(57)【要約】【課題】竪型炉に炉幅方向に均一に成型物を装入することができる装入シュートを提供する。【解決手段】本発明に係る装入シュートは、第２装入シュートは、炉幅方向中央の斜面と、その左右にそれぞれ設けられた斜面とを有し、炉幅方向中央の斜面は、第１装入シュートと接する辺から竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅狭となり、かつ、第１装入シュートよりも傾斜角度が小さく、左右の斜面は、中央の斜面と接する辺を有し、中央の斜面から炉幅方向の左右に向って下方に傾斜し、かつ、竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅広となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型物が装入される竪型炉の炉頂部に、成型物を装入する装入シュートであって、
第１装入シュートと、
第１装入シュートの出側に設けられ、竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅広となる第２装入シュートと、
第１装入シュートと第２装入シュートの間に設けられ、成型物の装入経路を開放又は閉鎖するゲートと、を有し、
第２装入シュートは、炉幅方向中央の斜面と、その左右にそれぞれ設けられた斜面とを有し、
炉幅方向中央の斜面は、第１装入シュートと接する辺から竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅狭となり、かつ、第１装入シュートよりも傾斜角度が小さく、
左右の斜面は、中央の斜面と接する辺を有し、中央の斜面から炉幅方向の左右に向って下方に傾斜し、かつ、竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅広となる装入シュート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型物が装入される竪型炉の炉頂部に、成型物を装入する装入シュートに関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉操業においては、石炭をコークス炉で乾留して製造した成型コークスが一般的に用いられている。近年では、コークスの反応性を向上させるために、石炭に鉄鉱石を混合して塊成化処理し、乾留したフェロコークスを高炉操業に用いる技術が開発されている。フェロコークスの製造方法としては、竪型炉を用いる方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、上部に乾留ゾーン、下部に冷却ゾーンを有する乾留炉を用いたフェロコークスの製造方法が開示されている。このフェロコークスの製造方法は炭素含有物質と鉄含有物質からなる成型物を乾留炉に装入する装入工程と、乾留ゾーンにおいて成型物を乾留し、フェロコークスを製造する乾留工程と、冷却ゾーンに設けられた冷却ガス吹き込み羽口から冷却ガスを吹き込み、フェロコークスを冷却する冷却工程と、乾留炉の炉頂部の排出口から炉内ガスを排出する炉内ガス排出工程と、冷却ゾーン下部からフェロコークスを排出するフェロコークス排出工程を有している。乾留工程では、冷却ゾーンでフェロコークスと熱交換した冷却ガスを乾留ゾーンに上昇させ、乾留ゾーンの下部の高温ガス吹き込み羽口から高温ガスを吹き込み、乾留ゾーンの中間部の低温ガス吹き込み羽口から低温ガスを吹き込む。
【０００４】
ここで、フェロコークスの生産量を多くするためには、乾留炉の容積を大きくする必要がある。しかしながら、冷却ガスや高温ガスは、乾留炉の奥行き方向に噴射されるため、冷却ガスや高温ガスを炉の中心までいきわたらせるためには、炉体の奥行きは一定以上大きくすることはできない。そのため、乾留炉の形状は、奥行き方向に比べて炉幅方向に長い構造とする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５７９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、奥行き方向に比べて炉幅方向に長い構造を有する乾留炉では、成型物を炉幅方向に均一に装入できないことがある。炉幅方向に均一に成型物が装入できないと、局所的に炉内に成型物の装入量が多い箇所が生じ、その重みによって、成型物に割れが生じる可能性がある。また、成型物を炉に装入した際に、炉幅方向に成型物の量の多い箇所と少ない箇所があると、炉内のガスの流れが不均一になり、成型物の乾留に影響を与えるという問題がある。
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、炉幅方向に均一に成型物を装入する手法については、何ら考慮されておらず、十分なフェロコークスの生産量を得ることはできない。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に対してなされたものであり、竪型炉に炉幅方向に均一に成型物を装入することができる装入シュート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】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するために、以下のような特徴を有している。
［１］  成型物が装入される竪型炉の炉頂部に、成型物を装入する装入シュートであって、
第１装入シュートと、
第１装入シュートの出側に設けられ、下方になるにしたがって幅広となる第２装入シュートと、
第１装入シュートと第２装入シュートの間に設けられ、成型物の装入経路を開放又は閉鎖するゲートと、を有し、
第２装入シュートは、炉幅方向中央の斜面と、その左右にそれぞれ設けられた斜面とを有し、
炉幅方向中央の斜面は、第１装入シュートと接する辺から竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅狭となり、かつ、第１装入シュートよりも傾斜角度が小さく、
左右の斜面は、中央の斜面と接する辺を有し、中央の斜面から炉幅方向の左右に向って下方に傾斜し、かつ、竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅広となる装入シュート。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第２装入シュートを、炉幅方向中央の斜面と、その左右にそれぞれ設けられた斜面によって構成し、炉幅方向中央の斜面は、第１装入シュートよりも傾斜角度が小さく、かつ、左右の斜面は、中央の斜面から炉幅方向左右に向って下方に傾斜し、かつ、竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅広となるように構成することによって、炉幅方向に均一に成型物を装入することができる。これによって、局所的に成型物が装入されることを防ぐことができ、装入された成型物の割れを防止できる。この結果、竪型炉のコークスの生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る装入シュートを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る装入シュートを示す側面図である。
【図３】実施例で用いた装入シュートの構成を示す正面図である。
【図４】実施例における成型物の分散性の評価結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る装入シュートの変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る装入シュートを示す斜視図であり、図２は、その側面図である。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る装入シュートは、成型物を竪型炉に装入する装入シュートであり、例えば、炭素含有物質を含む成型物を乾留する竪型炉３の炉頂部に設置される。
【００１５】
本実施の形態に係る装入シュートは、第１装入シュート１と、第１装入シュート１の出側に設けられ、竪型炉３の炉頂部側になるにしたがって幅広となる斜面を有する第２装入シュート４と、第１装入シュート１と第２装入シュート４の間に設けられ、成型物の装入経路を開放又は閉鎖するゲート２とを有している。
【００１６】
第１装入シュート１は、角筒を竪型炉の炉頂部側に向って傾斜させたものである。
【００１７】
第２シュート４は、第１シュート１の下方に配されている。第２装入シュート４は、炉幅方向中央の斜面４ａと、その左右にそれぞれ設けられた斜面４ｂ、４ｃとを有している。第２装入シュート４は、側壁を有し、上面が開放されている。
【００１８】
炉幅方向中央の斜面４ａは、第１装入シュート１と接する辺から竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅狭となり、かつ、第１装入シュート１よりも傾斜角度が小さい（図２参照）。
【００１９】
左右の斜面は、中央の斜面４ａと接する辺を有し、中央の斜面４ａから炉幅方向の左右に向って下方に傾斜し、かつ、竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅広となっている。
【００２０】
図１および図２の例では、３つの斜面４ａ、４ｂ、４ｃすべてが三角形状を有している。中央の三角形状の斜面４ａは、１辺が第１装入シュート１に接し、他の辺が隣り合う斜面４ｂ、４ｃとそれぞれ接している。
【００２１】
左右の斜面４ｂ、４ｃは、三角形状の１つの頂点が第１装入シュート１に接しており、竪型炉の炉頂部側になるにしたがって幅広となっている。正面から見て左側の斜面４ｂは、中央の斜面４ａから、正面から見て左側に向って下方に傾斜している。正面から見て右側の斜面４ｃは、中央の斜面４ａから、正面から見て右側に傾斜している。
【００２２】
このように構成された装入シュートでは、第１シュート１の上部から成型物が装入され、ゲート２を閉鎖することで、成型物を第１装入シュート１に１バッチ分貯留される。そして、ゲート２を開放することで、第１装入シュート１内に貯留された成型物を、第２装入シュート４を介して、竪型炉３の炉頂部から装入する。
【００２３】
ゲート２が開放されると、第１装入シュート1の中央付近の成型物は、中央の斜面４ａを滑りながら竪型炉３の炉頂部側に滑落する。ここで、中央の斜面４ａは、第１装入シュート1の傾斜角度よりも傾斜角度が小さいため、成型物の移動速度は緩やかになる。
【００２４】
中央の斜面４ａ上の中央の成型物は、斜面４ａに沿って真っ直ぐ竪型炉３の炉幅方向中央に装入される。
【００２５】
一方、中央の斜面４ａの炉幅方向左右にある成型物は、斜面４ａに左右に接する斜面４ｂ、４ｃに沿って、炉幅方向左右になればなるほど、炉幅方向に拡がって竪型炉３に装入される。
【００２６】
本発明によれば、第２装入シュート４の中央の斜面４ａの傾斜角度を、第１装入シュート1の傾斜角度よりも小さくすることで、ゲート２を開いた時に装入される成型物の初速度を抑え、左右の斜面４ｂ、４ｃに成型物を分散させやすくしている。そして、竪型炉３の炉頂部側になるにしたがって幅広に構成された斜面４ｂ、４ｃに沿って成型物が滑落することによって、成型物を炉幅方向に拡散させることができる。これにより、炉幅方向中央に局所的に成型物が装入されることを防ぐことができ、装入された成型物の割れを防止でき、竪型炉３におけるコークスの生産性を向上させることができる。
【００２７】
本発明は、奥行き方向に比べて炉幅方向に長い構造を有する竪型炉に適用することが好ましい。より具体的には、本発明は、第１装入シュートに割り当てられた竪型炉の炉幅が長い竪型炉に適用することが好ましい。例えば、第１装入シュートの炉幅方向の長さに対し、この第１装入シュートに割り当てられた炉幅が、３倍以上である竪型炉に本発明を適用すれば、炉幅方向に均一に成型物を装入できるという本発明の効果が顕著となる。
【００２８】
なお、図１および図２の例では、第２装入シュート４の中央の斜面４ａ、４ｂ、４ｃをすべて三角形状としたが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、図５に示すように、左右の斜面４ｂ、４ｃを台形状とし、中央の斜面４ａについては、竪型炉３の炉頂部になるにしたがって幅狭となる台形状としてもよい。また、図５において、中央の斜面４ａのみを、竪型炉３の炉頂部になるにしたがって幅狭となる三角形状としてもよい。
【実施例】
【００２９】
本発明例と比較例を用いて、シミュレーションにより本発明の効果を検証した。図１および図２に示す装入シュートを本発明例とした。また、第２装入シュート４を設置せず、第１装入シュート１を直接竪型炉３に接続したものを比較例とした。
【００３０】
シミュレーションでは、実際の装入シュートの１／２０サイズの縮尺モデルを使用した。図３に示すように、第１装入シュート１の炉幅方向の長さＡと第２装入シュート４の炉幅方向の長さＢの比を、１：３とした。
【００３１】
図３に示すように、竪型炉３の炉頂部に相当する位置に、炉幅方向に並んだ複数の回収ボックス５を設けた。なお、複数の回収ボックス５は、すべて同じ大きさ、同じ形状に構成されている。
【００３２】
本発明例と比較例において、第１装入シュート１から成型物を竪型炉３に装入した場合に、各回収ボックス５に収容された成型物の質量を、シミュレーションにより計算した。成型物の装入方法は、ゲート２を閉鎖した状態で、第１装入シュート１に１バッチ分の成型物を貯留した後、ゲート２を開放して一度に成型物を装入するものとした。
【００３３】
図４は、各回収ボックス５に収容された成型物の質量を、すべての回収ボックス５に収容された合計の成型物の質量に対する比率として表したものである。
【００３４】
なお、実際の成型物は、２０〜３０ｍｍ程度の大きさであるが、シミュレーションでは、成型物を１／２０サイズの縮尺モデルを使用した。なお、縮尺モデルで使用した成型物の物性値（安息角）は、実際の成型物と同じ値を用いた。
【００３５】
シミュレーションの結果を図４に示す。図４において、縦軸は、各回収ボックス５に収容された成型物の質量比率（％）であり、横軸は、各回収ボックスの識別番号である。なお、識別番号は、左側の回収ボックスから順に１、２、３・・とした。
【００３６】
第２装入シュート４が設けられていない比較例では、炉幅方向中央の回収ボックス５の質量比率（％）が高かったのに対し、第２装入シュート４が設けられた本発明例では、炉幅方向に並んだ複数の回収ボックス５において、質量比率が均一になった。これにより、第２装入シュート４を設けることで、竪型炉３の炉幅方向に均一に成型物を装入できることが分かった。
【符号の説明】
【００３７】
１    第１装入シュート
２    ゲート
３    竪型炉
４    第２装入シュート
４ａ    中央の斜面
４ｂ    左側の斜面
４ｃ    右側の斜面
５    回収ボックス
【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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