(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪型炉の炉頂部装入口の上方に昇降自在に設けられる上下端が開口された直円筒からなる貯留ホッパーの下端開口部に接離可能かつ昇降可能に設けられた円錐体からなるベルと、水平移動自在となって、前記竪型炉の炉体軸線を中心として半径方向に対称的に２又は３以上に分割され、下部がテーパー状に縮径して底部に排出口を備える原燃料ガイド部材とを備え、前記貯留ホッパーから投入される原燃料を炉内中央部とその周辺部に選択的に装入する切替えガイド装置を、前記竪型炉の炉頂部に設けたことを特徴とする竪型炉の原燃料装入装置。
【請求項２】
前記ベルの下端の直径を、前記炉内中央部の原燃料装入範囲の直径以上とし、前記原燃料ガイド部材の排出口の直径を、前記炉内中央部の原燃料装入範囲の直径以内とすることを特徴とする請求項１記載の竪型炉の原燃料装入装置。
【請求項３】
前記ベルの下端及び／又は前記原燃料ガイド部材の排出口の下端に直筒部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の竪型炉の原燃料装入装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかに記載の原燃料装入装置を用いて、前記竪型炉の炉頂部装入口の上方に設けられる原燃料の前記貯留ホッパーからの原燃料を、前記炉内中央部とその周辺部に選択的に装入する竪型炉の原燃料装入方法において、前記炉内中央部の装入は、前記分割された原燃料ガイド部材を炉体軸線に対して半径方向移動して合体させ、下部をテーパー状に縮径した筒状の原燃料ガイド部材を形成し、前記炉頂部装入口に装着した後、前記貯留ホッパーに前記原燃料を供給し、該貯留ホッパーと該貯留ホッパーの下端開口部に設けたベルとを下降させて該貯留ホッパーの下端開口部を前記筒状の原燃料ガイド部材の上部に載置した後、前記ベルのみを下降させて前記原燃料を切り出し、前記筒状の原燃料ガイド部材内を流下させて前記炉内中央部に装入し、前記炉内周辺部の装入は、前記貯留ホッパーに前記原燃料を供給した後、待機位置にあって前記分割された原燃料ガイド部材の間に、該貯留ホッパーと該貯留ホッパーの下端開口部に設けたベルとを一体的に下降し、該貯留ホッパーを前記竪型炉の炉頂部装入口に載置した後、前記ベルのみを下降させて前記原燃料を放射状に切り出し、前記炉内周辺部に装入することを特徴とする竪型炉の原燃料装入方法。
【請求項５】
前記炉内周辺部に燃料率の高い第１の原燃料を装入し、前記炉内中央部に鉄源率の高い第２の原燃料を装入することを特徴とする請求項４記載の竪型炉の原燃料装入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉、キューポラ炉、溶融炉等の竪型炉へ原燃料を装入するために用いる竪型炉の原燃料装入装置及びその装入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、竪型炉の原燃料装入装置として、本出願人が先に実公昭５７−１８４２７号公報で提示した竪型炉の原燃料装入装置Ｂがあり、その構造の概略を図５に示す。
図示するように、竪型炉５０の鉄皮５１の内面には、先部が竪型炉５０の中心に向けて伸延する水平リンク５２の基部が枢支連結されており、水平リンク５２の先部には先部が下方に向けて伸延する垂直リンク５３の基部が枢支連結され、リンク機構５４が形成されている。垂直リンク５３の先部の前面には、アーマープレート（又は反撥板）５５が貼着されている。そして、この垂直リンク５３の下部には水平押出棒５６の先部が枢支連結されており、一方、水平押出棒５６の基部は竪型炉５０の鉄皮５１の外面に取付けられている作動シリンダ５７の伸縮ロッドに枢支連結されている。なお、図５において、５８は炉体を示し、５９は原料を示し、６０は昇降自在なベルを示し、６１は漏斗部を示し、６２は既原料堆積部を示す。
前記した構成によって、作動シリンダ５７を作動して水平押出棒５６を進出すると、図５に示すように、垂直状態にあった反撥板５５は点線で示すように急角度で内側に向けて傾斜することになる。従って、ベル６０を下降させると、漏斗部６１とベル６０との間隙から原料５９が外方に向けて傾斜面を滑りながら放射線状に落下して反撥板５５に当接し、その後、落下方向を竪型炉５０の内方に変更された後、炉体５８の中央部に向けて放射線を描きながら落下することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した竪型炉の原燃料装入装置Ｂは、未だ、以下の解決すべき課題を有していた。
即ち、原料５９は反撥板５５によって反射されるため、既原料堆積部６２に着地した際、原料は、垂直方向の力の成分のみならず、水平方向の力の成分を有するため、水平方向の流れ込みが生じ、所定の位置に正確に堆積するのが困難となる。
特に、本出願人が先に特願平８−３１１７８号において提示した竪型炉へのダスト塊成鉱、自己還元性鉱塊、鉄屑、固体燃料等の原燃料装入方法においては、炉体の中央部と周辺部に異なった種類の原料や燃料を正確に充填する必要があるが、上記した竪型炉の原燃料装入装置Ｂでは、このような正確な充填は不可能となる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、原燃料に水平力を与えずに竪型炉に装入することによって、銘柄の異なる複数の原燃料を炉体の所定の位置に正確に装入することができる竪型炉の原燃料装入装置及びその方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の竪型炉の原燃料装入装置は、竪型炉の炉頂部装入口の上方に昇降自在に設けられる上下端が開口された直円筒からなる貯留ホッパーの下端開口部に接離可能かつ昇降可能に設けられた円錐体からなるベルと、水平移動自在となって、前記竪型炉の炉体軸線を中心として半径方向に対称的に２又は３以上に分割され、下部がテーパー状に縮径して底部に排出口を備える原燃料ガイド部材とを備え、前記貯留ホッパーから投入される原燃料を炉内中央部とその周辺部に選択的に装入する切替えガイド装置を、前記竪型炉の炉頂部に設けている。
請求項２記載の竪型炉の原燃料装入装置は、請求項１記載の竪型炉の原燃料装入装置において、前記ベルの下端の直径を、前記炉内中央部の原燃料装入範囲の直径以上とし、前記原燃料ガイド部材の排出口の直径を、前記炉内中央部の原燃料装入範囲の直径以内としている。
請求項３記載の竪型炉の原燃料装入装置は、請求項１又は２に記載の竪型炉の原燃料装入装置において、前記ベルの下端及び／又は前記原燃料ガイド部材の排出口の下端に直筒部を設けている。
【０００５】
そして、請求項４記載の竪型炉の原燃料装入方法は、前記請求項１〜３のいずれかに記載の原燃料装入装置を用いて、前記竪型炉の炉頂部装入口の上方に設けられる原燃料の前記貯留ホッパーからの原燃料を、前記炉内中央部とその周辺部に選択的に装入する竪型炉の原燃料装入方法において、前記炉内中央部の装入は、前記分割された原燃料ガイド部材を炉体軸線に対して半径方向移動して合体させ、下部をテーパー状に縮径した筒状の原燃料ガイド部材を形成し、前記炉頂部装入口に装着した後、前記貯留ホッパーに前記原燃料を供給し、該貯留ホッパーと該貯留ホッパーの下端開口部に設けたベルとを下降させて該貯留ホッパーの下端開口部を前記筒状の原燃料ガイド部材の上部に載置した後、前記ベルのみを下降させて前記原燃料を切り出し、前記筒状の原燃料ガイド部材内を流下させて前記炉内中央部に装入し、前記炉内周辺部の装入は、前記貯留ホッパーに前記原燃料を供給した後、待機位置にあって前記分割された原燃料ガイド部材の間に、該貯留ホッパーと該貯留ホッパーの下端開口部に設けたベルとを一体的に下降し、該貯留ホッパーを前記竪型炉の炉頂部装入口に載置した後、前記ベルのみを下降させて前記原燃料を放射状に切り出し、前記炉内周辺部に装入する。
請求項５記載の竪型炉の原燃料装入方法は、請求項４記載の竪型炉の原燃料装入方法において、前記炉内周辺部に燃料率の高い第１の原燃料（例えば炭材と金属化率（Ｍ．Ｆｅ／Ｔ．Ｆｅ）の低い鉄源の混合物、又は炭材）を装入し、前記炉内中央部に鉄源率の高い第２の原燃料（例えば金属化率（Ｍ．Ｆｅ／Ｔ．Ｆｅ）の高い鉄源及び浸炭用炭材）を装入する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
まず、図１〜図３を参照して本発明の一実施の形態に係る竪型炉の原燃料装入装置Ａの全体構成について説明する。
図示するように、竪型炉の原燃料装入装置Ａは、竪型炉１０の炉体１１の上部に設けられ、実質的に、図示しない鉄皮によって外面を被覆されている炉体１１の頂部に連設される筒状のガス回収フード１２と、ガス回収フード１２内に同心円的にかつ固定状態に配設される円筒部１４と、この円筒部１４の上方に昇降自在に配設される原燃料の貯留ホッパー１５と、貯留ホッパー１５の排出口を形成する下端開口部３３に開閉弁として取付けられるベル１６と、ガス回収フード１２の上方に配設され炉体１１の軸線Ｘ−Ｘを中心として半径方向に対称的に移動自在な左、右半割体１７、１８（それぞれ、原燃料ガイド部材片の一例）からなる原燃料ガイド部材１９とを備え、前記円筒部１４の上端部が炉頂部装入口を構成している。
【０００７】
次に、前記した構成を有する竪型炉の原燃料装入装置Ａの各部の構成について、図１〜図４を参照して具体的に説明する。
図示するように、断面円形の筒状のガス回収フード１２の中央胴部２０は、その上、下端部２１、２２より直径を大きくしており、下端部２２は竪型炉１０の炉体１１の上端部２３に気密状態に連設されている。なお、炉体１１の上端部２３はガス回収フード１２の下端部２２と略同一の直径を有する。また、ガス回収フード１２の中央胴部２０の一方にはガス排出口２４が設けられており、ガス排出口２４にはガス回収ダクト２５がフランジを介して連結されている。
【０００８】
ガス回収フード１２内には、ガス回収フード１２の上、下端部２１、２２と略等しい直径を有する円筒部１４が同心円的にかつ固定状態に配設されている。即ち、円筒部１４の上端開口部２６はガス回収フード１２の上端部２１に連結されており、その下端開口部２７は炉体１１の上端部２３に向けて伸延されている。そして、円筒部１４の下端開口部２７と炉体１１の上端部２３との間には、環状のガス流出路２８が形成されている。
中央落下空間３０は、円筒部１４の直上に配設された左、右半割体１７、１８が合体した時の原燃料ガイド部材１９の排出口１３を上端とし、炉体１１の中央部の上方に整合状態に位置されており、一方、周辺落下空間３１は、中央落下空間３０の周辺部に位置されている。
【０００９】
図１〜図３に示すように、円筒部１４の直上には、上下端が開口された直円筒からなる貯留ホッパー１５が昇降自在に配設されている。
図１〜図４に示すように、貯留ホッパー１５の下端開口部３３には、円錐体からなるベル１６が接離自在に取付けられている。ベル１６の底部は左、右半割体１７、１８が合体した時に形成される原燃料ガイド部材１９の排出口１３と略同一面積を有している。
そして、図２に示すように、第１の原燃料ａを下方装入位置にある貯留ホッパー１５から周辺落下空間３１を通して炉体１１の周辺部に落下する場合には、ベル１６は貯留ホッパー１５の下端開口部３３から少し下がった位置の円筒部１４内に位置して、貯留ホッパー１５の下端開口部３３を開けた状態にしている。
一方、図３に示すように、第２の原燃料ｂを上方装入位置にある貯留ホッパー１５から中央落下空間３０を通して炉体１１の中央部に落下する場合には、ベル１６は貯留ホッパー１５と共に原燃料ガイド部材１９内に位置される。
なお、前記昇降するベル１６及び左右に分割される原燃料ガイド部材１９を有して前述した切替えガイド装置が構成され、貯留ホッパー１５から投入される原燃料ｂ、ａを炉内中央部とその周辺部に選択的に投入している。
【００１０】
そして、貯留ホッパー１５は、図３に示す状態では、ベル１６と共に原燃料ガイド部材１９内に位置される。また、この上方装入位置で、ベル１６を貯留ホッパー１５の下端開口部３３から下方に離隔させることによって、図４に示すように、貯留ホッパー１５の下端開口部３３とベル１６の原燃料滑走面３４との間には、放射状切出口３５が形成される。なお、前記したベル１６と貯留ホッパー１５の一体的な昇降動作、及び、貯留ホッパー１５に対するベル１６の相対的な下降動作は、ベル１６の頂部に立設されたロッド３６の上端部を、図示しないクレーン等を用いて昇降自在に吊支することによって容易に行うことができる。また、図１〜図４に示すように、貯留ホッパー１５の下部外周面には載置ブラケット３７が設けられており、この載置ブラケット３７を介して、貯留ホッパー１５は、図２に示す状態では、ガス回収フード１２の上端部２１に載置支持され、図３に示す状態では、原燃料ガイド部材１９の上部に支持されることになる。
【００１１】
図１〜図３に示すように、ガス回収フード１２の上部には、半径方向に開閉自在な原燃料ガイド部材１９が配設されている。即ち、原燃料ガイド部材１９は、炉体１１の軸線Ｘ−Ｘを中心として半径方向に対称的に水平移動自在な左、右半割体１７、１８からなり、下部がテーパー状に縮径している。左、右半割体１７、１８を移動させる装置は各種形態のものが考えられるが、例えば、ガス回収フード１２の上端部２１と略同じ高さを有する床面上に一対の走行台車を、炉体１１の軸線Ｘ−Ｘを中心として左、右対称に移動自在に載置し、これらの走行台車に左、右半割体１７、１８をそれぞれ搭載することが考えられる。
これらの左、右半割体１７、１８は、図２に示すように、貯留ホッパー１５が下方装入位置にある場合、左、右待機位置に位置されている。一方、図３に示すように、貯留ホッパー１５が上方装入位置にある場合、即ち、ベル１６及び貯留ホッパー１５が上部位置にあり、中央落下空間３０が確保された状態では、左、右半割体１７、１８が合体されて原燃料ガイド部材１９が形成されることになる。この際、原燃料ガイド部材１９は貯留ホッパー１５の下部を囲繞すると共に、その下部内面には、貯留ホッパー１５から切り出される第２の原燃料ｂを中央落下空間３０内に流下させるための原燃料流下傾斜面３８が形成されることになる。
なお、ベル１６の下端の直径を、炉内中央部の原燃料装入範囲の直径以上とし、原燃料ガイド部材１９の排出口１３の直径を、炉内中央部の原燃料装入範囲の直径以内とするのが好ましい。また、本実施の形態では、原燃料ガイド部材１９は２分割構造としたが、３分割構造あるいはそれ以上の分割構造とすることもできる。
【００１２】
次に、前記した構成を有する竪型炉の原燃料装入装置Ａによる竪型炉１０の炉体１１の原料の装入作業について説明する。なお、本実施の形態は、竪型炉１０の炉体１１内の周辺部に燃料率の高い第１の原燃料ａ（例えば、コークスとダスト塊成鉱）を、中央部に鉄源率の高い第２の原燃料ｂ（例えば、スクラップ）を、それぞれ、装入する場合である。
まず、図２を参照して、切替えガイド装置を周辺装入に設定して、炉体１１内の周辺部に第１の原燃料ａを装入する場合について説明する。
左、右待機位置にある原燃料ガイド部材１９の左、右半割体１７、１８間に、クレーン等を用いてベル１６と貯留ホッパー１５とを一体的に下降し、貯留ホッパー１５を載置ブラケット３７を介してガス回収フード１２の上端部２１上に載置する。クレーン等を用いてさらにベル１６のみを下降し、ベル１６によって中央落下空間３０を閉じると共に、貯留ホッパー１５の下端開口部３３とベル１６の原燃料滑走面３４との間に放射状切出口３５を形成する。
これによって、貯留ホッパー１５内に貯留されていた第１の原燃料ａは、原燃料滑走面３４に沿って放射状に流下して周辺落下空間３１内に流入される。その後、第１の原燃料ａは、周辺落下空間３１内で、ベル下端直筒部２９と円筒部１４の内周面とによって整流作用を受ける。従って、第１の原燃料ａは、水平方向成分は消失した状態で炉体１１内の周辺部に垂直に落下する。このように、第１の原燃料ａが水平方向に飛散するのを確実に防止できるので、第１の原燃料ａを正確かつ確実に炉体１１内の周辺部に堆積することができる。
【００１３】
次に、図３を参照して、切替えガイド装置を中心装入に設定して、炉体１１の中央部に第２の原燃料ｂを装入する場合について説明する。
図示するように、左、右半割体１７、１８を炉体１１の軸線Ｘ−Ｘに対して半径方向移動して合体させ、筒状の原燃料ガイド部材１９を形成して、炉頂部装入口に装着した後、クレーン等を用いて貯留ホッパー１５とベル１６とを下降して、貯留ホッパー１５を載置ブラケット３７を介して原燃料ガイド部材１９の上面に載置する。
これによって、貯留ホッパー１５の下部とベル１６とは原燃料ガイド部材１９によって囲繞されることになる。次に、クレーン等を用いてベル１６のみを下降し、貯留ホッパー１５の下端開口部３３とベル１６の原燃料滑走面３４との間に放射状切出口３５を形成すると、貯留ホッパー１５内に貯留されていた第２の原燃料ｂは、原燃料滑走面３４に沿って放射状に流下して原燃料ガイド部材１９の原燃料流下傾斜面３８に当接した後、この原燃料流下傾斜面３８に沿って炉体１１の軸線Ｘ−Ｘに向けて流下し、原燃料ガイド部材１９の下端の直筒部３２で整流作用を受ける。従って、第２の原燃料ｂも、水平方向成分は消失した状態で炉体１１の中央部、即ち、炉内中央部に垂直に落下することになる。このように、第２の原燃料ｂが水平方向に飛散するのを確実に防止できるので、第２の原燃料ｂを正確かつ確実に炉体１１の中央部に堆積することができる。
このように、本実施の形態では、内容の異なる複数の原燃料ａ、ｂを炉体１１内の所定位置に正確かつ確実に装入することができる。
【００１４】
特に、本実施の形態では、炉体１１の頂部に連設されるガス回収フード１２内に同心円的にかつ固定状態に円筒部１４が配設され、円筒部１４の上方に貯留ホッパー１５が昇降自在に配設され、貯留ホッパー１５の下端開口部３３には第１の原燃料ａを周辺落下空間３１に向けて流下させる原燃料滑走面３４を有するベル１６が上下方向に接離自在に取付けられ、かつ、ガス回収フード１２の上方には、炉体１１の軸線Ｘ−Ｘを中心として半径方向に対称的に移動自在な左、右半割体１７、１８からなる原燃料ガイド部材１９が配設されており、原燃料ガイド部材１９の下部内面には第２の原燃料ｂを中央落下空間３０に向けて流下させる原燃料流下傾斜面３８が形成されている。
従って、貯留ホッパー１５内に供給される第１及び第２の原燃料ａ、ｂを、貯留ホッパー１５から炉体１１内の周辺部と中央部に向けて、それぞれ、殆ど直線状に落下することができるので棚掛現象を防止でき、これらの原燃料ａ、ｂの装入作業を、正確、確実かつ円滑に行うことができる。
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら前記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変容例も含むものである。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の竪型炉の原燃料装入装置及び請求項４及び５記載の竪型炉の原燃料装入方法においては、貯留ホッパーから投入される原燃料を炉内中央部とその周辺部に選択的に装入する切替えガイド装置を、竪型炉の炉頂部に設けたので、竪型炉の原燃料の投入を中央部とその周辺部に区別して正確に投入することができる。
従って、貯留ホッパー内に供給される複数の原燃料を、貯留ホッパーから炉体内の所定箇所に向けて、それぞれ、殆ど直線状に落下することができるので棚掛現象を防止でき、これらの原料の装入作業を、正確、確実かつ円滑に行うことができる。
また、切替えガイド装置が、貯留ホッパーの下端開口部に昇降可能に設けられたベルと、貯留ホッパーと炉頂部装入口との間に着脱可能に設けられ、テーパー状に下部が縮径して底部に排出口を備える筒状の原燃料ガイド部材とを備えているので、昇降するベル付きの貯留ホッパーをそのまま使用し、原燃料ガイド部材を使用する場合と使用しない場合とで、炉内中央部とその周辺部に投入位置を簡便に切り換えることができる。
さらに、原燃料ガイド部材が、複数区分に縦割可能な構造となって、分割された原燃料ガイド部材が水平移動して、炉頂部装入口に着脱自在となっているので、原燃料ガイド部材の炉頂部への装着が容易となり、装置の簡略化が図れる。
請求項２記載の竪型炉の原燃料装入装置においては、ベルの下端の直径を、炉内中央部の原燃料装入範囲の直径以上とし、原燃料ガイド部材の排出口の直径を、炉内中央部の原燃料装入範囲の直径以内としているので、投入する原燃料の落下位置が正確に制御できる。
【００１６】
請求項３記載の竪型炉の原燃料装入装置においては、ベルの下端及び／又は原燃料ガイド部材の排出口の下端に直筒部を設けることによって、原燃料の落下を安定させることができる他、ベルの下端及び／又は原燃料ガイド部材の排出口の早期磨耗を防止できる。
更には特に、請求項５記載の竪型炉の原燃料装入方法においては、切替えガイド装置を用いて、貯留ホッパーからの燃料率の高い第１の原燃料を炉内周辺部に正確に投入し、鉄源率の高い第２の原燃料を炉内中央部に正確に投入することができる。これによって、竪型炉の安定操業を行うことができる。
貯留ホッパーの下端開口部に設けたベルを介して第１の原燃料を放射状に切り出しているので、炉内周辺部に均等に投入され、また、更にベルから放射状に投入された第２の原燃料を下方の縮径する原燃料ガイド部材を介して中央に集めて炉内に投入しているので、炉内中央部に集中的に第２の原燃料が投入される。この場合、原燃料ガイド部材を使用するか否かで、それぞれ原燃料の投入位置が決められることになる。
そして、原燃料ガイド部材を予め縦割しておき、これらを水平移動して所定位置に組み立てるようにしているので、貯留ホッパーを所定位置に配置した状態で、原燃料ガイド部材の操作が行え、その制御が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る竪型炉の原燃料装入装置の全体構成説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る第１の原燃料を装入する際の竪型炉の原燃料装入装置の全体構成説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る第２の原燃料を装入する際の竪型炉の原燃料装入装置の全体構成説明図である。
【図４】貯留ホッパーとベルの拡大正面図である。
【図５】従来の竪型炉の原燃料装入装置の要部構成拡大説明図である。
【符号の説明】
Ａ  竪型炉の原燃料装入装置            ａ  第１の原燃料
ｂ  第２の原燃料                    １０  竪型炉
１１  炉体                          １２  ガス回収フード
１３  排出口                        １４  円筒部
１５  貯留ホッパー                    １６  ベル
１７  左半割体                      １８  右半割体
１９  原燃料ガイド部材              ２０  中央胴部
２１  上端部                        ２２  下端部
２３  上端部                        ２４  ガス排出口
２５  ガス回収ダクト                ２６  上端開口部
２７  下端開口部                    ２８  ガス流出路
２９  ベル下端直筒部                ３０  中央落下空間
３１  周辺落下空間                  ３２  直筒部
３３  下端開口部                    ３４  原燃料滑走面
３５  放射状切出口                  ３６  ロッド
３７  載置ブラケット                ３８  原燃料流下傾斜面
【図１】
0003586355.tif 000002
【図２】
0003586355.tif 000003
【図３】
0003586355.tif 000004
【図４】
0003586355.tif 000005
【図５】
0003586355.tif 000006