JPS5827914A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体原料を含む複数の原料を加熱するための
加熱装置に関する。

第１図は鉄鉱石を還元するための在来の加熱装置を示す
。石炭等の固体燃料と鉄鉱石などとを含む原料は、ホッ
パ１からグレート式加熱装置２に供給される。この加熱
装置２においてグレート３上で移動されながら原料が予
熱され、ロータリキルン４に装入される。ロータリキル
ン４にはバーナ５が備えられている。加熱装置２のグレ
ート３の下方には誘引７アン６．７が備えられる。ロー
タリキルン４からの高温度の排ガスは、グレート３上の
原料を通過して、誘引ファン６．７から排出される。こ
のような先行技術では、ロータリキルン４からの排ガス
の熱エネルギがグレート３上の原料に吸収される割合が
小さく、熱効率が悪い。

またグレート３の機械的な可動部分は、高湿度の排ガス
Ｏこさらされるので損耗が激しく、かつ、このためのロ
ータリキルン内の加熱反応の面でガス排出部のガス温度
は高い方が望ましいにもがかわらず、このガス温度を高
くすることが田来す、ロータリキルンの生産能率が恕い
等の欠点がある。

本発明の目的は、在来の方法の欠点を補い、機械的な可
動部分を有せず、熱効率が優れており、原料を高温度に
加熱することが可能な加熱装置を提供することである。

第２図は本発明の一実施例の全体の系統図であり、鉄鉱
石を固体燃料によって還元する場合を示す。鉄鉱石はコ
ンベア１０によって、また固体燃料はコンベア１１によ
って、ホッパ１２に運ばれる。ホッパ１２からの鉄鉱石
と固体燃料との混合原料は、コンベア１３によって上方
に運ばれ、ホッパ１４に貯えられる。ホッパ１４からの
原料は締切弁１５、バッファビン１６および締切弁１７
を介してシュート１８から加熱炉１９の炉体２０内へ装
入される。この加熱炉１９の炉体２０は、鉛直軸線を有
し、上下に延びる軸に直角の断面は円形を形成している
。加熱炉１９において加熱された原料は、流量制御弁２
１からシュート２２を介してロータリキルン４内に供給
される。ロータリキルン４は、主バーナ５と副バーナ２
３とを備え、シュート２２から供給される加熱された原
料を１０００°Ｃ以上に加熱して、固体燃料を還元剤と
して鉄鉱石を還元する。鉄鉱石より生産された還元鉄お
よびアッシュなどは、排出口２４がら排ｔｌｌされる。

ロータリキルン４からの出てくる高温度の排ガスは、ダ
クト２５から空気予熱器２６およびダクト２７を介して
加熱炉１９の炉体２０に備えられた排ガス導入手段２８
によって炉体２０の上下方向の途中から導入される。

第３図は、第２図の切断面線ト」から見た断面図である
。炉体２０を取りまいて環状のヘッダ２９が配置される
。このヘッダ２９には、ダクト２７から高温度たとえば
８５０°Ｃの排ガスが導入される。ヘッダ２９からの排
ガスは、炉体２０の周方向Ｏこ間隔をあけて設けられた
ダクト３０から炉体２０内に導入される。こうして炉体
２０には排ガス導入手段２８の上方Ｇこおいて第１加熱
帯３１が形成される。炉体２０の−Ｆ部からの排ガスは
、ダクト３２がら空気、予熱器３３、ダクト３４、集塵
機３９、誘引７アン３５および煙突４０を介して排出さ
れる。空気予熱器３３．２６の２次側には、押し込み７
アン４１がら空気が供給される。

空気予熱器３３．２６において加熱された空気は、ダク
ト４２から空気導入手段４３を介して炉体２０に供給さ
れる。空り、導入手段４３は、排ガス導入手段２Ｂより
も下方に配置される。

第４図は、空気導入手段４３の簡略化した分解斜視図で
ある。炉体２０Ｇこけ、−直径線に平行に複数の排出管
４４が水平（こ配置される。この排出管４４の下部には
、その長手方向に間隔をあけて多数の空気、排出孔４５
が形成されている。空気排出Ｖｉ　４４　Ｇこ近接して
その上方には、上方から下方に拡開した案内板４６が配
置される。空気、排出管４４の各一方の端部はへラダ４
７＆こ連結されており、このヘッダ４７にはダクト２７
がら空気１が供給される。こうして空気、導入手段４３
の上方には、排ガス導入手段２８の下刃０こおいて第２
加熱帯４８が形成される。

締切弁１７を閉じた状態で締切弁１５を開き、バッファ
ビン１６内Ｏこ原料を一時的に貯える。次に、締切弁１
５を閉じて締切弁１７を開くことによって、バッファビ
ン１６内の原料ハ、シュート１８　から炉体２０の上部
に気密に供給される。

第１加熱帯３１の原料は重力によって徐々に下降し、排
ガス導入手段２８からの排ガスによって加熱される。こ
の加熱された原料は、炉体２０内をさらに下降し、第２
加熱帯４８に至る。この第２加熱帯４８では、空気、導
入手段４３からの高温度の空気によって固体燃料の一部
およびその固体燃料が揮発した可燃性ガスが燃焼する。

こうして発生される熱によって、鉄鉱石および固体燃料
がロータリキルン４に装入される前に高温度に予熱され
ることになる。第２加熱帯４８において燃焼される固体
燃料の量は、ダクト４２から供給される空気量を制御す
ることによって調整される。こうして第２加熱帯４８に
おいて加熱された原料は、流量制御弁２１からシュート
２２を経てロータリキルン４に装入される。シュート２
２からロータリキルン４内に投入される原料の温度は、
たとえば前述のとおり９００°Ｃ程度であり、ロータリ
キルン４内では原料は１０００°ｃ以上に加熱されて鉱
石の還元が行なわれる。

第５図を参照すると、第１加熱帯３１および第２加熱帯
４８における鉄鉱石５０と固体燃料５１とが拡大して示
される。固体燃料５１が加熱されることによって、可燃
性ガスが発生して矢符５２のように流れ、また空気導入
手段４３からの高温度の空気は矢符５３のように流れる
。この高温度の空気、は、固体燃料５１およびその固体
燃料５１から揮発した可燃性ガスと反応して燃焼しつつ
、その上方に位置している鉄鉱石５０および固体燃料５
１に接触して加熱する。燃焼は、鉄鉱石５０と固体燃料
５１との間の隙間において行なわれ、高湿度の燃焼ガス
はそれらの隙間を通って上昇する。したがって鉄鉱石５
０および固体燃料５１は極めて良好な熱効率で加熱され
る。

第６図は本発明の他の実施例の全体の系統図である。こ
の実施例は、第２図〜第４図に示された実施例と類似し
、対応する部分には同一の参照符を付す。鉄鉱石はコン
ベア１０からホッパ６０、コンベア６１．ホッパ６２、
締切弁６３、バッファビン６４および締切弁６５を介し
てシュート６６から前段加熱炉６７の炉体６８の上部に
供給される。また同様に、固体燃料はコンベア１１、ホ
ッパ６９、コンベア７０、ボッパフ１、締切弁７２、バ
ッファビン７３および締切弁７４を介シてシュート７５
から前段加熱炉７６の炉体７７の上部に供給される。前
段加熱炉６７．７６の炉体６８．７７には、前述の排ガ
ス導入手段２８と同様な構造を有する排ガス導入手段７
８．７９がそれぞれ備えられる。この排ガス導入手段７
８．７９から炉体６８，７７に導入された高温度の排ガ
スによって、炉体６Ｂ、７７内の鉄鉱石および固体燃料
が加熱される。

前段加熱炉６７．７６の炉体６Ｂ、７７の下部には流量
制御弁８０，８１ａがそれぞれ設けられている。シュー
）１３２ｃこおいて鉄鉱石と固体燃料とが混合されて後
段加熱炉８３の−Ｆ下に延びる炉体８４の上部（こ装入
される。この炉体８４には、前述の空気導入手段４３と
同様な構成を有する空気導入手段８５が０ｔｆｆえられ
る。

後段加熱炉８３の上部から排出される燃焼ガスは、ダク
ト８６からダクト８７．８８およびダク）８９．９０を
経て加熱炉６７．７６に導かれる。

ダクト８９．９０Ｇこけまた、ダクト２７からダクト９
１．９２を介してロータリキルン４からの排ガスが供Ｆ
される。ダクト８７，８８，９１．９２には分配用制御
弁９３，９４，９５．９６がそれぞれ設けられる。こう
して排ガス導入手段７８゜７９にけ、ダクト８６から後
段加熱炉８３からの燃焼ガスおよびダクト２７を介する
ロータリキルン４からの排ガスが流量を制御して供給さ
れる。

このような第６図の実施例では、鉄鉱石と固体燃料の比
熱が異なることに起因して生じる両者の加熱温度の差を
無くすことができるという利点がある。したがって後段
加熱炉８３の炉体８４の下部、流量制御弁２１および装
入シュート２２を介して排出される鉄鉱石をロータリキ
ルン４において還元されやすい最適な温度に加熱するこ
とができるとともに、固体燃料をロータリキルン４内に
おいて分解燃焼しやすい最適な温度に加熱することが可
能になる。

第７図は本発明のさらに他の実施例の全体の系統図であ
る。この実施例で注目すべきは、鉄鉱石が装入される前
段加熱炉６７において、ロータリキルン４からの排ガス
が導かれる排ガス導入手段７８の下方において炉体６８
Ｇこ燃焼ガス導入手段１０−ｏが設けられている。固体
燃料が供給される前段加熱炉７６の炉体７７の下部から
は、シュー）８１および流量制御弁８１ａを介して後段
加熱炉１０１の炉体１０２の上部Ｏこ予熱された固体燃
料が供給される。後段加熱炉１０１には、前述の空り、
導入手段４３．８５と同様な構成を有する空気導入手段
１０３が備えられる。こうして前段加熱炉７６において
加熱された固体燃料は後段加熱炉１０１Ｑこおいて空気
導入手段１０３から供給される空気、（こよって部分的
に燃焼加熱されて赤熱状態となる。後段加熱炉１０１か
らの燃焼ガスは、シュート１０１ａを経て導かれ、鉄鉱
石用の前段加熱炉６７において鉄鉱石を加熱するためＯ
こ用いられる。後段加熱炉１０１に吹込まれる空気量を
調整することＧこよって、前段加熱炉６７に導入された
燃焼ガスの温度を調整することができる。したがってロ
ータリキルン４からの排ガスの有する熱量が少ない場合
には、空気導入手段１０３に供給される空気量を増加し
て鉄鉱石をロータリキルン４における還元されやすい温
度Ｏこ確実（こ加熱することが可能である。

第８図は本発明の他の実施例の系統図である。

この実施例では、第７図Ｑこ示された実施例におけるダ
クト１０４とロータリキルン４との間に加熱炉１０５が
設けられる。シュート８２からの鉄鉱石とシュー）８１
からの固体燃料との混合物は、後段混合加熱炉１０５の
炉体１０６の上部からシュート１３４を経て装入される
。この炉体１０６には、前述の空気、導入手段４３と同
様な構成を有する空気、導入手段１０７が設けられる。

こうしてロータリキルン４に導かれる鉄鉱石を優れた熱
効率で加熱することが可能昏こなる。後段固体燃料加熱
炉１０１の炉体１０２の上部からの燃焼ガスはダクト１
０８を介して、また後段混合加熱炉１０５の炉体１０６
の上部からの燃焼ガスはダク）１０９を介して、ダクト
２１Ｏから燃焼ガス導入手段】（）０に導かれる。

第９図は本発明の他の実施例の系統図である。

この実施例は、第２図示の実施例に類似する。加熱炉１
９から排用される排ガス中には運転条件によってはかな
り多量の一酸化炭素などの可燃性ガスが含まれることが
あろう。この場合、ダクト４２からの空気、をダクト３
２に分岐ダク）４２ａを介して供給し、これによって可
燃性ガスを燃焼することができる。

本発明の他の実施例として、加熱炉１９がらの排ガス中
Ｇこ可燃性ガスが含まれることを防ぐためＧこ第１加熱
帝３］＆こ空り１全吹込むよう（こしてもよく、また煙
突４０にバーナを設けてもよく、あるいはまた可燃性ガ
スを含むガスを煙突４０から大気放散さぜることなく燃
料ガスとして用いるようにしてもよい。

第１Ｏ図は、第６図〜第８図にて示した固体燃料の前段
加熱炉の他の方式の実施例を示す。第６図〜第８図例に
示す固体燃料の前段加熱炉に於いてはロータリキルンか
らの高温排ガスがダクト２７を経由して前段加熱炉７６
中Ｇこ入り、その中の固体燃料と直接接触して加熱して
いるが第１０図の実施例では、固体燃料の前段加熱炉７
０内に導入された前述の高温排ガスは隔壁１１０を通し
て固体燃料を加熱している。即ちロータリキルン４から
の高温排ガスはダクト２７を経由して固体燃料の前段加
熱炉７６に入り、隔壁１１０を通して前段加熱炉７６中
の固体燃料を間接的Ｑこ加熱した後、ダクト３２、誘引
ファン３５等を通り、煙突４０を介して大気中に放散さ
れる。一方、加熱された固体燃料は可燃性のガスを揮発
し、そのガスはダク）１１１．集塵器１１２、誘引ファ
ン１１４を通り、燃料として諸用途に使われる。この第
１０図示の実施例では、参照符１２０で示す構成以外は
第７図示の実施例に部分的に類似するけれども、本発明
の他の実施例として、参照符１．２０で示す構成を第６
図、第８図および第９図（こ関連して適用されてもよい
。

ロータリキルン４からの排ガスの温度が極端Ｇこ低いと
きや、加熱炉１９内において固体燃料全大量に燃焼させ
たくないときなどには、空り１導入手段４３付近におい
て第２加熱帯４８における鉄鉱石および面体燃料を加熱
するためにバーナを設け、このバーナから燃料を吠き込
むようＧこしてもよい。

またダクト２７の途中にバーナを設けて排ガスを加熱す
るようＱこしてもよい。

以」二のように本発明によれば、原料中に含まれる固体
燃料を排ガス【こよって加熱した後に酸素含有ガスによ
って燃焼するようにしたので、原料を優れた熱効率で加
熱することができるようになる。

また機械的な可動部分がないので、補修が容易であると
ともに、原料を高温度に加熱することが容易である。

【図面の簡単な説明】 第１図は先行技術の系統図、第２図は本発明の一実施例
の全体の系統図、第３図は第２図の切断面線トｌからの
断面図、第４図は空気導入手段４３の簡略化した斜視図
、第５図は第１加熱帯３１および第２加熱帯４８におけ
る鉄鉱石５０と固体燃料５１との拡大した図、第６図〜
第１０図は本発明の他の各実施例を示す全体の系統図で
ある。 ４・・・ロータリキルン、１９・・・加熱炉、２０，６
８．７７．８４，１．０６・・・炉体、２８．７８．７
９・・排ガス導入手段、４８，８５，１０７・・・空気
導入手段、６７．７６・・・前段加熱炉、８３，１０１
・・・後段加熱炉、１００・・・燃焼ガス導入手段、１
０５・・・後段混合加熱炉 代理人　　　弁理士　西教圭一部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）上下に延びる炉体の上部から固体燃料を含む原料
   を装入し、炉体の途中に高温度の排ガスを導入する手段
   を設け、炉体の前記排ガス導入手段よりも下方Ｇこは、
   酸素含有ガスを導入する手段を設けたことを特徴とする
   加熱装置。 （２）前記炉体の下部にロータリキルンを設け、炉体内
   で加熱された原料とそのロータリキルンに装入すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加熱装置。 （３）前記原料に金属酸化物を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の加熱装置。 （４）固体燃料を含む複数の原料を各原料毎の複数の前
   段の加熱炉の上下に延びる炉体の上部から個別的に装入
   し、その炉体の下部から排出される各原料を後段の加熱
   炉の炉体の上部がら装入し、この後段加熱炉の上下に延
   びる炉体の途中Ｇこけ酸素含有ガスを導入し、前記後段
   の加熱炉の炉体の」一部から排出される燃焼ガスを高温
   度の排ガスとともに前記前段の加熱炉の炉体の途中に導
   入することを特徴とする加熱装置。 （５）固体燃料を含む複数の原料を各原料毎の複数の前
   段の加熱炉の上下に延びる炉体の上部から個別的に装入
   し、各前段の加熱炉の炉体の途中には高温度の排ガスを
   導入する手段を設け、固体燃料が装入される前段加熱炉
   の炉体の下部には後段加熱炉の上下に延びる炉体を設け
   、この後段加熱炉の炉体の途中には酸素含有ガスを導入
   し、残余の前記前段加熱炉の炉体の下部から排出される
   原料と前記後段加熱炉の炉体の下部から排出される固体
   燃料とを混合し、後段加熱炉の炉体上部から排出される
   燃焼ガスを前記残余の前段加熱炉の炉体に前記排ガス導
   入手段よりも下方から導入することを特徴とする加熱装
   置。 （６）固体燃料を含む複数の原料を各原料毎の複数の前
   段の加熱炉の上下に延びる炉体の上部がら個別的に装入
   し、各前段加熱炉の炉体の途中には高温度の排ガスを導
   入する手段を設け、固体燃料の前段加熱炉の炉体の下部
   からの固体燃料を前段加熱炉よりも下方に設けられた後
   段固体燃料加熱炉の上下に延びる炉体の上部に装入し、
   この後段固体燃料加熱炉の炉体の途中には酸素含有ガス
   を導入し、残余の前段加熱炉の炉体の下部から排出され
   る原料と後段固体燃料加熱炉の炉体の下部から排出され
   る固体燃料とを後段混合加熱炉の上下に延びる炉体の上
   部から装入し、後段混合加熱炉の炉体の途中には酸素含
   有ガスを導入し、後段固体燃料加熱炉の炉体上部と後段
   混合加熱炉の炉体上部とから排出される燃焼ガスを固体
   燃料以外の原料のための前段加熱炉の炉体に前記排ガス
   導入手段よりも下方から導入することを特徴とする加熱
   装置。 （７）固体燃料を含む複数の原料を各原判毎の枚数の前
   段の加熱炉の上下に延びる炉体の上部から個別的Ｑこ装
   入し、固体燃料の前段加熱炉内の固体燃料は隔壁を介し
   て高温度の排ガスによって間接的に加熱され、残余の原
   料の前段の加熱炉の炉体の途中には高温度の排ガスを導
   入する手段を設け、固体燃料が装入される前段加熱炉の
   炉体の下部０こは後段加熱炉の上下に延びる炉体を設け
   、この後段加熱炉の炉体の途中には酸素含有ガスを導入
   し、残余の前記前段加熱炉の炉体の下部から排出される
   原料と前記後段加熱炉の炉体の下部から排出される固体
   燃料とを混合し、後段加熱炉の炉体」一部から排出され
   る燃焼ガスを前記残余の前段加熱炉の炉体に前記排ガス
   導入手段よりも下方から導入することを特徴とする加熱
   装置。 （８）固体燃料のための前段加熱炉０こおいて固体燃料
   が加熱されることＧこより発生する可燃性ガスを燃料ガ
   スとして送り出すことを特徴とする特許請求の範囲第７
   項記載の加熱装置。