JP5758322B2 - Charging chute and charging device - Google Patents
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Description
この発明は、高炉炉内に原燃料を装入する装入シュート及び装入装置に関する。 The present invention relates to a charging chute and a charging device for charging raw fuel into a blast furnace furnace.
周知のように、高炉炉内に焼結鉱、コークス等の原燃料を装入する手段として、例えば、旋回シュートを用いるベルレス装入装置が知られている。
ベルレス装入装置により高炉炉内に原燃料を装入する場合、断面U字形のシュートが用いられるのが一般的であるが、上方が開放されていることから、旋回速度増加時や装入速度増加時に原燃料がシュートから溢れるという問題があった。
そこで、シュートを筒状として、原燃料の溢れを防止するための技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
As is well known, for example, a bellless charging device using a turning chute is known as means for charging raw fuel such as sintered ore and coke into a blast furnace.
When charging raw fuel into a blast furnace using a bellless charging device, a chute with a U-shaped cross section is generally used, but since the upper part is open, the turning speed and charging speed are increased. There was a problem that raw fuel overflowed from the chute when it increased.
Therefore, a technique for preventing the overflow of raw fuel by using a chute as a cylinder is disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示された技術を用いた場合、シュートから原燃料が溢れる現象は解消するものの、シュートから高炉内に装入された原燃料が分散されて所定の位置に装入されない場合があることが判明した。
However, when the technique disclosed in
そこで、発明者は、装入シュートにより原燃料を装入する場合における原燃料の挙動及び所定位置に原燃料を安定して装入するための技術について鋭意研究した結果、閉断面とされた筒状シュートでは、原燃料がシュートで旋回されて、シュート内を螺旋状に周回し、排出口から排出された際に、周回の遠心力により移動して高炉内に分散されるとの知見を得た。 In view of this, the inventor has intensively studied the behavior of the raw fuel when the raw fuel is charged by the charging chute and the technique for stably charging the raw fuel at a predetermined position. In the case of a cylindrical chute, when the raw fuel is swirled by the chute, spirally circulates in the chute, and is discharged from the discharge port, it is known that it is moved by the centrifugal force of the circulation and dispersed in the blast furnace. It was.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、高炉炉内への原燃料装入に際して、原燃料が装入シュートから溢れるのと高炉内に分散されるのを抑制することが可能な装入シュート及び装入装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and suppresses the raw fuel from overflowing from the charging chute and being dispersed in the blast furnace when charging the raw fuel into the blast furnace. An object is to provide a possible charging chute and a charging device.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に記載の発明は、高炉上部に配置されて前記高炉内に原燃料を供給する流動路を備え、前記流動路が鉛直方向に伸びる軸線に対して傾いた状態で前記軸線周りに回動されながら高炉内に原燃料を装入する装入シュートであって、先端側に筒状部が形成され、前記周回抑制手段は、筒状部の内周に配置された、多角形又は多角形の一部の辺により構成される周回抑制形状部を備え、少なくとも前記原燃料が前記流動路内を流動する際の接触面が、前記周回抑制形状部の範囲内に形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to
請求項5に記載の発明は、装入装置であって、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の装入シュートを備えることを特徴とする。
The invention according to
この発明に係る装入シュート、装入装置によれば、先端側に筒状部が形成され、筒状部内に原燃料が周回するのを抑制する周回抑制手段が形成されているので、原燃料が螺旋運動するのが抑制される。その結果、原燃料が高炉内で分散されるのを抑制することができる。また、筒状部内の原燃料の流動路のうち、原燃料が流動する際に接触する接触面が多角形又は多角形の一部の辺、すなわち流動路の接触面が直線の集合により構成されているので、例えば、直線同士の交点で原燃料の移動が抑制され、その結果、原燃料の周回が抑制される。
ここで、筒状部が形成される先端側の意味は、筒状部が先端に形成されていてもよいし、筒状部よりも先端側に上部が開放された箇所が形成されていてもよいことを意味する。
According to the charging chute and the charging device according to the present invention, the cylindrical portion is formed on the tip side, and the rotation suppressing means for suppressing the rotation of the raw fuel is formed in the cylindrical portion. Is prevented from spiraling. As a result, it is possible to suppress the raw fuel from being dispersed in the blast furnace. Further, of the flow path of the raw fuel in the cylindrical portion, the contact surface that contacts when the raw fuel flows is a polygon or a part of the polygon, that is, the contact surface of the flow path is configured by a set of straight lines. Therefore, for example, the movement of the raw fuel is suppressed at the intersection of the straight lines, and as a result, the circulation of the raw fuel is suppressed.
Here, the meaning of the distal end side where the cylindrical portion is formed may be that the cylindrical portion may be formed at the distal end, or a location where the upper part is opened closer to the distal end side than the cylindrical portion is formed. Means good.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の装入シュートであって、前記周回抑制形状部は、4角形〜12角形により構成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, a charging chutes according to
この発明に係る装入シュートによれば、周回抑制形状部が4角形〜12角形により構成されているので、原燃料の周回を効率的に抑制することができる。これは、周回抑制形状部が4角形〜12角形とされていて、隣接する辺がなす角度(内角)が小さく屈曲しているのに比して各辺の長さが短いので、隣接する辺に移動する運動エネルギーを装入シュートの旋回で確保しにくくなるためと推測される。 According to the charging chute according to the present invention, since the rounding suppression shape portion is formed of a quadrangular shape to a dodecagonal shape, the rounding of the raw fuel can be efficiently suppressed. This is because the circumference suppressing shape portion is a quadrangle to a dodecagon, and the length of each side is shorter than the angle (inner angle) formed by the adjacent side is small, so the adjacent side It is presumed that it becomes difficult to secure the kinetic energy that moves to the position by turning the charging chute.
請求項3に記載の発明は、高炉上部に配置されて前記高炉内に原燃料を供給する流動路を備え、前記流動路が鉛直方向に伸びる軸線に対して傾いた状態で前記軸線周りに回動されながら高炉内に原燃料を装入する装入シュートであって、先端側に筒状部が形成され、前記筒状部内には、前記原燃料が前記筒状部内を周回するのを抑制する周回抑制手段が形成され、前記周回抑制手段は、前記筒状部内周に形成された、前記筒状部が延在する方向に形成された凹条であることを特徴とする請求項1に記載の装入シュートであって、前記周回抑制手段は、前記筒状部内周に形成された、前記筒状部が延在する方向に形成された凹条であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a flow path that is disposed at an upper portion of the blast furnace and supplies raw fuel into the blast furnace, and the flow path is rotated around the axis while being inclined with respect to an axis extending in a vertical direction. A charging chute for charging raw fuel into a blast furnace while being moved, and a cylindrical portion is formed on a tip side thereof, and the raw fuel is prevented from circulating in the cylindrical portion in the cylindrical portion. The rotation suppression means is formed, and the rotation suppression means is a recess formed in an inner periphery of the cylindrical portion and extending in a direction in which the cylindrical portion extends. In the charging chute described above, the rotation suppressing means is a recess formed in an inner periphery of the cylindrical portion and extending in a direction in which the cylindrical portion extends.
この発明に係る装入シュートによれば、筒状部内に凹条が形成されているので、凹状に原燃料の一部が凹条内において停滞原燃料となり、原燃料の周方向における移動抵抗が確保されて、原燃料の周回が抑制される。 According to the charging chute according to the present invention, since the concave portion is formed in the cylindrical portion, a part of the raw fuel becomes a stagnant raw fuel in the concave shape and the movement resistance in the circumferential direction of the raw fuel is reduced. As a result, the circulation of the raw fuel is suppressed.
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の装入シュートであって、前記筒状部の断面内周側における最大長さL1と最小長さL2の比で定義されるアスペクト比(L1/L2)が、1.8以下であることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the charging chute according to any one of the first to third aspects, wherein the maximum length L1 and the minimum length L2 on the inner peripheral side of the cross-section of the cylindrical portion. The aspect ratio (L1 / L2) defined by the ratio is 1.8 or less.
この発明に係る装入シュートによれば、アスペクト比(L1/L2)が、1.8以下であるので、同一の断面積である場合に流動路内における原燃料の分散を抑制しつつ効率的な流動が確保される。 According to the charging chute according to the present invention, since the aspect ratio (L1 / L2) is 1.8 or less, it is efficient while suppressing the dispersion of the raw fuel in the flow path when the cross-sectional area is the same. Flow is ensured.
この発明に係る装入シュート、装入装置によれば、先端側に筒状部が形成され、筒状部内に原燃料の周回を抑制する周回抑制手段が形成されているので、原燃料が装入シュートから溢れるのを抑制しつつ筒状部内を周回するのが抑制される。その結果、原燃料が高炉内で分散されるのを抑制することができる。 According to the charging chute and the charging device according to the present invention, the cylindrical portion is formed on the distal end side, and the rotation suppressing means for suppressing the rotation of the raw fuel is formed in the cylindrical portion. Circulating the inside of the cylindrical portion while suppressing overflow from the incoming chute is suppressed. As a result, it is possible to suppress the raw fuel from being dispersed in the blast furnace.
以下、図1から図5を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る高炉装入装置(装入装置)の概略構成を示す図であり、符号1は高炉を、符号2は高炉本体を、符号3は高炉装入装置を示している。また、図2は、高炉装入装置3に用いる装入シュート10の一例を示している。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a blast furnace charging device (charging device) according to the first embodiment.
高炉装入装置3は、原燃料投入筒4と、装入シュート10と、図示しない旋回手段と、傾動手段とを備え、高炉本体2の上部に配置されて、装入シュート10の鉛直軸Oに対する傾きを矢印T方向に変化させつつ鉛直軸O周りに矢印R方向に旋回しながら、高炉内に原燃料を装入するようになっている。
The blast
装入シュート10は、図2に示すように、例えば、原燃料が供給される供給口11と原燃料が排出される排出口12が開口し、内方には原燃料が流動する流動路13が形成されている。また、装入シュート10は、流動路13と直交する断面が正八角形(周回抑制形状部)15とされていて、排出口12側が細く形成されたテーパ形状とされていて、先端側を含め全長にわたって筒状部とされている。
As shown in FIG. 2, the
また、装入シュート10の流動路13は、正八角形の対向する頂点間の距離(最大長さ)L1と対辺の距離(最小長さ)L2の比で定義されるアスペクト比(L1/L2)が1.082(<1.8)とされている。
Further, the
次に、図3を参照して、分散度について説明する。
図3は、分散度を説明する図であり、図3(A)は分散度を求める装入シュートSを示す図であり、図3(B)は分散度を定義する図である。
Next, the degree of dispersion will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the degree of dispersion, FIG. 3 (A) is a diagram showing a charging chute S for obtaining the degree of dispersion, and FIG. 3 (B) is a diagram for defining the degree of dispersion.
まず、図3(A)に示すように、対象とする装入シュートSを装入装置の旋回軸線O周りに矢印R方向に旋回されつつ、装入シュートSが運転されるノッチ角度α(例えば、50°〜24°における7条件)を矢印T方向に変化させ、図3(B)に示す原燃料Mが分散された分散角度θを各ノッチ角度αについて求め、その平均値をその装入シュートSの代表値とする。なお、平均値は、単純平均による。 First, as shown in FIG. 3 (A), a notch angle α (for example, the charging chute S is operated while the target charging chute S is turned in the direction of arrow R around the turning axis O of the charging device). , 7 conditions from 50 ° to 24 °) are changed in the direction of arrow T, and the dispersion angle θ in which the raw fuel M shown in FIG. 3B is dispersed is obtained for each notch angle α, and the average value thereof is charged. The representative value of the chute S is used. The average value is based on a simple average.
そして、分散角度θが最小となる正7角形の場合の分散角度θの代表値(平均値)を1.0とし、それぞれの装入シュートSの分散角度θの代表値を正7角形の分散角度θの代表値で除して得た相対値をそれぞれの装入シュートSの分散度と定義した。 Then, the representative value (average value) of the dispersion angle θ in the case of a regular heptagon having the smallest dispersion angle θ is 1.0, and the representative value of the dispersion angle θ of each charging chute S is a regular heptagon dispersion. The relative value obtained by dividing by the representative value of the angle θ was defined as the dispersion degree of each charging chute S.
次に、図4、図5を参照して、装入シュートと分散度の関係を説明する。
図4は、装入シュートの流動路が断面正多角形とされる場合の各多角形と分散度の関係を、粒子要素法のシミュレーションにより算出した結果を示す図である。図4によれば、正四角形の分散度が4.0であり、正四角形の装入シュートは、高炉内に原燃料を装入した場合に、分散の程度が生産に支障がないことから分散度4.0以下を好適な値とした。これは、断面円形の装入シュートに比較すると、分散度は約40%である。
以上のことから、断面多角形の装入シュートでは、4角形〜12角形が好適であるといえる。
Next, the relationship between the charging chute and the degree of dispersion will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a diagram showing the result of calculating the relation between each polygon and the degree of dispersion when the flow path of the charging chute is a regular polygon in cross section by simulation of the particle element method. According to FIG. 4, the degree of dispersion of the regular square is 4.0, and the regular square charging chute is dispersed because the degree of dispersion does not hinder production when raw fuel is charged in the blast furnace. A degree of 4.0 or less was set as a suitable value. Compared with a charging chute having a circular cross section, the degree of dispersion is about 40%.
From the above, it can be said that a quadrangular to dodecagonal shape is suitable for a charging chute having a polygonal cross section.
また、図5は、装入シュートのアスペクト比と分散度の関係を、粒子要素法のシミュレーションにより算出した結果を示す図であり、図5によれば、分散度が4.0となるのはアスペクト比1.8以下の場合である。
以上のことから、アスペクト1.8以下の範囲が、好適範囲であるといえる。
FIG. 5 is a diagram showing the result of calculating the relationship between the aspect ratio of the charging chute and the degree of dispersion by the simulation of the particle element method. According to FIG. 5, the degree of dispersion is 4.0. This is the case when the aspect ratio is 1.8 or less.
From the above, it can be said that a range having an aspect of 1.8 or less is a suitable range.
次に、図6を参照して、この発明の第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態に係る装入シュート30は、供給口31と排出口32が形成された筒状をなし、流動路33に流動路内方に延在する周回抑制リブ(凸条)34が、流動路33の延在する方向に、例えば3本形成されている。また、装入シュート30は、先端側を含め全長にわたって筒状部とされている。
装入シュート30によれば、流動路33内に周回抑制リブ34が形成されているので、原燃料の周回が効率的に抑制される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The charging
According to the charging
周回抑制リブ34は、例えば、流動接触面の全範囲に形成されていることが好適である。また、周回抑制リブ34は、例えば、流動路33の延在する方向から見て、軸(原燃料が筒状部内を周回又は流動する場合の流動軌跡の中心)に対する内角が30°〜90°であることが好適である。
For example, the
次に、図7を参照して、この発明の第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態に係る装入シュート40は、供給口41と排出口42が形成された筒状をなし、流動路43に流動路外側に窪む周回抑制ストーンボックス(凹条)45が、流動路43の延在する方向に、例えば3本形成されている。また、装入シュート40は先端側を含め全長にわたって筒状部とされている。
装入シュート40によれば、流動路43内に周回抑制ストーンボックス45が形成されているので、原燃料の一部がストーンボックス45内において滞留原燃料46となり、流動する原燃料と大きな摩擦抵抗を示すため、原燃料の周回が効率的に抑制される。
なお、図7においては、3条の周回抑制ストーンボックス45が形成されている場合について説明したが、例えば、周回抑制ストーンボックス45が流動接触面の全範囲に形成されていることが好適である。また周回抑制ストーンボックス45は、例えば、流動路43の延在する方向から見て、軸に対する内角が30°〜90°であることが好適である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The charging
According to the charging
In addition, in FIG. 7, although the case where the three rotation
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施形態においては、装入シュート10の流動路13が正八角形に形成されている場合について説明したが、例えば、流動路13を構成する周回抑制形状部は正多角形である必要はなく、原燃料が流動する際に接触する接触面(原燃料の流動量、ノッチ角度等から予定される接触予定部の場合を含む)が直線の集合から構成されていれば、多角形ではなく多角形の一部の辺からなる直線の集合により構成されてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
For example, although the case where the
また、上記実施の形態においては、装入シュート10、30、40が全長にわたって筒状に形成されている場合について説明したが、装入シュートの長さ方向の一部が開放された構成とされてもよいし、また、原燃料が接触する接触面以外に直線以外の円弧形状等が形成された構成とされていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the charging
また、上記実施の形態においては、周回抑制形状部が、筒状部を構成する装入シュート10、30、40全長にわたって形成されている場合について説明したが、周回抑制形状部を筒状部の排出口12、32、42側の一部に形成する構成としてもよい。
また、先端側に筒状部が形成される場合、筒状部よりも先端側に流動路の一部が開放された筒状部以外の部分が形成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the rotation suppression shape part was formed over the charging
Moreover, when a cylindrical part is formed in the front end side, parts other than the cylindrical part by which a part of flow path was open | released may be formed in the front end side rather than the cylindrical part.
この発明に係る装入シュート、装入装置によれば、高炉炉内への原燃料装入に際して、原燃料が装入シュートから溢れるのと高炉内に分散されるのを抑制することができるので産業上利用可能である。 According to the charging chute and the charging device according to the present invention, when the raw fuel is charged into the blast furnace, it is possible to prevent the raw fuel from overflowing from the charging chute and being dispersed in the blast furnace. Industrially available.
O 鉛直軸線
1 高炉
3 装入装置
10、30、40 装入シュート
13、33、43 流動路
15 8角形(周回抑制形状部)
34 周回抑制リブ(凸条)
45 ストーンボックス(凹条)
O
34 Circumference suppression rib (projection)
45 Stone box (concave)
Claims (5)
先端側に筒状部が形成され、前記筒状部内には、前記原燃料が前記筒状部内を周回するのを抑制する周回抑制手段が形成され、
前記周回抑制手段は、
筒状部の内周に配置された、多角形又は多角形の一部の辺により構成される周回抑制形状部を備え、少なくとも前記原燃料が前記流動路内を流動する際の接触面が、前記周回抑制形状部の範囲内に形成されていることを特徴とする装入シュート。 A flow path is provided at the top of the blast furnace to supply raw fuel into the blast furnace, and the raw fuel is supplied into the blast furnace while being rotated around the axis while the flow path is inclined with respect to the axis extending in the vertical direction. A charging chute for charging,
A cylindrical portion is formed on the distal end side, and in the cylindrical portion, a circulation suppressing means for suppressing the raw fuel from circulating in the cylindrical portion is formed,
The rounding suppression means is
It is provided on the inner periphery of the cylindrical part, and includes a rotation suppressing shape part constituted by a polygon or a part of a polygonal side, and at least a contact surface when the raw fuel flows in the flow path, A charging chute characterized in that it is formed within the range of the rotation suppressing shape portion .
前記周回抑制形状部は、4角形〜12角形により構成されていることを特徴とする装入シュート。 The charging chute according to claim 1 ,
A charging chute characterized in that the circulatory suppression shape portion is constituted by a quadrangular shape to a dodecagonal shape.
先端側に筒状部が形成され、前記筒状部内には、前記原燃料が前記筒状部内を周回するのを抑制する周回抑制手段が形成され、
前記周回抑制手段は、
前記筒状部内周に形成された、前記筒状部が延在する方向に形成された凹条であることを特徴とする装入シュート。 A flow path is provided at the top of the blast furnace to supply raw fuel into the blast furnace, and the raw fuel is supplied into the blast furnace while being rotated around the axis while the flow path is inclined with respect to the axis extending in the vertical direction. A charging chute for charging,
A cylindrical portion is formed on the distal end side, and in the cylindrical portion, a circulation suppressing means for suppressing the raw fuel from circulating in the cylindrical portion is formed,
The rounding suppression means is
A charging chute characterized in that the charging chute is a recess formed in an inner circumference of the cylindrical part and extending in the direction in which the cylindrical part extends.
前記筒状部の断面内周側における最大長さL1と最小長さL2の比で定義されるアスペクト比(L1/L2)が、1.8以下であることを特徴とする装入シュート。 The charging chute according to any one of claims 1 to 3 ,
The charging chute characterized in that an aspect ratio (L1 / L2) defined by a ratio of the maximum length L1 and the minimum length L2 on the inner peripheral side of the cross section of the cylindrical portion is 1.8 or less.
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