JPH0213919Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、竪型炉の炉頂に配置されるベルレス
式原料装入装置に関する。

〔従来の技術〕

高炉等の竪型炉に原料を装入する炉頂装入装置
は、ベルにより原料装入口を開口するベル式と、
原料装入口をシール弁でシールし、炉内に設けら
れた旋回シユートを旋回させて原料の分配を行う
ベルレス式に大別される。このベルレス式炉頂装
入装置は、旋回シユートの傾斜角度を変えること
により、炉の半径方向に関する原料の分布を制御
することができるため、炉況の改善に効果を発揮
する。

ベルレス式の炉頂装入装置としては、第２図に
示すものが一般に使用されている。すなわち、竪
型炉１の炉頂に配置した２個又は３個の固定ホツ
パー５０の上部に切換えシユート５１を設けてお
り、固定ホツパー５０のそれぞれに原料を投入す
る。これら固定ホツパー５０から落下する原料
は、旋回シユート２で竪型炉１の内部に分配され
る。このとき、原料の装入量は、固定ホツパー５
０の下部に設けられているゲート弁５２によつて
調整される。

旋回シユート２は、予め決められた竪型炉１内
における原料の装入分布状態が得られるように、
駆動機構（図示せず）によつて連続的に傾動・旋
回する。このとき、旋回シユート２を同一傾斜角
度に保持したままで連続的に旋回させて、原料を
竪型炉１内に装入すると、竪型炉１内における原
料分布が炉の円周方向に関して乱れることがあ
る。この乱れは、装入原料層を通過して炉内を上
昇するガス流が不均一な流量分布をもつ原因とな
る。その結果、ガス利用効率が低下し、炉況が不
安定にもなる。

また、固定ホツパー５０から排出された原料が
下部の集合シユート５３及び垂直シユート５４に
落下するとき、原料の主流が垂直シユート５４の
中心軸からずれることがある。また、固定ホツパ
ー５０の位置と旋回シユート２の旋回方向との相
対的な位置関係によつて、炉内に装入された原料
の分布状態が不均一になることもある。

この分布状態の改善を図るため、本出願人は、
竪型炉の上方に上部固定ホツパー及び下部固定ホ
ツパーを設けた装入装置を開発し、特願昭56−
154852号（特開昭58−58211号公報）として出願
した。第３図は、この出願で紹介した装入装置を
示す。この装入装置においては、装入シユート５
８で上部固定ホツパー５５に装入された原料は、
ゲート弁５９を経て上部固定ホツパー５５から下
部固定ホツパー５６に排出される。次いで、原料
は、下部固定ホツパー５６の下端に設けられた流
量調節弁５７により装入流量を調節されながら、
垂直シユート５４を経て旋回シユート２に垂直落
下する。

このとき、装入シユート５８を旋回させながら
上部固定ホツパー５５に原料を装入しているた
め、装入された原料は、上部固定ホツパー５５内
で円周方向の重量偏析及び粒度偏析を生じること
がない。また、上部固定ホツパー５５から下部固
定ホツパー５６及び下部固定ホツパー５６から旋
回シユート２へのへの原料移動も垂直落下である
ため、竪型炉１の内部で円周方向の重量偏析及び
粒度偏析を生じることがない。

〔考案が解決しようとする課題〕

前述の先願で提案した原料装入装置では、上部
固定ホツパー５５及び下部固定ホツパー５６を垂
直方向に配置しているため、装置全体が高くな
る。この高さを抑えるためには、上部固定ホツパ
ー５５及び下部固定ホツパー５６の内径を大きく
して、原料の貯留容量を確保することが必要にな
る。

しかし、上部固定ホツパー５５及び下部固定ホ
ツパー５６の内径を大きくするに従つて、特に下
部固定ホツパー５６内における原料堆積状態は、
ホツパー軸を中心とする円錐状になる。そして、
原料の粒度分布は、ホツパー中心部が細粒で、中
心部から半径方向に離れるほど粗粒となる。この
不均一粒度分布をもつ原料を下部固定ホツパー５
６から竪型炉１内に分配すると、経時的に偏粒し
た分布で原料の分配が行われる。そして、その偏
粒は、排出時間の経過と共に複雑に変化する。

しかも、この変化の度合は、コークス，鉱石，
ペレツト等の原料の種類によつて著しく異なる。
このようにして円周方向に粒度偏析が付けられて
原料分配が行われた竪型炉１を操業するとき、炉
内を上昇するガスの流量分布が不均一になる。そ
のため、通気抵抗の大きな部分では原料が過熱さ
れ、通気抵抗の小さな部分ではガスの吹抜けが発
生する。その結果、還元効率が低下することは勿
論、炉況も不安定となる。

そこで、本考案は、上部固定ホツパーから下部
固定ホツパー及び下部固定ホツパーから旋回シユ
ートへの原料落下状態に改良を加えることによつ
て、固定ホツパー内部における原料堆積形状を改
善し、竪型炉内に分配された原料の粒度分布に関
する制御を確実に行うことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のベルレス式炉頂装入装置は、その目的
を達成するため、竪型炉の内部上方に旋回及び傾
動可能に配置された炉内旋回シユートと、前記竪
型炉の炉軸と同軸上に配置され、前記炉内旋回シ
ユートに垂直シユートを介して原料を落下させる
下部固定ホツパーと、該下部固定ホツパーの上部
で前記竪型炉の炉軸と同軸上に配置された上部固
定ホツパーと、該上部固定ホツパーの下端に同心
円状に設けられ、前記下部固定ホツパーの内部に
開口し垂直下方に延びる複数個の原料排出口と、
前記上部固定ホツパーの内部上方に旋回及び傾動
可能に配置された旋回シユートとを備えているこ
とを特徴とする。

〔作用〕

本発明において、装入シユートの傾斜角度を調
節することによつて、上部固定ホツパーに装入さ
れた原料の粒度分布が制御される。また、上部固
定ホツパーの下端に同心円状に設けた複数の原料
排出口から下部固定ホツパーに原料が供給される
ため、下部固定ホツパー内に装入された原料は、
第３図に示した下部固定ホツパー５６の中心で高
くなつた山型状とはならず、原料排出口に対応し
た複数個所で若干高くなつてはいるが、ほぼ平均
化された状態になつている。そのため、新たに装
入された原料粒子が下部固定ホツパー内にすでに
装入された原料の斜面に沿つて転動する傾向が小
さくなる。したがつて、この転動に起因して生じ
る半径方向の粒度偏析が抑制される。

このようにして、下部固定ホツパーには、所定
の粒度分布をもつて原料が装入される。この下部
固定ホツパーから垂直シユートに送り出される原
料は、その粒度分布を反映した状態で垂直シユー
トを経て竪型炉内に送り込まれる。したがつて、
炉内の装入原料の粒度分布を、不規則な偏粒等が
ない所期状態に維持することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本考
案の特徴を具体的に説明する。

本実施例のベルレス式炉頂装入装置は、第１図
に示すように、竪型炉１の上方内部に旋回シユー
ト２を配置している。他方、竪型炉１に装入され
る原料は、コンベア５で上部固定ホツパー３の上
部に送られ、原料装入口１２及び入側旋回シユー
ト１１を経て上部固定ホツパー３内に装入され
る。そして、上部固定ホツパー３から下部固定ホ
ツパー４及び垂直シユート１０を経て旋回シユー
ト２に落下する。

旋回シユート１１は、上部固定ホツパー３の外
部に配置した駆動機構１３によつて、上部固定ホ
ツパー３内を旋回し、また任意の傾斜角度で傾動
される。他方、竪型炉１内に配置された旋回シユ
ート２も、竪型炉１の頂部に設けられている駆動
機構１４によつて旋回され、且つ竪型炉１の炉軸
に対して任意の傾斜角度で傾動される。

上部固定ホツパー３の下端には、垂直下方に延
びる複数個の原料排出口１５ａ，１５ｂが、上部
固定ホツパー３の中心に同心円状に形成されてい
る。なお、第１図の例では、二個の原料排出口１
５ａ，１５ｂを示しているが、この個数は、上下
固定ホツパーのサイズ及び装置の複雑化を考慮し
て、２〜８個の範囲から選択する。それぞれの原
料排出口１５ａ，１５ｂには、ゲート弁６ａ，６
ｂ及び上部シール弁７ａ，７ｂが設けられてい
る。これらゲート弁６ａ，６ｂ及び上部シール弁
７ａ，７ｂを開放するとき、上部固定ホツパー３
内の原料は、原料排出口１５ａ，１５ｂに対応し
て複数の頂部をもつた状態で下部固定ホツパー４
に装入される。

また、下部固定ホツパー４の下端に形成された
原料排出口１６は、竪型炉１の垂直シユート１０
と同軸上に配置されている。原料排出口１６には
流量調節弁８及び下部シール弁９が設けられてお
り、制御された流量の原料を垂直シユート１０か
ら旋回シユート２に供給する。

装入原料は、コンベア５から旋回シユート１１
に落下し、上部固定ホツパー３内に装入される。
このとき、入側旋回シユート１１は、駆動機構１
３によつて旋回動作中においても任意の角度に傾
斜される。この傾斜角度の設定に応じて、上部固
定ホツパー３内に分配された原料を、その上面形
状がＭ型，Ｖ型，逆Ｖ型，スパイラル型等の任意
の分布状態にすることができる。この原料分布状
態によつて、上部固定ホツパー３から下部固定ホ
ツパー４に原料の粒度変化が調節される。たとえ
ば、実線で示すように原料を上部固定ホツパー３
に装入したとき、上部固定ホツパー３内部に堆積
した原料の高低差が小さく転動に起因した粒度偏
析が少なくなるので、上部固定ホツパー３から下
部固定ホツパー４への原料送出は、ほとんど粒度
変化のない状態で行われる。他方、一点鎖線で示
すように山型状に原料を上部固定ホツパー３内に
装入したとき、山中央部から側壁部に向かつて粒
度が大きくなつた堆積状態になる。この粒度分布
をそのまま維持した状態で下部固定ホツパー４に
原料が送られ、炉内に分配される原料の粒度分布
に活かされる。

上部固定ホツパー３内で原料を貯留した後、ゲ
ート弁６ａ，６ｂ及び上部シール弁７ａ，７ｂを
開放し、上部固定ホツパー３から下部固定ホツパ
ー４に原料を排出させる。このとき、原料は、複
数の原料排出口１５ａ，１５ｂを経由して下部固
定ホツパー４に落下する。そのため、下部固定ホ
ツパー４内に堆積した原料の上面形状は、図示す
るように原料排出口１５ａ，１５ｂに対応した複
数の頂部１７ａ，１７ｂをもつ状態になる。ま
た、複数の原料排出口１５ａ，１５ｂから下部固
定ホツパー４に原料を落下させているので、上部
固定ホツパー３から下部固定ホツパー４への原料
移動は極めて短時間で行われる。

下部固定ホツパー４内に装入された原料の状態
を第３図に示した状態と比較すると、山の斜面が
短くなつており、山部と谷部との高低差も少なく
なつている。そのため、後続して原料排出口１５
ａ，１５ｂから落下する原料粒子は、斜面を転動
する勢が小さくなる。また、転動距離も、僅かな
ものである。したがつて、この転動時に受けるパ
ーコレーシヨン作用が小さく、頂部１７ａ，１７
ｂを中心とした粒度偏析が抑えられる。その結
果、上部固定ホツパー３からの原料は、上部固定
ホツパー３内の粒度分布を維持した状態で下部固
定ホツパー４内に分配される。

また、上部固定ホツパー３の下部に複数個の原
料排出口１５ａ，１５ｂを設けているため、上部
固定ホツパー３の側壁から原料排出口１５ａ，１
５ｂまでの距離が短くなり、原料排出口１５ａ，
１５ｂに至る斜面の傾斜角度が大きくなる。した
がつて、上部固定ホツパー３から下部固定ホツパ
ー４に原料を送り出す際、この傾斜面に原料が滞
ることがなく、上部固定ホツパー３内にある原料
の上面が一様に低下する、いわゆるマスフローと
なつて下部固定ホツパー４内に落下する。この
点、第３図に示した中央部に排出口をもつ構造で
は、上部固定ホツパー５５から開口部に至る斜面
の傾斜角度が小さい。そのため、上部固定ホツパ
ー５５の下部傾斜面にある原料が、最終的に下部
固定ホツパー５６に送られることになり、下部固
定ホツパー５６に装入された原料の粒度分布が複
雑化する。

次いで、下部固定ホツパー４の下端に設けた流
量調節弁８の弁開度を設定すると共に、下部シー
ル弁９を開放する。これにより、粒度偏析や排出
時の不均一な流れが抑制されて、原料が垂直シユ
ート１０に供給される。なお、原料装入時におけ
る竪型炉１の炉内圧力は、下部固定ホツパー４の
上部及び下部にそれぞれ上部シール弁７ａ，７ｂ
及び下部シール弁９が設けられているので、設定
圧に維持される。

ここで、下部固定ホツパー４の側壁を、図示す
るように急斜面に形成しておくことが好ましい。
下部固定ホツパー４が急斜面の側壁をもつ場合、
下部固定ホツパー４内の原料は、下部固定ホツパ
ー４の半径方向に関して一様なマスフローとして
排出される。したがつて、複数の原料排出口１５
ａ，１５ｂを使用した効果と相俟つて、竪型炉１
内に分配された原料の粒度分布は均一化される。
これに対し、第３図に示すように緩傾斜面の側壁
をもつ下部固定ホツパー５６では、原料排出口に
対応する中央部分から原料排出が優先的に行われ
るため、下部固定ホツパー５６内の粒度分布が竪
型炉１内に分配された原料の粒度分布にそのまま
で現れる傾向が高くなる。

このようにして、竪型炉１内に装入された原料
は、所定の粒度分布をもつて分配されている。そ
のため、操業時に竪型炉１内を上昇するガスは、
原料の種類や竪型炉１の特性に応じた流量分布で
原料充填層を通過し、吹抜け等の問題を発生させ
ることがない。なお、竪型炉１に装入された原料
に粒度偏析を積極的に付けようとする場合には、
上部固定ホツパー３内で原料の堆積状態を山型状
にしたり、傾斜角度を調節しながら旋回シユート
２を旋回・傾動させる。これにより、竪型炉１内
で原料の堆積形状が変わり、原料堆積層の上面を
原料粒子が転動落下し、山部に細粒が、谷部に粗
粒が分配された粒度偏析が得られる。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案においては、上
下二段に設けた固定ホツパーのうち、上部固定ホ
ツパーに複数の原料排出口を同心円状に形成し、
この原料排出口から原料を下部固定ホツパーに落
下させている。そのため、下部固定ホツパー内に
装入された原料は、大きな山型状となつて堆積す
ることがなく、所定の粒度分布をもつた状態にな
る。この下部固定ホツパー内の原料を旋回シユー
トを介して竪型炉内に装入しているので、炉内に
おける粒度分布の制御が確実なものとなる。その
結果、安定した炉況のもとで竪型炉を操業するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の炉頂装入装置を竪型炉
に配置した状態を示し、第２図は従来のベルレス
式炉頂装入装置を示し、第３図は本出願人が先に
提案した上下二段式の炉頂装入装置を示す。 １：竪型炉、２：旋回シユート、３：上部固定
ホツパー、４：下部固定ホツパー、５：コンベ
ア、６ａ，６ｂ：ゲート弁、７ａ，７ｂ：上部シ
ール弁、８：流量調節弁、９：下部シール弁、１
０：垂直シユート、１１：入側旋回シユート、１
２：原料装入口、１３，１４：駆動機構、１５
ａ，１５ｂ：原料排出口、１６：原料排出口、１
７ａ，１７ｂ：装入原料の頂部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 竪型炉の内部上方に旋回及び傾動可能に配置さ
   れた炉内旋回シユートと、前記竪型炉の炉軸と同
   軸上に配置され、前記炉内旋回シユートに垂直シ
   ユートを介して原料を落下させる下部固定ホツパ
   ーと、該下部固定ホツパーの上部で前記竪型炉の
   炉軸と同軸上に配置された上部固定ホツパーと、
   該上部固定ホツパーの下端に同心円状に設けら
   れ、前記下部固定ホツパーの内部に開口し垂直下
   方に延びる複数個の原料排出口と、前記上部固定
   ホツパーの内部上方に旋回及び傾動可能に配置さ
   れた旋回シユートとを備えていることを特徴とす
   る竪型炉のベルレス式炉頂装入装置。