JPH0329311Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、溶鉱炉炉頂装入装置に於ける原料混
合分配調整装置に関するものである。

「従来の技術」 溶鉱炉法による銑鉄生産分野に於いては10年来
主としてベルレス炉頂装入装置が溶鉱炉への原料
投入装置として採用されている。4000m³級の溶鉱
炉に於いては、8000〜10000T／日の銑鉄を生産
しており、溶鉱炉の生産低下が、製鋼、圧延とい
つた後続設備に与える影響は大きく、溶鉱炉の安
定操業が望まれている。

又、最近では溶鉱炉の寿命は10年前後となり、
溶鉱炉の内張煉瓦が損耗し、鉄皮に対する熱負荷
が上昇する後半の寿命期間に於いては、溶鉱炉の
事故により突発的に操業率が低下し生産が減少す
るので、この生産減を防止する為に、溶鉱炉炉頂
部での原料分配の重要性が指摘されている。ベル
レス炉頂装入装置に於いては、炉内へ原料を分配
投入する際の原料分配に於ける自由度が高く、該
装入装置が主として採用されている理由もこの点
にある。

最近では、ベルレス炉頂装入装置には、第５図
に示す原料貯蔵ホツパーのように上部ホツパー
１、下部ホツパー２を上下に２段配列したいわゆ
るセンターフイード型ベルレス炉頂装入装置が採
用される傾向にある。これは、炉内への原料分配
の改善を計つたもので、炉頂装入装置の原料分配
性に対する要求がよりち密化して来ていることを
表わすものである。

同図中３は溶鉱炉である。

このようなベルレス炉頂装入装置に於ける上部
ホツパー１へ原料を投入する従来の主段として、
第６図、第７図に示すものがある。

第６図に示すものは、ベルトコンベア４から固
定状態の上部ホツパー１の中心部へ原料を投入す
るものであり、第７図に示すものは原料の投入位
置を上部ホツパー１の中心よりずらし上部ホツパ
ー１を原料投入中回転させるものである。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、第６図、第７図に示すセンター
フイード型ベルレス炉頂装入装置に於いては、そ
の構造に起因する以下に記述するような問題点を
有している。

通常、ベルトコンベア４は、300ｍ程の長さを
有しており、300ｍにわたつて炉頂部へと運搬さ
れる間にベルトコンベア４上の原料は細粒がベル
ト面に落ちて、ベルト先端から放出される時点で
は、原料帯の上層部は主として粗粒、下層部は細
粒という分離形態を示す。この状態でベルトコン
ベア４より上部ホツパー１へ原料を投入して堆積
せしめた場合、原料の細粒と粗粒の分布状態は、
第６図のものではベルトコンベア４と離反した側
に粗粒、ベルトコンベア４側に細粒が分布堆積
し、第７図のものでは上部ホツパー１の中央部に
粗粒、周辺部に細粒が堆積する。そして、いずれ
のホツパーに於いても粗，細粒の分離形態とな
る。

更に、上部ホツパー１から、その底部に設けた
ゲート５を開にして原料を下部ホツパー２へと排
出する時の上部ホツパー１内の排出曲線は、第６
図の曲線ａ〜ｆに示すようになり、上部ホツパー
１内の中央下部の原料、中央部の原料、中央上部
の原料、周辺部の原料の順に原料が落下する。上
部ホツパー１の胴径Ｄに対する下部原料排出口径
ｄの割合は、通常Ｄ／ｄ＝３〜４であり、いわゆ
るフンネルフローの形態を示す。

従つて、第６図、第７図に示すものは、上部ホ
ツパー１内の原料中、粗，細粒が分離したまま、
下部ホツパー２へと排出、投入される。

下部ホツパー２では、第８図に示すように、原
料が下部ホツパー２の中央上部の口から投入さ
れ、下部ホツパー２内に堆積する。この時中央部
に堆積した原料の山が形成され、その上にさらに
原料が投入落下する。このような堆積形態に於い
ては粗，細粒のころがり特性が異なるため、堆積
した原料の山の中央部に於いては主として細粒
が、周辺部には粗粒が堆積することになる。

この状態で下部ホツパー２の底部のゲート６を
開けて原料を炉内に排出する時には、上部ホツパ
ー１と同様にフンネルフローの形態を示し、下部
ホツパー２の中心部が先、周辺部特に下部の逆円
錐形状部と接触している部位の原料が後に落下す
ることになる。つまり、投入時間を一定とする
と、一定時間内に於いて、排出当初は細粒が排出
され、順次粒径の大きい原料が引き続き排出され
て、一定時間に於ける最終段階では粗粒が排出さ
れることになる。即ち、一定時間内に於いて炉内
へ投入される原料の粒径が経時的に変動する傾向
を有している。

溶鉱炉に於いて、粒径が経時的に変化するとい
うことは、それに応じた操業しかできないという
ことになり、ベルレス炉頂装入装置の持つ原料分
配に関する高い自由度を制約することになる。従
つて、安定した高炉の運転状況を確保、実施する
上で、大きな制約となつている。

また、貯蔵ホツパーに於いて、底部に設けた開
口部から原料を排出する時、底部開口部の近傍に
インサート金物を設けると、フンネルフローが改
善されることは一般的に知られている。しかし、
溶鉱炉に於いては、通常、還元剤、熱源としての
コークス、原料としての鉄鉱石を交互に投入し、
最近では鉄鉱石の粒径を区分して別個に投入する
ことも採用している。つまり、投入する原料のサ
イズがそれぞれ異なるのである。普通コークスの
粒径は50〜60mm、鉄鉱石の粒径は20〜30mmで、粒
径を変えた鉄鉱石の場合は10mm以下の細粒だけを
投入している。ホツパーの下部開口部にインサー
ト金物を固定して取付けることは、粒径の異なる
原料が個々に投入されるホツパーに於いては効果
を成さないことになる。

本考案は、従来型のホツパーに原料を貯留する
時に生じる粗，細粒の偏析を防止し、ホツパーか
ら原料を排出する時に生じる粒径の経時的変化を
防止して粗，細粒の炉内への装入分布状況を均質
化することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本考案は、前記目的を達成させるために次のよ
うな構成としている。即ち、原料ホツパーを上下
２段に配置したセンターフイード型ベルレス炉頂
装入装置に於いて、上下ホツパーの少なくとも一
方の内部に原料を分配するための分配制御板を設
けている。

「作用」 貯蔵ホツパーへの原料受け入れ時にこのホツパ
ーの上部に設けた分配制御板に原料を衝突させ、
しかる後にホツパー内へ原料を投入する。これに
より、ホツパーへの原料投入時に原料の粗，細粒
の混合が行なわれ、ホツパー内に原料が均質に分
布した状態で貯留する。従つて、このホツパーか
ら原料を排出する時には、この均質に混合して堆
積した原料がホツパーの下方から順次排出し、炉
内へ原料が均質状態で投入される。

「実施例」 以下、本考案の一実施例を第１図ないし第４図
に基づいて説明する。第１図中１１は上部ホツパ
ーであり、この上部ホツパー１１は、その下部
を、所定の頂角を有する逆円錐形状に、上部を円
筒形状にそれぞれ形成されている。上部ホツパー
１１の上部の円筒部の外周には、上面，下面がテ
ーパ状とされたギア１２が嵌合して取り付けられ
ている。このギア１２は、基台１３に設けられた
ブラケツト１４に回転自在に設けられたテーパロ
ーラ１５，１５により挟持されており、これによ
り上部ホツパー１１は回転自在に支持されてい
る。また、ギア１２は、基台１３に設けられたモ
ータ１６に連結されたピニオン１７に噛み合わさ
れて回転自在とされている。従つて、上部ホツパ
ー１１はモータ１６，ピニオン１７，ギア１２を
介して回転させられるようになされている。

上部ホツパー１１の上方には、側方に開口１８
を有するカバー１９が固定されて設けられ、この
開口１８より原料装入用のベルトコンベア２０の
先端がカバー１９内に挿入され、このベルトコン
ベア２０により原料２１が上部ホツパー１１内に
投入されるようになされている。

また、カバー１１内には、ベルトコンベア２０
の若干先方の下方即ち、ベルトコンベア２０上よ
り落下した原料２１が衝突する位置に位置させら
れて原料２１を分配するための分配制御板２２が
略水平に、カバー１９の側壁に取り付けられて設
けられている。

また、上部ホツパー１１内には、円錐形の原料
通路調整弁２３が第１図に示すように設けられて
いる。即ち、上部ホツパー１１の円筒部の上部に
軸受２４が設けられている。この軸受２４は上部
ホツパー１１の径方向に位置させられて前記円筒
部内面と軸受２４との間にかけわたされた複数の
サポート２５により上部ホツパー１１の軸線上に
支持されている。軸受２４にはロツド２６が横振
れしないように上下摺動自在に設けられ、ロツド
２６の下端には、前記原料通路調整弁２３の上端
が固着されている。ロツド２６の上端は、所定箇
所に設けられた上下作動装置（図示せず）に、原
料２１が存在しない部位に於いて回転自在に連結
され、この上下作動装置によりロツド２６を介し
て原料通路調整弁２３が上下動されるようになさ
れている。そして、上部ホツパー１１の逆円錐形
状部内面と原料通路調整弁２３との間に円環状の
原料通路２７が形成されている。なお、上部ホツ
パー１１の下端にはゲート弁２８が開閉自在に設
けられている。

また、上部ホツパー１１の下方には下部ホツパ
ー３１が同軸的に設けられている。この下部ホツ
パー３１は中央が円筒形に、上部が円錐形に、下
部が逆円錐形にそれぞれ形成されている。

下部ホツパー３１の下端には下部ホツパー３１
の軸線上に位置してゲート弁３２が設けられ、上
端には下部ホツパー３１の軸線上に位置して原料
受入れ口３３が設けられている。この原料受入れ
口３３には、シール弁３４が回動可能に設けられ
ている。このシール弁３４は原料受入れ口３３を
全開したときには原料に接触しない位置まで回動
するようになされている。

下部ホツパー３１内には、上部ホツパー１１内
に設けられた原料通路調整弁２３と同様に円錐形
の原料通路調整弁３５が第２図に示すように設け
られている。即ち、下部ホツパー３１の円筒部に
軸受３６が設けられている。この軸受３６は下部
ホツパー３１の径方向に位置させられて前記円筒
部内面と軸受３６との間にかけわたされた複数の
サポート３７により下部ホツパー３１の軸線上に
支持されている。軸受３６にはロツド３８が横振
れしないように上下摺動自在に設けられ、ロツド
３８の下端には、前記原料通路調整弁３５の上端
が固着されている。

ロツド３８の上端は下部ホツパー３１の中央部
に設けられた上下作動装置３９に連結されてい
る。この上下作動装置３９とロツド３８との連結
部は保護カバー４０により覆われ、この連結部が
原料から隔離されて自由に作動できるようになさ
れている。また、保護カバー４０の上端には分配
制御板４０ａが水平に設けられている。この分配
制御板４０ａの両端は下部ホツパー３１の円筒部
内面に固定されている。

次に、第３図、第４図に基づき上下作動装置３
９について説明する。

下部ホツパー３１には、その中央を水平に貫通
して貫通軸４１が設けられている。貫通軸４１と
下部ホツパー３１との間にはガスシール装置４２
が設けられ、下部ホツパー３１は気密保持構造と
されている。

貫通軸４１の一端には回転駆動装置４３が取り
付けられ、中央部にはカム４４が固着されてい
る。カム４４には、内面にカム４４と嵌合し得る
溝４５が設けられかつカム４４を自由に回転させ
得る空間４６を有する昇降リング４７が係合させ
られている。昇降リング４７はロツド３８の上端
にリンク４８により連結されている。

そして、下部ホツパー３１の逆円錐形状部の内
面と原料通路調整弁３５との間には円環状の原料
通路４９が形成されている。

そして、第２図に示す原料通路４９の寸法l₁を
変更する場合には、回転駆動装置４３により貫通
軸４１を回転させ、カム４４の回転を介して昇降
リング４７即ち、ロツド３８を上下方向に変位さ
せて、原料通路調整弁３５の位置を変えればよ
い。

次に、作動について説明する。

原料２１がベルトコンベア２０により炉頂部へ
運搬されて上部ホツパー１１に投入される前に、
ゲート弁２８が閉状態とされ、原料通路調整弁２
３と上部ホツパー１１の逆円錐形状部内面との間
の原料通路２７の寸法がその原料の粒径に見合つ
た寸法l₁になるように、原料通路調整弁２３が上
下作動装置により位置決めされた後保持され、こ
の後、モータ１６を作動させ、ピニオン１７，ギ
ア１２を介して上部ホツパー１１を連続回転さ
せ、この状態でベルトコンベア２０を作動させて
開口１８よりカバー１９内に原料２１を受入れ
る。

すると、この原料２１は分配制御板２２に衝突
して第１図に示す分配制御板２２の左右に拡散し
て落下する。このため、このとき、原料中の粗，
細粒は略均一に混合され、同図に示すように、上
面に２つの同心円状の原料の山が形成されるよう
に分配されて、上部ホツパー１１内に貯留され
る。この時の原料の山の高さは、上述のように原
料が同心円状の２つの山となるので、従来のベル
レス炉頂装入装置の上部ホツパーに原料を投入し
た場合に生じる１つの円環状の原料の山の高さよ
り低くなり、しかも、この実施例の上部ホツパー
１１内には、同心円状の２つの山が生じるので、
粗粒が上部ホツパー１１の中心部あるいは周辺部
に偏析することはない。

上部ホツパー１１内に原料２１を所定量貯留し
たらベルトコンベア２０，、上部ホツパー１１の
作動を停止させる。

次に、下部ホツパー３１のゲート弁３２を閉状
態とし、原料通路４９の寸法が原料２１の粒径に
見合つた寸法l₁を与えられる位置で原料通路調整
弁３５を保持し、シール弁３４を全開させる。

次に、装入シーケンスに応じて上部ホツパー１
１のゲート弁２８を開にし、上部ホツパー１１内
の原料２１をその下方へ排出し、これを下部ホツ
パー３１内に原料受入れ口３３より投入する。

すると、この原料２１は分配制御板４０ａに衝
突して第２図に示す分配制御板４０ａの左右に拡
散して落下する。このため、このとき、原料中の
粗，細粒は再び略均一に混合され、同図に示すよ
うに、上面に２つの原料の山が形成されるように
分配されて、下部ホツパー３１内に貯留される。
従つて、下部ホツパー３１内には均質状態で原料
２１が貯蔵される。

次に、シール弁３４を閉じて下部ホツパー３１
内を炉内と同圧とし、ゲート弁３２を開放し、下
部ホツパー３１の下部から順次堆積された順番で
原料２１を排出し、炉内へ投入する。これによ
り、炉内に原料が均質状態で投入される。

次に、上部ホツパー１１のゲート弁２８を閉
じ、次の原料２１の粒径に見合つた寸法l₂の原料
通路２７を与える位置まで原料通路調整弁２３を
移動させ、次回原料２１の受入れに備える。

また、下部ホツパー３１のゲート弁３２を閉
じ、次の原料２１の粒径に見合つた寸法l₂の原料
通路４９を与える位置まで原料通路調整弁３５を
移動させ、次回原料の受入れに備える。

以上のようのに、この実施例によれば、分配制
御板２２，４０ａに原料２１を衝突させるように
したので、原料２１をこれら分配制御板２２，４
０ａにより拡散分配して上部ホツパー１１，下部
ホツパー３１内に原料中の粗，細粒を均質に混合
した状態で堆積させることができる。

また、上部ホツパー１１，下部ホツパー３１の
下部に原料通路調整弁２３，３５を上下動可能に
設けたので、上部ホツパー１１，下部ホツパー３
１内に投入される原料２１の粒度に応じて上部ホ
ツパー１１，下部ホツパー３１の下部の原料通路
２７，４９の大きさを変化させることができ、こ
れにより、従来、上部ホツパー，下部ホツパーの
下部から原料を排出する時に生じる粒径の経時変
化を防止することができ、原料２１中の粗，細粒
の炉内への装入分布状態を均質とすることができ
る。

なお、前記実施例に於いては、分配制御板２
２，４０ａを、それらの両端がそれぞれ上部ホツ
パー１１，下部ホツパー３１の側壁に達するもの
としたが、これに限られることなく、これらより
も短いものとして、適宜ブラケツト等により上部
ホツパー１１，下部ホツパー３１内に固定しても
よい。

また、前記実施例に於いては、上部ホツパー１
１，下部ホツパー３１にそれぞれ分配制御板２
２，４０ａを設けたが、これに限られることな
く、これらホツパーのいずれか一方に分配制御板
を設けてもよい。

また、前記実施例に於いては、上部ホツパー１
１を回転させる構造のものとしたが、これに限ら
れることなく、固定式ホツパーとしても同様の効
果を得ることができる。

「考案の効果」 本考案によれば、原料ホツパーを上下２段に配
置したセンターフイード型ベルレス炉頂装入装置
に於いて、上下ホツパーの少なくとも一方の内部
に原料を分配するための分配制御板を設けたの
で、分配制御板に原料を衝突させ、原料を分配制
御板により拡散分配してホツパー内に原料中の
粗，細粒を均質に混合した状態で堆積させること
ができ、原料中の粗，細粒の炉内への装入分布状
態を均質とすることができ、これによりベルレス
炉頂の運転状況を限定することなく安定したもの
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の一実施例を示す
もので、第１図は上部ホツパー部の概略縦断面
図、第２図は下部ホツパーの概略縦断面図、第３
図は上下作動装置の縦断面図、第４図ａ，第４図
ｂは上下作動装置の作動説明図、第５図はセンタ
ーフイード型ベルレス炉頂装入装置の概略図、第
６図ないし第８図は従来の溶鉱炉炉頂装入装置に
於ける原料分配調整装置例を示すもので、第６図
は固定の上部ホツパーに原料を投入した状態を示
す断面図、第７図は回転中の上部ホツパーに原料
を投入した状態を示す断面図、第８図は上部ホツ
パーより下部ホツパーに原料を投入した状態を示
す断面図である。 １１…上部ホツパー、１９…カバー、２１…原
料、２０，４０ａ…分配制御板、２３，２５…原
料通路調整弁、２７，４９…原料通路、２８，３
２…ゲート弁、３１…下部ホツパー、３４…シー
ル弁、３９…上下作動装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 原料ホツパーを上下２段に配置したセンターフ
   イード型ベルレス炉頂装入装置に於いて、上下ホ
   ツパーの少なくとも一方の内部に原料を分配する
   ための分配制御板を設けたことを特徴とする溶鉱
   炉炉頂装入装置に於ける原料混合分配調整装置。