[发明专利]连续加热处理炉的炉温设定方法以及炉温控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续加热处理炉的炉温设定方法以及炉温控制方法，其通过燃烧器对载置于移动炉床上的原料进行加热并进行还原处理。

本申请基于2011年4月11日申请的日本专利申请第2011-087565号主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

为了还原处理包含于炼铁屑或粉矿石等的炼铁废弃物中的氧化铁并将其作为炼铁原料等进行再利用，通过将混合炼铁废弃物与碳材并制粒而成的团块(颗粒)装入旋转炉床式炉并加热还原来制造还原产品(DRI)，从含有锌的炼铁废弃物中搜集锌并回收的处理被实用化(例如，参照日本特开2007-298202号公报)。

图12中示出旋转炉床式炉10以及关联设备的一例，图13中示出旋转炉床式炉10的内部的一例。炼铁屑和作为还原材料的碳材以规定的比例在配置于旋转炉床式炉10的前段的原料前处理部20被混合后，制粒成团块(briquette)B。在原料前处理部20所制造团块B从旋转炉床式炉10的装入口18被装入旋转炉床式炉10内。

旋转炉床式炉10具备：旋转炉床11、罩体12、燃烧器(burner)13。旋转炉床11被配置于水平面内，并为环状。罩体12由分别沿旋转炉床11的内周缘和外周缘配置的周壁部12a以及顶棚部12b构成。燃烧器13以规定的间隔被配置于各周壁部12a。在图12中，为了表示旋转炉床式炉10的内部，以仅旋转炉床11的一半被罩体12覆盖的方式进行绘制，而实际上，整个旋转炉床11都被罩体12覆盖。在旋转炉床11的正下方遍布整个一周地配设有轨道14(参照图13)。旋转炉床11介由车轮15被轨道14支撑，通过车轮15的旋转以一定速度在罩体12内移动。此外，为了使罩体12内(炉内)与外部气体阻断，在旋转炉床11与周壁部12a之间设有水封部17。

从装入口18被装入炉内的团块B伴随着旋转炉床11的移动，首先在加热区被加热至1000℃以上。然后，在高温的还原区，团块B的反应温度达到1100℃以上，并通过所含有的碳元素进行氧化锌或氧化铁的还原反应。通过该反应，锌发生气化并从团块B被分离。燃烧气体以及反应气体相对于旋转炉床11形成对向流，并从排气管道21向旋转炉床式炉10外排出。然后，气体中的锌成分通过集尘机22被回收后，从烟囱23被放出到大气中。另一方面，被还原的团块B从排出口19被排出，并作为还原产品被再利用。

旋转炉床式炉的操作中，使用金属化率(Metal.Fe的质量/Total.Fe的质量)作为评价还原产品的品质的重要指标之一。为了制造高品质的还原产品，需要达到尽量高的金属化率，而目前不可能实时地测定从旋转炉床式炉所排出的还原产品的金属化率，所以，要花费大约一周的时间对还原产品进行化学分析。

决定还原产品的金属化率的因素为：包含于团块或颗粒等原料中的碳元素量(初始含碳率)、还原时间、以及炉内温度。在初始含碳率以及还原时间一定的情况下，炉内温度越高，原料的还原越被促进。此外，在炉内温度以及还原时间一定的情况下，初始含碳率越高，原料的还原越被促进。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-298202号公报

发明所要解决的课题

上述因素中，可以通过对装入旋转炉床式炉之前的原料进行分析来把握初始含碳率。此外，可以通过旋转炉床的移动速度(旋转速度)计算还原时间。但是，对于炉内温度，如上所述，因为不能实时地测定还原产品的金属化率，所以，不能在操作时验证是否为适当的炉温设定。因此，基于过去的操作经验进行旋转炉床式炉的炉温控制，无法形成用于以最小的必要投入热量达到目标金属化率的最佳炉温。

而且，以往的炉温控制是通过炉温监视进行的PID控制，因此，存在无法适应原料装入量的急剧变动的问题。例如，在原料的装入量一时地增加时，通过还原反应所产生的吸热量由于所增加的原料而增大，炉内温度降低，而由于该温度降低的原因，产品品质(金属化率)多会劣化。

发明内容

本发明是鉴于相关情况而成的，因此，其目的在于提供一种炉温设定方法以及炉温控制方法，其在通过燃烧器来加热载置于移动炉床上的原料并进行还原处理的连续加热处理炉中，能够以最小的必要投入热量达到目标金属化率。此外，其目的在于提供一种能够适应原料装入量的急剧变动的炉温控制方法。

用于解决课题的手段