JP6466827B2 - Reduced iron production equipment - Google Patents
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Description
本発明は、回転式炉床を有する還元炉を備えた還元鉄の製造装置に関する。 The present invention relates to a production equipment of the reduced iron having a reducing furnace having a rotary hearth.
従来、還元鉄を製造するための装置として、回転式炉床を備えた還元炉が知られている。当該還元炉は、回転方向に移動可能な炉床と、その上方に位置する天井と、を有し、これらは煉瓦等の耐火物により構成される。前記炉床上には、特定の装入位置で前記還元鉄の原料であるペレットが装入される。当該ペレットは当該炉床上で加熱されることにより還元され、前記装入位置から特定距離(例えば前記炉床の約全周)だけ移動した後に特定の排出位置に至り、この排出装置に設けられた排出装置によって炉外に排出される。当該排出は、例えば、本体軸及びその周囲に形成された送り用の羽根を有する排出用スクリューの回転駆動によって行われる。 Conventionally, a reduction furnace having a rotary hearth is known as an apparatus for producing reduced iron. The reduction furnace has a hearth movable in the rotation direction and a ceiling positioned above the hearth, and these are constituted by a refractory material such as brick. On the hearth, pellets as a raw material of the reduced iron are charged at a specific charging position. The pellets are reduced by being heated on the hearth, moved to a specific distance (for example, about the entire circumference of the hearth) from the charging position, and then reached a specific discharge position and provided in the discharge device. It is discharged out of the furnace by the discharge device. The discharge is performed, for example, by rotational driving of a discharge screw having a main body shaft and a feed blade formed around the main shaft.
前記のような回転床式還元炉では、その運転の継続に伴って前記排出装置の劣化、例えば当該排出装置を構成する排出スクリューの送り用羽根の摩耗、が進行する。このような事情から、従来は、当該排出スクリュー等の定期的な交換が行われているが、その交換の際には還元炉全体の操業を停止しなければならず、これによって運転効率は著しく低下する。従って、前記排出装置の交換頻度を下げることが前記還元炉の運転にあたって重要な課題となる。 In such a rotating bed type reduction furnace, as the operation continues, deterioration of the discharge device, for example, wear of the blades for feeding the discharge screw constituting the discharge device proceeds. Under such circumstances, the discharge screw and the like have been regularly replaced in the past, but the operation of the entire reduction furnace has to be stopped at the time of replacement, thereby significantly improving the operation efficiency. descend. Therefore, reducing the replacement frequency of the discharge device is an important issue in the operation of the reduction furnace.
本発明は、回転床式還元炉を備えた還元鉄の製造装置において、その運転効率の向上が可能なものを提供することを目的とする。 The present invention Oite the production equipment of the reduced iron having a rotary hearth reducing furnace, and to provide what can be improved its operating efficiency.
本発明者らは、前記課題を解決するための手段として、還元炉の炉床の表面の状態と排出装置の劣化の進行との相関関係に着目した。すなわち、当該排出装置の劣化の要因は、炉床の表面と当該排出装置の特定部位(例えば排出スクリューを構成する羽根)との過度の接触による当該特定部位の摩耗損傷であり、従って、当該炉床の表面状態を良好に管理すれば、前記排出装置の交換頻度の低減が可能である。 The present inventors paid attention to the correlation between the state of the hearth of the reduction furnace and the progress of deterioration of the discharge device as means for solving the above-mentioned problems. That is, the cause of deterioration of the exhaust device is wear damage of the specific portion due to excessive contact between the surface of the hearth and the specific portion of the exhaust device (for example, blades constituting the discharge screw). If the surface condition of the floor is well managed, the replacement frequency of the discharge device can be reduced.
なお、ここでいう「炉床の表面」とは、還元炉に既設されている炉床だけでなく当該炉床の上に敷かれる還元鉄原料やその反応生成物、当該還元鉄原料から発生する粉体、床敷材等も含めて当該炉床と一体に移動する部分の全体の表面を意味する。これは以下の記載においても同様である。 Note that the “surface of the hearth” here is generated not only from the hearth already installed in the reduction furnace, but also from the reduced iron raw material and the reaction product laid on the hearth, the reduced iron raw material. It means the entire surface of the part that moves together with the hearth, including powder, floor covering, and the like. The same applies to the following description.
さらに、本発明者らは、実際に前記炉床の表面を監視する領域として、当該炉床上に還元鉄原料が装入される装入位置よりも上流側でかつ還元鉄が排出される排出位置よりも下流側の領域に着目した。この領域では、前記排出位置で炉床上から還元鉄が排出されており、かつ、その上にはまだ新しい還元鉄原料が装入されていなくて当該還元鉄原料から発生する粉体の飛散もほとんどないので、炉床の表面の状態を適正に監視するのに最も適した領域である。しかも、前記炉床は回転方向に移動するので、前記領域で取得した炉床の表面状態に関する情報を順次蓄積することにより、当該炉床の全周に亘る表面の状態を監視するための監視用情報を作成することが可能である。 Furthermore, the present inventors, as an area for actually monitoring the surface of the hearth, is a discharge position where the reduced iron is discharged upstream from the charging position where the reduced iron material is charged on the hearth. We focused on the downstream area. In this region, reduced iron has been discharged from the hearth at the discharge position, and no new reduced iron raw material has been charged on it, and almost no powder is scattered from the reduced iron raw material. This is the most suitable area for properly monitoring the condition of the hearth surface. In addition, since the hearth moves in the rotation direction, the information on the surface state of the hearth acquired in the region is sequentially accumulated to monitor the surface state over the entire circumference of the hearth. Information can be created.
本発明は、このような観点からなされたものであり、炭素質還元剤と酸化鉄とを含有する還元鉄原料を加熱処理することにより還元鉄を製造するための装置を提供する。この装置は、回転方向に移動する炉床及びこの炉床上の還元鉄原料を加熱して還元鉄を生成する加熱器を含む還元炉と、前記炉床上において設定された装入位置で当該炉床上に還元鉄原料を装入する原料装入装置と、当該炉床上で前記装入位置から前記炉床の移動方向に離れた排出位置で、前記炉床上での前記加熱器による前記還元鉄原料への加熱により生成された還元鉄を前記炉床の移動方向と交差する方向に送り出して排出する排出装置と、前記炉床の移動方向について前記排出位置の下流側でかつ前記装入位置の上流側に設定された監視対象領域における前記炉床の表面の状態を監視するための監視装置と、を備える。当該監視装置は、前記監視対象領域における前記炉床の表面の状態に関する情報を検出する検出部と、この検出部により検出された前記炉床の表面の状態に関する情報を蓄積することにより、前記炉床の全周にわたる当該炉床の表面状態についての監視用情報を作成する監視用情報作成部と、この監視用情報作成部により作成された監視用情報を出力する出力部と、を有する。 This invention is made | formed from such a viewpoint, and provides the apparatus for manufacturing reduced iron by heat-processing the reduced iron raw material containing a carbonaceous reducing agent and iron oxide. This apparatus includes a reduction furnace including a hearth that moves in a rotation direction and a heater that generates reduced iron by heating reduced iron raw material on the hearth, and a charge position set on the hearth on the hearth. A raw material charging device for charging the reduced iron raw material to the reduced iron raw material, and the reduced iron raw material by the heater on the hearth at a discharge position away from the charging position in the moving direction of the hearth on the hearth A discharge device that sends out and discharges reduced iron generated by heating in a direction crossing the moving direction of the hearth, and downstream of the discharging position and upstream of the charging position in the moving direction of the hearth And a monitoring device for monitoring the state of the surface of the hearth in the monitoring target region set in (1). The monitoring device includes a detection unit that detects information related to a state of the surface of the hearth in the monitoring target region, and accumulates information related to a state of the surface of the hearth detected by the detection unit. A monitoring information creation unit that creates monitoring information about the surface state of the hearth over the entire circumference of the floor; and an output unit that outputs the monitoring information created by the monitoring information creation unit.
この装置によれば、前記特定領域において検出された炉床の表面状態の情報の蓄積に基づき、炉床全周についての当該炉床の表面の監視に適した監視用情報を提供することが可能である。当該監視用情報は、使用者が当該監視用情報に基いて適切な措置(例えば炉床表面の整備)を行うことが可能である。 According to this apparatus, it is possible to provide monitoring information suitable for monitoring the hearth surface over the entire circumference of the hearth based on accumulation of information on the surface state of the hearth detected in the specific region. It is. The monitoring information allows the user to take appropriate measures (for example, maintenance of the hearth surface) based on the monitoring information.
前記検出部は、前記炉床の表面に関する情報として、当該表面の高さについての情報を検出する高さ情報検出器や、当該表面の温度についての情報を検出する温度情報検出器を検出するものが、好適である。前記表面の高さは、当該表面と排出装置との接触による当該排出装置の劣化に直接影響する因子であるので、当該高さの分布つまり前記表面の起伏についての情報は、前記排出装置を管理する上で非常に有益である。また、前記表面の温度は、当該表面の性状によって変化するものであるから、当該表面の温度分布についての情報に基づき、起伏や材質といった表面状態に関するパラメータを間接的に把握することが可能である。 The detection unit detects a height information detector that detects information about the height of the surface and a temperature information detector that detects information about the temperature of the surface as information about the surface of the hearth. Is preferred. Since the height of the surface is a factor that directly affects the deterioration of the discharge device due to contact between the surface and the discharge device, information on the distribution of the height, that is, the undulation of the surface, controls the discharge device. It is very useful to do. Further, since the temperature of the surface changes depending on the properties of the surface, it is possible to indirectly grasp parameters relating to the surface state such as undulation and material based on the information on the temperature distribution of the surface. .
前記監視用情報作成部は、前記検出部により検出された情報に基いて当該情報の分布を表す監視用画像を作成するものが好適である。当該監視用画像は、使用者が炉床の表面状態を容易に把握することを助ける。例えば、前記検出部が前記高さ情報検出器を含む場合、前記監視用情報作成部は、前記炉床の表面の高さ分布を示す画像(例えば三次元画像や等高線を含む二次元画像)を作成するのが、好ましい。また、前記検出部が前記温度情報検出器を含む場合、前記監視用情報作成部は、前記炉床の温度分布を示す画像を作成するのが、好ましい。 Preferably, the monitoring information creation unit creates a monitoring image representing the distribution of the information based on the information detected by the detection unit. The monitoring image helps the user to easily understand the surface state of the hearth. For example, when the detection unit includes the height information detector, the monitoring information generation unit generates an image (for example, a three-dimensional image or a two-dimensional image including contour lines) indicating the height distribution of the hearth surface. It is preferable to create. Moreover, when the said detection part contains the said temperature information detector, it is preferable that the said monitoring information preparation part produces the image which shows the temperature distribution of the said hearth.
前記監視装置は、前記検出部により検出される前記炉床の表面状態に関する情報が予め設定された許容範囲を超える場合に警告指令を作成する警告要否判断部と、前記警告指令の入力を受けて警告を出力する警告出力部と、をさらに備えることが、好ましい。当該警告は、前記炉床の表面に異常があることを明確に報知してその対処が確実に行われることを可能にする。例えば、前記検出部が前記高さ情報検出器を含む場合、前記監視用情報作成部は、前記炉床の表面の高さ分布を示す画像(例えば三次元画像や等高線を含む二次元画像)を作成するのが、好ましい。また、前記検出部が前記温度情報検出器を含む場合、前記監視用情報作成部は、前記炉床の温度分布を示す画像を作成するのが、好ましい。 The monitoring device receives an input of the warning command and a warning necessity determination unit that creates a warning command when information on the surface state of the hearth detected by the detection unit exceeds a preset allowable range. It is preferable to further include a warning output unit that outputs a warning. The warning clearly notifies that there is an abnormality on the surface of the hearth, and enables the countermeasure to be performed reliably. For example, when the detection unit includes the height information detector, the monitoring information generation unit generates an image (for example, a three-dimensional image or a two-dimensional image including contour lines) indicating the height distribution of the hearth surface. It is preferable to create. Moreover, when the said detection part contains the said temperature information detector, it is preferable that the said monitoring information preparation part produces the image which shows the temperature distribution of the said hearth.
また、炭素質還元剤と酸化鉄とを含有する還元鉄原料を加熱処理することにより還元鉄を製造するための方法が提供される。この方法は、回転方向に移動する炉床を有する還元炉の当該炉床上に予め設定された装入位置で還元鉄原料を装入することと、前記炉床上に装入された前記還元鉄原料をその移動中に加熱して還元することにより還元鉄を生成することと、当該還元工程により生成された還元鉄を前記装入位置から前記炉床の移動方向に離れた排出位置に設けられた排出装置によって前記炉床上から当該炉床の移動方向と交差する方向に送り出して排出することと、前記炉床の移動方向について前記排出位置の下流側でかつ前記装入位置の上流側の監視対象領域における前記炉床の表面を監視し、当該監視対象領域での当該炉床の表面の状態に基いて当該炉床の表面の整備(例えば炉床の表面の確認や整備)を行うことと、を含む。 Also, a method for producing reduced iron is provided by heating the reduced iron raw material containing iron oxide and carbonaceous reducing agent. In this method, the reduced iron material is charged at a preset charging position on the hearth of a reduction furnace having a hearth moving in the rotation direction, and the reduced iron material charged on the hearth The reduced iron produced by the reduction step is provided at a discharge position away from the charging position in the moving direction of the hearth. The object to be sent is discharged from the hearth in the direction intersecting the moving direction of the hearth by the discharging device, and the monitoring target is downstream of the discharging position and upstream of the charging position in the moving direction of the hearth. Monitoring the surface of the hearth in the area, and performing maintenance on the surface of the hearth (for example, checking and maintaining the surface of the hearth) based on the state of the surface of the hearth in the monitored area; including.
以上のように、本発明によれば、回転床式還元炉を備えた還元鉄の製造装置において、その運転効率の向上が可能なものが、提供される。 As described above, according to the present invention, Oite the production equipment of the reduced iron having a rotary hearth reducing furnace, those capable of improving the operating efficiency is provided.
本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図6は、本発明の実施の形態に係る還元鉄の製造装置を示す。この装置は、多数の還元鉄原料2であってそれぞれが炭素質還元剤と酸化鉄とを含有するものを順次加熱処理して還元鉄を製造するためのものである。各還元鉄原料2は、球状に形成されているが、完全な球体でなくてもよい。この点については後に言及する。また、各還元鉄原料2は事前に乾燥処理されていることが、好ましい。
1 to 6 show a reduced iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. This apparatus is for producing reduced iron by sequentially heat-treating a large number of reduced iron
前記装置は、回転床式の還元炉10と、原料装入装置12と、排出装置14と、を備える。さらに、床敷材補給装置16を備える場合もある。前記還元炉10は、その内部に装入された還元鉄原料2の処理により還元鉄(金属鉄)の生成を行う。具体的には、当該還元炉10内において、前記酸化鉄の昇温、還元、溶融、凝集、スラグ等の分離、冷却等が行われる。前記原料装入装置12は、前記還元炉10内に前記各還元鉄原料2を順次装入する。前記排出装置14は、前記還元炉10内で生成された還元鉄及びスラグ等を当該還元炉10の外部に排出する。
The apparatus includes a rotary bed
前記還元炉10は、炉床18と、当該炉床18を回転方向に移動させる炉床駆動装置19と、炉体20と、を備える。前記炉床18及び前記炉体20は、例えばアルミナを主成分とする耐火物等により構成される。前記炉体20は、内周壁22と外周壁23と天井24とを一体に有する。
The
前記炉床18は、内側に円形空間を囲む円環状をなし、その半径方向に沿う一定の幅を有する。前記炉床駆動装置19は、図5に示されるように前記炉床18の下側に設けられ、当該炉床18がその中心軸である垂直軸回りに所定方向(図2では反時計回り方向)に所定の速度で回転するように当該炉床18を支持しながら当該回転方向に動かす。
The
前記原料装入装置12は、前記炉床18上に設定された装入位置で前記還元鉄原料2の装入を行う。具体的には、図2に示されるように、前記炉床18上に前記還元鉄原料2を投下するホッパー12aと、当該ホッパー12aに還元鉄原料2を供給するコンベア12bと、を有する。
The raw
前記排出装置14は、前記炉床18上において前記装入位置から前記還元鉄原料2の移動方向に離れた(この実施の形態では前記装入位置から全周に近い距離だけ離れた)排出位置で還元鉄及びスラグ等の排出を行う。この実施の形態に係る排出装置14は、図3に示されるような排出スクリュー25と、当該排出スクリュー25を回転させるモータ26と、を備える。前記排出スクリュー25は、本体軸25aと、この本体軸25aの外周面で螺旋状に進行する送り用羽根25bと、を有し、当該排出スクリュー25の回転に伴って前記送り用羽根25bが前記炉床18上の還元鉄等を炉外に掻き出すような高さ位置に配置されている。
The
前記床敷材補給装置16は、前記装入位置と前記排出位置との間に設定された床敷材補給位置で前記炉床18上に床敷材11を補給する。この床敷材11は、前記炉床18の保護、具体的には当該炉床18と還元鉄原料2との直接的な接触の阻止、のためのもので、多数の粉体により構成される。
The floor covering
この床敷材11の補給は本発明において必須のものではない。すなわち、本発明は、炉床の上に直接還元鉄原料が装入される態様も含む。
The replenishment of the
前記床敷材補給装置16は、前記排出装置14において前記還元鉄及び前記スラグ等とともに排出される床敷材11の分に相当する新しい床敷材11を炉床18上に適宜補給する。この実施の形態に係る床敷材補給装置16は、前記原料装入装置12と同様、図2に示されるように、前記炉床18上に前記床敷材11を投下するホッパー16aと、当該ホッパー16aに床敷材11を供給するコンベア16bと、を有する。
The floor covering
この実施の形態では、前記原料装入装置12及び前記床敷材補給装置16の下流側にそれぞれ原料均し位置及び床敷材均し位置が設定され、当該原料均し位置及び床敷材均し位置にそれぞれ原料均し装置13及び床敷材均し装置17が設けられている。
In this embodiment, a raw material leveling position and a flooring material leveling position are set on the downstream side of the raw
前記原料均し装置13は、前記炉床18上に装入された還元鉄原料2を当該炉床18の移動方向と直交する方向すなわち炉床18の幅方向に均すもので、図2に示すような均しスクリュー13sを有する。当該均しスクリュー13sは、前記排出スクリュー25と同様、本体軸13aと送り用羽根13bと、を有する。
The raw
同様に、前記床敷材均し装置17は、前記炉床18上に補給された床敷材11を前記幅方向に均すもので、同じく図2に示すような均しスクリュー17sを有する。当該均しスクリュー17sも、本体軸17aと送り用羽根17bとを有する。
Similarly, the floor covering
前記還元炉10は、前記還元鉄原料2の還元及び溶融を行うべく、図4に示すような複数のバーナ28を備える。これらのバーナ28は、前記装入位置から前記排出位置に至るまでの領域において、前記炉床18の移動方向に沿って並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられ、各位置において燃料の燃焼を行う。この燃焼による熱は、輻射等により、炉内に順次装入される各還元鉄原料2に伝達され、当該還元鉄原料2の還元および溶融に寄与する。
The reducing
この還元鉄の製造装置は、さらに、図5及び図6に示すような炉床監視装置を備える。以下、その詳細を説明する。 The reduced iron manufacturing apparatus further includes a hearth monitoring apparatus as shown in FIGS. 5 and 6. Details will be described below.
前記炉床監視装置は、図1に示される前記炉床18の領域であって予め設定された監視対象領域Amtにおける当該炉床18の表面の状態を監視するものである。この監視対象領域Amtは、前記炉床18の移動方向について前記排出位置の下流側でかつ前記装入位置の上流側に設定される領域である。この実施の形態のように床敷材11の補給が行われるものでは、図1に示されるように、前記排出装置14が設けられる排出位置の下流側でかつ前記床敷材補給装置12が設けられる床敷材補給位置の上流側に前記監視対象領域Amtが設定されるのが、より好ましい。
The hearth monitoring device monitors the state of the surface of the
前記炉床監視装置は、図6に示される検出部40と、演算制御部50と、出力部60と、を有する。
The hearth monitoring apparatus includes a
前記検出部40は、前記監視対象領域Amtにおける前記炉床18の表面の状態に関する情報を検出するセクションである。この実施の形態に係る検出部40は、前記炉床18の表面の高さについての情報を検出するための複数の距離センサ(高さ情報検出器)42と、前記炉床18の表面の温度についての情報を検出する複数の温度センサ(温度情報検出器)44と、を含む。
The
前記複数の距離センサ42は、前記監視対象領域Amtにおける前記炉床18の上方に位置する天井24に配置され、当該炉床18の幅方向に互いに間隔をおいて並んでいる。各距離センサ42は、例えばレーザ式センサや超音波センサにより構成され、当該距離センサ42から前記炉床18の表面までの距離に対応した電気信号である距離検出信号を作成する。前記炉床18の表面の高さは、当該距離センサ42により検出される距離と当該距離センサ42の高さ位置とに基いて特定される。
The plurality of
各距離センサ42は、前記幅方向に往復走査することが可能であり、これにより、当該距離センサ42に割り当てられた幅方向の領域を走査する。このようにして、前記炉床18のうち前記複数の距離センサ42の下方に位置する部位の高さがその幅方向全域にわたって短時間で検出される。
Each
前記複数の温度センサ44は、前記各距離センサ42から前記炉床18の移動方向と平行な方向にずれた位置で、当該距離センサ42と同様、前記監視対象領域Amtにおける前記炉床18の上方に位置する天井24に配置され、当該炉床18の幅方向に互いに間隔をおいて並んでいる。各温度センサ44は、例えば放射温度計や熱画像計測装置等により構成され、前記炉床18の表面の温度に対応した電気信号である温度検出信号を作成する。
The plurality of
各温度センサ44も、前記炉床18の幅方向について、当該温度センサ44に割り当てられた領域を往復走査する。このようにして、前記炉床18のうち前記複数の温度センサ44の下方に位置する部位の温度がその幅方向全域にわたって短時間で検出される。
Each
前記距離センサ42及び前記温度センサ44による検出は、還元炉の操業中つまり炉床18の移動中に継続して行われる。しかも、当該炉床18の移動速度は前記各センサ42,44の走査速度に比べて十分遅いため、当該炉床18のうち前記監視対象領域Amtを通過する部位の高さ及び温度が次々と検出される。
Detection by the
前記各センサ42,44を高熱から保護するため、当該センサ42,44と炉床18との間に図5に示すような耐火物等の保護材29が介設されてもよい。この場合、当該保護材29(配置によっては当該保護材29及び天井24)に前記各センサ42,44による炉床18の表面状態の検出を可能にする窓が設けられるのが、よい。あるいは、水等の冷媒による各センサ42,44の冷却が行われてもよい。
In order to protect the
前記演算制御部50は、例えばマイクロコンピュータにより構成され、その機能として、図5に示される監視用画像作成部52及び警告要否判断部54を有する。
The
前記監視用画像作成部52は、前記距離センサ42及び前記温度センサ44によって作成された距離検出信号及び温度検出信号を時々刻々取り込み、蓄積することにより、前記炉床18の全周にわたる当該炉床18の表面の状態を監視するための監視用情報、具体的には、前記炉床18の全周にわたりその表面の高さ分布を示す画像、例えば三次元画像や等高線を含む二次元画像、各位置での表面の高さを示すグラフ等、についてのデータと、前記炉床18の全周にわたりその温度分布を示す画像、例えば三次元画像や等温線を含む二次元画像、各位置での表面の温度を示すグラフ等についてのデータと、を作成するとともに、その画像データを前記出力部60に入力する。
The monitoring
図7は、前記監視用画像作成部52により作成される監視用画像であって前記炉床18の全周にわたりその表面の高さ分布を示す画像(つまり全体監視用画像)の例を示す。この画像では、炉床の領域がその周方向について10個の領域A1〜A10に分割され、各領域における炉床表面の高さ分布(凹凸)がある高さを基準として等高線70と模様72の組み合わせによって表示される。
FIG. 7 shows an example of a monitoring image created by the monitoring
さらに、前記領域A1〜A10のうちの特定の領域が使用者の操作によって選択されると、その領域について例えば図8に示されるような部分拡大画像が表示される。図8は、図7に示される領域A9が選択された場合に表示される画像であり、この画像で当該領域A9における高さ分布の詳細情報が表示される。さらに、この画像において任意の断面指示線74が指定されると、その線に沿った断面画像76が画面の片隅に表示される。
Further, when a specific area among the areas A1 to A10 is selected by a user's operation, a partially enlarged image as shown in FIG. 8 is displayed for the area. FIG. 8 shows an image displayed when the area A9 shown in FIG. 7 is selected. In this image, detailed information on the height distribution in the area A9 is displayed. Further, when an arbitrary
同様に、図9は、前記監視用画像作成部52により作成される監視用画像であって前記炉床18の全周にわたりその表面温度の分布を示す画像(つまり全体監視用画像)の例を示す。この画像においても、炉床の領域がその周方向について10個の領域A1〜A10に分割され、各領域における炉床表面温度の分布が特定の温度(図では800°C)を基準に等温線80と模様82の組み合わせによって表示される。
Similarly, FIG. 9 is an example of an image (that is, an image for overall monitoring) showing the distribution of the surface temperature over the entire circumference of the
さらに、前記領域A1〜A10のうちの特定の領域が使用者の操作によって選択されると、その領域について例えば図10に示されるような部分拡大画像が表示される。図10は、図9に示される領域A10が選択された場合に表示される画像であり、この画像で当該領域A10における高さ分布の詳細情報が表示される。さらに、この画像において任意の断面指示線84が指定されると、その線に沿った温度分布を高さによって表示した断面画像86が画面の片隅に表示される。
Further, when a specific area among the areas A1 to A10 is selected by the user's operation, a partially enlarged image as shown in FIG. 10 is displayed for the area. FIG. 10 shows an image that is displayed when the area A10 shown in FIG. 9 is selected. In this image, detailed information on the height distribution in the area A10 is displayed. Further, when an arbitrary
あるいは、任意の断面において炉床表面の高さと温度の双方を示す複合画像を表示することも可能である。図11は、炉床の特定の周方向位置における当該炉床の高さの分布と炉床の表面温度の分布とをそれぞれ断面形状及びグラデーションによって表した複合画像の例を示す。 Or it is also possible to display the composite image which shows both the height and temperature of a hearth surface in arbitrary cross sections. FIG. 11 shows an example of a composite image in which the distribution of the height of the hearth and the distribution of the surface temperature of the hearth at a specific circumferential position of the hearth are represented by cross-sectional shapes and gradations, respectively.
なお、本発明において作成される監視用情報は、前記のような監視用画像(炉床の表面の高さ分布を示す画像や温度分布を示す画像)に限定されない。当該監視用情報は、例えば、炉床上に設定された座標(例えば径方向位置と周方向位置とが組み合わされた座標)とその座標位置における表面状態の指標(例えば高さや温度)との対応関係を示す数値表であってもよい。あるいは、当該表面状態の指標の最大値及び最小値のみが監視用情報として採取されてもよい。 Note that the monitoring information created in the present invention is not limited to the monitoring image as described above (an image showing the height distribution of the hearth surface or an image showing the temperature distribution). The monitoring information includes, for example, a correspondence relationship between coordinates set on the hearth (for example, coordinates in which a radial position and a circumferential position are combined) and surface state indicators (for example, height and temperature) at the coordinate positions. It may be a numerical table indicating. Alternatively, only the maximum value and the minimum value of the surface state index may be collected as monitoring information.
前記警告要否判断部54は、前記距離センサ42及び前記温度センサ44によりそれぞれ特定される炉床18の高さ及び温度が予め設定された許容範囲内にあるか否かを判断し、当該高さ及び当該温度の少なくとも一方が前記許容範囲から外れている場合に警告指令を作成して前記出力部60に入力する。具体的に、この実施の形態に係る警告要否判断部54は、前記炉床18の全周にわたって蓄積された表面高さ及び表面温度の最大値及び最小値を選定し、次のa)〜d)のいずれかに該当する場合に警告指令を作成する。
The warning
a)炉床表面高さの最大値が予め設定された高さ上限値よりも大きい場合
b)炉床表面高さの最小値が予め設定された高さ下限値よりも小さい場合
c)炉床表面温度の最大値が予め設定された温度上限値よりも大きい場合
d)炉床表面温度の最小値が予め設定された温度下限値よりも小さい場合
あるいは、前記表面高さまたは前記表面温度について、その最大値と最小値との差が一定以上の場合、つまりばらつきが大きい場合、に前記警告指令が作成されてもよい。
a) When the maximum value of the hearth surface height is larger than a preset height upper limit value b) When the minimum value of the hearth surface height is smaller than a preset height lower limit value c) The hearth When the maximum value of the surface temperature is larger than the preset upper temperature limit value d) When the minimum value of the hearth surface temperature is smaller than the preset lower temperature limit value Alternatively, for the surface height or the surface temperature, The warning command may be generated when the difference between the maximum value and the minimum value is a certain value or more, that is, when the variation is large.
また、時間の経過に伴う炉床表面高さの変化の量または時間の経過に伴う炉床表面温度の変化の量(つまり横軸を経過時間、縦軸を炉床表面高さまたは炉床表面温度としたときに描かれる曲線に対する接線の傾き)が予め設定された許容値を超えた場合に前記警告指令が作成されてもよい。 Also, the amount of change in the hearth surface height over time or the amount of change in the hearth surface temperature over time (i.e., the horizontal axis is elapsed time, the vertical axis is hearth surface height or hearth surface The warning command may be generated when a slope of a tangent to a curve drawn when the temperature is exceeded exceeds a preset allowable value.
前記出力部60は、前記演算制御部50により作成された情報を外部に出力して報知するセクションであり、画像表示部62及び警告出力部64を有する。画像表示部62は、前記監視用画像表示部52からの前記画像データの入力を受けて、当該監視用画像作成部52が作成した監視用画像を表示画面上に表示する。前記警告出力部64は、例えば警告用ランプや警告用ブザーからなり、前記警告要否判断部54から前記警告指令の入力を受けた場合に前記警告用ランプの点灯や前記警告用ブザーの発動を行う。
The
次に、この還元鉄の製造装置の作用を説明する。 Next, the operation of this reduced iron manufacturing apparatus will be described.
前記還元炉10の操業中は、前記炉床駆動装置19が常時作動し、前記炉床18を一定の速度で回転方向に移動させる。この炉床18に対し、床敷材補給位置に設けられた床敷材補給装置16が床敷材11の補給を行い、さらに、その下流側の装入位置に設けられた原料装入装置12が前記炉床18の上に(この実施の形態では前記床敷材11の上に)ペレット化またはブリケット化された還元鉄原料2を装入する。当該還元鉄原料2は、前記炉床18とともにその移動方向に搬送され、その搬送途中で図4に示されるバーナ28により前記還元鉄原料2の温度が高められ、当該還元鉄原料2の還元及び溶融が行われる。これにより、粒状の溶融金属鉄とスラグ等とが生成される。前記溶融金属鉄は、その後に冷却されて固化し、製品還元鉄2rとなる。ここで前記還元鉄原料2の溶融は必ずしも行われなくてもよい。
During operation of the
このようにして生成された還元鉄及びスラグ等は、排出位置に設けられた排出装置14により炉外に排出される。この実施の形態では、図3に示される排出スクリュー25が前記炉床18の表面の直上の位置でモータ26により回転駆動され、これにより、当該排出スクリュー25に含まれる螺旋状の送り用羽根25bが前記炉床18上の還元鉄及びスラグ等を当該炉床18の幅方向に掻き出す。
The reduced iron, slag, and the like generated in this manner are discharged out of the furnace by the
この排出装置14が設けられる排出位置の下流側の領域であって前記床敷材補給位置の上流側の領域である監視対象領域Amtでは、炉床監視装置による炉床18の表面の監視が行われる。
In the monitoring target area Amt, which is an area downstream of the discharge position where the
具体的に、当該炉床監視装置の距離センサ42及び温度センサ44は、それぞれ、炉床18の回転方向への移動中に当該距離センサ42から炉床18の表面までの距離及び当該炉床18の表面の温度を検出し、その検出信号を時々刻々演算制御部50に入力する。演算制御部50の監視用画像作成部52は、前記各センサ42,44から入力される検出信号つまり炉床表面状態に関する情報を蓄積し、これに基いて、炉床18の表面の高さ及び温度の分布を示す画像を形成し、出力部60の画像表示部62に出力させる。また、演算制御部50の警告要否判断部54は、前記炉床18の全周にわたり採集された当該炉床18の表面の高さ及び温度のそれぞれについて最大値及び最小値を特定し、そのいずれかの値が予め設定された許容範囲を逸脱する場合に警告指令を出力部60の警告出力部64に入力して警告動作を行わせる。また、時間の経過に伴う炉床表面高さの変化の量または時間の経過に伴う炉床表面温度の変化の量が予め設定された許容値を超えた場合も、前記出力部60の警告出力部64に前記警告指令を入力して警告動作を行わせることも可能である。
Specifically, the
この炉床監視装置により監視される監視対象領域Amtでは、前記排出装置14により前記還元鉄及びスラグ等が排出されかつ新しい床敷材11の補給及び新しい還元鉄原料2の装入がまだ行われない状態にあるため、この監視対象領域Amtにおいて炉床監視装置は最も好ましい条件で炉床18の表面の監視を行うことが可能である。
In the monitoring target area Amt monitored by the hearth monitoring device, the reduced iron, slag, and the like are discharged by the
具体的に、当該炉床監視装置による監視は、次のような炉床18の有効な管理を可能にする。
Specifically, the monitoring by the hearth monitoring device enables effective management of the
(A)炉床18の表面の高さについて
炉床18の表面の高さに関する情報が全周にわたって採集されることにより、当該表面の起伏つまり凹凸の存在の特定が可能である。この表面の凹凸は、還元鉄原料2の装入の過不足や不均一性、当該還元鉄原料2から発生する微細な粉体の堆積等により生じ得るものであり、前記原料均し装置13や前記床敷材均し装置17をもってしても完全に回避することは困難である。そして、当該凹凸の存在は排出装置14の劣化の進行に大きく影響を与えるため、その早期発見は当該排出装置14の劣化の抑制に極めて効果的である。具体的には次のとおりである。
(A) About the height of the surface of the
(A−1)凸部について
炉床18の表面において他の部分よりも上向きに大きく突出する部分(凸部)は、前記排出装置14における排出スクリュー25の送り用羽根25bに直接接触することによりこれを摩耗、損傷させる。その度合いは、前記凸部の高さが大きいほど著しい。従って、この凸部の存在を早期に発見してこれを部分的に均すような炉床表面の個別対応的な整備を行うことが、運転効率の著しい向上を可能にする。
(A-1) Convex Part A part (convex part) that protrudes larger than the other part on the surface of the
具体的に、排出装置14の劣化すなわち前記排出スクリュー25の送り用羽根25bの摩耗損傷を抑えることは、その交換頻度の低減を可能にする。当該交換頻度の低減は、還元炉10の操業停止回数を減らしてその運転効率を著しく増大させる。また、このように排出スクリュー25の摩耗損傷を抑制することは、当該摩耗損傷の回避のために当該排出スクリュー25の駆動速度を低下させる必要をなくし、その分排出速度を高くして運転効率を向上させることを可能にする。
Specifically, suppressing the deterioration of the
(A−2)凹部について
前記炉床18の表面において他の部分よりも凹んだ部分である凹部の早期発見も、還元炉10の良好な運転の維持に大きく寄与し得る。炉床18の表面に深い凹部が存在すると、その部分に例えば還元鉄原料2が堆積しやすく、これにより多層状態を形成して下層となった原料の還元の低下を招くなどして生産性を低下させるおそれがあるが、前記監視は前記生産性の低下を防ぐことが可能である。
(A-2) Concave part Early detection of the concave part, which is a part recessed on the surface of the
(B)炉床18の表面の温度について
炉床18の表面の温度分布や温度変化の監視も、炉床18の表面を適正に整備して管理する上で非常に重要である。具体的には次のとおりである。
(B) Temperature of the surface of the
(B−1)温度分布について
全周にわたって検出される炉床18の表面温度にその場所によって著しいばらつきがある場合、その原因として、i)排出装置14と炉床18の表面との接触による摩擦熱の発生が著しいことや、ii)炉床18の成分が局所的に変動するによる輝度や輻射率の変化(つまり色の変化)が考えられる。従って、当該温度分布のばらつき等を使用者に早期に知らせることは、異常発生を予見して事前対策を行うための一助となる。
(B-1) Temperature distribution When the surface temperature of the
(B−2)温度変化について
前記炉床18の表面の温度に著しい変化がある場合、その原因として、i)還元鉄原料2の装入状態の変動や、ii)反応状態の変動(例えば反応速度の変動)が考えられる。従って、当該炉床18の表面温度の変化を早期に知ることは、i)については、装入状態の早期確認、供給設備の事前調整、あるいは装入状態の不均一性の確認及び是正を可能にし、ii)については、還元炉10での加熱運転状態の確認を促すことが可能である。この温度変化は、例えば前記監視用画像作成部52が過去に検出された情報を記憶して現在入力される情報と比較演算することにより、提供されることが可能である。
(B-2) Temperature change When there is a significant change in the temperature of the surface of the
前記装入状態の変動は、例えば装入位置の下流側の領域に前記距離センサ42と同等の高さ情報検出器を設けることによっても監視することが可能である。しかし、この領域は前記監視対象領域Amtと異なり粉体の飛散が顕著であり、高い精度での検出、監視は期待できない。換言すれば、前記のように排出位置の下流側で装入位置の上流側の領域(床敷材の補給がある場合には好ましくはその補給位置よりも上流側の領域)を前記監視対象領域Amtに設定することが、炉床18の表面を高精度で監視することを可能にする。
The fluctuation of the charging state can be monitored by providing a height information detector equivalent to the
さらに、前記炉床監視装置により出力される監視用情報に基づき、各種の自動制御を実行することも可能である。例えば、炉床18の表面の凹凸が著しい場合、前記排出スクリュー25の回転速度を低下させる制御や当該排出スクリュー25の高さを自動的に調整する制御、均し装置13,17の駆動速度を上昇させる制御、などを行うことも可能である。
Furthermore, various automatic controls can be executed based on the monitoring information output by the hearth monitoring device. For example, when the unevenness of the surface of the
2 還元鉄原料
10 還元炉
11 床敷材
12 原料装入装置
14 排出装置
16 床敷材補給装置
18 炉床
25 排出スクリュー
28 バーナ(加熱器)
40 検出部
42 距離センサ(高さ情報検出器)
44 温度センサ(温度情報検出器)
50 演算制御部
52 監視用画像作成部
54 警告要否判断部
60 出力部
62 画像表示部
64 警告出力部
2 Reduced iron
40
44 Temperature sensor (temperature information detector)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
回転方向に移動する炉床及びこの炉床上の還元鉄原料を加熱して還元鉄を生成する加熱器を含む還元炉と、
前記炉床上において設定された装入位置で当該炉床上に還元鉄原料を装入する原料装入装置と、
当該炉床上で前記装入位置から前記炉床の移動方向に離れた排出位置で、前記炉床上での前記加熱器による前記還元鉄原料への加熱により生成された還元鉄を前記炉床の移動方向と交差する方向に送り出して排出する排出装置と、
前記炉床の移動方向について前記排出位置の下流側でかつ前記装入位置の上流側の監視対象領域における前記炉床の表面の状態を監視するための監視装置と、を備え、
前記監視装置は、前記監視対象領域における前記炉床の表面の状態に関する情報を検出する検出部と、この検出部により検出された前記炉床の表面の状態に関する情報を蓄積することにより、前記炉床の全周にわたる当該炉床の表面状態についての監視用情報を作成する監視用情報作成部と、この情報作成部により作成された監視用情報を出力する出力部と、を有する、還元鉄の製造装置。 An apparatus for producing reduced iron by heat treating a reduced iron raw material containing a carbonaceous reducing agent and iron oxide,
A reduction furnace including a hearth that moves in the rotation direction and a heater that generates reduced iron by heating reduced iron raw material on the hearth;
A raw material charging device for charging reduced iron raw material onto the hearth at a charging position set on the hearth;
The reduced iron generated by heating the reduced iron raw material by the heater on the hearth at a discharge position away from the charging position on the hearth in the moving direction of the hearth. A discharge device for sending and discharging in a direction crossing the direction;
A monitoring device for monitoring the state of the surface of the hearth in the monitoring target region downstream of the discharge position and upstream of the charging position with respect to the movement direction of the hearth,
The monitoring device is configured to detect information related to a state of the surface of the hearth in the monitoring target area, and to accumulate information related to a state of the surface of the hearth detected by the detection unit. A monitoring information creation unit that creates monitoring information about the surface state of the hearth over the entire circumference of the floor, and an output unit that outputs the monitoring information created by the information creation unit. manufacturing device.
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