JPH11350012A - 高炉のベルレス式炉頂装入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集合シュートの下部に形成した垂直シュート
から旋回シュート上に落下する原料の位置を適正に調整
する。 【解決手段】 集合シュート３の排出口部に設置した３
枚の落下経路調整板13が形成する開口部を、下方に位置
する垂直シュート５への原料の落下経路が一定になるよ
うに調整することにより、炉内の半径方向の原料堆積物
分布並びに炉円周方向の分布を均一化する。炉内のガス
流分布が炉半径方向でバランスされると共に、円周方向
での均一化が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の炉頂部に配
設され、旋回半径を可変とした旋回シュートにより炉半
径方向の原料装入分布を最適にすると共に、炉円周方向
の原料装入分布を均一化することができる高炉のベルレ
ス式炉頂装入装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉では、通常、炉内へ鉱石とコークス
を交互に積層すると共に炉下部周縁部に設置した羽口か
ら高温空気を送風することで、コークスを燃焼しその熱
および発生する還元ガスを用いて鉱石の還元、溶融を行
っている。このとき、炉内の生産効率を最大に発揮する
ためには、炉内の上昇ガス分布を適正に維持する必要が
ある。高炉は、ほぼ円筒型に近い形状をしているので、
そのガス流分布は水平断面で見たときに半径方向では中
心部のガス流が強く、また円周方向にあっては、炉中心
軸に対して点対称となる、すなわち円周方向に見たとき
に均一なガス流れが要求される。

【０００３】こうしたガス流れを適正にするためには、
炉下部周縁部に配置する羽口から円周方向で均一に送風
を行うと共に、炉頂から装入する鉱石、コークスなどの
原料を円周方向で均一に装入する必要がある。この円周
方向での原料装入を均一にするために、ベルレス式炉頂
装入装置では、炉中心部から炉内に落下する原料を炉内
を旋回する旋回シュートに導いて装入する方式を採って
いる。

【０００４】図15に概念を示すように、原料用ベルトコ
ンベヤ８により搬送される原料２を分配シュート９に配
置した切替ダンパ10を切り替えることにより、水平方向
に並列配置された複数基の炉頂バンカ１に順次装入す
る。図16に示すような炉頂バンカ１を３基設置する場合
には、集合シュート３の下部に設けた垂直シュート27か
ら水平方向にずれた位置に並列に配置される。複数基の
炉頂バンカ１の下部に設けた排出シュート７から流量調
整弁11の開度制御により切り出された原料２は、集合シ
ュート３からその下部に設けた垂直シュート27を経由し
て旋回半径を可変とした旋回シュート５上へ落下し、こ
こから高炉６内へ装入される。

【０００５】このとき炉頂バンカ１にそれぞれ配設した
排出シュート７の出口は集合シュート３の中心に対して
水平方向にずれた位置にあるため、炉頂バンカ１の排出
シュート７を介して排出された原料２は、集合シュート
３の傾斜部に沿って斜めに流れ落ち、垂直シュート27の
側壁に沿って落下するので、駆動装置12により旋回・傾
動駆動される旋回シュート５上には、炉の中心軸と一致
しない位置に落下することになる。

【０００６】その結果、図17に示すように、旋回シュー
ト５から排出される原料２が炉頂バンカ１側を向いてい
る（図17のＡ）か、または炉頂バンカ１の反対側に向い
ている（図17のＢ）かによって、垂直シュート27から旋
回シュート５上へ原料が落下する位置が旋回シュート５
の長さ方向に対して異なってくる。これにより原料２が
旋回シュート５上を滑り落ちる距離が変化し、炉内装入
物の半径方向に対する原料落下位置が異なってしまう。
そのため炉内半径方向での原料堆積物のピーク位置や粒
径分布が異なるので、ガス流分布は炉半径方向でアンバ
ランスとなり、円周方向でも不均一になってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述のような旋回シュ
ートから炉内に排出される炉円周方向に対する原料落下
位置の不均一によるガス流れのアンバランスを解消する
目的で、実開平5-37948号公報では、旋回シュートの先
端部に平面状の反射板を設け、旋回シュートから斜めに
放出される原料を反射板に衝突させて原料落下位置をで
きるだけ旋回シュート先端の真下にするものが提案され
ている。しかし、この旋回シュートによれば、反射板が
原料の流れを抑える効果は得られるが、原料が旋回シュ
ート上を滑ることによる炉半径方向の速度成分を完全に
消滅することができないので、炉半径方向のアンバラン
スな原料装入を十分に解消できなかった。また、旋回シ
ュートの先端部に重量物である反射板を設けるため、旋
回シュートの駆動部に掛かる荷重が大きく増加し、駆動
装置が大きくなるといった問題点もあった。

【０００８】本発明は、前記従来技術の問題点を解決
し、集合シュートの下部に設けた垂直シュートから旋回
シュート上に落下する原料の位置を調整することによ
り、旋回シュート先端から投入される原料が炉円周方向
に均一化できる旋回シュートを備えた高炉用ベルレス式
炉頂装入装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、高炉のベルレ
ス式炉頂装入装置において、複数の炉頂バンカ内から排
出される原料を炉中心軸近傍に位置する排出口へ導く集
合シュートと、該集合シュートの下方に形成された垂直
シュートと、その出口に傾動自在に支持された旋回シュ
ートとを備えると共に、前記集合シュートの出口部に、
垂直シュートへの原料の落下経路を調整する開口部を形
成する落下経路調整板を設置したことを特徴とする高炉
のベルレス式炉頂装入装置であり、前記開口部の面積は
変更可能であるのが好ましい。

【００１０】また、前記開口部は複数個の前記落下経路
調整板で形成されてもよく、この場合、中央部前面に設
けた切込部を有する落下経路調整板を用い、この切込部
を組み合わせて開口部を形成するのが好ましい。さら
に、前記落下経路調整板を複数の炉頂バンカと対向する
方向からそれぞれ個別に進退自在に配置するのが好まし
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。本発明では、高炉のベルレ
ス式炉頂装入装置において、図１に示すように、集合シ
ュート３の下部に形成された排出口４を経由する原料
が、下方に位置する垂直シュート27に落下する経路を調
整する開口部を形成する落下経路調整板13を設置するも
のである。

【００１２】落下経路調整板13は、図２〜図４に詳細に
示すように、球面を有する三日月形状に形成したもの
を、高さ方向に近接して配置した３枚重ねで組み合わせ
た基本構造をなしている。３枚重ねで組み合わせた各々
の落下経路調整板13には長手方向の両端部にそれぞれ回
動軸14が配設してあり、回動軸14は集合シュート３の両
側下方の軸受15に支持されている。そして、３枚重ねで
近接して組み合わせた落下経路調整板13の回動軸14はそ
の軸線を集合シュート３の円周方向に対して角度をそれ
ぞれ60度づつずらせて配置されていると共に、各々の落
下経路調整板13の中央部前面には台形切込部23が形成し
てある。

【００１３】一方の回動軸14は長さが大きくしてあり、
その回動軸14の外側端部は回動軸受16により支持されて
いると共に、図５に示すように、長さを大きくした回動
軸14の外側端部に固定した回動レバー17にピン18を介し
て回動用シリンダ19が備えたピストンロッド20が連結さ
れている。なお、図６に示すように、回動用シリンダ19
は支持フレーム21に支持軸22を介して支持されている。
回動用シリンダ19を伸縮駆動すると回動レバー17が回動
軸受16を中心にして前後に移動するので、図４に示すよ
うに、軸受15に支持された回動軸14が落下経路調整板13
を実線位置から破線位置に回動させることができる。こ
こで、各落下経路調整板13の中央部前面に設けた台形切
込部23の進退方向は、複数の炉頂バンカと対向する方向
から進退自在に配置するのが好適である。

【００１４】これにより、例えば、図７に示すように、
３枚の落下経路調整板13の中央部前面にそれぞれ設けた
台形切込部23で開口部24を形成する。高炉の通常操業時
には、３枚の落下経路調整板13の中央部前面にそれぞれ
設けた台形切込部23により形成される開口部24が、中心
点Ｐを基準にした中央部にくるように位置調整を行うと
共に、必要量の原料が落下する開口面積が確保されるよ
うに位置を調整する。これにより集合シュート３の下部
に形成した排出口４の出口部に設けた落下経路調整板13
が形成する開口部24により原料が中央部を経由するの
で、集合シュート３の下方に設けた垂直シュート27を通
過し、下方で旋回している旋回シュート５へ落下する位
置が一定となり、炉内の円周方向に対する原料装入が均
一になる。

【００１５】前記のような３枚の落下経路調整板13にそ
れぞれ設けた台形切込部23のにより形成される開口部24
を中央部にくるように位置調整を行っているにもかかわ
らず、炉円周方向の原料装入状況に予期せぬ偏差が発生
したような場合には、図８に示すように、３枚の落下経
路調整板13の中央部前面にそれぞれ設けた台形切込部23
により形成される開口部24を、基準とする中心点Ｐから
ずらして偏位した部位にくるように位置調整を行うと共
に、必要量の原料が通過する開口面積を確保するように
調整することもできる。これにより集合シュート３の下
部に設けた排出口４の出口部に設けた落下経路調整板13
が形成する開口部24により原料が中心点より偏位した部
位を経由するので、旋回シュート５の旋回により炉内に
装入される原料の円周方向堆積分布を意図的にずらし、
これにより予期せぬ原料装入状況の偏差を解消するとい
った使用も可能である。

【００１６】なお、図９に示すように、３枚の落下経路
調整板13の中央部前面に三角形切込部25を設け、その組
み合わせにより原料の落下経路となる開口部24を形成す
ることが可能であり、その切り込み形状は台形、三角形
のほか、多角形、円弧形等任意の形状とすることができ
る。これにより集合シュートの排出口４の出口部を経由
する原料が下方に位置する垂直シュート27への落下経路
を中央部にしたり、意図的にずらせることができる。
また、前記実施の形態では、落下経路調整板13を３枚重
ね合いにより開口部24を形成する場合について説明した
が、これに限定するものではなく、２枚または４枚以上
の組み合わせにより必要な開口部を形成することができ
る。さらに、落下経路調整板13を着脱可能な構造とすれ
ば、２枚を組合わせにより必要な開口部24を形成でき
る。

【００１７】本発明の他の実施の態様を図11および図12
に示す。図11および図12に示す本発明の実施の態様で
は、集合シュート３の下部に設けた排出口４の出口部を
経由する原料が下方に位置する垂直シュート27への落下
経路を調整する開口部を形成する落下経路調整板33を１
枚だけ配置する。落下経路調整板33は、集合シュート３
に設けた排出口４の出口部に位置するように水平ガイド
28に沿って水平移動するスライドホールダ29に設け、こ
のスライドホールダ29に設けた中央部開口30の段部31上
にセットされる。スライドホルダ29の一端にピン18を介
して水平移動用シリンダ31が備えたピストンロッド32が
連結されている。スライドホルダ29は水平移動用シリン
ダ31の伸縮駆動によりピストンロッド32を介して集合シ
ュート３の下部に設けた排出口４の出口部位置と仮想線
で示す退避位置との間を往復移動可能である。

【００１８】落下経路調整板33は、図13に示すように中
心点Ｐと同心に開口部24を形成したタイプ、または図14
に示すように中心点Ｐに対して偏心して開口部24形成し
たタイプを製作しておき、その開口部24の面積も大小様
々なタイプを揃えておく。そして、水平移動用シリンダ
31を収縮駆動してスライドホルダ29を退避位置に移動さ
せた状態として、中央部開口30の段部31に高炉操業に適
した落下経路調整板33をセットするようにしてもよい。
このとき、図13に示す中心点Ｐと同心に開口部24を形成
したタイプを用いた場合、集合シュート３の下部に設け
た排出口４の出口部を通過し、下方の垂直シュート27を
経由する原料が下方に位置する旋回シュート５への落下
位置が一定になる。また、図14に示す中心点Ｐに対して
偏心して開口部24を形成したタイプの場合には、スライ
ドホルダ29に設けた中央部開口30の段部31に対して、落
下経路調整板33の偏位した開口部24のセンタＣの位置を
矢印で示すように360 度変化させてセットすることによ
り、下方に位置する旋回シュート５への落下位置を任意
の位置に偏位することができる。

【００１９】以下、本発明の好適な実施状況を図面に従
って説明する。高炉の定常操業時には、図２および図３
に示すように、３枚重ねで組み合わせた各々の落下経路
調整板13に対応して配置された３台の傾動用シリンダ19
を伸縮駆動して落下経路調整板13を回動させる。これに
より、図７に示すように、３枚の落下経路調整板13の中
央部前面にそれぞれ設けた台形切込部23により形成され
た開口部24が、集合シュートの排出口４の中心点Ｐを基
準にした中央部にくるように位置調整を行うと共に、必
要量の原料が落下する開口面積が確保されるように調整
しておく。

【００２０】図１に示すように、原料用ベルトコンベヤ
８により搬送される原料２を分配シュート９に配置した
切替ダンパ10を切り替えることにより、水平方向に並列
配置された複数基（図では２基のみを示す）の炉頂バン
カ１に順次装入する。複数基の炉頂バンカ１内に貯蔵さ
れた原料は、排出シュート７から流量調整弁11の開度制
御により順次切り出される。この時、排出シュート７の
出口は、集合シュート３の中心点Ｐに対して水平方向に
ずれた位置にあるため、炉頂バンカ１の排出シュート７
を介して排出された原料２は、集合シュート３の傾斜部
に沿って斜めに流れ落ち、垂直シュート27の側壁に沿っ
た偏った状態で落下する。

【００２１】垂直シュート27内の側壁に沿って落下する
原料２は、３枚の落下経路調整板13の開口部24が集合シ
ュートの排出口４の中心点Ｐを基準にした中央部になる
と共に、必要な開口面積が確保されるように位置が調整
されているので、開口部24から下方に設けた垂直シュー
ト27を経由して下方の旋回シュート５へ所要量の原料の
落下位置が一定となる。

【００２２】その結果、図10に示すように、旋回シュー
ト５から排出される原料２が炉頂バンカ１側を向いてい
るか、または炉頂バンカ１の反対側に向いているかを問
わず、３枚の落下経路調整板13によって形成される開口
部24から旋回シュート５の長さ方向に対する落下位置が
同じとなる。これにより原料２が旋回シュート５上を滑
り落ちる距離が同一となり、炉内装入物の半径方向に対
する原料落下位置を一定にすることができる。そのため
炉内半径方向で形成される原料堆積物のピーク位置や粒
径分布が均等になるので、ガス流分布は炉半径方向でバ
ランスされると共に、円周方向での均一化が達成され
る。

【００２３】また、何らかの理由により、原料を集合シ
ュート３の下方に設けた垂直シュートの中心から偏差を
持たせて旋回シュート５に落下させる必要がある場合に
は、図８に示すように、３枚の落下経路調整板13によっ
て形成される開口部24を偏位させることにより、旋回シ
ュート５から炉内に装入される原料の炉半径方向、円周
方向の原料堆積分布を意図的にずらすことができる。

【００２４】表１には、図15に示す従来のベルレス式炉
頂装入装置を用いた場合および図１に示す本発明のベル
レス式炉頂装入装置を用いた場合における東西方向の出
銑口から排出される溶銑の月平均の温度偏差、溶銑のSi
濃度偏差およびＳ濃度偏差をそれぞれ比較して示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１に示すように、従来の装置によれば東
西の出銑口から排出される溶銑の温度偏差が月平均で10
℃であったのに対して、本発明の装置によれば２℃に低
減できた。このような結果が得られるのは、旋回シュー
ト５から排出される原料２が炉頂バンカ１側を向いてい
るか、または炉頂バンカ１の反対側に向いているかにか
かわらず、３枚の落下経路調整板13によって形成される
開口部24から旋回シュート５の長さ方向に対する落下位
置を同じにできるからである。このため、原料２が旋回
シュート５上を滑り落ちる距離が同一となり、炉内装入
物の半径方向に対する原料落下位置が一定となる。

【００２７】炉内半径方向での原料堆積物のピーク位置
や粒径分布が均等になるため、ガス流分布は炉半径方向
でバランスされると共に、円周方向での均一化が達成さ
れる。その結果、本発明では、従来に比較して溶銑のSi
濃度偏差が0.03wt％から0.01wt％に、また、溶銑のＳ濃
度偏差を 0.003wt％から 0.001wt％に低下できるという
多大な効果を達成することができた。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、集合シュートの下部に
設けた排出口の出口部に設置した落下経路調整板の開口
部の位置および開口面積を調整することにより、下方に
位置する垂直シュートへの原料落下経路を自在に変更す
ることができる。そのため炉内半径方向での原料堆積物
分布や粒径分布を高炉操業に適した状態に調整すること
が可能となり、炉内のガス流分布が炉半径方向でバラン
スされると共に、円周方向での均一化が達成される。そ
の結果、高炉の安定した操業が達成され、複数の出銑口
から排出される溶銑の温度偏差、溶銑のSi濃度偏差およ
びＳ濃度偏差を大幅に低下できる等の多大な効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高炉のベルレス式炉頂装入装置を
示す側面図である。

【図２】本発明に係る旋回シュートへの落下位置を調整
する開口部を形成する落下経路調整板を示す平面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視方向を示す断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ矢視方向を示す断面図である。

【図５】図２のＣ−Ｃ矢視方向を示す断面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ矢視方向を示す断面図である。

【図７】本発明に係る落下経路調整板により形成される
開口部を垂直シュートの中央部に位置させる場合を示す
平面図である。

【図８】本発明に係る落下経路調整板により形成される
開口部を垂直シュートの中央部からずらせた偏位位置に
する場合を示す平面図である。

【図９】本発明に係る落下経路調整板により形成される
開口部の変形例を示す平面図である。

【図10】本発明に係る落下経路調整板を用いた原料の装
入状況を示す説明図である。

【図11】本発明に係る旋回シュートへの落下位置を調整
する開口部を形成する他の落下経路調整板を示す側面図
である。

【図12】図11のＡ−Ａ矢視方向を示す断面図である。

【図13】本発明に係る中央部に開口部を有する落下経路
調整板を示す平面図である。

【図14】本発明に係る中央部からずらせた位置に開口部
を有する落下経路調整板を示す平面図である。

【図15】従来に係る高炉のベルレス式炉頂装入装置を示
す側面図である。

【図16】従来に係る高炉のベルレス式炉頂装入装置の炉
頂バンカと集合シュートと垂直シュートとの配置を示す
平面図である。

【図17】従来の旋回シュートから原料が排出される状況
を示す説明図であり、（A ）は旋回シュートが炉頂バン
カ側を向いている場合、また（B ）は旋回シュートが炉
頂バンカの反対側に向いている場合である。

【符号の説明】

１ 炉頂バンカ ２ 原料 ３ 集合シュート ４ 集合シュートの排出口 ５ 旋回シュート ６ 高炉 ７ 排出シュート ８ 原料用ベルトコンベヤ ９ 分配シュート 10 切替ダンパ 11 流量調整弁 12 駆動装置 13、33 落下経路調整板 14 回動軸 15 軸受 16 回動軸受 17 回動レバー 18 ピン 19 傾動用シリンダ 20、32 ピストンロッド 21 支持フレーム 22 支持軸 23 台形切込部 24 開口部 25 三角形切込部 27 垂直シュート 28 水平ガイド 29 スライドホルダ 30 中央部開口 31 水平移動用シリンダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉のベルレス式炉頂装入装置におい
   て、複数の炉頂バンカ内から排出される原料を炉中心軸
   近傍に位置する排出口へ導く集合シュートと、該集合シ
   ュートの下方に形成された垂直シュートと、その出口に
   傾動自在に支持された旋回シュートとを備えると共に、
   前記集合シュートの出口部に、垂直シュートへの原料の
   落下経路を調整する開口部を形成する落下経路調整板を
   設置したことを特徴とする高炉のベルレス式炉頂装入装
   置。
2. 【請求項２】 前記開口部が複数個の前記落下経路調整
   板で形成されることを特徴とする請求項１記載の高炉の
   ベルレス式炉頂装入装置。