JPH0533020A - ベルレス高炉での原料装入方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上段ホッパーの原料堆積面での自然分級や原
料排出特性を利用し、装入原料を操業中に粒度別分別し
て下段ホッパーの原料排出特性を改善し、炉内半径方向
の原料粒度分布を的確に制御しうる原料装入方法，装置
の提供。 【構成】 原料ホッパーを上下二段に配置したベルレス
炉頂装入装置の下段ホッパー５内中央部に、ホッパー軸
芯と同軸の筒状仕切り壁１３ａとの相対角度および間隙
を制御すべく設置角を変更できる飛散防止板１３ｃを設
置する。そして上段ホッパー２からの異粒径原料を、筒
状仕切り壁内１３ａに装入充填し、充填後の原料をオー
バーフローで飛散防止板１３ｃに当て減速し、円筒仕切
り壁１３ａの周りに再分級させるか、飛散防止板１３ｃ
に当てずに堆積させる。そしてホッパー底部のゲート６
を開にし炉内へ装入する原料の、粒径の経時変化を、
「単調増加パターン」もしくは「途中で下さがりになる
パターン」にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ベルレス高炉での原
料装入方法およびその装置、即ち炉頂に原料ホッパーが
上下２段に配置された単ポート式センターフィード型ベ
ルレス炉頂装入装置を有するベルレス高炉において、炉
内に装入される原料の粒径の経時変化を制御することが
できる原料装入方法およびその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術およびこの発明が解決しようとする課題】
高炉内に原料を装入するに際して近年では、大ベルや小
ベルの開閉により装入する方法に代わり、大ベルや小ベ
ルを用いずに旋回，傾動が可能な分配シュートを介して
装入物を炉内に分配する，所謂ベルレス炉頂装入装置が
多く採用されるようになっている。そしてこのベルレス
炉頂装入装置には、炉頂バンカーが並列に設置された並
列ホッパー型と、原料ホッパーが上下２段に設置され
た，所謂センターフィード型とがあり、最近では後者の
センターフィード型の装置が採用される傾向にある。

【０００３】図１０はこの単ポート式センターフィード
型ベルレス炉頂装入装置の一例の構成を示す図である
が、この図に示すように、装入コンベヤ１により炉頂部
へ搬送された原料は上段ホッパー２に装入され、さらに
上段ホッパー２からその底部に設けられた上部ゲート３
を経て下段ホッパー５へ装入される。次いで、原料コン
トロールゲート６を経て下段ホッパー５から排出された
原料は、分配シュート用駆動装置８により旋回，傾動す
る分配シュート９を介して炉内に装入される。

【０００４】そしてこのセンターフィード型の装置は、
並列ホッパー型の装置に比べて構造的に簡素で、設備投
資額が安く、装入物を炉内の円周方向にほぼ均一に分配
できるという機能上の利点がある。しかしながら、図１
０に示した単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂
装入装置は、以下に述べるように、その構造に起因する
問題点を有している。

【０００５】図１１は、従来の単ポート式センターフィ
ード型ベルレス炉頂装入装置の上段および下段ホッパー
における原料の排出挙動を示す模式図である。この図に
おいて、装入コンベヤ等で上段ホッパー２へ装入される
原料１０ａは、ホッパー内の円錐状の原料堆積面で自然
に分級され、装入装置，即ちホッパーの中央部には粒径
の小さい原料を主体とする細粒Ａ、側壁の周辺部には粒
径の大きい原料を主体とする粗粒Ｃ、それら細粒Ａと粗
粒Ｃとの間には中粒Ｂが堆積する。

【０００６】次いで、上段ホッパー２の上部ゲート３を
「開」にして、ホッパー２内の原料１２を下段ホッパー
５内へ排出する際の原料１０ｂの排出挙動は、所謂ファ
ンネルフロー型の挙動を示し、排出初期には細粒Ａが、
次いで中粒Ｂが、そして排出末期には粗粒Ｃが排出され
る。

【０００７】図１２はこの上段ホッパー２からの原料排
出時の粒径の経時変化を模式的に示す図であるが、原料
の排出が細粒Ａ、中粒Ｂ、粗粒Ｃの順に行われるので、
粒径の経時変化は「単調増加パターン」となる。この傾
向はコークスに比べ粒度分布の範囲が大きい焼結鉱にお
いて顕著に現れる。なお図１２の横軸は原料１２の排出
開始から終了までを１．０として表した無次元時間、ま
た縦軸は全体の平均粒径で各排出時間毎の平均粒径を割
って、即ち平均が１．０で、１．０以上は粗粒の割合が
高く、１．０以下では細粒の割合が高いことを示す、無
次元粒度としたものである。

【０００８】前記の上段ホッパー２からの原料１２の排
出は、上部ゲート３を全開にした状態で短時間（焼結鉱
で６〜７Ｔ／sec ）に行われるため、下段ホッパー５内
に原料１２が堆積する際には、上段ホッパー２で生じた
ような原料堆積時の分級（中心部：細粒、側壁部：粗
粒）が充分になされず、図２に示すように、排出順に堆
積し、最下層に細粒Ａ′、その上に中粒Ｂ′、最上層に
粗粒Ｃ′が上段の時に比べ緩やかな円錐状の堆積面を形
成して堆積する。

【０００９】下段ホッパー５から原料コントロールゲー
ト６を経て炉内に装入される原料１０ｃの排出挙動は、
前記の上段ホッパー２からの排出挙動と同様にファンネ
ルフロー型の挙動を示す。すなわち、排出初期には原料
コントロールゲート６の直上のホッパー中心部の原料ａ
が排出され、次いでそれに隣接する部分の原料ｂが、最
後に側壁部周辺の原料ｃが排出される。

【００１０】図１３はこの原料排出時の経時変化を模式
的に示す図で、排出初期に粗粒ピークが現れ、排出中期
以降、漸次粗粒から細粒となり、排出末期にはホッパー
５の周辺側壁部に残っている粗粒が排出されるのでやや
粒径が大きくなる。この傾向は、前記と同様に焼結鉱に
おいて強く現れる。コークスについては粒径の経時変化
が少なく、やや平坦なフラットパターンとなる。なお図
１３において、横軸と縦軸は図１２の場合と同様に定め
たものである。

【００１１】このように、下段ホッパー５から分配シュ
ート９を介して炉内へ装入される原料は、排出初期には
粗粒が多く、漸次粗粒から細粒に変わるので、分配シュ
ート９を炉内壁側から炉芯側に向かって旋回，傾動させ
て装入物の分布制御を行う内振り分配方式では図１５に
示すように、炉内壁側に粗粒１１ｂ，炉芯側に細粒１１
ａが装入され、半径方向に粒度偏析が生ずる。

【００１２】また炉内装入物１１の通気性は主としてそ
の平均粒度ならびに粒度分布により決まり、ガス流分布
は炉内装入物１１の層厚分布ならびに半径方向の粒度偏
析によって影響を受ける。そのため、炉芯流の確保が大
前提となる高炉操業においては、図１４に示めすよう
に、炉内壁側に細粒１１ａが、また炉芯側に粗粒１１ｂ
が装入されるような粒度分布になるのが望ましい。しか
し、図１５の場合、炉内壁側のガスの流れが強くなり、
炉芯部におけるガスの流れ（炉芯流）が不安定化し、吹
抜け，スリップ等を誘発しやすい不安定な炉況となっ
て、高炉の安定操業を行う上で大きな制約となってい
る。

【００１３】以上より、下段ホッパー５からの原料の粒
径の経時パターンは、徐々に粒径が大きくなる「単調増
加パターン」が望ましいものとなる。

【００１４】そして前記の原料の排出初期に粗粒が排出
されるという問題点を解決するために、粒度の異なる原
料をあらかじめ分別して炉内に装入（粒度別装入）し、
半径方向における粒度分布の調整を行うという方法（特
公昭５５−１６２０３公報参照）が従来から提案されて
いる。しかしこの方法においては、次のような問題点が
ある。

【００１５】即ち(1) 原料を粒度別に分別して装入する
ため１チャージ当たりの装入時間が長くなり、高炉の生
産性を向上させようとしても、それに追随できない場合
が生ずる。またホッパーの均圧，排圧回数が多くなるの
で、それに要するガス（Ｎ₂ ガス）の使用量が増加す
る。(2) 粒径の異なる原料を予め確保するためには、篩
分け設備や、これらの装入物を個別に貯蔵するための設
備も必要であり、設備費がかさむ。

【００１６】また前記の下段ホッパー５からの原料排出
初期における粗粒の排出を抑制する方法として、上段ホ
ッパー２から下段ホッパー５への原料排出速度を小さく
し、下段ホッパー５内で堆積原料の自然分級（中心部：
細粒、側壁部：粗粒）を行わせ、下段ホッパー５から排
出される原料の粒径の経時パターンを上段ホッパー２か
ら排出される原料の粒径の経時パターンと同様に「単調
増加パターン」とする方法もある。しかしこの方法で
は、原料の排出時間が長くなって炉頂タイムスケジュー
ルの延長につながり、高炉の生産性の増大に対応できな
い場合がある。

【００１７】この他に、下段ホッパー内に中空円筒を設
置して、その中に初期に上段ホッパーから排出される細
粒を装入し、炉内に排出する際にその中空円筒を円筒外
の原料をマスフローさせるために上方向に移動させると
いうもの（特開昭６１−１５７６０４公報参照）があ
る。しかし下段ホッパー内は高温，高圧であり、ダスト
も多いことから、内筒を移動させる装置を設置すること
は難しく、また仮に設置したとしてもメンテナンスが大
変であり、実用的ではない。

【００１８】それから、下段ホッパー内に円筒（特開昭
６０−４３４１４公報参照）を設置し、特開昭６１−１
５７６０４と同様の効果を狙ったものがある。しかし、
円筒に入らなかった細粒が円筒上に堆積した原料に反発
して壁側に堆積し、円筒と細粒の間に中粒，粗粒が堆積
するために、下段ホッパー５から排出される原料の粒径
の経時パターンを「単調増加パターン」にすることはで
きない。

【００１９】さらに、小ベル上に２重円筒を設置して、
内筒内に細粒、内筒〜外筒間に中粒、外筒の外に粗粒を
強制的に装入し、炉内円周方向に均一に原料を分布させ
ようとしたもの（特公昭６１−１０５２６公報参照）が
ある。

【００２０】この特公昭６１−１０５２６公報の場合
は、対象がベル高炉であり、仮にセンターフィード型ベ
ルレス高炉の下段ホッパー５に設置しても、内筒内には
上段ホッパー２からまっすぐに細粒が落ちてくるため
に、細粒が装入される。しかし特開昭６０−４３４１４
と同様に、内筒上面の堆積原料と後から上段ホッパー２
から装入されてくる細，中，粗粒との反発が大きく、と
くに粗粒に比べて細，中粒は大きく反発するために、粗
粒が内筒〜外筒間、外筒の外に細，中粒が装入され、原
料の粒径の経時パターンは「単調増加パターン」にはな
らない。

【００２１】また下段ホッパー５内に整流板を設置し
て、整流板とホッパー壁との間を原料がマスフローする
ように位置を調整するというものがある。しかし、原料
が整流板の上に一部残るために、２回目以降に装入され
る原料の堆積状況は変わってくるし、整流板の下に上段
ホッパーから最初に装入されてくる細粒が整流板の上に
歩留まり、下段ホッパー５から炉内へ装入する際、細粒
が初期に排出されずに「単調増加パターン」にはならな
い。

【００２２】この発明は、前述したような問題点を解決
するために創案されたもので、その目的は上段ホッパー
内の原料堆積面で自然に行われる分級および上段ホッパ
ーからの原料の排出特性を利用して下段ホッパーに装入
される原料を操業中に粒度別に分別し、下段ホッパーか
らの原料の排出特性を改善して、炉内の半径方向におけ
る原料の粒度分布を的確に制御しうる原料装入方法およ
びその装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の要旨は、次に
述べる(1) のベルレス高炉における原料装入方法、およ
び(2) の原料装入装置にある。

【００２４】(1) 原料ホッパーが上下２段に配置された
単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置に
より原料を炉内に装入するに際し、まず下段ホッパー内
に設けられたこのホッパーの軸芯と同軸の円筒形状また
は多角面筒形状の仕切り壁で仕切られた中央部の空所に
上段ホッパーから原料を装入する。

【００２５】次いで中央部空所から原料を溢流させて、
飛散防止板へ当てる。この飛散防止板は、下段ホッパー
内仕切り壁上方に設けられたホッパーの軸芯と同軸の下
方が絞られていて、かつ傾斜角を自由に変更できる多角
面筒形状に形成されている。

【００２６】そして操業中にこの飛散防止板の角度を変
更することにより、中央部仕切り壁との間の間隙をコン
トロールして原料の装入速度を減速し、中央部仕切り壁
に近いところから細，中，粗の順に堆積させて、下段ホ
ッパー内の原料の堆積状況を制御する。その後、下段ホ
ッパー内に装入充填した原料を、下段ホッパー底部のゲ
ートを「開」にすることで、中央部空所の原料から排出
し、次いで中央部仕切壁の周りの原料をマスフローで排
出し、炉内に装入するベルレス高炉での原料装入方法。

【００２７】(2) 原料ホッパーが上下２段に配置された
単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置の
下段ホッパー内に、このホッパーの軸芯と同軸の円筒形
状または多角面筒形状の仕切り壁を設けると共に、原料
装入時に下段ホッパー内仕切り壁上方に設けられたホッ
パーの軸芯と同軸で下方が絞られていて、傾斜角を自由
に変更できる多角面筒形状の飛散防止板とを設け、前記
仕切り壁の上端と飛散防止板の下端との間に中央部空所
から溢れた原料が通過できる間隙を有している。

【００２８】また中央部空所の仕切り壁の径よりも飛散
防止板の角度が水平面に対して最も小さいときの下端の
径は大きく、飛散防止板上に原料が留まることのないよ
う傾斜角で止めるようになっている。さらに仕切り壁の
下端には、ホッパーの下方部の斜面との間に原料排出時
に原料が通過できる間隙を有してなるベルレス高炉での
原料装入装置。

【００２９】なお(2) の装置において、円筒形状または
多角面体形状の仕切り壁で仕切られた中央部の空所の中
心部に、大きさと高さを独立して調整することの可能な
原料反発板（ストーンボックス）を設けると、原料の排
出特性の改善をさらに容易に行うことができる。

【００３０】

【実施例】以下、この発明の原料装入装置の具体例とそ
の作用効果ならびに、この装置を用いて行う本発明方法
について説明する。

【００３１】図１は本発明の原料装入装置の構成の一例
を示す縦断面概略図である。この図において、下段ホッ
パー５の上部にはこのホッパー５を均，排圧して炉内に
原料を装入できるようにするための上部シール弁４が、
また下部には炉内へ装入する原料の流量を調整する原料
コントロールゲート６および下部シール弁７が設置され
ている。この下段ホッパー５内に円筒支持ビーム１４ａ
および支持ビーム用ブランケット１５ａが取付けられ、
この円筒支持ビーム１４ａにホッパー５の軸芯と同軸の
円筒形状仕切り壁１３ａが設置されている。

【００３２】そしてこれらの仕切り壁１３ａの下端とホ
ッパー５の下方部の斜面との間には、原料が通過できる
程度の環状の間隙部が確保されている。またホッパー５
と軸芯が同軸で下方が絞られていて、傾斜角を自由に変
更できる多角面筒形状の飛散防止板１３ｃと、その角度
を変更するためのアーム１４ｂとが仕切り壁１３ａの上
方に設置されている。ここでアーム１４ｂを駆動させる
ためのシリンダー１４ｃは、ガスシールとしてホッパー
壁にパッキンが施されて、下段ホッパー５の外に設けら
れている。さらにアーム１４ｂの動きに対して追従でき
るように、飛散防止板１３ｃは、図３の(A) および(B)
に示すような構造で設けられている。なお飛散防止板１
３ｃの形状は、図３の(B) に示すようにテーパー形状に
なっている。

【００３３】この飛散防止板１３ｃの下端と中央部仕切
り壁１３ａとの間には、原料の流量を自由にコントロー
ルできる間隙が、飛散防止板の傾斜角を変更することに
より自由に確保できるようになっている。また飛散防止
板１３ｃの傾斜角が水平面に対して最も小さい時の下端
の径は中央部空所の仕切り壁１３ａの径よりも大きく、
原料が通過できるだけの間隙が確保されている。この飛
散防止板１３ｃの傾斜は、原料が絶対に堆積することの
ない角度と言うことで、水平面に対して最低５５°以上
の角度を付けていれば大丈夫である。また飛散防止板１
３ｃは、上端を起点に傾斜角を変えることができ、図３
の(A) に示すように下端が最も絞られた位置からホッパ
ー内壁に当接するまでに角度を変えることができるよう
になっている。

【００３４】なおこの例では、仕切り壁１３ａで区切ら
れた中央部空所の中心部に、原料反発板１６が設けられ
ている。

【００３５】図２は図１に示した原料装入装置の下段ホ
ッパー５の拡大縦断面図、図４は仕切り壁１３ａと飛散
防止板１３ｃとの概略斜視図を示す。これらの図におい
て、円筒形状仕切り壁１３ａおよび飛散防止板１３ｃが
ホッパー５内に取付けられており、この仕切り壁１３ａ
により円筒状もしくはリング状の空所イが形成されてい
る。またこの仕切り壁１３ａの下端とホッパー５の下方
部の斜面（ホッパー５の円錐面５ａ）との間には、装入
される原料が通過できるような間隙Ｓ１が設けられてい
る。

【００３６】また飛散防止板１３ｃについては、下端が
最も絞られた状態で、仕切り壁１３ａとの間には原料が
確実に装入され、かつ棚吊りすることのないような間隙
Ｌ１が設けられている。この飛散防止板１３ｃの上端は
原料が溢れないようにホッパー５の壁につけてある。そ
して傾斜角は、原料が堆積しないように５５°以上の角
度をつけてある。さらに原料反発板１６は、仕切り壁１
３ａの任意の位置に固定することが可能な原料反発板取
付け座１７に取付けられるが、この図では１６ａが仕切
り壁１３ａの最上部および最下部に取り付けられた場合
を想定して破線で示している。

【００３７】なお前述した実施例では、円筒形状仕切り
壁と多角面形状の飛散防止板を設置した原料装入装置を
示したが、仕切り壁は例えば８〜３２の多角面形状にし
てもよく、実用上は多角面体形状の方が好適である。こ
れは、仕切り壁が上段ホッパー２からの装入原料により
衝撃を受け、原料流下時に摩耗するので、耐摩耗性ライ
ナーを取り付ける必要があるが、通常、平板上のライナ
ーを使用するので、多角面形状の仕切り壁，飛散防止板
の方が取り付けが容易なためである。

【００３８】また前記の間隙Ｓ１は、装入原料の粒径に
見合った大きさにすることが必要で、充填される原料の
最大粒径（通常、コークスが最大粒径を有する）の約６
倍以上の寸法を確保すれば原料の安定した排出が可能で
ある。この間隙は大きすぎると原料排出時に後述するよ
うな順序の良い排出が行なわれず、また小さすぎると棚
吊りが生じ、閉塞の恐れが生じ閉塞の恐れが生じる。

【００３９】さらに円筒形状仕切り壁１３ａの大きさ
は、それぞれの仕切り壁で仕切られて形成される空所イ
に、上段ホッパー２から装入される細粒Ａが収納できる
ように定めればよい。また仕切り壁１３ａの上端につい
ては、上部に堆積する原料の堆積稜線の中央部が上部シ
ール弁４（図２参照）の開軌跡と飛散防止板１３ｃの開
軌跡との範囲内に入らないようにすれば良い。

【００４０】また飛散防止板１３ｃの下端と仕切り壁１
３ａとの間の距離Ｌ１についても、前記の仕切り壁１３
ａの時と同じで、少なくとも装入される原料の最大粒径
の約６倍の寸法を確保しておけば、後は飛散防止板１３
ｃの下端の径が中心部の仕切り壁１３ａの径よりも大き
ければよい。

【００４１】次に前述したこの発明の原料装入装置を用
いて、本発明方法を実施する際の手順、ならびにその時
の下段ホッパー内原料の挙動について、図５に基づき説
明する。

【００４２】まず下段ホッパー５への原料装入時におい
ては、ホッパー５の底部の原料コントロールゲート６を
「閉」とし、上部シール弁４を「開」にして上部ゲート
３を全開にする。ここで上段ホッパー２の原料は、前記
の図１１で述べたように、初期には細粒Ａ、次いで中粒
Ｂ、末期には粗粒Ｃの順で排出されるので、最初は細粒
Ａが下段ホッパー５内の円筒形状仕切り壁１３ａで囲ま
れた空所イに装入される（図５の(a) 参照）。

【００４３】次いで中粒Ｂと粗粒Ｃが上段ホッパー２か
ら排出され、下段ホッパー５の空所イを溢れ（オーバー
フロー）して飛散防止板１３ｃに当たり、そこを滑り、
かつ仕切り壁１３ａと飛散防止板１３ｃの下端の間隙を
適当な距離に保つことで、原料の装入速度を減速し、仕
切り壁１３ａの周りで、再分級しながら堆積していくこ
ととなる。即ち仕切り壁１３ａよりに中粒が、また壁側
に粗粒が堆積することとなる（図５の(b）参照）。

【００４４】次ぎに下段ホッパー５からの原料排出時に
は、下段ホッパー５の原料コントロールゲート６を
「開」にすると、その開孔直上部にある空所イ内の細粒
「ア」が優先的に排出される（図５の(c) 参照）。そし
て細粒「ア」の排出が完了し、その後の排出において
は、円筒形状仕切り壁１３ａの周りに堆積している中粒
「イ」を主体とする原料がファンネルフローとなって、
間隙Ｓ１（図２参照）を通過して排出される（図５の
(d) 参照）。また排出の末期には、下段ホッパー５の側
壁周辺に堆積している粗粒「ウ」を主体とする原料が、
ホッパー面５ａに沿ってＳ１を通過して排出される（図
５の(e) 参照）。

【００４５】図６は前記の下段ホッパー５からの原料排
出時の粒径の経時変化を模式的に示す図であるが、排出
の初期には細粒、次いで中粒、最後に粗粒が排出される
ので、前記の図１２に示した場合と同様の「単調増加パ
ターン」となる。なおこの図６における横軸と縦軸は図
１２の場合と同様に定めたものである。

【００４６】次ぎに、飛散防止板１３ｃを図７に示した
ように下段ホッパー５の壁側まで移動させた時の、下段
ホッパー内原料の挙動について説明す。

【００４７】まず下段ホッパー５への原料装入時におい
ては、ホッパー５の底部の原料コントロールゲート６を
「閉」とし、上部シール弁４を「開」にしてから上部ゲ
ート３を全開にする。上段ホッパー２内の原料は、前記
図１１で示したように、初期には細粒Ａ、次いで中粒
Ｂ、末期には粗粒Ｃの順で排出されるので、最初は細粒
Ａが下段ホッパー５内の円筒形状仕切り壁１３ａで囲ま
れた空所イに装入される（図８の(a) 参照）。

【００４８】次いで中粒Ｂが上段ホッパー２から排出さ
れ、下段ホッパー５の空所イを溢れるが（オーバーフロ
ー）、飛散防止板１３ｃに当たらないために壁側まで飛
んで堆積していく（図８の(b) 参照）。そして装入末期
においては、上段ホッパー２から排出される粗粒Ｃが、
下段ホッパー５の空所イをオーバーフローして、中粒よ
りも重い分、仕切り壁１３ａよりに堆積する（図８の
(c) 参照）。

【００４９】次ぎに下段ホッパー５からの原料排出時に
は、下段ホッパー５の原料コントロールゲート６を
「開」にすると、その開孔直上部にある空所イ内の細粒
「ア」が優先的に排出される（図８の(d) 参照）。そし
て細粒「ア」の排出が完了し、排出の中期においては、
円筒形状仕切り壁１３ａの近くに堆積している粗粒
「イ」を主体とする原料がファンネルフローとなって間
隙Ｓ１（図２参照）を通過して排出される（図８の(e)
参照）。排出の末期には、ホッパー５の側壁周辺の空所
ハに堆積している中粒「ウ」を主体とする原料が、ホッ
パー面５ａに沿ってＳ１を通過して排出される（図８の
(f) 参照）。

【００５０】図９は前記の下段ホッパー５からの原料排
出時における粒径の経時変化を模式的に示す図である
が、排出の初期には細粒、次いで粗粒、最後に中粒が排
出されるので、前記の図１２に示した場合と同様の「単
調増加パターン」とならず、図９のような途中でゆるや
かになり最後にやや下がるパターンが得られる。なお図
９における横軸と縦軸は図１２の場合と同様に定めたも
のである。

【００５１】このように、多重の仕切り壁と飛散防止板
との相対角度を変えるだけで、下段ホッパー内の原料の
堆積状況、最終的には下段ホッパーからの排出粒径経時
変化を、「単調増加パターン」かまたは途中でゆるやか
になり途中で下るパターンかのいずれかを選択できるこ
とになる。

【００５２】このことは、さらに操業の幅を広げること
を可能とし、例えば「単調増加パターン」で装入してい
て中心流が強くなりすぎたときなどは、飛散防止板の角
度を変えて、途中でゆるやかになるパターンにすること
により、中心流を若干おさえるときなどに有効である。

【００５３】なお前記の円筒形状仕切り壁１３ａにより
形成される空所イの中央部に、原料反発板１６を設置す
るのが望ましいのは、次のような効果が認められている
からである。

【００５４】原料反発板１６を設置する本来の目的は、
上段ホッパー２からの装入原料が下段ホッパー５内に落
下する際、下段ホッパー５の底部に設けられている下部
排出孔５ｂおよび原料コントロールゲート６の内側面を
直撃して、その部位を損耗するのを防止することにあ
る。しかし、本発明の原料装入装置では、原料反発板１
６がその大きさおよび取り付け高さをそれぞれ独立して
調整できるように構成されているので、そのような装入
原料の落下に伴う損傷の防止に加えて、装入原料が反発
板１６と仕切り壁１３ａとの間隙を流下する際の流量を
調整し、各空所イ，ロおよびハに堆積する原料の粒径配
分を調整することも可能になる。

【００５５】例えば、この原料反発板１６を大きくし
て、反発板１６と仕切り壁１３ａとの間隙を狭くし、原
料の流下量を抑制することにより、原料のオーバーフロ
ーを早めて、隣接するリング状空所ロへの原料配分を多
くすることが可能である。

【００５６】また上段ホッパー２から下段ホッパー５へ
の原料の装入が完了した時、ホッパー内原料の堆積稜線
の中央頂部には排出末期の粗粒が堆積し、この粗粒原料
が下段ホッパー５からの原料排出の際、比較的初期に排
出されることになるが、原料反発板１６を仕切り壁１３
ａの最上部、即ち図３の破線で示した１６ａの位置に取
り付けて使用すれば、ホッパー内原料１２の堆積稜線の
中央頂部に堆積する粗粒を少なくすることができる。

【００５７】以上述べたように、本発明の原料装入方法
を適用すれば、下段ホッパーから炉内装入される原料の
排出パターンを操業中に制御することができ、高炉の操
業の安定と操業幅を広げることができる。

【００５８】

【発明の効果】炉頂に原料ホッパーが上下２段に配置さ
れた単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装
置を有するベルレス高炉において、本発明の原料装入方
法を適用して炉内に原料を装入することにより、炉内の
半径方向における粒度分布を的確に制御することができ
る。即ち、下段ホッパーから排出される原料の粒径は
「単調増加パターン」もしくは途中でゆるやかになるパ
ターンとなるので、内振り方式で原料を炉内に装入する
と、炉内壁側に細粒を、炉芯側に粗粒または中，粗粒の
原料を堆積させることができる。その結果、高炉内のガ
ス流分布を適正に制御することが可能となり、高炉の安
定操業および燃料比の低減という効果が得られる。この
ような粒度分布の制御は、本発明の原料装入装置を用い
れば容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原料装入装置の一例を示す概略縦断面
図である。

【図２】図１における下段ホッパー部を示す拡大断面図
である。

【図３】(A) は図２のＡ部拡大図で、(B) は(A) のＢ−
Ｂ線矢視図である。

【図４】本発明の原料装入装置における仕切り壁と飛散
防止板とを示す概略斜視図である。

【図５】本発明の原料装入装置での飛散防止板をホッパ
ー内へ突出させた状態における原料の堆積および排出挙
動を示す模式図である。

【図６】飛散防止板をホッパー内へ突出させた状態にお
ける、下段ホッパーから排出される原料の粒径の経時変
化パターンを示すグラフである。

【図７】本発明の原料装入装置での飛散防止板をホッパ
ー内壁へ沿わせた状態を示す下段ホッパーの拡大断面図
である。

【図８】本発明の原料装入装置での飛散防止板をホッパ
ー内壁へ沿わせた状態における原料の堆積および排出挙
動を示す模式図である。

【図９】飛散防止板をホッパー内壁へ沿わせた状態にお
ける、下段ホッパーから排出される原料の粒径の経時変
化パターンを示すグラフである。

【図１０】単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂
装入装置の一例の構成を示す概念図である。

【図１１】単ポート式センターフィード型ベルレス炉頂
装入装置の上段および下段ホッパーにおける原料排出挙
動を示す模式図である。

【図１２】上段ホッパーから排出される原料の粒径の経
時変化パターンを示すグラフである。

【図１３】下段ホッパーから排出される原料の粒径の経
時変化パターンを示すグラフである。

【図１４】本発明方法を実施した時の炉内半径方向にお
ける原料の粒度分布を示す模式図である。

【図１５】従来の方法による場合の炉内半径方向におけ
る原料の粒度分布を示す模式図である。

【符号の説明】

２…上段ホッパー、４…上部シール弁、５…下段ホッパ
ー、５ａ…円錐面、６…原料コントロールゲート、７…
下部シール弁、９…分配シュート、１１…炉内原料、１
２…ホッパー内原料、１３ａ…円筒形状仕切り壁、１３
ｃ…飛散防止板、１４ａ…円筒支持ビーム、１４ｂ…飛
散防止板用アーム、１４ｃ…アーム駆動シリンダー、１
５…支持ビーム用ブラケット、１６…原料反発板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料ホッパーが上下２段に設置された単
   ポート式センターフィード型ベルレス炉頂装入装置によ
   り原料を炉内に装入するに際して行う原料装入方法であ
   り、 まず下段ホッパー内にホッパー軸芯と同軸で円筒形状ま
   たは多角面筒形状に形成された仕切り壁を設け、この仕
   切り壁で仕切られた中央部の空所に、上段ホッパーから
   原料を装入し、 次いでこの中央部空所から原料を溢れさせて、前記筒形
   状仕切り壁の上方に設置されており、ホッパー軸芯と同
   軸で下端が絞られて傾斜角を自由に変更できる多角面筒
   形状の飛散防止板に当てて、下段ホッパー内に原料を装
   入し、 この原料装入時の飛散防止板の傾斜角を操業中に変更す
   ることにより、中央部の筒形状仕切り壁との間隙をコン
   トロールして装入原料の装入速度を減速し、中央部の筒
   形状仕切り壁の周りに、仕切り壁に近いところからホッ
   パー壁側に向けて、細，中，粗の順に再分級させ、 次いで、下段ホッパー底部のゲートを「開」にして、前
   記中央部空所の原料を排出し、中央部空所に隣接する原
   料を下段ホッパーの下方部の斜面と前記筒形状仕切り壁
   との間の環状間隙部を通過させて排出し、炉内に装入す
   ることを特徴とするベルレス高炉での原料装入方法。
2. 【請求項２】 原料ホッパーが上下２段に配置された単
   ポート式のセンターフィード型ベルレス炉頂装入装置の
   下段ホッパー内に、 ホッパー軸芯と同軸の円筒形状または多角面筒形状に形
   成された仕切り壁が、その下端とホッパー下方部の斜面
   との間に原料排出時に原料が通過できる間隙を有するよ
   うに設けられていると共に、 ホッパー軸芯と同軸で下方が絞られており、傾斜角を自
   由に変更できる多角面筒形状に形成された飛散防止板
   が、その下端と仕切り壁の間に上段ホッパーからの原料
   装入時に原料が通過できるだけの間隙を自由に変更でき
   るように設けられていることを特徴とするベルレス高炉
   での原料装入装置。
3. 【請求項３】 円筒形状または多角面筒形状の仕切り壁
   で仕切られた中央部の空所の中心部に、大きさおよび高
   さを独立して調整することの可能な原料反発板が設けら
   れていることを特徴とする請求項２記載のベルレス高炉
   での原料装入装置。