JPS6316034B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、還元用シヤフト炉において、還元域
下端部の還元鉄粒塊の圧着状態を弛緩せしめ、そ
の荷下りを促進する装置に関するものである。

還元用シヤフト炉においては、塊状鉄鉱石や、
一定形状に加工されたペレツトをシヤフト炉頂部
より炉内に供給すると、先づ上層部において予
熱、乾燥が行われ、次で760〜800℃程度の温度域
において還元反応が進行する。シヤフト炉は、炉
装入物と還元ガスとが向流型となり、反応上は好
都合であるため古くから各種の冶金用炉に供され
ている。しかし鉄鉱石等の直接還元用のシヤフト
炉においては、シヤフト部の高さと直径との比が
実用的には概ね1.5〜2.5の範囲となる場合がある
と共に、シヤフト部の形状がほぼ円筒状か若干拡
がり状あるいは両者の組合された形状となるた
め、装入物自身の重量が還元域下層に作用し、し
かも還元域下層は高温の還元ガスの吹込部に当る
ため、装入物同志が軟化結合を起す傾向にある。

このような還元鉄粒塊同志の結合が進行する
と、所謂「クラスター」と呼ばれる大塊状を呈
し、炉内の自重による荷下り運動だけでは、最早
これを解きほぐすことは不可能であり、シヤフト
炉下部を円錘状となし、還元鉄の炉外排出を単純
化しようとする場合に、その円錘部や出口にて閉
塞を生じ、正常な炉の運転を続行することができ
なくなる。

そこで、還元域下端に複数の中空軸を平行に貫
通させ、各中空軸を水冷すると共にその外周にブ
レードを装着し、軸を回動させることによつて粒
塊の圧着状態を弛緩せしめる方法（特開昭51−
50802号公報参照）が知られているが、この場合、
次の点で不都合が生じる。即ち、商業生産規模
のシヤフト炉にあつては、シヤフト部の外径が５
ｍにも達し、かかるシヤフト部を横断貫通する中
空軸の長さが長大となり、負荷も大きく、それが
ために大径の中空軸を要するほか、定期修理を含
む保守に多大の労力を要する。中央部の中空軸
を除き、両側の中空軸と炉の内張材とが鋭角的に
交叉するため、軸周辺の耐火材や充填材の寿命が
短縮される。特に充填材が破損すると炉内の還
元ガスの外部漏洩を助長する結果となり、有毒ガ
スの漏出を防止するため計測、点検、保守のサイ
クルを短縮せざるを得ない。また軸廻りの内張り
や充填材を修復するには、装入物を大部分排出し
てシヤフト部を空腔とする必要があり、修復後は
冷炉として立ち上げるため、長期間の休止を余儀
なくされるので、生産停止の損害は甚大である。
更に、中空軸が平行に配設されていると、位置
によつて撹拌の状態、作用効果等が異なり、還元
ガスの流通状態に差異が生じるので、一様な還元
作用を期し難く、製品の品質に斑を生じる結果と
なる。

従つて本発明の目的は、上記したような従来の
シヤフト炉の荷下り促進装置に内在する不都合、
欠点を解消することにあり、要約すれば、円形シ
ヤフト部の外周かな炉心に向かつて逆放射状に還
元ガスを吹込む形式の鉄鉱石等の直接還元用シヤ
フト炉においては炉中心部を除く周辺部にある装
入物が高温に曝されるため、この部分の還元鉄粒
塊がクラスター化する傾向にあり、この部分に対
して還元鉄粒塊の解きほぐしを行うための片持ち
放射状の破砕手段を構じたものであり、従つて従
来と異なり炉心部に軸を欠く構造の荷下り促進装
置を提供するものである。

以下に本発明の具体的実施例を添付図面と共に
説明する。ここに第１図は、本発明の一実施例に
係る荷下り促進装置を含むシヤフト炉全体の側断
面図、第２図は、第１図におけるＡ―Ａ矢視断面
図である。

これらの図において、シヤフト炉１は、上部に
原料投入口２と還元ガス排出口３とを有し、下方
周辺部に環状管４と連通する還元ガス吹込口５を
放射状に複数有する還元域であるシヤフト部６
と、円錘状で下部周辺部に冷却ガス吹込口７と上
部周辺に冷却排ガス排出口８を放射状に複数有す
る冷却域であるコーン部９と、上記シヤフト部６
とコーン部９の中間胴部で荷下り促進装置１０を
装備した圧力遷移域である炉腹部１１とを有して
構成されている。上記炉腹部１１の外周部に、放
射状に多数固設されたブラケツト１２上に取付け
られた前記荷下り促進装置である中空軸１３，１
３，…は、炉腹部１１の炉壁を貫通して炉心Ｇを
中心として水平且つ放射状対称に配設され、その
長さが炉心までは到達しない程度に決定されてお
り、ブラケツト１２に固定された軸受１４，１５
に支承され、炉壁から炉心の方向へ突出する片持
梁を構成している。１６は、該中空軸１３をその
軸まわりに回転又は揺動等の回動運動をなさしめ
る駆動装置で、中空軸を挿入した炉壁と中空軸と
の間の空間１７には、熱ガスと赤熱された還元鉄
の軸受側への逸出を防止するための充填材１８
と、更には軸上を前記ガスや、特に還元鉄粉が流
出するのを遮断するための密封装置１９を装具せ
しめる。

上記中空軸１３は、商業生産規模の設備にあつ
ては、該中空軸１３が強度が一義的に、次いでそ
の周囲に植設した後記するブレードの強度が二義
的に関係して、中空軸の数は45度等配で図示の如
く８本程度が適当である。そしてかかる中空軸１
３は、その周知の一部に炉壁に近づくにつれて漸
次半径の大きくなる上記中空軸１３に略直角の耐
熱鋼製の破砕ブレード２０を複数有しており、上
記ブレード２０は、望ましくは、第２図に平面的
に示す如く、その先端を結ぶ線が、略々放射状を
形成するような半径に構成し、且つ隣り合う中空
軸上のブレードを一定の間隔を明けて交互に配設
する。ブレードをこのような配置に植設すること
により、炉心を除いて、どこの場所においても一
定の破砕及び弛緩作用を還元鉄に及ぼすことがで
きる。

また該中空軸１３は、軸端にロータリジヨイン
トあるいは可撓管を介して給水口２１及び排水口
２２とを接続しており、給水口２１は中空軸の中
心部に内設した中央通路（不図示）と連通し、且
つ該中央通路を外覆して軸の先端部から末端部ま
で内設された周辺通路（不図示）は、中空軸の末
端において前記排水口２２と、また先端において
前記中央通路と連通している。

本発明になる荷下り促進装置に適合した冷却排
ガスの給排出方法としては、炉周辺部と炉心部と
に分離せしめたものが推奨される。これは、元来
シヤフト部から炉腹部に至る炉心近傍では、原料
装入物の粒度分布ならびに圧力分布からして、冷
却ガスが所謂「吹抜け」現象を起し易いものであ
り、加えて、本荷下り装置では炉心での解きほぐ
しが行われないため、この現象を助長することと
なるからである。若しかかる吹き抜け現象を招来
せしめると、炉心部での還元率が低下し、結果と
して品質不良製品を生産することになるので、こ
れを忌避せねばならない。図に示した縦長の筒筐
体であるコア２３は、かかる炉心における冷却ガ
スの供給排出を行うためのものであり、該コア２
３は概略上部室２４及び下部室２５に隔壁２６に
よつて仕切られ、コーン部９外へ突出する導出管
２７及び導入管（不図示）によつてコーン部９に
支持されており、導出管２７に内設した導出路２
８は、上部室２４を介してコア上部に放射状対称
に複数穿設した導出孔２９と連通しており、導入
管に内設した導入路３０は、上記下部室２５を介
してコアの下端に設けた放射状のノズル３１と連
通している。また導出管２７は、充填物３２を介
してコーン部９及び還状ダクト３３に溶接された
排出外套３４に外覆されており、その出口３５
は、図示せぬ冷却器やガス清浄器を介して図外の
循環回路によつて前記導入管と連通する環状ダク
ト３３に接続されている。

次いで上記実施例をその作用について説明す
る。まず塊状鉄鉱石やペレツト等の原料は、投入
口２よりシヤフト部６に投入され、環状管４より
還元ガス吹込口５から逆放射状下方に向かつて吹
込まれた高温還元ガスと接触して還元され下方に
進む。シヤフト部６の下方には軸まわりの揺動運
動をなすブレード２０を多数有する片持ち放射状
の中空軸１３があり、下降して来た還元鉄はクラ
スター化する前に、又はクラスター化した還元鉄
に、突きほぐし、解きほぐし、破砕等の作用を加
えられて粒状に砕かれた後に、更に下方のコーン
部９内を下降する。コーン部９では、下方の環状
管３５及び連絡管３６を経て冷却ガス吹込口７よ
り吹き込まれた常温、半還元性の冷却ガスと、導
入管内の導入路３０より下部室２５を通つてノズ
ル３１からコーン部内へ吹き出された冷却ガスと
によつて還元鉄が冷やされ、最早大気に曝しても
急速な酸化反応を起さない程度に冷却された還元
鉄が、炉底部３７より図示せぬフイーダー装置に
よつて取り出される。還元鉄の冷却に使用された
使用冷却排ガスの一部は、炉周辺に設けた排出口
８から放射状に排出され、残りの炉心部近傍を上
昇した冷却排ガスは、コア２３上部の帽状体３８
に捕集され、導出孔２９から逆放射状に上部室２
４に吸入された後、導出路２８を通つて炉外へ排
出される。また給水部２１から中空軸１３内へ供
給された冷却水は、中空軸中心を通つてその先端
に至り、次いで反転して軸円筒周辺を流れて中空
軸及び同軸上の軸受、密封装置更には一部の還元
鉄等を冷却した後、排出口２２より外部へ流出す
る。

本発明は以上述べた如く、円形シヤフト部の周
辺から炉心に向かつて逆放射状に還元ガスを吹込
む形式のシヤフト炉の荷下り促進装置において、
還元反応の終了する還元域下端部に、炉壁を貫通
して片持ち状の中空軸を水平且つ放射状に複数配
設すると共に、該中空軸の周囲の一部に先端部ほ
ど小径で上記中空軸に略直角の耐熱鋼製の破砕ブ
レードを複数植設し、上記中空軸を回動させつ
つ、その内部に冷却液を循環させるようになした
ことを特徴とするシヤフト炉の荷下り促進装置で
あるから、装入物をクラスター化させることなく
確実に順次降下せしめることができ、しかも同装
置の保守、点検を容易ならしめるので炉の生産性
を著るしく向上させるものである。また中空軸を
放射状に配設した結果、炉腹部の炉壁を貫通する
挿入孔も全て炉心方向を向く純放射状となり、耐
火内張りの構築が強固となり、挿入孔の充填材の
形状が単純となるため、耐火物、充填材の寿命に
好影響をもたらし、延いては密封装置の消耗を軽
減するため、外部へのガス洩れを軽減するとの利
点を併せ持つものである。更に中空軸が炉を横断
して貫通する必要がないので、短く且つ細いもの
を使用できると共に保守、点検が容易となり、更
に炉の位置によらず一様な破砕作用が得られるの
で、均一な還元作用が得られ、製品の品質が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る荷下り促進
装置を含むシヤフト炉の側断面図、第２図は、第
１図におけるＡ―Ａ矢視断面図である。 符号の説明、１……シヤフト炉、５……還元ガ
ス吹込口、６……シヤフト部（還元域）、１３…
…中空軸、２０……破砕ブレード、２１……給水
口、２２……排水口、１０……荷下り促進装置、
１１……炉腹部、２７……導出管、３０……導入
路、２３……コア、９……コーン部（冷却域）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円形シヤフト部の周辺から炉心に向かつて逆
   放射状に還元ガスを吹込む形式のシヤフト炉の荷
   下り促進装置において、還元反応の終了する還元
   域下端部に、炉壁を貫通して片持ち状の中空軸を
   水平且つ放射状に複数配設すると共に、該中空軸
   の周囲の一部に先端部ほど小径で上記中空軸に略
   直角の耐熱鋼製の破砕ブレードを複数植設し、上
   記中空軸を回動させつつ、その内部に冷却液を循
   環させるようになしたことを特徴とするシヤフト
   炉の荷下り促進装置。 ２ 前記破砕ブレードを、その先端が炉心を中心
   として放射状となるように中空軸に植設した特許
   請求の範囲第１項に記載したシヤフト炉の荷下り
   促進装置。 ３ 隣合う中空軸上の前記破砕ブレードが、交互
   に間隔を置いて植設されている特許請求の範囲第
   １項に記載したシヤフト炉の荷下り促進装置。