(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉上部に配置されて前記高炉内に原燃料を供給する流動路を備え、前記流動路が鉛直方向に伸びる軸線に対して傾いた状態で前記軸線周りに回動されながら高炉内に原燃料を装入する装入シュートであって、
先端側に筒状部が形成され、前記筒状部内には、前記原燃料が前記筒状部内を周回するのを抑制する周回抑制手段が形成され、
前記周回抑制手段は、
筒状部の内周に配置された、多角形又は多角形の一部の辺により構成される周回抑制形状部を備え、少なくとも前記原燃料が前記流動路内を流動する際の接触面が、前記周回抑制形状部の範囲内に形成されていることを特徴とする装入シュート。
【請求項２】
請求項１に記載の装入シュートであって、
前記周回抑制形状部は、４角形〜１２角形により構成されていることを特徴とする装入シュート。
【請求項３】
高炉上部に配置されて前記高炉内に原燃料を供給する流動路を備え、前記流動路が鉛直方向に伸びる軸線に対して傾いた状態で前記軸線周りに回動されながら高炉内に原燃料を装入する装入シュートであって、
先端側に筒状部が形成され、前記筒状部内には、前記原燃料が前記筒状部内を周回するのを抑制する周回抑制手段が形成され、
前記周回抑制手段は、
前記筒状部内周に形成された、前記筒状部が延在する方向に形成された凹条であることを特徴とする装入シュート。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装入シュートであって、
前記筒状部の断面内周側における最大長さＬ１と最小長さＬ２の比で定義されるアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）が、１．８以下であることを特徴とする装入シュート。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装入シュートを備えることを特徴とする装入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高炉炉内に原燃料を装入する装入シュート及び装入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、高炉炉内に焼結鉱、コークス等の原燃料を装入する手段として、例えば、旋回シュートを用いるベルレス装入装置が知られている。
ベルレス装入装置により高炉炉内に原燃料を装入する場合、断面Ｕ字形のシュートが用いられるのが一般的であるが、上方が開放されていることから、旋回速度増加時や装入速度増加時に原燃料がシュートから溢れるという問題があった。
そこで、シュートを筒状として、原燃料の溢れを防止するための技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３３０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術を用いた場合、シュートから原燃料が溢れる現象は解消するものの、シュートから高炉内に装入された原燃料が分散されて所定の位置に装入されない場合があることが判明した。
【０００５】
そこで、発明者は、装入シュートにより原燃料を装入する場合における原燃料の挙動及び所定位置に原燃料を安定して装入するための技術について鋭意研究した結果、閉断面とされた筒状シュートでは、原燃料がシュートで旋回されて、シュート内を螺旋状に周回し、排出口から排出された際に、周回の遠心力により移動して高炉内に分散されるとの知見を得た。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、高炉炉内への原燃料装入に際して、原燃料が装入シュートから溢れるのと高炉内に分散されるのを抑制することが可能な装入シュート及び装入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、高炉上部に配置されて前記高炉内に原燃料を供給する流動路を備え、前記流動路が鉛直方向に伸びる軸線に対して傾いた状態で前記軸線周りに回動されながら高炉内に原燃料を装入する装入シュートであって、先端側に筒状部が形成され、前記周回抑制手段は、筒状部の内周に配置された、多角形又は多角形の一部の辺により構成される周回抑制形状部を備え、少なくとも前記原燃料が前記流動路内を流動する際の接触面が、前記周回抑制形状部の範囲内に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、装入装置であって、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装入シュートを備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る装入シュート、装入装置によれば、先端側に筒状部が形成され、筒状部内に原燃料が周回するのを抑制する周回抑制手段が形成されているので、原燃料が螺旋運動するのが抑制される。その結果、原燃料が高炉内で分散されるのを抑制することができる。また、筒状部内の原燃料の流動路のうち、原燃料が流動する際に接触する接触面が多角形又は多角形の一部の辺、すなわち流動路の接触面が直線の集合により構成されているので、例えば、直線同士の交点で原燃料の移動が抑制され、その結果、原燃料の周回が抑制される。
ここで、筒状部が形成される先端側の意味は、筒状部が先端に形成されていてもよいし、筒状部よりも先端側に上部が開放された箇所が形成されていてもよいことを意味する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の装入シュートであって、前記周回抑制形状部は、４角形〜１２角形により構成されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る装入シュートによれば、周回抑制形状部が４角形〜１２角形により構成されているので、原燃料の周回を効率的に抑制することができる。これは、周回抑制形状部が４角形〜１２角形とされていて、隣接する辺がなす角度（内角）が小さく屈曲しているのに比して各辺の長さが短いので、隣接する辺に移動する運動エネルギーを装入シュートの旋回で確保しにくくなるためと推測される。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、高炉上部に配置されて前記高炉内に原燃料を供給する流動路を備え、前記流動路が鉛直方向に伸びる軸線に対して傾いた状態で前記軸線周りに回動されながら高炉内に原燃料を装入する装入シュートであって、先端側に筒状部が形成され、前記筒状部内には、前記原燃料が前記筒状部内を周回するのを抑制する周回抑制手段が形成され、前記周回抑制手段は、前記筒状部内周に形成された、前記筒状部が延在する方向に形成された凹条であることを特徴とする請求項１に記載の装入シュートであって、前記周回抑制手段は、前記筒状部内周に形成された、前記筒状部が延在する方向に形成された凹条であることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る装入シュートによれば、筒状部内に凹条が形成されているので、凹状に原燃料の一部が凹条内において停滞原燃料となり、原燃料の周方向における移動抵抗が確保されて、原燃料の周回が抑制される。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装入シュートであって、前記筒状部の断面内周側における最大長さＬ１と最小長さＬ２の比で定義されるアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）が、１．８以下であることを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る装入シュートによれば、アスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）が、１．８以下であるので、同一の断面積である場合に流動路内における原燃料の分散を抑制しつつ効率的な流動が確保される。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る装入シュート、装入装置によれば、先端側に筒状部が形成され、筒状部内に原燃料の周回を抑制する周回抑制手段が形成されているので、原燃料が装入シュートから溢れるのを抑制しつつ筒状部内を周回するのが抑制される。その結果、原燃料が高炉内で分散されるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高炉装入装置を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る装入シュートを示す図であり、（Ａ）は側面図を（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面を示す図である。
【図３】本発明に係る分散度を説明する図である。
【図４】本発明に係る装入シュートの筒状部の形状と分散度の関係を説明する図である。
【図５】本発明に係る装入シュートのアスペクト比と分散度の関係を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る装入シュートを示す図であり、（Ａ）は側面図を（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ断面を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る装入シュートを示す図であり、（Ａ）は側面図を（Ｂ）は（Ａ）のＺ−Ｚ断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図１から図５を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る高炉装入装置（装入装置）の概略構成を示す図であり、符号１は高炉を、符号２は高炉本体を、符号３は高炉装入装置を示している。また、図２は、高炉装入装置３に用いる装入シュート１０の一例を示している。
【００２３】
高炉装入装置３は、原燃料投入筒４と、装入シュート１０と、図示しない旋回手段と、傾動手段とを備え、高炉本体２の上部に配置されて、装入シュート１０の鉛直軸Ｏに対する傾きを矢印T方向に変化させつつ鉛直軸Ｏ周りに矢印R方向に旋回しながら、高炉内に原燃料を装入するようになっている。
【００２４】
装入シュート１０は、図２に示すように、例えば、原燃料が供給される供給口１１と原燃料が排出される排出口１２が開口し、内方には原燃料が流動する流動路１３が形成されている。また、装入シュート１０は、流動路１３と直交する断面が正八角形（周回抑制形状部）１５とされていて、排出口１２側が細く形成されたテーパ形状とされていて、先端側を含め全長にわたって筒状部とされている。
【００２５】
また、装入シュート１０の流動路１３は、正八角形の対向する頂点間の距離（最大長さ）L１と対辺の距離（最小長さ）Ｌ２の比で定義されるアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）が１．０８２（＜１．８）とされている。
【００２６】
次に、図３を参照して、分散度について説明する。
図３は、分散度を説明する図であり、図３（Ａ）は分散度を求める装入シュートＳを示す図であり、図３（Ｂ）は分散度を定義する図である。
【００２７】
まず、図３（Ａ）に示すように、対象とする装入シュートＳを装入装置の旋回軸線Ｏ周りに矢印Ｒ方向に旋回されつつ、装入シュートＳが運転されるノッチ角度α（例えば、５０°〜２４°における７条件）を矢印Ｔ方向に変化させ、図３（Ｂ）に示す原燃料Ｍが分散された分散角度θを各ノッチ角度αについて求め、その平均値をその装入シュートＳの代表値とする。なお、平均値は、単純平均による。
【００２８】
そして、分散角度θが最小となる正７角形の場合の分散角度θの代表値（平均値）を１．０とし、それぞれの装入シュートＳの分散角度θの代表値を正７角形の分散角度θの代表値で除して得た相対値をそれぞれの装入シュートＳの分散度と定義した。
【００２９】
次に、図４、図５を参照して、装入シュートと分散度の関係を説明する。
図４は、装入シュートの流動路が断面正多角形とされる場合の各多角形と分散度の関係を、粒子要素法のシミュレーションにより算出した結果を示す図である。図４によれば、正四角形の分散度が４．０であり、正四角形の装入シュートは、高炉内に原燃料を装入した場合に、分散の程度が生産に支障がないことから分散度４．０以下を好適な値とした。これは、断面円形の装入シュートに比較すると、分散度は約４０％である。
以上のことから、断面多角形の装入シュートでは、４角形〜１２角形が好適であるといえる。
【００３０】
また、図５は、装入シュートのアスペクト比と分散度の関係を、粒子要素法のシミュレーションにより算出した結果を示す図であり、図５によれば、分散度が４．０となるのはアスペクト比１．８以下の場合である。
以上のことから、アスペクト１．８以下の範囲が、好適範囲であるといえる。
【００３１】
次に、図６を参照して、この発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係る装入シュート３０は、供給口３１と排出口３２が形成された筒状をなし、流動路３３に流動路内方に延在する周回抑制リブ（凸条）３４が、流動路３３の延在する方向に、例えば３本形成されている。また、装入シュート３０は、先端側を含め全長にわたって筒状部とされている。
装入シュート３０によれば、流動路３３内に周回抑制リブ３４が形成されているので、原燃料の周回が効率的に抑制される。
【００３２】
周回抑制リブ３４は、例えば、流動接触面の全範囲に形成されていることが好適である。また、周回抑制リブ３４は、例えば、流動路３３の延在する方向から見て、軸（原燃料が筒状部内を周回又は流動する場合の流動軌跡の中心）に対する内角が３０°〜９０°であることが好適である。
【００３３】
次に、図７を参照して、この発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態に係る装入シュート４０は、供給口４１と排出口４２が形成された筒状をなし、流動路４３に流動路外側に窪む周回抑制ストーンボックス（凹条）４５が、流動路４３の延在する方向に、例えば３本形成されている。また、装入シュート４０は先端側を含め全長にわたって筒状部とされている。
装入シュート４０によれば、流動路４３内に周回抑制ストーンボックス４５が形成されているので、原燃料の一部がストーンボックス４５内において滞留原燃料４６となり、流動する原燃料と大きな摩擦抵抗を示すため、原燃料の周回が効率的に抑制される。
なお、図７においては、３条の周回抑制ストーンボックス４５が形成されている場合について説明したが、例えば、周回抑制ストーンボックス４５が流動接触面の全範囲に形成されていることが好適である。また周回抑制ストーンボックス４５は、例えば、流動路４３の延在する方向から見て、軸に対する内角が３０°〜９０°であることが好適である。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施形態においては、装入シュート１０の流動路１３が正八角形に形成されている場合について説明したが、例えば、流動路１３を構成する周回抑制形状部は正多角形である必要はなく、原燃料が流動する際に接触する接触面（原燃料の流動量、ノッチ角度等から予定される接触予定部の場合を含む）が直線の集合から構成されていれば、多角形ではなく多角形の一部の辺からなる直線の集合により構成されてもよい。
【００３５】
また、上記実施の形態においては、装入シュート１０、３０、４０が全長にわたって筒状に形成されている場合について説明したが、装入シュートの長さ方向の一部が開放された構成とされてもよいし、また、原燃料が接触する接触面以外に直線以外の円弧形状等が形成された構成とされていてもよい。
【００３６】
また、上記実施の形態においては、周回抑制形状部が、筒状部を構成する装入シュート１０、３０、４０全長にわたって形成されている場合について説明したが、周回抑制形状部を筒状部の排出口１２、３２、４２側の一部に形成する構成としてもよい。
また、先端側に筒状部が形成される場合、筒状部よりも先端側に流動路の一部が開放された筒状部以外の部分が形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明に係る装入シュート、装入装置によれば、高炉炉内への原燃料装入に際して、原燃料が装入シュートから溢れるのと高炉内に分散されるのを抑制することができるので産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
Ｏ  鉛直軸線
１  高炉
３  装入装置
１０、３０、４０  装入シュート
１３、３３、４３  流動路
１５  ８角形（周回抑制形状部）
３４  周回抑制リブ（凸条）
４５  ストーンボックス（凹条）
【図１】
0005758322.tif 000002
【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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