JPS6339641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高炉、シヤフト炉等の竪型炉の原料
装入装置より具体的には、原料を貯留ホツパー、
炉内旋回シユートを備えたベルレス式原料装入装
置において適用されるもので、貯留ホツパーから
排出される原料の経時的粒度変化を制御すること
によつて炉内における装入原料の炉径方向の粒度
分布を制御する方法に関するものである。

（従来の技術） 粉粒体（以後、原料と呼ぶ）を貯留・排出する
ホツパーに於いて、原料粒径にばらつきがある場
合には、一般に第６図に示すように、貯留時に細
粒１６がホツパー中心部、粗粒１７がホツパー周
辺部に分布することがよく知られている。

そして、この貯留された原料をホツパー下部排
出孔から排出させた場合は、第７図に示すように
ホツパー中心部の原料が先に排出され、周辺部の
原料が後に排出される、いわゆるフアンネル・フ
ローと呼ばれる排出流となる場合が多いこともよ
く知られている。

この結果、細粒１６が先に排出され、後に粗粒
１７が排出される事になり、経時的粒度変化は、
第８図のように右上がりの特性を示すことにな
る。したがつて例えばベルレス式高炉の原料装入
装置においては、このような特性を積極的に生か
せる場合もあるが、時々刻々と変化する炉況に応
ずるため原料の経時的粒度変化を小さく、即ちフ
ラツトな特性を得るための手段が要請されてい
る。

そしてこのための手段の１つとして、例えば、
第９図に示すように、ホツパーの排出孔の上方に
整流板１５を設け、この整流板１５によつてホツ
パー内の原料の排出を制御して経時的粒度変化を
小さくするようにした技術がある。（実願昭59−
33810号）この技術においては、原料貯留時に、
整流板１５の傾斜面に沿つて原料の流れ込み１８
を生じさせ、粗粒１７をホツパー１９の中心部ま
で分布させるようにする。さらに第１０図に示す
ように整流板１５の開孔２０の穴径を、ホツパー
下部排出孔１０の穴径より小さくしているのでホ
ツパー１９中心部の原料排出流径２１を絞つて、
原料の排出を抑制することにより、整流板１５の
周囲からの原料排出２２を促進させ、結果として
ホツパー１９内中心部原料２３と周辺部原料２４
とを同時に排出させる効果を生ずる。したがつて
排出原料の経時的粒度変化は、第１１図に示す様
に、フラツトな特性となる。

ところでこれらの経時的粒度分布は、ベルレス
式原料装入装置の炉内シユートを介して炉内に原
料が投入される時に、炉内堆積原料の径方向での
粒度分布に影響を与える。

この現象を第１２図に基いて説明する。この例
は炉内シユートを順次炉壁側から炉心側に傾動さ
せた場合である。

第１２図においてＡ点から炉心までの範囲は原
料の流れ込みにより分布が形成されることになり
Ａ点から炉心の範囲では原料粒度の自然分級によ
る粒度偏析がおこるのが普通であり、第１１図の
ようなフラツトな特性の経時的粒度分布をもつた
原料の場合は第１４図に示すように炉内の粒度分
布はフラツト化するがＡ点から炉心までの範囲は
自然分級により炉心部側が若干粗くなつて行く。

前記、第９図のような従来の整流板を設けた技
術は、もともとフラツトな特性のみを得る目的を
もつたものであり、第８図に示す様な右上がりの
特性を得る場合、あるいは中間的な特性を得る場
合には、整流板そのものの取り外しあるいは、付
け替えが必要であり、これは現実的には実用化が
困難である。又、整流板を取り替えた場合、原料
排出時の流量に影響を与えるので流量制御系をは
じめ操業条件を大巾に変更する等の処置が必要と
なり、好ましくない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は前述した従来の整流板を有する貯留ホ
ツパーにおける欠点を解消するためになされたも
のであり、貯留ホツパーからの原料排出流量に影
響を与えることなく貯留ホツパーから排出される
原料粒度の経時的変化を任意に制御できるように
し、炉内旋回シユートの傾動角度の制御と相俟つ
て炉内装入原料の特に炉径方向の粒度分布を任意
に制御できるようにしたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は粒径に巾のある粉粒状の原料を貯留ホ
ツパー、炉内旋回シユートを介して炉内に装入す
るベルレス式高炉の原料装入方法において、貯留
ホツパー上部の原料受入口下部原料通過位置に駆
動装置により垂直方向に傾動自在で、かつ駆動装
置によりその回転軸方向に移動して中央部に巾調
整自在なスリツトを形成する少なくとも２枚の反
射板を配設し、貯留ホツパー内に投入される原料
流を該反射板の反射面下端と該反射板の移動によ
つて形成されるスリツト部とからの流れに分流自
在とし、該反射板の傾動角とスリツト巾を調整す
ることによつて該貯留ホツパー内各推積位置にお
ける原料の粒度分布を制御して該貯留ホツパーか
らの排出原料の経時的粒度分布を制御すると共に
炉内旋回シユートの傾動角を制御して炉内装入原
料の炉径方向の粒度分布を制御することを特徴と
するベルレス式高炉の原料装入方法であり、特に
貯留ホツパー上部の投入原料通過位置に設けた反
射板の反射面とスリツトからの落下原料流の分流
比と反射板の傾動角を制御することによつて、該
貯留ホツパーからの排出原料の経時的な粒度分布
を精度よく制御すると共に炉内旋回シユートの傾
動角を制御して、炉内装入原料の炉径方向の原料
粒度分布を任意に精度良く制御できるようにした
ものである。

以下本発明について詳細に説明する。

先ず、本発明を実施するための装置の構成例に
ついて第１図を参照しつつ説明する。Bcは炉頂
装入コンベヤー、１は貯留ホツパーで、その上部
に投入シユート７を有し、その投入シユート７の
下方に投入原料分配用の反射面を形成する反射板
２が取り付けてあり、この反射板２は、２枚の平
板２ａ，２ｂで構成されている。この２枚の板２
ａ，２ｂは、その傾斜角度及び板間のすきま（以
後スリツトと言う）３が自由に変えられる構造と
なつており、軸４を支点として回動可能に支持さ
れている。この反射板２の傾斜角度を変更する場
合は、シリンダー５を駆動させ、スリツト巾を変
更する場合はシリンダー６ａ，６ｂを駆動する。
貯留ホツパー１内に貯留された原料を排出する際
には、切出しゲート８をシリンダー９にて駆動
し、開く事によつて行なう。Ｐは垂直シユート、
Shは炉内旋回シユート、Ｗは高炉炉頂部の炉壁、
Ｍは装入原料である。

次に作用について第２図〜第４図を参照しつつ
説明する。

第２図は投入シユート７から直接貯留ホツパー
１内に投入された原料の標準的な排出順序を示し
たものであり、原料は貯留ホツパー１の排出孔１
０からａ、ｂ、ｃ………の順番で排出される。

第３図は投入シユート７から反射板２を介して
貯留ホツパー１に投入された原料の標準的な排出
順序を示したものである。

第３図Ａは、反射板２のスリツト巾を最大にし
た場合を示し、この場合においては投入シユート
７から投入された原料は反射板２ａと２ｂ間のス
リツト３を通過し１２の軌跡を描いて貯留ホツパ
ー１の排出孔１０の上部から×だけ離れた位置に
落下する。この場合投入原料は反射板２ａ，２ｂ
に影響されず自然落下し、自然分級され貯留ホツ
パー１内に推積する。

第３図Ｂは反射板２のスリツト巾を中間に調整
した場合を示し、この場合、投入された原料の一
部は反射板２によつて反射され１３ａの軌跡を描
いて落下し、反射板２で反射されず反射板２のス
リツトを通過した原料は１３ｂの軌跡を描いて落
下する。即ち投入原料は反射板２からの反射流と
スリツト３からの通過流との２つの流れに分流し
て落下し、貯留ホツパー１中に自然分級され徐々
に堆積する。反射板２によつて反射された原料の
落下軌跡１３ａと、反射板２のスリツトを通過し
た原料の落下軌跡１３ｂは、貯留ホツパー１の排
出孔１０を中心にほゞ対称である。

第３図Ｃは反射板２のスリツト巾を０即ちスリ
ツトを完全に閉じて反射板２の反射面を垂直に近
い状態に調整した場合を示し、この場合投入シユ
ート７から投入された原料は全て反射板２によつ
て反射され１４の軌跡を描いて貯留ホツパー１の
排出孔１０の上部に落下し、貯留ホツパー１内に
自然分級され、徐々に推積する。

堆積原料の山の頂点は原料の落下軌跡とほヾ一
致して移動すると看なせるので、その位置は反射
板２の角度とスリツト位置の調整によつて貯留ホ
ツパー１に貯留時形成される原料の山の位置を任
意に移動することができる。

一般に粉粒状原料における分級は、粗粒が原料
の山の斜面を転がつていく事と、細粒が粗粒のす
きまに入り込み落下点からあまり移動しない事に
よつて発生する事が知られている。その為、第３
図Ａ，Ｂ，Ｃの落下軌跡に対応するホツパー内粒
度分布は、第４図Ａ，Ｂ，Ｃに示す様になる。貯
留ホツパー１における原料の排出順序は通常第２
図のようになるので貯留ホツパー１内の原料の粒
度分布を反射板２の傾動角度、スリツト巾３の調
整によつて例えば第４図Ａ，Ｂ，Ｃのように制御
することによつて貯留ホツパー１から排出原料の
経時的な粒度変化を制御することができる。即
ち、例えば 第４図Ａ，Ｂ，Ｃのように粒度分布で貯留ホツ
パー１内に貯留された原料を貯留ホツパー１の排
出孔１０から排出させた場合の経時的な粒度変化
は第５図のＡ，Ｂ，Ｃに示すようになる。

即ち、第４図Ａのような粒度分布を有する場合
は最初に排出される原料は中径、大径であるため
排出初期では平均粒径は大きく出るが細粒の排出
開始と共に次第に平均粒径は小さくなり、中粒、
大粒の排出が再度開始されることに伴ない次第に
平均粒径は大きくなる傾向を示し、Ａ線のように
経時的に変化する。

第４図Ｂのような粒度分布を有する場合は、貯
留ホツパー１の排出孔１０から排出される場合の
全体の粒度バランスがとれておりＢ線のように平
均粒径の経時的な変化は殆んどない。

第４図Ｃような粒度分布を有する場合は細粒か
ら排出され、中粒ついで大粒と排出されるので平
均粒径は次第に大きくなりＣ線のように経時的に
大きく変化することになる。

このように平均粒径が経時的に変化する貯留ホ
ツパー１からの排出原料を第１２図に示すように
炉内旋回シユートShを介してその傾動角度を調
整し、炉壁側から炉心側Ａ点（落下位置）まで分
配装入した場合の炉内装入原料の炉径方向粒度の
経時的変化を第１３〜１５図に示した。

第１３図は第５図のＡのように平均粒径が経時
的に変化する場合の炉内装入原料の炉径方向の粒
度の経時的分布を示すものであり、この場合にお
いては炉壁側から炉心側Ａ点に至るまで、原料の
平均粒度は初期において一時的に小さくなるがそ
の後、炉壁側Ａ点に至るまで次第に大きくなりＡ
点から炉心までの粒径は自然分級により更に次第
に大きくなる傾向を示す。

第１４図は第５図のＢのように平均粒径が経時
的に変化する場合の炉内装入原料の粒度の経時的
分布を示すものであり、この場合においては、炉
壁側から炉心側Ａ点に至るまで炉内装入原料の粒
度は殆んど変化せず、Ａ点から炉心までは自然分
級により粒度は若干大きく変化していく。

第１５図は、第５図のＣのように平均粒径が経
時的に変化した場合の炉内装入原料の炉径方向に
おける粒度の経時的変化を示すものであり、この
場合においては炉壁側から炉心側Ａ点に至るまで
炉内装入原料の粒度は次第に大きくなり、Ａ点か
ら炉心に至るまでは自然分級作用により更に大き
く変化していく。

以上のように本発明者等は貯留ホツパー内の原
料の粒度分布は、貯留ホツパーからの排出原料の
経時的粒度変化と、炉内旋回シユートを介して炉
内に装入された原料の炉径方向における経時的粒
度分布と明確に対応していることを見出した。

本発明はこのような現象を利用して貯留ホツパ
ー内の原料の炉径方向の経時的粒度分布を制御し
て、炉内における装入原料の炉径方向の経時的粒
度分布を制御するものであり、好適な高炉操業条
件を確保するために予め設定（想定）される種々
な炉内装入原料の炉径方向における粒度分布パタ
ーンとこれを得るための貯留ホツパー内原料の粒
度分布パターンとこの貯留ホツパー内原料の粒度
パターンを得るための貯留ホツパー上部の原料分
配装置による原料落下位置調整パターンを求めて
おき、炉況に応じてこれらのパターンを適宜選定
し、使い分けることによつて最終的に好適な高炉
操業条件を得るために好適な炉内装入原料の炉径
方向粒度分布を確保しようとするものである。こ
の場合、貯留ホツパー内における原料の粒度分布
あるいは貯留ホツパーからの排出順序に変動を生
ずる場合もありうるので、制御精度を上げるため
貯留ホツパー内における原料の粒度分布状況、貯
留ホツパーからの原料の排出順序等を検知すると
共に炉内における装入原料の粒度分布等の炉内状
況を検知し、随時必要に応じて貯留ホツパー内原
料の粒度分布を調整（補正）するようにすること
がより好ましい。

なお、本例においては炉内旋回シユートの傾動
角度制御による炉内における原料の経時的粒度分
布領域は炉壁からＡ点までの（）域とし、Ａ点
から炉心までは自然分級域（）としたが、炉内
旋回シユートの傾動角度を制御して経時的粒度分
布領域（）の範囲を制御することによつて、自
然分級領域を任意に制御することができる。

したがつて経時的粒度分布領域（）と自然分
級領域（）の範囲を任意に制御することによつ
て炉壁から炉心に至る炉内装入原料の経時的粒度
変分布パターンを制御することができる。

（自然分級作用を有効に利用することができる） 又、貯留ホツパー内の原料分配装置、貯留ホツ
パーからの原料排出、炉内旋回シユートの傾動
角、旋回速度等の制御は、原料の種類、粒度、重
量等および炉況等の変化に応じて行なうが、この
制御は連動的に行なつても良く、あるいは手動的
に行なうようにしても良い。

尚、本発明を実施するための装置としては前述
の第１図に示すようなものに限定される事なく、
反射板２のスリツト巾を変える事、反射板２ａ，
２ｂの面を同一平面内に設置せず、ある角度を持
たせる事、反射板を平板ではなく曲面を持つ板に
する事、駆動力を他の駆動力にする事、あるいは
スリツト付反射板２及び投入シユート７のかわり
に、分配シユートを持つ事等は、任意であり、堆
積時の分級効果を利用し、原料の排出順序を考慮
した貯留ホツパー内粒度分布を得るという本発明
の要旨を逸脱しない限り種々の変更を加え得る事
は勿論である。

（発明の効果） 本発明においては貯留ホツパーの上部に設けた
傾動自在な反射面と巾調整自在なスリツトを有す
る原料分配装置によつて貯留ホツパー内の各堆積
位置における原料粒度分布の制御性を高めて貯留
ホツパーからの排出原料の経時的粒度変化を精度
良く制御して炉内旋回シユートの傾動によつて炉
内装入原料の炉径方向の粒度分布の制御精度を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明を実施する装置の１例を
示す概略説明図でＡは全体の配置を示す説明図、
ＢはＡにおける反射板の駆動機構説明図、第２図
は第１図の貯留ホツパーと同タイプの一般的なホ
ツパーにおける原料の排出順序を示す説明図、第
３図Ａ，Ｂ，Ｃは第１図の貯留ホツパーにおける
反射板の作用による原料の落下軌跡と堆積分布形
状の推移を示す図で、Ａは反射板のスリツト巾を
全開とした場合、Ｂは反射板のスリツト巾を中間
とした場合、Ｃは反射板のスリツト巾を０とした
場合を夫々示す。第４図Ａ，Ｂ，Ｃは第３図にお
けるホツパー内原料の粒度分布を示す説明図で、
Ａは第３図のＡの場合のもの、Ｂは第３図のＢの
場合のもの、Ｃは第３図のＣの場合のものを示
す、第５図は第４図のような粒度分布している原
料をホツパーから排出した場合の原料の平均粒径
の経時的変化を示す説明図で、Ａ線は第４図のＡ
の粒度分布の場合、Ｂ線は第４図のＢの粒度分布
の場合、Ｃ線は第４図のＣの粒度分布の場合を示
す。第６図は従来の一般的なホツパー内における
原料の標準的な粒度分布を示す説明図であり、Ａ
は平面図、Ｂは側断面説明図、第７図は第６図の
ようにホツパー内に貯留された原料の標準的な排
出順序を示す説明図で、Ａは平面図、Ｂは側断面
説明図、第８図は第７図のような順序で、原料が
ホツパーから排出される場合の平均粒径の経時的
変化を示す説明図、第９図は従来の整流板をホツ
パー下部に設けた場合のホツパー内原料の粒度分
布とホツパー下部からの排出順序を示す説明図で
Ａは平面図、Ｂは側断面説明図、第１０図は第９
図のような粒度分布状態の原料をホツパーから排
出した場合の原料の排出順序を示す説明図でＡは
平面図、Ｂは側断面説明図、第１１図は第１０図
に示すホツパーから排出した原料の経時的粒度変
化を示す図、第１２図は炉内旋回シユートを傾動
させて装入原料を分配する態様を示す図、第１３
図〜１５図は第５図のようにホツパーから排出時
経時的に粒度が変化する原料を炉内旋回シユート
により炉内の原料を装入した場合の炉内における
炉径方向の粒度分布形状を示す説明図で、第１３
図は第５図のＡ線のように平均粒径が経時的に変
化する場合、第１４図は第５図Ｂ線のように平均
粒径が経時的に変化する場合、第１５図は第５図
Ｃ線のように平均粒径が経時的に変化する場合を
夫々示している。 １……貯留ホツパー、２……反射板、３……ス
リツト、Sh……炉内旋回シユート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粒径に巾のある粉粒状の原料を貯留ホツパ
   ー、炉内旋回シユートを介して炉内に装入するベ
   ルレス式高炉の原料装入方法において、貯留ホツ
   パー上部の原料受入口下部原料通過位置に駆動装
   置により垂直方向に傾動自在でかつ駆動装置によ
   りその回転軸方向に移動して中央部に巾調整自在
   なスリツトを形成する少なくとも２枚の反射板か
   らなる原料分配装置を配設し、貯留ホツパー内に
   投入される原料流を該反射板の反射面下端と該反
   射板の移動によつて形成されるスリツト部とから
   の流れに分流自在とし、該反射板の傾動角とスリ
   ツト巾を調整することによつて、該貯留ホツパー
   内各推積位置における原料の粒度分布を制御して
   該貯留ホツパーからの排出原料の経時的粒度分布
   を制御すると共に炉内旋回シユートの傾動角を制
   御して炉内装入原料の炉径方向の粒度分布を制御
   することを特徴とするベルレス式高炉の原料装入
   方法。