JP2770635B2

JP2770635B2 - ベルレス高炉における原料装入方法およびその装置

Info

Publication number: JP2770635B2
Application number: JP4036061A
Authority: JP
Inventors: 義久中村
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: JPH0570817A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ベルレス高炉におけ
る原料装入方法およびその装置、詳しくは、炉頂に原料
ホッパーが上、下２段に配置された単ポート式センター
フィード型ベルレス炉頂装入装置を有するベルレス高炉
において、炉内に装入される原料の粒径の経時変化を制
御することができる原料装入方法およびその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高炉内に原料を装入するに際し、大ベ
ル、小ベルの開閉により装入する方法に代わり、近年、
大ベルや小ベルを用いず、旋回、傾動が可能な分配シュ
ートを介して装入物を炉内に分配する、いわゆるベルレ
ス炉頂装入装置が多く採用されるようになってきた。こ
のベルレス炉頂装入装置には、炉頂バンカーが並列に設
置された「並列ホッパー型」の装置と、原料ホッパーが
上、下２段に設置された、いわゆる「センターフィード
型」の装置とがあり、最近では、後者のセンターフィー
ド型の装置が採用される傾向にある。

【０００３】図１は単ポートセンターフィード型ベルレ
ス炉頂装入装置の一例の構成を示す図であるが、この図
に示すように、装入コンベア１により炉頂部へ搬送され
た原料は上段ホッパー２に装入され、さらに、上段ホッ
パー２からその底部に設けられた上部ゲート３を経て下
段ホッパー５へ装入される。次いで、原料コントロール
ゲート６を経て下段ホッパー５から排出された原料は、
分配シュート用駆動装置８により旋回、傾動する分配シ
ュート９を介して炉内に装入される。

【０００４】このセンターフィード型の装置は、並列ホ
ッパー型の装置に比べて構造的に簡素で、設備投資額が
安く、装入物を炉内の円周方向にほぼ均一に分配できる
という機能上の利点がある。

【０００５】しかしながら、図１に示した単ポートセン
ターフィード型ベルレス炉頂装入装置は、以下に述べる
ように、その構造に起因する問題点を有している。

【０００６】図２は、従来の単ポート式センターフィー
ド型ベルレス炉頂装入装置の上段および下段ホッパーに
おける原料の排出挙動を示す模式図である。この図にお
いて、装入コンベア等で上段ホッパー２へ装入される原
料10a はホッパー内の円錐状の原料堆積面で自然に分級
され、装入位置、すなわちホッパーの中央部には粒径の
小さい原料を主体とする細粒Ａ、側壁の周辺部には粒径
の大きい原料を主体とする粗粒Ｃ、それら細粒Ａと粗粒
Ｃの間には中粒Ｂが堆積する。次いで、上段ホッパー２
の上部ゲート３を“開”にしてホッパー２内の原料12を
下段ホッパー５内へ排出する際の原料10b の排出挙動
は、いわゆるファンネルフロー型の挙動を示し、排出初
期には細粒Ａが、次いで中粒Ｂが、そして排出末期には
粗粒Ｃが排出される。

【０００７】図３はこの上段ホッパー２からの原料排出
時の粒径の経時変化を模式的に示す図であるが、原料の
排出が細粒Ａ、中粒Ｂ、粗粒Ｃの順に行われるので、粒
径の経時変化は「単調増加パターン」となる。この傾向
は、コークスに比べ粒度分布範囲が大きい焼結鉱におい
て顕著に現れる。なお、図３の横軸は原料12の排出開始
から終了までを1.0 とし、縦軸は排出粒子の粒径を全平
均粒子径で割った相対粒度としたものである。

【０００８】上記の上段ホッパー２からの原料12の排出
は、上部ゲート３を全開にした状態で短時間（焼結鉱で
６〜７Ｔ/sec）に行われるため、下段ホッパー５内に原
料12が堆積する際には、上段ホッパー２内で生じたよう
な原料堆積時の分級（中心部：細粒、側壁部：粗粒）が
充分なされず、図２に示すように、排出順に堆積し、最
下層に細粒Ａ′、その上に中粒Ｂ′、最上層に粗粒Ｃ′
が円錐状の堆積面を形成して堆積する。

【０００９】下段ホッパー５から原料コントロールゲー
ト６を経て炉内に装入される原料10ｃの排出挙動は、前
記の上段ホッパー２からの排出挙動と同様にファンネル
フロー型の挙動を示す。すなわち、排出初期には原料コ
ントロールゲート６の直上のホッパー中心部の原料ａが
排出され、次いで、それに隣接する部分の原料ｂが、最
後に側壁部周辺の原料ｃが排出される。

【００１０】図４はこの原料排出時の粒径の経時変化を
模式的に示す図で、排出初期に粗粒ピークが現れ、排出
中期以降、漸次粗粒から細粒となり、排出末期にはホッ
パー５の周辺側壁部に残っている粗粒が排出されるので
やや粒径が大きくなる。この傾向は、前記と同様に焼結
鉱において強く現れる。コークスについては粒径の経時
変化が少なく、やや平坦な「フラットパターン」とな
る。なお、図４において、横軸と縦軸は図３の場合と同
様に定めたものである。

【００１１】このように、下段ホッパー５から分配シュ
ート９を介して炉内へ装入される原料は、排出初期には
粗粒が多く、漸次、粗粒から細粒に変わるので、分配シ
ュート９を炉内壁側から炉芯側に向かって旋回、傾動さ
せて装入物の分布制御を行う内振り分配方式では、図５
(b) に示すように、炉内壁側に粗粒11b 、炉芯側に細粒
11a が装入され、半径方向に粒度偏析が生ずる。炉内装
入物11の通気性は主としてその平均粒度ならびに粒度分
布により決まり、ガス流分布は炉内装入物11の層厚分布
ならびに半径方向の粒度偏析によって影響を受けるの
で、図５(b) に示したような半径方向における粒度偏析
が生じている場合には、炉内壁側のガスの流れが強くな
り、炉芯部におけるガスの流れ（炉芯流）が不安定化
し、吹き抜け等を誘発しやすい不安定な炉況となって、
高炉の安定操業を行う上で大きな制約となっている。

【００１２】上記の問題点を解消するために、粒径の異
なる原料を予め分別して炉内に装入し（粒度別装入）、
半径方向における粒度分布の調整を行う方法が提案され
ている (特公昭55−16203 号公報）。しかし、この方法
においては、次のような問題点がある。すなわち、 (1) 原料を粒度別に分別して装入するため１チャージの
装入時間が長くなり、高炉の生産性を向上させようとし
ても、それに追随できない場合が生ずる。また、ホッパ
ーの均圧、排圧回数が多くなるので、それに要するガス
（N₂ガス) の使用量が増加する。

【００１３】(2) 粒径の異なる原料を予め確保するため
には、篩分け設備や、これらの装入物を個別に貯蔵する
ための設備も必要であり、設備費が嵩む。

【００１４】また、前記の下段ホッパー５からの原料排
出の初期における粗粒の排出を抑制する方法として、上
段ホッパー２から下段ホッパー５への原料排出速度を小
さくし、下段ホッパー５内で堆積原料の自然分級（中心
部：細粒、側壁部：粗粒）を行わせ、下段ホッパー５か
ら排出される原料の粒径の経時パターンを上段ホッパー
２から排出される原料の粒径の経時パターンと同様に
「単調増加パターン」とする方法もある。しかし、この
方法では原料の排出時間が長くなるので、炉頂タイムス
ケジュールの延長につながり、高炉の生産性の増大に対
応できない場合が生ずる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のよ
うな問題点を解決するためになされたもので、下段ホッ
パー５内に仕切壁を設置し、上段ホッパー２内の原料堆
積面で自然に行われる分級および上段ホッパー２からの
原料の排出特性を利用して下段ホッパー５に装入される
原料を仕切壁により粒度別に分別し、下段ホッパー５か
らの原料の排出特性を改善して、炉内の半径方向におけ
る原料の粒度分布を的確に制御し得る原料装入方法およ
びそのための装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の要旨は、下記
およびのベルレス高炉における原料装入方法、なら
びに下記〜のその装置にある。

【００１７】原料ホッパーが上、下２段に配置され
た単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置
により原料を炉内に装入するに際し、先ず、下段ホッパ
ー内に設けられたこのホッパーの軸芯と同軸の多重の円
筒形状または多角面筒形状の仕切壁で仕切られた中央部
の空所に上段ホッパーから原料を装入し、次いで、中央
部から原料を溢流させて中央部に隣接するリング状空所
に原料を装入、充填し、同様に、順次隣接する外側のリ
ング状空所に原料を装入、充填して下段ホッパー内に原
料を装入した後、下段ホッパー底部のゲートを“開”に
して、中央部の原料を排出し、次いで、中央部空所に隣
接するリング状部の原料を下段ホッパーの下方部の斜面
と前記の仕切壁の下端との間の環状の間隙部を通過させ
て排出し、同様に、順次外側のリング状空所の原料を排
出して炉内に装入することを特徴とするベルレス高炉に
おける原料装入方法。

【００１８】原料ホッパーが上、下２段に配置され
た単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置
により原料を炉内に装入するに際し、先ず、下段ホッパ
ー内に設けられた、このホッパーの軸芯と同じ軸芯を有
し、上部が上側に開口を有する円錐形または多角錐形の
筒形状をなし、それに連結する下部が円筒形状または多
角面筒形状をなす中央部の仕切壁と、その外側の１また
は２以上の円筒形状または多角面筒形状の仕切壁で仕切
られた複数の空所の中央部の空所に上段ホッパーから原
料を装入し、次いで、中央部から原料を溢流させて中央
部に隣接するリング状空所に原料を装入、充填し、同様
に、順次隣接する外側のリング状空所に原料を装入、充
填して下段ホッパー内に原料を装入した後、下段ホッパ
ー底部のゲートを“開”にして、中央部の原料を排出
し、次いで、中央部空所に隣接するリング状部の原料を
下段ホッパーの下方部の斜面と前記の仕切壁の下端との
間の環状の間隙部を通過させて排出し、同様に、順次外
側のリング状空所の原料を排出して炉内に装入すること
を特徴とするベルレス高炉における原料装入方法。

【００１９】原料ホッパーが上、下２段に配置され
た単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置
の下段ホッパー内に、このホッパーの軸芯と同軸の多重
の円筒形状または多角面筒形状の仕切壁が、それら仕切
壁のそれぞれの下端とホッパーの下方部の斜面との間に
原料排出時に原料が通過できる間隙を有するように設け
られていることを特徴とするベルレス高炉における原料
装入装置。

【００２０】多重の円筒形状または多角面筒形状の
仕切壁の中央部の仕切壁で仕切られた中央部の空所の中
心部に、前記中央部仕切壁との間に環状の間隙部を有
し、大きさと高さを独立して調整することの可能な原料
反発板が設けられている前記に記載のベルレス高炉に
おける原料装入装置。

【００２１】原料ホッパーが上、下２段に配置され
た単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置
の下段ホッパー内に、このホッパーの軸芯と同じ軸芯を
有し、上部が上側に開口を有する円錐形または多角錐形
の筒形状をなし、それに連結する下部が円筒形状または
多角面筒形状をなす中央部の仕切壁と、その外側の１ま
たは２以上の円筒形状または多角面筒形状の仕切壁が、
それら仕切壁のそれぞれの下端とホッパーの下方部の斜
面との間に原料排出時に原料が通過できる間隙を有する
ように設けられていることを特徴とするベルレス高炉に
おける原料装入装置。

【００２２】上部が上側に開口を有する円錐形また
は多角錐形の筒形状をなし、それに連結する下部が円筒
形状または多角面筒形状をなす中央部の仕切壁で仕切ら
れた中央部の空所の中心部の最下部に、原料排出時に原
料が通過できる複数個の開孔が設けられた原料反発板、
もしくは、前記中央部仕切壁との間に環状の間隙部を有
し、その大きさを調整することの可能な原料反発板が設
けられている前記に記載のベルレス高炉における原料
装入装置。

【００２３】

【作用】以下に、上記の構成を有する本発明の原料装入
装置の具体例とその作用効果、ならびにこの装置を用い
て行う本発明方法について説明する。

【００２４】図６は、本発明（前記のの発明）の原料
装入装置の一例の構成を示す縦断面概略図である。この
図において、下段ホッパー５の上部にはこのホッパー５
を均、排圧して炉内に原料を装入できるようにするため
の上部シール弁４が、また、下部には炉内へ装入する原
料の流量を調整する原料コントロールゲート６および下
部シール弁７が設置されている。この下段ホッパー５内
に、円筒支持ビーム14および支持ビーム用ブランケット
15が取り付けられ、この円筒支持ビーム14にホッパー５
の軸芯と同軸の二重の円筒形状仕切壁（内筒13a および
外筒13b ）が設置されている。これらの仕切壁の下端と
ホッパー５の下方部の斜面との間には原料が通過できる
程度の環状の間隙部が確保されている。この例では、仕
切壁13aで仕切られた中央部空所の中心部に、原料反発
板16が設けられている。

【００２５】図７は、前記の発明の原料装入装置の一
例の構成を示す縦断面概略図で、の発明の原料装入装
置（図６）において、下段ホッパー内に設けられた二重
の円筒形状仕切壁のうち中央部の仕切壁（内筒13a ）
が、中空円筒形状仕切壁（内筒）13−1bとその仕切壁13
−1bの上部に連結された上側に開口を有する円錐形状仕
切壁13−1aとからなる仕切壁13−1 で置き換えられた構
成を有している。この仕切壁13−1 の下端およびその外
側の円筒形状仕切壁（外筒）13−2 の下端と、ホッパー
５の下方部の斜面との間には、環状の間隙部が設けられ
ている。この例では、仕切壁13−1bで仕切られた中央部
空所の中心部の最下部に、原料反発板16が設けられてい
る。

【００２６】図８は図６に示したの発明の原料装入装
置の一部の拡大縦断面図、図９は図８のＩ−Ｉ矢視断面
図である。これらの図において、二重の円筒形状仕切壁
13aおよび13b がホッパー５内に取りつけられており、
これらの仕切壁13a および13b により円筒状、もしくは
リング状の空所イ、ロおよびハが形成されている。ま
た、これらの仕切壁13a および13b の下端とホッパー５
の下方部の斜面（ホッパー５の円錐面5a）との間には、
それぞれ空所ロおよびハに装入される原料が通過できる
ような間隙S₁およびS₂が設けられている。原料反発板16
は仕切壁13a の任意の位置に固定することが可能な原料
反発板取付座17に取りつけられるが、この図では、原料
反発板16a 、16b が仕切壁13a の最上部および最下部に
取りつけられた場合を想定して破線で示している。

【００２７】図10は図７に示したの発明の原料装入装
置の一部の拡大縦断面図、図11は図10のＩ−Ｉ矢視断面
図である。これらの図において、二重の円筒形状仕切壁
13−1 （13−1aと13−1b）および13−2 がホッパー５内
に取りつけられており、これらの仕切壁13−1 および13
−2 により円筒状、もしくはリング状の空所イ、ロおよ
びハが形成されている。また、これらの仕切壁13−1 お
よび13−2 の下端とホッパー５の下方部の斜面（ホッパ
ー５の円錐面5a）との間には、それぞれ空所ロおよびハ
に装入される原料が通過できるような間隙S₁およびS₂が
設けられている。原料反発板16は仕切壁13−1 の最下部
に固定された原料反発板取付座17に取り付けられてい
る。

【００２８】円錐形状仕切壁13−1aの上側に設けられる
開口の直径は原料流束（図10の破線Ｍ）の直径よりも少
し大きくとり、円錐の傾斜面の勾配、すなわち円錐の底
面と傾斜面とがなす角θは、装入される原料12の安息角
よりも大きくする。これによって、上部ゲート３から排
出される原料は仕切壁13−1aに遮られることなく円筒状
の中央部空所イに装入され、また、空所イを溢流 (オー
バーフロー) した原料は仕切壁13−1aの外側にとどまる
ことなく、円錐形の斜面を滑ってリング状の空所ロに装
入されるので、空所イの上部に上段ホッパー２からの排
出末期の粗粒が堆積することは極めて少なくなる。

【００２９】また、原料反発板としては、後述するよう
に、空所イに充填される原料が通過できる複数個の開孔
S₄を設けた反発板16′を用いてもよい（図12参照）。

【００３０】図６〜図11には、二重の円筒形状仕切壁
（内筒13a および外筒13b ）が配設された原料装入装
置、あるいは、中央部に円錐形状仕切壁13−1aと円筒形
状仕切壁13−1bを組み合わせた仕切壁（内筒）13−1 、
その外側に円筒形状仕切壁（外筒）13−2 が配設された
原料装入装置を示したが、仕切壁は、例えば８〜32の多
角面形状にしてもよく、実用上はその方が好適である。
これは、仕切壁が上段ホッパーからの装入原料により衝
撃をうけ、原料流下時に摩耗するので、耐摩耗性ライナ
ーを取付ける必要があるが、通常、平板状のライナーを
使用するので、多角面形状の仕切壁の方が取付が容易な
ためである。

【００３１】前記の間隙S₁およびS₂は装入原料の粒径に
見合った大きさにすることが必要で、それぞれ、空所ロ
およびハに充填される原料の最大粒径（通常、コークス
が最大粒径を有する）の約６倍以上の寸法を確保すれば
原料の安定した排出が可能である。この間隙は、大きす
ぎると原料排出時に、後述するような順序のよい排出が
行われず、また、小さすぎると棚吊りが生じ、閉塞のお
それがある。

【００３２】円筒形状仕切壁13a 、13b および円筒形状
仕切壁13−1 、13−２の大きさは、それぞれの仕切壁で
仕切られて形成される空所イ、ロおよびハに上段ホッパ
ー２から装入される細粒Ａ、中粒Ｂおよび粗粒Ｃ（それ
ぞれおよそ 1/3づつの容量を占める）がそれぞれ対応し
て収納できるように定めればよい。

【００３３】この発明の目的、すなわち、下段ホッパー
５からの原料の排出特性を改善して炉内の半径方向にお
ける粒度分布を制御するためには、少なくとも二重の円
筒形状または多角面筒形状の仕切壁を設けることが必要
である。二重とする理由は、下段ホッパー５から炉内に
排出される原料の粒度を少なくとも細粒、中粒および粗
粒の３種類に分別して粒径の経時変化を制御するためで
ある。三重以上にしても粒径の経時変化は二重の場合と
大きな差はなく、構造的にも複雑になるので、二重が好
適である。

【００３４】上記の原料装入装置を用いて本発明方法
（前記の発明）を実施する際の手順、ならびにその時
の下段ホッパー内原料の挙動について、図13に基づき説
明する。

【００３５】まず、下段ホッパー５への原料装入時にお
いては、ホッパー５の底部の原料コントロールゲート６
を“閉”とし、上部シール弁４（図６参照）を“開”に
してから上部ゲート３（図６）を全開にする。上段ホッ
パーの原料は、前記の図２で述べたように、初期には細
粒Ａ、次いで中粒Ｂ、末期には粗粒Ｃの順で排出される
ので、最初は細粒Ａが下段ホッパー５内の円筒形状仕切
壁13ａで囲まれた空所イに装入される（図13の(a) 参
照）。次いで、中粒Ｂが上段ホッパーから排出され、下
段ホッパー５のイ部を溢流（オーバーフロー）してイ部
に隣接するリング状の空所ロに徐々に堆積し（図13の
(b) ）、そして、装入末期においては、上段ホッパーか
ら排出される粗粒Ｃが下段ホッパー５のイ部およびロ部
をオーバーフローして、最外周の空所ハに堆積する（図
13の(c) ）。

【００３６】次に、下段ホッパー５からの原料排出時に
は、下段ホッパー５の原料コントロールゲート６を
“開”にすると、その開孔直上部にあるイ部内の細粒
「ア」が優先的に排出される（図13の(d) ）。細粒
「ア」の排出が完了し、排出の中期においては、円筒形
状仕切壁13ａと13ｂ間のリング状のロ部に堆積している
中粒「イ」を主体とする原料がファンネルフローとなっ
て間隙S₁（図８参照）を通過して排出される（図13の
(e) ）。排出の末期には、ホッパー５の側壁周辺のハ部
に堆積している粗粒「ウ」を主体とする原料がホッパー
面 5a に沿ってS₂、S₁を通過して排出される（図13の
(f) ）。

【００３７】の発明を実施する場合は、図14に示すよ
うに、中央部に円錐形状仕切壁13−1aと円筒形状仕切壁
13−1bを組み合わせた仕切壁（内筒）13−1 、その外側
に円筒形状仕切壁13−2 が配設されたホッパー５を備え
る原料装入装置を用い、の発明の場合と同様の手順で
行う。この場合は、ホッパー５に装入される原料の安息
角よりも大きい傾斜角を有する円錐形状仕切壁13−1aが
設けられているので、空所イをオーバーフローした原料
の滑りが円滑に行われ、上段ホッパーからの排出末期の
粗粒が空所イに堆積した原料（主として細粒）の上部に
とどまることは極めて少ない。また、円筒形状仕切壁13
−1bの最下部に原料反発板16が取り付けられているの
で、後述するように、マスフロー化が強化される。

【００３８】図15は上記の下段ホッパー５からの原料排
出時の粒径の経時変化を模式的に示す図であるが、排出
の初期には細粒、次いで中粒、最後に粗粒の順に排出
（順序排出）されるので、前記の図３に示した場合と同
様の「単調増加パターン」となる。なお、図15における
横軸と縦軸は図３の場合と同様に定めたものである。

【００３９】前記の円筒形状仕切壁13a により形成され
る空所イの中央部に原料反発板16を設置し、あるいは、
円筒形状仕切壁13−1 により形成される空所イの中央部
の最下部に原料反発板16あるいは16′を設置するのが望
ましいのは、下記のような効果が認められるからであ
る。

【００４０】原料反発板16を設置する本来の目的は、上
段ホッパー２からの装入原料が下段ホッパー５内に落下
する際、下段ホッパー５の底部に設けられている下部排
出孔５b および原料コントロールゲート６の内側面を直
撃して、その部位を損耗するのを防止することにある。
しかし、本発明の原料装入装置では、原料反発板16がそ
の大きさおよび取付高さをそれぞれ独立して調整できる
ように構成されており（の発明）、あるいは、円筒形
状仕切壁13−1 の中央部の最下部に取り付けられその大
きさ調整できるように構成されているので（の発
明）、そのような装入原料の落下に伴う損傷の防止に加
え、装入原料が反発板16と仕切壁13ａあるいは仕切壁13
−1 との隙間を流下する際の流量を調整し、各空所イ、
ロおよびハに堆積する原料の粒径配分を調整することも
可能になる。

【００４１】例えば、この原料反発板16を大きくして、
反発板16と仕切壁13a あるいは仕切壁13−1 との隙間を
狭くし、原料の流下量を抑制することにより、原料のオ
ーバーフローを早めて、隣接するリング状空所ロへの原
料配分を多くすることが可能である。

【００４２】上段ホッパー２から下段ホッパー５への原
料の装入が完了した時、特に円錐形状仕切壁13−1aが取
り付けられていないの発明の原料装入装置では、ホッ
パー内原料12の堆積稜線の中央頂部には排出末期の粗粒
が堆積し、この粗粒原料が、下段ホッパー５からの原料
排出の際、比較的初期に排出されることになるが、原料
反発板16を仕切壁13ａの最上部、すなわち、図８の破線
で示した16ａの位置に取りつけて使用すれば、ホッパー
内原料12の堆積稜線の中央頂部に堆積する粗粒を少なく
することができる。なお、この時、原料12の堆積稜線の
中央頂部が上部シール弁４の開軌跡の範囲内に入らない
ように注意することが必要である。

【００４３】また、原料反発板16の取付け高さを円筒形
状仕切壁13ａの最下部の16b の位置に取りつけることに
より、イ部内の原料（主として細粒）を排出する時イ部
の下方部で原料の排出を抑制することができ、ホッパー
５の下部排出孔５b 近くに堆積している下層から順に原
料が排出されるマスフロー化を強化して、ホッパー内原
料12の堆積稜線の中央頂部に堆積している粗粒の排出時
期を遅らせることができる。

【００４４】の発明の原料装入装置では、円筒形状仕
切壁13−1が取り付けられており、空所イに装入される
原料の安息角よりも大きい傾斜を有する円錐形状仕切壁
13−1aが設けられ、その上部の開口の直径は絞られてい
て、空所イをオーバーフローした原料の滑りが円滑に行
われので、原料12の中央頂部に堆積する粗粒の歩留りが
極めて少なくなる。従って、原料反発板16を上部に取り
付ける必要はなく、円筒形状仕切壁13−1 の中央部の最
下部、すなわち、図10に示した位置に取り付けるのが好
ましい。この位置に取り付けることにより、イ部内の原
料（主として細粒）を排出する際、上記と同様にマスフ
ロー化が強化され、下段ホッパーから排出される原料の
粒径をさらに好ましい「単調増加パターン」とすること
ができる。なお、この場合も、ホッパー内原料12の堆積
稜線の中央頂部が上部シール弁４の開軌跡の範囲内に入
らないように注意することが必要である。

【００４５】また、の発明の原料装入装置において、
図12に示した原料反発板16′を用いる場合は、上述の原
料反発板16を用いる場合に見られる反発板16上における
原料の滞留を減少させることができる。すなわち、原料
反発板16と仕切壁13−1 との間の環状の間隙S₃を通過さ
せて原料を排出する場合、排出完了後に原料反発板16の
上側に原料の安息角に相当する傾斜をもった円錐状の原
料滞留が生じてホッパー５の有効容積を減少させること
になるが、図12の複数個の開孔S₄を設けた原料反発板1
6′を使用すれば、上記の原料反発板16上の原料滞留量
を減少させ、ホッパー５の有効容積を最大限に活用する
ことができる。

【００４６】開孔S₄の大きさは前述のS₁、S₂およびS₃と
同じ考え方に基づいて定めればよく、空所イに充填され
る原料の最大粒径の約６倍以上の寸法を確保すれば原料
の安定した排出が可能である。開孔S₄の数は、原料反発
板16′の上に原料が極力滞留しないようにするために、
開孔寸法S₄に相当する距離を離して多数設ける方がよ
い。なお、上記の原料反発板16′を用いる場合も、原料
反発板16を用いる場合と同様に、円筒形状仕切壁13−1
の最下部に設置することによりイ部の下方部で原料の排
出が抑制され、イ部内の原料（主として細粒）を排出す
る際のマスフロー化が強化される。

【００４７】以上述べたように、本発明の原料装入方法
を適用すれば、下段ホッパーから炉内への原料の装入が
内振り方式により炉内壁側から炉芯側に向かって旋回、
傾動する分配シュートを介して行われるので、図５(a)
に示すように、炉内壁側に細粒11a 、炉芯側に粗粒11b
の原料が装入されることとなり、高炉内のガスの流れが
安定化する。

【００４８】

【発明の効果】炉頂に原料ホッパーが上、下２段に配置
された単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入
装置を有するベルレス高炉において、本発明方法を適用
して炉内に原料を装入することにより、炉内の半径方向
における粒度分布を的確に制御することができる。すな
わち、下段ホッパーから排出される原料の粒径は「単調
増加パターン」となるので、内振り方式で原料を炉内に
装入すると、炉内壁側に細粒、炉芯側に粗粒の原料を堆
積させることができる。その結果、高炉内のガス流分布
を適正に制御することが可能となり、高炉の安定操業お
よび燃料比の低減という効果が得られる。このような粒
度分布の制御は、本発明の装置を用いれば、容易に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装
入装置の一例の構成を示す概念図である。

【図２】単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装
入装置の上段および下段ホッパーにおける原料排出挙動
を示す模式図である。

【図３】上段ホッパーから排出される原料の粒径の経時
変化パターンを示す図である。

【図４】下段ホッパーから排出される原料の粒径の経時
変化パターンを示す図である。

【図５（ａ）】本発明方法を実施した時の炉内半径方向
における原料の粒度分布を模式的に示す図である。

【図５（ｂ）】従来の方法による場合の炉内半径方向に
おける原料の粒度分布を模式的に示す図である。

【図６】本発明の原料装入装置の一例を示す縦断面概略
図である。

【図７】本発明の原料装入装置の他の例を示す縦断面概
略図である。

【図８】本発明の原料装入装置の一例を示す図で、図６
の一部の拡大縦断面図である。

【図９】本発明の原料装入装置の一例を示す図で、図８
のＩ−Ｉ矢視断面図である。

【図１０】本発明の原料装入装置の他の例を示す図で、
図７の一部の拡大縦断面図である。

【図１１】本発明の原料装入装置の他の例を示す図で、
図10のＩ−Ｉ矢視断面図である。

【図１２】本発明の原料装入装置に取り付ける原料反発
板の他の例を示す図で、(a) 図は拡大縦断面図、(b) 図
は(a) 図のII−II矢視断面図である。

【図１３】図８に示した装置を用いて本発明方法を適用
した場合の下段ホッパーにおける原料の堆積および排出
挙動示す模式図である。

【図１４】図10に示した装置を用いて本発明方法を適用
した場合の下段ホッパーにおける原料の堆積および排出
挙動示す模式図である。

【図１５】本発明方法を適用した場合の下段ホッパーか
ら排出される原料の粒径の経時変化パターンを示す図で
ある。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原料ホッパーが上、下２段に配置された単
ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置によ
り原料を炉内に装入するに際し、先ず、下段ホッパー内
に設けられたこのホッパーの軸芯と同軸の多重の円筒形
状または多角面筒形状の仕切壁で仕切られた中央部の空
所に上段ホッパーから原料を装入し、次いで、中央部か
ら原料を溢流させて中央部に隣接するリング状空所に原
料を装入、充填し、同様に、順次隣接する外側のリング
状空所に原料を装入、充填して下段ホッパー内に原料を
装入した後、下段ホッパー底部のゲートを“開”にし
て、中央部の原料を排出し、次いで、中央部空所に隣接
するリング状部の原料を下段ホッパーの下方部の斜面と
前記の仕切壁の下端との間の環状の間隙部を通過させて
排出し、同様に、順次外側のリング状空所の原料を排出
して炉内に装入することを特徴とするベルレス高炉にお
ける原料装入方法。
【請求項２】原料ホッパーが上、下２段に配置された単
ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置によ
り原料を炉内に装入するに際し、先ず、下段ホッパー内
に設けられた、このホッパーの軸芯と同じ軸芯を有し、
上部が上側に開口を有する円錐形または多角錐形の筒形
状をなし、それに連結する下部が円筒形状または多角面
筒形状をなす中央部の仕切壁と、その外側の１または２
以上の円筒形状または多角面筒形状の仕切壁で仕切られ
た複数の空所の中央部の空所に上段ホッパーから原料を
装入し、次いで、中央部から原料を溢流させて中央部に
隣接するリング状空所に原料を装入、充填し、同様に、
順次隣接する外側のリング状空所に原料を装入、充填し
て下段ホッパー内に原料を装入した後、下段ホッパー底
部のゲートを“開”にして、中央部の原料を排出し、次
いで、中央部空所に隣接するリング状部の原料を下段ホ
ッパーの下方部の斜面と前記の仕切壁の下端との間の環
状の間隙部を通過させて排出し、同様に、順次外側のリ
ング状空所の原料を排出して炉内に装入することを特徴
とするベルレス高炉における原料装入方法。
【請求項３】原料ホッパーが上、下２段に配置された単
ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置の下
段ホッパー内に、このホッパーの軸芯と同軸の多重の円
筒形状または多角面筒形状の仕切壁が、それら仕切壁の
それぞれの下端とホッパーの下方部の斜面との間に原料
排出時に原料が通過できる間隙を有するように設けられ
ていることを特徴とするベルレス高炉における原料装入
装置。
【請求項４】多重の円筒形状または多角面筒形状の仕切
壁の中央部の仕切壁で仕切られた中央部の空所の中心部
に、前記中央部仕切壁との間に環状の間隙部を有し、大
きさと高さを独立して調整することの可能な原料反発板
が設けられている請求項３に記載のベルレス高炉におけ
る原料装入装置。
【請求項５】原料ホッパーが上、下２段に配置された単
ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置の下
段ホッパー内に、このホッパーの軸芯と同じ軸芯を有
し、上部が上側に開口を有する円錐形または多角錐形の
筒形状をなし、それに連結する下部が円筒形状または多
角面筒形状をなす中央部の仕切壁と、その外側の１また
は２以上の円筒形状または多角面筒形状の仕切壁が、そ
れら仕切壁のそれぞれの下端とホッパーの下方部の斜面
との間に原料排出時に原料が通過できる間隙を有するよ
うに設けられていることを特徴とするベルレス高炉にお
ける原料装入装置。
【請求項６】上部が上側に開口を有する円錐形または多
角錐形の筒形状をなし、それに連結する下部が円筒形状
または多角面筒形状をなす中央部の仕切壁で仕切られた
中央部の空所の中心部の最下部に、原料排出時に原料が
通過できる複数個の開孔が設けられた原料反発板、もし
くは、前記中央部仕切壁との間に環状の間隙部を有し、
その大きさを調整することの可能な原料反発板が設けら
れている請求項５に記載のベルレス高炉における原料装
入装置。