JPH0971803A - ベルレス高炉の防熱型分配シュート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルレス高炉における原料装入用分配シュー
トの熱的損傷の防止。 【解決手段】 分配シュート本体１−１の下面側に非冷
却構造の耐熱性鋼板製の防熱カバー１−２を、該シュー
ト本体に、またはシュート本体と分配シュート駆動装置
の旋回テーブルに平行リンク機構２を介して着脱可能に
懸吊する。 【効果】 分配シュート本体を冷却することなく防熱で
きる。防熱カバーは分配シュート本体と別個に着脱可能
に懸吊するので、損傷しても取替えが容易である。分配
シュート本体の損傷を最小限に抑制でき、分配シュート
本体の寿命を大幅に延ばすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ベルレス高炉の
原料装入装置に係り、特に旋回シュート型原料装入装置
における分配シュートの熱的損傷を防止するための分配
シュート保護技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベルレス高炉においては、原料の炉内装
入時間をベル式高炉よりも１０倍以上にし、かつ原料装
入中に分配シュート角度を任意に制御して原料の炉内装
入位置を制御できるため、ベル式高炉に比し半径方向の
装入物分布制御性に優れてる。このため、最近の高炉に
はベルレス装入装置が多く採用されている。このベルレ
ス装入装置は、周知の通り、炉体の炉頂部に設置された
分配シュート用駆動装置の傾動トラニオンにＵ字形の分
配シュートが角度可変に懸吊された構造となしたもの
で、旋回シュート型原料装入装置として開発されたもの
である。

【０００３】一方、最近の高炉操業においては、微粉炭
吹込操業や高炉内のガス流れを中心流化して炉況を安定
に維持するために、コークス炉芯装入が実施されるよう
になり、炉頂ガス温度の全体レベルが上昇すると共に、
特に炉芯部分の温度が上昇し、そのピークは装入物表層
上で１０００℃近くになることもある。その結果、炉芯
部に設置されている前記分配シュートは、高温の上昇ガ
スによる熱流にさらされることになり、シュート下面側
は熱的損傷を受けて熱変形したり、あるいは脱落に至る
ことがあり、またシュート内面側の原料滑走部は、硬化
肉盛を施した耐摩耗ライナーの硬度低下をきたし部分剥
離することがある。このように分配シュートは、高温に
よる損傷が激しく、著しく寿命が短いため、補修や取替
頻度が増加してきているのが実状である。

【０００４】そこで、かかる対策として、例えば特開平
５−１７９３２７号公報には、Ｕ字形状分配シュート下
面を冷却するために、一対のシュート懸垂用シャフトを
軸方向に通るパイプとロータリコネクターを経て直接上
部水冷トラフ（環状タンク）に連結して、分配シュート
の下面を二重壁で構成した冷却回路に接続した冷却型分
配シュートが提案されている。また、実公昭５４−４４
８３号公報には、分配シュート用駆動装置に給排水管を
配管し、この配管を自在継手を介して分配シュートの下
面に二重壁で構成した水冷ジャケットに接続した水冷型
分配シュートが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の冷却型
分配シュートは、いずれも分配シュート本体の下面側に
二重壁で構成した冷却ジャケットに、水、水蒸気、不活
性ガス等の冷却媒体を流通させることによって分配シュ
ートを冷却する方式であるが、以下に記載する問題点が
ある。

【０００６】（１）分配シュート本体下面部の構造が複
雑で、かつ冷却媒体が貯留されることにより重量の増加
を余儀なくされ、分配シュートの傾動トルクが上昇する
ことにより、傾動機構の機械的強度の向上および駆動用
モータ容量の増大が必要となり、設備費が高くつく。 （２）基本的に冷却媒体を用いた冷却方式を採用してい
るため、分配シュートと懸吊シャフト（傾動トラニオ
ン）の接合部には、冷却媒体の漏洩防止機構（環状シー
ル、ベロース、Ｏリング等のシール機構）が必要であ
り、設備の複雑化が免れないばかりか、高圧、高温、高
含塵等の雰囲気により前記漏洩防止機構の信頼性は低い
ため、現下の炉芯付近の高温上昇ガス熱流の強い操業条
件下での適用は困難である。

【０００７】この発明は、このような冷却方式の分配シ
ュートの問題点に鑑みなされたもので、炉芯高温上昇熱
流の強い操業条件下でも、従来の冷却方式と同等または
それ以上の防熱効果を得て分配シュートの熱的損傷を防
止し得る長寿命の防熱型分配シュートを提供しようとす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、分配シュー
トの熱的保護手段として、従来の冷却型分配シュートに
替えて、防熱カバー方式を採用したもので、その要旨
は、炉内上昇ガス熱流を受ける当該分配シュートの下面
側に非冷却構造の防熱カバーを着脱可能に取付けたこと
を特徴とし、また、前記防熱カバーは、分配シュートの
傾動角５〜７５度の範囲で該分配シュートと干渉しない
ように平行リンク機構を介して分配シュート本体に懸吊
することを特徴とするものである。

【０００９】すなわち、この発明は分配シュート本体に
冷却機能あるいは防熱機能を付与するのではなく、炉芯
部の高温上昇ガス熱流を受けるシュート下面側に防熱カ
バーを懸吊することによって分配シュート本体を保護す
る方式である。ここで、防熱カバーの形状は、防熱効果
を考慮して、樋状Ｕ字形の分配シュート形状に合せるの
が最も効果的であることから、分配シュートと同一断面
形状とするのが望ましい。その場合、この防熱カバーは
分配シュートの下面側を囲むように付設するため、分配
シュートの下面側より曲率を大きくしたＵ字形とする。
これにより、分配シュート下面部をほとんど覆うことが
できるので、上昇ガス熱流に対する防熱効果は極めて大
きい。したがって、分配シュート下面部の表面温度は、
この防熱カバーの防熱機能により大幅に低くすることが
でき、分配シュート本体を炉内の高温上昇ガス熱流から
十分保護することが可能となる。なお、防熱カバーの形
状は、Ｕ字形でなくても角底形樋状のものでもよいこと
はいうまでもない。

【００１０】また、上記防熱カバーを分配シュートと一
体型ではなく、別設着脱方式としたのは、防熱カバーの
取替えを容易にするためである。すなわち、防熱カバー
は炉芯部の高温上昇ガス熱流を直接受けて損傷されるた
め、定期的に取替える必要があり、その取替えを容易に
するため分配シュートと別個に取付ける方式を採用し
た。

【００１１】また、この防熱カバーを非冷却構造とした
のは、カバー自体の構造のシンプル化と軽量化をはかる
こと、およびコストを考慮したことによる。すなわち、
防熱カバーを冷却構造とすれば、冷却媒体の流通路ある
いは供給、排出管路の配管構成および接合部のシール機
構等が必要となり、カバー自体の複雑化と重量の増大、
コストのアップを余儀なくされるからである。また、防
熱カバー自体は、耐熱鋼板（例えばＳＵＳ３０４、ＳＵ
Ｓ３１０Ｓ等）を用いるのが一般的であるが、より大き
な防熱効果を得るために、該耐熱鋼板の外表面にスタッ
ドまたはラス金網を取付けて不定形耐火物を施工した
り、あるいは断熱ボード（例えばカオウールボード、フ
ァインフレックス等）を貼りつけてもよい。

【００１２】この防熱カバーを分配シュートに取付ける
手段として、平行リンク機構により懸吊する方式を採用
したのは、分配シュートに対する防熱カバーの着脱を容
易にするためと、耐用性を考慮したためである。すなわ
ち、平行リンク機構を採用することにより、分配シュー
トに対する防熱カバーの着脱手段に引掛方式を採用する
ことができるので、防熱カバーの取付け、取外しが簡単
にできる。また、分配シュートは常に重力方向（鉛直方
向）に揺動自在に懸吊されるので、リンク機構を構成す
るピン、リンク各々の部材形状を適宜選定することによ
り耐用設計が可能となる。

【００１３】また、高炉の通常操業時および補修時の分
配シュート傾動角は、それぞれ５〜５３度、６５〜７５
度であるため、防熱カバーの取付けに際しては、分配シ
ュートの傾動角５〜７５度の範囲で該分配シュートと干
渉しないように平行リンク機構を介して分配シュート本
体に懸吊することとした。すなわち、分配シュートの傾
動角５〜７５度の範囲で防熱カバーが分配シュートと干
渉すると、分配シュートの傾動に支障をきたすのみなら
ず、傾動中に防熱カバーが外れるおそれがあるため、こ
れを回避すべく上記傾動角５〜７５度の範囲において分
配シュートと防熱カバーが干渉しないように懸吊するこ
ととした。分配シュートと防熱カバーが干渉しないよう
に懸吊する手段としては、平行リンク機構のリンク長さ
を変える方法を用いることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１はこの発明に係る防熱型分配
シュートの一実施例を示す斜視図、図２は同上の防熱型
分配シュートをベルレス高炉の炉頂部に取付けた状態を
示す縦断面図、図３は同上の防熱型分配シュートの動き
を説明するための拡大側面図、図４は同上の防熱型分配
シュートにおける平行リンク機構を示す説明図、図５は
この発明に係る防熱型分配シュートの他の実施例を示す
斜視図、図６は図５に示す防熱型分配シュートの動きを
説明するための側面図であり、１、１１は防熱型分配シ
ュート、１−１、１１−１は分配シュート本体、１−
２、１１−２は防熱カバー、２、１２は平行リンク機
構、４は炉体、５は分配シュート用駆動装置である。

【００１５】すなわち、この発明に係る防熱型分配シュ
ート１は、図１に示すごとく、基端部（上端部）に分配
シュート用駆動装置５との懸吊フック１−１ａを、上面
開口部に熱変形防止用スペーサバー１−１ｂを有し、内
面に耐摩耗ライナー１−１ｃを内張したＵ字形状の分配
シュート本体１−１と、該分配シュート本体の外側下面
側に所望の隙間を置いて配した耐熱鋼板製のＵ字形状の
防熱カバー１−２とから構成されている。上記防熱カバ
ー１−２は、分配シュート本体を囲むように配する関係
上、寸法的には該分配シュート本体の曲率半径より大き
くかつ分配シュートとほぼ同じ長さを有している。この
Ｕ字形状の防熱カバー１−２は、平行リンク機構２を介
して分配シュート本体１−１に相対移動可能に懸吊され
ている。その懸吊機構は、防熱カバー１−２の開口部に
所望の間隔を隔てて取付けた片側２個一対のブラケット
１−２ａに懸吊フック１−２ｂをピン１−２ｃにて枢着
し、分配シュート本体１−１側に前記ピン１−２ｃおよ
び懸吊フック１−２ｂと平行四辺形を形成する位置に設
けたブラケット１−１ｄに突設した連結ピン１−１ｅに
前記懸吊フック１−２ｂを係合させて防熱カバー１−２
を揺動支持する構造となしている。

【００１６】上記構造の防熱型分配シュート１は、図２
に示すごとく、炉体４の炉頂部に設置された分配シュー
ト用駆動装置５の垂直シュート５−１の直下に、該分配
シュート本体１−１の上端部に設けた懸吊フック１−１
ａを介してトラニオン軸５−２に懸吊されている。

【００１７】ここで、上記トラニオン軸５−２に懸吊さ
れた防熱型分配シュート１の動作および平行リンク機構
を図３、図４に基づいて説明する。すなわち、トラニオ
ン軸５−２に懸吊された防熱型分配シュート１は、該ト
ラニオン軸５−２を支点にして炉体半径方向に傾動する
ごとく懸吊されており、同時に分配シュート本体１−１
に平行リンク機構２を介して懸吊されている防熱カバー
１−２は、トラニオン軸５−２に懸吊された分配シュー
ト本体１−１の傾動に追随して相対移動しながら一体に
動作する。

【００１８】次に、その防熱カバー１−２の動作を詳細
に説明する。まず、図３においてＡは分配シュート本体
１−１の長さ、Ｂは防熱カバー１−２の長さ、Ｄは分配
シュート本体１−１に設けた防熱カバー１−２を懸吊す
る連結ピン１−１ｅの支点間距離、Ｌは防熱カバー懸吊
フック１−２ｂの支点間距離をそれぞれ示す。また、図
中のイ、ロ、ハ、ニの各点は平行リンク機構の各支点を
示す。θ_１〜θ_３は分配シュート１の傾動角を示し、θ
_１は５３度で、操業中の最大角度もしくは炉内待機位置
における状態を示し、θ_２は１０度で、炉芯部にコーク
スを装入する時の状態を示し、θ_３は７５度で、分配シ
ュート本体１−１または防熱カバー１−２の取替えもし
くは補修を行う時の状態を示す。

【００１９】すなわち、図４に示すごとく、連結ピン１
−１ｅの支点間距離Ｄに相当するリンクの腕をイハ＝ロ
ニとおき、支点間距離Ｌをイロ＝ハニとして、前記リン
クの腕を揺動すれば、イロ、ハニ、ハ´ニ´の各支点は
平行運動軌跡を描き、常にＬとなる支点間距離の向きは
鉛直方向となる。したがって、防熱カバー１−２は常に
重力方向（鉛直方向）の下向きに分配シュート本体１−
１に懸垂される。

【００２０】また、上記の平行リンク機構により、分配
シュート本体１−１の傾動角が小さいと（θ_２の状
態）、分配シュート本体１−１と防熱カバー１−２間の
間隙が小さくなり、逆に分配シュート本体１−１の傾動
角が大きいと（θ_１、θ_３の状態）、分配シュート本体
１−１と防熱カバー１−２間の間隙は大きくなるので、
最小傾動角の取合で支点間距離Ｌが決定される。なお、
分配シュート本体１−１の傾動角が大きくなるにつれて
分配シュート本体１−１の先端部の防熱カバー１−２か
らの突出量が長くなるが、原料が分配、装入される時以
外の操業中はθ_１（５３度）に保持されるので、この傾
動姿勢における炉内上昇ガス熱流に対する防熱カバー１
−２の防熱機能は十分確保される。

【００２１】さらに、防熱カバー１−２は引掛方式によ
り分配シュート本体１−１に揺動自在に懸吊されている
ので、分配シュート本体１−１に対する防熱カバー１−
２の着脱も容易である。

【００２２】次に、図５、図６に示す防熱型分配シュー
ト１１について説明すると、この防熱型分配シュート１
１は、防熱カバー１１−２の上端側を分配シュート本体
１１−１に懸吊するのではなく、防熱カバー１１−２自
体に設けた懸吊フック１１−２ａを、分配シュート用駆
動装置５の旋回テーブル５−３の下面に取付けた支持ブ
ラケット５−４に突設した連結ピン１１−１ｄに懸吊す
る構造となしたものである。すなわち、この防熱型分配
シュート１１の場合は、平行リンク機構を構成するシュ
ート上部側の支点を、該分配シュート用駆動装置５の旋
回テーブル５−３に設けた連結ピン１１−１ｄと、分配
シュート本体１１−１を懸吊フック１１−１ａを介して
懸吊するトラニオン軸５−２とで構成たものである。一
方、分配シュート下部側の支点は、図１のものと同様、
防熱カバー１１−２に取付けたブラケット１１−２ｂに
ピン１１−２ｄにて枢着した懸吊フック１１−２ｃを、
分配シュート本体側に設けたブラケット１１−１ｂに突
設した連結ピン１１−１ｃに係合して構成している。

【００２３】したがって、この防熱型分配シュート１１
の場合は、防熱カバー１１−２の重量の１／２が分配シ
ュート用駆動装置５側で支持されることになるので、当
該シュート傾動時の傾動トルクも前記図１に示す分配シ
ュート１に比べ１／２で済むという特徴を有する。な
お、この防熱型分配シュート１１の平行リンク機構によ
る分配シュート本体１１−１および防熱カバー１１−２
の動作は、前記図１の分配シュート１と基本的に同じで
あるため説明は省略する。

【００２４】上記この発明に係る防熱型分配シュート
１、１１の傾動姿勢は、原料が分配、装入される時以外
は傾動角θ_１（５３度）に保持される。この間、炉口部
断面積比の２０％位の範囲の炉芯部からの炉内高温上昇
ガス熱流は防熱カバー１−２、１１−２で受けるため、
分配シュート本体１−１、１１−１は保護される。一
方、休風して分配シュートの取替え、補修時には、炉頂
部の分配シュート取替口４−１を開けて、分配シュート
傾動角をθ_３（７５度）程度に保持し、分配シュート本
体あるいは防熱カバーの取替え、補修を行う。防熱カバ
ーの取替え作業における損傷した防熱カバーの取外し
は、平行リンク機構を構成する懸吊フックを分配シュー
ト本体、または分配シュート用駆動装置の旋回テーブル
に設けた連結ピンより外すだけで容易に行うことがで
き、また取付作業も防熱カバー側の懸吊フックを分配シ
ュート本体、または分配シュート用駆動装置の旋回テー
ブルに設けた連結ピンに係合させることにより容易に行
うことができる。なお、損傷した防熱カバーはそのまま
炉内に落下せしめて使い捨てとしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したごとく、この発明の防熱型
分配シュートは、以下に記載する効果を奏する。 （１）分配シュート本体に冷却機能および防熱機能を付
与する必要がないので、分配シュート構造の簡素化、軽
量化が可能となり、コストの低減化がはかられる。 （２）防熱カバーは、分配シュート本体とは別個に着脱
可能に懸吊するので、損傷しても取替えが容易で、かつ
使い捨て除去もできる。 （３）構造的にシンプルで軽量、安価な防熱カバーの取
替えを繰返すことで、重量的に重くかつ高価な分配シュ
ート本体の損傷を最小限に抑制して、分配シュート本体
の寿命を大幅に延ばすことができる。 （４）最近の高炉操業における微粉炭吹込み、コークス
炉芯装入等、特に分配シュートが設置されている炉芯部
の炉頂ガス温度の高い操業条件下でも、安定した操業の
継続が可能となり、大なる経済的効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る防熱型分配シュートの一実施例
を示す斜視図である。

【図２】同上の防熱型分配シュートをベルレス高炉の炉
頂部に取付けた状態を示す縦断面図である。

【図３】同上の防熱型分配シュートの動きを説明するた
めの拡大側面図である。

【図４】同上の防熱型分配シュートにおける平行リンク
機構を示す説明図である。

【図５】この発明に係る防熱型分配シュートの他の実施
例を示す斜視図である。

【図６】図５に示す防熱型分配シュートの動きを説明す
るための側面図である。

【符号の説明】

１、１１ 防熱型分配シュート １−１、１１−１ 分配シュート本体 １−２、１１−２ 防熱カバー ２、１２ 平行リンク機構 ４ 炉体 ５ 分配シュート用駆動装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルレス高炉の原料装入用分配シュート
   において、炉内上昇ガス熱流を受ける当該分配シュート
   の下面側に非冷却構造の防熱カバーを着脱可能に取付け
   たことを特徴とするベルレス高炉の防熱型分配シュー
   ト。
2. 【請求項２】 防熱カバーは、分配シュートの傾動角５
   〜７５度の範囲で該分配シュートと干渉しないように平
   行リンク機構を介して分配シュート本体に懸吊すること
   を特徴とする請求項１記載のベルレス高炉の防熱型分配
   シュート。
3. 【請求項３】 防熱カバーは、分配シュート本体に、ま
   たは分配シュート本体と該シュート用駆動装置の旋回テ
   ーブルに懸吊することを特徴とする請求項２記載のベル
   レス高炉の防熱型分配シュート。