JP4424338B2 - Raw material charging method and apparatus for mobile hearth furnace - Google Patents
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Description
本発明は、移動型炉床炉への原料等の装入技術に関し、とくに金属を含有する鉱石や製鉄ダスト、スラジ、産業廃棄物などの金属含有物,即ち原料を炭材とともに移動炉床上に装入堆積させたのち、該移動炉床が加熱炉内を移動する間に、その堆積原料を加熱還元し、溶融させることにより、還元金属を連続的に回収するための移動型炉床炉への前記原料や炭材の装入方法とそのための装置に関するものであって、溶融後の還元金属の生成,分離と排出とを確実かつ容易に行わせることができるようにした原料等装入方法とその装置について提案するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technology for charging raw materials into a mobile hearth furnace, and in particular, metal-containing materials such as ores containing metal, ironmaking dust, sludge, industrial waste, that is, raw materials together with carbonaceous materials on the mobile hearth. After charging and deposition, while the mobile hearth moves in the heating furnace, the raw material for deposition is heated and reduced and melted to move to a mobile hearth furnace for continuously recovering the reduced metal. The raw material and carbonaceous material charging method and apparatus for the same, and a raw material charging method which can reliably and easily perform generation, separation and discharge of reduced metal after melting And its device.
還元金属たとえば鋼は一般に、転炉か電気炉にて製造されるのが普通である。このうち、電気炉法は、スクラップや還元鉄を、電気エネルギーを使って加熱溶融し、場合によっては、さらに精錬することにより鋼にしている。ただし、近年、スクラップ需給が逼迫していること、および、より高品質の鋼への要求が高くなってきたことから、スクラップに代えて還元鉄を使用する傾向が見られる。 Reduced metals such as steel are generally produced in converters or electric furnaces. Among these, in the electric furnace method, scrap and reduced iron are heated and melted using electric energy and, depending on the case, further refined into steel. However, in recent years, there has been a tendency to use reduced iron instead of scrap due to the tight supply and demand of scrap and the demand for higher quality steel.
還元鉄等の製造プロセスのひとつに、水平方向に移動する炉床上に鉄鉱石と固体還元剤とを装入堆積させ、上方から輻射伝熱によって鉄鉱石を加熱,還元することにより還元鉄を製造する、いわゆる移動型炉床炉法がある(特開昭63−108188号公報)。この既知の方法で用いられる移動型炉床炉は、炉床が加熱炉内を水平に移動する過程で装入堆積原料を加熱する形式の炉であり、水平に移動する炉床が、図1に示すような環状(旋回)移動する形式をとるのが普通である。 One of the manufacturing processes for reduced iron, etc., is to deposit iron ore and a solid reducing agent on the horizontal moving hearth, and to produce reduced iron by heating and reducing the iron ore by radiant heat transfer from above. There is a so-called mobile hearth method (Japanese Patent Laid-Open No. 63-108188). The movable hearth furnace used in this known method is a furnace of a type in which the charged deposition raw material is heated in the process in which the hearth moves horizontally in the heating furnace, and the horizontally moving hearth is shown in FIG. Usually, it takes the form of circular (turning) movement as shown in FIG.
上記の移動型炉床炉の例として、回転炉床炉について説明する。
従来の回転炉床炉は、図1に示すように、原料の供給側から排出側に向かって、予熱帯10a、還元帯10bおよび冷却帯10dに区画された環状の炉体10を有し、その炉体内に環状の移動炉床11を回転移動するように配設した構成を有するものである。その回転する移動炉床11上には、たとえば鉄鉱石等の原料と固体還元剤である炭材との混合物が装入される。なお、その原料としては、炭材内装ペレットが好適に用いられる。この炉床11は、表面に耐火物が施工してあるが、たとえば粒状耐火物を堆積させたものであってもよい。そして、この炉体10の上部には、バーナー13が配設してあり、このバーナー13を熱源として、移動炉床11上に堆積させた鉄鉱石等の金属含有酸化物を還元剤介在の下に加熱還元して還元鉄を得るようになっている。なお、図1において、符号14は原料を炉床上へ装入する装入装置、符号15は還元物を排出する排出装置である。
A rotary hearth furnace will be described as an example of the above mobile hearth furnace.
As shown in FIG. 1, the conventional rotary hearth furnace has an
ところで、一般的な金属含有物、例えば鉄鉱石は、その産地によって差はあるものの、多くの脈石成分を含み、一方、固体還元剤の代表例である石炭、石炭チャー、コークスにも灰分が含まれている。移動型炉床炉では生成する還元鉄中には脈石の混入が不可避であり、さらに還元剤に含まれる灰分をもこの還元鉄に付着残留することから、使用する原料や固体還元剤として高品位のもののみを使用しなければならないという制約があった。
さらに、脈石や灰分を多く含む還元鉄を原料として電気炉の操業を行うと、スラグ塩基度調整のための石灰使用量を多くしなければならず、石灰使用量の増加によるコストの増加とともに、石灰の滓化に必要な熱量増加に伴う電力等のエネルギー使用量の増加を余儀なくされるため、この点からも従来の移動型炉床炉の操業では、できるだけ脈石成分の少ない高品位鉄鉱石のみを使用し、また還元剤についても灰分の少ないものを使用することが必須となっていた。
By the way, general metal-containing materials such as iron ore contain many gangue components, although there are differences depending on the place of production. On the other hand, ash is also present in coal, coal char and coke, which are representative examples of solid reducing agents. include. In the mobile hearth furnace, gangue is inevitable in the reduced iron produced, and the ash contained in the reducing agent also adheres and remains on the reduced iron. There was a restriction that only quality products had to be used.
Furthermore, if the electric furnace is operated using reduced iron containing a large amount of gangue and ash as raw materials, the amount of lime used to adjust the basicity of slag must be increased, and the cost increases due to an increase in the amount of lime used. From this point of view, the high-grade iron ore with as little gangue component is necessary for the operation of the conventional mobile hearth furnace. It was essential to use only stones and to use reducing agents with low ash content.
しかし、最近では、鉄鉱石や石炭資源の枯渇や性状の変化に伴い、より低品位のものも使用しなければならず、こうした問題点の解決が焦眉の急務となっているのが実情である。 However, recently, due to the depletion of iron ore and coal resources and changes in properties, it is necessary to use lower grades, and the fact is that there is an urgent need to resolve these issues. .
このような理由から、移動型炉床炉の操業においては、上述した原料事情の影響もあって、金属成分と脈石成分などを効果的に分離する技術の開発が必要になっていた。例えば、金属成分と脈石成分を分離するには、還元鉄から脈石や灰分を溶融分離することが有効である。つまり、還元鉄を溶融してメタルを生成させるとともに、脈石分や灰分は滓化してスラグを生成させる方法である。 For these reasons, in the operation of a mobile hearth furnace, it has been necessary to develop a technique for effectively separating a metal component and a gangue component due to the influence of the above-described raw material circumstances. For example, in order to separate the metal component and the gangue component, it is effective to melt and separate the gangue and ash from the reduced iron. That is, it is a method in which reduced iron is melted to generate metal, and gangue and ash are hatched to generate slag.
ただし、還元鉄を炉床上で溶融させるということは、溶融メタルが炉床耐火物に融着したり微細な割れ目等に侵入し、凝固後のメタル排出時に、炉床耐火物を損傷させるといった問題が生じる。とくに、移動型炉床炉の内部は、鉱石還元のためにかなり高温であることから、高温用の高価な耐火物が用いられており、製品の製造コストを抑えるためには、この炉床耐火物を長期に渡って損傷しないようにしなければならないという制約がある。 However, melting reduced iron on the hearth is a problem that the molten metal melts into the hearth refractory or penetrates into fine cracks and damages the hearth refractory when discharging the metal after solidification. Occurs. In particular, because the interior of the mobile hearth furnace is quite hot for ore reduction, expensive refractories for high temperatures are used, and this hearth refractory is used to reduce the production cost of products. There is a restriction that things should not be damaged for a long time.
こうした問題点を克服するために、出願人は先に、特開平11−106815号公報において、「粉鉄鉱石と粉固体還元材とを主とする原料を、水平に移動する炉床上に層状に積み付け、炉内上方からの輻射伝熱によって鉄鉱石の還元を行う移動型炉床炉の操業方法において、粉鉄鉱石と粉固体還元材との混合粉または粉鉄鉱石および粉副原料と粉固体還元材との混合粉を該炉床上に、粉固体還元材を介して炉床に直接接触しないようにして小区画化して点在させ、還元された還元鉄を該炉床上で少なくとも一度は溶融させることを特徴とする移動型炉床炉の操業方法」を提案し、このことによって、「簡便な設備を用いながらも、設備を損傷させることなく、また、円滑な操業も確保しながら、脈石、灰分の混入がない還元鉄、すなわち電気炉に供して評価の高い還元鉄を得る」ようにした。 In order to overcome these problems, the applicant previously disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-106815 “layered raw materials mainly composed of fine iron ore and solid solid reducing material on a horizontally moving hearth. In the operation method of the mobile hearth furnace, in which iron ore is reduced by radiant heat transfer from the upper part of the furnace, the mixed powder of powdered iron ore and powdered solid reducing material, or powdered iron ore and powdered auxiliary material and powder The mixed powder with the solid reducing material is scattered on the hearth through the powdered solid reducing material so as not to come into direct contact with the hearth, and the reduced reduced iron is scattered on the hearth at least once. Proposing the operation method of the mobile hearth furnace characterized by melting, `` With this, while using simple equipment, without damaging the equipment and ensuring smooth operation, Reduced iron without gangue and ash, that is, electricity It was pledged obtain a high reduction iron evaluation "as to the furnace.
しかしながら、この改良技術にしてもなお、小区画化して点在させた原料が溶融時に横方向へ流動し互いに凝集してしまい、大きなメタルやスラグの板状となって排出が困難になるという、解決すべき若干の課題を残していた。 However, even with this improved technology, the raw materials scattered in small sections flow in the lateral direction when melted and agglomerate each other, making it difficult to discharge in the form of a large metal or slag plate, There were some issues to be solved.
そこで、本発明の主たる目的は、炉床上で生成した還元生成物の速やかな溶融を実現してメタルやスラグの小塊の形成を確実にし、これにより炉外への個別排出が容易にできるようにするための原料等の装入方法を提案することにある。本発明の他の目的は、ペレット化等の原料の事前処理をするまでもなく、高い生産性を達成しつつ簡便に還元金属を製造するための技術を確立することにある。 Therefore, the main object of the present invention is to realize the rapid melting of the reduction product generated on the hearth to ensure the formation of a small lump of metal or slag, thereby facilitating individual discharge outside the furnace. It is to propose a method for charging raw materials and the like. Another object of the present invention is to establish a technique for easily producing a reduced metal while achieving high productivity without having to pre-process raw materials such as pelletization.
上掲の目的を実現するために鋭意研究した結果、発明者らは、下記の要旨構成にかかる本発明を開発するに到った。
即ち、本発明は、移動炉床上に、粉状の金属含有物である原料と粉状の固体還元剤からなる炭材とを装入して堆積させ、該移動炉床が加熱炉内を移動する間に、前記原料を加熱還元し、さらに溶融させて還元金属を得る型式の移動型炉床炉の、その移動炉床上への原料等の装入に当たり、
前記移動炉床上に、まず炭材を装入し炭材層を形成し、次いでその炭材層の上層に前記原料あるいは前記原料と炭材との混合物を装入して原料層を形成し、その後その原料層の上から突起を押し付けることにより、前記原料層に凹部を形成すると同時に前記炭材層に複数の凹部を形成することを特徴とする移動型炉床炉への原料等装入方法である。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors have developed the present invention according to the following gist configuration.
That is, the present invention moves in the moving hearth is deposited by charged and carbonaceous material consisting of raw material and powdery solid reducing agent is a powdered metal inclusions, the moving hearth is a heating furnace In the course of charging the raw material on the mobile hearth of the type of mobile hearth furnace of the type in which the raw material is heated and reduced and further reduced to obtain a reduced metal,
On the moving hearth, first, a carbon material is charged to form a carbon material layer, and then the raw material or a mixture of the raw material and the carbon material is charged to the upper layer of the carbon material layer to form a raw material layer, A method of charging a raw material into a mobile hearth furnace, wherein a concave portion is formed in the raw material layer and a plurality of concave portions are formed in the carbonaceous material layer at the same time by pressing protrusions from above the raw material layer. It is.
本発明はまた、移動炉床上に、粉状の金属含有物である原料と粉状の固体還元剤からなる炭材とを装入して堆積させ、該移動炉床が加熱炉内を移動する間に、前記原料を加熱還元し、さらに溶融させて還元金属を得る型式の移動型炉床炉の、その移動炉床上への原料等の装入装置であって、
前記移動炉床上に、炭材を装入する炭材装入手段と、移動炉床上に形成された炭材層上に原料あるいは原料と炭材との混合物を装入する原料装入手段と、原料層の上から突起を押し付けることにより、前期原料層に凹部を形成すると同時に前記炭材層に凹部を形成するための窪み付け装置とで構成されていて、前記窪み付け装置が移動炉床の移動方向に沿う原料装入手段の下流側に設けられていることを特徴とする移動型炉床炉への原料等装入装置である。
The present invention also relates to a mobile hearth, is deposited by charged and carbonaceous material consisting of raw material and powdery solid reducing agent is a powdered metal inclusions, the moving hearth moves in the furnace In the middle of the mobile hearth furnace of the type in which the raw material is heated and reduced and further melted to obtain a reduced metal, the raw material is charged onto the mobile hearth,
On the moving hearth, a carbonaceous material charging means for charging a carbonaceous material, and a raw material charging means for charging a raw material or a mixture of the raw material and the carbonaceous material on a carbonaceous material layer formed on the mobile hearth, by pressing the projection from the top of the raw material layer, it is comprised of the recess with a device for forming a recess in the carbonaceous material layer at the same time forming a recess in the previous year material layer, the recess with device moving hearth The apparatus for charging raw material into the mobile hearth furnace is provided downstream of the raw material charging means along the moving direction.
なお、本発明において、上記原料中の金属含有物としては、鉄鉱石、Cr鉱石、Ni鉱石、砂鉄、還元鉄粉、製鉄ダスト、ステンレス精錬ダスト、製鉄スラッジなどの鉄分、Ni分、Cr分、Zn分、Pb分などの金属を含有する粉状物などを使用する。
一方、固体還元剤,即ち炭材としては、石炭チャー、コークス、一般炭、無煙炭などの炭素含有材料粉を主として使用する。これら粉状原料および粉状炭材はそれぞれ単一種類のものを使用してもよいし、また、各々2種以上のものを混合して使用してもよい。このような金属含有物と固体還元剤を混合して炉床炉用装入物とする。
なお、上記原料中の製鉄ダストや製鉄スラッジなどのように、もともと十分な炭素分を含有する金属含有物の場合、炭材を混合することなくそのまま使用することもできる。また、原料中には、溶融時に還元鉄や灰分の溶融を容易にするために必要最小限の副原料を添加してもよい。このような副原料としては、石灰石、螢石、蛇紋岩、ドロマイトなどが使用できる。さらに、かかる原料は、ブリケットやペレットなどのように塊状化したものを用いてもよい。
In the present invention, as the metal-containing material in the raw material, iron ore, Cr ore, Ni ore, sand iron, reduced iron powder, iron dust, stainless steel refining dust, iron sludge and other iron content, Ni content, Cr content, A powdery substance containing a metal such as Zn or Pb is used.
On the other hand, as a solid reducing agent, that is, a carbon material, carbon-containing material powders such as coal char, coke, steam coal, and anthracite are mainly used. These powdery raw materials and powdered carbon materials may be used in a single type, or two or more types may be mixed and used. Such a metal-containing material and a solid reducing agent are mixed to obtain a charge for a hearth furnace.
In the case of a metal-containing material that originally contains a sufficient carbon content, such as iron-making dust or iron-making sludge in the raw material, it can be used as it is without mixing carbonaceous materials. In addition, a minimum amount of auxiliary materials necessary for facilitating melting of reduced iron and ash during melting may be added to the raw materials. As such an auxiliary material, limestone, meteorite, serpentine, dolomite and the like can be used. Further, the raw material may be agglomerated materials such as briquettes and pellets.
以上説明したように本発明によれば、上層原料層の上から窪み付けロールの突起にて下層炭材層にまでおよぶ深さで点在化した複数の凹部を形成するので、表層から加熱された金属含有物は加熱還元,溶融し、メタルとスラグに分離しながら、溶融物の表面張力および重力の作用によって炭材層中に形成されている凹部に容易に凝集させることができ、凹部毎に分散して凝固した粒状のメタル,スラグを生成させることができる。しかも、本発明では、窪み付けによる凹部の形成を一連の原料装入工程の最終段階で行うので、以降の工程で形成された凹部が崩れるおそれがなく、凹部へのメタル・スラグの凝集を確実に行うことができる。さらに、原料層表面に凹凸ができるために加熱される表面積が増大し、熱伝達が良くなるので、還元や溶融の遅れが防止でき、生産性の向上につながる。とくに、溶融メタルや溶融スラグは、凹部内に確実に凝集して粒状となるので、移動炉床から排出するときも容易であり、一緒に排出する炭材層の炭材との分級除去も容易で歩留りも極めて高い。
そして、金属含有物の溶融が炭材層上で行われるため、溶融したメタルが炉床耐火物の微細な隙間に浸透するような現象もなく、このことによる炉床耐火物の損傷は全く発生しない。
さらにまた、本発明によれば、窪み付けロールの突起高さが、少なくとも炭材層の表層か、それ以上の深くにまで達する程度にしてあるため、凹部の形がより確実に確保されることになり、溶融メタルや溶融スラグの凝集もより確実なものになる。
なお、本発明によれば、凹部を形成する際に、凹部近傍の原料層を押圧しておくので、凹部が形成される瞬間に起こる凹部まわりの盛り上がりを防止することができ、狙いどおりの凹部形状を形成できる。従って、凹部形状の制御性が向上し、その結果として、凝集したメタルやスラグの形状のばらつきが低減し、後工程でのハンドリング性が向上するという効果も得られる。
As described above, according to the present invention, a plurality of concave portions scattered at a depth extending from the top of the upper raw material layer to the lower carbon material layer are formed by the protrusions of the indenting roll, so that the surface layer is heated. The metal-containing material is reduced by heating, melted and separated into metal and slag, and can be easily agglomerated in the recesses formed in the carbonaceous material layer by the surface tension and gravity of the melt. It is possible to produce granular metal and slag that are dispersed and solidified. In addition, in the present invention, since the recesses are formed by denting at the final stage of a series of raw material charging processes, the recesses formed in the subsequent processes are not likely to collapse, and the agglomeration of metal slag into the recesses is ensured. Can be done. Furthermore, since the surface of the raw material layer is made uneven, the surface area to be heated is increased and the heat transfer is improved, so that delay of reduction and melting can be prevented and productivity is improved. In particular, molten metal and molten slag are reliably agglomerated and granulated in the recesses, so it is easy to discharge from the moving hearth, and it is easy to remove the classification of the carbon material layer discharged together with the carbon material. And the yield is extremely high.
And since the melting of the metal-containing material is performed on the carbon material layer, there is no phenomenon that the molten metal penetrates into the fine gaps of the hearth refractory, and this causes no damage to the hearth refractory. do not do.
Furthermore, according to the present invention, since the protrusion height of the indenting roll reaches at least the surface of the carbon material layer or deeper than that, the shape of the recess can be ensured more reliably. Thus, the agglomeration of molten metal and molten slag is more reliable.
According to the present invention, when the recess is formed, the raw material layer in the vicinity of the recess is pressed, so that the rise around the recess that occurs at the moment when the recess is formed can be prevented. Shape can be formed. Therefore, the controllability of the concave shape is improved, and as a result, the variation in the shape of the agglomerated metal and slag is reduced, and the handling property in the subsequent process is improved.
本発明の好適実施形態では、前記移動炉床上に固体還元剤,即ち炭材を装入堆積させて炭材層を形成し、その上へ原料あるいは原料と炭材の混合物を体積させて原料層を形成する。移動炉床上に下層として堆積させる前記炭材層は、その上層に堆積させる原料(金属含有物等)の方が溶融しても溶融することはなく、しかも互いに混合することもない。この炭材層は、実質的にそのほとんどは、還元剤としての役割を果たしておらず、いわゆる揮発分が失われること以外、ほとんど変化しないものだからである。なお、一般的な固体還元剤には、灰分が10%程度含まれているが、残部の大半は炭素質であり、1000〜1500℃程度の高温で固体状態を維持している。 In a preferred embodiment of the present invention, a solid reductant, that is, a carbonaceous material is charged and deposited on the moving hearth to form a carbonaceous material layer, and a raw material or a mixture of the raw material and the carbonaceous material is volume-added thereon to form a raw material layer. Form. The carbon material layer deposited as a lower layer on the moving hearth is not melted even if the raw material (metal-containing material or the like) deposited on the upper layer is melted, and is not mixed with each other. This is because the carbon material layer substantially does not play a role as a reducing agent, and hardly changes except that so-called volatile matter is lost. A general solid reducing agent contains about 10% of ash, but most of the remainder is carbonaceous and maintains a solid state at a high temperature of about 1000 to 1500 ° C.
従って、本発明の実施形態の特徴は、下層の炭材層の存在によって、たとえ上層の原料層が溶融しても、その溶融生成物が炉床に直接接触するのを防止できることである。つまり、本発明では、かかる炭材層が耐火物保護層となる。さらに、この炭材層上に積層堆積させた原料層(金属含有物等)が溶融した後は、溶融した金属含有物と炭材との接触面積が増大するため、還元反応が急速に進行し、還元剤としての役割も果たすようになる。 Therefore, a feature of the embodiment of the present invention is that the presence of the lower carbon material layer can prevent the molten product from coming into direct contact with the hearth even if the upper material layer is melted. That is, in this invention, this carbon material layer becomes a refractory protective layer. Furthermore, after the raw material layer (metal-containing material, etc.) laminated and deposited on the carbon material layer is melted, the contact area between the molten metal-containing material and the carbon material increases, so that the reduction reaction proceeds rapidly. It will also play a role as a reducing agent.
本発明においては、かかる炭材層には、その上に原料層を装入堆積した後に、その表面に凹部を形成しておく点に特徴がある。即ち、原料層に凹部を形成すると同時に炭材層にも凹部が生成するように、該原料層の上から突起を押し付けるのである。
一般に、還元反応の進行によって溶融生成したメタルおよびスラグは、溶融物の表面張力および重力の作用によって集積する性質があるので、前記炭材層に凹部が形成してあれば、その中に該溶融メタル,溶融スラグが集まりやすく、その凹部を該炭材層上に点在化させておけば、前記メタル等の集積が点状に分散した状態で保持される。この場合において、溶融メタルおよび溶融スラグの体積は、原料である混合物の10〜60%の体積に縮小するため、溶融メタルおよび溶融スラグはそれぞれ凹部内に分離される。
In the present invention, such a carbon material layer is characterized in that, after a raw material layer is charged and deposited thereon, a concave portion is formed on the surface thereof. That is, the protrusion is pressed from above the raw material layer so that the concave portion is formed in the carbon material layer at the same time that the concave portion is formed in the raw material layer.
In general, the metal and slag melted and generated by the progress of the reduction reaction have the property of accumulating due to the surface tension of the melt and the action of gravity, so if there is a recess in the carbon material layer, Metal and molten slag are likely to gather, and if the recesses are scattered on the carbon material layer, the accumulation of the metal or the like is held in a state of being dispersed in the form of dots. In this case, since the volume of the molten metal and molten slag is reduced to 10 to 60% of the volume of the raw material mixture, the molten metal and molten slag are each separated into the recesses.
溶融メタルや溶融スラグは、その比重が炭材のそれよりも大きいため、溶融メタル、溶融スラグが炭材層の下に潜り込むことが考えられる。しかし、溶融物は、それ自身の表面張力によって粒状になると共に、炭材層の上に点在化して保持され、そしてそのまま上記凹部内に収容された状態になる。 Since the specific gravity of the molten metal and molten slag is larger than that of the carbonaceous material, it is conceivable that the molten metal and molten slag will sink under the carbonaceous material layer. However, the melt is granulated by its own surface tension, is scattered and held on the carbon material layer, and is accommodated in the recess as it is.
その結果として、溶融メタルや溶融スラグが前記移動炉床上の冷却帯で冷却されると、脈石および灰分が分離したメタルとスラグとが、該炭材層表面の凹部単位毎の塊として保持されることになる。しかも、凝固したメタルおよびスラグは、この炭材層の存在によって、炉床からは離れた位置に保持されることになるから、炉床に溶着したり傷めたりするようなこともなく、小さな塊の状態で保持されるから、必然的に炉外への排出も容易になる。 As a result, when molten metal or molten slag is cooled in the cooling zone on the moving hearth, the metal and slag from which the gangue and ash are separated are held as a lump for each recess unit on the surface of the carbon material layer. Will be. Moreover, the solidified metal and slag are held away from the hearth by the presence of this carbon material layer, so that they are not welded or damaged to the hearth. Therefore, it is inevitably easy to discharge out of the furnace.
これに対し、炭材層表面を平滑のままの状態にした場合は、溶融メタルおよび溶融スラグは該炭材層の上に保持され、炉床の耐火物が損傷されることはないものの、冷却後のメタルおよびスラグは炭材層の上で小さく分割されて点在化するようなことはなく、多くの場合、連続的に繋がった大きな塊を形成する場合が多く、メタルを炉外に排出することが困難になる場合がある。
なお、炉内の炉床から排出されたスラグおよびメタルは、例えば、炉外において磁力や風選によってメタルとスラグの分離を行ったり、スラグとメタルとの密度差を利用して選別したりすることにより、分別回収する。
In contrast, when the surface of the carbon material layer is kept smooth, the molten metal and molten slag are retained on the carbon material layer, and the refractory in the hearth is not damaged. The latter metal and slag are not divided into small parts on the carbon material layer and scattered, and in many cases, a large continuous lump is often formed, and the metal is discharged out of the furnace. May be difficult to do.
Note that the slag and metal discharged from the hearth in the furnace are separated from the slag by magnetic force or wind selection outside the furnace, or are sorted using the density difference between the slag and the metal. Separately collect.
本発明において、下層炭材層の表面に、上述した凹部を形成するために、次のような方法を採用する。
図3は、下層の炭材層1に凹部3を形成するための、発明者らがまず最初に検討した比較例としての装入装置14の一例を示すものである。この装入装置14は、20〜160mm/secの速度で移動する移動炉床11上の移動方向に沿って、炭材ホッパ4と原料ホッパ5とを配設すると共に、その両者の間に窪み付けロール6を配設して構成されている。そして、まず炭材ホッパ4から切り出された炭材が約50mmの厚さで堆積して炭材層1を形造るので、その表面から、胴周面に前記凹部形状に対応する複数の突起6a(高さ約13mm)を設けてなる窪み付けロール6の該突起6aを押し付けて凹部3を形成する。次いで、その凹部3つき炭材層1の表面に、前記原料ホッパ5から金属含有物を主とする原料を10〜25mm厚に切り出して堆積させ、その後、炉床炉の予熱帯に送り込むようになっている。
In the present invention, the following method is adopted in order to form the above-described recess on the surface of the lower carbon material layer.
FIG. 3 shows an example of a charging
この比較例として示した装入装置による炭材層1への凹部3の形成は、凹部3形成後に原料の切り出し積み付けを行うので、原料や積み付けられた時の衝撃で凹部3の形が崩れやすいため、溶融物(メタル,スラグ)の集積割合が低く、溶融物点在化の程度も悪く、しかも炉床炉内で加熱を受ける原料表面が平坦であるため、凹部3内原料の溶融が遅れやすいという問題があった。
The formation of the
本発明では、上記の比較例の装入装置が抱える問題点を克服するものとして、図4に示す装入装置とこの装置を用いた装入方法とを提案する。本発明に係るこの装入装置14は、20〜160mm/secの速度で移動する移動炉床11上の移動方向に沿って、まず炭材ホッパ4を配設すると共に、その下流側に原料ホッパ5を並べて配設し、そしてさらにその下流側に、高さ約23mmの突起6aを胴周面に有する窪み付けロール6を配置してなるものである。このような装入装置14によれば、まず炭材ホッパ4から炭材を約50mm厚となるように切り出して炉床上に炭材層1を形成し、次いで、その上に、原料ホッパ5から金属含有物を主とする原料を切り出して、10〜25mm厚の原料層2を積層堆積させ、その後前記窪み付けロール6の突起6aを該原料層2の上から押し付けて原料層1ごと押し込むことで、生成する窪み(凹部)を前記炭材層1にまで及ぼして陥没させるのである。
The present invention proposes a charging apparatus shown in FIG. 4 and a charging method using this apparatus as a means for overcoming the problems of the charging apparatus of the comparative example. In this
その結果、例えば、当初の原料層2の厚みが15mmであっても、前記凹部については7mm程度に圧縮されると同時に、生成したこの凹部3の底(外側下端)が炭材層1の表面から約15mm押し込まれて陥没した状態となる。従って、圧縮されて約7mm厚にまで減尺された原料層2cの底部の厚み部分が、そっくりそのまま、該炭材層2中に埋没した状態になって、上述した凹部3が形成されることになる。
そして、このような構造の凹部3、即ち炭材層2中に埋没した状態にある原料層2cの存在によって、溶融したメタル等が凹部3内に凝集しやすく、かつ点在化が明確になる。
As a result, for example, even if the initial thickness of the
The presence of the
しかも、炉床炉内で加熱される原料層表面が凹凸により受熱面積が増加するため、原料層への熱伝達が促進されて、生産性が向上する。さらに、本発明によれば、原料等の装入の最終の段階で凹部3を形造るので、その形状が崩れるようなことがなく、それ故に、メタルやスラグの凝集を確実に実現でき、排出障害を招くようなこともない。
In addition, since the surface of the raw material layer heated in the hearth furnace increases the heat receiving area due to the unevenness, heat transfer to the raw material layer is promoted and productivity is improved. Furthermore, according to the present invention, since the
本発明にかかる上記装入装置14のこうした作用をより一層効果的なものとするために、本発明では、窪み付けの前に、予め前記凹部3まわりの原料層2の表面を加圧して押しつぶし、原料層2の圧密化を図っておくことが望ましい。それは、窪み付け時に凹部の崩れがなくなるので、形状のしっかりした凹部を形成,保持できるからである。
このような凹部の形成手段としては、上記した窪み付けロールの他に、凸部を有するスタンプを上から押し込む手段や、所定の形状の棒を上から押し込む等、適宜の手段が採用できる。
In order to make the operation of the charging
As the means for forming such a concave portion, in addition to the above-described depression roll, any appropriate means such as a means for pressing a stamp having a convex portion from above or a rod having a predetermined shape from above can be adopted.
この実施例は、原料装入用実験装置を用いて、本発明に適合する条件で冷間の積み付け
(装入方法) の実験を行ない、その効果を検証したその報告である。移動炉床11上に、粒径10mm100%のコークスを50mmの層厚で積み付けて炭材層1を形成し、この炭材層1の上に、粒径が−3mm100%の鉱石とコークスとを重量比で80:20に混合した原料を15mmの層厚で積み付け、所定の層厚の原料層2を形成した。その後、前記原料層2の表面に複数の突起6aを設けた窪み付けロール6で、前記原料層2の表層から、炭材層1にまでおよぶ深さの、複数の窪み(凹部3)をつけた。このときの窪み付けロール6は、径が100Aで、突起高さが23mmのものを使用したが、該窪み付けロール6の形状はこれに限定されるものではない。ただし、径は大きい方が好ましく、突起6aの高さは、最終的に炭材層に残存する窪み深さが15mm前後になるような寸法のものがよいことがわかった。また、ロールの周速移動炉床11の走行速度と同じか、それ以下にすることが好ましい。さらに、窪み(凹部)を付ける際に、窪み付けロール6の高さ位置を下げることで、より確実に窪みを形成させることができることもわかった。
In this example, an experiment for cold stacking (a charging method) was performed using a raw material charging experimental apparatus under conditions suitable for the present invention, and the effect was verified. On the moving
以上のように炭材ならびに原料を積み付けた結果、最終的に炭材層に残存する窪み深さ(凹部)は、平均で15mmと良好であった。これを加熱炉内で原料層2の表面から加熱すると、金属含有物の還元物が溶融し、メタルとスラグに分離しながら、炭材層1に残存している凹部3に集まり、当初の目的が達成できた。
As a result of stacking the carbonaceous material and the raw materials as described above, the depth of the depression (concave portion) finally remaining in the carbonaceous material layer was as good as 15 mm on average. When this is heated from the surface of the
なお、このような装入方法では、炭材層を形成する炭材の粒径は、10mm以下程度であればよく、その上層の金属含有物の粒径も炭材を含有するか否かにかかわらず、炭材層1を形成する炭材と同程度以下であれば目的を達成することができる。このような金属含有物の一例として、高炉ダストのような金属含有ダストを使用することができることがわかった。
In such a charging method, the particle size of the carbon material forming the carbon material layer may be about 10 mm or less, and the particle size of the metal-containing material in the upper layer also includes whether or not the carbon material is contained. Regardless, the purpose can be achieved as long as it is equal to or less than the carbon material forming the
本発明は、還元鉄などの還元金属の製造技術の分野における原料装入方法・装置に用いられる。 The present invention is used for a raw material charging method / apparatus in the field of manufacturing technology of reduced metal such as reduced iron.
1 炭材層
2 原料層
3 凹部
4 炭材ホッパ
5 原料ホッパ
6 窪み付けロール
6a 突起
11 移動炉床
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記移動炉床上に、まず炭材を装入し炭材層を形成し、次いでその炭材層の上層に前記原料あるいは前記原料と炭材との混合物を装入して原料層を形成し、その後その原料層の上から突起を押し付けることにより、前記原料層に凹部を形成すると同時に前記炭材層に複数の凹部を形成することを特徴とする移動型炉床炉への原料等装入方法。 The moving hearth is deposited by charged and carbonaceous material consisting of raw material and powdery solid reducing agent is a powdered metal-containing material, while the moving hearth moves in the furnace, the raw material In the charging of a moving hearth furnace of the type that obtains reduced metal by heating and reducing, and charging the raw material etc. on the moving hearth,
On the moving hearth, first, a carbon material is charged to form a carbon material layer, and then the raw material or a mixture of the raw material and the carbon material is charged to the upper layer of the carbon material layer to form a raw material layer, A method of charging a raw material into a mobile hearth furnace, wherein a concave portion is formed in the raw material layer and a plurality of concave portions are formed in the carbonaceous material layer at the same time by pressing protrusions from above the raw material layer. .
前記移動炉床上に、炭材を装入する炭材装入手段と、移動炉床上に形成された炭材層上に原料あるいは原料と炭材との混合物を装入する原料装入手段と、原料層の上から突起を押し付けることにより、前記原料層に凹部を形成すると同時に前記炭材層に凹部を形成するための窪み付け装置とで構成されていて、前記窪み付け装置が移動炉床の移動方向に沿う原料装入手段の下流側に設けられていることを特徴とする移動型炉床炉への原料等装入装置。 The moving hearth is deposited by charged and carbonaceous material consisting of raw material and powdery solid reducing agent is a powdered metal-containing material, while the moving hearth moves in the furnace, the raw material A type of mobile hearth furnace of a type in which the reduced metal is obtained by heating and reducing and further melting to obtain a raw material on the mobile hearth,
On the moving hearth, a carbonaceous material charging means for charging a carbonaceous material, and a raw material charging means for charging a raw material or a mixture of the raw material and the carbonaceous material on a carbonaceous material layer formed on the mobile hearth, by pressing the projection from the top of the raw material layer, the material layer at the same time forming a recess in the carbonaceous material layer is comprised of the recess with a device for forming a recess, the recess with device moving hearth An apparatus for charging raw material into a mobile hearth furnace, which is provided on the downstream side of the raw material charging means along the moving direction.
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