WO2012029670A1 - 粒状金属鉄の製造方法 - Google Patents

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WO2012029670A1
WO2012029670A1 PCT/JP2011/069343 JP2011069343W WO2012029670A1 WO 2012029670 A1 WO2012029670 A1 WO 2012029670A1 JP 2011069343 W JP2011069343 W JP 2011069343W WO 2012029670 A1 WO2012029670 A1 WO 2012029670A1
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screw
hearth
screw type
suppression material
sticking suppression
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PCT/JP2011/069343
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修 津下
澄人 橋本
亮太 三澤
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株式会社神戸製鋼所
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    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/30—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with decomposition of metal compounds, e.g. by pyrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0046—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes making metallised agglomerates or iron oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21B13/008—Use of special additives or fluxing agents
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    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • C21B13/105—Rotary hearth-type furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/16—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path
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    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/38—Arrangements of devices for charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/08—Screw feeders; Screw dischargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0001—Positioning the charge
    • F27D2003/0004—Positioning the charge involving devices for measuring the article, the stack of articles or the height of the furnace passage or for adjusting the height of the passage to the charge or for putting the articles in the same position

Definitions

  • the sticking suppression material supplied on the hearth of the moving bed type hearth reduction melting furnace is leveled, and then the iron oxide-containing substance and carbon on the sticking suppression material leveled flat.
  • Supplying the agglomerated material containing the quality reducing material, leveling the agglomerated material supplied on the sticking suppression material into a flat shape, and reducing and melting the agglomerated material to produce granular metallic iron The present invention relates to a method for producing granular metallic iron.
  • a rotary hearth furnace having an annular rotary hearth disposed between an outer peripheral wall, an inner peripheral wall and these walls, or disposed between both side walls and these walls.
  • a straight hearth furnace having a linear straight hearth is known.
  • the rotary hearth is generally composed of an annular hearth frame, a hearth heat insulating material disposed on the hearth frame, and a refractory disposed on the hearth heat insulating material.
  • the rotary hearth furnace having such a structure has been conventionally used for heat treatment of metals such as steel billets or combustion treatment of combustible waste.
  • a method for producing reduced iron from an agglomerated material containing a carbonaceous reducing material and an iron oxide-containing material is being put into practical use.
  • an agglomerated material containing a carbonaceous reducing material and an iron oxide-containing material is used in a rotary hearth furnace, etc. After heating and reducing the iron oxide in the raw material in a solid state, the resulting metallic iron is further heated and melted and agglomerated while being separated from the slag component, thereby producing a high-purity granular metal. Processes for producing iron have been developed.
  • Patent Document 1 is an operation method of a rotary hearth type reduction furnace 21 for producing reduced iron by heating and reducing an agglomerate P containing a powdered metal oxide and a powdered carbonaceous material, When the suppression material Q is charged, the sticking suppression material Q is added to the agglomerated material P in advance.
  • Patent Document 1 when the sticking suppression material Q is not laid smoothly when the sticking suppression material Q is charged in the agglomerate P in advance, the width direction and the circumferential direction of the hearth 22 Spots appear in the amount of heat input from the upper part of the hearth 22 to the agglomerated material P due to the height difference. As a result, uniform and high quality granular metallic iron cannot be obtained, and the yield of the product is lowered.
  • the agglomerate P is laid in a state where the adhesion suppression material Q has a difference in height in the circumferential direction and the width direction of the hearth 22, the agglomerate P is reduced, and when the obtained reduced iron is scraped off, Reduced iron sinks under the suppressor Q, and a large amount of scraping occurs. Moreover, the problem that a molten iron pool generate
  • Patent Document 2 is a method for leveling a granular reduced iron material in which the leveled body is lowered so that the distance between the hearth and the leveled spiral blades becomes small following the fluctuation of the input material.
  • the leveling body is moved up and down so that the expansion / contraction speed for expanding / contracting the space between the hearth and the spiral blade is adjusted according to the increase / decrease speed of the supply amount or the fluctuation speed of the average particle diameter.
  • Patent Document 2 does not mention the rotation speed of the smoothed body due to the difference in the raw material properties and the relationship between the blade and the shaft. If the rotation speed of the leveling device and the relationship between the blades and the shaft are not appropriate for the material to be leveled, it will lead to slipping and scattering of the feedstock.
  • the present invention is to level the sticking suppression material supplied onto the hearth of the moving bed type hearth reduction melting furnace into a flat shape, and to provide the iron oxide-containing substance and carbonaceous reduction on the flattened sticking suppression material. Supplying the agglomerated material containing the material, leveling the agglomerated material supplied on the sticking suppression material into a flat shape, and then heating to reduce and melt the iron oxide in the agglomerated material.
  • agglomerated material can be further stacked to perform uniform heat treatment, producing high quality granular metallic iron with high yield It aims to provide a method.
  • the present invention provides the following method for producing granular metallic iron.
  • Leveling the sticking suppression material supplied onto the hearth of the moving bed type hearth reduction melting furnace into a flat shape Supplying an agglomerated material containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing material on the sticking suppression material leveled in a planar shape; Leveling the agglomerate supplied on the sticking suppression material into a planar shape; Next, heating to reduce and melt the iron oxide in the agglomerate to obtain granular metallic iron,
  • a method for producing granular metallic iron comprising discharging the obtained granular metallic iron using a screw-type discharging device,
  • the sticking suppression material supplied on the hearth is uniformly leveled using a screw type sticking suppression material leveling device,
  • the flatness of the sticking suppression material after leveling is 40% or less of the average particle size of the agglomerated product,
  • the maximum amount of deflection of the screw shaft in the hot state of at least one of the screw type sticking suppression material leveling device, the screw type agglomerate leveling device and the screw type discharging device is 6 mm or less.
  • 1st relative movement speed ratio Screw outer diameter (mm) x tan (lead angle (degree)) x number of threads (strand) x screw rotation speed (r / m) x ⁇ / 60 / Hearth center moving speed (mm / s) (1)
  • Second relative movement speed ratio screw outer diameter of screw type discharge device (mm) x tan (lead angle (degree)) x number of strips (strip) x number of screw revolutions (r / m) x ⁇ / 60 / center of hearth Part moving speed (mm / s) (2)
  • the screw of at least one of the screw type sticking suppression material leveling device, the screw type agglomerate leveling device, and the screw type discharging device is divided into a plurality of divided blades, bolts and nuts or Any one of [1] to [5], wherein the screw blade is fixed as a screw blade continuous to the outer periphery of the screw shaft by welding, and the gap between the divided blades is formed to be 3 mm or less when hot.
  • the manufacturing method of the granular metallic iron of description is described.
  • the height of at least one screw shaft of the leveling device and the discharge device can be adjusted from both sides of the hearth width of the moving bed hearth reduction melting furnace [1] to [6] ]
  • the sticking suppression material supplied on the hearth of the moving bed type hearth reduction melting furnace is flattened and flattened.
  • An agglomerate containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing material is supplied onto the agglomerate, and the agglomerate is leveled and then heated to reduce the iron oxide in the agglomerate.
  • the above fixing inhibitor supplied to the hearth is used with a screw type fixing suppressing material leveling device.
  • the flatness of the sticking suppression material after leveling is equal to or less than 40% of the average particle size of the agglomerated product, and the agglomerated product supplied onto these sticking suppression material, Spread evenly using a screw type agglomerate leveler.
  • the uniform agglomeration of the agglomerate supplied on the sticking suppression material on the downstream side of the moving bed hearth furnace can be achieved without hindering the production of granular metallic iron.
  • the residual discharge of the granular metallic iron on the hearth is reduced, resulting in no molten iron pool, There is no hindrance to production.
  • the screw type sticking suppression material leveling device in the method for producing granular metal iron according to [1] or [2], the screw type sticking suppression material leveling device, screw type agglomeration, Since the maximum amount of deflection when the screw shaft of the at least one of the chemical leveling device and the screw type discharge device is hot is 6 mm or less, the center portion in the hearth width direction of the sticking suppression material and the agglomerated material Granular metal produced on the hearth of a mobile hearth reduction melting furnace while reducing the height difference at the end and suppressing the granular metal iron produced on the adhesion prevention material from entering the adhesion prevention material. Iron scraps are reduced.
  • the screw type sticking suppression material leveling device in the method for producing granular metallic iron according to any one of [1] to [3], the screw type sticking suppression material leveling device. At least one of the first relative movement speed ratio defined by the previous expression (1) of the apparatus and the second relative movement speed ratio defined by the previous expression (2) of the screw type discharging apparatus is set to 10 to 30. Therefore, there are effects described below.
  • the sticking suppression material is not scattered by the screw blades of the screw type sticking suppression material leveling device or / and the screw type discharging device, or slipped under these screw blades, A smooth hearth surface of the sticking suppression material can be formed.
  • the first relative movement speed ratio and / or the second relative movement speed ratio is 30 or less, the occurrence of scattering of the sticking suppression material is suppressed, and the flatness satisfying the flatness specified in [1] above is achieved. I can do it.
  • the sticking suppression material slips under the screw blades of the screw type sticking suppression material leveling device or / and the screw type discharging device. This can be suppressed and the flatness satisfying the flatness specified in [1] above can be leveled.
  • the said screw type agglomerate leveling apparatus Since the third relative movement speed ratio defined by the previous equation (3) is 2 to 10, the agglomerates may be scattered by the screw blades of the screw type agglomerate leveling device, I cannot slip through. That is, when the third relative movement speed ratio is 10 or less, the occurrence of agglomerate scattering is suppressed, and the decrease in the agglomerate spread density and the occurrence of overlap are suppressed.
  • the agglomerate is prevented from slipping under the screw blades of the screw type agglomerate leveling device, and the occurrence of overlap between the agglomerates is suppressed. 1 layer laying becomes easy.
  • the screw type sticking suppression material leveling device in the method for producing granular metal iron according to any one of [1] to [5], the screw type sticking suppression material leveling device.
  • the screw of at least one of the screw type agglomerate leveling device and the screw type discharging device is fixed as a screw blade that is divided into a plurality of divided blades by bolts and nuts or welding to the outer periphery of the screw shaft.
  • the gap between the divided blades is formed to be 3 mm or less when hot, it is possible to prevent agglomerates from being sandwiched between the divided blades. As a result, the flatness of the tip of the screw blade is maintained, so that the flatness of the hearth can be secured.
  • At least one of the leveling device and the discharging device in the method for producing granular metallic iron according to any one of [1] to [6], at least one of the leveling device and the discharging device.
  • One screw shaft height can be adjusted from both sides of the hearth width of the moving bed type hearth reduction melting furnace. Screw type agglomerate leveling device, screw type discharging device, and screw type sticking suppression material leveling device, since the amount of screw wear is not constant, relative to each leveling device and discharging device periodically or irregularly The position needs to be adjusted, but by making the screw shaft heights of the leveling device and the discharge device adjustable from both sides of the hearth width, the operation level can be easily set according to the wear state.
  • the means adopted by the method for producing granular metallic iron according to [8] above is the method for producing granular metallic iron according to any one of [1] to [7], wherein the leveling device and the discharging device. Since the lead angle of at least one screw blade is in the range of 12 to 26 degrees, it may be difficult to level the agglomerated material by the leveling device or to scrape the granular metal iron by the discharging device. Absent. That is, when the lead angle of the screw blade is 12 degrees or more, when the agglomerated material is leveled or when the granular metallic iron is discharged, the agglomerated material or the granular metallic iron is prevented from getting into the sticking suppression material. , Scraping decreases. On the other hand, when the lead angle of the screw blade is 26 degrees or less, it is easy to evenly agglomerate and to easily scrape out the granular metallic iron.
  • FIG. 2 is a schematic vertical sectional view taken along the line AA in FIG. 3A and 3B are schematic cross-sectional views taken along the line BB in FIG. 2, in which FIG. 3A shows a case where the screw shaft is bent, and FIG. 3B shows a case where the screw shaft is not bent.
  • the agglomerates are omitted.
  • FIG. 4 is a partially enlarged detail view showing an enlarged B1 portion of FIG. It is the typical arrow view which looked at the screw of the screw type discharge device of FIG. 2 from the C direction.
  • FIG. 3 is a schematic sectional elevation view taken along the line EE in FIG. 2. It is explanatory drawing which concerns on the prior art 1, and shows an example of the method of adding a sticking suppression material to an agglomerated material.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a rotary hearth furnace main body for explaining a method for producing granular metallic iron according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG.
  • FIG. 3 (a) and 3 (b) are schematic vertical sectional views taken along the line BB in FIG. 2
  • FIG. 3 (a) shows the case where the screw shaft is bent, as shown in FIG. b) shows the case where the screw shaft is not bent, omitting the agglomerates.
  • FIG. 4 is a partially enlarged detail view showing an enlarged B1 portion of FIG.
  • the rotary hearth furnace 1 includes an outer peripheral wall 2, an inner peripheral wall 3 provided inside the outer peripheral wall 2, a ceiling portion 4 that covers a space between the outer peripheral wall 2 and the inner peripheral wall 3 from above, and the outer peripheral wall 2.
  • An annular rotary hearth (hereinafter also simply referred to as a hearth) 5 disposed between the inner peripheral wall 3 and the inner peripheral wall 3 is provided.
  • the outer peripheral wall 2, the inner peripheral wall 3, and the ceiling portion 4 are mainly composed of a heat insulating material.
  • the rotary hearth 5 is driven by a driving device (not shown) so as to rotate between the outer peripheral wall 2 and the inner peripheral wall 3 and rotate in the direction of the arrow on the circumference. Then, on the rotary hearth 5, first, the sticking suppression material Q which is conveyed by the belt conveyor 6a of the sticking suppression material supply device 6 and made of powder containing carbonaceous material such as coal is received by the receiving hopper 6b. It is inserted through.
  • the “adhesion suppressing material” Q refers to a material scattered around the agglomerated material P in a state where the agglomerated material P described later is placed on the rotary hearth 5, such as a plate-like material. This is to prevent the formation of a fixed object. That is, even if the powder generated from the agglomerate P during reduction or the powder generated when discharging the granular metal iron remains on the hearth 5 and stays in the furnace for a long time, it is added as the sticking suppression material Q. Since the carbonaceous material particles exist between the reduced metal and the slag component and prevent their bonding, they do not grow into a wide range of plate-like adherents.
  • the particles of the carbonaceous material as the sticking suppression material Q start from a relatively small force and cracks are generated in the fixed matter, so that it becomes a small piece and easily separated from the hearth 5. it can.
  • the fixing suppressor Q composed of the powdery carbonaceous material, CaO, or made of a powdery material as the main component MgO, to any one or more of the components of the Al 2 O 3, or powder a carbonaceous material, CaO, MgO, may be used sticking suppression member Q consisting of a mixture of powdery material mainly composed of any one or more of the components of the Al 2 O 3.
  • the sticking suppression material Q charged on the rotary hearth 5 was uniformly dispersed in a flat shape by the screw type sticking suppression material leveling device 8, and further, evenly dispersed in a flat shape on the rotary hearth 5.
  • An agglomerate (granular metal iron raw material) P containing an iron oxide-containing substance and a carbonaceous reducing substance and having a particle diameter of 16 to 22 mm is formed on the sticking suppression material Q. It is conveyed by 7a and charged via the receiving hopper 7b.
  • the agglomerated material P charged on the sticking suppression material Q is then uniformly dispersed in a planar shape as will be described later by the screw type agglomerated material leveling device 9. And these agglomerated materials P are heated in a furnace with rotation of the rotary hearth 5 to reduce and melt the iron oxide in the agglomerated materials P, and the obtained granular metal iron P1 is screwed.
  • the granular metallic iron P ⁇ b> 1 is manufactured by being discharged by the discharging device 10.
  • the sticking suppression material Q supplied onto the hearth 5 is leveled using a screw-type sticking suppression material leveling device 8 and is leveled. Then, the flatness of the sticking suppression material Q is set to 40% or less, preferably 20% or less of the average particle diameter of the agglomerated material P. At the same time, the agglomerated material P supplied onto the sticking suppression material Q is uniformly dispersed in a planar shape using a screw-type agglomerated material leveling device 9.
  • the agglomeration P which will be described later, can be achieved on the downstream side of the rotary hearth furnace 1 without being hindered by the formation of granular metallic iron. Further, when discharging the granular metal iron P1 produced in the rotary hearth furnace 1, the discharge residue of the granular metal iron P1 on the hearth 5 is reduced, and as a result, no molten iron pool is generated and production is started. The obstruction factor is eliminated.
  • the “flatness” of the sticking suppression material Q after being flattened and the “average particle diameter” of the agglomerated material P will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (b) and FIG. .
  • the “flatness” f1 of the sticking suppression material Q after leveling into a flat shape is the screw type sticking suppression material at an arbitrary portion of the rotary hearth 5 where the sticking suppression material Q after flattening exists.
  • the influence of the deflection of the screw shaft 11a of the leveling device 8 is eliminated as shown in FIG. 3B, and the entire width of the hearth 5 orthogonal to the rotational direction and the entire circumference of the hearth 5 along the rotational direction are viewed in cross section. Is the vertical distance between the highest peak and the lowest valley in the surface irregularity state of each of the dispersed sticking suppression materials Q.
  • FIG. 3 (a) to 3 (b) the symbol Qf indicates the average surface of the sticking suppression material Q after being flattened.
  • FIG. 3B is a diagram for explaining the “flatness” of the entire width of the hearth 5 orthogonal to the rotation direction, but the “flatness” of the entire circumference of the hearth 5 along the rotation direction is also illustrated. Although not shown, the same is true except that the “flatness” of the entire width of the hearth 5 is different in direction.
  • the “flatness” in the width direction of the hearth 5 perpendicular to the rotation direction is obtained by extending a piano wire substantially parallel to the surface of the hearth 5 over the entire width in the width direction of the upper portion of the hearth 5. It is obtained by measuring the vertical distances at a plurality of locations to the surface of the sticking suppression material Q with a ruler or the like, and eliminating the influence of the bending of the screw shaft 11a obtained in the calculation.
  • substantially parallel refers to a degree of parallelism that can be recognized as being substantially parallel by visual observation because the surface of the hearth 5 is uneven.
  • the “average particle diameter” is a mass average particle diameter calculated from the representative diameter between each sieve mesh and the mass between the sieve meshes after classification by a sieving method.
  • d k is a representative diameter between the meshes D k and D k + 1
  • d k (D k + D k + 1 ) / 2.
  • the flatness f1 fixing suppressor Q, f1 ⁇ 0.4 ⁇ d m preferably when the f1 ⁇ 0.2 ⁇ d m simultaneously
  • the agglomerates P supplied onto these sticking suppression materials Q are uniformly dispersed in a planar shape using a screw type agglomerate leveling device 9.
  • the flatness f1 fixing suppressor Q is, f1> if a 0.4 ⁇ d m is too large height difference of the top surface of the fixing suppressor Q, it is supplied onto the fixing suppressor Q
  • the agglomerates P are overlapped on the upper and lower sides, and a single layer on the downstream side of the rotary hearth furnace 1 cannot be achieved.
  • the surface layer of the old sticking suppression material Q1 adhered on the hearth 5 is removed. was removed using a screw type discharge device 10, the flatness f2 old fixed suppressor Q1 remaining on the hearth 5, and 40% or less of the average particle diameter d m of the agglomerate P.
  • the flatness f2 is the flatness of the sticking suppression material Q after the flatness f1 is leveled, whereas the flatness f2 referred to here is the old sticking remaining on the rotary hearth 5.
  • the difference is the flatness of the suppressing material Q1.
  • FIG. 5 is a schematic arrow view of the screw of the clew-type discharge device of FIG. 2 as viewed from the C direction.
  • the screw 13 of the screw type discharge device 10 includes a screw shaft 13a and screw blades 13b supported at both ends by bearings 14 and 14, respectively.
  • the maximum deflection amount ⁇ max of the screw shaft 13a of the screw type discharging device 10 is set to 6 mm or less, preferably 3 mm or less, the granular metallic iron P1 and the sticking suppression material Q remaining in the hearth 5 after discharging.
  • the difference in height between the center portion and the end portion in the width direction of the hearth 5 is reduced, and the scrap of the granular metal iron P1 produced on the hearth 5 of the rotary hearth furnace 1 is reduced.
  • the maximum deflection amount ⁇ max of the screw shaft 11a of the screw type sticking suppression material leveling device 8 is set to 6 mm or less, preferably 3 mm or less.
  • the height difference in height is reduced, and the granular metallic iron P1 manufactured on the sticking suppression material Q is prevented from entering the sticking suppression material Q.
  • the maximum deflection amount ⁇ max of the screw shaft 12a of the screw type agglomerate leveling device 9 is 6 mm or less, preferably 3 mm or less, the agglomerate P does not slip under the screw blade 12b. That is, the occurrence of overlapping of the agglomerates P is suppressed.
  • the maximum amount of deflection when the screw shafts 11a and 13a are hot is obtained by calculation using a simple support beam model.
  • first relative movement speed ratio defined by the following expression (1) of the screw type sticking suppression material leveling apparatus 8 and the second relative movement speed ratio defined by the following expression (2) of the screw type discharging apparatus 10. At least one of these is set to 10 to 30.
  • 1st relative movement speed ratio Screw outer diameter (mm) x tan (lead angle (degree)) x number of threads (strand) x screw rotation speed (r / m) x ⁇ / 60 / Hearth center moving speed (mm / s) (1)
  • Second relative movement speed ratio screw outer diameter of screw type discharge device (mm) x tan (lead angle (degree)) x number of strips (strip) x number of screw revolutions (r / m) x ⁇ / 60 / center of hearth Part moving speed (mm / s) (2)
  • the sticking suppression material Q is not scattered or slipped by the screw blade 11b of the screw type sticking suppression material leveling device 8 and / or the screw blade 13b of the screw type discharge device 10.
  • the hearth surface of the smooth sticking suppression material Q can be formed.
  • the first relative movement speed ratio or / and the second relative movement speed ratio is 30 or less, the occurrence of scattering of the sticking suppression material Q is suppressed, and the flatness f1 satisfying the above [1] is achieved. it can.
  • the sticking suppression material Q is the screw blade 11b of the screw type sticking suppression material leveling device 8 and / or the screw type discharge. It is possible to suppress slipping under the screw blade 13b of the device 10 and level the flatness f1 that satisfies the above [1].
  • the third relative movement speed ratio defined by the following formula (3) is set to 2 to 10.
  • 3rd relative movement speed ratio screw outer diameter of screw type agglomerate (mm) x tan (lead angle (degree)) x number of threads (strip) x screw rotation speed (r / m) x ⁇ / 60 / Hearth center moving speed (mm / s) (3)
  • the “lead angle” in the above formulas (1) to (3) is the lead angle of each screw blade, and the case of the screw type discharging device 10 is illustrated by the symbol ⁇ in FIG.
  • the “number of stripes” is the number of screw blades
  • the “hearth center moving speed” is the moving speed in the center of the hearth 5 in the width direction.
  • the agglomerated material P is not scattered by the screw blades 12b of the screw type agglomerate leveling device 9 or slips under the screw blades 12b. That is, when the third relative movement speed ratio is 10 or less, the occurrence of scattering of the agglomerated material P is suppressed, and the lowering of the density of the agglomerated material P and the occurrence of overlap are suppressed. On the other hand, when the third relative movement speed ratio is 2 or more, the agglomerate P is prevented from slipping under the screw blades 12b of the screw-type agglomerate leveling device 9, and the agglomerates P overlap each other. Occurrence is suppressed, and laying becomes easier.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of the portion D of FIG. 5 as seen from the right side.
  • the screw 13 of the screw type discharge device 10 is formed by fixing a plurality of divided blades 13b-1 as screw blades 13b continuous on the outer periphery of the screw shaft 13a by bolts 15a and nuts 15b through lugs 16. Has been.
  • a gap S for absorbing thermal expansion is required between the divided blades 13b-1 and 13b-1, but the gap between the divided blades 13b-1 and 13b-1 is required. Since S is set to 3 mm or less when hot, it is possible to prevent the granular metallic iron P1 from being sandwiched between the divided blades 13b-1 and 13b-1. As a result, since the flatness of the tip of the screw blade 13b is maintained, the flatness of the hearth 5 can be ensured.
  • a plurality of divided blades are screwed by bolts and nuts via lugs.
  • 11a and 12a are formed as fixed screw blades 11b and 12b on the outer periphery.
  • the gap S between the divided blades is set to 3 mm or less when hot, so that the agglomerate P is prevented from being sandwiched between the divided blades.
  • the flatness of the tips of the screw blades 11b and 12b is maintained, so that the flatness of the agglomerated material P on the hearth 5 can be secured.
  • Such division blades may be fixed to the outer periphery of the screw shaft by welding.
  • FIG. 7 is a schematic vertical cross-sectional view taken along the line EE in FIG.
  • the screw type agglomerate leveling device 9 is capable of adjusting the height of the screw shaft 12a by means of a shaft raising / lowering electric cylinder 17 provided outside the outer peripheral wall 2 and the inner peripheral wall 3 on both sides in the width direction of the hearth 5. I have to. Since the amount of wear of the screw 12 (specifically, the screw blade 12b) of the screw type agglomerate leveling device 9 is not constant, the relative position of the leveling device 9 needs to be adjusted periodically or irregularly. However, by making the height of the screw shaft 12a of the leveling device 9 adjustable from both the inner and outer peripheral sides of the hearth 5, the operation level can be easily set according to the wear state. In FIG. 7, the screw 12 of the screw type agglomerate leveling device 9 changes the turning direction of the screw blade 12 b in the opposite direction at the central portion in the longitudinal direction, but either one of the turning directions may be used. .
  • the relative position of the discharge device 10 needs to be adjusted.
  • the height of the smoothing device 8 and the screw shafts 11a and 13a of the discharge device 10 can be adjusted from both sides of the hearth 5 width, so that the wear state The operation level can be easily set according to the conditions.
  • the lead angles of the screw blades 11b, 12b, 13b of the screw type sticking suppression material leveling device 8, the screw type agglomerate leveling device 9 and the screw type discharging device 10 are in the range of 12 to 26 degrees. Is preferred. That is, when the lead angle ⁇ of the screw blade 13b is 12 degrees or more, when the agglomerated material P is leveled by the screw type agglomerated material leveling device 9, the agglomerated material P becomes the sticking suppression material Q.
  • the granular metal iron P1 is discharged by the screw-type discharging device 10 while suppressing the scooping, the scraping residue is reduced because the granular metal iron P1 is suppressed from being caught in the sticking suppression material Q.
  • the agglomerate P can be easily leveled evenly by the screw type agglomerate leveling device 9, and granular metal iron When discharging P1, scraping by the screw-type discharging device 10 becomes easy.
  • the said adhesion suppression material supplied on the hearth is equalized uniformly using a screw type adhesion suppression material leveling apparatus, and after leveling
  • the flatness of the sticking suppression material is set to 40% or less of the average particle diameter of the agglomerated material, and the agglomerate supplied on the sticking suppression material is used using a screw-type agglomerate leveling device. Therefore, uniform agglomeration of the agglomerated material supplied on the sticking suppression material on the downstream side of the moving bed type hearth reduction melting furnace can be achieved without being hindered.
  • the residual discharge of the granular metallic iron on the hearth is reduced, resulting in no molten iron pool, There is no hindrance to production.
  • the particle size of the anchoring suppressor Q is 3mm or less
  • the average particle diameter d m was used for 18 mm.
  • Example 1 (Examples 1-1 to 1-2, Comparative Example 1-1)> First, the sticking suppression material Q supplied onto the rotary hearth 5 by the sticking suppression material supply device 6 is uniformly leveled using the screw type sticking suppression material leveling device 8, and the sticking suppression material Q after leveling. changing the flatness f1 of the various, in the ratio (f1 / d m) for agglomerate mean particle size d m obtained respective flatness f1, supplied respectively agglomerate P thereto affixed suppressor on Q The results of leveling using the screw-type agglomerate leveling device 9 are summarized in Table 1 as Example 1 (Examples 1-1 to 1-2, Comparative Example 1-1).
  • Example 1-2 in which the ratio (f1 / d m ) is in the range of 27 to 38% while a large number of places are generated, the agglomerate P can be laid almost in one layer.
  • Example 1-1 in which (f1 / d m ) was in the range of 14 to 19%, uniform agglomeration P could be laid.
  • the ratio (f1 / d m ) is less than 14%, the flatness f1 of the sticking suppression material Q is further reduced. Therefore, it is possible to more uniformly lay the agglomerated material P. Needless to do.
  • the ratio (f1 / d m ) is set to 40% or less, preferably 20% or less, and the agglomerate P supplied on the sticking suppression material Q is converted into a screw-type agglomerate leveling device 9. Since it is used and evenly distributed in a planar shape, further laying of the agglomerated material P supplied on the adhesion suppressing material Q on the downstream side of the hearth 5 can be achieved without being hindered.
  • Example 2 (Examples 2-1 to 2-4, Comparative Examples 2-1 to 2-2)> Next, the outer diameter and lead angle ⁇ of each of the screw blades 11b and 13b in the screw type sticking suppression material leveling device 8 and the screw type discharging device 10 are changed, and the moving speed of the central portion of the hearth 5 is changed. Then, the result of manufacturing the granular metallic iron P1 by changing the first or second relative movement speed ratio of the leveling device 8 and the discharging device 10 defined by the above formulas (1) and (2). Table 2 collectively shows Example 2 (Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Examples 2-1 to 2-2).
  • Example 2 Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Examples 2-1 to 2-2
  • the screw shafts 11a and 13a in the screw type sticking suppression material leveling device 8 and the screw type discharging device 10 are used.
  • the maximum amount of deflection ⁇ max during hot was 3 mm.
  • the sticking suppression material Q is the screw blade 11b of the screw type sticking suppression material leveling device 8.
  • Comparative Example 2-2 which slips through the gap between the furnace floor 5 and the agglomerated material P which is leveled on the gap 5 and the first relative movement speed ratio or the second relative movement speed ratio is 38.
  • the sticking suppression material Q was scattered by the screw blades 11b, and a part of the agglomerated material P leveled thereon was partially overlapped or thinly laid.
  • the first relative movement speed ratio or the second relative movement speed ratio is in the range of 11 to 27, the agglomerate P is spread almost uniformly in any case. I was able to.
  • the first and second relative movement speed ratios defined by the preceding equations (1) and (2) of the screw type sticking suppression material leveling device 8 and the screw type discharging device 10 are 10 to 30, respectively.
  • the sticking suppression material Q is spread evenly on the agglomerate P without being scattered by the screw blades 11b and 13b of the sticking suppression material leveling device 8 and the discharge device 10 or slipping under the screw blades 11b and 13b. be able to.
  • Example 3 (Examples 3-1 to 3-4, Comparative Examples 3-1 to 3-2)>
  • several types of screw blade 12b outer diameter and lead angle ⁇ in the screw type agglomerate leveling device 9 are changed, and the moving speed of the hearth 5 is changed to be defined by the previous formula (3).
  • the screw-type agglomerated material leveling device 9 smoothes the surface. The results are summarized in Table 3 as Example 3 (Examples 3-1 to 3-4, Comparative Examples 3-1 to 3-2).
  • Example 3 (Examples 3-1 to 3-4, Comparative Examples 3-1 to 3-2), the maximum deflection amount ⁇ max of the screw shaft 12a of the screw type agglomerate leveling device 9 was 3 mm. It was. Further, the flatness f1 of the sticking suppression material Q laid on the hearth 5 was 6 mm or less.
  • the agglomerated material P is added to the agglomerate leveling device 9.
  • the agglomerated material P can be laid almost in one layer without being scattered or slipped by the screw blade 12b.
  • the flatness of the old sticking suppression material remaining on the hearth is set to 40% or less of the average particle size of the agglomerated material. It does not hinder the leveling of the newly-fixed sticking suppression material evenly.
  • the residual discharge of the granular metallic iron on the hearth is reduced, resulting in no molten iron pool, There is no hindrance to production.
  • the sticking suppression material supplied onto the hearth of the moving bed type hearth reduction melting furnace is leveled, and the iron oxide-containing substance and carbon are placed on the sticking suppression material leveled flat.
  • Supplying an agglomerated material containing a quality reducing material leveling the agglomerated material supplied on the sticking suppression material into a flat shape, and then heating to reduce iron oxide in the agglomerated material
  • a method for producing granular metallic iron comprising melting and obtaining granular metallic iron, and discharging the obtained granular metallic iron using a screw type discharging device, an adhesion suppressing material leveling device, an agglomerate leveling device

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Abstract

本発明は、移動床式炉床還元溶融炉の炉床上に供給された固着抑制材を平面状に均すこと、平面状に均した前記固着抑制材上に、酸化鉄含有物質と炭素質還元材とを含む塊成化物を供給すること、前記固着抑制材上に供給された前記塊成化物を平面状に均すこと、次いで加熱して前記塊成化物中の酸化鉄を還元溶融して粒状金属鉄を得ること、得られた粒状金属鉄をスクリュー式排出装置を用いて排出することを含む粒状金属鉄の製造方法であって、炉床上に供給された前記固着抑制材をスクリュー式固着抑制材均し装置を用いて均等に均し、均した後の前記固着抑制材の平面度を、前記塊成化物の平均粒径の４０％以下とすると共に、前記固着抑制材上に供給された前記塊成化物を、スクリュー式塊成化物均し装置を用いて一層に均等敷きすることを特徴とする粒状金属鉄の製造方法に関する。

Description

粒状金属鉄の製造方法
　本発明は、移動床式炉床還元溶融炉の炉床上に供給された固着抑制材を平面状に均すこと、次いで、平面状に均した前記固着抑制材上に、酸化鉄含有物質と炭素質還元材とを含む塊成化物を供給すること、前記固着抑制材上に供給された前記塊成化物を平面状に均すこと、前記塊成化物を還元溶融して粒状金属鉄を製造することを含む粒状金属鉄の製造方法に関する。
　従来より、移動床式炉床炉としては、外周壁、内周壁とこれら壁間に配置された円環状の回転炉床を具備する回転炉床炉や、両側壁とこれら壁間に配置された直線状の直進炉床を具備する直進炉床炉が知られている。前記回転炉床は、一般に、円環状の炉体フレーム、前記炉体フレーム上に配置された炉床断熱材、及びこの炉床断熱材上に配置された耐火物により構成される。
　この様な構造を有する回転炉床炉は、従来より鋼材ビレット等金属の加熱処理あるいは可燃性廃棄物の燃焼処理等に用いられてきたが、近年は、前記回転炉床炉を用いて、炭素質還元材と酸化鉄含有物質を含む塊成化物から還元鉄を製造する方法が実用化されつつあり、更に近年、炭素質還元材と酸化鉄含有物質を含む塊成化物を回転炉床炉等の還元溶融炉内で加熱し、この原料中の酸化鉄を固体還元した後、生成する金属鉄を更に加熱して溶融させると共に、スラグ成分と分離させながら凝集させることにより、高純度の粒状金属鉄を製造するプロセスが開発されている。
　回転炉床炉による還元鉄製造プロセスや粒状金属鉄製造プロセスにおいて、供給された塊成化物が均一加熱されるためには、炉床上の全面に渡って確実に分散させて均す必要性があることや、前記塊成化物から生成する粉末等が炉床上で焼結、固着することに伴うスクリュー式排出装置への損傷付与等の問題があった。
　この様な課題を解決するための従来技術について、以下添付図8も参照しながら説明する。図8は、特許文献１に係り、固着抑制材を塊成化物に添加する方法の一例を示す説明図である。
　先ず、特許文献１は、粉状金属酸化物と粉状炭素質物質を含む塊成化物Ｐを加熱、還元して還元鉄を製造する回転炉床式還元炉２１の操業方法であって、固着抑制材Ｑを装入するに際し、前記塊成化物Ｐに、予め前記固着抑制材Ｑを添加しておくものである。
　ところが、この特許文献１においては、前記塊成化物Ｐに、予め固着抑制材Ｑを装入するに際し、固着抑制材Ｑが平滑に敷かれていない場合、炉床２２の幅方向及び周方向の高低差による炉床２２上部から塊成化物Ｐへの入熱量に斑が生じる。その結果、均一で高品質な粒状金属鉄が得られず、製品の歩留まりが低下する。また、固着抑制材Ｑが炉床２２円周方向及び幅方向で高低差がある状態で塊成化物Ｐを敷くと、塊成化物Ｐを還元し、得られた還元鉄を掻き出す際に、固着抑制材Ｑの下に還元鉄が潜り込み、掻き残りが多量に発生する。また、溶鉄溜まりが発生し、生産を阻害するという問題点が依然として残る。
　次に、特許文献２は、投入原料の変動に追随して、炉床と均し体の螺旋羽根との間隔が小さくなる様に均し体を下降させる粒状還元鉄原料の均し方法であって、供給量の増減速度または平均粒径の変動速度に応じて、炉床と螺旋羽根との間隔を拡縮する拡縮速度が加減される様に均し体を昇降させるものである。
　しかしながら、特許文献２では、原料性状の違いによる均し体の回転速度、羽根と軸の関係について言及されていない。均す物質に見合った均し装置の回転速度、羽根と軸の関係が適切でない場合、供給原料のすり抜けや飛び散りに繋がる。
日本国特開２００２－２４９８１３号公報 日本国特開２００１－６４７１０号公報
　本発明は、移動床式炉床還元溶融炉の炉床上に供給された固着抑制材を平面状に均すこと、平面状に均した前記固着抑制材上に、酸化鉄含有物質と炭素質還元材とを含む塊成化物を供給すること、前記固着抑制材上に供給された前記塊成化物を平面状に均すこと、次いで、加熱して前記塊成化物中の酸化鉄を還元溶融して粒状金属鉄を得ること、得られた粒状金属鉄をスクリュー式排出装置を用いて排出することを含む粒状金属鉄の製造方法において、固着抑制材均し装置、塊成化物均し装置及び排出装置と前記炉床上の物理的状態を最適化することによって、塊成化物の一層積みをなし得て均一な加熱処理を行い、高品質な粒状金属鉄を歩留まり良く製造可能な粒状金属鉄の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は、以下の粒状金属鉄の製造方法を提供する。
　[１]　移動床式炉床還元溶融炉の炉床上に供給された固着抑制材を平面状に均すこと、
　平面状に均した前記固着抑制材上に、酸化鉄含有物質と炭素質還元材とを含む塊成化物を供給すること、
　前記固着抑制材上に供給された前記塊成化物を平面状に均すこと、
　次いで、加熱して前記塊成化物中の酸化鉄を還元溶融して粒状金属鉄を得ること、
　得られた粒状金属鉄をスクリュー式排出装置を用いて排出することを含む粒状金属鉄の製造方法であって、
　炉床上に供給された前記固着抑制材を、スクリュー式固着抑制材均し装置を用いて均等に均し、
　均した後の前記固着抑制材の平面度を、前記塊成化物の平均粒径の４０％以下とすると共に、
　前記固着抑制材上に供給された前記塊成化物を、スクリュー式塊成化物均し装置を用いて一層に均等敷きすることを特徴とする粒状金属鉄の製造方法。
　[２]　前記粒状金属鉄を排出した後または排出すると同時に、且つ、新たな固着抑制材を前記炉床上に供給する前に、炉床上に残留した古い固着抑制材の表層をスクリュー式排出装置を用いて除去し、炉床上に残存した古い固着抑制材の平面度を、前記塊成化物の平均粒径の４０％以下とすることを特徴とする[１]記載の粒状金属鉄の製造方法。
　[３]　前記スクリュー式固着抑制材均し装置、スクリュー式塊成化物均し装置及びスクリュー式排出装置の少なくとも何れか一つの装置のスクリュー軸の熱間時における最大撓み量を６ｍｍ以下とすることを特徴とする[１]または[２]に記載の粒状金属鉄の製造方法。
　[４]　前記スクリュー式固着抑制材均し装置の次式（１）で定義される第１相対移動速度比、及びスクリュー式排出装置の次式（２）で定義される第２相対移動速度比の少なくとも何れか一方を１０～３０とすることを特徴とする[１]乃至[３]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法。
　第１相対移動速度比
＝スクリュー式固着抑制材均し装置のスクリュー外径(mm)×tan（リード角(度)）×条数（条）×スクリュー回転数（r/m）×π/ 60 /炉床中央部移動速度（mm/s）（１）
　第２相対移動速度比
＝スクリュー式排出装置のスクリュー外径(mm)×tan（リード角(度)）×条数（条）×スクリュー回転数（r/m）×π/ 60 /炉床中央部移動速度（mm/s）（２）
　[５]　前記スクリュー式塊成化物均し装置の次式（３）で定義される第３相対移動速度比を２～１０とすることを特徴とする[１]乃至[４]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法。
　第３相対移動速度比
＝スクリュー式塊成化物均し装置のスクリュー外径(mm)×tan（リード角(度)）×条数（条）×スクリュー回転数（r/m）×π/ 60 /炉床中央部移動速度（mm/s）（３）
　[６]　前記スクリュー式固着抑制材均し装置、スクリュー式塊成化物均し装置及びスクリュー式排出装置の少なくとも何れか一つの装置のスクリューが、複数に分割された分割羽根を、ボルトとナットまたは溶接によりスクリュー軸外周に連続したスクリュー羽根として固定されると共に、前記分割羽根間の隙間を熱間時に３ｍｍ以下に形成されることを特徴とする[１]乃至[５]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法。
　[７]　前記均し装置及び排出装置の少なくとも一つのスクリュー軸高さを、前記移動床式炉床還元溶融炉の炉床幅両側から調整可能であることを特徴とする[１]乃至[６]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法。
　[８]　前記均し装置及び排出装置の少なくとも一つのスクリュー羽根のリード角を１２～２６度の範囲とすることを特徴とする[１]乃至[７]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法。
　上記[１]に係る粒状金属鉄の製造方法によれば、移動床式炉床還元溶融炉の炉床上に供給された固着抑制材を平面状に均し、平面状に均した前記固着抑制材上に、酸化鉄含有物質と炭素質還元材とを含む塊成化物を供給して、これらの塊成化物を平面状に均し、次いで、加熱して前記塊成化物中の酸化鉄を還元溶融して、得られた粒状金属鉄をスクリュー式排出装置を用いて排出する粒状金属鉄の製造方法において、炉床上に供給された前記固着抑制材を、スクリュー式固着抑制材均し装置を用いて均等に均し、均した後の前記固着抑制材の平面度を、前記塊成化物の平均粒径の４０％以下とすると共に、これら固着抑制材上に供給された前記塊成化物を、スクリュー式塊成化物均し装置を用いて一層に均等敷きする。
　その結果、移動床式炉床炉の下流側で固着抑制材上に供給される前記塊成化物の均等な一層敷きが、粒状金属鉄の生成が阻害されることなく達成可能となる。また、移動式炉床還元溶融炉内で製造された粒状金属鉄を排出する際に、炉床上への粒状金属鉄の排出残りが減少し、その結果溶鉄溜まりも発生せず、粒状金属鉄の生産を阻害することが無い。
　また、上記[２]に係る粒状金属鉄の製造方法によれば、[１]に記載の粒状金属鉄の製造方法において、前記粒状金属鉄を排出した後または排出すると同時に、且つ、新たな固着抑制材を前記炉床上に供給する前に、炉床上に残留した古い固着抑制材の表層をスクリュー式排出装置を用いて除去し、炉床上に残存した古い固着抑制材の平面度を、前記塊成化物の平均粒径の４０％以下とするので、新たに充填される固着抑制材を均等に均すことを阻害しない。また、上記[１]と同様、移動式炉床還元溶融炉内で製造された粒状金属鉄を排出する際に、炉床上への粒状金属鉄の排出残りが減少し、その結果溶鉄溜まりも発生せず、生産を阻害することが無い。
　更に、上記[３]に係る粒状金属鉄の製造方法によれば、[１]または[２]に記載の粒状金属鉄の製造方法において、前記スクリュー式固着抑制材均し装置、スクリュー式塊成化物均し装置及びスクリュー式排出装置の少なくとも何れか一つの装置のスクリュー軸の熱間時における最大撓み量を６ｍｍ以下とするので、固着抑制材及び塊成化物の炉床幅方向の中心部と端部での高低差が少なくなり、固着抑制材上に製造された粒状金属鉄が固着抑制材内に潜り込むことを抑制すると共に、移動式炉床還元溶融炉の炉床上で製造された粒状金属鉄の掻き残りが減少する。
　また更に、上記[４]に係る粒状金属鉄の製造方法によれば、[１]乃至[３]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法において、前記スクリュー式固着抑制材均し装置の前式（１）で定義される第１相対移動速度比、及びスクリュー式排出装置の前式（２）で定義される第２相対移動速度比の少なくとも何れか一方を１０～３０とするので、以下に述べる効果がある。
　即ち、上記粒状金属鉄の製造方法によれば、固着抑制材が、前記スクリュー式固着抑制材均し装置または／及びスクリュー式排出装置のスクリュー羽根によって飛び散ったり、これらスクリュー羽根下をすり抜けることなく、平滑な固着抑制材の炉床面を成形することができる。前記第１相対移動速度比または／及び第２相対移動速度比が３０以下の場合は、固着抑制材の飛び散りの発生を抑制し、上記[１]に規定の平面度を満足する平面度に均すことができる。一方、前記第１相対移動速度比または／及び第２相対移動速度比が１０以上の場合は、固着抑制材がスクリュー式固着抑制材均し装置または／及びスクリュー式排出装置のスクリュー羽根下をすり抜けることを抑制し、上記[１]に規定の平面度を満足する平面度に均すことができる。
　そして、上記[５]に係る粒状金属鉄の製造方法によれば、[１]乃至[４]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法において、前記スクリュー式塊成化物均し装置の前式（３）で定義される第３相対移動速度比を２～１０とするので、塊成化物が、前記スクリュー式塊成化物均し装置のスクリュー羽根によって飛び散ったり、このスクュー羽根下をすり抜けない。即ち、前記第３相対移動速度比が１０以下の場合は、塊成化物の飛び散りの発生を抑制し、塊成化物の敷き密度の低下や重なりの発生を抑制する。一方、前記第３相対移動速度比が２以上の場合は、塊成化物がスクリュー式塊成化物均し装置のスクュー羽根下をすり抜けることを抑制し、塊成化物同士の重なりの発生を抑制し、1層敷きが容易となる。
　一方、上記[６]に係る粒状金属鉄の製造方法によれば、[１]乃至[５]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法において、前記スクリュー式固着抑制材均し装置、スクリュー式塊成化物均し装置及びスクリュー式排出装置の少なくとも何れか一つの装置のスクリューが、複数に分割された分割羽根を、ボルトとナットまたは溶接によりスクリュー軸外周に連続したスクリュー羽根として固定されると共に、前記分割羽根間の隙間を熱間時に３ｍｍ以下に形成されるので、分割羽根間に塊成化物が挟まることが抑止される。その結果、前記スクリュー羽根先端の平面度が保たれるため、炉床の平面度も確保できる。
　また、上記[７]に係る粒状金属鉄の製造方法によれば、[１]乃至[６]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法において、前記均し装置及び排出装置の少なくとも一つのスクリュー軸高さを、前記移動床式炉床還元溶融炉の炉床幅両側から調整可能とした。スクリュー式塊成化物均し装置、スクリュー式排出装置及びスクリュー式固着抑制材均し装置夫々のスクリュー磨耗量は一定とならないため、定期的または不定期的に夫々の均し装置及び排出装置の相対位置の調整が必要となるが、前記均し装置及び排出装置のスクリュー軸高さを、前記炉床幅両側から調整可能にすることで、磨耗状態に応じた操業レベルの設定が容易に行える。
　更に、上記[８]に係る粒状金属鉄の製造方法が採用した手段は、[１]乃至[７]の何れか一つに記載の粒状金属鉄の製造方法において、前記均し装置及び排出装置の少なくとも一つのスクリュー羽根のリード角を１２～２６度の範囲とするので、塊成化物の前記均し装置による均しや、粒状金属鉄の前記排出装置による掻き出しが困難であったりすることがない。即ち、前記スクリュー羽根のリード角が１２度以上の場合は、塊成化物を均す際もしくは粒状金属鉄を排出する際に、塊成化物または粒状金属鉄が固着抑制材にもぐり込むことを抑制し、掻き残りが減少する。一方、前記スクリュー羽根のリード角が２６度以下の場合は、塊成化物を均す際均等に均すことが容易になり、また粒状金属鉄を排出する際掻き出しが容易になる。
本発明の実施の形態に係る粒状金属鉄の製造方法を説明するための回転炉床炉本体を平面視した模式的平面図である。 図１の矢視Ａ－Ａを断面視した模式的立断面図である。 図２の矢視Ｂ－Ｂを断面視した模式的立断面図であって、図３（ａ）はスクリュー軸に撓みのある場合、図３（ｂ）はスクリュー軸に撓みのない場合を夫々塊成化物を省略して示す。 図３（ｂ）のＢ１部を拡大して示す部分拡大詳細図である。 図２のスクリュー式排出装置のスクリューをＣ方向から矢視した模式的矢視図である。 図５のＤ部を右側から斜視した模式的斜視図である。 図２の矢視Ｅ－Ｅを断面視した模式的立断面図である。 従来技術１に係り、固着抑制材を塊成化物に添加する方法の一例を示す説明図である。
　本発明の実施の形態に係る粒状金属鉄の製造方法について、回転炉床炉を移動床式炉床還元溶融炉に適用した場合を態様例として、先ず図１～４を参照しながら説明する。
　図１は本発明の実施の形態に係る粒状金属鉄の製造方法を説明するための回転炉床炉本体を平面視した模式的平面図、図２は図１の矢視Ａ－Ａを断面視した模式的立断面図である。また、図３（ａ）及び（ｂ）は図２の矢視Ｂ－Ｂを断面視した模式的立断面図であって、図３（ａ）はスクリュー軸に撓みのある場合、図３（ｂ）はスクリュー軸に撓みのない場合を夫々塊成化物を省略して示す。図４は図３（ｂ）のＢ１部を拡大して示す部分拡大詳細図である。
　この回転炉床炉１は、外周壁２と、その内側に設けられる内周壁３と、これら外周壁２と内周壁３との間の空間を上方から覆う天井部４と、前記外周壁２と内周壁３との間に配置される円環状の回転炉床（以下、単に炉床とも言う。）５とを具備する。前記外周壁２、前記内周壁３、及び前記天井部４は主として断熱材により構成されている。
　前記回転炉床５は、図示しない駆動装置によって、外周壁２と内周壁３との間を通りながら、円周上を矢印方向に回転移動する様に駆動される。そして、この回転炉床５上には、先ず、固着抑制材供給装置６のベルトコンベア６ａによって搬送され、石炭等の炭素質物質を含む粉末状のものからなる固着抑制材Ｑが、受入ホッパー６ｂを介して装入される。
　ここに、「固着抑制材」Ｑとは、後述する塊成化物Ｐが、回転炉床５上に載置された状態において、塊成化物Ｐの周りに散在する物質を言い、板状等の固着物の形成を防止するためのものである。即ち、前記炉床５上において、還元中の塊成化物Ｐから発生した粉や粒状金属鉄排出時に発生した粉が残留して炉内に長時間滞留しても、固着抑制材Ｑとして添加した炭素質物質の粒子が、還元金属やスラグ成分の間に存在してこれらの結合を妨げるので、広範囲に亘る板状固着物には成長しない。
　また、例え固着物となっても、比較的小さな力により固着抑制材Ｑとしての炭素質物質の粒子が起点となって固着物に亀裂が発生し、小片となって炉床５から容易に分離できる。尚、前記粉状炭素質物質からなる固着抑制材Ｑに替えて、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３の何れか一以上の成分を主成分とする粉状物質からなるものや、或いは、粉状炭素質物質と、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３の何れか一以上の成分を主成分とする粉状物質との混合物からなる固着抑制材Ｑを用いても良い。
　回転炉床５上に装入された固着抑制材Ｑは、次いで、スクリュー式固着抑制材均し装置８によって平面状に均等分散され、更に、回転炉床５上に平面状に均等分散されたこれらの固着抑制材Ｑの上に、酸化鉄含有物質と炭素質還元物質を含み、粒径１６～２２ｍｍを有する塊成化物（粒状金属鉄原料）Ｐが、塊成化物供給装置７のベルトコンベア７ａによって搬送され、受入ホッパー７ｂを介して装入される。
　固着抑制材Ｑ上に装入された塊成化物Ｐは、次いで、スクリュー式塊成化物均し装置９によって、後述の如く平面状に均等分散される。そして、これらの塊成化物Ｐを、回転炉床５の回転を伴いながら炉内で加熱し、前記塊成化物Ｐ中の酸化鉄を還元溶融して、得られた粒状金属鉄P１をスクリュー式排出装置１０によって排出することにより粒状金属鉄Ｐ１を製造する。
　本発明の実施の形態に係る粒状金属鉄の製造方法は、炉床５上に供給された前記固着抑制材Ｑを、スクリュー式固着抑制材均し装置８を用いて平面状に均し、均した後の前記固着抑制材Ｑの平面度を、前記塊成化物Ｐの平均粒径の４０％以下、好ましくは２０％以下とする。そして同時に、これら固着抑制材Ｑ上に供給された前記塊成化物Ｐを、スクリュー式塊成化物均し装置９を用いて平面状に均等分散するものである。
　その結果、回転炉床炉１の下流側で固着抑制材Ｑの上に供給される塊成化物Ｐの後述の如き一層敷きが、粒状金属鉄の生成が阻害されることなく達成可能となる。また、回転炉床炉１内で製造された粒状金属鉄Ｐ１を排出する際に、炉床５上への粒状金属鉄Ｐ１の排出残りが減少し、その結果溶鉄溜まりも発生せず、生産への阻害要因が解消される。
　ここで、平面状に均した後の固着抑制材Ｑの「平面度」及び塊成化物Ｐの「平均粒径」について、図３（ａ）～（ｂ）、図４を参照しながら説明する。先ず、平面状に均した後の固着抑制材Ｑの「平面度」ｆ１とは、平面状に均した後の固着抑制材Ｑが存在する回転炉床５の任意個所において、スクリュー式固着抑制材均し装置８のスクリュー軸１１ａの撓みの影響を図３（ｂ）に示す如く排除して、回転方向に直交する炉床５の全幅及び回転方向に沿った炉床５の全周を断面視したとき、分散された固着抑制材Ｑの夫々の表面凹凸状態における最高位の山部と最低位の谷部の垂直距離を言う。
　図３（ａ）～（ｂ）における符号Ｑｆは、平面状に均した後の固着抑制材Ｑの平均面を示す。また、図３（ｂ）は、回転方向に直交する炉床５全幅の「平面度」を説明するための図であるが、回転方向に沿った炉床５全周の「平面度」についても、図示省略するが上記炉床５全幅の「平面度」と方向が異なる以外同様である。
　そして、回転方向に直交する炉床５幅方向の「平面度」は、炉床５上部の幅方向全幅に渡って、炉床５面と略平行にピアノ線を張設し、このピアノ線から固着抑制材Ｑの表面までの複数個所の垂直距離を定規等によって実測し、計算上求められたスクリュー軸１１ａの撓みの影響を排除することによって求められる。上記「略平行」とは、炉床５の表面が凹凸状態であるため、目視にてほぼ平行と認める程度の平行度を言う。一方、回転方向に沿った炉床５全周の「平面度」については、炉床５上部の全幅に渡って張設された前記ピアノ線に複数個所マーキングした後、これらの各マーキング位置においてピアノ線から固着抑制材Ｑの表面までの垂直距離を、定規等によって炉床５を少しずつ回転させて炉床５が一回転するまで実測し、同一の測定点毎に実測したデータを比較することで求める事ができる。
　また、本発明において、「平均粒径」とは、篩い分け法で分級後、各篩目間の代表径とその篩目間の質量から算出される質量平均粒径である。例えば、篩目がＤ１、Ｄ２・・・、Ｄｎ、Ｄｎ＋１（Ｄ１＜Ｄ２＜・・・＜Ｄｎ＜Ｄｎ＋１）の篩を用いて分級したとき、篩目ＤｋとＤｋ＋１間の質量がＷｋである場合、質量平均粒径ｄｍは、ｄｍ＝Σｋ＝１，ｎ（Ｗｋ×ｄｋ）／Σｋ＝１，ｎ（Ｗｋ）で定義される。ここに、ｄｋは篩目ＤｋとＤｋ＋１間の代表径であり、ｄｋ＝（Ｄｋ＋Ｄｋ＋１）／２である。
　そして今、塊成化物Ｐの平均粒径をｄｍとすれば、固着抑制材Ｑの平面度ｆ１を、ｆ１≦０．４×ｄｍ、好ましくはｆ１≦０．２×ｄｍとすると同時に、これら固着抑制材Ｑ上に供給された塊成化物Ｐを、スクリュー式塊成化物均し装置９を用いて平面状に均等分散するものである。固着抑制材Ｑの上記平面度ｆ１を、ｆ１≦０．４×ｄｍとなすことによって、回転炉床炉１の下流側で固着抑制材Ｑの上に供給される塊成化物Ｐが、図４に示す如く、上下に重なりの無いほぼ一層に敷くことを達成可能となる。更に、ｆ１≦０．２×ｄｍとなすことによって、回転炉床炉１の下流側で固着抑制材Ｑの上に供給される塊成化物Ｐの、上下に重なりが生じない一層敷きが達成可能となる。
　一方、固着抑制材Ｑの上記平面度ｆ１が、ｆ１＞０．４×ｄｍとなる場合は、固着抑制材Ｑの上面の高低差が大き過ぎて、固着抑制材Ｑの上に供給される塊成化物Ｐの上下に重なりを生じ、回転炉床炉１の下流側における一層敷きが達成できない。
　更に、粒状金属鉄Ｐ１を排出した後または排出すると同時に、且つ、新たな固着抑制材Ｑを前記炉床５上に供給する前に、炉床５上に付着した古い固着抑制材Ｑ１の表層をスクリュー式排出装置１０を用いて除去し、炉床５上に残存した古い固着抑制材Ｑ１の平面度ｆ２を、塊成化物Ｐの平均粒径ｄｍの４０％以下とする。ここで、平面度ｆ２とは、前記平面度ｆ１が、均した後の固着抑制材Ｑの平面度であるのに対し、ここで言う平面度ｆ２は、回転炉床５上に残存する古い固着抑制材Ｑ1の平面度である点が相違している。
　そして、回転炉床５上に残存した固着抑制材Ｑ１の平面度ｆ２を、ｆ２≦０．４×ｄｍとなすことにより、新たに供給される固着抑制材Ｑを平滑に均すことを阻害することが無い。また、回転炉床炉１内で製造された粒状金属鉄Ｐ１を排出する際に、回転炉床５上への粒状金属鉄Ｐ１の排出残りが減少し、その結果溶鉄溜まりもほぼ発生せず、生産を阻害することが殆ど無い。更に、ｆ２≦０．２×ｄｍとなすことにより、新たに供給される固着抑制材Ｑを平滑に均すことが問題なく達成できる。そして、回転炉床炉１内で製造された粒状金属鉄Ｐ１を排出する際に、回転炉床５上への粒状金属鉄Ｐ１の排出残りが減少し、結果として溶鉄溜まりも発生せず、粒状金属鉄の生産を阻害することが無い。
　残存固着抑制材Ｑ１の平面度ｆ２が、ｆ２＞０．４×ｄｍとなる場合は、新たに供給される固着抑制材Ｑを平滑に均すことが難しくなるため、回転炉床炉１内で製造された粒状金属鉄Ｐ１を排出する際に、回転炉床５上への粒状金属鉄Ｐ１の排出残りが増大して、結果的に溶鉄溜まりが発生し、粒状金属鉄の生産を阻害することになる。
　次に、本発明の実施の形態に係る、スクリュー式固着抑制材均し装置８、スクリュー式塊成化物均し装置９及びスクリュー式排出装置１０の各スクリュー軸１１ａ，１３ａの撓みに関し、先ずスクリュー式排出装置１０のスクリュー１３を例にとって、図２，５を参照しながら説明する。図５は、図２のクリュー式排出装置のスクリューをＣ方向から矢視した模式的矢視図である。スクリュー式排出装置１０のスクリュー１３は、軸受１４，１４に両端支持されたスクリュー軸１３ａとスクリュー羽根１３ｂを備えている。
　そして、この様なスクリュー式排出装置１０のスクリュー軸１３ａの最大撓み量δmaxを６ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下とするので、排出後の炉床５に残存する粒状金属鉄Ｐ１及び固着抑制材Ｑの、炉床５幅方向の中心部と端部での高低差が少なくなり、回転炉床炉１の炉床５上で製造された粒状金属鉄Ｐ１の掻き残りが減少する。
　同様に、スクリュー式固着抑制材均し装置８のスクリュー軸１１ａの最大撓み量δmaxを６ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下とするので、固着抑制材Ｑの炉床５幅方向の中心部と端部での高低差が少なくなり、固着抑制材Ｑ上に製造された粒状金属鉄Ｐ１が固着抑制材Ｑ内に潜り込むことを抑制する。更に、スクリュー式塊成化物均し装置９のスクリュー軸１２ａの最大撓み量δmaxを６ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下とするので、塊成化物Ｐがスクリュー羽根１２ｂの下をすり抜けない。即ち、塊成化物Ｐの重なりの発生が抑制される。ここで、前記スクリュー軸１１ａ，１３ａにおける熱間時の最大撓み量は、単純支持の梁モデルによる計算によって求められる。
　また、スクリュー式固着抑制材均し装置８の次式（１）で定義される第１相対移動速度比、及びスクリュー式排出装置１０の次式（２）で定義される第２相対移動速度比の少なくとも何れか一方を１０～３０とする。
　第１相対移動速度比
＝スクリュー式固着抑制材均し装置のスクリュー外径(mm)×tan（リード角(度)）×条数（条）×スクリュー回転数（r/m）×π/ 60 /炉床中央部移動速度（mm/s）（１）
　第２相対移動速度比
＝スクリュー式排出装置のスクリュー外径(mm)×tan（リード角(度)）×条数（条）×スクリュー回転数（r/m）×π/ 60 /炉床中央部移動速度（mm/s）（２）
　上記粒状金属鉄の製造方法によれば、固着抑制材Ｑが、スクリュー式固着抑制材均し装置８のスクリュー羽根１１ｂまたは／及びスクリュー式排出装置１０のスクリュー羽根１３ｂによって飛び散ったり、すり抜けすることなく、平滑な固着抑制材Ｑの炉床面を成形することができる。前記第１相対移動速度比または／及び第２相対移動速度比が３０以下の場合は、固着抑制材Ｑの飛び散りの発生を抑制し、上記[１]を満足する平面度ｆ１に均すことができる。一方、前記第１相対移動速度比または／及び第２相対移動速度比が１０以上の場合は、固着抑制材Ｑが、スクリュー式固着抑制材均し装置８のスクリュー羽根１１ｂまたは／及びスクリュー式排出装置１０のスクリュー羽根１３ｂ下をすり抜けることを抑制し、上記[１]を満足する平面度ｆ１に均すことができる。
　更に、スクリュー式塊成化物均し装置９において、次式（３）で定義される第３相対移動速度比を２～１０とするものである。
　第３相対移動速度比
＝スクリュー式塊成化物均し装置のスクリュー外径(mm)×tan（リード角(度)）×条数（条）×スクリュー回転数（r/m）×π/ 60 /炉床中央部移動速度（mm/s）（３）
　ここで、上式（１）～（３）における「リード角」は、各スクリュー羽根のリード角であって、スクリュー式排出装置１０の場合を図５の符号θで例示する。また、「条数」は、スクリュー羽根の条数、「炉床中央部移動速度」は、炉床５の幅方向中央部における移動速度である。
　上記粒状金属鉄の製造方法によれば、塊成化物Pが、スクリュー式塊成化物均し装置９のスクリュー羽根１２ｂによって飛び散ったり、このスクリュー羽根１２ｂ下をすり抜けしない。即ち、前記第３相対移動速度比が１０以下の場合は、塊成化物Ｐの飛び散りの発生を抑制し、塊成化物Ｐの敷き密度の低下や重なりの発生を抑制する。一方、前記第３相対移動速度比が２以上の場合は、塊成化物Ｐがスクリュー式塊成化物均し装置９のスクリュー羽根１２ｂ下をすり抜けることを抑制し、塊成化物Ｐ同士の重なりの発生を抑制し、一層敷きが容易となる。
　次に、本発明の実施の形態に係るスクリュー式固着抑制材均し装置８、スクリュー式塊成化物均し装置９及びスクリュー式排出装置１０の各スクリュー１１，１２，１３に関し、先ずスクリュー式排出装置１０のスクリュー１３を例にとって、図２，図６を参照しながら説明する。図６は、図５のＤ部を右側から斜視した模式的斜視図である。
　このスクリュー式排出装置１０のスクリュー１３は、複数に分割された分割羽根１３ｂ－１を、ラグ１６を介してボルト１５ａ、ナット１５ｂにより、スクリュー軸１３ａ外周に連続したスクリュー羽根１３ｂとして固定して形成されている。この様にスクリュー羽根１３ｂを分割する場合、分割羽根１３ｂ－１，１３ｂ－１間には熱膨張吸収のための隙間Ｓが必要となるが、この分割羽根１３ｂ－１，１３ｂ－１間の隙間Ｓを熱間時に３ｍｍ以下としたので、分割羽根１３ｂ－１，１３ｂ－１間に粒状金属鉄Ｐ１が挟まることが抑止される。その結果、前記スクリュー羽根１３ｂ先端の平面度が保たれるため、炉床５の平面度も確保できる。
　同様に、スクリュー式固着抑制材均し装置８及びスクリュー式塊成化物均し装置９の各スクリュー１１，１２についても、複数に分割された分割羽根を、ラグを介してボルト、ナットによりスクリュー軸１１ａ，１２ａ外周に、連続したスクリュー羽根１１ｂ，１２ｂとして固定して形成されている。そして同時に、各分割羽根間の隙間Ｓを熱間時に３ｍｍ以下としたので、それら分割羽根間に塊成化物Ｐが挟まることが抑止される。その結果、前記スクリュー羽根１１ｂ，１２ｂ先端の平面度が保たれるため、炉床５上の塊成化物Ｐの平面度も確保できる。この様な分割羽根のスクリュー軸外周への固定は、溶接により固定しても良い。
　更に、本発明の実施の形態に係るスクリュー式固着抑制材均し装置８、スクリュー式塊成化物均し装置９及びスクリュー式排出装置１０の各スクリュー軸１１ａ，１２ａ，１３ａに関し、先ずスクリュー式塊成化物均し装置９のスクリュー軸１２ａを例にとって、図７を参照しながら説明する。図７は、図２の矢視Ｅ－Ｅを断面視した模式的立断面図である。
　このスクリュー式塊成化物均し装置９は、スクリュー軸１２ａの高さを、炉床５幅方向両側の外周壁２及び内周壁３の外側に設けられた軸昇降用電動シリンダー１７によって、調整可能にしている。スクリュー式塊成化物均し装置９のスクリュー１２（詳しくは、スクリュー羽根１２ｂ）の磨耗量は一定とならないため、定期的または不定期的にこの均し装置９の相対位置の調整が必要となるが、前記均し装置９のスクリュー軸１２ａの高さを、炉床５の内周及び外周両側から調整可能にすることにより、磨耗状態に応じた操業レベルの設定が容易に行える。尚、図７では、スクリュー式塊成化物均し装置９のスクリュー１２は、長手方向中央部でスクリュー羽根１２ｂの旋回方向を逆向きに変えているが、どちらか一方向の旋回方向としても良い。
　同様に、スクリュー式固着抑制材均し装置８及びスクリュー式排出装置１０夫々のスクリュー１１，１３（詳しくは、スクリュー羽根１１ｂ，１３ｂ）の磨耗量は一定とならないため、夫々の均し装置８、排出装置１０の相対位置の調整が必要となるが、前記均し装置８及び排出装置１０のスクリュー軸１１ａ，１３ａの高さを、夫々炉床５幅両側から調整可能にすることにより、磨耗状態に応じた操業レベルの設定が容易に行える。
　また更に、スクリュー式固着抑制材均し装置８、スクリュー式塊成化物均し装置９及びスクリュー式排出装置１０の各スクリュー羽根１１ｂ，１２ｂ，１３ｂのリード角は、１２～２６度の範囲とするのが好ましい。
　即ち、前記スクリュー羽根１３ｂのリード角θが１２度以上の場合は、塊成化物Ｐをスクリュー式塊成化物均し装置９により均す際には、前記塊成化物Ｐが固着抑制材Ｑにもぐり込むことを抑制し、粒状金属鉄Ｐ１をスクリュー式排出装置１０により排出する際には、前記粒状金属鉄Ｐ１が固着抑制材Ｑにもぐり込むことを抑制するため、掻き残りが減少する。一方、前記スクリュー羽根１１ｂ，１２ｂのリード角θが２６度以下の場合は、塊成化物Ｐを、スクリュー式塊成化物均し装置９により均等に均すことが容易になり、また粒状金属鉄Ｐ１を排出する際、スクリュー式排出装置１０による掻き出しが容易になる。
　以上の通り、本発明に係る粒状金属鉄の製造方法によれば、炉床上に供給された前記固着抑制材を、スクリュー式固着抑制材均し装置を用いて均等に均し、均した後の前記固着抑制材の平面度を、前記塊成化物の平均粒径の４０％以下とすると共に、これら固着抑制材上に供給された前記塊成化物を、スクリュー式塊成化物均し装置を用いて一層に均等敷きするので、移動床式炉床還元溶融炉の下流側で固着抑制材上に供給される前記塊成化物の均等な一層敷きが、阻害されることなく達成可能となる。また、移動式炉床還元溶融炉内で製造された粒状金属鉄を排出する際に、炉床上への粒状金属鉄の排出残りが減少し、その結果溶鉄溜まりも発生せず、粒状金属鉄の生産を阻害することが無い。
　次に、上記実施の形態において説明した回転炉床炉を、本発明に係る移動床式炉床還元溶融炉に用いた実施例につき、以下図１～６も参照しながら説明する。ここで、固着抑制材Ｑの粒径は３ｍｍ以下、塊成化物Ｐの粒径は１６～２２ｍｍ、平均粒径ｄｍは１８ｍｍのものを使用した。
＜実施例１（実施例１－１～１－２、比較例１－１）＞
　先ず、固着抑制材供給装置６により回転炉床５上に供給された固着抑制材Ｑを、スクリュー式固着抑制材均し装置８を用いて均等に均して、均した後の固着抑制材Ｑの平面度ｆ１を種々に変え、得られた夫々の平面度ｆ１の塊成化物平均粒径ｄｍに対する比（ｆ１／ｄｍ）において、これら固着抑制材Ｑ上に夫々塊成化物Ｐを供給し、スクリュー式塊成化物均し装置９を用いて平面状に均した結果を、実施例１（実施例１－１～１－２、比較例１－１）としてまとめて表１に示す。
　この結果によれば、平面度ｆ１の塊成化物平均粒径ｄｍに対する比（ｆ１／ｄｍ）が４５～６３％の範囲の比較例１－１では、塊成化物Ｐが重なって敷かれる個所が多数発生したのに対し、前記比（ｆ１／ｄｍ）が２７～３８％の範囲の実施例１－２では、塊成化物Ｐをほぼ一層に敷くことが可能で、更に、前記比（ｆ１／ｄｍ）を１４～１９％の範囲とした実施例１－１では、塊成化物Ｐの均一な一層敷きが可能であった。前記比（ｆ１／ｄｍ）が１４％未満の場合は、固着抑制材Ｑの平面度ｆ１が更に小さくなる場合であるから、塊成化物Ｐのより均一な一層敷きが可能であることは実施するまでも無い。
　即ち、前記比（ｆ１／ｄｍ）を４０％以下、好ましくは２０％以下とすると共に、これら固着抑制材Ｑ上に供給された塊成化物Ｐを、スクリュー式塊成化物均し装置9を用いて平面状に均等分散するので、炉床5の下流側で固着抑制材Qの上に供給される塊成化物Pの一層敷きが、阻害されることなく達成可能となる。
＜実施例２（実施例２－１～２－４、比較例２－１～２－２）＞
　次に、スクリュー式固着抑制材均し装置８及びスクリュー式排出装置１０における各スクリュー羽根１１ｂ，１３ｂの外径とリード角θを何種か変更すると共に、炉床５中央部の移動速度を変更して、前式（１）及び（２）で定義される前記均し装置８、排出装置１０の第１または第２相対移動速度比を変えて、粒状金属鉄Ｐ１の製造を行なった結果を、実施例２（実施例２－１～２－４、比較例２－１～２－２）としてまとめて表２に示す。この実施例２（実施例２－１～２－４、比較例２－１～２－２）において、スクリュー式固着抑制材均し装置８及びスクリュー式排出装置１０における、各スクリュー軸１１ａ，１３ａの熱間時の最大撓み量δmaxは３ｍｍであった。
　この結果によれば、第１相対移動速度比または第２相対移動速度比を５とした比較例２－１の場合は、固着抑制材Ｑがスクリュー式固着抑制材均し装置８のスクリュー羽根１１ｂと炉床５の隙間からすり抜け、その上に均された塊成化物Ｐに部分的な盛り上がりが発生し、第１相対移動速度比または第２相対移動速度比を３８とした比較例２－２の場合は、固着抑制材Ｑが前記スクリュー羽根１１ｂによって飛び散り、その上に均された塊成化物Ｐに部分的な重なりや薄く敷かれる個所が発生した。一方、第１相対移動速度比または第２相対移動速度比を１１～２７の範囲とした実施例２－１～２－４の場合は、何れも塊成化物Ｐをほぼ均一に一層敷きすることができた。
　即ち、スクリュー式固着抑制材均し装置８及びスクリュー式排出装置１０の前式（１）及び（２）で定義される夫々の第１及び第２相対移動速度比を１０～３０とするので、固着抑制材Ｑが、固着抑制材均し装置８及び排出装置１０のスクリュー羽根１１ｂ，１３ｂによって飛び散ったり、これらスクリュー羽根１１ｂ，１３ｂ下をすり抜けすることなく、塊成化物Ｐを均一に一層敷きすることができる。
＜実施例３（実施例３－１～３－４、比較例３－１～３－２）＞
　次に、スクリュー式塊成化物均し装置９におけるスクリュー羽根１２ｂ外径とリード角θを何種か変更すると共に、炉床５の移動速度を変更して、前式（３）で定義される前記均し装置９の第３相対移動速度比を変えて、炉床５の固着材抑制材Ｑ上に塊成化物Ｐを供給した後、スクリュー式塊成化物均し装置９によって平面状に均した結果を、実施例３（実施例３－１～３－４、比較例３－１～３－２）としてまとめて表３に示す。この実施例３（実施例３－１～３－４、比較例３－１～３－２）においても、スクリュー式塊成化物均し装置９のスクリュー軸１２ａの最大撓み量δmaxは３ｍｍであった。また、炉床５上に敷かれた固着抑制材Ｑの平面度ｆ１は、何れも６ｍｍ以下であった。
　この結果によれば、第３相対移動速度比を１とした比較例３－１の場合は、塊成化物Ｐがスクリュー式塊成化物均し装置９のスクリュー羽根１２ｂと炉床５の隙間からすり抜け、その上に均された塊成化物Ｐに部分的な重なりが発生した。また、第３相対移動速度比を１５とした比較例３－２の場合は、塊成化物Ｐが前記スクリュー羽根１２ｂによって飛び散り、塊成化物Ｐに部分的な重なりや薄く敷かれる個所が発生するので、塊成化物Ｐを一層敷きすることは不可能であった。一方、第３相対移動速度比を３～９の範囲とした実施例３－１～３－４の場合は、何れも塊成化物Ｐをほぼ一層敷きに敷くことができた。
　即ち、スクリュー式塊成化物均し装置９の前式（３）で定義される第３相対移動速度比を２～１０とするので、塊成化物Pが、前記塊成化物均し装置９のスクリュー羽根１２ｂによって飛び散ったりすり抜けすることなく、塊成化物Ｐのほぼ一層敷きが可能となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　以上説明した通り、本発明に係る粒状金属鉄の製造方法によれば、前記粒状金属鉄を排出した後または排出すると同時に、且つ、新たな固着抑制材を前記炉床上に供給する前に、炉床上に付着した古い固着抑制材の表層をスクリュー式排出装置を用いて除去し、炉床上に残存した古い固着抑制材の平面度を、前記塊成化物の平均粒径の４０％以下とするので、新たに充填される固着抑制材を均等に均すことを阻害しない。また、移動式炉床還元溶融炉内で製造された粒状金属鉄を排出する際に、炉床上への粒状金属鉄の排出残りが減少し、その結果溶鉄溜まりも発生せず、粒状金属鉄の生産を阻害することが無い。
　本出願を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、2010年8月30日出願の日本特許出願（特願2010－192343）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明によれば、移動床式炉床還元溶融炉の炉床上に供給された固着抑制材を平面状に均すこと、平面状に均した前記固着抑制材上に、酸化鉄含有物質と炭素質還元材とを含む塊成化物を供給すること、前記固着抑制材上に供給された前記塊成化物を平面状に均すこと、次いで、加熱して前記塊成化物中の酸化鉄を還元溶融して粒状金属鉄を得ること、得られた粒状金属鉄をスクリュー式排出装置を用いて排出することを含む粒状金属鉄の製造方法において、固着抑制材均し装置、塊成化物均し装置及び排出装置と前記炉床上の物理的状態を最適化することによって、塊成化物の一層積みをなし得て均一な加熱処理を行い、高品質な粒状金属鉄を歩留まり良く製造することが可能となる。
Ｐ：塊成化物（粒状金属鉄原料）
Ｐ１：粒状金属鉄
Ｑ：固着抑制材
Ｑ１：古い固着抑制材
Ｑｆ：平面状に均した後の固着抑制材の平均面
ｆ１：個着抑制材の平面度
Ｓ：隙間
θ：リード角
δmax：最大撓み量
１：回転炉床炉
２：外周壁
３：内周壁
４：天井部
５：回転炉床
６：固着抑制材供給装置
７：塊成化物供給装置
６ａ，７ａ：ベルトコンベア
６ｂ，７ｂ：受入ホッパー
８：スクリュー式固着抑制材均し装置
９：スクリュー式塊成化物均し装置
１０：スクリュー式排出装置
１１，１２，１３：スクリュー
１１ａ，１２ａ，１３ａ：スクリュー軸
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ：スクリュー羽根
１３ｂ－１：分割羽根
１４：軸受
１５ａ：ボルト
１５ｂ：ナット
１６：ラグ
１７：軸昇降用電動シリンダー

Claims (8)

  1. 　移動床式炉床還元溶融炉の炉床上に供給された固着抑制材を平面状に均すこと、
    　平面状に均した前記固着抑制材上に、酸化鉄含有物質と炭素質還元材とを含む塊成化物を供給すること、
    　前記固着抑制材上に供給された前記塊成化物を平面状に均すこと、
    　次いで、加熱して前記塊成化物中の酸化鉄を還元溶融して粒状金属鉄を得ること、
    　得られた粒状金属鉄をスクリュー式排出装置を用いて排出することを含む粒状金属鉄の製造方法であって、
    　炉床上に供給された前記固着抑制材を、スクリュー式固着抑制材均し装置を用いて均等に均し、
    　均した後の前記固着抑制材の平面度を、前記塊成化物の平均粒径の４０％以下とすると共に、
    　前記固着抑制材上に供給された前記塊成化物を、スクリュー式塊成化物均し装置を用いて一層に均等敷きすることを特徴とする粒状金属鉄の製造方法。
  2. 　前記粒状金属鉄を排出した後または排出すると同時に、且つ、新たな固着抑制材を前記炉床上に供給する前に、炉床上に残留した古い固着抑制材の表層をスクリュー式排出装置を用いて除去し、炉床上に残存した古い固着抑制材の平面度を、前記塊成化物の平均粒径の４０％以下とすることを特徴とする請求項１記載の粒状金属鉄の製造方法。
  3. 　前記スクリュー式固着抑制材均し装置、スクリュー式塊成化物均し装置及びスクリュー式排出装置の少なくとも何れか一つの装置のスクリュー軸の熱間時における最大撓み量を６ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の粒状金属鉄の製造方法。
  4. 　前記スクリュー式固着抑制材均し装置の次式（１）で定義される第１相対移動速度比、及びスクリュー式排出装置の次式（２）で定義される第２相対移動速度比の少なくとも何れか一方を１０～３０とすることを特徴とする請求項１に記載の粒状金属鉄の製造方法。
    　第１相対移動速度比
    ＝スクリュー式固着抑制材均し装置のスクリュー外径(mm)×tan（リード角(度)）×条数（条）×スクリュー回転数（r/m）×π/ 60 /炉床中央部移動速度（mm/s）（１）
    　第２相対移動速度比
    ＝スクリュー式排出装置のスクリュー外径(mm)×tan（リード角(度)）×条数（条）×スクリュー回転数（r/m）×π/ 60 /炉床中央部移動速度（mm/s）（２）
  5. 　前記スクリュー式塊成化物均し装置の次式（３）で定義される第３相対移動速度比を２～１０とすることを特徴とする請求項１に記載の粒状金属鉄の製造方法。
    　第３相対移動速度比
    ＝スクリュー式塊成化物均し装置のスクリュー外径(mm)×tan（リード角(度)）×条数（条）×スクリュー回転数（r/m）×π/ 60 /炉床中央部移動速度（mm/s）（３）
  6. 　前記スクリュー式固着抑制材均し装置、スクリュー式塊成化物均し装置及びスクリュー式排出装置の少なくとも何れか一つの装置のスクリューが、複数に分割された分割羽根を、ボルトとナットまたは溶接によりスクリュー軸外周に連続したスクリュー羽根として固定されると共に、前記分割羽根間の隙間を熱間時に３ｍｍ以下に形成されることを特徴とする請求項１に記載の粒状金属鉄の製造方法。
  7. 　前記均し装置及び排出装置の少なくとも一つのスクリュー軸高さを、前記移動床式炉床還元溶融炉の炉床幅両側から調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の粒状金属鉄の製造方法。
  8. 　前記均し装置及び排出装置の少なくとも一つのスクリュー羽根のリード角を１２～２６度の範囲とすることを特徴とする請求項１に記載の粒状金属鉄の製造方法。
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