特許 7567832 シュートを備える高炉用原料の製造装置ならびに高炉用原料の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】シュートを備える高炉用原料の製造装置ならびに高炉用原料の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C10B 53/08 20060101AFI20241008BHJP

   C10B 47/20 20060101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

C10B53/08

C10B47/20

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022025365

(22)【出願日】2022-02-22

(65)【公開番号】P2023121970

(43)【公開日】2023-09-01

【審査請求日】2023-09-26

(73)【特許権者】

【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】今西 大輔

(72)【発明者】

【氏名】石田 匡平

【審査官】岡田 三恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０５７９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１６７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０８７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４１５６５９５（ＵＳ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０７３１３５３０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開平１１－３４９９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－００２４９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５４－１６１３４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－１１８６５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１０Ｂ ５３／０８

Ｃ１０Ｂ ４７／２０

Ｃ１０Ｂ ４７／００

Ｃ１０Ｂ ４７／１８

Ｂ６５Ｇ １１／００

Ｂ６５Ｇ ４７／１６

Ｂ０１Ｊ ４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被装入部に成型物を装入するシュートを備える高炉用原料の製造装置であって、
前記成型物は、粉体と、前記粉体よりも粒径の大きい成型物粒子とを有しており、
前記被装入部は、前記成型物を乾留する乾留炉であり、
前記シュートは、前記シュートに対して前記成型物が流入している状態であってかつ、前記成型物に対して予め定めた時間、連続的に前記成型物に向けてガスを噴射することによって前記成型物粒子の上に乗るように前記粉体を吹き飛ばすガス噴射装置を備える、シュートを備える高炉用原料の製造装置。

【請求項2】

請求項１に記載のシュートを備える高炉用原料の製造装置において、
前記ガス噴射装置は、前記成型物に対して下側から前記ガスを噴射するように構成されている、シュートを備える高炉用原料の製造装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のシュートを備える高炉用原料の製造装置において、
前記ガス噴射装置による前記ガスの噴射速度は、２０ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下である、シュートを備える高炉用原料の製造装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のシュートを備える高炉用原料の製造装置において、
前記ガス噴射装置は、前記シュートから前記乾留炉への前記成型物の装入方向で前記シュートに設けられたゲートよりも上流側に設けられている、シュートを備える高炉用原料の製造装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のシュートを備える高炉用原料の製造装置において、
前記成型物の装入方向で前記シュートに設けられたゲートよりも下流側に、前記乾留炉の幅方向に前記成型物を拡散させる拡散部が設けられている、シュートを備える高炉用原料の製造装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のシュートを備える高炉用原料の製造装置において、
前記成型物は、成分として炭素含有物質と鉄含有物質とを含む、シュートを備える高炉用原料の製造装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のシュートを備える高炉用原料の製造装置を用いて高炉用原料を製造する、高炉用原料の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シュート、および、シュートを備える高炉用原料の製造装置ならびに製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化防止の観点から、鉄鋼業界においてもＣＯ_２ガスの発生量低減が求められており、化石燃料使用量の削減が急務である。鉄鋼業においては、高炉内で鉄鉱石を、炭素すなわち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が、コークス原単位低減のため、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、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は竪型の乾留炉（以下、単に乾留炉と記す。）を用いるものが提案されている。例えば、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乾留炉を用いたフェロコークス製造方法が開示されている。この方法は、炭素含有物質と鉄含有物質とからなる成型物を乾留炉の炉頂部から乾留炉内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ことで成型物を乾留してフェロコークスを製造する乾留工程と、冷却ガスを吹き込むことによりフェロコークスを冷却する冷却工程と、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する。乾留工程では、乾留ゾーン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。また、冷却工程では冷却ゾーン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。ここで、フェロコークスの生産量を増加させるためには、乾留炉の容積を大きくする必要があるが、加熱ガスおよび冷却ガスは乾留炉の奥行方向つまり成型物装入方向の水平成分に平行に、言い換えれば乾留炉の厚さ方向に噴射される。そのため、上述した各ガスを乾留炉の奥行方向で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、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）が長い形状となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－５７９７０号公報

【文献】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】

【0005】

上記のように、奥行方向に対して炉幅方向が長い構造を有する乾留炉では、炉幅方向に成型物の装入口を複数列配置した場合でも、成型物の均一な装入分布を得ることは困難である。特に、成型物と乾留炉内に成型物を装入するシュートの壁面との衝突、もしくは、シュートを含む乾留炉内への成型物の搬送工程で成型物同士が衝突することで生成した粉体は偏析しやすく、乾留炉内で装入口側に密集する傾向にある。これは、粉体の大部分が成型物の間をすり抜けて沈降することで、乾留炉に到達するまでに成型物が前記粉体よりも粒径の大きい成型物粒子の層（以下、成型物層と記す。）と、当該成型物層の下側に位置する粉体層との２層に分離するためである。具体的には、乾留炉内に１ｔの成型物を装入した場合、乾留炉内に突入する際の装入物の厚みは、すなわち、成型物層と粉体層とを合わせた厚みは最大で１５０ｍｍ程度になる。成型物粒子はその下側に存在する粉体の分、高い位置から乾留炉内に装入されるため、乾留炉の装入口から離れた位置まで飛来しやすい一方で、下層の粉体は装入口近傍に落下する。成型物粒子はその安息角に応じた山を形成するため、粉体と比較して均一な分布となるが、粉体は成型物粒子間に潜り込むことで位置が固定されるため、粉体が一点に、例えば上述した装入口近傍に集中して落下した場合には、著しい粉体偏析が発生する。粉体偏析がもたらす問題としては、炉内のガス流れが不均一となり成型物の乾留に影響を与えることが挙げられる。

【0006】

材料の均一装入方法の一例として、特許文献２に、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搬送炉に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。この技術は炉幅方向の分散改善に特化したものである。分散誘導部の有無は粉体の飛距離に影響しないため、分散誘導部の設置によって装入口側の粉体偏析を解消することはできない。

【0007】

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製造時における乾留炉内での成型物の分布を改善し、すなわち、粉体および粉体よりも粒径の大きい成型物粒子の偏析を抑制することのできるシュート、および、シュートを備える高炉用原料の製造装置ならびに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】

【0008】

本発明は、上記の目的を達成するために、
［１］被装入部に成型物を装入するシュートにおいて、前記成型物は、粉体と、前記粉体よりも粒径の大きい成型物粒子とを有しており、前記成型物に向けてガスを噴射することによって前記成型物粒子の上に乗るように前記粉体を吹き飛ばすガス噴射装置を備えるシュートである。

【0009】

［２］上記の［１］に記載のシュートにおいて、前記ガス噴射装置は、前記成型物に対して下側から前記ガスを噴射するように構成されているシュートである。

【0010】

［３］上記の［１］または［２］に記載のシュートにおいて、前記ガス噴射装置による前記ガスの噴射速度は、２０ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下であるシュートである。

【0011】

［４］上記の［１］ないし［３］のいずれかに記載のシュートを備える高炉用原料の製造装置であって、前記被装入部は、前記成型物を乾留する乾留炉であり、前記ガス噴射装置は、前記シュートに対して前記成型物が流入している状態であってかつ、前記成型物に対して予め定めた時間、連続的に前記ガスを噴射するように構成されている高炉用原料の製造装置である。

【0012】

［５］上記の［４］に記載の高炉用原料の製造装置において、前記ガス噴射装置は、前記シュートから前記乾留炉への前記成型物の装入方向で前記シュートの出口よりも上流側に設けられている高炉用原料の製造装置である。

【0013】

［６］上記の［４］または［５］に記載の高炉用原料の製造装置において、
前記成型物の装入方向で前記シュートの出口よりも下流側に、前記乾留炉の幅方向に前記成型物を拡散させる拡散部が設けられている高炉用原料の製造装置である。

【0014】

［７］上記の［４］ないし［６］のいずれかに記載の高炉用原料の製造装置において、前記成型物は、成分として炭素含有物質と鉄含有物質とを含む高炉用原料の製造装置である。

【0015】

［８］上記の［４］ないし［７］のいずれかに記載の高炉用原料の製造装置を用いて高炉用原料を製造する高炉用原料の製造方法である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、搬送の過程で成型物が粉体の層（以下、粉体層と記す。）と、成型物粒子の層（以下、成型物粒子層と記す。）との二層にある程度分離するとしても、成型物に対してガスを噴射することによって粉体が吹き飛ばされて成型物粒子の上に乗る。あるいは、ガスによって成型物粒子と粉体とがある程度混ざり合う。そのため、乾留炉の内部に、成型物粒子と粉体とが二層に分かれた状態で装入され難くなり、乾留炉内での成型物粒子および粉体の偏析を抑制することができる。これにより、成型物粒子や粉体が偏析することによる成型物の乾留への悪影響を抑制できる。その結果、高炉に装入される高炉用原料の品質を改善できると共に高炉用原料の生産性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明におけるフェロコークス製造装置の側面図である。

【図2】最大粉体率とガス噴射装置の設置位置との相関関係を示す図である。

【図3】最大粉体率と、ガスを噴射するタイミングとの相関関係を示す図である。

【図4】最大粉体率と、ガスの噴射速度との相関関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施形態における成型物は乾留されることによって高炉用原料と成るものであって、その高炉用原料は一例として、成型コークスを挙げることができる。具体的には、成型コークスの一種であるフェロコークスを挙げることができる。以下に、本発明の一実施形態をフェロコークスの製造工程を例として説明する。なお、以下の説明における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、本発明は以下に説明する実施形態に限定されない。すなわち、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の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。

【0019】

図１は、本発明におけるフェロコークス製造装置（以下、単に製造装置と記す。）の側面図である。図１に示す製造装置は、上部の乾留ゾーンで成型物の乾留を行い、下部の冷却ゾーン（図示せず）で成型物を乾留することによって生成されたフェロコークスの冷却を行なう乾留炉１を備えており、乾留炉１の上部における側面に装入口２が形成されている。なお、図１の左右方向が、乾留炉１の奥行方向や厚さ方向を示し、図１の上下方向が、乾留炉１の上下方向を示している。なお、上述した乾留炉１が、本発明の実施形態における被装入部に相当している。

【0020】

本発明の実施形態における成型物は、上述したように、乾留されることによってフェロコークスと成るものであり、成分として炭素含有物質（石炭など）と鉄含有物質（鉄鉱石など）とを含んでいる。成型物は、上述した各物質が図示しない塊成化手段によって塊成化されたものであり、その状態で図示しない搬送手段によって乾留炉１にまで搬送される。また、成型物は、搬送の過程での振動によって搬送手段に衝突したり、互いに衝突したりするなどによってその一部が粉体となってしまう可能性がある。そのため、乾留炉１に装入されるときには、成型物は、粉体ＳＰと、当該粉体ＳＰよりも粒径の大きい成型物粒子ＬＰとを含んでいる。粉体ＳＰは、搬送過程での振動によって成型物粒子ＬＰ同士の間の隙間を通って成型物粒子ＬＰの下側に移動し、粉体ＳＰの層（以下、粉体層と記す。）と成型物粒子ＬＰの層（以下、成型物粒子層と記す。）とを形成する場合がある。なお、上述した塊成化手段や搬送手段は、塊成化手段や搬送手段として従来知られたものと同様に構成されたものであってよい。

【0021】

装入口２に、上述した搬送手段によって搬送されて来る成型物を乾留炉１の内部に装入するシュート３が連結されている。シュート３は、図１に示す例では、上方から下方に向かって下る傾斜面を有しており、搬送手段によって搬送されてきた成型物は傾斜面に沿って乾留炉１内に装入されるようになっている。具体的には、図１に示すシュート３は、成型物の装入方向で、互いに傾斜角度の異なる２つの傾斜面３Ａ，３Ｂを有している。装入方向で上流側の第１傾斜面３Ａに対して、下流側の第２傾斜面３Ｂの図示しない水平面に対する傾斜角度は小さく設定されている。これは、乾留炉１の奥行方向で装入口２とは反対側に成型物を装入しやすくするためである。なお、それらの傾斜面３Ａ，３Ｂの傾斜角度は予め設定される。

【0022】

乾留炉１に対する成型物の装入方向でシュート３の出口近傍に、乾留炉１に成型物を装入するゲート４が設けられている。ゲート４は、乾留炉１に対して成型物を装入する機構、あるいは、乾留炉１に対して装入する成型物を一時的に貯留し、また、成型物の装入量を調整する機構である。すなわち、ゲート４は、乾留炉１に対して成型物を装入することができ、あるいは、成型物の装入量を調整することができる機構であればよく、特には、限定されない。ここに示す例では、ゲート４は、所定の回転中心軸を中心として回動するように構成された扉状を成している。具体的には、シュート３の内面のうち、上側の内面に設けられており、図示しないアクチュエータから伝達されるトルクを受けて乾留炉１側に向かって開くように構成されている。これは、シュート３の内面のうち、下側の内面にゲート４が設けられていると、ゲート４を開いて乾留炉１内に成型物を装入する際に、ゲート４によって成型物の装入が阻害されてしまう可能性があるので、これを避けるためである。また、ゲート４はその開度を連続的あるいは段階的に変更可能に構成されていてよい。ゲート４の開度を変更可能に構成した場合には、ゲート４の開度を制御することによって乾留炉１の内部への成型物の装入量を制御できる。さらに、シュート３の出口近傍にゲート４を設けるのは、後述するように、ガスによって粉体ＳＰを吹き飛ばして成型物粒子ＬＰの上に粉体ＳＰを乗せた場合に、ゲート４を通過して成型物が乾留炉１に到達するまでに、すなわち成型物の移動距離が長いと、粉体ＳＰが成型物粒子ＬＰ同士の間を通って成型物粒子ＬＰの下側に移動するので、これを避けるためである。

【0023】

成型物の装入方向でゲート４の下流側に拡散部５が設けられている。拡散部５は乾留炉１の内部に成型物を装入するときに、ゲート４を通過した成型物を乾留炉１の幅方向（以下、炉幅方向と記す。）に拡散あるいは分散させるものである。具体的には、成型物の装入方向でシュート３の第１傾斜面３Ａと第２傾斜面３Ｂとの間に拡散部５が設けられている。また、拡散部５は、詳細は図示しないが、一例として四角錐形状を成しており、乾留炉１側を向く三角形の前方傾斜面と、前方傾斜面の両側にそれぞれ位置する三角形の側方傾斜面とを備えている。それらの前方傾斜面と二つの側方傾斜面とのそれぞれは、シュート３から装入口２側に向かって下っており、成型物の通過面になっている。なお、炉幅方向は、乾留炉１の上下方向と奥行方向とのそれぞれに対して直交する方向である。

【0024】

ゲート４の上流側におけるシュート３の少なくとも一部に、シュート３の内部に一時的に貯留される成型物に対してガスを噴射して、成型物のうち、粉体ＳＰを成型物粒子ＬＰの上に乗るように吹き飛ばすガス噴射装置６が設けられている。ガス噴射装置６は、ガス供給源にガス配管（それぞれ図示せず）を介して接続されており、また、ガス配管に図示しない開閉弁が設けられている。その開閉弁を開弁することによってガス供給源のガスをシュート３に供給し、また閉弁することによってガスの供給を停止するようになっている。具体的には、図１に示す例では、シュート３の下側の内面であってかつ成型物の装入方向に沿って一定の間隔で、シュート３の板厚方向に貫通する図示しない複数のガス噴射口が形成されている。それらのガス噴射口と上述したガス配管やガス供給源とが接続されており、開閉弁を開弁することによって各ガス噴射口からシュート３の内部に、すなわち、粉体ＳＰに対してその下側からガスを噴射するようになっている。なお、シュート３の内部であってシュート３の下側の内面に沿わせてガス配管を設置し、シュート３内に配置されているガス配管に複数のガス噴射口を形成してもよい。ガス噴射装置６は、要は、シュート３の内部にガスを噴射して、成型物粒子ＬＰの下側に移動しやすい粉体ＳＰを成型物粒子ＬＰの上に乗るように吹き飛ばすように構成されていればよい。また、成型物の装入方向でのガス噴射装置６の長さや、ガス噴射口同士の間隔などは実験により予め設定される。

【0025】

ガスの噴射速度は、一例として粉体ＳＰを成型物粒子ＬＰの上に吹き飛ばし、かつ、成型物粒子ＬＰを吹き飛ばさない、もしくは、成型物粒子ＬＰがわずかに振動し、成型物粒子ＬＰが特には浮き上がらない程度の噴射速度に設定されている。具体的には、ガスの噴射速度は２０ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下に設定されている。ガスの噴射速度が２０ｍ／ｓを下回ると、粉体ＳＰを吹き飛ばすことができず、３０ｍ／ｓを上回ると、成型物粒子ＬＰも吹き飛ばされてシュート３の内面に衝突して粉化する可能性がある。

【0026】

また、ガス噴射装置６は、ゲート４が閉じられており、シュート３の内部に成型物が供給されていて成型物が流動している状態で、シュート３の内部にガスを噴射するように構成されることが好ましい。これは、シュート３の内部に供給された成型物が完全にあるいはほぼ動きを止めている状態でガスを噴射すると、粉体層の上に乗っている成型物粒子層の厚さが大きいために、ガスによって吹き飛ばされて成型物粒子層の上に移動する粉体ＳＰの量が少なくなるので、これを避けるためである。つまり、シュート３の内部に供給された成型物が完全にあるいはほぼ動きを止めている状態では、成型物粒子層はガスによる粉体ＳＰの運動を抑えつけるように機能するので、これを避けるためである。そのため、ガス噴射装置６は、ゲート４が閉じられている状態で、シュート３の内部に供給された粉体ＳＰや成型物粒子ＬＰが運動エネルギを維持あるいは保持している状態でシュート３の内部にガスを噴射するように構成されることが好ましい。

【0027】

さらに、ガス噴射装置６は、少なくとも、ゲート４の近傍に成型物が供給されている間は、すなわち、ゲート４を閉じかつシュート３の内部に成型物が供給され始めてから、成型物によってゲートが埋め尽くされるまでの期間はガスを連続的に噴射することが好ましい。あるいは、ゲート４の近傍に成型物が供給され始めてから乾留炉１に装入する全ての成型物がゲート４の近傍に到達するまでの期間はガスを連続的に噴射することが好ましい。上記の期間は、ゲート４の近傍の成型物が運動を継続している期間であって、その期間は実験によって予め求めることができる。また、成型物が運動している間は、ゲート４の近傍の成型物粒子層の厚みが比較的小さいため、あるいは、成型物粒子ＬＰが浮き上がった状態となっているため、ガスによる粉体ＳＰの移動効率が向上する。

【0028】

ガス噴射装置６からシュート３内に噴射されるガスは、例えば、窒素や二酸化炭素、希ガスなどの不活性化ガスであることが好ましい。希ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどを挙げることができる。これは、乾留炉１で成型物を乾留するときに、ガスと成型物との反応を抑制するためである。

【0029】

次に、図１に示す製造装置の作用について説明する。シュート３に向かってフェロコークスの原料となる炭素含有物質（石炭等）と鉄含有物質（鉄鉱石等）とを含む成型物が搬送手段から供給される。ここで、成型物は、上述したように搬送の過程でその一部が粉体ＳＰとなり、当該粉体ＳＰは成型物粒子ＬＰ同士の間の隙間を通って成型物粒子ＬＰの下側に移動する。そのため、シュート３に成型物が到達するまでの間に、成型物は、成型物粒子ＬＰの層（以下、成型物粒子層と記す。）と、その下側の粉体ＳＰの層（以下、粉体層と記す。）との二層になっている。

【0030】

シュート３に対する成型物の装入時、シュート３の出口側に設けられたゲート４は閉鎖された状態であり、ゲート４の上流側に１バッチ分の成型物が堆積する。なお、シュート３に成型物を供給してから成型物がゲート４の上流側に堆積するまでに、成型物に対し、ガスを噴射する等の外力を加えない場合には、ゲート４の上流側に堆積する成型物は、成型物粒子層（上層）と粉体層（下層）との２層に分離した状態となる。前述の通り、２層に分離した状態で、成型物をそのまま乾留炉１の内部に装入すると、上層の成型物粒子ＬＰが装入口２から離れた位置まで飛来する一方で、下層の粉体ＳＰは乾留炉１の装入口２の近傍に偏析する可能性がある。そこで、本発明では、ゲート４の上流側において、粉体ＳＰに対して下方からガスを噴射することによって粉体ＳＰを成型物粒子ＬＰの上に吹き飛ばすようになっている

【0031】

具体的には、シュート３の内部に成型物を供給し始めてゲート４が成型物によって埋め尽くされるまでの間であって、成型物が運動を継続している一定期間に、複数の噴射口からガスが噴射される。こうすることによって粉体ＳＰを吹き飛ばして、浮き上がらせる。粉体ＳＰの一部は、成型物粒子ＬＰによってその移動が抑制されて下層つまり成型物粒子層の下側に留まるものの、粉体ＳＰの大部分は上層の成型物粒子層の上に吹き飛ばされる。図１はその状態を示している。ガスの噴射後は、オペレーターによってゲート４が開放され、成型物粒子層の上に粉体層が乗った状態で、乾留炉１に向けて成型物が移動する。なお、ガスの噴射を開始する時点は、オペレーターによってシュート３に対して成型物の供給を開始した時点であってよい。あるいは、シュート３の上流側に当該シュート３に対して成型物が供給されたことを検出して信号を出力する図示しないタイミングセンサを設けて、そのタイミングセンサの出力信号に応じてガス噴射装置６を起動してガスを噴射してもよい。

【0032】

ゲート４を通過した成型物は、シュート３よりも低い位置に設置された乾留炉１の内部に落下する際までの間に、炉幅方向への分散や拡散を促進する拡散部５を通過する。そのため、成型物は、炉幅方向に分散あるいは拡散された状態で装入口２から乾留炉１の内部に装入される。なお、拡散部５はシュート３よりも炉幅方向の長さが長い構造である。

【0033】

したがって、本発明の実施形態によれば、シュート３の出口近傍で粉体ＳＰに対してガスを噴射することによって粉体ＳＰの完全な沈降を阻止あるいは抑制することができる。すなわち、粉体層と成型物粒子層との上下が入れ替わった状態、あるいは、成型物粒子層の内部に粉体ＳＰが入り込んだ状態で、成型物を乾留炉１の内部に装入することができる。その結果、乾留炉１の奥行方向で装入口２から離れた位置と乾留炉１の装入口２の近傍とのいずれにおいても、粉体ＳＰが供給されることとなり、粉体ＳＰの偏析が緩和される。そのため、粉体ＳＰの偏析による成型物の乾留への悪影響を抑制でき、高炉に装入される高炉用原料の品質を改善できると共に高炉用原料の生産性を向上できる

【0034】

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。この実施例では、図１に示すフェロコークスの製造装置を模擬した試験用装置を用い、当該試験装置内に成型物を装入した際の試験装置の奥行方向の成型物の分布を調査した。具体的には、成型物の装入装置つまりシュートは実際に乾留炉１に設置されているシュートとほぼ同形状のものを用いた。そのシュートの内部に、窒素ガスを噴射するように構成し、またシュートの出口側にゲートを設置し、ゲートの上流側にガス噴射装置を設置した。さらに、ゲートの下流側に拡散部を設置し、拡散部の下流側に乾留炉１に見立てた回収ボックスを設置した。

【0035】

回収ボックス内に、シュートから成型物を予め定めた一定量を装入した。回収ボックス内を奥行方向に四等分し、また、幅方向（上述した乾留炉１の炉幅方向に相当する。）に五等分して合計二十個に区分けした。こうして、区分けされた各空間内に存在する成型物の粒度を調査した。具体的には、各空間内の成型物を回収して篩分けし、篩上に残った成型物を成型物粒子ＬＰとし、篩下の成型物を粉体ＳＰとし、それら成型物粒子ＬＰの重量と粉体ＳＰの重量とをそれぞれ測定した。なお、成型物の篩分けには、篩目２０ｍｍの篩を使用した。したがって、成型物粒子ＬＰの粒径は直径２０ｍｍ以上となっており、粉体ＳＰの粒径は直径２０ｍｍ未満となっている。また、粉体率つまり各空間内の成型物の総量に占める粉体ＳＰの重量割合を算出した。粉体率は、上述した二十個の空間のそれぞれについて得られるが、以下の説明では、粉体ＳＰの偏析の指標として「最大粉体率」を示す。「最大粉体率」は、二十個の各空間の粉体率をそれぞれ比較して得られる粉体率の最大値である。

【0036】

［実施例１］
実施例１では、最大粉体率に対するガス噴射装置の設置位置の影響を調査した。成型物の装入量は２５０ｋｇ、ガスの噴射速度は２５ｍ／ｓに設定して、成型物の装入方向でガス噴射装置の下流側端部とシュートの出口、具体的には、拡散部との間の距離Ｄを変化させた。ガス噴射装置によるガスの噴射は、ゲートの近傍に成型物が流れ込む間は連続的に行った。ガスの噴射時間は５秒に設定した。すなわち、シュート３に対して成型物を供給し始めるのとほぼ同時にガスの噴射を開始し、その状態を５秒間維持した。その結果を図２に示す。図２に示す結果から、粉体ＳＰの分散性改善のためには、ガス噴射装置の設置位置は、シュートの出口に近い程、望ましいことが認められた。

【0037】

［実施例２］
実施例２では、最大粉体率に対するガスの噴射のタイミングの影響を調査した。成型物の装入量は２５０ｋｇ、ガスの噴射速度は２５ｍ／ｓ、成型物の装入方向でガス噴射装置の下流側端部と拡散部との間の距離Ｄを１００ｍｍ、ガスの噴射時間を５秒に設定した。そして、（１）ゲートの近傍に成型物が流れ込む間、すなわち、シュートに対して成型物を供給し始めるのとほぼ同時にガスの噴射を開始した場合と、（２）ゲートの上流側で成型物がその運動を完全に静止してからガスを噴射した場合とを比較した。その結果を図３に示す。図３に示す結果から、（１）ゲートの近傍に成型物が流れ込む間に、連続的にガスを噴射することが粉体ＳＰの分散に効果的であることが認められた。

【0038】

［実施例３］
実施例３では、最大粉体率に対するガスの噴射速度の影響を調査した。成型物の装入量は２５０ｋｇ、成型物の装入方向でガス噴射装置の下流側端部と拡散部との間の距離Ｄを１００ｍｍ、ガスの噴射時間を５秒に設定し、ガスの噴射速度を変化させた。なお、ガスの噴射はゲートの近傍に成型物が流れ込む間は連続的に行った。その結果を図４に示す。図４に示す結果から、ガスの噴射速度を２０ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下に設定することによって粉体ＳＰの偏析を抑制できることが認められた。なお、図４において、ガスの噴射速度が２０ｍ／ｓを下回る場合と、３０ｍ／ｓを上回る場合とには、ハッチングを付してある。

【符号の説明】

【0039】

１ 乾留炉
２ 装入口
３ シュート
４ ゲート
５ 拡散部
６ ガス噴射装置
ＳＰ 粉体
ＬＰ 成型物粒子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】