JP6395494B2 - Sintering cooler - Google Patents
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Description
本発明は、逆流作動用の焼結クーラー及び焼結体を冷却する方法に関する。 The present invention relates to a sintering cooler for backflow operation and a method for cooling a sintered body.
焼結装置では焼結工程よって塊になった微粒子が一般に使用される。焼結工程では、それらの化学的特性をおおまかに維持しながら、通常多孔質体が粒子から形成される。焼結工程の製品―焼結体―はその後の工程にて使用される。例えば鉄鋼生産においては、鉄鋼及びその他の粒子から焼結体を作ることが知られており、かかる焼結体は溶鉱炉で後に使用される。焼結工程の後に、最初は600℃−700℃のような高温である焼結体が焼結クーラー内で例えば100℃の温度に冷却される。 In a sintering apparatus, fine particles that have been agglomerated by a sintering process are generally used. In the sintering process, a porous body is usually formed from the particles while roughly maintaining their chemical properties. The product of the sintering process—sintered body—is used in subsequent processes. For example, in steel production, it is known to make sintered bodies from steel and other particles, which are later used in blast furnaces. After the sintering process, the sintered body initially having a high temperature such as 600 ° C.-700 ° C. is cooled in the sintering cooler to a temperature of 100 ° C., for example.
焼結クーラーの通常形式においては、高温焼結体は上方装入開口を通ってシャフト内に自重落下することで供給される。シャフトの下端においては、焼結体は例えば排出開口よりスクレーパーによってかき出される。焼結体がシャフト内を落下する間、冷却ガス(通常は空気)がシャフトより案内され、焼結体は冷却されると共にガスは加熱される。例えば焼結装置に再循環するための熱回収工程用の加熱されたガスの使用、及び/又は発電機を駆動しうる蒸気の製造が可能である。 In the normal type of sintering cooler, the high temperature sintered body is supplied by falling by its own weight into the shaft through the upper charging opening. At the lower end of the shaft, the sintered body is scraped out by, for example, a scraper from the discharge opening. While the sintered body falls in the shaft, a cooling gas (usually air) is guided from the shaft, the sintered body is cooled and the gas is heated. For example, it is possible to use heated gas for the heat recovery process to recirculate to the sintering apparatus and / or to produce steam that can drive the generator.
冷却ガスが主に水平に流れる逆流軸形式のクーラーに加えて、焼結体が下方に移動する間、冷却ガスの一般的運動が焼結体を介して垂直上方を向く逆流クーラーを用いることもまた知られている。これらのクーラーは焼結体とガスとの間の熱伝達に関して極めて効果的である。ガスはシャフトの下方部分に進入しシャフトの頂部に向けて上方に吸い込まれ、いくらかの熱回収手段に案内される。焼結クーラーの通常形式は円環シャフトを有し、焼結体はシャフトの中に収容され冷却される。シュートのような装入装置はシャフト上の所定位置に設けられ、シャフトそれ自身は回転可能に配設される。運転の間、シャフトの異なる部分が装入装置によって焼結器を連続的に装入することができるように、シャフトは回転される。空気流入羽根は、シャフトの内側壁及び外側壁の下部に接線方向に配置されている。気密性フードはシャフトの頂部に設置されると共に空気吸い込みファン又はそのようなものに接続されている。 In addition to a counter-flow axis type cooler in which the cooling gas flows mainly horizontally, a counter-flow cooler in which the general movement of the cooling gas faces vertically upward through the sintered body while the sintered body moves downward may be used. Also known. These coolers are very effective in terms of heat transfer between the sintered body and the gas. The gas enters the lower part of the shaft and is sucked upwards towards the top of the shaft and is guided to some heat recovery means. A common type of sintering cooler has an annular shaft, and the sintered body is housed in the shaft and cooled. A charging device such as a chute is provided at a predetermined position on the shaft, and the shaft itself is rotatably arranged. During operation, the shaft is rotated so that different parts of the shaft can continuously charge the sinter with the charging device. The air inflow blades are disposed tangentially on the lower portions of the inner and outer walls of the shaft. An airtight hood is installed at the top of the shaft and connected to an air suction fan or the like.
特に新規の焼結クーラーが既存の焼結プラントに設置された時は、主ターゲットがクーラーの設置面積を最小にしようとする。なぜならば、その領域内では極めて限られた空間しかないのが一般的であるためである。焼結プラントを長期間閉鎖しておくことは経済的に受け入れがたいので、新規の焼結クーラーを設置する間は、既存の焼結クーラーを通常は運転して残しておかなければならない。 Especially when a new sintering cooler is installed in an existing sintering plant, the main target tries to minimize the installation area of the cooler. This is because there is generally a very limited space within the area. Since it is economically unacceptable to close the sintering plant for a long time, the existing sintering cooler must normally remain in operation while installing a new sintering cooler.
冷却機の設置面積が減少しても、要求される空気流量率は変わらない。なぜならば、それは、特定の空気と焼結体の割合(yトンの空気/zトンの焼結体)の特定倍である冷却すべき焼結体の量によって決まる冷却工程の必須要件であるためである。従って、与えられた空気流量率がより小さい冷却器を通って案内された場合、気流速度は増大する。焼結体ベッドでの圧力降下が気流速度の増大に対して比例するよりもさらに大きいため、これは問題を生じる。他方では、圧力降下は空気吸出しファンの電力消費と比例するので、焼結クーラーでの運転コストは主に焼結ベッドを通る圧力降下に依存する。それ故に、狭小な設置面積によって運転コストが増大するのを回避するために、焼結ベッドを介した気流速度及びそれに伴う圧力降下は可能な限り低くすべきである。 Even if the installation area of the cooler is reduced, the required air flow rate does not change. Because it is an essential requirement of the cooling process that depends on the amount of sintered body to be cooled that is a specific multiple of the specific air to sintered body ratio (y ton air / z ton sintered body). It is. Thus, the airflow velocity increases when guided through a cooler with a given air flow rate. This creates a problem because the pressure drop across the sintered bed is even greater than proportional to the increase in air velocity. On the other hand, since the pressure drop is proportional to the power consumption of the air suction fan, the operating cost in the sintering cooler depends mainly on the pressure drop through the sintering bed. Therefore, in order to avoid an increase in operating costs due to the small footprint, the air velocity through the sintering bed and the associated pressure drop should be as low as possible.
これを達成する一つの選択肢としてはシャフトの水平断面積を大きくすることがある。これは内側シャフト壁の直径を減少することによってなされる。すなわち、シャフトはその外径を維持したまま幅広になる。気流速度―従って圧力降下―は一般にこの手段を介して減少するが、空気分散が重要な問題となる。上述した形式の通常のクーラーにおいては、空気流入羽根が内側及び外側シャフト壁の下方部分に組み込まれており、ここから冷却空気がシャフト内に入る。狭小シャフト(幅1m未満)においては、所定の流入部分の後、例えば1m、では、空気がシャフト断面全体を通過して一様に分散される、ことを仮定している。幅広シャフト(例えば1.5m以上)においては、空気流入羽根からシャフト中央までの距離がより長く、特定の境界効果(例えばシャフト壁に沿った選択流)が存在するので、この均一な混合にはもっと長い距離が必要である。しかしながら、冷却空気の不均一な分散は好ましくない冷却工程を生ずる。すなわち、焼結体は効果的には冷却されず、そして/又は、空気は最適に加熱されない。 One option to achieve this is to increase the horizontal cross-sectional area of the shaft. This is done by reducing the diameter of the inner shaft wall. That is, the shaft becomes wider while maintaining its outer diameter. While air velocity—and thus pressure drop—is generally reduced through this means, air dispersion is an important issue. In a conventional cooler of the type described above, air inlet vanes are incorporated in the lower portions of the inner and outer shaft walls from which cooling air enters the shaft. For narrow shafts (less than 1 m wide), it is assumed that after a predetermined inflow, for example 1 m, air is evenly distributed through the entire shaft cross section. For wide shafts (e.g. 1.5 m and above), the distance from the air inlet vane to the shaft center is longer and there are certain boundary effects (e.g. selective flow along the shaft wall), so this uniform mixing is Longer distances are needed. However, uneven distribution of cooling air results in an undesirable cooling process. That is, the sintered body is not effectively cooled and / or the air is not optimally heated.
シャフトの下方部分に径方向に配置され、内側壁と外側壁との間の所定位置で付加的な接線方向流入羽根と連通するエアダクトを配設することにより、この問題を解決することが提案されている。これらの設置はシャフトの内側領域内への冷却空気の供給を改善するが、付加的要素が相対的に複雑化し、大きな摩擦力をもたらすと共に寿命を短くする。このことが、シャフトが一般に下向きのテーパーである理由であり、それが下方部分での焼結体の速度を増大させる。 It has been proposed to solve this problem by arranging an air duct arranged radially in the lower part of the shaft and communicating with an additional tangential inflow vane at a predetermined position between the inner and outer walls. ing. While these installations improve the supply of cooling air into the inner region of the shaft, the additional factors are relatively complex, resulting in significant frictional forces and reduced life. This is the reason why the shaft is generally a downward taper, which increases the speed of the sintered body in the lower part.
従って、過剰な摩擦を回避しつつ高い均一性を有する空気の流れが達成される焼結クーラーを提供することが、本発明の目的である。この目的は請求項1に従った焼結クーラー及び請求項12に従った方法により達成される。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a sintered cooler in which air flow with high uniformity is achieved while avoiding excessive friction. This object is achieved by a sintering cooler according to
本発明は逆流運転用の焼結クーラーを提供する。逆流運転とは、通常は空気である冷却ガスが、冷却される焼結体の動きとは反対に流れることを意味する。しかしながらこれは、流れが焼結体の動きに対して斜め又は垂直である小さな領域をも含む。上述したとおり、かような焼結クーラーは結合された焼結プラントの一部であり、高温焼結器を高温から低温又は少なくとも中低温まで冷却する。一方、以下の例では“空気”“気流”としてその他のガスが使われてもよく、その場合であっても本発明に含まれると理解される。 The present invention provides a sintered cooler for backflow operation. Backflow operation means that the cooling gas, usually air, flows in the opposite direction to the movement of the sintered body being cooled. However, this also includes small areas where the flow is oblique or perpendicular to the movement of the sintered body. As mentioned above, such a sinter cooler is part of a combined sinter plant and cools the high temperature sinter from high temperature to low temperature or at least medium to low temperature. On the other hand, in the following examples, other gas may be used as “air” and “air stream”, and even such a case is understood to be included in the present invention.
クーラーは、焼結体を収容する環状シャフトであって、シャフトは少なくとも1個の上方開口及び少なくとも1個の下方放出開口を備える。シャフトは環状である。即ち、シャフトは通常リング形状であり、少なくとも軸に対して対称である。かかるシャフト形状は真円相当でなくむしろ多角形であってもよく、この場合でも本明細書においては“円”として扱われる。シャフト及び上述した軸の円形形状が径方向及び接線方向を定義し、かような径方向及び接線方向は以下において使用される。通常、シャフトは装入装置に設置されるシャフトの一部に回転自在に配設され、かかる装入装置は焼結装置により供給される。装入装置はシャフトの一部に焼結体を供給し、シャフトは焼結体がすべての部分に挿入されるように対称軸の周りを連続的又は間欠的に回転する。高温焼結体は少なくとも1個の装入開口を通して供給され、冷却された焼結体は放出開口にて抽出される(又は単に落下する)。上述したとおり、シャフトの上方部は気密性フードにより覆われてよく、かかるフードは空気吸い込み装置に接続される。一般に、焼結体はシャフトの上方部の中又は上に負圧を形成するように設置される。 The cooler is an annular shaft that houses a sintered body, the shaft comprising at least one upper opening and at least one lower discharge opening. The shaft is annular. That is, the shaft is usually ring-shaped and is at least symmetrical with respect to the axis. Such a shaft shape may not be a perfect circle but may be a polygon, and in this case, it is treated as a “circle” in this specification. The circular shape of the shaft and the shaft described above defines the radial and tangential directions, and such radial and tangential directions are used below. Usually, the shaft is rotatably arranged on a part of the shaft installed in the charging device, and the charging device is supplied by a sintering device. The charging device supplies a sintered body to a part of the shaft, and the shaft rotates continuously or intermittently around the axis of symmetry so that the sintered body is inserted into all parts. The high temperature sintered body is fed through at least one charging opening and the cooled sintered body is extracted (or simply falls) at the discharge opening. As mentioned above, the upper part of the shaft may be covered by an airtight hood, which is connected to an air suction device. Generally, the sintered body is installed so as to create a negative pressure in or on the upper part of the shaft.
本発明によると、下方部において、シャフトは複数個の小部屋に分割されており、夫々の小部屋は接線方向に区切られている。接線方向とはシャフトの円形形状によって定義される接線方向を意味する。装入開口付近の上方部におけるシャフトは単一で、接線(即ち円周)方向に沿った連続構造であるのが好ましいが、下方部は小部屋に分割されている。換言すると、シャフトは下方で複数個の小部屋に枝分かれしており、かかる小部屋は接線方向に沿って区切られている。従って、シャフトの形状は下方部では連続でないが、シャフトの全体形状は円形形状である。小部屋の断面形状は例えば円形形状、多角形、又はその他であってよい。 According to the present invention, in the lower portion, the shaft is divided into a plurality of small chambers, and each small chamber is divided in a tangential direction. Tangent direction means the tangential direction defined by the circular shape of the shaft. The shaft in the upper part near the charging opening is single and preferably has a continuous structure along the tangential (ie, circumferential) direction, but the lower part is divided into small chambers. In other words, the shaft is branched into a plurality of small rooms below, and the small rooms are divided along the tangential direction. Therefore, although the shape of the shaft is not continuous in the lower part, the overall shape of the shaft is a circular shape. The cross-sectional shape of the small room may be, for example, a circular shape, a polygon, or the like.
夫々の小部屋は、シャフト内に冷却空気を吸入するための、径方向に延びる径方向流入羽根を有する、少なくとも1個の側壁を備える。小部屋は間隔をおかれているので、夫々の小部屋は側壁により区切られている。径方向流入羽根は少なくとも1個のかような側壁に設置されている。通常、もちろん、焼結体が重力によって径方向流入羽根を通して落下できないように、径方向流入羽根が設置されている。即ち、流入羽根は焼結体が小部屋内にとどまるよう案内する。径方向流入羽根は径方向に延出しており、径方向に配設されているのが好ましい。しかしながら、径方向流入羽根は例えば完全には径方向に対応しない放出(ベント)形状であってもよく、或いは、径方向に対して傾斜していてもよい。いずれの場合でも、夫々の流入羽根の一端は他端から径方向外方に配設されている。 Each compartment comprises at least one side wall with a radially extending radial inlet vane for drawing cooling air into the shaft. Since the small rooms are spaced apart, each small room is separated by a side wall. The radial inflow vane is installed on at least one such side wall. Usually, of course, the radial inflow blade is installed so that the sintered body cannot fall through the radial inflow blade by gravity. That is, the inflow blade guides the sintered body to remain in the small chamber. The radial inflow blades extend in the radial direction and are preferably arranged in the radial direction. However, the radial inflow blades may have, for example, a discharge (vent) shape that does not completely correspond to the radial direction, or may be inclined with respect to the radial direction. In either case, one end of each inflow blade is disposed radially outward from the other end.
焼結クーラーは運転の間、焼結体が装入開口を通って挿入され、放出開口へ小部屋を通って下方に移動すると共に、冷却ガスが径方向流入羽根から入りシャフトを通って上方に吸い込まれる、ように構成されている。即ち、焼結体の落下物は小部屋を通過し、焼結体は異なる小部屋に分割される。径方向流入羽根はおおよそ接線方向から焼結体内に気流を向ける。更に、この気流は小部屋の径方向に延びる領域、及びその中の焼結体、に直接作用する。従来は、径方向に不均一な気流を生じさす、接線方向に配設された流入羽根だけであったのに対し、本発明では均一な気流に大幅に改善させた。構成を比較すると、下方部にエアダクトを設置したことで、本発明はより単純であると共に摩耗が低減される。 During operation, the sinter cooler is inserted through the charging opening, the sintered body is moved down through the small chamber to the discharge opening, and the cooling gas enters from the radial inlet vane and through the shaft upwards. It is configured to be inhaled. That is, the fallen object of the sintered body passes through the small chambers, and the sintered body is divided into different small chambers. The radial inflow vanes direct the air flow into the sintered body from approximately the tangential direction. Furthermore, this air flow directly acts on the radially extending region of the small chamber and the sintered body therein. Conventionally, only the inflow blades arranged in the tangential direction, which generate a non-uniform air flow in the radial direction, are greatly improved to a uniform air flow in the present invention. When the configurations are compared, the present invention is simpler and wear is reduced by installing the air duct in the lower portion.
冷却空気用の広い入口面積を確保するために、径方向流入羽根は小部屋の径方向幅の50%より大きく延出している、ことが好ましい。更に好ましくは、径方向流入羽根は小部屋の径方向幅の70%より大きく又は90%より大きく延在している。かかる実施形態においては、小部屋の側壁はその大部分が空気吸入用に開口せしめられており、小部屋がそのように開口せしめられていることが径方向に沿って気流をより均一にする。径方向流入羽根が径方向幅全体に渡って配設されていてもよい。 In order to ensure a wide inlet area for the cooling air, it is preferred that the radial inflow vanes extend more than 50% of the radial width of the small chamber. More preferably, the radial inlet vanes extend more than 70% or more than 90% of the radial width of the small chamber. In such an embodiment, most of the side wall of the small room is opened for air suction, and the small room is opened as such to make the air flow more uniform along the radial direction. The radial inflow blade may be arranged over the entire radial width.
小部屋は間隔をおいているので、隣接する小部屋間には、冷却空気が各小部屋に吸い込まれて入ってくる空間がある。冷却空気は、例えば径方向内方及び/又は外方から、この空間内に進入する。ある実施形態においては、この空間は、冷却空気が下方から空間に進入できるような、下側側面開口を有する。実質的には、小部屋間に底板又はそのような物を配設する必要は全くない。即ち、自重落下する焼結体が下方から空間に進入することはできないため、この間の空間は下側に完全に開口していてよい。 Since the small rooms are spaced apart, there is a space between the adjacent small rooms where cooling air is drawn into each small room. The cooling air enters this space, for example, from radially inward and / or outward. In some embodiments, the space has a lower side opening that allows cooling air to enter the space from below. There is virtually no need to place a bottom plate or such between the small rooms. That is, since the sintered body that falls by its own weight cannot enter the space from below, the space between them may be completely opened downward.
いくつかの実施形態においては、特に各小部屋の接線方向幅が比較的大きい場合、本発明の概念は、各小部屋が接線方向に延びる接線方向流入羽根を備える少なくとも1個の側壁を有することで改善される。従来技術により既知である、かような接線方向流入羽根は小部屋の(径方向)内側壁及び/又は外側壁に配設されている。接線方向羽根は、接線方向に配設されているのが好ましいが、十分に接線方向に対応しなくとも、また、接線方向に対して傾斜していてもよい。好ましくは、接線方向羽根は小部屋の接線方向幅の50%より大きく、70%より大きく、90%より大きく、或いは全体に渡って延びていてもよい。径方向及び接線方向羽根が小部屋の幅方向全体に渡って延びている場合には、径方向及び接線方向羽根は接続されているか、又は単一片から構成されてもよい。かかる場合にあっては、接線方向及び径方向羽根を構成する“周方向”羽根の一種であってもよい。 In some embodiments, particularly when the tangential width of each compartment is relatively large, the concept of the invention is that each compartment has at least one side wall with a tangential inflow vane extending tangentially. Will be improved. Such tangential inflow vanes, known from the prior art, are arranged on the (radial) inner and / or outer walls of the chamber. The tangential blades are preferably arranged in the tangential direction, but may not sufficiently correspond to the tangential direction or may be inclined with respect to the tangential direction. Preferably, the tangential vanes may be greater than 50%, greater than 70%, greater than 90%, or extend throughout the tangential width of the small room. Where the radial and tangential vanes extend across the entire width of the chamber, the radial and tangential vanes may be connected or may be composed of a single piece. In such cases, it may be a kind of “circumferential” vane that constitutes the tangential and radial vanes.
本発明の典型的な実施形態においては、シャフトの径方向幅は下方に向かって減少する。換言すると、シャフトの壁は内側に傾斜している。既に上述した典型的なクーラーの設計である本実施形態においては、降下する焼結体の速さは下側に向かって増大し、それ故に摩耗ストレスの危険性が増大する。この場合、シャフトの下方部に更なるエアダクト又はそのような物を必要とすることはないため、本発明の概念は特に有利である。 In an exemplary embodiment of the invention, the radial width of the shaft decreases downward. In other words, the wall of the shaft is inclined inward. In this embodiment, which is the typical cooler design already described above, the speed of the descending sintered body increases downwards, thus increasing the risk of wear stress. In this case, the inventive concept is particularly advantageous since no further air ducts or the like are required in the lower part of the shaft.
夫々の小部屋の接線方向幅は下方に向かって減少することがより好ましい。換言すると、小部屋の夫々の側壁は内側に傾斜せしめられる。これは一方で、隣接する小部屋間の空間の幅は下方に向かって増大し、頂部が相対的に小さくなる。従って2個の隣接する小部屋の側壁は幾分屋根のような構造を形成し、このような構造が、各小部屋内に上から降下する焼結体を円滑に偏向させることができる。 More preferably, the tangential width of each small room decreases downward. In other words, each side wall of the small room is inclined inward. On the other hand, the width of the space between adjacent small rooms increases downward and the top becomes relatively small. Accordingly, the side walls of two adjacent small chambers form a somewhat roof-like structure, which can smoothly deflect the sintered body descending from above into each small chamber.
シャフトの設計によっては、冷却空気は内側壁及び外側壁に沿って移動する傾向があり、不均一な気流を生じうる。これを回避する1つの方法として、焼結体の上方形状を径方向に凹状にせしめるような少なくとも1個の形状形成手段を配設することがある。換言すると、径方向沿いの焼結体の高さはその間よりも内側壁及び外側壁に向かって高い。単純に言えば、焼結ベッドの出口はシャフトの中央領域で短くせしめられており、このことは、冷却空気は中央に向かって移動し、側壁から離れる傾向があることを意味する。かような形状形成手段は上方から焼結体に作用するスクレーパーであってよい。本明細書においては、シャフトの回転が、形状形成手段が静止した焼結体に“溝”を形成する鋤のように機能すること、に利用される。 Depending on the shaft design, the cooling air tends to move along the inner and outer walls, which can result in a non-uniform airflow. One method for avoiding this is to dispose at least one shape forming means for making the upper shape of the sintered body concave in the radial direction. In other words, the height of the sintered body along the radial direction is higher toward the inner wall and the outer wall than between them. Simply put, the exit of the sintering bed is shortened in the central region of the shaft, which means that the cooling air tends to move towards the center and away from the side walls. Such shape forming means may be a scraper acting on the sintered body from above. In the present specification, the rotation of the shaft is used for the shape forming means to function like a ridge that forms a “groove” in a stationary sintered body.
本明細書においては、形状形成手段は調整可能であることが特に好ましい。例えば、形状形成手段の垂直位置が調整できる、又は、形成手段それ自身の形状でさえも変更することができる、ということである。通常、かような調整はプラントが休止中に行われる。しかし、運転中に駆動手段がこれらの調整をするために配設されることも考慮されるべきである。 In the present specification, it is particularly preferred that the shape forming means is adjustable. For example, the vertical position of the shape forming means can be adjusted, or even the shape of the forming means itself can be changed. Usually, such adjustments are made while the plant is out of service. However, it should also be taken into account that the driving means are arranged to make these adjustments during operation.
周知の如く、クーラーに進入する焼結体は異なるサイズの粒子から構成される。より小さいサイズの粒子はより密に圧縮され、粒子の間に残る空気のすき間はより小さい。従って、より大きい粒子を有する領域は空気が通過するより広い領域を残し、冷却空気用の優先経路となる。この効果は本発明の他の実施形態にて使用される。かかる実施形態では、少なくとも1個の分散手段が配設され、かかる分散手段は焼結体を主にシャフトの径方向内側壁及び径方向外側壁に向けて装入するように設置されている。シャフトの径方向内側壁及び径方向外側壁の領域にあっては、焼結体は過剰に堆積され転げ落ちる。ここで、大きな粒子は小さな粒子よりもより遠くへ転がり、外縁と内縁との間の中央に集まる。従って、“サイズ傾斜”の一種が、内側壁及び外側壁に最小粒子、中央に最大粒子を伴う焼結ベッドで形成される。従って冷却空気は側壁から中心を通り優先的に移動する。同様の効果は上述した形状形成手段によっても形成されることができることに注意されたい。例えば、最初に形成手段が焼結体の安息角を越える形状を形成した場合、焼結粒子は傾斜を転げ落ちる。 As is well known, the sintered body entering the cooler is composed of particles of different sizes. Smaller size particles are more compactly compressed and the air gap remaining between the particles is smaller. Thus, the area with larger particles leaves a larger area for air to pass through and becomes the preferred path for cooling air. This effect is used in other embodiments of the present invention. In this embodiment, at least one dispersing means is provided, and the dispersing means is installed so as to charge the sintered body mainly toward the radially inner side wall and the radially outer wall of the shaft. In the region of the radially inner wall and the radially outer wall of the shaft, the sintered body is excessively deposited and falls down. Here, the large particles roll farther than the small particles and collect in the middle between the outer and inner edges. Thus, a kind of “size gradient” is formed with a sintered bed with the smallest particles on the inner and outer walls and the largest particles in the middle. Accordingly, the cooling air moves preferentially from the side wall through the center. It should be noted that similar effects can also be formed by the shape forming means described above. For example, when the forming means first forms a shape exceeding the angle of repose of the sintered body, the sintered particles roll down the slope.
シャフトの中央領域での気流は飛躍的に改善される。本発明の他の実施形態によると、焼結体に埋め込まれ、運転中に、シャフト内に局所的に空気を吸い込むように設計された、少なくとも1個の放出システムがシャフトの上方部に配設されている。放出システムはシャフトの上方部に設置され、その位置は、摩耗を少なくするため、焼結体の降下速度が下方部ほど大きくないところである。シャフトの外側であって且つ焼結ベッドの上方に設置される従来の吸い込み手段と比較して、放出システムはクーラーの通常運転の間、焼結体内に埋め込まれるように配設される。放出システムは少なくとも1個の開口を有する少なくとも1個のエアダクトを具備する。開口は通常シャフトの(径方向)中央領域に配設される。放出システムがシャフト内に空気を吸い込むように設計された場合、中央領域での更なる冷却空気源が配設される。冷却性能が改善される。 The airflow in the central area of the shaft is dramatically improved. According to another embodiment of the invention, at least one discharge system is arranged in the upper part of the shaft, which is embedded in the sintered body and is designed to draw air locally into the shaft during operation. Has been. The discharge system is installed in the upper part of the shaft, and its position is where the lowering speed of the sintered body is not as great as in the lower part in order to reduce wear. Compared to conventional suction means located outside the shaft and above the sintering bed, the discharge system is arranged to be embedded in the sintered body during normal operation of the cooler. The discharge system comprises at least one air duct having at least one opening. The opening is usually arranged in the (radial) central region of the shaft. If the discharge system is designed to draw air into the shaft, a further cooling air source in the central region is arranged. Cooling performance is improved.
焼結体と冷却空気との間の接触を改善するその他の選択肢としては、気流がシャフト壁の近くで主に生じる場合でさえ、焼結体を気流の方向に移動するために向きを変えることがある。これは、シャフトに配設されシャフトの径方向中央領域から径方向内方及び外方に焼結体を変更するよう設計された、中央偏向要素によってなされる。この偏向要素はシャフトに環状に配置された環状ビームであってよい。また、偏向要素は小部屋の下方に位置せしめられてもよい。いずれの場合であっても、偏向要素は傾斜した上方表面を有し、かかる上方表面は焼結体を最適に偏向するための屋根のような構造をなす。偏向要素の下方縁は小部屋の下方縁の上方にあってよい。即ち、偏向要素は小部屋の端から端まで延びている必要はない。逆流効果における重要な改良は、焼結体の流れが偏向要素によって分割され、シャフト壁に向かい、そして偏向要素の下方で合流した場合に達成される。 Another option for improving the contact between the sintered body and the cooling air is to redirect the sintered body to move in the direction of the airflow, even when the airflow occurs primarily near the shaft wall. There is. This is done by a central deflection element arranged on the shaft and designed to change the sintered body radially inward and outward from the radially central region of the shaft. This deflection element may be an annular beam arranged annularly on the shaft. Further, the deflection element may be positioned below the small room. In any case, the deflection element has an inclined upper surface, which forms a roof-like structure for optimal deflection of the sintered body. The lower edge of the deflection element may be above the lower edge of the chamber. That is, the deflection element need not extend from end to end of the small room. An important improvement in the backflow effect is achieved when the sintered body flow is divided by the deflection element, towards the shaft wall and merged below the deflection element.
本発明は、焼結体を収容する環状シャフトを有する焼結クーラー内で焼結体を冷却する方法であって、シャフトは少なくとも1個の上方開口及び少なくとも1個の下方放出開口を備え、下方部では、シャフトは接線方向に区切られた複数個の小部屋に分割され、それぞれの小部屋は、シャフト内に冷却空気を流入させるために径方向に延びる径方向流入羽根を備えた少なくとも1個の側壁を有する。本方法は、装入開口を通して焼結体を装入せしめ、焼結体は放出開口へ小部屋を通って下方に移動し、冷却空気を径方向流入羽根から入りシャフトを通って上方に吸い込む方法を含む。 The present invention is a method for cooling a sintered body in a sintering cooler having an annular shaft containing the sintered body, the shaft comprising at least one upper opening and at least one lower discharge opening, In the section, the shaft is divided into a plurality of small chambers divided in a tangential direction, and each small chamber is provided with at least one radial inflow blade extending in the radial direction to allow cooling air to flow into the shaft. Side walls. In this method, the sintered body is charged through the charging opening, the sintered body moves downward through the small chamber to the discharge opening, and the cooling air is sucked upward through the inlet shaft through the inlet blade. including.
本発明の方法の好適実施形態は本発明の焼結クーラーと対応する。 A preferred embodiment of the method of the present invention corresponds to the sintered cooler of the present invention.
本発明の好適実施形態は添付した図面を例として以下のように述べられる。
図1は簡易表現により発明にかかる焼結クーラー1用のシャフト2の斜面図を表している。シャフト2は内側壁3及び外側壁4を有し一般に円形又は円環形状である。シャフト2は上方装入開口5を有しており、装入開口5は内側壁3の上端縁と外側壁4の上端縁との間で周方向に延在している。外側壁4の一部は、シャフト2の内部を示すために図1では除去されている。下方部2.1においては、シャフト2は複数の小部屋7に枝分かれしていて、夫々の小部屋は下端に放出開口6を有する。運転中にあっては、焼結体100は装入開口5を通ってシャフト2内に装入され、重力により落下して小部屋7を通って夫々の放出開口6に移動する。対称軸周りのシャフト2の回転は焼結体100の均一な放出を保証する。
FIG. 1 shows a perspective view of a
夫々の小部屋7は径方向に設置された側壁8によって区切られ、かような側壁は隣接する小部屋7と対向する。屋根のような構造を形成するために、隣接する小部屋7の側壁8は内側に傾斜している。複数の径方向流入スリットを規定する径方向羽根(本明細書においては径方向流入羽根とも称する)9は側壁8の夫々に設置されている。夫々の径方向流入羽根9は小部屋7の径方向幅の約80%を超えて延びている。運転中にあっては、負圧がシャフトの上方部2.2の上方に供され、これにより空気が径方向流入羽根9を介して小部屋7及びシャフトの上方部2.2を通って上方に吸い込まれる。従って、空気は降下する焼結体100に対して逆方向に移動する。図示の実施形態においては、小部屋7の接線方向側壁10は完全に閉じられ流入羽根は形成されていない。シャフト2をいくつかの小部屋7に分割して組み合わされた径方向羽根9を設置することで十分な均一な流れが保証され、これが焼結体100を効果的に冷却することとなる。図示の実施形態においては、シャフト2は12個の小部屋7に分割されている。この数は勿論違ってもよく、特に大きい数、20又は50までであってもよい。図示の実施形態においては、隣接する小部屋7間の空間11は径方向内側及び外側開口13を有するまでもなく下側開口12を有する。しかしながら、下側開口12又は内側及び外側開口13の少なくとも1つが無い場合でも、かような構成は機能することに注意されたい。
Each small room 7 is separated by a
図2は図1からシャフト2を備えた焼結クーラー1の一部の側断面を表した図である。本説明によってより明確に理解されるとおり、シャフト2の径方向幅は下方に向かって減少する。構造的な安定性のため、内側シャフト壁3は支持構造14に接続され、2個のシャフト壁3、4は水平方向に取り付けられた3つの接続ビーム15によって接続されている。運転中にあっては、焼結プラントの装入装置(図示せず)がシャフト2の装入開口5上に位置され、上述のとおり重力によってシャフト2に焼結体100を落下せしめる。空気吸引システムに接続されている気密性フードはシャフト2の上方部分2.2上に設置される。しかしながら、これらの要素は図2には示されていない。かかるシャフトは回転可能なプラットフォーム16に設置せしめられ、かかるプラットフォームは、固定された装入装置が連続的にシャフト2の異なる区域上に位置されるように円周軌道上をゆっくりと回転する。下方の放出開口6にあっては、固定はぎ手17が配設されており、固定はぎ手17は冷却された焼結体100をシャフト2から除去するのに使用される。これについて更に詳しく見てみると、夫々の要素は両側に4個の流入羽根9を具備し、かかる流入羽根は小部屋7の幅の約80%を超えて径方向に延在している。もちろんこれは例であり、羽根9の数はこれより多く又は少なくてもよく、さらにこれより多少延在してもよい。
FIG. 2 is a side sectional view of a part of the
図3は本発明に従ったシャフト2aの第2実施形態を示す斜視図である。本実施形態は主に図1及び図2に示されるシャフト2と類似しており、径方向流入羽根9を具備した小部屋7aを有する。しかしながら、本実施形態は夫々の小部屋に設置された接線方向流入スリットを規定する接線方向羽根(本明細書においては接線方向流入羽根とも称する)18を更に有する。本実施形態においては、径方向流入羽根9及び接線方向流入羽根18は夫々の小部屋7aの幅のおよそ80%よりも大きく延在している。しかしながら、それらが単一の周方向流入羽根を実質的に形成できるように、それらを幅方向全体に配設するようにしてもよい。接線方向流入羽根18を設置すると空気流入面積が大きくなり、従って流入口での気流速度を低下させることができる。更に、小部屋7aを備えたシャフト2aの下方部で特に、気流の均一性が向上する。
FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of the
図4は第3実施形態に従った焼結クーラー1bの概略断面図である。本実施形態は図3からシャフト2aを使用し、内側及び外側接線方向流入羽根18を有している。空気がシャフト2aの側壁3a、4aに沿って移動する傾向を有する場合であっても逆流の効果を更に高めるために、偏向ビーム19がシャフト2aの(径方向)中央領域に周方向に配設されている。偏向ビーム19はシャフト2aの中間又は下方部に配設されているが、それは接線方向流入羽根18の幾分上方、例えば小部屋7aのすぐ上方である。一方で、偏向ビームは夫々の小部屋7aに設置されてもよい。図4から理解されるとおり、偏向ビーム19はシャフト2aの上端から下端まで延在しているわけではない。即ち、偏向ビームが下方部を完全には分けることはない。偏向ビームの機能は降下する焼結体100を2つの流れ(黒色太線矢印)に分けることであり、焼結体100が上方に移動する空気(白色太線矢印)とぶつかるところで、焼結体100の2つの流れは内側壁及び外側壁により近づけさせられる。偏向ビーム19より下方で、2つの流れは再度合流してもよい。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a sintered cooler 1b according to the third embodiment. This embodiment uses the
図5は第4実施形態に従った焼結クーラー1cの概略断面図であり、本実施形態は図3からシャフト2aを用いている。ここで、焼結体100は径方向に沿って一様に装入されておらず、内側壁3a及び外側壁4aに向けて優先的に装入されている。これは単に屋根型分散要素21によるものであり、これは装入装置のシュート(図示せず)の端に設置される。焼結体100は集積され、シャフト2aの中央部20に向けて斜面を転がり又は滑りだす。この工程はある程度の分別を生じる。なぜならば、大きい粒子は小さい粒子よりも遠くに動く傾向があるためである。しかしながら、シャフト2aの中央20は好ましい流路であるので、大きな粒子は空気が通る空間を残す。従って、冷却空気(白色太線矢印)は側壁3a、4aから離れてシャフト2aの中央20に向かう。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a sintered cooler 1c according to the fourth embodiment, and this embodiment uses the
図6は第5実施形態に従った焼結クーラー1dの概略断面図である。本実施形態においては、焼結体100はシャフト2aの径方向全体に分散されるが、スクレーパー22が焼結体100の最上層に凹部形状を形成すべく作用する。スクレーパー22は固定されており、シャフト2aは回転するので鋤と同様の働きをする。凹部形状は、シャフトの中間における焼結層の全高が内側壁3aと外側壁4aよりも低くなる、ことを意味する。接線方向流入羽根18から凹形状の中央までの長さは凹形状の内側縁及び外側縁との距離に応じて低減せしめられる。従って、冷却空気(白色太線矢印)は側壁3a、4aからシャフト2aの中央に少なくとも部分的に偏向される。第4実施形態に示される分別効果は本実施形態においても(幾分延長して)生じてよいことに注意されるべきである。他方で、第4実施形態においても凹形状が形成されてもよいことに注意されるべきである。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a sintering cooler 1d according to the fifth embodiment. In the present embodiment, the
図7は第6実施形態に従った焼結クーラー1eの概略断面図である。ここでは、放出システムはシャフトの中央又は上方において接続ビーム15に設置されている。放出システムは、ビーム15に容易に結合又は配設することができるエアダクト(図示せず)と、シャフトに空気を放出するための出口開口23を具備する。図示の実施形態においては、エアダクトは単に外側に接続しただけである、すなわち大気圧であり、流入羽根18を介して空気を引き込むのと同じ負圧によってシャフト内に引き込まれる。従って、冷却空気のさらなる供給がシャフトの上方部分になされる。流入羽根18から上昇する空気が既にある程度加熱されているのに対して、シャフトの上方部分に供給された冷却空気は中央又は上部を通る空気流を増大せしめ、さらにこの部分に新規の冷却空気を導入することとなる。かような中央出口開口23はシャフトの中央領域に焼結体を冷却するための冷却空気を更に提供することができるようになる。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a sintered cooler 1e according to the sixth embodiment. Here, the discharge system is installed in the connecting
図7はシャフト2a内に空気を吸い込む手段としての放出システムを表している。
FIG. 7 shows a discharge system as a means for sucking air into the
図4乃至図7においては、シャフトを通る切断面の方向に起因して、接線方向流入羽根18しか見えないことに留意されたい。空気は当然に径方向流入羽根を通ってもシャフトに吸い込まれるが、それについてはこれらの図にはあらわされていない。図4乃至図7に示す実施形態は接線方向流入羽根を有さない実施形態に変更することができ、従って径方向流入羽根だけであってもよい。
Note that in FIGS. 4-7, only the
1、1b−1e:焼結クーラー
2、2a:シャフト
2.1:下方部
2.2:上方部
3、3a:内側側壁
4、4a:外側側壁
5:装入開口
6:放出開口
7、7a:小部屋
8:径方向側壁
9:径方向流入羽根
10:接線方向側壁
11:空間
12:下側開口
13:開口
14:支持構造
15:接続ビーム
16:プラットフォーム
17:はぎ手
18:接線方向流入羽根
19:偏向ビーム
20:中央
22:スクレーパー
23:出口開口
100:焼結体
1, 1b-1e: Sintering cooler 2, 2a: Shaft
2.1: Lower part
2.2:
5: Charging opening
6: Release opening 7, 7a: Small room
8: Radial side wall
9: Radial inflow blade
10: Tangent side wall
11: Space
12: Lower opening
13: Opening
14: Support structure
15: Connection beam
16: Platform
17: Hammer
18: Tangential inflow blade
19: Deflection beam
20: Center
22: Scraper
23: Exit opening
100: Sintered body
Claims (11)
下方部(2.1)では、該シャフト(2、2a)は接線方向に区切られた複数個の小部屋(7、7a)に分割され、
それぞれの小部屋(7、7a)は、該シャフト(2、2a)内に冷却ガスを直接的に流入させるために径方向に延びる径方向流入スリットを規定する径方向羽根(9)を備えた少なくとも1個の側壁(8)を有し、該径方向流入スリットを規定する該径方向羽根(9)の径方向延在長さは該小部屋(7、7a)の径方向幅の50%より大きく、
焼結クーラー(1、1b−1e)は運転の間、焼結体(100)が該上方装入開口(5)を通って装入され該下方放出開口(6)へ該小部屋(7、7a)を通って下方に移動すると共に、冷却ガスが該径方向流入スリットから入り該シャフト(2、2a)を通って上方に吸い込まれる、ように構成されている、ことを特徴とする焼結クーラー。 A sintered cooler (1, 1b-1e) for backflow operation having an annular shaft (2, 2a) containing a sintered body (100), wherein the shaft (2, 2a) is at least one upper device. An inlet opening (5) and at least one lower discharge opening (6),
In the lower part (2.1), the shaft (2, 2a) is divided into a plurality of small rooms (7, 7a) divided in the tangential direction,
Each chamber (7, 7a) was equipped with a radial vane (9) defining a radial inflow slit extending radially to allow the cooling gas to flow directly into the shaft (2, 2a). The radial extension length of the radial vane (9) having at least one side wall (8) and defining the radial inflow slit is 50% of the radial width of the small chamber (7, 7a) Bigger,
During operation, the sintered cooler (1, 1b-1e) is charged with the sintered body (100) through the upper charging opening (5) and into the lower discharge opening (6). 7a) sintering, characterized in that it moves downwards through the radial inflow slit and is sucked upwards through the shaft (2, 2a) cooler.
下方部(2.1)では、該シャフト(2、2a)は接線方向に区切られた複数個の小部屋(7、7a)に分割され、
それぞれの小部屋(7、7a)は、該シャフト(2、2a)内に冷却ガスを直接的に流入させるために径方向に延びる径方向流入スリットを規定する径方向羽根(9)を備えた少なくとも1個の側壁(8)を有し、該径方向流入スリットを規定する該径方向羽根(9)の径方向延在長さは該小部屋(7、7a)の径方向幅の50%より大きく、
該方法は、
・該上方装入開口(5)を通して焼結体(100)を装入せしめ、
・該焼結体(100)は該下方放出開口(6)へ小部屋(7、7a)を通って下方に移動し、
冷却ガスを該径方向流入スリットから直接的に入れ該シャフト(2、2a)を通って上方に吸い込む、ことを特徴とする方法。 A method of cooling a sintered body in a sintered cooler (1, 1b-1e) having an annular shaft (2, 2a) containing a sintered body (100), wherein the shaft (2, 2a) is at least Comprising one upper charging opening (5) and at least one lower discharge opening (6),
The lower side portion (2.1), the shaft (2, 2a) is divided into a plurality of small sections separated tangentially (7, 7a),
Their respective small sections (7, 7a), said shaft radial blades defining a radial inflow slits extending in a radial direction in order to flow directly into the cooling gas into the (2,2a) (9) The radial extension length of the radial vane (9) defining the radial inflow slit is at least one side wall (8) with a radial width of the small chamber (7, 7a) Greater than 50% of
The method
· Sintered body (100) allowed loading through the upper charging opening (5),
The sintered body (100) moves down through the small chambers (7, 7a) to the lower discharge opening (6);
A method characterized in that cooling gas is introduced directly from the radial inlet slit and sucked upward through the shaft (2, 2a).
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