JPH0748612A - 層頂原料サンプリング方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 竪型炉内の半径方向の原料サンプリングを多
点で同時に、また短時間で確実に行え、しかも比較的簡
単な構造で安価な装置で行えるようにする。 【構成】 竪型炉の休風時に、炉内層頂に堆積している
原料Ｂ₀ の上に、サンプリング装置１をウインチ４で吊
り込んでセットしておく。サンプリング容器３はサンプ
リング装置１に竪型炉の半径方向に間隔をおいて複数配
設し、鉛直状態を保持できるように回転自在に取付け
る。セットした後装入される原料Ｂ₁ をサンプリング容
器３に取り込んで多点で同時に原料を採取し、原料Ｂ₁
の装入が完了すると、このサンプリング装置１を引き上
げて炉外に取り出す。複数のサンプリング容器に原料が
自然に入り、炉の半径方向多点で同時に原料が採取さ
れ、炉内分布状態のままの原料が採取される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ベルレス式装入装置
を持つ竪型炉における炉内層頂原料の半径方向の粒度分
布を測定するための層頂原料サンプリング方法およびこ
の方法に使用する層頂原料サンプリング装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】炉頂のバンカーと炉内の旋回シュートか
らなるベルレス式装入装置を有する竪型炉においては、
炉内装入後の半径方向の粒度分布を正確に把握すること
が、安定したガス流分布を維持する上で非常に重要であ
る。

【０００３】何故ならば、ベルレス式装入の場合、その
装入方法において様々な装入スケジュールの組み合わせ
が考えられるが、実際に炉内に装入された後は、どのよ
うに分布したのかを知る手段はなく、想像したガス流分
布のイメージと、実際のガス流分布に差が生じることが
多々起こる。

【０００４】これは、炉内の径方向の原料の粒度分布を
正確に、かつ簡単に測定する手段が無いためであり、装
入スケジュールと実際の粒度分布との対応がとれないた
めである。そのため、炉内径方向の粒度分布把握のため
のサンプリング装置の開発が望まれているが、竪型炉内
は休風時においてさえも高温，高ダストであり、開発は
困難であった。

【０００５】竪型炉における従来のサンプリング装置と
しては、種々のものが数多く提案されており、例えば次
のようなものがある。

【０００６】特開昭３−１９３８０９号公報 サンプリングランスをワイヤで吊り下げて炉頂より炉内
に垂直に挿入し、試料採取口から炉内原料を流入させる
ものであるが、半径方向の粒度分布は調査できず、ある
特定点での高さ方向しか判らない。しかも、操業中に実
施するのであれば、ランスが確実に埋没しているかどう
かの確認手段はなく、用いる装置・設備の割りには得ら
れる効果が少ない。

【０００７】実開昭６４−５１６５３号公報 サンプリング装置から昇降ドラムにより昇降可能なサン
プリング体で炉内挿入物の表面部を採取するものである
が、やはり一度に一箇所でしか測定できない。

【０００８】また、装置が複雑で高価になるとともに、
複雑な機構のものが高温・高圧下で故障することなく動
くか疑問である。

【０００９】特開昭５９−１５７５６７，１５５７５
７号公報 高炉炉頂部から炉内へ垂直に挿入される垂直ゾンデの先
端に挿入物採取容器をワイヤロープで上下動可能に設け
たものであるが、原料内に深く入っているものを引き上
げるのは不可能に近く、例えばこのような採取装置を地
面に置き、その上に10ｍの鉱石の山を作った場合、そう
簡単に引き抜けない。ましてや実炉の1000℃以上の高
温、3kg/cm² の高圧下において、支えるワイヤー等が先
に溶損，切損する可能性が高い。しかも肝心の半径方向
の分布については何も分からず、実現性に乏しい。

【００１０】実開昭５９−９１３４９，実開昭５８−
１２８９６５，特公昭５７−４６８４，実開昭６２−５
５５４６号公報 いずれも試料採取管を竪型炉の横から水平方向に挿入す
るものであるが、実現性に乏しい。

【００１１】特開昭５７−１４４８８６号公報 外部から炉内へパイプを挿入し、炉内と炉外の圧力差に
より炉内挿入物を炉内ガスと共に炉外へ排出する方法で
あるが、炉外に吹き出す程の高圧状態というのは、大吹
き抜けの状態であり、とてもサンプリングできる状態で
はなくなる（サンプリングの前にガス捕集管，ダスト回
収装置等全て塊原料が詰まり、設備破損を招く）。

【００１２】実開昭６２−５５５４６，特開昭６１−
５６２１４，実公昭５７−２０５８４号公報など ランスを水平に挿入するサンプラーであるが、普通、原
料はすり鉢状に挿入するため、同じタイミングで挿入さ
れた原料をサンプリングしているという保証はなく、こ
の方式であると、ストックラインを大幅に変更して操業
した時など半径方向で原料か存在しないため、サンプリ
ングできない場所もでてくるなど確実性に欠ける。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前述の通り、従来のサ
ンプリング装置は構造が複雑・高価となり、実用性，経
済性の面からいずれも実現性の乏しいものばかりであ
り、しかも炉内半径方向の原料を、多点で同時に採取で
きない、あるいは簡単に，確実に採取することができな
い。

【００１４】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、竪型炉内の半径方向
の原料サンプリングを多点で同時に、また短時間で確実
に行うことができ、しかも比較的簡単な構造で安価な装
置で行うことのできる層頂原料サンプリング方法および
その装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る竪型炉の
層頂原料サンプリング方法は、従来のサンプリング方式
とは視点を変えて、予めサンプリング装置をセットし、
後から原料を装入して採取を行うようにしたものであ
る。具体的には、竪型炉の休風時にのみ限定して行い、
この休風時に、竪型炉における炉内層頂に堆積している
原料の上に、竪型炉の半径方向に間隔をおいてサンプリ
ング容器が配設されているサンプリング装置を吊り込ん
でセットしておく。その後装入される原料を前記サンプ
リング容器に取り込んで多点で同時に原料を採取し、原
料の前記装入が完了すると、このサンプリング装置を引
き上げて炉外に取り出す。

【００１６】この発明に係る層頂原料サンプリング装置
は、竪型炉における炉内層頂に堆積している原料の上に
設置される装置であり、ウインチ等の巻上げ機により竪
型炉内に昇降可能に吊り支持され、竪型炉の半径方向に
延在し得る長尺の支持部材と、この支持部材に長手方向
に間隔をおいて複数配設されるとともに、鉛直状態を保
持できるように回転自在に取付けられ、装入される原料
を取り込むサンプリング容器とから構成する。

【００１７】

【作用】以上のような構成において、巻上げ機により竪
型炉のマンホールからサンプリング装置が竪型炉内に挿
入され、炉内層頂に堆積している原料の上にストックラ
インに合わせて吊り支持状態でセットされる。原料が装
入されると、複数のサンプリング容器に原料が自然に入
り、炉の半径方向多点で同時に原料が採取され、炉内分
布状態のままの原料が採取される。次いで、サンプリン
グ装置を巻上げ機で引き上げ、炉外に取り出してそれぞ
れのサンプリング容器内の粒度を調べれば、炉の半径方
向の粒度分布を短時間で確実に測定することができる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て詳細に説明する。図１はベルレス式装入装置を有する
竪型炉Ａを示し、原料Ｂは分配シュートＣにより装入さ
れる。分配シュートＣは、炉内上端部に設けられ、旋回
可能であると共に、傾斜角が調節可能とされている。

【００１９】また、図２，図３は、本発明に係るサンプ
リング装置の概略図，部分拡大図であり、サンプリング
装置１は、梯子状の支持部材２に多数の円筒状のサンプ
リング容器（缶）３を取付けて構成する。

【００２０】支持部材２は、例えば間隔をおいて平行な
一対の溝型鋼材２ａを、長手方向に等間隔をおいて多数
配置した連結材２ｂで連結して平面形状梯子状に形成す
る。

【００２１】また、この支持部材２は、図１に示すよう
に、炉口半径より若干大きい長さとし、その両端部にお
ける連結材２ｂ’の上面に２台のウインチ４のためのチ
ェーン取付部５を取り付ける。

【００２２】チェーン取付部５には、所定の長さのチェ
ーン６を取付け、このチェーン６にウインチ４のワイヤ
ロープ７の先端を接続し、ワイヤロープ７の巻き上げ、
繰り出しにより、支持部材２を昇降できるようにする。
ここで、炉内は高温であるため、ワイヤロープ７はチェ
ーン取付部５に直接接続せず、チェーン６を介在させて
いる。

【００２３】サンプリング容器３は、上部が開口した缶
であり、連結材２ｂ間に配設し、回転軸８を介して溝型
鋼材２ａに取付け、鉛直面内で自由に回転できるように
する。回転軸８はサンプリング容器３の上部の両側に一
対で突設し、溝型鋼材２ａに取り付けた軸受け９で回転
自在に支持する。これにより、後述するように支持部材
２が傾斜しても、常に鉛直垂下状態が保持される。

【００２４】サンプリング容器３の高さや径などは、大
き過ぎると原料を取り込んだ後、重くなり過ぎて炉外に
引き上げられなくなる危険性がある。また、小さ過ぎる
とサンプリングした試料の代表性，信頼性が低くなるこ
とから、平均粒径（主に焼結鉱をサンプリングするの
で、平均粒径は20mm前後となる）の１０倍程度、高さに
ついては１回の装入でできる層厚 600〜1000mmの間に設
定する必要がある。

【００２５】また、サンプリング容器３の個数について
は、炉口半径等を考慮して任意に設定すればよいが、７
個以上のサンプリング容器があれば、半径方向の粒度分
布を充分調べることができる。

【００２６】以上のような構成において、次のようにサ
ンプリングを行う。

【００２７】(1) 竪型炉の休風時に、図１に示すよう
に、炉口のマンホールＭを２箇所開いて、ウインチ４を
使用してサンプリング装置１を炉内層頂Ｂ₀ 上に吊り込
み、吊り支持状態でセットする。

【００２８】このセットは、例えば図５に示すように、
サンプリング装置１の両端にチェーン６Ｒ，６Ｌが取付
けられている状態で、右側のウインチ４Ｒによりサンプ
リング装置１を吊り下げて、垂直状態のサンプリング装
置１を右側のマンホールＭ_Rから挿入する。この際、旋
回シュートＣを旋回させてその先端を右側のマンホール
Ｍ_R に位置させておき、左側のチェーン６Ｌを旋回シュ
ートＣの先端に接続しておく。

【００２９】次いで、右側のウインチ４Ｒでサンプリン
グ装置１を炉内に吊り込みつつ、旋回シュートＣを反対
側に旋回させ、左側のマンホールＭ_L から左側のウイン
チ４Ｌのワイヤロープ７Ｌをチェーン６Ｌに接続する。
この状態から右側および左側のウインチ４のワイヤロー
プを繰り出し、それぞれの繰り出し量を調節しつつ傾斜
した炉内層頂Ｂ₀ 上に設置する。

【００３０】(2) このような設置が完了すると、旋回シ
ュートＣから原料Ｂを装入する。原料Ｂは自然と多数の
サンプリング容器３の中に入り、半径方向のそれぞれの
点で原料の採取が行われる。

【００３１】(3) 一層の原料Ｂ₁ の装入が終了すると、
図１において右側のウインチ４Ｒのワイヤロープ７Ｒを
巻き上げ、右側のマンホールＭ_R からサンプリング装置
１を炉外へ取り出す。この際、左側のウインチ４Ｌのワ
イヤロープ７Ｌは繰り出し、ウインチ４Ｒの巻き上げと
ウインチ４Ｌの繰り出しを調節して、サンプリング装置
１が徐々に鉛直状態となるようにする。

【００３２】図４に示すように、サンプリング容器３
は、炉外に引っ張り上げる際、回転軸８が回るため、サ
ンプリング容器自体は地面に対して垂直な位置を維持し
たままとなり、採取した原料が零れるのが防止される。

【００３３】(4) サンプリング装置が炉外に引き出され
ると、左側のワイヤロープ７Ｌをチェーン６Ｌから外
し、右側のウインチ４Ｒのみで所定の場所に吊り込み、
水平に設置する。

【００３４】(5) サンプリング容器３を回転させてその
下に置いた別の回収容器に採取原料を移し、それぞれの
試料を篩い分けして粒度分布を測定すれば、炉内におけ
る装入原料の半径方向粒度分布を得ることができる。

【００３５】ベルレス装入との対応は、ストックライン
を合わせ、通常の装入スケジュールで装入することで可
能である。前述の調査を繰り返し、データ数を増やすこ
とにより、より正確なガス流分布コントロールができる
ようになり、炉況の安定に結びつけることができるよう
になる。

【００３６】なお、図６に示すのは、ヤードでの実験例
であり、実炉のイメージを再現するために斜面を作り、
その上に本発明のサンプリング装置１を２台のクレーン
を使用して設置し、この上に１回の装入でできる層厚と
同じだけの原料を掛けた。そして、２台のクレーンを同
調操作することにより、サンプリング容器３を真っ直ぐ
な状態のまま引っ張り上げることができた。

【００３７】

【発明の効果】前述の通り、この発明は、複数のサンプ
リング容器を有するサンプリング装置を炉内の堆積原料
上にセットしておき、後から原料を装入して採取するよ
うに構成したため、竪型炉の半径方向のサンプリングを
多点で同時に、しかも短時間で確実に行うことができ
る。これにより、ベルレス装入の精度を高め、ガス流分
布コントロールの精度を高めることができる。また、装
置の構造が簡単で、制作費も安価で、サンプリングコス
トの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るサンプリング装置を竪型炉にセ
ットした状態を示す概略断面図である。

【図２】サンプリング装置を示す斜視図である。

【図３】サンプリング装置の部分拡大斜視図である。

【図４】サンプリング容器の回転動作を示す側面図であ
る。

【図５】この発明に係るサンプリング装置を竪型炉内に
セットする方法の一例を示す概略断面図である。

【図６】ヤードでの実験例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ サンプリング装置 ２ 支持部材 ２ａ 溝型鋼材 ２ｂ 連結材 ３ サンプリング容器 ４ ウインチ ５ チェーン取付部 ６ チェーン ７ ワイヤロープ ８ 回転軸 ９ 軸受け

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 竪型炉の休風時に、竪型炉における炉内
   層頂に堆積している原料の上に、竪型炉の半径方向に間
   隔をおいてサンプリング容器が配設されているサンプリ
   ング装置を吊り込んでセットしておき、その後装入され
   る原料を前記サンプリング容器に取り込んで多点で同時
   に原料を採取し、原料の前記装入が完了すると、このサ
   ンプリング装置を引き上げ、炉外に取り出すことを特徴
   とする層頂原料サンプリング方法。
2. 【請求項２】 竪型炉における炉内層頂に堆積している
   原料の上に設置される層頂原料サンプリング装置であっ
   て、 巻上げ機により竪型炉内に昇降可能に吊り支持され、竪
   型炉の半径方向に延在し得る長尺の支持部材と、 この支持部材に長手方向に間隔をおいて複数配設される
   とともに、鉛直状態を保持できるように回転自在に取付
   けられ、装入される原料を取り込むサンプリング容器と
   を備えていることを特徴とする層頂原料サンプリング装
   置。