JPH05209211A - 分配シュート上原料落下状態修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原料装入中に旋回する分配シュートに、原料
が垂直に落下しない場合にも、装入後の原料分布を適切
に制御する。 【構成】 炉頂バンカ１０a 、１０b に取付けられてい
る流量調整ゲート１２a、１２b の位置は、垂直シュー
ト１７の原料落下口１７a 上方とはなっていない。この
ため、該流量調整ゲート１２a 、１２b から落下する原
料の落下ベクトルは、垂直ベクトル成分だけでなく、水
平ベクトル成分をも有する。分配板２０aは、分配シュ
ート１６への原料の落下状態を、その傾動角θを変更す
ることで調整することができる。従って、原料が該分配
シュート１６に垂直に落下しない場合にも、装入後の原
料分布を適切に制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回する分配シュート
を用いて原料を装入する際、該分配シュートに原料が垂
直に落下しない場合にも、装入後の原料分布を適切に制
御することができる装入物分布制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原料の高炉内への装入には、近年、高炉
内の装入物分布制御の柔軟性と正確性から、ベルレス炉
頂原料装入装置が多く用いられている。

【０００３】図６は、炉頂バンカが１つのベルレス炉頂
原料装入装置の説明図である。

【０００４】この図６において、炉頂バンカ１０に予め
収容されている原料Ｍの高炉１４への装入の際には、ま
ず、該炉頂バンカ１０の下端部に位置する流量調整ゲー
ト１２を所定の開度まで開く。これに伴って、前記原料
Ｍは、所定の原料排出速度f（Ｗ／Ｓec）で分配シュー
ト１６上に落下するようになる。

【０００５】該分配シュート１６は、所定の傾動角βを
保持しながら、所定の旋回速度Ｖ（角速度ω）で旋回す
る。この分配シュート１６の傾動角βは、該分配シュー
ト１６の旋回に伴って段階的に小さくされる。この際、
該分配シュート１６から前記高炉１４内へは、原料装入
速度m （Ｗ／Ｓec）で前記原料Ｍが装入される。

【０００６】このため、該分配シュート１６の先端の軌
跡は、この図６に示される、ダンプ開始点Ｓからダンプ
終了点Ｅに至るダンプパターン１８のようになる。又、
該分配シュート１６の先端がこのような軌跡を描くこと
により、前記原料Ｍを前記高炉１４内に所定の分布で装
入することができる。

【０００７】前記高炉１４内のこのような装入物分布
は、該図６に装入速度m のグラフで示されるダンプ軌跡
の通りである。又、このような装入物分布は、例えば高
炉の操業を安定に行うためには重要な要件となってい
る。

【０００８】図７は、並列バンカ方式のベルレス炉頂原
料装入装置の説明図である。

【０００９】この図７に示されるように、並列バンカ方
式のベルレス炉頂原料装入装置は、複数の炉頂バンカ１
０a 、１０b を有している。このため、該原料装入装置
は、複数の異なる原料Ｍa 、Ｍb を、前記分配シュート
１６を介して、前記高炉１４に装入することができると
いう特徴を有している。

【００１０】例えば、特開昭６０−２０８４０４では、
複数個の装入ホッパ、混合装置付集合ホッパ、垂直シュ
ートと順次に経て旋回シュートにより装入する多量の細
粒鉱石を装入原料の一部に使う高炉原料装入方法に関す
る技術が開示されている。この特開昭６０−２０８４０
４では、まず、前記各ホッパから、細粒鉱石とそれとは
別に貯蔵されるコークスとを、細粒鉱石中に１０重量％
以上のコークスが含まれるような割合で、上記集合ホッ
パ内に切り出して均一に混合する。この後、それらの混
合物を垂直シュートを経て旋回シュートにより、炉中心
から炉壁方向への無次元半径の値が０．５〜０．８５を
示す位置に装入するという技術が開示されている。

【００１１】この特開昭６０−２０８４０４で開示され
ている技術によれば、細粒鉱石を多量に使用しても、炉
内通気性の阻害を防止することができ、細粒鉱石を塊成
化するための処理を軽減することができ、銑鉄コストの
低減及び高炉の安定操業を達成することができる。

【００１２】又、特開昭６２−５０４０２では、複数の
ホッパと、各ホッパの払い出し口下にある単一のシュー
トと、当該シュートの下方に設けられた旋回シュートを
有する旋回シュート式炉頂装入装置を用いた高炉への原
料装入方法に関する技術が開示されている。この特開昭
６２−５０４０２では、前記複数のホッパを、１若しく
は２基の主原料ホッパと複数の少量原料用ホッパとで構
成し、前記少量原料用の各ホッパに開度調整機能を備え
たゲートを設ける。又、前記少量原料用ホッパからの原
料の払い出しにおいては、前記旋回シュートが炉内を整
数倍回転中に規定量の切り出しが完了する如く、前記ホ
ッパゲートの開度を制御し、このようにしながら少量原
料を炉内に装入するという技術が開示されている。

【００１３】この特開昭６２−５０４０２で開示されて
いる技術によれば、高価で複雑な装置を用いることな
く、主原料に比べて少量の原料を、炉内円周方向に均一
に装入することができる。

【００１４】又、特開昭６３−１００１１３では、高炉
炉頂に、原料を高炉内に任意に供給可能なホッパを少な
くとも３基設けた高炉のベルレス装入装置に関する技術
が開示されている。

【００１５】この特開昭６３−１００１１３で開示され
ている技術によれば、多銘柄の鉱石やコークス等を目的
に応じて任意に装入することができ、高炉内の装入物や
ガス流量分布を所望に制御することができる。

【００１６】

【発明が達成しようとする課題】しかしながら、前記並
列バンカ方式のベルレス炉頂原料装入装置においては、
高炉内の装入物分布が不均一になってしまうという問題
がある。これは、高炉内の装入物の円周上のバランス分
布が不均一になってしまうというものである。

【００１７】前記図７に示されるように、並列バンカ方
式のベルレス炉頂原料装入装置において、前記分配シュ
ート１６上方に並べられた複数の炉頂バンカ１０a 及び
１０b それぞれは、ある程度の大きさを有しているた
め、全ての炉頂バンカ１０a 、１０b の排出口が前記分
配シュート１６の真上に位置するというものではない。

【００１８】従って、これら炉頂バンカ１０a や１０b
から、前記分配シュート１６に落下する原料Ｍa やＭb
は、垂直に落下するというものではない。

【００１９】このため、原料Ｍの前記炉頂バンカ１０a
あるいは１０b からの排出速度f が均一であっても、前
記分配シュート１６の旋回方向が異なると、前記高炉１
４に装入される原料の原料装入速度m がばらついてしま
う。このように、原料装入速度m がばらついてしまう
と、高炉内の装入物分布も不均一になってしまう。

【００２０】図８は、前記並列バンカ方式のベルレス炉
頂原料装入装置の、炉頂バンカからの原料落下状態の説
明図である。

【００２１】この図８に示されるように、前記炉頂バン
カ１０a 、１０b の位置が前記垂直シュート１７の中心
軸a 上にない場合は、前記原料Ｍが該炉頂バンカ１０a
、１０b から落下する際の落下ベクトルb が、前記中
心軸a に対して傾いた状態となってしまう。

【００２２】図９及び図１０は、前記並列バンカ方式の
ベルレス炉頂原料装入装置の、原料装入時の、それぞれ
第１説明図及び第２説明図である。

【００２３】この図９においては、前記分配シュート１
６は、前記垂直シュート１７の中心軸a に対する前記炉
頂バンカ１０b の位置とは反対方向に向いている。この
ときの、前記炉頂バンカ１０b から落下する原料Ｍが前
記分配シュート１６に衝突する際の衝突角度はγ１であ
る。又、該分配シュート１６からの原料Ｍの前記高炉へ
の装入速度はＶ１（Ｗ／Ｓec）である。

【００２４】一方、図１０において、前記垂直シュート
１７の中心軸a に対する前記炉頂バンカ１０b の位置に
対して、前記分配シュート１６は同一方向に向いてい
る。又、このとき、該炉頂バンカ１０b から落下する原
料Ｍが該分配シュート１６に衝突する際の衝突角度はγ
２である。又、このとき、該分配シュート１６から前記
高炉１４に装入される原料Ｍの装入速度はＶ２（Ｗ／Ｓ
ec）である。

【００２５】これら図９及び図１０に示されるように、
前記装入速度Ｖ１は前記装入速度Ｖ２よりも速くなって
しまう。このように、前記分配シュート１６の旋回方向
により、前記高炉１４への原料Ｍの装入速度が異なって
しまう。これは、前記分配シュート１６の旋回方向によ
って、前記衝突角度γ１、γ２が異なってしまうからで
ある。例えば、衝突角度γ１が比較的大きい前記図９の
場合、符号Ｘ１の付近で前記原料Ｍが滑降状態となる。
一方、前記衝突角度γ２が比較的小さい前記図１０の場
合には、符号Ｘ２の付近で前記原料Ｍが滞留となってし
まう。

【００２６】図１１は、前記並列バンカ方式のベルレス
炉頂原料装入装置の、分配シュートの旋回方向と装入速
度との関係を示すグラフである。

【００２７】この図１１のグラフでは、前記炉頂バンカ
１０b から、原料Ｍを装入しているときの様子が示され
ている。

【００２８】又、このグラフは、発明者の実験データに
よるものである。

【００２９】この図１１において、“α”は、前記分配
シュート１６の旋回方向を示す旋回角度である。該旋回
角度αの“０°”は、前記図１０の如く、前記旋回シュ
ート１６が右方に向いているときである。又、“m ”
は、前記高炉１４に装入される前記原料Ｍの装入速度で
ある。この図１１においては、所定の旋回速度Ｖで前記
分配シュート１６が正転（時計廻り）しているときの、
旋回角度αと装入速度mとの関係が示されている。

【００３０】この図１１に示されるように、前記並列バ
ンカ方式のベルレス炉頂原料装入装置では、前記分配シ
ュート１６の旋回角度α（旋回方向）によって装入速度
m が変動してしまう。このため、前記高炉１４に装入さ
れた前記原料Ｍの分布はアンバランスになってしまう。
特に、原料装入を繰り返すと、このようなアンバランス
は助長されてしまう。

【００３１】又、前記図７の前記高炉１４内に装入され
た鉱石Ｍa 及びコークスＭb の断面のように、それぞれ
の原料を収めている前記炉頂バンカ１０a 、１０b の位
置が異なるため、装入された原料の比率、この図７の場
合鉱石Ｍa とコークスＭb との比率のアンバランスも助
長されてしまう。

【００３２】この図７においては、左方では、前記鉱石
Ｍa のダンプ重量が平均よりも少なくなってしまい、前
記コークスＭb のダンプ重量が平均よりも多くなってし
まい、このため、該コークスＭb の比率が大きくなって
しまっている。一方、この図７において、右方では、前
記鉱石Ｍa のダンプ重量が平均よりも多くなってしま
い、前記コークスＭb のダンプ重量が平均よりも少なく
なってしまい、このため、該鉱石Ｍa の比率が大きくな
ってしまっている。

【００３３】このような前記高炉１４内の円周上のそれ
ぞれの原料Ｍa 、Ｍb のアンバランスや、これらの原料
Ｍa 、Ｍb の比率のアンバランスが増大してしまうと、
高炉操業にとって甚だしく悪影響を及ぼしてしまい、様
々な問題を生じてしまう。例えば、荷下りの不安定の問
題、ガス流分布の不安定による炉況不調の問題、羽口の
溶解事故等の問題を生じてしまう。

【００３４】図１２は、前記並列バンカ方式のベルレス
炉頂原料装入装置の平面配置図である。

【００３５】この図１２は、前記図７の上部より平面的
に透視した平面図となっている。この図１２において、
分配シュート１６a 、１６b は、高炉１４の中心を回転
軸として旋回する。なお、符号１６a （実線）は、前記
分配シュートがこの図１２において右方に向いていると
きを示す。又、符号１６b （破線）は、前記分配シュー
トがこの図１２において左方に向いているときを示す。

【００３６】又、前記高炉１４の上方には、合計２個の
炉頂バンカ１０a 、１０b が配置されている。

【００３７】この図１２において、左側の前記炉頂バン
カ１０a から前記原料Ｍを前記高炉１４に装入すること
を例として、前述の高炉内の装入物の円周バランス分布
の不均一について説明する。

【００３８】まず、前記図１２の符号１６a （実線）に
示されるように、前記分配シュートがこの図１２におい
て右側を向いている場合は、次の通りである。

【００３９】前記炉頂バンカ１０a から排出された前記
原料Ｍは、前記分配シュート１６aに向かうべく、右方
向への速度ベクトル成分を有する原料落下速度ベクトル
a で落下する。このとき、前記分配シュート１６a は右
方を向いているので、前記原料落下速度ベクトルa の前
記原料Ｍは、該分配シュート１６a を滑降して速度を速
め、原料落下速度ベクトルb で前記高炉１４内へと装入
される。

【００４０】一方、この図１２の符号１６b （破線）で
示される方向に、即ち、左側に前記分配シュートが向い
ているときは、次の通りである。

【００４１】前記炉頂バンカ１０a からは前記原料Ｍ
は、原料落下速度ベクトルa で該分配シュート１６b 上
に落下する。しかしながら、該分配シュート１６b の方
向は該原料落下速度ベクトルa の水平方向の速度ベクト
ル成分とは逆方向となっているため、該原料Ｍの落下速
度は減速され、原料落下速度ベクトルc となる。即ち、
原料Ｍは、一時的に該分配シュート１６b 上で滞留する
ような状態を呈した後、該原料落下速度ベクトルc で前
記高炉１４内へと装入される。

【００４２】以上説明した通り、同じ前記炉頂バンカ１
０a から前記高炉１４へと原料を装入する場合であって
も、前記分配シュートが符号１６b （破線）で示される
方向を向いている場合の方が、符号１６a （実線）で示
される方向を向いている場合に比べ、前記高炉１４内へ
の原料Ｍのダンプ重量Ｗが低下する。

【００４３】図１３は、前記並列バンカ方式のベルレス
炉頂原料装入装置の、分配シュートの旋回方向とダンプ
重量との関係を示すグラフである。

【００４４】この図１３のグラフでは、前記炉頂バンカ
１０a から、原料Ｍを装入しているときの様子が示され
ている。

【００４５】又、このグラフは、発明者の実験データに
よるものである。

【００４６】この図１３において、“α”は分配シュー
トの旋回方向を示す旋回角度である。又、“Ｗ”は前記
高炉１４に装入される前記原料Ｍのダンプ重量である。
又、前記旋回角度αが“０°”の位置は、前記図１２に
おいて前記分配シュートが符号１６b （破線）を向いて
いる位置である。

【００４７】この図１３において、実線a は、旋回速度
Ｖで前記分配シュート１６が正転（時計回り）している
ときの、旋回角度αとダンプ重量Ｗとの関係を示してい
る。

【００４８】この実線a において、ダンプ重量Ｗが最小
点となる位置が“０°”とならずに、若干プラス方向に
ずれているのは、前記旋回速度Ｖによる影響、即ち前記
図１２の旋回速度ベクトルd が加味されているためであ
る。又、この最小点の後、比較的速くダンプ重量Ｗが立
上がっているのは、前記分配シュート１６に一時的に滞
留していた原料Ｍが吐き出されるためである。この後、
旋回角度αが“１８０°”の付近の比較的早い時期か
ら、プラス方向に旋回するにつれて前記ダンプ重量Ｗは
徐々に下降する。従って、旋回角度αとダンプ重量Ｗと
の関係は、該旋回角度αが“０°”の位置を中心とした
線対称なグラフとはならない。

【００４９】一方、この図１３において、破線b は、旋
回速度Ｖで前記分配シュート１６が逆転（反時計回り）
しているときの、前記旋回角度αと前記ダンプ重量Ｗと
の関係を示している。該破線b は、ほぼ、前記実線a
を、前記旋回角度αの“０°”の位置を中心とした鏡像
関係となっている。

【００５０】なお、この図１３の一点鎖線c は、前記セ
ンタフィード方式のベルレス炉頂原料装入装置での、旋
回角度αとダンプ重量Ｗとの関係を示している。

【００５１】以上説明した通り、並列バンカ方式のベル
レス炉頂原料装入装置には、前記高炉１４に装入された
原料Ｍの、特に円周方向の、装入物分布にアンバランス
が生じてしまうという問題がある。このようなアンバラ
ンスは、前記高炉１４内への原料Ｍの装入が繰り返さ
れ、該高炉１４内に前記原料Ｍが堆積するにつれ助長さ
れるようになってしまう。

【００５２】又、このようなアンバランスは、それぞれ
の原料が蓄えられている炉頂バンカそれぞれの位置によ
って、ダンプ重量Ｗの最大位置や最小位置が異なる。従
って、複数の原料を異なる炉頂バンカから前記高炉１４
へ装入し、該高炉１４内に堆積されていくにつれ、原料
の種類間の比率、例えば鉱石とコークスとの比率がアン
バランスとなってしまう。

【００５３】このような円周方向のアンバランスは、高
炉操業にとって甚だしく悪影響を及ぼし、大きな問題と
なっている。例えば、荷下しの不安定、ガス流分布の不
安定による炉況の不調を来し、又、羽口の溶損事故の要
因となってしまう。

【００５４】なお、前記特開昭６０−２０８４０４で
は、前記分配シュート１６上に混合装置を装備した集合
ホッパを有している。前記特開昭６２−５０４０２で
は、前記分配シュート上に、原料を一時保持することが
できる固定シュートを備えている。このような集合ホッ
パや固定シュートによれば、前述のような高炉内に装入
された原料の円周方向のアンバランスの問題を軽減する
ことができる。しかしながら、これは完全にアンバラン
スを防ぐというものではない。又、このような集合ホッ
パや固定シュートを配置することはコスト面や設備配置
容積等において問題がある。

【００５５】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、原料装入中に旋回する分配シュート
に、原料が垂直に落下しない場合にも、装入後の原料分
布を適切に制御することができる装入物分布制御装置を
提供することを目的とする。このような装入物分布制御
装置によれば、複数銘柄の原料を容易に高炉へ比較的容
易に装入することができる等の利点を有する前記並列バ
ンカ方式のベルレス炉頂原料装入装置の利用を促進する
ことができる。

【００５６】

【課題を解決するための手段】本発明は、垂直ベクトル
成分だけでなく水平ベクトル成分をも有する落下ベクト
ルで分配シュート上に落下する原料が、該落下中に衝突
し、該衝突の角度を、その傾動角θを変更することで調
整することができる分配部材を備え、該分配部材の前記
傾動角θを変更することで、前記衝突後の前記原料の落
下状態を修正することにより、前記課題を達成したもの
である。

【００５７】又、前記衝突後の前記原料の落下状態を検
出する落下状態検出手段を備え、検出された該落下状態
に従って、前記傾動角θを修正することにより、同じく
前記課題を達成したものである。

【００５８】

【作用】本発明は、前記図１１のグラフや前記図１３の
グラフに示される実験データ等を得て、前述のような高
炉に装入される原料の円周方向のアンバランスの詳細な
状況を解析してなされたものである。又、このような円
周方向のアンバランスを防ぐための分配シュート上原料
落下状態修正装置としての構成を見出してなされたもの
である。

【００５９】本発明の主要な構成要素は、前記分配シュ
ート上に落下する原料が該落下中に衝突し、該衝突の角
度を、その傾動角θを変更することで調整することがで
きる分配部材である。

【００６０】前記分配シュート上に落下する原料の落下
ベクトルは、垂直ベクトル成分だけでなく、水平ベクト
ル成分をも有している。この水平ベクトル成分をも有す
る原料の落下は、前記分配部材に衝突することにより、
その落下状態を修正することができる。又、この原料落
下の修正の度合い等は、前記分配部材の傾動角θを変更
することで調整することができる。

【００６１】従って、本発明によれば、原料装入中に旋
回する分配シュート上に落下する原料の落下状態を修正
することができ、装入後の原料分布をより適切に制御す
ることができる。このため、本発明の装入物分布制御装
置によれば、複数銘柄の原料を高炉へ比較的容易に装入
することができる等の利点を有する、前記並列バンカ方
式のベルレス炉頂原料装入装置の利用を促進することが
できる。

【００６２】なお、本発明は、これに限定されるもので
はないが、本発明の構成に加え、更に、前記分配シュー
トへの原料の衝突後の該原料の落下状態を検出する落下
状態検出手段を備え、検出された該落下状態に従って、
前記傾動角θを修正、即ちフィードバック制御するよう
にしてもよい。このように前記落下状態検出手段を用い
ることにより、前記分配シュート上に落下した原料の状
態、例えば前述のような滑降状態や滞留状態等の状態を
より適切に制御することができる。従って、前記高炉中
への装入後の原料分布をより適切に制御することができ
る。

【００６３】

【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。

【００６４】図１は、本発明の実施例の分配板付近の垂
直断面図である。

【００６５】この図１に示されるように、本実施例の分
配シュート上原料落下状態修正装置は、合計３個の炉頂
バンカ１０a 〜１０c を備えた並列バンカ方式のベルレ
ス炉頂原料装入装置に取付けられている。該ベルレス炉
頂原料装入装置は、前記炉頂バンカ１０a 〜１０c と共
に、合計３個の流量調整ゲート１２a 〜１２c と、垂直
シュート１７と、分配シュート１６とを備えている。
又、該ベルレス炉頂原料装入装置に取付けられている前
記分配シュート上原料落下状態修正装置は、分配板２０
a 〜２０c と、油圧シリンダ２２a 〜２２c とにより構
成されている。

【００６６】前記炉頂バンカ１０a 〜１０c のそれぞれ
の下端部には、それぞれ１個ずつ前記流量調整ゲート１
２a 〜１２c が取付けられている。又、該流量調整ゲー
ト１２a 〜１２c それぞれにより流量調整されながら落
下する原料に対向するそれぞれの位置に、前記分配板２
０a 〜２０c が設けられている。合計３個の該分配板２
０a 〜２０c それぞれには、それぞれの傾動角θを変更
することができる油圧シリンダ２２a 〜２２c が設けら
れている。

【００６７】なお、前記分配シュート１６は、傾動角β
を調整することができる。又、該分配シュート１６は、
調整された該傾動角βを保持した状態で旋回角αを検出
しながら所定の速度で旋回する。

【００６８】なお、前記炉頂バンカ１０a には鉱石Ｍa
が収められており、前記炉頂バンカ１０b にはコークス
Ｍb が収められている。

【００６９】図２は、前記実施例が用いられているベル
レス炉頂原料装入装置の、その垂直シュートの原料落下
口側から見たときの下面図である。

【００７０】この図２に示されるように、該ベルレス炉
頂原料装入装置を下方から見ると、前記垂直シュート１
７は、中心Ｏを中心とする円形である。又、該垂直シュ
ート１７の原料落下口１７a も、該中心Ｏを中心とする
円形である。

【００７１】前記中心Ｏに関して、この図２の左側を、
前記分配シュート１６の旋回角αの“０°”とする。同
様に、中心Ｏに対して、下方を“９０°”とし、右方を
“１８０°”とし、上方を“２７０°”とする。

【００７２】この図２に示されるように、垂直シュート
１７の上方には、破線で示される如く、合計３個の前記
炉頂バンカ１０a 〜１０c のそれぞれの流量調整ゲート
１２a 〜１２c が配置されている。即ち、前記旋回角α
＝０°の方向の位置に前記流量調整ゲート１２a が配置
され、前記旋回角α＝１２０°の方向の位置に流量調整
ゲート１２b が配置され、前記旋回角α＝２４０°の方
向の位置に前記流量調整ゲート１２c が配置されてい
る。

【００７３】又、前記中心Ｏについてそれぞれの前記流
量調整ゲート１２a 〜１２c に対向する位置に、それぞ
れ分配板２０a 〜２０c が配置されている。即ち、前記
流量調整ゲート１２a に対しては分配板２０a が、前記
旋回角α＝１８０°の方向の位置に配置されている。前
記流量調整ゲート１２b に対しては、前記分配板２０b
が前記旋回角α＝３００°の方向の位置に配置されてい
る。前記流量調整ゲート１２c に対しては、前記分配板
２０c が前記旋回角α＝６０°の方向の位置に配置され
ている。

【００７４】又、これら分配板２０a 〜２０c は、円筒
状の前記原料落下口１７a と同一の曲率の曲面の金属板
であり、それぞれに取付けられた前記油圧シリンダ２２
a 〜２２c により、前記中心Ｏの方向に移動し、前述の
傾動角θが設定される。即ち、例えば前記分配板２０a
は、前記油圧シリンダ２２a により、この図２の符号Ａ
で示される矢印の如く作動する。

【００７５】図３は、前記実施例の制御関係装置のブロ
ック図である。

【００７６】この図３においては、前記分配板２０a 〜
２０c を動作させる油圧シリンダ２２a 〜２２c の動作
を制御する制御装置のブロック図が示されている。

【００７７】該制御装置には、前記分配シュート１６に
衝突後の前記原料Ｍa 、Ｍb の落下状態を検出する落下
状態検出手段が用いられている。本実施例の該落下状態
検出手段には、本願発明出願時には未公開である、本願
発明出願人と同一の出願人により出願された特願平３−
２８７１４１の「ベルレス高炉における分配シュート上
の原料挙動トルク演算抽出方法」が用いられている。

【００７８】該原料挙動トルク演算抽出方法は、原料が
高炉内に装入される直前の、分配シュート上の原料の滞
留状態及び／又は原料の銘柄判別の解析を可能とする情
報を得るというものである。従って、該原料挙動トルク
演算抽出方法によれば、前記落下状態検出手段とするこ
とができる。

【００７９】この図３に示されるように、前記分配板２
０a 〜２０c の油圧シリンダ２２a〜２２c の制御装置
は、主に、原料挙動トルク演算装置４０と、傾動ノッチ
毎分割処理装置４２と、積分平均化処理装置４４と、デ
ータバッファメモリ４６と、位相制御処理装置４８と、
炉頂シーケンス制御装置５０と、演算器５２とで構成さ
れている。

【００８０】前記原料挙動トルク演算装置４０は、前記
特開平３−２８７１４１の技術に従った演算装置であ
る。該原料挙動トルク演算装置４０は、前記分配シュー
ト１６を旋回させる分配シュート旋回モータ２８の動力
電力等に従って、前記分配シュート１６の旋回トルクの
うち、該分配シュート１６上に落下する原料による旋回
トルク成分を抽出して、該分配シュート１６上の原料の
状態、即ち滑降状態であるか滞留状態であるかに従った
信号を出力する。これは、前記分配シュート１６上に落
下した原料が滞留すると、該滞留した原料による旋回ト
ルク増大分だけ、該分配シュート１６の旋回トルクが増
大することによる。

【００８１】該原料挙動トルク演算装置４０が出力する
前記原料旋回トルク信号は、制御値信号ＰＶとして前記
演算器５２へ出力されると共に、前記傾動ノッチ毎分割
処理装置４２へと出力される。

【００８２】前記傾動ノッチ毎分割処理装置４２は、前
記分配シュート１６の前記傾動角βを制御する分配シュ
ート傾動モータ２６に取付けられた角度検出器からの傾
動角β信号に従って、該傾動角β毎の分割処理を行う。
該傾動ノッチ毎分割処理装置４２からは、分割信号が出
力される。

【００８３】前記積分平均化処理装置４４は、前記傾動
ノッチ毎分割処理装置４２から出力される分割信号を入
力し、これを同一の前記傾動角βの期間中積分すること
により、該分割信号の平均値を求める。該積分平均化処
理装置４４は平均値信号を出力する。

【００８４】前記データバッファメモリ４６は、前記積
分平均化処理装置４４が出力する前記平均値信号と、前
記炉頂シーケンス制御装置５０が出力する使用中の炉頂
バンカ１０a 〜１０c の種類と原料の種類に従った信号
とに従って、前記分配シュート１６の傾動ノッチ毎と前
記炉頂バンカ１０a 〜１０c と前記原料の種類との組合
せの数毎に、前記平均値信号を記憶する。該データバッ
ファメモリ４６は、制御精度を確保するため、原料装入
装置が運用されている間、収集されたデータに従って記
憶されている値を更新する。

【００８５】又、該データバッファメモリ４６は、各時
点での前記分配シュートの傾動ノッチと使用中の前記炉
頂バンカ１０a 〜１０c とに対応した、記憶している平
均値信号を前記演算器５２へと、目標値信号ＳＶとして
出力する。

【００８６】前記演算器５２は、前記原料挙動トルク演
算装置４０が出力する制御値信号ＰＶから、前記データ
バッファメモリ４６が出力する目標値信号ＳＶを減算し
て、この結果を前記位相制御処理装置４８へと出力す
る。

【００８７】前記位相制御処理装置４８は、前記演算器
５２の出力と、前記分配シュート１６を旋回させる前記
分配シュート旋回モータ２８に取付けられた該分配シュ
ート１６の旋回角αを検出する検出器からの信号とに従
って、前記油圧シリンダ２２a 〜２２c を制御する。

【００８８】前記分配シュート１６は、所定の傾動角β
で旋回している。従って、固定された前記炉頂バンカ１
０a 〜１０c 及び分配板２０a 〜２０c から該分配シュ
ート１６上に落下する原料の、該分配シュート１６への
衝突角度が、該分配シュート１６の旋回に従って変化す
る。又、これに伴って、前記分配板２０a 〜２０c の傾
動角θの増減と前記分配シュート１６への原料の衝突角
度の増減との関係も、該分配シュート１６の旋回に従っ
て変化する。

【００８９】即ち、該分配シュート１６のある旋回角α
では、前記分配板２０a 〜２０c の傾動角θを増加させ
ると、前記分配シュート１６への原料の衝突角度が増加
する。一方、前記分配シュート１６のある旋回角αで
は、前記分配板２０a 〜２０cの傾動角θを増加させる
と、該分配シュート１６への原料の衝突角度が減少す
る。

【００９０】従って、前記分配シュート１６の旋回角α
に従って、前記分配板２０a 〜２０c の傾動角θの増減
と、該分配シュート１６上の原料の滑降状態や滞留状態
の変化との関係は異なってしまう。

【００９１】従って、該位相制御処理装置４８は、前記
演算器５２の出力に従って、前記分配シュート１６上の
原料の状態を変化させる際、前記分配板２０a 〜２０c
の傾動角θを増加させるべきか、あるいは減少させるべ
きかを、該分配シュート１６の旋回角αに従って決定し
ている。

【００９２】例えば、前記図２において、前記流量調整
ゲート１２a から落下する原料を、前記分配板２０a 及
び分配シュート１６を介して原料を装入する際、該分配
シュート１６の旋回角αが１８０°付近（詳しくは９０
°〜２７０°）にあるときは、該分配板２０a の傾動角
θを大きくすると原料は該分配シュート１６上で滞留状
態となり、一方、傾動角θを小さくすると滑降状態とな
る。一方、前記分配シュート１６がその旋回角αが４５
°付近（詳しくは０°から９０°）や３１５°付近（詳
しくは２７０°から３６０°）のときには、前記分配板
２０a の傾動角θを大きくすると該分配シュート上で原
料は滑降状態となり、一方、該傾動角θを小さくすると
滞留状態となる。

【００９３】図４は、前記実施例での経過時間に従った
挙動トルクのグラフである。

【００９４】この図４において、上方のグラフでは、時
刻t に従った、前記分配シュート１６の旋回角度αの変
化、及び該分配シュート１６の旋回トルクのうちの該分
配シュート１６上に落下する原料による挙動トルクＴ
（ＰＶ値）が示されている。一方、下方のグラフでは、
時刻t に従った、前記分配シュート１６の旋回トルクの
うち、該分配シュート１６上に落下する原料による挙動
トルクＴの変化が示されている。

【００９５】この図４においては、前記分配シュート１
６の傾動角βが時刻t に従って（時刻 t₁ 〜 t₄ それぞ
れで）小さくなっていっている。又、時刻t に従って、
挙動トルクＴ（ＰＶ値）も挙動トルクＴ（ＳＶ値）も減
少している。これは、前記分配シュート１６の傾動角β
が小さくなると、該分配シュート１６上に落下する原料
はより滑降状態となり、その摩擦抵抗が小さくなるから
である。

【００９６】又、この図４において、分配シュート１６
の旋回角度αが０°（３６０°）付近では、前記挙動ト
ルクＴ（ＰＶ値）が極大値となっている。これは、炉頂
バンカ１０a から分配板２０a を介して落下する原料の
落下ベクルトの水平成分の方向と、このときの前記分配
シュート１６の旋回方向αとが逆方向のため、該分配シ
ュート１６上に原料が滞留状態となってしまうからであ
る。

【００９７】本実施例では、前記分配シュート１６の旋
回角α等が変化したとしても、該分配シュート１６が同
一傾動角βでは前記挙動トルク（ＰＶ値）を一定値、即
ち挙動トルクＴ（ＳＶ値）と一致するようにしている。

【００９８】これにより、該分配シュート１６上の原料
の滑降状態や滞留状態は常に一定となり、又、常に一定
量の原料が該分配シュート１６から落下するようにな
る。これは、前記分配板２０a 〜２０c に衝突して落下
する原料の落下ベクトルが常に高炉の中心下方へと向か
っていることになる。

【００９９】なお、前記炉頂バンカ１０a 〜１０c から
落下する原料量は前記流量調整ゲート１２a 〜１２c に
より決定され一定である。従って、前記分配シュート１
６が一周する間に高炉に装入される総原料量Ｗs は一定
である。従って、この間の平均原料装入速度はＷs ／２
πとなり、これが前記挙動トルクＴ（ＳＶ値）となり、
目標値となる。

【０１００】図５は、前記実施例での分配シュートの旋
回角と挙動トルクとの関係の一例のグラフである。

【０１０１】この図５に示される分配シュート１６の旋
回中の、前記分配板２０a 〜２０cの傾動角θは一定と
なっている。しかしながら、この図に示されるように、
挙動トルクＴ（ＰＶ値）は挙動トルクＴ（ＳＶ値）に対
してプラスになったりマイナスになったりしている。こ
れは、前記分配板２０a 〜２０c の傾動角θが一定であ
っても、前記分配シュート１６の旋回角度αの変化に従
って、該分配板２０a〜２０c から該分配シュート１６
上に衝突する原料の衝突角度が変化するためである。

【０１０２】従って、前記傾動角θの増減と前記挙動ト
ルクＴ（ＰＶ値）の増減との関係は、前記旋回角αに従
って変化する。即ち、ある旋回角αの位置では、傾動角
θを増加することによって、前記挙動トルクＴ（ＰＶ
値）を増加させることができる。一方、ある旋回角αで
は、前記傾動角θを増加させることにより、前記挙動ト
ルクＴ（ＰＶ値）を減少させることができる。

【０１０３】以上説明した通り、本実施例によれば、並
列バンカ方式のベルレス炉頂原料装入装置に設けられた
分配シュート上原料落下状態修正装置により、原料を高
炉へ装入する際旋回する分配シュートに落下する原料の
落下状態を修正することができる。従って、該分配シュ
ート上に落下する原料の落下状態を常に一定にすること
ができ、装入後の原料分布を適切に制御することができ
る。

【０１０４】なお、本実施例では、円周バランスを改善
するために、前記高炉１４内に装入後の原料が旋回全周
に亘ってダンプ重量が一定になるようにしているが、本
発明はこれに限定されるものではない。即ち、装入後の
原料分布を制御するものであればよく、例えば、意図的
に前記高炉１４内のダンプ重量分布を所定の分布に制御
するものであってもよい。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、原
料装入中に旋回する分配シュートに、原料が垂直に落下
しない場合にも、装入後の原料分布を適切に制御するこ
とができるという優れた効果を得ることができる。この
ため、従来敬遠されていた前記並列バンカ方式のベルレ
ス炉頂原料装入装置の欠点を解消し、この装入装置の利
用の便宜を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例の分配板付近の垂直断
面図である。

【図２】図２は、前記実施例が用いられている原料装入
装置を、その垂直シュートの原料落下口側から見たとき
の下面図である。

【図３】図３は、前記実施例の制御関係装置のブロック
図である。

【図４】図４は、前記実施例での経過時間に従った挙動
トルクのグラフである。

【図５】図５は、前記実施例での分配シュートの旋回角
度と挙動トルクとの関係の一例のグラフである。

【図６】図６は、炉頂バンカが１つのベルレス炉頂原料
装入装置の説明図である。

【図７】図７は、並列バンカ方式のベルレス炉頂原料装
入装置の説明図である。

【図８】図８は、前記並列バンカ方式のベルレス炉頂原
料装入装置での装入時の、炉頂バンカからの原料落下状
態の説明図である。

【図９】図９は、前記並列バンカ方式のベルレス炉頂原
料装入装置の、原料装入時の第１説明図である。

【図１０】図１０は、前記並列バンカ方式のベルレス炉
頂原料装入装置の、原料装入時の第２説明図である。

【図１１】図１１は、前記並列バンカ方式のベルレス炉
頂原料装入装置の、分配シュートの旋回方向とダンプ重
量との関係を示す第１グラフである。

【図１２】図１２は、前記並列バンカ方式のベルレス炉
頂原料装入装置の平面配置図である。

【図１３】図１３は、前記並列バンカ方式のベルレス炉
頂原料装入装置の、分配シュートの旋回方向とダンプ重
量との関係を示す第２グラフである。

【符号の説明】

１０、１０a 〜１０c …炉頂バンカ、 １２、１２a 〜１２c …流量調整ゲート、 １４…高炉、 １６、１６a 、１６b …分配シュート、 １７…垂直シュート、 １７a …垂直シュートの原料落下口、 １８…ダンプパターン、 ２０、２０a 〜２０c …分配板（分配部材）、 ２０h …分配板ひんじ部、 ２２…分配板油圧シリンダ、 ２４…分配シュート旋回モータ、 ２６…分配シュート傾動モータ、 ４０…原料挙動トルク演算装置、 ４２…傾動ノッチ毎分割処理装置、 ４４…積分平均化処理装置、 ４６…データバッファメモリ、 ４８…位相制御処理装置、 ５０…炉頂シーケンス制御装置、 ５２…演算器、 Ｍ…原料、 Ｍa …鉱石、 Ｍb …コークス、 m …装入速度、 Ｓ…ダンプ開始点、 Ｅ…ダンプ終了点、 α…分配シュートの旋回角、 β…分配シュートの傾動角、 γ…分配シュートへの原料の衝突角度、 ω…分配シュートの旋回角速度、 θ…分配板の傾動角、 ＳＶ…目標値、 ＰＶ…制御値。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直ベクトル成分だけでなく水平ベクトル
   成分をも有する落下ベクトルで分配シュート上に落下す
   る原料が、該落下中に衝突し、該衝突の角度を、その傾
   動角θを変更することで調整することができる分配部材
   を備え、 該分配部材の前記傾動角θを変更することで、前記衝突
   後の前記原料の落下状態を修正することを特徴とする分
   配シュート上原料落下状態修正装置。
2. 【請求項２】請求項１において、更に、 前記衝突後の前記原料の落下状態を検出する落下状態検
   出手段を備え、 検出された該落下状態に従って、前記傾動角θを修正す
   ることを特徴とする分配シュート上原料落下状態修正装
   置。