特開 2024-56162 高炉用原料製造装置及び高炉用原料製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024056162

(43)【公開日】2024-04-23

(54)【発明の名称】高炉用原料製造装置及び高炉用原料製造方法

(51)【国際特許分類】

   C10B 47/20 20060101AFI20240416BHJP

   C10B 53/08 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

C10B47/20

C10B53/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022162880

(22)【出願日】2022-10-11

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(74)【代理人】

【識別番号】100123386

【弁理士】

【氏名又は名称】熊坂 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100196667

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】横森 玲

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 成人

(72)【発明者】

【氏名】廣池 承一郎

【テーマコード（参考）】

4H012

【Ｆターム（参考）】

4H012KA06

(57)【要約】

【課題】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。
【解決手段】乾留炉１に装入された成型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、乾留炉１に連通するように乾留炉１の側壁部８０に接続され、乾留炉１の内部に装入される成型物のうちの粉体を回収するダクト９０と、側壁部８０に対して下端部を中心として回動可能に設けられた蓋部９２と、を有しており、下端部を中心として回動して乾留炉１の内部側に向かって開くことによって乾留炉１とダクトを連通する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

乾留炉に装入された成型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、
前記乾留炉の内部と連通可能に前記乾留炉の側壁部に接続され、前記乾留炉に装入される前記成型物のうちの粉体を回収するダクトと、
前記側壁部に対して下端部を中心として回動可能に設けられた蓋部と、を有しており、
前記蓋部は、前記下端部を中心として回動して前記乾留炉の内部側に向かって開くことにより前記乾留炉と前記ダクトを連通する
高炉用原料製造装置。

【請求項2】

前記乾留炉の側壁部における前記蓋部よりも上側であって、かつ、前記乾留炉の上下方向から見て前記蓋部の少なくとも一部と互いに重なり合う位置に設けられ、前記成型物を前記乾留炉に装入する装入シュートを更に有しており、
前記蓋部は前記ダクトを開放した状態で、前記装入シュートから前記乾留炉に装入される前記成型物のうちの粉体を受け止めると共に前記ダクトに向かって流動させるように構成されている
請求項１に記載の高炉用原料製造装置。

【請求項3】

前記ダクトは、前記粉体を通す篩を有しており、前記篩を介して前記粉体を回収するように構成されている
請求項１に記載の高炉用原料製造装置。

【請求項4】

前記ダクトは、前記粉体を通す篩を有しており、前記篩を介して前記粉体を回収するように構成されている
請求項２に記載の高炉用原料製造装置。

【請求項5】

前記篩の外周縁部の一部分は前記蓋部の上端部に連結され、かつ、
前記篩の中心を挟んで前記外周縁部の一部分とは反対側に位置する前記篩の外周縁部の他の部分は、前記ダクトの内壁面のうちの上側の内壁面に前記ダクトの長手方向に沿って移動可能に連結されている
請求項３に記載の高炉用原料製造装置。

【請求項6】

前記篩の外周縁部の一部分は前記蓋部の上端部に連結され、かつ、
前記篩の中心を挟んで前記外周縁部の一部分とは反対側に位置する前記篩の外周縁部の他の部分は、前記ダクトの内壁面のうちの上側の内壁面に前記ダクトの長手方向に沿って移動可能に連結されている
請求項４に記載の高炉用原料製造装置。

【請求項7】

前記ダクトを閉じた状態からの前記蓋部の開き角度は６０°以下である
請求項１に記載の高炉用原料製造装置。

【請求項8】

前記蓋部を開いた状態において、前記篩と水平面との成す角度が３０°以上である
請求項３に記載の高炉用原料製造装置。

【請求項9】

前記蓋部を開いた状態において、前記蓋部の上端部と前記装入シュートの開口部における下端部との前記乾留炉の高さ方向での距離ｄ、及び、
水平方向での前記蓋部の上端部と前記蓋部の下端部との距離ｗ２が、前記乾留炉の奥行方向の内寸Ｗ１に対してそれぞれ下記式を満たす
請求項２に記載の高炉用原料製造装置。
０．２≦ｄ／Ｗ１≦０．５
０．３５≦ｗ２／Ｗ１≦０．５５

【請求項10】

請求項１ないし９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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化の観点から、鉄鋼業界においてＣＯ_２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が急務となっている。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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１－５７９７０号公報

【特許文献2】特開２０１１－１６２２７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

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。

【0009】

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。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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

成型物を乾留炉に供給する際に特許文献２に記載の分散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。

【0013】

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。

【課題を解決するための手段】

【0014】

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成型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、前記乾留炉の内部と連通可能に前記乾留炉の側壁部に接続され、前記乾留炉に装入される前記成型物のうちの粉体を回収するダクトと、前記側壁部に対して下端部を中心として回動可能に設けられた蓋部と、を有しており、前記蓋部は、前記下端部を中心として回動して前記乾留炉の内部側に向かって開くことにより前記乾留炉と前記ダクトを連通する高炉用原料製造装置。
［２］前記乾留炉の側壁部における前記蓋部よりも上側であって、かつ、前記乾留炉の上下方向から見て前記蓋部の少なくとも一部と互いに重なり合う位置に設けられ、前記成型物を前記乾留炉に装入する装入シュートを更に有しており、前記蓋部は前記ダクトを開放した状態で、前記装入シュートから前記乾留炉に装入される前記成型物のうちの粉体を受け止めると共に前記ダクトに向かって流動させるように構成されている［１］に記載の高炉用原料製造装置。
［３］前記ダクトは、前記粉体を通す篩を有しており、前記篩を介して前記粉体を回収するように構成されている上記の［１］に記載の高炉用原料製造装置。
［４］前記ダクトは、前記粉体を通す篩を有しており、前記篩を介して前記粉体を回収するように構成されている上記の［２］に記載の高炉用原料製造装置。
［５］前記篩の外周縁部の一部分は前記蓋部の上端部に連結され、かつ、前記篩の中心を挟んで前記外周縁部の一部分とは反対側に位置する前記篩の外周縁部の他の部分は、前記ダクトの内壁面のうちの上側の内壁面に前記ダクトの長手方向に沿って移動可能に連結されている上記の［３］に記載の高炉用原料製造装置。
［６］前記篩の外周縁部の一部分は前記蓋部の上端部に連結され、かつ、前記篩の中心を挟んで前記外周縁部の一部分とは反対側に位置する前記篩の外周縁部の他の部分は、前記ダクトの内壁面のうちの上側の内壁面に前記ダクトの長手方向に沿って移動可能に連結されている上記の［４］に記載の高炉用原料製造装置。
［７］前記ダクトを閉じた状態からの前記蓋部の開き角度は６０°以下である上記の［１］に記載の高炉用原料製造装置。
［８］前記蓋部を開いた状態において、前記篩と水平面との成す角度が３０°以上である上記の［３］に記載の高炉用原料製造装置。
［９］前記蓋部を開いた状態において、前記蓋部の上端部と前記装入シュートの開口部における下端部との前記乾留炉の高さ方向での距離ｄ、及び、水平方向での前記蓋部の上端部と前記蓋部の下端部との距離ｗ２が、前記乾留炉の奥行方向の内寸Ｗ１に対してそれぞれ下記式を満たす上記の［２］に記載の高炉用原料製造装置。
０．２≦ｄ／Ｗ≦０．５、
０．３５≦ｗ/Ｗ≦０．５５
［１０］上記の［１］ないし［９］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。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、乾留炉内に装入される成型物のうちの粉体を回収できるので、粉体が偏った位置に堆積することを抑制できる。これにより、粉体の偏析による通気性の悪化による乾留不良が抑制され、高炉用原料の品質及び生産性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】従来の竪型乾留炉の一例を示す側面模式図である。

【図2】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。

【図3】図２に示す蓋部が閉じた状態を示す図である。

【図4】蓋部の開き角度を説明するための図である。

【図5】ダクトに粉体を回収している状態を説明するための図である。

【図6】実施例１における蓋部と粉体除去率との関係を示す図である。

【図7】実施例２における蓋部と粉体除去率との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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に分離して乾留炉本体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。

【0021】

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を厚さ方向に貫通して開口部が形成され、その開口部に装入シュート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には、ダクト９０が接続されている。ダクト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回収するものであり、側壁部８０を厚さ方向に貫通して形成された開口部９１に接続されている。ダクト９０の開口部９１は、粉体を効率よく回収するために、乾留炉１の上下方向から見て、ダクト９０の開口部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。成型物に含まれる粉体については後述する。

【0022】

ダクト９０は、図２に示す例では、開口部９１から下側に向かって傾斜して延びており、ダクト９０の傾斜角度は粉体の安息角よりも大きい角度に設定されている。そのため、ダクト９０に装入あるいは回収された粉体は自重によってダクト９０に沿って下方に滑り落ちるようになっている。

【0023】

ダクト９０の開口部９１の形状は一例として、円形や矩形であってよい。本実施形態においては、矩形である。ダクト９０の断面形状は一例として、円形や矩形であってよい。ダクト９０の開口部９１の内寸あるいは内接円の直径、及び、ダクト９０の内寸あるいは内接円の直径は、粉体の粒径よりも大きく、成型物の粒径程度に設定されることが好ましく、成型物の粒径の１．５倍程度に設定されることがより好ましい。ダクト９０や開口部９１の各サイズは、それらの内部を粉体が移動できるサイズに設定されていればよい。

【0024】

ダクト９０における乾留炉１側の内壁面のうち、上側の内壁面は、図２に示すように、上方に向かって凸となった曲面状（以下、曲面と記す。）をしている。その曲面に、前記曲面に沿って延びる図示しないレールが設けられている。当該レールに後述する篩がレールに沿って移動可能に連結されている。

【0025】

上述したダクト９０の開口部９１には、乾留炉１の内部へダクト９０を連通し、また、乾留炉１とダクト９０との連通を遮断する蓋部９２が設けられている。図２には、蓋部９２を開いてダクト９０と乾留炉１とが連通した状態を示してあり、図３には、蓋部９２を閉じてダクト９０と乾留炉１との連通を遮断した状態を示してある。蓋部９２は、開口部９１を開閉できればよく、その形状は限定されないが、例えば、平板状に形成されていてよい。本実施形態においては、蓋部９２はダクト９０の開口部９１の外形とほぼ同形状の矩形をしている。蓋部９２は、ダクト９０を覆う大きさに形成されていても、あるいは、ダクト９０の開口部９１に嵌り合う形状に形成されていてもよい。

【0026】

蓋部９２は、側壁部８０において蓋部９２の下端部を中心として回動可能で、かつ、図２に示すように、乾留炉１の内部側に向かって開くようになっている。

【0027】

図４は、蓋部９２の開く角度を説明するための図である。開き角度θ１は、蓋部９２の下端部を中心として乾留炉１の内部側に向かって蓋部９２を回動させた場合における側壁部８０と蓋部９２との成す角度の最大の角度であり、当該開き角度の最大値は予め設定されている。開き角度θ１は後述する式（１）および式（２）を満たすように設定される。蓋部９２の開き角度がθ１となった場合には、図示しないストッパーによって蓋部９２のそれ以上の回動を阻止するように構成されていてよい。なお、側壁部８０に蓋部９２の下端部を回動可能に連通する手段は限定されないが、一例としてヒンジを挙げることができる。

【0028】

蓋部９２の下端部を中心として蓋部９２を回動させることによって、乾留炉１の内部に対してダクト９０を開閉させるアクチュエータと、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）とが設けられている。アクチュエータは限定されないが、例えば、油圧ピストンタイプのアクチュエータであってよく、図示しない油圧源からの油圧により、蓋部９２を予め定めた角度回動させるように構成されていてよい。あるいは、図示しないモータの出力するトルクによって蓋部９２を予め定めた角度回動させるように構成されていてよい。制御装置は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、入力されるデータや予め記憶されているデータなどに基づいて演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。制御装置は、予め設定されたタイミングや、入力される信号をトリガーとして油圧ピストンタイプのアクチュエータやモータの動作を制御するように構成されていてよい。なお、制御装置に代えて、オペレータによって油圧ピストンタイプのアクチュエータやモータの動作を制御してもよい。

【0029】

図５は、ダクトに粉体を回収している状態を説明するための図である。蓋部９２は、乾留炉１の内部に装入シュート１０から装入された成型物のうち、主として成型物に含まれる粉体を受け止めてダクト９０に案内する。上述したように、成型物は、成型物層（上層）と粉体層（下層）の２層に分離した状態で乾留炉１に供給されるので、図５に示すように、蓋部９２の上端部の位置が、装入シュート１０から装入される粉体と成型物との境界部分となるように、蓋部９２のサイズと蓋部９２の開き角度θ１とが設定される。このように、蓋部９２のサイズと蓋部９２の開き角度θ１とを設定することで、成型物に含まれる粉体を受け止めてダクト９０に案内して回収できる。なお、乾留炉１内の上述した境界部分の位置は、実験によって予め求め、求めた境界部分の位置に基づいて、蓋部９２のサイズと蓋部９２の開き角度θ１とを設定することができる。また、蓋部９２は受け止めた粉体をダクト９０に案内するものであるので、平板形状に代えて樋形状でもよい。

【0030】

蓋部９２による成型物のうちの粉体の除去は、主として蓋部９２と粉体との接触面積に依存する。そのため、蓋部９２を開いた状態つまり蓋部９２の開き角度が設定された最大の角度θ１となっている場合における、蓋部９２の上端部の位置は、装入シュート１０から装入される成型物の層にやや干渉する位置に設定されることが好ましい。具体的には、図５に示すように、開いた状態の蓋部９２の上端部と装入シュート１０の開口部の下端部との間の、乾留炉１の高さ方向での距離ｄ（ｍｍ）、及び、開いた状態の蓋部９２の上端部と蓋部９２の下端部との間の水平方向での距離ｗ２（ｍｍ）は、乾留炉１の奥行方向Ｓの内寸Ｗ１（ｍｍ）に対してそれぞれ下記式（１）、（２）を満たすことが好ましい。
０．２≦ｄ／Ｗ１≦０．５ ・・・（１）
０．３５≦ｗ２／Ｗ１≦０．５５ ・・・（２）

【0031】

式（１）及び式（２）の関係を満たすように、蓋部９２のサイズや蓋部９２の開き角度θ１などを設定することによって、装入シュート１０から装入される成型物の層に、開いた状態における蓋部９２の上端部をやや干渉させることができ、装入シュート１０から装入される粉体のほぼ全量を蓋部９２によって受け止めて回収できる。一方、上述したように蓋部９２のサイズや蓋部９２の開き角度θ１を設定すると、粉体と共に成型物も蓋部９２で受け止めてダクト９０に案内することになり好ましくない。そこで本実施形態では、以下に説明する篩を蓋部９２に設置して成型物が回収されることを抑制している。

【0032】

篩９３は、図３に示すように、蓋部９２によって閉じられた状態のダクト９０の内部に格納される。また、篩９３は、図４に示すように、乾留炉１の内部に向かって蓋部９２を回動させることによって、ダクト９０の内部から引き出されるように構成される。篩９３は、本実施形態においては、成型物と粉体のうち、粉体を通すように構成されていればよく、これにより、ダクト９０に粉体を回収し、篩９３を通らない成型物は乾留炉１の内部に装入される。従って、篩９３の篩目は、粉体の粒径よりも大きく、成型物の粒径よりも小さく設定されている。篩９３は、例えば、金網である。

【0033】

次に、ダクト９０の内部に篩９３を格納し、また、ダクト９０の内部から引き出す構成について説明する。篩９３の外周縁部のうちの一部分と、蓋部９２の上端部とが回動可能に、あるいは、所定の角度を維持して連結される。また、篩９３の外周縁部のうち、蓋部９２に連結されている側とは反対側の他の部分は、上述したレールに沿って移動可能に、レールに連結されている。したがって、蓋部９２の開き角度が次第に増大すると、篩９３の外周縁部のうちの他の部分はレールに沿って乾留炉１側に次第に移動する。また、レールに代えて、上述した曲面に当該曲面に沿う溝を形成し、その溝に篩９３の外周縁部のうちの他の部分を溝に沿って移動可能に係合させてもよい。

【0034】

蓋部９２の開き角度θ１は、図５に示す例では、６０°程度に設定されている。これは、上述した式（１）及び式（２）を満たすように、蓋部９２のサイズや装入シュート１０に対する設置高さなどを設定することによって決定される。また、蓋部９２が開き角度６０°で開いた状態において水平面と篩９３とが成す角度θ２は、粉体の安息角以上に設定されている。これは、篩９３の上に、粉体が滞留することを抑制するためである。具体的には、水平面と篩９３との成す角度θ２は３０°以上に設定されることが好ましい。

【0035】

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５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、搬送装置によって１バッチ分の成型物が搬送される。搬送された成型物は、上述したように、搬送の過程での振動によりその一部が粉体となる。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との二層に分離する。

【0036】

続いて、装入ゲート２０が開放され、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く、あるいは、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）によって行われてもよい。

【0037】

装入ゲート２０の開放とほぼ同時に、蓋部９２が回動される。蓋部９２の回動は上述したオペレータや制御装置によって行ってよい。蓋部９２の開き角度の増大に伴って、篩９３の外周縁部のうちの他の部分はレールに沿って乾留炉１側に移動し、ダクト９０から乾留炉１の内部に篩９３が引き出される。蓋部９２の開き角度が最大の角度θ１になると、ダクト９０の上端部と蓋部９２の上端部との間に篩９３が張られた状態となる。

【0038】

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。成型物は、粉体の上層にある分、粉体よりも高い位置から装入されるので、粉体よりも側壁部８０，８１のうち、他方の側壁部８１側に落下する。

【0039】

これに対して粉体は一方の側壁部８０側に落下する。蓋部９２の上端部は、落下している成型物層４０にやや干渉する位置にあるので、粉体及び成型物の一部は篩９３上に落下し、粉体は篩９３を通過する。篩９３を通過した粉体は蓋部９２によって案内されて、ダクト９０に回収される。これにより、乾留炉１の内部での粉体の堆積が抑制され、成型物を主成分とした堆積物ＤＭが形成される。よって、乾留炉１の内部で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、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。

【0040】

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、また、蓋部９２が回動されてダクト９０が閉じられる。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や蓋部９２の開閉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及び蓋部９２を閉じるようにしてもよい。

【0041】

以上のように、上述した構成の高炉用原料製造装置によれば、乾留炉１に装入される成型物に含まれる粉体をダクト９０で回収できるので、粉体が偏った位置に堆積されることを抑制できる。これにより、乾留炉１の全体でガスの通気性をほぼ一様にすることができ、成型物の乾留度合いのばらつきを抑制できる。この結果、品質のばらつきが抑制された高品質なフェロコークスが製造でき、且つ、フェロコークスの生産性を向上させることができる。

【実施例0042】

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。実施例１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。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（以下、成型物と記す。）を装入した際における粉体の粉体除去率を調査した。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、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。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側壁面の下側には、上述したダクト９０、開口部９１、蓋部９２及び篩９３と同じダクト、開口部、蓋部及び篩を設置した。粉体除去率とは、ダクトに回収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成型物の質量によって除算して算出した値を百分率（質量％）で表したものである。

【0043】

装入シュートから回収ボックス内に粉体を含む成型物を２５ｋｇ装入した。成型物の装入中は、蓋部を開いて回収ボックス内に装入シュートから装入される粉体を、篩を介してダクトに回収した。回収ボックスに装入する成型物中における粉体の割合を１０質量％に、成型物の割合を９０質量％に設定した。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。なお、成型物の粒径は２５ｍｍである。

【0044】

実施例１では、奥行方向Ｓにおける蓋部９２の上端部と側壁部８０との間の距離ｗ２を変化させた場合の粉体除去率を調査した。開いた状態の蓋部９２の上端部と、装入シュート１０の開口部の下端部との間の距離ｄを、乾留炉１の内寸Ｗ１によって除した第１比（ｄ／Ｗ１）を「０．４」に設定した（ｄ／Ｗ１＝０．４）。また、蓋部９２の開き角度θ１は６０°に設定した。

【0045】

この状態において、開いた状態の蓋部９２の上端部と側壁部８０との間の距離ｗ２を変化させた。その結果を図６に示す。図６に示すように、距離ｗ２を奥行方向Ｓにおける乾留炉１の内寸Ｗ１によって除した第２比（ｗ２／Ｗ１）を０．３５よりも小さくすると、第２比（ｗ２／Ｗ１）を０．３５以上にした場合よりも粉体除去率が低くなった。第２比（ｗ２／Ｗ１）を０．３５よりも小さくすると、蓋部９２と粉体層５０とが接触しにくくなり、粉体が回収されにくくなったためであると考えられる。また、第２比（ｗ２／Ｗ１）が０．５５よりも大きくなると、粉体除去率がほぼ一定になることが確認された。これは、上述した境界部分よりも成型物層４０側に、蓋部９２の上端部が位置することによって、回収ボックス内に装入される粉体のほぼ全量が蓋部によって受け止められ、ダクトに回収されたためであると考えられる。一方、第２比（ｗ２／Ｗ１）が増大すると、それに伴って、蓋部９２に衝突する成型物の量が増加するので、蓋部９２の耐用年数が低下する可能性がある。したがって、第２比（ｗ２／Ｗ１）が０．３５以上であってかつ０．５５以下となるように（０．３５≦ｗ２／Ｗ１≦０．５５）、開いた状態の蓋部９２の上端部と側壁部８０との間の距離ｗ２を調整することが好ましい。すなわち、上述した式（２）を満たすように、開いた状態の蓋部９２の上端部と側壁部８０との間の距離ｗ２を調整することが好ましいことが確認された。

【実施例0046】

実施例２では、距離ｄを変化させた場合の粉体除去率を調査した。第２比（ｗ２／Ｗ１）を「０．４５」に設定し、また、蓋部９２の開き角度θ１を６０°に設定し、その状態で上記の距離ｄを変化させた。その結果を図７に示す。図７に示すように、第１比（ｄ／Ｗ１）の増大に伴って、粉体除去率は大きく低下した。これは、第１比（ｄ／Ｗ１）の増大に伴って、装入シュートから流れ落ちる粉体層５０に対して蓋部９２が接触する面積が狭くなるためであると考えられる。特に、第１比（ｄ／Ｗ１）が０．５よりも大きくなると、粉体除去率は大きく低下することが確認された（０．５＜ｄ／Ｗ１）。また、第１比（ｄ／Ｗ１）が０．２よりも小さくなると、粉体除去率はほぼ一定となることが認められた。これは、第１比（ｄ／Ｗ１）が０．２より小さくなると、成型物層４０に蓋部９２が干渉し、粉体のほぼ全量が蓋部に受け止められ、ダクトに回収されたためであると考えられる。第１比（ｄ／Ｗ１）が０．２より小さくなると、それに伴って蓋部９２に衝突する成型物の量が増加するため、蓋部９２の耐用年数が低下する可能性がある。したがって、第１比（ｄ／Ｗ１）が０．２以上であってかつ０．５以下となるように（０．２≦ｄ／Ｗ１≦０．５）、開いた状態の蓋部９２の上端部と、装入シュート１０の開口部の下端部との間の距離ｄを調整することが好ましい。すなわち、上述した式（１）を満たすように蓋部９２の上端部と、装入シュート１０の開口部の下端部との間の距離ｄを調整することが好ましいことが確認された。