JPS5922764B2 - シヤフト還元炉の原料装入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシャフト還元炉の原料装入装置に関するもので
ある。

従来、シャフト還元炉の原料装入装置は、第１図に示す
如くシャフト還元炉１の炉頂部に設けられ、炉内に突出
するスロート部２を備えた炉頂ホッパー３と、このホッ
パー３の上部にシール弁４及び制止弁５を介して設けら
れた均排圧槽６と、この均排圧槽６の上部に設けられた
不活性ガス供給管７及び排出管８と、この供給管７及び
排出管８に設けられたガス供給弁９及び排出弁１０と、
前記均排圧槽６上部にシール弁１１、及び制止弁１２を
介して設けられた原料装入ホッパー１３とより構成され
ている。

１４は還元炉１の下部より供給されたＨ２、ＣＯ等を主
体とする還元ガスの流れを示し、１５は還元炉１の上部
の還元ガスの排気口を示す。

この様なシャフト還元炉の原料装入装置に於て、炉頂ホ
ッパー３内の原料である鉄鉱石（塊鉱石、ペレット或は
塊鉱石、ペレットの混合物）は、炉１内の下部の還元さ
れた鉄鉱石が切り出されて、炉内の鉄鉱石が重力作用で
荷下りすることにより同じ（重力作用によってスロート
部２を通って還元炉１の炉頂部炉内に装入される。

又、原料装入ホッパー１３には、図示しないベルトコン
ベアー等により鉄鉱石が装入される。

そして原料装入ホッパー１３内の鉄鉱石は均排圧槽６を
経由して、炉頂ホッパー３内へ装入される。

さて、この様な原料装入装置に於て、還元ガスと空気と
の混合（可燃性雰囲気の形成）を防止し、安全に、原料
装入ホッパー１３内に受は入れた鉄鉱石を炉頂ホッパー
３内へ装入するためには、２組のシール弁４．１１及び
原料制止弁５，１２を開閉操作すると共に、配管７，８
に配げた弁９，１０を開閉操作し第２図に示す如き複雑
な均排圧槽６の槽圧操作を行なう必要がある。

即ち、均排圧槽６が原料装入ホッパー１３から鉄鉱石を
受は入れるに際し、弁１０を閉じた状態で、弁９を開き
、不活性ガスを槽６内へ供給し、槽６内圧力を大気圧よ
り規定圧まで高めて弁９を閉じ、次に弁１０を開いて槽
６内より不活性ガスを排気し、槽６内の圧力を規定圧よ
り大気圧まで低める、いわゆる不活性ガスの充圧、排気
操作を必要回（ｎ回）繰り返すことにより、還元炉１内
から侵入した還元ガスを稀釈、排気する。

なお還元ガスが、均排圧槽６内に侵入するメカニズムは
次の通りである。

還元炉１内の下部の還元された鉄鉱石が切り出されて炉
１内の鉄鉱石が重力作用で荷下りすることにより炉頂ホ
ッパー３内の鉄鉱石も重力作用でスロート部２を通って
炉１内に装入され、荷下りする。

この時炉１内の還元ガスが鉄鉱石の荷下りに逆流して炉
頂ホッパー３内に侵入する。

均排圧槽６内の鉄鉱石は、槽圧を還元炉１内の炉圧に調
整したのちシール弁４及び制止弁５を開くことで炉頂ホ
ッパー３内へ落下装入される。

この鉄鉱石の落下に逆流して炉頂ホッパー３内の還元ガ
スが均排圧槽６内へ侵入する。

なお、均排圧槽６内に還元ガスが侵入している状態で、
シール弁１１及び制止弁１２を開いて原料装入ホッパー
１３内の鉄鉱石を均排圧槽６内へ落下装入すると、この
落下に逆流して原料装入ホッパー１３内に上昇侵入し、
上記ホッパー１３内の空気と混合して、ここに可燃性雰
囲気を形成してしまう。

又、均排圧槽６内へ落下装入された鉄鉱石粒間に存在す
る空気と前記還元ガスとが混合して、均排圧槽６内に、
これまた可燃性雰囲気が形成されてしまう。

従って均排圧槽６が原料装入ホッパー１３から鉄鉱石を
受は入れるに際しては、不活性ガスの充圧、排気操作を
所要回（ｎ回）繰り返す操作が必要である。

上記不活性ガスの充圧、排気操作の繰り返しにより、槽
６内の還元ガスの稀釈、排気が完了すると、次にシール
弁１１及び制止弁１２を開き、原料装入ホッパー１３内
の鉄鉱石を不活性雰囲気、大気圧状態の均排圧槽６内へ
落下装入する。

この落下装入が完了すると制止弁１２及びシール弁１１
を閉じる。

次に均排圧槽６から炉頂ホッパー３内へ鉄鉱石を打ち込
むに際して、不活性ガスの充圧、排気操作を所要回（ｎ
回）繰り返すことにより、鉄鉱石粒間に存在する空気を
稀釈、排気する。

もしここで、不活性ガスの充圧、排気の繰り返し操作を
行なわず、弁１０を閉じた状態で弁９を開き不活性ガス
を槽６内へ供給し、槽６の圧力を還元炉１の炉圧と等し
く調整してのち、シール弁４及び制止弁５を開いて、上
記鉄鉱石を炉頂ホッパー３内へ打ち込むと、炉頂ホッパ
ー３内には、打ち込まれた鉄鉱石粒間に存在する空気と
既に炉頂ホッパー３内に侵入している還元ガスとが混合
して可燃性雰囲気が形成されてしまう。

従って、均排圧槽６から炉頂ホッパー３へ鉄鉱石を打ち
込むに際しては、不活性ガスの充圧、排気操作を所要回
繰り返す操作が必要である。

上記不活性ガスの充圧、排気の繰り返しにより、鉄鉱石
粒間の空気の稀釈、排気が完了すると、弁１０を閉じた
状態で弁９を開き、不活性ガスを槽６内へ供給し、槽６
内を不活性雰囲気で、かつ還元炉１の炉内圧と等しい状
態にするいわゆる均圧操作を行なう。

この均圧状態で、シール弁４及び制止弁５を開いて鉄鉱
石の炉頂ホッパー３内への打ち込みを行なう。

この鉄鉱石の打ち込みに逆流して、炉頂ホッパー３内に
侵入している還元ガスが、均排圧槽６内に上昇侵入する
。

鉄鉱石の打ち込みが完了すると、制止弁５及びシール弁
４を閉じる。

そして弁９を閉じた状態で弁１０を開き槽６内のガスを
排気し、槽６内を大気圧状態にするいわゆる排圧操作を
行なう。

以上の如（従来のシャフト還元炉の原料装入装置に於て
は、原料装入ホッパー内に受は入れた鉄鉱石を炉頂ホッ
パー内へ安全に装入するためには煩雑な均排圧槽の槽圧
操作を行なう必要があった。

なお、鉄鉱石の荷下りに逆流して炉頂ホッパー１３内に
上昇侵入してくる炉頂還元ガスの温度低下による炉頂ホ
ッパ−１３内部での露結現象と、これに誘発される要部
へのダスト付着トラブルを防止するため、炉頂ホッパー
１３内に清浄な還元性ガスを供給することが提案されて
いるが、この場合にも、その清浄な還元性ガスが鉄鉱石
落下と逆流して均排圧槽６に上昇侵入してゆくことを防
止できず、均圧、排圧操作は勿論のこと均排圧槽６に鉄
鉱石を受は入れる直前及び受は入れ直後に不活性ガスの
充圧、排気操作の繰り返し操作を必要とすることにかわ
りはなかった。

本発明は、前述の如く煩雑な均排圧槽の槽圧操作を簡素
化し、かつ安全に鉄鉱石を装入することのできる原料装
入装置について鋭意検討した結果なされたもので、本発
明は、前記従来のシャフト還元炉の原料装入装置に於て
、均排圧槽に鉄鉱石を受は入れる直前及び受は入れ直後
に必要とされていた不活性ガスの充圧、排気操作の繰り
返し操作を行なうことなく、前述の均圧、排圧操作のみ
で安全に鉄鉱石を装入できるシャフト還元炉の原料装入
装置を提供することを目的とする。

即ち、本発明のシャフト還元炉の原料装入装置の要旨は
次の通りである。

シャフト還元炉の炉頂部に設けられ、この還元炉内に突
出するスロート部を備えた炉頂ホツパ−と、このホッパ
ーの上部にシール弁及び制止弁を介して設けられた均排
圧槽と、この均排圧槽に設けられた均排圧用不活性ガス
供給、排気配管と、上記均排圧槽の上部に少なくともシ
ール弁を介して設けられた原料装入ホッパーとよりなる
シャフト還元炉の原料装入装置に於て、上記炉頂ホッパ
ーの上部に不活性ガス供給配管を設けると共に上記原料
装入ホッパーの下部に不活性ガス供給配管を設けたこと
を特徴とする。

以下本発明のシャフト還元炉の原料装入装置の一実施例
を第３図にもとすき説明する。

第３図に於て、１６は鉄鉱石還元用の高圧シャフト還元
炉で、図示しない還元ガス供給管より還元ガスを炉内へ
吹き込まれる。

還元炉１６の上部に還元ガス排出口１７及び炉頂ホッパ
ー１８を設ける。

炉頂ホッパー１８の上部には、ＣＯ２、イナートガス、
窒素等の不活性ガス供給弁１９を有した不活性ガス供給
配管２０を設け、炉頂ホッパー１８の下部には複数のス
ロート部２１を有し、このスロート部２１は炉１６内に
突出している。

上記、炉頂ホッパー１８の上部には弁室２２を設け、こ
の弁室２２の下部は炉頂ホッパー１８内に突出し、シー
ル弁２３を有する。

又、弁室２２の上部に均排圧槽２４を設け、この槽２４
の下部は弁室２２内に突出し、槽２４下端と鉄鉱石粒径
程度の間隙を存して配置された鉄鉱石制止弁２５を有す
る。

上記均排圧槽２４の上部には弁室２６を設け、この弁室
２６の下部は均排圧槽２４内に突出し、シール弁２７を
有する。

又、弁室２６の上部に原料装入ホッパー２８を設け、こ
のホッパー２８の下部は弁室２６内に突出し、ホッパー
２８下端と鉄鉱石粒径程度の間隙を存して鉄鉱石制止弁
２９を有する。

３０は原料装入ホッパー２８の側面に設けた原料投入口
である。

３１及び３２は均排圧槽２４の上部に設けた均排圧用の
不活性ガス供給配管及び不活性ガス排気配管で、３３及
び３４は上記配管３１及び３２に設けた供給弁及び排気
弁である。

３６は原料装入ホッパー２８内に供給され充填された鉄
鉱石３５の下部より不活性ガスが供給される様に原料装
入ホッパ−２８下部及び弁室２６に設けた不活性ガス供
給配管で、３７は上記供給配管３６に設けた供給弁で、
３８はホッパ−２８頂部に設けた不活性ガス排気配管で
ある。

前記の如（本発明の原料装入装置では、炉頂ホッパー１
８の上部に不活性ガス供給配管２０を設けているので、
この配管２０より常時不活性ガスを炉頂ホッパー１８内
に供給することにより、不活性ガスはホッパー１８内よ
りスロート部２１を通って、還元ガス排出口１７より炉
頂還元ガスと混合して排気されるので、還元炉１の炉頂
還元ガスの炉頂ホッパー１８への上昇侵入を防止でき、
かつ炉頂ホッパー１８内は常時不活性ガスによる不活性
雰囲気を維持する。

この結果、シール弁２３及び制止弁２２の開操作による
均排圧槽２４内の鉄鉱石の落下に逆流して、炉頂ホッパ
ー１８内のガスが均排圧槽２４内に上昇侵入しても上記
ホッパー１８内のガスは、ＣＯ２、イナートガス、窒素
ガス等の不活性ガスであるから、均排圧槽２４内は不活
性雰囲気を維持することになる。

従って、原料装入ホッパー２８から均排圧槽２４への鉄
鉱石の受は渡しに際し、均排圧槽２４内の還元ガスの稀
釈、排気のために行なう均排圧槽２４の充圧、排気操作
を繰り返す操作は不要となる。

更に原料装入ホッパー２８の鉄鉱石を均排圧槽２４内へ
落下装入時、この落下に逆流して均排圧槽２４内のガス
が原料装入ホッパー２８内に上昇侵入しても、上昇侵入
するガスが不活性ガスであるから、原料装入ホッパー２
８内での可燃性雰囲気の形成が防止できる。

又、本発明の原料装入装置では原料装入ホッパー２８の
下部に、不活性ガス供給配管３６を設けているので、こ
の配管３６より常時不活性ガスを原料装入ホッパー２８
に供給することにより、鉄鉱石を原料装入ホッパー２８
内に貯溜している間に、不活性ガスにより鉄鉱石粒間に
存在する空気を稀釈、排気することができ、均排圧槽２
４への空気の随伴は防止できる。

この結果、不活性雰囲気の均排圧槽２４に鉄鉱石を受は
入れたのち、その鉄鉱石粒間に存在する空気を稀釈、排
気するために行なう均排圧槽２４の充圧、排気操作を繰
り返す操作は不要となる。

次に原料装入装置の原料装入操作手順について説明する
。

まず原料である鉄鉱石は、図示しないベルトコンベヤー
等で原料投入口３０まで搬送され、原料装入ホッパー２
８内に貯溜され、このホッパー２８に貯溜されている間
に、不活性ガス供給配管３６より弁室２６及びホッパ−
２８下部に供給される不活性ガスにより、鉄鉱石粒間に
存在する空気が稀釈され、排気配管３８より排気される
。

次にシール弁２７及び制止弁２９を開き、前記鉄鉱石を
不活性雰囲気大気圧状態にある均排圧槽２４に落し込む
。

次に高圧で操業されているシャフト還元炉１６に鉄鉱石
を装入するため上記制止弁２９及びシール弁２７を閉じ
、既に閉じられているシール弁２３及び制止弁２５によ
って均排圧槽２４を密閉状態にする。

次に均排圧槽２４に設けられた不活性ガス供給配管３１
の供給弁３３を開き、不活性ガスを供給充圧し、シャフ
ト還元炉１６の炉頂部圧力に調整する。

次にシール弁２３及び制止弁２５を開くことによって鉄
鉱石を炉頂ホッパー１８に落し込む。

この時、不活性ガス供給配管２０より炉頂ホッパー１８
内に供給されている不活性ガスが、鉄鉱石の落下に逆流
して均排圧槽２４内に上昇侵入するが、不活性ガスであ
るため問題ない。

鉄鉱石の落し込みが完了すると、上記制止弁２５及びシ
ール弁２３を閉じ、均排圧槽２４に設けられた不活性ガ
ス排気配管３２の排気弁３４を開き、不活性ガスを排気
し、均排圧槽２４の雰囲気、槽圧を不活性雰囲気、大気
圧に調整する。

前記の如く炉頂ホッパー１８内に落し込まれた鉄鉱石は
、炉頂ホッパー１８に設けられた不活性ガス供給配管２
０より供給される不活性ガスにより炉頂還元ガスの炉頂
ホッパー１８への上昇侵入を防止しながらシャフト還元
炉１６の上部に、スロート部２１を通って装入され、荷
下りしながら下部よりの還元ガスにて還元されたのち、
シャフト還元炉１６の下部より高温状態のまま、又は常
温近くまで冷却され還元鉄として排出される。

以上述べた様に本発明のシャフト還元炉の原料装入装置
によれば、従来均排圧槽に鉄鉱石を受は入れる直前及び
受は入れ直後に必要とされていた均排圧槽の充圧、排気
操作の繰り返し操作を行なうことなく、均圧、排圧操作
のみで安全に鉄鉱石を装入することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のシャフト還元炉の原料装入装置の構成
説明図、第２図は、第１図の原料装入装置に於ける均排
圧槽の槽圧操作手順の説明図、第３図は本発明のシャフ
ト還元炉の原料装入装置の実施例説明図である。 １６・・・・・・シャフト還元炉、１８・・・・・・炉
頂ホッパー、２０・・・・・・不活性ガス供給配管、２
１・・・・・・スロート部、２３・・・・・・シール弁
、２４・・・・・・均排圧槽、２５・・・・・・制止弁
、２７・・・・・・シール弁、２８・・・・・・原料装
入ホッパー、３１・・・・・・不活性ガス供給配管、３
２・・・・・・不活性ガス排気配管、３６・・・・・・
不活性ガス供給配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シャフト還元炉の炉頂部に設けられ、この還元炉内
   に突出するスロート部を備えた炉頂ホッパーと、このホ
   ッパーの上部にシール弁及び制止弁を介して設けられた
   均排圧槽と、との均排圧槽に設けられた均排圧用不活性
   ガス供給、排気配管と、上記均排圧槽の上部に少なくと
   もシール弁を介して設けられた原料装入ホッパーとより
   なるシャフト還元炉の原料装入装置に於て、上記炉頂ホ
   ッパーの上部に、不活性ガス供給配管を設けると共に上
   記原料装入ホッパーの下部に不活性ガス供給配管を設け
   たことを特徴とするシャフト還元炉の原料装入装置。