JPH05255724A - 溶融還元炉の運転方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融還元炉によってスラグを容易に排出させ
ること。 【構成】 溶融還元炉体１の外周にトラニオンリング２
を配置すると共に、炉体１のその上方外周に支持ブラケ
ット１１を固着し、このトラニオンリング２と支持ブラ
ケット１１との間に複数の油圧シリンダ１２を介在さ
せ、この油圧シリンダ１２の伸びにより、炉体１を上昇
させて炉口フ−ド２５に密着させる。また油圧シリンダ
１２の縮みにより、炉体１を降下させた後、トラニオン
リング２の傾動によって炉体１を傾動させれば、炉口よ
りスラグが容易に排出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶鉄の生産に用いられ
る溶融還元炉の運転方法及びその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術とその課題】一般に、溶鉄の生産方法に
は、主として高炉製銑法が行われている。この高炉製銑
法は略完成された技術であって、大量の溶鉄が最も効率
よく生産できる長所を有しているが、高炉設備費が膨大
にかかること、粉粒状鉱石がそのまま使用できないこと
の短所もある。そのため、高炉製銑法に代り他の製銑法
も研究開発されて実施されているが、その一つに、設備
費が低廉であること、安価な一般炭と粉鉱石とが使用で
きること、生産調整が容易であること、及び自動制御に
よる省力化が可能であること等の長所を同時に兼ね備え
た溶融還元法があって、これが現在脚光を浴びている。
かかる溶融還元法についても各種の方法が開発中である
が、その骨子は、予備還元炉と溶融還元炉とを備え、粉
鉱石を予備還元炉において予備還元し、還元鉄と未還元
鉄との混合物を溶融還元炉へ装入して溶融させた後、未
還元鉱石を還元する方法であって、溶融還元炉において
は溶銑と共に溶融状のスラグが生成し、通常操業時に
は、これらを炉底近傍に設けて排出口から所定時間毎に
取出すようにした製銑法である（例えば、特公昭60−２
０４４１号公報、特公昭６４−５０８１号公報、特公昭
６４−６２４２号公報、特開昭５８−１７４５１３号公
報等参照）。ところで、かかる溶融還元法を用いた溶融
還元炉の排出口から溶銑と共にスラグを取出す場合、ス
ラグの粘性等のため排出口が閉塞することがあって、炉
を傾動させて取出す必要が生じる。また、操業終了後、
残存している溶銑を排出させるために炉を傾動させる必
要もある。そのため、前掲の特公昭６４−５０８１号公
報や特公昭６４−６２４２号公報記載の炉では、炉頂近
傍に設けた別の出湯口から炉を傾動させながら溶銑を排
出するようにしている。しかしながら、かかる公報記載
の溶融還元炉における出湯口では、溶銑のみならずスラ
グも取出すことから、依然として出湯口が閉塞するおそ
れがあり、しかも、炉口にはランス等が挿入されてお
り、かつ、炉内の生成ガスを導く還元ガス用ダクトも連
接されているので、炉の傾動が簡単にできない、という
問題があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、かかる
従来例の不都合を解消するために創作されたもので、そ
の要旨とするところは、１）炉体を上昇させて、固定さ
れ、かつ、還元ガス用ダクト等が装着されている炉口フ
−ドに密着した後、精錬し、炉体を下降させて傾動した
後、炉口よりスラグを排出させることを特徴とする溶融
還元炉の運転方法にあって、また２）炉体と、該炉体の
外周に配置され、かつ、傾動装置に連動連結されたトラ
ニオンリングと、該炉体をトラニオンリングに対し昇降
させる昇降装置と、該炉体とトラニオンリングとの水平
方向のズレを規制する炉体ガイド装置と、からなること
を特徴とする溶融還元炉にあって、更に３）炉体の炉口
と、該炉口を覆い、かつ、固定された炉口フ−ドとの接
合部外周に、前記炉口と炉口フ−ドとを係脱自在に連結
するロックリングを配設したことを特徴とする請求項２
の溶融還元炉にある。

【０００４】

【実施例】本発明の溶融還元炉の運転方法を、図面に示
す溶融還元炉設備の実施例により詳細に述べる。図１は
溶融還元炉の概要を示す全体図、図２は図１の作動状態
図、図３は図１の要部詳細図、図４は図３のＡ矢視断面
図、図５は図３のＢ部詳細図、図６は図３のＣ部詳細
図、図７はシ−ル部の断面図、図８はシ−ル部の作動説
明図である。本実施例は、予備還元炉で予備還元された
粉鉱石（粒径0.５mm以下に破砕されたもの）を石炭及び
石灰と共に、炉口径約３ｍ、高さ７〜１０ｍの溶融還元
炉に装入するが、この炉には溶銑が予め種湯として装入
されており、この炉の上から挿入されたランス及び炉底
に開口された複数の羽口から酸素ガスをそれぞれ吹込ん
で、炉内圧力を２〜１０kg／cm² にして溶銑を生成する
溶融還元炉に好適なものである。これらの図において、
１はトラニオンリング方式の転炉と似ている溶融還元炉
（以下、単に炉体という）で、この炉体１の外周には、
空間ｄを介して、トラニオンリング２が配置されてい
る。このトラニオンリング２は左右１対のトラニオン軸
３，３によって支持されている。これらのトラニオン軸
３は軸受部３ａで支持されているが、一方のトラニオン
軸３には傾動装置４が連結されていて、この傾動装置４
はモ−タ５によって駆動されるようになっている。ま
た、この炉体１の内部は耐火物６でライニングされてお
り、その底部に複数の羽口７，７・・・が設けてある。
更に、炉底部近傍には開閉弁をもつタップホ−ル８が設
けられており、通常操業時には溶銑９及びスラグ１０が
所定の時間毎に排出されるようになっている。ここにお
いて、炉体１は、リング状の支持ブラケット１１及び油
圧シリンダ12からなる昇降装置を介してトラニオンリン
グ２によって支持されている。すなわち、トラニオンリ
ング２の配置位置より上方に、支持ブラケット１１が炉
体１に固着されており、この支持ブラケット１１はトラ
ニオンリング２に設けられた８個の油圧シリンダ１２に
よって支持されていが、この支持ブラケット１１の下面
にはピン結合部材１３を介して油圧シリンダ１２の一端
が連結され、油圧シリンダ１２の他端はトラニオンリン
グ２の下端内方に突出されたピン結合部材１４に連結さ
れている。したがって、炉体１とトラニオンリング２と
の間に形成された空間ｄに、油圧シリンダ１２が配置さ
れている。そのため、この油圧シリンダ12を炉体１の熱
から防ぐため防熱ジャケット１５を介在させている（図
５参照）。これらの油圧シリンダ１２によって支持ブラ
ケット１１はトラニオンリング２に対して昇降するよう
になっているが、支持ブラケット１１、すなわち炉体１
の水平方向のズレを規制するため、また、昇降を円滑に
するため、次のような炉体ガイド装置を設けている。す
なわち、トラニオンリング２の上面には左右１対の昇降
ガイドロッド１６，１６を立設し、支持ブラケット１１
にはこれと対向するガイド穴１７を設けている。また、
トラニオンリング２の上面には、これらの昇降ガイドロ
ッド１６の設置位置に直交して１対の上部ガイド挟持片
１８，１８を立設し、支持ブラケット１１にはこれに対
向して挟まれるストッパ−１９を水平方向に突設してい
る。このストッパ−１９はリブの機能も果たしている。
更に、炉体１の下部外周には１対の転倒防止用のガイド
バ−２０，２０を水平方向に突設し、トラニオンリング
２の下方にはこれに対向する下部ガイド挟持片２１を吊
設している。そして、前記昇降ガイドロッド１６には、
図６で示すようにコッタ−挿入口22が設けられ、支持ブ
ラケット１１にはコッタ−２３が油圧シリンダ２４で往
復動するように設けられている。次に、炉体１の上部炉
口には椀状の炉口フ−ド２５が設けられていて、この炉
口フ−ド25には還元ガス用ダクト２６、ランス２７、サ
ブランス２８、石炭シュ−ト２９及び粉鉱石シ−ト３０
が装着されている。そして、この炉口フ−ド２５は炉口
フ−ド移動台車３１に取付けられているが、更に、炉内
圧による炉口フ−ド吹上げ力を考慮して、通常操業時に
は建屋に堅牢に固定されている。この炉口フ−ド移動台
車３１はストラクチャ梁３２を走行するようになってお
り、耐火物６の張替時には炉上より退避できるようにな
っている。また、これには冷却水用配管等も装着されて
いる。また、炉口と炉口フ−ド２５とは次のようなシ−
ル装置で強固にシ−ルされている。すなわち、炉内に
は、数１００℃以上の高温で、かつ、数kg／cm² 以上の
圧力で、しかも可燃性の生成ガスが発生するが、これが
放出されると周囲設備が焼損すると共に、作業者のガス
中毒のおそれもあるので、これを漏洩させないために、
図７に示すように、炉口外周縁には下部シ−トリング３
３を設け、炉口フ−ド２５の下縁には上部シ−トリング
３４を設けている。上部シ−トリング３４の下面側には
耐熱性シ−ル材３５と弾性シ−ル材３６とを埋設して下
部シ−トリング３３に接合するようにしている。また、
炉体１と炉口フ−ド２５との接合部には、例えば２００
ton のガス圧力が作用するので、これらのシ−トリング
３３，３４にわたり、その接合部外周に、上部シ−トリ
ング３４に回動自在に係止させたロックリング３７を設
けている。このロックリング３７の内側には複数のロッ
クリング用爪３８を設けると共に、下部シ−トリング３
３の外周には複数の下部シ−トリング用爪３９を設け
て、これらの爪３８，３９をバョネット結合できるよう
にしている。その結合面は、図８（ｂ）の矢印のように
互に傾斜した面で構成し、結合、離脱を容易にしてい
る。また、このロックリング３７は炉体１を引離そうと
する炉内圧と対抗できるので、油圧シリンダ１２の支持
力容量を小さくすることができる。

【０００５】次に本実施例の作用を述べると、油圧シリ
ンダ１２を伸びさせると、炉体１が上昇し炉口と炉口フ
−ド２５とが接合して耐熱性シ−ル材３５及び弾性シ−
ル材３６が下部シ−トリング３３に密着する。次いで、
ロックリング３７を回動させて図８（ａ）の矢印のよう
に爪３８，３９をバョネット結合させる。炉体１内には
予め溶銑９が種湯として装入されている。かかる準備の
後、不図示の予備還元炉で予備還元された粉鉱石を粉鉱
石シ−ト３０から、酸素ガスをランス及び羽口７から、
石炭等を石炭シュ−ト２９からそれぞれ吹込むと、炉内
では石炭が溶銑９中に溶解すると共に、石炭の炭素が酸
素ガスによって酸化されて酸化熱を発生する。この熱に
よって粉鉱石が溶解され、かつ、石炭中の炭素によって
還元される。したがって、所定の精錬時間（例えば、１
時間）後、タップホ−ル８を開き、溶銑９をスラグ１０
と共に取出す。精錬中、炉体１内では生成ガスが発生す
るので、この生成ガスは還元用ダクト２６に導き予備還
元炉へ送る。かかる出銑中に、スラグ１０も取出される
ので、スラグ１０の粘性のためタップホ−ル８が閉塞す
ることがある。そのときは、操業を中断して、ロックリ
ング３７を元に回動して爪３８，３９のバョネット結合
を解く。次いで、油圧シリンダ１２を縮ませ、炉口フ−
ド２５から炉体１を、図２で示す円弧状実線ａの位置迄
降下させる。一方、昇降ガイドロッド１６はガイド穴１
７を通って上方に突出するので、油圧シリンダ２４によ
ってコッタ−２３をコッタ−挿入口２２に挿入する。そ
して、傾動装置４によりトラニオンリング２を傾動させ
ると、炉体１とトラニオンリング２とは、上部ガイド挟
持片１８とストッパ−１９及び下部ガイド挟持片２１と
ガイドバ−２０がそれぞれ係合されていて、油圧シリン
ダ１２には炉体重量による水平方向の力は何ら作用しな
いので、炉体１は傾動し、炉口から溶銑９及びスラグ１
０を取出すことがきでる。なお、本実施例の炉体昇降装
置は油圧シリンダで行っているが、本発明はこれに限ら
ず、スクリュ−ジャッキを設け、このスクリュ−ジャッ
キで炉体を昇降させるようにしてもよい。

【０００６】

【発明の効果】本発明の溶融還元炉の運転方法によれ
ば、炉体を上昇させて炉口フ−ドに密着させるので、炉
口フ−ド自身を昇降させると違い、還元ガス用ダクトや
粉鉱石シュ−ト等を建屋から取外すことなく、そのまま
にして、炉口フ−ドと切離すことができる。したがっ
て、手間のかからない操作で炉体を傾動させることがで
き、スラグを炉口から円滑に排出することができる。ひ
いては、緊急時のスラグ排出が容易にできる。また、本
発明の溶融還元炉によれば、前述の効果を奏しながら、
更に、炉体をトラニオンリングに対し昇降させる昇降装
置を設けたので、トラニオンリングに連動連結された傾
動装置は床上に設置でき、炉体の傾動を確実に行うこと
ができる。更に、本発明の溶融還元炉によれば、炉体と
炉口フ−ドとをロックリングで係止したので、このロッ
クリングが炉内圧による炉体の引下げる力に対抗でき、
炉体昇降装置の容量を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶融還元炉の概要を示す全体図である。

【図２】図１の作動状態図である。

【図３】図１の要部詳細図である。

【図４】図３のＡ矢視断面図である。

【図５】図３のＢ部詳細図である。

【図６】図３のＣ部詳細図である。

【図７】シ−ル部の断面図である。

【図８】シ−ル部の作動説明図である。

【符号の説明】

１ 炉体 ２ トラニオンリング ４ 傾動装置 １０ スラグ １１ 支持ブラケット １２ 油圧シリンダ １６ 昇降ガイドロッド １７ ガイド穴 １８ 上部ガイド挟持片 １９ ストッパ− ２０ ガイドバ− ２１ 下部ガイド挟持片 ２５ 炉口フ−ド ３７ ロックリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉体を上昇させて、固定され、かつ、還
   元ガス用ダクト等が装着されている炉口フ−ドに密着し
   た後、精錬し、炉体を下降させて傾動した後、炉口より
   スラグを排出させることを特徴とする溶融還元炉の運転
   方法。
2. 【請求項２】 炉体と、該炉体の外周に配置され、か
   つ、傾動装置に連動連結されたトラニオンリングと、該
   炉体をトラニオンリングに対し昇降させる昇降装置と、
   該炉体とトラニオンリングとの水平方向のズレを規制す
   る炉体ガイド装置と、からなることを特徴とする溶融還
   元炉。
3. 【請求項３】 炉体の炉口と、該炉口を覆い、かつ、固
   定された炉口フ−ドとの接合部外周に、前記炉口と炉口
   フ−ドとを係脱自在に連結するロックリングを配設した
   ことを特徴とする請求項２の溶融還元炉。