JPS645233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は輻射型加熱炉に関する。

（従来の技術） 米国特許出願第707796号において、回転型炉床
炉の作用の改善が開示されている。この炉は、炎
から輻射されるエネルギによつて上方から加熱さ
れる、断熱性の水平に回転する炉床を有してい
る。

本発明は炉床の各地点が環状路を第１地点から
第２地点へ移動し、この第１地点において熱処理
される対象物が配置され、第２地点においてこれ
らの対象物が排出され、対象物は第１地点から第
２地点へ移動する間炉床に対して静止するような
回転型炉床炉に関するものである。

そのような炉床炉の生産能力は、炉床の直線速
度と、過度の輻射エネルギを受けながら炉床に配
置できる対象物の層の最大数によつて決まる。

米国特許第707796号に述べられた炉の場合、加
熱される対象は炭素系の還元剤と会合される金属
酸化物のボール状の固りである（例えば、酸化第
２鉄＋コークス）。この例において、ボール状の
直径２〜３cmの対象物は略３層で炉床に配置され
るのみであり、通常の炉床の移動中十分な熱処理
工程（金属酸化物の還元工程）が行なわれる。も
し、第１の地点において４層または５層等が、積
層された場合は、上部の３層のみが十分な熱処理
を受けるのであろう。なぜなら、上部の３層より
下方のすべての層は、上部の３層の影になつて比
較的冷たい状態でいるからである。

断熱性炉床上に載置された３層のみの十分な熱
処理工程を観察すると、厳密にいえば荒い球形の
対象物のみが適切に加熱される。しかし、当業者
であれば、輻射エネルギにさらされて熱処理され
るどんな特殊な形状の対象物でも、静止層の最大
数は影となる部分についての同様な考えによつて
決定されるということがわかるであろう。

炉床の生産能力を増加させるものとして、米国
特許出願第707796号が開示されている。ここにお
いて、熱処理を受ける対象物の上方層と下方層を
定期的に置換えるための機械的引揚装置を、炉床
に取付けることが考えられている。また、炉床を
導熱性炉床構造として、炉床を通過する温風ガス
の通路や、輻射よりも対流−伝導によつて熱処理
されるペレツト床を有するものが考えられてい
る。

これら２つの考えは非常にコストが高くなり、
また腐蝕性雰囲気、例えば水蒸気、CO、および
CO₂ガスを含む約1000℃の温度における炉の作用
においてあまり信頼性がない。

さらに、第１の考えにおいて、もし熱処理中対
象物のすべてまたは表面が軟質となつた場合、対
象物の付着現象が発生し、このことによつて引揚
装置は不要となつてしまう。

〔発明の概要〕

本発明の目的および本質は、米国特許第707796
号に示された回転型炉床炉または他の移動型炉床
炉において、駆動装置、断熱性炉床、輻射加熱装
置、炉床上の薄い層（例えば３層）への追加対象
物の供給装置を有し、前記供給装置は第１の供給
地点と第２の排出地点との間に配置された炉床炉
を提供することによつて達成される。

工程または方法という点からみると、本発明は
対象物が、断熱性の移動面上に支持されながら薄
い層状態で輻射熱エネルギにさらされて熱処理さ
れる工程の改良について述べている。

この工程は入口地点から出口地点へ伸びる通路
上で行なわれる。この入口地点は冷却対象物が前
記移動面上に薄い層として配置される地点であ
り、出口地点は熱処理された対象物が前記断熱性
移動面から排出する地点である。

この改良は、前記移動面上の前記薄い層に前記
冷却対象物の追加数量を、前記入口地点と前記出
口地点の間の少なくとも一箇所から追加すること
からなつており、これによつて、前記対象物を熱
処理する前記移動面の処理能力を高めることがで
きる。炭素による金属酸化物の還元において、大
量の液相が発生することはなく、本発明による改
善は還元酸化物による再酸化を最小限にすること
ができる。

本発明は還元される金属酸化物（例えば、酸化
鉄、酸化ニツケル、酸化コバルト、およびこれら
の混合物）と還元剤（例えば、石炭、コークス、
残油、製糸工場廃棄物）を含むペレツト状の供給
物の固体状態の金属化に特に応用可能である。こ
こにおいて、移動炉床の移動第１段階において、
３層状態で熱輻射を受けるペレツトは、急速に第
１の還元反応を生じさせる反応温度、例えば1000
℃まで速かに加熱され、この時、吸熱還元反応の
完了のために必要な適度なエネルギ入力のみが必
要となる。特にこの場合、炉床移動路に沿つて約
40〜60％の地点において当初のペレツト上に配置
された第４、第５およびおそらく第６層ペレツト
は、上方からの輻射エネルギによつてのみではな
く、ある所定の範囲内で下方から流れる還元生成
ガス（例えば、CO、CO₂、H₂O）によつても加
熱される。

炉床からペレツトが排出れさる地点では、すべ
てのペレツトの金属化が略完了し、ペレツトの再
酸化は最小限となる。

（実施例） 本発明の好適実施例を図面により示す。さて、
これらの図面を参照して、炉床１１が壁１３内に
水平方向に回転し、この炉床１１の上面に略３層
からなるペレツト１２が支持されている。壁１３
は還状の形状をなし、屋根１４によつて被われて
いる。炉床１１の環状通路の地点１５では、金属
酸化物と還元剤からなるペレツト１２が屋根１４
を経て炉床１１上に略３層に積込まれる。ペレツ
トは炉床１１上を地点１７まで移動し、ここで水
冷スクリユー１９によつて排出される。

固定壁２１が地点１７と１５とを分離してい
る。炉床１１は粒状耐火材３７を有し、この炉床
１１は水で満たされたトラフ２６内を走行するよ
う下方に伸びる金属性支持板２３上に載置されて
いる。

炉床１１は車輪２７により支持されており、底
部３１を有する耐火トラフ２９と側壁３３とから
なつている。

底部３１の上に断熱層３５が積層され、断熱層
３５の上に粒状耐火材３７が積層され、この上は
炉床上面３９となつている。炉床１１はバーナ４
１によつて加熱され、好ましくはこのバーナ４１
はライン４９を介してブロア４７によつて供給さ
れる空気中で、供給源４５からの粉状石炭を燃焼
するようになつている。

炎４３からのガスは右回りに流れ、環状軸に対
して炉床１１の移動方向と逆方向となり、炎管５
１を経て放出される。

本発明によれば、追加ペレツト１２は地点５３
で炉床１１のペレツト層に便利な方法で導かれ、
屋根のペレツト開孔からのガス流出を最小限とで
きる。

地点５３から地点１７の移動中、追加ペレツト
は当初のペレツトと同様、酸化−還元反応によつ
て略完全に金属化される。

当業者であれば、本発明の詳細な説明を改変す
ることは可能である。特に炉床１１は輻射電気ヒ
ータを含むある有効な熱源によつて輻射加熱する
ことができる。炉床１１１の構造は、本発明を形
成していない。このため、炉床１１は単一装置と
して示しているが、環状炉床は例えば円形あるい
は直線の中を便利に移動するよう設けられた一連
の車両型装置であつてもよい。

酸化鉄と炭素系還元剤からなるペレツト状の供
給物の作用において、当初のペレツト供給点と排
出点との間の略中間部に第２の追加ペレツトを供
給することによつて、炉床のペレツト処理能力を
高めることができる。化石燃料を燃やすことによ
つて生じる雰囲気は、鉄と炭素を酸化させるの
で、単一ペレツト層の金属化は均等ではない。

炉床移動末端における炉床の移動開始時におい
て、ペレツトが均一な組成を有する。すなわち十
分な炭素を有する炭素への酸化鉄の固定した割合
は、鉄を生産するため化学量論的に必要な割合よ
りわずかに過多となつている。

上方から下向きに輻射熱にさらされた場合、ペ
レツトの上部（または２〜３層のペレツトの最上
部のペレツト）は、ペレツトの下方部よりも速く
反応する。ペレツトのいくつかの移動地点では、
ペレツトの上部は基本的にすべて鉄であり、炭素
は、もしあつてもわずかである。ペレツトの底部
は鉄とかなりの量の炭素と酸化鉄を有している。

このペレツトがさらに移動すると、ペレツトの
底部は金属化が進み、一方ペレツトの上部は炉の
雰囲気によつて鉄が反応し酸化が始まる。

化石燃料の炉中にペレツトの積層および排出を
１回だけ行つた場合の結果として、ペレツトの特
性が本質的に炭素のない再酸化金属を含む鉄か
ら、炭素および未反応の酸化鉄を含む鉄へ変化す
る。

第１のペレツトの移動の略中間位置で第２のペ
レツト層を追加すると、排出地点における炉床全
体の組成はより均一化される。第１地点におい
て、第１層の上方部はより上方の第２層によつて
酸化が防止され、第２層において酸化鉄の還元が
行われている間、一酸化炭素が放出される。第１
層の底部は第２層の下で、第２層がない時と同様
に反応を続ける。第２層の上部は速く高金属化さ
れる。なぜなら、ここは炉内および炉の雰囲気が
最も熱い部分だからである。第２層の底部は第１
層の底部よりいく分早く反応する。なぜならば、
輻射によるばかりでなく第１層からの熱伝導およ
び放出ガスによつて加熱されるからである。

第２層の移動時間は十分に短いので、還元され
た鉄が再酸化されることはほとんどまたは全くな
い。これは排出時に第２層の上方部の露出域に十
分な炭素であつて、そのような再酸化を防止する
ためである。

このように、本発明による炉内で２層のペレツ
トを用いることによつて、本質的に高品位の生産
物を生産することができ、再酸化金属の発生を防
止して炭素および金属鉄の含有量の均一化を図る
ことができる。

法令によれば、ここでは本発明の実施例を示し
たのであり、当業者であれば特許請求の範囲によ
つて保護された発明の中で変形可能であること、
および本発明の一つの特徴が他の特徴を用いるこ
となく有利に用いることができることを理解する
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転型炉床炉の平面図で
あり、第２図は第１図の断面図である。 １１……炉床、１２……ペレツト、１３……
壁、１４……屋根、１５……入口地点、１７……
排出地点、１９……スクリユー、２１……固定
壁、４１……バーナ、４３……炎。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１地点から第２地点への通路に沿つて略水
   平に移動する少なくとも１つの断熱性炉床装置
   と、前記通路に沿つて前記炉床装置を移動させる
   装置と、前記通路に沿つて前記炉床装置の上面に
   幅射熱を向ける装置と、前記第１地点において前
   記炉床装置の前記上面上に薄い層の対象物を配置
   する装置と、前記第２地点において前記炉床装置
   から対象物を排出する装置と、前記第１地点と前
   記第２地点との間に設けられ前記炉床装置の前記
   上面上の前記薄い層の対象物上に追加対象物を配
   置する装置とを備えた移動型炉床炉。 ２ 前記炉床装置は環状をなし、その軸線を中心
   として回転する特許請求の範囲第１項に記載の移
   動型炉床炉。 ３ 前記炉床装置の上面に輻射熱を向ける装置
   は、前記環状炉床の回転通路に沿つて複数配設さ
   れたバーナである特許請求の範囲第２項に記載の
   移動型炉床炉。 ４ 前記バーナは燃料として粉状石炭を用いるよ
   うに応用されたバーナである特許請求の範囲第３
   項に記載の移動型炉床炉。 ５ 前記第１地点と前記第２地点との間に配設さ
   れた前記装置は、前記第１地点と前記第２地点と
   の距離の約40〜60％の地域に配設されている特許
   請求の範囲第１項に記載の移動型炉床炉。 ６ 断熱性移動面に支持されながら、薄い層状態
   で輻射熱エネルギにさらされる対象物の熱処理方
   法において、前記熱処理は、前記移動面上の薄い
   層状態に冷却対象物が配置される入口地点から、
   前記断熱性の移動面から熱処理された対象物が排
   出される排出地点まで伸びる通路に沿つて行なわ
   れ、さらに前記入口地点と前記排出地点との間の
   中間地点で前記移動面上の前記薄い層に追加量の
   冷却対象物を追加し、このことによつて前記対象
   物の加熱における前記移動面の処理能力を高める
   ようにした熱処理方法。 ７ 前記冷却対象物は、還元される金属酸化物と
   固体の炭素系還元剤を含むペレツトであり、また
   前記輻射エネルギは、化石燃料の燃焼によつて発
   生する炉内雰囲気によつて引出される特許請求の
   範囲第６項に記載の熱処理方法。 ８ 前記還元される金属酸化物は酸化鉄であり、
   前記ペレツトの追加量の供給は、前記第１地点と
   前記第２地点との間の距離の40〜60％の地域で行
   なわれ、このことによつて前記ペレツトの前記追
   加量が前記当初配置されたペレツト中の酸化鉄の
   再酸化を防止するとともに、生産物の均一化を図
   ることができる特許請求の範囲第７項に記載の熱
   処理方法。