WO2018012287A1 - 回転炉床炉および回転炉床炉を用いた還元鉄の製造方法 - Google Patents

回転炉床炉および回転炉床炉を用いた還元鉄の製造方法 Download PDF

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WO2018012287A1
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WO
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heating zone
gas
introduction
annular space
flow rate
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PCT/JP2017/023709
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朋紀 植村
澄人 橋本
耕司 徳田
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株式会社神戸製鋼所
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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    • 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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    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
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    • C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
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    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
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    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/66—Heat exchange

Definitions

  • the present invention relates to a rotary hearth furnace and a method for producing reduced iron using the rotary hearth furnace.
  • the rotary hearth furnace described in Patent Document 1 includes an annular hearth body and an annular hearth that rotates horizontally in a predetermined rotation direction.
  • An annular space is formed by the annular furnace body and the annular hearth.
  • the annular space has a heating section in which the agglomerate in the furnace is heated by the heating burner and a non-heating section in which the heating is not performed.
  • the agglomerate placed on the hearth passes through the heating section with the rotation of the hearth, and is heated and reduced during that time. As a result, reduced iron is generated.
  • the gas generated in the annular space during the operation of the rotary hearth furnace is exhausted out of the furnace as exhaust gas by the exhaust means.
  • the gas flow in the annular space includes flows in opposite directions, that is, a forward gas flow flowing in the rotation direction of the hearth and a reverse gas flow flowing in the direction opposite to the rotation direction. Flow toward the exhaust means.
  • the heat exchange efficiency between the exhaust gas and the agglomerates on the hearth is the highest. Since it becomes high, it becomes possible to utilize the heat of exhaust gas effectively for reduction iron manufacture.
  • the branch point of the gas flow in the two directions is positioned at the boundary between the heating section and the non-heating section at the downstream end in the rotation direction in the heating section. It is necessary to adjust the pressure in the annular space.
  • the exhaust means is installed in the non-heating section in order to obtain the completely counterflow in the heating section.
  • outside air intake means for taking outside air into the annular space is installed at a position upstream of the exhaust means in the rotational direction.
  • the outside air taking-in means takes outside air into the non-heating zone and increases the pressure in the non-heating zone for the purpose of increasing the pressure loss in order to balance the pressure between the heating zone and the non-heating zone.
  • the pressure adjustment of the annular space is performed so that the position of the branch point of the two-way flow of the exhaust gas approaches the boundary between the heating section and the non-heating section.
  • the position of the branch point of the exhaust gas flow is adjusted only by increasing the pressure in the non-heating section by the air taken into the furnace by the outside air taking-in means. If the amount of exhaust gas varies greatly depending on the combustion state of the heating burner in the space, the amount of air taken into the furnace by the outside air intake means must be changed correspondingly. For this reason, it is difficult to adjust the position of the above branch point so as to be near the boundary between the heating section and the non-heating section while suppressing the amount of air taken into the furnace.
  • the present invention relates to a rotary hearth furnace and a rotary hearth furnace capable of adjusting the position of the branch point of the exhaust gas to be near the boundary between the heating zone and the non-heating zone while suppressing the amount of gas taken into the furnace.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing reduced iron using iron.
  • a rotary hearth furnace for producing reduced iron by reducing iron oxide by heating an agglomerate containing iron oxide, and a side portion of an annular space having an annular shape and
  • a furnace body having a pair of peripheral walls and a top plate surrounding the upper part, a bottom part of the annular space, an annular hearth part rotatable in a predetermined rotation direction, and exhaust gas generated inside the annular space
  • An exhaust part that discharges to the outside of the furnace body, an introduction part, and a flow rate adjustment part are provided.
  • the annular space has a heating zone that heats the agglomerate placed on the hearth and a non-heating zone that does not heat the agglomerate, and the heating zone and the
  • the annular space is formed by connecting the non-heating zone in an annular shape.
  • the exhaust part is disposed in the non-heating zone.
  • the introduction part is arranged on the upstream side of the exhaust part in the rotation direction in the non-heating zone, and introduces a pressure adjusting gas for adjusting the pressure inside the annular space into the non-heating zone.
  • the flow rate adjusting unit is disposed between the introduction unit and the exhaust unit in the non-heating zone, and adjusts the flow rate of the gas flowing through the non-heating zone by adjusting the opening area of the non-heating zone.
  • a furnace body having a pair of peripheral walls and a top plate surrounding a side and an upper part of an annular space having an annular shape, and an annular hearth that constitutes the bottom of the annular space and is rotatable in a predetermined rotation direction.
  • the exhaust operation for exhausting the exhaust gas generated inside the annular space in the non-heating zone connected to the heating zone in the annular space to the outside of the annular space, and the rotation direction, Introducing the pressure adjusting gas at a position upstream of the position where the exhaust gas is discharged in the non-heated zone, and adjusting the opening area of the non-heated zone, the exhaust gas in the non-heated zone
  • a flow rate adjusting operation for adjusting the flow rate of the gas flowing between the discharge position for discharging the gas and the introduction position for introducing the pressure adjusting gas.
  • FIG. 1 is a plan view of a rotary hearth furnace according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the cross section along the II-II line
  • FIG. 1 and 2 show a rotary hearth furnace 1 according to this embodiment.
  • This rotary hearth furnace 1 discharges an annular furnace body 2, an annular hearth part 3, a bedding charcoal supply part 4, an agglomerate supply part 5, reduced iron and the like after production to the outside of the furnace. And an exhaust section 7 for exhausting exhaust gas generated inside the furnace body 2 to the outside of the furnace.
  • the hearth part 3 rotates and moves inside the furnace body 2, and the agglomerate P containing iron oxide placed on the hearth part 3 is heated inside the furnace body 2. Is done. Thereby, the iron oxide is reduced to produce reduced iron.
  • the furnace body 2 and the hearth part 3 are composed of, for example, a water-cooled support metal and a refractory such as alumina applied on the surface thereof.
  • the furnace body 2 has a shape surrounding a side portion and an upper portion of a ring-shaped annular space 2a.
  • the furnace body 2 includes, for example, a pair of peripheral walls 2c that are arranged concentrically and face each other in the radial direction, and a top plate 2b that connects upper ends of the pair of peripheral walls 2c.
  • the pair of peripheral walls 2 c and 2 d and the top plate 2 b define the annular space 2 a together with the hearth part 3.
  • the hearth part 3 constitutes a bottom part of the annular space 2a and has a structure that can rotate in a predetermined rotation direction R.
  • the hearth part 3 has an annular shape concentric with the pair of peripheral walls 2c, and has a certain width along the radial direction thereof.
  • the hearth part 3 is rotatable about the vertical axis in the rotation direction R (counterclockwise direction in FIG. 1) while defining the bottom of the annular space 2a.
  • the rotary hearth furnace 1 further includes a driving device (not shown), and the driving device applies a driving force to the hearth part 3 to rotate it in the rotation direction R.
  • the rotary hearth furnace 1 has a seal structure that prevents outside air or the like from entering the annular space 2a. Specifically, the seal structure basically blocks the annular space 2a formed by the furnace body 2 and the hearth part 3 from outside air.
  • the annular space 2a has a heating zone Z1 and a non-heating zone Z2.
  • the heating zone Z1 the agglomerate P placed on the hearth part 3 is heated.
  • the non-heating zone Z2 the agglomerate P is not heated.
  • the annular space 2a is formed by connecting the heating zone Z1 and the non-heating zone Z2 in an annular shape.
  • the rotary hearth furnace 1 further includes a plurality of heating burners (not shown).
  • the plurality of heating burners are provided in the heating zone Z1 so as to be arranged at intervals in the circumferential direction of the zone Z1.
  • the plurality of heating burners heat the agglomerate P and gas passing through the inside of the heating zone Z1 at a high temperature (about 1200 to 1500 ° C.) by burning natural gas or the like.
  • the iron oxide contained in the agglomerate P is reduced to produce reduced iron (specifically, granular molten metal iron).
  • the temperature inside the zone Z1 is adjusted by, for example, adjusting the combustion of the heating burner so that the downstream region in the rotation direction R becomes high temperature.
  • the non-heating zone Z2 includes a cooling zone Z21 adjacent to the downstream end of the heating zone Z1, a machine room Z22 located downstream of the cooling zone Z21, and the machine room Z22. And an exhaust section Z23 located on the downstream side and on the upstream side of the combustion zone Z1.
  • a cooling device (not shown) for cooling the reduced iron and slag on the hearth part 3 is provided.
  • the reduced iron produced in the heating zone Z1 and the slag as a by-product thereof are cooled and solidified when passing through the cooling zone Z21.
  • a peep window for enabling the inside of the annular space 2 a to be visually recognized from the outside is provided on the peripheral wall 2 c of the furnace body 2.
  • the machine room Z22 includes the above-mentioned floor as a mechanism for supplying the agglomerated material P and the bedrock charcoal laid on the hearth part 3 into the furnace, and for discharging the reduced iron and the like after production to the outside of the furnace.
  • a charcoal supply unit 4, an agglomerate supply unit 5, and a discharge unit 6 are arranged.
  • the bedding charcoal supply unit 4 supplies the bedding charcoal to the upper surface of the hearth part 3.
  • the floor charcoal is a fine carbon material laid on the upper surface of the hearth part 3 in order to avoid contact between the agglomerate P and the hearth part 3.
  • the floor charcoal is interposed between the agglomerate P and the hearth part 3 so that reduced iron and its by-product slag produced during the production of reduced iron adhere to the hearth part 3. To prevent that.
  • the agglomerate supply unit 5 is arranged on the downstream side of the bedding charcoal supply unit 4 in the rotation direction R.
  • the agglomerate supply unit 5 supplies the agglomerate P containing iron oxide to the upper surface of the hearth part 3 (specifically, on the floor charcoal laid on the upper surface of the hearth part 3).
  • the agglomerate P is a substantially spherical solid containing a carbonaceous reducing agent and iron oxide.
  • the discharge unit 6 is downstream of the agglomerate supply unit 5 in the rotational direction R, specifically, downstream of the heating zone Z1 and the cooling zone Z21 (in FIGS. 1 and 2, upstream of the machine chamber Z22). Near the side edge).
  • the discharge part 6 has a configuration capable of taking out reduced iron and slag generated by reducing iron oxide contained in the agglomerate P inside the heating zone Z1 to the outside of the furnace body 2.
  • the discharge unit 6 may include a rotating shaft extending in the horizontal direction and a spiral screw portion that rotates integrally with the rotating shaft. The screw portion can scrape the reduced iron in the horizontal direction by rotating together with the rotating shaft, and can discharge the reduced iron to the outside of the furnace body via the reduced iron discharge chute 13.
  • the exhaust section 7 is arranged in the exhaust section Z23.
  • the exhaust part 7 is configured to exhaust the exhaust gas generated inside the annular space 2 a to the outside of the furnace body 2.
  • the exhaust unit 7 includes, for example, a chimney 7a that extends through the ceiling of the furnace body 2 in the vertical direction, and an exhaust fan (not shown) that sucks gas inside the chimney 7a.
  • the exhaust fan generates a negative pressure that sucks the exhaust gas inside the annular space 2a out of the furnace.
  • the exhaust gas generated inside the annular space 2a is divided into two gas flows FL1 and FL2 having opposite directions, but is finally collected in the exhaust part 7, and from the exhaust part 7 to the outside of the furnace body 2. Discharged.
  • the two gas flows are a reverse gas flow FL1 opposite to the rotation direction R and a forward gas flow FL2 in the same direction as the rotation direction R.
  • the rotary hearth furnace 1 of the present embodiment introduces a pressure adjusting gas into the non-heating zone Z2 in order to control the gas flows FL1 and FL2 of the exhaust gas generated inside the annular space 2a. 9 and a flow rate adjusting unit 10 that adjusts the flow rate of the gas flowing through the non-heating zone Z2.
  • the introduction part 9 is arranged upstream of the exhaust part 7 in the rotation direction R in the machine room Z22 of the non-heating zone Z2 (left side of the exhaust part 7 in FIGS. 1 and 2).
  • the introducing portion 9 introduces a pressure adjusting gas, which is a gas for adjusting the pressure inside the annular space 2a, into the machine chamber Z22.
  • the pressure adjusting gas is introduced into the machine chamber Z22 so as to adjust the pressure loss in the non-heating zone Z2 and balance the pressure inside the annular space 2.
  • the introduction unit 9 includes a blower 9a, an introduction pipe 9b, and a control valve 9c.
  • the introduction pipe 9b has an inlet side end 9b1 and an outlet side end 9b2.
  • the inlet side end portion 9b1 communicates with the exhaust port of the blower 9a.
  • the outlet side end portion 9b2 communicates with the upstream end portion of the machine room Z22 in the rotation direction R.
  • the blower 9a sends air outside the furnace body 2 as the pressure adjusting gas to the machine room Z22 through the introduction pipe 9b.
  • the blower 9a is a push-in fan, for example, a centrifugal fan.
  • the introduction unit 9 includes the blower 9a, so that air outside the furnace main body 2 can be used as the pressure adjusting gas at low cost.
  • the pressure adjusting gas may be a gas other than air (for example, nitrogen or carbon dioxide).
  • the control valve 9c is provided in the middle of the introduction pipe 9b and adjusts the introduction amount of the pressure adjusting gas (for example, air) introduced into the non-heating zone Z2.
  • the control valve 9c may be provided on the suction side of the blower 9a.
  • the introduction amount adjusting unit according to the present invention is not limited to the control valve 9c.
  • the blower 9a may include a blowing amount variable means such as an inverter motor as an introduction amount adjusting unit. That is, the blower itself may have a function of adjusting the introduction amount.
  • the inlet pipe 9b has an outlet side end portion 9b2 communicating with the upstream end portion of the machine room Z22 in the rotational direction R as described above. It is possible to introduce air upstream of 4. 1 and 2 show an introduced air flow FL3 that flows in the same direction as the rotational direction R. FIG. This introduced air flow FL3 can prevent the floor charcoal supplied from the floor charcoal supply section 4 to the hearth section 3 from being scattered by the air.
  • the arrangement of the outlet side end portion 9b2 enables the introduction portion 9 to introduce air from the blower 9a to the downstream side of the cooling zone Z21 in the non-heating zone Z2 in the rotation direction R. This makes it possible to prevent reoxidation of reduced iron by air in the cooling zone Z21. And since the said air is not introduce
  • the introduction and adjustment of the pressure adjusting gas can be performed only by the control valve 9c, only the blower 9a (push-in fan), or a combination of both. Considering the balance of the blowing pressure, it is preferable to use at least the blower 9a. However, when using a gas that already has a sufficient pressure, such as pressurized air, the introduction and the adjustment thereof can be performed only by the adjustment valve 9c.
  • the flow rate adjusting unit 10 is disposed between the introduction unit 9 and the exhaust unit 7 in the rotation direction R.
  • the flow rate adjustment unit 10 adjusts the opening area of the non-heating zone Z2, thereby adjusting the gas flow between the introduction unit 9 and the exhaust unit 7 in the non-heating zone Z2, that is, the forward direction of the exhaust gas.
  • the flow rate of the gas flow FL4 in which the gas flow FL2 and the introduction air flow FL3 are merged is adjusted.
  • the flow rate adjusting unit 10 can give a pressure difference between the introduction unit 9 and the exhaust unit 7, in other words, can give a pressure loss to the gas flow FL4.
  • the “opening area” of the non-heating zone Z2 means, for example, the area of the opening in the cross section of the flow path of the gas flow FL4 in the non-heating zone Z2.
  • the flow rate adjusting unit 10 includes a partition wall 10a that can be moved up and down, and a drive unit 10b that lifts and lowers the partition wall 10a.
  • the partition wall 10a is made of, for example, a water-cooled support metal and a refractory material such as alumina applied on the surface thereof in the same manner as the furnace body 2.
  • the partition wall 10a is installed inside the annular space 2a, and has a lower end portion that faces the hearth portion 3 in the vertical direction and can approach and separate in the vertical direction.
  • the partition wall 10a moves up and down so as to adjust the opening area, which is an area of a gap formed between the lower end portion and the hearth portion 3.
  • the partition wall 10a according to the present embodiment is arranged on the upstream side of the floor charcoal supply unit 4 in the rotation direction R. This means that even when the speed of the gas flow FL4 is increased by the restriction of the gas flow FL4 between the introduction part 9 and the exhaust part 7 by the partition wall 10a, the gas is caused to flow by the floor bedding coal supply part 4. It is possible to suppress blowing off the floor charcoal laid on the upper surface of the hearth part 3.
  • the partition wall 10a according to the present embodiment is disposed on the downstream side of the discharge unit 6 in the rotation direction R. This is because, even when the partition wall 10a reduces the flow rate of the gas flow FL4 to increase the flow velocity of the gas, the hearth portion 3 before the gas flow FL4 is discharged by the discharge portion 6 is used. This makes it possible to prevent the floor charcoal existing on the top surface of the steel from being blown away.
  • reduced iron is manufactured by the following manufacturing method.
  • the manufacturing method is (I) heating the agglomerate P containing iron oxide placed on the hearth part 3 in the heating zone Z1 constituting a part of the annular space 2a to reduce the iron oxide; Heating operation to produce reduced iron by this, (II) an exhaust operation for exhausting exhaust gas generated inside the annular space 2a in the non-heating zone Z2 connected to the heating zone Z1 in the annular space 2a to the outside of the annular space 2a; (III) About the rotation direction R, an introduction operation for introducing the pressure adjusting gas to a position upstream of the position where the exhaust gas is discharged in the non-heating zone Z2, (IV) By adjusting the opening area of the non-heating zone Z2, the flow rate of the gas flowing between the discharge position where the exhaust gas is discharged and the introduction position where the pressure adjustment gas is introduced in the non-heating zone Z2 is adjusted.
  • the flow adjustment operation to adjust including.
  • the heating operation, the exhaust operation, and the introduction operation are performed in parallel.
  • the flow rate adjustment operation may be performed constantly in parallel with the three operations, or may be performed intermittently.
  • the flow rate adjusting operation is intermittently performed only when there is a large change in pressure loss due to large fluctuations in the amount of exhaust gas in the furnace, such as at the start of production of reduced iron or when shifting to production rated operation. Also good.
  • the bedding charcoal supply unit 4 supplies the bedding charcoal onto the hearth 3 rotating in the rotation direction R.
  • the agglomerate supply unit 5 supplies the agglomerate P on the floor charcoal.
  • the agglomerate P placed on the hearth part 3 moves in the rotation direction R in the heating zone Z1 as the hearth part 3 rotates.
  • the temperature of the agglomerate P rises and iron oxide contained in the agglomerate P is reduced.
  • the produced reduced iron is further heated and melted.
  • the reduced iron separates from the slag and agglomerates to produce granular molten metal iron.
  • the manufactured granular molten metal iron and slag are cooled and solidified when passing through the cooling zone Z21.
  • the granular metallic iron, slag, and bedding charcoal after the cooling are discharged out of the furnace by the discharge unit 6.
  • the exhaust part 7 installed in the exhaust section Z23 of the non-heating zone Z2 sucks the exhaust gas generated inside the annular space 2a.
  • the exhaust gas sucked in this way is branched into gas flows FL1 and FL2 in opposite directions to flow inside the annular space 2a and finally collected in the exhaust part 7.
  • the collected exhaust gas is discharged from the exhaust portion 7 to the outside of the annular space 2a.
  • the blower 9a of the introduction unit 9 is activated, and the pressure adjusting gas is upstream of the exhaust unit 7 that discharges the exhaust gas in the non-heating zone Z2 (that is, the machine chamber Z22) in the rotation direction R.
  • air is introduced to form an introduced air flow FL3.
  • the introduced air flow FL3 merges with the forward gas flow FL2 to be a gas flow FL4, and is discharged from the exhaust portion 7 to the outside of the annular space 2a.
  • the amount of air introduced into the non-heating zone Z2 is adjusted by the control valve 9c of the introduction unit 9 according to the change in the amount of exhaust gas.
  • the control valve 9c is configured such that the pressure at the downstream end of the heating zone Z1 in the rotation direction R, that is, the boundary BR between the heating zone Z1 and the non-heating zone Z2, is circular.
  • the amount of air introduced is adjusted so as to be the highest in the space 2a.
  • the pressure at the downstream end of the heating zone Z1 in the rotation direction R that is, the boundary BR between the heating zone Z1 and the non-heating zone Z2, is highest in the annular space 2a.
  • the flow rate of the gas flow FL4 in the non-heating zone Z2 is adjusted by raising and lowering the partition wall 10a.
  • the combination of the introduction unit 9 and the flow rate adjustment unit 10 includes the heating zone Z1 and the non-heating zone Z2 that are downstream ends in the rotation direction R in the heating zone Z1. It is possible to adjust the flow rate of the gas flow FL4 in the non-heated zone Z2 so that the pressure at the boundary BR is highest in the annular space 2a.
  • the rotary hearth furnace 1 further includes at least one pressure detection unit 15.
  • the pressure detector 15 is installed, for example, in the annular space 2a and detects the boundary BR and the pressure in the vicinity thereof.
  • the at least one pressure detection unit 15 is preferably arranged at a total of three locations, for example, one in the circumferential direction before and after the boundary BR. The arrangement is based on the pressure detected by the three pressure detectors 15 after the partition wall 10a of the flow rate adjusting unit 10 is moved up and down to adjust the opening area of the gap between the partition wall 10a and the hearth part 3. It is possible to adjust the amount of air introduced by the adjusting valve 9c of the introduction portion 9.
  • the pressure detectors 15 are arranged at least at three locations.
  • the at least one pressure detection unit 15 may include one arranged at the boundary BR (target position) and one arranged at each of the upstream side and the downstream side thereof.
  • the accuracy is inferior to that when arranged at three or more places, but the gas flow direction is changed from the observation window installed in the cooling zone Z21. It is possible to adjust the position of the branch point S while confirming.
  • the partition wall 10a is made of a refractory material and has a large weight, the response of adjusting the opening area by raising and lowering the partition wall 10a is lower than the response of adjusting the air introduction amount by the introduction part 9. Therefore, it is preferable to adjust the position of the gas branch point S in consideration of this point. For example, at the start of production where the combustion amount of the heating burner in the heating zone Z1 is relatively low, the pressure loss in the heating zone Z1 is expected to be smaller than that during rated operation. It is possible to adjust the position of the gas branch point S to a preferred position in a shorter time by adjusting the opening area with 3 narrow in advance.
  • the introduction amount of air is finely adjusted by the control valve 9 c of the introduction unit 9 based on the change in pressure detected by the at least one pressure detection unit 15. This makes it possible to respond with high responsiveness to changes in the amount of exhaust gas generated from the heating zone Z1.
  • the flow rate adjusting unit 10 is provided between the introduction unit 9 and the exhaust unit 7.
  • the opening area of the non-heating zone Z2 the flow rate of the gas flow FL4 in the non-heating zone Z2 (that is, the gas flow in which the forward gas flow FL2 of the exhaust gas and the introduction air flow FL3 merge) is adjusted. .
  • a pressure loss corresponding to the pressure difference between the introduction part 9 and the exhaust part 7 can be applied to the gas flow FL4.
  • the flow rate adjusting operation and the introduction by the flow rate adjusting unit 10 are maintained so as to maintain a good pressure balance. It is possible to adjust the pressure loss of the non-heating zone Z2 by one or both of the introduction operations by the section 9. For example, it is preferable that adjustment of the pressure loss in the non-heating zone Z2 with respect to a large variation in the heating zone Z1 is performed by the flow rate adjustment operation, and adjustment for a small variation is performed by the introduction operation. This makes it possible to better maintain the pressure balance between the heating zone Z1 and the non-heating zone Z2.
  • the opening area is adjusted to an appropriate area by the flow rate adjusting unit 10
  • a sufficient pressure loss can be achieved even if the introduction amount of air, which is a pressure adjusting gas, from the introducing unit 9 is kept low.
  • This makes it possible to adjust the position of the branch point S of the gas flows FL1 and FL2 in the two directions of the exhaust gas so as to be near the boundary between the heating zone Z1 and the non-heating zone Z2.
  • the rotary hearth furnace 1 of the present embodiment is provided with the flow rate adjusting unit 10 so as to give a pressure loss to the gas flow FL4 in the non-heating zone Z2 within a very limited narrow area of the non-heating zone Z2. be able to. Therefore, it is possible to effectively use the space of the non-heating zone Z2. Without the flow rate adjusting part 10, it is necessary to give a pressure loss to the entire section from the introducing part 9 to the exhaust part 7 only by introducing external air by the introducing part 9, and this is a very large flow rate. Requires the introduction of air. However, in the rotary hearth furnace 1 of the above embodiment, the adjustment of the flow rate by the flow rate adjustment unit 10 makes it possible to suppress the flow rate of the introduced air by the introduction unit 9.
  • the flow rate adjusting unit 10 is configured to change the boundary BR between the heating zone Z1 and the non-heating zone Z2 that is the downstream end of the heating zone Z1 in the rotation direction R.
  • the flow rate of the gas flowing through the non-heating zone Z2 is adjusted so that the pressure becomes the highest in the annular space 2a.
  • the flow rate adjusting unit 10 adjusts the flow rate of the gas flowing through the non-heating zone Z2 as described above, and thereby the branch point S of the gas flows FL1 and FL2 inside the annular space 2a is set in the heating zone Z1 with respect to the rotation direction R.
  • the branch point S is adjusted so as to be positioned on the boundary BR. This is because the thermal efficiency of the entire furnace decreases (fuel consumption deteriorates) even if the branch point S deviates from the boundary BR to either the heating zone Z1 or the non-heating zone Z2.
  • the introduction part 9 in the rotary hearth furnace 1 of the present embodiment has a control valve 9c that adjusts the introduction amount of the gas for pressure adjustment introduced into the non-heating zone Z2. It is possible to accurately adjust the introduction amount of the pressure adjusting gas introduced into the heating zone Z2. This makes it possible to accurately adjust the position of the branch point S of the gas flows FL1 and FL2 of the exhaust gas.
  • the flow rate adjusting unit 10 of the rotary hearth furnace 1 of the present embodiment is an area of a gap formed between the lower end part of the partition wall 10a and the hearth part 3 by raising and lowering the partition wall 10a.
  • the partition wall 10a can have a simple structure, for example, a structure made of a water-cooled support metal and a refractory material applied to the surface thereof, and thus can have high durability.
  • the flow rate adjusting unit 10 includes the partition wall 10a that can be raised and lowered, but the present invention is not limited to this.
  • the flow rate adjusting unit according to the present invention has, for example, a rotating shaft extending in the horizontal direction instead of a partition wall that can be raised and lowered, and a partition plate that rotates about the rotating shaft as a rotation center, and rotation of the partition plate.
  • the opening area of the gap formed above and below the partition plate may be changed by changing the angle.
  • the rotary hearth furnace and rotary hearth capable of adjusting the position of the branch point of the exhaust gas to be near the boundary between the heating zone and the non-heating zone while suppressing the amount of gas taken into the furnace
  • a method for producing reduced iron using a furnace is provided.
  • a rotary hearth furnace for producing reduced iron by reducing iron oxide by heating an agglomerate containing iron oxide, and a side portion of an annular space having an annular shape and
  • a furnace body having a pair of peripheral walls and a top plate surrounding the upper part, a bottom part of the annular space, an annular hearth part rotatable in a predetermined rotation direction, and exhaust gas generated inside the annular space
  • An exhaust part that discharges to the outside of the furnace body, an introduction part, and a flow rate adjustment part are provided.
  • the annular space has a heating zone that heats the agglomerate placed on the hearth and a non-heating zone that does not heat the agglomerate, and the heating zone and the
  • the annular space is formed by connecting the non-heating zone in an annular shape.
  • the exhaust part is disposed in the non-heating zone.
  • the introduction part is arranged on the upstream side of the exhaust part in the rotational direction, and introduces a pressure adjusting gas for adjusting the pressure inside the annular space into the non-heating zone.
  • the flow rate adjusting unit is disposed between the introduction unit and the exhaust unit in the non-heating zone, and adjusts the flow rate of the gas flowing through the non-heating zone by adjusting the opening area of the non-heating zone.
  • the flow rate adjustment unit of the rotary hearth furnace adjusts the flow rate of the gas flowing through the non-heating zone by adjusting the opening area of the non-heating zone between the introduction unit and the exhaust unit.
  • the flow rate adjustment unit of the rotary hearth furnace adjusts the flow rate of the gas flowing through the non-heating zone by adjusting the opening area of the non-heating zone between the introduction unit and the exhaust unit.
  • Appropriate adjustment of the opening area by such a flow rate adjusting unit makes it possible to give a sufficient pressure loss to the gas while keeping the introduction amount of the pressure adjusting gas from the introducing unit low, thereby branching the exhaust gas. It is possible to adjust the position of the point to be near the boundary between the heating zone and the non-heating zone.
  • the flow rate adjusting unit adjusts the amount of gas flowing through the non-heating zone so that the pressure at the boundary between the heating zone and the non-heating zone, which is the downstream end in the rotation direction of the heating zone, is highest in the annular space. It is preferable to adjust the flow rate.
  • the adjustment enables the branch point of the gas flow inside the annular space to be located at the boundary between the heating zone and the non-heating zone, which is the downstream end in the rotation direction in the heating zone, thereby It is possible to adjust the flow of the exhaust gas over the entire area inside the zone to a completely counterflow that opposes the moving direction of the agglomerate (that is, the rotation direction). This makes it possible to produce reduced iron with high heat exchange efficiency.
  • the introduction unit has an introduction amount adjusting unit that adjusts an introduction amount of the pressure adjusting gas introduced into the non-heating zone.
  • the introduction amount adjusting unit can adjust the position of the branch point of the flow of the exhaust gas with high accuracy by adjusting the introduction amount of the pressure adjusting gas introduced into the non-heating zone.
  • the flow rate adjusting unit includes a partition wall that can be moved up and down inside the annular space, and the partition wall is a lower end facing the hearth part that can approach and separate from the hearth part It is preferable to move up and down so as to adjust the opening area, which is an area of a gap formed between the lower end portion and the hearth portion.
  • the raising and lowering of the partition wall makes it possible to easily adjust the flow rate of the gas flowing through the non-heating zone.
  • the introduction unit includes a blower that sends air outside the furnace body as the pressure adjusting gas to the non-heating zone. This makes it possible to inexpensively use the air outside the furnace body as the pressure adjusting gas.
  • the non-heating zone has a cooling space that is a cooling space that is continuous with the downstream end of the heating zone in the rotational direction, and in which the agglomerate that has passed through the heating zone is cooled in the cooling space.
  • the introduction portion is configured to introduce the air to a position downstream of the cooling section in the rotation direction in the non-heating zone. In this way, the introduction of air to the position downstream of the cooling section in the rotation direction in the non-heating zone means that the reduced iron generated in the heating zone is reoxidized by touching the air in the cooling section. It is possible to suppress this.
  • the rotary hearth furnace further includes a bedding charcoal supply unit that supplies bedding charcoal to the upper surface of the hearth part in the non-heating zone, and the introduction unit is configured to It is preferable that the pressure adjusting gas is introduced into the upstream position.
  • the introduction of the pressure adjusting gas to the position makes it possible to prevent the pressure adjusting gas from blowing off the bedding charcoal laid on the upper surface of the hearth by the bedding charcoal supply unit.
  • the flow rate adjusting unit is arranged on the upstream side of the floor charcoal supply unit in the rotation direction.
  • the arrangement is such that, even if the flow rate adjustment unit restricts the flow rate of the gas between the introduction unit and the exhaust unit and the flow rate of the gas increases, the gas is spread on the upper surface of the hearth by the floor-pile charcoal supply unit. It effectively deters blowing off the floor charcoal.
  • a furnace body having a pair of peripheral walls and a top plate surrounding a side and an upper part of an annular space having an annular shape, and an annular hearth that constitutes the bottom of the annular space and is rotatable in a predetermined rotation direction.
  • a method for producing reduced iron by reducing the iron oxide by heating an agglomerate containing iron oxide using a rotary hearth furnace provided with a portion. In this method, by heating the agglomerate placed on the hearth in a heating zone constituting a part of the annular space, iron oxide contained in the agglomerate is reduced.
  • the exhaust operation for exhausting the exhaust gas generated inside the annular space in the non-heating zone connected to the heating zone in the annular space to the outside of the annular space, and the rotation direction, Introducing the pressure adjusting gas at a position upstream of the position where the exhaust gas is discharged in the non-heated zone, and adjusting the opening area of the non-heated zone, the exhaust gas in the non-heated zone
  • a flow rate adjusting operation for adjusting the flow rate of the gas flowing between the discharge position for discharging the gas and the introduction position for introducing the pressure adjusting gas.
  • the opening area and pressure of the exhaust gas in the non-heating zone are adjusted by adjusting the opening area of the non-heating zone accordingly.
  • the flow rate of the gas flowing between the introduction position where the adjustment gas is introduced the gas flowing through the non-heated zone between the discharge position and the introduction position is appropriately sized according to the amount of exhaust gas. It is possible to give a pressure loss.
  • the flow rate adjustment operation maintains a good pressure balance between the heating zone and the non-heating zone It is possible to adjust the pressure loss in the non-heated zone by one or both of the introduction operations.
  • the gas flowing through the non-heating zone so that the pressure at the boundary between the heating zone and the non-heating zone, which is the downstream end of the heating zone in the rotation direction, becomes the highest in the annular space. It is preferable to adjust the flow rate.
  • the adjustment enables the flow of exhaust gas inside the heating zone to be a completely counterflow that opposes the moving direction of the agglomerate (that is, the rotational direction described above) over the entire heating zone. This makes it possible to produce reduced iron with high heat exchange efficiency.
  • the introduction operation it is preferable to adjust the introduction amount of the pressure adjusting gas introduced into the non-heating zone according to a change in the amount of the exhaust gas. This makes it possible to accurately adjust the position of the branch point of the exhaust gas flow.

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Abstract

炉内に取り込むガスの量を抑えながら排気ガスの分岐点の位置を加熱区間と非加熱区間の境界付近になるように調整することが可能な回転炉床炉（１）および還元鉄の製造方法が提供される。回転炉床炉（１）は、環状空間２ａを囲む炉本体（２）と、環状空間（２ａ）の底部を構成し、回転方向（Ｒ）に回転可能な炉床部（３）と、環状空間（２ａ）の内部で発生する排気ガスを炉本体（２）の外部へ排出する排気部（７）と、導入部（９）と、流量調整部（１０）と、を備える。導入部（９）は、回転方向（Ｒ）について排気部（７）の上流側に配置され、圧力調整ガスを環状空間（２ａ）の非加熱ゾーン（Ｚ２）に導入する。流量調整部（１０）は、導入部（９）と排気部（７）との間に配置され、非加熱ゾーン（Ｚ２）の開口面積を調整することによりガスの流量を調整する。

Description

回転炉床炉および回転炉床炉を用いた還元鉄の製造方法
　本発明は、回転炉床炉および回転炉床炉を用いた還元鉄の製造方法に関する。
　従来、酸化鉄を含む塊成物を還元して還元鉄を製造するための方法として、回転炉床炉を用いた方法がある。特許文献１に記載される回転炉床炉は、環状の炉本体と、所定の回転方向に水平に回転する環状の炉床とを備えている。環状の炉本体と環状の炉床とによって環状空間が形成される。環状空間は、加熱バーナによって炉内の塊成物の加熱が行われる加熱区間と、当該加熱が行われない非加熱区間とを有している。炉床に置かれた塊成物は、炉床の回転とともに加熱区間を通過し、その間に加熱されて還元処理される。その結果、還元鉄が生成される。
　上記の回転炉床炉の運転時に環状空間内で発生したガスは排気手段によって排気ガスとして炉外へ排気される。前記環状空間内の前記ガスの流れには、互いに反対の方向の流れ、すなわち、炉床の回転方向に流れる順方向ガス流れと当該回転方向と反対方向に流れる逆方向ガス流れとがあり、いずれの流れも排気手段に向かう。
　ここで、排気ガスが当該加熱区間の全長において逆方向ガス流れになっている（すなわち完全対向流になっている）状態では、排気ガスと炉床上にある塊成物との熱交換効率が最も高くなるので、排気ガスの熱を還元鉄製造に有効に利用することが可能になる。このような加熱区間における完全対向流を得るためには、上記の２方向のガス流れの分岐点を加熱区間における前記回転方向の下流端における加熱区間と非加熱区間との境界に位置させるように、環状空間の圧力調整をする必要がある。
　そこで、上記の特許文献１記載の回転炉床炉では、加熱区間において上記の完全対向流を得るために、上記の排気手段が非加熱区間に設置されている。さらに、非加熱区間には、当該排気手段よりも前記回転方向の上流側の位置で環状空間に外気を取り込む外気取込み手段が設置されている。外気取込み手段は、加熱区間と非加熱区間の圧力バランスを取るために圧損を高める目的で、外気を非加熱区間に取り込んで非加熱区間の圧力を高める。これによって、上記の排気ガスの２方向の流れの分岐点の位置を上記の加熱区間と非加熱区間との境界に近づけるような環状空間の圧力調整が行われる。
　しかし、上記の回転炉床炉では、専ら、外気取込み手段によって炉内に取り込まれた空気によって非加熱区間の圧力を高めることによってのみ、排気ガスの流れの分岐点の位置を調整するので、加熱空間における加熱バーナの燃焼状況によって排気ガスの量が大きく変動すれば、それに対応して外気取込み手段による炉内に取り込む空気の量も大きく変える必要がある。そのため、炉内に取り込む空気の量を抑えながら上記の分岐点の位置を加熱区間と非加熱区間の境界付近になるように調整することが難しい。
　特に、前記のような過剰な空気の取込みは、非加熱区間での炉床の過剰な冷却による熱損失を招く。
特開２０１６－２３３１９号公報
　本発明は、炉内に取り込むガスの量を抑えながら排気ガスの分岐点の位置を加熱区間と非加熱区間の境界付近になるように調整することが可能な回転炉床炉および回転炉床炉を用いた還元鉄の製造方法を提供することを目的とする。
　提供されるのは、酸化鉄を含む塊成物を加熱することにより当該酸化鉄を還元して還元鉄を製造する回転炉床炉であって、環状に連続する形状の環状空間の側部および上部を囲む一対の周壁および天板を有する炉本体と、前記環状空間の底部を構成し、所定の回転方向に回転可能な環状の炉床部と、前記環状空間の内部で発生する排気ガスを前記炉本体の外部へ排出する排気部と、導入部と、流量調整部と、を備える。前記環状空間は、前記炉床部の上に置かれた前記塊成物を加熱する加熱ゾーンと、当該塊成物の加熱を行わない非加熱ゾーンとを有しており、前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとが環状につながることにより、前記環状空間が形成されている。前記排気部は、前記非加熱ゾーンに配置される。前記導入部は、前記非加熱ゾーンにおいて前記回転方向について前記排気部の上流側に配置され、前記環状空間の内部の圧力を調整するための圧力調整ガスを当該非加熱ゾーンに導入する。前記流量調整部は、前記非加熱ゾーンにおいて前記導入部と前記排気部との間に配置され、前記非加熱ゾーンの開口面積を調整することにより当該非加熱ゾーンを流れるガスの流量を調整する。
　また、環状に連続する形状の環状空間の側部および上部を囲む一対の周壁および天板を有する炉本体と、前記環状空間の底部を構成し、所定の回転方向に回転可能な環状の炉床部とを備えた回転炉床炉を用いて酸化鉄を含む塊成物を加熱することにより当該酸化鉄を還元して還元鉄を製造する方法が提供される。この方法は、前記環状空間の一部の区間を構成する加熱ゾーンにおいて前記炉床部の上に置かれた前記塊成物を加熱して前記塊成物に含まれる酸化鉄を還元することによって還元鉄を生成する加熱動作と、前記環状空間における前記加熱ゾーンにつながる非加熱ゾーンにおいて前記環状空間の内部で発生した排気ガスを当該環状空間の外部へ排出する排気動作と、前記回転方向について、前記非加熱ゾーンにおいて前記排気ガスが排出される位置の上流側の位置に圧力調整ガスを導入する導入動作と、前記非加熱ゾーンの開口面積を調整することにより、当該非加熱ゾーンにおいて前記排気ガスを排出する排出位置と前記圧力調整ガスを導入する導入位置との間を流れるガスの流量を調整する流量調整動作と、を含む。
本発明の実施形態に係る回転炉床炉の平面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面を示す図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態についてさらに詳細に説明する。
　図１及び図２は、当該実施形態に係る回転炉床炉１を示す。この回転炉床炉１は、環状の炉本体２と、環状の炉床部３と、床敷炭供給部４と、塊成物供給部５と、製造後の還元鉄等を炉外に排出する排出部６と、炉本体２の内部で発生する排気ガスを炉外へ排気する排気部７とを備えている。当該回転炉床炉１において、炉床部３が炉本体２の内部で回転移動し、当該炉床部３の上に置かれた酸化鉄を含む塊成物Ｐが炉本体２の内部で加熱される。これによって当該酸化鉄が還元されて還元鉄が製造される。
　前記炉本体２および前記炉床部３は、例えば、水冷支持金物と、その表面に施工されたアルミナ等の耐火物と、により構成される。
　前記炉本体２は、環状に連続する形状の環状空間２ａの側部および上部を囲む形状を有する。前記炉本体２は、例えば、同心状に配置されて互いに径方向に対向する一対の周壁２ｃと、当該一対の周壁２ｃの上端どうしを連結する天板２ｂと、を有する。前記一対の周壁２ｃ，２ｄおよび前記天板２ｂは前記炉床部３とともに前記環状空間２ａを画定する。
　前記炉床部３は、前記環状空間２ａの底部を構成して所定の回転方向Ｒに回転可能な構成を有する。具体的には、炉床部３は、前記一対の周壁２ｃと同心の円環状をなしており、その半径方向に沿う一定の幅を有する。炉床部３は、環状空間２ａの底を画定しながら垂直軸回りに前記回転方向Ｒ（図１では反時計回り方向）に回転可能である。前記回転炉床炉１は図示されない駆動装置をさらに備え、当該駆動装置は前記炉床部３に駆動力を与えてこれを前記回転方向Ｒに回転させる。前記回転炉床炉１は、前記環状空間２ａ内に外気の空気等が入り込むことを抑止するシール構造を有する。具体的に、当該シール構造は、前記炉本体２および前記炉床部３によって形成された前記環状空間２ａを基本的に外気と遮断する。
　環状空間２ａは、加熱ゾーンＺ１と非加熱ゾーンＺ２とを有する。前記加熱ゾーンＺ１では、炉床部３の上に置かれた塊成物Ｐが加熱される。前記非加熱ゾーンＺ２では、当該塊成物Ｐの加熱が行われない。加熱ゾーンＺ１と非加熱ゾーンＺ２とが環状につながることにより、前記環状空間２ａが形成されている。
　前記回転炉床炉１は図示されない複数の加熱バーナをさらに備える。当該複数の加熱バーナは、前記加熱ゾーンＺ１において当該ゾーンＺ１の周方向に間隔をおいて並ぶように設けられている。当該複数の加熱バーナは、天然ガスなどを燃焼することにより、当該加熱ゾーンＺ１内部を通過する塊成物Ｐおよびガスを高温（１２００～１５００℃程度）で加熱する。これにより、塊成物Ｐに含まれる酸化鉄が還元して還元鉄（具体的には、粒状の溶融金属鉄）が製造される。前記加熱ゾーンＺ１のうち前記回転方向Ｒについて下流側の領域が高温になるように、加熱バーナの燃焼調整などによって、当該ゾーンＺ１内部の温度が調整されている。
　前記非加熱ゾーンＺ２は、前記回転方向Ｒについて、前記加熱ゾーンＺ１の下流側の端に隣接する冷却区間Ｚ２１と、当該冷却区間Ｚ２１の下流側に位置する機械室Ｚ２２と、当該機械室Ｚ２２の下流側で、かつ、燃焼ゾーンＺ１の上流側に位置する排気区間Ｚ２３と、を有している。
　前記冷却区間Ｚ２１には、前記炉床部３の上にある還元鉄とスラグを冷却する冷却装置（図示せず）が設けられている。加熱ゾーンＺ１で製造された還元鉄およびその副生物であるスラグは、前記冷却区間Ｚ２１を通過するときに冷却されて固化する。前記冷却区間Ｚ２１では、環状空間２ａ内部の様子を外部から視認することを可能にするためののぞき窓などが例えば前記炉本体２の周壁２ｃに設けられている。
　前記機械室Ｚ２２には、塊成物Ｐおよび炉床部３の上に敷かれる床敷炭を炉内に供給する機構ならびに製造後の還元鉄等を炉外に排出する機構として、上記の床敷炭供給部４、塊成物供給部５、排出部６が配置されている。
　前記床敷炭供給部４は、前記床敷炭を前記炉床部３の上面に供給する。当該床敷炭は、塊成物Ｐと炉床部３との接触を避けるために当該炉床部３の上面に敷かれる粒の細かい炭材である。当該床敷炭は、当該塊成物Ｐと当該炉床部３との間に介在することによって、還元鉄製造時において生成される還元鉄およびその副生物のスラグが炉床部３に付着することを防ぐ。
　前記塊成物供給部５は、前記回転方向Ｒについて前記床敷炭供給部４の下流側に配置されている。当該塊成物供給部５は、酸化鉄を含む塊成物Ｐを炉床部３の上面（具体的には、炉床部３の上面に敷かれた床敷炭の上）に供給する。塊成物Ｐは、炭素質還元剤と酸化鉄とを含有する略球状の固形物である。
　前記排出部６は、前記回転方向Ｒについて前記塊成物供給部５の下流側、具体的には、加熱ゾーンＺ１および冷却区間Ｚ２１よりも下流側（図１～２では、機械室Ｚ２２の上流側端部付近）に配置されている。排出部６は、加熱ゾーンＺ１内部で塊成物Ｐに含まれる酸化鉄が還元されたことによって生成された還元鉄およびスラグを炉本体２の外部へ取り出すことが可能な構成を有する。例えば、排出部６は、水平方向に延びる回転軸と、当該回転軸と一体に回転する螺旋状のスクリュー部と、を有してもよい。当該スクリュー部は、当該回転軸とともに回転することによって還元鉄を水平方向へ掻き出し、還元鉄排出シュート１３を介して炉本体の外部へ排出することが可能である。
　前記排気区間Ｚ２３には、上記の排気部７が配置されている。排気部７は、環状空間２ａの内部で発生する排気ガスを炉本体２の外部へ排出するように構成されている。排気部７は、例えば、炉本体２の天井部を貫通して垂直方向に延びる煙突７ａと、当該煙突７ａの内部のガスを吸引する排気ファン（図示せず）とを備えている。当該排気ファンは、前記環状空間２ａ内部の排気ガスを炉外へ吸い出すような負圧を発生させる。
　前記環状空間２ａの内部で発生する排気ガスは、互いに反対の方向を有する２つのガス流れＦＬ１、ＦＬ２に分かれるが最終的に排気部７に集められ、当該排気部７から炉本体２の外部へ排出される。当該２つのガス流れは、前記回転方向Ｒと反対方向の逆方向ガス流れＦＬ１と、当該回転方向Ｒと同じ方向の順方向ガス流れＦＬ２である。
　本実施形態の回転炉床炉１は、環状空間２ａの内部で発生した排気ガスの上記のガス流れＦＬ１、ＦＬ２を制御するために、圧力調整用のガスを非加熱ゾーンＺ２に導入する導入部９と、非加熱ゾーンＺ２を流れるガスの流量を調整する流量調整部１０とをさらに備えている。
　前記導入部９は、前記非加熱ゾーンＺ２の前記機械室Ｚ２２において、前記回転方向Ｒについて前記排気部７の上流側（図１～２において排気部７の左側）に配置されている。当該導入部９は、前記環状空間２ａの内部の圧力を調整するためのガスである圧力調整ガスを機械室Ｚ２２に導入する。この圧力調整ガスは、具体的には、非加熱ゾーンＺ２での圧力損失を調整して環状空間２内部の圧力バランスをとるように前記機械室Ｚ２２に導入される。
　導入部９は、具体的には、送風機９ａと、導入管９ｂと、調節弁９ｃとを備える。
　前記導入管９ｂは、入口側端部９ｂ１と出口側端部９ｂ２とを有する。前記入口側端部９ｂ１は、送風機９ａの排気口に連通している。前記出口側端部９ｂ２は、前記回転方向Ｒについて前記機械室Ｚ２２の上流側の端部に連通している。
　前記送風機９ａは、前記圧力調整ガスとして前記炉本体２の外部の空気を前記導入管９ｂを通じて前記機械室Ｚ２２へ送る。送風機９ａは、押込みファンであって、例えば、遠心ファンなどからなる。当該導入部９は、前記送風機９ａを備えていることにより、前記圧力調整ガスとして炉本体２の外部の空気を安価に利用することを可能にする。前記圧力調整用のガスは、しかし、空気以外のガス（例えば窒素や二酸化炭素など）であってもよい。
　前記調節弁９ｃは、前記導入管９ｂの途中に設けられ、前記非加熱ゾーンＺ２に導入される前記圧力調整ガス（例えば空気）の導入量を調整する。当該調節弁９ｃは、あるいは、前記送風機９ａの吸込み側に設けられてもよい。
　本発明に係る導入量調整部は前記調節弁９ｃに限られない。例えば、前記調節弁９ｃに代えて前記送風機９ａが導入量調整部としてインバータモータなどの送風量可変手段を含んでもよい。つまり、送風機自体が導入量を調整する機能を有してもよい。
　前記導入管９ｂは、その出口側端部９ｂ２が前記のように前記回転方向Ｒについて前記機械室Ｚ２２の上流側の端部に連通しているため、前記回転方向Ｒについて前記床敷炭供給部４の上流側に空気を導入することが可能である。図１及び図２は、回転方向Ｒと同じ方向に流れる導入空気流れＦＬ３を示している。この導入空気流れＦＬ３は、床敷炭供給部４から炉床部３に供給される床敷炭が空気によって飛散することを防止することが可能である。
　前記出口側端部９ｂ２の配置により、前記導入部９は、前記送風機９ａから前記回転方向Ｒについて前記非加熱ゾーンＺ２における前記冷却区間Ｚ２１の下流側に空気を導入することが可能である。このことは冷却区間Ｚ２１における還元鉄の空気による再酸化を防止することを可能にする。しかも、当該空気は、前記冷却区間Ｚ２１の内部には導入されないので、排出部６で排出される前の炉床部３の上面に存在する床敷炭を吹き飛ばすおそれがない。このことは、前記冷却区間Ｚ２１内部の視認性の低下を抑止することを可能にする。
　前記圧力調整ガスの導入及びその調節は、調節弁９ｃのみ、送風機９ａ（押込みファン）のみ、またはその両方の組合せによって、行うことが可能である。送風圧力のバランスを考えれば、少なくとも送風機９ａを用いることが好ましい。しかし、加圧空気のように自身が既に十分な圧力を有しているガスを使用する場合には、前記調節弁９ｃだけでも前記導入及びその調節が可能である。
　前記流量調整部１０は、前記回転方向Ｒについて前記導入部９と前記排気部７との間に配置される。当該流量調整部１０は、前記非加熱ゾーンＺ２の開口面積を調整することにより、当該非加熱ゾーンＺ２における当該導入部９と当該排気部７との間のガス流れ、すなわち、排気ガスの順方向ガス流れＦＬ２および導入空気流れＦＬ３が合流したガス流れＦＬ４の流量を調整する。これにより、流量調整部１０は、当該導入部９と当該排気部７との間に圧力差を与えること、換言すれば、前記ガス流れＦＬ４に圧力損失を与えること、が可能である。
　ここでいう前記非加熱ゾーンＺ２の「開口面積」とは、例えば、当該非加熱ゾーンＺ２のガス流れＦＬ４の流路の断面における開口の面積をいう。
　前記流量調整部１０は、具体的には、昇降可能な仕切り壁１０ａと、当該仕切り壁１０ａを昇降させる駆動部１０ｂと、を備える。前記仕切り壁１０ａは、例えば、前記炉本体２と同様に水冷支持金物とその表面に施工されるアルミナ等の耐火物とからなる。当該仕切り壁１０ａは、前記環状空間２ａの内部に設置され、炉床部３に対して上下方向に対向するとともに上下方向に接近および離反が可能な下端部を有する。仕切り壁１０ａは、前記下端部と前記炉床部３との間に形成される隙間の面積である前記開口面積を調整するように昇降する。
　本実施形態に係る前記仕切り壁１０ａは、前記回転方向Ｒについて前記床敷炭供給部４の上流側に配置されている。このことは、前記仕切り壁１０ａによる前記導入部９と排気部７との間のガス流れＦＬ４の絞りにより当該ガス流れＦＬ４の速度が上昇したときにも、当該ガスが床敷炭供給部４によって炉床部３の上面に敷かれた床敷炭を吹き飛ばすのを抑止することを可能にする。
　本実施形態に係る前記仕切り壁１０ａは、前記回転方向Ｒについて前記排出部６の下流側に配置されている。このことは、当該仕切り壁１０ａが上記のガス流れＦＬ４の流量を絞って当該ガスの流速を増加させたときでも、当該ガス流れＦＬ４が前記排出部６で排出される前の前記炉床部３の上面に存在する床敷炭を吹き飛ばすのを抑止することを可能にする。
　上記のように構成された回転炉床炉１を用いることにより、例えば以下の製造方法によって還元鉄が製造される。
　当該製造方法は、
（Ｉ）前記環状空間２ａの一部の区間を構成する前記加熱ゾーンＺ１において前記炉床部３の上に置かれた酸化鉄を含む塊成物Ｐを加熱して当該酸化鉄を還元し、これにより還元鉄を生成する加熱動作と、
（ＩＩ）前記環状空間２ａにおける前記加熱ゾーンＺ１につながる前記非加熱ゾーンＺ２において前記環状空間２ａの内部で発生した排気ガスを当該環状空間２ａの外部へ排出する排気動作と、
（ＩＩＩ）前記回転方向Ｒについて、前記非加熱ゾーンＺ２において排気ガスが排出される位置よりも上流側の位置に圧力調整ガスを導入する導入動作と、
（ＩＶ）前記非加熱ゾーンＺ２の開口面積を調整することにより、当該非加熱ゾーンＺ２において排気ガスが排出される排出位置と圧力調整ガスが導入される導入位置との間を流れるガスの流量を調整する流量調整動作と、
を含む。
　この製造方法では、前記の加熱動作、排気動作および導入動作がそれぞれ並行して行われる。前記流量調整動作は、前記３つの動作と並行しながら常時行われてもよいし、間欠的に行われてもよい。例えば、当該流量調整動作は、還元鉄の製造開始時または製造定格運転への移行時等の炉内排気ガス量が大きく変動することによる圧力損失の変化が大きい時にのみ、間欠的に行われてもよい。
　上記の加熱動作は、具体的には、以下のような手順で行われる。まず、前記機械室Ｚ２２において、前記回転方向Ｒへ回転する炉床部３の上に前記床敷炭供給部４が床敷炭を供給する。さらに、その床敷炭の上に前記塊成物供給部５が塊成物Ｐを供給する。前記炉床部３の上に置かれた前記塊成物Ｐは、前記炉床部３の回転に伴って前記加熱ゾーンＺ１の内部を前記回転方向Ｒに移動する。塊成物Ｐがこのように加熱ゾーンＺ１の内部を回転方向Ｒへ移動するにしたがって、当該塊成物Ｐの温度が上がり、当該塊成物Ｐに含まれる酸化鉄の還元が行われる。さらに、前記塊成物Ｐが前記回転ゾーンＺ１内部を進行すると、生成された還元鉄がさらに加熱されて溶融する。このようにして還元鉄がスラグから分離して凝集することにより、粒状の溶融金属鉄が製造される。前記加熱動作の後、製造された粒状の溶融金属鉄およびスラグは、冷却区間Ｚ２１を通過するときに冷却されて固化する。当該冷却後の粒状の金属鉄、スラグ、および床敷炭は、排出部６によって炉外へ排出される。
　前記排気動作では、前記環状空間２ａの内部で発生した排気ガスを、非加熱ゾーンＺ２の排気区間Ｚ２３に設置された排気部７が吸引する。このように吸引された排気ガスは、互いに反対の方向のガス流れＦＬ１、ＦＬ２に分岐して環状空間２ａ内部を流れ、最終的に排気部７に集められる。集められた排気ガスは、当該排気部７から環状空間２ａの外部へ排出される。
　導入動作では、導入部９の送風機９ａが作動し、前記回転方向Ｒについて、前記非加熱ゾーンＺ２において前記排気ガスを排出する前記排気部７の上流側（すなわち、機械室Ｚ２２）に圧力調整ガスとして空気を導入し、導入空気流れＦＬ３を形成する。当該導入空気流れＦＬ３は、上記の順方向ガス流れＦＬ２と合流してガス流れＦＬ４となり、排気部７から環状空間２ａの外部へ排出される。
　本実施形態では、前記導入動作において、導入部９の調節弁９ｃにより、排気ガスの量の変化に応じて非加熱ゾーンＺ２に導入される空気の導入量が調整される。具体的に、当該導入動作において、前記調節弁９ｃは、前記回転方向Ｒについての前記加熱ゾーンＺ１の下流端、つまり、前記加熱ゾーンＺ１と前記非加熱ゾーンＺ２との境界ＢＲ、における圧力が環状空間２ａにおいて最も高くなるように、空気の導入量を調整する。
　前記流量調整動作では、非加熱ゾーンＺ２における排気部７の位置と導入部９の位置とで挟まれた区間において、流量調整部１０の仕切り壁１０ａの昇降によって、当該仕切り壁１０ａの下端部と炉床部３との隙間の面積である前記開口面積が調整される。このようにして、排気部７と導入部９とで挟まれた区間における前記ガス流れＦＬ４の流量が調整される。
　本実施形態に係る前記流量調整動作では、前記回転方向Ｒについての前記加熱ゾーンＺ１の下流端、つまり、当該加熱ゾーンＺ１と非加熱ゾーンＺ２との境界ＢＲ、における圧力が環状空間２ａにおいて最も高くなるように、前記非加熱ゾーンＺ２におけるガス流れＦＬ４の流量が前記仕切り壁１０ａの昇降によって調整される。
　すなわち、本実施形態の製造方法によれば、前記導入部９および前記流量調整部１０の組合せが、前記加熱ゾーンＺ１における回転方向Ｒの下流端である前記加熱ゾーンＺ１と前記非加熱ゾーンＺ２との境界ＢＲにおける圧力を環状空間２ａにおいて最も高くするように、非加熱ゾーンＺ２のガス流れＦＬ４の流量を調整することを可能にする。
　本実施形態に係る回転炉床炉１は、少なくとも一つの圧力検知部１５をさらに備える。当該圧力検知部１５は、例えば前記環状空間２ａの内部に設置されて、前記境界ＢＲおよびその付近の圧力を検知する。前記少なくとも一つの圧力検知部１５は、例えば、境界ＢＲとその前後の円周方向に１か所ずつの計３か所にそれぞれ配置されることが好ましい。当該配置は、前記流量調整部１０の仕切り壁１０ａを昇降して仕切り壁１０ａと炉床部３との隙間の開口面積を調整した後に前記３つの圧力検知部１５で検出される圧力に基づいて前記導入部９の調節弁９ｃにより空気の導入量を調整することを可能にする。このことは、排気ガスについて前記２つのガス流れＦＬ１、ＦＬ２の分岐点Ｓを前記境界ＢＲに位置させるような正確な空気導入量の調整を可能にする。ただし、前記導入部９による空気導入量の調整および流量調整部１０による流量調整のいずれか一方のみが行われてもよい。
　前記のように、前記２つのガス流れＦＬ１、ＦＬ２の分岐点Ｓを精度よく調整するためには少なくとも３箇所に前記圧力検知部１５が配置されることが望ましい。例えば、前記少なくとも一つの圧力検知部１５は、前記境界ＢＲ（目標位置）に配置されるものと、その上流側及び下流側のそれぞれに配置されるものと、を含むのがよい。しかしながら、前記圧力検知部１５が２以下の箇所にのみ配置される場合でも、３か所以上に配置される場合よりも精度は劣るが、冷却区間Ｚ２１に設置された観察窓からガス流れ方向を確認しながら分岐点Ｓの位置を調整することは可能である。
　仕切り壁１０ａは、耐火物からなって大きな重量を有するので、当該仕切り壁１０ａの昇降による開口面積の調節の応答性は前記導入部９による空気導入量の調整の応答性よりも低い。したがって、その点を考慮したガスの分岐点Ｓの位置調整を行うことが好ましい。例えば、加熱ゾーンＺ１での加熱バーナの燃焼量が比較的低い製造開始時には、加熱ゾーンＺ１での圧力損失が定格運転時に比べて小さくなることが予想されるため、この仕切り壁１０ａと炉床部３との開口面積をあらかじめ狭く調整しておくことが、より短時間でガスの分岐点Ｓの位置を好ましい位置に調整することを可能にする。還元鉄の製造中では、前記少なくとも一つの圧力検知部１５によって検知された圧力の変化に基づいて、導入部９の調節弁９ｃにより空気の導入量が細かく調整されることが好ましい。これによって、加熱ゾーンＺ１から発生する排気ガスの量の変化に高い応答性で対応することが可能になる。
　以上のように、本実施形態の回転炉床炉１およびこれを用いた還元鉄の製造方法では、前記流量調整動作において、前記流量調整部１０が前記導入部９と前記排気部７との間において非加熱ゾーンＺ２の開口面積を調整することにより、当該非加熱ゾーンＺ２のガス流れＦＬ４（すなわち、排気ガスの順方向ガス流れＦＬ２および導入空気流れＦＬ３が合流したガス流れ）の流量を調整する。これにより、当該導入部９と排気部７との間の圧力差に相当する圧力損失を当該ガス流れＦＬ４に与えることが可能である。したがって、加熱ゾーンＺ１での排気ガス量が大きく変動することで加熱ゾーンＺ１の圧力損失が変動しても、良好な圧力バランスを維持するように、前記流量調整部１０による流量調整動作及び前記導入部９による導入動作の一方もしくは両方によって非加熱ゾーンＺ２の圧力損失を調整することが可能である。例えば、前記加熱ゾーンＺ１の大きな変動に対する前記非加熱ゾーンＺ２の圧力損失の調整は前記流量調整動作によって行い、小さな変動に対する調整は前記導入動作によって行われるのが好ましい。これにより、加熱ゾーンＺ１と非加熱ゾーンＺ２の圧力バランスをより良好に維持することが可能になる。具体的に、流量調整部１０によって開口面積が適正な面積に調整された状態であれば、導入部９からの圧力調整用のガスである空気の導入量を低く抑えても、十分な圧力損失を得ることができ、これにより、排気ガスの２方向のガス流れＦＬ１、ＦＬ２の分岐点Ｓの位置を加熱ゾーンＺ１と非加熱ゾーンＺ２の境界付近になるように調整することが可能である。
　本実施形態の回転炉床炉１は、流量調整部１０を備えていることにより、非加熱ゾーンＺ２の非常に限定された狭いエリア内で当該非加熱ゾーンＺ２におけるガス流れＦＬ４に圧力損失を与えることができる。そのため、非加熱ゾーンＺ２のスペースを有効に活用することが可能である。前記流量調整部１０が無いと、導入部９による外部の空気の導入のみによって当該導入部９から排気部７までの区間全体に圧力損失を与える必要があり、このことは非常に大流量での空気の導入を必要とする。しかし、上記実施形態の回転炉床炉１では、前記流量調整部１０による前記流量の調節が前記導入部９による導入空気の流量を抑えることを可能にする。
　前記回転炉床炉１および還元鉄の製造方法では、前記流量調整部１０は、前記回転方向Ｒについての前記加熱ゾーンＺ１の下流端である前記加熱ゾーンＺ１と非加熱ゾーンＺ２との境界ＢＲの圧力が環状空間２ａにおいて最も高くなるように、非加熱ゾーンＺ２を流れるガスの流量を調整する。流量調整部１０が上記のように非加熱ゾーンＺ２を流れるガスの流量を調整し、これにより、環状空間２ａ内部のガス流れＦＬ１、ＦＬ２の分岐点Ｓを前記回転方向Ｒについて前記加熱ゾーンＺ１の下流端である加熱ゾーンＺ１と非加熱ゾーンＺ２との境界ＢＲに位置させることを可能にする。このことは、前記加熱ゾーンＺ１の全域にわたって排気ガスの流れを塊成物Ｐの移動方向（すなわち上記の回転方向Ｒ）と対向する完全対向流にすることを可能にし、その結果、高い熱交換効率での還元鉄の製造を可能にする。
　前記分岐点Ｓは前記境界ＢＲ上に位置するように調整されるのが好ましい。前記分岐点Ｓが前記境界ＢＲから加熱ゾーンＺ１、非加熱ゾーンＺ２のいずれにずれても炉全体の熱効率が下がる（燃費が悪くなる）からである。しかし、実際には前記分岐点Ｓの位置を前記境界ＢＲに正確に合わせることは難しいので、当該分岐点Ｓをできるだけ境界ＢＲに近づけるような運転を行うのがよい。具体的には、非加熱ゾーンＺ２の視認性確保のために、分岐点Ｓが前記境界ＢＲから前記加熱ゾーンＺ１に少し外れた位置になるように運転されるのがよい。
　本実施形態の回転炉床炉１における導入部９は、非加熱ゾーンＺ２に導入される圧力調整用のガスの導入量を調整する調節弁９ｃを有しているので、前記導入動作において前記非加熱ゾーンＺ２に導入される圧力調整のガスの導入量を精度よく調整することが可能である。このことは、排気ガスのガス流れＦＬ１、ＦＬ２の分岐点Ｓの位置を精度よく調整することを可能にする。
　本実施形態の回転炉床炉１の前記流量調整部１０は、その仕切り壁１０ａを昇降することによって、当該仕切り壁１０ａの下端部と炉床部３との間に形成される隙間の面積である前記開口面積を調整し、これにより、非加熱ゾーンＺ２を流れるガス流れＦＬ４の流量を容易に調整することが可能である。また、前記仕切り壁１０ａは、簡単な構造、例えば水冷支持金物及びその表面に施工される耐火物からなる構造、を有することが可能であり、これにより高い耐久性を保有することができる。
　上記実施形態の回転炉床炉１では、流量調整部１０が昇降可能な仕切り壁１０ａを備えているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る流量調整部は、例えば、昇降可能な仕切り壁の代わりに、水平方向に延びる回転軸と、当該回転軸を回転中心として回転する仕切り板と、を有し、当該仕切り板の回転角度を変えることによって当該仕切り板の上方および下方に形成される隙間の開口面積を変えるものでもよい。
　以上のように、炉内に取り込むガスの量を抑えながら排気ガスの分岐点の位置を加熱ゾーンと非加熱ゾーンの境界付近になるように調整することが可能な回転炉床炉及び回転炉床炉を用いた還元鉄の製造方法が提供される。
　提供されるのは、酸化鉄を含む塊成物を加熱することにより当該酸化鉄を還元して還元鉄を製造する回転炉床炉であって、環状に連続する形状の環状空間の側部および上部を囲む一対の周壁および天板を有する炉本体と、前記環状空間の底部を構成し、所定の回転方向に回転可能な環状の炉床部と、前記環状空間の内部で発生する排気ガスを前記炉本体の外部へ排出する排気部と、導入部と、流量調整部と、を備える。前記環状空間は、前記炉床部の上に置かれた前記塊成物を加熱する加熱ゾーンと、当該塊成物の加熱を行わない非加熱ゾーンとを有しており、前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとが環状につながることにより、前記環状空間が形成されている。前記排気部は、前記非加熱ゾーンに配置される。前記導入部は、前記回転方向について前記排気部の上流側に配置され、前記環状空間の内部の圧力を調整するための圧力調整ガスを当該非加熱ゾーンに導入する。前記流量調整部は、前記非加熱ゾーンにおいて前記導入部と前記排気部との間に配置され、前記非加熱ゾーンの開口面積を調整することにより当該非加熱ゾーンを流れるガスの流量を調整する。
　前記回転炉床炉の前記流量調整部は、前記導入部と前記排気部との間において前記非加熱ゾーンの開口面積を調整することにより、当該非加熱ゾーンを流れるガスの流量を調整し、これにより、当該導入部と排気部との間の圧力差に相当する圧力損失を当該ガスに与えることが可能である。このことは、前記加熱ゾーンでの排気ガス量が大きく変動することで当該加熱ゾーンの圧力損失が変動しても、良好な圧力バランスを維持するように前記非加熱ゾーンの圧力損失を調整することを可能にする。つまり、前記変動にかかわらず前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとの間で良好な圧力バランスを維持することが可能になる。このような流量調整部による開口面積の適正な調整は、導入部からの圧力調整ガスの導入量を低く抑えながら十分な圧力損失を前記ガスに与えることを可能にし、これにより、排気ガスの分岐点の位置を加熱ゾーンと非加熱ゾーンの境界付近になるように調整することを可能にする。
　前記流量調整部は、前記加熱ゾーンにおける前記回転方向の下流端である前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとの境界における圧力が前記環状空間において最も高くなるように、前記非加熱ゾーンを流れるガスの流量を調整するのが好ましい。当該調整は、前記環状空間内部のガス流れの分岐点が前記加熱ゾーンにおける前記回転方向の下流端である前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとの境界に位置することを可能にし、これにより、加熱ゾーン内部の全域にわたって前記排気ガスの流れを塊成物の移動方向（すなわち上記の回転方向）に対向する完全対向流に調整することを可能にする。このことは、高い熱交換効率での還元鉄の製造を可能にする。
　前記導入部は、前記非加熱ゾーンに導入される前記圧力調整ガスの導入量を調整する導入量調整部を有するのが好ましい。当該導入量調整部は、当該非加熱ゾーンに導入される圧力調整のガスの導入量を調整することにより、排気ガスの流れの分岐点の位置を精度よく調整することを可能にする。
　前記流量調整部は、前記環状空間の内部に昇降可能に設置される仕切り壁を備え、前記仕切り壁は、前記炉床部に対して接近および離反が可能な当該炉床部に対向する下端部を有し、当該下端部と前記炉床部との間に形成される隙間の面積である前記開口面積を調整するように昇降するのが、好ましい。当該仕切り壁の昇降は、非加熱ゾーンを流れるガスの流量を容易に調整することを可能にする。
　前記導入部は、前記圧力調整ガスとして前記炉本体の外部の空気を前記非加熱ゾーンへ送る送風機を備えるのが好ましい。このことは、圧力調整ガスとして前記炉本体の外部の空気を安価に利用することを可能にする。
　前記非加熱ゾーンは、前記加熱ゾーンの前記回転方向下流側端部に連続する冷却空間であって当該冷却空間内で前記加熱ゾーンを通過した前記塊成物が冷却される冷却区間を有しており、前記導入部は、前記非加熱ゾーンにおいて前記回転方向について前記冷却区間の下流側の位置に前記空気を導入するように構成されているのが、好ましい。このように前記非加熱ゾーンにおいて前記冷却区間の前記回転方向下流側の位置に空気を導入することは、当該冷却区間において、加熱ゾーンで生成された還元鉄が上記の空気に触れて再酸化されることを抑止することを可能にする。
　前記回転炉床炉は、前記非加熱ゾーンにおいて前記炉床部の上面に床敷炭を供給する床敷炭供給部をさらに備え、前記導入部は、前記回転方向について前記床敷炭供給部の上流側の位置に前記圧力調整ガスを導入するように構成されていることが、好ましい。当該位置への当該圧力調整ガスの導入は、前記床敷炭供給部によって炉床部上面に敷かれた床敷炭を前記圧力調整ガスが吹き飛ばすことを抑止することを可能にする。
　前記流量調整部は、前記回転方向について前記床敷炭供給部の上流側に配置されているのが好ましい。当該配置は、前記流量調整部が導入部と排気部との間のガスの流量を絞ることにより当該ガスの流速が高くなっても、当該ガスが床敷炭供給部によって炉床部上面に敷かれた床敷炭を吹き飛ばすことを有効に抑止する。
　また、環状に連続する形状の環状空間の側部および上部を囲む一対の周壁および天板を有する炉本体と、前記環状空間の底部を構成し、所定の回転方向に回転可能な環状の炉床部と、を備えた回転炉床炉を用いて酸化鉄を含む塊成物を加熱することにより当該酸化鉄を還元して還元鉄を製造する方法が提供される。この方法は、前記環状空間の一部の区間を構成する加熱ゾーンにおいて前記炉床部の上に置かれた前記塊成物を加熱して前記塊成物に含まれる酸化鉄を還元することによって還元鉄を生成する加熱動作と、前記環状空間における前記加熱ゾーンにつながる非加熱ゾーンにおいて前記環状空間の内部で発生した排気ガスを当該環状空間の外部へ排出する排気動作と、前記回転方向について、前記非加熱ゾーンにおいて前記排気ガスが排出される位置の上流側の位置に圧力調整ガスを導入する導入動作と、前記非加熱ゾーンの開口面積を調整することにより、当該非加熱ゾーンにおいて前記排気ガスを排出する排出位置と前記圧力調整ガスを導入する導入位置との間を流れるガスの流量を調整する流量調整動作と、を含む。
　この製造方法では、 加熱ゾーンで発生する排気ガスの量が大きく変動しても、これに応じて非加熱ゾーンの開口面積を調整して、非加熱ゾーンにおいて前記排気ガスを排出する排出位置と圧力調整ガスを導入する導入位置との間を流れるガスの流量を調整することにより、これら排出位置と導入位置との間において非加熱ゾーンを流れるガスに排気ガスの量に応じた適正な大きさの圧力損失を与えることが可能である。したがって、加熱ゾーンでの排気ガス量が大きく変動することで加熱ゾーンの圧力損失が変動しても、前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとの間で良好な圧力バランスを維持するように流量調整動作および導入動作の一方もしくは両方によって非加熱ゾーンの圧力損失を調整することが可能である。
　前記流量調整動作では、前記回転方向についての前記加熱ゾーンの下流端である前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとの境界の圧力が前記環状空間において最も高くなるように、前記非加熱ゾーンを流れるガスの流量を調整するのが好ましい。当該調整は、加熱ゾーン内部での排気ガスの流れを当該加熱ゾーン全域にわたって塊成物の移動方向（すなわち上記の回転方向）に対向する完全対向流にすることを可能にする。このことは、高い熱交換効率での還元鉄の製造を可能にする。
　前記導入動作では、前記排気ガスの量の変化に応じて前記非加熱ゾーンに導入される前記圧力調整ガスの導入量を調整するのが好ましい。このことは、前記排気ガスの流れの分岐点の位置を精度よく調整することを可能にする。

Claims (11)

  1. 　酸化鉄を含む塊成物を加熱することにより当該酸化鉄を還元して還元鉄を製造する回転炉床炉であって、
    　環状に連続する形状の環状空間の側部および上部を囲む一対の周壁および天板を有する炉本体と、
    　前記環状空間の底部を構成し、所定の回転方向に回転可能な環状の炉床部と、
    　前記環状空間の内部で発生する排気ガスを前記炉本体の外部へ排出する排気部と、
    　導入部と、
    　流量調整部と、を備えており、
    　前記環状空間は、前記炉床部の上に置かれた前記塊成物が加熱される加熱ゾーンと、当該塊成物の加熱が行われない非加熱ゾーンとを有しており、前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとが環状につながることにより、前記環状空間が形成されており、
    　前記排気部は、前記非加熱ゾーンに配置され、
    　前記導入部は、前記回転方向について前記排気部の上流側に配置され、前記環状空間の内部の圧力を調整するための圧力調整ガスを当該非加熱ゾーンに導入し、
    　前記流量調整部は、前記非加熱ゾーンにおいて前記導入部と前記排気部との間に配置され、前記非加熱ゾーンの開口面積を調整することにより当該非加熱ゾーンを流れるガスの流量を調整する、回転炉床炉。
  2. 　前記流量調整部は、前記加熱ゾーンにおける前記回転方向の下流端である前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとの境界の圧力が前記環状空間において最も高くなるように、前記非加熱ゾーンを流れるガスの流量を調整する、請求項１に記載の回転炉床炉。
  3. 　前記導入部は、前記非加熱ゾーンに導入される前記圧力調整用のガスの導入量を調整する導入量調整部を有する、請求項１記載の回転炉床炉。
  4. 　前記流量調整部は、前記環状空間の内部に設置されて昇降可能な仕切り壁を備え、前記仕切り壁は、前記炉床部に対して接近および離反が可能な当該炉床部に対向する下端部を有し、前記下端部と前記炉床部との隙間によって形成される前記開口面積を調整するように昇降する、請求項１記載の回転炉床炉。
  5. 　前記導入部は、前記圧力調整ガスとして前記炉本体の外部の空気を前記非加熱ゾーンへ送る送風機を備える、請求項１記載の回転炉床炉。
  6. 　前記非加熱ゾーンは、前記加熱ゾーンの前記回転方向下流側端部に連続する冷却空間であって当該冷却空間内で前記加熱ゾーンを通過した前記塊成物が冷却される冷却区間を有しており、前記導入部は、前記非加熱ゾーンにおいて前記回転方向について前記冷却区間の下流側の位置に前記空気を導入するように構成されている、請求項５に記載の回転炉床炉。
  7. 　前記非加熱ゾーンにおいて前記炉床部の上面に床敷炭を供給する床敷炭供給部をさらに備え、前記導入部は、前記回転方向について前記床敷炭供給部の上流側に前記圧力調整用のガスを導入するように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の回転炉床炉。
  8. 　前記流量調整部は、前記回転方向について前記床敷炭供給部の上流側に配置されている、請求項７に記載の回転炉床炉。
  9. 　環状に連続する形状の環状空間の側部および上部を囲む一対の周壁および天板を有する炉本体と、前記環状空間の底部を構成し、所定の回転方向に回転可能な環状の炉床部とを備えた回転炉床炉を用いて、酸化鉄を含む塊成物を加熱することにより当該酸化鉄を還元して還元鉄を製造する方法であって、
    　前記環状空間の一部の区間を構成する加熱ゾーンにおいて前記炉床部の上に置かれた前記塊成物を加熱して前記塊成物に含まれる酸化鉄を還元することによって還元鉄を生成する加熱動作と、
    　前記環状空間における前記加熱ゾーンにつながる非加熱ゾーンにおいて前記環状空間の内部で発生した排気ガスを当該環状空間の外部へ排出する排気動作と、
    　前記回転方向について、前記非加熱ゾーンにおいて前記排気ガスが排出される位置の上流側の位置に圧力調整用のガスを導入する導入動作と、
    　前記非加熱ゾーンの開口面積を調整することにより、当該非加熱ゾーンにおいて前記排気ガスを排出する排出位置と前記圧力調整ガスを導入する導入位置との間を流れるガスの流量を調整する流量調整動作とを含む、還元鉄の製造方法。
  10. 　前記流量調整動作では、前記回転方向について前記加熱ゾーンの下流端である前記加熱ゾーンと前記非加熱ゾーンとの境界の圧力が前記環状空間において最も高くなるように、前記非加熱ゾーンを流れるガスの流量を調整する、請求項９に記載の還元鉄の製造方法。
  11. 　前記導入動作では、前記排気ガスの量の変化に応じて前記非加熱ゾーンに導入される前記圧力調整用のガスの導入量を調整する、請求項９または１０に記載の還元鉄の製造方法。
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