JP6854899B2 - バルク材料の冷却 - Google Patents

Description

本発明は、コンテナ内、好ましくはシャフト冷却器内へ様々な粒径を有する粒子からなるバルク材料を導入するための投入デバイスに関する。

焼結プラントからの焼結鉄鉱石のような高温バルク材料(hot bulk material)は、通常、それがサイロ内に貯蔵されかつ／またはさらに処理され得る前に、冷却される必要がある。

高温バルク材料の冷却のために、作動中にバルク材料に対して向流の冷却ガスが横切る冷却シャフトを備える冷却デバイス、いわゆるシャフト冷却器を使用することが知られている。そのようなシャフト冷却器において、高温バルク材料と冷却ガスとの間の熱交換は、冷却シャフト内で起こる。高温バルク材料は、通常、上端において冷却シャフト内に導入されかつ重力によって冷却シャフトを下方に横切り、冷却シャフトの下端において、バルク材料は、冷却された状態で取り除かれる。冷却ガスは、通常、冷却シャフトの下端において導入され、かつ加熱された状態でいわゆる排ガスとして上方で排出される。冷却ガスが空気であるとき、それは冷却空気および排空気と呼ばれる。バルク材料を冷却するとき、不均一なそれぞれ空間的に不均質な、バルク材料の冷却を回避するために、努力がなされる。冷却シャフトを通過した後に、バルク材料がわずかしか冷却されていない領域を有しかつその結果高温を有する場合、そのような高温材料(hot material)は、例えば、コンベヤおよび／または冷却デバイスの下流においてバルク材料を貯蔵するためのサイロを損傷し得る。加えて、そのような場合において、バルク材料のさらなる搬送および／またはさらなる処理は、まず、バルク材料の前記領域が十分に冷却されるまで待つ必要があるので、遅延させられる可能性がある。

冷却シャフト内における最良の可能かつ効率的な冷却を達成するために、バルク材料は、冷却シャフト内において粒径に関して可能な限り均質に、すなわち様々な粒径を有するバルク材料の場合において可能な限り分離がなく、分配されるべきである。冷却シャフト内における粒径の不均質な分配は、冷却ガスの様々な程度の流動抵抗、およびしたがって、他の領域と比べてあまり流し込まれずかつあまり冷却されない領域をもたらす。さらに、大きい粒子は、それらの表面積対体積比があまり好ましくないので、小さい粒子よりもゆっくりと冷める。冷却シャフト内に収容されるバルク材料が、大きい粒子の濃度が平均を超える領域を有する場合、それらの領域内において、バルク材料は、大きい粒子の濃度が平均または平均未満の領域内におけるよりもゆっくりと冷める。そのように、それは、したがって、バルク材料の粒が冷却シャフト内においてそれらのサイズに関して空間的に均質に分配されている場合、冷却シャフト内における均一なバルク材料の冷却を達成するために、有利である。

特許文献１、２、３または４４に示されるようなシャフト冷却器において、バルク材料としての高温焼結物(hot sinter)の投入は、バッチ方式でまたは中心で(centrally)行われる。これは、通常最大２００ｍｍの粒径を有する非常に大きな粒帯(grain band)を有する高温焼結物を分離し(segregates)、かつ冷却は、非効率的になる。

特許文献５において、バルク材料用の投入デバイスが示されるが、その分離性能がシャフト冷却器内における高温焼結物冷却に適用可能であるか否かは不明確である。

仮に既に分離されたバルク材料が投入のために送達された場合であっても、冷却シャフト内に導入されるときに、投入デバイスを移動させることによる連続的な投入の助けを借りて、可能な限り均質な、シャフト内における粒径の分配を達成するための試みがなされる。問題は、移動システム部が、バルク材料の高温および加熱された冷却ガスに曝されることである。これは、著しい摩耗および保守費用をもたらし得る。

焼結鉱石からの高温焼結物の温度はおよそ４００℃〜７５０℃であり、かつ冷鉱石(cold ore)の温度は溶鉱炉を供給し、リング冷却機およびベルト冷却機は、それらの構造的特徴のために、およそ３０％の排ガス熱しか回収できず、縦型冷却シャフト、すなわちシャフト冷却器、シャフト冷却器のそれぞれの冷却シャフトは、熱回収率を向上させることができ、そうして、沢山の科学研究機関および企業は、現在、焼結鉱石の廃熱を回収するために縦型冷却シャフトを使用する。例えば、特許文献６のSintering Furnace Type Cooling Device、特許文献７のVertical Agglomerate Cooling Machine、特許文献８のVertical Cooling and Waste Heat Recovery Furnace for Agglomerate等、縦型冷却シャフト設備の１つのセットは、Tianjin Tianfeng Steel Co., Ltd.社において既に作動させられており、これは廃熱回収率を大いに向上させる。

縦型冷却シャフトの気密性は、排ガス回収率を決定し、かつその空気漏出点は、主に、フィーディングシステムおよび排出システムである。現在、縦型冷却シャフトのためのフィーディングモードは、斜橋＋傘形状の材料分配（特許文献９、Multi-angle Multi-surface Multi-layer 360-degree Air-supplying Sinter Ore Cooling Tower）、チェーンスクレーパコンベヤ＋回転材料分配（特許文献１０、Heat Exchange Device for Sintering Ore Furnace Type Cooling）、特許文献１１、Sensible Heat Recovery Device for Agglomerate、焼結機の排出端との直接接続＋時計型／傘形状の材料分配（特許文献６、Sintering Furnace Type Cooling Device）、特許文献７、Vertical Agglomerate Cooling Machine、特許文献８、Vertical Cooling and Waste Heat Recovery Furnace for Agglomerateを含み、斜橋フィーディングは、間欠的な運転およびシングルバケットチッピングであるが、シャフト上部の気密性は、チェーンスクレーパ連続運転およびヘッドローリング排出ほど良好ではない。焼結機の排出端と直接接触するフィーディングモードは、焼結機の高さ配置および前の手順における縦型シャフトに対する大きな制限を有する。

現在、縦型冷却シャフトの一般的な排出モードは、星形排出機(star discharging machine)（特許文献１２、High-efficient Heat Recovery Type Sinter Mine Cooling System）、特許文献１３、System Used for Sinter Ore Cooling and Sensible Heat Efficient Recycling、特許文献１４、Vertical Sinter Cooler Capable of Efficiently Recovering Sensible Heat of Agglomerate、電気振動フィーダ（特許文献７、Vertical Agglomerate Cooling Machine）、電気振動定量化排出機＋回転排出バルブ（特許文献１５、Discharging Device of Sinter Cooling Furnace）、（特許文献１１、Sensible Heat Recovery Device for Agglomerate）を含む。縦型冷却シャフトに入る焼結鉱石は、小さすぎない粒径に関する要件を有し、星形／回転排出設備は、良好な気密性を有するが、材料押出は、粒状の材料が設備の隙間内に挟まる原因となる可能性があり、これは、通常の運転に影響を及ぼし、電気振動フィーダは、材料破砕状態を有さないが、シーリング材料カラムの適当な高さは考慮されるべきである。

縦型冷却シャフトの熱回収率は、固気熱交換条件に関連し、かつ材料分配および換気モードは重要である。現在、縦型冷却シャフトのための材料分配モードは、回転材料分配（特許文献１１、Sensible Heat Recovery Device for Agglomerate、特許文献１６、Rotary Feeding Device of Sinter Cooling Furnace）、縦型スクリュー型のフィーディング機および時計型の材料分配（特許文献１７、Suspension Type Distributing Device for Sintering Ore Cooling Furnace、特許文献７、Vertical Agglomerate Cooling Machine、特許文献９、Multi-angle Multi-surface Multi-layer 360-degree Air-supplying Sinter Ore Cooling Tower、特許文献１８、Feeding Device for Vertical Cooling and Waste Heat Recovering Furnace for Sintering Ore）、等を含む。換気モードは、吹き入れを取り囲むための多数の風室の配置（特許文献１９、Sintered Ore Cooling Furnace）、中心吹き入れ（特許文献２０、Cold Air Supplying Device for Vertical Cooling and Waste Heat Recovering Furnace for Sintering Ore）、中心（多層の傘型）、および周囲（空気リング）吹き入れの組み合わせ（特許文献１１、Sensible Heat Recovery Device for Agglomerate）、ルーバー換気格子（特許文献９、Multi-angle Multi-surface Multi-layer 360-degree Air-supplying Sinter Ore Cooling Tower）、多数の通風ファンの周辺配置（特許文献１４、Vertical Sinter Cooler Capable of Efficiently Recovering Sensible Heat of Ag
glomerate）、（特許文献７、Vertical Agglomerate Cooling Machine）、等を含む。既存の材料分配設備は、材料ストッキング角度を変更することによって大きい粒子を縁上に分配して分配状態を向上させ、シャフトの断面上の材料の均一な分配は達成され得ない。換気モードは、周囲および中心吹き入れの組み合わせを使用し、これは、大サイズ部を備える縦型シャフトに適当であり、かつ冷気と材料との間の均一および十分な接触を保証し得る。

要約すると、既存の縦型冷却シャフトは、概して、劣った気密性および材料の不均一な分配等の問題を有し、これは、劣った現場環境、高い排出温度、および低温の回収排ガスを引き起こし、かつ排出運搬設備の作動、および熱回収率および熱価に直接的に影響を及ぼし、その結果、生み出される経済的利益は良好ではなく、かつ設備維持費は高い。

中国登録実用新案第２０４６３０３９５号明細書 中国登録実用新案第２０４６３０３９６号明細書 中国特許第１０３２３４３６１号明細書 中国登録実用新案第２０４４９５０７５号明細書 英国特許出願公開第２０７１１３９号明細書 中国特許出願第２０１３１０１２７７４４．５号明細書 中国特許出願第９３１１７１７５．Ｘ号明細書 中国特許出願第２０１３１０６７２９６７．Ｘ号明細書 中国特許出願第２０１５１１００２２４０．６号明細書 中国特許出願第２０１３２０１８５４７９．１号明細書 中国特許出願第２０１５２０７５６６８２．９号明細書 中国特許出願第２０１２２０４９１４０７．５号明細書 中国特許出願第２０１６１０１５０５９６．２号明細書 中国特許出願第２００９１００７４５１３．６号明細書 中国特許出願第２０１３２０１８５２９０．２号明細書 中国特許出願第２０１３１０１２７７９７．７号明細書 中国特許出願第２０１３２０１８５４８０．４号明細書 中国特許出願第２０１３２０８１４３９６．４号明細書 中国特許出願第２０１３１０１２８０２６．Ｘ号明細書 中国特許出願第２０１３２０８１４３７９．０号明細書

本発明の目的は、投入デバイス、バルク材料の冷却用デバイス、およびバルク材料をコンテナ内に導入するための方法を提供することであり、これにより、連続的な投入を用いた、受ける摩耗が低減された、様々な粒径の粒子からなるバルク材料の均一な冷却が達成および改善され得る。

本目的は、コンテナ内へ様々な粒径を有する粒子からなるバルク材料を導入するための投入デバイスによって解決され、
この投入デバイスは、
− 回転中心軸の周りを回転可能な回転バンカであって、回転バンカが、バルク材料のための入口開口を有し、回転中心軸が、入口開口を通過し、かつ回転バンカが、バルク材料のための排出開口を有し、排出開口は偏心的に配置されている、回転バンカと、
− 供給バンカであって、回転バンカの排出開口が供給バンカ内に開口する、供給バンカと、
− 供給バンカから出る少なくとも３本の排管と、
を含み、
供給バンカおよび排管は、固定式であることを特徴とする。

コンテナは、好ましくは、シャフト冷却器の冷却シャフトである。シャフト冷却器は、少なくとも１つの冷却シャフトを有する。シャフト冷却器、それぞれその冷却シャフトは、通常、垂直長手方向軸を有する。

バルク材料は、好ましくは、高温であり、すなわち、少なくとも３００℃、好ましくは少なくとも４００℃の温度を有し、好ましくは、それは高温焼結物である。序論において既に述べられたように、バルク材料の温度は、冷却ガスと向流の熱交換によって、シャフト冷却器内で低減され、バルク材料は、シャフト冷却器内へ導入されたとき、高温である。例えば、焼結物は、導入されるときに、４００℃〜７００℃の範囲の、または実に最高７５０℃の温度を有していてもよい。

バルク材料は、様々な粒径の粒子からなり、それは、例えば焼結中に、最大２００ｍｍの粒径を有する非常に大きい粒径スペクトルになり得る。

バンカは、バルク物品を受け入れるため、本願の場合においてはバルク材料を受け入れるための大きいコンテナであると理解されるべきである。

回転バンカは、回転中心軸の周りを回転可能であり、回転中心軸は、通常、シャフト冷却器の冷却シャフトのようなコンテナにおける投入デバイスの設置の場合、鉛直である。投入デバイスが作動する間、回転バンカは、この回転軸の周りを回転させられる。回転軸は、バルク材料のための回転バンカの入口開口を通過する。例えば、バルク材料のための回転バンカの入口開口は、中心に、すなわち中央部に位置し、この場合において、回転中心軸は、この中心に位置する入口開口を通過する。入口開口を通して、搬送デバイス、例えば、バルク材料のような焼結物の場合シェブロンコンベヤによって投入デバイスに搬送されたバルク材料は、回転バンカ内へ導入される。回転中心軸が入口開口を通過するという事実に起因して、（例えば、入口開口の中心配置の場合）回転バンカがその回転中心軸の周りを回転するとき、作動の間、搬送デバイスに対して、入口開口の位置を変化させない。これは、搬送デバイスから回転バンカ内への入力を促進する。

回転バンカは、偏心的に配置された排出開口を有する。

回転バンカの偏心的な排出開口は、回転バンカに隣接して位置付けられる固定式の供給バンカ内に開口する。バルク材料を移動させるために重力を使用するために、投入デバイスを、供給バンカの上方に配置されている回転バンカと位置合わせすることが好ましい。

コンテナにおいて、例えばシャフト冷却器の冷却シャフトにおいて、投入デバイスを設置するとき、回転バンカは、バルク材料が回転バンカから重力に従って供給バンカ内に進むように、供給バンカの上方に位置付けられる。回転バンカの回転中心軸は、偏心的に配置された排出開口を通過しない。

回転バンカの偏心的な排出開口は、例えば、回転バンカの底部において偏心的に配置された穴であり得る。作動の間、重力に従って、バルク材料は、回転バンカから、回転バンカより下方に位置付けられる供給バンカ内へ排出開口を通過する。

供給バンカは、排管を通してシャフト冷却器の冷却シャフトのようなコンテナ内へ次の入力のためのバルク材料を供給するので、その名を有する。供給バンカは、固定式であり、回転バンカとは異なり、それは投入デバイスが作動する間、動かない。

供給バンカから、いわゆる排管が少なくとも３本、始まる。コンテナ、例えばシャフト冷却器の冷却シャフトに設置される投入デバイスの場合、それら排管は供給バンカから下方に延び、すなわち、それらは供給バンカより下に位置する。排管は、それを通ってバルク材料が重力に従って供給バンカを離れる管であり、バルク材料は排管から流出する。供給バンカに接続される排管の端は、供給端と呼ばれてもよく、排管の他の端は、シャフト端と呼ばれてもよい。

好ましくは、排管の断面は、供給バンカからの距離が増大するにつれて大きくなり、そうして、それら排管は、供給バンカからの距離が増大するにつれて、拡大する。これは、目詰まりのリスクを低減させる。

例えば、円錐状の管は、より狭い端、供給端を備える排管として、供給バンカと接続される。

供給バンカの底部における開口を通って、バルク材料は、重力に従って、供給バンカの底部の対応するポイントに設けられた排管内に流れ込む。好ましくは、排管は、排管が目詰まりする場合において、その目詰まりした排管の上方の供給バンカ内のバルク材料が別の排管を通って少なくとも大部分流れ得るように、供給バンカの底部に配置される。

例えば、投入デバイスがシャフト冷却器と併せて作動させられる場合、排管は、それらのより低い潜在的により幅広の端を備えて、シャフト冷却器の冷却シャフト内に延び、かつ作動の間、材料は、この潜在的により幅広の、排管の端、例えば、潜在的に円錐状の管を離れて、シャフト冷却器の冷却シャフト内へ向かう。作動の間、バルク材料は、重力に従って、供給バンカから出て排管を通って冷却シャフト内へ流れることとなる。そのように形成されたバルク材料の材料床には、向流の冷却ガス、好ましくは冷却空気が流し込まれる。

投入デバイスが作動する間、回転バンカは、回転中心軸の周りを回転させられ、一方で、好ましくは中心に位置する入口開口を通して、バルク材料は回転バンカ内に導入されるので、搬送デバイスから回転バンカ内への移送の間に起こるバルク材料の分離現象は、緩和される。例として、コンベヤベルトから投げ落とされる粒子は、そのサイズによって様々な程度まで飛ぶこととなり、すなわち、それら粒子は、分離され、回転バンカを回転させることによって、その後、回転バンカ内の粒径分布は、均等化されることとなる。

投入デバイスが作動する間、回転バンカは回転させられ、一方で、供給バンカは固定式であり、かつ排出開口は偏心的に配置されているので、バルク材料は、重力に従って、回転対称の回転バンカから回転バンカの下方に設置される供給バンカ内に流出する。したがって、供給バンカからのバルク材料が排管内に流入したとき、排管は、供給バンカから、およそ同一の粒径分布のバルク材料で充填され、これは、シャフト冷却器の冷却シャフトのようなコンテナ内の不均質な粒径分布を、特に周囲方向において、極度に最小化させる。バルク材料の排出は、潜在的に増大する排管の断面積によって、望ましいものとされる。コンテナ、例えば、シャフト冷却器の冷却シャフト、の内部において、バルク材料コーンが排出管の下端に形成され、単一の排管の使用、例えば、コンテナ、例えば冷却シャフト内におけるバルク材料の中心投入と比較して、コーンは、多数の排管の存在下で、あまり高くない。結果として、それぞれのバルク材料コーンの周りにおける半径方向の分離は、より高いバルク材料コーンと比べて、低減する。単一の排管と比較して有効な効果のために、少なくとも３本の排管は、存在すべきである。

全体的に、組み合わせにおいて、作動中の投入デバイスの発明に関する特徴は、相乗的に以下の効果をもたらす。投入デバイスの入口開口への分離されたバルク材料の供給の場合、例えば、焼結物を供給するシェブロンコンベヤにおいて、分離効果が既に生じている場合でさえも、コンテナ、例えばシャフト冷却器に付随する投入デバイスの冷却シャフト内において、半径方向および周囲方向の両方に実施的に均質であり、かつコンテナ、例えばシャフト冷却器の冷却シャフトの長手方向軸に関して回転対称の、バルク材料の粒径分布が存在する。

分離効果は、コンテナ、例えば冷却シャフト内に形成されたバルク材料の床の断面全体にわたって均等化される。

バルク材料の冷却用デバイスにおいて使用されるとき、効果として、改善された冷却効率、均一かつ効果的なバルク材料の冷却、および加熱された冷却ガスの後続の使用のための良好な熱収率が生じる。

特許文献５の投入デバイスは、参照番号３が付された回転デバイスがその最上部にあるが、この回転デバイスは、バルク材料のための偏心的に配置された排出開口を有し、そのバルク材料のための入口開口は、回転中心軸が通過しない点で、特許請求された投入デバイスと異なる。材料導入は、中心で行われない。したがって、分離機構、およびまた結果として、冷却能力および均一性が、特許請求されたような投入デバイスとは異なる。

本願の別の目的は、
様々な粒径の粒子からなるバルク材料の冷却用デバイスであって、
冷却シャフトを備えるシャフト冷却器と、
シャフト冷却器内にバルク材料を投入するための本発明による投入デバイスと、
を含み、
投入デバイスは、シャフト冷却器の冷却シャフトの上端に配置され、排管は、それらの下端が冷却シャフト内に開口し、かつ回転バンカおよび供給バンカは、冷却シャフトの外側に配置される、冷却用デバイスである。

冷却シャフトにおいて、高温バルク材料は、バルク材料に対して向流で通過する冷却ガスによって冷却される。

そのようなバルク材料の冷却用デバイスにおいて、回転バンカおよび供給バンカは、冷却シャフトの外側にあり、かつしたがって、冷却シャフト内に、特に上端に存在する加熱された冷却ガスに曝されない。熱は、高温バルク材料によって回転バンカおよび供給バンカに供給されるが、それら回転バンカおよび供給バンカは、また、周囲空気によって冷却される。冷却シャフトの外側の配置によって、熱関連損傷のリスクが低減され、このリスクは、移動部、すなわち例えば回転バンカに関して特に大きい可能性がある。固定式のコンポーネントの排管は、それらの下端、すなわちシャフト端が冷却シャフト内に開口し、これらのシャフト端からバルク材料が冷却シャフト内に流れ込む。

発明に関するバルク材料の冷却用デバイス、または本発明による投入デバイスは、好ましくは連続的に作動させられ、すなわち、バルク材料は、連続的に導入される。

冷却シャフトは、好ましくは、少なくとも部分的に軸方向に対称に設計される。冷却シャフトは、好ましくは、中空の円筒シャフト部分を含む。それによって好都合には、中空の円筒シャフト部分の円筒軸は垂直方向に位置合わせされる。

好ましくは、冷却シャフトは、空冷式の熱交換器である。好都合には、バルク材料の冷却用デバイスは、冷却ガス、例えば冷却空気、を冷却シャフト内に注入するための、少なくとも１つのファン、特に送風機、を含む。さらに、バルク材料の冷却用デバイスは、冷却シャフトの上端において、冷却シャフトから出る冷却空気を吸引するための少なくとも１つのファンを有していてもよい。

冷却シャフト、それぞれ冷却シャフト内部のバルク材料床、へ吹き込む、冷ガス、それぞれ冷気は、可能な限り均一に分配されなければならない。この目的のために、冷却空気は、冷却シャフトの底部に設けられる、供給ラインとも呼ばれる空気ダクトの中心空気出口、および供給ラインとも呼ばれる空気ダクトの環状空気出口から出て、縦型冷却シャフト内部における冷気の分配均一性を保証する。冷却ガス供給ラインは、冷却シャフトにおいて周囲におよび中心に、環状空気出口および中心空気出口を備える。環状空気出口のみまたは中心空気出口のみと比較して、冷却空気は、より均一に分配される。

電気振動フィーダを備える１つの変形例に従って、冷却されたバルク材料は、シャフトの底部に均一に分配される多数の排出シュートによって、ベルトコンベヤに排出される。好ましくは、振動フィーダ上の排出シュートの出口は、ダストカバーを備える。

好ましい変形例において、回転バンカのための駆動モータデバイスが設けられ、かつギアリングが、回転バンカの上縁に、それぞれ回転バンカ本体に設けられる。前記駆動モータデバイスは、回転バンカの上縁に、それぞれ回転バンカ本体に対称的に配置された１つ、２つ、またはそれより多いモータを含んでいてもよい。１つまたは複数のモータによって駆動されて、ギアリングは回転し、かつ回転バンカを駆動して回転させる。１つまたは複数のモータは、シャフトの外側に、強烈な熱を受けない領域に、配置される。この配置により、熱に関連した故障のリスクが低くなる。

好ましい変形例において、前記回転分配デバイス、空気送風機、電気振動フィーダの駆動デバイスは、可変周波数制御を使用して、シャフト冷却器の縦型冷却シャフトの内部のチャージレベルの安定性、および高温焼結鉱石の冷却十分性および均一性が保証される。

好ましい変形例において、シャフト冷却器の冷却シャフトの内壁は、環状空気出口の上方に、ライニングを備える。そのライニングは、内側加工層および外側断熱層を含み、内側加工層は、耐火煉瓦によって構築され、かつ外側断熱層は、耐火物吹付材によって形成され、ライニングは、耐火物支持フレームによって支持される。

本発明の別の目的は、
コンテナ内へ、好ましくはシャフト冷却器の冷却シャフト内へ、様々な粒径の粒子からなるバルク材料を、好ましくは連続的に導入するための方法であり、
バルク材料は、まず、回転中心軸の周りを回転する回転バンカ内に中心で送り込まれ、次いで、回転バンカから固定式の供給バンカ内へ偏心的に流出し、かつ次いで、固定式の供給バンカから固定式の排管を通って、コンテナ内へ、好ましくは、シャフト冷却器の冷却シャフト内へ流れ込む。

中心で送り込まれることに関して、これは、バルク材料が、回転中心軸が通過する開口を通して送られるように、理解される。回転中心軸は、好ましくは垂直である。

そのようなプロセス管理において、好ましくは、本発明による投入デバイス、または本発明によるバルク材料の冷却用デバイスを用いて、投入デバイスおよびバルク材料の冷却用デバイスの議論において既に議論された有利な効果が達成され得る。

本願のテキストは、焼結鉱石の廃熱を回収するため縦型冷却シャフトを使用するプロセス法およびシステムを示し、焼結鉱石を冷却するための、新規な縦型冷却シャフト、すなわち、シャフト冷却器、シャフト冷却器のそれぞれの冷却シャフトの使用は、焼結鉱石の廃熱回収率を向上させ、および製造環境を最大限に向上させ得る。

以下の技術的スキームが使用される。
短く焼結物とも呼ばれる焼結鉱石の廃熱を回収するために、縦型冷却シャフト、すなわち、シャフト冷却器、シャフト冷却器のそれぞれの冷却シャフトを使用するプロセス法であって、以下のステップを含む、プロセス法。
１）焼結機によって生成される４００℃を超える温度を有する高温焼結鉱石は、シングルロール破砕機によって破砕された後に、シュート内に落とされ、電気振動フィーダ１によってチェーンバケットコンベヤまたはシェブロンコンベヤに送達され、かつ次いで、バルク材料として縦型冷却シャフト、すなわちシャフト冷却器の冷却シャフトまで持ち上げられ、縦型冷却シャフトの上部は、本願において以前使用された文言によると回転バンカである回転分配デバイスであって、回転分配デバイスに対して、後に分配デバイス本体と呼ばれ得ることがある回転バンカ本体を定義することができ、回転分配デバイスに対して、後に回転分配樋と呼ばれ得ることがある回転バンカ空間を定義することができる、回転分配デバイスと、分配器であって、本願において以前使用された文言によると、供給バンカおよび排管を含み、供給バンカは、後に、バレルと呼ばれ得ることがあり、かつ排管は、後に、ブランキングシュートと呼ばれ得ることがある、分配器と、を備え、分配器は、縦型冷却シャフトの周囲に沿って好ましくは均一に周囲に分配される多数のブランキングシュートを含み、焼結鉱石は、チェーンバケットコンベヤまたはシェブロンコンベヤのヘッドから排出され、かつ受取シュートを介して回転分配デバイスに入り、回転分配デバイスは、分配器の周囲に沿って材料を分配し、ブランキングシュートは、供給バンカを空にし、かつ縦型冷却シャフトの断面上に高温焼結鉱石を均一に分配するために使用され、縦型冷却シャフト内部で冷却ガスとして使用される冷気は、空気送風機によって提供され、供給ラインとも呼ばれる縦型冷却シャフトの底部に設けられた中心空気ダクト出口および環状空気ダクト出口から出て、縦型冷却シャフト内部の冷気の分配均一性を保証する。
２）縦型冷却シャフトにおいて、焼結鉱石バルク材料は、冷気と向流熱交換を行い、冷却後に、１３５℃未満の温度を有する焼結鉱が、シャフトの底部において均一に分配される多数の排出シュートおよび外方へ搬送するための電気振動フィーダ２によってベルトコンベヤに排出され、冷却シャフト内部で５８６℃を超える温度を有する排ガスは、一次脱塵のために冷却シャフト上部から重力集塵器に排出される。

前記回転分配デバイス、空気送風機、電気振動フィーダ１および電気振動フィーダ２の駆動デバイスは、可変周波数制御を使用して、縦型冷却シャフト内部におけるチャージレベルの安定性、および高温焼結鉱石の冷却十分性および均一性を保証する。

本願は、焼結鉱石の廃熱を回収するために、縦型冷却シャフト、すなわち、シャフト冷却器、シャフト冷却器のそれぞれの冷却シャフトを使用するプロセスシステムであって、プロセス経路に従って連続的に接続される縦型冷却シャフトおよび重力集塵器を含み、受取シュートは、前記縦型冷却シャフトの上部の高温焼結鉱石入口の上方に設けられ、焼結機の後のシングルロール破砕機は、シュート、電気振動フィーダ１およびチェーンバケットコンベヤまたはシェブロンコンベヤを介して受取シュートに接続され、分配器は、回転分配デバイスを介して受取シュートの底部で接続され、回転分配デバイスは、分配デバイス本体、回転分配樋、および駆動モータデバイスを含み、回転分配樋は、分配デバイス本体内部に斜めに設けられていてもよく、回転分配樋の上部は、分配デバイス本体の上縁に位置し、かつ駆動のための駆動モータデバイスと接続され、回転分配樋の底部は、分配器の上方で中央に位置し、駆動モータデバイスによって駆動されて、回転分配樋は、縦型冷却シャフトの中心軸の周りを回転し、分配器は、上部におけるバレル、および下部において周囲に沿って均一に分配される多数のブランキングシュートを含み、ブランキングシュートは、下方に広がる円錐状の構造であり、かつその排出端は、縦型冷却シャフトの上部空間に設けられ、中心空気ダクト出口および環状空気ダクト出口は、縦型冷却シャフトの底部に設けられ、多数の環状空気ダクト出口は、縦型冷却シャフトの外側縁に沿って設けられ、中心空気ダクトおよび環状空気ダクトは、それぞれ空気ホースを介して空気送風機と接続され、周囲に沿って均一に分配される多数の排出シュートは、縦型冷却シャフトの底部に設けられ、排出シュートの底部は、ベルトコンベヤと接続され、縦型冷却シャフトの上部の排ガス出口は、重力集塵器と接続される、プロセスシステムを記載する。前記重力集塵器、バッグタイプの集塵器、および廃熱ボイラーのダスト出口は、それぞれ、チェーンスクレーパコンベヤと接続される。

前記シュート、受取シュート、回転分配樋、分配器および排出シュートの本体は、ボイラー鋼板製または耐熱性ステンレス鋼製であり、ライニングは、必要に応じて設けられまたは設けられず、かつ高摩耗マンガン合金鋼板製または耐火材料製である。

環状空気ダクト出口の上方の前記縦型冷却シャフトの内壁は、ライニングを備え、ライニングは、内側加工層および外側断熱層を含み、内側加工層は、耐火煉瓦によって構築され、かつ外側断熱層は、耐火物吹付材によって形成され、ライニングは、耐火物支持フレームによって支持される。

前記チェーンバケットコンベヤまたはシェブロンコンベヤは、密封熱保全カバーを備える。

前記駆動モータデバイスは、分配デバイス本体の上縁に対称的に配置された１つ、２つ、またはそれより多いモータを含み、ギアリングは、分配デバイス本体の上縁に設けられ、１つまたは複数のモータによって駆動され、ギアリングは、回転しかつ回転分配樋の上部に配置された歯車と噛み合って、回転分配樋を駆動させて、分配デバイス本体の上縁に沿って移動させ、かつ縦型冷却シャフトの中心軸の周りの回転分配樋の回転を実現させる。前記ブランキングシュートおよび排出シュートの数は、例えば、それぞれ６である。

先行技術と比較して、以下の有益な効果が生じる。
１）新規な縦型冷却シャフトは、焼結鉱石を冷却するために使用され、これはシャフト内部の材料粒子の均一な分配を実現することができ、シャフト内部のチャージレベルの良好な安定性および高温鉱石(hot ore)の十分かつ均一な冷却は、焼結鉱石の廃熱回収率を最大限にまで向上させ、良好な全体気密性は、製造環境を改善させ得る。

例として、本発明による、コンテナ内へバルク材料を導入するための投入デバイスを備えるバルク材料の冷却用デバイスの長手方向断面を示す概略図である。 例として、図１からの本発明による投入デバイスを通る断面の斜視図を概略的に示す図である。 本発明における焼結鉱石の廃熱を回収するために縦型冷却シャフトを使用するプロセス法のフローチャートである。 本発明における縦型冷却シャフトの正面構造図である。 図４の部分拡大図である。 分配器の上面図である。

（実施例）
図１は、シャフト冷却器４の冷却シャフト３内へバルク材料２を導入するための、本発明による投入デバイス１の長手方向断面を示す。投入デバイス１は、バルク材料の冷却用デバイス５の一部分である。投入デバイス１は、冷却シャフト３の上端に配置される。バルク材料２（この場合において、様々な粒径を有する高温焼結物）は、搬送デバイス（この場合において、シェブロンコンベヤ６であるが、それはまた、高温焼結物を搬送するのに適した任意の他の種類の搬送デバイスであり得る）を介して供給され、かつ中央部において中心に位置する入口開口７を通して回転バンカ８内へ送り込まれる。

回転バンカ８は、２つの曲線矢印によって示されるように、垂直な一点鎖線の回転中心軸９の周りを回転可能である。示される例において、回転中心軸は、冷却シャフト３、それぞれシャフト冷却器４の長手方向軸、に一致し、かつ入口開口７を通過する。回転バンカ８内に偏心的に配置された排出開口１０から、バルク材料２は、固定式の貯蔵バンカ１１内に流入する。回転バンカ８において、使用中に存在するバルク材料の材料クッションの外形が示されており、排出開口１０に向かって傾斜する。供給バンカ１１から３本の固定式の排管１２ａ、１２ｂ、１２ｃが始まる。これら排管は円錐状の管であり、そのより幅広の端、すなわちシャフト端は、冷却シャフト３内に開口する。それらのより幅狭の端、すなわち供給端において、それら排管は供給バンカ１１に接続される。

シャフト冷却器４は、冷却シャフト３に加えて、冷却空気を吹き入れるための送風機１３、冷却空気のための供給ライン１４、加熱された冷却空気のための排出ライン１５を含む。透過的なブロック矢印によって表される冷却空気は、下方で冷却シャフト３内に導入され、冷却シャフト内において向流で、バルク材料の材料床１６を通って流れ、かつ加熱された、塗りつぶされたブロック矢印によって表される冷却空気として、冷却シャフト３の上端において排出される。

回転バンカ８および供給バンカ１１は、冷却シャフト３の外側に配置される。

バルク材料２は、固定式の供給バンカ１１から排管１２ａ、１２ｂ、１２ｃを通って冷却シャフト３内に流れ込むので、材料床１６は、冷却シャフト３内に積み上がる。材料床１６の外形は、冷却シャフト３内に示される。バルク材料２は、材料床１６内において、重力に従って上から下まで冷却シャフト３を通過する。冷却シャフト３の下端において、冷却されたバルク材料は、排出される。図１において、冷却用デバイス５の他の部分の、例えば、冷却シャフトから冷却されたバルク材料を排出するための排出デバイスの提示は、明確さのために省略された。

図２は、斜視断面図に拡大された、図１からの本発明による投入デバイス１における、回転バンカ８、供給バンカ１１および排管１２ａ、１２ｂ、１２ｃの組み合わせを示す。回転バンカ８は、曲線矢印によって示されるように、垂直な回転中心軸９の周りを回転可能である。その入口開口７は、中央部において中心に位置し、その排出開口１０は、偏心的に配置される。回転中心軸９は、入口開口７を通過する。回転バンカ８の下方に、固定式の供給バンカ１１は配置される。供給バンカ１１から、３本の固定式の排管１２ａ、１２ｂ、１２ｃが始まる。

本願の具体的な実施形態は、図３から図６と組み合わせて、以下にさらに記載される。

図３に示されるように、本発明において、焼結鉱石の廃熱を回収するために縦型冷却シャフトを使用するプロセス法は、以下のステップを含む。
１）焼結機１７によって生成された７００℃を超える温度を有する高温焼結鉱石は、シングルロール破砕機１９によって破砕された後に、シュート１８内に落とされ、電気振動フィーダ１ ２１によってチェーンバケットコンベヤ２０に送達され、かつ次いで、縦型冷却シャフト２２、すなわち、シャフト冷却器、シャフト冷却器のそれぞれの冷却シャフトまで持ち上げられ、縦型冷却シャフト２２の上部には、回転分配デバイス２３および分配器２４が設けられ、かつ分配器２４は、縦型冷却シャフト２２の周囲に沿って均一に分配される多数のブランキングシュート２５を含み、焼結鉱石は、チェーンバケットコンベヤ２０のヘッドから排出され、かつ受取シュート２６を介して回転分配デバイス２３に入り、回転分配デバイス２３は、分配器２４の周囲に沿って材料を分配し、ブランキングシュート２５は、クッションをブランキングし、かつ縦型冷却シャフト２２の断面上に高温焼結鉱石を均一に分配するために使用され、縦型冷却シャフト２２内部の冷気は、空気送風機２７によって提供され、かつ縦型冷却シャフト２２の底部に設けられた中心空気ダクト出口２８および環状空気ダクト出口２９から出て、縦型冷却シャフト２２内部における冷気の分配均一性を保証する。

縦型冷却シャフト２２において、焼結鉱石は、冷気との向流熱交換を実施し、冷却後、１３５℃未満の温度を有する焼結鉱石は、シャフトの底部に均一に分配される多数の排出シュート３１および外方への搬送のための電気振動フィーダ２ ３２によってベルトコンベヤ３０に排出され、シャフト内部の５８６℃を超える温度を有する排ガスは、一次脱塵のために、シャフト上部から重力集塵器３３に排出される。重力集塵器３３内で集められるダストと共に、堆積後の集塵器３３からのダストは、チェーンスクレーパコンベヤ３４によって外方へ搬送される。

前記回転分配デバイス２３、空気送風機、電気振動フィーダ１ ２１および電気振動フィーダ２ ３２の駆動デバイスは、縦型冷却シャフト２２内部のチャージレベルの安定性、および高温焼結鉱石の冷却十分性および均一性を保証するために、可変周波数制御を使用する。

図３および図４に示されるように、前記プロセス法を実現させるための、焼結鉱石の廃熱を回収するために縦型冷却シャフトを使用するプロセスシステムは、プロセス経路に従って連続的に接続される、縦型冷却シャフト２２、重力集塵器３３を含み、受取シュート２６は、前記縦型冷却シャフト２２の上部の高温焼結鉱石入口の上方に設けられ、焼結機１７の後のシングルロール破砕機１９は、シュート１８、電気振動フィーダ１ ２１およびチェーンバケットコンベヤ２０を介して受取シュート２６と接続され、図３に示されるように、分配器２４は、回転分配デバイス２３を介して受取シュート２６の底部で接続され、回転分配デバイス２３は、分配デバイス本体３５、回転分配樋３６および駆動モータデバイス３７を含み、回転分配樋３６は、分配デバイス本体３５内部において斜めに設けられ、回転分配樋３６の上部は、分配デバイス本体３５の上縁に位置し、駆動のための駆動モータデバイス３７と接続され、回転分配樋３６の底部は、分配器２４の上方の中央部に位置し、駆動モータデバイス３７によって駆動されて、回転分配樋３６は、縦型冷却シャフト２２の中心軸の周りを回転し、分配器２４は、上部にバレル３８、および下部に周囲に沿って均一に分配される多数のブランキングシュート２５を含み、ブランキングシュート２５は、下方に拡張される円錐形状であり、かつその排出端は、縦型冷却シャフト２２の上方空間に設けられ、中心空気ダクト出口２８および環状空気ダクト出口２９は、縦型冷却シャフト２２の底部に設けられ、多数の環状空気ダクト出口２９は、縦型冷却シャフト２２の外側縁に沿って設けられ、中心空気ダクトおよび環状空気ダクトは、それぞれ、空気ホースを介して空気送風機と接続され、周囲に沿って均一に分配される多数の排出シュート３１は、縦型冷却シャフト２２の底部に設けられ、排出シュート３１の底部は、ベルトコンベヤ３０と接続される。振動フィーダ３２上の多数の排出シュート３１の出口は、ダストカバー３９を備える。

空気送風機２７は、バルク材料床内へ冷却空気をポンプ送りする。縦型冷却シャフト２２の上部の排ガス出口は、重力集塵器３３と接続され、重力集塵器３３の後の高温排ガス管もまた、存在する。

前記重力集塵器３３のダスト出口は、チェーンスクレーパコンベヤ３４と接続される。

前記シュート１８、受取シュート２６、回転分配樋３６、分配器２４、および排出シュート３１の本体は、ボイラー鋼板製または耐熱性ステンレス鋼製であり、ライニングは、必要に応じて設けられまたは設けられず、かつ高摩耗マンガン合金鋼板製または耐火材料製である。

環状空気ダクト出口２９上方の前記縦型冷却シャフト２２の内壁は、ライニングを備え、ライニングは、内側加工層および外側断熱層を含み、内側加工層は、耐火煉瓦４０で構築され、かつ外側断熱層は、耐火物吹付材料によって形成され、ライニングは、耐火物支持フレームによって支持される。

前記チェーンバケットコンベヤ２０は、密封熱保全カバーを備える。

前記駆動モータデバイス３７は、分配デバイス本体３５の上縁に対称的に配置される２つのモータを含み、ギアリングは、分配デバイス本体３５の上縁に設けられ、モータによって駆動されて、ギアリングは回転し、かつ回転分配樋３６の上部に配置された歯車と噛み合って、回転分配樋３６を駆動させて、分配デバイス本体３５の上縁に沿って移動させ、かつ縦型冷却シャフト２２の中心軸の周りにおける回転分配樋３６の回転を実現させる。前記ブランキングシュート２５および排出シュート３１の数は、それぞれ６である。

上述した内容は、本発明の単に好ましい実施形態であり、しかしながら、本発明の保護範囲は、これに限定されず、技術的スキームおよび本発明の概念に従って当業者によって行われる、本発明に開示される技術的範囲内における等価の置き換えまたは変更は、本発明の保護の範囲に入るものである。

１ 投入デバイス
２ バルク材料
３ 冷却シャフト
４ シャフト冷却器
５ バルク材料の冷却用デバイス
６ シェブロンコンベヤ
７ 入口開口
８ 回転バンカ
９ 回転中心軸
１０ 排出開口
１１ 供給バンカ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 排管
１３ 送風機
１４ 供給ライン
１５ 排出ライン
１６ 材料床
１７ 焼結機
１８ シュート
１９ シングルロール破砕機
２０ チェーンバケットコンベヤ
２１ 電気振動フィーダ１
２２ 縦型冷却シャフト
２３ 回転分配デバイス
２４ 分配器
２５ ブランキングシュート
２６ 受取シュート
２７ 空気送風機
２８ 中心空気ダクト出口
２９ 環状空気ダクト出口
３０ ベルトコンベヤ
３１ 排出シュート
３２ 電気振動フィーダ２
３３ 重力集塵器
３４ チェーンスクレーパコンベヤ
３５ 分配デバイス本体
３６ 回転分配樋
３７ 駆動モータデバイス
３８ バレル
３９ ダストカバー
４０ 耐火煉瓦

Claims (19)

1. コンテナ内へ様々な粒径を有する粒子からなるバルク材料（２）を導入するための投入デバイス（１）であって、
   前記投入デバイス（１）は、
   − 回転中心軸（９）の周りを回転可能な回転バンカ（８）であって、前記回転バンカ（８）が、前記バルク材料（２）のための入口開口（７）を有し、前記回転中心軸（９）が、前記入口開口（７）を通過し、かつ前記回転バンカ（８）が、前記バルク材料（２）のための排出開口（１０）を有し、前記排出開口（１０）は偏心的に配置され、前記コンテナ内へ前記バルク材料（２）を導入するときに、前記回転バンカ（８）が回転する、回転バンカ（８）と、
   − 供給バンカ（１１）であって、前記回転バンカ（８）の前記排出開口（１０）が、前記供給バンカ（１１）内に開口する、供給バンカ（１１）と、
   − 前記供給バンカ（１１）から出る少なくとも３本の排管（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と、
   を含み、
   前記供給バンカ（１１）および前記排管（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、固定式であることを特徴とする投入デバイス（１）。
2. 前記コンテナは、シャフト冷却器（４）の冷却シャフト（３）であることを特徴とする請求項１に記載の投入デバイス（１）。
3. 前記バルク材料（２）は、少なくとも３００℃の温度を有することを特徴とする請求項１に記載の投入デバイス（１）。
4. 前記バルク材料（２）は、少なくとも４００℃の温度を有することを特徴とする請求項３に記載の投入デバイス（１）。
5. 前記バルク材料（２）は、高温焼結物であることを特徴とする請求項１に記載の投入デバイス（１）。
6. 前記排管（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の断面は、前記供給バンカ（１１）からの距離が増大するにつれて大きくなることを特徴とする請求項１に記載の投入デバイス（１）。
7. 様々な粒径の粒子からなるバルク材料（２）の冷却用デバイスであって、
   冷却シャフト（３）を備えるシャフト冷却器（４）と、
   シャフト冷却器（４）内にバルク材料（２）を投入するための、請求項１から６のいずれか一項に記載の投入デバイス（１）と、
   を含み、
   前記投入デバイス（１）は、前記シャフト冷却器（４）の前記冷却シャフト（３）の上端に配置され、前記排管（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、前記排管の下端が前記冷却シャフト（３）内に開口し、かつ前記回転バンカ（８）および前記供給バンカ（１１）は、前記冷却シャフト（３）の外側に配置されることを特徴とする冷却用デバイス。
8. 前記バルク材料（２）は、少なくとも３００℃の温度を有することを特徴とする請求項７に記載の冷却用デバイス。
9. 前記バルク材料（２）は、少なくとも４００℃の温度を有することを特徴とする請求項８に記載の冷却用デバイス。
10. 前記バルク材料（２）は、高温焼結物であることを特徴とする請求項７に記載の冷却用デバイス。
11. 冷却ガス供給ラインが、前記冷却シャフト（３）において周囲におよび中心に、環状空気出口（２９）および中心空気出口（２８）を備えることを特徴とする請求項７に記載の冷却用デバイス。
12. 前記回転バンカ（８）のための駆動モータデバイス（３７）が設けられ、かつギアリングが、前記回転バンカ（８）の回転を駆動させるために、前記回転バンカ（８）の上縁に設けられることを特徴とする請求項７に記載の冷却用デバイス。
13. 前記シャフト冷却器（４）の前記冷却シャフト（３）の内壁には、前記環状空気出口の上方にライニングが備わっていることを特徴とする請求項１１に記載の冷却用デバイス。
14. コンテナ内へ、様々な粒径の粒子からなるバルク材料（２）を導入するための方法であって、
    前記バルク材料は、まず、前記コンテナ内へ前記バルク材料（２）を導入するときに回転中心軸（９）の周りを回転する回転バンカ（８）内に中心で送り込まれ、次いで、前記回転バンカ（８）から固定式の供給バンカ（１１）内に偏心的に流出し、かつ次いで、前記固定式の供給バンカ（１１）から固定式の排管（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を通って前記コンテナ内に流出することを特徴とする方法。
15. 前記コンテナは、シャフト冷却器（４）の冷却シャフト（３）であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記コンテナ内へ、様々な粒径の粒子からなる前記バルク材料（２）を連続的に導入することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の方法。
17. 前記バルク材料（２）は、少なくとも３００℃の温度を有することを特徴とする請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記バルク材料（２）は、少なくとも４００℃の温度を有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記バルク材料（２）は、高温焼結物であることを特徴とする請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。

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