JPH0444610Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は高炉の炉頂に配される分配シユート
を旋回させる駆動装置のガスシール装置に関する
ものである。

「従来の技術」 高炉において、鉱石、コークス等の材料を炉内
に装入する際に用いられる炉頂装入装置として、
ベルレス式炉頂装入装置が知られている。

このベルレス式炉頂装入装置は２段に設けられ
たシール弁でガスシールし、炉内に設けた分配シ
ユートを連続旋回させて材料を分配装入するもの
であり、全体がコンパクト、かつ高さを比較的低
くし得る等の利点を有し、最近多く採用され始め
ている。

第４図ないし第６図は、従来の水冷式ベルレス
式炉頂装入装置の一例を示すものである。

第４図中符号１は高炉の炉頂部分に配されるケ
ーシングで、このケーシング１は、円錐胴１ａの
上下にそれぞれカバー１ｂおよびフランジ１ｃが
設けられて成るものである。円錐胴１ａの中心部
分には上部開口から供給される鉱石あるいはコー
クス等の材料を炉内に分配装入する分配シユート
２が設けられている。分配シユート２は、円錐胴
１ａ内に設けられた駆動装置３によつて、炉内中
心線ｌを中心に旋回操作され、かつ、傾斜角度が
任意に変えられるようになつている。

駆動装置３について第５図を参照しながら説明
すると、ケーシング１の内側には回転テーブル５
が前記中心線ｌを中心に回転自在に配されてい
る。この回転テーブル５は、前記分配シユート２
を支持するものであつて、上部直立部６と水平部
７と下部直立部８および下部直立部８の下端に取
り付けられたフランジ部９から成つている。

上部直立部６は、円筒部材１０の外周に断面Ｌ
字状の部材１１が固着されることによつて形成さ
れ、上部が開口されたリング溝１２を有してい
る。円筒部材１０および断面Ｌ字状の部材１１の
上部には突出部１０ａ，１１ａがそれぞれ形成さ
れ、それらの突出部はケーシングカバー１ｂに設
けられたリング溝に遊嵌されている。断面Ｌ字状
の部材１１の外周には取付金物１３が取り付けら
れ、この取付金物１３とケーシングカバー１ｂと
の間には軸受１４が設けられている。この軸受１
４によつて回転テーブル５が回転自在に支持され
ている。軸受１４は前記取付金物１３に固定され
る外輪１４ａと、ケーシングカバー１ｂに固定さ
れる内輪１４ｂと、両輪の間に介装されるボール
１４ｃから成つている。外輪１４ａの外周には歯
部１４ｄが形成され、この歯部１４ｄを介しケー
シング１と回転テーブル５の間に形成された空間
Ｓ内に配される駆動力伝達系１５の出力が回転テ
ーブル５に伝達され、同テーブル５および分配シ
ユート２が回転駆動されるようになつている。

また、駆動装置３には水冷式冷却装置が付設さ
れている。すなわち、ケーシングカバー１ｂの下
面には、リング状の中空部１６が回転テーブル５
のリング溝１２に対向して設けられ、この中空部
１６には、ケーシングカバー１ｂに周方向に沿つ
て複数設けられた給水ノズル１７から水が供給さ
れる。中空部１６に供給された水は、同中空部１
６から延びる連絡ノズル１８を介して回転テーブ
ル５のリング溝１２に供され、さらにそこからリ
ング溝底部を貫通する配管１９を介して下側の冷
却パネル２０ａ，２０ｂに供される。

冷却パネル２０ａ，２０ｂは、回転テーブル５
の水平部７の上面および下部直立部８の外周面に
それぞれ貼り着けられるものであつて、たとえ
ば、鉄板で作つた枠体内に冷却パイプが蛇管状に
並べられ、該冷却パイプと枠体との間に熱伝導性
に優れる不定形の耐火物が充填されてなる構造も
の等が利用される。

一方、ケーシング１の下部フランジ１ｃの内側
には、前記回転テーブル５の水平部７より下側に
位置して、断面Ｕ字状のトラフ２１が周方向に連
続してリング状に設けられている。前記冷却パネ
ル２０ａ，２０ｂ内を流れた水は、周方向適宜間
隔置きに設けられかつ後述するカバー本体２８を
貫通する配管２２を介してトラフ２１内に導か
れ、そこからさらに、トラフ２１の外側側壁下部
から延びてマンテル３２を貫通する排出管２３を
介し外部へ排出される。

前記トラフ２１の上部は回転テーブル５から延
びるカバー２４によつて覆われており、トラフ２
１内に上方の前記動力伝達系１５に使われたグリ
ースが入らないようになつている。カバー２４は
第６図に示すように、前記回転テーブル５のフラ
ンジ部９に固定される取付リング２５と、そこか
ら上方へ延びかつ周方向所定間隔置きに配される
スタンド２６と、該スタンド２６にアーム２７を
介して取り付けられた円錐状のカバー本体２８
と、カバー本体２８の下端に溶接された断面コ字
状の案内板２９と、該案内板２９からトラフ２１
内に延びて設けられトラフ底部にダストが溜まる
のを防止する攪拌板３０から構成されている。ま
た、このカバー２４は周方向に複数に分割されて
いる。なお、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは
回転テーブル５の炉内側に貼り付けられた断熱
材、３３はケーシングカバー１ｂから回転テーブ
ル５の内側に位置するよう下方に延びて設けられ
た邪魔板である。

ところで、このようなベルレス式炉頂装入装置
にあつては、分配シユート２を旋回させるための
動力伝達系１５がケーシング１と回転テーブル５
との間の空間Ｓに配されており、該動力伝達系１
５に、高温かつ多量のダストを含有する炉内ガス
の影響が及ばないよう十分に配慮する必要があ
る。

上記第４図〜第６図で示す従来例のベルレス式
炉頂装入装置では、炉内ガスが空間Ｓ内に流れ込
まないよう次のような工夫が施されている。

すなわち、回転テーブル５のフランジ部９とカ
バーの取付リング２５との間には、シールプレー
ト３４が挾持され、該シールプレート３４の外周
端は、トラフ２１の内周側側壁に互いに適宜間隔
を明けて設けられたリング状の突出部３５，３５
間に遊嵌されている。

つまり、炉内空間から前記動力伝達系１５が配
される空間Ｓまでの経路を屈曲させ、もつて、炉
内のガスが空間Ｓへ流れ込みにくくしているので
ある。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記のようなガスシール装置で
は、経路を屈曲させてガスの流通抵抗を大とした
だけであり、小形の高炉においては十分な効力が
得られるものの、例えば内容積が4000m³を超える
ような大形の高炉の場合では、炉内空間のガス乱
流が小形高炉に比べてはるかに大となることか
ら、屈曲した経路であつても炉内の高温ガスがシ
ール部を通つて継続して空間Ｓに入り込みがちに
なる。この結果、空間Ｓの雰囲気温度が100℃以
上に達することもあり、またガスが含有する粉塵
量も小形高炉の場合に比べて格段に多くなつてい
るため、機械が損傷されるおそれがあり、十分な
対策にはなつていない。

加えて、上記従来のガスシール装置にあつて
は、例えば高炉がスリツプを起こして吹抜けを生
じた場合等、炉頂部分に高温負荷がかかる場合、
回転テーブル５が熱膨張を起こしてシールプレー
ト３４がトラフ２１の内側側壁に接触し、旋回不
能つまりは原料装入不能を引き起こす危険性があ
る。

この考案は、このような従来の欠点を除去しよ
うとするものである。

「問題点を解決するための手段」 この考案では、高炉炉頂部のケーシング内に回
転テーブルを水平方向に回転自在に設け、該回転
テーブルを回転させることにより同回転テーブル
に取り付けた分配シユートを旋回させる、高炉の
炉頂分配シユート駆動装置におけるケーシング内
周部と回転テーブル外周部とのガスシール装置で
あつて、互いに対向する前記ケーシング内周部と
回転テーブルの外周部と間に両者のいずれか一方
から全周に亙つて延びるように上方に開口を有す
るリング状のトラフを設け、残る他側から全周に
亙つて延びるようにトラフの上部開口を覆うカバ
ー本体を設け、前記カバー本体から下方へ延びそ
の下端が前記トラフの底部近傍まで達するリング
状の仕切板を設け、トラフ内の水位がそこに差し
入れられた前記仕切板の下端より上側となるよう
に制御するトラフ水位制御手段を設け、前記仕切
板のトラフ水面下に没する位置に貫通部を周方向
に複数設けていることを特徴としている。

「作用」 カバー本体から延びる仕切板をトラフ内に水位
より下側となるように差し入れることにより、回
転テーブル外周部と炉頂ケーシング内周部との間
が水封できる。したがつて、この水封が切れない
限りにおいては、その部分を通つて炉内ガスが回
転テーブル外周部とケーシング内周部との間に形
成される空間に侵入することがなく、確実なシー
ルが実現できる。

また、仕切板のトラフ水面下に通常没する位置
に貫通部を設けているため、炉頂圧に変動がある
場合トラフ水位が下がつた際前記貫通部を介して
炉内ガスが序々にケーシング内側の空間に流出入
することとなり、多量のガスが突発的に流出入す
るのを未然に防止できる。

「実施例」 以下、この考案の一実施例について第１図ない
し第３図を参照して説明する。なお、従来例で説
明したものと同一構成要素には同一符号を付しそ
の説明を省略する。

この例において、回転テーブル５を軸受１４で
回転自在に支持し、該回転テーブル５を動力伝達
系１５により回転駆動することにより分配シユー
トを旋回し、回転テーブル５の炉内側には断熱材
３１ａ〜３１ｄを張り付ける一方、そのケーシン
グ内周側には冷却パネル２０ａ，２０ｂを配し、
給水ノズル１７を介し回転テーブル５上部のリン
グ溝１２内に給水しながら冷却パネル２０ａ，２
０ｂを通じて回転テーブル５およびその外側の空
間Ｓを冷却し、冷却後のトラフ２１で受けて外部
へ排出するといつた構造は第４図〜第６図で示し
た従来例のものと同様である。この例の特徴部分
は、前記従来例のシールプレート３４を廃止し、
その変わりに特殊なカバー４０を用いるととも
に、トラフ２１内の水位を一定に保つ水位調整手
段５０を備えた点にある。

カバー４０について説明すると、回転テーブル
５の外周下部のフランジ部９にはリング状の取付
金具４１が、ボルト等の固定手段によつて取り付
けられている（第２図参照）。取付金具４１は外
周がトラフ２１の内周側側壁２１ａの上方まで延
びて設けられ、その先端は下方に折り曲げられて
トラフ内に位置している。取付金具４１の外周端
上部にはトラフ２１上部開口２１ｂを覆う円錐状
のカバー本体４２が、拡径側が上方となるように
溶接されている。カバー本体４２の下部中央から
はリング状の仕切板４３が、先端がトラフ２１の
水位より下方となるようトラフ底部近傍まで延び
て設けられている。カバー本体４２の仕切板４３
が取り付けられた部分よりさらに外周側には冷却
パネル２０ａ，２０ｂから延びる配管２２が貫通
状態で設けられ、冷却パネル２０ａ，２０ｂを通
つた後の水がトラフ２１内に流れ込むようになつ
ている。

上記取り付け金具４１、カバー本体４２および
仕切板４３は周方向に複数に分割されており、そ
れら部材どうしは適宜間隔（例えば２〜３mm程
度、この値はカバー４０の外径、厚さ、分割数に
よつても変わる）を明けてかつそれらの隙間にペ
ースト等の充填材が詰められた状態で配される。
このように配するのはカバー４０の熱膨張を吸収
するためである。カバー本体４２および取付金具
４１の上部には一枚もののリング状シールパツキ
ン４４が、上部の止め板４５により固定されてい
る。

前記仕切板４３のトラフ水面下に没する位置に
は、下端から延びる大小２つの逆Ｖ字状の切欠４
６，４７が交互に複数周方向適宜間隔置きに設け
られている（第３図参照）。図においてＬはトラ
フの通常運転時の水位を示し、この水位より寸法
ａだけ低いレベルに切欠４６の上端がくるよう
に、寸法ｂ（ｂ＞ａ）のレベルに切欠４７の上端
がくるように、それら切欠４６，４７は作られて
いる。なお、図示例では仕切板４３に逆Ｖ字状の
切欠４６，４７を形成しているが、形状はなんら
Ｖ字状のに限られることなくしかも必ずしも切欠
に限らず孔で有つてもよい。要は仕切板４３の下
部を貫通するものであれば足りる。

一方、トラフ水位制御手段５０について説明す
ると、トラフの外側側壁２１ｃからは配管５１が
外方へ延びマンテル３２を貫通して設けられてお
り、その先端には水位コントロールタンク５３が
接続されている。コントロールタンク５３は略中
央に設けられた底部から上方へ所定高さまで延び
る仕切板５４によつて内部下部が２室に仕切られ
ており、その内の１つの室５３ａは前記配管５１
に接続され、他の室５３ｂは外部へつながる排水
管５５に接続されている。配管５１を介してトラ
フ２１側から流れてくる水は室５３ａへ流れ込ん
だ後、仕切板５４の上端を越えて室５３ｂに至
り、そこから排水管５５を通じて外部へ排出され
る。仕切板５４の高さｈを調整することによつて
トラフ２１の水位を定めることができ、この高さ
ｈは、トラフ水位が前記仕切板４３の下端より上
側であつてかつトラフ２１の内側側壁２１ａの上
端より下側にくるように設定されている。

また、タンク５３の内部は、一端が蓋５６を貫
通し他端がケーシング１を貫通する連通管５７を
介して空間Ｓに連通している。このようにタンク
５３内を空間Ｓに連通させているのは、タンク５
３内と空間Ｓの圧力が変わる際に、トラフ２１の
水位が所望の高さに保ち得なくなるのを防止する
ためである。なお、５８は配管貫通部のシール部
を示す。

しかして、上記のガスシール装置であると、炉
内空間に対し動力伝達系１５が収納される空間Ｓ
は、下部がケーシング１から延びるトラフ２１、
回転テーブル５からトラフ２１側へ延びるカバー
４０、シートパツキン４４、下端がトラフ水面下
に没せられる仕切板４３によつて水封されて気密
とされ、また上部が、ケーシングカバー１ｂから
延びる邪魔板３３、ケーシングカバー１ｂ下面の
リング溝内に遊嵌される回転テーブル上部の突出
部１０ａ，１１ａおよび軸受１４によつて比較的
気密に保持され、もつて、炉内ガスが空間Ｓに極
めて入り込み難くなつている。したがつて、空間
Ｓに収納されている動力伝達系１５を炉内ガスの
熱、ダストから保護し得る。

また、炉頂圧は原料投入前後に変動し、スリツ
プを起こした場合特に大きく変動する。このよう
な炉頂圧の変動に伴い、トラフ２１の仕切板４３
によつて仕切られた左右の水位L₁，L₂は変動す
る。例えば、炉頂圧が上昇する場合には水位L₁
が下がり、距離ａ以上下がつた時点で炉内ガスが
切欠４６の上端を通つて空間Ｓ側へ流れ、炉内と
空間Ｓとの圧力差を緩和する。この緩和速度より
炉頂圧の上昇の方が大きい場合には水位L₁がさ
らに下降し、距離ｂ以上下がつたときに炉内ガス
が前記切欠４６のみならず切欠４７も通つて空間
Ｓ側へ流れる。このように炉頂圧の上昇に伴い、
炉内側から空間Ｓへの流出入ガスを序々に増大さ
せ、両空間内の圧力を速やかに等しくすることが
できる。なお、仕切板４３の切欠４６，４７を図
示例のように逆Ｖ字状に形成すれば、水位の下降
に伴い切欠を通過するガス量を指数的に増大でき
ることとなりより好ましい。以上のようにして炉
内側と空間Ｓとの圧力緩和がなされ、両者が等し
い圧力になつた時にレベルL₁，L₂がＬに復帰す
る。逆に、炉頂圧が下がつた時には、水位L₂が
下がり、空間Ｓ内のガスが炉内側へ流れる。

なお、上記実施例で示した水位制御手段５０は
あくまで一例であり、他のもの例えば、配管に開
閉弁を介在させるとともに、トラフ水位を検出す
るセンサを設け、該センサからの出力信号に基づ
き前記開閉弁を制御することによつてトラフ水位
を一定に保つ構造のものを用いてもよい。ただ
し、トラフ２１から延びる配管５１の接続口を水
位に合わせて上方へ移動させるのは、トラフ底部
に溜まるダスト等を排出させるのが困難になるた
め、好ましくない。

また、上記実施例ではケーシング１側にトラフ
２１を設ける一方、回転テーブル５側にカバー本
体４２および仕切板４３を設けているが、逆に、
ケーシング１側にカバー本体４２、仕切板４３を
設け、回転テーブル５側にトラフ２１を設けても
よい。

また、上記実施例ではこの考案が、水冷式炉頂
装入装置に適用された例について説明している
が、この考案はなんら水冷式のものに限らず、空
冷式のものにも適用できる。ただし、空冷式の場
合にはトラフを新たに設ける必要がある。これに
比べて水冷式のものに適用する場合には、既設の
トラフ、カバー等ほとんどの部品を利用すること
ができ、低コストで設備できる利点がある。

「考案の効果」 以上説明したようにこの考案によれば以下の優
れた効果を奏する。

ケーシング内周部と回転テーブル外周部と間
に両者のいずれか一方から全周に亙つて延びる
ようにトラフを設け、残る他側から全周に亙つ
て延びるようにトラフの上部開口を覆うカバー
本体を設け、該カバー本体から下方へ延びその
下端がトラフの水面下に没する仕切板を設ける
ことによつて、ケーシングと回転テーブルの間
に形成される動力伝達系１５を収納する空間の
下部を、炉内室間に対して気密に保持し、もつ
て、炉内ガスがケーシングと回転テーブルとの
間に形成される空間に侵入するのを防止するこ
とができる。この結果、たとえ大形の高炉であ
つても、ケーシング内に収納する動力伝達系を
炉内ガスの熱、ダストから保護することがで
き、動力伝達系の耐久性、メンテナンス性の向
上が図れる。

また、仕切板の下部に貫通部を設けているか
ら、炉頂圧の変動がある場合でも、トラフ水位
が下がり炉内ガスが序々にケーシングと回転テ
ーブルとの間の空間に流出入することとなり、
炉内の多量のガスが突発的にケーシングと回転
テーブル間に形成される空間へ流れてトラフ内
の水が炉内に飛散するといつた事故を未然に防
止することができる。また、炉内ガスがトラフ
と仕切板の水封を破つてケーシング内空間Ｓ内
に流れ込む場合であつても、そのガスがトラフ
の水を通過する間に冷却され、しかも含有する
ダストが取り除かれるので、同ガスによる旋回
駆動装置部品の影響は極めて少ない。

さらに、従来例で示すシールリングを用いて
いないため、スリツプ等に起因する高温負荷時
において回転テーブルが熱膨張する場合でも、
回転テーブルに付随する部品がケーシング側の
部品に接触することがなく、旋回不能といつた
不都合を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの考案の一実施例を示
し、第１図は高炉上部の半断面図、第２図はカバ
ーの一部の斜視図、第３図は仕切板の一部の斜視
図、第４図ないし第６図は従来例を示し、第４図
は高炉上部の断面図、第５図は分配シユート駆動
装置を説明する半断面図、第６図はカバーの一部
の斜視図である。 １……ケーシング、２……分配シユート、３…
…駆動装置、５……回転テーブル、１２……リン
グ溝、１４……軸受、１５……動力伝達系、２０
ａ，２０ｂ……冷却パネル、２１……トラフ、３
２……マンテル、４０……カバー、４１……取付
金具、４２……カバー本体、４３……仕切板、４
４……シートパツキン、４６，４７……切欠（貫
通部）、５０……トラフ水位制御手段、５３……
水位コントロールタンク、５４……仕切板、５５
……排水管、５７……連通管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高炉炉頂部のケーシング内に回転テーブルを水
   平方向に回転自在に設け、該回転テーブルを回転
   させることにより同回転テーブルに取り付けた分
   配シユートを旋回させる、高炉の炉頂分配シユー
   ト駆動装置におけるケーシング内周部と回転テー
   ブル外周部とのガスシール装置であつて、互いに
   対向する前記ケーシング内周部と回転テーブル外
   周部と間に両者のいずれか一方から全周に亙つて
   延びるように上方に開口を有するリング状のトラ
   フを設け、残る他側から全周に亙つて延びるよう
   にトラフの上部開口を覆うカバー本体を設け、前
   記カバー本体から下方へ延びその下端が前記トラ
   フの底部近傍まで達するリング状の仕切板を設
   け、トラフ内の水位がそこに差し入れられた前記
   リング状の仕切板の下端より上側となるように制
   御するトラフ水位制御手段を設け、前記仕切板の
   トラフ水面下に没する位置に貫通部を周方向に複
   数設けていることを特徴とする高炉の炉頂分配シ
   ユートの駆動装置のガスシール装置。