JPS61245026A - 粉粒体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉粒体供給装置に係り、特に粉粒体の重量及
び排出流量を正確に計測できる粉粒体供給装置に関する
。

〔従来技術〕

従来の粉粒体供給装置として、代表的なものは次の装置
がある。

まず、−例として第４図に示すものは、高炉のベルレス
炉頂装入装置であって、これは装入コンベア１の下方に
上段バンカー２を設け、この上段バンカー２の下方に、
上段バンカー用ゲート３と上部シール弁４を介して下段
バンカー５が設置しである。

下段バンガー５の外周部には、重量検出装置であるロー
ドセル６・・・が付設され、このロードセル６と同板上
にスプリング７が配設され、このロードセル６で前記下
段バンカーを支えている。

また、下段バンカー５の下方は流量稠整ゲート８となっ
ており、伸縮管９と下部シール弁１０を介して垂直シュ
ート１１に連結されている。

垂直シュー１−１１の下方には、分配シュート駆動装置
１２を介して分配シュート１３が配置され、この分配シ
ュート駆動装置１２と前記垂直シュート１１の間には伸
縮管９ａが設けられている。分配シュート１３の下方は
高炉１４となっている。

また、前記下段バンカー５の側壁には伸縮管１５を介し
て、排圧ライン１６の排圧弁１７及び均圧ラインＩ８の
均圧弁１９が連結されている。

このベルレス炉頂装入装置は、装入コンベア１にて送ら
れてきた粉粒体をまず上段バンカー２に収納し、この上
段バンカー２に粉粒体を一時貯留した後、上段バンカー
用ゲート３と上部シール弁４を開にして下段バンカー５
内に装入する。このとき、下部シール分１０は閉にしで
ある。

またこのとき、排圧弁１７は開にされており、下段バン
カー５内の圧力は大気圧と同等となっている。

原料（粉粒体）を下段バンカー５内に装入した後、上段
バンカー用ゲート３と上部シール弁４を閉にするととも
に排圧弁１７を閉とし、均圧弁１９の開度制御操作によ
り、均圧用ガスを下段バンカー５内に充満させて、炉頂
圧力と同圧にし、次に、流量調整ゲート８と下部シール
弁１０を開にして、垂直シュート１１と分配シュート１
３を介して粉粒体を高炉１４内に供給するものである。

このベルレス炉頂装入装置では、ロードセル６の重量検
出によって、下段バンカー用流量調整ゲート８の開閉度
を調整して、通量の粉粒体を高炉に供給する構成となっ
ている。

第２例は、第６図に示した粉粒体供給装置である。この
装置は上段の支持梁２０に支持されたホッパー２１と、
このホッパー２１に投入弁２２、伸縮管２３を介して連
結され、下段の支持梁２４にロードセル２５を介して支
持されたタンク２６とにより構成され、このタンク２６
の下方は、伸縮管２７、投入弁２日を介して定流量切出
装置２９に連結されている。尚、３０はこの定流量切出
装置２９を支持する支持梁である。

又、タンク２６の側壁一方には、伸縮管３１を介して排
圧ライン３２の排圧弁３３が連結され、他方には伸縮管
３４を介して均圧ライン３５の均圧コントロール弁３６
が連結されている。

この粉粒体供給装置のタンク２６の上下部に配設した伸
縮管２３．２７は、同一口径、同一バネ定数を有してお
り、タンク２６の加圧、排圧操作による内圧変化を、下
部伸縮管２７の内圧による持上刃と、上部伸縮管２３の
内圧による持玉刃とによって、常に対となって相殺作用
（持上刃−持玉刃＝０）を行って、調節している。

第７Ｆ！！Ｊの第３例の装置は、バンカー３７とホンパ
ー３８とタンク３９を上下に直列に連結設置したもので
あり、バンカー３７とホッパー３８間に投入弁３９と伸
縮管４０を介在せしめ、ホッパー３８とタンク３９間に
二個の伸縮管４１．４２と投入弁４３を介在し、このホ
ンパー３８とタンク３９間を支持梁４４で支持したもの
である。

又、タンク３９の下方には、伸縮管４５、投入弁４６を
介して定流量切出装置４７が配設され、更にその下方に
切出ライン４８が設置されている。図中、５１は前記定
流量切出装置４７とタンク３９を支持する支持梁である
。

又、ホッパー３８の外周部とタンク３９の外周部には、
ロードセル４９．５０が設置されており、このロードセ
ル４９によって、重量検出を行って、投入弁４３と４６
の開閉度を調節し、伸縮管４０．４１による相殺作用に
よってホッパー３８内の圧力による上下変動の関節を、
伸縮管４２．４５による相殺作用によってタンク３９内
の圧力による上下変動の関節を行っている。

その作用を第８図（ａｌ、　（ｂｌに示す。図中Ｋｘは
伸縮管４２．４５に働く持玉刃と持上刃（＃Ｊ＆械力学
力学的バネ定数である）、Ｗはタンクの自重と粉粒体の
重量であり、タンク３９の自重と粉粒体の重量Ｗに加え
てタンク３９内の圧力が下方向に働くと下方の伸縮管４
５による持上刃ににが作用し、タンク内の圧力が上下方
向に働くと持玉刃Ｋｘが作用し、また伸縮管４２．４５
の持玉刃Ｋｘと持上刃Ｋｘは互いに相殺し合っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記従来の粉粒体供給装置については、
次に述べる問題点があった。

第５図は、第１例に示す高炉のベルレス炉頂装入装置に
おける荷重の変化を示すものであって、縦軸にロードセ
ルの計器目盛の変化、横軸に稼働時間を示す。

この高炉のベルレス炉頂装入装置の荷重の変化は破線で
示されており、この破線で示すように、高圧高炉で特に
炉頂圧力が高い場合には、原料（粉粒体）排出中にロー
ドセル６の計量サイクルは、５点で直線ａ　（圧縮荷重
０位Ｗｉ）よりも下になることがある。

この原因は、下段バンカー５に作用する内圧持上刃がバ
ンカー自重よりも大きくなるためである。

この場合、第５図の５点でロードセル６に対する圧縮荷
重は０となり、実際は斜線で示す原料がまだ残存してい
るのに空表示を出すこととなり、高炉操業上、支障をき
たすこととなる。

これを防ぐため、第４図に示すスプリング７をロードセ
ル６近傍に設けることによって、あらかじめ、内圧によ
る持上刃に相当する圧縮荷重にセットしておく。このセ
ットした状態における荷重の変化を第５図の実線で示す
。

更に詳しく述べると、ロードセル６の誤差を考慮して原
料排出完了時点でロードセル６に図に示すδの圧縮荷重
があるようにスプリング力を設定しておく。

ロードセル６の空の表示は、ロードセル６の誤差を考慮
しである範囲＋ε％に計量値が入った時点で空状態とみ
なし、その範囲±ε％に相当する原料の排出はタイマー
で空表示よりもｔ　ｓｅｃ間で行なっている。

これによって、原料流量調整ゲート８の閉にするタンミ
ングは空表示よりもｔ　ｓｅｃ後になる。

一方下段バンカー５内が均圧（加圧）されると、バンカ
−５下部に配設された伸縮管９による持上刃が発注した
場合に、ロードセル負荷が減少し、真の原料重量が表示
されなくなる。

これを防止するために、下段バンカー５の内圧を圧力発
振器（図示せず）で計測して、伸縮管９の内圧持上刃に
換算し、電気信号値としてロードセル６の積算システム
（図示せず）にフィードバックして、ロードセル荷重を
電気信号値として取出す前に、伸縮管９の内部持上刃（
図にてＦｐ）を補正し、実際の持上刃を電気的に相殺し
、第５図２点鎖線に示すロードセル計器目盛サイクルと
する。

上述した従来例の問題点としては、電気的信号処理回路
が複雑になり、また、高炉内圧力が変動するような外乱
が生じた場合に安定性のある計量ができないだけでなく
、前述した電気的補正をしているために真の重量表示が
得られない欠点がある。またロードセルの仕様を決定す
る際、フルスケール値としては原料材料Ｗ＋バンカー自
重Ｗ１＋スプリングによる下向力Ｗｓ　＋内圧持上力Ｆ
Ｐを含めた能力のものを用いる必要がある。これにより
ロードセルの計量スパンが大きくなり、またロードセル
自体の実質的精度（並級のものでは±０．５％。但し、
フルスケールにて規定）も悪くなる。このために排出流
量制御も正確に行なえない不都合も生じてくる。

次に第７図に示す粉粒体供給装置における問題点につい
て述べる。

図において、タンク３９及びその上段のホッパー３８を
支持する支持梁４４．５１は完全剛体ではないので、タ
ンク３９を加圧した場合、ホッパー３８のロードセル値
は第９図に示すように、タンク３９の圧力変化により、
はぼ直線的にタンク圧に比例して持上刃として影響を与
える。また、ホッパー３８を加圧した場合には、タンク
３９のロードセル値は第１０図に示すように、ホッパー
３８の圧力変化により、はぼ直線的にホッパー圧に比例
して持上刃として影響を与える。

この現象により、タンク３９、ホッパー３８の内圧によ
る持上刃、持上刃の作用によって、支持梁４４゜５１が
第７図に破線で示すように若干撓んで、各々のロードセ
ル４９．５０の計量値に誤差が生じる欠点があり、従っ
て、正確な流量の粉粒体が供給されない問題点があった
。

また、第６図に示す粉粒体供給装置においては、タンク
２６には、加圧、排圧配管３５．３２が配設されており
、この配管にも各々伸縮管３４．３１を取付ける必要が
あるので、このことも、内圧による分力が生じてロード
セル２５の計量値に誤差を生じさせる原因になっていた
。

このように、従来の粉粒体供給装置は、ロードセルの計
量表示値に誤差を生じる問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記従来の問題点を解消し、圧力ホッパーを
形成する収納ホッパーを内外別体の二重構造とし、内側
の収納ホッパーに粉粒体の重量を検出する重量検出装置
を配設することにより、正確な粉粒体の真の重量を検出
できるようにした粉粒体供給装置を提供することを主た
る目的とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図示する実施例に基づき詳細に説明する
。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す高炉のベルレス
炉頂装入装置である。尚、前記した従来例と同一部分は
同一符号で表す。

尚、本実施例にあっては、常圧ホッパーを上段のバンカ
ー２、圧力ホッパーを下段のバンカー５として説明する
。

図ニ示すように、装入コンベア１の下方に炉頂架構Ａ上
に設置された上段バンカー２を設け、この上段バンカー
２の下方に上段バンカー用ゲート３と上部シール弁４を
介して下段バンカー５８が設置しである。

下段バンカー５ａ内には別体の計量バンカー５ｂが配設
され、この計量バンカー５ｂに炉頂架構Ｂに設置された
ロードセル６が配置されている。下段バンカー５８の下
方には計量バンカー５ｂの流量調整ゲート８と下段バン
カー５ａの下部シール弁１０を介して垂直シュート１１
が設置されている。即ち計量バンカー５ｂは下段バンカ
ー５８の外殻及び上部シール弁４、下部シール弁１０に
囲われ、大気圧と隔離することができる様になっている
。

垂直シュート１１の下方には、分配シュート駆動装置１
２を介して分配シュート１３が配置され、この分配シュ
ート駆動袋Ｗｌ１２と前記垂直シュート１１の間には伸
縮管９ａが設けられている。分配シュート１３の下方は
高炉１４となっている。

又、前記下段バンカー５の側壁には伸縮管１５を介して
、排圧ライン１６の排圧弁１７及び均圧ライン１８の均
圧弁１９が連結されている。

尚、図示しないが、計量バンカー５ｂのロードセル６に
は、微分器と減算器を介して演算器が結線され、一方、
流量調整ゲート８に開閉機構が連結され、この開閉機構
にディジタルアクチュエータ、パルス発信器を介して前
記演算器が結線されている。

この演算器には、他にデータストック部と設定器が結線
されている。

次に、この実施例の高炉のベルレス炉頂装入装置の作用
について説明する。

装入コンベア１にて送られてきた粉粒体をまず上段バン
カー２に収納し、この上段バンカー２に粉粒体を一時貯
留した後、上段バンカー用ゲート３と上部シール弁４を
開にして下段バンカー５ａ内の計量バンカー５ｂに装入
する。このとき、下部シール弁１０は閉にしである。ま
たこのとき、排圧弁１７は開にされており、下段バンカ
ー５ａ内の圧力は大気圧と同等となっている。

粉粒体を下段バンカー５ａ内の計量バンカー５ｂに装入
した後、上段バンカー用ゲート３と上部シール弁４を閉
にするとともに、排圧弁１７を閉とし、均圧弁１９の開
度制御操作により、均圧用ガスを下段バンカー５ａ内に
充満させて、高炉内圧力と同圧にする。

ここで、計量バンカー５ｂに付設したロードセル６によ
り計量バンカー５ｂ内の粉粒体が正確に重量検出され、
前記した微分器、減算器、演算器、データストック部、
設定器、パルス発信器、ディジタルアクチュエータを介
して開閉機構に信号が送られて、この開閉機構により、
流量調整ゲート８が適度に開かれ、ここより下方の垂直
シュート１１、分配シュート１３から高炉１４内に粉粒
体が適量づつ供給される。このように、本実施例では、
計量バンカー５ｂを下段バンカー５８と別体とし、この
計量バンカー５ｂにロードセル６を配置したので、下段
バンカー５ａにかかるバンカー内の圧力の変動に計量バ
ンカー５ｂは影響されることなく、粉粒体の重量を正確
に検出できる利点がある。

尚、流量調整ゲート８の開度設定、即ちロードセル秤量
数値に裏打ちされた原料の排出速度を設定するには、先
ず、原料銘柄、粒度分布、水分、配合比等の原料条件と
分配シュート旋回数及び分配シュート任意傾斜角のシュ
ート旋回数をあらかじめ高炉の運転方式に従って、前記
設定器（図示せず）に記憶させておくとともに、データ
ストツり部（図示せず）に、上述の流量調整ゲート８の
開度と原料排出速度を記憶させておくことで、目的が達
せられる。

この様にして、原料重量及び排出域重量を正確に計量で
き、それに基づいた原料装入制御を行うことができるも
のである。

第２図は、本発明の別の実施例を示すものである。尚、
前記した従来例と同一部分は同一符号で表す。

尚、本実施例にあっては、常圧ホッパーをホンパー２１
、圧力ホッパーをタンク２６として説明する。

図に示すように、上段の支持梁２０に支持されたホンパ
ー２１と、このホッパー２１に投入弁２２を介して連結
され、下段の支持梁２４に支持されたタンク２６ａと、
このタンク２６ａの内部に別体に設置された計量タンク
２６ｂと、この計量タンク２６ｂに付設され下段の支持
梁２４上に設置されたロードセル２５により構成され、
この計量タンク２６ｂの下部には投入弁２８が取り付け
られ、タンク２６ａの下方には定流量切出装置２９が設
置されている。

この粉粒体供給装置にも前記実施例と同様に、図示しな
いが、計量タンク２６ｂのロードセル２５には、微分器
と減算器を介して演算器が結線され、一方、定流量切出
装置ｉ２９に開閉機構が連結され、この開閉機構にディ
ジタルアクチュエータ、パルス発信器を介して前記演算
器が結線されている。

この演算器には、他にデータストック部と設定器が結線
されている。

尚、タンク２６ａの側壁一方には、伸縮管３１を介して
排圧ライン３２の排圧弁３３が連結され、他方には伸縮
管３４を介して均圧ライン３５の均圧コントロール弁３
６が連結されている。

この実施例の場合においても、ホッパー２１より投入弁
２３を介してタンク２６ａ内に供給された粉粒体は計量
タンク２６ｂに収納され、ロードセル２５により正確に
重量検出されて、この信号が前記開閉機構（図示せず）
に送られて、定流量切出装置２９を適度に作動させて、
適量の粉粒体がこの定流量切出装置２９より供給される
ものである。この実施例によると、伸縮管３１．３４の
伸縮作用は、直接計量タンク２６ｂに影響を及ぼすこと
がないので、計量タンク２６ｂに付設したロードセル２
５により正確に粉粒体のＭ量検出ができる利点がある。

又、この第２図の構造は第７図の粉粒体供給装置にも適
用できるものである。

第３図に示すのは、本発明におけるロードセル秤量サイ
クル図であって、図に示すように、ホッパー内の均圧、
排圧操作においてもロードセル秤量値には何ら影響がな
いことが明らかである。

〔効果〕

本発明は、上記した構成を有するものであるから、内側
の収納ホッパーは、加圧もしくは常圧状態でも何らホッ
パー内圧力による影響を受けることがなく、したがって
、粉粒体の正確な秤量値が得られ、精密な流量調整が出
来る効果を奏する。

また、圧力ホンパーに付随した伸縮管の内圧反力の影響
を受けることがなく、更に圧力変動に伴う振動の影響も
受けることがないので、より一層効果的な計量が出来る
効果がある。

また、従来の粉粒体供給装置に設置されていた圧力ホッ
パーの上下部もしくは下部の伸縮管は不要となり、構造
的にも有利である。

また、従来の装置で必要とした複雑な電気的信号処理回
路は不要であり、電気的補正も必要としない利点がある
。更に本発明におけるロードセルの仕様、即ちロードセ
ルのフルスケール値としては、原料Ｍ量Ｗ＋バンカー自
ＫＬ　Ｗ　＋を含めた能力のものでよい。スプリングに
よる下向力Ｗｓ＋内圧持上刃Ｆｐに相当する荷重はロー
ドセルにて考慮する必要がないので計量スパンが小さく
なり、且つロードセル自体の精度の向上及びコストの低
減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は別の
実施例を示す断面図、第３図は本発明のロードセル秤量
サイクル図、第４図は従来例の断面図、第５図は従来例
のロードセル秤量サイクル図、第６図、第７図は別の従
来例の断面図、第８図［ａｌ、　ｆｂ）は伸縮管取付法
の模式図、第９図は、従来例の上段ホッパーのロードセ
ル値を表わすグラフ、第１０図は下段ホッパーのロード
セル値を表わすグラフである。 ２・・・上段バンカー（常圧ホッパー）５・・・下段バ
ンカー（圧力ホッパー）５ｂ・・・計量バンカー ２１・・・ホッパー（常圧ホッパー） ２６・・・タンク（圧力ホッパー） ２６ｂ・・・計量タンク 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫算　１　圀 算　２　旧 算　３　目 算　４　図 ＄　５８ ＄　Ｇ　図 算　Ｔ７Ｉ２］ Ｃむ　　　　　　　　　　　Ｃｂ） 真　　８　凹 不・ｌノＸ′−１辷（ｎ／ｃ、ｔｎ”）算ｑ８　　　　
　　幕１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、常圧ホッパーから圧力ホッパーを経て粉粒体を前記
   常圧ホッパー内より圧力の高い容器内に供給する粉粒体
   供給装置において、圧力ホッパーを形成する収納ホッパ
   ーを内外別体の二層構造とし、内側の収納ホッパーに前
   記粉粒体の重量を検出する重量検出装置を配設したこと
   を特徴とする粉粒体供給装置。