JPS5938715Y2 - 竪型還元炉の切出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、竪型還元炉の上方より装入した粒状鉄鉱石、
又は及び酸化ペレット（以下、装入物と呼ぶ）を炉下部
から切出す装置の改良に関するもので、特に装入物の炉
内停滞により粒子状還元鉄の塊状化を抑制するため、竪
型炉の底部に配置した該炉内径より大きな直径の炉底の
周辺部に流出している粒状物を、水平往復旋回アームで
切出す装置において、炉中央部より炉周壁へ傾斜面を有
し、炉内径より小さい底辺の円錐体を炉底上に設け、前
記アームか該円錐体近傍まで延長し、装入物の炉内残留
を抑制することを特徴とした竪型還元炉の切出装置を提
供するものである。

従来、粒状鉄鉱石、又は酸化鉄ペレットを竪型還元炉の
上方に設置した装入装置により装入し、７００〜９００
°Ｃの還元ガスを上記炉の中間部又は下部より供給し炉
内を重力降下する装入物と還元ガスとを向流接触せしめ
、鉄鉱石を金属鉄に還元し炉下部より切出す酸化鉄還元
装置が知られている。

この公知の酸化鉄還元装置において、竪型炉内の粒子状
装入物は冷却されるか、或は冷却されることなく切出し
排出される。

上記の竪型炉の切出装置として、種々の装置が知られて
いるが、動力面、破砕問題、メンテナンス面、ガスシー
ル面の問題が多く竪型還元炉の切出し装置として、特に
粒状装入物の塊状化防上に対し実用的でない。

炉水平断面から粒状物を均等に切出し、切出しに際し粒
状物の破砕効果を少くし、且つメンテナンスが容易でか
つ短時間に実施出来る装置として特開昭５２−１１６７
０６号に示すように竪型炉の上方から装入した粒状装入
物を炉底部から切出す装置において、上記炉壁下端と炉
底部との間に粒状物が通過出来る間隙を形成し、そして
上記炉底の径を炉壁下端内径より大きくし、上記炉底上
の周辺部に往復回動する掻出アームを複数個配設した切
出装置を同一出願人において提案している。

又、該炉壁下端と炉底上に装入物同志でアーチ状に組み
合ったり、該炉内部でかたまり状態となった装入物が降
下してきて、該炉底部上に流出堆積を生じなくなった場
合、掻出アーム先端上面に上方に延出するカッターを取
付けることが有効であることを特開昭５３−４１９９４
で同一出願人は述べた。

ところが該竪型炉では上方より装入した粒状鉄鉱石、又
は、酸化ペレットは還元反応時や反応後の圧着状態によ
り、ぶどう状の大小各種のかたまりクラスクーが出来る
場合がある、この場合炉壁下端と炉底間の間隙よりはる
かに大きなかたまりった装入物が降下してくると、前記
カッター付きの掻出アームでも十分に切出すことが困難
になることが判明した。

本考案は上記の点に鑑み、竪型炉に装入した粒状装入物
の大塊化を抑制し安定して該炉下部より切出すことがで
きるようにしたものである。

すなわち前記、還元された装入物が炉底上に自然に形成
するところの炉中央部より炉周壁へ傾斜面をもつ錘体状
塊状物の底辺角以上の底辺角を有する円錐体を、炉底板
に配置するものである。

これにより還元された装入物が不規則に固まり成長する
ことを抑制し、粒状装入物の棚吊り現象を防止するとと
もに、装入物の流下断面積を漸次縮小せしめ、装入物の
降下速度を上昇させて粒子の転勤効果を助長し、装入物
粒子の塊状化を抑制する。

しかも前記円錐体下端部まで処置した掻出アームを炉底
−ヒの周辺部に複数個配設し、該掻出アームを往復回動
させることにより、炉底上から殆んど装入物を残留させ
ることなく排出し、時間の経過とともに発達する塊成化
を抑制することにある。

本考案の特徴を列挙すると次の通りである。

（１，） 竪型炉炉下部での金属化した装入物の不規
則な塊成化を抑制し、上方還元帯における装入物の均一
荷下りが可能となる。

（２）装入物の均一な還元が行え、成品品質が安定化す
るとともに還元ガスの反応効率が高められる。

（３）掻出アームの往復回動する動力を計測することに
よって装入物の塊状化傾向を把握することが出来、還元
ガス、温度、ガス成分、ガス量及び生産速度、原料条件
（銘柄）等の操業条件を変更することによって装入物の
塊成化を調整できるとともに煤添加等、塊成化を抑止す
る手段を講することが出来る。

（４）竪型炉に装入した粒状原料を炉内に残留させるこ
となく切出すことが出来ることから、原料銘柄を切替え
たような場合、炉内混合がほとんどなく短時間に置換す
ることから成品を明確に区分することができるととも。

（５）操業初期に発生する未還元装入物もいつまでも残
留しないことから成品の回収効率が向上する。

第１図は従来の切出装置の配置態様を示した断面説明図
である。

竪型炉１を構成する炉壁２と炉設 は間隙を持って配置
されている。

この間隙は炉内に装入する粒状物の直径より大きく炉底
３につながる排出口８より小さい。

炉内の粒状物、例えば還元鉄４は通常前記間隙から重力
により流出し、該間隙上端剥ち炉壁２内面下端を頂点と
する還元鉄４固有の安息角にもとづいて炉底３の周辺部
に堆積されている。

この還元鉄４の堆積量は間隙が大きいほど大きくなる。

従って炉底３の大きさは、前記間隙から流出する還元鉄
４を受けられる大きさとするものである。

切出装置５は炉底３の周辺部に等間隙に複数基設置し、
駆動力伝達装置６を設置した掻出アーム７より構成され
ている。

しかして図示していない動力源から１駆動力を装置６に
作用せしめてアーム７を水平に往復回動させ炉底３上の
堆積物を掻出するものである。

ところが前述したように該竪型炉では、上方より装入し
た粒状鉄鉱石、又は酸化ペレットが還元状態によっては
、ぶどう状大小各種のかたまりとなって降下して前記間
隙部に積み重なり棚吊り状態となり炉内装入物の流出堆
積比を阻害し、炉内装入物の切出しが不可能となること
がある。

これらの例を第２図に架橋現象９として示す。

このような状態が生ずれば掻出アーム７の旋回によって
、もはや粒状物を掻出することは出来なくなる。

ところでこの状態を解析したところ塊状物１０の強度は
、鉄鉱石の鉄分量、粒度、還元温度、該竪型炉の通過速
度などの状態により異り、一般的に金属粒子は含有鉄分
が多く、高温はど結合しやすく、粒子の受ける荷重が大
きいほど強度の大きい塊りを生ずる。

次に本考案装置を図面にもとづいて説明する。

第３図、第４図に本考案装置を示すが、炉底３上に装入
物により自然発生する円錐体１７よりより大きく炉底と
の底辺角も大きくした円錐体１１を配設し、該円錐体１
１の近傍部まで掻出アーム１２を延長することによって
粒状物の炉内残留を抑制し、安定した装入物の切出しを
行なうとともに、駆動力伝達装置６の駆動力検知器１６
を設は粒状装入物の塊状化現象を予測することが出来る
。

装入物により自然発生する円錐体の底板とのなす角度α
は４５°〜６０°で、本考案の円錐体傾斜角βは６０°
以上が望ましく塊状物の降下試験から６３°を採用して
いる。

円錐体１１は、この場合耐熱金属を使用したが塊状化抑
制面から装入物と結合せず、すべりやすい材料が望まし
く、また円錐体を外部より流体、例えば水によって冷却
すれば炉１内装入物の温度を下げ得ることから塊状化抑
制に有効である。

掻出アーム１２は駆動力伝達装置６によって水平に往復
回動するが、この動力源として電動モーター、油圧装置
等を利用する。

本考案では負荷変動が大きいことから油圧シリンダー１
５を採用し、この油圧を検出する駆動力検出器１６を設
けた。

油圧力の大小で前記塊成化を予測する訳であるが、塊成
化に伴い油圧力は上昇し、逆に低油圧の場合、掻出アー
ム上に棚吊りを生じ空胴化したか、掻出アームの破損等
が考えられる。

これらの判定を行なうために各々の切出装置について駆
動力の記録を行う記録計の設置が有効である。

掻出アーム１２は摩耗、変形した場合、取替えがスムー
ズに行えるよう接続フランジ１３を有しておりアーム先
端１４は破砕効果を大きくすると共に、正常運転時の動
力を軽減させる為、第５図に示すごとく断面形状を凸面
状に形成させている。

第５図に示すように従来の切出装置では、炉壁下端１８
に接し掻出アームが往復回動１９の如き軌跡を画いてい
たが本考案では円錐体１１底近部近傍を掻出アーム９が
往復回動するため２０如き軌跡となり、１回の掻出量も
大幅に増大できる。

このような掻出アームを延長することによって隣接する
掻出アームが互に接触する可能性があり同時駆動を行な
う場合は、接触しないよう停止点を決定しなければなら
ない。

本考案では第６図に示すよう隣接する掻出アームが触触
しない位置を停止位置に選び隣接する切出装置が同時回
動しないようシーケンスが組れている。

しかし、竪型炉上方の還元部分で炉全体に金属化した装
入物が塊成化し、且つ塊状物の強度が非常に強い場合は
、特開昭５３−２０００９に示されるごときブレーカー
を本考案で配設した円錐体上方に設けることが装入物の
降下に有効である。

ところがブレーカ−を常時使用せねばならないような操
業では還元域の装入物降下が、不均一となり安定して均
一な成品が得られないことから安定した操業を達成する
ためには、塊成化を予測し且つ破砕効果を持った本考案
の如き切出装置が最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の切出装置の配置例の断面説明図第２図は
その１部拡大図、第３図、第４図は本考案切出装置の実
施の１例を示す断面説明図で、第５図は掻出アームの軌
跡を表し、第６図は本考案切出装置の水平断面説明図で
ある。 １・・・・・・竪型炉、２・・・・・・炉壁、３・・・
・・・炉底、４・・・・・・還元鉄、５・・・・・・切
出装置、６・・・・・・駆動力伝達装置、Ｔ・・・・・
・掻出アーム、８・・・・・・排出口、９・・・・・・
架橋現象、１０・・・・・・塊状物、１１・・・・・・
円錐体、１２・・・・・・延長掻出アーム、１３・・・
・・・接続フランジ、１４・・・・・・掻出アーム先端
、１５・・・・・・油圧シリンダー、１６・・・・・・
駆動力検出器、１７・・・・・・自然発生した円錐体、
１８・・・・・・炉壁下部、１９・・・・・・従来型掻
出アーム軌跡、２０・・・・・・本発明掻出アームの軌
跡。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 竪型還元炉の炉壁下端と炉底の間に粒状、又は塊状物が
   通過できる間隙を形成し、上記炉底径を上記炉壁下端部
   の内径より大きくし、かつ上記炉壁下端部の内径より外
   側の上記炉底上の周辺部に往復回動する掻出アームの先
   端を複数個配置した竪型還元炉の装入物切出装置におい
   て、装入物により炉底上に自然発生する炉中央部より炉
   周壁部へ傾斜面をもつ円錐体状の塊状物の底辺径より大
   きく、炉壁下端部の内径より小さい底辺径を有し、かつ
   上記円錐体状塊状物の炉底に対する傾斜面角度以上の傾
   斜面角度を有する円錐体を、炉底上に設けると共に上記
   掻出アームの先端が炉内下方に達するように上記掻出ア
   ームの先端を円錐体に接近せしめてなる竪型還元炉の切
   出装置。