(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉内に装入する原料を一旦貯留するための２つの炉頂バンカーと、この２つの炉頂バンカーに原料を装入する第１供給系統と、前記２つの炉頂バンカーから排出される原料が集合ホッパーを介して供給され、当該原料を高炉に装入する旋回シュートとを有するベルレス式装入装置において、
前記２つの炉頂バンカーのうちで少なくとも一方の炉頂バンカーがラットホールの原料高さを測定するレベル計と、特定原料を一旦貯留する特定原料用バンカーと、当該特定原料用バンカーから排出される特定原料を前記レベル計を有する炉頂バンカーのラットホールに装入する特定原料用シュートと、前記特定原料用バンカーから排出される特定原料の流量を調整する流量調整弁とを有することを特徴とする高炉の原料装入装置。
【請求項２】
さらに前記第１供給系統から分岐して前記特定原料用バンカーに原料を装入する第２供給系統を有することを特徴とする請求項１に記載の高炉の原料装入装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の高炉の原料装入装置を用いて高炉へ原料を装入する方法であって、
前記レベル計を有する炉頂バンカー内からの原料排出に際し、当該原料排出に伴って形成されるラットホールの原料高さを計測して下記（１）式により規定される原料高さが低下する速度を連続的に算出し、当該原料高さが低下する速度が増加から減少に変化する時点を検出し、前記時点を検出してから１５秒経過するまでの間に前記特定原料用バンカーからの原料排出を開始することを特徴とする高炉の原料装入方法。
ＶＨ＝（Ｈ０−Ｈ）／ｔ  ・・・（１）
ここで、
ＶＨ：原料低下速度（排出開始から時刻ｔまでの平均速度）（ｍｍ／ｓ）、
ｔ：原料の排出開始時からの経過時間（ｓ）、
Ｈ０：原料の排出開始時における原料高さ（ｍｍ）、
Ｈ：経過時間ｔにおける原料高さ（ｍｍ）
【請求項４】
請求項１または２に記載の高炉の原料装入装置を用いて高炉へ原料を装入する方法であって、
事前に、前記レベル計を有する炉頂バンカー内からの原料排出を開始してから、下記（１）式により算出される原料高さが低下する速度が増加から減少に変化する時点までに経過する時間Ａを把握しておき、
前記時間Ａを把握した条件と同一条件で行う前記レベル計を有する炉頂バンカー内からの原料装入に際し、事前に把握した前記時間Ａの１５秒前から前記時間Ａまでの間で前記特定原料用バンカーからの原料排出を開始することを特徴とする高炉の原料装入方法。
ＶH＝（Ｈ0−Ｈ）／ｔ  ・・・（１）
ここで、
ＶH：原料低下速度（排出開始から時刻ｔまでの平均速度）（ｍｍ／ｓ）、
ｔ：原料の排出開始時からの経過時間（ｓ）、
Ｈ0：原料の排出開始時における原料高さ（ｍｍ）、
Ｈ：経過時間ｔにおける原料高さ（ｍｍ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉のベルレス式原料装入装置およびそれを用いた原料装入方法に関する。詳しくは、高炉の炉頂バンカーから、鉄源や還元材（以下、総称して「主原料」と称する）と、少量の特定銘柄の原料（以下、「特定原料」と称する）とを炉内へ装入して混合層を形成する際、主原料と特定原料とが均一な混合割合である混合層を形成でき、高炉炉内の装入物分布の制御性を高めることができる原料装入装置およびそれを用いた原料装入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉操業においては、高炉炉頂部から鉄源である焼結鉱、塊鉱石、ペレット等（以下、これらを総称して「鉱石」と称する）と還元材であるコークスとを交互に装入して炉内に層状に堆積させる。高炉炉頂部からの鉱石および還元材の装入には、高炉上部に炉頂バンカーが並列に設置されたベルレス式原料装入装置（以下、「並列バンカー式ベルレス装入装置」と称する）を用いることができる。【０００３】
図１は、従来の並列バンカー式ベルレス装入装置の構成例を示す概念図である。図１では、鉱石や還元材といった高炉原料は、その種類や粒度に応じてそれぞれ原料槽１に貯蔵される。原料装入装置を用いて高炉炉内へ原料を装入する際は、各原料を所定質量ずつ装入ベルトコンベア２上に切り出して搬送する。装入ベルトコンベア２により高炉の炉頂に搬送された原料は、切替シュート１５を介して炉頂バンカー４に供給され、炉頂バンカー４で一旦貯留される。【０００４】
図１に示す原料装入装置では、２つの炉頂バンカー４が並列に配置されており、装入ベルトコンベア２により高炉の炉頂に搬送された原料は、切替シュート１５により振り分けられて所望の炉頂バンカー４に供給されて貯留される。炉頂バンカー４は貯留する原料を底部の排出口４ａから排出し、炉頂バンカーの排出口４ａの下方には、原料の流量を調整する流量調整弁５が配置される。流量調整弁５は、開度を変更することにより開口６の面積を調節することができ、炉頂バンカー４から集合ホッパー７を介して旋回シュート８に供給される原料の流量を調整する。旋回シュート８は、供給された原料を高炉９の炉内の所望位置に装入する。【０００５】
このような並列バンカー式ベルレス装入装置を用いる場合、一つの炉頂バンカーから鉱石を装入する操作と、別の炉頂バンカーからコークスを装入する操作とを交互に行う。これにより、高炉炉内に鉱石層とコークス層とを交互に形成して堆積させることができる。【０００６】
このように炉内に原料を装入して高炉を操業すると、還元反応が急速に進行するとともに、通気抵抗が大きくなる領域が発生する。この領域は融着帯と呼ばれ、高炉全体の通気性および高炉の生産性に大きな影響を及ぼす。したがって、融着帯において通気性を改善するとともに還元反応を促進するために、一般的に、高炉炉内に堆積する原料の炉半径方向の質量や層厚、粒度分布を制御する操作が行われている。【０００７】
例えば、前記図１に示す並列バンカー式ベルレス装入装置では、旋回シュート８を傾動させながら旋回して原料を炉内に装入することにより装入物分布を制御している。ここで、傾動とは、前記図１に実線矢印で示すように旋回シュート８を旋回させた状態で、旋回シュートの中心軸８ａと高炉垂直方向の中心軸９ａとのなす角度を変更することをいう。通常、旋回シュートの傾動は、高炉炉内で原料が装入される位置が、炉壁側、中間部および中心側の順に移動するように操作される。【０００８】
近年、融着帯における反応効率および通気性を改善するための一つの手段として、鉱石に少量のコークスを混合して装入する方法が注目されている。この鉱石に少量のコークスを混合して混合層を形成する方法では、鉱石とコークスを近接配置することによる還元反応促進と、鉱石が軟化融着する際にコークスが骨材（スペーサー）としての役割を果たすことによる通気性改善との両立が期待できる。【０００９】
鉱石とコークスとの混合層を形成する方法では、炉半径方向に均一に混合層を形成する方式、あるいは還元性や通気性が悪い特定の位置に混合層を形成する方式がある。いずれの方式でも、炉頂バンカー４から集合ホッパー７を介して旋回シュート８に原料を供給する際、旋回シュート８に供給される原料に含まれる鉱石とコークスとの割合が変化してコークスの割合が低下する場合や、著しく増加する場合がある。これらの場合、高炉内の円周方向、あるいは半径方向でコークスの割合に偏差を生じてしまい、還元反応の促進および通気性の改善に支障が生じる。このため、高炉炉内に混合層を形成する際は、旋回シュート８に供給される原料の混合割合は経時変化がなるべく少なく、均一であることが望ましい。【００１０】
ここで、混合割合が均一な混合層を形成するため、鉱石とコークスとを予め混合して炉頂バンカーに供給することにより炉内に混合層を形成する方式が考えられる。しかし、この方式では、高炉装入までの搬送過程で粒径や密度が異なることにより偏析が起こるので、高炉に形成された混合層では、位置によってコークスの割合が変化する。このため、鉱石とコークスとを予め混合する方式では、混合層全体で均一な混合状態を維持することは困難であった。【００１１】
高炉炉内で鉱石とコークスとの混合層を形成する際、偏析を抑えて均一な混合状態を維持する方法に関し、例えば特許文献１〜３に示されるように従来から種々の提案がなされている。特許文献１および特許文献２に開示される原料装入方法では、複数の炉頂バンカーのうちで一つの炉頂バンカーに鉱石を貯留し、別の炉頂バンカーにコークスを貯留する。この状態で、炉頂バンカーの下方に配置した流量調整弁の制御によって鉱石およびコークスの両方を排出して旋回シュートに供給し、高炉炉内に混合層を形成する。【００１２】
ここで、高炉は、大気圧よりも高い圧力で操業を行っているので、高炉炉内へ原料を装入する時には炉頂バンカー内の均圧操作と排圧操作とが行われる。このため、特許文献１および特許文献２に開示される原料装入方法によって、鉱石に対して少量のコークスを混合して装入する場合、鉱石を貯留する炉頂バンカーとともに、コークスを貯留する炉頂バンカーについて均圧操作と排圧操作とが必要になることから、１回の装入に長時間を要することになる。この装入時間の制約を解決するために３つ以上の炉頂バンカーを並列に配置することが考えられるが、この場合には、並列に配置する炉頂バンカーの数が増加するのに伴って原料装入装置が煩雑となり、設備コストの面で不利となる。【００１３】
特許文献３で開示される原料装入装置では、炉頂バンカーを垂直方向に２つ設置し、下段の炉頂バンカーの排出口の真下に旋回シュートを備えるベルレス装入装置（以下、垂直バンカー式ベルレス装入装置）において、これとは別に原料バンカーを設け、この原料バンカーが旋回シュートに直接原料を供給する。特許文献３に開示される原料装入装置を用いた原料装入方法では、炉頂バンカーと原料バンカーとで、粒度および性状のいずれか一方または両方が異なる原料を貯留する。これにより、旋回シュートによって装入される原料の粒度および性状のいずれか一方または両方の時間変化を制御可能としている。また、別の実施形態では、炉頂バンカーと原料バンカーとで、粒度および性状が同じ原料を貯留することにより、装入時間を短縮可能としている。【００１４】
特許文献３に開示される原料装入装置で炉頂バンカーと原料バンカーの流量調整弁開度をそれぞれ一定条件にて混合装入をした場合には、混合装入をしている間は炉内に装入される原料の体積流量が変化（増加）してしまうため、炉内に形成される原料層厚が変化（増加）する。したがって、高炉内に所望する原料分布状態、プロフィールを造り込むためには、旋回シュート傾動角や旋回数を調整する必要がある。あるいは、混合装入をしている間の炉内に装入される原料の体積流量を一定として炉内に装入するためには、様々な混合条件（原料種、混合割合）に応じて炉頂バンカーと原料バンカーの流量調整弁開度をそれぞれオンライン制御しなければならない。以上のように、特許文献３の原料装入装置を用いて混合装入を行う場合、高炉内に所望する原料分布状態を造り込むための操作が煩雑になる。【００１５】
近年、良質な原材料の枯渇や価格の高騰を背景に、低品位で安価な高炉原料を使用することは避けられず、上述した鉱石に混合するコークスの他にも、ペレットや塊鉱石といった炉内へ少量装入される特定原料は多様化する傾向にある。このため、これらの特定原料を適正な割合で混合した状態で高炉炉内に装入する方法を確立することは重要な課題となっている。【００１６】
ところで、炉頂バンカーに複数種類の原料を順に供給して一旦貯留した後に排出する場合、原料排出は炉頂バンカーへの供給順序通りにはならないことが知られている。【００１７】
図２は、炉頂バンカーにおける原料の供給順序および排出順序を示す図であり、図２（ａ）は原料の供給順序、図２（ｂ）は排出順序をそれぞれ示す。炉頂バンカー４に、上方から３つに小分けされた原料を順に供給して装入すると、図２（ａ）に示すように、炉頂バンカー４の下部から上部に向かって領域３ａ、領域３ｂおよび領域３ｃの順で層状に堆積して貯留される。すなわち、最初に装入した原料は領域３ａに、続いて装入した原料は領域３ｂに、最後に装入した原料は領域３ｃに堆積して貯留される。このように、炉頂バンカーに供給された装入原料３は、供給順序通りに炉頂バンカー４に堆積して貯留される。【００１８】
このように貯留された原料３を炉頂バンカー４の底部に設けられた排出口４ａから排出すると、炉頂バンカーへの供給順序通りに排出されない。これは、炉頂バンカー内において、一部内壁の近傍領域に堆積する原料が、粉体圧によって内壁に押し付けられて摩擦が大きくなり、炉頂バンカーから排出され難くなることによる。【００１９】
例えば、図２（ｂ）に示すような形状の炉頂バンカー４において、底部の排出口４ａから原料を排出すると、最初に、排出口４ａの真上領域３ｄに堆積する原料が排出される。続いて、最初に排出された領域３ｄ周辺であって、炉頂バンカーの内壁からある程度離れた領域３ｅに堆積する原料から次第に流れて排出され、最後に、炉頂バンカーの内壁の近傍領域３ｆに残った原料が排出される。最初に排出口の真上領域３ｄに堆積する原料が排出されることにより形成される空間はラットホールと呼ばれ、ラットホールを形成しながらその周辺の原料が崩れながら排出される現象はファネルフローと呼ばれる。また、以下では、排出口４ａの真上に位置し、最初に排出される領域３ｄ、すなわち、原料が供給順序に排出される（マスフロー）領域をラットホール領域と称する。【００２０】
このファネルフローの排出特性を利用して特定原料を所望の時期に高炉に装入する方法が特許文献４に開示されている。特許文献４で開示される原料装入方法は、炉頂バンカーに複数種類の原料を順に供給し、複数種類の原料を層状に積載して一旦貯留した後で炉頂バンカーから高炉炉内に原料を装入する方法である。この方法において、予め原料の積載高さ位置とファネルフロー特性との関係を把握し、把握した関係に基づいて特定原料の積載高さ位置を調整する。【００２１】
このような特許文献４で開示される原料装入方法に旋回シュートの傾動角調整を組み合わせることによって、所望の位置に特定原料を装入することが可能である。しかし、特許文献４で開示される原料装入方法を用いて旋回シュートに原料を供給すると、時間経過に伴って特定原料の混合割合が大きく変化する。このため、鉱石とコークスとの混合層を形成させる場合に、特許文献４で開示される原料装入方法によって炉頂バンカーから排出される際の原料の混合割合を均一化するのは不適切である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開昭６１−２４３１０７号公報
【特許文献２】特開２００５−２６４２９２号公報
【特許文献３】特許第２７８２７８６号
【特許文献４】特開２００１−１９２７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
前述の通り、高炉の操業において、融着帯における反応効率と通気性を改善するための手段として、鉱石に少量のコークスを混合して混合層を形成する方法が注目されている。しかし、鉱石とコークスとを事前に混合した原料を炉頂バンカーに供給することにより炉内に混合層を形成すると、搬送過程で偏析が起こり、混合層全体で均一な混合状態を維持することは困難であった。【００２４】
また、前記特許文献１および特許文献２に開示される原料装入方法では、複数の炉頂バンカーのうちで一つの炉頂バンカーに鉱石を貯留し、別の炉頂バンカーにコークスを貯留し、流量調整弁の制御によって鉱石とコークスとを混合する。この方法では、均圧操作と排圧操作とを２つの炉頂バンカーについて行う必要があることから、装入に長時間を要する。この装入時間の制約を解決するために３つ以上の炉頂バンカーを並列に配置することが考えられるが、３つ以上の炉頂バンカーを並列に配置すると、設備コストの面で不利となる。【００２５】
前記特許文献３に開示される垂直バンカー式ベルレス装入装置では、炉頂バンカーとは別に原料バンカーを設け、この原料バンカーが旋回シュートに直接原料を供給する。この特許文献３に開示される原料装入装置によって、炉頂バンカーおよび原料バンカーから原料を排出して混合装入する場合、旋回シュート傾動角や旋回数を調整したり、炉頂バンカーと原料バンカーの流量調整弁開度をそれぞれオンライン制御したりする必要があり、操作が煩雑になる。【００２６】
前記特許文献４に開示される原料装入方法では、ファネルフローの排出特性を利用することにより、特定原料を所望の時期に高炉に装入することができる。しかし、特許文献４で開示される原料装入方法を用いて旋回シュートに原料を供給すると、時間経過に伴って特定原料の混合割合が大きく変化することから、高炉炉内に混合層を形成させる場合に用いるのは不適切である。【００２７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、高炉の炉頂バンカーから主原料と特定原料とを炉内へ装入して混合層を形成する際、主原料と特定原料とが均一な割合である混合層を形成でき、高炉炉内の装入物分布の制御性を高めることができる原料装入装置およびそれを用いた原料装入方法提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
炉頂バンカーに貯留された高炉原料を排出する場合、前記図２を用いて説明したように、ファネルフローの排出特性によって原料は炉頂バンカーへの供給順序通りに排出されない。一般に、最初に、排出口の真上に堆積する領域の原料が排出されてラットホールが形成され、続いて、最初に排出された領域周辺（ラットホールの内周面周辺）の原料が上部から崩れてラットホール領域にある原料表面に流れ込んで排出される。【００２９】
このため、主原料と特定原料とを順に炉頂バンカーに供給して貯留された状態で排出口から原料を排出すると、排出される原料に含まれる主原料と特定原料との混合割合は、時間経過に伴って大きく変化する。したがって、主原料と特定原料とを順に炉頂バンカーに装入して貯留された状態で原料を排出する場合、炉頂バンカーから排出される原料に含まれる主原料と特定原料との割合を所望の割合に制御することが困難である。【００３０】
そこで本発明者らは、炉頂バンカーから排出される原料に含まれる主原料と特定原料の割合を所望の割合に制御する方法について種々の試験を行い、鋭意検討を重ねた結果、ファネルフロー排出特性を利用すれば実現できることを知見した。その知見に基づく方法は、前記図２（ｂ）に示す炉頂バンカーを用いて説明すると、領域３ｄの原料が排出されるのに伴ってラットホールが形成された後で、領域３ｄ周辺（ラットホールの内周面周辺）の領域３ｅに堆積する原料が上部から崩れ始めてラットホール領域にある原料（領域３ｄの下部に堆積する原料）との混合が起こるタイミングを検知し、この混合が起こる部分に特定原料を直接供給して主原料と混合して排出する。【００３１】
上記のファネルフロー排出特性が検知可能か否かを検証するため、高炉容積５，３７０ｍ３の５．６分の１縮尺である並列バンカー式ベルレス装入模型装置を用いて試験を実施した。【００３２】
図３は、ラットホールの内周面周辺に堆積する原料の崩れを検知する試験に用いた模型装置の炉頂バンカーを示す図である。図３には、貯留される原料を底部の排出口４ａから排出する炉頂バンカー４と、排出口４ａの真上に配置されたレベル計（非接触式レーザー距離計）１０と、炉頂バンカー４に装入されて貯留される原料３とを示す。本試験は、炉頂バンカー４に所定質量の主原料を装入して貯留した状態で、炉頂バンカー４の底部の排出口４ａから、図示しない流量調整弁の開度を一定にして全ての主原料を排出した。その際、レベル計１０から、排出口４ａの真上に形成されるラットホール領域にある原料表面までの距離を、レベル計１０によって一定時間間隔で計測することにより、ラットホール領域にある原料表面の原料高さを計測した。【００３３】
各試験では、炉頂バンカーに装入する主原料の種類および装入量（初期の原料高さ）を変更するとともに、流量調整弁の開度を変更して実施した。【００３４】
図４は、原料の排出開始時からの経過時間（ｓ）とラットホールの原料高さ（ｍｍ）との関係を示す図であり、図４（ａ）は主原料として焼結鉱６７６ｋｇを装入した場合、図４（ｂ）は主原料として焼結鉱４７３ｋｇを貯留した場合、図４（ｃ）は主原料としてコークス１２３ｋｇを装入した場合、図４（ｄ）は主原料としてコークス１６０ｋｇを装入した場合をそれぞれ示す。図４（ａ）〜（ｄ）における流調弁開度とは、流量調整弁の開度を意味する。図４（ａ）〜（ｄ）より、炉頂バンカーに装入する主原料の種類および装入量並びに流量調整弁の開度にかかわらず、ラットホールで原料高さが低下する速度は一定でないことが分かる。【００３５】
ここで、原料の排出開始時におけるラットホールの原料高さをＨ０（ｍｍ）、原料の排出開始時から経過した時間ｔ（ｓ）におけるラットホールの原料高さをＨ（ｍｍ）としたときに下記（１）式で表せる速度を原料高さが低下する速度ＶＨ（ｍｍ／ｓ）とする。この原料高さが低下する速度ＶＨ（以下、「原料低下速度」とも称す）は排出開始から時刻ｔまでの平均速度であり、原料低下速度を用いて本試験の結果を整理した。
ＶＨ＝（Ｈ０−Ｈ）／ｔ  ・・・（１）【００３６】
図５は、原料の排出開始時からの経過時間（ｓ）と原料低下速度（ｍｍ／ｓ）との関係を示す図であり、図５（ａ）は主原料として焼結鉱６７６ｋｇを装入した場合、図５（ｂ）は主原料として焼結鉱４７３ｋｇを装入した場合、図５（ｃ）は主原料としてコークス１２３ｋｇを装入した場合、図５（ｄ）は主原料としてコークス１６０ｋｇを装入した場合をそれぞれ示す。図５（ａ）〜（ｄ）における流調弁開度とは、流量調整弁の開度を意味する。【００３７】
図５（ａ）〜（ｄ）より、炉頂バンカーに装入する主原料の種類および装入量並びに流量調整弁の開度にかかわらず、ラットホールの原料低下速度は排出開始時から時間が経過するのに伴って増加していくが、ある時点を境に減少に転じることが見て取れる。この原料低下速度が増加から減少に転じる時点を、図５（ａ）〜（ｄ）では、それぞれ実線矢印で指し示す。【００３８】
原料低下速度がある時点で増加から減少に転じるのは、前記図２（ｂ）で示したように、最初に、排出口の真上に堆積する原料が排出されてラットホールが形成され、続いて、ラットホール内周面の周辺に堆積する原料が上部から崩れてラットホール領域にある原料表面へ流れ込みながら排出されることによる。すなわち、本発明者らは、レベル計により計測した原料高さから原料低下速度を算出し、この原料低下速度が増加から減少に転じる時点を検出することにより、ファネルフロー排出特性の変化によりラットホール内周面の周辺に堆積する原料が上部から崩れてラットホール領域にある原料表面へ流れ込みながら排出される時点を検知できることを知見した。【００３９】
さらに、前記図５に示す経過時間と原料低下速度との関係で、排出末期において原料低下速度が再び増加に転じている。これは、前記図３に示す炉頂バンカーにおいて、水平断面における空間部（原料を貯留する部分）の面積が、底部の排出口近傍および上部では一定であるが、それ以外の中間部では底部に近づくほど減少することによる。【００４０】
また、図４および図５より、原料の種類、装入量（初期原料高さ）、および流量調整弁開度（排出流量）によって原料低下速度が増加から減少に転じる時点（原料高さ）が変動することが分かる。この他にも、炉頂バンカーの形状や、炉頂バンカーに供給されて堆積した原料の頂点位置（炉頂バンカーへの原料装入方法）、原料の水分含有量によって原料低下速度が増加から減少に転じる時点が変動することは言うまでもない。このため、炉頂バンカーからのファネルフロー排出特性を把握する上では、原料排出中のラットホールの原料高さの経時変化をオンライン計測するのが好ましい。【００４１】
一方、高炉の定常操業時には原料装入条件は頻繁に変更されるものではない。このように同一条件で繰り返し高炉を操業する場合には、測定データによってファネルフロー排出特性を事前に把握する。これにより、ラットホールの内周面周辺に堆積する原料が上部から崩れてラットホール領域にある原料表面へ流れ込みながら排出される時点を、事前に把握したファネルフロー排出特性を利用して検知できる。【００４２】
本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、下記（１）および（２）の高炉の原料装入装置、下記（３）の高炉の原料装入方法の第１実施形態、並びに、下記（４）の高炉の原料装入方法の第２実施形態を要旨としている。【００４３】
（１）高炉炉内に装入する原料を一旦貯留するための２つの炉頂バンカーと、この２つの炉頂バンカーに原料を装入する第１供給系統と、前記２つの炉頂バンカーから排出される原料が集合ホッパーを介して供給され、当該原料を高炉に装入する旋回シュートとを有するベルレス式装入装置において、前記２つの炉頂バンカーのうちで少なくとも一方の炉頂バンカーがラットホールの原料高さを測定するレベル計と、特定原料を一旦貯留する特定原料用バンカーと、当該特定原料用バンカーから排出される特定原料を前記レベル計を有する炉頂バンカーのラットホールに装入する特定原料用シュートと、前記特定原料用バンカーから排出される特定原料の流量を調整する流量調整弁とを有することを特徴とする高炉の原料装入装置。【００４４】
（２）さらに前記第１供給系統から分岐して前記特定原料用バンカーに原料を装入する第２供給系統を有することを特徴とする上記（１）に記載の高炉の原料装入装置。【００４５】
（３）上記（１）または（２）に記載の高炉の原料装入装置を用いて高炉へ原料を装入する方法であって、前記レベル計を有する炉頂バンカー内からの原料排出に際し、当該原料排出に伴って形成されるラットホールの原料高さを計測して下記（１）式により規定される原料高さが低下する速度を連続的に算出し、当該原料高さが低下する速度が増加から減少に変化する時点を検出し、前記時点を検出してから１５秒経過するまでの間に前記特定原料用バンカーからの原料排出を開始することを特徴とする高炉の原料装入方法。
ＶＨ＝（Ｈ０−Ｈ）／ｔ  ・・・（１）
ここで、
ＶＨ：原料低下速度（排出開始から時刻ｔまでの平均速度）(ｍｍ／ｓ)、
ｔ：原料の排出開始時からの経過時間（ｓ）、
Ｈ０：原料の排出開始時における原料高さ（ｍｍ）、
Ｈ：経過時間ｔにおける原料高さ（ｍｍ）【００４６】
（４）上記（１）または（２）に記載の高炉の原料装入装置を用いて高炉へ原料を装入する方法であって、事前に、前記レベル計を有する炉頂バンカー内からの原料排出を開始してから、下記（１）式により算出される原料高さが低下する速度が増加から減少に変化する時点までに経過する時間Ａを把握しておき、前記時間Ａを把握した条件と同一条件で行う前記レベル計を有する炉頂バンカー内からの原料装入に際し、事前に把握した前記時間Ａの１５秒前から前記時間Ａまでの間で前記特定原料用バンカーからの原料排出を開始することを特徴とする高炉の原料装入方法。
ＶH＝（Ｈ0−Ｈ）／ｔ  ・・・（１）
ここで、
ＶH：原料低下速度（排出開始から時刻ｔまでの平均速度）（ｍｍ／ｓ）、
ｔ：原料の排出開始時からの経過時間（ｓ）、
Ｈ0：原料の排出開始時における原料高さ（ｍｍ）、
Ｈ：経過時間ｔにおける原料高さ（ｍｍ）
【発明の効果】
【００４７】
本発明の原料装入装置およびそれを用いた原料装入方法により、鉄源や還元材と少量の特定原料とを炉内へ装入して混合層を形成すれば、主原料と特定原料とが均一な混合割合である混合層を形成でき、高炉炉内の装入物分布の制御性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、従来の並列バンカー式ベルレス装入装置の構成例を示す概念図である。
【図２】図２は、炉頂バンカーにおける原料の供給順序および排出順序を示す図であり、図２（ａ）は原料の供給順序、図２（ｂ）は排出順序をそれぞれ示す。
【図３】図３は、ラットホールの内周面周辺に堆積する原料の崩れを検知する試験に用いた模型装置の炉頂バンカーを示す図である。
【図４】図４は、原料の排出開始時からの経過時間とラットホールの原料高さとの関係を示す図であり、図４（ａ）は主原料として焼結鉱６７６ｋｇを装入した場合、図４（ｂ）は主原料として焼結鉱４７３ｋｇを装入した場合、図４（ｃ）は主原料としてコークス１２３ｋｇを装入した場合、図４（ｄ）は主原料としてコークス１６０ｋｇを装入した場合をそれぞれ示す。
【図５】図５は、原料の排出開始時からの経過時間と原料低下速度との関係を示す図であり、図５（ａ）は主原料として焼結鉱６７６ｋｇを装入した場合、図５（ｂ）は主原料として焼結鉱４７３ｋｇを装入した場合、図５（ｃ）は主原料としてコークス１２３ｋｇを装入した場合、図５（ｄ）は主原料としてコークス１６０ｋｇを装入した場合をそれぞれ示す。
【図６】図６は、本発明を適用した並列バンカー式ベルレス装入装置の概念図である。
【図７】図７は、実施例の比較例で炉頂バンカーに装入された原料の状態を示す図である。
【図８】図８は、実施例の比較例における経過時間と、コークス含有率との関係を示す図である。
【図９】図９は、実施例の本発明例１および本発明例２における経過時間と、コークス含有率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下に、本発明の高炉の原料装入装置およびそれを用いた原料装入方法について、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
図６は、本発明を適用した並列バンカー式ベルレス装入装置の概念図である。図６に示す原料装入装置は、前記図１に示す原料装入装置と基本構成が同じであるが、原料槽１、装入ベルトコンベア２および炉頂バンカー上部に配置される切替シュート１５の図示が省略されている。図６に示す原料装入装置は、前記図１に示す原料装入装置に、炉頂バンカー４の排出口の真上に配置されたレベル計１０と、特定原料１３を一旦貯留する特定原料用バンカー１２と、特定原料用バンカー１２から排出される特定原料を炉頂バンカー４のラットホールに装入する特定原料用シュート１６と、特定原料用バンカー１２から排出される特定原料の流量を調整する流量調整弁１１とを加えたものである。
【００５１】
本発明の原料装入装置は、高炉炉内に装入する原料を一旦貯留するための２つの炉頂バンカー４と、この２つの炉頂バンカー４に原料を装入する第１供給系統と、２つの炉頂バンカー４から排出される原料が集合ホッパー７を介して供給され、当該原料を高炉に装入する旋回シュート８とを有するベルレス式装入装置において、２つの炉頂バンカー４のうちでいずれか一方の炉頂バンカー４がラットホールの原料高さを測定するレベル計１０と、特定原料を一旦貯留する特定原料用バンカー１２と、当該特定原料用バンカー１２から排出される特定原料をレベル計１０を有する炉頂バンカー４のラットホールに装入する特定原料用シュート１６と、特定原料用バンカー１２から排出される特定原料の流量を調整する流量調整弁１１とを有する実施形態を採用できる。
【００５２】
前記図４および図５を用いて説明した通り、炉頂バンカー４がラットホールの原料高さを測定するレベル計１０を有すれば、炉頂バンカー４から原料を排出して高炉に装入する際に、計測される原料高さから原料低下速度を算出することにより、原料低下速度が増加から減少に転じる時点を検出することができる。すなわち、ファネルフロー排出特性の変化によりラットホールの内周面周辺に堆積する原料が上部から崩れてラットホール領域にある原料表面へ流れ込みながら排出される時点を検知できる。
【００５３】
本発明の原料装入装置は、ラットホールの原料高さを測定するレベル計１０を有する炉頂バンカー４が、さらに、特定原料を一旦貯留する特定原料用バンカー１２と、炉頂バンカー４のラットホールに原料を装入する特定原料用シュート１６と、特定原料の流量を調整する流量調整弁１１とを有する。これにより、炉頂バンカー４のラットホールに所望の流量で特定原料を供給することができる。炉頂バンカー４のラットホールに特定原料を供給する際に、レベル計１０を用いて検知したファネルフロー排出特性の変化を利用して特定原料の供給を開始すれば、炉頂バンカー４から排出される原料に含まれる特定原料の割合を所望の割合に制御できる。
【００５４】
本発明の原料装入装置に、特定原料用バンカー１２にコークスを貯留し、２つの炉頂バンカー４のうちで特定原料用バンカー１２から特定原料が装入される炉頂バンカーに鉱石を貯留し、もう一つの炉頂バンカー４にコークスを貯留して高炉に原料を装入する。これにより、高炉炉内にコークス層と混合層を交互に形成して原料を堆積させることができる。したがって、本発明の原料装入装置は、炉頂バンカーの数を増加させることなく、２つの炉頂バンカーにより高炉炉内にコークス層と混合層を交互に形成して原料を堆積させることができる。
【００５５】
２つの炉頂バンカー４に原料を装入する第１供給系統は、前記図１に示す原料装入装置と同様の構成を採用できる。具体的には、複数の原料槽１と、装入ベルトコンベア２と、炉頂バンカー上部に配置され、装入ベルトコンベア２により搬送された原料をいずれかの炉頂バンカーに振り分ける切替シュート１５とで構成することができる。
【００５６】
本発明の原料装入装置は、第１供給系統から分岐して特定原料用バンカー１２に原料を装入する第２供給系統を有するのが好ましい。具体的には、前述したように、第１供給系統を、複数の原料槽１と、装入ベルトコンベア２と、切替シュート１５とで構成する場合、切替シュートから特定原料用バンカーに原料が供給する経路（第２供給系統）を追加し、切替シュートを操作することにより２つの炉頂バンカーおよび特定原料用バンカーのうちのいずれか一つに原料供給先を切替え可能にするのが好ましい。これにより、特定原料用バンカーに原料を供給するのに、第１供給系統を利用することができ、設備コストを抑えることができる。
【００５７】
本発明の原料装入装置は、前記図６に示すように、２つの炉頂バンカー４のうちでいずれか一方の炉頂バンカー４がレベル計１０と、特定原料を一旦貯留する特定原料用バンカー１２と、当該特定原料用バンカー１２から排出される特定原料をレベル計１０を有する炉頂バンカー４のラットホールに装入する特定原料用シュート１６と、特定原料用バンカー１２から排出される特定原料の流量を調整する流量調整弁１１とを有する実施形態に限定されない。
【００５８】
すなわち、本発明の原料装入装置は、２つの炉頂バンカーの両方が前記レベル計と、前記特定原料用バンカーと、前記特定原料用シュートと、前記流量調整弁とをそれぞれ有する実施形態を採用できる。これにより、いずれの炉頂バンカーからも混合層の形成が可能となり、鉱石を貯留する炉頂バンカーの変更が可能となる。このため、高炉炉内にコークス層と混合層を交互に形成する１回の装入サイクルが、例えばコークス２回の分割装入と鉱石１回の装入によって構成され、混合層を形成するために鉱石装入で使用する炉頂バンカーが装入サイクル毎に入れ替わる場合にも対応できる。
【００５９】
なお、設備コストの観点から、本発明の原料装入装置は、２つの炉頂バンカーのうちでいずれか一方の炉頂バンカーがレベル計等を有する実施形態を採用するのが好ましい。
【００６０】
次に、このような本発明の原料装入装置を用いる本発明の原料装入方法を説明する。本発明の原料装入方法の第１実施形態は、上述の本発明の原料装入装置を用いて高炉へ原料を装入する方法であって、レベル計を有する炉頂バンカー内からの原料排出に際し、当該原料排出に伴って形成されるラットホールの原料高さを計測して前記（１）式により規定される原料高さが低下する速度（原料低下速度）を連続的に算出し、当該原料低下速度が増加から減少に変化する時点を検出し、この時点検出から１５秒経過するまでの間に前記特定原料用バンカーからの原料排出を開始することを特徴とする。
【００６１】
従来の炉頂バンカーに順に原料を装入する原料装入方法により、炉頂バンカーに主原料と、特定原料とを順に装入した状態で、炉頂バンカーから原料を排出すると、炉頂バンカーから排出される原料に含まれる主原料と特定原料との割合は時間経過に伴って大きく変化する。この場合、後述する実施例で図８を用いて説明する通り、排出初期には特定原料は排出されることなく、主原料のみが排出され、排出中期には特定原料の割合が増加してピークが現れ、排出中期から末期にかけて徐々に減少し、排出末期に再び増加する。
【００６２】
これに対し、本発明の原料装入方法の第１実施形態は、炉頂バンカー内からの原料排出を開始してから、当該原料装入に伴って形成されるラットホールの原料高さを計測して原料低下速度を連続的に算出し、原料低下速度が増加から減少に変化する時点を検出する。すなわち、ファネルフロー排出特性の変化によりラットホールの内周面周辺に堆積する原料が上部から崩れてラットホール領域にある原料表面へ流れ込みながら排出される時点を検知する。
【００６３】
このようなファネルフロー排出特性の変化に応じて、特定原料用バンカー１２からの原料排出を開始する。これにより、炉頂バンカー内に装入された特定原料の大部分は、ラットホール領域にある原料やラットホールの内周面周辺から崩れてラットホール領域にある原料表面に流れ込む原料と混合されて排出口から排出される。このため、本発明の原料装入方法の第１実施形態は、後述する実施例に図９の本発明例１で示す通り、排出中期から末期まで、炉頂バンカーから排出される原料に含まれる特定原料の割合を均一にすることができる。
【００６４】
したがって、本発明の原料装入方法の第１実施形態により高炉炉内に原料を装入すれば、主原料と特定原料とが均一な割合である混合層を形成でき、高炉炉内の装入物分布の制御性を高めることができる。また、本発明の原料装入方法の第１実施形態は、オンラインでレベル計によって原料高さを計測して原料低下速度を連続的に算出する。このため、原料の種類または装入量の変更や天候変化等による原料の水分含有量の変化によって、原料低下速度が増加から減少に転じる時点が変動した場合でも、高炉炉内に主原料と特定原料とが均一な割合である混合層を形成できる。
【００６５】
本発明の原料装入方法の第１実施形態では、高炉炉内で主原料と特定原料とが均一な割合である混合層の形成を促進して融着帯における反応効率と通気性を改善する観点から、原料低下速度が増加から減少に変化する時点を検出した後、すみやかに（同時に）特定原料用バンカーからの原料排出を開始するのが好ましい。一方、特定原料用バンカーからの原料排出の開始が遅すぎると、高炉炉内で混合層が充分に形成されないおそれがあるので、本発明の原料装入方法の第１実施形態では、原料低下速度が増加から減少に変化する時点を検出してから１５秒経過するまでの間に（１５秒以内に）特定原料用バンカーからの原料排出を開始する。
【００６６】
本発明の原料装入方法の第２実施形態は、上述の本発明の原料装入装置を用いて高炉へ原料を装入する方法であって、事前に、前記レベル計を有する炉頂バンカー内からの原料排出を開始してから、前記（１）式により算出される原料高さが低下する速度が増加から減少に変化する時点までに経過する時間Ａを把握しておき、時間Ａを把握した条件と同一条件で行うレベル計を有する炉頂バンカー内からの原料装入に際し、事前に把握した時間Ａの１５秒前から時間Ａまでの間で特定原料用バンカーからの原料排出を開始することを特徴とする。
【００６７】
原料排出を開始してから原料低下速度が増加から減少に変化する時点までに経過する時間Ａは、所定の操業条件に従って主原料を炉頂バンカーに装入した後で排出する際に、レベル計によって炉頂バンカー内に形成されるラットホールの原料高さを一定時間間隔で計測し、原料低下速度を算出することによって把握することができる。
【００６８】
前述の通り、原料の種類、装入量、および、炉頂バンカーが備える流量調整弁の開度によって原料低下速度が増加から減少に転じる時点は変動する。この他にも、炉頂バンカーの形状や炉頂バンカーに供給されて堆積した原料の頂点位置、原料の水分含有量によって、原料低下速度が増加から減少に転じる時点は変動する。一方、これらの条件が同一であれば、原料低下速度が増加から減少に転じる時点は一定の範囲内となる。このため、本発明の原料装入方法の第２実施形態では、事前に時間Ａを把握した際の条件と、特定原料を炉頂バンカー内に装入しつつ炉頂バンカー内から原料を装入する際の条件とを同一とする。
【００６９】
本発明の原料装入方法の第２実施形態では、炉頂バンカー内からの原料装入に際し、事前に把握した時間Ａの１５秒前から時間Ａまでの間に特定原料用バンカーからの原料排出を開始する。後述する実施例に示すように、事前に把握した時間Ａの１５秒前に特定原料用バンカーからの原料排出を開始する場合でも、炉頂バンカーから排出される原料に含まれる主原料と特定原料との割合を所望の割合かつ均一に制御できる。一方、事前に把握した時間Ａの１５秒前より早い時期に特定原料用バンカーからの原料排出を開始すると、炉頂バンカーから排出される原料に含まれる特定原料の割合が一時的に大きく変化（増加）する現象が発生する。
【００７０】
このような本発明の原料装入方法の第２実施形態は、上特定原料用バンカーからの原料排出を時間Ａの１５秒前から時間Ａまでの間に開始する。これにより、本発明の原料装入方法の第１実施形態と比べ、より長い時間に亘って、炉頂バンカーから排出される原料に含まれる主原料と特定原料との割合を所望の割合かつ均一に制御できる。
【００７１】
本発明の原料装入方法によれば、原料の種類や主原料と特定原料との混合割合、炉頂バンカーまたは特定原料用バンカーが備える流量調整弁の操作、旋回シュートの傾動操作といった条件のうちから、適宜、条件を選択して調整することにより、高炉の操業状態によって変化する様々な装入条件に対応できる。
【００７２】
例えば、鉱石を主原料、コークスを特定原料とし、旋回シュートを操作して高炉炉内の炉壁側、中間部および中心側の順に原料を装入する際に、中心部に鉱石とコークスの混合層を形成させたくない場合（炉壁側および中心側に鉱石のみの層、中間部に混合層を形成する場合）でも、本発明の原料装入方法を適用できる。
【００７３】
この場合は、炉頂バンカーからの鉱石排出が完了するよりも、特定原料用バンカーから炉頂バンカーへのコークスの供給が早く完了するようにする。具体的には、特定原料用バンカーが備える流量調整弁の開度を変更することなく、特定原料用バンカーへのコークスの装入量を減らせばよい。また、特定原料用バンカーへのコークスの装入量を変更することなく、特定原料用バンカーが備える流量調整弁の開度を変更して大きくしてもよい。
【００７４】
あるいは、鉱石を主原料、コークスを特定原料とし、旋回シュートを操作して高炉炉内の炉壁側、中間部および中心側の順に原料を装入する際に、炉壁側においてより炉壁に近い位置から鉱石とコークスとの混合層を形成したい場合にも、本発明の原料装入方法を適用できる。
【００７５】
この場合は、炉頂バンカーが備える流量調整弁の開度を変更して大きくすることにより、炉頂バンカー内からの原料排出を開始してから、原料低下速度が増加から減少に転じる時点までに経過する時間を短縮できる。これにより、特定原料用バンカーからのコークス排出を開始する時期を早めることができ、高炉炉内に装入された原料の炉壁側において、より炉壁に近い位置から混合層とすることができる。
【００７６】
また、高炉の操業では、現状、炉内に装入されるコークスの全量のうちで、１〜２割程度のコークスが鉱石と混合されて装入される。このため、本発明の原料装入装置は、特定原料用バンカーの容量を、炉頂バンカーの容量に対する比（特定原料用バンカーの容量／炉頂バンカーの容量）で０．１以上とするのが好ましい。一方、特定原料用バンカーの容量が大き過ぎると、原料装入装置を主とする原料装入設備が大型化して高くなり、設備コスト面で不利となる。このため、特定原料用バンカーの容量は、炉頂バンカーの容量に対する比で０．５以下にするのが好ましい。
【００７７】
なお、本発明は、実施形態で参照しながら説明した並列バンカー式ベルレス装入装置に限定されるものではなく、垂直バンカー式ベルレス装入装置にも適用可能である。また、前記図６に示す原料装入装置が有する炉頂バンカーの形状では、ラットホールは排出口の真上に形成されることから、レベル計を排出口の真上に配置するとともに、排出口の真上に特定原料が装入されるように特定原料用シュートを配置した。ラットホールは、通常、炉頂バンカーの排出口の真上に形成されるが、炉頂バンカーの形状によってこれ以外の位置に形成される場合がある。この場合でも、ラットホールが形成される位置を事前に確認しておくことによって、本発明を適用可能である。
【実施例】
【００７８】
本発明の原料装入装置およびそれを用いた原料装入方法による効果を検証するため、下記の試験を行った。【００７９】
［試験方法］
本試験では、高炉容積５，３７０ｍ３の５．６分の１縮尺である並列バンカー式ベルレス装入模型装置を用いた。ベルレス装入模型装置の炉頂バンカーの形状は、前記図３に示した通りである。このベルレス装入模型装置に、前記図６に示す原料装入装置と同様に、炉頂バンカーの排出口の真上にレベル計（非接触式レーザー距離計）と、特定原料を一旦貯留する特定原料用バンカーと、特定原料用バンカーから排出される特定原料を炉頂バンカーのラットホールに装入する特定原料用シュートと、特定原料用バンカーから排出される特定原料の流量を調整する流量調整弁とを設けた。炉頂バンカーに主原料として鉱石である焼結鉱６７６ｋｇを装入し、特定原料用バンカー１２にコークス２０ｋｇを装入した。【００８０】
この状態で、本発明例１では、炉頂バンカーが備える流量調整弁を開け、開度を一定にして炉頂バンカーからの原料排出を開始した。その際、レベル計によって、排出口の真上に形成されるラットホールの原料高さを１秒毎に計測し、前記（１）式により原料低下速度を連続的に算出した。【００８１】
本発明例１では、原料低下速度が増加から減少に変化する時点を検知すると同時に、特定原料用バンカーが備える流量調整弁を開け、開度を一定にして特定原料用バンカーから炉頂バンカーのラットホールの中心に向けて特定原料を排出した。【００８２】
本発明例２では、本発明例１により把握した炉頂バンカー内からの原料排出を開始してから原料低下速度が増加から減少に変化する時点までに経過する時間Ａを利用して、特定原料バンカーからの原料排出を開始した。ここで、本発明例１では、炉頂バンカー内からの原料排出を開始してから原料低下速度が増加から減少に変化する時点までに経過した時間Ａは３５秒であった。【００８３】
本発明例２では、本発明例１と同一条件で炉頂バンカーおよび特定原料用バンカーに原料が装入された状態で、炉頂バンカーが備える流量調整弁を開け、開度を一定にして炉頂バンカーからの原料排出を開始した。炉頂バンカー内からの原料排出を開始してから、事前に把握した時間Ａが経過する１５秒前（炉頂バンカー内からの原料排出を開始してから２０秒経過した時）に、特定原料用バンカーが備える流量調整弁を開け、開度を一定にして特定原料用バンカーから炉頂バンカーのラットホールの中心に向けて特定原料を排出した。【００８４】
本発明例１および２ともに、炉頂バンカー内から全ての鉱石が排出される時期と、特定原料バンカー内から全てのコークスが排出される時期とが同じになるように、特定原料用バンカーが備える流量調整弁の開度を設定した。【００８５】
比較例では、炉頂バンカーに主原料である鉱石を装入した後、特定原料であるコークスを装入した。【００８６】
図７は、比較例で炉頂バンカーに装入された原料の状態を示す図である。図７に示すように、比較例では、炉頂バンカー内で鉱石からなる層１４の上に、コークスからなる層１３が形成された状態とした。このように炉頂バンカーに原料を装入した状態で、比較例では、炉頂バンカーが備える流量調整弁を開け、開度を一定にして炉頂バンカーからの原料排出を開始し、炉頂バンカー内の全ての原料を排出した。【００８７】
［評価基準］
本発明例および比較例ともに、炉頂バンカーの原料排出を開始してから試験終了までの間について約６秒毎に、炉頂バンカーから排出された原料から４〜６ｋｇの試料を採取した。採取した試料について、磁選、および目視によりコークスを分離して質量を計測し、原料のコークス含有率（質量％）を算出した。【００８８】
［試験結果］
図８は、比較例における経過時間と、コークス含有率との関係を示す図である。図８に示す経過時間は、相対値であり、炉頂バンカーから原料排出を開始した時点を０とし、炉頂バンカーから原料排出を終了した時点（全ての原料が排出された時点）を１とする。【００８９】
図８から、比較例では、排出初期には排出口真上に堆積する鉱石が排出されてラットホールが形成されることから、排出開始時から経過時間が０．３となる付近まではコークスは排出されずに鉱石のみが排出された。排出中期には排出口真上に堆積するコークスに加えてラットホールの内周面周辺に堆積するコークスが崩壊してラットホール領域にある原料表面へ流れ込むので、コークスの含有率が増加し経過時間０．５付近でピークとなった。さらに排出中期から末期にかけては、コークスの含有率が徐々に減少していくが、排出末期にはバンカー側壁近傍に堆積するコークスが排出されることから、コークスの含有率が再び増加した。【００９０】
図９は、本発明例１および本発明例２における経過時間と、コークス含有率との関係を示す図である。図９に示す経過時間は、前記図８と同様に相対値であり、炉頂バンカーから原料排出を開始した時点を０とし、炉頂バンカーから原料排出を終了した時点（全ての原料が排出された時点）を１とする。【００９１】
コークスの含有率は、本発明例１では経過時間約０．６以降で約４〜７％、本発明例２では経過時間約０．５以降で約５〜７％とほぼ一定になっており、本発明が目指す炉頂バンカーから排出される原料における混合割合の均一化が実現できていることが確認できた。【００９２】
ここで、本発明例２において、特定原料用バンカーからコークスの排出を開始するタイミングをさらに早めていくと、図８に示したような大きなピークをもつ従来の排出パターンに近づいていく。このため、本発明の原料装入方法の第２実施形態では、事前に把握した原料低下速度が増加から減少に変化する時間の１５秒前から当該時間までの間で特定原料用バンカーからの原料排出を開始する。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の原料装入装置およびそれを用いた原料装入方法により、鉄源や還元材と少量の特定原料とを炉内へ装入して混合層を形成すれば、主原料と特定原料とが均一な混合割合である混合層を形成でき、高炉炉内の装入物分布の制御性を高めることができる。【００９４】
したがって、高炉の操業において、本発明の原料装入装置およびそれを用いた原料装入方法を適用し、鉱石とコークスとの混合層を炉内に形成することにより、融着帯で還元反応を促進するとともに、通気性を改善することができ、高炉の生産性向上に大きく寄与することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１：原料槽、  ２：装入ベルトコンベア、  ３：装入原料、
４：炉頂バンカー、  ４ａ：排出口、  ５：炉頂バンカーの流量調整弁、
６：開口、  ７：集合ホッパー、  ８：旋回シュート、
８ａ：旋回シュートの中心軸、  ９：高炉、  ９ａ：高炉の中心軸、
１０：レベル計、  １１：特定原料用バンカーの流量調整弁、
１２：特定原料用バンカー、  １３：特定原料、
１４：主原料（鉱石）、  １５：切替シュート、
１６：特定原料用シュート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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