JP2007147261A - Rotary hearth furnace and method of operating the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転炉床炉およびその運転方法に関し、より詳しくは、前記回転炉床炉内で発生した可燃性排ガスを完全燃焼させるための技術に関する。 The present invention relates to a rotary hearth furnace and a method for operating the rotary hearth furnace, and more particularly to a technique for completely burning combustible exhaust gas generated in the rotary hearth furnace.
従来、外周壁、内周壁、およびこれら壁間に配置された円環状の回転炉床を具備する回転炉床炉が知られている。前記回転炉床は、一般に、円環状の炉体フレーム、前記炉体フレーム上に配置された炉床断熱材、およびこの炉床断熱材上に配置された耐火物により構成される。 Conventionally, a rotary hearth furnace including an outer peripheral wall, an inner peripheral wall, and an annular rotary hearth disposed between the walls is known. The rotary hearth is generally composed of an annular hearth frame, a hearth heat insulating material disposed on the hearth frame, and a refractory disposed on the hearth heat insulating material.
このような回転炉床を回転駆動するための機構としては、例えば、炉床下部に設けられた回転軸と、この回転軸に固定されて当該回転軸とともに回転駆動されるピニオン歯車と、前記炉体フレーム底部に円周状に固定されて前記ピニオン歯車と噛合うラックレールとを具備する歯車機構や、床面に円周状に敷設された軌道と、前記炉体フレームの底部に設けられて前記軌道上を走行する複数の駆動車輪とを組み合わせた装置等が知られている。 As a mechanism for rotationally driving such a rotary hearth, for example, a rotary shaft provided at the bottom of the hearth, a pinion gear fixed to the rotary shaft and driven to rotate together with the rotary shaft, and the furnace A gear mechanism comprising a rack rail fixed circumferentially to the bottom of the body frame and meshing with the pinion gear, a track laid circumferentially on the floor, and provided at the bottom of the furnace frame Devices that combine a plurality of drive wheels that travel on the track are known.
前記構造を有する回転炉床炉は、鋼材ビレット等金属の加熱処理あるいは可燃性廃棄物の燃焼処理等に用いられる。さらに近年は、前記回転炉床炉を用いて鉄酸化物から還元鉄を製造する方法が注目されている。このような回転炉床炉による還元鉄製造プロセスの一例を、前記回転炉床炉の設備構成の概略を示す図6を参照しながら説明する。 The rotary hearth furnace having the above structure is used for heat treatment of metals such as steel billets or combustion treatment of combustible waste. Furthermore, in recent years, a method for producing reduced iron from iron oxide using the rotary hearth furnace has attracted attention. An example of the reduced iron manufacturing process using such a rotary hearth furnace will be described with reference to FIG. 6 showing an outline of the equipment configuration of the rotary hearth furnace.
(1)粉末の鉄酸化物(鉄鉱石、電炉ダスト等)および粉末の炭素質還元剤(石炭、コークス等)が混合され、造粒される。これにより生ペレットが製造される。
(2)この生ペレットが、当該ペレット内から発生する可燃性揮発分が発火しない程度の温度域で加熱される。この加熱は前記生ペレットに付着している水分を除去して図6に示す乾燥ペレット24を生成する。
(1) Powdered iron oxide (iron ore, electric furnace dust, etc.) and powdered carbonaceous reducing agent (coal, coke, etc.) are mixed and granulated. Thereby, a raw pellet is manufactured.
(2) The raw pellet is heated in a temperature range that does not ignite combustible volatile matter generated from the pellet. This heating removes the water adhering to the raw pellets to produce
(3)図6に示す適当な装入装置23が、前記乾燥ペレットを回転炉床炉26中に供給し、回転炉床21上にペレット1〜2個程度の厚さを有するペレット層を形成する。
(4)炉内上方に設置されたバーナー27での燃焼が前記ペレット層を輻射加熱して還元する。これにより、当該ペレット層の金属化が進む。
(3) An
(4) Combustion in the
(5)冷却器28が、金属化したペレットを冷却する。この冷却としては、ペレットにガスを直接吹き付けることによる冷却や、水冷ジャケットによる間接冷却等が例示される。この冷却は排出時および排出後のハンドリングに耐える機械的強度を前記ペレットに発現させる。冷却後のペレット(例えば還元鉄)25を排出装置22が炉外に排出する。
(6)前記ペレット25の排出後直ちに前記装入装置23が次の乾燥ペレットを装入する。以上のプロセスの繰返しにより還元鉄が製造される(例えば、特許文献1参照)。
(5) The
(6) Immediately after discharging the
このような還元鉄の製造に用いられる回転炉床炉において、炉内で発生した可燃性排ガスは、回転炉床炉の円周上に設けられた排ガス排出領域から、この排ガス排出領域の天井部に接続された排気ダクトに誘引され、前記排気ダクトの後流に設けられた排ガス処理設備を介して系外に排出される。しかし、この回転炉床炉から排気ダクトへ誘引される排ガス中には可燃成分が一部残留する。これは、前記回転炉床炉内での排ガスと酸素との混合撹拌が不十分なために前記可燃成分が完全燃焼できないことによる。 In the rotary hearth furnace used for the production of such reduced iron, the combustible exhaust gas generated in the furnace is discharged from the exhaust gas discharge area provided on the circumference of the rotary hearth furnace. The exhaust duct is connected to the exhaust duct, and is discharged out of the system through an exhaust gas treatment facility provided downstream of the exhaust duct. However, some combustible components remain in the exhaust gas attracted from the rotary hearth furnace to the exhaust duct. This is because the combustible component cannot be completely combusted due to insufficient mixing and stirring of the exhaust gas and oxygen in the rotary hearth furnace.
そこで従来は、前記炉内に二次燃焼空気を供給してこの二次燃焼空気により前記可燃性ガスを燃焼させることにより燃料消費量の低減が図られている。しかしながら、この二次燃焼空気の供給は炉内空気量を過剰にする。この過剰な空気量は炉内温度の低下を招くばかりか還元反応の停滞もしくは再酸化を引き起こす。 Therefore, conventionally, the amount of fuel consumption is reduced by supplying secondary combustion air into the furnace and burning the combustible gas with the secondary combustion air. However, this supply of secondary combustion air makes the amount of air in the furnace excessive. This excessive amount of air not only lowers the temperature in the furnace, but also causes stagnation or reoxidation of the reduction reaction.
そこで、このような二次燃焼を制御するための方法として、図7に示すような装置を用いた金属還元処理方法が知られている。図7は、前記装置の水平断面を示したものである。この装置は、加熱帯30及び還元帯40を有する回転炉床炉と、ガス分析装置31と、空気導入手段34とを備える。前記ガス分析装置31は、前記加熱帯30における炉内ガスをサンプリングして、そのO2濃度またはCO濃度を測定する。前記空気導入手段34は、前記ガス分析装置31により測定された濃度に従って前記加熱帯30に空気を導入することにより、前記還元帯40で発生した未燃ガスを燃焼させる(特許文献2参照)。
Therefore, a metal reduction method using an apparatus as shown in FIG. 7 is known as a method for controlling such secondary combustion. FIG. 7 shows a horizontal section of the device. This apparatus includes a rotary hearth furnace having a
しかしながら、この装置では、前記加熱帯30に二次燃焼に必要十分な空気が投入されたとしても、この二次燃焼空気と可燃性ガスとの十分な混合・撹拌、及び、前記可燃性ガスの燃焼に必要な滞留時間の確保ができないために、その発生熱を有効利用できる領域で前記未燃ガスを完全燃焼させることができないおそれがある。換言すれば、上記従来の装置では、未燃ガスと二次燃焼空気が炉内で十分に混合・撹拌されない結果、前記未燃ガスが完全燃焼せず一部未燃のまま排気ダクトへ誘引される現象が生じ得る。
However, in this apparatus, even if sufficient air necessary for secondary combustion is introduced into the
このような現象は、前記回転炉床炉の燃費悪化の原因となるのに加え、前記未燃ガスが排気ダクト中で燃焼、高温化することによる当該排気ダクト等の設備損傷の原因となる。また、高温化した状態で排ガス中に含まれるアッシュ等の成分が溶融して前記ダクトに付着することにより、当該ダクトを閉塞させるおそれもある。
本発明は、回転炉床炉内で発生した排ガス中に残留する可燃性成分を還元鉄の製造等に支障を来たすことなく完全燃焼させて前記回転炉床炉の加熱・還元に有効利用することにより燃費を向上させることを目的とする。 The present invention is to effectively burn the combustible components remaining in the exhaust gas generated in the rotary hearth furnace without causing any trouble in the production of reduced iron and effectively use it for heating and reduction of the rotary hearth furnace. The purpose is to improve fuel consumption.
前記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る回転炉床炉が採用した手段は、回転炉床炉であって、
外周壁と、
この外周壁の内側に設けられる内周壁と、
これら外周壁と内周壁との間の空間を上方から覆う天井部と、
前記外周壁と内周壁との間に配置される回転炉床と、
前記天井部のうち前記回転炉床の回転方向の一部に形成された隔室形成部と、
この隔室形成部に接続される排気ダクトとを備え、
前記隔室形成部は、他の天井部の下面よりも高い下面を有し、その内側に、前記回転炉床炉内で発生した排ガスが前記排気ダクトに導入されるまでの間に滞留するための隔室を形成するものであり、
前記排気ダクトは、前記隔室内に連通するように前記隔室形成部に接続されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the means adopted by the rotary hearth furnace according to claim 1 of the present invention is a rotary hearth furnace,
An outer wall,
An inner peripheral wall provided inside the outer peripheral wall;
A ceiling portion covering the space between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall from above;
A rotary hearth disposed between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall;
A compartment forming part formed in a part of the rotation direction of the rotary hearth among the ceiling part,
An exhaust duct connected to the compartment forming part,
The compartment forming part has a lower surface that is higher than the lower surfaces of the other ceiling parts, and the exhaust gas generated in the rotary hearth furnace stays inside the chamber until it is introduced into the exhaust duct. Forming a compartment of
The exhaust duct is connected to the compartment forming portion so as to communicate with the compartment.
本発明の請求項2に係る回転炉床炉が採用した手段は、
請求項1に記載の回転炉床炉において、
前記隔室内に酸素含有ガスを投入するための酸素含有ガス吹込ノズルが前記隔室形成部に設けられていることを特徴とするものである。
The means adopted by the rotary hearth furnace according to
The rotary hearth furnace according to claim 1,
An oxygen-containing gas blowing nozzle for introducing an oxygen-containing gas into the compartment is provided in the compartment forming portion.
本発明の請求項3に係る回転炉床炉が採用した手段は、
請求項1に記載の回転炉床炉において、
前記隔室形成部は、その入口部分に、他の部分よりも前記隔室内への前記排ガスの流入方向についての流路断面積が小さい絞り部を有することを特徴とするものである。
The means adopted by the rotary hearth furnace according to
The rotary hearth furnace according to claim 1,
The compartment forming part has a throttle part having a smaller flow passage cross-sectional area in the inflow direction of the exhaust gas into the compartment than the other part at the inlet part.
本発明の請求項4に係る回転炉床炉が採用した手段は、
請求項3記載の回転炉床炉において、
前記絞り部またはその近傍に、前記隔室内に酸素含有ガスを投入するための酸素含有ガス吹込ノズルが設けられていることを特徴とするものである。
The means adopted by the rotary hearth furnace according to
The rotary hearth furnace according to
An oxygen-containing gas blowing nozzle for introducing an oxygen-containing gas into the compartment is provided at or near the throttle portion.
本発明の請求項5に係る回転炉床炉が採用した手段は、
請求項2または4記載の回転炉床炉において、
前記酸素含有ガス吹込ノズルが前記隔室を側方から囲む複数の位置にそれぞれ設けられ、各酸素含有ガス吹込ノズルはその酸素含有ガスの噴出方向が前記隔室の中心に向かう方向に対して前記排ガスの導入方向と直交する方向に傾く方向となるように配置されることを特徴とするものである。
The means adopted by the rotary hearth furnace according to
The rotary hearth furnace according to
The oxygen-containing gas blowing nozzles are respectively provided at a plurality of positions surrounding the compartment from the side, and each oxygen-containing gas blowing nozzle has the oxygen-containing gas blowing direction toward the center of the compartment. The exhaust gas is arranged so as to be inclined in a direction orthogonal to the direction of introduction of the exhaust gas.
本発明の請求項6に係る回転炉床炉が採用した手段は、
請求項1〜5のいずれかに記載の回転炉床炉において、
前記排気ダクト内に冷却媒体を投入するための冷却媒体吹込ノズルが当該排気ダクトに設けられていることを特徴とするものである。
The means adopted by the rotary hearth furnace according to
In the rotary hearth furnace according to any one of claims 1 to 5,
A cooling medium blowing nozzle for introducing a cooling medium into the exhaust duct is provided in the exhaust duct.
本発明の請求項7に係る回転炉床炉の運転方法が採用した手段は、
請求項2,4,5のうちのいずれかに記載の回転炉床炉を運転する方法であって、
前記回転炉床炉から排出される排ガス中に残留した可燃成分が完全燃焼するのに必要かつ十分な量の酸素含有ガスを前記酸素含有ガス吹込ノズルから前記隔室内に投入することを特徴とするものである。
Means adopted by the operation method of the rotary hearth furnace according to
A method for operating a rotary hearth furnace according to any one of
An oxygen-containing gas in an amount necessary and sufficient for complete combustion of combustible components remaining in the exhaust gas discharged from the rotary hearth furnace is introduced into the compartment from the oxygen-containing gas blowing nozzle. Is.
本発明の請求項1に係る回転炉床炉によれば、前記隔室形成部が他の天井部の下面よりも高い下面を有し、その内側に、前記回転炉床炉内で発生した排ガスが前記排気ダクトに導入されるまでの間に滞留するための隔室を形成するものであり、前記排気ダクトは、前記隔室内に連通するように前記隔室形成部に接続されているため、排ガス中に残留した可燃性成分が前記隔室にて完全燃焼され、還元鉄の製造に支障を来たすことなく、前記回転炉床炉の加熱・還元に有効利用し燃費を向上させることができる。 According to the rotary hearth furnace according to claim 1 of the present invention, the compartment forming part has a lower surface that is higher than the lower surface of the other ceiling part, and the exhaust gas generated in the rotary hearth furnace is provided on the inside thereof. Forming a compartment for staying before being introduced into the exhaust duct, and the exhaust duct is connected to the compartment forming part so as to communicate with the compartment, The combustible component remaining in the exhaust gas is completely combusted in the compartment, and can be effectively used for heating and reducing the rotary hearth furnace without impeding the production of reduced iron, thereby improving the fuel consumption.
また、本発明の請求項2あるいは4に係る回転炉床炉によれば、前記隔室内に酸素含有ガスを投入するための酸素含有ガス吹込ノズルが、前記隔室形成部あるいは前記絞り部またはその近傍に設けられたので、酸素が不足して加熱帯が還元性の雰囲気になったり、あるいはまた酸素が過剰のため還元帯が酸化性雰囲気になったりすることなく、可燃成分が完全燃焼後前記排気ダクトから排出される。
Further, according to the rotary hearth furnace according to
更に、本発明の請求項3に係る回転炉床炉によれば、前記隔室形成部は、その入口部分に、他の部分よりも前記隔室内への前記排ガスの流入方向についての流路断面積が小さい絞り部を有するので、この絞り部によって排ガス中の残留酸素と可燃性排ガスとが撹拌され、前記排ガス中に残留した可燃成分と排ガス中の残留酸素とを効率的に接触させて、完全燃焼が図られる。
Furthermore, according to the rotary hearth furnace according to
また更に、本発明の請求項5に係る回転炉床炉によれば、前記酸素含有ガス吹込ノズルが前記隔室を側方から囲む複数の位置にそれぞれ設けられ、各酸素含有ガス吹込ノズルは、その酸素含有ガスの噴出方向が前記隔室の中心に向かう方向に対して、前記排ガスの導入方向と直交する方向に傾く方向となるように配置されるので、前記隔室空間内に旋回流を生じせしめ、前記可燃性ガスと酸素含有ガスとの撹拌を促進するとともに、前記隔室空間内に排ガスが滞留する時間を延長する。
Furthermore, according to the rotary hearth furnace according to
本発明の請求項6に係る回転炉床炉によれば、前記排気ダクト内に冷却媒体を投入するための冷却媒体吹込ノズルが当該排気ダクトに設けられているので、前記排ガスに冷却ガスを投入することによって排ガス温度を低下させ、アッシュ等のダクト等設備への付着や高熱による損傷を低減する。
According to the rotary hearth furnace according to
一方、本発明の請求項7に係る回転炉床炉の運転方法によれば、前記回転炉床炉から排出される排ガス中に残留した可燃成分が完全燃焼するのに必要かつ十分な量の酸素含有ガスを、前記酸素含有ガス吹込ノズルから前記隔室内に投入するので、当該回転炉床炉が加熱帯及び還元帯を含む場合に、その加熱帯が酸素不足で還元性の雰囲気になったり、逆に前記還元帯で酸素過剰のために酸化性雰囲気になったりすることを防ぎ、かつ、可燃成分が完全燃焼された後に前記排気ダクトから排出されることを可能にする。
On the other hand, according to the operation method of the rotary hearth furnace according to
以下、図1〜図5を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
図1〜図5に回転炉床炉1が示される。この回転炉床炉1は、外周壁2と、その内側に設けられる内周壁3と、これら外周壁2と内周壁3との間の空間を上方から覆う天井部12と、前記外周壁2と内周壁3との間に配置される円環状の回転炉床10とを具備する。前記外周壁2、前記内周壁3、及び前記天井部12は主として断熱材により構成される。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
A rotary hearth furnace 1 is shown in FIGS. The rotary hearth furnace 1 includes an outer
前記回転炉床10は、図示しない駆動装置によって、外周壁2と内周壁3との間を通りながら回転するように駆動される。この回転炉床10は、円環状の炉体フレーム4と、この炉体フレーム4上に配設された炉床断熱材5と、この炉床断熱材5上に配設された耐火物6とで構成される。前記断熱材5上には、鉄酸化物および炭素質還元剤からなる造粒ペレット7が図示しない装入口から装入される。この造粒ペレット7は、前記回転炉床10の回転を伴いながら炉内で加熱処理及び還元処理される。この処理により還元鉄が製造される。
The
この回転炉床炉1は、排ガス排出装置8を具備する。この排ガス排出装置8は、前記回転炉床炉1において隔室9を形成する隔室形成部12aと、この隔室形成部12aに接続される排気ダクト13とを具備する。
The rotary hearth furnace 1 includes an exhaust
前記隔室形成部12aは、前記天井部12に形成され、この天井部12の周方向(すなわち前記回転炉床10の回転方向)の一部を構成する。この隔室形成部12aは、前記天井部12の他の部分よりも上向きに突出していて、当該他の天井部12の下面よりも一段高い下面を有している。つまり、この隔室形成部12aの内側に、他の炉内空間から上向きに入り込んだ隔室9が形成されている。
The
前記隔室形成部12aは、前記天井部12のうち、前記回転炉床10の回転方向の一部、より具体的には前記排気ダクト13が接続されるべき排ガス排出領域11に相当する部分に形成されている。前記排気ダクト13は、前記隔室9内に連通するように前記隔室形成部12aに水平向きに接続されている。
The
前記隔室9は、炉内で発生した排ガスが前記排気ダクト13に導入されるまでの間に滞留するための滞留空間としての役割を果たす。具体的に、この隔室9は、この隔室9内に前記排ガスが滞留する時間(排気ダクト13に導入されるまでの時間)内でこの排ガス中に残留した可燃成分が燃焼することが可能となるのに十分な容積を有している。
The
前記滞留時間を稼ぐためには、図3および図4に示すように、前記隔室形成部12aの円周方向端部から下方に垂れ壁12bが突出して前記隔室9を他の炉内空間と区分することが好ましい。また、前記隔室9の容積は、この隔室9内に前記排ガスが滞留する時間が0.5秒以上となるように設定されるのが好ましい。
In order to earn the residence time, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the drooping
この実施の形態に係る排ガス排出装置8は、さらに、図3および図4に示すような絞り部15を具備する。この絞り部15は、前記隔室9の入口に設けられている。このように隔室9の入口部に設けられた絞り部15は、前記隔室9に入り込む排ガスに乱流を生じさせる。この乱流は、前記排ガス中に残留する可燃成分と当該排ガス中に含まれる残留酸素との撹拌を促す。この攪拌の促進は、前記可燃成分と前記残留酸素とを効率的に接触させ、その可燃成分の完全燃焼を図ることを可能にする。
The exhaust
なお、前記絞り部15は、前記隔室9への排ガスの入口部分の通過断面積を縮小するような部分を意味し、前記隔室9に流入した排ガスを撹拌する機能を有する。
さらに、この実施の形態では、前記隔室形成部12a(図では絞り部15)に、酸素含有ガスを吹込むための複数の酸素含有ガス吹込ノズル14が設けられる。これらの酸素含有ガス吸込ノズル14は、前記回転炉床炉1から排出される排ガス中に残留した可燃成分が完全燃焼するのに必要かつ十分な量の酸素含有ガスを前記隔室9内に投入するためのものである。
The throttling
Furthermore, in this embodiment, a plurality of oxygen-containing
この酸素含有ガスの吹込みは前記排ガスの撹拌・混合を促進させ、当該排ガス中の可燃成分をより効率的に燃焼させることを可能にする。これらの酸素含有ガス吸込ノズル14は、図示のように絞り部15に配置されてもよいし、この絞り部15から上下に外れた近傍位置に配置されてもよい。また、絞り部15を有しない隔室形成部にも配置されることが可能である。
The blowing of the oxygen-containing gas promotes the stirring and mixing of the exhaust gas, and allows combustible components in the exhaust gas to be burned more efficiently. These oxygen-containing
これら酸素含有ガス吹込ノズル14は、その酸素含有ガスの噴出方向が隔室9の形成する空間に対して斜めに傾いた方向となるように前記絞り部15に配置されるのが好ましい。この配置は、隔室9空間内に旋回流を生じせしめ、前記可燃性ガスと酸素含有ガスとの撹拌を促進し、かつ隔室9空間内に排ガスが滞留する時間を延長する。
These oxygen-containing
この酸素含有ガスの投入量は、前記隔室9内の温度がこの隔室9を構成する耐火物の許容温度以下となるように制御される必要がある。前記酸素含有ガスには、最も入手し易いものとして空気が利用可能である。その他、別のプラントから発生した酸素を含む排ガス等を利用することもできる。
The input amount of the oxygen-containing gas needs to be controlled so that the temperature in the
さらに好ましくは、前記排ガス排出装置8の排気ダクト13に図3および図5に示されるような複数の冷却媒体吸込ノズル16が設けられる。これらの冷却媒体吸込ノズル16は、前記排ガスに冷却媒体を投入するためのものである。この冷却媒体の投入は、前記排ガス温度を低下させ、アッシュ等のダクト等設備への付着や高熱による損傷を低減する。従って、前記冷却媒体吹込ノズル16の設置場所は、排気ダクト13の排ガス排出口11に可能な限り近いことが好ましい。この冷却媒体吸込ノズル16は単数であってもよい。
More preferably, the
前記冷却媒体には、最も入手し易いものとして空気を用いることが可能である。その他、別のプラントから発生した室温程度以下の温度の排ガス等を冷却ガスとして利用することも可能である。このような冷却ガス以外に、冷却効率を上げるべく、前記冷却媒体吹込ノズル16から排気ダクト13内に噴霧冷却水を投入することも可能である。冷却媒体の投入量は、排ガス温度がアッシュ等の成分の軟化点もしくは融点以下となるように制御されることが好ましい。
Air can be used as the cooling medium as it is most easily available. In addition, it is also possible to use exhaust gas or the like generated from another plant at a temperature of about room temperature or lower as a cooling gas. In addition to such a cooling gas, spray cooling water can be introduced into the
以上の記載のように、外周壁及び内周壁と、これら外周壁及び内周壁の間に設けられる回転炉床及び天井部とを備えた回転炉床炉であって、隔室形成部と排気ダクトを具備するものが提供される。前記隔室形成部は、前記天井部における前記回転炉床の回転方向の一部に形成され、他の天井部の下面よりも高い下面を有し、内側に隔室を形成する。 As described above, a rotary hearth furnace including an outer peripheral wall and an inner peripheral wall, and a rotary hearth and a ceiling provided between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall, the compartment forming part and the exhaust duct Are provided. The compartment forming part is formed in a part of the ceiling part in the rotational direction of the rotary hearth, has a lower surface higher than the lower surfaces of the other ceiling parts, and forms a compartment inside.
前記排気ダクトは前記隔室に通ずるように前記隔室形成部に接続される。そして、排ガス中に残留した可燃性成分は前記隔室内に滞留するうちに完全燃焼する。この完全燃焼は、還元鉄の製造に支障を来たすことなく、前記回転炉床炉の加熱・還元に有効利用され、燃費を向上させる。 The exhaust duct is connected to the compartment forming part so as to communicate with the compartment. The combustible component remaining in the exhaust gas completely burns while staying in the compartment. This complete combustion is effectively used for heating and reduction of the rotary hearth furnace without impeding the production of reduced iron, thereby improving fuel efficiency.
前記回転炉床炉では、より好ましくは、前記隔室の入口部に絞り部が設けられる。この絞り部は、前記排ガスに乱流を発生させて当該排ガス中に残留する可燃成分と残留酸素との撹拌を促進して両者を効率的に接触させる。これにより、前記可燃成分のより確実な完全燃焼が図られる。 In the rotary hearth furnace, more preferably, a throttle part is provided at the entrance of the compartment. This throttle part generates a turbulent flow in the exhaust gas, promotes stirring of the combustible component remaining in the exhaust gas and residual oxygen, and efficiently brings them into contact with each other. Thereby, more reliable complete combustion of the combustible component is achieved.
前記回転炉床炉では、より好ましくは、前記隔室形成部に酸素含有ガス吹込ノズルが設けられ、この酸素含有ガス吹込ノズルから隔室内に酸素含有ガスが投入される。この酸素含有ガスの量は、前記回転炉床炉から排出される排ガス中に残留した可燃成分が完全燃焼するのに必要かつ十分な量であることが好ましい。 In the rotary hearth furnace, more preferably, an oxygen-containing gas blowing nozzle is provided in the compartment forming portion, and an oxygen-containing gas is introduced into the compartment from the oxygen-containing gas blowing nozzle. The amount of the oxygen-containing gas is preferably an amount necessary and sufficient for complete combustion of the combustible component remaining in the exhaust gas discharged from the rotary hearth furnace.
このような回転炉床炉の運転は、当該回転炉床炉が加熱帯及び還元帯を含む場合に、その加熱帯が酸素不足で還元性の雰囲気になったり、逆に前記還元帯で酸素過剰のために酸化性雰囲気になったりすることを防ぎ、かつ、可燃成分が完全燃焼された後に前記排気ダクトから排出されることを可能にする。 Such a rotary hearth furnace is operated when the rotary hearth furnace includes a heating zone and a reduction zone, and the heating zone becomes a reducing atmosphere due to lack of oxygen. Therefore, an oxidative atmosphere is prevented, and the combustible component can be discharged from the exhaust duct after being completely burned.
前記炉内での未燃ガスの完全燃焼は、当該炉内から排出される排ガスを高温化し、排ガス中に含まれるアッシュ等の成分が軟化もしくは溶融して排気ダクトに付着することにより当該ダクトを閉塞させる現象を発生させる可能性がある。しかし、この現象は、前記炉内隔室から排出された直後の排ガスをアッシュ等の軟化点もしくは融点以下まで速やかに冷却することにより防止される。 The complete combustion of the unburned gas in the furnace raises the temperature of the exhaust gas discharged from the furnace, and the components such as ash contained in the exhaust gas soften or melt and adhere to the exhaust duct. There is a possibility of causing the phenomenon of blocking. However, this phenomenon is prevented by rapidly cooling the exhaust gas immediately after being discharged from the furnace compartment to a softening point such as ash or below the melting point.
その具体的手段として、前記排気ダクトに冷却媒体吹込ノズルが設けられる装置が好適である。前記冷却媒体吹込ノズルから排ガスに投入される冷却媒体が排ガス温度を低下させ、アッシュ等のダクト等設備への付着や高熱による損傷を低減する。 As a specific means thereof, an apparatus in which a cooling medium blowing nozzle is provided in the exhaust duct is suitable. The cooling medium introduced into the exhaust gas from the cooling medium blowing nozzle lowers the exhaust gas temperature, and reduces damage due to adhesion to equipment such as ducts such as ash and high heat.
1…回転炉床炉, 2…外周壁, 3…内周壁, 4…炉床フレーム,
5…炉床断熱材, 6…耐火物, 7…造粒ペレット, 8…排ガス排出装置,
9…隔室, 10…回転炉床, 11…排ガス排出口,
12…天井部, 12a…隔室形成部, 12b…垂れ壁,
13…排気ダクト, 14…酸素含有ガス吹込ノズル, 15…絞り部,
16…冷却媒体吹込ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary hearth furnace, 2 ... Outer wall, 3 ... Inner wall, 4 ... Hearth frame,
5 ... hearth insulation, 6 ... refractories, 7 ... granulated pellets, 8 ... exhaust gas discharge device,
9 ... compartment, 10 ... rotor hearth, 11 ... exhaust gas outlet,
12 ... ceiling part, 12a ... compartment forming part, 12b ... hanging wall,
13 ... exhaust duct, 14 ... oxygen-containing gas blowing nozzle, 15 ... throttle part,
16 ... Cooling medium blowing nozzle
Claims (7)
外周壁と、
この外周壁の内側に設けられる内周壁と、
これら外周壁と内周壁との間の空間を上方から覆う天井部と、
前記外周壁と内周壁との間に配置される回転炉床と、
前記天井部のうち前記回転炉床の回転方向の一部に形成された隔室形成部と、
この隔室形成部に接続される排気ダクトとを備え、
前記隔室形成部は、他の天井部の下面よりも高い下面を有し、その内側に、前記回転炉床炉内で発生した排ガスが前記排気ダクトに導入されるまでの間に滞留するための隔室を形成するものであり、
前記排気ダクトは、前記隔室内に連通するように前記隔室形成部に接続されていることを特徴とする回転炉床炉。 A rotary hearth furnace,
An outer wall,
An inner peripheral wall provided inside the outer peripheral wall;
A ceiling portion covering the space between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall from above;
A rotary hearth disposed between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall;
A compartment forming part formed in a part of the rotation direction of the rotary hearth among the ceiling part,
An exhaust duct connected to the compartment forming part,
The compartment forming part has a lower surface that is higher than the lower surfaces of the other ceiling parts, and the exhaust gas generated in the rotary hearth furnace stays inside the chamber until it is introduced into the exhaust duct. Forming a compartment of
The rotary exhaust hearth furnace, wherein the exhaust duct is connected to the compartment forming portion so as to communicate with the compartment.
前記隔室内に酸素含有ガスを投入するための酸素含有ガス吹込ノズルが前記隔室形成部に設けられていることを特徴とする回転炉床炉。 The rotary hearth furnace according to claim 1,
A rotary hearth furnace, wherein an oxygen-containing gas blowing nozzle for introducing an oxygen-containing gas into the compartment is provided in the compartment forming portion.
前記隔室形成部は、その入口部分に、他の部分よりも前記隔室内への前記排ガスの流入方向についての流路断面積が小さい絞り部を有することを特徴とする回転炉床炉。 The rotary hearth furnace according to claim 1,
The compartment forming part has a throttle part having a narrowed flow passage cross-sectional area in the inlet direction of the exhaust gas flowing into the compartment as compared with other parts.
前記絞り部またはその近傍に、前記隔室内に酸素含有ガスを投入するための酸素含有ガス吹込ノズルが設けられていることを特徴とする回転炉床炉。 The rotary hearth furnace according to claim 3,
A rotary hearth furnace characterized in that an oxygen-containing gas blowing nozzle for introducing an oxygen-containing gas into the compartment is provided at or near the throttle portion.
前記酸素含有ガス吹込ノズルが前記隔室を側方から囲む複数の位置にそれぞれ設けられ、各酸素含有ガス吹込ノズルはその酸素含有ガスの噴出方向が前記隔室の中心に向かう方向に対して前記排ガスの導入方向と直交する方向に傾く方向となるように配置されることを特徴とする回転炉床炉。 The rotary hearth furnace according to claim 2 or 4,
The oxygen-containing gas blowing nozzles are respectively provided at a plurality of positions surrounding the compartment from the side, and each oxygen-containing gas blowing nozzle has the oxygen-containing gas blowing direction toward the center of the compartment. A rotary hearth furnace arranged so as to be inclined in a direction orthogonal to an introduction direction of exhaust gas.
前記排気ダクト内に冷却媒体を投入するための冷却媒体吹込ノズルが当該排気ダクトに設けられていることを特徴とする回転炉床炉。 In the rotary hearth furnace according to any one of claims 1 to 5,
A rotary hearth furnace, wherein a cooling medium blowing nozzle for introducing a cooling medium into the exhaust duct is provided in the exhaust duct.
前記回転炉床炉から排出される排ガス中に残留した可燃成分が完全燃焼するのに必要かつ十分な量の酸素含有ガスを前記酸素含有ガス吹込ノズルから前記隔室内に投入することを特徴とする回転炉床炉の運転方法。
A method for operating a rotary hearth furnace according to any one of claims 2, 4 and 5,
An oxygen-containing gas in an amount necessary and sufficient for complete combustion of combustible components remaining in the exhaust gas discharged from the rotary hearth furnace is introduced into the compartment from the oxygen-containing gas blowing nozzle. Operation method of rotary hearth furnace.
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