高密度還元鉄の製造方法および高密度還元鉄の製造装置
【課題】大掛かりなブリケットマシン設備を必要とせずに塊状還元鉄を均一に冷却することができ、製品全体としての目的金属化率を維持することができるとともに、強度低下を抑制することができる高密度還元鉄の製造方法およびその装置を提供する。
【解決手段】直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄Ｒから高密度還元鉄を製造する装置であって、塊状還元鉄を高温下で加圧して密度を高める加圧装置２と、塊状還元鉄を加圧装置に導入する案内装置５と、加圧装置に設けられ、対向する両側から塊状還元鉄を挟持し略包摂でき塊状還元鉄を高温下で加圧する押圧部２ａ，２ｂと、その押圧部によって圧縮され密度の高められた高密度還元鉄を冷却する冷却装置４とを備えてなることを特徴とする。
【解決手段】直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄Ｒから高密度還元鉄を製造する装置であって、塊状還元鉄を高温下で加圧して密度を高める加圧装置２と、塊状還元鉄を加圧装置に導入する案内装置５と、加圧装置に設けられ、対向する両側から塊状還元鉄を挟持し略包摂でき塊状還元鉄を高温下で加圧する押圧部２ａ，２ｂと、その押圧部によって圧縮され密度の高められた高密度還元鉄を冷却する冷却装置４とを備えてなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉、溶解炉、電気炉等の転炉や製鋼炉の溶解原料に使用される高密度還元鉄の製造方法および高密度還元鉄の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の還元鉄ブリケットの製造方法の一部を図９に示す。
【０００３】
回転炉床炉等の直接還元炉で製造された還元鉄Ｒは、同図ではホッパ５０を介してブリケットマシン設備５１に供給される。
【０００４】
上記ブリケットマシン設備５１にはロール状のブリケッターおよびブレーカが備えられている。上記ブリケッターによって還元鉄Ｒは、所定間隔で切断溝を有する板状に加圧成形され、次いで、上記ブレーカにより個々に切断される。これにより、還元鉄ブリケットＢが形成される。
【０００５】
上記ブリケッターは、数個のＤＲＩ（直接還元鉄）をＨＢＩ（熱間ブリケット還元鉄）サイズの金型に押し込んで加圧成形を行う。上記ＨＢＩはその搬送中に例えば空気と反応して発熱したり、割れが生じないように、見かけ密度５．０ｇ／ｃｍ３以上に圧縮される。そして、このような高密度にするためには、ブリケッター用の特殊な加圧装置が用いられている。
【０００６】
次いで、これらの還元鉄ブリケットＢはクエンチタンク５２に投入され、タンク内の水で急冷される。
【０００７】
水で冷却された還元鉄ブリケットＢ′は、搬出コンベヤ５３によってクエンチタンク５２から引き揚げられて製品となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
上記方法で製造された還元鉄ブリケットＢ′（図１０参照）は、主として原料、燃料が安価に入手できる国の製鋼用鉄源として、それらの国に輸出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−３１６７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記還元鉄ブリケットＢ′が外販用ではなく、例えば、同じブリケットマシン設備に隣接する製鋼工場や高炉に搬送されて使用される場合には、輸送時の割れをそれほど考慮する必要はなく、上記したブリケットマシン設備５１を設ける必要がない。
【００１１】
しかしながら、ブリケットマシン設備５１による加圧工程を経ずに還元鉄Ｒを冷却しようとしても、還元鉄Ｒ自体に粒度分布があり、また、還元鉄Ｒ内の気孔率が高いことから、それらサイズの異なる還元鉄Ｒを同じ冷却速度で冷却することができないという問題がある。また、気孔率が高いことにより保管中の再酸化を抑制することができないという問題もある。
【００１２】
本発明は以上のような従来の還元鉄ブリケットの製造方法における課題を考慮してなされた発明であり、ブリケットマシン設備を用いることなく還元鉄の再酸化を抑制し、同じ冷却速度で冷却することができ、また、目的とする金属化率を達成することができるとともに強度低下を抑制することができる、高密度還元鉄の製造方法および高密度還元鉄の製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、従来のＨＢＩのように塊状還元鉄を塊成化せず、一つ一つの塊状還元鉄をばらけた状態のまま、ＨＢＩに比べて低圧で圧縮し、再酸化を抑制できる程度の見かけ密度にすることを特徴としている。
【００１４】
ａ．本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法は、
直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄から一つの高密度還元鉄を得る方法であって、上記塊状還元鉄を加圧装置に導入し、
その塊状還元鉄を挟持し得る上記加圧装置の押圧部により、上記塊状還元鉄を高温下で加圧し、
加圧された上記塊状還元鉄を冷却することを要旨とする。
【００１５】
本発明における高密度還元鉄の製造方法には「生ペレット（酸化鉄ペレット）」や「生ブリケット（酸化鉄ブリケット）」を使用することができ、これらを直接還元炉に供給して還元したものを「塊状還元鉄」と呼ぶ。
【００１６】
また、上記「高密度還元鉄」とは、直接還元炉に供給することにより還元された「塊状還元鉄」を加圧圧縮してさらに密度を高めたものであり、ホットブリケットマシン設備による圧縮成形に比べ、圧縮の程度が小さいものを意味する。
【００１７】
本発明によれば、直接還元製鉄法によって得られた上記塊状還元鉄を加圧して、概ね同じサイズを有する高密度還元鉄が得られた後で冷却を行う。これにより、それらの高密度還元鉄の気孔率が低下して空気や水が侵入し得る空隙が減少するため、再酸化による金属化率の低減が抑制される。そのため、冷却方法についての格別の工夫が行われない場合であっても冷却速度の差によって金属化率がばらつくという事態を避けることができる。
【００１８】
このように、本発明の高密度還元鉄の製造方法では、高密度還元鉄の冷却速度をコントロールする必要がなくなるため、そのための設備も不要になる。
【００１９】
本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法は、上記押圧部として平行配置された一対のローラーを有し、各ローラーの周方向表面に設けられた凹部によって上記塊状還元鉄を加圧することができる。
【００２０】
また、各ローラーの周方向表面に連続して波状に形成された複数の上記凹部によって上記塊状還元鉄を加圧することができる。
【００２１】
上記高密度還元鉄の製造方法において、上記凹部同士の対向距離は、１つの塊状還元鉄を高密度化するために規定され、後述する二つの寸法設計のいずれかに基づいて定めることができる。
【００２２】
（１）上記塊状還元鉄の３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．５〜１．０）ｄの関係を満たすように調整する。
【００２３】
（２）還元前の炭材を含有する生ペレットまたは生ブリケットの３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ′、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．３〜０．９）ｄ′の関係を満たすように調整する。
【００２４】
なお、代表寸法ｄは、塊状還元鉄の体積の１／３乗で定義された値であり、代表寸法ｄ′は、酸化鉄ペレット（生ペレット）または酸化鉄ブリケット（生ペレット）の体積の１／３乗で定義された値である。
【００２５】
また、その調整については目的の密度になるように、ロールに生じるトルクの値を制御することで行うこともできる。
【００２６】
上記（１）、（２）の違いは、上記（１）では加圧対象となる塊状還元鉄（直接還元製鉄法で製造されたもの）の寸法を基準として定めるものであるのに対し、上記（２）ではその塊状還元鉄を製造する前の原料素材となる生ペレットや生ブリケットの寸法を基準として定める点である。これには、生ペレットや生ブリケットの製造条件や製造装置仕様から推定される値に基づいて最適なロール間寸法Ｄを決定できるという利点がある。
【００２７】
なお、還元時の収縮により、還元鉄（塊状還元鉄）の寸法は、還元前の生ペレット、生ブリケットの０．７〜０．９倍となる。
【００２８】
上記高密度還元鉄の製造方法において、上記塊状還元鉄を加圧する場合、見掛け密度が２．２５±０．７５ｇ／ｃｍ３である上記塊状還元鉄を、見掛け密度４．０±１．０ｇ／ｃｍ３の範囲に上昇させることが好ましい。
【００２９】
また、上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する案内装置を介して上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入することが好ましい。
【００３０】
また、上記塊状還元鉄を加圧する場合、上記塊状還元鉄等の崩壊によって発生した粉（崩壊粉）を、上記塊状還元鉄と併せて上記加圧装置に導入することができる。これによって、崩壊粉の有効利用を図ることが可能になる。
【００３１】
また、上記高密度還元鉄の製造方法において、上記塊状還元鉄の加圧後の冷却は、水冷、ガス冷却のいずれかで行ってもよい。例えば、上記水冷は、上記加圧された後の上記高密度還元鉄を搬送しつつ、これに散水して行う方法、或いは、上記加圧された後の上記高密度還元鉄を水中に浸漬して行う方法等が示される。
【００３２】
ｂ．本発明に係る高密度還元鉄の製造装置は、
直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄から一つの高密度還元鉄を製造する装置であって、
上記塊状還元鉄を高温下で加圧して密度を高める加圧装置と、
上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する案内装置と、
上記加圧装置に設けられ、対向する両側から上記塊状還元鉄を挟持し略包摂でき上記塊状還元鉄を高温下で加圧する押圧部と、
上記押圧部によって圧縮され密度の高められた高密度還元鉄を冷却する冷却装置とを備えてなることを要旨とする。
【００３３】
本発明に係る高密度還元鉄の製造装置において、上記押圧部として平行配置された一対のローラーを有する場合、各ローラーの周方向表面に、上記塊状還元鉄を加圧するための凹部を形成することができる。
【００３４】
また、上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパの下部に設けられ、一つの上記塊状還元鉄を通過させ得るように通路が絞られた出口部を有することができる。
【００３５】
また、上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパから供給され複数層に重なった上記塊状還元鉄を一層に展開させて上記一対のローラーに案内する振動フィーダとを有することができる。
【００３６】
また、上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパから供給される上記塊状還元鉄を整列させた状態で上記一対のローラーに案内する案内板付きトラフを有することができる。
【００３７】
また、上記出口部または上記案内板付きトラフに振動装置を付加することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、格別に構成された、高動力を必要とし且つ加圧部の摩耗が高い大規模なブリケットマシン設備を必要とせずに塊状還元鉄を均一に高密度化することができ、製品全体としての目的金属化率を維持することができるとともに強度低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る高密度還元鉄の製造装置の基本構成を示す正面図である。
【図２】図１に示すローラーの要部拡大図である。
【図３】還元鉄ペレットを加圧装置に供給するための案内装置の構成を示す正面図である。
【図４】本発明に係る第二の案内装置の構成を示す正面図である。
【図５】本発明に係る第三の案内装置の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る第四の案内装置の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る第五の案内装置の構成を示す正面図である。
【図８】図７の案内装置の変形例を示す正面図である。
【図９】従来の還元鉄ブリケット製造装置を示す正面図である。
【図１０】図９の製造装置により製造された還元鉄ブリケットの斜視図である。
【図１１】本発明の高密度還元鉄の形状を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００４１】
１．高密度還元鉄の製造装置の基本構成
図１は、本発明にかかる高密度還元鉄の製造装置１の基本構成を示す。
【００４２】
図１において、図示しない直接還元炉で製造された還元鉄ペレット（塊状還元鉄）Ｒは、高温（６００〜８００℃）のまま、加圧装置としてのローラープレス装置２に供給されるようになっている。
【００４３】
上記ローラープレス装置２は、対向配置された一対のローラー２ａ、２ｂおよびその駆動装置（図示しない）からなる。一方のローラー２ａは水平方向に配置された回転軸２ｃまわりに矢印Ａ方向に回転し、他方のローラー２ｂは水平方向に配置された回転軸２ｄまわりに、矢印Ｂ方向に回転するように構成されている。
【００４４】
各ローラー２ａおよび２ｂの長さ（紙面厚さ方向）は本実施形態では例えば２５０ｍｍであり、対向する各ローラー２ａおよび２ｂの間の隙間は、１〜３０ｍｍの範囲で調整することができるようになっている。すなわち、ローラー２ａの回転軸２ｃは固定であり、ローラー２ｂの回転軸２ｄは水平方向に移動可能なアームに枢支されている。
【００４５】
上記アームは、油圧シリンダから伸縮するロッドで、上記水平方向の移動が可能になっている。
【００４６】
なお、還元鉄ペレットＲの粒径は塊状のもので５〜４０ｍｍの範囲に分布しているため、ローラー２ａおよび２ｂの間の隙間は還元鉄ペレットＲの平均粒径に応じて調整するものとする。
【００４７】
２．ローラーの構成
図２は上記ローラー２ａおよび２ｂの要部拡大図を示している。
【００４８】
ローラー２ａの外周面にはローラー周方向（Ｃ方向）に所定の間隔を空けて凹部２ｅが複数形成されている。これにより、ローラー２ａ全体が連続する波形面（断面）を有するようになっている。上記ローラー２ａと対向するローラー２ｂにも上記凹部２ｅと対向する部位に凹部２ｆが複数形成されている。これにより、ローラー２ｂ全体が連続する波形面（断面）を有するようになっている。
【００４９】
このようにローラー２ａ，２ｂの周方向に、ローラー２ａおよび２ｂの回転時に対向し得る配置で凹部２ｅ，２ｆを複数形成することにより、ローラー２ａ，２ｂの間の隙間に還元鉄ペレットＲを巻き込むことができるようになっている。
【００５０】
なお、ローラー２ａの周方向表面積を１００％とした場合、上記凹部２ｅの開口面積が占める割合は７０〜８０％である。
【００５１】
一列に並んだ複数の上記凹部２ｅおよび上記凹部２ｆは、還元鉄ペレットＲを一つずつ加圧して密度を高めるための押圧部Ｅとして機能するようになっている。この押圧部Ｅは、ローラーの回転軸方向に複数列設けることができる。
【００５２】
また、ローラー２ａ，２ｂの周方向表面を粗面にすれば、還元鉄ペレットＲの滑りを抑制して還元鉄ペレットＲを押圧部Ｄに効率良く巻き込むことができるようになる。また、ローラー２ａ，２ｂの外周をその回転軸方向から見て波形にすることによっても巻き込みの効率を高めることができる。
【００５３】
また、上記押圧部Ｅにおける各凹部２ｅ，２ｆは、還元鉄ペレットＲを挟持して包摂できるように構成されている。凹部２ｅ，２ｆ同士の対向距離は、還元鉄ペレットＲの３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ、凹部２ｅ，２ｆの最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．５〜１．０）ｄの関係を満たすように調整されている。
【００５４】
また、上記凹部２ｅ，２ｆ同士の対向距離は、還元前の炭材を含有する生ペレット（図示しない）のサイズで規定することも可能である。この場合、上記凹部２ｅ，２ｆ同士の対向距離は、上記生ペレットの３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ′、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．３〜０．９）ｄ′の関係を満たすように調整されている。
【００５５】
本実施形態において、上記ローラープレス装置２を通過する前の還元鉄ペレットＲの見掛け密度は、２．２５±０．７５ｇ／ｃｍ３である。上記ローラープレス装置２を通過することによって加圧され、密度が高められた高密度還元鉄Ｆ（図１１参照）の見掛け密度は４．０±１．０ｇ／ｃｍ３となる。
【００５６】
上記ローラー２ａ，２ｂのローラー圧およびトルクは、還元鉄ペレットＲを加圧して高密度還元鉄に成形するのに必要な値に設定される。ここでは、図１０に示したような還元鉄ブリケットＢ′を成形する際にブリケットマシン設備に設定されるような大きなローラー圧およびトルクまでは必要とされない。
【００５７】
なお、従来のブリケットマシン設備を用いても、ローラー圧を下げて類似の塊状化が可能である。しかしながら、ブリケットマシン設備は、数個の還元鉄ペレットを高圧で一つに塊状化することを目的としているため、本発明のように低圧下の領域では、各ペレットに均等な圧力を及ぼす作用に不向きである。
【００５８】
３．冷却装置の構成
図１に戻って冷却装置の構成を説明する。
【００５９】
ローラープレス装置２から個別に排出（落下）される高密度還元鉄Ｆは、コンベヤ３上に受け止められ、水平方向（矢印Ｇ方向）に搬送される。
【００６０】
上記コンベヤ３の搬送先には冷却水Ｗａを噴射するスプレーノズル（冷却装置）４が配置されており、コンベヤ３によって搬送される高密度還元鉄Ｆを、冷却水Ｗａにより冷却することができるようになっている。因みに本実施形態では３００℃／分以下の冷却速度により冷却を行っている。
【００６１】
急冷された高密度還元鉄Ｆは例えばヤードの堆積エリアに蓄えられる。
【００６２】
還元鉄ペレットのサイズが不揃いの状態で冷却し過ぎると、製造された還元鉄の冷却が不均一に進行してしまう。従って、冷却をコントロールする必要が生じ、そのための冷却設備を設けなければならない。
【００６３】
これに対し、本発明に係る高密度還元鉄の製造方法によれば、直接還元製鉄法によって得られた塊状還元鉄ペレットを加圧して密度を高めることによって、再酸化の原因となる空隙が縮小する。この工程に次いで冷却を行うため、ほぼ均一な冷却速度で冷却することが可能になる。従って、上記したような過冷却の問題も発生せず冷却をコントロールするための設備も不要になる。
【００６４】
また、上記実施形態では高密度還元鉄Ｆに冷却水を噴射して急冷する冷却方法について説明したが、高密度還元鉄Ｆの冷却は、水中に浸漬することによって行うこともできる。さらにまた、上記水冷に限らず、ガス冷却であってもよい。
【００６５】
上記ガス冷却とは、例えば圧縮空気を高密度還元鉄Ｆに吹き付けて急冷する方法や、空気と不活性ガスとの混合気体、または不活性ガスのみを高密度還元鉄Ｆに吹き付けて冷却する方法等が含まれる。
【００６６】
４．案内装置の構成
図３は、ローラープレス装置２のローラー２ａ，２ｂに形成されている凹部２ｅ，２ｆに対し、還元鉄ペレットＲを一つずつ供給するための案内装置５の構成を示したものである。
【００６７】
同図に示す案内装置５はホッパ５ａを有し、このホッパ５ａの出口部５ｂは、還元鉄ペレットＲが一つずつ通過することができる程度に通路が絞られている。上記ホッパ５ａに装入された還元鉄ペレットＲは、重力により下方の出口部５ｂに移動し、押圧部Ｅに対し直接供給されるようになっている。
【００６８】
なお、ホッパ５ａの出口部寸法は約１．１ｄに設定されている。ただし、ｄは還元鉄ペレットＲの代表寸法である。
【００６９】
上記案内装置５は、上記ローラープレス装置２の押圧部Ｅ各列について、還元鉄ペレットＲを一層に展開して供給することができるようになっている。
【００７０】
図４は、第二の案内装置１０の構成を示した正面図である。
【００７１】
同図に示す案内装置１０は、還元鉄ペレットＲを貯溜するホッパ１１と、そのホッパ１１の下方に、先下がりに傾斜した状態で配置される振動フィーダ１２とから構成されている。
【００７２】
振動フィーダ１２は、ホッパ１１から供給される還元鉄ペレットＲを受けるとともにその還元鉄ペレットＲをローラープレス装置２の押圧部Ｅに搬送するためのトラフ１２ａと、そのトラフ１２ａを振動させる振動装置１２ｂとから構成されている。ホッパ１１から供給されて複数層重なった状態の還元鉄Ｒは、一層に展開させられ、一つずつ押圧部Ｅに供給されるようになっている。
【００７３】
なお、上記トラフ１２ａの先端部１２ｃは、還元鉄ペレットＲを一つずつ通過させるように出口幅が先細に絞られている。
【００７４】
また、上記振動装置１２ｂは、電磁バイブレータ等を用いて電気的に振動させる振動装置であってもよく、駆動モータを用いて機械的に振動させる振動装置であってもよい。
【００７５】
図５は、第三の案内装置２０の構成を示した斜視図である。
【００７６】
同図に示す案内装置２０は、還元鉄ペレットＲを貯溜するホッパ２１と、そのホッパ２１の下方に、先下がりに傾斜した状態で配置されるトラフ（案内板付きトラフ）２２とから構成されている。この場合のトラフ２２の傾斜角は、還元鉄ペレットＲがその自重でころがることができる角度に設定される。
【００７７】
上記ホッパ２１の出口は、ローラー２ａ，２ｂの回転軸方向と平行に配置されたスリットから構成されている。
【００７８】
上記トラフ２２の横幅は、ホッパ２１のスリット幅Ｗと略同じに構成されており、トラフ２２は複数の案内板２２ａによって平行に仕切られている。それにより、トラフ２２に複数の通路が形成されている。
【００７９】
ホッパ２１から供給される還元鉄ペレットＲは案内板２２ａによって複数の還元鉄ペレットＲ列に分けられ、複数の通路から一つずつ押圧部Ｅに供給されるようになっている。
【００８０】
なお、この場合、ローラー２ａ，２ｂの周方向表面には、複数の列から供給される還元鉄ペレットＲを加圧することができるように、凹部２ｅ，２ｆが、ローラー２ａ，２ｂの回転軸方向に複数列設けられている。
【００８１】
図６は、第四の案内装置３０の構成を示した斜視図である。
【００８２】
同図に示す案内装置３０は、図５に示したホッパ２１と、そのホッパ２１の下方に、先下がりに傾斜した状態で配置される振動フィーダ３１とから構成されている。
【００８３】
上記振動フィーダ３１は、平面から見て先細に形成されており、側面から見て先下がりに傾斜した状態で配置されるトラフ３１ａと、そのトラフ３１ａを振動させる振動装置３１ｂとから構成されており、ホッパ３１から供給される還元鉄ペレットＲを複数の列に分け、且つ一つずつ押圧部Ｅに供給するようになっている。
【００８４】
なお、この場合も、ローラー２ａ，２ｂの周方向表面には、複数の列から供給される還元鉄ペレットＲを加圧することができるように、凹部２ｅ，２ｆが、ローラー２ａ，２ｂの回転軸方向に複数列設けられているものとする。ローラー２ａの周方向表面積を１００％とした場合、上記凹部２ｅの開口面積が占める割合は７０〜８０％である。
【００８５】
図７は、第五の案内装置４０の構成を示した斜視図である。
【００８６】
上記案内装置４０は、下方に向けて先細に形成された筒状シュート４０ａと、この筒状シュート４０ａ内に設けられ、筒状シュート４０ａの筒軸まわりに回転するスクリューフィーダー４０ｂとから主として構成されている。上記案内装置４０は、上記筒状シュート４０ａ内に装入された還元鉄ペレットＲをスクリューフィーダー４０ｂの回転によって下方に移動させ、開口面積が絞られたシュート出口４０ｃから押圧部Ｅに供給することができるように構成されている。
【００８７】
図８に示す案内装置は図３に示したホッパ５ａの出口部５ｂに振動装置４１が付加されており、出口部５ｂ内を通過する還元鉄ペレットＲに対して振動を与えるようになっている。この構成によれば、出口部５ｂにおける還元鉄ペレットＲの詰まりを防止してより安定した供給を行うことができる。
【００８８】
５．崩壊粉の再利用
上記還元鉄ペレットＲを、上記ローラープレス装置２によって高温下で個々に加圧して密度を高めるに際し、還元鉄ペレットＲの崩壊によって発生した粉（崩壊粉）が発生する。このような崩壊粉は、図９に示されるようなクエンチタンク等により捕集され、上記還元鉄ペレットＲに併せ供給して加圧することができる。
【００８９】
還元鉄ペレットＲの崩壊によって発生した粉の主要成分は鉄分であり、これらの資源をリサイクル活用すれば、投棄量を削減し、資源を有効活用して省エネルギーを図ることができる。
【００９０】
なお、上記実施形態では還元鉄ペレットＲを例に取り説明したが、必ずしもペレット状である必要はなく生ブリケットであってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１ 高密度還元鉄の製造装置
２ ローラープレス装置（加圧装置）
２ａ，２ｂ ローラー
２ｃ，２ｄ 回転軸
２ｅ，２ｆ 凹部
３ コンベヤ
４ スプレーノズル（冷却装置）
５ 案内装置
５ａ ホッパ
５ｂ 出口部
１０ 第二の案内装置
２０ 第三の案内装置
３０ 第四の案内装置
４０ 第五の案内装置
Ｅ 押圧部
Ｆ 高密度還元鉄
Ｒ 還元鉄ペレット（塊状還元鉄）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉、溶解炉、電気炉等の転炉や製鋼炉の溶解原料に使用される高密度還元鉄の製造方法および高密度還元鉄の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の還元鉄ブリケットの製造方法の一部を図９に示す。
【０００３】
回転炉床炉等の直接還元炉で製造された還元鉄Ｒは、同図ではホッパ５０を介してブリケットマシン設備５１に供給される。
【０００４】
上記ブリケットマシン設備５１にはロール状のブリケッターおよびブレーカが備えられている。上記ブリケッターによって還元鉄Ｒは、所定間隔で切断溝を有する板状に加圧成形され、次いで、上記ブレーカにより個々に切断される。これにより、還元鉄ブリケットＢが形成される。
【０００５】
上記ブリケッターは、数個のＤＲＩ（直接還元鉄）をＨＢＩ（熱間ブリケット還元鉄）サイズの金型に押し込んで加圧成形を行う。上記ＨＢＩはその搬送中に例えば空気と反応して発熱したり、割れが生じないように、見かけ密度５．０ｇ／ｃｍ３以上に圧縮される。そして、このような高密度にするためには、ブリケッター用の特殊な加圧装置が用いられている。
【０００６】
次いで、これらの還元鉄ブリケットＢはクエンチタンク５２に投入され、タンク内の水で急冷される。
【０００７】
水で冷却された還元鉄ブリケットＢ′は、搬出コンベヤ５３によってクエンチタンク５２から引き揚げられて製品となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
上記方法で製造された還元鉄ブリケットＢ′（図１０参照）は、主として原料、燃料が安価に入手できる国の製鋼用鉄源として、それらの国に輸出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−３１６７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記還元鉄ブリケットＢ′が外販用ではなく、例えば、同じブリケットマシン設備に隣接する製鋼工場や高炉に搬送されて使用される場合には、輸送時の割れをそれほど考慮する必要はなく、上記したブリケットマシン設備５１を設ける必要がない。
【００１１】
しかしながら、ブリケットマシン設備５１による加圧工程を経ずに還元鉄Ｒを冷却しようとしても、還元鉄Ｒ自体に粒度分布があり、また、還元鉄Ｒ内の気孔率が高いことから、それらサイズの異なる還元鉄Ｒを同じ冷却速度で冷却することができないという問題がある。また、気孔率が高いことにより保管中の再酸化を抑制することができないという問題もある。
【００１２】
本発明は以上のような従来の還元鉄ブリケットの製造方法における課題を考慮してなされた発明であり、ブリケットマシン設備を用いることなく還元鉄の再酸化を抑制し、同じ冷却速度で冷却することができ、また、目的とする金属化率を達成することができるとともに強度低下を抑制することができる、高密度還元鉄の製造方法および高密度還元鉄の製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、従来のＨＢＩのように塊状還元鉄を塊成化せず、一つ一つの塊状還元鉄をばらけた状態のまま、ＨＢＩに比べて低圧で圧縮し、再酸化を抑制できる程度の見かけ密度にすることを特徴としている。
【００１４】
ａ．本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法は、
直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄から一つの高密度還元鉄を得る方法であって、上記塊状還元鉄を加圧装置に導入し、
その塊状還元鉄を挟持し得る上記加圧装置の押圧部により、上記塊状還元鉄を高温下で加圧し、
加圧された上記塊状還元鉄を冷却することを要旨とする。
【００１５】
本発明における高密度還元鉄の製造方法には「生ペレット（酸化鉄ペレット）」や「生ブリケット（酸化鉄ブリケット）」を使用することができ、これらを直接還元炉に供給して還元したものを「塊状還元鉄」と呼ぶ。
【００１６】
また、上記「高密度還元鉄」とは、直接還元炉に供給することにより還元された「塊状還元鉄」を加圧圧縮してさらに密度を高めたものであり、ホットブリケットマシン設備による圧縮成形に比べ、圧縮の程度が小さいものを意味する。
【００１７】
本発明によれば、直接還元製鉄法によって得られた上記塊状還元鉄を加圧して、概ね同じサイズを有する高密度還元鉄が得られた後で冷却を行う。これにより、それらの高密度還元鉄の気孔率が低下して空気や水が侵入し得る空隙が減少するため、再酸化による金属化率の低減が抑制される。そのため、冷却方法についての格別の工夫が行われない場合であっても冷却速度の差によって金属化率がばらつくという事態を避けることができる。
【００１８】
このように、本発明の高密度還元鉄の製造方法では、高密度還元鉄の冷却速度をコントロールする必要がなくなるため、そのための設備も不要になる。
【００１９】
本発明に係る還元鉄ブリケットの製造方法は、上記押圧部として平行配置された一対のローラーを有し、各ローラーの周方向表面に設けられた凹部によって上記塊状還元鉄を加圧することができる。
【００２０】
また、各ローラーの周方向表面に連続して波状に形成された複数の上記凹部によって上記塊状還元鉄を加圧することができる。
【００２１】
上記高密度還元鉄の製造方法において、上記凹部同士の対向距離は、１つの塊状還元鉄を高密度化するために規定され、後述する二つの寸法設計のいずれかに基づいて定めることができる。
【００２２】
（１）上記塊状還元鉄の３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．５〜１．０）ｄの関係を満たすように調整する。
【００２３】
（２）還元前の炭材を含有する生ペレットまたは生ブリケットの３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ′、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．３〜０．９）ｄ′の関係を満たすように調整する。
【００２４】
なお、代表寸法ｄは、塊状還元鉄の体積の１／３乗で定義された値であり、代表寸法ｄ′は、酸化鉄ペレット（生ペレット）または酸化鉄ブリケット（生ペレット）の体積の１／３乗で定義された値である。
【００２５】
また、その調整については目的の密度になるように、ロールに生じるトルクの値を制御することで行うこともできる。
【００２６】
上記（１）、（２）の違いは、上記（１）では加圧対象となる塊状還元鉄（直接還元製鉄法で製造されたもの）の寸法を基準として定めるものであるのに対し、上記（２）ではその塊状還元鉄を製造する前の原料素材となる生ペレットや生ブリケットの寸法を基準として定める点である。これには、生ペレットや生ブリケットの製造条件や製造装置仕様から推定される値に基づいて最適なロール間寸法Ｄを決定できるという利点がある。
【００２７】
なお、還元時の収縮により、還元鉄（塊状還元鉄）の寸法は、還元前の生ペレット、生ブリケットの０．７〜０．９倍となる。
【００２８】
上記高密度還元鉄の製造方法において、上記塊状還元鉄を加圧する場合、見掛け密度が２．２５±０．７５ｇ／ｃｍ３である上記塊状還元鉄を、見掛け密度４．０±１．０ｇ／ｃｍ３の範囲に上昇させることが好ましい。
【００２９】
また、上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する案内装置を介して上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入することが好ましい。
【００３０】
また、上記塊状還元鉄を加圧する場合、上記塊状還元鉄等の崩壊によって発生した粉（崩壊粉）を、上記塊状還元鉄と併せて上記加圧装置に導入することができる。これによって、崩壊粉の有効利用を図ることが可能になる。
【００３１】
また、上記高密度還元鉄の製造方法において、上記塊状還元鉄の加圧後の冷却は、水冷、ガス冷却のいずれかで行ってもよい。例えば、上記水冷は、上記加圧された後の上記高密度還元鉄を搬送しつつ、これに散水して行う方法、或いは、上記加圧された後の上記高密度還元鉄を水中に浸漬して行う方法等が示される。
【００３２】
ｂ．本発明に係る高密度還元鉄の製造装置は、
直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄から一つの高密度還元鉄を製造する装置であって、
上記塊状還元鉄を高温下で加圧して密度を高める加圧装置と、
上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する案内装置と、
上記加圧装置に設けられ、対向する両側から上記塊状還元鉄を挟持し略包摂でき上記塊状還元鉄を高温下で加圧する押圧部と、
上記押圧部によって圧縮され密度の高められた高密度還元鉄を冷却する冷却装置とを備えてなることを要旨とする。
【００３３】
本発明に係る高密度還元鉄の製造装置において、上記押圧部として平行配置された一対のローラーを有する場合、各ローラーの周方向表面に、上記塊状還元鉄を加圧するための凹部を形成することができる。
【００３４】
また、上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパの下部に設けられ、一つの上記塊状還元鉄を通過させ得るように通路が絞られた出口部を有することができる。
【００３５】
また、上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパから供給され複数層に重なった上記塊状還元鉄を一層に展開させて上記一対のローラーに案内する振動フィーダとを有することができる。
【００３６】
また、上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパから供給される上記塊状還元鉄を整列させた状態で上記一対のローラーに案内する案内板付きトラフを有することができる。
【００３７】
また、上記出口部または上記案内板付きトラフに振動装置を付加することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、格別に構成された、高動力を必要とし且つ加圧部の摩耗が高い大規模なブリケットマシン設備を必要とせずに塊状還元鉄を均一に高密度化することができ、製品全体としての目的金属化率を維持することができるとともに強度低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る高密度還元鉄の製造装置の基本構成を示す正面図である。
【図２】図１に示すローラーの要部拡大図である。
【図３】還元鉄ペレットを加圧装置に供給するための案内装置の構成を示す正面図である。
【図４】本発明に係る第二の案内装置の構成を示す正面図である。
【図５】本発明に係る第三の案内装置の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る第四の案内装置の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る第五の案内装置の構成を示す正面図である。
【図８】図７の案内装置の変形例を示す正面図である。
【図９】従来の還元鉄ブリケット製造装置を示す正面図である。
【図１０】図９の製造装置により製造された還元鉄ブリケットの斜視図である。
【図１１】本発明の高密度還元鉄の形状を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００４１】
１．高密度還元鉄の製造装置の基本構成
図１は、本発明にかかる高密度還元鉄の製造装置１の基本構成を示す。
【００４２】
図１において、図示しない直接還元炉で製造された還元鉄ペレット（塊状還元鉄）Ｒは、高温（６００〜８００℃）のまま、加圧装置としてのローラープレス装置２に供給されるようになっている。
【００４３】
上記ローラープレス装置２は、対向配置された一対のローラー２ａ、２ｂおよびその駆動装置（図示しない）からなる。一方のローラー２ａは水平方向に配置された回転軸２ｃまわりに矢印Ａ方向に回転し、他方のローラー２ｂは水平方向に配置された回転軸２ｄまわりに、矢印Ｂ方向に回転するように構成されている。
【００４４】
各ローラー２ａおよび２ｂの長さ（紙面厚さ方向）は本実施形態では例えば２５０ｍｍであり、対向する各ローラー２ａおよび２ｂの間の隙間は、１〜３０ｍｍの範囲で調整することができるようになっている。すなわち、ローラー２ａの回転軸２ｃは固定であり、ローラー２ｂの回転軸２ｄは水平方向に移動可能なアームに枢支されている。
【００４５】
上記アームは、油圧シリンダから伸縮するロッドで、上記水平方向の移動が可能になっている。
【００４６】
なお、還元鉄ペレットＲの粒径は塊状のもので５〜４０ｍｍの範囲に分布しているため、ローラー２ａおよび２ｂの間の隙間は還元鉄ペレットＲの平均粒径に応じて調整するものとする。
【００４７】
２．ローラーの構成
図２は上記ローラー２ａおよび２ｂの要部拡大図を示している。
【００４８】
ローラー２ａの外周面にはローラー周方向（Ｃ方向）に所定の間隔を空けて凹部２ｅが複数形成されている。これにより、ローラー２ａ全体が連続する波形面（断面）を有するようになっている。上記ローラー２ａと対向するローラー２ｂにも上記凹部２ｅと対向する部位に凹部２ｆが複数形成されている。これにより、ローラー２ｂ全体が連続する波形面（断面）を有するようになっている。
【００４９】
このようにローラー２ａ，２ｂの周方向に、ローラー２ａおよび２ｂの回転時に対向し得る配置で凹部２ｅ，２ｆを複数形成することにより、ローラー２ａ，２ｂの間の隙間に還元鉄ペレットＲを巻き込むことができるようになっている。
【００５０】
なお、ローラー２ａの周方向表面積を１００％とした場合、上記凹部２ｅの開口面積が占める割合は７０〜８０％である。
【００５１】
一列に並んだ複数の上記凹部２ｅおよび上記凹部２ｆは、還元鉄ペレットＲを一つずつ加圧して密度を高めるための押圧部Ｅとして機能するようになっている。この押圧部Ｅは、ローラーの回転軸方向に複数列設けることができる。
【００５２】
また、ローラー２ａ，２ｂの周方向表面を粗面にすれば、還元鉄ペレットＲの滑りを抑制して還元鉄ペレットＲを押圧部Ｄに効率良く巻き込むことができるようになる。また、ローラー２ａ，２ｂの外周をその回転軸方向から見て波形にすることによっても巻き込みの効率を高めることができる。
【００５３】
また、上記押圧部Ｅにおける各凹部２ｅ，２ｆは、還元鉄ペレットＲを挟持して包摂できるように構成されている。凹部２ｅ，２ｆ同士の対向距離は、還元鉄ペレットＲの３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ、凹部２ｅ，２ｆの最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．５〜１．０）ｄの関係を満たすように調整されている。
【００５４】
また、上記凹部２ｅ，２ｆ同士の対向距離は、還元前の炭材を含有する生ペレット（図示しない）のサイズで規定することも可能である。この場合、上記凹部２ｅ，２ｆ同士の対向距離は、上記生ペレットの３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ′、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．３〜０．９）ｄ′の関係を満たすように調整されている。
【００５５】
本実施形態において、上記ローラープレス装置２を通過する前の還元鉄ペレットＲの見掛け密度は、２．２５±０．７５ｇ／ｃｍ３である。上記ローラープレス装置２を通過することによって加圧され、密度が高められた高密度還元鉄Ｆ（図１１参照）の見掛け密度は４．０±１．０ｇ／ｃｍ３となる。
【００５６】
上記ローラー２ａ，２ｂのローラー圧およびトルクは、還元鉄ペレットＲを加圧して高密度還元鉄に成形するのに必要な値に設定される。ここでは、図１０に示したような還元鉄ブリケットＢ′を成形する際にブリケットマシン設備に設定されるような大きなローラー圧およびトルクまでは必要とされない。
【００５７】
なお、従来のブリケットマシン設備を用いても、ローラー圧を下げて類似の塊状化が可能である。しかしながら、ブリケットマシン設備は、数個の還元鉄ペレットを高圧で一つに塊状化することを目的としているため、本発明のように低圧下の領域では、各ペレットに均等な圧力を及ぼす作用に不向きである。
【００５８】
３．冷却装置の構成
図１に戻って冷却装置の構成を説明する。
【００５９】
ローラープレス装置２から個別に排出（落下）される高密度還元鉄Ｆは、コンベヤ３上に受け止められ、水平方向（矢印Ｇ方向）に搬送される。
【００６０】
上記コンベヤ３の搬送先には冷却水Ｗａを噴射するスプレーノズル（冷却装置）４が配置されており、コンベヤ３によって搬送される高密度還元鉄Ｆを、冷却水Ｗａにより冷却することができるようになっている。因みに本実施形態では３００℃／分以下の冷却速度により冷却を行っている。
【００６１】
急冷された高密度還元鉄Ｆは例えばヤードの堆積エリアに蓄えられる。
【００６２】
還元鉄ペレットのサイズが不揃いの状態で冷却し過ぎると、製造された還元鉄の冷却が不均一に進行してしまう。従って、冷却をコントロールする必要が生じ、そのための冷却設備を設けなければならない。
【００６３】
これに対し、本発明に係る高密度還元鉄の製造方法によれば、直接還元製鉄法によって得られた塊状還元鉄ペレットを加圧して密度を高めることによって、再酸化の原因となる空隙が縮小する。この工程に次いで冷却を行うため、ほぼ均一な冷却速度で冷却することが可能になる。従って、上記したような過冷却の問題も発生せず冷却をコントロールするための設備も不要になる。
【００６４】
また、上記実施形態では高密度還元鉄Ｆに冷却水を噴射して急冷する冷却方法について説明したが、高密度還元鉄Ｆの冷却は、水中に浸漬することによって行うこともできる。さらにまた、上記水冷に限らず、ガス冷却であってもよい。
【００６５】
上記ガス冷却とは、例えば圧縮空気を高密度還元鉄Ｆに吹き付けて急冷する方法や、空気と不活性ガスとの混合気体、または不活性ガスのみを高密度還元鉄Ｆに吹き付けて冷却する方法等が含まれる。
【００６６】
４．案内装置の構成
図３は、ローラープレス装置２のローラー２ａ，２ｂに形成されている凹部２ｅ，２ｆに対し、還元鉄ペレットＲを一つずつ供給するための案内装置５の構成を示したものである。
【００６７】
同図に示す案内装置５はホッパ５ａを有し、このホッパ５ａの出口部５ｂは、還元鉄ペレットＲが一つずつ通過することができる程度に通路が絞られている。上記ホッパ５ａに装入された還元鉄ペレットＲは、重力により下方の出口部５ｂに移動し、押圧部Ｅに対し直接供給されるようになっている。
【００６８】
なお、ホッパ５ａの出口部寸法は約１．１ｄに設定されている。ただし、ｄは還元鉄ペレットＲの代表寸法である。
【００６９】
上記案内装置５は、上記ローラープレス装置２の押圧部Ｅ各列について、還元鉄ペレットＲを一層に展開して供給することができるようになっている。
【００７０】
図４は、第二の案内装置１０の構成を示した正面図である。
【００７１】
同図に示す案内装置１０は、還元鉄ペレットＲを貯溜するホッパ１１と、そのホッパ１１の下方に、先下がりに傾斜した状態で配置される振動フィーダ１２とから構成されている。
【００７２】
振動フィーダ１２は、ホッパ１１から供給される還元鉄ペレットＲを受けるとともにその還元鉄ペレットＲをローラープレス装置２の押圧部Ｅに搬送するためのトラフ１２ａと、そのトラフ１２ａを振動させる振動装置１２ｂとから構成されている。ホッパ１１から供給されて複数層重なった状態の還元鉄Ｒは、一層に展開させられ、一つずつ押圧部Ｅに供給されるようになっている。
【００７３】
なお、上記トラフ１２ａの先端部１２ｃは、還元鉄ペレットＲを一つずつ通過させるように出口幅が先細に絞られている。
【００７４】
また、上記振動装置１２ｂは、電磁バイブレータ等を用いて電気的に振動させる振動装置であってもよく、駆動モータを用いて機械的に振動させる振動装置であってもよい。
【００７５】
図５は、第三の案内装置２０の構成を示した斜視図である。
【００７６】
同図に示す案内装置２０は、還元鉄ペレットＲを貯溜するホッパ２１と、そのホッパ２１の下方に、先下がりに傾斜した状態で配置されるトラフ（案内板付きトラフ）２２とから構成されている。この場合のトラフ２２の傾斜角は、還元鉄ペレットＲがその自重でころがることができる角度に設定される。
【００７７】
上記ホッパ２１の出口は、ローラー２ａ，２ｂの回転軸方向と平行に配置されたスリットから構成されている。
【００７８】
上記トラフ２２の横幅は、ホッパ２１のスリット幅Ｗと略同じに構成されており、トラフ２２は複数の案内板２２ａによって平行に仕切られている。それにより、トラフ２２に複数の通路が形成されている。
【００７９】
ホッパ２１から供給される還元鉄ペレットＲは案内板２２ａによって複数の還元鉄ペレットＲ列に分けられ、複数の通路から一つずつ押圧部Ｅに供給されるようになっている。
【００８０】
なお、この場合、ローラー２ａ，２ｂの周方向表面には、複数の列から供給される還元鉄ペレットＲを加圧することができるように、凹部２ｅ，２ｆが、ローラー２ａ，２ｂの回転軸方向に複数列設けられている。
【００８１】
図６は、第四の案内装置３０の構成を示した斜視図である。
【００８２】
同図に示す案内装置３０は、図５に示したホッパ２１と、そのホッパ２１の下方に、先下がりに傾斜した状態で配置される振動フィーダ３１とから構成されている。
【００８３】
上記振動フィーダ３１は、平面から見て先細に形成されており、側面から見て先下がりに傾斜した状態で配置されるトラフ３１ａと、そのトラフ３１ａを振動させる振動装置３１ｂとから構成されており、ホッパ３１から供給される還元鉄ペレットＲを複数の列に分け、且つ一つずつ押圧部Ｅに供給するようになっている。
【００８４】
なお、この場合も、ローラー２ａ，２ｂの周方向表面には、複数の列から供給される還元鉄ペレットＲを加圧することができるように、凹部２ｅ，２ｆが、ローラー２ａ，２ｂの回転軸方向に複数列設けられているものとする。ローラー２ａの周方向表面積を１００％とした場合、上記凹部２ｅの開口面積が占める割合は７０〜８０％である。
【００８５】
図７は、第五の案内装置４０の構成を示した斜視図である。
【００８６】
上記案内装置４０は、下方に向けて先細に形成された筒状シュート４０ａと、この筒状シュート４０ａ内に設けられ、筒状シュート４０ａの筒軸まわりに回転するスクリューフィーダー４０ｂとから主として構成されている。上記案内装置４０は、上記筒状シュート４０ａ内に装入された還元鉄ペレットＲをスクリューフィーダー４０ｂの回転によって下方に移動させ、開口面積が絞られたシュート出口４０ｃから押圧部Ｅに供給することができるように構成されている。
【００８７】
図８に示す案内装置は図３に示したホッパ５ａの出口部５ｂに振動装置４１が付加されており、出口部５ｂ内を通過する還元鉄ペレットＲに対して振動を与えるようになっている。この構成によれば、出口部５ｂにおける還元鉄ペレットＲの詰まりを防止してより安定した供給を行うことができる。
【００８８】
５．崩壊粉の再利用
上記還元鉄ペレットＲを、上記ローラープレス装置２によって高温下で個々に加圧して密度を高めるに際し、還元鉄ペレットＲの崩壊によって発生した粉（崩壊粉）が発生する。このような崩壊粉は、図９に示されるようなクエンチタンク等により捕集され、上記還元鉄ペレットＲに併せ供給して加圧することができる。
【００８９】
還元鉄ペレットＲの崩壊によって発生した粉の主要成分は鉄分であり、これらの資源をリサイクル活用すれば、投棄量を削減し、資源を有効活用して省エネルギーを図ることができる。
【００９０】
なお、上記実施形態では還元鉄ペレットＲを例に取り説明したが、必ずしもペレット状である必要はなく生ブリケットであってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１ 高密度還元鉄の製造装置
２ ローラープレス装置（加圧装置）
２ａ，２ｂ ローラー
２ｃ，２ｄ 回転軸
２ｅ，２ｆ 凹部
３ コンベヤ
４ スプレーノズル（冷却装置）
５ 案内装置
５ａ ホッパ
５ｂ 出口部
１０ 第二の案内装置
２０ 第三の案内装置
３０ 第四の案内装置
４０ 第五の案内装置
Ｅ 押圧部
Ｆ 高密度還元鉄
Ｒ 還元鉄ペレット（塊状還元鉄）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄から一つの高密度還元鉄を得る方法であって、
上記塊状還元鉄を加圧装置に導入し、
その塊状還元鉄を挟持し得る上記加圧装置の押圧部により、上記塊状還元鉄を高温下で加圧し、
加圧された上記塊状還元鉄を冷却することを特徴とする高密度還元鉄の製造方法。
【請求項２】
上記押圧部として平行配置された一対のローラーを有し、各ローラーの周方向表面に設けられた凹部によって上記塊状還元鉄を加圧する請求項１記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項３】
各ローラーの周方向表面に波状に形成された複数の上記凹部によって上記塊状還元鉄を加圧する請求項２記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項４】
上記凹部同士の対向距離は、上記塊状還元鉄の３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．５〜１．０）ｄの関係を満たすように調整される請求項２または３に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項５】
上記凹部同士の対向距離は、還元前の炭材を含有する酸化鉄ペレットの３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ′、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．３〜０．９）ｄ′の関係を満たすように調整される請求項２または３に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項６】
上記塊状還元鉄を加圧する際に、見掛け密度が２．２５±０．７５ｇ／ｃｍ３である上記塊状還元鉄を、見掛け密度４．０±１．０ｇ／ｃｍ３の範囲に上昇させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項７】
上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する案内装置を介して上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する請求項１〜６のいずれか１項に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項８】
上記塊状還元鉄を加圧する際に上記塊状還元鉄等の崩壊によって発生した粉を、上記塊状還元鉄と併せて上記加圧装置に導入する請求項１〜７のいずれか１項に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項９】
上記塊状還元鉄の加圧後の冷却を、水冷、ガス冷却のいずれかで行う請求項１〜８のいずれか１項に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項１０】
上記水冷は、加圧された後の上記高密度還元鉄を搬送しつつ、これに散水して行う請求項９記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項１１】
上記水冷は、加圧された後の上記高密度還元鉄を水中に浸漬して行う請求項９記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項１２】
直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄から一つの高密度還元鉄を製造する装置であって、
上記塊状還元鉄を高温下で加圧して密度を高める加圧装置と、
上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する案内装置と、
上記加圧装置に設けられ、対向する両側から上記塊状還元鉄を挟持し略包摂でき上記塊状還元鉄を高温下で加圧する押圧部と、
上記押圧部によって圧縮され密度の高められた高密度還元鉄を冷却する冷却装置とを備えてなることを特徴とする高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１３】
上記押圧部として平行配置された一対のローラーを有し、各ローラーの周方向表面に、上記塊状還元鉄を加圧するための凹部が形成されている請求項１２記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１４】
上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパの下部に設けられ、一つの上記塊状還元鉄を通過させ得るように通路が絞られた出口部とを有する請求項１２に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１５】
上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパから供給された複数層からなる上記塊状還元鉄を一層に展開させて上記一対のローラーに案内する振動フィーダとを有する請求項１３に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１６】
上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパから供給される上記塊状還元鉄を整列させた状態で上記一対のローラーに案内する案内板付きトラフを有する請求項１３に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１７】
上記出口部に振動装置が設けられている請求項１４に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１８】
上記案内板付きトラフに振動装置が設けられている請求項１６に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１】
直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄から一つの高密度還元鉄を得る方法であって、
上記塊状還元鉄を加圧装置に導入し、
その塊状還元鉄を挟持し得る上記加圧装置の押圧部により、上記塊状還元鉄を高温下で加圧し、
加圧された上記塊状還元鉄を冷却することを特徴とする高密度還元鉄の製造方法。
【請求項２】
上記押圧部として平行配置された一対のローラーを有し、各ローラーの周方向表面に設けられた凹部によって上記塊状還元鉄を加圧する請求項１記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項３】
各ローラーの周方向表面に波状に形成された複数の上記凹部によって上記塊状還元鉄を加圧する請求項２記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項４】
上記凹部同士の対向距離は、上記塊状還元鉄の３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．５〜１．０）ｄの関係を満たすように調整される請求項２または３に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項５】
上記凹部同士の対向距離は、還元前の炭材を含有する酸化鉄ペレットの３次元方向寸法のうち代表寸法をｄ′、該凹部の最深部間対向距離をＤとしたとき、Ｄ≦（０．３〜０．９）ｄ′の関係を満たすように調整される請求項２または３に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項６】
上記塊状還元鉄を加圧する際に、見掛け密度が２．２５±０．７５ｇ／ｃｍ３である上記塊状還元鉄を、見掛け密度４．０±１．０ｇ／ｃｍ３の範囲に上昇させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項７】
上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する案内装置を介して上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する請求項１〜６のいずれか１項に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項８】
上記塊状還元鉄を加圧する際に上記塊状還元鉄等の崩壊によって発生した粉を、上記塊状還元鉄と併せて上記加圧装置に導入する請求項１〜７のいずれか１項に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項９】
上記塊状還元鉄の加圧後の冷却を、水冷、ガス冷却のいずれかで行う請求項１〜８のいずれか１項に記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項１０】
上記水冷は、加圧された後の上記高密度還元鉄を搬送しつつ、これに散水して行う請求項９記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項１１】
上記水冷は、加圧された後の上記高密度還元鉄を水中に浸漬して行う請求項９記載の高密度還元鉄の製造方法。
【請求項１２】
直接還元製鉄法で得られる一つの塊状還元鉄から一つの高密度還元鉄を製造する装置であって、
上記塊状還元鉄を高温下で加圧して密度を高める加圧装置と、
上記塊状還元鉄を上記加圧装置に導入する案内装置と、
上記加圧装置に設けられ、対向する両側から上記塊状還元鉄を挟持し略包摂でき上記塊状還元鉄を高温下で加圧する押圧部と、
上記押圧部によって圧縮され密度の高められた高密度還元鉄を冷却する冷却装置とを備えてなることを特徴とする高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１３】
上記押圧部として平行配置された一対のローラーを有し、各ローラーの周方向表面に、上記塊状還元鉄を加圧するための凹部が形成されている請求項１２記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１４】
上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパの下部に設けられ、一つの上記塊状還元鉄を通過させ得るように通路が絞られた出口部とを有する請求項１２に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１５】
上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパから供給された複数層からなる上記塊状還元鉄を一層に展開させて上記一対のローラーに案内する振動フィーダとを有する請求項１３に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１６】
上記案内装置として、上記塊状還元鉄を貯溜するホッパと、このホッパから供給される上記塊状還元鉄を整列させた状態で上記一対のローラーに案内する案内板付きトラフを有する請求項１３に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１７】
上記出口部に振動装置が設けられている請求項１４に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【請求項１８】
上記案内板付きトラフに振動装置が設けられている請求項１６に記載の高密度還元鉄の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２８５６９１（Ｐ２０１０−２８５６９１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１１８６２（Ｐ２０１０−１１１８６２）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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