WO2004076949A1

WO2004076949A1 - 還元鉄排出装置

Info

Publication number: WO2004076949A1
Application number: PCT/JP2003/002213
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Ichikawa
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-10
Also published as: AU2003211377A1

Abstract

　フレームにより回転可能に支持された水冷回転軸（１）と、水冷回転軸（１）の外周に螺旋状に沿うようにボルトとナットとにより付設される複数の分割羽根からなる連続した螺旋羽根（２）とを有し、螺旋羽根（２）が厚み方向に一体であり、かつ、螺旋羽根（２）の材料の９００℃におけるビッカース硬度が１１０以上かつ４７０未満である。好ましくは、螺旋羽根（２）の材料がコバルトＣｏ及びクロムＣｒを主成分とし、必要に応じてタングステンＷを更に含む、若しくは、クロムＣｒを主成分とし、必要に応じて炭素Ｃや、ニッケルＮｉ、コバルトＣｏ、タングステンＷ、マンガンＭｎ、又バナジウムＶの１種或いは２種以上を更に含む。

Description

明細書還元鉄排出装置技術分野

本発明は、移動床型の還元炉内の還元鉄を炉外へ排出する還元鉄排出装置に関し、例えば、回転炉床炉の還元鉄の排出口付近に配設され、螺旋羽根を回転させて高温の還元鉄を炉外に排出する装置に関する。背景技術

従来の還元鉄排出装置として、例えば、 US Patent第 4 , 6 3 6 , 1 2 7公報に開示されているように、螺旋羽根の温度を制限するために水冷回転軸だけでなく螺旋羽根にまで冷却水を供給して冷却するものがある。しかし、螺旋羽根にまで冷却水を供給する場合、螺旋羽根に冷却水を供給するための冷却水路が複雑になるため、製造コストに関して不利になるだけでなく、冷却水漏れのおそれが大きくなるという問題点があつた。

また、日本国特開平 1 0— 3 3 9 5 8 3号公報には、外側バレルの外面に間隔をあけて固定された連続的な中実の複数の一重フライト（螺旋羽根）と、基端に向かって前記外側バレルの外面の少なくとも一部に延在する連続的な中実の複数の二重フライト（螺旋羽根）を有する排出用スクリュが開示されている。しかし、二重フライト（螺旋羽根）の場合、二枚の羽根が溶接などにより接合されているが、高温の炉内で使用されるため、摩耗により溶接が剥がれ、螺旋羽根が落下するおそれがある。

さらに、日本国特許第 3 0 2 0 4 8 2号公報には、水冷回転軸と、この外周にポルトとナツトにより螺旋状に沿うように付設され、複数の分割羽根が連続した螺旋羽根とからなり、回転により還元炉内の還元鉄を炉外へ排出する還元鉄排出装置において、前記ポルトとナツトを不定形耐火物で被覆した排出装置が開示されている。このように不定形耐火物で被覆する場合はポルトとナットの耐熱対策としては有効であるが、羽根本体の寿命延長には何ら寄与しない。そこで、本発明は、簡便な装置で、しかも、高温の炉内で長時間使用しても磨耗しにくく長寿命を実現することができる還元鉄排出装置を提供することを目的とする。発明の開示

本発明は、還元鉄の排出装置の使用環境に適した高温での硬度の高い材料を螺旋羽根に用いることにより、従来の水冷式螺旋羽根を使用しなくても長寿命を実現することのできる還元鉄排出装置を提供するものであり、その要旨は以下のとおりである。

本発明の還元鉄排出装置は、移動床型の還元炉内の還元鉄を炉外へ排出する還元鉄排出装置であって、回転可能に支持された水冷回転軸と、前記水冷回転軸の外周に螺旋状に沿うように付設された連続した螺旋羽根とを備え、前記螺旋羽根が厚み方向に一体であり、かつ、前記螺旋羽根の材料の 9 0 0 °Cにおけるピツカ —ス硬度が 1 1 0以上かつ 4 7 0未満であることを特徴とする。

この場合に、前記螺旋羽根の材料がコバルト及びクロムを主成分とし、タンダステンを更に含んでもよい。

また、前記螺旋羽根の材料がクロムを主成分とし、炭素を更に含んだり、ニッケル、コバルト、タングステン、マンガン、又バナジウムの 1種或いは 2種以上を更に含んだりしてもよい。

また、前記螺旋羽根は、前記水冷回転軸の外周に螺旋状に沿うようにポル卜とナツ卜とにより付設される複数の分割羽根からなるようにしてもよい。

本発明の他の還元鉄排出装置は、移動床型の還元炉内の還元鉄を炉外へ排出する還元鉄排出装置であって、回転可能に支持された水冷回転軸と、前記水冷回転軸の外周に螺旋状に沿うように付設された連続した螺旋羽根とを備え、前記螺旋羽根が厚み方向に一体であり、かつ、前記螺旋羽根の材料がコバルト及びクロムを主成分することを特徴とする。

この場合に、前記螺旋羽根の材料がタングステンを更に含んでもよい。図面の簡単な説明図 1は、実施例における還元鉄排出装置の側面を表す模式図である。

図 2は、水冷回転軸及び螺旋羽根の一具体例を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下に実施例を挙げ、本発明を詳細に説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないことはいうまでもない。しかし、本発明の特徴、性質、及び種々の利益は、添付図面と次の好適な実施例の詳細な説明によってもつと明確になるであろう。

図 1は、本実施例における還元鉄排出装置を表す模式図である。また、図 2は、水冷回転軸及び螺旋羽根の一具体例を示す図である。図 1の左方に、図示されていない移動床型の還元炉である回転炉床が配置されている。水冷回転軸 1が回転すると、その外周に沿って付設されている螺旋羽根 2が回転し、還元鉄 3を炉外に排出する構造になっている。

還元鉄 3は楕円形プリケットを用いている。ここで、楕円形ブリゲットとは、アーモンド又は枕に似た形状のブリケッ卜のことであり、長径約 2 4画 X短径約 1 6 m m X厚み約 1 2 m mで体積約 2 . 7 c cのものを用いた。

水冷回転軸 1は、内部に冷却水流路が形成されており、図示されていないフレームにより回転可能に支持されている。

螺旋羽根 2は、図 2に示すように、螺旋状に連続した羽根であり、複数に分割できるようになつている。各分割される羽根 2 aはポル卜 4とナット 5により水冷回転軸 1の外周に螺旋状に沿うように付設されている。螺旋羽根 2は厚み方向に一体であり、従来の水冷羽根のように内部に水路を設ける必要がなく、簡便な構造となっている。

さらに、螺旋羽根 2の材料の 9 0 0 °Cにおけるビッカース硬度 H v (ダイヤモンドピラミッド硬度数）は 1 1 0以上かつ 4 7 0未満である。これによつて、螺旋羽根を冷却しなくても ·，操業中の炉温である 9 0 0でにおいて、螺旋羽根 2の磨耗による損耗を著しく低減することができ, 従来に比べて著しく寿命を延長することができた。

表 1に、螺旋羽根 2の材料がコバルト C ο及びクロム C rを主成分し、必要に応じてタングステン Wを含む例（材料 1〜材料 4 ) を示す。表 1に示すように、材料 1〜材料 4のいずれも、 9 0 0 °Cにおけるピツカ一ス硬度は 1 1 0以上かつ 4 7 0未満の範囲に含まれており、耐磨耗性に優れ、著しい長寿命を実現することができた。表 1に示すように、コバルト C oも主成分とするとともに、夕ングステン Wを添加することにより 9 0 0 °Cにおけるピツカ一ス硬度を 1 1 0以上かつ 4 7 0未満の範囲に調整することができる。

(表 1 )

表 2に、螺旋羽根 2の材料がクロム C rを主成分とし、必要に応じてニッケル N i、コバルト C o又はマンガン M nの 1種或いは 2種以上を含む例（材料 5〜材料 8 ) と、比較例である S C H 2 2を示す。従来から螺旋羽根に用いられていた耐熱鋼である S C H 2 2の 9 0 CTCにおけるビッカース硬度は 7 9であるのに比較して、本例の材料 5〜材料 8のいずれも、 9 0 0 °Cにおけるピツカ一ス硬度は 1 1 0以上かつ 4 7 0未満の範囲に含まれており、耐磨耗性に優れ、著しい長寿命を実現することができた。表 2に示す材料 5〜 7のようにニッケル N iを添加するとともに、コバルト C o、タングステン W、マンガン M n、バナジウム V を適宜添加することにより、 9 0 O におけるビッカース硬度を 1 1 0以上かつ 4 7 0未満の範囲に調整することができる。また、表 2に示す材料 8のように二ッケル N iを添加せずに炭素 Cの量を増加させて、マンガン M n、バナジウム V を適宜添加することによつても、 9 0 0でにおけるピッカース硬度を 1 1 0以上かつ 4 7 0未満の範囲に調整することができる。

(表 2 )

以上述べたように、螺旋羽根 2は厚み方向に一体としたので、従来の水冷式の螺旋羽根のように羽根に冷却水を供給するための複雑な構造は必要なく、しかも、二層構造や肉盛溶接を施した螺旋羽根が必要ないことから、簡便な構造にすることができ、磨耗により溶接等が剥がれて落下することがない。

また、 9 0 0でにおけるピツカ一ス硬度が 1 1 0以上としたのは、ピッカース硬度が 1 1 0未満では、高温下における排出において、螺旋羽根 2が磨耗することにより長寿命を実現することができないからである。一方、 9 0 0 °Cにおけるピツカ一ス硬度が 4 7 0未満としたのは、ビッカース硬度が 4 7 0以上だと脆くなり、欠損し易くなるとともに、高価なコバルト C o、タングステン Wの含有率を更に増加させる必要が生じて材料費が高価となり経済的でなくなるからである。従って、 9 0 0 °Cにおけるビッカース硬度の適正範囲を 1 1 0以上かつ 4 7 0未満としたものである。

本願発明者らが回転炉床炉の実機において耐用試験を行ったところ、 S C H 2 2を用いた場合、高温磨耗により羽根の寿命が約 3ヶ月であつたのに対して、材料 4及び 6 ( 9 0 0でにおけるピツカ一ス硬度 1 2 2〜4 6 0 ) を用いた場合、羽根の寿命が約 9ヶ月と約 3倍延長させることができた。

また、同じく実機において、炭素コバルト C o、タングステン Wの蛩を増加させて、 9 0 0 °Cにおけるピッカース硬度 5 0 0の材料を用いたところ、磨耗は少ないものの欠損が生じてしまい、羽根の寿命は約 3ヶ月と S C H 2 2の場合と同程度となった。

この結果からも、 9 0 0 °Cにおけるピツカ一ス硬度の適正範囲を 1 1 0以上かつ 4 7 0未満とした場合に、螺旋羽根 2の磨耗を防ぐとともに、欠損しやすくならないようにして長寿命を実現させられることが明らかとなった。産業上の利用可能性

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、簡便な装置で、しかも、高温の炉内で長時間使用しても磨耗しにくく長寿命を実現することができる還元鉄の排出装置を提供することができ、具体的には操業中の炉温である 9 0 0 °Cの高温下において、従来の水冷式螺旋羽根を使用しなくても長寿命とした還元鉄排出装置を実現することができ、産業上極めて有用な効果を奏する。

表 1

表 2

6 差替え用紙（規則 26)

Claims

1 . 移動床型の還元炉内の還元鉄を炉外へ排出する還元鉄排出装置であって、回転可能に支持された水冷回転軸と、

前記水冷回転軸の外周に螺旋状に沿うように付設された連続した螺旋羽根とを備え

前記螺旋羽根が厚み方向に一体であり、かつ、前記螺旋羽根の材料の 9 0 0 °C におけるビッカース硬度が 1 1青 0以上かつ 4 7 0未満であることを特徴とする還元鉄排出装置。

2 . 前記螺旋羽根の材料がコバルト及びクロムを主成分することを特徴とする請求項 1に記載の還元鉄排出装置。囲

3 .タングステンを更に含むことを特徴とする請求項 2に記載の還元鉄排出装置。

4 . 前記螺旋羽根の材料がクロムを主成分とすることを特徴とする請求項 1に記載の還元鉄排出装置。

5 . 炭素を更に含むことを特徴とする請求項 4に記載の還元鉄排出装置。

6 . ニッケル、コバルト、タングステン、マンガン、又バナジウムの 1種或いは 2種以上を更に含むことを特徴とする請求項 4に記載の還元鉄排出装置。

7 . 前記螺旋羽根は、前記水冷回転軸の外周に螺旋状に沿うようにポルトとナツ卜とにより付設される複数の分割羽根からなることを特徴とする請求項 1に記載の還元鉄排出装置。

8 . 移動床型の還元炉内の還元鉄を炉外へ排出する還元鉄排出装置であって回転可能に支持された水冷回転軸と、前記水冷回転軸の外周に螺旋状に沿うように付設された連続した螺旋羽根とを備え、

前記螺旋羽根が厚み方向に一体であり、かつ、前記螺旋羽根の材料がコバルト及びクロムを主成分することを特徴とする還元鉄排出装置。

9 .タングステンを更に含むことを特徴とする請求項 8に記載の還元鉄排出装匱。