JPS6155580A - 塊状材料を冷却する方法および装置 - 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】 本発明は、７１Ｕ綿鉄あるいはペレット化された焼結体
等のような塊状材料を７００〜１０００℃の温度から、
例えば、１００℃以下の温度へ冷却するための方法およ
び装ｒに関するものであって、前工程装償：からの塊状
材料が弁を０１１１えた供給管を通って鉛直な冷却器の
頂部に供給され、そして冷たい冷却ガスと接触させられ
、その後に冷却された材料が冷却器の底で中央に配置さ
れた送り出し手段を通して出される。

被レッド化された焼結体および海綿鉄を冷却するための
従来の冷却器においては、例えば、横断冷却又は向流冷
却のいずれかが用いられている。

しかしながら、これらの冷却器は申し分なく機能しない
　特に、冷却器を離れる材料の温度に関してそうであり
、この温度は広範な限度内で変動する。したがって、離
れるガスのための最高温度についての必要に応じるため
に、かなり過剰の冷却ガスが必要である。このことにも
かかわらず、材料は所望最高温度を越えた温度で、特に
向流冷却を用いるときには、排出されることもある。こ
のことは最も不満足であり、特に、海綿鉄冷却の場合に
おいては粒が約１００℃以上の温度で空気又は水分と接
触したときに発火しかつ再酸化される。

このことは主として冷却ガスの粘性が温度とともに増大
して冷却ガス流の変則的な分布を招くからである。

本発明の目的は、材料を実質的に粒状で均一な放出温度
まで冷却するのを可能にする方法をもたらすことであり
、この方法において、各位は規定最高温度以下の温度で
ありかつ同時にガスの冷却作用を最適にすることが、で
きる。

本発明の他の目的は本発明に係る方法を実施するための
冷却器を提供することである。

本発明に係る方法を利用することによって冷却された材
料での均一温度が達成されること並びに個々の粒が前も
って決めた最高温度を越える温度を有しないであろう保
証を見い出した。この方法は、冷却ガスを序文で述べた
鉛面な冷却器内の中央に供給し、第１冷却ガス流が冷却
器の上部に供給されて入ってくる材料の流れ方向に対し
て横断的に流れるようにされており、および第２冷却ガ
ス流が冷却器の下部に供給されて重力によって冷却器内
を流れる材料に対して向流に流れるようにされており、
第１冷却ガス流および第２冷却ガス流の量が最適冷却効
果を達成するようにお互いに反比例して調節されること
を特徴としている。

冷却ガスは上部出口を通して出され、その冷却ガスの温
度は熱電対又は同等なものによって好ましくは検知され
る。この場合に、第１冷却ガス流と第２冷却がス流との
割合が、冷却ガス出口での温度に依存して、冷却ガス用
導入管内に置かれた１個以上の制御弁に影響を与える自
動最適化制御システムによって調節される。

本発明の一実施態様例によると、座位を含有して冷却器
を離れる熱い冷却ガスが洗浄されて再循環（再生利用）
のために圧縮される。

本発明の別の実施態様例によると、塊状材料は重力によ
って冷却器を通るように動かされて、その速度が冷却器
の底での送り出し手段によって決められる。そして、冷
却ガスの全流量が冷却器からの送り出し手段によって決
められる生産速度に関連して調節される。

テ１ｉｌｉ綿鉄を冷却するときには、主としてＮ２およ
び／又はＣＯ２からなり任意的にｃｏδよびＮ２の付加
されるガスを冷却ガスとして防用するのが好ましい。空
気がペレット化された焼結体を冷却する冷却ガスとして
使用されるであろう。

塊状材料の粒径は好ましくは４〜２５市の範囲内である
が、この材料は通常約１０〜１５％以下の微粒部（ｆｉ
ｎｅ−ｍｅｓｈ　ｐｏｒｔｉｏｎ　）　＆含有しており
、この微粒部は約４正、以下の粒径である。サイズが約
２５ｍｍ分越える粒は、冷却器へ入る前に、格子等で分
難除去される。

塊状材料を冷却する装置は、弁の設置可能な供給管およ
び円錐状底を有する鉛直な、絶縁された、気密な円筒状
コンテナーを含んでなり、該コンテナー内を塊状材料が
重力の作用で移動する。冷却器の底に配置された送り出
し手段が材料の流速を決める。冷却装置はざらに（ａ）
コンテナー内中央に配置された円錐ガイド表面体；該円
錐体の先端が併給管の下方中央にかつ該供給管から前も
って決めた距離に位置し、（ｂ）円錐力゛イド表面体の
下方への第１冷却ガス流のための第１供給伐゛；該管か
らのガスがコンテナー内を下降する熱い塊状材料に対し
て横断的に流れ、（ｅ）コンテナーの下側円錐状部分内
の中央に置かれたガス供給手段への第２冷却ガス流のた
めの第２供給管；該管からの冷却ガスがコンテナー内を
流れる塊状材料に対して向流に流れ；および（ｄ）コン
テナーを離れる冷却ガスのための上部出口；を備えてい
る。

本発明の好ましい実施態様例によると、円錐ガイド表面
体の頂角は入りてくる材料についての降下角度と一致す
るように調整されている。そして、円錐ガイド表面体は
塊状材料を円筒状冷却器の内周に均一に入るように分散
すれる。供給管の口と円錐ガイド表面体の頂点との距離
を調節することが、コンテナーの横断流領域内での円錐
ガイド表面体を流れ越す塊状材料の厚さを調節するのを
可能にする。

供給管が好ましくは常に材料で少なくとも部分的に満た
されるように用意され、供給管の長さおよび直径を調節
することによって該供給管内の材料の柱がより高い位置
にある設備の一部への冷却ガスの流出をさえぎることを
可能にする。

コンテナーの下側円錐状部分、Ｔなわち、冷却器の向流
領域内のガス分配手段は少なくともひとつの下向に向け
られたガス供給手段を備えており、ここから冷却ガスが
コンテナーの下側円錐状部分とガス分配手段との間に形
成される環状間隙を通って下降する塊状材料に対して向
流で上方へ流れる。もし必要ならば、ガス分配手段に直
径を小さくしていく幾つかの環状ガス供給隙間（オリフ
ィス）が設けられる。これら環状隙間を通るガス流の分
散はこれら隙間内の絞り板（ｔｈｒｏｔｔｌｉｎｇ　ｄ
ｉｓｃ）によって調節される。

送り出し手段は冷却器の下部に配置されており、冷却器
からの供給速度を規定する。ポケットが好ましくは冷却
器の出口に配列され・このポケット内に封止ガス（ｓｅ
ａＮｎｇ　ｇａｓ　）用供給手段が用意されるであろう
。このことは圧力等化を行ないかつ冷却ガスが材料に対
して向流で上方に流れる代りに下方に流れるのを防止す
る。コンテナーからの送り出し管は封止管の形態であろ
うし、該管内の材料の柱での圧力降下か力゛ス放出を１
ｂｕ限している。

送り出し手段は回転弁からなるのが好ましく、この回転
弁は停止した場合に材料の柱を担持することができる。

本発明のその上の長所および特徴が添付図面を参照した
下記の詳細な説明でわかるであろう。

円錐状的傾斜底２を有する鉛直な円筒状コンテナー１の
形態である本発明に係る方法を実施するための冷却器を
図面に示す。コンテナー１は気苫でありかつその少なく
とも一部に耐火ライニング３が付けられている。

冷却器は塊状材料のために主として設置［ぎれており、
塊状材料はその粒径が約４〜２５朋のものと約１０〜１
５％割合の粒径が約４ｍｍ以下の微細なものである。

塊状材料はコンテナー１内へ供給管４を’Ｊ’ＬＱ　し
て供給され、このときに、約２５７１ｍより大きい粒は
参照番号５会で示した格子または同様なもので冷却器へ
の入口の前に分′ｙ！Ｘぎれる。供給管はまた気密遮断
弁６を備えているであろう。供給管４のロアは後述する
ように鉛直方向に調節可能であるのが好ましい。

コンテナー内へ流れていく材料８は円錐ガイド表面体９
に出合い、このガイドの頂角が材料の下降角度と実質的
に一致している。円錐ガイドは板金からなり、コンテナ
ー内の中央に配置すれかつ供給管の対称軸との心合せ状
郭にある。このようにして材料は円筒コンテナー内で均
一に分散される。供給管の口と円錐ガイドとの間の距跡
ｉ７Ｊ整および塊状材料に応じた供給管の直径調整によ
って供給管が少なくとも部分的には材料で満たされてい
るように保たれ、このようにしてガス止めとして作用す
る。ざらに、上述の距離は円錐ガイド表面体を越えて流
れる材料の層厚さに直接の影響を及ぼす。

円錐ガイド表面体９の下に穴１２のあいたガス供給管１
１がある。円錐ガイド表面体の下でかつすでに降下した
材料の上に形成された空間からガ゛スが分散されて冷却
力゛ス出口１３の方へ材料層１０を横断的に流れる。

冷却ガスはファン１４と調節手段１５とを備えた共通主
管１６から冷却器へ供給される。この主管は制御弁１７
を備えた第１供給管１８と第２供給管１９とに分かれて
おり、第１供給管を通して冷却ガスが円錐ガイド表面体
９の下方に供給され、そして第２供給管を通して冷却ガ
スが冷却器の円錐状傾斜の向流部（底）２内に配′Ｉｉ
ｇれたガス分配器２０に供給される。

図示した実施態様例では、ガス分配器２０は下方に広が
っている上側分配室２１を含んでなる。

この下に同心リング２２．２３が配置されてガス供給用
のひとつ以上の環状隙間２４．２５を与え、並びに中央
ガス供給管２６が設けられ、これらからの冷却ガスが、
ガス供給手段２０とコンテナーの壁体２との間に形成さ
れた環状空間２７を通って下降している材料と向流で上
方へ流れるようになる。環状隙間２４．２５および中央
管２６を通るガス流の分配は絞り板等によって調節され
る。

そして、冷却ガスは横断流区域からの冷却ガスと共に共
通ガス出口１３を通って回収される。

冷却された材料は中央底出口２８を通って出て、ポケッ
ト２９および送り出し管３０を通る。送り出し管の長さ
および直径は材料の柱が冷却ガスの流出をさまたげるよ
うに調整されている。ポケット２９は海綿鉄の冷却に使
用され、この場合には供給手段３１がＨ２および／又は
ＣＯ２の封止ガス（ｓｅａｌｉｎｇ　ｇａｓ　）のため
に設けられている。

空気をペレット化した焼結体を冷却するための冷却ガス
として使用するときには、ポケット又は封止ガスを使用
しない。

冷却器からの材料供給速度を決める送り出し手段３２が
送り出し管の下端に配量キれている。この送り出し手段
は、例えば、回転弁タイプのものでもよく、これは装造
停止が起こった場合に送り出し管内に材料の柱を担持す
ることができる。

成粒含有の熱い冷却ガスがスクラバー（洗浄器）３３で
洗浄され、そして少なくともその一部は圧縮されて冷却
器に再循環されるであろう。

冷却ガスの全流量は生産世によって決められ、そして生
産量は送り出し手段３２によって制御される。冷却器内
での横断的流れ領域と向流領域との間での冷却ガス流の
分配は、この好ましい実施態様例によると、自動詞ｆＪ
ｉ最適化システムによって行なわるであろう。最高冷却
効果は冷却器を出る冷却ガスの最高温度のときに得られ
、そしてこのガス温度を熱ｍ対又は同等なものによって
検知することで冷却ガスの全流量が冷却ガス用第１供給
管１８内の調節弁１７および３５で示したプロセス装置
によって横断的冷却と向流的冷却との間で最適化される
。

主としてＮ、および／又はＣＯ２からなり任意的にＣＯ
およびＨ２の付加される冷却ガスが海綿鉄を冷却するの
に使用されるのは好ましい。空気はペレット化された焼
結体を冷却するのに使用されるであろう。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る好ましい態様の冷却器の概略断面図で
ちる。 １・・・コンテナー、２・・・円錐状傾斜底、８・・・
材料、９・・・円錐ガイド表面体、１３・・・冷却ガス
出口、１８・・・第１供給管、１９・・・第２供給管、
２０・・・ガス分配器、２８・・・中央底出口、３０・
・・送り出し管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、海綿鉄あるいはペレット化された焼結体のような塊
   状材料を７００ないし１０００℃の温度から、例えば、
   １００℃以下の温度へ冷却する方法であって、前工程装
   置からの前記塊状材料を鉛直な冷却器の頂部に弁を備え
   た供給管を通して供給し、そして冷たい冷却ガスと接触
   させ、その後に冷却した材料を前記冷却器の底での中央
   に配置された送り出し手段を通して出す冷却方法におい
   て、冷却ガスを前記鉛直な冷却器内の中央に供給し、第
   １冷却ガス流が該冷却器の上部に供給されて入ってくる
   前記材料の流れ方向に対して横断的に流れるようにされ
   ており、および第２冷却ガス流が該冷却器の下部に供給
   されて該冷却器内を流れる前記材料に対して向流に流れ
   るようにされており、前記第１冷却ガス流および第２冷
   却ガス流の量が最適冷却効果を達成するようにお互いに
   反比例して調節されることを特徴とする塊状材料を冷却
   する方法。 ２、前記冷却ガスは上部出口を通して出され、この上部
   出口にて出る冷却ガスの温度が熱電対又は同等のものに
   よって検知され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、前記第１冷却ガスと前記第２冷却ガスとの割合が前
   記冷却ガス出口での温度に依存して自動最適化制御シス
   テムによって調節され、該システムは冷却ガス用導入管
   内に置かれた１個以上の制御弁に影響を与えていること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、前記流れ出る冷却ガスにて最高温度が得られるよう
   に前記第１冷却ガス流および第２冷却ガス流の分配が調
   節されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の方法。 ５、塵粒を含有している熱い冷却ガスは洗浄され、そし
   て少なくともその一部が再循環のために圧縮されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれかに記載の方法。 ６、前記塊状材料は重力によって前記冷却器を通るよう
   に動かされてその速度が該冷却器の底での前記送り出し
   手段によって決められることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第５項までのいずれかに記載の方法。 ７、前記冷却ガスの全流量が前記冷却器からの前記送り
   出し手段によって決まる生産速度に関連して調節される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項まで
   のいずれかに記載の方法。 ８、主としてＮ＿２および／又はＣＯ＿２からなり任意
   的にＣＯおよびＨ＿２の付加されるガスが海綿鉄を冷却
   するための冷却ガスとして使用されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれかに記載
   の方法。 ９、空気がペレット化された焼結体を冷却するための冷
   却ガスとして使用されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第７項までのいずれかに記載の方法。 １０、前記塊状材料の粒径が４〜２５ｍｍの範囲内にあ
   り、粒径４ｍｍ未満の材料の割合が約１０〜１５％以下
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第９
   項までのいずれかに記載の方法。 １１、サイズか約２５ｍｍを越える粒は前記冷却器に入
   る前に分離除去されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第１０項までのいずれかに記載の方法。 １２、海綿鉄あるいはペレット化された焼結体のような
   塊状材料を７００〜１０００℃の温度から約１００℃以
   下の温度へ冷却する装置であって、弁を備えるのが可能
   な供給管および円錐状底を有する鉛直で、絶縁され、気
   密な円筒状コンテナーでその中を前記材料が重力の作用
   で移動するところのコンテナーと、該コンテナーの底に
   配置されかつ前記材料の流量を決める送り出し手段とを
   含んでなる冷却装置において、前記冷却装置は、（ａ）
   前記コンテナー内の中央に配置された円錐ガイド表面体
   ；該円錐体の先端が塊状材料用前記供給管の下方中央に
   かつ該供給管の口から前もって決めた距離に位置し、（
   ｂ）前記円錐ガイド表面体下方への第１冷却ガス流のた
   めの第１供給管；該管からの冷却ガスが前記コンテナー
   内を下降する熱い塊状材料に対して横断的に流れ、（ｃ
   ）前記コンテナーの下側円錐状部分内の中央にあるガス
   分配手段への第２冷却ガス流のための第２供給管；該管
   からの冷却ガスが前記コンテナー内を流れる塊状材料に
   対して向流に流れ　および（ｄ）前記コンテナーから出
   る冷却ガスのための上部出口；を備えていることを特徴
   とする塊状材料の冷却装置。 １３、前記円錐ガイド表面体の頂角が入ってくる前記塊
   状材料についての降下角度と一致するように調整されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の装
   置。 １４、前記供給管の長さおよび直径は、該管内の塊状材
   料の柱がより高い位置にある他の装置への冷却ガスの流
   出を防止するように調整されてい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、前記供給管は常に塊状材料で少なくとも部分的に
   満たされているように配置されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １６、前記冷却器の横断流領域内での前記円錐ガイド表
   面体を流れ越す塊状材料の厚さが、前記供給管の口と調
   整可能な前記円錐ガイド表面体の頂点との距離によって
   調節されることを特徴とする特許請求の範囲第１２項か
   ら第１５項までのいずれかに記載の装置。 １７、前記コンテナーの下側円錐部分内の前記ガス分配
   手段は少なくともひとつの下方に向けられたガス供給手
   段を備えており、ここから冷却ガスが前記コンテナーの
   下側円錐壁体と前記ガス分配手段との間に形成された環
   状間隙を通って下降する塊状材料に対して向流で上方へ
   流れることを特徴とする特許請求の範囲第１２項から第
   １６項までのいずれかに記載の装置。 １８、前記ガス分配手段は直径が小さくなっていく幾つ
   かのガス供給オリフィスを備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１７項記載の装置。 １９、前記ガス供給オリフィスを通しての冷却ガス流が
   該オリフィス内の絞り板によって調節されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１７項又は第１８項記載の装置
   。 ２０、前記ガス供給オリフィスが同心リングによって形
   成されることを特徴とする特許請求の範囲第１９項記載
   の装置。 ２１、前記冷却装置が前記コンテナーの出口に配置され
   たポケット形態のガスロックと、これに接続された封止
   管とを含んでなり、該封止管の長さおよび直径は該封止
   管内の塊状材料の柱が冷却ガスの流れを実質的にさえぎ
   るようなものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １２項から第２０項までのいずれかに記載の装置。 ２２、前記冷却装置の出口に配置された前記ポケット内
   に圧力等化を行なうために封止ガスの供給手段が設けら
   れ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、前記冷却器の出口での前記送り出し手段が回転弁
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１２項から
   第２２項までのいずれかに記載の装置。