JPH07179916A - 堅型炉用ベルレス式炉頂装入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 旋回シュートから炉内に装入される原料の投
入を旋回シュートの先端部に設けた原料整流用シュート
を常に鉛直下方に向けて保持する。 【構成】 垂直シュート４に連結ピン11を介して旋回シ
ュート５を駆動により傾動自在支持させると共に、旋回
シュート５の先端部に連結ピン12を介して原料整流用シ
ュート７を支持させる。旋回シュート５の上方に沿って
リンクロッド10を配設し、リンクロッド10の一端部に連
結ピン13を介して垂直シュート４に連結する一方、他端
部に連結ピン14を介して原料整流用シュート７に連結す
る。リンクロッド10によって平行四辺形の作動用リンク
機構を形成し、旋回シュート５の傾動駆動力を利用して
リンクロッド10により原料整流用シュートを常に鉛直に
保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉等の炉頂に配設さ
れ、旋回半径を可変とした旋回シュートを介して炉内に
装入される炉半径方向の原料分布を最適にすることがで
きる堅型炉用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】堅型炉の一つとしての高炉の操業におい
ては、炉頂部半径方向での原料装入物（コークスや鉱石
等）の分布、すなわち粒度分布や層厚分布（Ｌ_O ／
Ｌ_C ：Ｌ_Oは鉱石の層厚、Ｌ_C はコークスの層厚）を適
正に制御して、ガス流分布、熱流比分布（固体の熱容量
流量と気体の熱容量流量の比）、さらにその結果として
生ずる鉱石の還元・溶解状況を円周方向で均一化すると
ともに、半径方向で最適な分布をもつようにすることが
重要である。そのためには常に変化し続ける高炉の操業
状態に対応して、炉頂での装入物の分布を柔軟に高精度
で制御する必要がある。

【０００３】このような炉頂での装入物の分布制御手段
としては、従来からベル式装入装置が周知であり、上記
コークスや鉱石等の装入物の分布をストックライン、Ｉ
バッチの装入量、装入シークエンス、ムーバブルアーマ
の位置などにより装入物粒体群の落下運動、アーマーで
の反射、装入面上での転がり挙動を考慮して最適化して
いた。

【０００４】また、原料装入物の分布制御の自由度をよ
り大きくする分布制御手段としては、ベルレス式旋回シ
ュートがあり、旋回シュートの旋回数と旋回シュートの
角度変更によって多種多様の分布制御を実現していた。
しかるに、上記いずれの装入手段においても、装入物粒
子群は装入装置のすべり面（ベル式の場合にはベルカッ
プのすべり面、ベルレス装入装置の場合は旋回シュート
のすべり面）に沿ってすべり落ち、該すべり面の先端か
ら自由落下し、推積上での転がり運動を経て層厚、粒度
分布が規定されるものであった。

【０００５】しかし、このような装入物の分布制御法
は、 （１）自由落下距離が長いため、落下時に粉化する恐れ
がある。 （２）自由落下方向がすべり面の延長方向であるため、
落下時の強い遠心慣性力により、前の装入面をくずし、
層厚分布を変化させる。 （３）さらに（２）の場合、旧推積面を形成している装
入物の粒度分布により装入物粒子群が半径方向で粒度分
級されることも起こる。 （４）またＩバッチの装入量を変化させたり、旧推積面
の高さ（ストックライン）を変化させた場合には装入物
分布が極端に変わり外乱に対する安定性が悪い。 （５）原料落下位置が正確に推定できない。 等の問題点があった。

【０００６】このような問題点を改善する装入装置とし
て、特開昭49−23111 号公報に旋回ローテーション装置
に先端部の位置可変機構とシュート先端部に原料整流用
垂直シュートを装着したものが開示された。図６は該特
許公開公報に開示された原料装入装置の模式図を示した
ものであり、シュートローテーション装置11に垂直シュ
ート４が取り付けてある。この垂直シュート４に取り付
けた支持部材19にピン20を介して親シュート５ａを支持
させ、さらに親シュート５ａを摺動する子シュート５ｂ
を取付ける。この子シュート５ｂの先端にピン21を介し
て原料整流用シュート７ａを支持させて旋回シュートを
形成するものである。

【０００７】子シュート５ｂは親シュート５ａに沿って
前後進することができるようになっており、垂直シュー
ト４から落下する原料は親シュート５ａに受け入れた
後、子シュート５ｂを辷り落ちながら原料整流用シュー
ト７ａを介して高炉８内に装入される。この時、炉内に
装入される原料の炉半径方向の投入位置調整は親シュー
ト５ａに沿って子シュート５ｂを前後に摺動させること
によって行われる。

【０００８】しかしながら、図６に示す特開昭49−2311
1 号公報に開示の炉頂装入装置では、上記のような問題
点は軽減し、 （１）円周方向での落下位置の均一化 （２）狭い落下幅による原料装入 （３）垂直落下による原料装入前の原料表面高さによら
ない落下位置の均一化が実現したが、 （１）旋回ローテーション装置の先端部に配設された子
シュートの位置可変機構は構造状複雑なものが必要であ
り、高温でダストの多い環境化に置かれる装置としては
保守管理が煩雑なものとなる。 （２）Ｖ字型またはＭ字型をした炉内装入物の旧推積面
に新たに装入する粒子群が炉半径方向全体に高精度で分
布させうるためには原料整流用シュートは垂直下方向か
らある適正な角度をもってづれている方が好ましい。 （３）旋回シュート自体を垂直方向に立てることができ
ないため、堅型炉の中心部のみに装入物を分布させるよ
うな特殊装入をおこなうことができない。 （４）シュートが回転する際に生じる旋回シュートの向
きとホッパ位置との配置関係の変化や、装入物粒子群の
旋回シュート上でのすべり速度のバラツキによって生じ
る装入物装入量速度の時間変化（バラツキ）を防止する
ことができない。 （５）炉半径方向の速度成分の消去が不十分なため、目
的とする落下位置に推積させる精度に改善の余地があ
る。 等の問題点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上の問
題点を解決する、すなわち、（１）装入装置自体ができ
うる限りシンプルな構造のものであり、（２）Ｖ字型ま
たはＭ字型をした炉内装入物の旧推積面に対して原料整
流用シュートを適正な角度をもって傾斜さすことが可能
であり、（３）旋回シュート自体を垂直方向に立てずに
堅型炉の中心部のみに装入物を分布させるような特殊装
入をおこなうことができ、（４）シュートが回転する際
に生じる旋回シュートの向きとホッパ位置との配置関係
の変化や、装入物粒子群の旋回シュート上でのすべり速
度のバラツキによって生じる装入物装入量速度の時間変
化（バラツキ）を防止することができる、（５）より精
度良く目的とする落下位置に推積させる、堅型炉用ベル
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１記載の本発明は、炉頂ホッパの下部に設けた
流量調整ゲートを用いて排出された原料を導く垂直シュ
ートと、この垂直シュートの下部に設けた第１連結ピン
を介して駆動により傾動自在に一端部を支持された旋回
シュートと、この旋回シュートの他端部に設けた第２連
結ピンを介して支持された原料整流用シュートとを備え
た堅型炉用ベルレス式炉頂装入装置において、前記第１
連結ピンと第２連結ピンとを結ぶ直線の上方側に沿って
リンクロッドを配設し、当該リンクロッドの一端部を第
３連結ピンを介して垂直シュートに連結する一方、他端
部を第４連結ピンを介して原料整流用シュートに連結し
て作動用リンク機構を形成し、当該作動用リンク機構の
リンクロッドを介して前記旋回シュートの傾動駆動力を
原料整流用シュートに伝達し、旋回シュートの傾動角度
によらず原料整流用シュートを常に一定角度を保持する
ように構成したことを特徴とする堅型炉用ベルレス式炉
頂装入装置である。

【００１１】請求項２記載の本発明は、第１連結ピンと
第２連結ピンとを結ぶ直線に沿う代りに交叉させてリン
クロッドを配設して作動用リンク機構を形成し、当該作
動用リンク機構のリンクロッドを介して旋回シュートの
傾動駆動力を原料整流用シュートに伝達し、原料整流用
シュートの傾動角度を原料中心装入のときには鉛直下方
線に対して炉中心方向寄りに、また原料周辺装入のとき
には鉛直下方線に対して炉壁方向寄りに傾動するように
構成したことを特徴とする請求項１記載の堅型炉用ベル
レス式炉頂装入装置である。

【００１２】請求項３記載の本発明は、原料整流用シュ
ートに連結するリンクロッドの垂直シュート側における
第３連結ピンの固定位置を可動し得る構造とすることに
より、炉操業中に原料整流用シュートの傾動角を変更で
きるように構成したことを特徴とする請求項１または２
記載の堅型炉用ベルレス式炉頂装入装置である。請求項
４記載の本発明は、原料整流用シュートを小型のホッパ
型シュートとして、リンクロッドを配設しないで旋回シ
ュートの先端部に連結ピンを介してホッパ型シュートを
支持させたことを特徴とする請求項１記載の堅型炉用ベ
ルレス式炉頂装入装置である。

【００１３】

【作用】図１は本発明の請求項１に対応するベルレス式
炉頂装入装置の模式図であり、２基の炉頂ホッパ１の下
部にそれぞれ配設された流量調整ゲート２を用いて排出
された原料６を導く集合シュート３を備えた垂直シュー
ト４と、この垂直シュート４の下部に第１連結ピン11を
介して駆動により傾動自在に一端部を支持された旋回シ
ュート５と、この旋回シュート５の他端部に設けた第２
連結ピン12を介して支持された原料整流用シュート７と
を備えているのは、従来構造と同様である。

【００１４】本発明では、上記第１連結ピン11と第２連
結ピンとを結ぶ直線Ａの上方側に沿って一定長さのリン
クロッド10を配設し、このリンクロッド10の一端部を第
３連結ピン13を介して垂直シュート４に連結する一方、
他端部を第４連結ピン14を介して原料整流用シュート７
に連結して作動用リンク機構を形成する。そしてリンク
ロッド10を用いて形成された作動用リンク機構を介して
旋回シュート５を傾動させる傾動駆動装置（図示せず）
の駆動力をリンクロッド10によって原料整流用シュート
７に伝達し、これによって旋回シュート５の傾斜角度θ
のいかんによらず原料整流用シュート７を常に一定角度
に保持するものである。

【００１５】この場合、本発明においてはリンクロッド
10を用いるというリンク機械機構により可動部位の第１
連結ピン11、第２連結ピン12、第３連結ピン13および第
４連結ピン14の４点を頂点とする平行四辺形を形成する
ことによって原料整流用シュート７の装入物排出方向を
常に一定の方向、図１では鉛直方向に向けることが可能
になる。

【００１６】すなわち図２は旋回シュート５の傾斜角度
θを変更しながら原料６を装入する手順を示し、傾斜角
度θを小さくして図２の（ａ）に示すように、旋回シュ
ート５を倒立状態にして原料６を炉内装入物15の炉中心
部近傍に装入する場合、また図２の（ｂ）に示すように
傾斜角度θを少し大きくして炉内装入物15の炉半径方向
中間部に装入する場合、図２の（ｃ）に示すように傾斜
角度θを大きくして炉内装入物15の炉壁近傍に装入する
場合には、それぞれ垂直シュート４により固定されてい
る第１連結点11および第３連結点13を起点にして移動す
る第２連結点12および第４連結点14は、図２の
（ａ）′、（ｂ）′および（ｃ）′に示すような平行四
辺形を描きながら移動し、原料整流用シュート７は常に
鉛直状態を保持している。

【００１７】矢印方向に水平回転する旋回シュート５に
おいて、その傾斜面に沿って流れる原料６は、図２の
（ａ）に示す場合は、鉛直状態の原料整流用シュート７
の内壁にほとんど衝突することなく炉中心部近傍の炉内
装入物15上に装入される。これに対して図２の（ｂ）及
び（ｃ）に示す場合には、旋回シュート５の傾斜面に沿
って流れる原料６は、一旦原料整流用シュート７の内壁
に衝突して反揆した状態で、炉内装入物15上に装入され
ることになる。

【００１８】それゆえこの場合には、原料整流用シュー
ト６を鉛直状態にすることによって、炉内装入物15のＶ
字型またはＭ字型をした旧推積面に対して該原料整流用
シュート７は適正な角度（図２では鉛直）をもって傾斜
させることが可能となり、その条件は該堅型炉の操業条
件によって異なるが、通常は図２に示すように原料整流
用シュート７で反発した原料６が炉内装入物15の旧推積
面の傾斜面に対して垂直となる方向に近づくように傾斜
させることが旧推積面での新装入物粒子群の転がりを少
なくし、高精度の装入物分布を実現するのに効的であ
る。

【００１９】なお、必要があればリンクロッド10の長
さ、つまり連結ピン13と連結ピン14との距離を連結ピン
11と連結ピン12との距離より長くすることによって原料
整流用シュート７を常に炉中心側に傾斜させた状態とす
ることができ、逆に短くすることによって原料整流用シ
ュート７を常に炉壁側に傾斜させた状態として炉内に原
料を装入することができる。

【００２０】図３は、請求項２記載の本発明に対応する
旋回シュート５の傾斜角度θを変更しながら原料６を装
入する手順を示している。図３においては、第１連結ピ
ン11と第２連結ピン12とを結ぶ直線Ａに交叉するように
リンクロッド10を配設し、このリンクロッド10の一端部
を、第１連結ピン11の上方に位置する第３連結ピン13を
介して垂直シュート４に連結する一方、他端部を第２連
結ピン12の下方に位置する第４連結ピン14を介して原料
整流用シュート７に連結して作動用リンク機構を形成す
る。

【００２１】リンクロッド10を用いて形成された作動用
リンク機構を介して旋回シュート５を傾動させる傾動駆
動装置（図示せず）の駆動力をリンクロッド10によって
原料整流用シュート７に伝達し、これによって原料整流
用シュート７の傾斜角度θ₁を変更するものである。す
なわち、図３の（ａ）に示すように旋回シュート５の傾
斜面を流れる原料６を炉内装入物15の炉中心部近傍に装
入する場合には旋回シュート５の傾斜角度θを小さくし
てあるので垂直シュート４により固定されている第１連
結点11および第３連結点13を起点にして移動する第２連
結点12および第４連結点14は図３の（ａ）′に示すよう
に第１連結ピン11と第２連結ピン12とを結ぶ直線Ａに対
してリンクロッド10の交叉点Ｃが図３の（ａ）′に示す
ように上部に位置する状態となって原料整流用シュート
７はリンクロッド10により鉛直方向に対して中心方向寄
りに傾斜する。

【００２２】また炉内装入物15の炉半径方向中間部に装
入する場合には旋回シュート５の傾斜角度θを少しづつ
大きくして行くとリンクロッド10により原料整流用シュ
ート７の傾斜角度θ₁ が小さくなり、図３の（ｂ）に示
すように原料整流用シュート10は鉛直（θ₁ ＝０）状態
になり炉中径方向の中間部に原料６が装入される。さら
に旋回シュート５の傾斜角度θが大きくなるように傾動
するとリンクロッド10により原料整流用シュート７は反
対側の高炉８の炉壁方向に傾動し、図３の（ｃ）に示す
ように傾斜角度θ₂ をもって原料６は周辺装入となる。

【００２３】この場合、直線Ａとリンクロッド10の交点
Ｃは図３の（ａ）′、（ｂ）′、および（ｃ）′に示す
ように次第に下方に移動しながら原料整流用シュート７
の装入物排出方向を中心装入のときには鉛直下方線に対
して中心方向寄りに、また周辺装入のときには鉛直下方
線に対して炉壁方向寄りに傾動するようにすることが可
能となる。それゆえこの場合には、旋回シュート自体を
垂直方向に立てずに堅型炉の中心部のみに装入物を分布
させるような特殊装入をおこなうことができ、また、旋
回シュートの長さが炉頂部の炉半径に比して短くても炉
壁周辺にまで装入物を推積させることが可能となる。

【００２４】図４は、請求項３記載の本発明に対応する
実施態様を示す模式図であり、一定長さのリンクロッド
10の一端部に設けた連結ピン13を垂直シュート４に沿っ
て上下方向に移動可能な機構とするものである。その上
下移動機構は特定しないが、たとえば垂直シュート４の
側面に、その上下方向に向けガイド（図示せず）を設
け、このガイドに嵌る昇降ブロック16を配設する。そし
て昇降ブロック16にリンクロッド10を連結する連結ピン
13を設けると共に昇降ブロック16を上方から垂下した昇
降装置17により昇降させるようにする。

【００２５】図４の（ａ）に示すように昇降装置17によ
り連結ピン13を備える昇降ブロック16を垂直シュート４
の下端部に位置させたときにはリンクロッド10を介して
原料整流用シュート７は鉛直下方に対して炉中心方向寄
りに傾動する。また昇降ブロック16を垂直シュート４の
高さ方向中間部に位置させたときにはリンクロッド10を
介して原料整流用シュート７はほぼ鉛直状態に傾動す
る。さらに昇降ブロック16を垂直シュート４の上端部に
位置させたときにはリンクロッド10を介して原料整流用
シュート７は鉛直下方に対して炉壁方向寄りに傾動す
る。

【００２６】このような昇降ブロック16が垂直シュート
４の下端部から中間部、さらには上端部に移動すると図
４の（ａ）′および（ｂ）′に示すように第１連結点11
と第２連結点12を結ぶ直線Ａに対してリンクロッド10が
交叉する状態から図４の（ｃ）′に示すように直線Ａに
対してリンクロッド10が沿う状態になる。つまり図２で
示した平行型と図３で示した交叉型を複合した構成とす
ることができる。これによって原料整流用シュートの原
料排出方向を炉操業中において自由に変更することが可
能となる。

【００２７】それゆえこの場合には、上記図２に示す本
発明に比して、より極端に旋回シュート自体を垂直方向
に立てずに堅型炉の中心部のみに装入物を分布させるよ
うな特殊装入をおこなうことができ、また、旋回シュー
トの長さが炉頂部の炉半径に比して極端に短くても炉壁
周辺にまで装入物を推積させることが可能となる。さら
に図５は請求項４記載の本発明に対応するベルレス式炉
頂装入装置の模式図である。

【００２８】一般にこの発明に関するような高炉用ベル
レス式旋回シュート装入装置では、図５に示されている
ように、炉内へ装入される原料は一旦ベルトコンベヤに
より、炉頂ホッパ１に貯蔵される。炉頂ホッパ１は原料
受入れ完了後外気と遮断され、炉内と同じ圧力に調整さ
れる。その後、流量調整ゲート２が開かれ、原料６は重
力によってホッパ１内より排出される。原料６は集合シ
ュート３上を滑り落ち、垂直シュート４内を落下する。
この際に原料６は垂直シュート４内の中心ではなく、図
に示したように、垂直シュート４内の、排出されたホッ
パ１と反対方向に位置する部分に偏流する。

【００２９】そして垂直シュート４より落下した原料は
旋回シュート５上を滑り落ちる。すなわち、垂直シュー
ト１内で原料が偏流しているため旋回シュート５の円周
方向の向きによって旋回シュート５の先端での原料の流
速は異なってしまい、かつ粒径による速度差も助長され
る。それゆえ、装入物装入量速度は旋回過程においてか
なり大きく変化（バラツク）ことになる。また原料粒子
群の旋回シュート５上でのすべり速度のバラツキによっ
ても装入物装入量速度の時間変化（バラツキ）を生じ
る。

【００３０】そこで、請求項４記載の本発明では図５に
示すように旋回シュート５の先端部に小型のホッパ型シ
ュート18を連結ピン12ａを介して支持させた構造とする
ものである。これによって旋回シュート５が回転する際
に生じる旋回シュート５の向きとホッパ１位置との配置
関係の変化や、装入物粒子群の旋回シュート５上でのす
べり速度のバラツキによって生じる原料装入量速度の時
間変化（バラツキ）を持って旋回シュート５から放出さ
れる原料６を一旦該小型のホッパ型シュート18に溜め、
該ホッパ18によって規定される一定の排出速度をもって
原料を炉頂内装入物15の旧推積面上に推積させようとす
るものである。

【００３１】一般に円錐ホッパ１からの原料粒子流出速
度Ｗに関しては、例えば化学工業社編「粉流体の貯蔵と
供給」（昭和43年４月発行；株式会社化学工業社）Ｐ．
４に記載されているように、ｄ_p ／Ｄ₀ ＜ 0.1の場合、 Ｗ＝0.18√g （μ_i tan θ）^-0.38 γｄ_p ^3.6 （ｄ_p ／Ｄ₀ ）^-2.7 ここで、μ_i ：内部摩擦係数（安息角の tanで近似す
る） θ ：円錐頂角の１／２、 γ ：見掛け比重量、 ｄ_p ：粒子径、 Ｄ₀ ：出口直径、 となり、該装入物装入量速度は一定速度となる。

【００３２】すなわち、原料６は小型のホッパ型シュー
ト18に一旦貯蔵された後にその排出口から自由落下す
る。排出口では原料同士が押し合ってアーチ構造を形成
し、ここで上部の圧力が支えられるため、原料流量は旋
回シュートからの流入速度やホッパ型シュート18内の貯
蔵量に無関係に一定である。またいったんアーチ構造を
形成するため、個々の粒子の速度はそこで０となる、こ
の結果として従来例に比べ、原料落下巾が減少し落下位
置の制御性も良くなる。

【００３３】

【実施例】

（実施例１）内容積 4500Nm³のベルレス式炉頂装入装置
を持つ高炉における改善効果を示す。旋回シュート長４
ｍの先端に長さ約 1.5ｍ、内径 0.5ｍの原料整流用シュ
ートを駆動用のリンクロッドと共に図１および図２のよ
うに取り付けた。その場合、原料整流用シュートは旋回
シュートの傾動に係わらず鉛直下向きおよび鉛直下向き
から10°炉壁側に向くように設置した。

【００３４】この効果として、図７に従来例および本発
明による溶銑Si濃度偏差、高炉上部の円周方向の均一性
を表す８個のスキンフロー温度計８点の偏差、溶銑温度
偏差、溶銑温度、溶銑中Si濃度、ΔＰ／Ｖ、減風頻度の
推移を示した。炉内装入物の円周方向バランスが均一に
なったことにより、溶銑中のSi濃度の偏差、スキンフロ
ー温度計偏差、溶銑温度偏差がいずれも小さくなり、溶
銑温度を低下させることができ、溶銑中のSi濃度を小さ
くすることができた。これにより、下工程での製錬コス
トを大幅に低減する事ができ、大きなメリットが得られ
た。

【００３５】また、原料落下位置制御精度向上と原料推
積時の運動エネルギー低減より、通気性の悪い原料が炉
中心部へ流れ込むことが防止されたため、ΔＰ／Ｖが低
下し炉況が安定したため、減風頻度が減少し、溶銑製造
コストを低下させることができた。 （実施例２）次に、図３に示すように旋回シュートの傾
動角が小さい時は原料整流用シュートが炉中心側を、旋
回シュートの傾動角が大きい時は原料整流用シュートが
炉壁側を向くようにリンク長さと原料整流用シュートと
の接続位置を変更して操業を行った。

【００３６】図８に中心部にコークスを集中的に装入し
た場合の、装入物の推積形状を示す。図８の（ａ）に示
すように従来はコークスの落下位置が中心から外れてい
たが、図８の（ｂ）に示すように本発明によりコークス
は中心部に推積するようになった。図９に炉壁部に細粒
鉱石を装入する前後での推積形状を示す。原料整流用シ
ュートが炉壁側を向くことにより、図９の（ａ）に示す
従来例に比較し、（ｂ）に示す本発明では、細粒鉱石が
平坦部に確実に乗るようになり、中心部へ流入しなくな
った。

【００３７】以上の２つの実施例による本発明の効果に
より、中心ガス流制御精度が向上した。中心部温度は本
発明実施後は安定し、しかも高めに推移している。ま
た、ΔＰ／Ｖも低下し安定した。このため減風頻度が減
少し、溶銑製造コストを低下させることができた。ま
た、原料整流用シュートに連結するリンクの他端の固定
位置を可変とし、炉中心部、炉壁部に装入した場合は、
さらに中心装入、炉壁装入が可能となった。

【００３８】（実施例３）図10に縮尺模型装置による特
開昭49−23111 号公報のシュート型と図５に示す本発明
のホッパ型シュートによる原料落下位置制御精度を図11
に比較して示す。実験は図10の旋回シュート５の旋回半
径ｒｆを一定として原料を装入し、それ多数の仕切り板
を装着したサンプリングボックスにより採取することに
より行った。実験に用いた模型は実機相当で、旋回シュ
ートの長さが 4.0ｍ、従来例の中空状シュートの内径
1.0ｍと本発明例の小型のホッパ型シュートの排出口内
径は 0.5ｍである。

【００３９】図11に示すように従来例では原料の落下速
度の炉半径成分が、中空状シュートの内壁への衝突によ
り向きを変えるだけなので、落下位置は旋回半径ｒｆに
対しかなり炉中心側となり、落下幅は内径の２倍以上と
かなり大きい。また従来例では推積形状は中心対象とは
ならず、炉頂ホッパでの円周方向偏差が生じる。一方、
本発明によれば原料落下幅は、内径とほぼ同じであり、
落下位置も旋回半径ｒｆに一致している。

【００４０】図12に従来例と本発明との原料流量の時間
変化の差を示す。本発明のホッパ型シュートの排出口で
は原料同士が押し合ってアーチ構造を形成し、ここで上
部の圧力が支えられるため、原料流量は旋回シュートか
らの流入速度やホッパ型シュート内の貯蔵量に無関係に
一定である。このため本発明は従来例に較べ原料流量が
安定しており、結果として炉円周方向で均一な原料装入
が行われる。

【００４１】小型のホッパ型シュート内の貯蔵量に関わ
らず排出量が一定であるため、旋回シュートからの装入
速度によっては、ホッパ型シュートの容量を越えてオー
バーフローする可能性がある。対策としてはこのホッパ
型シュートの容量を大きくする他、ホッパ型シュートの
排出口径を可変とし排出流量を適切に設定するようにす
るのが好ましい。

【００４２】高炉操業への応用例として、内容積 4500N
m³のベルレス式炉頂装入装置を持つ高炉における改善効
果を示す。旋回シュート長 4.0ｍの先端に図５に示すよ
うに排出口内径 0.5ｍの小型のホッパ型シュートを取付
け、旋回シュートの傾動に関わらず鉛直下向きになるよ
うに制御した。この効果として、図13に従来および本発
明による溶銑Si濃度偏差、高炉上部の円周方向の均一性
を表す８個のスキンフロー温度計８点の偏差、溶銑温度
偏差、溶銑温度、溶銑中Si濃度、ΔＰ／Ｖ、減風頻度の
推移を比較して示した。装入物の円周方向バランスが均
一になったことにより、溶銑中のSi濃度の偏差、スキン
フロー温度計偏差、溶銑温度偏差がいずれも小さくな
り、溶銑温度を低下させることができ、溶銑中Si濃度を
小さくすることができた。

【００４３】これにより、下工程での製錬コストを大幅
に低減することができ、大きなメリットが得られた。ま
た、原料落下位置制御精度向上と原料推積時の運動エネ
ルギー低減より、通気性の悪い原料が炉中心部へ流れ込
む事が防止されたため、ΔＰ／Ｖが低下し炉況が安定し
たため、減風頻度が減少し、製銑製造コストを低下させ
ることができた。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を達成することができる。 (１）旋回シュート先端に原料整流用シュートを装着し
た高炉ベルレス式装入装置において、旋回シュートの傾
動力をリンクロッドにより原料整流用シュートに伝える
ことにより、原料整流用シュートを特別な駆動装置無し
に旋回シュートの傾動角によらず一定角度に保つことが
できる。その結果として、安価な投資コストで製銑製造
コストを低下させることができる。

【００４５】(２）旋回シュートの傾動力をリンクによ
り原料整流用シュートに伝えることにより、原料整流用
シュートを特別な駆動装置無しに旋回シュートの傾動角
に対応した指定方向にすることができる。その結果とし
て、安価な投資コストで製銑製造コストを低下させるこ
とができた。 (３）原料整流用シュートを小型のホッパ型シュートと
することにより、溶銑温度を低下させることができ、溶
銑中Si濃度を小さくすることができる。これにより、下
工程での精錬コストを大幅に低減することができ、大き
なメリットが得られる。また、通気性の悪い原料が炉中
心部へ流れ込むことが防止されたため、ΔＰ／Ｖが低下
し炉況が安定するため、減風頻度が減少し、製銑製造コ
ストを低下させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の炉頂装入装置を断面で示す模式図であ
る。

【図２】本発明のリンクロッド平行型リンク機構による
原料整流用シュートを介する原料装入手順を示す説明図
である。

【図３】本発明のリンクロッド交叉型リンク機構による
原料整流用シュートを介する原料装入手順を示す説明図
である。

【図４】本発明のリンクロッド位置可変型リンク機構に
よる原料整流用シュートを介する原料装入手順を示す説
明図である。

【図５】本発明の他の炉頂装入装置を断面で示す模式図
である。

【図６】従来の炉頂装入装置を示す模式図である。

【図７】本発明および従来例の原料装入による炉況の推
移を比較して示すグラフである。

【図８】中心部にコークスを集中的装入する場合の前後
での装入物推積形状を従来例と本発明例とを比較して示
すグラフである。

【図９】炉壁部に細粒鉱石を装入する前後での装入物推
積形状を従来と本発明とを比較して示すグラフである。

【図10】従来と本発明の縮尺模型実験装置を比較して示
す側面図である。

【図11】縮尺模型実験装置による実験結果の無次元炉口
半径位置と原料の重量比重との関係を従来例と本発明例
とを比較して示すグラフである。

【図12】本発明のホッパ型シュートによる原料流量の推
移を示すグラフである。

【図13】従来の先端部に原料整流用シュートおよび本発
明のホッパ型シュートによる原料を装入した場合の炉況
の推移を比較して示すグラフである。

【符号の説明】

１ 炉頂ホッパ ２ 流量調整ゲート ３ 集合シュート ４ 垂直シュート ５ 旋回シュート ６ 原料 ７ 原料整流用シュート ８ 高炉 ９ ホッパ型シュート 10 リンクロッド 11 第１連結ピン 12 第２連結ピン 13 第３連結ピン 14 第４連結ピン 15 炉内装入物 16 昇降ブロック 17 昇降装置 18 ホッパ型シュート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉頂ホッパの下部に設けた流量調整ゲー
   トを用いて排出された原料を導く垂直シュートと、この
   垂直シュートの下部に設けた第１連結ピンを介して駆動
   により傾動自在に一端部を支持された旋回シュートと、
   この旋回シュートの他端部に設けた第２連結ピンを介し
   て支持された原料整流用シュートとを備えた堅型炉用ベ
   ルレス式炉頂装入装置において、上記第１連結ピンと第
   ２連結ピンとを結ぶ直線の上方側に沿ってリンクロッド
   を配設し、当該リンクロッドの一端部を第３連結ピンを
   介して垂直シュートに連結する一方、他端部を第４連結
   ピンを介して原料整流用シュートに連結して作動用リン
   ク機構を形成し、当該作動用リンク機構のリンクロッド
   を介して前記旋回シュートの傾動駆動力を原料整流用シ
   ュートに伝達し、旋回シュートの傾動角度によらず原料
   整流用シュートを常に一定角度を保持するように構成し
   たことを特徴とする堅型炉用ベルレス式炉頂装入装置。
2. 【請求項２】 第１連結ピンと第２連結ピンとを結ぶ直
   線に沿う代りに交叉させてリンクロッドを配設して作動
   用リンク機構を形成し、当該作動用リンク機構のリンク
   ロッドを介して旋回シュートの傾動駆動力を原料整流用
   シュートに伝達し、原料整流用シュートの傾動角度を原
   料中心装入のときには鉛直下方線に対して炉中心方向寄
   りに、また原料周辺装入のときには鉛直下方線に対して
   炉壁方向寄りに傾動するように構成したことを特徴とす
   る請求項１記載の堅型炉用ベルレス式炉頂装入装置。
3. 【請求項３】 原料整流用シュートに連結するリンクロ
   ッドの垂直シュート側における第３連結ピンの固定位置
   を可動し得る構造とすることにより、炉操業中に原料整
   流用シュートの傾動角を変更できるように構成したこと
   を特徴とする請求項１または２記載の堅型炉用ベルレス
   式炉頂装入装置。
4. 【請求項４】 原料整流用シュートを小型のホッパ型シ
   ュートとして、リンクロッドを配設しないで旋回シュー
   トの先端部に連結ピンを介してホッパ型シュートを支持
   させたことを特徴とする請求項１記載の堅型炉用ベルレ
   ス式炉頂装入装置。