(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の炉中心部へコークス、スクラップ、粒鉄、または、還元鉄の何れかの装入物を仕分け装入するに当たり、高炉炉頂部周辺に仕分け装入用の前記装入物を貯留する装入ホッパーを設け、該ホッパー下部に垂直部と一体構成され下方先端部に傾斜部を有する固定装入管を炉頂マンテルを貫通して高炉炉内へ挿入固設し、該固定装入管の下方先端傾斜部に外側よりスライド可能に傾斜装入管を嵌入設置すると共に、該傾斜装入管をスライドさせるスライド駆動機構を炉頂マンテルの適宜箇所に付設し、前記傾斜装入管の外部下面の一部に、該傾斜装入管を支承するための支承体を先端部に有する支持部材を設け、一方その上端部を炉頂マンテルに取り付けた支持金具によって保持し、かつ前記支承体は、傾斜装入管のスライド時には当接面が摺動できるように構成したことを特徴とする高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【請求項２】
傾斜装入管のスライド駆動機構のロッドを高炉炉内まで延伸挿入し、該ロッド先端部を分岐しそれぞれの分岐ロッドを固定装入管の傾斜部の外部側面を通し、傾斜装入管の上端部分に固着したことを特徴とする請求項１記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【請求項３】
スライド駆動機構のロッド分岐部分を炉外までガイドするために、ロッドガイドを炉頂マンテル部に炉外へ突出して付設したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【請求項４】
傾斜装入管を支承する支持部材をＬ字型形状にしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【請求項５】
傾斜装入管を支承する支持部材の上端部は、炉頂マンテルに取り付けた支持金具のバネ体で保持したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【請求項６】
固定装入管と傾斜装入管の傾斜部の俯角を４０°以上にしたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【請求項７】
傾斜装入管の下端部に垂直降下管を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【請求項８】
固定装入管に嵌入する傾斜装入管は緊急の際に、該嵌入部から離脱できるように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉操業において高炉内装入物の通気性および通液性を良好に保ち、操業安定性を高めることができ、高炉装入物装入装置特にベルレス高炉での旋回シュートとの干渉、衝突を回避し正常な装入面を保持して所定装入物を炉中心部に装入する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年高炉の大型化に伴い、高炉１基当たりの銑鉄生産量は飛躍的に増大しているが、大型化の利点を最大限に生かすには、高炉操業状況を如何に安定的に維持していくかが重要な課題となっている。したがって、高炉操業に当たっては種々の操業条件を適切に調整しなければならないが、その中で、炉内における装入原料の分布を適正に管理することは特に重要である。すなわち、炉内に装入された鉱石は、炉内を上昇する高温の還元ガスによって加熱されつつ還元されるが、この加熱と還元を効率よく行うには、装入原料（コークスを含めて）の分布を均一に保ち、すべての鉱石に対して均等に還元ガスを供給する必要がある。
【０００３】
しかし実際の操業においては、原料装入装置の特性や装入物の堆積特性等の因子が影響し、均一な分布状態を維持することが困難であり、特に装入原料の調整工程で生じる物理的、化学的な変動、あるいは状況の悪化等に基因する分布状況の変動は、現在の操業法では避けがたい。これらによって上昇ガスの円周バランスが崩れると、還元ガスの局所的な偏流が生じ種々の障害となる。
したがって、前記のような避けがたい炉況変化があっても操業を安定的に保持していくには、炉内ガス流を単に均等に分散させるのではなく、ガス流の一部を炉心部に集中させ、炉内ガス圧の上昇に対する安全弁的機能を果たさせる技術が最近多く採用されている。
【０００４】
しかし、通常の装入方式であると鉱石もコークスも炉壁側から装入落下されるが、鉱石の安息角はコークスのそれに比べて小さいから炉心側に流動しやすく、鉱石層とコークス層の厚み比（以下、単にＯ／Ｃという）は炉心部において高くなる。特にペレット化された鉱石を使う高炉では、該ペレット状鉱石の安息角が一層小さいため、該鉱石の炉中心部への流れは増加され、炉中心部のＯ／Ｃがさらに高くなる傾向にあり、炉中心部のＯ／Ｃを低下させたいという強い要望があった。
【０００５】
上記課題解決のために最も一般的な方法として提案されているのは、通気性のよいコークスを炉中心に多く装入する方法である。このような考え方に基づいて高炉装入物を装入する方法については多くの提案がなされており、ベル式装入装置では特公平６−３７６４９号公報にその一例がみられる。
一方、ベルレス装入装置では、傾動型旋回シュートによって装入物（コークス、鉱石類）が装入されるので、該シュートの傾動位置の選択によって炉頂部内の炉壁面から炉中心の任意の位置に装入物を投入することができる。しかし、前述のように高炉へ所定単位量の装入物の装入に加えて、少量のコークスを炉中心に別途に装入する必要がある場合には、少量のコークスを貯骸ホッパーから輸送コンベヤーを介して別途の輸送を要するため、装入するための時間が長くなる欠点がある。
【０００６】
このため、前記特公平６−３７６４９号公報では図１に示すように、ベル式装入装置を持つ高炉炉頂部１の一部に別の専用の少量ホッパー５を設け、このホッパーに仕分け装入用の少量コークス２７を入れ、このホッパー５を介して炉内に装入する方法を採用している。炉内への装入は、炉中心に向けて傾斜させた装入管２を設け、その管内を通しコークスを降下することによって行っている。しかし該公報で提案されている方法は、ベル式高炉が主体となっており、ベルレス高炉についてはその方法について若干の開示がなされているに過ぎない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ベルレス装入装置では旋回シュートが炉半径方向に傾動しながら装入物を投入するため、ベル式装入装置を主体とした上記公報に記載された固定型装入管方式では、この装入管と旋回シュートとが干渉、衝突するため装入管を設けることができない。なお、旋回シュートの傾動範囲よりも下側に装入管をセットすることは可能であるが、図２に示すように装入線３０が低くなるため、高炉の内容積を有効に利用できないという問題が存在する。
このようにベルレス高炉においては、高炉炉中心部への所要の装入物の装入に関しては方法のみの開示に止まり、ベルレス高炉に適した炉中心部のみへの装入物装入装置は未開発の状況であった。
【０００８】
また、ベル式高炉においても先に図１に示したようなコークス装入管を高炉内に常時設置すると、通常の装入時に装入物が装入管上に落下するため、装入管に衝撃を与え、それが長期にわたると、装入管の変形に繋がり好ましくなく、さらに、装入物も装入管により分割され均一装入を阻害する恐れがある。
【０００９】
本発明は上記のような問題点の解決を図ることを目的とするもので、特にベルレス高炉においては装入物装入旋回シュートの旋回に障害とならない効果的な高炉炉中心部への装入物装入装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、下記の手段にある。
（１）  高炉の炉中心部へコークス、スクラップ、粒鉄、または、還元鉄の何れかの装入物を仕分け装入するに当たり、高炉炉頂部周辺に仕分け装入用の前記装入物を貯留する装入ホッパーを設け、該ホッパー下部に垂直部と一体構成され下方先端部に傾斜部を有する固定装入管を炉頂マンテルを貫通して高炉炉内へ挿入固設し、該固定装入管の下方先端傾斜部に外側よりスライド可能に傾斜装入管を嵌入設置すると共に、該傾斜装入管をスライドさせるスライド駆動機構を炉頂マンテルの適宜箇所に付設し、前記傾斜装入管の外部下面の一部に、該傾斜装入管を支承するための支承体を先端部に有する支持部材を設け、一方その上端部を炉頂マンテルに取り付けた支持金具によって保持し、かつ前記支承体は、傾斜装入管のスライド時には当接面が摺動できるように構成したことを特徴とする高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【００１１】
（２）  傾斜装入管のスライド駆動機構のロッドを高炉炉内まで延伸挿入し、該ロッド先端部を分岐しそれぞれの分岐ロッドを固定装入管の傾斜部の外部側面を通し、傾斜装入管の上端部分に固着させたことを特徴とする（１）記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
（３）スライド駆動機構のロッド分岐部分を炉外までガイドするために、ロッドガイドを炉頂マンテル部に炉外へ突出して付設したことを特徴とする（１）または（２）記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【００１２】
（４）  傾斜装入管を支承する支持部材をＬ字型形状にしたことを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【００１３】
（５）  傾斜装入管を支承する支持部材の上端部は、炉頂マンテルに取り付けた支持金具のバネ体で保持したことを特徴とする（１）ないし（４）のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
（６）  固定装入管と傾斜装入管の傾斜部の俯角を４０°以上にしたことを特徴とする（１）ないし（５）のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【００１４】
（７）  傾斜装入管の下端部に垂直降下管を設けたことを特徴とする（１）ないし（６）のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
（８）  固定装入管に嵌入する傾斜装入管は緊急の際に、該嵌入部から離脱できるように構成したことを特徴とする（１）ないし（７）のいずれかに記載の高炉炉中心部への仕分け装入装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明者らは前述の如く従来法には開示されていない装入技術について、如何に適切な装入装置を開発し高炉操業に寄与できるかについて種々検討を重ねた結果、その対応策として本発明の開発に成功したものである。
【００１６】
以下、本発明においては仕分け装入で多く使用されるコークスを例にとり、その装入装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、スクラップ、粒鉄、還元鉄等を装入することも当然含まれる。
また、本発明装置は特に設置条件の厳しいベルレス高炉においてその効果を発揮するものであるが、ベル高炉においての設置はベルレス高炉に比して極めて容易である。
【００１７】
本発明の装入装置は、高炉内に挿入した装入管の先端傾斜部を伸縮可能となしたところに大きな特長を持つものであり、その構成の一例を図に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図３はベルレス高炉炉頂装入部と本発明装置の概要を側面図で示したもので、図４は図３における平面の概要を示した図である。また図５は図３の一部を拡大し本発明装置の可動状況を説明するためにその詳細を示したものであり、図６（ａ）は図５におけるＡ〜Ａ’の矢視図であり、傾斜装入管とエアシリンダーのロッドとの結合状態を示したものである。また図６（ｂ）は図５におけるＢ〜Ｂ’の断面図であり、傾斜装入管をＬ字型支持部材で支承している状態を示したものである。
【００１９】
図３〜図６において高炉炉壁直上近傍位置の炉頂マンテル３に、該炉頂マンテルを貫通して垂直部と一体構成され下方先端に傾斜部を有する固定装入管６を設置する。該固定装入管６はその上部にコークス２７を収納する装入ホッパー５を有し、該ホッパー５の下部には遮断弁４が設けられている。
一方、炉内に挿入された固定装入管６の下方先端傾斜部には、スライド可能な傾斜装入管７が外側より嵌入設置されており、該傾斜装入管７の中心線を上方延長した炉外の炉頂マンテル部３には、固定装入管６の傾斜部に沿って該傾斜装入管７を傾斜昇降せしめるためのスライド駆動機構９として例えばエアシリンダーが設置されている。
【００２０】
エアシリンダー９のロッド８は高炉内においてその先端部を分岐し、分岐ロッド８ａと８ｂに分けて延伸せしめる該分岐ロッド８ａ、８ｂは、高炉内に設置されている固定装入管６の傾斜部の外側面を通り、傾斜装入管７の上端部にその先端部を固着され、該傾斜装入管７を外側から保持する（図６（ａ））。
【００２１】
なお、炉頂部への装入管設置場所にもよるが、ロッド８の先端部が分岐しているため、ロッド８の入・出のために炉頂マンテル部３に穿設したロッド貫通孔が単なる円形状では分岐部分が引っ掛かり傾斜装入管７のスライドに支障をきたす。そこで、炉頂マンテル部３に炉頂外へ突出せしめてロッド分岐形状に合致したロッドガイド１０を付設し、ロッド８の摺動時に障害とならないよう考慮する必要がある。また、本例ではロッド８の先端部の分岐は２分割構造をとったが、傾斜装入管７を確実にスライドできる構成であれば分岐数が多くなっても差し支えない。
【００２２】
また、傾斜装入管７の荷重の一部を支承するため先端に傾斜装入管の支承体１３を有した支持部部材１４を傾斜装入管７の下面適宜位置に摺動可能に当接せしめ、傾斜装入管７を下面から担持する（図６（ｂ））。
支持部材１４はほぼＬ字型形状（本例ではＬ字型であるが傾斜装入管を支持できるのであれば他の形状でもよい）をしており、Ｌ字型の上部は炉頂マンテル３を貫通し、該炉頂マンテルに取り付けた支持金具１５によってその荷重を保持されている。この場合、支持部材１４は、支持金具１５に内蔵したバネ体１６（スプリング）によって保持される。これにより傾斜装入管７が受ける振動または変位に柔軟に対処することができる。
【００２３】
また、傾斜装入管７の傾斜部はその俯角を４０°以上とし、コークスの安息角との兼ね合いからコークスの流出が自重によりスムーズに落下できるよう考慮している。
さらに、傾斜装入管７は、その下端部に炉内に向かって垂直な降下管１２を有せしめると、コークスの落下位置を所定範囲内に収めるのに好都合である。
【００２４】
以下、本発明装置例の操作の概要について作用と共に述べる。
スライド可能な傾斜装入管７は、炉頂ホッパーから旋回シュートを経て装入物が投入されている時点では、旋回シュートとの衝突を回避するために固定装入管６の傾斜部上方にスライドさせて待避させる。旋回シュートによる装入が終了するとエアシリンダー９を可動し、傾斜装入管７を炉中心側にスライドさせて傾斜装入管７の先端部が炉中心に到達するようにセットする。炉中心にセットされたことを確認した後、コークス中心装入用ホッパー５の下部遮断弁４を開いて当該コークス２７を炉中心に投入する。装入が完了したならば先程とは逆のスライド操作を行い、傾斜装入管７を直ちに固定装入管６の傾斜部上方向までスライドし上昇させて待避位置に止める。
【００２５】
さらに、本発明装置では固定装入管６と傾斜装入管７の嵌入部は緊急事（例えば、スライド駆動力が何らかの原因によってスライド不能となった時）の場合は、固定装入管６と傾斜装入管７の分離が容易にできる構造をとっているので、該傾斜管７を自重により、炉内に落下させ固定装入管６から離脱させることができる。
この操作としてはシリンダー９のロッド８を切り離すことによって、傾斜装入管７は該シリンダー９からの支持状態から解放され、固定装入管６の傾斜部をスライドして炉内に滑り落ちる。またこの時、支持部材１４も支持金具１５部分から分離できる構造をとっているのでこれらの部品も一緒に炉内に落下させることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、高炉装入装置特にベルレス高炉において、傾動型の旋回シュートの駆動と干渉することもなく、所定のコークスを炉中心域に投入できる。また、高炉頂部の装入面を炉の下方にさげる必要もなく、コークスを炉中心域に装入でき、高炉操業上装入物の有効な装入層を得ることができ高炉の生産性に寄与すること大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のベル式高炉における炉中心部へのコークス装入の概要を示した図
【図２】従来のベルレス式高炉における炉中心部へのコークス装入の概要を示した図
【図３】本発明装置による高炉への装入例の概要を示す側面図
【図４】本発明装置による高炉への装入例の概要を示す平面図
【図５】図３の一部を拡大して示した詳細図
【図６】（ａ）図５のＡ〜Ａ’矢視図、（ｂ）図５のＢ〜Ｂ’断面図
【符号の説明】
１  高炉炉頂部
２  装入管
３  炉頂マンテル
４  遮断弁
５  装入用ホッパー
６  固定装入管
７  傾斜装入管
８  ロッド
９  シリンダー
１０  ロッドガイド
１２  下降管
１３  支承体
１４  支持部材
１５  支持金具
１６  バネ体
２７  コークス
３０  装入線
【図１】
0003756642.tif 000002
【図２】
0003756642.tif 000003
【図３】
0003756642.tif 000004
【図４】
0003756642.tif 000005
【図５】
0003756642.tif 000006
【図６】
0003756642.tif 000007