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JP7700764B2 - Apparatus and method for producing raw materials for blast furnaces - Google Patents
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JP7700764B2 - Apparatus and method for producing raw materials for blast furnaces - Google Patents

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Description

本発明は、成型コークス、特にフェロコークス等の高炉において使用される高炉用原料製造装置及び高炉用原料製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for producing raw materials for blast furnaces, such as molded coke, particularly ferrocoke, used in blast furnaces.

近年、地球温暖化の観点から、鉄鋼業界においてCO2ガスの発生量の低減が求められている。このため、化石燃料の使用量の削減は、急務となっている。鉄鋼業においては、高炉内で鉄鉱石を炭素(石炭をコークス炉で乾留して製造したコークス)で還元することにより、溶銑を製造している。そして、コークス原単位の低減のため、フェロコークスを高炉用原料として用いる技術の開発が行われている。フェロコークスは、石炭に鉄鉱石を一定量混合して塊成化した後、乾留処理を施すことでコークス中に微細な金属鉄粒子を分散させたものであり、金属鉄の触媒作用によりコークスの反応性を高めた成型コークスである。 In recent years, the steel industry has been required to reduce the amount of CO2 gas generated in order to prevent global warming. For this reason, it is urgent to reduce the use of fossil fuels. In the steel industry, molten iron is produced in blast furnaces by reducing iron ore with carbon (coke produced by carbonizing coal in a coke oven). In order to reduce the coke consumption, technology is being developed to use ferro-coke as a raw material for blast furnaces. Ferro-coke is made by mixing a certain amount of iron ore with coal, forming it into agglomerates, and then carbonizing it to disperse fine metallic iron particles in the coke. It is a molded coke in which the catalytic action of metallic iron increases the reactivity of the coke.

フェロコークスの乾留方法として、竪型の乾留炉を用いる方法が提案されている。特許文献1には、上部に乾留ゾーン、下部に冷却ゾーンを有する竪型乾留炉が開示されている。竪型乾留炉におけるフェロコークスの製造方法は、装入装置を用いて炭素含有物質と鉄含有物質とからなる成型物を竪型乾留炉に装入する装入工程と、乾留ゾーンにおいて加熱ガスを吹き込むと共に成型物を乾留しフェロコークスを製造する乾留工程と、冷却ゾーンにおいて冷却ガスを吹き込むことでフェロコークスを冷却する冷却工程と、竪型乾留炉の炉頂部の排出口から炉内ガスを排出する炉内ガス排出工程と、冷却ゾーン下部からフェロコークスを排出するフェロコークス排出工程とを有している。 A method using a vertical carbonization furnace has been proposed as a method for carbonizing ferro-coke. Patent Document 1 discloses a vertical carbonization furnace having a carbonization zone at the top and a cooling zone at the bottom. The method for producing ferro-coke in a vertical carbonization furnace includes a charging process in which a molded material consisting of a carbon-containing material and an iron-containing material is charged into the vertical carbonization furnace using a charging device, a carbonization process in which heated gas is blown into the carbonization zone and the molded material is carbonized to produce ferro-coke, a cooling process in which cooling gas is blown into the cooling zone to cool the ferro-coke, an in-furnace gas discharge process in which furnace gas is discharged from an outlet at the top of the vertical carbonization furnace, and a ferro-coke discharge process in which ferro-coke is discharged from the bottom of the cooling zone.

乾留工程では、乾留ゾーンの中間部分の低温ガス吹き込み羽口から低温ガスを、乾留ゾーンの下部の高温ガス吹き込み羽口から高温ガスを、それぞれ炉内に吹き込むことで成型物を加熱する。冷却工程では、冷却ゾーンの下部の冷却ガス吹き込み羽口から冷却ガスを吹き込むことで、フェロコークスの冷却を行う。 In the carbonization process, the molded products are heated by blowing low-temperature gas into the furnace through a low-temperature gas blowing tuyeres in the middle of the carbonization zone, and high-temperature gas into the furnace through a high-temperature gas blowing tuyeres in the lower part of the carbonization zone. In the cooling process, the ferro-coke is cooled by blowing cooling gas into the cooling gas blowing tuyeres in the lower part of the cooling zone.

ここで、フェロコークスの生産量を増加させるためには、竪型乾留炉の容積を大きくする必要がある。一般的に、装入物は、斜めに傾いた装入シュートを用いて斜め方向を装入方向として装入されるが、加熱ガスおよび冷却ガスは、竪型乾留炉の奥行方向(装入物の装入方向の水平成分に平行)に噴射されるため、ガスを炉内中央部まで浸透させるには奥行方向の内寸を一定以下に抑える必要がある。よって、竪型乾留炉は奥行方向に比べて炉幅方向(乾留炉横断面において奥行方向と直交する方向)を長い内寸として構成し、大きな容積を確保している。 Here, in order to increase the production volume of ferro-coke, it is necessary to increase the volume of the vertical carbonization furnace. Generally, the charge material is charged at an angle using an inclined charging chute, but since the heating gas and cooling gas are injected in the depth direction of the vertical carbonization furnace (parallel to the horizontal component of the charge material charging direction), the internal dimension in the depth direction must be kept below a certain level in order for the gas to penetrate to the center of the furnace. Therefore, vertical carbonization furnaces are designed with an internal dimension that is longer in the furnace width direction (the direction perpendicular to the depth direction in the cross section of the carbonization furnace) than in the depth direction, ensuring a large volume.

また、特許文献2には、材料の均一装入(搬送)方法として、搬送路の幅方向中央部から出口側へ向かって放射状に下る傾斜面を有する分散誘導部を設けることで、材料を放射状に分散させる方法が開示されている。 Patent Document 2 also discloses a method for uniformly loading (transporting) materials, which involves providing a dispersion guide section with an inclined surface that slopes radially downward from the center of the width of the transport path toward the exit side, thereby dispersing the materials radially.

特開2011-57970号公報JP 2011-57970 A 特開2011-162271号公報JP 2011-162271 A

成型物は、シュートを介して乾留炉に供給される。この際、成型物は、シュートの壁面と衝突する等によって砕け、その一部が粉体となる。すなわち、成型物は、粒状物と、当該粒状物よりも体積が小さい粉体と、を含んでいる。 The molded material is fed to the carbonization furnace through a chute. During this process, the molded material breaks down when it collides with the wall of the chute, and some of it becomes powder. In other words, the molded material contains granular material and powder that is smaller in volume than the granular material.

粉体は、粒状物同士の隙間を通って沈降する。したがって、成型物は、粒状物層(上層)と粉体層(下層)の2層に分離した状態で乾留炉に供給される。言い換えれば、粒状物層は、粉体層よりも上に位置した状態で乾留炉に供給される。したがって、粒状物は、シュートから乾留炉に供給される際に粉体よりも遠くに堆積され、粉体は、シュート側に堆積される。 The powder settles through the gaps between the granules. Therefore, the molded product is supplied to the carbonization furnace in two separate layers: a granular layer (upper layer) and a powder layer (lower layer). In other words, the granular layer is supplied to the carbonization furnace in a state where it is located above the powder layer. Therefore, when the granular material is supplied to the carbonization furnace from the chute, it is piled up farther than the powder, and the powder is piled up on the chute side.

乾留炉に成型物が供給されると、安息角に応じた堆積物の斜面が形成される。したがって、粉体は、堆積物の斜面に到達すると、その斜面を伝ってシュートの開口側に移動して静止する。特に粉体が堆積物の斜面の上方に到達すると、その斜面が急峻となるため、粉体がよりシュートの開口側に移動する傾向がある。これに対して粒状物は、粉体よりも遠くに移動するため、その多くは堆積物の頂点の近傍に到達する。すなわち、粒状物は、堆積物の斜面に一様に供給される。 When the molded material is fed into the carbonization furnace, a slope of the pile is formed according to the angle of repose. Therefore, when the powder reaches the slope of the pile, it moves along the slope to the opening side of the chute and comes to rest. In particular, when the powder reaches the top of the slope of the pile, the slope becomes steeper, so the powder tends to move further toward the opening side of the chute. In contrast, the granular material moves farther than the powder, so most of it reaches near the top of the pile. In other words, the granular material is fed evenly onto the slope of the pile.

このように、成型物の粒状物と、粉体と、は乾留炉において偏った位置に堆積される傾向がある。したがって、粉体が偏った位置に堆積すると、当該領域の通気性が他の領域よりも悪化する。粉体が偏った位置に堆積された領域では、通気性の悪化により加熱ガスの供給量が減少し、当該領域に供給された成型物に乾留不良等の不具合が発生する可能性がある。 In this way, the granular material of the molded product and the powder tend to accumulate in biased positions in the dry distillation furnace. Therefore, when the powder accumulates in a biased position, the breathability of that area becomes worse than other areas. In areas where the powder accumulates in a biased position, the amount of heated gas supplied decreases due to the deterioration of breathability, and the molded product supplied to that area may suffer defects such as poor dry distillation.

成型物を乾留炉に供給する際に特許文献2に記載のバラ物誘導部を用いたとしても、このような粉体が偏った位置に堆積されることを抑制することができない。このため、上記の問題の改善が望まれている。 Even if the bulk material guide unit described in Patent Document 2 is used when feeding the molded material into the dry distillation furnace, it is not possible to prevent such powder from accumulating in a biased position. For this reason, there is a need to improve the above problem.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、フェロコークス等の高炉用原料の品質及び生産性を高めることが可能な高炉用原料製造装置及び高炉用原料製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a blast furnace raw material manufacturing device and a blast furnace raw material manufacturing method that can improve the quality and productivity of blast furnace raw materials such as ferro coke.

本発明は、上記の目的を達成するために、
[1]乾留炉に装入された炭素含有物質を含む装入物を乾留して高炉用原料を製造する高炉用原料製造装置であって、前記乾留炉に装入される前記装入物のうちの粉体を、前記乾留炉の内部において吸引して回収する回収装置を有している高炉用原料製造装置。
[2]前記回収装置は、前記乾留炉の側壁部のうち、前記乾留炉内に堆積した前記装入物からなる堆積物の頂部よりも上側の側壁部に設けられている上記の[1]に記載の高炉用原料製造装置。
[3]前記乾留炉の炉頂部における側壁部に接続されており、前記乾留炉に前記装入物を装入する装入シュートを更に有しており、前記回収装置は、前記装入シュートが設けられている側壁部のうち、前記装入シュートよりも下側の側壁部であって、かつ、前記乾留炉の上下方向から見て前記回収装置の少なくとも一部が、前記装入シュートと互いに重なり合う位置に設けられている上記の[1]に記載の高炉用原料製造装置。
[4]前記乾留炉の炉頂部における側壁部に接続されており、前記乾留炉に前記装入物を装入する装入シュートを更に有しており、前記回収装置は、前記装入シュートが設けられている側壁部のうち、前記装入シュートよりも下側の側壁部であって、かつ、前記乾留炉の上下方向から見て前記回収装置の少なくとも一部が、前記装入シュートと互いに重なり合う位置に設けられている
上記の[2]に記載の高炉用原料製造装置。
[5]前記回収装置内でのガス流速は、10m/s以上22m/s以下である上記の[1]に記載の高炉用原料製造装置。
[6]前記回収装置内でのガス流速は、10m/s以上22m/s以下である上記の[2]に記載の高炉用原料製造装置。
[7]前記回収装置内でのガス流速は、10m/s以上22m/s以下である上記の[3]に記載の高炉用原料製造装置。
[8]前記回収装置内でのガス流速は、10m/s以上22m/s以下である上記の[4]に記載の高炉用原料製造装置。
[9]前記装入シュート内に設けられており、前記装入物を一時的に滞留させる装入ゲートを更に有している上記の[3]に記載の高炉用原料製造装置。
[10]前記装入シュート内に設けられており、前記装入物を一時的に滞留させる装入ゲートを更に有している上記の[4]に記載の高炉用原料製造装置。
[11]上記の[1]ないし[10]のいずれかに記載の高炉用原料製造装置を用いて高炉用原料を製造する高炉用原料製造方法。
In order to achieve the above object, the present invention provides
[1] A raw material manufacturing apparatus for a blast furnace which produces raw material for a blast furnace by carbonizing a charge containing a carbon-containing material charged into a carbonization furnace, the raw material manufacturing apparatus having a recovery device which sucks up and recovers powder from the charge charged into the carbonization furnace inside the carbonization furnace.
[2] The recovery device is provided on a side wall portion of the carbonization furnace that is above the top of the pile of charge materials accumulated in the carbonization furnace.
[3] A blast furnace raw material manufacturing apparatus as described in [1] above, further comprising a charging chute connected to a side wall portion at the top of the carbonization furnace for charging the charge material into the carbonization furnace, the recovery device being located in a side wall portion below the charging chute among the side wall portions in which the charging chute is provided, and at least a portion of the recovery device being located in a position overlapping with the charging chute when viewed from the top-bottom direction of the carbonization furnace.
[4] A blast furnace raw material manufacturing apparatus as described in [2] above, further comprising a charging chute connected to a side wall portion at the top of the carbonization furnace for charging the charge material into the carbonization furnace, the recovery device being provided in a side wall portion lower than the charging chute among the side wall portions in which the charging chute is provided, and at least a portion of the recovery device being provided in a position overlapping with the charging chute when viewed from the top-bottom direction of the carbonization furnace.
[5] The blast furnace raw material manufacturing apparatus according to the above [1], wherein the gas flow velocity in the recovery device is 10 m/s or more and 22 m/s or less.
[6] The apparatus for producing raw materials for a blast furnace according to the above [2], wherein the gas flow velocity in the recovery device is 10 m/s or more and 22 m/s or less.
[7] The apparatus for producing raw materials for a blast furnace according to the above [3], wherein the gas flow velocity in the recovery device is 10 m/s or more and 22 m/s or less.
[8] The apparatus for producing raw materials for a blast furnace according to the above [4], wherein the gas flow velocity in the recovery device is 10 m/s or more and 22 m/s or less.
[9] The blast furnace raw material manufacturing apparatus according to the above [3], further comprising a charging gate provided in the charging chute for temporarily retaining the charging material.
[10] The blast furnace raw material manufacturing apparatus according to the above [4], further comprising a charging gate provided in the charging chute for temporarily retaining the charging material.
[11] A method for producing raw materials for a blast furnace using the apparatus for producing raw materials for a blast furnace according to any one of [1] to [10] above.

本発明によれば、乾留炉内に装入される炭素含有物質が有する成型物粒子と粉体とのうちの粉体が回収され、成型物が乾留炉されて高炉用原料が製造される。そのため、高炉用原料の品質及び生産性を高めることが可能になる。 According to the present invention, the powder of the molded particles and powder contained in the carbon-containing material charged into the carbonization furnace is recovered, and the molded particles are carbonized to produce raw material for the blast furnace. This makes it possible to improve the quality and productivity of raw material for the blast furnace.

従来の竪型乾留炉の一例を示す側面模式図である。FIG. 1 is a schematic side view showing an example of a conventional vertical carbonization furnace. 本願発明の高炉用原料製造装置としての乾留炉の炉頂部を示す側断面図である。FIG. 2 is a side cross-sectional view showing the top of a carbonization furnace as a blast furnace raw material manufacturing apparatus according to the present invention. 回収装置による粉体の回収を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining recovery of powder by a recovery device. 成型物吸引率や粉体除去率と回収装置内のガス流速との相関関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the correlation between the molding suction rate and powder removal rate and the gas flow rate in the recovery device.

以下、石炭に鉄鉱石を一定量混合して塊成化した成型コークスの一種であるフェロコークスを製造する場合を例に、本発明の実施形態を通じて本発明を説明する。ここで、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 The present invention will be explained below through the embodiments of the present invention, taking as an example the case of producing ferro-coke, a type of molded coke made by mixing a certain amount of iron ore with coal and agglomerating it. The drawings are schematic and may differ from the actual product. In addition, the following embodiments are illustrative of devices and methods for embodying the technical ideas of the present invention, and are not intended to specify the configuration as described below. In other words, the technical ideas of the present invention can be modified in various ways within the technical scope described in the claims.

図1を参照して、従来の高炉用原料製造装置としての竪型乾留炉100の構成について説明する。図1は、竪型乾留炉100の側面模式図を示す。以下の説明において「装入物」は、フェロコークスを製造するための「炭素含有物質と鉄含有物質とを含有する成型物」に限らず、「炭素含有物質を含む成型物」も含んでよい。即ち、少なくとも炭素含有物質を含む成型物であればよい。「装入物」は、「成型物」と、「成型物」に付着又は分離した「粉体」とが含まれる。また、「高炉用原料」は、フェロコークスを含む「コークス」を意味する。 With reference to Figure 1, the configuration of a vertical carbonization furnace 100 as a conventional blast furnace raw material manufacturing device will be described. Figure 1 shows a schematic side view of a vertical carbonization furnace 100. In the following description, "charge" is not limited to "molded products containing a carbon-containing material and an iron-containing material" for producing ferro coke, but may also include "molded products containing a carbon-containing material." In other words, it is sufficient if the molded products contain at least a carbon-containing material. "Charge" includes "molded products" and "powder" attached to or separated from the "molded products." In addition, "raw materials for blast furnaces" means "coke" including ferro coke.

竪型乾留炉100は、装入シュート10と、装入ゲート20と、拡散部30と、乾留炉本体70とを有する。先ず、炭素含有物質(石炭)と鉄含有物質(鉄鉱石)とを含有する成型物を含む装入物は、乾留炉本体の上方に設けられた装入シュート10に供給される。装入物は、装入ゲート20の閉鎖(図中の一点鎖線を参照)により、一旦、装入シュート10の内部(装入シュート10の途中)に蓄積される。装入物は、装入ゲート20の開放(図中にて実線で表示)により、乾留炉本体70に向けて装入シュート10の内部を通過する。装入物は、装入シュート10の拡散部30を通過することで、装入シュート10の内部に拡がるように分散される。装入物は、装入シュート10の内部を通過した後、乾留炉本体70の内部に堆積する。装入物は、乾留炉本体70の内部において、安息角に応じた山形を形成する。 The vertical carbonization furnace 100 has a charging chute 10, a charging gate 20, a diffusion section 30, and a carbonization furnace body 70. First, the charging material including molded materials containing carbon-containing materials (coal) and iron-containing materials (iron ore) is supplied to the charging chute 10 provided above the carbonization furnace body. The charging material is temporarily accumulated inside the charging chute 10 (midway through the charging chute 10) by closing the charging gate 20 (see the dashed line in the figure). The charging material passes through the inside of the charging chute 10 toward the carbonization furnace body 70 by opening the charging gate 20 (shown by a solid line in the figure). The charging material is dispersed so as to spread inside the charging chute 10 by passing through the diffusion section 30 of the charging chute 10. After passing through the inside of the charging chute 10, the charging material is deposited inside the carbonization furnace body 70. The charge material forms a mountain shape inside the carbonization furnace body 70 according to the angle of repose.

ここで、先述した通り、乾留炉本体70に装入される装入物は、乾留炉本体70に到達するまでに、装入シュート10の内部において、成型物層(上層)と粉体層(下層)との2層に分離した状態となる。よって、図1に示す通り、乾留炉本体70に装入される装入物は、成型物層40及び粉体層50に分離しつつ乾留炉本体70の内部に落下する。このため、乾留炉本体70の内部に堆積した装入物60は、成型物と粉体とが偏在した状態となる。この偏在により、従来の竪型乾留炉100においては、乾留炉本体70の内部のガス流れが不均一となり、成型物の乾留不良等の問題が生じていた。 As described above, the charge material charged into the carbonization furnace body 70 is separated into two layers, a molded material layer (upper layer) and a powder layer (lower layer), inside the charging chute 10 before it reaches the carbonization furnace body 70. Therefore, as shown in FIG. 1, the charge material charged into the carbonization furnace body 70 falls into the inside of the carbonization furnace body 70 while separating into the molded material layer 40 and the powder layer 50. Therefore, the charge material 60 accumulated inside the carbonization furnace body 70 is in a state in which the molded material and the powder are unevenly distributed. Due to this uneven distribution, in the conventional vertical carbonization furnace 100, the gas flow inside the carbonization furnace body 70 becomes uneven, causing problems such as poor carbonization of the molded material.

図2は、本願発明の高炉用原料製造装置としての乾留炉1の炉頂部を示す側断面図である。図2に示すように、乾留炉1の奥行方向Sで互いに対向する乾留炉1の炉頂部の側壁部80,81のうち、一方の側壁部80に装入シュート10が接続されている。側壁部80における装入シュート10の下側であって、かつ、乾留炉1の内部に堆積した成型物DM(以下、堆積物と記す。)の頂部DMtopよりも上側の側壁部80に、回収装置90が接続されている。回収装置90は、装入シュート10から乾留炉1の内部に装入される成型物に含まれる粉体を吸引して回収するように構成されている。具体的には、側壁部80に、当該側壁部80を厚さ方向に貫通する吸引孔91が形成されており、その吸引孔91に吸引管92を介して回収装置90が接続されている。成型物に含まれる粉体については後述する。 2 is a side cross-sectional view showing the furnace top of the carbonization furnace 1 as the blast furnace raw material manufacturing apparatus of the present invention. As shown in FIG. 2, the charging chute 10 is connected to one of the side walls 80, 81 of the furnace top of the carbonization furnace 1 that face each other in the depth direction S of the carbonization furnace 1. A recovery device 90 is connected to the side wall 80 below the charging chute 10 in the side wall 80 and above the top DMtop of the molded material DM (hereinafter referred to as the deposit) deposited inside the carbonization furnace 1. The recovery device 90 is configured to suck and recover the powder contained in the molded material charged into the carbonization furnace 1 from the charging chute 10. Specifically, the side wall 80 has a suction hole 91 that penetrates the side wall 80 in the thickness direction, and the recovery device 90 is connected to the suction hole 91 via a suction pipe 92. The powder contained in the molded material will be described later.

吸引孔91の形状は一例として、円形や矩形が挙げられ、ここに示す例では矩形を成している。吸引管92のその他の断面形状は、円筒状や角筒状であってもよい。吸引孔91の内寸あるいは吸引孔91の内接円の直径、および、吸引管92の内寸あるいは吸引管92の内接円の直径は、それらの内部を粉体が移動できるよう粉体の粒径よりも大きく設定される。また、吸引孔91の内寸や吸引孔91の内接円の直径、および、吸引管92の内寸や吸引管92の内接円の直径は、成型物の粒径程度の内径に設定されることが好ましく、成型物の粒径の1.5倍程度の内径に設定されることがより好ましい。 The shape of the suction hole 91 can be, for example, a circle or a rectangle, and in the example shown here, it is a rectangle. Other cross-sectional shapes of the suction tube 92 may be cylindrical or angular. The inner dimensions of the suction hole 91 or the diameter of the inscribed circle of the suction hole 91, and the inner dimensions of the suction tube 92 or the diameter of the inscribed circle of the suction tube 92 are set to be larger than the particle size of the powder so that the powder can move inside them. In addition, the inner dimensions of the suction hole 91 or the diameter of the inscribed circle of the suction hole 91, and the inner dimensions of the suction tube 92 or the diameter of the inscribed circle of the suction tube 92 are preferably set to an inner diameter of about the particle size of the molded product, and more preferably set to an inner diameter of about 1.5 times the particle size of the molded product.

回収装置90による吸引孔91や吸引管92内でのガス流速は、10m/s以上22m/sに設定されることが好ましい。ガス流速が10m/s未満の場合には、粉体を吸引して回収することができない可能性があり、ガス流速が22m/sよりも高くなると、粉体に加えて成型物も回収してしまう可能性があるので、これらを避けるためである。回収装置90は、上述したガス流速の範囲内で乾留炉1の内部のガスと共に粉体を吸引することができるように構成されていればよい。 The gas flow rate in the suction hole 91 and suction pipe 92 by the recovery device 90 is preferably set to 10 m/s or more and 22 m/s. If the gas flow rate is less than 10 m/s, it may not be possible to suction and recover the powder, and if the gas flow rate is higher than 22 m/s, there is a possibility that the molded product will be recovered in addition to the powder, so this is to avoid these. The recovery device 90 only needs to be configured to be able to suction the powder together with the gas inside the dry distillation furnace 1 within the above-mentioned gas flow rate range.

また、吸引孔91は、乾留炉1の上下方向から見て、吸引孔91の少なくとも一部と装入シュート10とが乾留炉1の図示しない幅方向で互いに重なり合う位置に設けられることが好ましい。これは、装入シュート10から乾留炉1の内部に装入され、落下状態の粉体を確実に吸引して回収するためである。また、吸引孔91の設置数は限定されないが、乾留炉1に複数の装入シュート10が設けられている場合には、装入シュート10ごとに少なくとも1つの吸引孔91を設置することが好ましい。乾留炉1の図示しない幅方向で、装入シュート10の全幅に亘って複数の吸引孔91を一定間隔で設置してもよい。 In addition, the suction holes 91 are preferably provided at a position where at least a portion of the suction holes 91 and the charging chute 10 overlap each other in the width direction (not shown) of the carbonization furnace 1 when viewed from the top and bottom of the carbonization furnace 1. This is to ensure that the powder that is charged into the carbonization furnace 1 from the charging chute 10 and falls can be reliably sucked in and collected. In addition, the number of suction holes 91 is not limited, but if the carbonization furnace 1 is provided with multiple charging chutes 10, it is preferable to provide at least one suction hole 91 for each charging chute 10. Multiple suction holes 91 may be provided at regular intervals across the entire width of the charging chute 10 in the width direction (not shown) of the carbonization furnace 1.

なお、回収装置90は図示しない制御装置やオペレータによって駆動され、また、その動作が停止されるように構成されていてよい。また、回収装置90はガスと共に粉体を吸引するため、吸引管92の途中にガスと粉体とを分離して回収する図示しない分離装置が設けられていてよい。分離装置が設けられている場合には、分離して回収した粉体を成型装置によって成型物とし、乾留炉1の内部に装入してよい。 The recovery device 90 may be driven by a control device or an operator (not shown), and may be configured to stop its operation. Since the recovery device 90 sucks in the powder together with the gas, a separation device (not shown) may be provided in the suction pipe 92 to separate and recover the gas and powder. If a separation device is provided, the separated and recovered powder may be molded by a molding device and charged into the inside of the dry distillation furnace 1.

次に、上述した構成の高炉用原料製造装置の作用・効果について、図3を用いて説明する。装入ゲート20が閉じた状態の装入シュート10に、搬送装置(図示せず)によって1バッチ分の成型物が搬送される。上述したように、成型物は搬送の過程でその一部が粉体となってしまい、粉体は成型物同士の間の隙間を通って成型物の下側に移動する。そのため、装入シュート10内では、成型物層40と粉体層50との二層に分離された状態となっている。 Next, the operation and effect of the blast furnace raw material manufacturing apparatus configured as described above will be explained with reference to FIG. 3. A batch of molded products is transported by a transport device (not shown) to the charging chute 10 with the charging gate 20 closed. As described above, part of the molded products becomes powder during the transport process, and the powder moves to the bottom of the molded products through the gaps between the molded products. Therefore, inside the charging chute 10, the molded product layer 40 and the powder layer 50 are separated into two layers.

続いて、装入ゲート20が開放され、装入シュート10よりも低い位置にある乾留炉1の内部に成型物が装入される。装入ゲート20の開放はオペレータによって行ってもよいし、装入ゲート20の開閉を行うアクチュエータや当該アクチュエータの動作を制御する制御装置(それぞれ図示せず)を設けて行ってもよい。制御装置を設けた場合は、例えば予め設定された時間間隔や、制御装置に外部から入力された信号をトリガーとして、アクチュエータを駆動して装入ゲート20を開放してもよい。 Then, the charging gate 20 is opened, and the molded material is charged into the carbonization furnace 1, which is located at a lower position than the charging chute 10. The charging gate 20 may be opened by an operator, or by providing an actuator that opens and closes the charging gate 20 and a control device (not shown) that controls the operation of the actuator. If a control device is provided, the actuator may be driven to open the charging gate 20, for example, at a preset time interval or as a trigger of a signal input to the control device from outside.

装入ゲート20の開放とほぼ同時に、回収装置90による吸引が開始される。回収装置90による吸引の開始は上述したようにオペレータや制御装置によって行ってよい。例えば装入ゲート20の開放をトリガーとして回収装置90を駆動してよい。装入ゲート20を通過した成型物は拡散部30の上を通過し、これにより、装入シュート10の内部に拡がるように分散されて乾留炉1の内部に装入される。この時、成型物は、粉体よりも高い位置から装入されるから、粉体よりも側壁部81側に落下する。 Suction by the recovery device 90 begins almost simultaneously with the opening of the charging gate 20. The recovery device 90 may start suctioning as described above by an operator or a control device. For example, the opening of the charging gate 20 may be used as a trigger to drive the recovery device 90. The molded material that passes through the charging gate 20 passes over the diffusion section 30, and is dispersed so as to spread inside the charging chute 10 and is charged into the inside of the carbonization furnace 1. At this time, since the molded material is charged from a position higher than the powder, it falls toward the side wall section 81 rather than the powder.

これに対して粉体は側壁部80側に落下する。回収装置90は駆動されているため、装入シュート10から落下した粉体は、図3に示すように、回収装置90によって吸引されて回収される。これにより、乾留炉1の内部に粉体が堆積することが抑制され、主として成型物が装入されて堆積し、堆積物DMが形成される。つまり、乾留炉1の内部において、装入シュート10側に粉体が偏って堆積することを防止もしくは抑制することができる。そのため、装入シュート10側に粉体が偏って堆積することによる堆積物DMの内部での通気性の悪化を抑制することができる。 In contrast, the powder falls toward the side wall portion 80. Since the recovery device 90 is driven, the powder that falls from the charging chute 10 is sucked up and recovered by the recovery device 90, as shown in FIG. 3. This prevents powder from accumulating inside the carbonization furnace 1, and mainly the molded products are charged and accumulated to form the deposit DM. In other words, it is possible to prevent or suppress the uneven accumulation of powder on the charging chute 10 side inside the carbonization furnace 1. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the air permeability inside the deposit DM caused by the uneven accumulation of powder on the charging chute 10 side.

そして、乾留炉1の内部に1バッチ分の成型物が装入されると、装入ゲート20が閉じられて装入シュート10と乾留炉1との連通状態が遮断され、回収装置90による吸引が停止される。これらの動作は、上述したように、オペレータによって行ってもよく、あるいは、装入ゲート20や回収装置90の動作状態を制御する制御装置によって行ってもよい。または、図示しないタイマーによって装入ゲート20が開放されてからの経過時間を計測し、その経過時間が予め設定した時間を超えたときに、装入ゲート20を閉じ、また、回収装置90による吸引を停止してもよい。 When one batch of molded materials has been loaded into the carbonization furnace 1, the loading gate 20 is closed to cut off communication between the loading chute 10 and the carbonization furnace 1, and suction by the recovery device 90 is stopped. These operations may be performed by an operator as described above, or by a control device that controls the operating state of the loading gate 20 and the recovery device 90. Alternatively, the time that has elapsed since the loading gate 20 was opened may be measured by a timer (not shown), and when the elapsed time exceeds a preset time, the loading gate 20 may be closed and suction by the recovery device 90 may be stopped.

したがって、上述した構成の高炉用原料製造装置によれば、乾留炉1の全体でガスの通気性がほぼ一様になり、成型物や成型物粒子の乾留の度合いのばらつきを抑制することができる。その結果、フェロコークスの品質のばらつきを抑制して高品質のフェロコークスを得ることができ、ひいては、フェロコークスの生産性を向上することができる。 Therefore, with the blast furnace raw material manufacturing apparatus configured as described above, the gas permeability is almost uniform throughout the carbonization furnace 1, and the variation in the degree of carbonization of the molded products and molded product particles can be suppressed. As a result, the variation in the quality of the ferro coke can be suppressed, and high-quality ferro coke can be obtained, which in turn improves the productivity of ferro coke.

次に、本発明の作用・効果を確認するために行った実施例について説明する。この実施例では、図2に示す高炉用原料製造装置を模擬した試験用装置を用いた。装入シュートは図2に示す高炉用原料製造装置に設置されているものと同形状のものを用いた。その装入シュートの出口側に乾留炉に見立てた回収ボックスを設置した。また、回収ボックスの側壁面のうち、装入シュートが接続された部分の下側に、上述した回収装置90の吸引孔91とほぼ同様に構成した回収装置の吸引孔を接続した。すなわち、乾留炉1に見立てた回収ボックスの内部に、成型物と粉体とを含む原料を装入した際における粉体の回収効率を調査した。 Next, an example carried out to confirm the action and effect of the present invention will be described. In this example, a test device simulating the blast furnace raw material manufacturing equipment shown in FIG. 2 was used. The charging chute used was the same shape as that installed in the blast furnace raw material manufacturing equipment shown in FIG. 2. A recovery box likened to a carbonization furnace was installed on the outlet side of the charging chute. In addition, a suction hole of a recovery device configured almost the same as the suction hole 91 of the recovery device 90 described above was connected to the lower side of the part of the side wall surface of the recovery box to which the charging chute was connected. In other words, the powder recovery efficiency was investigated when raw materials including molded objects and powder were charged inside the recovery box likened to the carbonization furnace 1.

装入シュートから回収ボックスに成型物と粉体とを含む原料を25kg装入した。原料の装入中は、回収装置によって回収ボックス内のガスおよび装入シュートから装入される粉体の吸引を連続的に行った。回収ボックスに装入する原料中における粉体の割合は10%、成型物の割合は90%とした。この実施例では、便宜上、直径が20mm以上の粒子を「成型物」と定義し、直径が20mm未満の粒子を「粉体」と定義した。 25 kg of raw materials containing molded products and powder were charged into the recovery box through the charging chute. While the raw materials were being charged, the recovery device continuously sucked in the gas in the recovery box and the powder being charged through the charging chute. The ratio of powder to the raw materials charged into the recovery box was 10%, and the ratio of molded products was 90%. In this example, for convenience, particles with a diameter of 20 mm or more were defined as "molded products", and particles with a diameter of less than 20 mm were defined as "powder".

そして、回収装置の吸引管内のガス流速を変化させて、回収装置による成型物の吸引率、および、粉体の除去率をそれぞれ調査した。回収ボックスへの原料の装入完了後には、回収装置による吸引を停止した。成型物吸引率は、回収装置によって吸引されてしまった成型物の質量を、装入シュートから回収ボックス内に装入した原料の質量で除した値を百分率(質量%)で表した。粉体除去率は、回収装置によって除去された粉体の質量を、装入シュートから回収ボックス内に装入した原料の質量で除した値を百分率(質量%)で表した。 The gas flow rate in the suction pipe of the recovery device was then changed to investigate the suction rate of the molded products and the powder removal rate by the recovery device. After the raw materials were completely loaded into the recovery box, suction by the recovery device was stopped. The molded product suction rate was expressed as a percentage (mass%), calculated by dividing the mass of the molded products sucked in by the recovery device by the mass of the raw materials loaded into the recovery box from the loading chute. The powder removal rate was expressed as a percentage (mass%), calculated by dividing the mass of the powder removed by the recovery device by the mass of the raw materials loaded into the recovery box from the loading chute.

図4は、成型物吸引率および粉体除去率と、回収装置内のガス流速との相関関係を示す図である。図4に示すように、回収装置内のガス流速が0m/sから次第に増大するに伴って粉体除去率は急速に増大することが認められた。ガス流速がほぼ10m/s以上になると、粉体除去率の増大は、ガス流速が10m/s未満の場合と比較して緩やかになることが認められた。一方、成型物吸引率は、ガス流速が22m/sまでは0%であるが、これを超えると急速に増大することが認められた。この結果から、回収装置内のガス流速は10m/s以上22m/s以下に設定することが好ましいことがわかる。これに対し、ガス流速が10m/s未満の場合では、粉体の回収を十分に行うことができず、ガス流速が22m/sよりも高くなると、回収装置による回収物に成型物が混じるようになり、好ましくない。 Figure 4 shows the correlation between the molded product suction rate and powder removal rate and the gas flow rate in the recovery device. As shown in Figure 4, it was observed that the powder removal rate increases rapidly as the gas flow rate in the recovery device gradually increases from 0 m/s. When the gas flow rate is approximately 10 m/s or more, the increase in the powder removal rate is observed to be slower than when the gas flow rate is less than 10 m/s. On the other hand, the molded product suction rate is 0% up to a gas flow rate of 22 m/s, but it is observed to increase rapidly when the gas flow rate exceeds this. From this result, it can be seen that it is preferable to set the gas flow rate in the recovery device to 10 m/s or more and 22 m/s or less. On the other hand, when the gas flow rate is less than 10 m/s, the powder cannot be sufficiently recovered, and when the gas flow rate is higher than 22 m/s, the molded product becomes mixed in with the product recovered by the recovery device, which is not preferable.

1 高炉用原料製造装置としての乾留炉
10 装入シュート
20 装入ゲート
30 拡散部
40 成型物層
50 粉体層
70 乾留炉本体
80,81 側壁部
90 回収装置
91 吸引孔
92 吸引管
DM 堆積物
DMtop 堆積物の頂部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Carbonization furnace as a raw material manufacturing device for a blast furnace 10 Charging chute 20 Charging gate 30 Diffusion section 40 Molded material layer 50 Powder layer 70 Carbonization furnace body 80, 81 Side wall section 90 Recovery device 91 Suction hole 92 Suction pipe DM Deposit DMtop Top of deposit

Claims (7)

乾留炉に装入された炭素含有物質を含む装入物を乾留して高炉用原料を製造する高炉用原料製造装置であって、
前記乾留炉に装入される前記装入物のうちの粉体を、前記乾留炉の内部において吸引して回収する回収装置と、
前記乾留炉の炉頂部における側壁部に接続されており、前記乾留炉に前記装入物を装入する装入シュートと、を有しており、
前記回収装置は、前記装入シュートが設けられている側壁部のうち、前記装入シュートよりも下側の側壁部であって、かつ、前記乾留炉の上下方向から見て前記回収装置の少なくとも一部が、前記装入シュートと互いに重なり合う位置に設けられている高炉用原料製造装置。
A blast furnace raw material producing apparatus for producing blast furnace raw material by carbonizing a charge containing a carbon-containing material charged into a carbonization furnace,
A recovery device that sucks and recovers powder among the materials charged into the carbonization furnace inside the carbonization furnace ;
A charging chute connected to a side wall portion at the top of the carbonization furnace for charging the charge material into the carbonization furnace ,
The recovery device is a side wall portion below the charging chute among the side wall portions on which the charging chute is provided, and is disposed in a position where at least a portion of the recovery device overlaps with the charging chute when viewed from the vertical direction of the carbonization furnace .
前記回収装置は、前記乾留炉の側壁部のうち、前記乾留炉内に堆積した前記装入物からなる堆積物の頂部よりも上側の側壁部に設けられている請求項1に記載の高炉用原料製造装置。 The blast furnace raw material manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the recovery device is provided on a side wall portion of the carbonization furnace that is above the top of the pile of the charge material accumulated in the carbonization furnace. 前記回収装置内でのガス流速は、10m/s以上22m/s以下である請求項1に記載の高炉用原料製造装置。 The blast furnace raw material manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the gas flow velocity in the recovery device is 10 m/s or more and 22 m/s or less. 前記回収装置内でのガス流速は、10m/s以上22m/s以下である請求項2に記載の高炉用原料製造装置。 The blast furnace raw material manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the gas flow velocity in the recovery device is 10 m/s or more and 22 m/s or less. 前記装入シュート内に設けられており、前記装入物を一時的に滞留させる装入ゲートを更に有している請求項に記載の高炉用原料製造装置。 2. The apparatus for producing raw material for a blast furnace according to claim 1 , further comprising a charging gate provided in the charging chute for temporarily retaining the charging material. 前記装入シュート内に設けられており、前記装入物を一時的に滞留させる装入ゲートを更に有している請求項に記載の高炉用原料製造装置。 3. The apparatus for producing raw material for a blast furnace according to claim 2 , further comprising a charging gate provided in the charging chute for temporarily retaining the charging material. 請求項1ないしのいずれか一項に記載の高炉用原料製造装置を用いて高炉用原料を製造する高炉用原料製造方法。 A method for producing raw material for a blast furnace, comprising the steps of: producing raw material for a blast furnace by using the apparatus for producing raw material for a blast furnace according to any one of claims 1 to 6 ;
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