JPS61202080A - 竪型炉における原料装入方法及び装置 - 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方法及び同
方法に用いる装置に関する。

〔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
炉頂装入装置として、例えば特公昭４８−３４０８２号
公報に記載されているものがある。

このベル無し炉頂装入装置においては、第５図に示すよ
うに、装入ベルトコンベア１によって炉頂へ運ばれた装
入原料は、ヘッドプーリ２から切替シュート３を経由し
て２、一方の上部シール弁４−１を開の状態にして、２
個配置した固定ホッパの一側固定ホツバ５−１に装入さ
れる。原料装入が完了すると上部シール弁４−１を閉と
し、固定ホッパ５−１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。

次ぎに、下部シール弁７−１を全開状態にし、原料排出
量をゲート弁６−１によって流量調整し、さらに希望の
炉内装入分布形状が得られるよう炉内シュート１１を傾
動、旋回を連続的に行って原料を炉内へ導く、そして固
定ホッパ５−１から炉１０内へ原料を装入している間、
切替シュート３を旋回して前述と同様に片側の固定ホッ
パ５−２へ原料を装入貯留する。

以上のように、２個の固定ホッパ５−１及び５−２は互
いに炉心から１８０度方向に配置する構成として、装入
スケジュールに従って各々のホッパから１バツチ毎に交
互に原料を炉１０内へ装入するようになっている。

ところが、このような従来のベル無し炉頂装入装置にお
いては、炉内シュート１１を同一傾動角度に保持しなが
ら連続旋回させて原料を炉１０内に装入することから、
炉内装入原料の装入分布が一様とはならない。これは、
実機稼動状況及び縮尺モデルにおける粉粒体流れに関す
る実験でも確認されており、炉ｌＯ内での装入分布は円
周方向に一様でなく円周バランスが乱れるという現象を
生じる。

この装入分布の非一様性は、固定ホッパ５−１゜５−２
からの原料が逆円錐形の集合シュート８及び垂直シュー
ト９を通過し炉内シュート１１に落下する時に、原料の
主流線の軌跡が垂直シュート９の軸線からずれる事及び
固定ホッパ５−１　、５−２の位置と炉内シュート１１
の旋回方向の相対関係によって助長される。

以上のような原料の分布を第６図により定性的に説明す
る。

同図において、固定ホッパ５−１から排出された原料は
、集合シュート８を落下するときに加速され、垂直シュ
ート９内で原料の落下主流線は粉粒体流れの慣性によっ
て炉１０中心軸ｙ−ｙよりも他側の固定ホッパ側５−２
方向へ偏流する。

今、炉内シュート１１が実線で示す位置にあるとき、原
料の炉内シュート１１底への衝突位置は、炉中心軸ｙ−
ｙより炉内シュート１１先端側になる。

一方、炉内シュー）１１が想像線で示す位置にあるとき
には、原料の衝突位置は、炉中心軸ｙ−ｙよりも炉内シ
ュート１１後端側になる。

このように、炉内シュート１１の旋回位置によって落下
する原料の助走距離は異なり、その結果炉内シュート１
１先端に於ける原料放出速度及び炉１０内への原料落下
軌跡が異なるようになる。

以上の要因により、炉１０内の装入原料分布が炉中心軸
ｙ−ｙに対してアンバランス、即ち、炉中心軸ｙ−ｙか
らの装入原料の山の距離ＸＩ＋　　ｘ！が不一致をもた
らすことになる。

このようなベル無し炉頂装入装置における問題点を解消
するための装入装置として、特開昭５８−５８２１１号
公報に記載されているものがある。

これは第７図に示すように２個の固定ホッパ１４゜１５
を炉１０中心軸上に上下に配設し、下部固定ホッパ１５
の下端に流量調整弁１３を設けて垂直シュート９の下方
に位置する炉内旋回シュート１１への原料を垂直に落下
させ、円周バランスの乱れ発生を防止する構成としたも
のである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、この固定ホッパ１４．１５を上下に配置する
と、必然的に炉高が大きくならざるを得ず、装置の高さ
を従来装置差に押えるためには、上下固定ホッパ１４．
１５の径を大きくして容量を確保する必要がある。

しかし、ホッパ１４．１５の径が大きくなると、下部固
定ホッパ１５内の堆積原料１２−２における粒度分布は
中心部分が細粒となり、中心から半径方向へ離れる程粗
粒となった円錐形状を呈する。

従って、下部固定ホッパ１５内の原料１２−２を垂直シ
ュート９と炉内旋回シュート１１を経て炉内へ分配する
と、炉１０内に堆積する原料は経時的に偏粒分配となり
、排出時間の経過と共に、偏流も複雑に変化する。

更に、この変化の度合はコークス、鉱石、ペレット等原
料の種類によっ・でも著しく異なり、装入原料内の円周
方向の粒度偏析による上昇ガス流の不均一をもたらし、
炉内ガスの還元反応への利用率を低下させ、燃料比低減
の阻害及び炉況不安定の要因となっていた。

本発明は、かかる上下に二連配置した固定ホッパを有す
るベル無し装入装置における欠点を除去するもので、固
定ホッパと炉内旋回シュートとの相互位置関係から生ず
る装入原料分布のアンバランス及び、固定ホッパ内の原
料堆積形状から生ずる装入原料粒度のアンバランスを解
消することを目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、ホ
ッパを上下に二連配置した構成の竪型炉の原料装入装置
において、上部ホッパ内に装入する原料をホッパ内で分
布制御し、下部ホッパは上部ホッパ内に分布制御された
原料をマスフローにより下部ホッパ内で分級・偏析させ
ることなく炉内に装入可能とするものである。

ホッパ２２の壁面の角度２３を水平に対して十分大きく
とれば、排出時、原料層２４が一様に降下するようにな
る。この流動状態がマスフローであり、最初に装入され
た原料から先に排出されることになる。

〔実施例〕

以下、第１図、第２図及び第３図に示す実施例に基づい
て本発明を説明する。

同図において、第５図〜第７図に示した従来装置と同一
部分は同一の記号によって示す。

第１図において、１８は上部固定ホッパ１４内の内壁近
くに複数配置した分布制御板で、同分布制御板１８は油
圧シリンダ等の駆動装置２０により任意角度に傾動自在
である。

この分布制御板１８はその上端を支持部材に枢着され、
旋回シュート３からの原料の流れの領域に位置可能な大
きさとするとともに、駆動装置２０による傾斜角により
流れの全体及びその一部に対して邪魔板としての機能を
果たせるように構成することが必要である。また、上部
固定ホッパ１５内における配置は、第２図で示すように
ホッパ１５内壁に沿って円周方向に適当なピッチで複数
設けるものとし、旋回シュート３の旋回による原料の放
出領域を分布制御板１８が最大角度傾斜したときには略
全て含むことができる構成とする。尚、駆動装置２０の
動作を制御する制御系には原料の特性や供給量等の制御
ファクタを組込んで、適切な原料の均一分布を達成でき
るようにしておくことも必要な条件であることは言うま
でもない。

その他の構造は第７図で示したものと略同じであるが、
下部固定ホッパ１５は原料流れのマスフロー化を図るた
めに下方に向けて大幅に内径が縮小する逆円錐形をなし
ている。

上記構成において、ベルトコンベア１のヘンドブ−Ｉ７
２から旋回シュート３に投入された原料は旋回シュート
３下端に設けた流量調節ゲート弁２１から上部固定ホッ
パ１４内に装入される。

このとき、原料はその傾斜角度を制御系によって設定さ
れた分布制御板１８に当たり、水平方向の速度ベクトル
を持つ原料の自然落下方向を強制的に変えて原料の落下
堆積位置を調整する。

この原料の落下堆積位置は、分布制御板１８の傾斜角度
、旋回シュート３からの原料の流線形状。

流線断面、及び粒度分布等様々な要素により変化するが
、原料流れに関する条件を除けば分布制御板１８の傾斜
角度によって一義的に決定される。

従って、分布制御板１８の傾斜角度の調整によって、上
部固定ホッパ１４内に貯溜される堆積原料１２−１の二
次元的な断面は図示のようなＭ形となったり、或いはＭ
形、逆Ｖ形の任意の分布形状とすることができる。そし
て、このように上部固定ホッパ１４内における原料の分
布形状を調整することにより、上部固定ホッパ１４下端
のゲート弁１７から短時間に下部固定ホッパ１５へ排出
できるように原料の量的分布及び粒度分布を得ることが
できる。

尚、流量調節ゲート弁２１は、ベルトコンベヤ１から投
入した原料の水平方向の速度ベクトルを相殺するための
もので、原料の種類、装入量に応じてその弁開度を調節
する構成である。この流量調節ゲート弁２１は原料によ
っては必ずしも設ける必要はない。

さらに、上部固定ホッパ１４の下部には単数又は複数の
ゲート弁１７を有し、同ゲート弁１７と下部ホッパ１５
の上部に設けた単数又は複数の上部シール弁１６とを開
閉することにより、上部固定ホッパ１４内の原料は下部
固定ホッパ１５内へ排出される。

この下部固定ホッパ１５は、上部固定ホッパ１４内の堆
積原料１２−１がマスフローにより排出されるように６
０＠〜７０″程度のテーパ角を有する鋭い逆円錐形状を
なし、さらに下部には炉１０内への原料排出量を調整、
制御するための流量調整弁１３を設けている。

このように下部固定ホッパ１５は下端の排出側に向けて
断面が縮小するので、下部固定ホッパ１５の内部の堆積
原料１２−２は、原料流動時における分級を生じること
はな（、しかも粒度偏析や不均一流れを防止することが
できる。

尚、上部、下部固定ホッパ１４．１５には、それぞれ上
部シール弁１６と下部シール弁１９を備え、原料装入時
にそれぞれを操作することにより、下部固定ホッパ１５
内を炉内圧力及び大気圧に保つことができる。

本発明によれば、ベルトコンベヤ１から投入された原料
は、旋回シュート３の旋回による上部固定ホッパ１４内
に供給時の円周方向分布の均一化。

旋回シュート３下端の流量調整ゲート弁２１による原料
の特性・粒度条件に基づく流れの均一補正化。

及び分布制御板１８による原料落下位置の調整の各作用
を受けながら上部固定ホッパ１４に供給される。

この原料の流れに対する各構成の処理により、原料の特
性に応じた最も好ましい堆積分布とすることができ、さ
らに下部固定ホッパ１５に排出される。

この下部固定ホッパ１５内においては、そのホッパ内面
を下端側に向けて急傾斜としたので、原料の排出をマス
フロー化することができ、偏析を伴うことなく速やかに
炉１０方向に流動する。そして、下部固定ホッパ１５へ
の原料装入時間は、上部固定ホッパ１４への原料装入に
比べると１／１０程度のオーダで短いことから、下部固
定ホッパ１５内部で原料が分級する度合は極めて小さい
。

以上の旋回シュート３から下部固定ホッパ１５間の原料
の流動において、上部固定ホッパ１４内で分布制御され
た最も適切な形態で装入することに加え、この一様分布
の原料を下部固定ホッパ１５内でのマスフロー化により
、粒度偏析を経時的に伴うことなく炉１０の炉内シュー
ト１１に麺直に落下供給できる。

この炉１０への供給において、下部固定ホッパ１５下端
の流量調節弁１３及び下部シール弁１９の開弁とともに
円周方向に非一様な粒度分布を生じることなく炉１０の
垂直シュート９へ供給できる。この垂直シュート９内流
れでは偏流を生じることがないので、炉内シュート１１
には下部固定ホッパ１５で均一化された原料をそのまま
の状態で供給することができ、炉ｌＯ内で原料が円周方
向に偏析することなく装入処理できる。尚、分布制御板
１８．流量調整ゲート弁２１．流量調節弁１３等を適当
に操作することにより、必要とする経時的粒度変化を有
した形態として炉ｌＯへの装入も無給可能である。

尚、ゲート弁１７及び上部シール弁１６の個数は炉ｌＯ
内に装入される原料の量、タイムスケジュール及び許容
範囲の設備高さによって決定される。

第３図において２５は旋回シュート先端に配置した原料
反射板で、任意角度に傾動自在である。この原料反射板
は旋回シュート３からの原料の流れの領域に位置可能な
大きさとするとともに、その傾斜角により流れの全体及
びその一部に対して、邪魔板としての機能を果たせるよ
うに構成することが必要である。また、旋回シュート３
の旋回による原料流線を原料反射板２５が最大角傾斜し
たときに、上部固定ホッパ１４の中心部に到達させるよ
うにすることも必要である。その他の構造は、第１図で
示したものと略同じである。

上記構成において、ベルトコンベア１のへッドブ−Ｉ７
２から旋回シュート３に投入された原料は旋回シュート
先端に設け、その傾斜角度を制御系によって設定された
原料反射板２５に当たり、水平方向の速度ベクトルを持
つ原料の自然落下方向を強制的に変えて、原料の落下堆
積位置を調整する。

このように、原料反射板２５の作用は第１図における分
布調整板１８の作用に置き替わるものであり、後の機能
は第１図と同じである。

〔発明の効果〕

本発明は、装入原料の種類及び、装入量等の可変要素に
対し、炉内の半径方向９円周方向の分布を均一化でき、
しかも炉内へ装入される原料粒度を操業者が経時的に自
在に制御できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装入装置の概略断面図、第２図は同第
１図のＩ−Ｉ線矢視図、第３図は旋回シェード先端に原
料反射板を配置した場合の概略断面図、第４図はマスフ
ローの概念断面図、第５図。 第６図、第７図は従来例の概略断面図である。 １：ベルトコンベア　　１６：上部シール弁２：ヘッド
プーリ　　　１７：　ゲート弁３：旋回シュート　　　
１８−分布制御板８；集合シュート　　　１９：下部シ
ール弁９：垂直シュート　　　２０：駆動装置１Ｏ：炉
　　　　　　　　２に流量調節ゲート弁１１：炉内シュ
ート２２−ホッパ １２：堆積原料　　　　　２３：角度 １３：流量調節弁　　　　２４：原料層１４：上部固定
ホッパ　　２５：原料反射板１５：下部固定ホッパ 特許出願人　　　　　新日本製鐵株式會社代理人　　手
掘　益（ほか１名） 第１図 第３図 第４図 Ｉ↓） 第５図 Ｎ　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上部と下部に二連のホッパを備えて竪型炉の炉頂に
   原料を装入する原料装入方法において、上部ホッパに原
   料を装入する第一段階で同ホッパ内での原料の量的分布
   及び粒度分布を制御し、さらにこの制御された原料を下
   部ホッパ内に装入しかつ竪型炉に排出する第二段階で原
   料流れをマスフロー化して竪型炉の炉頂に供給すること
   を特徴とする竪型炉における原料装入方法。 ２、搬送装置からの原料を装入するための旋回シュート
   を有する上部ホッパと、その下段に配置して竪型炉の炉
   頂に接続した下部ホッパとを有する原料装入装置におい
   て、上部ホッパ内に旋回シュートからの原料流線領域に
   位置可能な分布制御板を傾動自在に配置し、さらに下部
   ホッパの内面を原料流れマスフロー化のための急傾斜面
   としたことを特徴とする竪型炉における原料装入装置。 ３、搬送装置からの原料を装入するための旋回シュート
   を有する上部ホッパと、その下段に配置して竪型炉の炉
   頂に接続した下部ホッパとを有する原料装入装置におい
   て、旋回シュートからの原料流線を自在に変更するため
   に、旋回シュート先端に傾動可能な原料反射板を配置し
   、さらに下部ホッパの内面を原料流れマスフロー化のた
   めの急傾斜面としたことを特徴とする竪型炉における原
   料装入装置。