JPS5963483A - コ−チング突落し手段を含むロ−タリ−キルンの操業方法とこの方法に用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄族元素酸化鉱石の半溶融還元製錬用ロータ
リーキルンの操業方法とこの方法に用いる装置に関する
ものであり、特に本発明は、ロータリーキルン操桑中に
、キルンのルツペ帯に発・生ずるメタルリングの溶融、
除去の際に、キルン下端部に不可避的に発生ずるコーチ
ングの突落し手段を含むロータリーキルンの操業方法と
この方法に用いる装置Ｆｆｆｉに関するものである。

鉄族元素酸化鉱石の半溶融還元製錬法は、クルツブ・レ
ン法と呼ばれている製錬法であって、酸化鉱石・還元材
、フラックスをロータリーキルン内で加熱し、半溶融状
態にして金属の還元を進行させ、ルツベ（粒鉄あるいは
金属ペレットとも呼ばれる）を得る方法であって、従来
ニッケルあるいは鉄の半溶融還元製針に適用されている
。

クルツブ・レン法に用いられるロータリーキルンは、第
１図の模式図に示す如くで、キルン／は全長４０−／、
２０　ｍ　＋外径Ｊ。Ａ　〜５．．２　ｍ　＋キルン内
張耐火煉瓦内径λ、Ｓ−グ。ｇ　ｍ　＋キルン軸線の傾
斜度１−１７％であり、キルンｌの下端部は燃焼室３に
挿入され、燃焼室３の正面壁Ｓにはバーナー７が設けら
れ、燃焼室３の側壁には作業口９が設けられている。

次に、クルツブ・レン法によるロータリーキルンの操炉
について説明する。キルン／に装入された原料は予熱帯
Ａにおいて予熱昇温され、次の還元帯Ｂにおいで還元反
応が生起し、続くキルン下部のルツペ帯Ｃにおいては前
記還元反応により生成された菫元メタルの粒が成長して
ルツペとなる。

このルツペはスラグと共にキルン／の下端に設けられて
いるダムリングＤを乗り越えて排出サレ、排出設備／／
及び図示してない破砕機、篩別機、磁選機を経てルツペ
が採取される。上述の操業において、還元帯Ｂとルツペ
帯Ｃとの境あたりに、キルンの内径を小さくするように
隆起するスラグリングＳが生成するが、更に、第２図に
も詳しく示す如く、ルツペ帯Ｃ内で、キルンの下端より
通常７ｍ〜１０　ｍ　９度の位Ｉｆに、ルツペとスラグ
との混合物よりなるメタルリングＭが不可避的に生成し
、次第に成長する。この成長を放置しておくと、ルツペ
の粒成長の妨げとなるばかりでなく、ルツペ帯にお（づ
るルツペの生成が阻害されて、ｐいには炉の安定操業が
困斧となる。よって９〜７０日毎にロータリーキルンを
回転さぜながらバーナー７のバ９置し−ムを更に高温に
調整してメタルリングＭを溶融し、ルツペとスラグとよ
りなる溶融体をキルンの傾斜によって流下させ、ダムリ
ングＤを越えてキルン外に流出させるメタルリングＭの
除去のための操炉が必要である。前記操炉において、Ｍ
ｉＪ記溶融溶融体ツベ帯Ｃ内をキルン下端部方向へ流下
し、ダムリングＤを越えて溢流するが、上記溢流に当っ
て、ｒ７’Ｊ記溶融体の一部はダムリングＤを越える時
に、ダムリング順回」−において凝固してコーチングと
なって収面上に耐着し重畳するため、ダムリングＤの有
効内径を小さくシ、更に溢流してダムリングＤの外面に
おいて凝固してコーチングとなってダムリングＤを肥大
さゼることとなる。前記両コーチング耐着現象が進むと
、ダムリングＤの有効内径が小さくなるので目的とする
メタルリングＭを除去するための操炉の継続が難しくな
り、前記肥大部が、キルンからの排出物の排出設備／／
または燃焼室３の側壁に、接触してキルンを回転させる
ことができなくなる事態が発生するので、前記耐着コー
チングを除去することが必要となる。

このように、メタルリングを除去するための操炉に随伴
するコーチングの除去作業は不可欠な作業であって、従
来、燃焼室３の側壁にある作業口？より突棒を挿入し、
人力による作業によりコーチングを突落してきたが、凝
固したコーチング表面は硬くて滑り易く、突棒先端はコ
ーチング表面で滑り、一方都合よく滑らずにコーチング
内に打込むことができたときは突棒先端がコーチング内
部において噛みつかれ、抜き差しができないようになる
ので、この作業は、毎回ｇ人の作業員で７〜９時間を要
し、加えて高熱下の重筋力作業を余儀なくされるため作
業条件が悪く、この作業方法の改善が従来強く要望され
−できた。

本発明は、従来の作業方法の欠点を除去、改善した方法
とこの方法に用いる装置を提供することを目的とするも
のであって、特許請求の範囲記載の方法及びこの方法の
実施に直接使用する装置を提供することによって前記目
的を達成することができる。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明者らは、ロータリーギルンを用いて、半溶融還元
製錬を多年にわたり実施して来たが、前記突棒を用いて
コーチングを突落す作業は、高熱下の重労働で多大のニ
ジηと時間を要する作業であり長年の懸案事項であった
。

本発明者らは、人力による突落し作業を何んとか機械化
するため次のようなことを試みた。

（イ）　コーチングの破壊を、さく岩機により機械化し
ようと考え、実地試験をした結果、ドリルロッドはコー
チング中に突進するがコーチングの破壊までには至らず
ロッド先端はコーチング中に喰込んだまま抜き差しでき
なくなり、さく岩機は本目的に対しては無力であること
を知った。

（ロ）人力による時の突棒の速度を測定し、測定値の、
２倍速度になるようにエアーシリンダーを選定した突落
し、装置を設計し試作し、試験したが、これも好ましい
結果は得られなかった。上記好結果が得られない原因を
検討したところ、前記人力によるときの突棒速度は、突
棒が前進を始めてより突棒先端がコーチング表面に衝突
するまでの平均速度であって、本発明者らが期待してい
た衝突直前の突棒の速度ではないことに気付いた。衝突
による破壊のためには、衝突直前に突棒がもっている連
動のエネルギーの量に注目する必要があることに気伺い
た。

以上の鮮映により、本記明者らは、質量の大きな突棒を
、衝突の直前の速度が高速になるようにして、冷却によ
り硬くなっているコーチングの表皮を破壊し、その直後
に突棒を後退させることにより、突棒先端がコーチング
表皮下のまだ高温でねばり強いコーチング中に噛イ」カ
れて抜き差しできなくなる危険を回避する意図のもとで
、直径ＩＱ　ｍｍの耐熱鋼棒を、ｉｇｏｏｉｃｇの力で
引張られたスプリングの復元のＩＮＮ方力より弾き出し
、前進させてコーチングに衝突させ、進発してからθ。

０５〜θ、１秒後に後退させたところ、前記鋼棒の順調
な連続した往復運動をさせることに成功し、本発明目的
達成の方向を知見し、本発明を完成するに至ったもので
ある。

本発明装置を実施態様の７例を示す図面について説明す
る。

第３図は本発明装置の正面図、第７図は同平面図である
。木兄明装＠は、突棒往復手段；突棒先端上下手段；突
台；水平方向緩衝手段；突台前後進手段；突棒方向調整
手段を有する。

次に、夫々の手段について説明する。

突棒往復手段は、フレーム／３により支持されるビンｉ
ｓによって突棒／７を含む垂直面に平行の垂直面内を旋
回自在の腕／りに保持されたビン、２／と、台ユ３との
間を、並列に配置されたエアーシリンダー機構君と複数
個のスプリングコアとによりＩｐ結し、腕／９の先端部
に保持されたピン２９と、突棒１７の手元端部のピン３
／とを連結リング３３により連結してなる。

突棒先端上下手段は、突棒１７を長手方向に摺動自在に
保持する縦軸受３Ｓを備え、突棒１７を含む垂直面内に
おいて旋回自在なように一端を台ユ３にヒンジ機構３７
により保持し、他端３９をエアーシリンダー機構／Ｉｌ
により上下動自在に保持した平板ダ３よりなる。

突台は、前記フレーム／３と前記台２３とよりなる台座
健において、突棒先端り７に近い方の前端部に中心孔り
？を、遠い方の後端部側方に吊下した片持ちビンＳ／を
設け、前記突棒往復手段と前記突棒先端上下手段とを装
架し、車輪り３を装着してなる。

水平方向緩衝手段は、突棒′／７の１１１１線の作業床
面上の投影線に沿って置かれる長材Ｓりとスプリング函
タクとよりなる丁字形材と、スプリング函Ｓり内に収容
された：１個のスプリング！ｉ９に挾まれスプリングタ
９の伸縮方向に移動自在なブロック６／及びブロックＡ
Ｉと一体であって上方へ伸びる心棒Ａ３．とよりなる。

突台前後進手段は、長材Ｓりの後端を押し引き自在のエ
アーシリンダーｕｔ　Ｇ’ｆ７　Ａ　５と連結してなる
。

突棒方向調整手段は、台座フタの後端部とエアーシリン
ダー機構乙７とを片持ちピン５／により連結してなる。

本装看を使用してコーチングを破壊し突落す手順を次に
説明する。

まづ・燃焼室３の側部の作業床面上に、作業ロタを粁で
コーチングを指向するように長材Ｓ５にエアーシリンダ
ー機構６夕を連結して据え、ガイド金具（閂摺）Ａｇを
床面の穴にさし込んで左右方向のぶれを防止し、突棒往
復手段と突棒先端上下手段とを装架した車輪り３付き台
座健を搬入し、心４宰乙３と心棒孔クワ；エアーシリン
ダー機構６７と片持ちビンタ／；を夫々連結し、各エア
ーシリンダー機構を圧縮空気源に連結し、突棒／７を燃
焼室３内に挿入すると作業γ１（備が整う。圧縮空気用
事１心開閉弁（図示せず）の操作により、エアーシリン
ダー機構記に圧縮空気を供給すると、腕／？は反時３１
方向に旋回し、同時にスプリング２７は弾性変形（本例
では引張スプリングの引張変形）をし、突棒／７は左の
方へ後退移動する。１１１記後退の終点において、突き
動作信号により電磁開閉弁が動作し、エアーシリンダー
機構−５内の圧縮空気は特に大きい開口をもつ排気口よ
り排出され、ピストンは、シリンダー内の残存空気圧力
の彰響を受ける゛こと少なく、スプリング２７の復元の
反撥力により、□右の方へ前進移動し、この移動速度は
、腕／９のレバー　比ニヨって更に高められ、突棒／７
はコーチングに向って高速度で前進瞬発し、コーチング
に衝突してこれを破壊し突落し、直ちに電磁開閉弁によ
り後退行程に移る。後退の開始時期は前進開始時を基準
としてタイマーにセットされる。この後退開始が適切な
時期に行われると突棒先端４ｔ７がコーチングから離脱
不能となることはないが、前記タイマーの適切なセット
を課って、又はコーチング表面の大きな凹凸によりタイ
ミングが狂い、離脱が不能となった時は、コーチングは
噛込んだ突棒／７と一緒にキルンと共に回転することに
より重大な危険状態となるので、突棒がコーチングに噛
込まれたと判断された時は実施中の突棒往復手段の後退
行程に加えて、突棒先端上下手段のエアーシリンダー機
構Ｚ／を作動させて噛込まれている突棒先端り７に上下
方向の力を加える。この上下方向は、喰込んでいるコー
チング部のキルンの回転による移動方向と概ね同一であ
るので離脱の助けとなる。離脱したら突棒先端ｌＩ？の
位置を原位置に戻すか、あるいは他の好ましい位置に変
更する。コーチングの表面は、硬くて滑り易いので、突
棒／７のｉｔＪ記表面表面する衝突角度が不適切の時は
、前進してきた突棒先端ダ７はコーチングには喰込まず
に表面で横滑りすることがある。この時突棒／７が持っ
ている運動のエネルギー量は大きいので、前記横滑りシ
ョックも強いが、水平方向緩衝手段がこのショックを緩
和する。突棒／７の長さ、コーチングの厚さ及び形状が
変動することにより、突棒先端ｙ７とコーチング表面の
衝突点との距離は変動するので、突台前後進手段のエア
ーシリンダー機ｖＩｔ、ｓの操作により、突棒先端グア
が衝突するコーチング表面に対するリーチを調整するこ
とができる。突棒光９：％ｙ７の横滑りショック中水平
方□向綬衝手段により吸収しきれないエネルギーによっ
て方向が変った突合方向の修正、またはコーチング表面
状況に対応して突棒方向を意識的に変えたい時には、エ
アーシリンダー機構Ａ７を操作して突棒の方向調整をす
ることができる。

上記の装置の説明において、スプリングを引張スプリン
グとしてきたが、図示スプリング位置に、圧縮スプリン
グを用いて同一の効果を発揮することができ、他の位置
に圧縮スプリングを置いても同一効果を得ることができ
る。突棒の前進力源は、スプリングの復元の反撥力のみ
に限定されることなく往復動エアーシリンダーを使用し
て、前進行程の時に働くシリンダー室（図示シリンダー
の左側室）に圧縮空気圧力を作用させれば、該圧力によ
る推力と前記スプリングの復元反撥力との合計値に近い
前進推力を得ることができて更に高速を得ることができ
る。この時スプリングだけによるピストンの前進速度と
、圧縮空気の押込みだけによるピストンの前進速度とで
は、前者の速度が大きく、また後退の時に働くシリンダ
ー室（図示シリンダーの右側室）の排気口は前に説明の
如く特ニ犬キ＜開放の状態になるので、前進ストローク
ニ働＜　シ’Ｊ　ンター室内（図示シリンダーの左側室
）の前記圧縮空気は、前進ストロークにおいて断熱膨張
に近い状況下となるのでシリンダーが冷却される傾向に
あって、高熱環境下の長時間運転に対しては好都合であ
る。なお突棒がもっている運動のエネルギー量は大きい
ので、リンク機構の損傷防止のため１工アーシリンダー
機構ｔにはクッション付構造のものを使用することが好
ましい。

本発明の方法を実施例について説明する。

実施例 内径３゜Ａ　ｍ　＋キルン長さ７０ｍのロータリーキル
ンにより、クルツブ・シン法によるニッケル酸化鉱石の
半溶崗；還元＠錬の操業において、原料供給割合、キル
ンの回転数等は全く普通操業と同一で、バーナー湿度の
み上昇させた従来通りのメタルリング除去作業において
、エアーシリンダー直径／ｇＯ，ｍｙｒ、ピストン衝程
ＪＯＯ闘、供給圧縮空気圧カフに９重ｃｍ２．従って最
大推力へｌ：００に９のエアーシリンダー機構；直径Ａ
ＯｍＮ＋長さ３．３ｍ＋耐熱鋼製の突棒；突棒が前進を
始めてより後退するように電磁開閉弁を切替えるために
タイマーにセットされた時間０．０７秒；の時、突棒往
復手段は、コーチングの破壊と突落しは順調で、突棒先
端がコーチングに噛付かれたのではないかと思われた時
も突棒先端上下手段により事なきを得て、連続突棒往復
運動を保持することができた。この突棒往復連動による
コーチングの除去は、従来のｇ人が７〜９時間もかかっ
た仕事量を７人で楽々と処理することができ、除去状況
は従来に見られぬ完壁さであるので、畳重コーチングの
完全除去のための休炉を要するような事態には逢着しな
かった。

以上に述べた如く、本発明の方法とそのために用いる装
置によると、従来作業と比較して、突棒先端がコーチン
グに衝突する直前に突棒が持っている運動のエネルギー
量は格段に大きく、従ってコーチングの破壊、突落し能
力が大きく、前述の衝突直後の急速離脱の実施により突
棒先端がコーチングに噛みつかれて動きがとれなくなる
事故が激減し、又そのような事故が仮に発生した時には
突棒先端上下手段が有効に働く。突棒のコーチング表面
に対する角度を自在に調整ができるようになっているた
め、突棒先端が硬いコーチング表面において滑る機会を
少なくすることができ、又仮に滑ったとしてもそれによ
って装置を損傷せぬような水平方向緩衝手段が設けられ
ている。従ってこのコーチングの突落しに当って、従来
５人で７〜り時間かかつていた高熱重労働作業を僅か７
人で、しかも楽々と処理できるようになり、従来のコー
チング表面し作業中已むを得ずキルンの回転を止めねば
ならなかったようすＭ）故がなくなった。

複数基のロータリーキルンを長期間連続運転する唱合、
複数基のロータリーキルンがほぼ同時にメタルリング溶
解操炉にずべき炉況となることが多く、本発明による省
力化効果が大きい。又長時間にわたる高温２重労働作業
から解放された安全衛生面の改善効果が大きい。

【図面の簡単な説明】 第１図は鉄族元素酸化鉱石の半溶融還元製錬用ロータリ
ーキルンの軸線に沿って垂直面により切断した縦断面図
の模式図、第一図は同上図中キルン下端部附近の拡大縦
断面図、第３図は本発明方法に用いる装部の正面図、第
７図は同上平面図である。 ／・・・キルン、３・・・燃焼室、Ｓ・・・正面壁、７
・・・ノく一ナーー、９・・・作業口、／か・・排出設
備、／３・・・フレーム、／３　＋　、２１＋　、２９
　＋　３７・・・ビン、／７・・・突棒、／９・・・腕
、ユ３・・・台、乃・・・エア・−シリンダー機構、２
７・・・スジ１ノング、３．３・・・リンク、３ｋ・・
・縦軸受、３７・・・ヒンジ機構１、？り・・・他端、
ｑ／・・・エアーシリンダー機構、り３・・・平板、グ
Ｓ・・・台座、１７・・・突棒先端、ｑ９・・・中心孔
、Ｓ／・・・片持ちビン、！ｒ３・・・車輪、見・・・
長材、Ｓ７・・・スプリング函、５９・・・スプリング
、乙／・・・ブロック、６Ｊ・・・心棒、ＩＪ　Ｔ　４
’；’・・・エアーシリンダー機構、関・・・ガイド金
具。 特Ｗ「出願人　日本冶金工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １。鉄族元素酸化鉱石の半溶融還元製錬用のコーチング
   突落し手段を含むロータリーキルンのＦ端部に近接して
   いる燃焼室側壁に設けられた作業口より突棒を挿入して
   コーチングを突落しながら操業するロータリーキルンの
   操一業方法において、前記突棒の往復運動によるコーチ
   ングの突落し手段中突俸の前進運動直前の突棒後退中に
   蓄積されたエネルギーの瞬発力により前記前進運動を行
   わせて、コーチングを突落し、突棒を直ちに後退さゼる
   こどを特徴とするコーチング突落し手段を含むロータリ
   ーキルンの操業方法。 ２、圧８ス！気の圧力によりスプリングを弾性変形させ
   てエネルギーを蓄積させなから突棒を後退させた後、前
   記蓄積されたエネルギーの′□瞬発力により突棒を前進
   させることを特徴と□する特許梢求の範囲第１項記載の
   方法。 ３、鉄族元素酸化鉱石の半溶融還元製錬用ロータリーキ
   ルン、の操業中に前記キルンの下端部に生成するコ．−
   チングを突棒によって突落す装置であって、圧縮空気の
   圧力による突棒の後退移動中に蓄積されたエネルギーの
   闘発力により突棒を前進加速させてコーチングに衝突さ
   せた後直ちに突棒を後退させる突棒往復手段と、突棒先
   端上下手段と、前記λつの手段が装着されている突台と
   、突棒の水平方向緩衝手段と、突台前後進手段と、突棒
   方向調整手段とを有してなるロータリーキルンの操業方
   法に用いる突棒によるコーチング突落し装置。