(57)【要約】      （修正有）【課題】先端部分に衝突板を取り付けた旋回シュートを有する炉頂装入装置を用いて高炉に原料を装入する際に、衝突板を長寿命化してコストを低減でき、原料を炉壁側にも精度良く装入可能である、ベルレス式高炉の炉頂装入装置を提供する。【解決手段】旋回シュート３を有するベルレス式高炉の炉頂装入装置であって、前記旋回シュート先端に衝突板５を配置して、該衝突板の両端上部を前記旋回シュート先端の上部両側に軸支させることにより前記衝突板を前記旋回シュート先端に対して回動可能に設けるとともに、前記衝突板の両端上部に前記軸支部６を挟んで前記衝突板本体と反対側に位置するウェイト７を連結し、前記旋回シュートの傾動角度に応じて、前記ウェイトが前記衝突板を前記旋回シュート先端方向又は反旋回シュート先端方向に回動させるように付勢することを特徴とするベルレス式高炉の炉頂装入装置。【選択図】図２
2007224378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回シュートを有するベルレス式高炉の炉頂装入装置であって、
前記旋回シュート先端に衝突板を配置して、該衝突板の両端上部を前記旋回シュート先端の上部両側に軸支させることにより前記衝突板を前記旋回シュート先端に対して回動可能に設けるとともに、前記衝突板の両端上部に前記軸支部を挟んで前記衝突板本体と反対側に位置するウェイトを連結し、
前記旋回シュートの傾動角度に応じて、前記ウェイトが前記衝突板を前記旋回シュート先端方向又は反旋回シュート先端方向に回動させるように付勢することを特徴とするベルレス式高炉の炉頂装入装置。
【請求項２】
衝突板を旋回シュート先端方向に回動させる際に、前記衝突板が前記旋回シュート先端に接触する前に回動を停止させるためのストッパーを設置することを特徴とする請求項１に記載のベルレス式高炉の炉頂装入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルレス式高炉の炉頂装入装置に関し、特に中心コークス装入に適した旋回シュートを有する炉頂装入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高炉へ原料を装入する際には、炉内のガス流分布を適正に制御するために、鉱石とコークスの交互装入を行っている。鉱石とコークスとの交互装入により、高炉内にはコークスと鉱石の積層状態が形成されるが、炉中心部については実質的にコークスのみとして、炉中心部にコークスの柱を形成するような中心コークス装入方法が知られている。このような装入状態とすることで、適正な中心流が確保され、高炉操業が安定し、コークス比も低減する。
【０００３】
ベルレス炉頂装入装置を有する高炉（以下ベルレス式高炉と記載する。）では、旋回シュートを回転させつつ、旋回シュートの傾斜角度を変化させて原料を高炉内に装入している。ベルレス式高炉において上記の中心コークス装入方法を行なうには、中心装入専用のシュートを別途設置して高炉の中心部にコークスを装入し、その他の装入原料を旋回シュートを用いて装入する方法や、旋回シュートを垂直にして中心装入を行なう方法が知られている。旋回シュートを垂直にして中心装入を行なう際には、図８に示すように炉頂ホッパ１から排出されたコークスを、中央部の垂直シュート２内を通して落下させると共に、下方の旋回シュート３で炉中心部（炉芯部）に誘導して装入するが、装置の構成上旋回シュートを完全に垂直にすることが困難であるため、旋回シュートを回転しながら装入する場合も、静止させて装入する場合も、装入されるコークスが旋回シュート内で偏流を形成し、炉内の落下位置が不安定となり、中心装入の位置精度が悪化するという問題がある。このような問題を解決するために、旋回シュートに平板の偏流板を取り付けて、旋回シュートの底面に沿ってコークスを落下させる高炉へのコークス炉芯装入方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−１２６７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ベルレス式高炉において上記の中心コークス装入方法を行なう場合、以下のような問題がある。
【０００５】
中心装入専用のシュートを用いるためには、専用シュートを新たに設置する必要があり、通常の装入装置に比べて規模は小さいものの高炉の原料装入装置一式分の設備が必要であるため、コスト高である。また、既設の高炉に新たなシュートを設置するにはスペースが不足する場合がある。さらに、旋回シュートによる原料の装入中の中心装入専用のシュートの磨耗を防止するために、専用シュートが移動機構を有する必要もある。従って、コスト的にも、構造的にも、実施が困難である場合が多く、従来設備を利用する場合は旋回シュートを用いる方法が望ましい。
【０００６】
一方、旋回シュートを用いて中心コークス装入を行なう場合、旋回シュートに平板の偏流板を取り付けることで炉中心に軸対称で均一にコークスを装入できるとされているが、図５の炉頂部の概略断面図に示すように偏流板１０は垂直シュート２から落下する装入物１１の大多数による直撃を受けるため、磨耗の程度が著しく、交換頻度が高いこと、また偏流板１０の部分で旋回シュート３上での原料詰まりが発生すること、が懸念される。さらに、旋回シュート３の幅方向に装入物が広がりながら炉内に落下するため、装入物の落下位置精度の向上効果が不十分である。
【０００７】
このような従来技術の課題を解決するために、本発明者等は旋回シュートを有するベルレス式高炉の炉頂装入装置であって、旋回シュートが樋形状であり、下部の一部において樋形状の開放部が縮流板により閉塞された構造を有し、縮流板の断面形状が円弧状であり、かつ旋回シュートの底面に対して下方ほど底面との距離が短くなる方向に傾斜して設置されていることを特徴とするベルレス式高炉の炉頂装入装置を提案した。前記の炉頂装入装置においては、縮流板の端部が、旋回シュートの下端部から突出していることが好ましい。図６に、このような旋回シュートの先端部に縮流板（以下、衝突板として記載する。）を設置した例を示す。図６において、旋回シュート３における原料の流れに対して、流れを狭めるように衝突板１２を取り付ける。衝突板１２は断面が円弧状（アーチ状）であり、原料の詰まりが発生し難く、原料が旋回シュート内で半径方向に広範囲に広がることを防止し、衝突板１２に衝突した原料はアーチの中心方向に向かって跳ね返るので、原料の流れは十分に縮流されて、原料の落下位置精度を向上させることができる。衝突板１２は旋回シュート全体ではなく、先端部付近である下部のみに設置されているので、垂直シュートから落下してくる原料による磨耗は発生し難い。
【０００８】
このような衝突板を設置した旋回シュートを用いることで、装入物の落下位置精度は向上するが、衝突板の磨耗が激しく、特に遠方まで投射する炉周辺部への原料の装入の際の磨耗の程度が著しく、衝突板の交換頻度が高い。さらに、炉壁部分まで原料を投射しようとすると、装入する原料が衝突板に衝突するため、投射距離を十分長く確保することが困難であり、炉壁部分への原料の装入精度が劣るという問題がある。
【０００９】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、先端部分に衝突板を取り付けた旋回シュートを有する炉頂装入装置を用いて高炉に原料を装入する際に、衝突板を長寿命化してコストを低減でき、原料を炉壁側にも精度良く装入可能である、ベルレス式高炉の炉頂装入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）旋回シュートを有するベルレス式高炉の炉頂装入装置であって、前記旋回シュート先端に衝突板を配置して、該衝突板の両端上部を前記旋回シュート先端の上部両側に軸支させることにより前記衝突板を前記旋回シュート先端に対して回動可能に設けるとともに、前記衝突板の両端上部に前記軸支部を挟んで前記衝突板本体と反対側に位置するウェイトを連結し、
前記旋回シュートの傾動角度に応じて、前記ウェイトが前記衝突板を前記旋回シュート先端方向又は反旋回シュート先端方向に回動させるように付勢することを特徴とするベルレス式高炉の炉頂装入装置。
（２）衝突板を旋回シュート先端方向に回動させる際に、前記衝突板が前記旋回シュート先端に接触する前に回動を停止させるためのストッパーを設置することを特徴とする（１）に記載のベルレス式高炉の炉頂装入装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、新たな設備を設置する必要がなく、旋回シュートに設置した衝突板が長寿命化するので、中心コークス装入方法を用いた高炉操業を低コストで実施できる。また高炉の中心部分に精度良く原料装入が行なえるので、より少ないコークス量で中心コークス装入方法を用いた安定した操業が可能となり、コークス比を低減させることができる。
【００１２】
また、炉中心部以外に原料を装入する際の落下位置精度も向上するので、炉内装入物の分布精度が向上し、炉内のガス流が安定する。これにより、高炉内の通気性、ガス利用率が改善されて、高炉の還元材比が低減し、ＣＯ2排出量も低減できる。特に原料を炉壁側に装入する際の装入精度が向上し、衝突板の磨耗量も減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のベルレス式高炉の炉頂装入装置は、旋回シュートを有する炉頂装入装置であって、旋回シュート先端に衝突板を配置する際に、衝突板を固定することなく、衝突板の両端上部を旋回シュート先端の上部両側に軸支させることにより衝突板を旋回シュート先端に対して回動可能に設けるとともに、衝突板の両端上部に軸支部を挟んで前記衝突板本体と反対側に位置するウェイトを連結し、旋回シュートの傾動角度に応じて、前記ウェイトが衝突板を「旋回シュート先端方向」又は「反旋回シュート先端方向」に回動させるように付勢することを特徴とする。旋回シュートの断面形状は、通常円弧またはＵ字型であるが、角型等のものを用いることも可能である。
【００１４】
図面を用いて本発明のベルレス式高炉の炉頂装入装置を説明する。図１は本発明の一実施形態を示し、高炉の炉頂部分の縦断面の概略図であり、原料をストックする１個以上の炉頂ホッパ１から排出された原料は、中央部の垂直シュート２内を通して、下方の旋回シュート３に落下し、旋回シュート３の下端より高炉４の炉内に装入される。旋回シュート３はその下端部３ａ付近に衝突板５を有するものである。図２に旋回シュート３の拡大図を示す。
【００１５】
図２において、旋回シュート先端に衝突板５を配置する。衝突板５の両端上部は旋回シュート３先端の上部両側に軸支部６で軸支させることにより衝突板５を旋回シュート３先端に対して回動可能に設けるとともに、衝突板５の両端上部に軸支部６を挟んで衝突板５本体と反対側に位置するウェイト７を連結し、旋回シュート３の傾動角度に応じて、ウェイト７が衝突板５を旋回シュート先端方向又は反旋回シュート先端方向に回動させるように付勢する。すなわち、図２（ａ）に示す原料を炉壁側に装入する際（旋回シュートが炉壁側へと傾動した際）には、ウェイト７が衝突板５を反旋回シュート先端方向に回動させることにより、旋回シュート先端部分が開放された状態となり、装入原料が衝突板５に衝突する割合が著しく減少し、原料の投射距離を十分長く確保することができる。これにより投射距離の確保だけでなく、衝突板の長寿命化も図ることができる。また、図２（ｃ）に示す原料を炉中心部付近に装入する際（旋回シュートが炉芯側へ傾動した際）には、ウェイト７が衝突板５を旋回シュート先端方向に回動させることにより、旋回シュート先端部分の大部分が閉塞された状態となり、装入物を炉芯側へと効率良く、精度良く装入することが可能となる。図２（ｂ）は（ａ）と（ｃ）の中間の状態である。図２の実施形態においては、衝突板５を旋回シュート先端方向に回動させる際に、衝突板５が旋回シュート３先端に接触する前に回動を停止させるためのストッパー８が設置されている。ストッパー８が旋回シュート３先端に接触することで、衝突板５は旋回シュート３先端の所定の位置で固定され、旋回シュート３が垂直になる向きに回動する際に旋回シュート３先端部分が完全に閉塞されることを防止する。
【００１６】
図３は本発明の他の実施形態であり、旋回シュートの先端部分の斜視図である。衝突板５の両端上部は旋回シュート３先端の上部両側に軸支部６で軸支させることにより、衝突板５を回動可能に設けるとともに、衝突板５の両端上部に軸支部６を挟んで衝突板５本体と反対側に位置するウェイト７を連結し、旋回シュート３の傾動角度に応じて、ウェイト７が衝突板５を旋回シュート先端方向又は反旋回シュート先端方向に回動させるように付勢するものである。
【００１７】
本発明は、パラレルホッパ、特に３つ以上の炉頂に並列して設置されたホッパを有する装入装置に用いると特に効果的である。パラレルホッパでは、ホッパが炉心軸上に設置されていないため、原料を装入する際の装入位置に偏りが発生しやすいためである。
【００１８】
図１、２に示す旋回シュートを用いて高炉の中心部分へコークス装入を行なった場合と、従来の衝突板が設置されていない旋回シュートを用いて高炉の中心部分へコークス装入を行なった場合に、装入されたコークスの炉内半径方向の質量分布を測定した結果を図４に示す。図４において、横軸である炉内半径方向位置は、高炉半径をＲとした無次元半径で示している。図１、２に示す旋回シュートを用いた場合が黒丸（●）で、従来の衝突板が設置されていない旋回シュートを用いた場合が白丸（○）である。従来の装置では、炉心部分（ｒ／Ｒ＝０付近）にコークスを装入しようとしても、炉心部分から少し離れた位置（ｒ／Ｒ＝０．１５付近）にピークが形成されるが、本発明の炉頂装入装置を用いることで、炉心部分にピークを有する質量分布が形成されることが分かる。このように本発明装置を用いて炉中心部分にコークスの堆積層を形成することで、鉱石の炉中心部分への流入を防止して、炉内の中心流を確保することができる。これによりコークス比が低減される等の炉況改善効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態を説明する、高炉の炉頂部分の縦断面の概略図。
【図２】本発明の一実施形態である、旋回シュートの側面図。
【図３】本発明の他の実施形態であり、旋回シュートの下端部の斜視図。
【図４】本発明装置（●）と従来装置（○）を用いた場合の、装入物の炉内半径方向の質量分布の比較を示すグラフ。
【図５】従来の炉頂装入装置の一例を示す、高炉の炉頂部分の縦断面の概略図。
【図６】本発明に関連した発明の一実施形態であり、旋回シュートの下端部の斜視図。
【符号の説明】
【００２０】
１    炉頂ホッパ
２    垂直シュート
３    旋回シュート
３ａ    旋回シュート下端部
４    高炉
５    衝突板
６    軸支部
７    ウェイト
８    ストッパー
１０    偏流板
１１    装入物（原料）
１２    衝突板（縮流板）
【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】
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