JPH1161215A - 還元鉄製造原料の成形・装入装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物の成形お
よび装入設備の設置基数を１基とし、しかも粉化の少な
い状態で炉内に装入することができる装置および方法を
提供する。 【解決手段】混合物を回転炉床上に装入し、焼成して還
元鉄を製造する際に用いる原料の成形・装入装置であっ
て、炉床２１の移動方向と直交する方向に移動可能な移
動床２と、移動床から移送される板状に圧密された成形
物を載置する待機床６と、圧密された成形物を炉床の幅
より短い長さに切断するための平板状のカッター８と、
切断により得られた板状成形物９を載置するための装入
用載置台１１と、装入用載置台上へ板状成形物を移動さ
せる往復移動可能な押し出し装置１０と、装入用載置台
上の板状成形物の上流側端面に当接させて板状成形物を
炉床上に載置するための当て板１５を有する装置。この
装置を用いれば、本発明方法を容易に実施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化鉄を主成分と
して含む粉状の鉄原料、すなわち、粉状の鉄鉱石や製鉄
所で発生する鉄分を含んだダスト、スラッジ、スケール
等（以下、本明細書ではこれらを総称して「粉状鉄原
料」と記す）を粉状の固体還元剤、例えば石炭、木炭、
石油コークス、コークス等（以下、「粉状固体還元剤」
と総称する）とともに炉床が水平に回転移動する加熱炉
へ装入し、還元鉄を製造する際に用いる原料の成形・装
入装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、粉状の鉄鉱石と粉状固体還元剤と
を混合して塊成化し、これを炉床が水平に回転移動する
加熱炉床（以下、「回転炉床」といい、この炉床を有す
る炉を「回転床炉」という）に装入して還元鉄を製造す
る技術が注目されている。

【０００３】この回転床炉は古くからあるロータリーキ
ルン炉とは異なり、設備コストが安価であるのが特徴で
あるが、一方、炉床が水平に回転するために原料の装入
および製品の排出に配慮が必要である。その技術の代表
的なものとしては、粉状の鉄鉱石と固体還元剤とを混合
して塊成化物（ペレット）となし、これを高温に加熱す
ることにより鉄鉱石中の酸化鉄を還元して固体状金属鉄
とする技術がある（例えば、米国特許第３，４４３，９
３１号明細書、特開平７−２３８３０７号公報）。

【０００４】図１は、加熱を回転床炉を用いて行う従来
の還元鉄の製造プロセスの一例の概略図である。図示す
るように、粉鉄鉱石と粉石炭にバインダーとしてのベン
トナイトを添加し、混練機で、さらに水分とタールを添
加して混合する。この混合原料をペレタイザーまたはダ
ブルロール圧縮機で塊成化し、回転床炉の原料装入部へ
移送して炉内へ装入し、炉床の移動に伴って１回転させ
る間に鉄鉱石中の酸化鉄を高温還元して固体状金属鉄と
する。得られた金属鉄は排出部から取り出される。

【０００５】上記の還元鉄の製造方法において、粉状鉄
原料としては、粉状の鉄鉱石の他に、製鉄所で発生する
鉄分を含んだ各種のダストやスラッジ、スケールなどが
使用でき、また、粉状固体還元剤としては、石炭、コー
クス、チャー、オイルコークスなどが使用可能である。
これら鉄原料や固体還元剤は、場合によっては乾燥処
理、破砕処理が施される。

【０００６】粉状鉄原料と粉状固体還元剤は、次いで混
練処理されるが、その際、必要に応じてバインダーとし
ての水分、タール、糖蜜、有機系樹脂、セメント、スラ
グ、ベントナイト、生石灰、軽焼ドロマイト、消石灰が
添加される。

【０００７】混練された原料は、デスクペレタイザイー
により球状のペレットに、またはダブルロール圧縮機に
よりブリケットに塊成化される。この場合、ペレットに
するためには粒径が０．１ｍｍ以下の粒度の原料が適
し、ブリケットには粒径が１ｍｍ以下の粒度のものが適
するので、あらかじめ所定の粒度に微粉砕する必要があ
る。また、塊成化物（上記のペレット、ブリケットを指
す）の強度を高めるため、塊成化後に乾燥処理または養
生処理が施される場合もある。

【０００８】得られた塊成化物は、ベルトコンベヤーで
回転床炉の上部に送られ、そこから回転炉床上に幅広く
分散するように装入シュートを用いて装入され、レベラ
ーによりならされる。続いて、炉内を移動する間に加熱
還元され、金属鉄となる。

【０００９】しかしながら、上述のような従来の還元鉄
の製造方法には、つぎのような問題がある。すなわち、
塊成化物は回転床炉に装入されるまでの間に粉化し、小
粒径の粒度の異なる塊成化物となるとともに粉を発生
し、その状態で回転炉床に装入されるため、炉内に装入
された発生粉は燃焼ガスにより飛散し、炉壁に溶融付着
して、設備トラブルの原因となる。また、回転炉床に溶
融付着したり、溶融浸食して、床面が荒れ、設備トラブ
ルの原因となる。

【００１０】さらには、塊成化物の粒度が異なるため焼
成にむらを生じ、９２％程度の金属化率を有する還元鉄
を製造するためには焼成時間を延長する必要が生じ、還
元鉄の生産性が悪化する。

【００１１】この塊成化物の粉化の悪影響を防止するた
め前述したバインダーが添加され、効果を奏している
が、粉化が完全に防止されるわけではない。また、有機
系バインダーは高価なもので、製造コストを上昇させ、
一方、無機系バインダーは鉄分以外のスラグ分を含有す
るため還元鉄の品位を低下させるという欠点がある。

【００１２】また、回転炉床の上方で、二つのロール軸
が炉床の移動方向と直交する方向に設置されたダブルロ
ール圧縮機で原料を成形し、この圧縮機から排出される
成形原料を装入シュートで受けて炉床上に載置する原料
の装入方法を採用すれば、粉化の極めて少ない状態で成
形原料を炉内へ装入することができる。しかし、炉床の
幅に相当する幅を有する圧縮成形物を１台のダブルロー
ル圧縮機で製造することは必ずしも容易ではなく、実際
には炉床の幅方向に複数個に分割された複数台のダブル
ロール圧縮機で原料を成形し、装入することとなるが、
成形設備と装入設備の基数が増えるため、設備費および
保守費が嵩むという難点がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の還元
鉄の製造技術における上記の問題を解決することを課題
としてなされたものである。本発明の具体的な目的は、
粉状の鉄鉱石と粉状固体還元剤とを混合して塊成化した
原料を回転床炉に装入するまでの間の粉化を極力抑制
し、粉化の少ない状態で回転炉床炉に装入するととも
に、成形設備と装入設備の基数を減少させ、１基で成形
および装入が可能な還元鉄製造原料の成形・装入装置お
よび方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）の還元鉄製造原料の成形・装入装置、および
（２）の成形・装入方法にある。

【００１５】（１）粉状鉄原料と粉状固体還元剤との混
合物を回転炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造する
際に用いる原料の成形・装入装置であって、炉床とほぼ
同じ高さの平面で炉床の移動方向と直交する方向に移動
可能な移動床と、移動床上へ粉状鉄原料と粉状固体還元
剤の混合物を装入するためのホッパーと、装入された混
合物の厚みを調整するレベル調整板と、混合物を移動床
上で板状に圧密するローラーと、移動床とほぼ同じ高さ
の平面にあって移動床から移送される板状に圧密された
成形物を載置する待機床と、刃が移動床の移動方向と直
交する方向に向けて圧密された成形物の全幅にわたって
取り付けられ、待機床上で、圧密された成形物を炉床の
幅より短い長さに切断するための平板状のカッターと、
切断により得られた板状成形物を載置するための装入用
載置台と、装入用載置台上へ板状成形物を移動させる往
復移動可能な押し出し装置と、装入用載置台を炉床の移
動方向に移動させる載置台駆動装置と、装入用載置台上
の板状成形物の上流側端面に当接させるとともに炉床の
移動方向に往復移動可能に構成された平板状の当て板と
を有することを特徴とする還元鉄製造原料の成形・装入
装置。

【００１６】（２）上記（１）に記載の成形・装入装置
を用いて行う下記からまでの工程を特徴とする還元
鉄製造原料の成形・装入方法。

【００１７】粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物を
移動床上へ装入する工程、 移動床上の混合物の厚みをレベル調整板で調整する工
程、 厚みを調整した混合物を移動床上でローラーで圧密し
て板状とする工程、 板状に圧密された成形物を、移動床上から待機床上へ
移送した後、待機床上でカッターにより炉床の幅より短
い長さに切断して板状成形物とし、押し出し装置で装入
用載置台上へ移動させるか、または、板状に圧密された
成形物を、移動床上でカッターにより炉床の幅より短い
長さに切断して板状成形物とし、押し出し装置で装入用
載置台上へ移動させる工程、 押し出し装置を速やかに元の位置へ戻す工程、 装入用載置台の先端を既に炉床上に置かれている板状
成形物の上流側の端まで移動させ、当て板を装入用載置
台上の板状成形物の上流側端面に当接させて、装入用載
置台を素早く上流側へ引くことにより板状成形物を炉床
上に載置する工程、 当て板および装入用載置台を元の位置へ戻す工程。

【００１８】ここで、「粉状鉄原料」とは、酸化鉄が主
成分の粉状の鉄原料であり、具体的には、前述した粉状
の鉄鉱石や製鉄所で発生する鉄分を含んだダスト、スラ
ッジ（例えば、焼結機発生ダスト、高炉発生ダスト、転
炉発生ダスト、圧延工場発生スラッジ）、スケール等を
いう。本発明においては、これらを単独で、または２種
以上の混合物状態で使用することができる。

【００１９】「粉状固体還元剤」とは、石炭、コーク
ス、チャー、オイルコークス等の、主に炭素を含む固体
物質の粉末である。これらも、単独で、または２種以上
組み合わせて使用することができる。

【００２０】また、「板状成形物」とは、ほぼ回転炉床
炉の幅に近い幅を有する板状の成形物をいう。

【００２１】上記（２）の還元鉄製造原料の成形・装入
方法において、望ましい実施態様として、下記の方法を
単独で、または組み合わせて採用することができる。

【００２２】〔望ましい態様１〕板状成形物を炉床上に
載置する際に、装入用載置台の先端を既に炉床上に置か
れている板状成形物の上流側の端まで移動させ、当て板
を装入用載置台上の板状成形物の上流側端面に当接させ
て、炉床の移動速度と同じ速度で当て板を炉床の移動方
向へ移動させて板状成形物を炉床上に載置する。

【００２３】〔望ましい態様２〕待機床上または移動床
上で、板状に圧密された成形物の切断に使用するカッタ
ーとして、刃が移動床の移動方向と直交する方向に向け
て待機床上の板状に圧密された成形物の全幅にわたって
取り付けられた板状成形物の厚みと同じ高さの平板状の
カッターの両端から移動床の移動方向に向けて設けられ
たカッターと同じ高さで炉床の幅より短い長さの板を備
えるとともに、これらの板とカッターとで囲まれる部分
を覆うように平板が設けられたカッターを使用し、板状
成形物を炉床上に載置する際に使用する当て板として、
装入用載置台上の板状成形物の上流側端面に当接させる
板状成形物の厚みと同じ高さの平板状の当て板の両端か
ら炉床の移動方向に向けて設けられた当て板と同じ高さ
で待機床上の板状成形物の幅と同じ長さの板を備えると
ともに、これらの板と当て板とで囲まれる部分を覆うよ
うに平板が設けられた当て板を使用する。

【００２４】〔望ましい態様３〕板状成形物を炉床上に
載置する際に、装入載置台上の板状成形物の炉床上への
移動方向側の先端に滑り板が蝶番構造で装入用載置台面
から炉床面へ緩やかな傾斜をなすように取り付けられた
装入用載置台を使用する。

【００２５】〔望ましい態様４〕厚みを調整した混合物
をローラーで圧密する際に、混合物の移動床に接する面
と反対側の面に凹凸を付ける。

【００２６】〔望ましい態様５〕板状成形物を炉床上に
載置する際に、炉床上に装入された板状成形物の上面が
粉状の固体還元剤で被覆された状態とする。

【００２７】〔望ましい態様６〕板状成形物を炉床上に
載置する際に、炉床上に粉状の固体還元剤を薄く敷き、
その上に板状成形物を載置する。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の特徴は、粉状鉄原料と粉
状固体還元剤との混合原料を回転炉床炉へ装入する際
に、従来行われているような回転炉床の幅と比較すると
極めて小さいペレット、ブリケット、タイル状成形物と
して炉内へ装入するのではなく、回転炉床の幅とほぼ同
等の幅を有する板状成形物に成形した後、それを回転炉
床上へ載置することにある。

【００２９】上記（１）の発明はそのための成形・装入
装置（以下、本発明の装置という）であって、その要部
は、粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物を成形するロ
ーラー圧縮成形部と、成形物を所定の長さに切断する切
断部と、切断された成形物を炉床上に載置する装入部か
らなっている。以下、図面を用いて説明する。

【００３０】図２および図３は本発明の装置の一例の要
部を示す図で、図２の（ａ）は平面図、図２の（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、図３は図２（ａ）の
Ｂ−Ｂ矢視断面図である。

【００３１】図示するように、ローラー圧縮成形部は、
炉床２１とほぼ同じ高さの平面で炉床２１の移動方向と
直交する方向に移動可能な移動床２と、移動床２上へ粉
状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物１を装入するための
ホッパー１−１と、装入された混合物１の厚みを調整す
るレベル調整板３と、混合物１を移動床２上で板状に圧
密するローラー４とを備えている。

【００３２】移動床としては、例えば、図２（ｂ）に示
したベルトコンベヤ方式の床を用いることができる。

【００３３】レベル調整板としては、例えば、図２
（ｂ）に示した、幅が装入された混合物の幅と同等か若
干広い平板を用いるのが簡便である。また、混合物を圧
密するためのローラーは、１段でもよいが、図示するよ
うに２段とする方が得られる板状成形物の強度が大きく
望ましい。

【００３４】炉床とほぼ同じ高さの平面で炉床の移動方
向と直交する方向に設置された移動床上で原料混合物を
圧密して板状の成形物とするのは、原料混合物を成形し
た後、炉床上に装入するまでの間の垂直方向のハンドリ
ングを極力軽減するためである。すなわち、成形された
混合物を水平方向にのみ移動させて炉床上に載置する装
入方法を採用することにより、従来の方法の欠点である
塊成化後の原料を炉床に装入するまでの間のハンドリン
グに伴う粉化を軽微なものとするためである。なお、移
動床の高さレベルは炉床と厳密に同じ高さである必要は
なく、ほぼ同じ高さであればよい。後述するように、装
入用載置台面と炉床面との間には少なくとも装入用載置
台の厚み分のレベル差があるし、また、次に述べる移動
床と待機床または装入用載置台との間においても板状成
形物が割れたり一部が粉化したりすることがない程度の
高さレベルの差があっても差し支えない。

【００３５】切断部は、移動床２とほぼ同じ高さの平面
にあって移動床２から移送される板状に圧密された成形
物をその上に載置する待機床６と、刃が移動床２の移動
方向と直交する方向に向けて成形物の全幅にわたって取
り付けられ、待機床６上で、板状に圧密された成形物を
炉床２の幅より短い長さに切断するための平板状のカッ
ター８とを備えている。このカッター８はカッター駆動
装置７により作動する。なお、待機床は、上述したよう
に移動床２とほぼ同じ高さレベルにあればよい。

【００３６】板状に圧密された成形物を炉床の幅より短
い長さに切断するのは、図２に示されるように、待機床
上における長さが炉床上では幅に相当するので、炉床の
幅より短い長さに切断しなければ、切断により得られた
板状成形物を炉床上へ載置したときにその一部が炉床か
らはみ出すからである。なお、切断長さは、炉床の幅よ
り若干短くするのが、炉床表面の利用効率が向上するの
で望ましい。

【００３７】装入部は、切断により得られた成形物（板
状成形物）を装入用載置台１１上へ移動させる往復移動
可能に構成された押し出し装置１０と、装入用載置台１
１を炉床２１の移動方向へ移動させる載置台駆動装置１
２と、装入用載置台１１上の板状成形物９の上流側端面
に当接させて板状成形物の移動を止め、あるいは板状成
形物９を積極的に押すための当て板１５を備えている。
なお、当て板１５は当て板駆動装置１４により炉床２１
の移動方向に往復移動する。

【００３８】前記の「板状成形物の上流側端面」とは、
板状成形物の両端面（炉床の幅方向に平行な面）のうち
炉床の移動方向に対して後方側の端面をいう。

【００３９】（２）の発明は、上述した本発明の装置を
用いて行う還元鉄製造原料の成形・装入方法（以下、本
発明方法という）で、下記からまでの工程からなっ
ている。

【００４０】粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物を
移動床上へ装入する工程、 移動床上の混合物の厚みをレベル調整板で調整する工
程、 厚みを調整した混合物を移動床上でローラーで圧密し
て板状とする工程、 板状に圧密された成形物を、移動床上から待機床上へ
移送した後、待機床上でカッターにより炉床の幅より短
い長さに切断して板状成形物とし、押し出し装置で装入
用載置台上へ移動させるか、または、板状に圧密された
成形物を、移動床上でカッターにより炉床の幅より短い
長さに切断して板状成形物とし、押し出し装置で装入用
載置台上へ移動させる工程、 押し出し装置を速やかに元の位置へ戻す工程（次に移
送されてくる成形物の切断と移動に備えるためであ
る）、 装入用載置台の先端を既に炉床上に置かれている板状
成形物の上流側の端まで移動させ、当て板を装入用載置
台上の板状成形物の上流側端面に当接させて、装入用載
置台を素早く上流側へ引くことにより板状成形物を炉床
上に載置する工程、 当て板および装入用載置台を元の位置へ戻す工程（次
の装入に備えるためである）。

【００４１】前記の工程で、板状に圧密された成形物
の強度が極端に弱くない限り、板状に圧密された成形物
を移動床から待機床上へ移送する方法を採用する。しか
し、成形物の強度が非常に弱い場合、移動床から待機床
上へ移送するときに板状に圧密された成形物が座屈し、
板状形状を保持できない場合がある。このような場合に
は、板状に圧密された成形物を移動床上でカッターによ
り炉床の幅より短い長さに切断して板状成形物としてか
ら、装入用載置台上へ移動する方法を採用するのが望ま
しい。

【００４２】この方法によれば、板状に圧密された成形
物の形状の崩れを最小限に止めることができる。なお、
成形物の強度が非常に弱いので、移動床上でも容易に所
定の長さに切断することが可能である。

【００４３】前記のの工程で、装入用載置台を素早く
上流側へ引くのは、板状成形物をできるだけ早く装入用
載置台から炉床上へ移行させ、既に炉床上に置かれてい
る板状成形物との間に隙間をつくらないため、および板
状成形物の座屈を防止するためである。装入用載置台を
素早く上流側へ引く速さは特に限定されない。板状成形
物に割れ等が生じない範囲でできるだけ速く引くのが、
隙間を生じさせず、望ましい。なお、「上流側」とは、
炉床の移動方向に対して反対方向をいう。

【００４４】上記本発明の装置および方法によれば、板
状成形物の垂直方向への移動がほとんどないため、板状
成形物が受ける衝撃力を最小限に抑えることができ、板
状成形物の粉化を低減できるという利点がある。

【００４５】また、成形設備および装入設備の設置台数
を１台（成形・装入装置１基）とすることが可能であ
り、炉床の幅方向にわたって複数台設置する必要がな
く、設備費の低減が可能であるとともに、保守も簡単で
あり、経済上の効果が大きい。

【００４６】さらに、従来の成形・装入方法では、原料
を炉床上に載置した場合、原料のサイズが小さいため、
どうしても原料間に隙間が生じ、その分還元鉄の生産効
率の低下を避けることができなかったが、本発明方法で
得られる板状成形物は炉床の幅程度の大きさを有するの
で、炉床上に載置した場合原料間の隙間が少なく、原料
による炉床の被覆率が向上し、生産効率を上昇させ得る
という効果がある。

【００４７】次に、上記（２）の発明の望ましい実施態
様について説明する。

【００４８】〔望ましい態様１〕本発明方法を実施する
際、当て板を装入用載置台上の板状成形物の上流側端面
に当接させて、前記のの工程で、装入用載置台を素早
く上流側へ引くことにより板状成形物を炉床上に載置す
る方法を採用しているが、板状成形物の強度が十分大き
い場合は、装入用載置台の先端を既に炉床上に置かれて
いる板状成形物の上流側の端まで移動させ、当て板を装
入用載置台上の板状成形物の上流側端面に当てて、炉床
の移動速度と同じ速度で当て板を炉床の移動方向へ移動
させて板状成形物を炉床上に載置することもできる。

【００４９】なお、板状成形物の強度が十分大きくはな
い場合は、当て板を装入用載置台上の板状成形物の上流
側端面に当接させて、炉床の移動速度と同じ速度で当て
板を炉床の移動方向へ移動させるとともに、装入用載置
台を素早く上流側へ引くことにより板状成形物を炉床上
に載置してもよい。

【００５０】この方法によれば、炉床上に載置しようと
する板状成形物を、既に炉床上に置かれている板状成形
物の上流側に、隙間を生じさせず、確実かつ容易に載置
することができる。

【００５１】〔望ましい態様２〕板状成形物の強度が大
きければ、前記のの工程で用いる押し出し装置、ある
いはの工程で用いる当て板で板状成形物を押し、ある
いは力を加えても成形物の形状を崩さずに移動すること
ができるが、板状成形物の強度が不十分な場合は座屈し
て板状形状を維持できない場合がある。

【００５２】このような場合には、図４に示す形状のカ
ッター、および図示していないが、同様の形状を有する
当て板を使用するのが望ましい。

【００５３】図４において、板状に圧密された成形物の
切断に使用するカッターとして、刃が移動床の移動方向
と直交する方向に向けて待機床上の板状に圧密された成
形物の全幅にわたって取り付けられた板状成形物の厚み
と同じ高さの平板状のカッター（斜線を施した部分）の
両端から移動床の移動方向、すなわち押し出し装置の移
動方向（図中の矢印の方向）に向けて設けられたカッタ
ーと同じ高さで炉床の幅より短い長さの板１６−１、１
６−２を備えるとともに、これらの板とカッターとで囲
まれる部分を覆うように平板１７が設けられたカッター
８を使用する。なお、図４において、一部を○印で囲ん
で示した二点鎖線の部分がカッターの刃である。

【００５４】また、板状成形物を炉床上に載置する際に
使用する当て板として、装入用載置台上の板状成形物の
上流側端面に当てる板状成形物の厚みと同じ高さの平板
状の当て板の両端から炉床の移動方向に向けて設けられ
た当て板と同じ高さで待機床上の板状成形物の幅と同じ
長さの板を備えるとともに、これらの板と当て板とで囲
まれる部分を覆うように平板が設けられた当て板を使用
する。

【００５５】このような形状のカッターを使用すれば、
力が加わり、変形しやすい部分が板（カッターの場合で
いえば、板１６−１、１６−２）で囲まれており、さら
に平板で覆われているので、板状成形物は変形すること
はない。

【００５６】〔望ましい態様３〕板状成形物を装入用載
置台から炉床上へ移動させる際、装入用載置台面と炉床
面との間には少なくとも装入用載置台の厚み分のレベル
差があるが、この差が大きく、かつ板状成形物の強度が
弱いときには、装入用載置台から炉床への落下時の衝撃
で板状成形物が割れて一部が粉化する場合がある。

【００５７】このような場合には、図５に示すように、
装入用載置台１１の先端（載置台上の成形物を炉床２１
上へ移動させる側の先端）に、滑り板３０が蝶番構造３
１で装入用載置台１１面から炉床２１面へ緩やかな傾斜
をなすように取り付けられた装入用載置台を使用すれば
よい。

【００５８】これによって、板状成形物を装入用載置台
から炉床上へ移動させる際、成形物は滑り板で支えられ
るため、割れの原因となるせん断力や落下衝撃力が緩和
され、板状成形物の破壊を防止することができる。ま
た、滑り板は蝶番構造で取り付けられているため、炉床
表面が凹凸になっていても、炉床の表面状態に応じて上
下動するので破損することはない。

【００５９】〔望ましい態様４〕従来のペレットやブリ
ケットを使用する方法では、金属化がほぼ終了した後ペ
レットが収縮する現象が見られるが、この時ペレット自
身の形状を保持するためには、強度上の理由から炉床上
のペレットの最大許容厚さはほぼペレット２層の厚さで
あるとされており（特公昭４５−１９５６９号公報）、
還元鉄製造効率の向上阻害要因となっていた。本発明方
法では、成形物の形状が板状であることから、収縮時に
多少変形しても支障がないので板状成形物の厚みを増加
させることが可能である。しかし、あまり増加させると
成形物内の昇温速度が低下し、還元が遅れるので得策で
はない。

【００６０】これに対し、図６に例示したように、板状
成形物の上面（炉床に接する面と反対側の面）に凹凸を
付ける方法を用いるのが有効である。これにより、受熱
面積が増大し、板状成形物の昇温速度が増加する結果、
還元速度が向上する。さらに、凹凸を付けることによ
り、炉床単位面積当たりの原料積載量が増加するので、
生産性が向上するという好結果も得られる。

【００６１】〔望ましい態様５〕板状成形物を高温で還
元する際、炉内へ酸素含有ガスが吹き込まれ続けている
ため、高温還元中の還元鉄表面が再酸化され、得られる
製品還元鉄の金属化率が十分に向上しないことが懸念さ
れる。

【００６２】このような高温還元中の還元鉄表面の再酸
化を防止するためには、板状成形物の上面（炉床に接す
る面と反対側の面）が粉状の固体還元剤で被覆された状
態とする方法を採用するのが有効である。この被覆の方
法としては、原料混合物を板状成形物に成形してからそ
の表面を粉状の固体還元剤で被覆する方法と、成形の際
に、板状成形物の上面が必要に応じてバインダーを添加
した粉状の固体還元剤で被覆されるように成形する方法
があるが、いずれの方法でも再酸化を防止することがで
きる。

【００６３】〔望ましい態様６〕板状成形物を高温で還
元する際、耐火物製の炉床上に還元鉄が固着してその後
の作業に支障を来すことがある。

【００６４】この問題を解決するためには、炉床上に、
まず粉状の固体還元剤を薄く敷き、その上に板状成形物
を載置する方法の採用が有効である。板状成形物と炉床
耐火物との間に介在する粉状の還元剤によって、固着を
効果的に防止することができる。

【００６５】

【実施例】表１に示す粉状鉄原料（鉄鉱石）および表２
に示す粉状固体還元剤（石炭）にバインダーとしてのタ
ールを添加し、表４に示す配合率で混合し、同表に示す
ペレット、ブリケット、正方形タイルまたは板状成形物
に成形した。表３に用いた粉状鉄鉱石と粉状石炭の粒度
構成を示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【表２】

【００６８】

【表３】

【００６９】

【表４】

【００７０】これらの成形原料を用い、回転炉床炉によ
り、表６のＮｏ．１からＮｏ．１２の各ケースに示す条
件で還元鉄を製造し、そのときの還元鉄の生産性により
本発明の効果を評価した。なお、用いた回転炉床の設備
仕様と操業条件を表５に示す。

【００７１】

【表５】

【００７２】

【表６】

【００７３】操業に際し、還元鉄の金属化率が９２％と
なるように炉床の回転速度を調整した。すなわち、金属
化率が目標値よりも低ければ、回転速度を下げ、焼成時
間を延長して金属化率を上昇させた。この場合、生産性
は低下する。逆に、金属化率が目標値よりも高ければ、
回転速度を上昇させ、焼成時間を短縮して金属化率を目
標値まで低下させた。この場合、生産性は向上する。

【００７４】各ケースにおける生産性を表６に併せて示
す。

【００７５】Ｎｏ．１のケースは従来実施されている方
法による場合で、前記の図１に示した工程に準じ、直径
７．５ｍの皿型ペレタイザーを用いて径が２０ｍｍのペ
レットを製造し、平板シュートで回転炉床炉に装入し
た。Ｎｏ．２のケースは同じく従来例で、Ｎｏ．１のケ
ースのペレットに代えてブリケットとした場合である。
また、Ｎｏ．３のケースも従来例で、回転炉床炉の原料
装入部の直上に炉床の幅方向に設置した幅１．６７ｍの
３台のダブルロール圧縮機を用いて正方形タイルに成形
した場合である。

【００７６】Ｎｏ．４からＮｏ．１２のケースが本発明
例で、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６のケースは、板状成形物を装
入用載置台から回転炉床へ載置する方法が異なる場合で
あるが、いずれも従来例に比較して生産性が向上した。
これは、従来例では回転炉床上の原料間に隙間があるの
に対し、本発明例ではこの隙間がなく、回転炉床の単位
面積当たりの原料載置量が多くなるためである。

【００７７】Ｎｏ．７のケースは板状成形物の強度が弱
く、待機床を省略して、移動床上から直接装入用載置台
上へ板状成形物移送した場合である。生産性はＮｏ．４
〜Ｎｏ．６のケースに比べて若干低かったが、従来例に
比較して高かった。

【００７８】Ｎｏ．８のケースはカッターと当て板の形
状を〔望ましい態様４〕で述べた形状（カッターについ
ては図４参照）に変更した場合であり、Ｎｏ．９のケー
スはさらに蝶番構造の滑り板を用いた場合である。いず
れのケースにおいても、板状成形物の割れや粉化の発生
が減少したことにより生産性が向上した。

【００７９】Ｎｏ．１０のケースは、さらに板状成形物
の上面に凹凸を付けた場合であるが、これによって、還
元速度の低下を招くことなく、回転炉床の単位面積当た
りの載置量を増加できたことにより、生産性が著しく向
上した。

【００８０】Ｎｏ．１１のケースは、さらに板状成形物
の上面を粉状の固体還元剤（石炭）で被覆した場合であ
り、再酸化を防止できたことから生産性はさらに向上し
た。

【００８１】Ｎｏ．１２のケースは、さらに炉床上に粉
状の固体還元剤（石炭）を敷いた場合であり、他のケー
スでは還元鉄の炉床への固着が多少認められたのに対
し、このケースでは固着が全く認められなかった。

【００８２】

【発明の効果】本発明方法によれば、粉状の鉄鉱石と粉
状固体還元剤とを混合し、成形して回転床炉に装入する
までの間の粉化を抑制し、粉化の少ない状態で回転炉床
炉に装入するとともに、成形設備と装入設備の設置基数
を減少させ、成形・装入装置１基で対応することが可能
である。この方法は、本発明の装置により容易に実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転床炉を用いて行う従来の還元鉄の製造プロ
セスの一例の概略図である。

【図２】本発明の装置の一例の要部を示す図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】本発明の装置の一例の要部を示す図で、図２
（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図４】押し出し装置に取り付けられているカッターの
形状の一例を示す図である。

【図５】先端に蝶番構造で取り付けられた滑り板を有す
る装入用載置台の説明図である。

【図６】板状成形物の形状の一例を示す図である。

【符号の説明】

１：混合物 １−１：ホッパー ２：移動床 ３：レベル調整板 ４：ローラー ５：成形物 ６：待機床 ７：カッター駆動装置 ８：カッター ９：板状成形物 １０：押し出し装置 １１：装入用載置台 １２：装入用載置台駆動装置 １３：板状成形物 １４：当て板駆動装置 １５：当て板 １６−１、１６−２：板 １７：平板 ２０：回転炉床炉 ２１：炉床 ３０：滑り板 ３１：蝶番

フロントページの続き (72)発明者 大根 公一 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉状鉄原料と粉状固体還元剤との混合物を
   回転炉床上に装入し、焼成して還元鉄を製造する際に用
   いる原料の成形・装入装置であって、炉床とほぼ同じ高
   さの平面で炉床の移動方向と直交する方向に移動可能な
   移動床と、移動床上へ粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混
   合物を装入するためのホッパーと、装入された混合物の
   厚みを調整するレベル調整板と、混合物を移動床上で板
   状に圧密するローラーと、移動床とほぼ同じ高さの平面
   にあって移動床から移送される板状に圧密された成形物
   を載置する待機床と、刃が移動床の移動方向と直交する
   方向に向けて圧密された成形物の全幅にわたって取り付
   けられ、待機床上で、圧密された成形物を炉床の幅より
   短い長さに切断するための平板状のカッターと、切断に
   より得られた板状成形物を載置するための装入用載置台
   と、装入用載置台上へ板状成形物を移動させる往復移動
   可能な押し出し装置と、装入用載置台を炉床の移動方向
   に移動させる載置台駆動装置と、装入用載置台上の板状
   成形物の上流側端面に当接させるとともに炉床の移動方
   向に往復移動可能に構成された平板状の当て板とを有す
   ることを特徴とする還元鉄製造原料の成形・装入装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の成形・装入装置を用いて
   行う下記からまでの工程を特徴とする還元鉄製造原
   料の成形・装入方法。 粉状鉄原料と粉状固体還元剤の混合物を移動床上へ装
   入する工程、 移動床上の混合物の厚みをレベル調整板で調整する工
   程、 厚みを調整した混合物を移動床上でローラーで圧密し
   て板状とする工程、 板状に圧密された成形物を、移動床上から待機床上へ
   移送した後、待機床上でカッターにより炉床の幅より短
   い長さに切断して板状成形物とし、押し出し装置で装入
   用載置台上へ移動させるか、または、板状に圧密された
   成形物を、移動床上でカッターにより炉床の幅より短い
   長さに切断して板状成形物とし、押し出し装置で装入用
   載置台上へ移動させる工程、 押し出し装置を速やかに元の位置へ戻す工程、 装入用載置台の先端を既に炉床上に置かれている板状
   成形物の上流側の端まで移動させ、当て板を装入用載置
   台上の板状成形物の上流側端面に当接させて、装入用載
   置台を素早く上流側へ引くことにより板状成形物を炉床
   上に載置する工程、 当て板および装入用載置台を元の位置へ戻す工程。
3. 【請求項３】請求項２に記載のの工程で、装入用載置
   台の先端を既に炉床上に置かれている板状成形物の上流
   側の端まで移動させ、当て板を装入用載置台上の板状成
   形物の上流側端面に当接させて、炉床の移動速度と同じ
   速度で当て板を炉床の移動方向へ移動させて板状成形物
   を炉床上に載置することを特徴とする請求項２に記載の
   還元鉄製造原料の成形・装入方法。
4. 【請求項４】請求項２に記載のの工程で使用するカッ
   ターとして、刃が移動床の移動方向と直交する方向に向
   けて待機床上の板状に圧密された成形物の全幅にわたっ
   て取り付けられた板状成形物の厚みと同じ高さの平板状
   のカッターの両端から移動床の移動方向に向けて設けら
   れたカッターと同じ高さで炉床の幅より短い長さの板を
   備えるとともに、これらの板とカッターとで囲まれる部
   分を覆うように平板が設けられたカッターを使用し、請
   求項２に記載のの工程で使用する当て板として、装入
   用載置台上の板状成形物の上流側端面に当接させる板状
   成形物の厚みと同じ高さの平板状の当て板の両端から炉
   床の移動方向に向けて設けられた当て板と同じ高さで待
   機床上の板状成形物の幅と同じ長さの板を備えるととも
   に、これらの板と当て板とで囲まれる部分を覆うように
   平板が設けられた当て板を使用することを特徴とする請
   求項２または３のいずれかに記載の還元鉄製造原料の成
   形・装入方法。
5. 【請求項５】請求項２に記載のの工程で、厚みを調整
   した混合物の移動床に接する面と反対側の面に凹凸を付
   けることを特徴とする請求項２から４までのいずれかに
   記載の還元鉄製造原料の成形・装入方法。
6. 【請求項６】炉床上に装入される板状成形物の炉床に接
   する面と反対側の面が粉状の固体還元剤で被覆された状
   態とすることを特徴とする請求項２から５までのいずれ
   かに記載の還元鉄製造原料の成形・装入方法。
7. 【請求項７】炉床上に粉状の固体還元剤を薄く敷き、そ
   の上に板状成形物を載置することを特徴とする請求項２
   から６までのいずれかに記載の還元鉄製造原料の成形・
   装入方法。