(57)【要約】【課題】均排圧操作においてホッパー内に半清浄ガスを導入することによって生じる支障を低減する。【解決手段】少なくとも鉄鉱石を含む原料を収容するホッパー１４と、ホッパー１４から装入された原料に含まれる鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成する高炉本体１０と、高炉本体１０における銑鉄の生成過程で生じた高炉ガスを水分で洗浄する湿式ガス清浄器３８と、ホッパー１４から高炉本体１０に原料を装入する際、湿式ガス清浄器３８で洗浄された高炉ガスの一部をホッパー１４に導いてホッパー１４内を昇圧するとともに、原料の装入後、ホッパー１４内を復圧する均排圧機構１００と、を備える。均排圧機構１００は、湿式ガス清浄器３８で洗浄された高炉ガスに含まれる水分を除去する水分除去部（デミスター）２００を有し、水分除去部（デミスター）２００で水分が除去された高炉ガスをホッパー１４に導く。【選択図】図１
2014234537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも鉄鉱石を含む原料を収容するホッパーと、
前記ホッパーから装入された原料に含まれる鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成する高炉本体と、
前記高炉本体における銑鉄の生成過程で生じた高炉ガスを水分で洗浄する湿式ガス清浄器と、
前記ホッパーから前記高炉本体に原料を装入する際、前記湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスの一部を該ホッパーに導いて該ホッパー内を昇圧するとともに、該原料の装入後、該ホッパー内を復圧する均排圧機構と、
を備え、
前記均排圧機構は、
前記湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスに含まれる水分を除去する水分除去部を有し、該水分除去部で水分が除去された高炉ガスを前記ホッパーに導くことを特徴とする高炉。
【請求項２】
前記均排圧機構は、前記湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスの一部を前記ホッパーに導く半清浄ガス管を備え、
前記水分除去部は、前記半清浄ガス管に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の高炉。
【請求項３】
前記水分除去部は、前記湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスが流通する流路が内部に形成された筒体を備え、該流路の一端側から他端側へと、該高炉ガスを旋回させながら軸方向に流通させる軸流サイクロン式のミストセパレータで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の高炉。
【請求項４】
前記筒体の内部には、水分が除去された高炉ガスを前記ホッパーに導く配管のガス流れ込み口が位置しており、該ガス流れ込み口が形成される該配管の端面は、ベルマウスの曲面形状であることを特徴とする請求項３に記載の高炉。
【請求項５】
少なくとも鉄鉱石を含む原料を収容するホッパー、該ホッパーから装入された原料に含まれる鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成する高炉本体、および、該高炉本体における銑鉄の生成過程で生じた高炉ガスを水分で洗浄する湿式ガス清浄器を備えた高炉に設けられ、該ホッパーから該高炉本体に原料を装入する際、該湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスの一部を該ホッパーに導いて該ホッパー内を昇圧するとともに、該原料の装入後、該ホッパー内を復圧する高炉の均排圧機構であって、
前記湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスに含まれる水分を除去する水分除去部を備え、該水分除去部で水分が除去された高炉ガスを前記ホッパーに導くことを特徴とする高炉の均排圧機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉本体に原料を装入するホッパーを備えた高炉、および、ホッパーの均排圧を行うための高炉の均排圧機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、鉄鉱石、コークス等の燃料となる還元剤、不純物を除去する石灰石等の原料を収容するホッパーと、このホッパーから装入された原料に含まれる鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成する高炉本体とを備えた高炉が知られている。このような高炉においては、ホッパーに均排圧管が接続されており、原料を高炉本体に装入する際に、均排圧管からホッパー内に気体を送出してホッパー内を昇圧したり、原料の装入後、均排圧管からホッパー内の気体を排出してホッパー内を復圧（大気圧）したりする均排圧操作がなされる。
【０００３】
一般的に、均排圧操作では、原料を高炉本体に装入する際に、一次均圧および二次均圧が行われる。具体的に説明すると、高炉では、高炉本体における銑鉄の生成過程で生じた高炉ガスが、湿式ガス清浄器により水分で洗浄され、半清浄ガスとして外部に排出されるが、一次均圧では、この半清浄ガスの一部が、半清浄ガス管を介してホッパーに導入される。そして、一次均圧を行った後に、高圧ガス源からホッパーに窒素ガスを導入し、ホッパー内の圧力を高炉本体内の圧力と均等にする二次均圧を行う。このようにして、一次均圧および二次均圧を行い、ホッパー内の圧力が高炉本体内の圧力と等しくなったところで、ホッパーから高炉本体に原料を装入する。
【０００４】
ここで、ホッパーの上部には、当該ホッパーに原料を装入するための装入口が設けられており、また、ホッパーの下部には、当該ホッパーから高炉本体に向けて原料を導出するための排出口が設けられている。そして、上記のように均排圧操作を行う必要性から、ホッパーの装入口および排出口には、これらを開閉するためのシール弁がそれぞれ設けられており、これらシール弁を閉弁することで、ホッパーを密閉することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０６−２５３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の高炉においては、シール弁を境として、ホッパーの内側と外側との間に大きな温度差がある状況下で、一次均圧によって、水分を含んだ半清浄ガスがホッパーに導入される。その結果、一次均圧によってホッパー内に半清浄ガスが導入されると、シール弁の近傍において、半清浄ガスが飽和水蒸気温度以下まで冷却されて結露する。こうしてホッパー内で結露が生じると、結露が生じた部分に原料中の粉塵が付着して成長する。こうしてシール弁のシール部（パッキン）に粉塵が付着すると、シール機能が低下するばかりか、シール弁が摩耗、損傷して遂にはシール弁を交換しなければならないという課題がある。また、ホッパー内に粉塵が付着すると、原料の重量測定に異常が生じたり、シュート詰まりが発生しやすくなったりするという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、均排圧操作においてホッパー内に半清浄ガスを導入することによって生じる支障を低減することができる高炉および高炉の均排圧機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の高炉は、少なくとも鉄鉱石を含む原料を収容するホッパーと、ホッパーから装入された原料に含まれる鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成する高炉本体と、高炉本体における銑鉄の生成過程で生じた高炉ガスを水分で洗浄する湿式ガス清浄器と、ホッパーから高炉本体に原料を装入する際、湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスの一部をホッパーに導いてホッパー内を昇圧するとともに、原料の装入後、ホッパー内を復圧する均排圧機構と、を備え、均排圧機構は、湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスに含まれる水分を除去する水分除去部（デミスター）を有し、水分除去部（デミスター）で水分が除去された高炉ガスをホッパーに導くことを特徴とする。
【０００９】
また、均排圧機構は、湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスの一部をホッパーに導く半清浄ガス管を備え、水分除去部（デミスター）は、半清浄ガス管に接続されているとよい。
【００１０】
また、水分除去部（デミスター）は、湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスが流通する流路が内部に形成された筒体を備え、流路の一端側から他端側へと、高炉ガスを旋回させながら軸方向に流通させる軸流サイクロン式のミストセパレータで構成されているとよい。
【００１１】
また、筒体の内部には、水分が除去された高炉ガスをホッパーに導く配管のガス流れ込み口が位置しており、ガス流れ込み口が形成される配管の端面は、ベルマウスの曲面形状であるとよい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の高炉の均排圧機構は、少なくとも鉄鉱石を含む原料を収容するホッパー、ホッパーから装入された原料に含まれる鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成する高炉本体、および、高炉本体における銑鉄の生成過程で生じた高炉ガスを水分で洗浄する湿式ガス清浄器を備えた高炉に設けられ、ホッパーから高炉本体に原料を装入する際、湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスの一部をホッパーに導いてホッパー内を昇圧するとともに、原料の装入後、ホッパー内を復圧する高炉の均排圧機構であって、湿式ガス清浄器で洗浄された高炉ガスに含まれる水分を除去する水分除去部（デミスター）を備え、水分除去部（デミスター）で水分が除去された高炉ガスをホッパーに導くことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、均排圧操作においてホッパー内に半清浄ガスを導入することによって生じる支障を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】高炉の全体構成を説明する概念図である。
【図２】水分除去部（デミスター）を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
図１は、高炉１の全体構成を説明する概念図である。図１に示す高炉１は、金属原料である鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成する高炉本体１０と、この高炉本体１０の鉛直上方に設置され、鉄鉱石、コークス等の燃料となる還元剤、不純物を除去する石灰石等（以下、鉄鉱石、還元剤、石灰石等の混合物を単に「原料」と称する）を、高炉本体１０に対して、その炉頂から装入するベルレス式炉頂装入装置Ｂと、を備えて構成される。
【００１７】
高炉本体１０の炉頂内部には、ベルレス式炉頂装入装置Ｂから装入された原料を、トラフ状の傾斜面上で滑らせながら下方に落下させる分配シュート１２が設けられている。この分配シュート１２は、一端側が高炉本体１０の中心に位置するとともに、他端側が、一端側よりも下方に位置するように設けられている。そして、高炉本体１０に設けられた不図示の駆動装置を駆動すると、分配シュート１２は、旋回しながらその傾斜角度を可変して、一端側を中心軸として回転する。これにより、高炉本体１０内に装入された原料は、分配シュート１２のトラフ状の傾斜面上を滑りながら落下するとともに、高炉本体１０の円周方向に分配装入されることとなる。
【００１８】
ベルレス式炉頂装入装置Ｂは、高炉本体１０よりも鉛直上方に設置される２つのホッパー１４を備えた、所謂、パラレル式の炉頂装入装置で構成されている。ホッパー１４の上端には、ホッパー１４内に原料を装入する装入口１４ａが形成されるとともに、この装入口１４ａを開閉する上部シール弁１６が設けられている。また、ホッパー１４の鉛直上方には、第１ホッパー１８が設けられており、この第１ホッパー１８の底面とホッパー１４の装入口１４ａとが、装入シュート２０によって接続されている。
【００１９】
第１ホッパー１８のさらに鉛直上方には、原料を搬送する装入コンベヤ２２の終端部ヘッドプーリー２２ａが位置しており、装入コンベヤ２２によって不図示の原料槽から搬送された原料が、終端部ヘッドプーリー２２ａから第１ホッパー１８に落下、装入される。また、第１ホッパー１８内には、旋回シュート２４が設けられており、この旋回シュート２４によって、第１ホッパー１８に装入された原料が、２つのホッパー１４に振り分けられることとなる。
【００２０】
また、ホッパー１４の下端には、ホッパー１４内に収容された原料を、鉛直下方に排出する排出口１４ｂが形成されている。この排出口１４ｂには、その開度を可変とするための原料流調ゲート２５が設けられており、この原料流調ゲート２５の開度制御によって原料の装入量が制御されることとなる。そして、ホッパー１４の鉛直下方には集合ホッパー２６が設けられている。この集合ホッパー２６には、ホッパー１４の排出口１４ｂに臨む不図示の投入口と、この投入口を開閉する下部シール弁２８とが設けられている。
【００２１】
したがって、下部シール弁２８を開弁後、原料流調ゲート２５を開にすると、ホッパー１４に収容された原料が、集合ホッパー２６に落下、装入される。このようにして集合ホッパー２６に装入された原料は、垂直シュート３０を介して、高炉本体１０の中心から分配シュート１２上に装入され、分配シュート１２によって高炉本体１０内に分配装入されることとなる。
【００２２】
上記のようにして高炉本体１０に原料が装入されると、高炉本体１０内を降下する過程で、金属原料である鉄鉱石が溶融して銑鉄が生成される。この銑鉄の生成過程で生じた高炉ガスは、高炉本体１０の炉頂近傍に接続された上昇管３２から高炉本体１０の外部に排出される。上昇管３２には、下降管３４を介して乾式除塵器３６が接続されており、高炉本体１０から排出された高炉ガスは、上昇管３２および下降管３４を介して乾式除塵器３６に導かれる。
【００２３】
乾式除塵器３６は、例えば、重力沈降式チャンバーやサイクロン等の所謂、ダストキャッチャーで構成され、下降管３４から導かれた高炉ガス中の粗粒、中粒ダストを、重力沈降によって高炉ガス中から取り除く。そして、乾式除塵器３６でダストが除去された高炉ガスは、乾式除塵器３６から湿式ガス清浄器３８に送出される。湿式ガス清浄器３８は、高炉ガスを水分でスプレー洗浄して、高炉ガス中の微細粒ダストまで取り除く。なお、湿式ガス清浄器３８は、水洗によって高炉ガス中のダストを取り除くものであれば、その具体的な構成は特に限定されないが、ここでは、所謂、リング・スリット・ウォッシャー（ＲＳＷ）で構成されているものとする。
【００２４】
また、湿式ガス清浄器３８には第２排気管４０が接続されており、湿式ガス清浄器３８においてスプレー水による洗浄によってダストが除去されたガス（以下、湿式ガス清浄器３８で洗浄されたガスを「半清浄ガス」と称する）が、第２排気管４０へと送出される。この第２排気管４０には、ミストセパレータ４２が接続されており、湿式ガス清浄器３８で水洗いされた半清浄ガス中に含まれる水分が除去される。こうしてミストセパレータ４２において水分が除去されたガス（以下、ミストセパレータ４２で水分が除去されたガスを「清浄ガス」と称する）は、ミストセパレータ４２の下流側に設けられた発電設備（炉頂圧力回収タービン：ＴＲＴ）４４および低圧側ガス本管４６を経由して不図示のガスホルダーに導かれ、燃料ガスとして使用されることとなる。
【００２５】
ここで、高炉本体１０の内部は高圧であるため、ホッパー１４から高炉本体１０に原料を装入するためには、ホッパー１４の内圧を、高炉本体１０の内圧と等しくする均圧操作を行う必要がある。具体的には、ホッパー１４から高炉本体１０に原料を装入する際には、上部シール弁１６および下部シール弁２８を閉弁してホッパー１４を密閉した状態で、ホッパー１４に気体を送出し、ホッパー１４の内圧を高炉本体１０の内圧と等しくする。こうしてホッパー１４の内圧を、高炉本体１０の内圧と等しい均圧状態に維持したまま、下部シール弁２８を開弁後、原料流調ゲート２５の開度制御を行って、ホッパー１４から高炉本体１０に原料を装入する。
【００２６】
また、ホッパー１４から高炉本体１０に対する原料の装入が完了すると、ホッパー１４には、再度、装入コンベヤ２２から原料が装入される。このとき、ホッパー１４の内圧が高くなっているため、ホッパー１４の内圧を大気圧まで復圧する排圧操作を行う必要がある。具体的には、ホッパー１４に原料を装入する際には、原料流調ゲート２５および下部シール弁２８を閉弁し、ホッパー１４から気体を外部に排出して、ホッパー１４の内圧を大気圧まで復圧する。こうしてホッパー１４内の圧力が大気圧となったら、上部シール弁１６を開弁して、旋回シュート２４および装入シュート２０を介して、ホッパー１４に原料を装入することとなる。
【００２７】
そこで、本実施形態の高炉１は、上記の均圧操作および排圧操作（以下、均圧操作および排圧操作を合わせて「均排圧操作」と称する）を行うべく、均排圧機構１００を備えている。以下に、この均排圧機構１００について詳述する。
【００２８】
均排圧機構１００は、湿式ガス清浄器３８に接続され、湿式ガス清浄器３８でスプレー洗浄された半清浄ガスの一部が導かれる半清浄ガス管１０２と、この半清浄ガス管１０２に接続された一次均圧ライン１０４と、を備えている。図中、実線で示すように、一次均圧ライン１０４は、２つの一次均圧ライン１０４ａに分岐しており、これら一次均圧ライン１０４ａの一端が、それぞれホッパー１４に接続されている。
【００２９】
また、均排圧機構１００は、窒素等の不活性ガスが充填された高圧ガス源１０６と、この高圧ガス源１０６から供給される不活性ガス（窒素ガス）をホッパー１４に導く、図中破線で示す二次均圧ライン１０８と、を備えている。
【００３０】
さらに、均排圧機構１００は、図中一点鎖線で示すように、排圧操作においてホッパー１４から排出された気体を低圧側ガス本管４６に導く排圧ライン１１０を備えている。なお、一次均圧ライン１０４ａ上、および、排圧ライン１１０上には、サイクロン除塵器１１２が設けられている。
【００３１】
上記の均排圧機構１００によれば、ホッパー１４から高炉本体１０に原料を装入する際に、均圧操作として一次均圧および二次均圧を行う。具体的に説明すると、均圧操作を行う場合、まず、一次均圧として、不図示のバルブを開き、湿式ガス清浄器３８でスプレー洗浄された半清浄ガスの一部を、半清浄ガス管１０２、一次均圧ライン１０４、１０４ａを介してホッパー１４に導く。こうして半清浄ガスが導入され、ホッパー１４内の圧力が所定の圧力まで昇圧したら、上記のバルブを閉じて半清浄ガスの導入を停止する。次いで、二次均圧として、高圧ガス源１０６から二次均圧ライン１０８を介してホッパー１４に不活性ガス（窒素ガス）を導入し、ホッパー１４内の圧力を高炉本体１０の圧力まで昇圧する。以上のようにして一次均圧および二次均圧を順次行うことで、ホッパー１４内の圧力が高炉本体１０の圧力と等しくなり、ホッパー１４から高炉本体１０への原料の装入が可能となる。
【００３２】
一方で、高炉本体１０への原料の装入後、ホッパー１４内を復圧する場合には、次のようにして排圧操作を行う。すなわち、排圧ライン１１０に設けられた不図示のバルブを開くと、ホッパー１４内の気体が、排圧ライン１１０を介して低圧側ガス本管４６に排出される。このとき、排圧ライン１１０にはサイクロン除塵器１１２が設けられており、ホッパー１４から排出された気体は、サイクロン除塵器１１２で粉塵が除去された後に、低圧側ガス本管４６に導かれることとなる。こうして排圧操作を行うことで、ホッパー１４内の圧力が大気圧まで復圧し、再度、装入コンベヤ２２からホッパー１４への原料の装入が可能となる。
【００３３】
ただし、上記のように、均圧操作に用いられる半清浄ガスには水分が含まれている。このように、水分が含まれる半清浄ガスを、そのままホッパー１４に導入してしまうと、ホッパー１４内が、湿潤した雰囲気に晒されてしまう。ホッパー１４は、上部シール弁１６および下部シール弁２８を境として、ホッパー１４の内側と外側との間に大きな温度差がある。こうした状況下で、一次均圧によって、水分を含んだ半清浄ガスをホッパー１４内に導入してしまうと、上部シール弁１６および下部シール弁２８の近傍において、半清浄ガスが飽和水蒸気温度以下まで冷却されて結露してしまう。こうしてホッパー１４内で結露が生じると、結露が生じた部分に原料中の粉塵が付着して成長する。こうして上部シール弁１６および下部シール弁２８のシール部（パッキン）に粉塵が付着すると、シール機能が低下するばかりか、上部シール弁１６や下部シール弁２８が摩耗、損傷し、ひいては上部シール弁１６、下部シール弁２８を交換しなければならない。また、ホッパー１４内に粉塵が付着すると、原料の重量測定に異常が生じたり、シュート詰まりが発生しやすくなったりする。
【００３４】
そこで、本実施形態の均排圧機構１００は、湿式ガス清浄器３８で洗浄された半清浄ガスに含まれる水分を除去する水分除去部（デミスター）２００が半清浄ガス管１０２に設けられており、水分除去部（デミスター）２００で水分が除去された半清浄ガスをホッパー１４に導く。以下に、水分除去部（デミスター）２００の具体的な構成について説明する。
【００３５】
図２は、水分除去部（デミスター）２００を説明する概念図である。本実施形態では、軸流サイクロン式のミストセパレータによって水分除去部（デミスター）２００が構成されている。この水分除去部（デミスター）２００は、湿式ガス清浄器３８で洗浄された半清浄ガスが流通する流路となるチャンバー２０２が内部に形成された筒体２０４を備えている。この筒体２０４は、図２中一点鎖線で示す軸心方向の一端２０４ａと他端２０４ｂとがそれぞれ開口しており、軸心を鉛直方向に沿わせた状態で、一端２０４ａが鉛直上方に、他端２０４ｂが鉛直下方に位置している。この筒体２０４の一端２０４ａは、拡径管２０６を介して、水分除去部（デミスター）２００の上流側（湿式ガス清浄器３８側）に設けられる半清浄ガス管１０２ａに接続されている。
【００３６】
拡径管２０６は、半清浄ガス管１０２ａ側から筒体２０４側に向かって径が漸増する管体であり、その内部には、コーン２０８が設けられている。このコーン２０８は、略半球形状であって、拡径管２０６の内壁との間に隙間２１０を形成し、半清浄ガス管１０２ａから拡径管２０６に導入された半清浄ガスを、拡径管２０６の内壁全周に均等に分配する。また、コーン２０８によって流路が狭められることから、半清浄ガスは、隙間２１０において流速が約２倍に上昇する。そして、隙間２１０で流速を増した半清浄ガスは、コーン２０８に形成された不図示の孔から、コーン２０８と筒体２０４の一端２０４ａとの間に設けられたガイドベーン２１２に導かれる。このガイドベーン２１２は、筒体２０４の軸心に対して４５〜６０度の傾斜角を有しており、隙間２１０から導かれる半清浄ガスを、筒体２０４の内周面に衝突させる。これにより、半清浄ガスは、図２中破線矢印ａで示すように、一端２０４ａ側から他端２０４ｂ側へと、筒体２０４内に形成される流路（チャンバー２０２）内を旋回しながら軸方向下方に流通することとなる。
【００３７】
また、水分除去部（デミスター）２００の下流側（ホッパー１４側）に設けられる半清浄ガス管１０２ｂの端部は曲管で構成されており、その開口１０２ｂ１を、筒体２０４のチャンバー２０２に位置させている。この開口１０２ｂ１の径は、筒体２０４の径よりも小さく、半清浄ガス管１０２ｂの外周面と、筒体２０４の内周面との間には間隙が形成されている。そして、筒体２０４の他端２０４ｂは、下部コーン２１４を介して排液管２１６に連通している。排液管２１６は、筒体２０４と、半清浄ガス管１０２ｂのうち、湿式ガス清浄器３８の近傍とを接続している（図１参照）。したがって、半清浄ガスは、筒体２０４内に形成される流路（チャンバー２０２）の一端２０４ａ側から他端２０４ｂ側へと、ガス中の水分（ミスト）を遠心力と重力により、筒体２０４の内壁に沿って軸方向下方に流下させながら旋回する。こうして、水分が除去された半清浄ガスは、開口１０２ｂ１から半清浄ガス管１０２ｂに導かれ、半清浄ガスから除去された水分は、排液管２１６を介して湿式ガス清浄器３８に返送されることとなる。
【００３８】
なお、半清浄ガスの旋回流によって飛散した水分が、開口１０２ｂ１から半清浄ガス管１０２ｂに浸入することがあるため、半清浄ガス管１０２ｂと下部コーン２１４との間には、半清浄ガス管１０２ｂに浸入した水分を、排液管２１６へ排出する戻り管２１８が接続されている。
【００３９】
ここで、半清浄ガス管１０２ｂにおける、半清浄ガスのガス流れ込み口となる開口１０２ｂ１は、ベルマウス１０２ｂ２の曲面形状となっている。このように、開口１０２ｂ１をベルマウス１０２ｂ２とすることで、端面が同一径である直管端面形状に比べて、ガス流れ込み時の入口損失を約１／２０以下に大幅に低減し、水分除去部（デミスター）２００全体の圧力損失を低減することができる。なお、ここでは、開口１０２ｂ１の端面形状をベルマウス１０２ｂ２の曲面形状としたが、開口１０２ｂ１の形状は特に限定されず、上記の直管端面形状としてもよい。
【００４０】
また、水分を除去する空間、すなわち、半清浄ガスを旋回させる空間を分離空間とし、この分離空間の距離をＨとする。また、筒体２０４の内径、すなわち、チャンバー２０２の直径をＤとする。この場合、分離空間の距離Ｈと、チャンバー２０２の直径Ｄとの比率Ｈ／Ｄが小さいと、半清浄ガス中の水分に対する慣性分離が十分に機能せず、逆に、Ｈ／Ｄが大きいと、旋回流によって分離した水分が、分離空間の下流側において再飛散されやすくなってしまう。したがって、分離空間の距離Ｈと、チャンバー２０２の直径Ｄとの比率Ｈ／Ｄは、２．０〜３．０程度とするとよい。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態の均排圧機構１００によれば、湿式ガス清浄器３８で洗浄された半清浄ガスに含まれる水分を水分除去部（デミスター）２００によって除去した後に、ホッパー１４に導くので、ホッパー１４内が湿潤した雰囲気に晒されにくい。したがって、ホッパー１４内で結露が生じにくくなり、結露による原料中の粉塵の付着がもたらすさまざまな支障を低減することができる。
【００４２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４３】
上記実施形態では、軸流サイクロン式のミストセパレータで水分除去部（デミスター）２００を構成することとしたが、水分除去部（デミスター）２００は、湿式ガス清浄器３８で洗浄された半清浄ガス中の水分を除去するものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。例えば、半清浄ガスを冷却し、半清浄ガスに含まれる水分を除去するクーラーで水分除去部（デミスター）２００を構成してもよいし、また、水分除去部（デミスター）２００をメッシュタイプのフィルタで構成し、フィルタを通過する過程で半清浄ガスに含まれる水分を除去してもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、軸流サイクロン式のミストセパレータで水分除去部（デミスター）２００を構成し、半清浄ガスが流通する流路となるチャンバー２０２を構成する筒体２０４の軸心を、鉛直方向に沿わせて配置することとしたが、筒体２０４の軸心を、水平方向に近づけて傾斜配置してもよく、その設置方向は適宜設計可能である。例えば、筒体２０４の軸心を水平方向に近づけるように傾斜させて設置することで、鉛直方向の省スペース化を図ることができる。一方で、上記実施形態のように、筒体２０４の軸心を鉛直方向に沿わせて設置すれば、水分（ミスト）が遠心力と重力沈降作用によって除去されることにより、水分除去の効率を高めることができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、均圧操作において、一次均圧および二次均圧を行うこととしたが、均圧操作の具体的な方法はこれに限らず、例えば、一次均圧のみを行うとしてもよい。いずれにしても均圧操作において、湿式ガス清浄器３８で洗浄された半清浄ガスがホッパー１４に導入されればよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、湿式ガス清浄器３８に半清浄ガス管１０２が接続され、この半清浄ガス管１０２の途中に、水分除去部（デミスター）２００が設けられることとした。しかしながら、例えば、ミストセパレータ４２の下流側に、ミストセパレータ４２で水分が除去された清浄ガスの一部をホッパー１４に導く流路を接続してもよい。この場合には、ミストセパレータ４２が、本発明の水分除去部（デミスター）として機能することとなる。ただし、この場合には、ミストセパレータ４２を通過する際に圧力損失が生じるので、その圧力損失分を補完すべく、二次均圧ライン１０８の不活性ガス（窒素ガス）の量を増やすことが望ましい。
【００４７】
また、上記実施形態では、２つのホッパー１４を備えたパラレル式のベルレス式炉頂装入装置Ｂについて説明した。しかしながら、ホッパー１４の数は２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよいし、また、ホッパー１４が１つのみ設けられた、所謂、センターフィード式のベルレス式炉頂装入装置であってもよい。また、上記の均排圧機構は、ベルレス式炉頂装入装置Ｂのホッパー１４に相当する、所謂、小ベルホッパーを有するベル式高炉にも同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、高炉本体に原料を装入するホッパーを備えた高炉、および、ホッパーの均排圧を行うための高炉の均排圧機構に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  高炉
１０  高炉本体
１４  ホッパー
３８  湿式ガス清浄器
１００  均排圧機構
１０２、１０２ａ、１０２ｂ  半清浄ガス管
１０２ｂ１  開口（ガス流れ込み口）
１０２ｂ２  ベルマウス
２００  水分除去部（デミスター）
２０２  チャンバー（流路）
２０４  筒体
２０４ａ  一端
２０４ｂ  他端
【図１】
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【図２】
2014234537.tif 000004