1282818 玖、發明說明： [發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種金屬鐵之製法，特別是關於一種將 含有煤等之碳質還原劑與鐵礦石等之氧化鏺 孔儿鐵之混合物供給 於移動床型還原熔融爐之移動爐床上並加熱，使得氧化鐵 還原熔融之後，將所得之金屬鐵冷卻來製造金屬鐵之際， 可儘可能抑制爐床之損冑，或是—面以操作過程來修復已 損傷之爐床表面部、一面可穩定地進行連續操作之^良的 金屬鐵之製法。 义、 [先前技術] 在還原鐵之製造方法上，已知有將鐵礦石等之氧㈣ 與煤等之碳質還原劑的混合物裝入旋轉爐或賢型爐栅等之 移動床型還原溶融爐之爐床上，在爐内移動之間利用爐内 之輕射熱來加熱’以碳質還原劑將氧化鐵還原來得到還原 還原鐵以螺桿機構等之任意的排出機構自爐床 上排在爐外之方法。 >但是當混合物為成形為顆粒狀等之塊狀物的情況，將 該塊狀物裝入爐床之際，因落 ^ /下衝彳里4自塊狀物所產生之 粉會堆積於爐床上。此堆穑 β “ 此隹積粉會和塊狀物-同被加熱、還 原’隹積粉會成為粉狀的還屌 $u j遇原鐵，塊狀物會成為粒狀之還 原鐵。粒狀還原鐵受排出螺 ^㈣料的作㈣排往㈣，相對於 此心狀之遏原鐵則受到排出艘4曰ΛΑ ^扣 θ ^ 出螺才干的作用而被壓入爐床表 面。疋以’若進行連續操令 真合 …、、j被壓入爐床表面之還原鐵粉 的里曰增加，且還原鐵粉受 排出螺桿的影響會相互結合 1282818 ’在爐床表面形成板狀還盾 μ 原鐵’此為問題所在。以移動床 型還原爐而言，由於加埶、 …遇原區呈高溫、而原料裝入、 排出區呈低溫，所以在谑戍主 在爐床表面所形成之板狀還原鐵容易 因為此種溫度差而發生蠱釗十Α 1 易 χ生龜裂杨曲。_旦該板狀還原鐵卡 於排出螺桿，則必須停止操作，此為問題所在。 為了解決前述問題’本發明者已提出相關技術(例如專 利文獻1)。此技術係伴隨 思塊狀物將爐床成形材裝入爐内， 使得自塊狀物所產生之於 、 王之私堆積於爐床表面並於爐床上形成 氧化鐵層，同時以間歇弋、击 鬼 歇次連續方式將排出裝置移往爐頂方 向來一邊調整排出裝置盥 置，、移動爐床表面所形成之氧化 之間的間隙一邊進行据作 ^ 3 丁細作，猎此，可抑制粉狀還原 出裝置影響而壓入燐庆矣而^ , 了執又徘 ^ 入爐床表面，防止於爐床形成板狀還原鐵 ’且定期地到除積声之4罗@ 于檟層之遇原鐵粉而維持連續操 係將爐床表面所形成夕始处π 孜* 少成之板狀遇原鐵刮除而將爐床表面做 期的更新、修補，粒IV 4iU 4dr j* 身。 ^維持連縯操作，並$是到除爐床本 又在金屬鐵之製法方面，已知有將氧化鐵與還原材 的混合物裝入旋轉爐床爐等之移動床型還原炫融爐中:、在 爐内私動之間利用爐内之輻射熱來加熱，間原材將氧化 鐵還原1著進行浸炭、炫融、爐渣分離之後，進行冷卻 =化並將粒狀之固體金屬鐵取出爐外之製造方法。例如本 發明者已提出在旋轉爐床爐之爐床表面形成氧化鐵、碳以 及一乳化矽化合物所構成之玻璃質爐床層’來防止熔融鐵 對爐來化成之損傷之技術（例如專利文獻2)。但是，若操 1282818 作持續進行，由於該破璃質層會因 "殿/宜叹潤、停飾 負化，所以要達成連續性安定操作 另 》有改善的空間。
[專利文獻1] J 曰本專利第3075721號 [專利文獻2 ] 特開 2 0 0 0 -1 4 4 2 2 4 號 [發明内容] 所欲解泱 ^發明係著眼於前述實情’其目的在 鐵之製法，即使爐床表面埋入 八 至屬 』至屬鐵粉，或e ^曹夸虐 浸潤、侵蝕仍可輕易地進行去 一 之運韓率盥維技k Λ 设作業，可提鬲爐床 之連轉羊與維持性，適於長期連續操作。 屋JOI決課顳之手# 有二！述課題’本發明之金屬鐵之製法，係將含 二：=:化鐵之混合物供給於移動床型還原"融 ;之= 熱，使得氧化鐵還原炫融之後，將所 社μ 爐卜並加以时；其要點在於：在 先該移動床上以層狀方式舖填粉 粒狀爐床;(:；?[* & # Λ、s v成可更新的更新爐床，將操作中劣質化之 更新爐床的部份哎全邱參 栌广立“ 次王口p去除亚供給新的爐床材來使得更新 显木新生’將該新生 爐床表面均平之後，供給該混合物 木衣造金屬鐵0 再者， 與氧化鐵之 本發明之金屬鐵之製法，係將含有碳質還原劑 此合物供給於移動床型還原熔融爐之移動爐床 1282818 上並加熱’使得氧化鐵還 疋豕4嘁之後，將所得之金屬错、人 卻後排往爐外並加以回收· + 、’屬鐵9 ^ ^ , 口收，其要點在於··在供給該混合物 之則’預先於該移動床上以層 θ狀方式舖填爐床材來形成可 更新的更新爐床，對於择竹由J 队么 知作中劣質化之更新爐床的表面供 、·’6该爐床材來使得該姨皮矣 、 亥圯床表面新生，將該新生之爐床表面 …之後’供給該混合物來製造金屬鐵。 發明效果_ 依據本發明，可大幅提 床之運轉率，可達成金屬 鐵之長期安定製造。 蜀 [實施方式] 本發明者發現預先於移動 ,,.^ ^ ^ 廬床上以層狀方式舖填爐床 材末形成可更新的更新爐床， 社°亥更新爐床上裝入環壇顏 氛調整劑與原料混合物進行還 ^ W造仃遇原熔融，將操作中劣質化 更新爐床的部份或全部去昤 、 mu 丨去除（或不去除）而供給新的爐床材 來使付更新爐床新生之後，供认 + ^— 、、、σ原枓〜合物、進行氧化鐵 之逐原*谷融，藉此，即使更新 4爐床表面埋入了金屬鐵粉， 或疋更新爐床遭受爐渣浸潤 ^ ^ + ^ 1又蝕仍可輕易地將該劣質化 更新爐床去除、修復，可較 住徒同爐床之運轉率與維持 性。但疋即使供給爐床材使 一兩 侍更新爐床新生，有時爐渣會 集中方；更新爐床之一部分，咬 ^ „ 次疋對於所供給之原料混合物 的加熱變得不均勻，所 有待改善的空=長期安定操作的觀點來看，仍 =本發明者針對上述原因進行調查的結果，發現 將更新爐床劣質化部去除之際，於更新爐床表面會產生凹 1282818 部，或是爐潰等未去除的情況下會於更新爐床表面產生凸 部，一 s發生此情；兄，則該凹凸會造成對於所供給之原料 混合物的加熱變得不均勾，或是助長金屬鐵、爐潰之粗大 化與融化，成為操作障礙的主要原因。是以針對用以解 决此門題之手&不斷進行研究的結果，發現只要採用使得 更新爐床新生’將該更新爐床表面均平後再裝入原料混合 物之方法，即可達成前述目的，徙而完成了本發明。 以下，一邊麥照圖式一邊詳細地說明本發明之實施形 悲’不過其僅為代表例，本發明並不受限於圖式例。 ® 2所示係移動床型還原炫融爐（旋轉爐）之—例 。兒月圖具有呈甜甜圈狀之旋轉移動床之圓頂形結 構圖1係不思俯視圖，圖2係便於理解起見，朝圖1之 旋轉爐床爐的旋轉移動方向展開（自圖1Α_Α部份切斷）所顯 不之不意載面說明圖’圖中1為移動爐床，2為用以覆苗 料爐床之爐體，移動爐床1係以未圖示之《裝置^ 需速度被驅動。 又，在本發明中針對原料混合物係以含有碳質還 編鐵之塊狀物(以下稱為「原料塊狀物」）為例做說明 =本發明並不限定於塊狀物’亦可為粉體。又塊狀物可 +出顆粒狀、磚塊狀等之各種形態。 圖二所示之爐體2係較佳例；，爐體2内部係 = 來分隔出從還原區L到冷卻區^於爐床移 =向上游側緊鄰移動爐床1係配置了原料塊狀物裝入機 環境氣氛調整劑裝入機構7、更新爐床均平機構12 1282818 爐床材1入機構5以及原料均平機構8，且於移動方向 之最下游側（由於是旋轉構造，實際上也成為爐床材裝入機 構5之正上游側）係設置了排出裝置6。 爐體2之壁面適當部位設置複數之燃燒器3，藉 由將該燃燒器3之燃燒熱與輻射熱傳遞到移動爐床】上之 原料塊狀物，來進行該原料塊狀物之加熱還原。 ^在使得還原熔融爐運轉之際，係使得移動爐床1以既 、、走轉自原料塊狀物裝入機構4將原料塊狀物以 成為適當厚度的方式供給於該移動爐$ 1上。裝入移動爐 床1上之原料塊狀物在行經還原、溶融區的過程中 接收U 3所供應之燃燒熱與輕射熱，利用原料塊狀物 锊：：鐵M妷貝^原劑之反應所生成之一氧化碳使得氧 化鐵還原，接进# &、吾$ 凡王遇原之生成的還原鐵係進一於舍 =環境氣氛下被加熱而浸炭炫融，一邊與副產物爐:做 刀離邊减集成為粒狀熔融金屬鐵之後，在 意的冷卻機構C來冷卻固化，然後祐下^ 4以任 裝置6所依序刮出 "所^置之排出 產物爐潰雖同時被排出，但 在經過漏斗Η之德，士丨m k立 、 f置等)將…： 機構(筛網或磁分離 95%户右…… 後可得到鐵成分純度 95/。左右以上（更佳為98%程 的粒狀金屬鐵。 ）之爐邊成分含量極少 在本發明中，使用前述移動床型還原炫融 純度金屬鐵之際，特別著重於將構成移動爐床「之二； 以保護’所以以下乃以爐床之修補、：：床加 丨乃决為主體做說 1282818 不二m適用之移動床型還原炼融爐之構成當然 亜八古一所示之形狀、構造，在構成要素上口 要…動類型之爐床者即可，亦可有效活用例如登： 栅類型般且仙所亡 且^/爐 /、有構這的移動床型還原熔融爐。 本电明如上述般，其金屬—. 為鐵源之鐵礦石等氣化…備’係將含有做 拼、……乳化鐵、做為氧化鐵之還原劑的煤等碳 二原原料塊狀物供給到移動床型還原炫融爐之爐床 :I 化鐵還原炫融之後，使得所得之金屬鐵 外；#中，可將進行加熱、還原、浸炭、： /生衣造金屬鐵之際之做為支持層的移動爐床i加 呆邊，亚藉由將以爐床材所形成之更新 進行穩定的操#。 ®旯新了 本七月之基本概念’係在供給原料塊狀物之前 於移動爐床上以層狀方式舖填粉粒狀爐床材(以下有時也 私為爐床材)來形成可更新的更新爐床，將操作中劣質化之 更新爐床的部份或全部去除並供給新的爐床材來使得更新 爐床新生，將該新生之爐床表面均平之後 物來製造金屬鐵。 口 …圖3、。目4戶斤示係本發明之較佳實施形態乂示意截面 5兄明圖。操作開始時係在供給原料塊狀物之前，預先於移 :床型還原炫融爐之移動爐約上以層狀方式舖填爐心 “—成可更新的更新爐# 9。爐床材之裝入方法並無特別 限疋，以於移動爐$ 1上成為均勻厚度的方式來舖填為佳 ’所以較佳之做法係一邊使得移動爐$丨以一定速度移動 12 1282818 一邊自爐床材裝入機構5對移動爐床丨供給一定量之爐床 材。此時，以更新爐床均平機構丨2將更新爐床表面均平 並同時壓密，則可形成具有適度強度與平滑性之更新爐床 。此更新爐床在剛形成時為粉粒層，於還原熔融時該更新 爐床之部份或全部會結合固化成為能以排出裝置6所去除 之程度。 示 "”·1〜心 悱苟了抑制熔融 爐渣浸潤更新爐床而到達移動爐床i，造成構成移動爐床 1之耐火物損壞，所以更新爐床之厚度較佳為5贿以：、 更佳為1 0 m m以上。 使得更新爐床形成既定厚度之後，自原料塊狀物裝入 機構4將原料塊狀物G供給於該更新爐床上。該原料塊狀 物G係朝與該更新爐床之移動方向呈交叉之方向移動，以 Γ均平機構8來調整成為均勾的厚度。原料均平機構8 用以解決所供給之原料塊狀物之堆疊等而可使得原料 塊狀物在爐床寬度方向均勻，且 ’、 柯软— 盧床進仃方向做連續 4 “、的配置之機構，可使用：知之均平機。例如能如 ^所不般將爐床上之原料塊狀物G藉由旋轉之螺旋葉片 R，23L)往爐床之寬度方向移動。具體”、 之構成可參見特願平1 1 -243407號。 …、、：平機構 之移：料塊狀物’如圖2所說明般’在還原炫融爐U 狀物中’利用來自燃燒器之熱以及輕射熱使得該塊 妖 原成為還原鐵，然後進-步受到加 …點化產生炫融，該炼融鐵係-邊與副產物 13 1282818 ::做分離一邊相互附著結合 狀金屬鐵Fe，副產物爐漼 成“大之粒 接著，該等物質在冷卻二是集’兩者係彼此分離。
Fe ^ ^ °° 4〆令邠凝固，然後將粒狀全屬麫 e與爐渣4以排出裝置6刮出爐外。 狀▲屬鐵 上述彳呆作反覆進行雖可連續 的進行更新爐床會受到姨、… 载，但伴隨操作 櫨广， 或熔融鐵之浸潤而劣質化(更邾 爐床劣質化部份9a) 、（更新 行。承虹* 釔疋之至屬鐵之製造將無法繼續進 更新爐床之劣質化事例传示 . 渦和I 你不於圖5。例如於還原熔融 匕私中之副產物熔融爐清的一 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 曰、*、0日 邛刀次潤於更新爐床内，一 :::於更新爐床之爐渔量增加，則該更新爐床之侵敍範 焯戌而軟化，《是該更新 應而喪失平滑性，穩定之金屬鐵之製造將無法 :二,：。特別是當炫融爐逢之浸潤、侵姓嚴重的情況有 ::貝伶移動爐床1 ’㈣，必須停止操作來修補移動爐 尿1之耐火物。 另一方面，以排出裝置6將粒狀金屬鐵Fe與爐渣& 排出之際，金屬鐵Fe與爐渣Sg有時會由於排出裝置之操 作而被埋入。特別是容易埋入前述軟化後之爐床中。若當 爐渣Sg埋於更新爐床内的情況下再度移動到還原熔融區 則孩爐渣Sg會暴露於高溫下而熔融進而浸潤更新爐床 。若當金屬鐵Fe埋於更新爐床内的情況下再度移動到還 原熔融區，則該金屬鐵Fe會暴露於高溫下而熔融，會和 已埋入之其他金屬鐵或更新爐床上所生成之金屬以融合 而粗大化。若此粗大化不斷進行，則有時無法憑藉冷卻區 14 1282818 之/7 口P月匕力達到充分之冷卻固化，而會以炼鐵的狀態到達 排出I置6，結果無法排出爐外。又，即使採用了適备的 排出機構，但在炼融過程中未能充分凝集、成長巧纟^ 金屬鐵Fe與爐渣Sg容易埋入更新爐床内。 若在前述的情況下將埋於更新爐床之金屬鐵Fe盥爐、.查
Sg(例如部份突出於更新爐床之表面，其餘部份埋於游床内一 之金屬鐵Fe與㈣Sg)以排出裝置6來去除，則㈣床表 面會產生凹陷。又變質膨脹之更新爐床會卡住排出裝置： ，該更新爐床的一部分會剝離而在該更新爐床表面造成凹 凸。特別是若將上述般之粗大化的金屬鐵F…，則合 在更新爐床表面形成大的凹陷。又若埋於更新爐床之金屬 鐵^與爐渣Sg未被排出’則會成為在更新爐床表面形成 凸部的原因（參見圖5)。 .另一方面，因為粒狀金屬之排出、更新爐床之到除 寻之棑出操作的進行，排出 ” 出破置6之前端部份(與被排出物 之接觸部份）會隨著操作時間的經過而產生磨損與缺陷等， 一旦先端部份受損’則更新爐床之刮除會變得不均句，容 易於到除後之更新爐床表面形成凹凸。又若前端部份受損 則無法將存在於更新爐床上之粒狀金屬與爐 :金屬Fe與爐漬，的-部分會埋入更新爐床内— 更新爐床表面產生凸部。 若於更新爐床表面產生凹凸’則對於所供給之原料塊 狀物的加熱會因為該凹凸而 ‘ 、爐渣堆積於凹部而造成助…㈡或疋成為金屬鐵 成助長金屬鐵之粗大化甚至熔融化 15 1282818 的原因。又，若於更新爐床表面產生凹凸，則無法利用原 料均平機構8使得原料塊狀物之厚度均勻化（圖1〇)。此種 操作會使得金屬鐵之製造效率降低。 本餐明之更新爐床的更新，係如前述般使得劣質化之 更新爐床的功能回復，而能持續穩定製造金屬鐵，於圖6〜 圖9中顯示了更新方法的事例。 於圖6中，排出裝置之前端部份係位於更新爐床劣質 化部份9a之表面附近，將該更新爐床劣質化部份9a上之 金屬鐵Fe(圖中符號15)、爐渣Sg排出爐外（此時，更新爐 床4質化部份9a並未被刮除）。但是於更新爐床劣質化部 伤9a内所埋入之金屬鐵Fe有時會和該劣質化部表面上之 2屬鐵Fe合體形成粗大化物（16)而卡到排出裝置6之刀刃 前端部從而被移除。又如上述般變質膨脹之更新爐床有時 會被排出裝置6所去除，而自更新爐床表面剝離。一旦粗 大化物破移除或剝離，則於更新爐床表面將形成凹部1 ^ 再者若部份突出於更新爐床劣質化部份9a表面上之爐 j Sg(I7)未猎由排出裝置6而完全埋人更新爐床劣質化部 士内貝7於该更新爐床劣質化部份％表面會形成凸部 ^匕W,j是若排出裝置6之刀刀前端部份受損，容易於劣 貝化邛表面形成凹凸。 :金屬鐵Fe與爐逢Sg以排出裝置6所排出後，乃自 二進夺:：機構5對於該更新爐床劣質化部份9a供給爐床 仃生。此時，於更新爐床劣質化部上所積層之新 16 1282818 的更新爐床層的歷廢 ^ , ^ Φ ^ 又、’…、特別限定，可依據爐床之劣質化 爐床材之供給量，例如能以成為2_以上厚产 的方^供給爐床材Hm。又亦可依據爐床 = 而自爐床材裝入機構5僅對凹部 ：貝广 是，此時必須仏、，，。爐床材Hm。但 以使得凹部完的控制，且僅靠供給爐床材-難 續二二广機構5將爐床材㈣連 ^ 新爐床表面，於新生U«床表 面仍會殘存凹凸（凹部16b，凸部m)。 狀物：Γ t本發明中’於更新爐床新生後、供給原料塊 :;乃利用更新爐床均平機構12來使得該更新爐 床表面均平化（16c，17e；)。 針：具體之更新爐床均平機構12的作用 二月^9(A)(B)中2G係表㈣樣部份，⑷係表示均平前 圖式（B)係表不均平後之圖式。 床均平機構12只要具有將更新爐床表面均平的 :P可並無特別限定’例如可為在交又方向所設置之一 :板狀物’或是使用與排出裝置6同樣之物。具體的 ^成可M US⑽⑴i號所揭示之内容。又，在本Μ 床均平機構12係使用gUSP625U3i號所揭示之 置。在此裝置中，係使得所供給之爐床材朝與更新 盧床私動方向交又之方向移動而填補更新爐床上之凹部。 圖9㈧中之凹凸係於上述更新爐床表面所殘存之凹凸 ⑽，叫藉由使得更新爐床均平機構12之刀刀前端部 17 1282818 份位於該爐床材Hm之任意深度，則較該刀刀前端部份存 在於上側之該爐床材Hm會由該刀刃前端部份⑶的部份 所擒住’以剩餘之爐床材Hm的形式在該更新爐床均平機 構12附近堆積，所以當凹部⑽移動到該刀刀前端部份 附I之IV、，忒剩餘爐床材Hm會將該凹部填埋（1 6c)。 另-方面’凸部17b會被壓入較該刀刃前端部份⑶更下 側㈣），所以可藉由更新爐床均平機構12將更新 广面平滑化(B)/又，由於新生之更新爐床表面為粉粒狀之爐 木材、，為使得該表面均平化，該更新爐床均平機構U之 2刀：如部份可為具柔軟性之材料，或是縮窄刀刀前端部 :之見度12a、或將該刀刀前端部份之深度位 淺即可。又為了將更新爐床表面之粉粒狀爐床材壓密1 新爐床均平機構12之刀刀前端部份的傾斜角可設定為9〇 二’或是加寬刀刃前端部份之寬度丨〜、或將… 月"“份之深度位置調整為較深即可。又，若蔣 USP625 1 13 1 號所揭示之排出 ^ ^ ^ ^ ; 12使用，則將更新姨床夺… 新爐床均平機構 ，故為所希望者面均平之際可將該更新爐床壓密 將更新爐床表面壓审夕主 該更新爐床上時，有時將原料塊狀物G供給於 量而被壓密下陷，床//為，^ 述般利用更新爐床均平機構面之千生’所以如上 。 7十钱構12來將該更新爐床壓密較佳 又藉由調整更新爐床均平機構12之前端部份與新生之 18 1282818 更新爐床的間隔可調整該更新爐床的厚度。 又，圖6之構成的情況，由於排出裝置6之刀刀前端 部份位於更新爐床劣f化部份9一略上方，所以藉由新穿而 入之爐床材’於更新爐床劣f化部份上形成新的更新爐^ 層’使付更新爐床之功能回復。若於此操作中，將爐床材 供給於已劣質化之更新爐床表面使得操作持續進行，貝” 更新爐床本身之厚度會增加，對此，只需將排出裝置6Γ 更新爐床均平機構12等一併上弁决^ * 位置即可…更新丄= 別之前端部份 曰在… 床之厚度到達一定高度的時刻，或 頂疋之4的日』之_7 使得排出裝置6下降夾銘A s & @ — 吓不1又 。 下1^末移除更新爐床之一部分或全部即可 針對-邊去除更新爐床劣質化部份 屬鐵之例子，參照圖7做說明。 U “金 圖式例中’在供給原料塊狀物之前，先如上 粒狀爐床材以層肤方★細# ^叙將私 層狀方式舖填於該移動爐床1上形成可更新 之更新爐床，將摔作巾& Μ 战j更新 肝知作中另貝化之更新爐床的一 供給新的爐床材來使楫#e Α π私除並 何木使侍更新爐床新生，將該 面均平之後’供給該原料混合物來製造金屬 = 出裝置…刀前端部份設定於該更新爐床劣質= 任!:::!得更新爐床劣質化部份的-部分 刀月為上側）與金屬鐵Fe(I5)-同排出。又伴 出，存在於較排出裝置刀刀前端部份為上側 = 金屬鐵（未圖示）等也盥兮 風—17與 Μ也與6亥更新爐床劣質化部份—同被去除 19 1282818 此4亦與上述圖6的_、、w η α上 . 障况同樣在更新爐床劣質化部份 形成凸部1 7 a、凹部1 6 a，卜在1立， 惟可利用更新爐床均平機構1 2 :’、生之更新爐床表面均平 」卞化（具體上之更新爐床均平機構 12的作用係與上述圖6、圖9同樣 一邊將更新爐床劣質化邱人 、伤王邛去除一邊連續性製造 孟屬鐵的例子參見圖8來說明。 圖式例中係在供給原料塊狀物之前事先將粉粒狀爐床 層狀方式舖填於移動…上形成可更新之更新爐床 ’將操作中劣質化之更新爐床的全部移除並供給新的爐床 材使得更新爐床新生，將嗲# 肘垓新生之爐床表面均平化後，供 給原料混合物來製造今屬供 θ 木表k孟屬鐵。疋以將排出裝置6之刀刃前 端部份設定於較更新燐庆北、所 议又祈壢床名貝化部份更下面之任意位置以 將更新爐床劣質化部份連同金屬冑Fe(i5)一同去除。又伴 隨該去除’於更新爐床劣質化部份所存在之爐;査17、金屬 鐵（未圖示）等也同時被去除。 此時，藉由形成未劣質化之新的更新爐床面，可使得 更新爐床之功能回€ ’可持續_定地製造金屬鐵。 又，由於熔融爐渣對於更新爐床之浸潤程度不同，所 y遺排出裝置之刀刀位置’冑出現之上述更新爐床表面有 :會和上述圖6的情況同樣在更新爐床劣質化部份形成凸 部丨7a、凹部16a’但只要藉由更新爐床均平機構丨2將新 生之更新爐床表面均平化即可（具體上之更新爐床均平機構 12的作用係與上述圖6、圖9同樣）。又排出裝置之刀刀位 20 1282818 置私冰有日寸在上述出現之更新爐床表面會產生金屬鐵 Fe(16)、爐渣Sg(17)所致之凹凸。但是由於爐内維持在高 溫，將爐床材Hm供給於爐床上之際，爐床材Hm會因為 爐内虱體之上吹而無法均勻地供給於爐床上，在該新生2 更4、盧木表面產生凹凸。是以此種情況如上述般利用更新 爐床均平機構12來將該新生之更新爐床表面均平化為佳 〇 又，隨劣質化部份之去除量與爐床材Hm之供給量的 :變，有時更新爐床厚度會減低，對此，只要在更新爐床 厚度到達-定值之階段增加爐床材之裝入量來回復到既定 之更新爐床厚度即可。 之具體構成並無特別限定，可使 )。例如可使用刮刀方式、螺桿 本發明中排出裝置6 ^ 用任意之去除機構（未圖示） 方式等。 "機構1 2、原料均平 只要藉由起重機或油 再者，排出裝置6、更新爐床均平機構 機構8等之升降方法並無特別限定，只要# 壓、空壓汽缸等來控制即可。
21 1282818 、、或是以排出裝置6將更新爐床依序移除進行操作的情 况(口圖7、® 8)，有時更新爐床的高度會下降，此種情況下 ，只要在更新爐床之高度下降到既定位置之時刻，增加爐 木材供給罝使得更新爐床之高度回復到初期設定值即可。 ^亦可在每次將更新爐床劣質化部份去除之時，裝入新的 爐床材，回復到既定之更新爐床厚度。 广虽然’也可將排出裝置6之刀刃前端部設定於移動掉 木I附近，每次將更新爐床幾乎全量移除，且自爐床材裝 :構5供給爐床材來形成更新爐床，利用更新爐床均平 將該更新爐床表面均平（較佳為此時做壓密）後供給 =狀物G’此種情況，爐床材之消耗量會增加，所以 才呆作成本會變高。 畜然’只要能將更新爐床均平化遠 限定於以上所舉出之方法。 成述目的，並不 ，可可使用粉狀之碳物f。在碳物質方面 、石二隹…青炭、亞瀝炭、褐炭等)、改質炭 …、厌焦厌屑（coke breeze)等。 又如上述般更新爐床在爐内暴露於高溫環境下 到*谷融爐清之浸淵卢“ 又 '、杳且有… 爐床材可使用對於炫融爐 有耐純之高炼點物質。此種爐床材可舉出含氧化铭 以及/或是氧化鎂之氧化物， +出…匕銘 具有前述性質，亦可伟用A “化矽之物’但只要 、方了使用其他物質。於太路BB rb Ah 爐床材為單體或是 、、X月中月匕以此種 優昱之ft熔點物所 以上。只要以此種含有耐蝕性 點物質的爐床材來形成更新爐床，即可延緩炫 22 U82818 可減少爐床材 蛐爐產之侵钱所造成之更新爐床的劣質化 、耗昼結果可提高設備之運轉率。 再者爐床材只要是含有具耐 & 質之爐床材，則於—泣、士 之南熔點物質與碳物 新爐床能以適卢^^ 碳物質會燃燒消失，且更 種多孔結成為多孔質構造。只要成為此 質= 抑制更新爐床的變質膨脹，可防止該變 二=:皮排出裝置去除後形成相對大的凹陷。又更： f構造，則可藉由排出裝置6所輕易排出 衣置ό之刀刃前端部份的損傷可降低， 者。特別是若碳物質使用煤-’·’、。好 爐床材(高炫點物質)彼此結合之二 =成分可發揮使得 於原料塊狀物裝入、或是製品: = =，所以相對 動作，更新爐床可發揮適度的強度，更為所:出 繼煤中所含灰成分能充分發揮黏結劑效；，則二 於下述碳物質之配合比例，只要選擇可發揮:需::：： 效果的配合比例即可。 斤而之‘、、、吉劑 在配合高熔點物質與碳物質的情況， 別限定’不過當碳物質量少的情況姨广1、’…、特 多孔化，伴隨崎渣之浸潤的變質膨=無法充分地 爐床劣質化部份9a之去除容易性會降低=制效果與更新 物質量過多，則更新爐床無法發揮既定的強二面：炭 料塊狀…重量而產生凹陷、或是炫“ ：！ 透：又由於該碳物質在爐内燃燒消失，所以：須連續：;： 給爐床材，成本會增加’故非所喜好者。高炫點物質：碳 23 1282818 貝之比例以20 : 80〜80 : 20為佳，更4主· 7q 〇 更佳為70: 30〜30: 又於本發明中，為了降低金屬 將石灰石或白雲母石等之cm (15)中之硫量’可 於煻庆好—、 原或π MS〇源之物質混合 、盧木材，或是散佈於原料塊狀物G之表面。 於本發明中，爐床材亦可含 έ士 π、仓十丨=人 巧70、、、口促進劑。只要將燒 、、、口促進劑配合於爐床材，則 ^ 毛揮做為用以使得高熔點物 貝彼此結合之效果，故為所喜好者。 舉出高嶺土等之二氧化矽彳卜人榀 凡…促進劑方面可 ,m -fr 口 ，但只要可發揮做為黏結 Μ之效果，亦可使用其他物質。 燒結促進劑之配合比例並無特別限定 結劑之效果即可，通常為3〜15 ”要了毛揮黏 舉出之二氧化矽化合二。做為燒結促進劑所 以在姨庆好“ β 融爐渣之耐姓性低，所 在爐床材中大1配合並非所喜好者。 於爐床材中所含之高斥 劑之粒度並無特別限定貝:物質以及燒結促進 ，並使得可承受原料塊狀編爐潰之浸潤 之排出動作的強度、去'除更二;，製品金屬鐵以及爐逢 ^ ^ ,, F '、更新爐床劣質化部份之容易裎声 月b適度地取得平衡，較 柽度 平均2聰以下之粒度。為千均4咖以下之粒度、更佳為 亦可如圖6〜9戶斤+加 , 先於更新爐床9上以層狀：:給原料塊狀物G之前’預 氣氛調整劑ι〇後，於：式舖填含有粉狀碳物質之環境 氣氛調整劍裝入機構原料塊狀物G。藉由自環境 再7事先供給環境氣氛調整劑1〇，可抑 24 1282818 、“有C02或H2〇之氧化性燃燒氣體妨礙原料塊狀物G附 4還原％境氣氛，可有效率地增進原料塊狀物G之還原 、^仄谷融，並可減少熔融爐渣中所殘存之Fe〇量，所 、可抑制更新爐床之浸潤、侵蝕。且由於該環境氣氛調整 劑將原料塊狀物G附近之還原環境氣氛提高之後會在爐内 Ά I有燃料的作用’所以可減少天然氣體等之燃料消 耗量。又該環境氣氛調整劑可抑制熔融爐渣之更新爐床浸 /閏亚可使得金屬鐵Fe與爐渣Sg容易自更新爐床脫離， 可更順利地排出到爐外。 做為此種環境氣氛調整劑，可舉出煤（無煙炭、瀝青炭 、亞遞炭、褐炭等）、改質炭、石油焦炭、焦炭屬等。又， 環境氣氛調整劑之厚度並無特別限定，不過為了使得原料 塊狀物附近之還原環境氣氛提高、或是金屬鐵與爐潰之順 利排出作用可有效發揮，極薄地舖上一層即可，通常只要 卜胞m左右即可達成充分的㈣。又由於環境氣氛調整 劑在爐内會燃燒損耗，所以連續性供給乃為所希望者。 環境氣氛調整劑之平均粒度並無特別限定，較佳為 5mm以下、更佳為2mm以下。 又於本發明中，為了降低金屬鐵Fe(l5)中之硫量，可 將石灰石或白雲母石等之CaO源或是Mg〇源之物質混合 於環境氣氛調整劑中。 將該環境氣氛調整劑適量地配合於爐床材，來賦予使 得更新爐床劣質化部份之功能回復之效果是一種被推薦的 簡單方法。於環境氣氛調整劑中所配合之爐床材係利用濟 25 1282818 床之旋轉來移動至排出裝置 —， 併展罝壓入f斩德 床劣質化部份表層來使得更新爐 更4爐 r整劑中所配合之爐床材的配合比例並無特別限定： 二广鳩為佳。若爐床材之配合比例過少，則更新： 木另貝化部份之回復效果變低，又若爐床人m 多，則環境氣氛調整效果會變得：-己“匕例過 劑中配合爐床材-事並非二不明=境氣氛調整 法，二: 之時刻進行即可。再者依據此方 、·益木材與％境氣氛調整劑之供給裝置係 以可降低設備成本、設置空間，故為所希望者， 機構料塊狀物之供給前，自環境氣氛調整劑裝入 敕/ 爐床9上供給含有粉狀碳物質之環境#1氛$ 整劑。供給位置並益特别ρρ — + {兄矹Λ凋 同時戍之前自= 可在原料塊狀物供給之 才忒之刖自不同位置加以供給。 因為時常與由含右Μ…、之刀刀下端 物所 ^ 、、氧化鎂等之磨損性高的高熔點 貝之爐床材所形成之更新爐床表面發生接觸 丨
Ab J 4» 知王{关觸’刀刃廢；f昌 ’但只要供給環境氣氛調整劑事先形 氣 氣調整劑層’由於在還原晴之排出時該心= 二=殘存(薄層)，故只要使得排出裝置6之刀刃 床直接：二氣氛調整劑層做接觸’則相較於將更新爐 轉率。.广況可提高刀刀的壽命，並可提高設備之運 式之二」只要能形成厚層之環境氣氛調整劑，可自圖 :::調整劑裝入機構7來供給環境氣氛調整劑， 爐床之移動速度造成1次的供應無法供給可得到上 26 1282818 述效果之！的環境氣氛調整 。當分成2次供认的产、…"刀為2次來供給較佳 之严产… 況’並不特別限定帛1次與第2 -欠 之％ i兄虱汛凋整劑的組成 人 氣氛調整劑的供給位置並=/，2次供給時之環境 給之同時或前後自不同位置力=2。，可在原料塊狀物供 又’若爐渣之浸潤程度變高， 進行’則粗大之金屬鐵盖 $貝化持績 ^ 、、 去在冷部區充分冷卻固化，合維 持熔鐵形式到達排出裝置。 ^ 八屬柄Μ Φ 此忙，要利用排出裝置將粗大 主屬鐵排出爐外會變得困雞 于口難有日可刼作無法持續下去。 時，只要對於更新煻戍 此 "表面仏給冷媒，使得熔鐵固化，即 可將該熔鐵排出，操作乃馄 ' 术作乃侍以持續。本發明中所說的冷媒 ，並不限定於液體、教髀笪 女 丄 承 * 菔⑪體寻，亦可為氧化鋁、氧化鎂等之 尚炫點物質。例如亦可將X古 刀r將3有虱化鋁、氧化鎂等之高熔點 物質之爐床材供給到炫鐵部份’使得該炼鐵冷卻固化。另 外亦可配置水噴灑_ w 處4置對熔鐵部份供給水來使得熔鐵冷 卻固化。 有t月J述更新爐床劣質化部份之去除之際因為更新爐 床的性質，使得去除不容易，不過藉由使得更新爐床軟= 可使得去除能順利進行。將更新爐床軟化之方法並益特別 限定，可增加燃燒器燃燒量來提昇爐内溫度而提高更新爐 床溫度做軟化、或是配備直接加熱專用之燃燒器來提高更 新爐床之溫度做軟化。此時之更新爐床溫度並無特別限定 ，可依據更新爐床之性質來適宜設定，對於發生熔融爐逢 浸潤之更新爐床劣質化部份而言以1300~155(rc為佳、更 27 1282818 佳為1450〜1550°C左右。 又在其他方法方面，亦可對更新爐床供給具有使得更 新爐床炼點下降之效果的添加劑等來使其軟化。在添加劑 方面可舉出氧化鈣、氧化鈉、碳酸鈉、氟化鈣等。 亦可在移動爐床與更新爐床之間、或是更新爐床與其 斤積層之更新爐床之間以層狀方式舖填粉狀碳物質等炭 材來形成炭㈣’將排出裝置之刀刃前端下降至任意位： 之該炭材層來去除。由於炭材層係維持粉狀，&能以此層 為分界來輕易地去除更新爐床。 曰在上述說明中，係舉出使用顆粒狀原料塊狀物做為原 =混合物之例子’料使是使用粉體做為原料混合物仍可 得到上述發明效果。 # —以下基於實施例詳述本發明，惟本發明並不受限於該 寺貫施例，在不脫離前後述之大意的範圍内所做的變更實 施皆包含於本發明之技術範圍内。 [實施例1 ] 貫驗例1 將含有鐵礦石與煤之塊狀物（直徑約16mm)裝入圖丨所 不之移動床型還原熔融爐中進行金屬鐵之製造。將爐内環 ^乳汛溫度控制於約丨35(rc進行固體還原使得金屬化率達 、’、勺9〇°/°以上，之後於熔融區（環境氣氛溫度設於1450。〇進 將所生成之金屬鐵與副產物爐渣冷卻到約1 〇〇〇艺 做綾固之後，利用排出裝置排至爐外（自原料裝入到排出約 刀知）所得之粒狀金屬鐵（直徑約1 0mm)具有高鐵品質（ 28 1282818 鐵成分約97%，碳約3%)。 又，在裝入該塊狀物之前，預先於爐床上透過爐床材 裝入機構5以層狀方式舖填15義厚度之爐床材來形成更 新爐床之後’以更新爐床均平機才冓12朝爐床寬度方向將 更新爐床表面之南度均平，日私q τ 又7卞且於遠均平之際將該爐床材壓 密。之後，將環境氣氛調整劑（材f :煤）舖㈣該更㈣ 床上，㈣對於該環境氣氛調整劑層上供給塊狀物來進行 操作。還原熔融後，冷卻、固化，以最下游側所設置之排 出裝置將金屬鐵等加以回收，於操作開始24小時之後， 使得該排出裝置之刀刃(下端部)距離更新爐床表自2議， 將更新爐床劣質化部份與金屬鐵—同排出。排出後，自爐 床材裝入機構5供給新的爐床材以層狀方式舖填厚^ 使得更新爐床新生之後，使得更新爐床均平機構Μ 2 = 刃前端部份位於與該排出裝置之刀刀相同高度位置一邊將 該更新爐床表面均平一邊做壓密，壓密後之更新爐床厚度 成為15mm。若上述更新爐床操作每天實施丨次，則可$ 既定期間（例如操作開t 3⑴穩定地進行連續操作。又， 操作期間中，於更新爐床表面不會產生凹凸。 比較例 、，除了不以更新爐床均平機才冓i 2將更新爐床表面加以均 平以外，其餘與上述實施例同樣進行金屬鐵 i品仏 許心表造，調查 木作狀態。結果更新爐床表面容易發生 K ^ , ϋ 更新爐床容 又到浸潤、侵蝕，相較於上述實施例1的 ，兄，比較例 之金屬鐵之製造效率低，又維修性也低’所以必須進行更 29 1282818 8 原料均平機構 9 更新爐床 9a 更新爐床劣質化部份 10 環境氣氛調整劑 12 更新爐床均平機構 12a 寬度 12b 刀刃前端部份 15 金屬鐵 16 粗大化物 16a，16b 凹部 17 爐渣 17a，17b 凸部 17c 均平化部份 20 同樣部份 23(23R,23L) 螺旋葉片 C 冷卻機構 G 原料塊狀物 H 漏斗 Hm 爐床材 K丨〜K3 分隔壁 z丨〜z3 熔融區 Z4 冷卻區
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