軸を含む平面は一対のロールの軸を含む平面と実質的に直角交差するのが望ましい。

スクリューフィーダーの中心軸と鉛直方向がなす角度は７°乃至９°であるのが好ましい。

スクリューフィーダーの中心軸と鉛直方向がなす角度は実質的に８°であるのが好ましい。

各々のスクリューフィーダーの中心軸の延長線は、鉛直方向にギャップの中心を通る線上で交差するのが望ましい。

一対のロールに流入する粉還元鉄含有還元体の量は一対のロールの長さ方向に沿って実質的に均一であるのが望ましい。

還元体は副原料をさらに含んでもよい。

ガイドチューブが供給ボックスに挿入されてもよい。

供給ボックスは装入ホッパーに対向して膨らむように形成されて、傾いた中心部と、中心部の両端に連結された周辺部を含んでもよい。

供給ボックスの中心部の水平面に対する傾斜角とガイドチューブの端部面の水平面に対する傾斜角が実質的に同じであるのが望ましい。

供給ボックスの中心部の下部面はロール表面に対向するように設置されるのが望ましい。

供給ボックスの中心部の下部面にはロールの長さ方向に多数の突出部が形成されてもよい。

一対のロールの両側面に位置して、ロールの回転を支持する支持部が供給ボックスの下部面に突出されてもよい。

供給ボックスの内部にガイドチューブが挿入される貫通孔を囲む冷却流路が形成されてもよい。

冷却流路の入口及び出口を供給ボックス上のガイドチューブの間に設置してもよい。

粉還元鉄含有還元体が供給ボックス内に流入して供給ボックス内で密閉されてもよい。

装入ホッパーはギャップ側に延びたガイドチューブを含み、ガイドチューブの最大長さに対応するガイドチューブの端部が供給ボックスの下部に突出してもよい。

装入ホッパーは、ギャップ側に延びたガイドチューブを含み、ガイドチューブは鉛直方向に対して鋭角で傾きながら、ガイドチューブの端部がロールの軸方向でギャップの中心を囲むのが望ましい。

ガイドチューブの端部面は楕円形形状であるのが好ましい。

ガイドチューブの長さはギャップの中心から遠くなるほど長くなるのが望ましい。

ガイドチューブの外周に段差が形成されてもよい。

ガイドチューブの最大長さと、ガイドチューブの最短長さの差は、０．５４ｒ乃至１．１５ｒであるのが好ましい。ここで、ｒはガイドチューブの内半径である。

ガイドチューブの最短長さと最大長さを含む平面は一対のロールの軸を含む平面と実質的に直角交差するのが望ましい。

ガイドチューブの端部面は水平面と２０°乃至３５°の角度をなすのが望ましい。

ガイドチューブ内に冷却媒体が流れてもよい。

ガイドチューブの内径は粉還元鉄含有還元体の排出方向に沿って段々大きくなるのが望ましい。

ガイドチューブの入口側内径と出口側内径の差に対するガイドチューブの最大長さの比は７５乃至１００であるのが好ましい。

ガイドチューブは、粉還元鉄含有還元体が通過するガイドチューブ内側管、及びガイドチューブ内側管を囲むガイドチューブ外側管を含んでもよい。

ガイドチューブ内側管とガイドチューブ外側管の間に冷却媒体が流れてもよい。

ガイドチューブ外側管にはガイドチューブ内側管と対向する螺旋状の溝が形成されて、螺旋状の溝に沿って冷却媒体が流れてもよい。

前記螺旋状の溝の断面は半円形であるのが好ましい。

冷却媒体は窒素であるのが好ましい。

スクリューフィーダーに装入ホッパーの内壁に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する一つ以上の装入ホッパー・削り器（ｓｃｒａｐｅｒ）を装着するのが望ましい。

装入ホッパー削り器の削り面が装入ホッパーの内壁と均一な距離に離隔して装入ホッパーの内壁の長さ方向に延びてもよい。

削り面は、スクリューフィーダーと離隔して、スクリューフィーダーとの間に空間を形成することができる。

削り面の両端が折れ曲がって、スクリューフィーダーに連結固定されるのが望ましい。

削り面の両端は曲率を有して折れ曲がってもよい。

削り面の両側面のうちの少なくとも一つはスクリューフィーダーの回転方向に傾いて、形成されるのが望ましい。

装入ホッパーの内壁傾斜面に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する装入ホッパー削り器は、削り面の両端から折れ曲がってスクリューフィーダー表面まで延びた折れ曲り長が互いに異なってもよい。

スクリューフィーダーの中心軸の下部にスクリューが装着されて、スクリューの直上部に折れ曲り長が異なる削り器を設置するのが望ましい。

装入ホッパー削り器は、装入ホッパーの内壁に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する削り部材、及び削り部材の両端に連結して、スクリューフィーダーに固定装着される一対の支持部材を含んでもよい。

支持部材はスクリューフィーダーにねじ結合されるのが望ましい。

削り部材は装入ホッパーの内壁に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する削り面を含み、削り部材は削り面で折れ曲がって支持部材に連結されてもよい。

装入ホッパーの内壁傾斜面に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する装入ホッパー削り器は、削り面の両端から折れ曲がって一対の支持部材に連結するまでの折れ曲り長が互いに異なってもよい。

装入ホッパー削り器はスクリューフィーダーに付着した第１支持部と、第１支持部の下部に位置しながらスクリューフィーダーに付着した第２支持部を含み、第１支持部に連結された折れ曲り長は第２支持部に連結された他の折れ曲り長より長いのが望ましい。

装入ホッパー削り器はスクリューフィーダーの長さ方向に沿って２個以上装着されるのが望ましい。

２個以上の削り器はスクリューフィーダーを間において、互いに反対方向に交互に装着されてもよい。

本発明による塊成体製造装置は、粉還元鉄含有還元体が装入される装入ホッパー、装入ホッパーの内部に設置されて、鉛直方向と鋭角をなされて装入ホッパーに流入する粉還元鉄含有還元体を排出するスクリューフィーダー、そして装入ホッパーからスクリューフィーダーによって排出する粉還元鉄含有還元体を圧縮して、塊成体を製造すると共に、互いに離隔してギャップを形成する一対のロールを含む。各スクリューフィーダーが一対のロールの軸方向に沿って並んで配列されて、各々のスクリューフィーダーの中心軸の延長線がギャップを通過する。一対のロールの周りを囲むロールケーシング（ｒｏｌｌ ｃａｓｉｎｇ）、及びロールと離隔してロールの長さ方向にロールケーシング内側間を連結するように設置されて、ロール表面に付着した塊成体を削り取るロール削り器（ｒｏｌｌ ｓｃｒａｐｅｒ）をさらに含む。

ロール削り器はロールの下部に設置されてもよい。

削られた塊成体と隣接するロール削り器の第１面は、ロールの表面に対向するロール削り器の第２面と鋭角をなすのが望ましい。

鋭角は３０°乃至６０°であるのが好ましい。

ロール削り器とロール間の離隔距離は一対のロールの間の間隔以下であるのが好ましい。

ロール削り器とロール間の離隔距離は、２ｍｍ乃至４ｍｍであるのが好ましい。

ロール削り器は一対のロールに対応して位置する複数の削り器ロールを含んでもよい。

各削り器ロールは、一対のロールに対応位置して、塊成体を削り取る削り器部、及び削り器部を支持する固定部を含んでもよい。

削り器ロールの削り器部は互いに離隔しているのが望ましい。

削り器部の外周に凹部及び凸部が連続形成されてもよい。

ロール表面には多数の凹部が形成されており、ロールの凹部は削り器ロールの凸部と対向してもよい。

ロールとこれに対応するロール削り器との離隔距離は３ｍｍ乃至５ｍｍであるのが好ましい。

ロール削り器は、ロールの長さ方向に前記ロールケーシング内側間を連結する軸、及び軸の両端を固定する一対の固定ブロックをさらに含んでもよく、多数の削り器ロールは軸上に設置されてもよい。

ロール削り器は、削り器ロールと前記軸の間に挿入されるブッシュ（ｂｕｓｈ）、削り器ロールとブッシュが軸から抜け出ないように支持するカバー部材、カバー部材を軸に固定するストッパー、及び固定ブロックをロールケーシングに固定する固定部材をさらに含んでもよい。

本発明による鎔鉄製造装置は、前述した塊成体製造装置、塊成体製造装置から排出する塊成体を破砕する破砕機、そして破砕機で破砕した塊成体を装入して溶融する溶融ガス化炉を含む。

塊炭及び成形炭より選ばれた少なくともひとつの石炭を溶融ガス化炉に供給することができる。

本発明による塊成体製造装置は前述したような構造を有するため、大量の粉還元鉄含有還元体から塊成体を製造することに適している。また、本発明による鎔鉄製造装置は前述した塊成体製造装置を含むため、優れた品質の鎔鉄を製造することができる。

以下、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる最も望ましい実施形態と、添付図を参照して本発明を詳細に説明する。このような実施形態は単に本発明を例示するためであり、本発明がここに限定されるのではない。

以下、図１乃至図１６を参照して、本発明の実施形態を説明する。このような本発明の実施形態は単に本発明を例示するためであり、本発明がここに限定されるのではない。

図１には装入ホッパー１０と一対のロール２０を含む塊成体製造装置１００を概略的に示す。一対のロール２０の各端部にはギアが付着して一対のロール２０を連動回転させる。図１に示した塊成体製造装置の構造は単に本発明を例示するためであり、本発明がこれに限定されるのではない。従って、塊成体製造装置を他の形態に変形してもよい。

図１に示した装入ホッパー１０の中央に位置した開口部１６を通じて、矢印Ａが示す方向に沿って粉還元鉄を含有する還元体が装入される。粉還元鉄含有還元体は鉄鉱石から製造される。粉還元鉄含有還元体は、焼成副原料をさらに含んで、多段の流動還元を経て、還元される。それ以外の他の方法で製造された粉還元鉄含有還元体を装入ホッパー１０に装入することもできる。装入ホッパー１０の上部には排気孔１４が形成されて、高温の粉還元鉄含有還元体で発生するガスを除去する。

装入ホッパー１０は下側に延びたガイドチューブ７０を含む。ガイドチューブ７０は下部に位置する供給ボックス３０に挿入される。供給ボックス３０はロール２０の軸方向（Ｙ軸方向）に沿ってガイドチューブ７０と重なるチークプレート８０（図２に示す。以下同様）と密着する。

装入ホッパー１０内部にはロール２０の軸方向（Ｙ軸方向）に沿って、スクリューフィーダー１２が設けられる。従って、粉還元鉄含有還元体は一対のロールの長さ方向に沿って均等に装入されることができる。スクリューフィーダー１２は装入ホッパー１０に流入する粉還元鉄含有還元体を一対のロール２０の間のギャップから排出する。ここで、ギャップは一対のロールの長さ方向に沿って存在するロールの間の空間をいう。スクリューフィーダー１２の下段に装着されたスクリュー１２２（図２に示す）は重力によって、下部に集まる粉還元鉄含有還元体をモータ（図示せず）の回転によって、下部に排出する。モータはスクリューフィーダー１２の上段に付着する。

一対のロール２０はロールケーシング２４内に位置する。一対のロール２０はスクリューフィーダー１２によって排出する粉還元鉄含有還元体を圧縮して、塊成体を製造する。一対のロール２０はロールコア２０２（図３に示す）及びこれを囲むロールタイヤ２０４（図３に示す）を含む。ロール２０の両端にはロールカバー２６が付着する。

図２には図１に示した塊成体製造装置１００の断面構造を示す。

粉還元鉄含有還元体はガイドチューブ７０を通じて、スクリューフィーダー１２によって供給ボックス３０内に流入する。供給ボックス３０は装入ホッパー１０の下部に設置されて、粉還元鉄含有還元体を一対のロール２０に伝達する。

スクリューフィーダー１２は鉛直方向と鋭角をなすため、粉還元鉄含有還元体をロール２０の中心部に簡単に装入させることができる。つまり、スクリューフィーダー１２の中心軸が傾いて、ロール２０の中心部に向かうため、粉還元鉄含有還元体をロール２０の中心部に簡単に装入させることができる。図２に示したように、スクリューフィーダー１２の中心軸の延長線は一対のロール２０のギャップ（Ｇ）の中心を通る線上で交差する。従って、外部に飛散する粉還元鉄の量を最少化できて、塊成体の圧縮率を増加することができる。

スクリューフィーダー１２の中心軸と鉛直方向がなす角度（γ）は７°乃至９°であるのが好ましい。角度（γ）が７未満であれば、スクリューフィーダー１２の中心軸方向が鉛直方向と略同じになるため、ロール２０の中心部に粉還元鉄がスムーズに供給されない。また、ガスによって、多量の粉還元鉄が飛散されるため、ロール２０中心部での圧縮は不可能である。そして、角度（γ）が９°を越える場合、ロール２０中心部にだけ粉還元鉄が集中するため、負荷が大きくなる。

特に、スクリューフィーダー１２の中心軸と鉛直方向がなす角度（γ）が実質的に８°であれば、最も優れた品質の粉還元鉄含有塊成体を製造することができる。ここで、角度（γ）が実質的に８°というのは、８°或いは８°に近い角度を意味する。

スクリューフィーダー１２は一つ以上の装入ホッパー削り器１８を装着する。装入ホッパー削り器１８は装入ホッパー１０の内部に設置した削り器である。装入ホッパー削り器１８は装入ホッパー１０の内壁に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する。図２には２個の装入ホッパー削り器１８を示したが、これは単に本発明を例示するものであり、本発明がここに限定されるのではない。従って、装入ホッパー削り器１８を複数設置することもできる。

装入ホッパー削り器１８の削り面の両端は折れ曲ってスクリューフィーダー１２に連結固定される。ここで、削り面の両端が折れ曲るため、角部が角を形成しない。従って、粉還元鉄含有還元体との接触時に駆動抵抗を最少化することができる。

装入ホッパー削り器１８の削り面１８０（図１０に図示、以下、同様）は装入ホッパー１０の内壁１０２と等距離に離隔している。削り面は装入ホッパー１０の内壁１０２の長さ方向に延びている。従って、削り面が装入ホッパー１０の内壁１０２と対向する面積が広くなるため、装入ホッパー１０の内壁１０２に付着した高温の粉還元鉄含有還元体を簡単に除去できる。また、削り面はスクリューフィーダー１２と離隔してその間に空間１８２を形成する。従って、粉還元鉄含有還元体が内部空間で通過することによって回転中のスクリューフィーダー１２にかかる負荷を最少化できる。

装入ホッパー削り器１８は、装入ホッパー１０の内壁傾斜面１０４にも付着できる。この場合、削り面の両端から折れ曲ってスクリューフィーダー１２表面まで延びた折り曲げ長（ｈ１、ｈ２）は互いに異なっている。従って、装入ホッパー削り器１８が装入ホッパー１０の傾斜面１０４に当らないようにしながら、傾斜面１０４に付着した高温の粉還元鉄含有還元体を効率的に除去することができる。

粉還元鉄含有還元体を排出し易くするためにスクリュー１２２の上部で装入ホッパー１０の内径を減らして、装入ホッパー１０内部に傾斜面１０４が形成される。従って、スクリュー１２２の直上部には折り曲げ長が異なる装入ホッパー削り器１８を設置するのが望ましい。

ガイドチューブ７０はギャップ（Ｇ）側に延びている。ギャップ（Ｇ）の中心から遠くなるほどガイドチューブ７０の長さは順次に長くなる。従って、塊成体を大量生産する場合、ガイドチューブ７０から排出する粉還元鉄含有還元体の飛散を防止することができる。特に、ガイドチューブ７０の端部７１３１がロール２０の軸方向（Ｙ軸方向）でギャップ（Ｇ）の中心を囲むため、外部に飛散する粉還元鉄の量を最少化できる。

ガイドチューブ７０の最大長さに対応するガイドチューブの端部７１３１は供給ボックス３０の下部に突出されている。従って、ガイドチューブ７０から排出する粉還元鉄含有還元体が飛散されるのを防止することができる。

また、ガイドチューブ７０は鉛直方向に対して鋭角に傾く。従って、粉還元鉄含有還元体が一対のロール２０の間に流入する場合、ロール２０の長さ方向に沿って粉還元鉄含有還元体を均一に分布させ、また、ロール２０の中心部に粉還元鉄含有還元体をスムーズに装入させることができる。従って、品質のよい塊成体を製造することができる。

ガイドチューブ７０は水平面に対して傾斜をなしているため、粉還元鉄含有還元体が飛散するのを防止することができる。図２で傾斜角をαと示す。ガイドチューブ７０の端部面７１５（図５に図示）は水平面と２０°乃至３５°の角度をなすのが望ましい。つまり、傾斜角（α）が２０°乃至３５°であるのが好ましい。

傾斜角（α）が２０°未満の場合、ギャップ中心部に還-元-鉄が入りにくい。傾斜角（α）が３５°を越える場合、供給ボックス３０の下部空間が大きくなる。従って、下部空間の上部にガスが停滞するため、粉還元鉄が外部に簡単に飛散されることができる。

供給ボックス３０は装入ホッパー１０に対向して、下部に凸状空間を形成する。従って、供給ボックス３０は大量に流入する粉還元鉄含有還元体の渋滞層を確保できるので、粉還元鉄含有還元体をギャップ（Ｇ）中心に適切に供給することができる。

特に、供給ボックス３０の中心部の水平面に対する傾斜角（β）とガイドチューブ７０の端部面７１５に対する傾斜角（α）は実質的に同じある。つまり、傾斜角（β）と傾斜角（α）が同一あるいは略同じである。従って、粉還元鉄含有還元体がギャップ（Ｇ）に入りながら、効率的に分布できる。

図３には図１に示した塊成体製造装置１００の他の断面構造を示す。

図３に示したように、スクリューフィーダー１２の中心軸の延長線はギャップ（Ｇ）を通過するため、粉還元鉄含有還元体がギャップ（Ｇ）に効率的に装入されることができる。ギャップ（Ｇ）に装入された粉還元鉄含有還元体は矢印方向に回転するロール２０によって圧縮される。

図３に示したように、ロール２０によって成形された塊成体（Ｂ）がロール２０の表面に付着して、継続して進行することができる。従って、ロール削り器９０をロール２０の下部に設置して、塊成体（Ｂ）をロール２０の表面から取り外す。ロール削り器９０をロール２０の下部に設置するため、ロール２０の表面に付着した塊成体８０を排出口２８を通じて、直ちに排出することができる。

ロール削り器９０はロール状の削り器のことではなく、ロール２０の周りに付着した削り器を意味する。ロール削り器９０は前記装入ホッパー削り器１８（図２に図示）と区別される。ロール削り器９０は一対のロール２０各々に設置できる。

図３の拡大円にはロール削り器９０の断面構造を拡大して示す。図３の拡大円に示したように、ロール削り器９０はロールケーシング２４内側に付着した削り器支持台９２によって支持される。ロール削り器９０は第１面９０１及び第２面９０３を含む。第１面９０１は取り外した塊成体と隣接し、第２面９０３はロール２０の表面と対向する。第１面９０１と第２面９０３は鋭角（δ）をなす。鋭角（δ）に対応する部分は尖るように突出している。従って、ロール２０の表面に付着した塊成体が 鋭角（δ）に対応する部分にかかってロール２０から除去される。従って、塊成体（Ｂ）をロール２０から簡単に取り外せる。

第１面９０１と第２面９０３が交差してなる鋭角（δ）は３０°乃至６０°であるのが好ましい。鋭角（δ）が３０°未満であれば鋭角（δ）に対応する部分が尖りすぎてしまし、飛び出るようになる。従って、ロール２０から取り外した塊成体（Ｂ）がロール削り器９０の第１面９０１に隣接して、水平方向に継続して進行する。従って、塊成体（Ｂ）が排出口２８から排出できない可能性もある。鋭角（δ）が６０°を越えれば、角度が広くなり、塊成体８０がロール２０でよく除去されない。

ロール削り器９０とロール２０間の離隔距離（ｄ１）は一対のロール２０の間の間隔、つまり、ギャップ（Ｇ）の間隔以下であるのが好ましい。ロール削り器９０をロール２０から離隔させて、ロール２０との干渉を防止する。さらに、離隔距離（ｄ１）を前述のように調節して、ロール２０に付着した塊成体を簡単に取り外せる。

離隔距離（ｄ１）は２ｍｍ乃至４ｍｍであるのが好ましい。ロールケーシング２４に付着したロール削り器支持台９２の高さを変えて、離隔距離（ｄ１）を調節することができる。離隔距離（ｄ１）が２ｍｍ未満の場合、ブリケット製造装置１００の作動に応じた振動によって、ロール削り器９０とロール２０との間に干渉が発生することがある。また、離隔距離（ｄ１）が４ｍｍを越えれば、離隔距離が大きすぎて、ロール２０に付着した塊成体８０を取り外すのが困難である。

供給ボックス３０は装入ホッパー１０と対向して、下部に凸状空間を形成する。従って、供給ボックス３０の内部に粉還元鉄含有還元体の滞留空間を確保できるため、粉還元鉄含有還元体がロール２０の中心部に円滑に入る。粉還元鉄含有還元体は供給ボックス３０内に流入して供給ボックス３０内で密閉される。

供給ボックス３０の下部面３６はロール２０の表面に対向する。つまり、供給ボックス３０の下部面３６はロール２０と所定距離だけ離隔して設けられる。下部面３６は供給ボックス３０の中心部に位置する。従って、ロール２０の回転によって、粉還元鉄含有還元体が外部に飛散されるのを防止することができる。特に、下部面３６にはロール２０の長さ方向に多数の突出部３６１が形成されている。従って、粉還元鉄含有還元体は突出部３６１によって遮断されるため、外部に飛散されない。

図４は供給ボックス３０の構造をより詳細に示す。供給ボックス３０は一対のロール２０の上部に位置すると共に、一対のロール２０との間に密閉空間を形成する部材である。

図４に示したように、供給ボックス３０は中心部と周辺部を含む。中心部は装入ホッパーに対向して膨らむように形成されて傾いている。周辺部は中心部の両端に連結される。冷却流路の入口３４１及び出口３４３は中心部に設けられる。また、ガイドチューブが挿入される貫通孔３２も中心部に形成される。チークプレートが挿入される開口部３７は周辺部に形成される。また、固定用ボルト締結孔３５及びレベル調整用ホール３９も周辺部に形成される。

供給ボックス３０の下部面に支持部３１が突出されている。支持部３１は一対のロールの両側面に位置して、ロールの回転を支持する。従って、ロールの回転位置が変わることなく軸整列が一定に維持される。

供給ボックス３０の内部には冷却流路３４が形成される。冷却流路３４は貫通孔３２を囲む。冷却水が冷却流路３４を通じて流れる。冷却水は供給ボックス３０に流入する粉還元鉄含有還元体を冷却させる。従って、供給ボックス３０の熱変形を防止することができる。特に、供給ボックス３０の下部空間３８にＤＲＩを含む還元体が密集する場合にも供給ボックス３０の熱変形を防止することができる。熱変形防止により粉還元鉄の飛散も防止することができる。特に、冷却流路３４を供給ボックス３０の中心部に集中させて、熱変形を最小化する。冷却流路の入口３４１及び出口３４３は供給ボックス３０上のガイドチューブの間に設置する。従って、供給ボックス３０の中心部で冷却水が急速に循環するため、高熱状態の供給ボックス３０の中心部が冷却されやすくなる。

図５は本発明の第１実施形態による塊成体製造装置に具備されたガイドチューブ７０を概略的に示す。図５に示したガイドチューブ７０の形態は単に本発明を例示するものであり、本発明がここに限定されるのではない。図５の左側の拡大円にはガイドチューブ７０の最短長さに対応する辺７１１と最長長さに対応する辺７１３を含むと共に、ガイドチューブ７０を切断した断面を示す。図５の右側の拡大円には下から見たガイドチューブ７０の端部面７１５を示す。

ガイドチューブ７０は傾いているため、その端部面７１５は楕円形になる。従って、粉還元鉄含有還元体を安定的に排出することができる。つまり、ガイドチューブ７０を塊成体製造装置に設置する場合、ガイドチューブ７０がギャップを囲むため、粉還元鉄含有還元体をギャップ側に安定的に排出することができる。

図５の右側の拡大円に示したように、ガイドチューブ７０の外周には段差を形成することができる。段差の部分はチークプレート８０（図２に図示）と重なる。従って、粉還元鉄含有還元体がガイドチューブ７０とピークプレート８０との間に抜け出ないようにして粉還元鉄が飛散されるのを防止する。

図５の左側拡大円に示したように、ガイドチューブの最長長さに対応する辺７１３と最短長さに対応する辺７１１は傾斜角（θ）をなす。傾斜角（θ）は１５°乃至３０°であるのが好ましい。傾斜角（θ）が１５°未満の場合、ガイドチューブ７０を傾けて設置しても粉還元鉄の飛散を防止するのに効率が悪い。傾斜角（θ）が３０°を越えれば供給ボックスの内部空間が大きくなる。従って、ガスが停滞して、粉還元鉄含有還元体が外部に飛散することがある。

傾斜角（θ）をより詳細に説明する。ガイドチューブ７０の内部直径を２ｒとし、ガイドチューブ７０の最長長さに対応する辺７１３と最短長さに対応する辺７１１との長さの差をｈ１とする。２ｒとｈ１との間には次の数式１のような関係が成立する。

ｔａｎθ=ｈ１／２ｒ （数式１）

ここで、θはガイドチューブの最短長さに対応する辺と最長長さに対応する辺の傾斜角、ｈ１はその長さの差、ｒはガイドチューブの内半径である。

数式１を変形すると、ｈ１=２ｒ×ｔａｎθになる。θは１５°乃至３０°であるため、ｈ１は２ｒ×ｔａｎ１５°乃至２ｒ×ｔａｎ３０°になる。つまり、ｈ１は０．５４ｒ乃至１．１５ｒである。

図６は本発明の第２実施形態による塊成体製造装置に具備されたガイドチューブ７５を示す。図６に示したように、ガイドチューブ７５の内部を通して、冷却媒体が流れる。ガイドチューブ７５を通じて、高温の粉還元鉄含有還元体が通過するため、ガイドチューブ７５が熱変形される可能性がある。従って、ガイドチューブ７５の内部を通して、冷却媒体を流せばガイドチューブ７５が冷却されて、熱変形が起きない。冷却媒体としては水または窒素などを使用することができる。これらの冷却媒体中から操業中の安全のために質素を冷却媒体として使用するのが好ましい。

図６に示したように、ガイドチューブ７５は粉還元鉄含有還元体の排出方向に沿って順次に大きくなるように設計されている。つまり、ガイドチューブ７５の出口側内径（Ｄ２）はガイドチューブ７５の入口側内径（Ｄ１）より大きい。ガイドチューブ７５はテーパ（ｔａｐｅｒ）状になっている。従って、粉還元鉄含有還元体はガイドチューブ７５の上部から下部まで円滑に通る。

ガイドチューブ７５の最長長さをｈ２とすると、ガイドチューブ７５の入口側内径（Ｄ１）と出口側内径（Ｄ２）の差に対するガイドチューブ７０の最長長さ（ｈ２）の比は７５乃至１００であるのが好ましい。この比が７５未満であれば、ガイドチューブ７５の入口側内径（Ｄ１）と出口側内径（Ｄ２）の差が大きすぎて、塊成体製造装置の設計に適用しにくい。また、比が１００を越えれば、ガイドチューブ７０と入口側内径（Ｄ１）と出口側内径（Ｄ２）が略同じになって、粉還元鉄含有還元体を円滑に排出できない。

ガイドチューブ７５はガイドチューブ内側管７５１、ガイドチューブ外側管７５３及びフランジ（ｆｌａｎｇｅ）７５５を含む。それ以外に他の部分を含める。ガイドチューブ内側管７５１を通じて、粉還元鉄含有還元体が通過する。ガイドチューブ外側管７５３はガイドチューブ内側管７５１を囲む。ガイドチューブ外側管７５３の上部を囲むフランジ７５５は上部に位置する装入ホッパー１０と当接している。フランジ７５５は装入ホッパー１０とガイドチューブ７５との間を密封して、粉還元鉄含有還元体が外部に漏れ出ないようにする。

冷却媒体はガイドチューブ内側管７５１とガイドチューブ外側管７５３の間に流れる。
ガイドチューブ内側管７５１とガイドチューブ外側管７５３が密着しているため、冷却媒体が外部に漏洩する可能性はない。ガイドチューブ外側管７５３には螺旋形溝７５３１が形成されている。螺旋形溝７５３１は冷却媒体注入口７５８から冷却媒体流出口７５９まで連結される。螺旋形溝７５３１はガイドチューブ７５を完全に囲む。螺旋形溝７５３１に沿って冷却媒体が流れるため、ガイドチューブ７５を円滑に冷却することができる。螺旋形溝７５３１の断面は半円形で形成することができる。この場合、ガイドチューブ７５の加工しやすくなる。

図７にはガイドチューブ７０とロール２０の軸２２との関係を示す。また、図７にはスクリューフィーダー１２とロール２０の軸２２との関係も示す。図７に示したように、ガイドチューブ７０の最短長さ及び最長長さに対応する辺を含む平面（Ｄ）と一対のロール２０の軸２２を含む平面（Ｃ）が互いに交差する。

平面（Ｃ）と平面（Ｄ）が交差してなす角度（ε）は実質的に直角であるのが好ましい。つまり、角度（ε）は直角或は直角に近いのが望ましい。平面（Ｄ）はスクリューフィーダー１２の中心軸も含む。従って、スクリューフィーダー１２の中心軸とロール２０の軸２２との関係も同様である。平面（Ｃ）と平面（Ｄ）が実質的に直角交差するため、ガイドチューブ７０及びスクリューフィーダー１２からギャップ（Ｇ）に粉還元鉄含有還元体が円滑に供給される。従って、優れた品質の塊成体を製造することができる。

図８Ａ及び図８Ｂは各々本発明と従来技術による粉還元鉄含有還元体の装入分布を示す。図８Ａ及び図８Ｂはスクリューフィーダーの間に位置しながら、ロールに流入する粉還元鉄含有還元体を示す。図８Ａに示したように、本発明ではスクリューフィーダーが傾いて設けられるが、図８Ｂに示した従来技術ではスクリューフィーダーを鉛直方向に設置する。

図８Ａに示したように、本発明ではスクリューフィーダーが傾いているため、ロール中心部に粉還元鉄含有還元体が集中的に装入される。粉還元鉄含有還元体が傾いて装入されるため、ロール中心部の流入量が適切に調節される。従って、一対のロールに流入する粉還元鉄含有還元体の量は一対のロールの長さ方向に沿って実質的に均一になる。従って、多量の粉還元鉄含有還元体を使って、優れた品質の塊成体を製造することができる。

一方、図８Ｂに示した従来技術では粉還元鉄含有還元体が鉛直方向に移送されるため、スクリューフィーダーの間では粉還元鉄含有還元体の量が微小である。従って、中間の部分が切れるなど塊成体が不良に製造されて、破砕時に多量の粉塵が発生する。

図９Ａ及び図９Ｂは各々本発明と従来技術による粉還元鉄含有還元体の装入分布を示す。図９Ａ及び図９Ｂはスクリューフィーダー直下部に位置しながら、ロールに流入する粉還元鉄含有還元体を示す。図９Ａに示したように、本発明ではスクリューフィーダーが傾いて設けられるが、図９Ｂに示した従来技術ではスクリューフィーダーを鉛直方向に設置する。

図９Ａに示したように、本発明ではスクリューフィーダーが傾いているため、粉還元鉄含有還元体が滞留できる空間が広くなる。従って、多量の粉還元鉄含有還元体をロールに供給することができるため、品質が良好な塊成体を製造することができる。

一方、図９Ｂに示した従来技術ではスクリューフィーダーが鉛直方向に位置するため、スクリューフィーダーとロールの間の空間が足りない。従って、粉還元鉄含有還元体が滞留できる空間が狭くなる。従って、ロールに装入される粉還元鉄含有還元体の量が少なくて良好な品質の塊成体を製造できない。また、粉還元鉄含有還元体の滞留空間が足りなくて、スクリューフィーダーが詰まって、誤作動が起こりやすい。

図１０には内部にスクリューフィーダー１２を設置した装入ホッパー１０の内部構造を示す。図１０に示したように、２つ以上の装入ホッパー削り器１８がスクリューフィーダー１２を間において互いに反対方向に交互に装着されている。従って、スクリューフィーダー１２の機械的な均衡を維持できる。

矢印で示す方向にスクリューフィーダー１２が回転しながら装入ホッパー１０に付着した粉還元鉄含有還元体を取り外す。削り面１８０が移動しながら装入ホッパー１０に付着した粉還元鉄含有還元体を効率的に取り外せる。従って、装入ホッパー１０が還元鉄含有還元体によって詰まらない。

図１１は図１０に示した装入ホッパー削り器１８を分解した状態を示す。装入ホッパー削り器１８はスクリューフィーダー１２にねじ結合する。

装入ホッパー削り器１８は削り部材１８４と一対の支持部材１８６を含む。それ以外に必要に応じて他の部品をさらに含むことができる。削り部材１８４は装入ホッパーの内壁に付着した粉還元鉄含有還元体を取り外す。一対の支持部材１８６は削り部材１８４の両端に連結して、スクリューフィーダー１２に固定される。

削り部材１８４は削り面を含む。削り面は装入ホッパーの内壁と一定の距離で離隔する。削り面の両端は曲率を有して折れ曲がる。削り部材１８４は削り面で折れ曲がり支持部材１８６に連結される。削り部材１８４は両側に折れ曲がってその端部に凹部を形成する。従って、支持部材１８６を凹部に挿入して、支持部材１８６と削り部材１８４を簡単に組み立てられる。支持部材１８６の端部にはねじ溝が形成されている。支持部材１８６がスクリューフィーダー１２を貫くようにしてナット１８８で組み立てる。

図１１の拡大円には削り部材１８４の削り面をＸＩ-ＸＩ線に沿って切断した断面を示す。図１１の拡大円は上側から削り部材１８４を見た状態を示す。削り面の両側面１８４５のうちの少なくとも一つがスクリューフィーダー１２の回転方向に傾いて形成される。図１１の拡大円では削り面の両側面１８４５が全部傾いて形成されたことを示したが、これは単に本発明を例示するに過ぎず、本発明がここに限定されるのではない。従って、削り面の両側面１８４５のうちの少なくとも一つだけスクリューフィーダー１２の回転方向に傾いて形成すれば良い。従って、矢印方向にスクリューフィーダー１２が回転時に、削り面にかかる粉還元鉄含有還元体をより簡単に除去することができる。

特に、装入ホッパーの傾斜面に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する場合には、装入ホッパー削り器１８の構造を次の通り変形することができる。スクリューフィーダー１２の下部に付着した装入ホッパー削り器１８では削り面の両端が折れ曲がって、一対の支持部材１８６に連結される。一対の支持部材１８６に連結時に折り曲げ長（ｈ３、ｈ４）が互いに異なる。

支持部材１８６は第１支持部材１８６２と第２支持部材１８６４を含む。第１支持部材１８６２と第２支持部材１８６４はスクリューフィーダー１２に付着する。第２支持部材１８６４は第１支持部材１８６２の下部に位置する。削り面の端部と第１支持部材１８６２を連結する折り曲げ長（ｈ３）は削り面の端部と第２支持部材１８６４を連結する折り曲げ長（ｈ４）より長い。従って、削り面が装入ホッパーの内壁下部に向かって傾いて、位置する。従って、削り面が装入ホッパーの内壁と接触しないようにしながら、粉還元鉄含有還元体を簡単に除去することができる。

図１２は図３に示したロール削り器９０をより詳細に示す。ロール削り器９０はロールケーシング２４内側間を互いに連結するように設けられる。図１２では便宜上ロール２０とロールケーシング２４を破線で示す。

図１２に示したように、ロール２０の長さ方向（Ｙ軸方向）にロール削り器９０を設置する。ロール削り器９０はロール削り器支持台９２上部に設けられる。ロール削り器９０はロール削り器支持台９２上部にねじ９４及びボルト９６で堅固に固定される。これとは異なってロール削り器９０を削り器支持台９２に溶接して固定することもできる。ロール削り器９０を削り器支持台９２に堅固に固定するため、ブリケット製造時にブリケット製造装置から振動が発生してもロール削り器９０とロール２０との安定した離隔距離を確保できる。

図１３には本発明の第３実施形態による塊成体製造装置に具備された他のロール削り器９５を分解して示す。ロール削り器９５もロールケーシング内側間を連結するように設けられる。従って、ロール削り器９５は軸９５３に沿って長く延びた形状を有する。

図１３に示したように、ロール削り器９５は削り器ロール９５１、軸９５３及び固定ブロック９５５を含む。それ以外に、ロール削り器９５はブッシュ９５２、ストッパー（ｓｔｏｐｐｅｒ）９５７、カバー部材９５６、及びベース部材９５９をさらに含むことができる。図１３には２個の削り器ロール９５１を示したが、これは単に本発明を例示するためのものであり、本発明がここに限定されるのではない。従って、削り器ロール９５１を複数設置できる。

軸９５３は円筒棒状に形成され、ロール削り器９５を支持する。軸９５３には削り器ロール９５１、ブッシュ９５２及びカバー部材９５６を組み立てる。これらを固定するためにストッパー９５７をカバー部材９５６にボルト９５７１で固定する。ストッパー９５７は軸９５３に圧着されて、ロール９５１、ブッシュ９５２及びカバー部材９５６を固定させる。軸９５３は固定ブロック９５５に固定され、固定ブロック９５５はボルト９５５１とナット９５５３によってベース部材９５９に支持される。

削り器ロール９５１は削り器部９５１１及び固定部９５１３を含む。削り器部９５１１は固定部９５１３の上に形成されている。固定部９５１３は円筒状であり、ブッシュ９５２と結合する。削り器部９５１１は回転しながらロールと連動して、ロールに付着したブリケットを取り外す。

削り器ロール９５１はブッシュ９５２に固定され、アイドリング（ｉｄｌｉｎｇ）動作を繰り返す。ブッシュ９５２は軸９５３と削り器ロール９５１との間に挿入されて削り器ロール９５１をスムーズに回転させる。ブッシュ９５２は円筒状になっている。Ｔ字型のベース部材９５９はロールケーシングに溶接されて、軸９５３を堅固に支持する。

図１４にはロール削り器９５をブリケット製造装置１００に設置した状態の断面構造を示す。図１４に示したように、一つのロール削り器９５に５個の削り器ロール９５１を連続で設置できる。

図１４に示した５個の削り器ロール９５１を利用して、ロール２０に付着した塊成体を簡単に取り外せる。特に、削り器ロール９５１は固定ブロック９５５等によって、堅固に固定されるため、ロール２０が速い速度に回転してもその機能を十分に発揮することができる。

以下、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、ロール削り器９５の作動過程について説明する。

図１５Ａにはロール２０に付着した塊成体（Ｂ）がロール削り器９５に衝突しながらつぶれる状態を示す。ロール２０は時計回りに回転して、ロール削り器９５は反時計回りに回転する。図１５Ａに示したように、塊成体（Ｂ）はロール削り器９５に衝突しながらつぶれて、ロール２０から落ちる。従って、ロール２０に塊成体（Ｂ）が付着して回転するのを防止することができる。

図１５Ａに示したように、ロール削り器９５の削り器ロール９５１の外周には多数の凹部９５１１ｂと凸部９５１１ａが連続形成されている。凹部９５１１ｂと凸部９５１１ａは塊成体（Ｂ）をロール２０から切り落とす。

ロール２０の表面には多数の凹部２０４１が形成されており、ロール２０の凹部２０４１は削り器ロール９５１の凸部９５１１ａと対向する。つまり、ロール２０と削り器ロール９５１はラック（ｒａｃｋ）とピニオン（ｐｉｎｉｏｎ）役割を果たしながら、塊成体（Ｂ）がロール２０に付着するのを防止する。

図１５Ａの拡大円に図示したように、ロール削り器９５とロール２０との間の離隔距離（ｄ２）は３ｍｍ乃至５ｍｍであるのが好ましい。ロール削り器９５とロール２０との間の離隔距離（ｄ２）が３ｍｍ未満の場合、ロール削り器９５とロール２０との間の離隔距離が短すぎて、両者が互いに妨げになる可能性がある。また、ロール削り器９５とロール２０との間の離隔距離（ｄ２）が５ｍｍを越える場合、ロール削り器９５とロール２０との間の離隔距離が長すぎて、ロール２０から塊成体（Ｂ）を取り外しにくい。

図１５Ｂはロール２０に付着した塊成体（Ｂ）がロール２０とロール削り器９５との間に挿入されながら、破砕されて、下部に落ちる状態を示す。図１５Ｂに示したように、ロール２０とロール削り器９５が回転しながら塊成体（Ｂ）を破砕するため、塊成体（Ｂ）がロール２０に付着するのを防止することができる。

図１６には本発明の第１実施形態による塊成体製造装置１００を備えた鎔鉄製造装置２００を示す。図１６には本発明の第１実施形態による塊成体製造装置１００を備えた鎔鉄製造装置２００を示したが、これは単に本発明を例示するものであり、本発明がここに限定されるのではない。従って、鎔鉄製造装置２００は本発明の第２実施形態による塊成体製造装置及び第３実施形態による塊成体製造装置を備えることもできる。

図１６に示した鎔鉄製造装置２００は塊成体製造装置１００、破砕機４０、及び溶融ガス化炉６０を含む。破砕機４０は塊成体製造装置から排出する塊成体を破砕する。溶融ガス化炉６０は破砕機４０で破砕した塊成体を装入して溶融させる。これ以外に破砕機４０で破砕した塊成体を臨時貯蔵するための貯蔵槽５０をさらに含むことができる。破砕機４０及び溶融ガス化炉６０の構造は本発明の属する分野における通常の知識を有する者なら容易に理解できるものであり、その詳しい説明を省略する。

溶融ガス化炉６０には塊炭及び成形炭より選択された少なくともひとつの石炭を装入する。一般に塊炭は生産地で採取した粒度８ｍｍ超の石炭を一例として挙げられる。また、成形炭は生産地で採取した粒度８ｍｍ以下の石炭を粉砕して、プレスした石炭を一例として挙げられる。

塊炭または成形炭を溶融ガス化炉６０に装入して石炭充填層を形成する。溶融ガス化炉６０に酸素（Ｏ_２）を供給して、塊成体を溶融した後、出湯口から排出する。従って、良好な品質の鎔鉄を製造することができる。

本発明による塊成体製造装置は前述したような構造を有するため、大量の粉還元鉄含有還元体から塊成体を製造することに適している。また、本発明による鎔鉄製造装置は前述した塊成体製造装置を含むため、優れた品質の鎔鉄を製造することができる。

以上、本発明の望ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付図の範囲内で多様に変形されて、実施可能であり、これらも本発明の範囲に属するものとする。

本発明の第１実施形態による塊成体製造装置の斜視図。 図１のＩＩ-ＩＩ線に沿って切断した断面図。 図１のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿って切断した断面図。 本発明の第１実施形態による塊成体製造装置に具備されたフィーディングボックス（ｆｅｅｄｉｎｇ ｂｏｘ）の概略的な斜視図。 本発明の第１実施形態による塊成体製造装置に具備されたガイドチューブの概略的な斜視図。 本発明の第２実施形態による塊成体製造装置に具備されたガイドチューブの断面図。 本発明の第１実施形態による塊成体製造装置でスクリューフィーダー及びガイドチューブとロールの関係を示した図面。 本発明におけるスクリューフィーダーの間からロールに流入する還元体の装入分布を示した図面。 従来技術におけるスクリューフィーダーの間からロールに流入する還元体の装入分布を示した図面。 本発明におけるスクリューフィーダーの下部からロールに流入する還元体の装入分布を示した図面。 従来技術におけるスクリューフィーダーの下部からロールに流入する還元体の装入分布を示した図面。 図２のＸ-Ｘ線に沿って切断した断面図。 本発明の第１実施形態による塊成体製造装置に具備された装入ホッパー削り器の分解斜視図。 本発明の第１実施形態による塊成体製造装置に具備されたロール削り器の概略的な図面。 本発明の第３実施形態による塊成体製造装置に具備されたロール削り器の分解斜視図。 図１３に示したロール削り器の断面構造を示す図面。 ロール削り器の作動概念図。 ロール削り器の作動概念図。 本発明の第１実施形態による塊成体製造装置を備えた鎔鉄製造装置を概略的に示した図面。

符号の説明

１０ 装入ホッパー
１２ スクリューフィーダー
１４ 排気孔
１６ 開口部
１８ 装入ホッパー削り器
２０ ロール
２２ ロールの軸
２４ ロールケーシング
２６ ロールカバー
２８ 排出口
３０ 供給ボックス
３１ 支持部
３２ ガイドチューブが挿入される貫通孔
３４ 冷却流路
３５ 固定用ボルト締結孔
３６ 供給ボックスの下部面
３７ チークプレートが挿入される開口部
３８ 供給ボックスの下部空間
３９ レベル調整用ホール
４０ 破砕機
５０ 貯蔵槽
６０ 溶融ガス化炉
７０ ガイドチューブ（実施例１）
７５ ガイドチューブ（実施例２）
８０ 塊成体
９０ ロール削り器
９２ ロール削り器支持台
９４ ねじ
９５ ロール削り器
９６ ボルト
１００ 塊成体製造装置
１０２ 装入ホッパーの内壁
１０４ 装入ホッパーの内壁傾斜面
１２２ スクリュー
１８０ 装入ホッパー削り器の削り面
１８２ 空間
１８４ 装入ホッパーの削り部材
１８６ 装入ホッパーの一対の支持部材
１８８ ナット
２００ 鎔鉄製造装置
２０２ ロールコア
２０４ ロールタイヤ
３４１ 冷却流路の入口
３４３ 冷却流路の出口
３６１ 供給ボックスの下部面の多数の突出部
７１１ ガイドチューブの最短長さに対応する辺
７１３ ガイドチューブの最長長さに対応する辺
７１５ ガイドチューブの端部面
７５１ ガイドチューブ内側管
７５３ ガイドチューブ外側管
７５５ フランジ
７５８ 冷却媒体注入口
７５９ 冷却媒体流出口
９０１ ロール削り器の第１面
９０３ ロール削り器の第２面
９５１ 削り器ロール
９５２ ブッシュ
９５３ ロール削り器の軸
９５５ ロール削り器の固定ブロック
９５６ カバー部材
９５７ ストッパー
９５９ ベース部材
１８４５ 装入ホッパーの削り面の両側面
１８６２ 装入ホッパーの第１支持部材
１８６４ 装入ホッパーの第２支持部材
２０４１ 凹部
７１３１ ガイドチューブの端部
７５３１ 螺旋形溝
９５１１ 削り器ロールの削り器部
９５１１ａ 削り器ロール外周の凸部
９５１１ｂ 削り器ロール外周の凹部
９５１３ 削り器ロールの固定部
９５５１ ボルト
９５５３ ナット
９５７１ ボルト

Claims (58)

1. 粉還元鉄含有還元体が装入される装入ホッパー、
   前記装入ホッパーの内部に設置され、前記装入ホッパーに流入する粉還元鉄含有還元体を排出する一対のスクリューフィーダー、及び
   前記装入ホッパーから前記スクリューフィーダーによって排出する粉還元鉄含有還元体を圧縮して、塊成体を製造し、相互離隔してギャップを形成する一対のロールを含み、
   前記各スクリューフィーダーが前記一対のロールの軸方向に沿って並んで配列されて、
   前記スクリューフィーダーの中心軸を含む平面は、前記一対のロールの軸を含む平面と実質的に垂直交差し、
   前記スクリューフィーダーの中心軸と鉛直方向が鋭角をなし、
   前記各々のスクリューフィーダーの中心軸の延長線は、鉛直方向に前記ギャップの中心を通る線上で交差し、
   前記装入ホッパーの下部に設置されて、前記粉還元鉄含有還元体を前記一対のロールに伝達しながら、前記装入ホッパーに対向して、下部に凸状空間を形成する供給ボックスをさらに含むことにより、前記粉還元鉄含有還元体が前記供給ボックス内に流入して前記供給ボックス内で密閉されるようにし、
   前記装入ホッパーは、前記ギャップ側に延びたガイドチューブを含み、ガイドチューブが前記供給ボックスに挿入され、
   前記一対のロールに流入する前記粉還元鉄含有還元体の量は、前記一対のロールの長さ方向に沿って実質的に均等であるようにしたことを特徴とする塊成体製造装置。
2. 前記スクリューフィーダーの中心軸と鉛直方向がなす角度は、７°乃至９°であることを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
3. 前記スクリューフィーダーの中心軸と鉛直方向がなす角度は、実質的に８°であることを特徴とする請求項２に記載の塊成体製造装置。
4. 前記還元体は副原料をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
5. 前記供給ボックスは、前記装入ホッパーに対向して膨らむように形成されて傾いた中心部と、前記中心部の両端に連結された周辺部を含むことを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
6. 前記供給ボックス中心部の水平面に対する傾斜角と前記ガイドチューブ端部面の水平面に対する傾斜角が実質的に同じであることを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
7. 前記供給ボックスの中心部の下部面は前記ロール表面に対向するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
8. 前記供給ボックスの中心部の下部面には、前記ロールの長さ方向に多数の突出部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の塊成体製造装置。
9. 前記一対のロールの両側面に位置して、前記ロールの回転を支持する支持部が前記供給ボックスの下部面に突出されていることを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
10. 前記供給ボックスの内部に前記ガイドチューブが挿入される貫通孔を囲む冷却流路が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
11. 冷却流路の入口及び出口を前記供給ボックス上の前記ガイドチューブの間に設置したことを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
12. 前記ガイドチューブの最大長さに対応する前記ガイドチューブの端部が前記供給ボックスの下部に突出することを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
13. 前記ガイドチューブは鉛直方向に対して鋭角で傾きながら、前記ガイドチューブの端部が前記ロールの軸方向で前記ギャップの中心を囲むことを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
14. 前記ガイドチューブの端部面は、楕円状であることを特徴とする請求項１３に記載の塊成体製造装置。
15. 前記ガイドチューブの長さは、前記ギャップの中心から遠くなるほど段々長くなることを特徴とする請求項１３に記載の塊成体製造装置。
16. 前記ガイドチューブの外周に段差が形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の塊成体製造装置。
17. 前記ガイドチューブの最大長さと、前記ガイドチューブの最短長さの差は、０．５４ｒ乃至１．１５ｒであることを特徴とする請求項１５に記載の塊成体製造装置。
    但し、ｒはガイドチューブの内半径である。
18. 前記ガイドチューブの最短長さと最大長さを含む平面は、前記一対のロールの軸を含む平面と実質的に垂直交差することを特徴とする請求項１５に記載の塊成体製造装置。
19. 前記ガイドチューブの端部面は、水平面と２０°乃至３５°の角度をなしていることを特徴とする請求項１５に記載の塊成体製造装置。
20. 前記ガイドチューブ内に冷却媒体が流れることを特徴とする請求項１３に記載の塊成体製造装置。
21. 前記ガイドチューブの内径は、前記粉還元鉄含有還元体の排出方向に沿って段々大きくなることを特徴とする請求項１３に記載の塊成体製造装置。
22. 前記ガイドチューブの入口側内径と出口側内径の差に対する前記ガイドチューブの最大長さの比は７５乃至１００であることを特徴とする請求項２１に記載の塊成体製造装置。
23. 前記ガイドチューブは、
    前記粉還元鉄含有還元体が通過するガイドチューブ内側管、及び
    前記ガイドチューブ内側管を囲むガイドチューブ外側管を含むことを特徴とする請求項１３に記載の塊成体製造装置。
24. 前記ガイドチューブ内側管と前記ガイドチューブ外側管との間に冷却媒体が流れることを特徴とする請求項２３に記載の塊成体製造装置。
25. 前記ガイドチューブ外側管には、前記ガイドチューブ内側管と対向する螺旋状の溝が形成されて、前記螺旋状の溝に沿って前記冷却媒体が流れることを特徴とする請求項２４に記載の塊成体製造装置。
26. 前記螺旋状の溝の断面は、半円形であることを特徴とする請求項２５に記載の塊成体製造装置。
27. 前記冷却媒体は、窒素であることを特徴とする請求項２０に記載の塊成体製造装置。
28. 前記スクリューフィーダーに前記装入ホッパーの内壁に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する一つ以上の装入ホッパー削り器を装着することを特徴とする請求項１に記載の塊成体製造装置。
29. 前記装入ホッパー削り器の削り面が前記装入ホッパーの内壁と等距離に離隔して前記装入ホッパーの内壁長さ方向に延びることを特徴とする請求項２８に記載の塊成体製造装置。
30. 前記削り面は、前記スクリューフィーダーと離隔して前記スクリューフィーダーとの間に空間を形成することを特徴とする請求項２９に記載の塊成体製造装置。
31. 前記削り面の両端が折れ曲がって前記スクリューフィーダーに連結固定されることを特徴とする請求項２９に記載の塊成体製造装置。
32. 前記削り面の両端は曲率を有して折れ曲ることを特徴とする請求項３１に記載の塊成体製造装置。
33. 前記削り面の両側面のうちの少なくとも一つは前記スクリューフィーダーの回転方向に傾いて形成されることを特徴とする請求項２９に記載の塊成体製造装置。
34. 前記装入ホッパーの内壁傾斜面に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する装入ホッパー削り器は、削り面の両端から折れ曲がって前記スクリューフィーダー表面まで延びた折れ曲長が互いに異なることを特徴とする請求項２８に記載の塊成体製造装置。
35. 前記スクリューフィーダーの中心軸下部にスクリューが装着されていて、前記スクリューの直上部に前記折れ曲長が異なる削り器を設置することを特徴とする請求項３４に記載の塊成体製造装置。
36. 前記装入ホッパー削り器は、
    前記装入ホッパーの内壁に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する削り部材、及び
    前記削り部材の両端に連結して、前記スクリューフィーダーに固定装着される一対の支持部材を含むことを特徴とする請求項２８に記載の塊成体製造装置。
37. 前記支持部材は、前記スクリューフィーダーにねじ結合されることを特徴とする請求項３６に記載の塊成体製造装置。
38. 前記削り部材は、前記装入ホッパーの内壁に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する削り面を含み、前記削り部材は前記削り面で折れ曲がって前記支持部材に連結されることを特徴とする請求項３６に記載の塊成体製造装置。
39. 前記装入ホッパーの内壁傾斜面に付着した粉還元鉄含有還元体を除去する装入ホッパー削り器は、前記削り面の両端から折れ曲って一対の支持部材に連結するまでの折れ曲長が互いに異なることを特徴とする請求項３８に記載の塊成体製造装置。
40. 前記装入ホッパー削り器は、前記スクリューフィーダーに付着した第１支持部と、前記第１支持部の下部に位置しながら前記スクリューフィーダーに付着した第２支持部を含み、前記第１支持部に連結された前記折れ曲長は前記第２支持部に連結された前記他の折れ曲長より長いことを特徴とする請求項３９に記載の塊成体製造装置。
41. 前記装入ホッパー削り器は、前記スクリューフィーダーの長さ方向に沿って２個以上装着されることを特徴とする請求項２８に記載の塊成体製造装置。
42. 前記２個以上の削り器は、前記スクリューフィーダーを間において互いに反対方向に交互に装着されることを特徴とする請求項４１に記載の塊成体製造装置。
43. 粉還元鉄含有還元体が装入される装入ホッパー、
    前記装入ホッパーの内部に設置され、前記装入ホッパーに流入する粉還元鉄含有還元体を排出する一対のスクリューフィーダー、及び
    前記装入ホッパーから前記スクリューフィーダーによって排出する粉還元鉄含有還元体を圧縮して、塊成体を製造し、相互離隔してギャップを形成する一対のロールを含み、
    前記各スクリューフィーダーが前記一対のロールの軸方向に沿って並んで配列されて、
    前記スクリューフィーダーの中心軸を含む平面は、前記一対のロールの軸を含む平面と実質的に垂直交差し、
    前記スクリューフィーダーの中心軸と鉛直方向が鋭角をなし、
    前記各々のスクリューフィーダーの中心軸の延長線は、鉛直方向に前記ギャップの中心を通る線上で交差し、
    前記装入ホッパーの下部に設置されて、前記粉還元鉄含有還元体を前記一対のロールに伝達しながら、前記装入ホッパーに対向して、下部に凸状空間を形成する供給ボックスをさらに含むことにより、前記粉還元鉄含有還元体が前記供給ボックス内に流入して前記供給ボックス内で密閉されるようにし、
    前記装入ホッパーは、前記ギャップ側に延びたガイドチューブを含み、ガイドチューブが前記供給ボックスに挿入され、
    前記一対のロールに流入する前記粉還元鉄含有還元体の量は、前記一対のロールの長さ方向に沿って実質的に均等であるようにし、
    前記一対のロールの周りを囲むロールケーシング、及び
    前記ロールと離隔して前記ロールの長さ方向に前記ロールケーシング内側間を連結するように設置されて、前記ロール表面に付着した塊成体を取り外すロール削り器をさらに含むことを特徴とする塊成体製造装置。
44. 前記ロール削り器は、前記ロールの下部に設けられることを特徴とする請求項４３に記載の塊成体製造装置。
45. 前記取り外した塊成体と隣接する前記ロール削り器の第１面は、前記ロールの表面に対向する前記ロール削り器の第２面と鋭角をなすことを特徴とする請求項４３に記載の塊成体製造装置。
46. 前記鋭角は３０°乃至６０°であることを特徴とする請求項４５に記載の塊成体製造装置。
47. 前記ロール削り器と前記ロールとの間の離隔距離は、前記一対のロールの間の間隔以下であることを特徴とする請求項４３に記載の塊成体製造装置。
48. 前記ロール削り器と前記ロールとの間の離隔距離は、２ｍｍ乃至４ｍｍであることを特徴とする請求項４７に記載の塊成体製造装置。
49. 前記ロール削り器は、前記一対のロールに対応して位置する複数の削り器ロールを含むことを特徴とする請求項４３に記載の塊成体製造装置。
50. 前記各削り器ロールは、
    前記一対のロールに対応位置して、塊成体を取り外す削り器部、及び
    前記削り器部を支持する固定部を含むことを特徴とする請求項４９に記載の塊成体製造装置。
51. 前記削り器ロールの削り器部は、互いに離隔されていることを特徴とする請求項５０に記載の塊成体製造装置。
52. 前記削り器部の外周に凹部及び凸部が連続形成されることを特徴とする請求項５０に記載の塊成体製造装置。
53. 前記ロール表面には多数の凹部が形成されており、前記ロールの凹部は前記削り器ロールの凸部と対向することを特徴とする請求項５２に記載の塊成体製造装置。
54. 前記ロールとこれに対応する前記ロール削り器との離隔距離は３ｍｍ乃至５ｍｍであることを特徴とする請求項４９に記載の塊成体製造装置。
55. 前記ロール削り器は、
    前記ロールの長さ方向に前記ロールケーシング内側間を連結する軸、及び
    前記軸の両端を固定する一対の固定ブロック
    をさらに含み、
    前記複数の削り器ロールは、前記軸上に設けられることを特徴とする請求項４９に記載の塊成体製造装置。
56. 前記ロール削り器は、
    前記削り器ロールと前記軸との間に挿入されるブッシュ、
    前記削り器ロールと前記ブッシュが前記軸から抜け出ないように支持するカバー部材、
    前記カバー部材を前記軸に固定するストッパー、及び
    前記固定ブロックを前記ロールケーシングに固定する固定部材
    をさらに含むことを特徴とする請求項５５に記載の塊成体製造装置。
57. 請求項１に記載の塊成体製造装置、
    前記塊成体製造装置から排出する塊成体を破砕する破砕機、及び
    前記破砕機で破砕した前記塊成体を装入して溶融する溶融ガス化炉
    を含むことを特徴とする鎔鉄製造装置。
58. 塊炭及び成形炭より選択された少なくともひとつの石炭を前記溶融ガス化炉に供給することを特徴とする請求項５７に記載の鎔鉄製造装置。

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