(57)【要約】【課題】装置が大型化することなく、また、既設の炉頂装入装置に対しても、垂直シュート内における原料の偏流を容易に抑制することができる炉頂装入装置および高炉を提供する。【解決手段】炉頂装入装置１００は、ホッパー１０２の排出口１０２ｂから原料が落下、投入される集合ホッパー１１８と、集合ホッパーの底部１１８ｃに上端が接続され、下端が分配シュート１２の鉛直上方に配される垂直シュート１２２と、を備える。集合ホッパーの底部に接続される垂直シュートの上端の中心位置は、ホッパーの排出口の中心位置に対して水平方向にずれており、集合ホッパーの底部は、垂直シュートに向かうにしたがって水平方向の断面積が漸減するように傾斜し、集合ホッパー内であって、排出口の鉛直下方には、排出口から落下する原料に衝突し、原料の落下方向を、垂直シュートの軸周り方向に変更する方向変更部１３０が設けられている。【選択図】図２
2015081364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉本体内に原料を分散装入する分配シュート上に、該原料を落下、装入する炉頂装入装置であって、
前記高炉本体よりも上方に配され、前記原料を内部に収容するとともに、底部に設けられた排出口から該原料を鉛直下方に落下させるホッパーと、
前記ホッパーの下方であって、かつ、前記高炉本体の上方に配され、該ホッパーの前記排出口から原料が落下、投入される集合ホッパーと、
前記集合ホッパーの底部に上端が接続され、下端が前記分配シュートの鉛直上方に配され、該集合ホッパーに落下、投入された原料を、該分配シュートに向けて落下、装入させる垂直シュートと、
を備え、
前記集合ホッパーの底部に接続される前記垂直シュートの上端の中心位置は、前記ホッパーの排出口の中心位置に対して水平方向にずれており、
前記集合ホッパーの底部は、前記垂直シュートに向かうにしたがって水平方向の断面積が漸減するように傾斜しており、
前記集合ホッパー内であって、前記排出口の鉛直下方には、該排出口から落下する原料に衝突し、該原料の落下方向を、前記垂直シュートの軸周り方向に変更する方向変更部が設けられていることを特徴とする炉頂装入装置。
【請求項２】
前記方向変更部と前記集合ホッパーの底部との間には、鉛直方向に空隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の炉頂装入装置。
【請求項３】
前記方向変更部は、前記ホッパーの排出口から落下する原料を、該方向変更部を境にして前記軸周り方向の一方側および他方側に分流することを特徴とする請求項１または２に記載の炉頂装入装置。
【請求項４】
前記方向変更部は、前記ホッパーの排出口から落下する原料の落下方向を、前記垂直シュートの前記軸周り方向のいずれか一方向に変更することを特徴とする請求項１または２に記載の炉頂装入装置。
【請求項５】
高炉本体と、
前記高炉本体内に設けられ、該高炉本体内に原料を分散装入する分配シュートと、
前記高炉本体の炉頂に設けられ、前記分配シュート上に前記原料を落下、装入する炉頂装入装置と、
を備え、
前記炉頂装入装置は、
前記高炉本体よりも上方に配され、前記原料を内部に収容するとともに、底部に設けられた排出口から該原料を鉛直下方に落下させるホッパーと、
前記ホッパーの下方であって、かつ、前記高炉本体の上方に配され、該ホッパーの前記排出口から原料が落下、投入される集合ホッパーと、
前記集合ホッパーの底部に上端が接続され、下端が前記分配シュートの鉛直上方に配され、該集合ホッパーに落下、投入された原料を、該分配シュートに向けて落下、装入させる垂直シュートと、
を備え、
前記集合ホッパーの底部に接続される前記垂直シュートの上端の中心位置は、前記ホッパーの排出口の中心位置に対して水平方向にずれており、
前記集合ホッパーの底部は、前記垂直シュートに向かうにしたがって水平方向の断面積が漸減するように傾斜しており、
前記集合ホッパー内であって、前記排出口の鉛直下方には、該排出口から落下する原料に衝突し、該原料の落下方向を、前記垂直シュートの軸周り方向に変更する方向変更部が設けられていることを特徴とする高炉。
【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炉頂装入装置およびこの炉頂装入装置を備えた高炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高炉本体に原料を装入する装置としてパラレルホッパー式炉頂装入装置が知られている。このパラレルホッパー式炉頂装入装置は、高炉本体の上方に配される２つのホッパーを備えており、これら２つのホッパーの下方に集合ホッパーが設けられている。集合ホッパーの底部には、垂直シュートの上端が接続されており、各ホッパーから集合ホッパーに落下、投入された原料は、集合ホッパー内で垂直シュートに導かれる。そして、高炉本体内には、垂直シュートから落下、装入された原料を受ける分配シュートが設けられ、この分配シュートを旋回させることで、高炉本体内に原料を分散して装入するようにしている。
【０００３】
ここで、高炉においては、高炉本体の全体に原料を均等に分散させることが要求されるが、原料の装入過程において、ホッパーから集合ホッパーに落下する原料が勢いよく垂直シュートに流れ込むと、垂直シュート内で原料が偏る偏流が生じてしまう。垂直シュート内で偏流が生じると、分配シュートの旋回位置によって、原料が分配シュート上を滑り落ちる距離が異なってしまい、高炉本体内に原料を均等に分散させることができなくなってしまう。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に示されるように、集合ホッパーの底部に分流突起が設けられるとともに、集合ホッパーの下部に円錐部が設けられた炉頂装入装置が提案されている。この炉頂装入装置によれば、集合ホッパーの底部を滑り落ちる原料の流れ方向が分流突起によって変更され、円錐部において原料が旋回しながら落下することで、垂直シュート内の偏流を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２１６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に示される炉頂装入装置では、垂直シュートの上方に円錐部を設け、原料が旋回する距離を確保しなければならない。そのため、垂直シュート内での原料の偏流を抑制するために、炉頂装入装置の全長が大きくなって設備が大型化してしまう。また、上記の構成は、原料が旋回する距離を確保する必要があるため、既設の炉頂装入装置に新たに適用するのが極めて困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、装置が大型化することなく、また、既設の炉頂装入装置に対しても、垂直シュート内における原料の偏流を容易に抑制することができる炉頂装入装置およびこの炉頂装入装置を用いた高炉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、本発明の炉頂装入装置は、本発明の高炉本体内に原料を分散装入する分配シュート上に、原料を落下、装入する炉頂装入装置であって、高炉本体よりも上方に配され、原料を内部に収容するとともに、底部に設けられた排出口から原料を鉛直下方に落下させるホッパーと、ホッパーの下方であって、かつ、高炉本体の上方に配され、ホッパーの排出口から原料が落下、投入される集合ホッパーと、集合ホッパーの底部に上端が接続され、下端が分配シュートの鉛直上方に配され、集合ホッパーに落下、投入された原料を、分配シュートに向けて落下、装入させる垂直シュートと、を備え、集合ホッパーの底部に接続される垂直シュートの上端の中心位置は、ホッパーの排出口の中心位置に対して水平方向にずれており、集合ホッパーの底部は、垂直シュートに向かうにしたがって水平方向の断面積が漸減するように傾斜しており、集合ホッパー内であって、排出口の鉛直下方には、排出口から落下する原料に衝突し、原料の落下方向を、垂直シュートの軸周り方向に変更する方向変更部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、方向変更部と集合ホッパーの底部との間には、鉛直方向に空隙が形成されているとよい。
【００１０】
また、方向変更部は、ホッパーの排出口から落下する原料を、方向変更部を境にして軸周り方向の一方側および他方側に分流するとよい。
【００１１】
また、方向変更部は、ホッパーの排出口から落下する原料の落下方向を、垂直シュートの軸周り方向のいずれか一方向に変更するとよい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の高炉は、高炉本体と、高炉本体内に設けられ、高炉本体内に原料を分散装入する分配シュートと、高炉本体の炉頂に設けられ、分配シュート上に原料を落下、装入する炉頂装入装置と、を備え、炉頂装入装置は、高炉本体よりも上方に配され、原料を内部に収容するとともに、底部に設けられた排出口から原料を鉛直下方に落下させるホッパーと、ホッパーの下方であって、かつ、高炉本体の上方に配され、ホッパーの排出口から原料が落下、投入される集合ホッパーと、集合ホッパーの底部に上端が接続され、下端が分配シュートの鉛直上方に配され、集合ホッパーに落下、投入された原料を、分配シュートに向けて落下、装入させる垂直シュートと、を備え、集合ホッパーの底部に接続される垂直シュートの上端の中心位置は、ホッパーの排出口の中心位置に対して水平方向にずれており、集合ホッパーの底部は、垂直シュートに向かうにしたがって水平方向の断面積が漸減するように傾斜しており、集合ホッパー内であって、排出口の鉛直下方には、排出口から落下する原料に衝突し、原料の落下方向を、垂直シュートの軸周り方向に変更する方向変更部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置が大型化することなく、また、既設の炉頂装入装置に対しても、垂直シュート内における原料の偏流を容易に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る高炉の全体構成を説明する概略図である。
【図２】炉頂装入装置の内部構成を説明する正面図である。
【図３】炉頂装入装置の内部構成を説明する側面図である。
【図４】方向変更部の位置関係を説明する図である。
【図５】集合ホッパー内における原料の流れを説明する図である。
【図６】比較例による垂直シュート内の原料の分布を示す図である。
【図７】第１実施形態による垂直シュート内の原料の分布を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る炉頂装入装置の内部構成を説明する概略図である。
【図９】第２実施形態による垂直シュート内の原料の分布を示す図である。
【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、第１実施形態に係る高炉１の全体構成を説明する概略図である。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の炉頂装入装置１００と、を備えて構成される。
【００１７】
高炉本体１０の炉頂内部には、炉頂装入装置１００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１２ａ側が高炉本体１０の中心に位置するとともに、他端１２ｂ側が、一端１２ａよりも鉛直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に設けられた駆動装置１４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として、一端１２ａ側を中心軸として図中一点鎖線で示す矢印方向に回転する。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内の全面に分散装入されることとなる。
【００１８】
炉頂装入装置１００は、高炉本体１０よりも上方に設置されるホッパー１０２を２つ備えた、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１０２は、不図示の梁に並列に支持されており、ホッパー１０２の上端には、ホッパー１０２内に原料を装入する装入口１０２ａが形成されるとともに、この装入口１０２ａを開閉する上部シール弁１０６が設けられている。さらに、ホッパー１０２の上方には、不図示の梁に支持された第１ホッパー１０８が設けられている。
【００１９】
この第１ホッパー１０８の底面には、２つの装入シュート１１０が接続されている。これら２つの装入シュート１１０は、それぞれ第１ホッパー１０８の底面に上端を開口させ、下端を、ホッパー１０２の装入口１０２ａの鉛直上方に僅かな間隙を維持して臨ませている。第１ホッパー１０８のさらに鉛直上方には、原料を搬送する装入コンベア１１２の終端部１１２ａが位置しており、装入コンベア１１２によって不図示の原料槽から搬送された原料が、終端部１１２ａから第１ホッパー１０８に落下、装入される。
【００２０】
また、第１ホッパー１０８内には、第１ホッパー１０８に装入された原料を、２つのホッパー１０２に振り分ける旋回シュート１１４が設けられている。旋回シュート１１４は、第１ホッパー１０８の中心に上端側を位置させており、この上端側を中心として図中一点鎖線で示す方向に旋回する。この旋回により、旋回シュート１１４の下端は、２つの装入シュート１１０の上端の開口に順次臨むこととなる。
【００２１】
したがって、図示のように、旋回シュート１１４の下端を装入シュート１１０の上端の開口に臨ませた状態で、装入コンベア１１２から原料を落下、装入すると、原料は、旋回シュート１１４、装入シュート１１０を介して装入口１０２ａからホッパー１０２に装入されることとなる。
【００２２】
また、ホッパー１０２の底部には、ホッパー１０２内に収容された原料を、高炉本体１０に向けて鉛直下方に排出する排出口１０２ｂが形成されている。この排出口１０２ｂには、その開度を可変とするための原料流調ゲート１１６が設けられており、この原料流調ゲート１１６の開度制御によって原料の投入量が制御される。
【００２３】
そして、ホッパー１０２の下方であって、かつ、高炉本体１０の上方には、ホッパー１０２の排出口１０２ｂから原料が落下、投入される集合ホッパー１１８が設けられている。この集合ホッパー１１８は、不図示の梁に支持されており、その上面には、ホッパー１０２の排出口１０２ｂに臨む投入部１１８ａが２つ設けられている。また、集合ホッパー１１８には、２つの投入部１１８ａをそれぞれ開閉する下部シール弁１２０が設けられている。したがって、下部シール弁１２０を開弁後、原料流調ゲート１１６を開にすると、ホッパー１０２に収容された原料が、集合ホッパー１１８に落下、投入される。
【００２４】
そして、集合ホッパー１１８の底部には、鉛直方向に延在する垂直シュート１２２の上端が接続されている。この垂直シュート１２２の下端は、高炉本体１０内に設けられた分配シュート１２の鉛直上方に配されており、集合ホッパー１１８に落下、投入された原料が、垂直シュート１２２を介して分配シュート１２に向けて落下、装入される。このように、ホッパー１０２に収容された原料は、集合ホッパー１１８に投入された後、垂直シュート１２２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内に分散装入されることとなる。
【００２５】
ここで、ホッパー１０２から集合ホッパー１１８に原料が落下、投入されると、集合ホッパー１１８から垂直シュート１２２に原料が勢いよく流れ込み、垂直シュート１２２において原料が偏る偏流が生じてしまう。そこで、この第１実施形態の炉頂装入装置１００においては、集合ホッパー１１８に方向変更部１３０を設けることで、垂直シュート１２２における原料の偏流を抑制する。
【００２６】
図２は、炉頂装入装置１００の内部構成を説明する正面図であり、図３は、炉頂装入装置１００の内部構成を説明する側面図である。図２および図３に示すように、炉頂装入装置１００は、集合ホッパー１１８内に２つの方向変更部１３０を備えている。この方向変更部１３０は、上辺１３２ａと、この上辺１３２ａよりも僅かに長い下辺１３２ｂとを対向させた台形状の平板部材１３２を２つ備えて構成されている。２つの平板部材１３２は、それぞれの上辺１３２ａおよび下辺１３２ｂが互いに平行であって、かつ、両下辺１３２ｂが、図３に示すように、両上辺１３２ａよりも、方向変更部１３０の長手方向に直交する方向（方向変更部１３０の幅方向）に離隔するように、山型に固定されている。
【００２７】
ここで、集合ホッパー１１８は、鉛直方向に高さを有する側面部１１８ｂと、この側面部１１８ｂから下方に連続する底部１１８ｃとを備えている。集合ホッパー１１８の底部１１８ｃは、設置状態において鉛直上方から下方に向かうにしたがって、水平方向の断面積が漸減するように傾斜している。より詳細には、底部１１８ｃの中心は、集合ホッパー１１８の中で最も下方に位置しており、この中心から径方向外方に向かって上方に傾斜する円錐状となっている。底部１１８ｃの中心には垂直シュート１２２の上端が接続されていることから、底部１１８ｃは、垂直シュート１２２に向かうにしたがって水平方向の断面積が漸減するように傾斜した形状と言える。
【００２８】
そして、方向変更部１３０は、上辺１３２ａおよび下辺１３２ｂの長手方向の先端が、集合ホッパー１１８の中心、すなわち、垂直シュート１２２に向かうように、集合ホッパー１１８の側面部１１８ｂに固定されている。このとき、方向変更部１３０の長手方向の延長線と、垂直シュート１２２の軸心の延長線とが交差する関係が維持されている。また、方向変更部１３０と、集合ホッパー１１８の底部１１８ｃとの間には、鉛直方向に空隙Ｓが形成されており、集合ホッパー１１８の中心側に位置する先端側が、側面部１１８ｂに固定される基端側よりも下方に位置するように傾斜した状態で、側面部１１８ｂにこの方向変更部１３０が固定されている。なお、ここでは、集合ホッパー１１８の中心側に位置する先端側が、側面部１１８ｂに固定される基端側よりも下方に位置するように傾斜した状態で方向変更部１３０が設けられることとしたが、方向変更部１３０は、長手方向が水平方向となるように設けてもよい。
【００２９】
図４は、方向変更部１３０の位置関係を説明する図である。図４に示すように、集合ホッパー１１８に原料を導く２つの投入部１１８ａは、いずれも集合ホッパー１１８の中心、すなわち、集合ホッパー１１８の底部１１８ｃの中心に対して水平方向にずれた位置に設けられている。投入部１１８ａは、ホッパー１０２の直下に設けられており、また、底部１１８ｃには垂直シュート１２２の上端が接続されることから、垂直シュート１２２の上端の中心位置は、ホッパー１０２の排出口１０２ｂの中心位置に対して水平方向にずれて配されることとなる。
【００３０】
そして、方向変更部１３０は、集合ホッパー１１８の投入部１１８ａの直下、すなわち、ホッパー１０２の排出口１０２ｂの鉛直下方に配されている。ここでは、排出口１０２ｂの中心の直下に、方向変更部１３０の頂部、すなわち、方向変更部１３０を構成する平板部材１３２の上辺１３２ａが位置しているが、方向変更部１３０は、排出口１０２ｂから落下する原料が頂部に衝突する位置であれば、必ずしも、排出口１０２ｂの中心の直下に頂部を位置させなくともよい。なお、２つのホッパー１０２それぞれの排出口１０２ｂは、垂直シュート１２２の中心軸周りに１８０度位相をずらした位置に配されている。したがって、２つの方向変更部１３０も、垂直シュート１２２の中心軸周りに１８０度位相をずらした位置に設けられることとなる。
【００３１】
図５は、集合ホッパー１１８内における原料の流れを説明する図である。集合ホッパー１１８には、２つのホッパー１０２から交互に原料が落下、投入されるが、ここでは、２つのホッパー１０２のうち、図中右側に位置するホッパー１０２の排出口１０２ｂから原料が落下、投入された場合について説明する。ホッパー１０２に収容された原料は、原料流調ゲート１１６が開かれると、自重により、排出口１０２ｂから集合ホッパー１１８に向かって鉛直方向に落下する。
【００３２】
排出口１０２ｂから落下した原料は、その落下過程で方向変更部１３０に衝突する。方向変更部１３０に衝突した原料は、図中実線矢印で示すように、方向変更部１３０の頂部である上辺１３２ａを境にして、垂直シュート１２２の軸周り方向の一方向側と他方向側とに分流される。そして、垂直シュート１２２の軸周り方向に分流された原料は、平板部材１３２で構成される傾斜面上を滑りながら、集合ホッパー１１８の底部１１８ｃに向かってさらに落下する。このとき、原料が方向変更部１３０の傾斜面上を滑ることにより、垂直シュート１２２の軸周り方向へと原料の落下方向が変更される。
【００３３】
そして、方向変更部１３０に衝突した原料は、集合ホッパー１１８の円錐状の底部１１８ｃに到達すると、図中破線矢印で示すように、垂直シュート１２２の軸周り方向に旋回しながら、やがて垂直シュート１２２に到達することとなる。
【００３４】
図６は、比較例による垂直シュート１２２内の原料の分布を示す図であり、図７は、第１実施形態による垂直シュート１２２内の原料の分布を示す図である。図６（ａ）および図７（ａ）は、集合ホッパー１１８および垂直シュート１２２の鉛直断面の概略図であり、図６（ｂ）および図７（ｂ）は、垂直シュート１２２の水平断面の概略図を拡大して示している。なお、比較例と第１実施形態とでは、方向変更部１３０の有無のみが相違し、その他の構成や条件は全て同じである。したがって、比較例の説明において、第１実施形態と同様の構成については、上記と同一名称、符号を用いることとする。
【００３５】
図６に示す比較例では、排出口１０２ｂから落下する原料が、集合ホッパー１１８の底部１１８ｃに衝突する。底部１１８ｃは円錐状に形成されていることから、底部１１８ｃに衝突した原料は、一部が垂直シュート１２２の軸周り方向へ飛散するものの、原料の多くが垂直シュート１２２に向かって勢いよく流れ込む。その結果、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、垂直シュート１２２のうち、原料を落下させた排出口１０２ｂと反対側に多量の原料が落下し、垂直シュート１２２のうち、原料が落下された排出口１０２ｂ側には殆ど原料が落下していない。
【００３６】
このように、垂直シュート１２２において原料の偏流が生じると、分配シュート１２の旋回位置によって、分配シュート１２上を原料が滑り落ちる距離が異なってしまい、高炉本体１０に均等に原料を分散装入することができなくなってしまう。これに対して、第１実施形態によれば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、比較例よりも偏流が抑制されていることがわかる。これは、方向変更部１３０に原料を衝突させることで、原料の落下方向が、垂直シュート１２２の軸周り方向に変更されるためである。
【００３７】
以上のように、第１実施形態の炉頂装入装置１００によれば、排出口１０２ｂの鉛直下方に、排出口１０２ｂから落下する原料に衝突して、原料の落下方向を、垂直シュート１２２の軸周り方向に変更する方向変更部１３０が設けられる。これにより、垂直シュート１２２における原料の偏流を抑制することができ、よって高炉本体１０において、原料をより均等に分散装入することが可能となる。しかも、方向変更部１３０が排出口１０２ｂの直下に配されており、原料の落下過程でその落下方向を変更させるので、従来のように、原料が旋回するスペースを集合ホッパー１１８の底部１１８ｃとは別に設ける必要がない。したがって、垂直シュート１２２内における原料の偏流を抑制するにあたり、装置が大型化することもなく、また、既設の装置に対しても、容易に適用することができる。
【００３８】
なお、上記第１実施形態では、ホッパー１０２の排出口１０２ｂから落下する原料が、垂直シュート１２２の軸周り方向の一方側および他方側に分流されるように、方向変更部１３０が構成されている。しかしながら、ホッパー１０２の排出口１０２ｂから落下する原料の落下方向を、垂直シュート１２２の軸周り方向のいずれか一方向に変更してもよい。
【００３９】
図８は、第２実施形態に係る炉頂装入装置２００の内部構成を説明する概略図であり、図９は、第２実施形態による垂直シュート１２２内の原料の分布を示す図である。なお、第２実施形態の炉頂装入装置２００は、上記第１実施形態の方向変更部１３０に代えて方向変更部２３０を設けた点のみが炉頂装入装置１００と異なり、その他の構成は全て炉頂装入装置１００と同じである。したがって、第１実施形態と同様の構成については同じ名称、符号を付するとともに、その詳細な説明は省略し、ここでは、第１実施形態と異なる構成である方向変更部２３０について説明する。
【００４０】
図８（ａ）は、集合ホッパー１１８および垂直シュート１２２の鉛直断面の概略図であり、図８（ｂ）は、集合ホッパー１１８の水平断面の概略図を示している。図８に示すように、集合ホッパー１１８内に設けられる方向変更部２３０は、湾曲状の受け面２３２を備えている。この受け面２３２は、幅方向の両端部２３２ａから幅方向中央に向かうにしたがって、徐々に下方に突出するように湾曲した湾曲面状に形成されている。ここで、受け面２３２において、両端部２３２ａを結ぶ幅方向の線分の中心を通る線を中心線Ｘとし、中心線Ｘの一端側を先端２３２ｂとし、中心線Ｘの他端側を基端２３２ｃとする。
【００４１】
この場合、受け面２３２は、基端２３２ｃから先端２３２ｂに向かうにしたがって、換言すれば、基端２３２ｃおよび先端２３２ｂから、中心線Ｘの中央側に向かうにしたがって、徐々に下方に突出するように湾曲している。また、基端２３２ｃ側では、両端部２３２ａが連続するように、断面形状が半球状に形成されているのに対して、先端２３２ｂ側では、両端部２３２ａが分断された開口となっている。したがって、受け面２３２に落下した原料は、その全てが基端２３２ｃ側から先端２３２ｂ側へと受け面２３２上を滑り落ち、先端２３２ｂからさらに集合ホッパー１１８の底部１１８ｃに向けて落下することとなる。
【００４２】
なお、ホッパー１０２の排出口１０２ｂや垂直シュート１２２に対する方向変更部２３０の位置関係は、第１実施形態で説明した方向変更部１３０の位置関係と同じであり、排出口１０２ｂの直下に方向変更部２３０が配されている。ただし、方向変更部２３０は、中心線Ｘが、垂直シュート１２２の中心からずれた位置、より詳細には、中心線Ｘの延長線が、垂直シュート１２２の開口範囲からずれた位置を通るように、集合ホッパー１１８に固定されている。これにより、方向変更部２３０は、ホッパー１０２の排出口１０２ｂから落下する原料の落下方向を、垂直シュート１２２の軸周り方向のいずれか一方向（ここでは反時計回り方向）に変更することとなる。
【００４３】
この第２実施形態の炉頂装入装置２００によれば、受け面２３２に衝突した原料の落下方向が、垂直シュート１２２の軸周り方向に変更された後に、さらに、集合ホッパー１１８の底部１１８ｃに向かって落下する。その結果、底部１１８ｃに到達した原料は、垂直シュート１２２の軸周り方向に旋回しながら、徐々に垂直シュート１２２に落下、装入されることとなる。これにより、図９に示すように、垂直シュート１２２内において、内壁面の全周囲にほぼ均等に原料が落下、装入され、垂直シュート１２２内の原料の偏流が、従来に比して抑制されることが確認された。
【００４４】
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。
【００４５】
例えば、上記各実施形態では、２つのホッパー１０２が並列して支持されるパラレル式のベルレス式炉頂装入装置について説明した。しかしながら、ホッパーの数は２つに限定されるものではなく、１つのホッパーを備えていてもよいし、３つ以上のホッパーを備えていても構わない。また、さらには、ベルレス式の炉頂装入装置に限らず、ベル式の炉頂装入装置に適用することも可能である。いずれにしても、本発明の目的を実現可能である限りにおいて、高炉や炉頂装入装置の具体的な構成は適宜設計可能である。
【００４６】
また、上記各実施形態では、方向変更部１３０、２３０と集合ホッパー１１８の底部１１８ｃとの間に、鉛直方向に空隙Ｓが形成される場合について説明した。しかしながら、方向変更部１３０、２３０は、集合ホッパー１１８の底部１１８ｃ上に連続して設けてもよい。いずれにしても、方向変更部１３０、２３０は、排出口１０２ｂの鉛直下方に配されればよく、鉛直方向の設置位置に特に限定はない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、高炉本体に原料を装入する炉頂装入装置およびこの炉頂装入装置を備えた高炉に利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  高炉
１０  高炉本体
１２  分配シュート
１００  炉頂装入装置
１０２  ホッパー
１０２ｂ  排出口
１１８  集合ホッパー
１１８ｃ  底部
１２２  垂直シュート
１３０  方向変更部
２００  炉頂装入装置
２３０  方向変更部
Ｓ  空隙
【図１】
2015081364.tif 000003
【図２】
2015081364.tif 000004
【図３】
2015081364.tif 000005
【図４】
2015081364.tif 000006
【図５】
2015081364.tif 000007
【図６】
2015081364.tif 000008
【図７】
2015081364.tif 000009
【図８】
2015081364.tif 000010
【図９】
2015081364.tif 000011