JP4273614B2 - ペレット無酸化連続冷却方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高温度のペレットを無酸化状態にて連続的に冷却する冷却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インメテコ法と称される金属還元処理方法は、周知のように、ダスト状の金属酸化物（酸化鉄，酸化ニッケル等）と還元剤（石炭，コークス等）を結合材とともに混合し造粒することにより直径１０〜３０ｍｍのペレット（還元ペレットという。）を形成し、該ペレットを熱処理炉内に装入して１２００℃程度の高温度に加熱することにより、金属を還元し回収するものである。
【０００３】
ところで、熱処理炉から抽出した高温度のペレットは、空気中での再酸化を防ぐためにＮ２等の無酸化性雰囲気ガス中にて冷却する必要があり、そのための冷却設備として、従来から例えば還元雰囲気充填槽を通過させる方式があるが、この方式は冷却速度が遅いため設備が大型化し不経済であった。また、回転ドラム中にペレットを装入し、該回転ドラムの内外に水スプレーをする方法も考えられたが、この方式ではペレットが高温域で急冷されることとなるので、ペレットの圧潰強度が損なわれ次の精錬工程におけるペレットの損壊、および再酸化が懸念される状況であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点に対し、上記のような高温度のペレットを連続的に効率よく冷却し得る方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明のペレット無酸化連続冷却方法は、内部が無酸化性雰囲気ガスに保持された回転ドラムを略水平に保持し、熱処理炉から抽出した高温度のペレットを該回転ドラム内に装入して該回転ドラムを回転することにより該ペレットを該回転ドラム中に進行させるとともに、該回転ドラムの下の被熱物装入側に近い高温域と被熱物抽出側に近い低温域とにそれぞれ水受槽を設け、該高温域では該高温域に設けられた水受槽の水を該回転ドラムの外周にスプレーすることにより主として気化熱により該回転ドラムを冷却し、該低温域では該低温域に設けられた水受槽の水をクーラに循環させ冷水として該回転ドラムの外周にスプレーするようにしたことを特徴とするものである。
また、本発明は上記ペレット無酸化連続冷却方法において、高温域に設けられた水受槽と低温域に設けられた水受槽とを配管によって連通状にしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を上記還元ペレットの無酸化連続冷却設備について図面とともに説明する。図１は本発明に係る設備全体の概略図で、１は装入口２から投入された上記還元ペレットを無酸化状態にて１２００℃程度に加熱し還元処理をする回転炉床式の熱処理炉、３は該熱処理炉から抽出された１０００℃程度の高温度の還元ペレットを本発明に係る無酸化連続冷却設備４に自重で装入するために設けられた傾斜状の装入筒である。
【０００７】
無酸化連続冷却設備４は、図２〜図７に詳細を示したように、内周面に送り羽根５が螺旋状に固設された円筒形の回転ドラム６を台７上に回転自在に軸支された複数のローラ８により略水平に保持するとともに、該回転ドラムの外周面に形成された歯車９とモータ１０のピニオン１１とを噛合させ、該モータの駆動により該回転ドラムを低速回転（１ｒｐｍ程度）させることで、該回転ドラム内に装入された還元ペレット（以下、被熱物ｐという。）が上記送り羽根５のリードにより矢印の方向にゆっくり移送されるよう構成される。
【０００８】
回転ドラム６の装入端部１２は少し細径に形成され、フレーム１３上に固設された円形の蓋体１４を該装入端部１２の開口端に外嵌し、その隙間を塞ぐべく該蓋体１４の開口端に弾性シール部材１５を設けている。そして、該蓋体１４に前記装入筒３を貫通状に設けている。また、回転ドラム６の抽出端部１６はテーパ状に細径に形成され、フレーム１７上に固設された円形の蓋体１８を該抽出端部１６の開口端に外嵌し、その隙間を塞ぐべく該蓋体１８の開口端に弾性シール部材１９を設けている。そして該蓋体１８の下辺に抽出筒２０を垂下状に形成している。
【０００９】
２１，２２は回転ドラム６内にＮ２等の無酸化性雰囲気ガスを充満させるために蓋体１４，１８に夫々接続された雰囲気ガス供給口、２３，２４は弾性シール部材１５，１９の付近に外気の侵入を防ぐために設けられた雰囲気ガス供給口、２５は同じく抽出筒２０に外気の侵入を防ぐために設けられた雰囲気ガス供給口である。これによって回転ドラム６内が無酸化性雰囲気ガスに保持される。また、２６は回転ドラム６内の装入側温度を測定するため蓋体１４に設けられた熱電対、２７は回転ドラム６内の抽出側温度を測定するため蓋体１８に設けられた熱電対である。
【００１０】
また、２８ａ，２８ｂは回転ドラム６の下部に設けられた水受槽、２９は被熱物装入側に近い高温域ａにて回転ドラム６の外周を囲むように水受槽２８ａ上に形成されたチャンバ、３０は該チャンバ内で回転ドラム６の外周面に相対するように複数個設けられた散水ノズル、３１は該散水ノズル３０に水を補給する給水管、３２は水受槽２８ａの水を汲み上げて散水ノズル３０より回転ドラム６の外周にスプレーする給水ポンプ、３３はチャンバ２９の上部に開設された水蒸気排出口である。なお、水受槽２８ａと水受槽２８ｂとは配管３４で連通状にある。
【００１１】
また、被熱物抽出側に近い該回転ドラム６の低温域ｂでは、フレーム４０によって複数個の散水ノズル３５を該回転ドラム６の外周面に相対するように設けている。３６は水受槽２８ｂの水をクーラ（クーリングタワー）３７に循環させて冷水とし給水管３９を通して散水ノズル３５に圧送する給水ポンプである。なおこの回転ドラム６の低温域ｂについては、図７に示したように、内周面の送り羽根５間に伝熱フィン３８が植設されている。
【００１２】
このように構成した冷却設備４では、熱処理炉１から抽出された１０００℃程度の高温度の被熱物ｐが回転ドラム６内に装入されることで、該装入側に近い回転ドラム６の外周面は高温度になる。このため、高温域ａでは散水ノズル３０からスプレーされた水の大部分はすぐに１００℃以上に温度上昇して蒸発し大量の気化熱を奪い水受槽２８aには温水が滴下する。そしてその温水は給水ポンプ３２により再び汲み上げられて散水ノズル３０からスプレーされる。このように高温域ａでは回転ドラム６の外周面を水の気化熱により冷却することにより、熱貫流率を４０ｋｃａｌ／ｍ２ｈ℃以上に設定することが可能となり、この高温域ａを通過することにより被熱物ｐは４００℃程度に冷却される。なお、チャンバ２９は水蒸気の拡散を防ぐために設けられている。
【００１３】
そして、該被熱物ｐは回転ドラム６内を被熱物抽出側に近い低温域ｂに進行すると、散水ノズル３５からクーラ３７によって３５℃以下に冷却された水が該回転ドラム６の外周面にスプレーされることによりさらに８０℃以下に冷却される。なお、３５℃以下に冷却された水をスプレーすることによりこの低温域ｂにおける熱貫流率を３５ｋｃａｌ／ｍ２ｈ℃以上に設定することが可能となる。また、前記伝熱フィン３８は回転ドラム６の皮殻と被熱物ｐとの熱伝達性を向上させ、この熱貫流率を向上させるのに一層効果的である。そして、抽出筒２０からは８０℃以下に冷却された被熱物ｐが外部に抽出される。４１はこうして抽出された被熱物ｐを搬送するコンベヤを示す。
【００１４】
なお、被熱物ｐの各部の温度はその装入量や装入時の温度等により変化するが、散水ノズル３０，３５の散水量や回転ドラム６の回転速度等を調節することにより制御可能である。このように被熱物ｐは回転ドラム６内にて水と接触することなく冷却されるので、急冷による圧潰強度損減等のおそれがないとともに、該被熱物ｐ中に水分を残留させるおそれがないので、前記還元ペレットを想定した場合では次工程における精錬上の問題を生じさせない利点がある。なお、本発明の連続冷却設備にて冷却する被熱物は、この実施形態に示した還元ペレットに限らず、無酸化状態で冷却する必要のある高温度の粒状物に広く適応できる。
【００１５】
【発明の効果】
このように本発明のペレット無酸化連続冷却方法は、内部が無酸化性雰囲気ガスに保持された回転ドラムを略水平に保持し、熱処理炉から抽出したペレットを該回転ドラム内に装入して該回転ドラムを回転することにより該ペレットを該回転ドラム中に進行させるとともに、該回転ドラムの下の被熱物装入側に近い高温域と被熱物抽出側に近い低温域とにそれぞれ水受槽を設け、該高温域では該高温域に設けられた水受槽の水を該回転ドラムの外周にスプレーすることにより主として気化熱により該回転ドラムを冷却し、該低温域では該低温域に設けられた水受槽の水をクーラに循環させ冷水として該回転ドラムの外周にスプレーするので、高温域および低温域の熱貫流率を夫々高く設定することができ、このために、回転ドラムが大型化することなく設備コストが軽減される。そして、熱処理炉から抽出した高温度のペレットを無酸化状態にて連続的に効率よく冷却し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るペレット無酸化連続冷却設備の実施形態を示す全体の概略図。
【図２】 図１のペレット無酸化連続冷却設備の詳細を示した縦断面図。
【図３】 図２のＡ−Ａ線矢視拡大図。
【図４】 図２のＢ−Ｂ線断面拡大図。
【図５】 図２のＣ−Ｃ線断面拡大図。
【図６】 図２のＤ−Ｄ線断面拡大図。
【図７】 図６のＥ−Ｅ線断面拡大図。
【符号の説明】
ｐ 被熱物（ペレット）
ａ 高温域
ｂ 低温域
１ 熱処理炉
４ 無酸化連続冷却設備
５ 送り羽根
６ 回転ドラム
８ ローラ
１０ モータ
２１，２２ 雰囲気ガス供給口
２８ａ，２８ｂ 水受槽
２９ チャンバ
３０ 散水ノズル
３２ 給水ポンプ
３４ 配管
３５ 散水ノズル
３６ 給水ポンプ
３７ クーラ
３８ 伝熱フィン
【発明の属する技術分野】
本発明は高温度のペレットを無酸化状態にて連続的に冷却する冷却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インメテコ法と称される金属還元処理方法は、周知のように、ダスト状の金属酸化物（酸化鉄，酸化ニッケル等）と還元剤（石炭，コークス等）を結合材とともに混合し造粒することにより直径１０〜３０ｍｍのペレット（還元ペレットという。）を形成し、該ペレットを熱処理炉内に装入して１２００℃程度の高温度に加熱することにより、金属を還元し回収するものである。
【０００３】
ところで、熱処理炉から抽出した高温度のペレットは、空気中での再酸化を防ぐためにＮ２等の無酸化性雰囲気ガス中にて冷却する必要があり、そのための冷却設備として、従来から例えば還元雰囲気充填槽を通過させる方式があるが、この方式は冷却速度が遅いため設備が大型化し不経済であった。また、回転ドラム中にペレットを装入し、該回転ドラムの内外に水スプレーをする方法も考えられたが、この方式ではペレットが高温域で急冷されることとなるので、ペレットの圧潰強度が損なわれ次の精錬工程におけるペレットの損壊、および再酸化が懸念される状況であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点に対し、上記のような高温度のペレットを連続的に効率よく冷却し得る方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明のペレット無酸化連続冷却方法は、内部が無酸化性雰囲気ガスに保持された回転ドラムを略水平に保持し、熱処理炉から抽出した高温度のペレットを該回転ドラム内に装入して該回転ドラムを回転することにより該ペレットを該回転ドラム中に進行させるとともに、該回転ドラムの下の被熱物装入側に近い高温域と被熱物抽出側に近い低温域とにそれぞれ水受槽を設け、該高温域では該高温域に設けられた水受槽の水を該回転ドラムの外周にスプレーすることにより主として気化熱により該回転ドラムを冷却し、該低温域では該低温域に設けられた水受槽の水をクーラに循環させ冷水として該回転ドラムの外周にスプレーするようにしたことを特徴とするものである。
また、本発明は上記ペレット無酸化連続冷却方法において、高温域に設けられた水受槽と低温域に設けられた水受槽とを配管によって連通状にしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を上記還元ペレットの無酸化連続冷却設備について図面とともに説明する。図１は本発明に係る設備全体の概略図で、１は装入口２から投入された上記還元ペレットを無酸化状態にて１２００℃程度に加熱し還元処理をする回転炉床式の熱処理炉、３は該熱処理炉から抽出された１０００℃程度の高温度の還元ペレットを本発明に係る無酸化連続冷却設備４に自重で装入するために設けられた傾斜状の装入筒である。
【０００７】
無酸化連続冷却設備４は、図２〜図７に詳細を示したように、内周面に送り羽根５が螺旋状に固設された円筒形の回転ドラム６を台７上に回転自在に軸支された複数のローラ８により略水平に保持するとともに、該回転ドラムの外周面に形成された歯車９とモータ１０のピニオン１１とを噛合させ、該モータの駆動により該回転ドラムを低速回転（１ｒｐｍ程度）させることで、該回転ドラム内に装入された還元ペレット（以下、被熱物ｐという。）が上記送り羽根５のリードにより矢印の方向にゆっくり移送されるよう構成される。
【０００８】
回転ドラム６の装入端部１２は少し細径に形成され、フレーム１３上に固設された円形の蓋体１４を該装入端部１２の開口端に外嵌し、その隙間を塞ぐべく該蓋体１４の開口端に弾性シール部材１５を設けている。そして、該蓋体１４に前記装入筒３を貫通状に設けている。また、回転ドラム６の抽出端部１６はテーパ状に細径に形成され、フレーム１７上に固設された円形の蓋体１８を該抽出端部１６の開口端に外嵌し、その隙間を塞ぐべく該蓋体１８の開口端に弾性シール部材１９を設けている。そして該蓋体１８の下辺に抽出筒２０を垂下状に形成している。
【０００９】
２１，２２は回転ドラム６内にＮ２等の無酸化性雰囲気ガスを充満させるために蓋体１４，１８に夫々接続された雰囲気ガス供給口、２３，２４は弾性シール部材１５，１９の付近に外気の侵入を防ぐために設けられた雰囲気ガス供給口、２５は同じく抽出筒２０に外気の侵入を防ぐために設けられた雰囲気ガス供給口である。これによって回転ドラム６内が無酸化性雰囲気ガスに保持される。また、２６は回転ドラム６内の装入側温度を測定するため蓋体１４に設けられた熱電対、２７は回転ドラム６内の抽出側温度を測定するため蓋体１８に設けられた熱電対である。
【００１０】
また、２８ａ，２８ｂは回転ドラム６の下部に設けられた水受槽、２９は被熱物装入側に近い高温域ａにて回転ドラム６の外周を囲むように水受槽２８ａ上に形成されたチャンバ、３０は該チャンバ内で回転ドラム６の外周面に相対するように複数個設けられた散水ノズル、３１は該散水ノズル３０に水を補給する給水管、３２は水受槽２８ａの水を汲み上げて散水ノズル３０より回転ドラム６の外周にスプレーする給水ポンプ、３３はチャンバ２９の上部に開設された水蒸気排出口である。なお、水受槽２８ａと水受槽２８ｂとは配管３４で連通状にある。
【００１１】
また、被熱物抽出側に近い該回転ドラム６の低温域ｂでは、フレーム４０によって複数個の散水ノズル３５を該回転ドラム６の外周面に相対するように設けている。３６は水受槽２８ｂの水をクーラ（クーリングタワー）３７に循環させて冷水とし給水管３９を通して散水ノズル３５に圧送する給水ポンプである。なおこの回転ドラム６の低温域ｂについては、図７に示したように、内周面の送り羽根５間に伝熱フィン３８が植設されている。
【００１２】
このように構成した冷却設備４では、熱処理炉１から抽出された１０００℃程度の高温度の被熱物ｐが回転ドラム６内に装入されることで、該装入側に近い回転ドラム６の外周面は高温度になる。このため、高温域ａでは散水ノズル３０からスプレーされた水の大部分はすぐに１００℃以上に温度上昇して蒸発し大量の気化熱を奪い水受槽２８aには温水が滴下する。そしてその温水は給水ポンプ３２により再び汲み上げられて散水ノズル３０からスプレーされる。このように高温域ａでは回転ドラム６の外周面を水の気化熱により冷却することにより、熱貫流率を４０ｋｃａｌ／ｍ２ｈ℃以上に設定することが可能となり、この高温域ａを通過することにより被熱物ｐは４００℃程度に冷却される。なお、チャンバ２９は水蒸気の拡散を防ぐために設けられている。
【００１３】
そして、該被熱物ｐは回転ドラム６内を被熱物抽出側に近い低温域ｂに進行すると、散水ノズル３５からクーラ３７によって３５℃以下に冷却された水が該回転ドラム６の外周面にスプレーされることによりさらに８０℃以下に冷却される。なお、３５℃以下に冷却された水をスプレーすることによりこの低温域ｂにおける熱貫流率を３５ｋｃａｌ／ｍ２ｈ℃以上に設定することが可能となる。また、前記伝熱フィン３８は回転ドラム６の皮殻と被熱物ｐとの熱伝達性を向上させ、この熱貫流率を向上させるのに一層効果的である。そして、抽出筒２０からは８０℃以下に冷却された被熱物ｐが外部に抽出される。４１はこうして抽出された被熱物ｐを搬送するコンベヤを示す。
【００１４】
なお、被熱物ｐの各部の温度はその装入量や装入時の温度等により変化するが、散水ノズル３０，３５の散水量や回転ドラム６の回転速度等を調節することにより制御可能である。このように被熱物ｐは回転ドラム６内にて水と接触することなく冷却されるので、急冷による圧潰強度損減等のおそれがないとともに、該被熱物ｐ中に水分を残留させるおそれがないので、前記還元ペレットを想定した場合では次工程における精錬上の問題を生じさせない利点がある。なお、本発明の連続冷却設備にて冷却する被熱物は、この実施形態に示した還元ペレットに限らず、無酸化状態で冷却する必要のある高温度の粒状物に広く適応できる。
【００１５】
【発明の効果】
このように本発明のペレット無酸化連続冷却方法は、内部が無酸化性雰囲気ガスに保持された回転ドラムを略水平に保持し、熱処理炉から抽出したペレットを該回転ドラム内に装入して該回転ドラムを回転することにより該ペレットを該回転ドラム中に進行させるとともに、該回転ドラムの下の被熱物装入側に近い高温域と被熱物抽出側に近い低温域とにそれぞれ水受槽を設け、該高温域では該高温域に設けられた水受槽の水を該回転ドラムの外周にスプレーすることにより主として気化熱により該回転ドラムを冷却し、該低温域では該低温域に設けられた水受槽の水をクーラに循環させ冷水として該回転ドラムの外周にスプレーするので、高温域および低温域の熱貫流率を夫々高く設定することができ、このために、回転ドラムが大型化することなく設備コストが軽減される。そして、熱処理炉から抽出した高温度のペレットを無酸化状態にて連続的に効率よく冷却し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るペレット無酸化連続冷却設備の実施形態を示す全体の概略図。
【図２】 図１のペレット無酸化連続冷却設備の詳細を示した縦断面図。
【図３】 図２のＡ−Ａ線矢視拡大図。
【図４】 図２のＢ−Ｂ線断面拡大図。
【図５】 図２のＣ−Ｃ線断面拡大図。
【図６】 図２のＤ−Ｄ線断面拡大図。
【図７】 図６のＥ−Ｅ線断面拡大図。
【符号の説明】
ｐ 被熱物（ペレット）
ａ 高温域
ｂ 低温域
１ 熱処理炉
４ 無酸化連続冷却設備
５ 送り羽根
６ 回転ドラム
８ ローラ
１０ モータ
２１，２２ 雰囲気ガス供給口
２８ａ，２８ｂ 水受槽
２９ チャンバ
３０ 散水ノズル
３２ 給水ポンプ
３４ 配管
３５ 散水ノズル
３６ 給水ポンプ
３７ クーラ
３８ 伝熱フィン
Claims (2)
- 内部が無酸化性雰囲気ガスに保持された回転ドラムを略水平に保持し、熱処理炉から抽出したペレットを該回転ドラム内に装入して該回転ドラムを回転することにより該ペレットを該回転ドラム中に進行させるとともに、該回転ドラムの下の被熱物装入側に近い高温域と被熱物抽出側に近い低温域とにそれぞれ水受槽を設け、該高温域では該高温域に設けられた水受槽の水を該回転ドラムの外周にスプレーすることにより主として気化熱により該回転ドラムを冷却し、該低温域では該低温域に設けられた水受槽の水をクーラに循環させ冷水として該回転ドラムの外周にスプレーするようにしたことを特徴とするペレット無酸化連続冷却方法。
- 高温域に設けられた水受槽と低温域に設けられた水受槽とを配管によって連通状にしたことを特徴とする請求項１に記載したペレット無酸化連続冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000065796A JP4273614B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | ペレット無酸化連続冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000065796A JP4273614B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | ペレット無酸化連続冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001255077A JP2001255077A (ja) | 2001-09-21 |
| JP4273614B2 true JP4273614B2 (ja) | 2009-06-03 |
Family
ID=18585264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000065796A Expired - Lifetime JP4273614B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | ペレット無酸化連続冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| EP2889568A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-01 | Technip France | Rotary cooler |
-
2000
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001255077A (ja) | 2001-09-21 |
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