JPS59166634A - 赤熱焼結鉱冷却設備 - 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】 本発明は赤熱焼結鉱冷却設備に関し、特に炉内の堆積装
入物上面の変動を最小に迎え全水平断面を冷却力スが均
一に上昇するようにして、装入物である赤熱焼結鉱から
顕熱を安定に回収し得るようにした赤熱焼結鉱冷却設備
に係る。

焼結機で塊成さ汎た赤熱焼結鉱の顕熱を回収するための
設備として、竪形冷却設備がある。この設備は、塊状の
ものを装入するという観点がらすると高炉炉頂装入装置
と同一の技術分野に入る。

但し、高炉炉頂装入装置との違いは本設備かコークス乾
式消火設備と同様に下部から冷却ガスを吹き込み、上部
に吹き抜ける間に赤熱焼結鉱の顕熱を奪うことを目的と
していることである。したがって、冷肩Ｊ力゛スの流ｎ
は均一なことが車重しく、丑た土部から取り出す熱風の
発生状態を一定にする必要がある。熱風はボイラーに導
がｎて蒸気の発生に使用さｎ、更にこの蒸気か発電に使
用されるからである。

このためには、赤熱焼結鉱はできるかぎり量的にコンス
タントな装入が必要であり、且つ冷却ガスの均一な流九
を促すために焼結鉱による移動層厚、特に有効冷却層厚
の変動を極力避けた装入が必要となる。一方、炉頂部か
ら装入される赤熱焼結鉱と下部から吹き込まｎる冷却力
スとの逆流による熱交換を行なわせるが、この場合、上
記層厚を薄くする方が冷却気体吹込圧力が小さくなるの
で、送風用プロアの消費電力を小さく抑えることができ
る。したがって、操業コストを低下させ省エネルギーの
排熱回収設備を成立させるためには有効、冷却層厚を出
来るだけ薄くする必要がある。有効冷却層厚を薄くする
ということは、逆に言えば赤熱焼結鉱の装入面積、すな
わち冷却ガス通過水平断面積を大きくすることでもある
。

このように、蒸気又は電力を安定に発生させ、しかもこ
几らを省エネルギーで行なお５とするには、焼結鉱の有
効冷却層厚の変動を抑え、且つこｎを薄くする必要があ
るが、薄くするには変動がないことが前提となるから、
結局焼結鉱の有効冷却層厚の変動を抑えることにつきる
。有効冷却層の変動は、とりわけ赤熱焼結鉱の装入方法
に起因する層の上面の変動に集約される。

ここで、−例としてベル式装入装置を想定した場合、装
入形状はべ／１．＝−６からの落下軌跡下端部を頂点と
した山形となる。その山の勾配は装入焼結鉱の安息角で
決まり、仮りに冷却炉径を１２ｍとすると、その上下端
差は約２ｍとなり全層厚４ｍとすると、その層厚差は大
きく薄い箇所に冷却気体か吹き抜は冷却効果が大幅に落
ちる。また、パッチ式装入になると装入前と装入後との
層厚変化も大きく、有効冷却層厚の変動に対し大きな負
要因となる。

そこで考えら′ｆしたのが、特公昭４８−１７９６２号
公報に記載の装入装置である。こｎは第１図に示す如く
、炉内にほぼ半径長さに近い形に拡がった装入筒１を１
本設置し、炉芯の回りに旋回できるようになっている。

なお、装入筒出口部２には空間ができるように装入制御
されることになっているが、アイソトープ３と４による
本制御は実機ではほとんど不可能である。結局、この装
入筒出口部２にも装入物が埋まった形で旋回さ几、堆積
物５の荷下りに見合った分のみが装入筒出口部２から排
出さｎ、こｎを連続的に動かすことによジ堆積物の表面
をほぼ一定に確保することになる。この場合において、
装入筒出口部２の拡大図である第３図を基に有効冷却層
厚の変動を見ると、装入筒出口部２は矢印で示す方向に
勤がさｎると仮定した場合、装入筒１が１回転する間に
装入上面Ａは高さＨだけ降下することになる。この降下
量Ｈは少ない程有効冷却層厚の変動が小さく、均一な冷
却、すなわち均一な熱回収が可能になる。

しかしながら、上記公報の装入装置には次のような問題
がある。すなわち、焼結機排鉱部（図示せず）から取り
出さｎる赤熱焼結鉱は粒径が１５０〜２００ｍｍの大径
から５　Ｔｎｌｌ以下の微細径まで混入さｎている。こ
のため、小径、細径等の比較的小さい焼結鉱は装入筒出
口部２から排出さ几るが、大径線は装入筒出口部２から
排出さ几るだけの隙間がなく、第２図に示す如く矢印で
示す方向と反対の方向の出口部内壁に集積成長して正常
な排出を阻害する。その結果、堆積装入物上面が大幅に
降下後始めて排出されるという現象が起こり、有効冷却
層厚に変動が生じ、回収熱量に大きな変動を起こすとい
う欠点があった。

従って、本装置では粒径がある程度揃った装入物を対象
とする場合、又は装入上面の変動をある程度無視した装
入の場合のみ有効となるが、大径が混入し、且つ装入物
上面の変動を杉カ抑えることが必要な場合には使用でき
なかった。

本発明は上記事情に鑑みてなさｎ、その目的とするとこ
ろは、赤熱焼結鉱の炉内への広域均一装入を可能にし、
有効冷却層を薄くすることにより、冷却気体の送風用プ
ロアの消費電力を大幅に節減するとともに、発生蒸気又
は電力を一定にさせることができる赤熱焼結鉱冷却設備
を提供するにある。

上記目的は、本発明によ几は次のようにして達成さｎる
。即ち、冷却炉の頂部より赤熱焼結鉱を装入し、かつ、
底部より徐々に切り出すことで炉内に焼結鉱の下方への
移動層を形成すると共に、炉下部から冷却ガスを吹き込
んでその移動層と向流させ、焼結鉱よ夕顕熱を回収する
ようにした赤熱焼結鉱冷却設備において、炉内に挿入さ
ｎ焼結鉱を装入する装入管を、こｎよジ制出さｎる焼結
鉱が均一装入さｎるべく、炉芯の回りに旋回自在に設け
る。そして、大塊の排出が容易なように装入管の出口開
口部を装入管の進行方向と反対側の後面に開放して、装
入管を連続旋回させて小塊も大塊も区別なく均一に炉内
に排出さｎるようにしたものである。

以下、本発明に係る冷却設備の好適一実施例を添付図面
に基づいて説明する。

第３図は元勲焼結鉱冷却炉の概略構成断面図であり、図
に示す如く、１０は冷却炉で、頂部に赤熱焼結鉱を投入
する投入口１１が設けらｎ１底部に冷却後の焼結鉱を切
り出す切出口１２が設けらｎている。この炉１０の上部
は熱風出口管１３を介して図示しないボイラと接続さｎ
ｌこのぎイラと炉１０の下部へは送風用プロア（図示せ
ず）を介設した冷却送風管１４て連結さｎており、冷却
気体を送風用プロアの駆動により循環できるようになっ
ている。上記切出口１２から焼結鉱を徐々に切り出すこ
とにより炉１０内に焼結鉱の下方への移動層１５を形成
できるようになっている。従って、焼結鉱の移動層１５
は冷却ガスと向流することになり、焼結鉱は冷却さ几て
消火すると共に、冷却気体は加熱さｎて高温となる。

このような冷却炉１０内にその頂部から焼結鉱を装入す
る装入管１６が挿入さｎている。該装入管１６は炉芯１
１の回りに旋回自在に設けら几るとともに、入口部は上
記投入口１１に接続さ匙、出口部１８は複数（図示例に
あっては３本）に分岐形成さｎている。このように出口
部１８を分岐形成したのは、従来例の様にほぼ炉１０の
半径長さに近い形に拡がった装入管を１本設置した場合
には、こｎに要する回転力が超大になることから、装入
物上面Ｂの凹凸が熱回収に支障のない程度に焼結鉱を装
入できるように出口部１８を径方向に分割離間させて小
形化し、その負担を軽減するためである。尤も、炉１０
の径とも関連するので、ここでは分岐数、すなわち多脚
管の本数を問題とするものではない。

この分岐形成さｎた装入管１６の出口部１８は、その出
口開孔部１９が端面２０に開放さｎているのではなく、
第４図に示す如く、矢印で示す装入管１６の進行方向と
反対側の後面２１に開放さｎている。出口開孔部１９の
高さＨｌは焼結鉱の最大粒径以上に開孔さｎている。な
お、図示例にあっては端面２ｏが閉塞さ７’している場
合を示しているが、この端面２０は必ずしも閉塞さｎて
いることを要しない。

第３図において、２２は炉ｌｏ内に吹き込スｎた冷却気
体を偏流なきょうに分配する分配器であり、この分配器
２２が設けらｎた位置がら上記装入管１６の出口部１８
の端面２ｏ位置壕での距離が、およその有効冷却層厚Ｃ
となり、この部分に堆積した焼結鉱が有効に冷却さ匙る
ことになる。

尚、同図において２３は装入管１６を旋回させるための
旋回装置である。

以上の構成よりなる本設備の作用について述べる。

投入口１１から入った赤熱焼結鉱は接続した装入管１６
及び分岐形成さｎた出口部１８ａ、１８ｂ。

１８ｃに詰１つた状態で装入物上面Ｂに至り、出口部１
８から排出さ几た分だけ詰まった焼結鉱が管内で下降す
るようになっている。一方、冷却気体は図示しない送風
用プロアで昇圧さ′ｎた後冷却送風管１４から吠き込ま
几、分配器２２に至り、炉１０内の全水平断面を均一に
上昇して赤熱焼結鉱から顕熱を奪い、熱風出口管１３全
ノＬｕり図示していないボイラに至る。他方、冷却さ′
ｎた焼結鉱は炉１０底部の切出口１２から炉外に取り出
さ汎る。この炉外に取り出さｎた分が装入物上面Ｂの降
下となって現わｎる。

この場合において、装入管１６は旋回装置２３によって
炉芯を中上・に回転しているので、一回転時間内に焼結
鉱が降下する分だけの変動で、周上はぼ均一な装入とな
る。捷た、分岐形成による多脚装入管の採用により、大
径の冷却炉１０においても径方向がほぼ均一の装入が行
なわｎるので、装入管１６を連続旋回させることにより
、周方向及び径方向ともに均一となり、装入堆積上面の
変動の無い状態を保つことになる。従って、問題となる
のは装入管の出口部１８からいかに焼結鉱が排出さｎる
かである。

第４図において、装入管１６が矢印方向に移動すること
により、出口部１８の後面２１では装入物上面Ｂとの隙
間が十分あるので、焼結鉱は空間への流出と同じ状態で
排出さ几ることとなり、出口開孔部１９の大きさから大
塊の排出も問題なく行なわｎる。進行方向の前方のＨｌ
分の焼結鉱は出口部１８の前面壁により左右に押し分け
らｎるから、いずｎにしろ出口部１８の後面では装入物
上面Ｂが排出高さの基準となり、出口開孔部１９の高さ
）Ｉ　１は常に確保さ几ることになる。

装入物上面Ｂは出口部１８後方では出口開孔部１９と同
一の高さＨｌとなるが、装入管１６か一回転してくる時
間内にＨ，はＨ２高さまで下降する。この下降は冷却効
果を考慮した冷却炉底部の切出口１２からの切出速度に
よって決まる。そして切り出さｎる切出量は機械的（例
えば電磁フィーダ）によって決まってしまう。一方、装
入管１６の出口開孔部１９の大きさは変化しないので焼
結鉱の装入量は装入管１６の旋回速度によって決まる。

したがって、装入管１６には常に焼結鉱が詰まった形で
運転し、冷却炉１０内の移動層１５の降下に見合った分
だけ焼結鉱を装入管１６の出口部１８から排出するよう
に装入管１６の旋回速度を選ぶことにまり、人出量のバ
ランスが採ｎＨ２とＩ−Ｉ　、　との差を最小に保つこ
とができる。

なお、この場合において出口開孔部１９の高さＨｌが十
分にあることが条件であるから、構造上は既述の如く１
男口部端而の底板はなくてもよい。

また、出口開孔部１９の開孔幅は第３図に一例金示す装
入幅（山の幅）に近い方が望ましく、近くな九ばなる程
炉１ｏの半径長に近い一本の装入管方式に近伺ぐことに
′ｉＸ、り、装入上面の径方向の凹凸が小さくなり、熱
回収効果は均一化さ几る。

このように、径方向に分岐形成した複数の出口部、或い
はほぼ半径長さに近い一本の出口部を有する装入管１６
を使用することにより、炉１０内径方向の装入物上面Ｂ
の凹凸を小さくすることができる。さらに、装入管１６
を連続旋回させることにより周方向の凹凸をも無くすこ
とができる。

この際、出口部１８より排出が予想される最大粒径の焼
結鉱は、この径を想定した出口開孔部１９を出口部後面
に設けであるので、出口部での詰まりは起らず、流出可
能であって、出口部１８後方にばらまか几ることになる
。

したがって、ひび割ｎでそｎ自身あま９大粒を維持でき
ず比較的ばらつきの少ないコークスと異なり、特に細粒
から大粒まで極端にばらつきがあり、こｎらが混合した
焼結鉱を装入上面の変動なしに連続的に炉１０内に装入
できる。このため、有効冷却層の高さ変動を抑えること
ができる。特に、炉１０底部からの切出量に比例する焼
結鉱の降下速度に合わせて、装入管１６の旋回速度を選
定すわば、有効冷却層の高さ変動を可及的に抑ｍｌｊす
ることができる。

以上、要するに本発明によ几は次のような優几た効果を
発揮する。

（１）装入管を旋回自在とし、その出口開孔部を装入管
の進行方向と反対側に開放したので、粒径の大小に拘わ
ちず炉内に均等に焼結鉱を排出することができる。

（２）　　炉内に均等に焼結鉱が排出さ几るので、焼結
鉱の有効冷却層の変動を小さくすることができ、有効冷
却層の厚さを薄ぐすることができる。したがって、冷却
気体の吹込圧が小さくて済むから、大径の冷却炉が使用
でき、また冷却気体の送風用ズロアの消費電力を大幅に
節減することができる。しかも、回収熱量か一足となる
ことから安定した蒸気ないし電力の発生が可能となる。

（３）大塊の流出が出口開孔部の開放”Ｎ　Ｐ）’ｊ全
変史するたけで済むので構造が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１−図は従来の赤熱焼結鉱冷却膜る１゛ηを説明する
概略縦断面図、第２図は同要部の拡大図、第３図は本発
明に係る赤熱焼結鉱冷却設備の好適一実施例を示す概略
縦断面図、第４図は同要部の拡大図である。 尚、図中１０は冷却炉、１１は投入口、１２は切出口、
１４は冷却送風管、１５は移動層、１６は装入管、１１
は炉芯、１８は出口部、１９は出口開孔部、２１は出口
部の後面である。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却炉の頂部より赤熱焼結鉱を装入し、かつ、底部より
   徐々に切り出すことで炉内に焼結鉱の下方への移動層を
   形成すると共に、炉下部から冷却気体を吹き込んでその
   移動層と向流させ、焼結鉱より顕熱を回収するようにし
   た赤熱焼結鉱冷却設備において、炉内に挿入さ′ｆＬ焼
   結鉱を装入する装入管を炉芯の回りに旋回自在に設け、
   焼結鉱が排出さｎる装入管の出口開孔部を装入管の進行
   方向と反対側の後面に開放したことを特徴とする赤熱焼
   結鉱冷却設備。