回転炉床炉のシールトラフ装置
【課題】ダストの沈降を防止して長期間に亘り水封機能を維持することが可能な回転炉床炉のシールトラフ装置を提供する。
【解決手段】下方に開口した環状加熱室１１と、環状加熱室１１内に配置されて回転する環状の回転炉床台車１２とを備えた回転炉床炉１４に設けられ、環状加熱室１１と回転炉床台車１２との隙間をシールするシールトラフ装置１０において、環状加熱室１１の内周側炉壁１５と回転炉床台車１２の内周部との隙間の下方に配置される環状の内周側シールトラフ２２及び環状加熱室１１の外周側炉壁１６と回転炉床台車１２の外周部との隙間の下方に配置される環状の外周側シールトラフ２３に、それぞれ複数の排水口２６、２７と、複数の給水口５２とを設け、シール水を複数の排水口２６、２７から排水しながら、複数の給水口５２から供給して、内、外周側シールトラフ２２、２３内にシール水の流れを形成する。
【解決手段】下方に開口した環状加熱室１１と、環状加熱室１１内に配置されて回転する環状の回転炉床台車１２とを備えた回転炉床炉１４に設けられ、環状加熱室１１と回転炉床台車１２との隙間をシールするシールトラフ装置１０において、環状加熱室１１の内周側炉壁１５と回転炉床台車１２の内周部との隙間の下方に配置される環状の内周側シールトラフ２２及び環状加熱室１１の外周側炉壁１６と回転炉床台車１２の外周部との隙間の下方に配置される環状の外周側シールトラフ２３に、それぞれ複数の排水口２６、２７と、複数の給水口５２とを設け、シール水を複数の排水口２６、２７から排水しながら、複数の給水口５２から供給して、内、外周側シールトラフ２２、２３内にシール水の流れを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事前に乾燥し水分を適度に除去した鉄鉱石又は製鉄廃棄物を原料とし、主として還元鉄を製造する回転炉床炉（移動式炉床炉）に設けられるシールトラフ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールトラフ（水封トラフ）内の封止水（シール水）中にシールプレートの一部を浸漬して水封を行う場合、シールトラフ内にダストが侵入すると、シールトラフ内にダストが堆積してシールトラフに閉塞が生じ、所期の水封機能を長期間に亘り安定して維持することが困難となる。このため、例えば、シールトラフ内に空気配管を浸漬して空気を送給し、空気配管の側面に設けた噴出孔から空気を噴出させ、発生した気泡の流動でシールプレートへのダスト付着を防止するとともに、ダストの浮上及び搬送を行う水封シール安定化技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この水封シール安定化技術は、還元鉄を製造する回転炉床炉では、炉内で原料を還元させるために炉内雰囲気を高温の還元雰囲気に維持する必要があり、酸化雰囲気となる空気は使用できない。そこで、空気の代わりに窒素ガスを使用することが考えられるが、常時、窒素ガスを噴出させると、噴出させた窒素ガスの一部は回転炉床炉内に侵入し炉内温度低下を招くという問題が生じる。更に、回転炉床炉では、下方に開口した環状加熱室内に環状加熱室と同心に配置されて回転する円環状の回転炉床台車の内周部及び外周部に沿って内周側シールトラフ及び外周側シールトラフがそれぞれ設けられているため、周長が長くなってバブリングだけでは封止水中のダスト濃度を一定レベル以下に保つことができず、しかもダスト比重が大きいため沈降し易く、長期間に亘って水封機能を維持することができないという問題がある。
【０００３】
このため、図７、図８に示すように、回転炉床炉１００の内周側シールトラフ１０１及び外周側シールトラフ１０１ａにそれぞれ封止水の補給水口１０２、１０２ａ及び排水口１０３、１０３ａを設け、回転炉床台車１０４の内周部及び外周部に全周に亘ってそれぞれ設けた内、外シールプレート１０５、１０５ａの下部側に掻き板１０６、１０６ａを取付けている。そして、補給水口１０２、１０２ａからの供給水量と排水口１０３、１０３ａからの排水量を調整することで、内周側シールトラフ１０１内及び外周側シールトラフ１０１ａ内の封止水レベルを一定に保ちながら、回転炉床台車１０４の回転に伴って掻き板１０６、１０６ａで沈降したダストを掻き揚げてダストの堆積が生じないようにして、水封機能の低下を防止すると共に、掻き板１０６、１０６ａが掻き集めたダストを、内周側シールトラフ１０１内及び外周側シールトラフ１０１ａ内の１又は２箇所にそれぞれ設けた排出孔１０７、１０７ａから排出し、ダスト排出用のスクリューコンベア１０８、１０８ａを介して外部に排出し、内周側シールトラフ１０１内及び外周側シールトラフ１０１ａ内のシール水中のダスト濃度が上昇することを防止している。
なお、符号１０９は原料、符号１１０は環状加熱室、符号１１１は炉殻、符号１１２は封止水である。また、符号１１３は環状加熱室１１０の内周側炉壁、符号１１４は環状加熱室１１０の外周側炉壁、符号１１５は環状加熱室１１０の天井炉壁、符号１１６は内周側炉壁１１３の下部に取付けられたシールプレート、符号１１７は外周側炉壁１１４の下部に取付けられたシールプレートである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平８−１９４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、回転炉床台車１０４の回転速度は、例えば０．１ｍ／秒と遅いため、掻き板１０６、１０６ａの移動速度も遅くなって、掻き板１０６、１０６ａで掻き揚げられたダストは排出孔１０７、１０７ａに到達する前に重力沈降し、内周側シールトラフ１０１内及び外周側シールトラフ１０１ａ内で掻き板１０６、１０６ａの通り道となる領域を除いた部分にはダストが堆積するという問題が生じる。更に、堆積したダストはスラリー状であるため、スクリューコンベア１０８、１０８ａでは排出することができず、内、外周側シールトラフ１０１、１０１ａ内のダスト量が増加して内、外周側シールトラフ１０１、１０１ａに閉塞が発生すると水封止が機能しなくなり、長期間に亘って水封機能を維持することが困難となっている。そのため、回転炉床炉１００の操業を定期的に停止し、回転炉床炉１００から内、外周側シールトラフ１０１、１０１ａを取外して堆積したダストを除去しなければならず、回転炉床炉１００の稼働率が低下するという問題が生じている。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ダストの沈降を防止して長期間に亘り水封機能を維持することが可能な回転炉床炉のシールトラフ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置は、下方に開口した環状加熱室と、該環状加熱室内に該環状加熱室と同心に配置されて回転する環状の回転炉床台車とを備えた回転炉床炉に設けられ、前記環状加熱室と前記回転炉床台車との隙間をシールする回転炉床炉のシールトラフ装置において、
前記環状加熱室の内周側炉壁と前記回転炉床台車の内周部との隙間の下方に配置される環状の内周側シールトラフ及び前記環状加熱室の外周側炉壁と前記回転炉床台車の外周部との隙間の下方に配置される環状の外周側シールトラフに、それぞれ複数の排水口と複数の給水口とを設け、
前記内、外周側シールトラフ内のシール水を前記複数の排水口から排水しながら、前記複数の給水口から該内、外周側シールトラフ内にシール水を供給して、該内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを形成し、該内、外周側シールトラフ内に落下したダストをシール水と共に前記複数の排水口から外部に排出している。
【０００８】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記複数の給水口は、前記内、外周側シールトラフの底部及び側部のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられ、前記複数の排水口は、前記内、外周側シールトラフの底部にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフには、該内、外周側シールトラフの設定水位を超えるシール水を外部に放水する放水口がそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記排出口から排水されたシール水は水処理設備又は受水槽に送水され、送水されたシール水はシール水中のダストが除去されてから前記給水口に戻されることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフに複数の撹拌ポンプをそれぞれ設けて、該内、外周側シールトラフ内のシール水をそれぞれ撹拌することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、新たなシール水を供給する補給水供給手段が設けられていることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフ内にはシール水の流れを減衰させない形状を有する掻き板が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置においては、内、外周側シールトラフ内のシール水を複数の排水口から排水しながら、複数の給水口から内、外周側シールトラフ内にシール水を供給して、内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを形成し、内、外周側シールトラフ内に落下して底部に沈降しようとするダストをシール水と共に内、外周側シールトラフの外部に排出することができるので、内、外周側シールトラフの底部にダストの堆積層が形成されることを防止できる。その結果、内、外周側シールトラフの底部にダストのヘドロが形成されることが防止され、環状加熱室と回転炉床台車との隙間のシールを長期間に亘り安定して維持することが可能になる。
そして、細かなダストの場合は、従来から使用していた掻き板が不要になるので、内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを形成しても、シール水の流れが減衰することが防止できる。また、従来から使用していたスクリューコンベアが不要になるので、ダスト排出という付帯作業が不要になって、作業能率を向上させることができる。
【００１５】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、複数の給水口が、内、外周側シールトラフの底部及び側部のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられ、複数の排水口が、内、外周側シールトラフの底部にそれぞれ設けられている場合、内、外周側シールトラフの底部側において、排水口に向かうシール水の流れが形成されて、底部に沈降したダストを排水口まで運んで排出させることができる。
【００１６】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、内、外周側シールトラフに、内、外周側シールトラフの設定水位を超えるシール水を外部に放水する放水口がそれぞれ設けられている場合、排出口から排水されるシール水の総水量と、給水口から供給されるシール水の総水量のバランスが崩れても、内、外周側シールトラフ内のシール水が外部に溢れ出ることを防止すると共に、内、外周側シールトラフ内のシール水を一定の水位に保つことができる。
【００１７】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、排出口から排水されたシール水を水処理設備又は受水槽に送水し、シール水がシール水中のダストが除去されてから給水口に戻される場合、内、外周側シールトラフ内にダストを含まないシール水を供給することができ、内、外周側シールトラフ内のシール水中のダスト濃度が上昇することを防止できる。
【００１８】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、内、外周側シールトラフに複数の撹拌ポンプをそれぞれ設けて、内、外周側シールトラフ内のシール水をそれぞれ撹拌する場合、内、外周側シールトラフ内に形成されるシール水の流れを増強することができ、内、外周側シールトラフの底部に沈降したダストを効率的に巻き上げることができる。これにより、内、外周側シールトラフの底部にダストの堆積層が形成されることを更に効果的に防止することができる。
【００１９】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、新たなシール水を供給する補給水供給手段が設けられている場合、シール水の蒸発、飛散に伴う減少分を補填して、内、外周側シールトラフ内のシール水の水位を一定範囲に保つことができる。
【００２０】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを減衰させない形状を有する掻き板が設けられている場合、大きな塊となって内、外周側シールトラフ内に落下してきたダストを、排出口の位置まで運ぶことができ、あらゆる性状のダストを排出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る回転炉床炉のシールトラフ装置の平面図である。
【図２】図１のＰ−Ｐ矢視断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る回転炉床炉のシールトラフ装置の撹拌手段の平面図、（Ｂ）は図１のＱ−Ｑ矢視断面図である。
【図４】同回転炉床炉のシールトラフ装置の受水槽の説明図である。
【図５】図１のＲ−Ｒ矢視断面図である。
【図６】図１のＳ−Ｓ矢視断面図である。
【図７】回転炉床炉に設けた従来例に係る内周側シールトラフ及び外周側シールトラフの平面図である。
【図８】図７のＴ−Ｔ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る回転炉床炉のシールトラフ装置１０（以下、単にシールトラフ装置１０という）は、下方に開口した環状加熱室１１と、環状加熱室１１内に環状加熱室１１と同心に配置されて回転する環状の回転炉床台車１２とを備え、事前に乾燥し水分を適度に除去した鉄鉱石又は製鉄廃棄物と炭素を含む原料１３を回転炉床台車１２に積載して主として還元鉄を製造する回転炉床炉１４に設けられて、環状加熱室１１と回転炉床台車１２との隙間をシールして環状加熱室１１内を高温の還元雰囲気に保つためのものである。ここで、下方に開口した環状加熱室１１は、２つの同心円の半径方向内側の円周上に配置される環状の内周側炉壁１５と、半径方向外側の円周上に配置される環状の外周側炉壁１６と、内、外周側炉壁１５、１６間の隙間を上方から覆って、両側がそれぞれ内、外周側炉壁１５、１６の上端部に連接する環状の天井炉壁１７とを有している。そして、内周側炉壁１５の半径方向内側と、外周側炉壁１６の半径方向外側に、それぞれ環状の炉殻部材１８、１９を配置して内周側炉壁１５及び外周側炉壁１６を支持し、炉殻部材１８、１９の下端部を設置ベース２０に固定している。なお、符号２１は、環状加熱室１１内に設置された図示しないレール上を移動する回転炉床台車１２の走行車輪である。以下、詳細に説明する。
【００２３】
図１、図２に示すように、シールトラフ装置１０は、環状加熱室１１の内周側炉壁１５及び回転炉床台車１２の内周部の隙間の下方に配置される環状の内周側シールトラフ２２と、環状加熱室１１の外周側炉壁１６及び回転炉床台車１２の外周部の隙間の下方に配置される環状の外周側シールトラフ２３とを有している。ここで、内周側シールトラフ２２は、内周側炉壁１５の半径方向内側に配置された炉殻部材１８に取付けられた支持部材２４を介して、内周側炉壁１５と回転炉床台車１２の内周部との隙間の下方に保持されており、外周側シールトラフ２３は、外周側炉壁１６の半径方向外側に配置された炉殻部材１９に取付けられた支持部材２５を介して、外周側炉壁１６と回転炉床台車１２の外周部との隙間の下方に保持されている。
【００２４】
そして、図１、図２に示すように、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部には、それぞれ複数の排水口２６、２７が設けられている。また、内、外周側シールトラフ２２、２３には、複数の排水口２６、２７とは異なる位置に、複数の給水口５２（図６参照）がそれぞれ設けられている。ここで、内周側シールトラフ２２の底部に形成された排水口２６は、連結管３１を介して排水配管３２に接続され、外周側シールトラフ２３の底部に形成された排水口２７は、連結管３３を介して排水配管３４に接続されている。
【００２５】
図１、図６に示すように、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部には、給水口５２を備えた複数の給水手段５３、５４がそれぞれ設けられている。外周側シールトラフ２３に設けられている給水手段５４（内周側シールトラフ２２に設けられる給水手段５３も同様の構成）は、外周側シールトラフ２３の底部から下方に突出して設けられた深底の窪み部５５と、窪み部５５に一端側が連接し他端側がシール水の流れ方向に沿って深さが徐々に浅くなって外周側シールトラフ２３の底部に連接する傾斜部５６と、窪み部５５のシール水の流れ方向に対して上流側となる側壁５７の下部中央に給水口５２が配置されるように取付けられたノズル部５８とを有している。なお、ノズル部５８には、給水配管３６を介してシール水が供給される。
【００２６】
ここで、ノズル部５８は、給水口５２が外周側シールトラフ２３の周方向に沿った一定の方向（図１では反時計回り方向）に向くように取付けられている。これによって、内、外周側シールトラフ２２、２３内に、内、外周側シールトラフ２２、２３の周方向に沿った一定の方向にシール水を放出することができる。そして、排水口２６、２７は、給水手段５３、５４に対して、シール水の流れ方向の上流側（給水手段５３、５４のノズル部５８の基部に対して後方）に近接して配置する。このような構成とすることで、各給水手段５３、５４から放出したシール水を、シール水の流れ方向の下流側にある排水口２６、２７から排出することができ、内、外周側シールトラフ２２、２３内の全周に亘ってシール水の流れ（回流）を形成することができる。これにより、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降しようとするダストを回流により排水口２６、２７に向けて運ぶことができ、排水口２６、２７からシール水と共にダストを内、外周側シールトラフ２２、２３の外部に排出することができる。更に、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部側では、排水口２６、２７に向かうシール水の流れが形成されるので、底部に沈降したダストを排水口２６、２７まで運んで排出させることができる。
【００２７】
各排水口２６、２７からそれぞれ排出されたシール水は、図４に示すように、排水配管３２、３４を介して受水槽４１に送水される。なお、各排水口２６、２７からそれぞれ排出されたシール水を排水配管を介して水処理設備（図示せず）に送水するようにしてもよい。排出されたシール水を水処理設備に送水する場合、水処理設備から供給される処理済水が、水処理設備と給水配管３６を接続する図示しない配管を介して給水配管３６内にシール水として供給される。
【００２８】
受水槽４１内は、受水槽４１内に設けられた堰４２により、ダスト沈降槽４３と、上澄み水回収槽４４に分割されており、排水配管３２、３４から流出するシール水はダスト沈降槽４３に流入する。ダスト沈降槽４３では、シール水に混入しているダストが沈降するため、ダスト沈降槽４３の上部側には、ダスト含有量の少ないシール水が滞留することになり、ダスト沈降槽４３の上部側のシール水の一部は、堰４２を越えて上澄み水回収槽４４に流入する。そして、上澄み水回収槽４４内に貯留されているシール水の一部は送水ポンプ４５で汲み上げられ、給水配管３６を介して給水手段５３、５４のノズル部５８に供給される。このため、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水中のダスト濃度が上昇することを防止できる。
【００２９】
また、上澄み水回収槽４４には、新たなシール水を供給する補給水供給手段４８が設けられている。ここで、補給水供給手段４８は、上澄み水回収槽４４内のシール水の水位が下限水位に到達したこと、上限水位に到達したことをそれぞれ検知して下限信号、上限信号を出力する水位計（図示せず）と、水位計から下限信号が出力された際に開となり、水位計から上限信号が出力された際に閉となる開閉弁４９が設けられた導水配管４９ａとを有している。これによって、シール水の蒸発、飛散に伴う減少分を補填すると共に、排水口２６、２７から排水されるシール水の総水量より、給水手段５３、５４（給水口５２）より供給するシール水の総水量が多くなっても、上澄み水回収槽４４内のシール水の水位を管理することができ、上澄み水回収槽４４から常に一定量のシール水を給水手段５３、５４に供給することができる。
【００３０】
なお、ダスト沈降槽４３の下部側には、ダストが徐々に沈降してくるので、定期的にダストの排出が必要となる。ダストを排出する場合、ダスト撹拌ポンプ４６を運転して、ダストをダスト沈降槽４３内のシール水中に再分散させ、ダストが再分散したシール水は送水ポンプ４７でダスト沈降槽４３から排出し、水処理設備へ送水する。このダスト排出は、回転炉床炉１４の休止時又はダスト沈降槽４３の上澄み水が、上澄み水回収槽４４に流入しない水位レベル状態にて行う。
【００３１】
図５に示すように、外周側シールトラフ２３（内周側シールトラフ２２も同様）の上部側方には、外周側シールトラフ２３内のシール水の水位が設定水位を超えた際に、シール水を外周側シールトラフ２３の外部に放水する放水口５０が設けられている。そして、放水口５０は、連通管５１を介して排水配管３４に接続している。このような構成とすることにより、排出口２６、２７から排水されるシール水の総水量と、給水手段５３、５４の給水口５２から供給するシール水の総水量のバランスが崩れても、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水が設置ベース２０の上に溢れ出ることを防止すると共に、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水を一定の水位に保つことができる。
【００３２】
図１に示すように、排水口２６、２７及び給水手段５３、５４のノズル部５８がそれぞれ設けられた内、外周側シールトラフ２２、２３の底部の位置とは異なる底部の場所には、図３に示すような撹拌ポンプ３８を備えた撹拌手段２９、３０がそれぞれ設けられている。外周側シールトラフ２３に設けられる撹拌手段３０（内周側シールトラフ２２に設けられる撹拌手段２９も同様の構成）は、設置ベース２０に設けられて外周側シールトラフ２３を下方から支持する支持台３５と、支持台３５に取付けられ、外周側シールトラフ２３と連通してシ−ル水を貯留する水タンク部３７と、水タンク部３７内に設けられて、水タンク部３７内のシール水を汲み出す撹拌ポンプ３８と、外周側シールトラフ２３の底部に固定され、基部が連絡管３９を介して撹拌ポンプ３８の出口と接続し、先部にシール水の流れ方向に向いた送水口２８を備えた送水ノズル部４０とを有している。
【００３３】
このような構成とすることで、水タンク部３７内のシール水を撹拌ポンプ３８を介して送水ノズル部４０から送水することにより形成するシール水の撹拌流を、給水手段５３、５４及び排水口２６、２７を設けて形成したシール水の流れに混合させることができ、内、外周側シールトラフ２２、２３内に形成されるシール水の流れを増強することができ、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降したダストを効率的に巻き上げることができる。これにより、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部にダストの堆積層が形成されることを更に効果的に防止することができる。
【００３４】
なお、シ−ル水を貯留する水タンク部３７の底には、水タンク部３７の底部に沈降したダストを排出するドレン配管６３が設けられている。そして、ドレン配管６３には、第１、第２のドレン排出弁６４、６５が直列に設置され、回転炉床炉１４が稼働中であっても、交互に第１、第２のドレン排出弁６４、６５の開閉を行うことで、少量のシール水と一緒に水タンク部３７に沈降したダストを排出することができる。
【００３５】
環状加熱室１１の内周側炉壁１５及び回転炉床台車１２の内周部には、それぞれシールプレート５９、６０が取付けられ、シールプレート５９、６０の先側は内周側シールトラフ２２内のシール水中に浸漬している。また、環状加熱室１１の外周側炉壁１６及び回転炉床台車１２の外周部には、それぞれシールプレート６１、６２が取付けられ、シールプレート６１、６２の先側は外周側シールトラフ２３内のシール水中に浸漬している。そして、シールプレート６０、６２の下部側には、シール水の流れを減衰させない形状（例えば、リング状もしくはＶ字状）を有する掻き板６６、６７がそれぞれ取付けられている。
【００３６】
続いて、本発明の一実施の形態に係るシールトラフ装置１０の作用について説明する。
内、外周側シールトラフ２２、２３にそれぞれ設けられた複数の給水手段５３、５４のノズル部５８の給水口５２から内、外周側シールトラフ２２、２３内にシール水を放出し、シール水の放出方向（シール水の流れ方向）の下流側の内、外周側シールトラフ２２、２３の底部にそれぞれ形成された排水口２６、２７から排出するので、内、外周側シールトラフ２２、２３内の全周に亘ってシール水の流れ（回流）を形成できる。そして、排水口２６、２７及び給水手段５３、５４のノズル部５８がそれぞれ設けられた内、外周側シールトラフ２２、２３の底部の位置とは異なる底部の場所に撹拌ポンプ３８を備えた撹拌手段２９、３０を設けてシール水の撹拌流を形成するので、内、外周側シールトラフ２２、２３内に形成した回流と混合させて、回流の流れを増強することができる。
【００３７】
ここで、給水口５２から放出するシール水量、排水口２６、２７の寸法は、内、外周側シールトラフ２２、２３内に形成される回流の流速が０．５ｍ／秒以上となるように、内、外周側シールトラフ２２、２３の断面積に応じて決める。なお、回流の流速を速くするほど内、外周側シールトラフ２２、２３内にダストの堆積が発生しないようになるが、回流の流速を速くするほど設備コストも上昇するので、経済性を考慮すると、回流の流速上限は、１．５ｍ／秒程度とするのがよい。
また、効果的な撹拌流を形成するためには、撹拌ポンプ３８の吐出量は、給水口５２から放出するシール水量に対して、例えば、３０〜６０％の範囲とする。
【００３８】
そして、増強された回流によって、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降しようとするダストは排出口２６、２７まで運ばれ、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降したダストの一部は巻き上げられて排出口２６、２７まで運ばれ、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降したダストの更に一部は内、外周側シールトラフ２２、２３の底部付近を流れる回流により排水口２６、２７まで運ばれ、シール水と共に排出口２６、２７から排出する。これにより、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部にダストの堆積層が形成されることを防止でき、環状加熱室１１の内周側炉壁１５及び回転炉床台車１２の内周部にそれぞれ取付けられたシールプレート５９、６０の先側を内周側シールトラフ２２内のシール水中に浸漬し、環状加熱室１１の外周側炉壁１６及び回転炉床台車１２の外周部にそれぞれ取付けられたシールプレート６１、６２の先側を外周側シールトラフ２３内のシール水中に浸漬することで、環状加熱室１１と回転炉床台車１２との隙間のシールを長期間に亘り安定して維持することが可能になる。
また、シールプレート６０、６２の下部側にシール水の流れを減衰させない形状を有する掻き板６６、６７が取付けられているので、内、外周側シールトラフ２２、２３内の大きな塊のダストを、排出口２６、２７の位置あるいは撹拌手段２９、３０の水タンク部３７の位置に掻き集めることができ、排水配管３２、３４あるいはドレン配管６３を介してあらゆる性状のダストの排出が可能となる。
【００３９】
ここで、内、外周側シールトラフ２２、２３の上部側方に放水口５０をそれぞれ設けることにより、排出口２６、２７から排水されるシール水の総水量と、給水口５２から供給されるシール水の総水量のバランスが崩れても、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水が外部に溢れ出ることを防止している。また、補給水供給手段４８を設けて、シール水の蒸発、飛散に伴う減少分を補填している。これによって、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水の水位を一定範囲に保つことができる。
更に、内、外周側シールトラフ２２、２３の排出口２６、２７から排水されたシール水を受水槽４１に貯留する場合は、シール水中のダストを除去してから給水口５２を介して内、外周側シールトラフ２２、２３内に戻すので、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水中のダスト濃度が上昇することを防止できる。
【００４０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、複数の給水手段にそれぞれ設けられているノズル部を内、外周側シールトラフの側部に取付けることにより、複数の給水口を内、外周側シールトラフの側部に設けることができる。更に、ノズル部を内、外周側シールトラフの底部及び側部に取付けることにより、複数の給水口を内、外周側シールトラフの底部及び側部に設けるようにしてもよい。
なお、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１０：シールトラフ装置、１１：環状加熱室、１２：回転炉床台車、１３：原料、１４：回転炉床炉、１５：内周側炉壁、１６：外周側炉壁、１７：天井炉壁、１８、１９：炉殻部材、２０：設置ベース、２１：走行車輪、２２：内周側シールトラフ、２３：外周側シールトラフ、２４、２５：支持部材、２６、２７：排水口、２８：送水口、２９、３０：撹拌手段、３１：連結管、３２：排水配管、３３：連結管、３４：排水配管、３５：支持台、３６：給水配管、３７：水タンク部、３８：撹拌ポンプ、３９：連絡管、４０：送水ノズル部、４１：受水槽、４２：堰、４３：ダスト沈降槽、４４：上澄み水回収槽、４５：送水ポンプ、４６：ダスト撹拌ポンプ、４７：送水ポンプ、４８：補給水供給手段、４９：開閉弁、４９ａ：導水配管、５０：放水口、５１：連通管、５２：給水口、５３、５４：給水手段、５５：窪み部、５６：傾斜部、５７：側壁、５８：ノズル部、５９、６０、６１、６２：シールプレート、６３：ドレン配管、６４：第１のドレン排出弁、６５：第２のドレン排出弁、６６、６７：掻き板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事前に乾燥し水分を適度に除去した鉄鉱石又は製鉄廃棄物を原料とし、主として還元鉄を製造する回転炉床炉（移動式炉床炉）に設けられるシールトラフ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールトラフ（水封トラフ）内の封止水（シール水）中にシールプレートの一部を浸漬して水封を行う場合、シールトラフ内にダストが侵入すると、シールトラフ内にダストが堆積してシールトラフに閉塞が生じ、所期の水封機能を長期間に亘り安定して維持することが困難となる。このため、例えば、シールトラフ内に空気配管を浸漬して空気を送給し、空気配管の側面に設けた噴出孔から空気を噴出させ、発生した気泡の流動でシールプレートへのダスト付着を防止するとともに、ダストの浮上及び搬送を行う水封シール安定化技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この水封シール安定化技術は、還元鉄を製造する回転炉床炉では、炉内で原料を還元させるために炉内雰囲気を高温の還元雰囲気に維持する必要があり、酸化雰囲気となる空気は使用できない。そこで、空気の代わりに窒素ガスを使用することが考えられるが、常時、窒素ガスを噴出させると、噴出させた窒素ガスの一部は回転炉床炉内に侵入し炉内温度低下を招くという問題が生じる。更に、回転炉床炉では、下方に開口した環状加熱室内に環状加熱室と同心に配置されて回転する円環状の回転炉床台車の内周部及び外周部に沿って内周側シールトラフ及び外周側シールトラフがそれぞれ設けられているため、周長が長くなってバブリングだけでは封止水中のダスト濃度を一定レベル以下に保つことができず、しかもダスト比重が大きいため沈降し易く、長期間に亘って水封機能を維持することができないという問題がある。
【０００３】
このため、図７、図８に示すように、回転炉床炉１００の内周側シールトラフ１０１及び外周側シールトラフ１０１ａにそれぞれ封止水の補給水口１０２、１０２ａ及び排水口１０３、１０３ａを設け、回転炉床台車１０４の内周部及び外周部に全周に亘ってそれぞれ設けた内、外シールプレート１０５、１０５ａの下部側に掻き板１０６、１０６ａを取付けている。そして、補給水口１０２、１０２ａからの供給水量と排水口１０３、１０３ａからの排水量を調整することで、内周側シールトラフ１０１内及び外周側シールトラフ１０１ａ内の封止水レベルを一定に保ちながら、回転炉床台車１０４の回転に伴って掻き板１０６、１０６ａで沈降したダストを掻き揚げてダストの堆積が生じないようにして、水封機能の低下を防止すると共に、掻き板１０６、１０６ａが掻き集めたダストを、内周側シールトラフ１０１内及び外周側シールトラフ１０１ａ内の１又は２箇所にそれぞれ設けた排出孔１０７、１０７ａから排出し、ダスト排出用のスクリューコンベア１０８、１０８ａを介して外部に排出し、内周側シールトラフ１０１内及び外周側シールトラフ１０１ａ内のシール水中のダスト濃度が上昇することを防止している。
なお、符号１０９は原料、符号１１０は環状加熱室、符号１１１は炉殻、符号１１２は封止水である。また、符号１１３は環状加熱室１１０の内周側炉壁、符号１１４は環状加熱室１１０の外周側炉壁、符号１１５は環状加熱室１１０の天井炉壁、符号１１６は内周側炉壁１１３の下部に取付けられたシールプレート、符号１１７は外周側炉壁１１４の下部に取付けられたシールプレートである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平８−１９４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、回転炉床台車１０４の回転速度は、例えば０．１ｍ／秒と遅いため、掻き板１０６、１０６ａの移動速度も遅くなって、掻き板１０６、１０６ａで掻き揚げられたダストは排出孔１０７、１０７ａに到達する前に重力沈降し、内周側シールトラフ１０１内及び外周側シールトラフ１０１ａ内で掻き板１０６、１０６ａの通り道となる領域を除いた部分にはダストが堆積するという問題が生じる。更に、堆積したダストはスラリー状であるため、スクリューコンベア１０８、１０８ａでは排出することができず、内、外周側シールトラフ１０１、１０１ａ内のダスト量が増加して内、外周側シールトラフ１０１、１０１ａに閉塞が発生すると水封止が機能しなくなり、長期間に亘って水封機能を維持することが困難となっている。そのため、回転炉床炉１００の操業を定期的に停止し、回転炉床炉１００から内、外周側シールトラフ１０１、１０１ａを取外して堆積したダストを除去しなければならず、回転炉床炉１００の稼働率が低下するという問題が生じている。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ダストの沈降を防止して長期間に亘り水封機能を維持することが可能な回転炉床炉のシールトラフ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置は、下方に開口した環状加熱室と、該環状加熱室内に該環状加熱室と同心に配置されて回転する環状の回転炉床台車とを備えた回転炉床炉に設けられ、前記環状加熱室と前記回転炉床台車との隙間をシールする回転炉床炉のシールトラフ装置において、
前記環状加熱室の内周側炉壁と前記回転炉床台車の内周部との隙間の下方に配置される環状の内周側シールトラフ及び前記環状加熱室の外周側炉壁と前記回転炉床台車の外周部との隙間の下方に配置される環状の外周側シールトラフに、それぞれ複数の排水口と複数の給水口とを設け、
前記内、外周側シールトラフ内のシール水を前記複数の排水口から排水しながら、前記複数の給水口から該内、外周側シールトラフ内にシール水を供給して、該内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを形成し、該内、外周側シールトラフ内に落下したダストをシール水と共に前記複数の排水口から外部に排出している。
【０００８】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記複数の給水口は、前記内、外周側シールトラフの底部及び側部のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられ、前記複数の排水口は、前記内、外周側シールトラフの底部にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフには、該内、外周側シールトラフの設定水位を超えるシール水を外部に放水する放水口がそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記排出口から排水されたシール水は水処理設備又は受水槽に送水され、送水されたシール水はシール水中のダストが除去されてから前記給水口に戻されることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフに複数の撹拌ポンプをそれぞれ設けて、該内、外周側シールトラフ内のシール水をそれぞれ撹拌することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、新たなシール水を供給する補給水供給手段が設けられていることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフ内にはシール水の流れを減衰させない形状を有する掻き板が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置においては、内、外周側シールトラフ内のシール水を複数の排水口から排水しながら、複数の給水口から内、外周側シールトラフ内にシール水を供給して、内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを形成し、内、外周側シールトラフ内に落下して底部に沈降しようとするダストをシール水と共に内、外周側シールトラフの外部に排出することができるので、内、外周側シールトラフの底部にダストの堆積層が形成されることを防止できる。その結果、内、外周側シールトラフの底部にダストのヘドロが形成されることが防止され、環状加熱室と回転炉床台車との隙間のシールを長期間に亘り安定して維持することが可能になる。
そして、細かなダストの場合は、従来から使用していた掻き板が不要になるので、内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを形成しても、シール水の流れが減衰することが防止できる。また、従来から使用していたスクリューコンベアが不要になるので、ダスト排出という付帯作業が不要になって、作業能率を向上させることができる。
【００１５】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、複数の給水口が、内、外周側シールトラフの底部及び側部のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられ、複数の排水口が、内、外周側シールトラフの底部にそれぞれ設けられている場合、内、外周側シールトラフの底部側において、排水口に向かうシール水の流れが形成されて、底部に沈降したダストを排水口まで運んで排出させることができる。
【００１６】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、内、外周側シールトラフに、内、外周側シールトラフの設定水位を超えるシール水を外部に放水する放水口がそれぞれ設けられている場合、排出口から排水されるシール水の総水量と、給水口から供給されるシール水の総水量のバランスが崩れても、内、外周側シールトラフ内のシール水が外部に溢れ出ることを防止すると共に、内、外周側シールトラフ内のシール水を一定の水位に保つことができる。
【００１７】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、排出口から排水されたシール水を水処理設備又は受水槽に送水し、シール水がシール水中のダストが除去されてから給水口に戻される場合、内、外周側シールトラフ内にダストを含まないシール水を供給することができ、内、外周側シールトラフ内のシール水中のダスト濃度が上昇することを防止できる。
【００１８】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、内、外周側シールトラフに複数の撹拌ポンプをそれぞれ設けて、内、外周側シールトラフ内のシール水をそれぞれ撹拌する場合、内、外周側シールトラフ内に形成されるシール水の流れを増強することができ、内、外周側シールトラフの底部に沈降したダストを効率的に巻き上げることができる。これにより、内、外周側シールトラフの底部にダストの堆積層が形成されることを更に効果的に防止することができる。
【００１９】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、新たなシール水を供給する補給水供給手段が設けられている場合、シール水の蒸発、飛散に伴う減少分を補填して、内、外周側シールトラフ内のシール水の水位を一定範囲に保つことができる。
【００２０】
本発明に係る回転炉床炉のシールトラフ装置において、内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを減衰させない形状を有する掻き板が設けられている場合、大きな塊となって内、外周側シールトラフ内に落下してきたダストを、排出口の位置まで運ぶことができ、あらゆる性状のダストを排出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る回転炉床炉のシールトラフ装置の平面図である。
【図２】図１のＰ−Ｐ矢視断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る回転炉床炉のシールトラフ装置の撹拌手段の平面図、（Ｂ）は図１のＱ−Ｑ矢視断面図である。
【図４】同回転炉床炉のシールトラフ装置の受水槽の説明図である。
【図５】図１のＲ−Ｒ矢視断面図である。
【図６】図１のＳ−Ｓ矢視断面図である。
【図７】回転炉床炉に設けた従来例に係る内周側シールトラフ及び外周側シールトラフの平面図である。
【図８】図７のＴ−Ｔ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る回転炉床炉のシールトラフ装置１０（以下、単にシールトラフ装置１０という）は、下方に開口した環状加熱室１１と、環状加熱室１１内に環状加熱室１１と同心に配置されて回転する環状の回転炉床台車１２とを備え、事前に乾燥し水分を適度に除去した鉄鉱石又は製鉄廃棄物と炭素を含む原料１３を回転炉床台車１２に積載して主として還元鉄を製造する回転炉床炉１４に設けられて、環状加熱室１１と回転炉床台車１２との隙間をシールして環状加熱室１１内を高温の還元雰囲気に保つためのものである。ここで、下方に開口した環状加熱室１１は、２つの同心円の半径方向内側の円周上に配置される環状の内周側炉壁１５と、半径方向外側の円周上に配置される環状の外周側炉壁１６と、内、外周側炉壁１５、１６間の隙間を上方から覆って、両側がそれぞれ内、外周側炉壁１５、１６の上端部に連接する環状の天井炉壁１７とを有している。そして、内周側炉壁１５の半径方向内側と、外周側炉壁１６の半径方向外側に、それぞれ環状の炉殻部材１８、１９を配置して内周側炉壁１５及び外周側炉壁１６を支持し、炉殻部材１８、１９の下端部を設置ベース２０に固定している。なお、符号２１は、環状加熱室１１内に設置された図示しないレール上を移動する回転炉床台車１２の走行車輪である。以下、詳細に説明する。
【００２３】
図１、図２に示すように、シールトラフ装置１０は、環状加熱室１１の内周側炉壁１５及び回転炉床台車１２の内周部の隙間の下方に配置される環状の内周側シールトラフ２２と、環状加熱室１１の外周側炉壁１６及び回転炉床台車１２の外周部の隙間の下方に配置される環状の外周側シールトラフ２３とを有している。ここで、内周側シールトラフ２２は、内周側炉壁１５の半径方向内側に配置された炉殻部材１８に取付けられた支持部材２４を介して、内周側炉壁１５と回転炉床台車１２の内周部との隙間の下方に保持されており、外周側シールトラフ２３は、外周側炉壁１６の半径方向外側に配置された炉殻部材１９に取付けられた支持部材２５を介して、外周側炉壁１６と回転炉床台車１２の外周部との隙間の下方に保持されている。
【００２４】
そして、図１、図２に示すように、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部には、それぞれ複数の排水口２６、２７が設けられている。また、内、外周側シールトラフ２２、２３には、複数の排水口２６、２７とは異なる位置に、複数の給水口５２（図６参照）がそれぞれ設けられている。ここで、内周側シールトラフ２２の底部に形成された排水口２６は、連結管３１を介して排水配管３２に接続され、外周側シールトラフ２３の底部に形成された排水口２７は、連結管３３を介して排水配管３４に接続されている。
【００２５】
図１、図６に示すように、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部には、給水口５２を備えた複数の給水手段５３、５４がそれぞれ設けられている。外周側シールトラフ２３に設けられている給水手段５４（内周側シールトラフ２２に設けられる給水手段５３も同様の構成）は、外周側シールトラフ２３の底部から下方に突出して設けられた深底の窪み部５５と、窪み部５５に一端側が連接し他端側がシール水の流れ方向に沿って深さが徐々に浅くなって外周側シールトラフ２３の底部に連接する傾斜部５６と、窪み部５５のシール水の流れ方向に対して上流側となる側壁５７の下部中央に給水口５２が配置されるように取付けられたノズル部５８とを有している。なお、ノズル部５８には、給水配管３６を介してシール水が供給される。
【００２６】
ここで、ノズル部５８は、給水口５２が外周側シールトラフ２３の周方向に沿った一定の方向（図１では反時計回り方向）に向くように取付けられている。これによって、内、外周側シールトラフ２２、２３内に、内、外周側シールトラフ２２、２３の周方向に沿った一定の方向にシール水を放出することができる。そして、排水口２６、２７は、給水手段５３、５４に対して、シール水の流れ方向の上流側（給水手段５３、５４のノズル部５８の基部に対して後方）に近接して配置する。このような構成とすることで、各給水手段５３、５４から放出したシール水を、シール水の流れ方向の下流側にある排水口２６、２７から排出することができ、内、外周側シールトラフ２２、２３内の全周に亘ってシール水の流れ（回流）を形成することができる。これにより、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降しようとするダストを回流により排水口２６、２７に向けて運ぶことができ、排水口２６、２７からシール水と共にダストを内、外周側シールトラフ２２、２３の外部に排出することができる。更に、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部側では、排水口２６、２７に向かうシール水の流れが形成されるので、底部に沈降したダストを排水口２６、２７まで運んで排出させることができる。
【００２７】
各排水口２６、２７からそれぞれ排出されたシール水は、図４に示すように、排水配管３２、３４を介して受水槽４１に送水される。なお、各排水口２６、２７からそれぞれ排出されたシール水を排水配管を介して水処理設備（図示せず）に送水するようにしてもよい。排出されたシール水を水処理設備に送水する場合、水処理設備から供給される処理済水が、水処理設備と給水配管３６を接続する図示しない配管を介して給水配管３６内にシール水として供給される。
【００２８】
受水槽４１内は、受水槽４１内に設けられた堰４２により、ダスト沈降槽４３と、上澄み水回収槽４４に分割されており、排水配管３２、３４から流出するシール水はダスト沈降槽４３に流入する。ダスト沈降槽４３では、シール水に混入しているダストが沈降するため、ダスト沈降槽４３の上部側には、ダスト含有量の少ないシール水が滞留することになり、ダスト沈降槽４３の上部側のシール水の一部は、堰４２を越えて上澄み水回収槽４４に流入する。そして、上澄み水回収槽４４内に貯留されているシール水の一部は送水ポンプ４５で汲み上げられ、給水配管３６を介して給水手段５３、５４のノズル部５８に供給される。このため、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水中のダスト濃度が上昇することを防止できる。
【００２９】
また、上澄み水回収槽４４には、新たなシール水を供給する補給水供給手段４８が設けられている。ここで、補給水供給手段４８は、上澄み水回収槽４４内のシール水の水位が下限水位に到達したこと、上限水位に到達したことをそれぞれ検知して下限信号、上限信号を出力する水位計（図示せず）と、水位計から下限信号が出力された際に開となり、水位計から上限信号が出力された際に閉となる開閉弁４９が設けられた導水配管４９ａとを有している。これによって、シール水の蒸発、飛散に伴う減少分を補填すると共に、排水口２６、２７から排水されるシール水の総水量より、給水手段５３、５４（給水口５２）より供給するシール水の総水量が多くなっても、上澄み水回収槽４４内のシール水の水位を管理することができ、上澄み水回収槽４４から常に一定量のシール水を給水手段５３、５４に供給することができる。
【００３０】
なお、ダスト沈降槽４３の下部側には、ダストが徐々に沈降してくるので、定期的にダストの排出が必要となる。ダストを排出する場合、ダスト撹拌ポンプ４６を運転して、ダストをダスト沈降槽４３内のシール水中に再分散させ、ダストが再分散したシール水は送水ポンプ４７でダスト沈降槽４３から排出し、水処理設備へ送水する。このダスト排出は、回転炉床炉１４の休止時又はダスト沈降槽４３の上澄み水が、上澄み水回収槽４４に流入しない水位レベル状態にて行う。
【００３１】
図５に示すように、外周側シールトラフ２３（内周側シールトラフ２２も同様）の上部側方には、外周側シールトラフ２３内のシール水の水位が設定水位を超えた際に、シール水を外周側シールトラフ２３の外部に放水する放水口５０が設けられている。そして、放水口５０は、連通管５１を介して排水配管３４に接続している。このような構成とすることにより、排出口２６、２７から排水されるシール水の総水量と、給水手段５３、５４の給水口５２から供給するシール水の総水量のバランスが崩れても、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水が設置ベース２０の上に溢れ出ることを防止すると共に、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水を一定の水位に保つことができる。
【００３２】
図１に示すように、排水口２６、２７及び給水手段５３、５４のノズル部５８がそれぞれ設けられた内、外周側シールトラフ２２、２３の底部の位置とは異なる底部の場所には、図３に示すような撹拌ポンプ３８を備えた撹拌手段２９、３０がそれぞれ設けられている。外周側シールトラフ２３に設けられる撹拌手段３０（内周側シールトラフ２２に設けられる撹拌手段２９も同様の構成）は、設置ベース２０に設けられて外周側シールトラフ２３を下方から支持する支持台３５と、支持台３５に取付けられ、外周側シールトラフ２３と連通してシ−ル水を貯留する水タンク部３７と、水タンク部３７内に設けられて、水タンク部３７内のシール水を汲み出す撹拌ポンプ３８と、外周側シールトラフ２３の底部に固定され、基部が連絡管３９を介して撹拌ポンプ３８の出口と接続し、先部にシール水の流れ方向に向いた送水口２８を備えた送水ノズル部４０とを有している。
【００３３】
このような構成とすることで、水タンク部３７内のシール水を撹拌ポンプ３８を介して送水ノズル部４０から送水することにより形成するシール水の撹拌流を、給水手段５３、５４及び排水口２６、２７を設けて形成したシール水の流れに混合させることができ、内、外周側シールトラフ２２、２３内に形成されるシール水の流れを増強することができ、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降したダストを効率的に巻き上げることができる。これにより、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部にダストの堆積層が形成されることを更に効果的に防止することができる。
【００３４】
なお、シ−ル水を貯留する水タンク部３７の底には、水タンク部３７の底部に沈降したダストを排出するドレン配管６３が設けられている。そして、ドレン配管６３には、第１、第２のドレン排出弁６４、６５が直列に設置され、回転炉床炉１４が稼働中であっても、交互に第１、第２のドレン排出弁６４、６５の開閉を行うことで、少量のシール水と一緒に水タンク部３７に沈降したダストを排出することができる。
【００３５】
環状加熱室１１の内周側炉壁１５及び回転炉床台車１２の内周部には、それぞれシールプレート５９、６０が取付けられ、シールプレート５９、６０の先側は内周側シールトラフ２２内のシール水中に浸漬している。また、環状加熱室１１の外周側炉壁１６及び回転炉床台車１２の外周部には、それぞれシールプレート６１、６２が取付けられ、シールプレート６１、６２の先側は外周側シールトラフ２３内のシール水中に浸漬している。そして、シールプレート６０、６２の下部側には、シール水の流れを減衰させない形状（例えば、リング状もしくはＶ字状）を有する掻き板６６、６７がそれぞれ取付けられている。
【００３６】
続いて、本発明の一実施の形態に係るシールトラフ装置１０の作用について説明する。
内、外周側シールトラフ２２、２３にそれぞれ設けられた複数の給水手段５３、５４のノズル部５８の給水口５２から内、外周側シールトラフ２２、２３内にシール水を放出し、シール水の放出方向（シール水の流れ方向）の下流側の内、外周側シールトラフ２２、２３の底部にそれぞれ形成された排水口２６、２７から排出するので、内、外周側シールトラフ２２、２３内の全周に亘ってシール水の流れ（回流）を形成できる。そして、排水口２６、２７及び給水手段５３、５４のノズル部５８がそれぞれ設けられた内、外周側シールトラフ２２、２３の底部の位置とは異なる底部の場所に撹拌ポンプ３８を備えた撹拌手段２９、３０を設けてシール水の撹拌流を形成するので、内、外周側シールトラフ２２、２３内に形成した回流と混合させて、回流の流れを増強することができる。
【００３７】
ここで、給水口５２から放出するシール水量、排水口２６、２７の寸法は、内、外周側シールトラフ２２、２３内に形成される回流の流速が０．５ｍ／秒以上となるように、内、外周側シールトラフ２２、２３の断面積に応じて決める。なお、回流の流速を速くするほど内、外周側シールトラフ２２、２３内にダストの堆積が発生しないようになるが、回流の流速を速くするほど設備コストも上昇するので、経済性を考慮すると、回流の流速上限は、１．５ｍ／秒程度とするのがよい。
また、効果的な撹拌流を形成するためには、撹拌ポンプ３８の吐出量は、給水口５２から放出するシール水量に対して、例えば、３０〜６０％の範囲とする。
【００３８】
そして、増強された回流によって、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降しようとするダストは排出口２６、２７まで運ばれ、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降したダストの一部は巻き上げられて排出口２６、２７まで運ばれ、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部に沈降したダストの更に一部は内、外周側シールトラフ２２、２３の底部付近を流れる回流により排水口２６、２７まで運ばれ、シール水と共に排出口２６、２７から排出する。これにより、内、外周側シールトラフ２２、２３の底部にダストの堆積層が形成されることを防止でき、環状加熱室１１の内周側炉壁１５及び回転炉床台車１２の内周部にそれぞれ取付けられたシールプレート５９、６０の先側を内周側シールトラフ２２内のシール水中に浸漬し、環状加熱室１１の外周側炉壁１６及び回転炉床台車１２の外周部にそれぞれ取付けられたシールプレート６１、６２の先側を外周側シールトラフ２３内のシール水中に浸漬することで、環状加熱室１１と回転炉床台車１２との隙間のシールを長期間に亘り安定して維持することが可能になる。
また、シールプレート６０、６２の下部側にシール水の流れを減衰させない形状を有する掻き板６６、６７が取付けられているので、内、外周側シールトラフ２２、２３内の大きな塊のダストを、排出口２６、２７の位置あるいは撹拌手段２９、３０の水タンク部３７の位置に掻き集めることができ、排水配管３２、３４あるいはドレン配管６３を介してあらゆる性状のダストの排出が可能となる。
【００３９】
ここで、内、外周側シールトラフ２２、２３の上部側方に放水口５０をそれぞれ設けることにより、排出口２６、２７から排水されるシール水の総水量と、給水口５２から供給されるシール水の総水量のバランスが崩れても、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水が外部に溢れ出ることを防止している。また、補給水供給手段４８を設けて、シール水の蒸発、飛散に伴う減少分を補填している。これによって、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水の水位を一定範囲に保つことができる。
更に、内、外周側シールトラフ２２、２３の排出口２６、２７から排水されたシール水を受水槽４１に貯留する場合は、シール水中のダストを除去してから給水口５２を介して内、外周側シールトラフ２２、２３内に戻すので、内、外周側シールトラフ２２、２３内のシール水中のダスト濃度が上昇することを防止できる。
【００４０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、複数の給水手段にそれぞれ設けられているノズル部を内、外周側シールトラフの側部に取付けることにより、複数の給水口を内、外周側シールトラフの側部に設けることができる。更に、ノズル部を内、外周側シールトラフの底部及び側部に取付けることにより、複数の給水口を内、外周側シールトラフの底部及び側部に設けるようにしてもよい。
なお、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１０：シールトラフ装置、１１：環状加熱室、１２：回転炉床台車、１３：原料、１４：回転炉床炉、１５：内周側炉壁、１６：外周側炉壁、１７：天井炉壁、１８、１９：炉殻部材、２０：設置ベース、２１：走行車輪、２２：内周側シールトラフ、２３：外周側シールトラフ、２４、２５：支持部材、２６、２７：排水口、２８：送水口、２９、３０：撹拌手段、３１：連結管、３２：排水配管、３３：連結管、３４：排水配管、３５：支持台、３６：給水配管、３７：水タンク部、３８：撹拌ポンプ、３９：連絡管、４０：送水ノズル部、４１：受水槽、４２：堰、４３：ダスト沈降槽、４４：上澄み水回収槽、４５：送水ポンプ、４６：ダスト撹拌ポンプ、４７：送水ポンプ、４８：補給水供給手段、４９：開閉弁、４９ａ：導水配管、５０：放水口、５１：連通管、５２：給水口、５３、５４：給水手段、５５：窪み部、５６：傾斜部、５７：側壁、５８：ノズル部、５９、６０、６１、６２：シールプレート、６３：ドレン配管、６４：第１のドレン排出弁、６５：第２のドレン排出弁、６６、６７：掻き板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に開口した環状加熱室と、該環状加熱室内に該環状加熱室と同心に配置されて回転する環状の回転炉床台車とを備えた回転炉床炉に設けられ、前記環状加熱室と前記回転炉床台車との隙間をシールする回転炉床炉のシールトラフ装置において、
前記環状加熱室の内周側炉壁と前記回転炉床台車の内周部との隙間の下方に配置される環状の内周側シールトラフ及び前記環状加熱室の外周側炉壁と前記回転炉床台車の外周部との隙間の下方に配置される環状の外周側シールトラフに、それぞれ複数の排水口と複数の給水口とを設け、
前記内、外周側シールトラフ内のシール水を前記複数の排水口から排水しながら、前記複数の給水口から該内、外周側シールトラフ内にシール水を供給して、該内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを形成し、該内、外周側シールトラフ内に落下したダストをシール水と共に前記複数の排水口から外部に排出することを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記複数の給水口は、前記内、外周側シールトラフの底部及び側部のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられ、前記複数の排水口は、前記内、外周側シールトラフの底部にそれぞれ設けられていることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフには、該内、外周側シールトラフの設定水位を超えるシール水を外部に放水する放水口がそれぞれ設けられていることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記排出口から排水されたシール水は水処理設備又は受水槽に送水され、送水されたシール水はシール水中のダストが除去されてから前記給水口に戻されることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフに複数の撹拌ポンプをそれぞれ設けて、該内、外周側シールトラフ内のシール水をそれぞれ撹拌することを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、新たなシール水を供給する補給水供給手段が設けられていることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフ内にはシール水の流れを減衰させない形状を有する掻き板が設けられていることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項１】
下方に開口した環状加熱室と、該環状加熱室内に該環状加熱室と同心に配置されて回転する環状の回転炉床台車とを備えた回転炉床炉に設けられ、前記環状加熱室と前記回転炉床台車との隙間をシールする回転炉床炉のシールトラフ装置において、
前記環状加熱室の内周側炉壁と前記回転炉床台車の内周部との隙間の下方に配置される環状の内周側シールトラフ及び前記環状加熱室の外周側炉壁と前記回転炉床台車の外周部との隙間の下方に配置される環状の外周側シールトラフに、それぞれ複数の排水口と複数の給水口とを設け、
前記内、外周側シールトラフ内のシール水を前記複数の排水口から排水しながら、前記複数の給水口から該内、外周側シールトラフ内にシール水を供給して、該内、外周側シールトラフ内にシール水の流れを形成し、該内、外周側シールトラフ内に落下したダストをシール水と共に前記複数の排水口から外部に排出することを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記複数の給水口は、前記内、外周側シールトラフの底部及び側部のいずれか一方又は双方にそれぞれ設けられ、前記複数の排水口は、前記内、外周側シールトラフの底部にそれぞれ設けられていることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフには、該内、外周側シールトラフの設定水位を超えるシール水を外部に放水する放水口がそれぞれ設けられていることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記排出口から排水されたシール水は水処理設備又は受水槽に送水され、送水されたシール水はシール水中のダストが除去されてから前記給水口に戻されることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフに複数の撹拌ポンプをそれぞれ設けて、該内、外周側シールトラフ内のシール水をそれぞれ撹拌することを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、新たなシール水を供給する補給水供給手段が設けられていることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転炉床炉のシールトラフ装置において、前記内、外周側シールトラフ内にはシール水の流れを減衰させない形状を有する掻き板が設けられていることを特徴とする回転炉床炉のシールトラフ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０７８３８（Ｐ２０１２−２０７８３８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３０７３（Ｐ２０１１−７３０７３）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【出願人】（３９００２２８７３）日鐵プラント設計株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
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