JPH047175Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は高炉送風支管での風量制御の為に設置
する高炉送風支管における風量制御弁に関するも
のである。

（従来の技術） 高炉送風支管の一般的な構造断面図を第５図に
示す。

高炉本体９へ高温空気を供給する為に、送風支
管８は熱風環状管１及び羽口１０の間に設置され
るＡ管２、伸縮管３、Ｂ管４、Ｃ管５、リユーゼ
ンストツク６、ブローパイプ７より構成されてい
る。

この送風支管８中の高温空気量を制御する方法
しては特公昭59−6891号公報に示されているもの
がある。この従来技術を第６図に示すが、これは
第５図に示すリユーゼンストツク６の縦孔通路２
９と横孔通路３０の交差部に設置するものであ
る。この交差部は他所同様に鉄皮２０の内部に耐
火製ライニング材２１が施工されており、交差部
の後端部から弁体２２が挿入されている。

この弁体２２は第８図に示す様に、円筒状を有
するもので、軸中心には羽口測定用貫通孔２５が
穿設されているとともに、先端部には軸線に直交
する断面が円弧状を有する弁部２３が連接され、
この弁部２３はリユーゼンストツク６における縦
孔通路２９の横孔通路３０に開口する開口部３１
の開口縁に摺接して該縦孔通路２９を開閉する構
造としている。

すなわち第７図に示す様に前記弁部２３の円弧
面を有する外周面の幅は、縦孔通路２９の開口部
３１の開口縁に摺接してこれを閉塞し得る幅を有
し、該弁体２２を回転変位させることにより弁部
２３の側縁部と開口縁との間に形成される隙間面
積により縦孔通路２９の開口面積を可変とするも
のである。

弁体２２と一体構造となつている弁軸２４は漏
風を防ぐ為のシール材２６を有した軸受２７より
回転自在に支持され、弁軸２４の突出端部には弁
体２２に回転を与える為の操作部材２８が設けら
れている。

（考案が解決しようとする問題点） 送風支管は他所に比べてライニング厚みが薄
く、高炉の休止時は放熱し易く短時間で常温近く
まで冷却される箇所である。

又送風開始と共に急激に昇温される箇所でもあ
る。つまり送風支管は急熱、急冷による熱的スポ
ーリングを起こし易いところなのである。

こういう箇所には熱的スポーリングに対し、安
定する構造及び材質の選定が重要な課題となる。
従来技術である第８図の弁体２２では弁部２３を
肉厚の薄い円弧状にしなくてはならない為、単一
材料で構成されていると考えられる。

材質については耐熱材料製と記されているが、
単一材料による構成ならば熱的スポールにより、
クラツクが発生しそのまま脱落につながることが
懸念される構造であると判断される。

つまり一般的な耐火材であるならばクラツクが
発生しても脱落や著しい形状の変化にまで至らな
い構造にする為に背筋材を内部に埋め込む必要が
ある。弁部２３に背筋材を考慮させた構造とする
と、肉厚が増加し、全開時における隙間面積が減
少となり圧損増加によるエネルギーロスにつなが
るという悪影響を及ぼす結果となる。

セラミツク等の新素材によるものでは高価であ
るばかりでなく、現状では長期にわたる信頼性に
も乏しいといえる。

（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するために本考案の構成で
は、高炉送風支管での風量制御の為に設置する高
炉送風支管における風量制御弁に於いて、回転さ
せることにより流路面積を可変とする弁体が、球
形状の外形に円筒形の開口を有し、内部に冷却可
能な背筋材を配置し、その外面を高密度で可縮性
を有する断熱材及び耐スポール性を有する不定形
耐火物で被覆成形した耐火構造を有することを特
徴とする高炉送風支管における風量制御弁であ
る。なお上記弁体には安価でかつ耐熱スポール性
に優位な不定形耐火物を選定することが肝要であ
る。それにはコージエライト質キヤスタブル
（Al₂O₃＋SiO₂＋MgO）が適している。

（作用） 本考案の風量制御弁４０の弁体は冷却可能な背
筋材を埋め込む為の肉厚が確保出来る球形状の外
形に円筒形の開口を有するボール弁構造を適用す
る為、弁体の回転が良好であり流量の制御性は良
好となるものとなる。

また背筋材と弁体耐火物間には高密度で可縮性
を有する断熱材が組み込みまれている。従つて弁
体耐火物内の急激な温度勾配の緩和が図られ、こ
の部分に発生するクラツクを防止するように作用
する。

尚弁体との隙間を３mm程度とすることにより、
弁体の回転による流量の制御性は良好となるもの
となる。

（実施例） 以下図面に示す実施例に基づいて本考案を説明
する。

第１図に高炉送風支管のＢ管４とリユーゼンス
トツク６との間に設置された風量制御弁４０の実
施例を示す。又第２図には第１図のＡ−Ａ線断面
図、第３図には第１図のＢ−Ｂ線断面図、第４図
には第３図における弁体の詳細図を示す。

第１図〜第４図に記載のごとく球形状の外形に
円筒形の開口４２′を有する弁体キヤスブル４２
は水冷されている駆動側軸４８、反駆動側軸４９
及び弁体フレーム４６が背筋材として形成されて
いる。そしてその背筋材と弁体キヤスタブル４２
との間には高密度で可縮性を有する断熱材である
セラミツククロス５８が組込まれている。又弁体
キヤスタブル４２の支持効果を増強する為に背筋
材である駆動側軸４８、反駆動側軸４９及び弁体
フレーム４６にはスタツド６５が施工されてい
る。

弁体フレーム４６は弁体キヤスタブル４２の円
筒開口とは直角方向の球体中心平面における最大
厚肉部に沿つた円筒状リングを形成し、水冷する
ことにより熱膨脹を押さえ、背筋材としての強度
を保持している。

又弁体フレーム４６と弁体キヤスタブル４２と
の間のセラミツククロス５８は断熱効果による弁
体キヤスタブル４２の温度勾配を緩和するだけで
なく、弁体フレーム４６の熱膨脹及び弁体キヤス
タブル４２の熱膨脹を吸収するとともに弁体フレ
ーム４６と弁体キヤスタブル４２間のずれの発生
を高密度効果により防止し密着させ、弁体キヤス
タブル４２の保持力を強固にしている。

尚、弁体フレーム４６は弁体キヤスタブル４２
の構造安定化に伴う肉厚確保の為や水冷による放
熱抑制の為、断面積を最小に留めている。

背筋材の冷却は駆動側軸端部の軸給水口６７よ
り行われ、軸内部仕切板６９の片方が往路、他方
が復路を成し、軸排水口６８より排水される。

弁体キヤスタブル４２は駆動用シリンダ７１の
前進後退運動により回転レバー４７及び駆動側軸
４８を介して回転運動し、弁箱の通路面積を可変
することにより、風量制御を行うものである。

尚駆動側軸４８及び反駆動側軸４９の回転は弁
箱ケーシング４１に固定された各々の軸受ハウジ
ング５２，５３内のすべり軸受５０，５１を介し
て行われるものである。又駆動側軸４８の軸シー
ルはグランドパツキン７３を押え金物７２で圧着
させることにより行われている。軸受ハウジング
５２，５３は各々の冷却水配管５４，５５及び５
６，５７より冷却水を導入することにより周囲を
冷却、熱膨脹を押さえている。

軸の回転やシール部に必要なグリースは給脂溝
６３，６４を介してすべり軸受５０，５１及びラ
ンタンリング７０に導入されている。

弁体キヤスタブル４２の回転角度は、軸受ハウ
ジング５２に固定された目盛板６２と駆動側軸４
８に固定された指針６１とで表示している。

弁箱煉瓦４３は弁体キヤスタブル４２との隙間
６６を３mm程度確保した形状に製作する。

又弁箱煉瓦４３は縦３段で円周４分割構造とし
ているが、弁体キヤスタブル４２との位置合わせ
の為、弁箱ケーシング４１に接続する弁箱煉瓦受
金物５９及び調整モルタル６０を下端に設けてい
る。弁箱煉瓦４３と弁箱ケーシング４１との間は
断熱キヤスタブル４４を充填し、外部への放熱を
押さえると共に弁箱煉瓦４３を固定している。

更に本制御弁の下部に相当する様な熱風に直接
接触するが内面形状が単純で不定形耐火物にて成
形可能な箇所は、キヤスタブルにて対処してい
る。尚材料については、弁体キヤスタブル４２、
弁箱煉瓦４３及び弁箱下部キヤスタブル４５を
Al₂O₃、SiO₂、MgOが主成分となり耐熱的スポ
ール性に富んだコージエライト質にしている。

（発明の効果） 高炉送風支管に風量制御弁を導入することによ
り、高炉の円周バランス制御が可能となり、その
効果として操業の安定化及び燃料比の低減化が図
れる。こうした効果を十分発揮する為に本発明に
よる制御弁を採用すれば更に以下の効果が発生す
る。

特殊な耐火材料を用いてない為安価で製造出
来る。

耐熱的スポール性を十分配慮した構造である
から長寿命である。

水冷箇所が狭小であり、断熱効果を十分配慮
した構造である為、放熱量が極めて小さい。

ボール弁構造である為、流量の制御性は良好
である上に、制御弁全開時での圧力損失は皆無
である。

直管部ならどこでも設置可能である。

高炉送風支管のみならず1300℃以下のガスの
流量制御が必要な箇所には適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による風量制御弁を送風支管に
配置した断面図、第２図は第１図に於ける風量制
御弁のＡ−Ａ線拡大断面図、第３図は第１図のＢ
−Ｂ線拡大断面図、第４図は第３図に於ける風量
制御弁弁体の詳細拡大断面図、第５図は高炉送風
支管における一般構造断面図、第６図は従来技術
による制御弁全体構造断面図、第７図は第６図の
Ｃ−Ｃ線断面図、第８図は第６図の弁体構造図を
示す斜視図である。 １は熱風環状管、２はＡ管、３は伸縮管、４は
Ｂ管、５はＣ管、６はリユーゼンストツク、７は
ブローパイプ、８は送風支管、９は高炉本体、１
０は羽口、２０は鉄皮、２１は耐火製ライニング
材、２２は弁体、２３は弁部、２４は弁軸、２５
は羽口測定用貫通孔、２６はシール材、２７は軸
受、２８は操作部材、２９は縦孔通路、３０は横
孔通路、３１は開口部、４０は風量制御弁、４１
は弁箱ケーシング、４２は弁体キヤスタブル、４
２′は弁体の開口部、４３は弁箱煉瓦、４４は断
熱キヤスタブル、４５は弁箱下部キヤスタブル、
４６は弁体フレーム、４７は回転レバー、４８は
駆動側軸、４９は反駆動側軸、５０，５１はすべ
り軸受、５２，５３は軸受ハウジング、５４〜５
７は冷却水配管、５８はセラミツククロス、５９
は弁箱煉瓦受金物、６０は調整モルタル、６１は
指針、６２は目盛板、６３，６４は給脂溝、６５
はスタツド、６６は隙間、６７は軸給水口、６８
は軸排水口、６９は軸内部仕切板、７０はランタ
ンリング、７１は駆動用シリンダ、７２は押え金
物、７３はグランドパツキン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高炉送風支管での風量制御の為に設置する高炉
   送風支管における風量制御弁に於いて、回転させ
   ることにより流路面積を可変とする弁体が、球形
   状の外形に円筒形の開口を有し、内部に冷却可能
   な背筋材を配置し、その外面を高密度で可縮性を
   有する断熱材及び耐スポール性を有する不定形耐
   火物で被覆成形した耐火構造を有することを特徴
   とする高炉送風支管における風量制御弁。