(57)【要約】【課題】高炉の生産性を向上することができる装入装置を提供する。【解決手段】搬送される高炉装入物を粒度に応じて分級する粒度分級装置１３と、粒度分級装置１３により分級された高炉装入物を粒度毎に貯蔵して払い出す複数のホッパ１２と、複数のホッパ１２から払い出された高炉装入物を他のホッパに移載せず直接に高炉１の炉頂まで搬送して高炉１に装入する装入コンベア５とを備える高炉の装入装置である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される高炉装入物を粒度に応じて分級する粒度分級装置と、該粒度分級装置により分級された高炉装入物を粒度毎に貯蔵して払い出す複数のホッパと、該複数のホッパから払い出された高炉装入物を他のホッパに移載せず直接に高炉の炉頂まで搬送して該高炉に装入する装入コンベアとを備えることを特徴とする高炉の装入装置。
【請求項２】
前記粒度分級装置は、放物線の軌跡を描いて落下する高炉装入物の落下距離に応じて高炉装入物を分級する分級ダンパを有する請求項１に記載された高炉の装入装置。
【請求項３】
前記複数のホッパは、前記装入コンベアの移動方向と略平行な方向へ２列配置される請求項１又は請求項２に記載された高炉の装入装置。
【請求項４】
前記粒度分級装置により分級された高炉装入物は、前記複数のホッパの上部に配置されたシャトルコンベヤおよび／または旋回コンベヤを介して、前記２列配置された複数のホッパに貯蔵される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された高炉の装入装置。
【請求項５】
前記高炉装入物は焼結鉱である請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された高炉の装入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高炉の装入装置に関し、例えばベルレス式炉頂装入装置を有する高炉（本明細書では「ベルレス式高炉」という）に好適に用いることができる高炉の装入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
我が国では、１９７０年代後半以降新立地もしくは更地に高炉を建設する機会が少なくなり、それ以降は高炉の改修工事が主体となってきている。新立地もしくは更地に高炉を建設する場合、そのレイアウトは将来の拡張又は改修時の工事用地や、新技術の導入の余地などを考慮して決定される。
【０００３】
大型の高炉の場合、高炉への原料装入は装入コンベアを設置し、そのテール部に原料槽と打ち込みコンベアで接続されたサージホッパ（中継槽）を配置することが多い。例えば、１回装入分の鉱石及び副原料を収める鉱石サージホッパと、焼結鉱及びコークスの秤量ホッパを兼ねた焼結鉱サージホッパ、コークスサージホッパがそれぞれ設置される。
【０００４】
具体的には、高炉に装入される高炉装入物は、一旦原料槽に貯鉱され、鉄原料とコークスとが交互に所要量ずつ装入コンベアに払い出され、装入コンベアを介して炉頂まで搬送して装入される。鉄原料では、種別の異なる原料、すなわち焼結鉱、鉄鉱石、ペレット、さらには石灰石などの副原料も装入される。
【０００５】
原料槽から種別や銘柄が異なる原料を所要量ずつ払い出して高炉の各装入バッチ毎に所定の量にするために、多数の原料槽が並設された原料ホッパにこれらの原料を貯鉱（装入）しておき、ベルトコンベア上に各種別や銘柄の原料を適宜振動篩で篩って切り出し、これを打ち込みコンベアで装入コンベアのテール部上のサージホッパ（中継槽）に一旦貯留して秤量した後、装入コンベアにより炉頂まで搬送して、炉頂バンカから分配シュートを介して炉内に装入する。このように、装入原料は、原料槽から炉頂まで搬送される間にホッパ、シュート、ゲートさらにはベルトコンベア等を経由するため、そのたびに原料の粒度偏析と粉化とを生じてしまう。
【０００６】
我が国の今日の高炉操業では、高炉への装入前の段階で装入物の粒度分布状態が炉内のガス流れや融着帯の形成に大きく影響するために、その粒度分布状態を調整する必要性があるのは、鉄原料のうちの７〜８割を占める焼結鉱であって、鉄鉱石、ペレットさらには副原料は、通常、粒度分布状態を調整する必要はない。
【０００７】
一方、ベルレス式炉頂装入装置は、ベル式炉頂装入装置に比べて装入原料の炉内での分布状態の制御の自由度が大きいため、近年多用されてきている。ベルレス式炉頂装入装置を用いて装入物の分布状態を制御すると、高炉の半径方向の粒度分布を高い自由度で制御できる。
【０００８】
ところで、このベルレス式炉頂装入装置においては、旋回しながら同時にその傾動角を暫時変更できるベルレスシュート（分配シュート）を介して原料を炉内に供給するという基本的な動作から明らかなように、この装置の最大の長所である炉の半径方向での装入原料の分布制御には、炉頂バンカー群から排出される原料の排出挙動、すなわち粒度分布を有する装入原料の平均粒径の経時変化をできるだけ抑制することが極めて重要である（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
図５は、特許文献２に記載されたベルレス式高炉における原料切り出し・装入のためのフローを示す説明図である。また、図６、７は、いずれも、公知のベルレス式高炉における原料切り出し・装入装置の説明図である。
【００１０】
まず、装入原料は、原料槽群１２へは原料槽送りコンベア（例えば、焼結鉱槽送りコンベア１８）からシャトルコンベア１４を介して供給・分配される。原料槽１１内の各種原料は、その下側に位置するスクリーン１０、秤量設備９を経て打ち込みコンベア７に払い出され、サージホッパ６に送られて一旦貯留され、このサージホッパ６からは装入コンベア５上に排出され、さらに、この装入コンベア５を経て炉頂バンカ４に送られた原料は、高炉１の炉頂ゲート３により排出制御され、分配シュート２を介し炉内に装入される。
【００１１】
なお、図５〜図７において、符号８は切り出しフィーダを示し、符号１５は旋回コンベアを示し、符号１６は旋回テーブルを示し、符号１７は車輪およびレールを示し、符号１９はコークス槽送りコンベアを示し、符号２０は鉱石槽送りコンベアを示し、さらに符号２４は原料供給口を示す。
【００１２】
このように、従来は、原料を原料槽の各ホッパ（槽）から切出し、打ち込みコンベアで装入コンベアのテール部上の各原料銘柄別のサージホッパ（中継槽）まで搬送し、サージホッパに一旦貯留した後、装入コンベアに打ち込んでいた。
【００１３】
さらに、原料槽１１と装入コンベア５との間に、中継切り出し設備を設置しないで、原料槽下設置の秤量・切出し装置から、原料槽の下方に配した装入コンベアの上に直接原料を打ち込むダイレクトチャージ式原料槽も、知られている。このダイレクトチャージ式原料槽は、秤量設備９を一部サージホッパ６側に設置できるため原料槽１２の高さを低く抑制できる。また、打ち込みコンベア７とサージホッパ６とを介して装入コンベア５を配置するため、高炉と原料関係設備のレイアウト上の制約を比較的少なくできる。
【００１４】
【特許文献１】特開昭５６−１０８８０８号公報
【特許文献２】特許第２７２４０７２  号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、このような従来の技術のもとで、高炉の生産性を向上することができる装入装置を提供することであり、例えばベルレス式高炉に好適に用いることができる高炉の装入装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、搬送される高炉装入物を粒度に応じて分級する粒度分級装置と、この粒度分級装置により分級された高炉装入物を粒度毎に貯蔵して払い出す複数のホッパと、これら複数のホッパから払い出された高炉装入物を他のホッパに移載せず直接に高炉の炉頂まで搬送してこの高炉に装入する装入コンベアとを備えることを特徴とする高炉の装入装置である。
【００１７】
この本発明に係る高炉の装入装置では、粒度分級装置が、放物線の軌跡を描いて落下する高炉装入物の落下距離に応じて高炉装入物を分級する分級ダンパを有することが望ましい。
【００１８】
これらの本発明に係る高炉の装入装置では、複数のホッパが、装入コンベアの移動方向と略平行な方向へ２列配置されることが望ましい。
これらの本発明に係る高炉の装入装置では、粒度分級装置により分級された高炉装入物が、複数のホッパの上部に配置されたシャトルコンベヤおよび／または旋回コンベヤを介して、２列配置された複数のホッパに貯蔵されることが望ましい。
【００１９】
さらに、これらの本発明に係る高炉の装入装置では、高炉装入物が焼結鉱であることが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高炉の装入装置の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では、高炉がベルレス式高炉である場合を例にとる。
【００２１】
現実に稼働中のベルレス式高炉における操業試験及び各種調査の結果より、従来の鉱石類やコークスの半径方向の層厚分布を制御するのみでは、必ずしも最良の操業成績を得ることができないとともに、炉頂バンカから排出される焼結鉱等の高炉装入物の経時的な排出順に基づく粒度変化を調整すれば良好な操業成績が得られることが、わかった。
【００２２】
そこで、本発明では、原料槽から炉頂装入設備までの過程において、原料槽上にべルレス装入装置に対応した焼結鉱の粒度分級装置を配置し、原料槽と装入コンベアとの間に、中継切り出し設備を設置しないで、装入原料を原料槽から直接装入コンベア上に払い出して高炉に装入することにより、焼結鉱の炉半径方向の粒度偏析を積極的に強化する。
【００２３】
本実施の形態では、ダイレクトチャージ式原料装入設備に本発明に係る装入装置を適用する。このダイレクトチャージ式原料装入設備は、原料を原料槽の下から槽下に配置した装入コンベアへ直接払い出す。このために、中継槽としてのサージホッパーおよびサージホッパーまでの打ち込みコンベアがいずれも不要となり、設備構成が簡素であり、設備建設費が低廉である。
【００２４】
すなわち、本実施の形態のベルレス式高炉の装入設備では、このダイレクトチャージ式原料装入設備に下記構成（ｉ）  〜（ｉｉｉ）  を付加したものである。
（ｉ）ダイレクトチャージ式原料装入設備の原料槽の上部に、高炉装入原料の粒度分級装置を配置すること
高炉の操業では、装入物の分布状態が炉内のガス流れや融着帯の形成に大きく影響を及ぼす。そこで、炉内における装入物の分布状態を調整することが重要である。特にベルレス式高炉では、分配シュートを炉周辺部から中心に向けて傾けることにより、理想的な分布状態が得られるように炉内の粒度分布を制御する。しかし、いずれの場合も装入物が粗粒および細粒の混合物であると、その炉内分布の制御が一般に難しく、円周方向や半径方向の分布が理想的な分布状態にはならないのが現状である。
【００２５】
そこで、円周方向や半径方向への粒度分布の調整を行い易くするために粒度別の装入方法が行われている。本実施の形態では、この粒度別の装入を行うための粒度分級装置をダイレクトチャージ式原料槽の上に設置し、原料槽ホッパに種別及び銘柄が異なる高炉装入物を粗粒及び細粒に分けて貯留し、装入コンベアを介して高炉の炉頂より装入物を粒度別に装入する。
【００２６】
これにより、原料を種別、銘柄及び粒度別の組み合わせの自由度を高めて直接装入コンベア上に所要量ずつ払い出すことにより、円周方向や半径方向の分布を理想的な分布状態に近づけることが可能である。
【００２７】
（ｉｉ）  原料槽上の焼結鉱供給ラインに粒度分級装置を設置すること
高炉への装入前の段階で装入物の粒度分布状態が炉内のガス流れや融着帯の形成に大きく影響を及ぼすので、その粒度分布状態を調整する必要性があるのは殆どの場合に焼結鉱であって、炉頂バンカから排出される焼結鉱等の装入物の経時的な排出順に基づいた粒度変化を調整するとよい操業成績が得られたことに基づいている。このため、本実施の形態では、焼結鉱供給ラインに粒度分級装置を設置する。
【００２８】
これにより、ベルレス式高炉において焼結鉱の粒度別の分級を行って焼結鉱を粒度別に貯留し、炉半径方向の粒度偏析を積極的に強化し、粗粒の焼結鉱を炉中間部装入原料として中間部の通気性を確保し、細粒の焼結鉱の炉内装入範囲を制御することにより、炉壁部の炉内ガス流を高精度でコントロールすることができる。
【００２９】
（ｉｉｉ）原料槽上の原料供給ラインに旋回式コンベアもしくは／  およびシャトル式コンベアを設置すること
旋回式コンベアは、コンベア旋回中心軸に供給された原料を時計の針の如く１本のコンベアで中心軸を中心に左右旋回することにより、４〜６槽の原料ホッパに原料供給・分配を行う。
【００３０】
これにより、装入コンベアの移動方向と略平行な方向へ２列配置されることが基本であるダイレクトチャージ式原料槽では、種別及び銘柄の異なる原料を４〜６槽の原料ホッパー単位で貯留するものであるため、旋回式コンベアによる原料供給及び分配は、シンプルで省スペースな機器構成が得られることから、広くない槽上での機器配置上、好適である。
【００３１】
また、シャトル式コンベアに比較すると、旋回式コンベアは槽上の原料供給口の密閉化及び発塵防止が可能であり、環境対策上の観点からも好適である。
図１は、本実施の形態のベルレス式高炉の装入装置の全体構成の概要を示す説明図である。また、図２は、このベルレス式高炉の装入装置の全体構成を示す斜視図である。
【００３２】
このベルレス式高炉の装入装置０は、図１及び図２に示すように、原料を原料槽１２の下から直接槽下に配置した装入コンベア５へ払い出すものであり、従来例の中継槽としてのサージホッパ６及びサージホッパ６までの打ち込みコンベア７が設けられていないシンプルな構成である。
【００３３】
まず、原料槽１２は、２列に計２６槽設けられた原料ホッパ１１を示す。原料槽１２の高炉１側の２列１６槽は焼結槽を示し、図示しない原料ヤードもしくは焼結工場から焼結鉱送りコンベア１８により搬送された焼結鉱は、粒度分級装置１３により、細粒の焼結鉱と粗粒焼結鉱とに分級される。
【００３４】
粗粒の焼結鉱はシャトルコンベア１４の２ラインのコンベアにより２列１０槽の原料ホッパ１１に供給・分配される。一方、細粒の焼結鉱は１ラインのコンベアで旋回コンベア１５を介して２列６槽に供給・分配される。
【００３５】
以下、装入コンベア５のテール側の搬送方向に沿って、コークスについてはコークス槽送りコンベア１９により旋回コンベア１５を介して２列４槽に供給・分配される。また、鉄鉱石については、鉱石槽送りコンベア２０により旋回コンベア１５を介し２列６槽に供給・分配される。
【００３６】
原料槽の直下に配置された装入コンベヤ５の搬送方向に沿って２列配置された、各種銘柄の原料を収納する複数の原料ホッパ１１の下側には、夫々各列２つのスクリーン１０が１つの秤量ホッパに所定の設定量だけ秤量されて、高炉側から求められたタイミング及び切り出し速度で切り出しフィーダ８を介して装入コンベア５上に払い出され、炉頂に搬送される。
【００３７】
なお、本実施の形態では、焼結鉱の貯蔵について旋回コンベア１５とシャトルコンベア１４とを組み合わせて供給・分配した場合を示したが、全て複数の旋回コンベア１５を配置して供給・分配することも可能である。
【００３８】
図３は、粒度分級装置１３を原料槽の上の焼結鉱ラインに設置した本実施の形態における原料の流れを示す説明図である。
本図は、高炉側装入コンベア５の搬送方向から順に、焼結鉱槽（Ｓｓ、ＳＬ槽）、コークス槽（Ｃ槽）及びテール側が鉱石槽（Ｏａ〜Ｏｆ槽）が配置される。なお、図中の各槽原料ホッパ１１を上下に記載したのは２列槽であることを意味する。
【００３９】
図３において、焼結鉱槽送りコンベア１８によって搬送されてきた焼結鉱は、原料槽１２上に設置された粒度分級装置１３により焼結鉱を２分される。本実施の形態では、粒度分級装置１３が、放物線の軌跡を描いて落下する高炉装入物の落下距離に応じて高炉装入物を分級する分級ダンパを有する。
【００４０】
細粒の焼結鉱はコンベア１８−１  を介して旋回コンベア１５により２列計６槽の任意Ｓｓ槽に供給及び分配され、一方、粗粒の焼結鉱は可逆可能なコンベア１８−２  を介して、シャトルコンベア１４−１  、１４−２  を介して２列計１０槽の任意ＳＬ槽に供給及び分配される。
【００４１】
ここで、粒度分級装置１３は任意にダンパー位置が変更可能な切り分けダンパ方式の一例を用いているが、原料の細粒及び粗粒の分別量の比率が任意に変更できるものであることが望ましい。
【００４２】
また、細粒焼結鉱用コンベア１８−１  に細粒用ベルトウエア２１を配設し、可逆コンベア１８−２  に粗粒用ベルトウエア−１、２を配設して、それぞれの搬送量が計量される。
【００４３】
２列配置された焼結鉱槽１１の下方に各列のスクリーン１０が１つの秤量ホッパー９に集合させて所定の設定量だけ秤量されて、高炉側から求められたタイミング及び切り出し速度は切り出しフィーダ８を介して直下の装入コンベア５上に払い出され、炉頂に搬送される。
【００４４】
コークス槽は焼結鉱槽と同様に、コークス槽の下方に各列のスクリーン１０が１つの秤量ホッパー９に集合させて所定量を切り出しフィーダ８を介して直下の装入コンベア５上に払い出される。
【００４５】
テール側配置の鉱石槽は、鉱石槽送りコンベア２０によって、鉄鉱石が旋回コンベア１５を介して２列計６槽の任意槽に供給及び分配される。鉄鉱石は、篩う必要がないのでスクリーン１０は設置されていない。各槽の原料は１つの秤量ホッパ９に集合させて、所定量を切り出しフィーダ８を介して直下の装入コンベア５上に払い出される。
【００４６】
以上のように、本実施の形態では、ダイレクトチャージ式原料槽では、原料槽から種別及び銘柄が異なる原料を所要量ずつ原料槽の直下で装入コンベア５上に払い出して高炉の各装入バッチ毎の量にするために中継のサージホッパを介する必要がなく、原料の再粉化や原料粒度変動幅が拡大する要因を解消できる。
【００４７】
図４は、本実施の形態において、原料ホッパ１１上に旋回式コンベア１５を設置した状況を示す説明図である。
図４に示すように、本実施の形態における旋回式コンベア１５は、原料ホッパ１１に設置され、コンベア旋回中心軸に供給された原料を時計の針のように１本のコンベアで中心軸を中心に左右旋回することにより、４〜６槽の任意の位置の原料ホッパ１１に対して原料の供給及び分配を行うものである。
【００４８】
また、原料ホッパ１１の上部に左右旋回が可能なように車輪及びレール１７が敷設され、この原料ホッパ１１の上面を覆うように旋回テーブル１６が搭載され、それに旋回コンベア１５が配設される。旋回式コンベア１５は、シャトル式コンベアに比較すると、槽上の原料供給口２４は必要最低限の開口として、その密閉化及び発塵防止がいずれも可能であり、環境対策上好適である。
【００４９】
また、ダイレクトチャージ式原料槽の場合、一般的に、装入コンベア５により高炉に搬送される焼結鉱は、各原料槽間の粒度のばらつきが大きく、また同一槽内での粒度のばらつきも大きいために、粒度変動の影響を直接受ける。このため、安定した高炉操業を維持することは極めて難しい。具体的には、各原料槽１２から排出された装入原料は、その槽内の残量レベルや堆積状態をも加味して通常５〜５０ｍｍの粒経範囲内のものに管理されているが、排出順による差によって粒径が経時的に変化したものが、供給される。その結果、装入コンベア５により高炉へ搬送される原料の粒度変動も同様に生じる。このため、装入原料が炉内に装入される時は、上述したそれまでに生じていた粒度変動の直接的影響を受けるため、安定した高炉操業を維持できない。しかし、本実施の形態では、粒度分級装置１３を設置して原料槽１２における粒度を制御するため、装入コンベア５により高炉へ搬送される原料の粒度を確実に制御できる。
【００５０】
さらに、本実施の形態によれば、高炉と原料関係設備とを離れて配置でき一般的にレイアウト上の自由度を高めることができるので、高炉周辺を広く活用できる。このため、広い鋳床を必要とする大型高炉の場合には特に好適である。
【００５１】
このように、本実施の形態によれば、原料槽上に焼結鉱の粒度分級装置を配置し、原料槽と装入コンベアとの間に、中継切り出し設備を一切設置しないで、装入原料を装入コンベア上に払い出して直接高炉に装入する。このため、装入装置の建設コストを大幅に削減することができる。また、ベルレス式高炉に対応した高炉装入物の組み合わせの自由度が大幅に向上し、これにより、鉱石やコークス等の品質変化に対応して、安定した高炉操業を行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明により、高炉の生産性を向上することができる装入装置を提供すること、例えばベルレス式高炉に好適に用いることができる高炉の装入装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のベルレス式高炉の装入装置の全体構成の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態のベルレス式高炉の装入装置の全体構成を示す斜視図である。
【図３】粒度分級装置を原料槽の上の焼結鉱ラインに設置した本実施の形態における原料の流れを示す説明図である。
【図４】本実施の形態において、原料ホッパ上に旋回式コンベアを設置した状況を示す説明図である。
【図５】特許文献２に記載されたベルレス式高炉における原料切り出し・装入のためのフローを示す説明図である。
【図６】公知のベルレス式高炉における原料切り出し・装入装置の説明図である。
【図７】公知のベルレス式高炉における原料切り出し・装入装置の説明図である。
【符号の説明】
１  高炉                      １４    シャトルコンベア
２  分配シュート              １５    旋回コンベア
３  炉頂ゲート                １６    旋回テーブル
４  炉頂バンカ                １７    車輪およびレール
５  装入コンベア              １８    焼結鉱槽送りコンベア
６  サージホッパー（中継槽）  １８−１  コンベア
７  打ち込みコンベア          １８−２  可逆コンベア
８  切り出しフィーダー        １９    コークス槽送りコンベア
９  秤量ホッパー              ２０    鉱石槽送りコンベア
１０  スクリーン（振動篩）      ２１    細粒用ベルトウエア
１１  原料ホッパー              ２２    粗粒用ベルトウエア−１
１２  原料槽                    ２３    粗粒用ベルトウエア−２
１３  粒度分級装置                    ２４    原料供給口
【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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【図６】
2004346414.tif 000008
【図７】
2004346414.tif 000009