JPH02153009A - 竪型炉の原料装入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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装置に関する
ものである。

〈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
、かつ上段下段に二連のホッパを装える炉頂原料装入装
置として、例えば特開昭５８−５８２１１号公報が開示
されている。

上記公報に開示されている高炉のベル無し炉頂装入装置
においては、第９図に示すように装入コンベア１によっ
て炉頂に運ばれた原料は旋回シュー　）・９　’を通し
て上段ホッパ３に装入される。その後上部シール弁２′
を開状態、下部シール弁５′を閉状態、下段ホッパ流量
調整弁７′を閉状態で上段ホッパ流量調整弁４′を１１
整して下段ホッパ６に移し入れる。下段ホッパ６に移し
入れた後、上部シール弁２′を閉にし下段ホッパ６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。

次に、下部ソール弁５′を全開状態にし、原料排出項を
下段ホンバ流雫調整ｆｒ７’によって流最調整し、炉内
旋回シュート９を高炉ｌＯの炉壁側から炉中心（ｉｊｌ
ｌに回動および旋回しながら原１４を炉内に導く。そし
て下段ポノバ６から炉内に原料を装入している間、次の
原料を装入コンベアｌを通して上段ホッパ３に装入する
。

この１袈な装置を用いた時、下段ホッパ６からｉＪＦ出
する原料の排出時間に亘って平均化した粒子径を基準に
した無次元粒子径の経時変化は第１０図に示すようにな
る。このパターンで高炉ｌＯの炉壁側から炉中心側へｆ
ｌｆｌ勤しながら旋回する炉内旋回シュート９で炉内に
装入すると、原料の粒子径は炉壁側で１１１　＜、炉中
心側でｔ用い粒子径分布の堆積状態になる。このような
原τ：１堆積状態による高炉壕卒ではｍｍに炉内のガス
の流れは炉壁側に多く流れ、炉壁熱負荷の上昇、スリッ
プの多発、溶ｙｃＳ　’ｒ濃度の変動など、不安定な炉
況になることが多い。

〈発明が解決しようとする課題〉 そこで本発明では、下段ホッパから排出する原ｆ４の粒
子径の経時変化が従来の排出開始当初に粗く、排出終了
に向って細かくなるパターンから逆に排出開始当初に細
かく、排出終了に向って粗（なるパターンに改良するこ
とによって炉内において炉壁側で細かく、炉中心側で粗
い装入物の粒子径分布パターンを達成させ、安定な操業
を可能とさせることを目的とするものである。

く課題を解決するだめの手段〉 たとえば高炉では、１回の原料装入にかける時間は炉内
での原料消費速度とのかねあいから、できるだけ短くす
る必要がある。そのため上段ホッパ３から下段ホッパ６
へ原料を移し入れる時にもｌＯ秒強ぐらいの短時間しか
かけることができない。

このような状況での下段ホッパ６内の粒子径の分布状態
と原料を比較的長時間の２分で移し入れた時の結果とを
合わせてそれぞれ第７図（３）および（ｂ）に示す。

時間を長くかけて移し入れる時は、大粒径のものほど落
下位置から遠くまですなわちこの場合はホッパ６の中心
からホッパ壁まで転がっていく。

そのため、第７図（ａ）に示すようにホッパ６の壁部で
ｔｌｌ　＜、ボンバ６の中心部で細かい粒子径分布にな
る。

一方、移し入れの時間が短かいと、移し入れる時の落下
エネルギーが大きくなることによって転がるという現象
はなくなり、よりエネルギーの大きな大粒径のものほど
落下位ＩＴ付近に残るという現象が現われる。その結果
、第７図（ｂ）に示すようにホッパ６内はホッパ６の壁
部で細かく、ホッパ６の中心部で粗い粒子径分布になる
。

また、第８図（ａｌに示すようにホッパ６からの排出は
一般的には排出口６ａの直上部のものが優先的にｔＪＦ
出された後、１１１次、横方向に向ってＩＩ積物が崩れ
るようにＩＪＦ出していくファン−ネルフローの形態を
取る。

従って、従来装置のように排出口６ａがホッパ６の中心
にあり、かつホッパ６内の粒子径分布が第７図（ｂ）の
ようであると排出する原料の粒子径の経時変化が第１θ
図のような排出開始当初に粗く、排出終了に向って細か
くなるパターンになるのである。

そこで本発明ではホッパＧ内の粒子径分布が第７図（ｂ
）のようであっても、ホッパ６からの排出位置を細かな
粒子の存在するホッパ壁側にすることによって問題を解
決させるものである。

すなわち本発明は、上段と下段に二連のホッパをＯｍえ
る竪型炉の原ｔｉｔ装入装置において、前記下段ホッパ
の下端部には中心からの水平距離が当該下段ホッパの半
径りを基準にして０．５Ｌ〜１．０Ｌの範囲を半径２と
する円周上に中心を有する下記の条件を満足する複数個
数の排出口を排出ゲートによって開閉可能に設け、かつ
前記下段ホッパと炉内旋回シュートとの間に下端中心部
に排出口を有する漏斗状集合シュートを設置してなるこ
とを特徴とする竪型炉の原料装入装置である。

ｎ≧６（ｇ／Ｌ）、ここでｎ：排出口の個数また本発明
は、下段ホッパの下部に設ける複数個数の排出口に代え
て、前記下段ホッパの中心からの水平圧＾１ｔが当該下
段ホッパの半径りを基準にして０．５Ｌ〜１．０Ｌの範
囲の半径ｌとするｊＪＦ出口を前記下段ホッパの下部１
部に設り、前記ｔＪＦ、出１コに円錐形の蓋を下方から
開閉可能に設置し、かつ前記下段ホッパと炉内旋回シュ
ートとの間に下端中心部に１１￥出口を有する漏斗状集
合シュートを設置するようにすることもできる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

実庭例↓ 第１図に示すように装入コンベア１によって炉頂に運ば
れた原料は上部シール弁２を開、下部シール弁５を閉、
上段ホッパ排出ゲート４を閉の状態で上段ホッパ３に装
入される。その後上部シール弁２を閉にし、上段ホッパ
３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。次に下部シール弁５を全開状態にし
、Ｌ段ホッパ３の排出ゲート４を開にするごとによって
原ｔ’ｔを下段ホッパ６に移し入れる。

下段ホッパ６の排出口１１は下段ホッパ６の半径に対し
無次元半径で０．６の位置に円周方向に等間隔に４個設
けた。下段ホッパ６の排出ゲート７を開にするごとによ
って下段ホッパ６の複数のｉＪＦ出口１１からｔＪＦ出
された原料は漏斗状の集合シュート８によって中心の−
か所に集められ掛出１コ１２から炉内旋回シュート９を
通して高炉ｌＯ内に装入される。そして下段ホッパ６か
ら高炉１０内に原料を装入している間、次の原料を装入
コンベアｌによって上段ホッパ３に装入する。

下段ホッパ６の内径中心から下段ホッパ排出口１１の中
心位置までの距離２をホッパ６の内半径りの（１，０，
３，０，４，０，５，０，６，０，７，０，８，１，０
倍と、変化させたところ第４図（ａ）、　（ｂ）、　（
ｃ）に示すようにｒ　＝　ｉ　／　Ｌ　−０，５〜１．
０で理想的な１ノを出時の粒子径排出パターンを得るこ
とをつきとめた。

排出口１１の数については、あまりに数が少ないとｒＪ
Ｉ出口１１の設置位置をホッパ６の壁側に近づけても効
果は少ない。例えば排出口ｌｌの中心位置がホッパ６内
半径りの０．６倍に位置しているがその数が１つである
とすれば、排出初期は排出口１１に近い細かな粒子が排
出するが排出中期にはすでに炉中心に存在する粗い粒子
が排出してしまっており、排出末期には排出口１１から
遠いホッパ６の壁近傍の細かな粒子が排出することにな
る。

そこで下段ホッパ６の内径の中心から排出口１１の中心
位置までの距ｉ！！！Ｉ２がホッパ６の半径りの０．６
倍で、その個数を１．２，３．４とした実験を行ったと
ころ第５図（ａ）、　（ｂ）に示すように排出口個数が
４以上であれば第８図（ｂ）に示すよ・うに炉壁側の細
粒原料から順次排出し、理想的なｔＪＦ出時の粒子径排
出パターンを得ることができた。

次にｒ−４！／Ｌ−０，５以上において同様の実験をし
たところ次式を満足する排出口１１の個数であれば理想
的な排出時の粒子径排出パターンを得ることをつきとめ
た。

ｎ≧６・ｒｘ（ｉ（ｆｆｉ／Ｉ、） ｎ　：　ｆＪＦ出口個数 ｒ：下段ホッパ内径中心から下段ホッパ排出口中心まで
の距ｙｉｌＩＮに対する下段ホッパ内半径りの比 下段ホッパ６の内径中心から下段ホッパｔＪＦ出口の中
心位置までの距離２に対する下段ホッパ内半径りの比が
０．６でかつｔＪＦ出口の数が４個である第１図に示す
本発明の装入装置を用いた高炉操業と従来装置を用いた
高炉操業との比較を第６図に示す。なお、使用した高炉
は能力４５００ｔｏｎ／日で出銑比で１．６〜１．７５
ｔｏｎ／ｎｆの操業をしティた。

従来の装入装置を用いた時は高炉内の装入物の粒子径が
炉中心で細かく炉壁側で粗くなっていたので炉内ガスは
壁側を優先的に流れる状態であった。そのような状ａに
おいて安酒な原料である粒径が３〜５ｍの小塊焼結鉱の
使用を増加させ、６０ｋｇ／１ｏｎ−跣鉄近くまでにす
ると炉中心へのガスの流れがさらに悪化し壁側にガスが
回り炉壁の熱負荷上昇、スリップの多発、溶銑Ｓ＋濃度
の変動ΔＳｉが４１−シた。

−・方、本発明の装入装置を用いた場合は粒径３〜５圓
の小塊焼結鉱の使用を１２０ｋｇ／Ｌｏｎ−銑鉄まで増
加さ・Ｕても安定した操業ができた。

フ（施１！Ｉじし 第２図に示すように装入コンベア１によって炉頂に運ば
れた原料は上部シール弁２を開、下部シール弁５を閉、
上段ホッパ６の排出ゲート４を閑の状態で上段ホッパ３
に装入する。その後上部シール弁２を閉にし、上段ホッ
パ３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０次に下部シール弁５を全開状態に
し、上段ホッパ１井出ゲート４を開にすることによって
原料を下段ホッパ６に移し入れる。

下段ホッパ６の下部には下段ホッパ６の内径基ｉ１％の
無次元半径で０．６の排出口１１が開いており、通常は
円錐形の蓋１３がｔＪＰ出口１１の下方から塞いでいる
。ここで下段ホッパの排出口の開閉はこの円錐形の１ｆ
ｆ１３の上下運動によって行われ、ここでは第２図およ
び第３図に示すように円錐形の蓋１３の上下運動は油圧
ジヤノキ■４によって行う。下段ホッパ６からは円環状
に原料がｔ１ｉ出されるので排出された原ｊｌを漏斗状
の集合器シュート８によって−か所に集めそのＩＪＦ出
「ＩＩ２から旋回シュート９を通して炉内に装入する。

そして下段ホッパ６から炉内に原料を装入している間、
次の原料を装入コンベアｌを通して上段ホッパ３に装入
する。下段ホッパ排出口ＩＩの半径２をホッパの内半径
りの０゜０．３．０．４．０．５．０．６．０．７．０
．９．１．０倍と変化さけたところ実施例１と同様に０
．５〜１．０倍で理想的な排出時の粒子径排出パターン
を得ることをつきとめた。

下段ホッパ６の下端部に設けた排出口１１の半径ｌを下
段ホッパの半径りの０．６倍とした第２図および第３図
に示す本発明の装入装置を用いた高炉および第９図に示
す従来の装入装置を用いた能力４５００ｔｏｎ／日の高
炉で出銑比１．６〜１．７５ｔｏｎ／ｍの操業をそれぞ
れ実施した。

従来の装入装置を用いた時は高炉内の装入物の粒子径が
炉中心で綱か（炉壁側で粗くなっていたので炉内ガスは
壁側を優先的に流れる状態であった。そのような状態に
おいて安価な原料である粒径が３〜５ｍｍの小塊焼結鉱
の使用を増加させ、６０ｋｇ／１ｏｎ−銑鉄近くまでに
すると炉中心へのガスの流れがさらに悪化し壁側にガス
が回り炉壁の熱負荷上昇、スリップの多発、溶銑３１４
度の変動が生じた。

一方、本発明装入装置を用いた場合は実施例１と同様に
粒径が３〜５ｍｆｆ１の小塊焼結鉱の使用を１２０ｋｇ
／１ｏｎ−銑鉄まで増加させても安定した操業ができた
。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明の装置によれば、竪型炉内の
装入物を炉内ガスが炉壁部に多量に流れない原料粒度に
よるＩＩＩ　ＪＷ接状態することが可能となり、それに
よって竪型炉の安定した操業が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は本発明
の他の実施例を示す断面図、第３図は第２図のＡ−Δ矢
視を示ず断面図、第４図は排出時間に亘って平均化した
原料粒子径を基準にした無次元粒子径と原ｔミ１排出時
間と排出口の設置位置との関係を示すグラフ、第５図は
排出時間に亘ワて平均化した原料粒子径を基準にした無
次元粒子径と原料排出時間と排出口の個数との関係を示
すグラフ、第６図は小塊焼結鉱使用量とスリップ回数、
炉壁の熱負荷および溶銑のＳｉ濃度変動（ΔＳ＋）の関
係を示すグラフ、第７図は下段ホッパ内の粒度分布状況
を示す説明図、第８図は下段ホッパ内の原料排出順序を
示す説明図、第９図は従来例を示す断面図、第１Ｏ図は
下段ホッパからの原料排出時間に亘って平均化した粒子
径を基準にした無次元粒子径と原料排出時間との関係を
示すグラフである。 ｌ・・・装入コンベア、 ３・・・上段ホッパ、 ４・・・上段ホッパ排出ゲート、 ５・・・下部シール弁、　６・・・下段ホッパ、７・・
・下段ホッパ排出ゲート、 ８・・・漏斗状集合シュート、 ９・・・装入シュート、　ＩＯ・・・高炉、２・・・上
部シール弁、 ｌｌ・・・下段ホッパ排出口、 １２・・・漏斗状集合シュート排出口、１３・・・円１
（Ｃ形の蓋、 １４・・・油圧ジャンキ。 ′庁ｉ’ｌ’　＋Ｌｉ　１９３１人 川崎製鉄株式会社 璃　２　図 第　１　口 第　３ 図 −Ａ 断面図 第　４　」 フト出口や１ φ （Ｏ） 排出時間 排出終了 第　６　図 一１１ｔＥＪｍｉｌフ：イ！ｔ　（ｋｇ／　ｔ　−５５
ｔＪミツ安）第　５　図 （σ） ＜ｂ＞ 図 （σ） ＜ｂ＞ 第 図 Ｓ 図 １つ 凹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上段と下段に二連のホッパを備える竪型炉の原料装
   入装置において、前記下段ホッパの下端部には中心から
   の水平距離が当該下段ホッパの半径Ｌを基準にして０．
   ５Ｌ〜１．０Ｌの範囲を半径ｌとする円周上に中心を有
   する下記の条件を満足する複数個数の排出口を排出ゲー
   トによって開閉可能に設け、かつ前記下段ホッパと炉内
   旋回シェードとの間に下端中心部に排出口を有する漏斗
   状集合シュートを設置してなることを特徴とする竪型炉
   の原料装入装置。 ｎ≧６（ｌ／Ｌ）、ｎ：排出口の個数 ２、下段ホッパの下部に設ける複数個数の排出口に代え
   て、前記下段ホッパの中心からの水平距離が当該下段ホ
   ッパの半径Ｌを基準にして０．５Ｌ〜１．０Ｌの範囲の
   半径ｌを有する排出口を前記下段ホッパの下端部に設け
   、前記排出口に円錐形の蓋を下方から開閉可能に設置し
   てなる請求項１記載の装置。