(57)【要約】【課題】設計作業を簡素化しながらも、原料の秤量精度を向上することができるベルレス式炉頂装入装置を提供する。【解決手段】高炉本体１０よりも鉛直上方に設置されるホッパー１０２と、ホッパーの重量を測定してホッパーに収容された原料を秤量する原料測定部１０６と、を備えたベルレス式炉頂装入装置１００は、ホッパーの下端に形成され、ホッパー内に収容された原料を高炉本体に向けて鉛直下方に排出する排出口１０２ｂと、一端１５０ａがホッパーに接続され、他端１５０ｂが高炉本体に接続され、排出口から排出された原料を高炉本体に導く原料流通路１５０ｃが内部に形成された下部管継手１５０と、ホッパー内の圧力を可変とするための流体が流通する均排圧管２００を構成する上部管継手２１０と、を備える。下部管継手および上部管継手は圧力バランス型伸縮管継手で構成される。【選択図】図１
2015010269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉本体よりも鉛直上方に設置されるホッパーと、該ホッパーの重量を測定して該ホッパーに収容された原料を秤量する原料測定部と、を備え、該ホッパーに収容された原料を、該高炉本体の炉頂から装入するベルレス式炉頂装入装置であって、
前記ホッパーの下端に形成され、該ホッパー内に収容された原料を、前記高炉本体に向けて鉛直下方に排出する原料排出部と、
一端が前記ホッパーに接続され、他端が前記高炉本体に直接または間接的に接続され、前記原料排出部から排出された原料を該高炉本体に導く原料流通路が内部に形成された下部管継手と、
前記ホッパー内の圧力を可変とするための流体が流通する均排圧管を構成する上部管継手と、
を備え、
前記下部管継手および前記上部管継手の少なくとも一方は、圧力バランス型伸縮管継手で構成されていることを特徴とするベルレス式炉頂装入装置。
【請求項２】
前記上部管継手は、曲管圧力バランス型伸縮管継手で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のベルレス式炉頂装入装置。
【請求項３】
前記下部管継手は、直管圧力バランス型伸縮管継手で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のベルレス式炉頂装入装置。
【請求項４】
前記直管圧力バランス型伸縮管継手には、前記ホッパーの重量変化に伴う該直管圧力バランス型伸縮管継手の伸縮量の変化を検知するロードセルが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のベルレス式炉頂装入装置。
【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ベルレス式炉頂装入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高炉本体に原料を装入する装置としてベルレス式炉頂装入装置が知られている。ベルレス式炉頂装入装置は、高炉本体の鉛直上方に配されるホッパーを備えており、このホッパーの下端と、高炉本体の炉頂に配された集合ホッパーとが下部伸縮管継手によって接続されている。また、高炉本体内は高圧に維持されているため、ベルレス式炉頂装入装置から高炉本体に原料を装入する際には、ホッパー内の圧力を高炉本体内の圧力と等しくする均圧操作を行う必要がある。そのため、ベルレス式炉頂装入装置においては、上部伸縮管継手を介して均排圧管がホッパーに接続されており、この均排圧管から気体を送出してホッパー内の圧力を高めた後に、ホッパー内に収容された原料が、集合ホッパーおよび分配シュートを介して高炉本体内に装入されるように構成されている。
【０００３】
一般的に、高炉においては、原料を高炉本体内に均等に分配装入することが要求される。例えば、高炉本体内には、炉頂から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ながら原料を高炉本体内に落下、装入する。このとき、分配シュートの予定旋回数（整数）内で、分配シュートからの原料の装入を過不足なく終了させる必要がある。そのため、上記のベルレス式炉頂装入装置においては、ホッパーに収容されている原料を秤量するためのロードセルが設けられており、ロードセルの出力値に応じて、分配シュートの旋回を制御するようにしている。したがって、高炉本体内において、原料をより均等に分配装入するためには、ロードセルによる原料の秤量精度を向上しなければならない。
【０００４】
ところが、上記のように、高炉本体に原料を装入する際に均圧操作がなされてホッパー内の圧力が上昇すると、ホッパーに接続された上部伸縮管継手および下部伸縮管継手に推力が発生する。具体的には、下部伸縮管継手に対しては、ホッパーを持ち上げる力が作用し、上部伸縮管継手に対しては、ホッパーを押し下げる下向きの内圧反力が作用する。こうした推力により、ロードセルの出力値が変化してしまい、ホッパーに収容されている原料を正確に秤量することができなくなってしまう。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１、２に示されるように、ロードセルの出力値に対して、ホッパーの内圧に応じた補正処理を施すことで、原料の秤量精度を向上させる技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−２８８０６号公報
【特許文献２】特開昭６２−１５６５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ロードセルの出力値を補正して原料の秤量精度を向上するためには、より高度な電気的な演算処理が必要となり、原料の秤量精度を向上するための設計作業が極めて煩雑になってしまうという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、設計作業を簡素化しながらも、原料の秤量精度を向上することができるベルレス式炉頂装入装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のベルレス式炉頂装入装置は、高炉本体よりも鉛直上方に設置されるホッパーと、ホッパーの重量を測定してホッパーに収容された原料を秤量する原料測定部と、を備え、ホッパーに収容された原料を、高炉本体の炉頂から装入するベルレス式炉頂装入装置であって、ホッパーの下端に形成され、ホッパー内に収容された原料を、高炉本体に向けて鉛直下方に排出する原料排出部と、一端がホッパーに接続され、他端が高炉本体に直接または間接的に接続され、原料排出部から排出された原料を高炉本体に導く原料流通路が内部に形成された下部管継手と、ホッパー内の圧力を可変とするための流体が流通する均排圧管を構成する上部管継手と、を備え、下部管継手および上部管継手の少なくとも一方は、圧力バランス型伸縮管継手で構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、上部管継手は、曲管圧力バランス型伸縮管継手で構成されているとよい。
【００１１】
また、下部管継手は、直管圧力バランス型伸縮管継手で構成されているとよい。
【００１２】
また、直管圧力バランス型伸縮管継手には、ホッパーの重量変化に伴う直管圧力バランス型伸縮管継手の伸縮量の変化を検知するロードセルが設けられているとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、設計作業を簡素化しながらも、原料の秤量精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の高炉の全体構成を説明する概略図である。
【図２】下部管継手を説明する図である。
【図３】上部管継手を説明する図である。
【図４】変形例の高炉の全体構成を説明する概略図である。
【図５】第２実施形態の高炉の全体構成を説明する概略図である。
【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実施形態の高炉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、ベルレス式炉頂装入装置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内の全面に分配装入されることとなる。
【００１８】
ここで、高炉本体１０の周囲には、高炉本体１０よりも鉛直上方まで延在する炉頂櫓構造物２０が設置されており、この炉頂櫓構造物２０によって、高炉本体１０の鉛直上方にベルレス式炉頂装入装置１００が支持されている。このベルレス式炉頂装入装置１００について、以下に詳細に説明する。
【００１９】
ベルレス式炉頂装入装置１００は、高炉本体１０よりも鉛直上方に設置される一対のホッパー１０２、１０４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１０２、１０４は、炉頂櫓構造物２０のうち水平方向に懸架された梁２０ａに並列に支持されており、ホッパー１０２、１０４と梁２０ａとの間には、これらホッパー１０２、１０４の重量を測定して、当該ホッパー１０２、１０４に収容された原料を秤量するロードセルからなる原料測定部１０６が設けられている。
【００２０】
ホッパー１０２、１０４の上端には、それぞれ、ホッパー１０２、１０４内に原料を装入する原料装入部としての装入口１０２ａ、１０４ａが形成されるとともに、これら装入口１０２ａ、１０４ａを開閉する上部シール弁１０８ａ、１０８ｂが設けられている。また、ホッパー１０２、１０４の鉛直上方には、炉頂櫓構造物２０の梁２０ｂが水平方向に懸架されており、この梁２０ｂに、第１ホッパー１１０が固定されている。
【００２１】
この第１ホッパー１１０の底面には、装入シュート１１２ａ、１１２ｂが接続されている。装入シュート１１２ａは、第１ホッパー１１０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。同様に、装入シュート１１２ｂは、第１ホッパー１１０の底面に上端を開口させ、下端を、ホッパー１０４の装入口１０４ａの鉛直上方に僅かな間隙を維持して臨ませている。
【００２２】
第１ホッパー１１０のさらに鉛直上方には、原料を搬送する装入コンベア１１４の終端部１１４ａが位置しており、装入コンベア１１４によって不図示の原料槽から搬送された原料が、終端部１１４ａから第１ホッパー１１０に落下、装入される。また、第１ホッパー１１０内には、第１ホッパー１１０に装入された原料を、ホッパー１０２、１０４に振り分ける旋回シュート１１６が設けられている。旋回シュート１１６は、第１ホッパー１１０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１１６の下端は、装入シュート１１２ａの上端の開口、または、装入シュート１１２ｂの上端の開口に臨む。
【００２３】
したがって、図示のように、旋回シュート１１６の下端を装入シュート１１２ａの上端の開口に臨ませた状態で、装入コンベア１１４から原料を落下、装入すると、原料は、旋回シュート１１６、装入シュート１１２ａを介して装入口１０２ａからホッパー１０２に装入される。一方、図示の位置から、旋回シュート１１６の下端を装入シュート１１２ｂの上端の開口に臨む位置まで旋回させた状態で、装入コンベア１１４から原料を落下、装入すると、原料は、旋回シュート１１６、装入シュート１１２ｂを介して装入口１０４ａからホッパー１０４に装入されることとなる。
【００２４】
また、ホッパー１０２、１０４の下端には、それぞれ、ホッパー１０２、１０４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原料排出部としての排出口１０２ｂ、１０４ｂが形成されている。これら排出口１０２ｂ、１０４ｂには、その開度を可変とするための原料流調ゲート１２０ａ、１２０ｂがそれぞれ設けられており、これら原料流調ゲート１２０ａ、１２０ｂ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。
【００２５】
そして、ホッパー１０２、１０４の鉛直下方であって、高炉本体１０の鉛直上方には、炉頂櫓構造物２０の梁２０ｃが水平方向に懸架されており、この梁２０ｃに、集合ホッパー１２２が支持されている。この集合ホッパー１２２の上面には、ホッパー１０２の排出口１０２ｂに臨む投入部１２２ａと、ホッパー１０４の排出口１０４ｂに臨む投入部１２２ｂと、が設けられている。また、集合ホッパー１２２には、これら投入部１２２ａ、１２２ｂを開閉する下部シール弁１２４ａ、１２４ｂが設けられている。
【００２６】
したがって、下部シール弁１２４ａを開弁後、原料流調ゲート１２０ａ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１２２に落下、装入される。また、下部シール弁１２４ｂを開弁後、原料流調ゲート１２０ｂを開にすると、ホッパー１０４に収容された原料が、集合ホッパー１２２に落下、装入されることとなる。このようにして集合ホッパー１２２に装入された原料は、垂直シュート１２６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。
【００２７】
ここで、ホッパー１０２、１０４は、それぞれ下部管継手１５０によって集合ホッパー１２２に接続されている。この下部管継手１５０は、一端１５０ａがホッパー１０２、１０４に接続され、他端１５０ｂが集合ホッパー１２２の上面に接続されている。集合ホッパー１２２は高炉本体１０の炉頂に接続されていることから、下部管継手１５０は、集合ホッパー１２２を介して高炉本体１０に間接的に接続されていると言える。
【００２８】
図１からも明らかなように、ホッパー１０２の下端に形成された排出口１０２ｂと、集合ホッパー１２２の上面に設けられた投入部１２２ａとの間、および、ホッパー１０４の下端に形成された排出口１０４ｂと、集合ホッパー１２２の上面に設けられた投入部１２２ｂとの間には、それぞれ間隙が維持されている。下部管継手１５０の一端１５０ａは、排出口１０２ｂ、１０４ｂを覆うようにしてホッパー１０２、１０４の下部に固定され、下部管継手１５０の他端１５０ｂは、投入部１２２ａ、１２２ｂを覆うようにして集合ホッパー１２２に固定されている。したがって、下部管継手１５０の内部には、排出口１０２ｂ、１０４ｂから排出された原料を高炉本体１０（集合ホッパー１２２）に導く原料流通路１５０ｃが形成されることとなる。
【００２９】
また、ホッパー１０２、１０４の上部側には、これらホッパー１０２、１０４内の圧力を可変とするための流体（気体）が流通する均排圧管２００が接続されている。高炉本体１０の内部は高圧であるため、ホッパー１０２、１０４から高炉本体１０に原料を装入するためには、ホッパー１０２、１０４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。例えば、ホッパー１０２から高炉本体１０に原料を装入する際には、上部シール弁１０８ａ、原料流調ゲート１２０ａ、下部シール弁１２４ａを閉弁してホッパー１０２を密閉した状態で、均排圧管２００からホッパー１０２に気体を送出し、ホッパー１０２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１０２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１２４ａを開弁後、原料流調ゲート１２０ａの開度制御を行い、ホッパー１０２から高炉本体１０に原料を装入する。
【００３０】
また、ホッパー１０２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１０２には、再度、装入コンベア１１４から原料が装入される。このとき、ホッパー１０２の内圧が高くなっているため、原料流調ゲート１２０ａおよび下部シール弁１２４ａを閉弁し、均排圧管２００を介してホッパー１０２から気体を外部に排出して、ホッパー１０２の内圧を大気圧まで復圧する。こうしてホッパー１０２内の圧力が大気圧となったら、上部シール弁１０８ａを開弁して、旋回シュート１１６および装入シュート１１２ａを介して、ホッパー１０２に原料を装入することとなる。なお、ここでは、ホッパー１０２に対する均圧操作について説明したが、ホッパー１０４についても、上記と同様の均圧操作がなされるものである。
【００３１】
上記のように、ホッパー１０２、１０４に原料が装入された状態では、ホッパー１０２、１０４の荷重が増すため、梁２０ａに撓みが生じ、ホッパー１０２、１０４が鉛直下方に移動する。ホッパー１０２、１０４には、下部管継手１５０および均排圧管２００が接続されているが、第１実施形態では、下部管継手１５０に、ホッパー１０２、１０４の位置変位を吸収するための伸縮性を備えた伸縮管継手を採用するとともに、均排圧管２００の一部にも、伸縮性を備えた上部管継手２１０を採用する。
【００３２】
しかしながら、原料測定部１０６で秤量するために、上下の拘束を軽減すべく、下部管継手１５０および上部管継手２１０を、単に伸縮性を備えるだけの伸縮管継手で構成してしまうと、上記の均圧操作によるホッパー１０２、１０４の内圧の変化によって、下部管継手１５０および上部管継手２１０に推力が生じてしまう。例えば、下部管継手１５０に着目すると、ホッパー１０２、１０４の内圧の上昇により、下部管継手１５０がホッパー１０２、１０４を鉛直上方に持ち上げる持ち上げ力が作用し、上部管継手２１０に着目すると、ホッパー１０２、１０４の内圧の上昇により、上部管継手２１０がホッパー１０２、１０４を鉛直下方に押し下げる押し下げ力が作用する。
【００３３】
高炉本体１０に対して原料を均等に分配装入するためには、分配シュート１２の予定旋回数（整数）内で、分配シュート１２からの原料の装入を過不足なく終了させる必要がある。そのため、ホッパー１０２、１０４に収容されている原料を精度よく秤量する必要があるが、原料を秤量する原料測定部１０６の出力値は、ホッパー１０２、１０４の重量変化に伴う梁２０ａの撓み量や、下部管継手１５０および上部管継手２１０に生じる推力に影響を受ける。
【００３４】
したがって、原料測定部１０６の出力値に対して、梁２０ａの撓み量に基づく補正演算処理を行うとともに、下部管継手１５０および上部管継手２１０に生じる推力に基づく補正演算処理を施すことも考えられる。しかしながら、梁２０ａの撓み量、下部管継手１５０に生じる推力、上部管継手２１０に生じる推力は、互いに複雑に影響し合うため、補正演算処理を高精度に行うのは極めて難しい。特に、第１実施形態のように、複数のホッパーが同一の炉頂櫓構造物上に支持されている場合には、１つのホッパーの位置変位が他のホッパーの秤量に影響をもたらすことから、さらに補正演算処理が難しくなる。そこで、第１実施形態のベルレス式炉頂装入装置１００においては、下部管継手１５０および上部管継手２１０を、圧力バランス型伸縮管継手（圧力均衡型伸縮管継手とも呼ばれる）で構成し、ホッパー１０２、１０４の内圧変化による圧力反力を吸収して推力の発生を阻止する。以下に、下部管継手１５０および上部管継手２１０の構成について具体的に説明する。
【００３５】
図２は、下部管継手１５０を説明する図である。第１実施形態のベルレス式炉頂装入装置１００においては、下部管継手１５０が直管圧力バランス型伸縮管継手で構成されている。直管圧力バランス型伸縮管継手で構成される下部管継手１５０は、４つのフランジ部１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄを備えており、フランジ部１５２ａとフランジ部１５２ｂとの間に第１小径部１５４が形成され、フランジ部１５２ｃとフランジ部１５２ｄとの間に第２小径部１５６が形成され、フランジ部１５２ｂとフランジ部１５２ｃとの間に大径部１５８が形成されている。
【００３６】
図２に示すように、第１小径部１５４には変位ベローズ１５４ａが形成され、第２小径部１５６には変位ベローズ１５６ａが形成され、大径部１５８には、バランスベローズ１５８ａが形成されている。また、第１小径部１５４および第２小径部１５６の断面積は等しく、大径部１５８の断面積は、第１小径部１５４および第２小径部１５６の断面積の２倍となる寸法関係を維持している。そして、フランジ部１５２ａとフランジ部１５２ｃとがタイロッド１６０によって連結され、フランジ部１５２ｂとフランジ部１５２ｄとがタイロッド１６０によって連結されている。
【００３７】
上記の構成からなる下部管継手１５０は、フランジ部１５２ａがホッパー１０２、１０４の下端に連結、固定され、フランジ部１５２ｄが集合ホッパー１２２の上面に連結、固定される。これにより、ホッパー１０２、１０４の内圧が上昇したとしても、下部管継手１５０においては上記の推力が発生することはない。つまり、下部管継手１５０を圧力バランス型伸縮管継手で構成することにより、ホッパー１０２、１０４の内圧によって下部管継手１５０に生じる推力を阻止することができる。
【００３８】
なお、ホッパー１０２、１０４に原料が装入されて梁２０ａが撓んだ場合等、ホッパー１０２、１０４に物理的な位置変位が生じた場合には、この位置変位が、下部管継手１５０の伸縮作用によって吸収されることとなる。そこで、第１実施形態では、フランジ部１５２ｃ、１５２ｄの間に、歪ゲージを備えたロードセル１６２を設け、このロードセル１６２によって、ホッパー１０２、１０４の重量変化に伴う下部管継手１５０の伸縮量の変化を検知する。
【００３９】
図１に示すように、原料測定部１０６から出力される出力値は、増幅器１６４ａによって増幅されて演算部１６６に入力され、ロードセル１６２から出力される出力値は、増幅器１６４ｂによって増幅されて演算部１６６に入力される。演算部１６６は、ロードセル１６２から出力される出力値に基づいて、原料測定部１０６によって出力される出力値を補正することで、ホッパー１０２、１０４に装入された原料の秤量精度を向上させることができる。
【００４０】
図３は、上部管継手２１０を説明する図である。第１実施形態のベルレス式炉頂装入装置１００においては、上部管継手２１０が曲管圧力バランス型伸縮管継手で構成されている。曲管圧力バランス型伸縮管継手で構成される上部管継手２１０は、ホッパー１０２、１０４に接続される直線状の直管部２１２と、この直管部２１２に連続する湾曲形状の曲管部２１４と、を備えている。また、この曲管部２１４を境にして、直管部２１２と反対側には、直管部２１２の軸心の延長線上に軸心を位置させた連結管部２１６が接続されており、この連結管部２１６の先端に鏡板２１８が付設され、この鏡板２１８によって圧力チャンバー２２０が構成されている。圧力チャンバー２２０は、導圧管２２２を介して均排圧管２００に連通しており、圧力チャンバー２２０内の圧力が、均排圧管２００（直管部２１２）内の圧力と等しくなるように構成されている。
【００４１】
そして、直管部２１２には変位ベローズ２１２ａが設けられており、圧力チャンバー２２０（鏡板２１８）には、直管部２１２の変位ベローズ２１２ａと同一断面積を有する変位ベローズ２２０ａが設けられている。なお、直管部２１２にはフランジ部２２４ａが設けられ、鏡板２１８にはフランジ部２２４ｂが設けられており、これら両フランジ部２２４ａ、２２４ｂが、タイロッド２２６によって連結されている。上記の構成からなる上部管継手２１０によっても、上記の下部管継手１５０と同様に、ホッパー１０２、１０４の内圧の上昇に起因する推力が打ち消される。つまり、上部管継手２１０を圧力バランス型伸縮管継手で構成することにより、ホッパー１０２、１０４の内圧によって上部管継手２１０に生じる推力を阻止することができる。なお、ホッパー１０２、１０４に原料が装入されて梁２０ａが撓んだ場合等、ホッパー１０２、１０４に物理的な位置変位が生じた場合には、この位置変位を上部管継手２１０が吸収することとなる。
【００４２】
以上説明したように、第１実施形態のベルレス式炉頂装入装置１００によれば、下部管継手１５０および上部管継手２１０が、圧力バランス型伸縮管継手で構成されているので、ホッパー１０２、１０４の内圧による推力が生じることがない。したがって、ホッパー１０２、１０４に装入されている原料を秤量する際に、原料測定部１０６の出力値に対して、ホッパー１０２、１０４の内圧によって生じる推力を相殺するための複雑な補正演算処理を施す必要がない。これにより、設計作業の簡素化を図りつつも、原料の秤量精度を向上させることが可能となり、よって、高炉本体１０に対する原料の分配装入の精度を一層向上させることができる。
【００４３】
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。
【００４４】
例えば、第１実施形態においては、ホッパー１０２、１０４の下端に接続される下部管継手１５０が直管圧力バランス型伸縮管継手で構成され、ホッパー１０２、１０４の上部に接続される均排圧管２００の一部を構成する上部管継手２１０が、曲管圧力バランス型伸縮管継手で構成される場合について説明した。しかしながら、図４に示す変形例の高炉１ａのように、ホッパー１０２、１０４の上部に接続される均排圧管２００の一部を、直管圧力バランス型伸縮管継手からなる上部管継手３００で構成してもよい。このように、直管圧力バランス型伸縮管継手からなる上部管継手３００を採用したベルレス式炉頂装入装置１００ａによっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を実現可能である。
【００４５】
また、さらには、上記第１実施形態では、下部管継手１５０および上部管継手２１０の双方が圧力バランス型伸縮管継手で構成される場合について説明した。しかしながら、下部管継手１５０および上部管継手２１０のいずれか一方のみを圧力バランス型伸縮管継手で構成してもよい。この場合であっても、下部管継手１５０および上部管継手２１０のうち、圧力バランス型伸縮管継手で構成される継手については、ホッパー１０２、１０４の内圧による推力を阻止することができるので、補正演算処理が軽減され、よって、従来に比して設計作業の簡素化、および、原料の秤量精度の大幅な向上を実現することができる。
【００４６】
また、上記第１実施形態では、下部管継手１５０にロードセル１６２を設けることとしたが、このロードセル１６２は必須の構成ではない。
【００４７】
また、上記第１実施形態では、２つのホッパー１０２、１０４が同一の梁２０ａに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１００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、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、図５に示す第２実施形態の高炉１ｂのように、下部管継手１５０および上部管継手２１０が接続されるホッパーが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。
【００４８】
この第２実施形態の高炉１ｂは、上記第１実施形態と同様の高炉本体１０の鉛直上方に、センターフィード式のベルレス式炉頂装入装置１００ｂが設置されている。このベルレス式炉頂装入装置１００ｂは、上記第１実施形態と同様に、下部管継手１５０および均排圧管２００が接続された下部ホッパー３１０と、この下部ホッパー３１０の鉛直上方に配された上部ホッパー３１２と、を備えている。なお、こうしたセンターフィード式のベルレス式炉頂装入装置１００ｂの構成は周知の構成であるため、ここでは、上記第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４９】
このベルレス式炉頂装入装置１００ｂにおいては、高炉本体１０の炉頂に装入ホッパー３１４が設けられており、この装入ホッパー３１４と下部ホッパー３１０の下端とが、圧力バランス型伸縮管継手で構成された下部管継手１５０によって接続されている。したがって、装入コンベア１１４によって搬送された原料は、上部ホッパー３１２、下部ホッパー３１０、下部管継手１５０、装入ホッパー３１４を介して高炉本体１０に装入されることとなる。こうしたセンターフィード式のベルレス式炉頂装入装置１００ｂにおいても、下部管継手１５０および上部管継手２１０の少なくとも一方を圧力バランス型伸縮管継手で構成することで、上記第１実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、高炉に原料を装入するベルレス式炉頂装入装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  高炉本体
１００、１００ａ、１００ｂ  ベルレス式炉頂装入装置
１０２、１０４  ホッパー
１０２ｂ、１０４ｂ  排出口（原料排出部）
１０６  原料測定部
１５０  下部管継手
１５０ａ  一端
１５０ｂ  他端
１５０ｃ  原料流通路
１６２  ロードセル
２００  均排圧管
２１０、３００  上部管継手
３１０  下部ホッパー（ホッパー）
【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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