200413673 玖、發明說明： [發明所屬之技術領域] 本發明是關於一種振動進料器的密封機構，該振動進 料器用於進給材料至該移動爐床式鎔爐，如轉動爐床式鎔 爐或直鎔爐栅。更特別地，本發明關於一種密封機構，其 用於防止鎔爐内部的氣體經由該振動進料器的下部分與延 伸通.過該鎔爐頂部之進給導管的上部分之間的間隙而洩漏
[先前技術] 由M〗dreX製程所代表的賢井式鎔爐（shaft方 法已知係一種直接製鐵的方法，其中還原的鐵（金屬鐵）藉 由使用含碳材料與還原氣體直接還原鐵氧化物_如鐵礦砂_ 或鐵氧化物而獲得。在此型式的直接製鐵的方法中，由天 然氣或類似者產生的還原氣體經由該豎井式鎔爐下部分中
的風口吹入該豎井式鎔*盧，且使用還原氣體的還原力還原 鐵氧化物，以獲得金屬鐵。此外，—種還原鐵的程序（使用 含碳材料（如煤炭）而非將天然氣當作還原劑）近年來已受到 矚目。特別是一種所謂的SL/RN方法已付諸實行。 近年來，下列使用含碳材料之金屬鐵製法已為人知。 含有鐵氧化物（如鐵礦砂）與含句 亦即，在該方法中， 原劑(如煤炭)的混合物裝在該移動爐床式加熱鎔爐(如阜 鎔爐或直鎔爐柵）的爐床上。然後，該混合物在移動於义 鎔爐中日可由燃燒為與輻射熱加熱，以致於鐵氧化物被^ 8 200413673 3還=還原。所獲得的還原的鐵與碳結合、炫化、聚 德 人丈谷融的炫渣分離，並冷卻及固化，以致於自 爐取出粒狀固體金屬鐵。 、/、 當含有鐵氧化物與含碳還原劑之混 :;一爐時’-振動進料器被用作進料裳置，:: :::::度方向之一裝在―物之厚 圖广意圏’顯示使用該振動進料器的一般進料裝 待進給的材料-諸如混合物，其在該料+ 的-經由設在料斗10中的數 疋反轉 哭1 9Jn 4•械構8進給至振動進料 口口 12的料槽U。該料才曹u ±的混合物藉由該 產生的振動循序移動朝向設在該料槽11中的X / 士 的混合物層的厚度調整成為厚度均等。然:该 —s物自孔13經由進料噴嘴14與導 該爐床2上。 連々進給於 在此型式的進料裝置中，該料槽振動，於 槽U的下表面上的進料喷嘴14、沿著孔 :以厂 的喷嘴及延伸通過該鎔爐頂部3的導 、:口、緣延伸 態謂蜀娜。然而，如果該不接觸部二=狀 則該鎔爐中的高溫氣體可能經由不接觸部分流出 灰塵可能隨著廢氣散播在該鎔爐的外 2 "， • 化外，經由兮；^ 接觸部分留出的高溫氣體可能損害該振動進料器的周： 置。而且’該嶋部的空氣可能流入該錄爐，； 能在㈣爐中造成„的擾動。因此’為了克服這些問題 200413673 4進枓賀嘴14與該導管15 u 使用橡膠靴20祕丨、2梦 封不接觸部分。 取20連接，以# 然而，在使用橡膠靴的密封機 鎔焯肉卹ώΑ a碰l & 稱T ’该橡膠靴由於該 私厲内部的氣體的熱而惡化，或 橡膠靴’以致於該橡膠轨的彈性，：的粉末枯結至該 須經常檢視及更換。此外，因;=於是，該橡膠軌必 間内„ 因為该橡膠靴設在相當小的空 間内，所以不能獲得足夠的操 定；f品栳*祕μ 1 二間’於是該橡膠靴的設 才木作η維修操作難以執行。 古AA / m 5亥進料器必須安置在 呵的位置，以獲得操作空間。 、 位詈日士兮、社』丨 然而，當該進料器設在高的 置可，5亥進料器進給的材料 爐床處破裂，且上升的/鹿— 掉落的陡震而在該 衣且上升的灰塵的數量增加。 鑑於上述問題所揭示的本 Μ Μ甘^ 七月之目的疋提供一種密封 铖構，其可以容易地執行維 ^ 並達成大的密封效應。 [發明内容] 本發明提供一種進料裝置 月/ +丨、丄 置的在封機構，用於進給團塊 及/或粉末至該移動擔庄4 b α 劲爐床式加熱鎔爐。該進料裝置包含：- ^進料器以及導管’該振動進料器包括一料槽，立中形 進ϋ團塊及/或粉末至㈣爐的孔；該導管用於引 ¥、、、工由孔掉落的團塊及/哎 及和末至该加熱鎔爐的爐床。該密 封機構包含··一水密封她Μ ^ ^ ^ , m总 、、冓，/、匕括一裙板、一堰板、該 等g的一側表面及液雜。廿、 " 该裙板故在料槽的下表面上，使 5玄裙板環繞該導管卜山 導其 而的周邊，使得該裙板的下端位於該 板的下方。该堰板設在該加熱鎔爐的頂部上方，使 200413673 得該堰板環繞該裙板 於該裙板下端的上方 其疋由该導管的側表 裙板下端的上方。 下端的周邊，且使得該堰板的上端位 /夜體保存在一當作液體池的槽中， 面與該堰板形成，俾使該液體表面在 施方式] 本發明提供一種進料裝置的密封機構，用於進給圏塊 :/或广下文稱為待進給的材料)至該移動爐床 爐。該進料裝詈白人. ^ _ 各·一振動進料器與一導管，與一導管 動進料器包括-料槽…形成-用於進給材料至該 氣爐的孔；該導管^ μ 2丨全酋 用引V!由孔掉落的材料至該加熱鎔 盧的爐床。該密封機構包含：_水密封機構，#包括一裙 ::-：板、該導管的一側表面及液體。該裙板設在該料 :、下表面上’使得該裙板環繞該導管上端的周邊，並得 =板的下端位於該導管上端的下方。該堪板設在該加孰 ^爐的頂部上方，使得該堰板環繞該裙板下端的周邊，並 =堪板的上端位於該裙板下端的的上方。液體保存在 田作液體池的槽中，盆S 士道^r β /、疋由導官的側表面與該堰板形成 ，•〜仔該液體表面在該裙板下端的上方。 此密封機構可以容易地維修，且具有大的密封效應。 仏的;I:?發明的進料裝置進給之團塊及/或粉末(待進 π 粉末或一含有二或更多種粉末的混合粉末 :错料末形成任意的形式_如丸或磚狀物-而製備的團 ▲而且可以使用材料、次材料與任何型式的添加物。 11 例如，以下的物體可以作 、、θ八 、、還原鐵（金屬鐵）的材料：笋由 此合含有鐵氧化物的粉末盘 糟由 A . /、 厌叔末而製備的混合粉東， =產生=鐵(金屬鐵，可能含有其他成分):丄 的鐵减物的粉末與含碳粉末；藉由將^ :二成任思的形式_如丸或磚狀物·而 各種次材料與添加物， 兄，或 +八古^ 南在该爐床上的含碳粉末、耐火 叔末、fe渣粉末、鹽基产 了人 材料（例如，盘Μ床^1 (例如，石灰）、爐床維持 土〜 爐床的材料相同的材料）及溶點調整劑（m ;:=類似者)。當然，待進給的材料不限於： :發粉末或團塊可以進給至_。所以， 進給的二構可以提供至-進料裝置，以用於每-待 包括—移動爐床-如轉動爐床式 熱鎔爐可以者你必4 、私IA罝知爐栅-的加 、作移動爐床式加減爐。 的鎔爐-例如，逻搭於仏 丨U 土八 冬 原銥爐、加熱鎔爐及還原與熔合爐-可以 田作该移動爐床式加埶 原與炫合爐為’、佳 以使用該轉動鎔爐的還 .$ *、，、又佳，且特別適用於產生金屬鐵，因為自還 原至炫合的過 可以在該錄爐的内部有效執行。 附帶一接， 用該移動爐床式加熱鎔爐產生金屬鐵的 并寸殊方法揭示於α丄i + 、本未審核的專利申請公告2000-144224 就0 少 料I置用於進給材料至該加熱錄爐，且包括至 、、S材料的料斗、一振動進料器及一導管。 下文將失办 、多亏圖式，說明本發明。本發明不限於下述實 12 200413673 施例，且設計可以修改，只要能夠達成本發明的優點即可 圖5是具有油炸圈餅形轉動式移動爐床的圓頂形轉動 爐床式鎔爐的示意圖。圖！與3是沿著圖5的線A_A所作 的剖視圖，且圖2A與2B係平視圖，顯示自頂部觀看之該 移動爐床式加熱鎔爐的進料裝置設定部分。 " 在該等圖中，該移動爐床式加熱鎔爐丨包括：一爐床 2 ’材料9(圖1中的團塊)由一進料裝置進給至彼。該材料 9裝入—料斗1G。該材料9是自料斗1〇經由-數量調整 機構8進給至一振動進料器的料槽η，或至-間接輸送單 (未,.、、頁不）如輸送π，其連通於該振動進料器的料槽11 。雖然未顯示，一框架形成在料槽η的邊緣，以防1材 料由於該料槽11的振動而掉落。 在該振動進料器中，一垢 得該料槽Η上的材辑可、 /使料槽U振動，使 移動。 "、〇以朝一设在該料槽1 1中的孔J 3
下列習知的進料哭7 A 動進料哭雪并§作此振動進料器··例如，搖 叩、電磁振動進料器、 ( ^lVk δι；ηΛ , 电3這驅動振動進料器及蠕 u、k-shp)式進料器。 料器，在該電磁振動進… 4的疋電磁振動進 整，使得該村料Γ 中’待進給的材料數量可以調 才科疋地進給至該兹盧 及-致的厚度)。 a爐(例如，以恆定的寬度 該孔α材料經由彼進給至該爐床 中。該孔13的形壯、ρ ^ 形成在该料槽1 1 " ，與位置未指定，且可以依據用 13 200413673 :置〜定二丨如圖2A所示’複數隙縫形孔i3能夠以 -置形成在該爐床2的寬度。或者，如圖2B戶斤示 縫形孔U能夠形成在該爐床2的寬度之上 才 在該㈣1] Γ/ 的寬度及防止材料掉落 ^ ' θ 緣上，較佳者為，在一傾斜的方向，以 :錯地設置形成複數隙縫形孔或一隙縫形孔於該爐床2的 見度之上，如圖2Α與2Β所示。 :別地’如圖2Β所示’所欲者為，一隙縫形孔Η形 目對於4料槽i i的縱向傾斜的方向（即，該孔13的 端二Ua與13b位於該料槽u的縱向的端部⑴與"卜 使仔。亥孔在相對於該爐床2的寬度方向傾斜的方向延 =該：3的二端部⑶與⑽位於該爐床2的二端部。 :待Si分割可以在需要時設在該料槽1…以形成 # ’ 的材料的路控。雖'然圖2A與2B巾未顯示，— 「1 乂佳為設在該料槽"上，以有效屏蔽及密封該料槽 較佳地，一任意長度的進料喷嘴14形成於該料槽u 、方+ °亥噴觜14沿著該孔13之開口的邊緣向下延伸。該 =抖贺嘴14防止經由該孔13掉落的材料分散，且當作引 牛用方、可#地引導材料至導管15。因此，該進料喷嘴 ^伸使诗該進料噴嘴M的下端位於該導管Η的 上端 1 5 a 的 了 士 α ^ λλ- 嘴嘴u的周邊。’且§亥導管15的上端…安置成為環繞該 该導管15延伸通過該加熱鎔爐1的頂部3，且該導管 14 1 5的上端丨5a位於該進料 的下表面之間。而且、：14的下心與該料槽π 鎔爐1的爐床2上方，5的下端15b位於該加熱 設在該料槽：中15開啟。 峨如，它在垂直與==嘴14由於該料槽11的振 是防止該振動進料器與該導；^動’於是必須總 進料器(特別是該進料噴嘴14?接觸，使得不使該振動 。另-方面…”叙、 ’，、該料槽η)接觸該導管15 田〇亥振動進料哭— 鎔爐中的高溫氣體血°。不接觸該導管15時，該 〇 /里乳體與灰塵經由 一 觸部分流出。於| 、 上升且經由不接 特別地： 接觸部分的面積必須盡可能小。 特別地’該料槽"下表面 的距離及該進料嘴嘴14與該導：二 知…之間 可能短，且維持上钍I# $ ' 之間的距離較佳為盡 芦付上述不接觸狀態。 在本發明中，告& 導管15時，机有田振動進料器的進料喷嘴Μ不接觸該 溫氣體與灰塵;Γ由密封機構，經由該導…升的高 火壓不經由不接觸部分流出。 省水在封機構的特定構造不受限 可以在該不接觸部分受阻即可。 -要现體的〜動 圖1中顯示的水密封機構包括·— 、導管15的—側# ^ •一裙板16、一堪板n 側表面及液體1 8。 該裙板1 6杏从4、 ^ 田作或阻礙氣體流動的堰板，Η你士& 。亥^官15上端l5a的周邊。而且 二Ά繞 11的下表面上，使得該裙板16訂^6^該料槽 上端ISa的下方。 0下知16a位於該導管15 15 本文中，該裙板16可以訊+ # ea ,, °又在讀導管1 5與該堰板1 7之 間的任何位置。然而，所 告了 Α 土、. 者為，將該裙板1 0安置成為 、“近4 & 15 ’以防止廣大範圍的料槽"經由該 ::15上升的的高溫氣體所加熱。附帶一提，該裙板16 隨著該料槽1 1的振動而振動， 初於疋该裙板1 6也必須安置 成為它不接觸該導管15與該堰板I?。 該堰板17也當作用於保存液體18的堰，並形成為環 繞該裙板16下端16a的周邊。而且，該堰板17設在該加 熱錄爐1頂部的上方，使得該堪板17的上端i7a位於該裙 板16下端16a的上方。 一用於水密封的液體池18支持在一由該導管5的側表 面與該堰板17形成的槽中。這時候，為了防止高溫氣體 Ά漏，4裙板1 6的下纟而1 6 a必須總是在液體a的下方， 即使當該料槽11振動時亦然。所以，液體表面必須藉由 調整該液體1 8的數里，總疋保持在該裙板1 6下端1 6 a的 上方。附帶一提，該液體18只保持在槽中；該液體丨8不 流動。 液體表面也由於該料槽Π振動而振動。於是，所欲者 為，適當設定該導管15、該裙板1 6、該堰板17的長度與 液體1 8的數量’使得該液體1 8不會由於振動而漏出該水 密封機構’進入該鎔爐中。 水及其他等等可以當作密封液體。但是在成本效益與 安全方面’水疋最佳。當然’習知的添加物-諸如沸點調整 劑與防腐劑-可以添加至水。 16 200413673 该堰板17必須安置於該裙板i6的周邊附近，以庐得 使用上=密封機構的密封效應。藉由採取此水密封㈣ ’該謝的高溫氣體與灰塵不經由該㈣心該導管 1 5的接觸部分洩漏至氛圍。此 口田口从“山击4么 卜上述水役封機構可以簡 早地糟由更換液體而維修。 貼自W、广棘主r 谷易以視覺檢視水密封 液體表面的位準與液體的狀況），於是容易檢視該機 構0 較佳地，在上述水密封機構中，藉由在一區域 :槽11的進料喷嘴14•形成液體池，如圖i所示，位於： 月且池上方的料槽1 i不被加熱。 、 為環繞m包括n /錢板17設置成 料槽11與該料槽η下方之爐床 …以形成液體池，如圖2A、2B與3所 爐：在;溫操作’所以該_ "”卜部上表面力： 、、广、田然而’藉由增加上述水密封機構中的 :體池的面積，該加熱鎔爐頂部(外側)的溫度上升受 」：且包括該料槽11之振動進料器的惡化可以有利地防 例如，當該堰板17設在該導管15附近時，如圖"斤 X只有該進料喷嘴Μ的附近冷卻，於是該錄爐1的外 表面與該料槽11之間的距離不能減小，如後述。 m2方面’如圖2A、2Bh所示，藉由形成液體池 :，、11下方之對應於該録爐頂部寬度的全部區域， A /夜肢池上方之料槽11的溫度上升可以抑制。以此方 式’藉由抑制在該料槽u的溫度上升，該錄爐頂部與該 17 200413673 料槽π之間的距離可以設定為比先前技術短。 即’當該料槽1 1上的材料9由來自該鎔爐頂部的熱加 熱牯，材料的品質下降，或者，該料槽丨丨被熱變形。於 是，在習知技術中，該料槽丨丨安置在與該鎔爐頂部相距 可觀的距離處，以防止此問題。 例如’當金屬鐵藉由上述加熱錄爐產生時，且當包括 含碳還原劑與鐵氧化物的混合粉末在該料槽上加熱時，含 厌材料瘵免，且粘結至該料槽丨丨的内部。或者該料槽U 被熱變形’所以，材料不能均勻地進給。 然而，藉由形成液體池於該料槽丨丨的全部區域下方以 防止在該料槽丨“勺溫度上升，可以克服全部上述問題。 此外，因為該料槽Π與該爐床2之間的距離可以縮短， 所以’在掉落時由於衝擊導致的團塊破裂及灰塵的數量可 风於該料槽 说〜叫销汉狀Μ的數量可 操：： 因素決定’如待進給的材料的熱阻及該加熱錄爐 、、况。例如，當液體池形成於該料槽丨丨下方時， 進^材料之品質的下降可以充分抑制，依操作狀況而 二…夜體池與該料槽η之間的距離對應於該 #見度之大約一半。 U及更^地，/°上述’該遥板17形成為環繞包括該料 子在於该料槽11下方之鎔爐的寶声 區域視；V、夜卿％ G的見度之區域，使得 也。而且，藉由延伸液體池的區域，在對 鎔爐頂部的防火壁的厚度可以減小。為了進一步 18 善增加的溫片 佳地被增加 效應’每單位面積的液體數量（體積）較 ㈣ί:抑制液體溫度上升所致的蒸發，液體池中的液體 必須適當改轡。m · “又版 少一入口 2]目此’如圖2入與2B所示，較佳為提供至 入口 21 及至少一用於排放液體的出口 22,液體經由 17。以此方:至ΐ槽’其包括該導管15的側表面及該堰板 工藉由提供該入口 21與該出口 22，液體可 以合易地改_， θ ;疋可以容易執行維修，即使在相當小的 工間亦然。 ^ 液體連績或間歇性進給至槽或自槽排放，以 次、又的^升導致冷卻效應減小及灰塵的混合導致液體 ，〜咸]而且，可以提供一流動路徑或一液體輸送器 使仔。亥液體當作冷卻介質的功能可以在全部地 確保。 & ^據本發明的進料裝置不限於上述實施 <列，且改善與 夕疋了爿b的，不會偏離本發明的基本原則。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 圖1疋一移動爐床式加熱鎔爐的剖視圖，一具備本發 明的密封機構之進料裝置設定至該移動爐床式加熱嫁爐， 、圖2A與2B疋自頂部觀看的平視圖，其顯示該移動爐 床式加熱鎔爐的重要部 >，一具備本發明的密封機構之進 料凌置設定至该移動爐床式加熱銘：爐， 19 200413673 圖3是剖視圖，其顯示移動爐床式加熱鎔爐的重要部 分’一具備本發明的密封機構之進料裝置設定至該移動爐 床式加熱錄爐， 圖4是剖視圖，其用於繪示一習知的進料裝置與密封 機構；及 圖5是用作該移動爐床式加熱鎔爐的轉動爐床式鎔爐 的示意圖。 (二）元件代表符號 1 移動爐床式加熱鎔爐 2 爐床 3 頂部 7 振動裝置 8 數量調整機構 9 材料 10 料斗 11 料槽 11a 端部 1 lb 端部 12 振動進料器 13 子L 13a 端部 13b 端部 14 進料噴嘴 20 200413673 14a 下端 15 導管 15a 上端 15b 下端 16 裙板 16a 下端 17 堰板 17a 上端 18 液體 19 不接觸狀態（不接觸部分） 20 橡膠lib 21 入口 22 出Π 21