JPS61200862A - 鉄粒の圧縮成形および圧縮成形した鉄帯の破砕の方法および装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、還元炉から供給される高温の堆積塊（ｐａｃ
ｋｅｄ　ｂｅｄ　、　Ｓｃｈｕｔｔｕｎｇ’、状の鉄粒
の不活性化および複数ステージでの圧縮成形を行ない、
引き続き該圧縮成形されｔ鉄帯を破砕分離する方法に関
し、更にこの方法を実施するための装置に関する。

〔従来の技術および問題点〕

直接還元法の製品としての鉄粒、特に海綿鉄はその気孔
率が高いために酸素と結合する性質を有している。この
酸化過程は、１００℃未満の温度では比較的ゆっくり起
きるに過ぎないが、高温では再酸化速度が増加し２２０
℃を越えて２５０℃までは堆積塊の中でいわゆｇ暴走（
ｗｉｌｄ）Ｊ再酸化が起き、その場合には発生した熱量
を十分に取り除くことは本はやできず、全てが酸化し尽
す。

そこで、海綿鉄を酸素の取シ込みに対して不活性化し、
その結果として金属化ロスを低減することが目的となる
。

海綿鉄を精練工程での冷却媒体あるいけ電気炉における
スクラップ代替材として更に処理する場合には、スクラ
ップに比較して海綿鉄の密度が低いことが不利である。

低密度によって海綿鉄の導電性が低くなるか又は海綿鉄
が溶湯上に浮遊するからである。

したがりて、海綿鉄を更に処理する前に、不活性化およ
び圧縮成形することが目的となるっ最もよく知られた海
綿鉄の処理法としては、ホット・ブリケタティング法、
コールド・プリケラティン／法ｂ　Ｃｈ己ｉｒｅ　ハ２
シペーシ目ン法、　不達［エアー〇パッジベージ璽ン法
およびエージング法がある。

最近の３法は湿潤大気と新鮮水による再酸化に対して十
分な防護法であるが、後の２法は湿潤大気に対してのみ
十分な防護法である。第１の方法では空隙が相当圧縮さ
れており、この方法だけけ海水による再酸化に対しであ
る程度の防護となる。

しかし、ホット・ブリケラティング法によるブリヶ・ソ
トは、表面は非常に緻密であるが内部は々か比較的空隙
が多いから、完全に防護されているわけではない。

このようにして得られたブリケットの破壊部分あるいは
断片は、不活性ｒヒという意味では耐海水往けない。過
去数年にわたって、「不活性比（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏ
ｎ）　Ｊという用語を定義するためのタライテリアを提
供するために一連の試験が行々わｔ″した。その結果、
海綿鉄は酸素取り込み量が０、　ｎ　Ｉ　ＮｉＯ２／　
ｔ／　ｄａｙ以下であれば不活性化し念と考えられる、
この値は、成形さねたベッドを約２３℃で水で湿らせる
ときに相当する。

海綿鉄の圧縮成形および不活性化の方法はドイツ特許第
２５　２５　２２３号によって公知である。高温の鉄粒
を向き合って回転する２つの平滑外ローラーの間で圧縮
して連続し九条（ｓｔｒａｎｄ）とし、引き続きシアリ
ング嗜ローラーとチ目・シピング・ローラーとによって
粉砕′″ｉ４３゜　この方法においては、平滑なローラ
ーが１工程で空隙あるいは間隙の体積の多い成形された
ベッドから蛍を作り出すが、この帝の内部組織の圧縮状
態は酸素に対する不活性化という意味からはまだ十分で
ないため、引き続き行なわれるジｒリング工程による粉
砕中に端部が「閉じ」られなければならない。

この際の応力負荷が相当大きい結果、シアリング刃が短
寿命となる傾向があり、これがこの方法の大規模な工業
的利用を妨げている。

アメリカ特許第２　２８７　６６３号ＶＣも鉄粒の圧縮
成形法が開示さ九ている。この方法では圧縮を２つのス
テージで行ない、それによってブリケットの空隙体積を
更に減少させることができるようにしである口しかし、
この公知方法では、圧縮成形された帯の分離に関して発
生する問題が解決されない。すなわち、たとえば高価な
型工具あるいはダイスを必要とする。また、積極的圧縮
型（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の第１圧縮ステージと非積極的
圧縮型（ｎｏｎ−ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の第２圧縮ステー
ジとの間の速度調整も必要である。特に必要なことけ、
２つのステージ間での帯の破壊防止である。ペレット状
その他の金属ｆヒ海綿鉄を緩く成形したベッドを圧縮す
る際に、このような現象が多く発生するからである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明は、還元炉から堆積塊の形で供給される
高温の鉄粒の不活性化と複数ステージでの圧縮成形とこ
れに引き続いて行なう圧縮成形された鉄帯の破砕分離と
を行なう方法を提供する。

この方法においては、圧縮された鉄の空隙体積は４０％
未満であり、また密度は５ｆ／−以上であり、すなわち
前述の意味で不活性化されており、その一方でブリケラ
ト製造の場合のような高価な型工具あるいはダイスを必
要とせず、圧縮成形された鉄帯の分離に衝撃エネルギー
を使わないので小規模破壊の割合を小さく維持できる。

この課題は本発明に従って特許請求の範囲第１項の特徴
部分の事項によって解決される０更に改良した方法を特
許請求の範囲第２項から簗７項までに記載しである。こ
の方法を実施するための望ましい装置ｆは特許請求の範
囲第８項から纂２４項までの特徴を有する。

本発明法の特徴は、最終的に圧縮成形する前に鉄粒を均
一化および予備圧縮を行なうステージを通すことと、圧
縮成形されて帯となった鉄に、ローラーの間を通る際に
曲げ応力を負荷して所望の破砕点で破砕分離することで
ある。均一化および予備圧縮を行なうステージにおいて
は、堆積塊の圧縮率は少なくとも２０ｖｏ１％であるこ
とが適当である。所望の破砕点を生成するための有利な
方法としては、均一化および予備圧縮を行なうステージ
における堆積塊の搬送速度を減する方法あるいは最終的
な圧縮成形中に所望の点において鉄の圧縮を軽減する方
法がある口鉄帯を破砕分離するためには、鉄帯の前進運
動中に１５０以上の偏向を行なわせるのが有利である。

鉄帯を２本以上の細帯に破砕分離するためには、元の帯
を更に長手方向に沿って細帯間の角度が３００　以上に
なるように曲げることができる。

大方法を実施するための望ましい装置においては、均一
化および予備圧縮を行なうステージは堆積塊の粗成形（
ｄｅｆｉｎｓ）を行なう２枚のプレートを具備し、これ
ら２枚のプレートは供給方向と直角な向きでそれぞれ逆
向きの運動を同時に行いかつ供給方向の運動を行う。供
給方向のプレートの運動は、鉄を最終的に圧縮成形する
ローラーの周速度と同じでも小さくても大きくてもよい
。

〔実施例〕

以下、図示し念実施例に関して、本発明の詳細な説明す
る。

駆１図の装置はホッパー１を具備し、金属化され念温度
７００℃以上の粒状製品が図の矢印の向きにこのホウパ
ー中に導入される。次に、この製品、たとえば海綿鉄は
均一化と予備圧縮とを行なうステージに供給される０こ
のステージにハ対面する２つのプレート２があり、各プ
レートはそれぞれが互に逆向きに回転する。この回転運
動は偏心駆動によって生起させられることが望ましい。

側方の制限をする張出部３がプレート２に対して直角に
伸びており、粒状製品を次のように保持する。すなわち
、プレート２の運動成分によって、鉛直供給方向と直角
の向きにカが発生し、このカは製品の空隙体積を減少さ
せるのに十分である。

プレート２の最大力が成形製品に作用するとき、同時に
プレートは供給方向に運動しており、この運動は後続の
成形用ローラーの周速度と一致するかあるいはそれ以下
Ｋ１１ｌ整される。プレート２のこの下向運動の速度が
ローラー４０周速度より小さい場合は、このローラーに
よって製造される鉄帯中には、明瞭な輪郭を持つ所望の
破砕点が供給方向と直角の向きに形成され、その破砕点
は低い圧縮状態に々っでいる。次に鉄帯はこの所望の破
砕点において水平方向に破砕分離される。プレート２の
給供方向速度をローラー４の周速度よシも太きく　Ｌ、
て、堆積塊に対して正の給供圧カを付加するようにする
こともできる。

堆積塊は予備圧縮ステージで少なくとも２゜ｖｏ１％は
圧縮されなければならないＤこのように圧縮成形された
帯状堆積塊は、次に最終圧縮成形のためのローラー４に
供給されるロローラー４の表面は、平滑であってもよい
し、または引込み容量の増加と所望の破砕点の生成のた
めの溝状の窪みを有していてもよい。ローラーは互に反
対向きに回転し、金属化した製品を圧縮して平均密度５
．５ｆ／ｄ以上の均質な帯とする０この密度であれば、
たとえ製品が長期間野外に貯蔵されたとしても、その金
属化度の著しい劣化は十分に防止される。帯を破砕して
できる個々の塊が破砕面をそのまま露出しているかどう
かは問題ではない０圧延過程によってできる平滑で非常
に密度の高い表面と比較して、組織に対して直角をなす
破砕面は確かに空隙が多い−しかし、密度が５．５ｆ／
−であれば２この破砕面の組織は酸素に対する不動体化
を確保するのに十分なだけ圧縮成形されていることにも
なる０この高度な密度を達成するために、緩い堆積塊を
、ローラー４による最終圧縮の前に予備圧縮することが
絶対必要である０ ローラー４の間の間隙から出て来る連続した帯は、最終
分離の前に温度４００℃未満にまで冷却されなければな
らない。帯は、そのような温度においてのみ、引き続き
行なわれる曲げ応力によりて破砕面を形成するのに必要
な脆性を有する。この冷却は第１図の４ｆＪｔ−の搬送
シュート５の中で水の注入によりて行なわれる。

鉛直又は傾斜した搬送シュートを使用する場合に注意す
べきことは、製品帯が引き裂けることがあり、それによ
って生じた断片の速ｆは重力の加速雇によって帯の供給
速度を越え帯から離れ去ることである。一般的にこの過
程で閉塞が起こる。

この欠陥を除去するために磁石６が配置されており、そ
れによりて搬送シェード５の中の全ての断片は、その落
下速度が帯の供給スピード以下になるように減速され後
続の帯部分によって移動させられて分離ステージに行く
ようにすることができる口 搬送シェード５を通過した後に、製品帯は分離ローラー
７．８に抱えられる。ローラー７．８０表面プロファイ
ルをｌＥＪ図に示す口すなわち、帯は長さ方向の中心で
角度α。で曲げられ、この角度が１５°を越えるとその
ときの曲げ力によって一般的に帯の長さ方向の鉛直破砕
線９（第２図）が生ずる。

長さ方向に分割され九帯は、その後供給方向に角度α１
　（第５図）の偏向を受け、α１　が１５゜以上のとき
に破壊あるいは少なくとも亀裂が生ずるような力の作用
を横方向に受ける。ストリッパー１０（第１図）によっ
て帯は分離ローラー８とこれに対面する再分離ローラー
１１との間に案内され、所望の破砕点で横方向に少なく
とも裂けてはいる帯が角度α２　で逆向きに偏向を受け
る。もし全く破壊が起きていなければ帯は水平破壊線犯
（第２図）に沿って破砕され第３図に示すスカプ状（Ｂ
ｃａｂ　、すくわれ）あるいけシェル（ｓｈｅｌｌ、殻
）状になる〇 こと・に示した装置には、分離のために衝撃エネルギー
が全く必要ないため、過剰な小規模破壊がないという利
点が、ある。更に、始動の際に圧縮されていないあるい
は圧縮が不十分な鉄粒が存在し念場合、これらは常時開
放されているローラーの間隙から容易に除去することが
できる、もし仮にダストが発生し之ような場合には、分
離ローラー８を矢印の方向に急速なストロークで動かす
ことができる。特に有利な点は、圧縮成形を行なうロー
ラー４と分離ローラー７　、８．１１とが絶対的に同期
′している必要はないことである。その理由は、後者（
７，１１１）がそ！Ｌ自体で締めつけるのでなく外力に
よって比較的わずかに締めつけるだけなので、帯が分離
ローラーに対しである程度滑ることができるからである
。シ、たが１で、分離ローラーの周速度はローラー４の
周速度よりも若干大きい方が望ましい。

第６図の装置においては、歯を有するローチー１３がホ
ッパー１の下部に配されており、供給され念ベレ・ソト
等の塊を送っている０また、ローラー１３は、歯の周速
度が製品の落下速度より大きい場合には、供給方向の正
の供給圧力を発生する。

偏心軸】４と関節レバー１５との組合せを、均一化と予
備圧縮を行なうステージのプレート２の駆動手段として
選択した。偏心軸１４け予備圧縮に必要な力を提供（５
、関節レバー１５け、ホ、Ｖバー１から送られた准積塊
がプレートの戻りストローク中に底部から排出されない
ように、２枚のプレートをその下端で一緒に保持してい
る０第１図の装置では分離ステージは成形ステージの真
下に配置されているか、第６図の装置では横方向へずれ
た配置である。この場合、搬送シュート５は円弧形をし
ている。この構成の有利な点は、圧縮成形後に帯から引
き裂かれた断片が自由落下せずにシュート５の曲線状径
路に沿って進み、そのために摩擦によって減速されるこ
とである。しかし、結合した製品の帯が正常な操業状態
で摩擦によって大きなロスを生ずることなくシュート５
の曲率に従うことかできるように、帯に曲率を付与する
ことが必要である。このような曲率を付与するには、２
つのローラー４のうち右側のローラーを速める、すなわ
ち、もう一つのローラーよりもわずかに速い速度とする
。しかし、この「ロー−・スリップ」ができるのは平滑
ローラーの場合だけである。

γ７図にふいて、搬送シュート５の出「１沌１へ引いた
線幇Ｔ１　　は、分離ローラー７．８の接触点で引いた
接Ｇと角度α、をなし、このα１けシュート５の曲率に
対応して予め曲率を付与し、た製品帯の取込角度であっ
て、帯が供給方向にこの角度だけが対向きに偏向される
ようにする。帝が最終破砕または破壊に至らない場合は
１分離ローラー８と１１とが行なう偏向によってそれが
起こる。第８図に示すように、分離ローラー８が凸形の
円周面を有し、少なくとも分離ローラー７カ：凹形の円
周表面を有することによって、製品帯が長さ方向に破砕
分離される５９６図の装置の場合にも、搬送シーート５
の中に水を注入することによって製品帯の冷却を行ない
、２つのローラー７．８の間の間隙に入るときの帯の温
度が４００℃未満Ｋまで低下するようにするう分離ロー
ラーの引込み容量すなわち捕捉容量を増すために、凸形
の分離ローラー８を第９図に対応する歯形のプロファイ
ルとすることができる。

第１０図の実施例においては、ローラー４のそれぞれは
対面する軸方β１」の？を譬ｉ　６七石するｃｌＥ編成
形成形つてでさた製品帯１７はその結果ビード状の突起
部１８を万し、その突起部は、中間領域よりも圧縮のさ
れ力が拙著でないの−（゛、帝１７の所望の破砕点を形
成し、それによって？１Ｆは明確に定１りた点で破砕分
離される。

【図面の簡単な説明】

箪１図―鉄粒の圧縮成形と、圧ね成形さｔした鉄帯の破
砕とを行なう装置の第１の実施例を示す概念図、寧２図
は破砕中に起きる破駁の線ｆ：廟する圧縮成形された鉄
帯の部分斜視図、第３［凶は情の破砕中に生成するシェ
ル（あるいはスカブ）の斜視図（築３図左）と鯖面図（
第３図右）、第４図は分離ステージの対面する２つのロ
ーラーを供給方向で見た断面図、第５図は分離ステージ
のローラーおよび関係する偏向角度を示す概念図、駆６
図は鉄粒の圧縮成形と、圧縮成形された鉄帯の破砕とを
行なう装置の岨２の実施例を示すｋｔ念意図第７図は幀
６図の装置の分離ステージのローラーおよび関係する偏
向角度を示す概念図、第８図は駆６図のＶＩＩ−■線で
の断面図、第９図は分離ステ意図、＠１１図は第１Ｏ図
の圧縮成形ステージで製造された鉄帯の部分斜視図であ
る。 １：ホッパー％２：プレートニ３：張出部、４：圧縮成
形用ローラー、５：搬送シーート、６：磁石、７，８，
１１：破砕用ローラ、１４：偏会心軸％１５：関節レバ
ー、１７：鉄帯、１８：所望の破砕点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、還元炉から供給される高温の堆積塊状鉄粒を不活性
   化しかつ複数ステージで圧縮成形し、引き続き該圧縮成
   形された鉄帯を破砕分離する方法であって、最終圧縮成
   形の前に該鉄粒を均一化予備圧縮ステージを通すことお
   よび該圧縮成形により製造される該鉄帯がローラー（７
   、８、１１）の間を通る際に該鉄帯に曲げ応力を負荷す
   ることによって所望の破砕点で破砕分離することを特徴
   とする方法。 ２、前記均一化・予備圧縮ステージにおいて前記堆積塊
   を２０ｖｏｌ％以上圧縮することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３、前記圧縮成形された鉄の空隙が４０ｖｏｌ％以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の方法。 ４、前記均一化・予備圧縮ステージにおいて、前記堆積
   塊の供給速度を遅くすることによって前記所望の破砕点
   を生成することを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第３項までのいずれか１項に記載の方法。 ５、前記最終圧縮成形中に所望の点における鉄の圧縮を
   軽減することにより該所望の点を前記所望の破砕点とす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項ま
   でのいずれか１項に記載の方法。 ６、前記鉄帯を破砕するために該鉄帯の前進運動中にこ
   れに１５°以上の偏向を行なわせることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記
   載の方法。 ７、前記鉄帯を２個以上の細帯に破砕分離するために、
   該細帯の間の角度が３０°以上になるように長さ方向に
   沿って該鉄帯を更に曲げることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の方法。 ８、還元炉から供給される高温の堆積塊状鉄粒を不活性
   化および複数ステージで圧縮成形し、引き続き該圧縮成
   形された鉄帯を破砕分離するための装置であって、最終
   圧縮成形の前に該鉄粒を均一化・予備圧縮ステージを通
   すことおよび該圧縮成形により製造される該鉄帯がロー
   ラー（７、８、１１）の間を通る際に該鉄帯に曲げ応力
   を負荷することによって所望の破砕点で破砕分離するこ
   とを特徴とする装置。 ９、前記均一化・予備圧縮ステージにおいて前記堆積塊
   を２０ｖｏｌ％以上圧縮することを特徴とする特許請求
   の範囲第８項記載の装置。 １０、前記圧縮成形された鉄の空隙が４０ｖｏｌ％以下
   であることを特徴とする特許請求の範囲第８項または第
   ９項記載の装置。 １１、前記均一化・予備圧縮ステージにおいて、前記堆
   積塊の供給速度を遅くすることによって前記所望の破砕
   点を生成することを特徴とする特許請求の範囲第８項か
   ら第１０項までのいずれか１項に記載の装置。 １２、前記最終圧縮成形中に所望の点における鉄の圧縮
   を軽減することにより該所望の点を前記所望の破砕点と
   することを特徴とする特許請求の範囲第８項から第１０
   項までのいずれか１項に記載の装置。 １３、前記鉄帯を破砕するために該鉄帯の前進運動中に
   これに１５°以上の偏向を行なわせることを特徴とする
   特許請求の範囲第８項から第１２項までのいずれか１項
   に記載の装置。 １４、前記鉄帯を２個以上の細帯に破砕分離するために
   、該細帯の間の角度が３０°以上になるように長さ方向
   に沿って該鉄帯を更に曲げることを特徴とする特許請求
   の範囲第１３項記載の装置。 １５、前記均一化・予備圧縮ステージが前記堆積塊を粗
   成形する２個のプレート（２）を具備し、該２個のプレ
   ートが供給方向に直角でそれぞれ逆向きの運動を同時に
   行ないかつ供給方向にも運動することを特徴とする特許
   請求の範囲第８項から第１４項までのいずれか１項に記
   載の装置。 １６、前記プレート（２）の供給方向の運動速度が、最
   終圧縮成形を行なうローラー（４）の周速度にくらべて
   等しいか、小さいか、あるいは大きいことを特徴とする
   特許請求の範囲第１５項記載の装置。 １７、前記プレート（２）を運動させるために偏心（カ
   ム）枢動要素を具備することを特徴とする特許請求の範
   囲第１５項または第１６項記載の装置。 １８、前記均一化・予備圧縮ステージの近傍において前
   記堆積塊が２個の制限用固定張出部（３）によって側方
   を保持され、該張出部（３）の相互の間隔が前記最終圧
   縮成形を行なうローラー（４）の幅にくらべて等しいか
   小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１５項から第
   １７項までのいずれか１項に記載の装置。 １９、前記最終圧縮成形を行なう前記ローラー（４）の
   円周表面が、密度の低い前記所望の破砕点を形成するた
   めの横方向および／あるいは長さ方向の溝（１６）を具
   備することを特徴とする特許請求の範囲第１５項から第
   １８項までのいずれか１項に記載の装置。 ２０、前記圧縮成形ステージと前記分離を行なうステー
   ジとの間に搬送手段（５）を具備し、鉄の断片全部の速
   度が該分離を行なうステージの搬送速度未満となるよう
   に該搬送手段（５）が磁石（６）の作用を受けることを
   特徴とする特許請求の範囲第１５項から第１９項までの
   いずれか１項に記載の装置。 ２１、前記分離を行なうステージが前記鉄帯を案内する
   回転ローラー（７、８、１１）を少なくとも３個具備す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１５項から第２０
   項までのいずれか１項に記載の装置。 ２２、前記ローラー（７、８）の対向する面を、前記鉄
   帯が３０°以上の曲げ角度で長さ方向に沿って破砕され
   るような形状とすることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２１項記載の装置。 ２３、前記鉄帯が、供給方向で２回偏向させられ供給方
   向と直角の向きに破砕されるように、２個の前記ローラ
   ー（７、１１）によって第３の前記ローラー（８）の回
   りを通されることを特徴とする特許請求の範囲第２１項
   または第２２項に記載の装置。 ２４、前記分離を行なうステージの前記ローラー（７、
   ８、１１）の周速度が前記鉄帯の搬送速度よりも大きい
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２１項から第２３項
   までのいずれか１項に記載の装置。