JPH0146791B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉等の竪型炉における原料装入方
法及び同方法に用いる装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、高炉等の竪型炉に原料を装入するための
ベル無し炉頂装入装置として、例えば特公昭48−
34082号公報に記載されているものがある。

このベル無し炉頂装入装置においては、第５図
に示すように、装入ベルトコンベア１によつて炉
頂へ運ばれた装入原料は、ヘツドプーリ２から切
替シユート３を経由して、一方の上部シール弁４
−１を開の状態にして、２個配置した固定ホツパ
の一側固定ホツパ５−１に装入される。原料装入
が完了すると上部シール弁４−１を閉とし、固定
ホツパ５−１内を高炉ガス又は窒素ガスにより炉
頂圧力に等しくなるように均圧する。

次ぎに、下部シール弁７−１を全開状態にし、
原料排出量をゲート弁６−１によつて流量調整
し、さらに希望の炉内装入分布形状が得られるよ
う炉内シユート１１を傾動、旋回を連続的に行つ
て原料を炉内へ導く。そして固定ホツパ５−１か
ら炉１０内へ原料を装入している間、切替シユー
ト３を旋回して前述と同様に片側の固定ホツパ５
−２へ原料を装入貯留する。

以上のように、２個の固定ホツパ５−１及び５
−２は互いに炉心から180度方向に配置する構成
として、装入スケジユールに従つて各々のホツパ
から１バツチ毎に交互に原料を炉１０内へ装入す
るようになつている。

ところが、このような従来のベル無し炉頂装入
装置においては、炉内旋回シユート１１を同一傾
動角度に保持しながら連続旋回させて原料を炉１
０内に装入することから、炉内装入原料の装入分
布が一様とはならない。これは、実機稼動状況及
び縮尺モデルにおける粉粒体流れに関する実験で
も確認されており、炉１０内での装入分布は円周
方向に一様でなく円周バランスが乱れるという現
象を生じる。

この装入分布の非一様性は、固定ホツパ５−
１，５−２からの原料が逆円錐形の集合シユート
８及び垂直シユート９を通過し炉内旋回シユート
１１に落下する時に、原料の主流線の軌跡が垂直
シユート９の軸線からずれる事及び固定ホツパ５
−１，５−２の位置と炉内旋回シユート１１の旋
回方向の相対関係によつて助長される。

以上のような原料の分布を第６図により定性的
に説明する。

同図において、固定ホツパ５−１から排出され
た原料は、集合シユート８を落下するときに加速
され、垂直シユート９内で原料の落下主流線は粉
粒体流れの慣性によつて炉１０中心軸ｙ−ｙより
も他側の固定ホツパ側５−２方向へ偏流する。

今、炉内旋回シユート１１が実線で示す位置に
あるとき、原料の炉内旋回シユート１１底への衝
突位置は、炉中心軸ｙ−ｙよりも炉内旋回シユー
ト１１先端側になる。一方、炉内旋回シユート１
１が想像線で示す位置にあるときには、原料の衝
突位置は、炉中心軸ｙ−ｙよりも炉内旋回シユー
ト１１後端側になる。

このように、炉内旋回シユート１１の旋回位置
によつて落下する原料の助走距離は異なり、その
結果炉内旋回シユート１１先端に於ける原料放出
速度及び炉１０内への原料落下軌跡が異なるよう
になる。

以上の要因により、炉１０内の装入原料分布が
炉中心軸ｙ−ｙに対してアンバランス、即ち、炉
中心軸ｙ−ｙからの装入原料の山の距離x₁，x₂が
不一致をもたらすことになる。

このようなベル無し炉頂装入装置における問題
点を解消するための装入装置として、特開昭58−
58211号公報に記載されているものがある。

これは第７図に示すように２個の固定ホツパ１
４，１５を炉１０中心軸上に上下に配設し、下部
固定ホツパ１５の下端に流量調整弁１３を設けて
垂直シユート９の下方に位置する炉内旋回シユー
ト１１への原料を垂直に落下させ、円周バランス
の乱れ発生を防止する構成としたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、この固定ホツパ１４，１５を上下に
配置すると、必然的に炉高が大きくならざるを得
ず、装置の高さを従来装置並に押えるためには、
上下の固定ホツパ１４，１５の径を大きくして容
量を確保する必要がある。

しかし、固定ホツパ１４，１５の径が大きくな
ると、下部固定ホツパ１５内の堆積原料１２−２
における粒度分布は中心部分が細粒となり、中心
から半径方向へ離れる程粗粒となつた円錐形状を
呈する。

従つて、下部固定ホツパ１５内の原料１２−２
を垂直シユート９と炉内旋回シユート１１を経て
炉内へ分配すると、炉１０内に堆積する原料は経
時的に偏粒分配となり、排出時間の経過と共に、
偏流も複雑に変化する。

更に、この変化の度合はコークス、鉱石、ペレ
ツト等原料の種類によつても著しく異なり、装入
原料内の円周方向の粒度偏析による上昇ガス流の
不均一をもたらし、炉内ガスの還元反応への利用
率を低下させ、燃料比低減の阻害及び炉況不安定
の要因となつていた。

本発明は、かかる上下に二連配置した固定ホツ
パを有するベル無し装入装置における欠点を除去
するもので、固定ホツパと炉内旋回シユートとの
相互位置関係から生ずる装入原料分布のアンバラ
ンス及び、固定ホツパ内の原料堆積形状から生ず
る装入原料粒度のアンバランスを解消することを
目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は、ホツパを上下に二連配置した構成の
竪型炉の原料装入装置において、上部ホツパ内に
装入する原料を上部ホツパ内で分布制御し、下部
ホツパは上部ホツパ内で分布制御された原料をマ
スフローにより下部ホツパ内で分級・偏析させる
ことなく炉内に装入可能とするものである。

〔実施例〕

以下、第１図、第２図及び第３図に示す実施例
に基づいて本発明を説明する。

同図において、第５図〜第７図に示した従来装
置と同一部分は同一の記号によつて示す。

第１図において、１８は上部固定ホツパ１４内
の内壁近くに複数配置した分布制御板で、同分布
制御板１８は油圧シリンダ等の駆動装置２０によ
り任意角度に傾動自在である。

この分布制御板１８はその上端を支持部材に枢
着され、旋回シユート３からの原料の流れの領域
に位置可能な大きさとするとともに、駆動装置２
０による傾斜角により流れの全体及びその一部に
対して邪魔板としての機能を果たせるように構成
することが必要である。また、上部固定ホツパ１
４内における配置は、第２図で示すように上部固
定ホツパ１４内壁に沿つて円周方向に適当なピツ
チで複数設けるものとし、旋回シユート３の旋回
による原料の放出領域を分布制御板１８が最大角
度傾斜したときには略全て含むことができる構成
とする。尚、駆動装置２０の動作を制御する制御
系には原料の特性や供給量等の制御フアクタを組
込んで、適切な原料の均一分布を達成できるよう
にしておくことも必要な条件であることは言うま
でもない。

その他の構造は第７図で示したものと略同じで
あるが、下部固定ホツパ１５は原料流れのマスフ
ロー化を図るために下方に向けて大幅に内径が縮
小する逆円錐形をなしている。

すなわち、第４図に示すように、下部固定ホツ
パ１５の壁面２２の角度２３を水平に対して十分
大きくとれば、排出時、原料層２４が一様に降下
するようになる。この流動状態がマスフローであ
り、最初に装入された原料から先に排出されるこ
とになる。

上記構成において、ベルトコンベア１のヘツド
プーリ２から旋回シユート３に投入された原料は
旋回シユート３下端に設けた流量調整ゲート弁２
１から上部固定ホツパ１４内に装入される。

このとき、原料はその傾斜角度を制御系によつ
て設定された分布制御板１８に当たり、水平方向
の速度ベクトルを持つ原料の自然落下方向を強制
的に変えて原料の落下堆積位置を調整する。

この原料の落下堆積位置は、分布制御板１８の
傾斜角度、旋回シユート３からの原料の流線形
状、流線断面、及び粒度分布等様々な要素により
変化するが、原料流れに関する条件を除けば分布
制御板１８の傾斜角度によつて一義的に決定され
る。

従つて、分布制御板１８の傾斜角度の調整によ
つて、上部固定ホツパ１４内に貯溜される堆積原
料１２−１の二次元的な断面は図示のようなＭ形
となつたり、或いはＶ形、逆Ｖ形の任意の分布形
状とすることができる。そして、このように上部
固定ホツパ１４内における原料の分布形状を調整
することにより、上部固定ホツパ１４下端のゲー
ト弁１７から短時間に下部固定ホツパ１５へ排出
できるように原料の量的分布及び粒度分布を得る
ことができる。

尚、流量調整ゲート弁２１は、ベルトコンベヤ
１から投入した原料の水平方向の速度ベクトルを
相殺するためのもので、原料の種類、装入量に応
じてその弁開度を調節する構成である。この流量
調節ゲート弁２１は原料によつては必ずしも設け
る必要はない。

さらに、上部固定ホツパ１４の下部には単数又
は複数のゲート弁１７を有し、同ゲート弁１７と
下部固定ホツパ１５の上部に設けた単数又は複数
の上部シール弁１６とを開閉することにより、上
部固定ホツパ１４内の原料は下部固定ホツパ１５
内へ排出される。

この下部固定ホツパ１５は、上部固定ホツパ１
４内の堆積原料１２−１がマスフローにより排出
されるように60゜〜70゜程度のテーパ角を有する鋭
い逆円錐形状をなし、さらに下部には炉１０内へ
の原料排出量を調整、制御するための流量調整弁
１３を設けている。

このように下部固定ホツパ１５は下端の排出側
に向けて断面が縮小するので、下部固定ホツパ１
５の内部の堆積原料１２−２は、原料流動時にお
ける分級を生じることはなく、しかも粒度偏析や
不均一流れを防止することができる。

尚、下部固定ホツパ１５には、上部シール弁１
６と下部シール弁１９を備え、原料装入時にそれ
ぞれを操作することにより、下部固定ホツパ１５
内を炉内圧力及び大気圧に保つことができる。

本発明によれば、ベルトコンベヤ１から投入さ
れた原料は、旋回シユート３の旋回による上部固
定ホツパ１４内に供給時の円周方向分布の均一
化、旋回シユート３下端の流量調整ゲート弁２１
による原料の特性・粒度条件に基づく流れの均一
補正化、及び分布制御板１８による原料落下位置
の調整の各作用を受けながら上部固定ホツパ１４
に供給される。

この原料の流れに対する各構成の処理により、
原料の特性に応じた最も好ましい堆積分布とする
ことができ、さらに下部固定ホツパ１５に排出さ
れる。

この下部固定ホツパ１５内においては、そのホ
ツパ内面を下端側に向けて急傾斜としたので、原
料の排出をマスフロー化することができ、偏析を
伴うことなく速やかに炉１０方向に移動する。そ
して、下部固定ホツパ１５の原料装入時間は、上
部固定ホツパ１４への原料装入に比べると1/10程
度のオーダで短いことから、下部固定ホツパ１５
内部で原料が分級する度合は極めて小さい。

以上の旋回シユート３から下部固定ホツパ１５
間の原料の流動において、上部固定ホツパ１４内
で分布制御された最も適切な形態で装入すること
に加え、この一様分布の原料を下部固定ホツパ１
５内でのマスフロー化により、粒度偏析を経時的
に伴うことなく炉１０の炉内旋回シユート１１に
垂直に落下供給できる。

この炉１０への供給において、下部固定ホツパ
１５下端の流量調整弁１３及び下部シール弁１９
の開弁とともに円周方向に非一様な粒度分布を生
じることなく炉１０の垂直シユート９へ供給でき
る。この垂直シユート９内流れでは偏流を生じる
ことがないので、炉内旋回シユート１１には下部
固定ホツパ１５で均一化された原料をそのままの
状態で供給することができ、炉１０内で原料が円
周方向に偏析することなく装入処理できる。尚、
分布制御板１８、流量調整ゲート弁２１、流量調
整弁１３等を適当に操作することにより、必要と
する経時的粒度変化を有した形態として炉１０へ
の装入も無論可能である。

尚、ゲート弁１７及び上部シール弁１６の個数
は炉１０内に装入される原料の量、タイムスケジ
ユール及び許容範囲の設備高さによつて決定され
る。

第３図において２５は旋回シユート先端に配置
した原料反射板で、任意角度に傾動自在である。
この原料反射板は旋回シユート３からの原料の流
れの領域に位置可能な大きさとするとともに、そ
の傾斜角により流れの全体及びその一部に対し
て、邪魔板としての機能を果たせるように構成す
ることが必要である。また、旋回シユート３の旋
回による原料流線を原料反射板２５が最大角傾斜
したときに、上部固定ホツパ１４の中心部に到達
させるようにすることも必要である。その他の構
造は、第１図で示したものと略同じである。

上記構成において、ベルトコンベア１のヘツド
プーリ２から旋回シユート３に投入された原料は
旋回シユート先端に設け、その傾斜角度を制御系
によつて設定された原料反射板２５に当たり、水
平方向の速度ベクトルを持つ原料の自然落下方向
を強制的に変えて、原料の落下堆積位置を調整す
る。このように、原料反射板２５の作用は第１図
における分布制御板１８の作用に置き替わるもの
であり、後の機能は第１図と同じである。

〔発明の効果〕

本発明は、装入原料の種類及び、装入量等の可
変要素に対し、炉内の半径方向、円周方向の分布
を均一化でき、しかも炉内へ装入される原料粒度
を操業者が経時的に自在に制御できるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装入装置の概略断面図、第２
図は同第１図の−線矢視図、第３図は旋回シ
ユート先端に原料反射板を配置した場合の概略断
面図、第４図はマスフローの概念断面図、第５
図、第６図、第７図は従来例の概略断面図であ
る。 １：ベルトコンベア、２：ヘツドプーリ、３：
旋回シユート、８：集合シユート、９：垂直シユ
ート、１０：炉、１１：炉内旋回シユート、１
２：堆積原料、１３：流量調節弁、１４：上部固
定ホツパ、１５：下部固定ホツパ、１６：上部シ
ール弁、１７：ゲート弁、１８：分布制御板、１
９：下部シール弁、２０：駆動装置、２１：流量
調節ゲート弁、２２：ホツパ、２３：角度、２
４：原料層、２５：原料反射板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上部と下部に二連のホツパを備えて竪型炉の
   炉頂に原料を装入する原料装入方法において、上
   部ホツパに原料を装入する第一段階で同ホツパ内
   での原料の量的分布及び粒度分布を制御し、さら
   にこの制御された原料を下部ホツパ内に装入しか
   つ竪型炉に排出する第二段階で原料流れをマスフ
   ロー化して竪型炉の炉頂に供給することを特徴と
   する竪型炉における原料装入方法。 ２ 搬送装置からの原料を装入するための旋回シ
   ユートを有する上部ホツパと、その下段に配置し
   て竪型炉の炉頂に接続した下部ホツパとを有する
   原料装入装置において、上部ホツパ内に旋回シユ
   ートからの原料流線領域に位置可能な分布制御板
   を傾動自在に配置し、さらに下部ホツパの内面を
   原料流れマスフロー化のための急傾斜面としたこ
   とを特徴とする竪型炉における原料装入装置。 ３ 搬送装置からの原料を装入するための旋回シ
   ユートを有する上部ホツパと、その下段に配置し
   て竪型炉の炉頂に接続した下部ホツパとを有する
   原料装入装置において、旋回シユートからの原料
   流線を自在に変更するために、旋回シユート先端
   に傾動可能な原料反射板を配置し、さらに下部ホ
   ツパの内面を原料流れマスフロー化のための急傾
   斜面としたことを特徴とする竪型炉における原料
   装入装置。