JP2004239341A - 固体移送スクリューのシール構造およびそれを用いた還元金属の製造方法 - Google Patents
固体移送スクリューのシール構造およびそれを用いた還元金属の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004239341A JP2004239341A JP2003028658A JP2003028658A JP2004239341A JP 2004239341 A JP2004239341 A JP 2004239341A JP 2003028658 A JP2003028658 A JP 2003028658A JP 2003028658 A JP2003028658 A JP 2003028658A JP 2004239341 A JP2004239341 A JP 2004239341A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal
- drive shaft
- screw
- solid transfer
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0073—Seals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/10—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
- C21B13/105—Rotary hearth-type furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/08—Screw feeders; Screw dischargers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0073—Seals
- F27D2099/0078—Means to minimize the leakage of the furnace atmosphere during charging or discharging
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/903—Seal for rotating kiln or drum
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Screw Conveyors (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
【課題】加熱炉内に設置される原料均しスクリューや製品排出スクリューなどの固体移送スクリューのシール構造であって、操業中でも加熱炉の気密性を確保しつつ固体移送スクリューを昇降可能とするシール構造を提供する。
【解決手段】固体移送スクリュー３の駆動軸４を、加熱炉１の両側壁２に設けた貫通孔６を貫通させて、炉外両側に設けた昇降可能な支持装置７で支持する。そして、貫通孔６の、炉外側縁部６ａの周りを取り囲むようにシールブロック８を取り付ける。さらに、このシールブロック８より炉外側に、駆動軸４が貫通し摺動する摺動孔１０を有するスライドパネル９を設ける。そして、スライドパネル９を、シール部材１１を介して、シールブロック８に対して上下方向に摺動可能な程度に圧接する。
【選択図】 図１
【解決手段】固体移送スクリュー３の駆動軸４を、加熱炉１の両側壁２に設けた貫通孔６を貫通させて、炉外両側に設けた昇降可能な支持装置７で支持する。そして、貫通孔６の、炉外側縁部６ａの周りを取り囲むようにシールブロック８を取り付ける。さらに、このシールブロック８より炉外側に、駆動軸４が貫通し摺動する摺動孔１０を有するスライドパネル９を設ける。そして、スライドパネル９を、シール部材１１を介して、シールブロック８に対して上下方向に摺動可能な程度に圧接する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱炉内に設置される固体移送スクリューに関し、特に炭材を含む酸化鉄含有物質を加熱還元して還元鉄を製造する移動炉床炉内に設置される、原料均しスクリューや製品排出スクリューに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動炉床炉（加熱炉）内で、炭素質還元材を含む酸化金属（原料）を加熱還元して還元金属（製品）を製造するに際して、移動炉床上に原料を均一に敷設するために原料均しスクリューが用いられ、製品を炉から取り出すために製品排出スクリューが用いられる。そして、操業の状況により原料の敷設厚さを変更したり、移動炉床上に堆積した付着物等の掻き出しを行うために、操業中に原料均しスクリューおよび製品排出スクリューの昇降を行うことが必要とされる（特許文献１、３参照）。
【０００３】
原料均しスクリューや製品排出スクリューを加熱炉内に設置する場合、駆動機構を加熱炉の高温雰囲気から保護するため、加熱炉の側壁に貫通孔を設け、スクリューの駆動軸をこの貫通孔を介して炉外に引き出し、炉外に駆動装置を配する方法が一般的に採用されている。貫通孔と駆動軸との間に生じる隙間は、炉内雰囲気ガスの噴出または外気の炉内への侵入の原因となることから、これを防止するためのシール機構が必要になる。
【０００４】
このようなスクリュー式装置に昇降装置を付加すると、貫通孔と駆動軸との相対的位置関係が昇降によって変化する。したがって、シール機構には、貫通孔と駆動軸との相対的位置関係の変化に追従できる構造が要求される。
【０００５】
昇降装置を有する原料均しスクリューとしては、例えば特許文献１に開示されている。また、昇降装置を有する製品排出スクリューとしては、例えば特許文献２に開示されている。上記２つの従来例は炉内に設置したスクリューを炉外に設置した昇降装置により昇降可能に支持したものである。しかし、これら従来技術では、加熱炉の側壁に設けられた貫通孔とスクリューの駆動軸とは上下方向に固定の構造となっており、操業中にスクリューの昇降を可能とする構造が明らかにされていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−６４７１０号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０４７６６号公報
【特許文献３】
特開２００１−１４４２２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、加熱炉内に設置される原料均しスクリューや製品排出スクリューなどの固体移送スクリューのシール構造であって、操業中でも加熱炉の気密性を確保しつつ固体移送スクリューを昇降可能とするシール構造と、そのシール構造を用いた還元金属の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、固体物質を加熱処理する加熱炉内に、この加熱炉の側壁を貫通して設置され、昇降可能とされた固体移送スクリューと、前記加熱炉との間のシール構造であって、この固体移送スクリューは、略水平に設けられた駆動軸と、この駆動軸の周りに固設された螺旋羽根とからなり、前記駆動軸は、前記加熱炉の両側壁にそれぞれ設けられた、前記駆動軸の直径より少なくとも前記固体移送スクリューの昇降可能範囲の高さ分だけ上下方向の径が大きいスクリュー駆動軸貫通孔を貫通し、前記加熱炉外両側にそれぞれ設けられた昇降可能な支持装置で支持されているものであって、炉外両側ともに、前記スクリュー駆動軸貫通孔の、炉外側縁部の周りを取り囲むように取り付けられたシールブロックと、このシールブロックよりさらに炉外側に位置し、前記駆動軸が貫通し摺動するスクリュー駆動軸摺動孔を有するスライドパネルとを備え、前記スライドパネルが、前記シールブロックに対して上下方向に摺動可能なことを特徴とする、固体移送スクリューのシール構造である。
【０００９】
本発明によれば、シールブロックとスライドパネルとが気密性を保持しつつ上下に相対位置を変更できるので、比較的大きな固体移送スクリューの昇降量に対しても適用できる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、さらに、前記シールブロックおよびスライドパネルのいずれか一方に取り付けられ、前記駆動軸を１重または２重以上に取り囲むシール部材を備え、前記スライドパネルが、前記シール部材を介して前記シールブロックに圧接されたものである、請求項１記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１１】
これにより、シールブロックとスライドパネルとが直接接触しないため、これら両部材の磨耗が低減されるとともに、シールブロックおよび／またはスライドパネルが熱変形してこれら両部材間に隙間ができてもシール性を確保できる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記スクリュー駆動軸摺動孔と前記駆動軸との隙間をシールするシール装置を設けた、請求項１または２記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１３】
これにより、スクリュー駆動軸摺動孔と前記駆動軸との間の気密性がさらに高められる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、炉外両側ともに、前記支持装置に固定されてこの支持装置と一体に昇降する昇降部材と、この昇降部材と前記スライドパネルとを連結する連結部材とを設けた、請求項１〜３のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１５】
これにより、スライドパネルが連結部材を介して昇降部材に支持された状態で昇降するため、スライドパネルの荷重が固体移送スクリューの駆動軸や前記シール部材に掛かることがなく、駆動軸やシール部材の磨耗が低減され、安定した気密性が確保される。
【００１６】
請求項５に係る発明は、前記連結部材を滑折構造とした、請求項４記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１７】
これにより、固体移送スクリューの昇降によって駆動軸が水平からずれて傾斜した場合でも、連結部材が滑折してスライドパネルとシールブロックとの、シール部材を介しての接触が確実に保たれる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、前記シール装置と前記スクリュー駆動軸摺動孔との間を伸縮継手で接続した、請求項３〜５のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１９】
これにより、固体搬送スクリューの駆動軸が水平から大きく傾斜した状態で操業する場合でも、駆動軸とシール装置との芯ずれを伸縮継手によって吸収し、良好な気密性を保つことができる。
【００２０】
請求項７に係る発明は、前記スライドパネルを前記シールブロックに押し付ける押し付け装置を設けた、請求項１〜６のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００２１】
これにより、スライドパネルとシールブロックとの間の気密性をより確実なものにできる。
【００２２】
請求項８に係る発明は、前記シール部材を２重以上設けた場合において、これらのシール部材の間の少なくとも１個所に、不活性ガスを吹き込む不活性ガス導入経路を設けた、請求項２〜７のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００２３】
これにより、内側のシール部材が炉内からの熱やダスト等の影響により劣化した場合でも、不活性ガスの吹込みによりシール部材が保護されるため、気密性に対する信頼性がさらに向上する。
【００２４】
請求項９に係る発明は、前記スライドパネルが複数のスライドパネル部材の組み合わせからなり、メンテナンスの際に前記スライドパネル部材の一部を取り外すことによって、前記固体移送スクリューを炉外に引き出せるようにした、請求項１〜８のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００２５】
これにより、固体移送スクリューのメンテナンス作業が容易となるため、作業時間が短縮され、稼働率が向上する。
【００２６】
請求項１０に係る発明は、炉外両側にそれぞれ設けられた前記昇降部材同士が一体に接続された、請求項４〜９のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００２７】
これにより、固体移送スクリューの駆動軸を水平から傾斜させた場合でも、駆動軸と炉外両側に設けた支持装置とが一体に動くため、支持装置に異常な負荷がかかることがない。
【００２８】
請求項１１に係る発明は、請求項１〜１０のいずれか１項記載のシール構造を備えた原料均しスクリューおよび／または請求項１〜９のいずれか１項記載のシール構造を備えた製品排出スクリューを設けた移動炉床炉を用いて、炭素質還元材を含む酸化金属を加熱還元して還元金属を製造することを特徴とする、還元金属の製造方法である。
【００２９】
これにより、操業中に原料均しスクリューおよび／または製品排出スクリューを容易に昇降できるため、炉床上への原料の敷設の均一性が確保でき、炉床上からの付着物の除去が確実に行えるので、長期間安定した操業が継続できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図を参照しつつ詳細に説明する。
【００３１】
〔実施の形態１〕
図１に、本発明の第１の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。ここに、符号１は加熱炉、符号２は加熱炉１の側壁、符号３は固体移送スクリュー、符号４は固体移送スクリュー３の駆動軸、符号５は固体移送スクリュー３の螺旋羽根、符号６は側壁２に設けられたスクリュー駆動軸貫通孔、符号７は支持装置、符号８はシールブロック、符号９はスライドパネル、符号１０はスライドパネル９に設けられたスクリュー駆動軸摺動孔、符号１１はシール部材を示す。
【００３２】
本発明が適用される加熱炉１の形式は限定されるものではないが、粉粒状または塊状の固体物質を加熱処理する回転炉床炉などの移動炉床炉に用いるのが特に推奨される。例えば、本発明は、石炭などの炭素質還元剤を含む酸化鉄などの酸化金属（原料）を塊状化して、ないしはそのまま回転炉床炉（加熱炉）１に装入し加熱還元して還元鉄などの還元金属（製品）を製造する方法に適用することができる。すなわち、回転炉床炉（加熱炉）１による還元金属製造方法では、固体移送スクリュー３として、原料を回転炉床炉（加熱炉）１に装入する際に炉床上に原料を均一に分散させる原料均し装置と、製品を炉床上から掻き出す製品排出装置を有している。そして、これらの固体移送スクリュー３を操業中に気密性（シール性）を維持しつつ昇降させることが要請されているからである。
【００３３】
本実施の形態のシール構造は加熱炉１の両側で同様であるので、以下に示す図１〜８においては、加熱炉１の一方の側壁２近傍のみを示す。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、加熱炉１の側壁２を貫通して固体移送スクリュー（以下、単に「スクリュー」ともいう。）３を設置する。スクリュー３は略水平に設けられた駆動軸４と、この駆動軸４の周りに固設された螺旋羽根５とからなる。駆動軸４は、加熱炉１の両側壁２にそれぞれ設けたスクリュー駆動軸貫通孔６を貫通し、加熱炉１外両側にそれぞれ設けた昇降可能な支持装置７で支持する。支持装置７には、駆動軸４を支持する図示しない軸受けを設け、油圧、水圧、電動等によって昇降させればよい。
【００３５】
スクリュー駆動軸貫通孔６は、スクリュー３（駆動軸４）を所定の範囲で昇降できるように、上下方向の径を、駆動軸４の直径より少なくともスクリュー３の昇降可能範囲の高さ分だけ大きくしておく。
【００３６】
そして、図１（ｂ）に示すように、スクリュー駆動軸貫通孔６の、炉外側縁部６ａの周りを取り囲むようにシールブロック８を取り付ける。このシールブロック８よりさらに炉外側に、駆動軸４が貫通し摺動するスクリュー駆動軸摺動孔１０を有するスライドパネル９を配置する。スクリュー駆動軸摺動孔１０は、駆動軸４の回転が阻害されない程度に、駆動軸４の外径より少しだけ大きい内径としておけばよい。９図１（ａ）に示すように、シールブロック８の炉外側の面に、シール部材１１として例えばリング状の耐熱性グランドパッキンを取り付ける（嵌め込む）溝を、スクリュー駆動軸摺動孔１０を取り囲むような形（例えば楕円状）に設けておき、この溝にシール部材１１を嵌め込む。その後、スライドパネル９をシールブロック８のシール部材１１を取り付けた側に押し付け、シールブロック８に対して上下方向に摺動可能な程度に圧接した状態とする。なお、シール部材１１をシールブロック８またはスライドパネル９に取り付ける方法は、シールブロック８とスライドパネル９との間のシールを阻害することなく固定できる方法であれば、必ずしも取り付け用の溝を設ける必要はない。
【００３７】
スライドパネル９は、上下方向への摺動時にもリング状のシール部材１１全体との接触を維持するため、図１（ｃ）に示すように、十分な大きさとする。シールブロック８の熱変形を防止するために、スクリュー駆動軸貫通孔６の周囲の側壁２の部分は耐火物や断熱材等による断熱構造または水冷パネル構造とすることが望ましい。また、スライドパネル９も、シール部材１１との接触面９ａの熱歪みによるシール性の低下を防止するために、内部水冷構造とすることが望ましい。
【００３８】
なお、本実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、シールブロック８へ取り付けるリング状のシール部材１１は１つ（１重）としたが、シール性（気密性）をより確実なものとするため２つ（２重）以上としてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、シール部材１１の取り付けはシールブロック８側としたが、スライドパネル９側に取り付けてもよい。ただし、スライドパネル９側に取り付けた場合には、スライドパネル９の上下方向への摺動にともなってシール部材１１も移動するため、シール部材１１全体との接触を維持するためにはシールブロック９を上下方向に大きくする必要があり、コスト的にはシールブロック８側に取り付ける本実施の形態の方が好ましい。
【００４０】
なお、本実施形態では、シールブロック８とスライドパネル９との間にシール部材１１を備えた例を説明したが、炉内の圧力や温度がそれほど高くなくシールブロック８とスライドパネル９とを直接接触させるだけでもシールを維持できる場合は、必ずしもシール部材１１を取り付ける必要はない。
【００４１】
〔実施の形態２〕
図２に、本発明の第２の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態１における、スクリュー駆動軸摺動孔１０とスクリュー３の駆動軸４との隙間を、軸シール部材１４で密閉するシール装置１３を設けたものである。
【００４２】
上記実施の形態１で説明したように、スクリュー駆動軸摺動孔１０とスクリュー３の駆動軸４との隙間は、駆動軸４の回転が阻害されない程度に駆動軸４の外径より少しだけ大きい内径としておくことにより、実質的に気密性（シール性）が維持できるものである。しかし、炉内圧と大気圧との差が大きい場合など、より高度なシール性を要求される場合には、図２に示すようなシール装置１３を設けることが好ましい。シール装置１３としては、例えば図２に示すように、円筒状のグランドパッキンやＶリングなどの軸シール部材１４と、この軸シール部材１４を固定する固定部材１３ａとからなるものとすればよい。軸シール部材１４は、駆動軸４の回転を阻害しない程度の内径で、スクリュー駆動軸摺動孔１０と駆動軸４との隙間を密閉する厚みとする。また、駆動軸４の回転により軸シール部材１４が駆動軸４の軸方向にずれないように、軸シール部材１４が挿入される隙間の奥を狭めた構造とするとともに、固定部材１３ａで軸シール部材１４の端部を隙間の奥側に押え込む構造とするとよい。
【００４３】
〔実施の形態３〕
図３に、本発明の第３の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態２に対して、支持装置７に固定されてこの支持装置７と一体に昇降する昇降部材１６と、この昇降部材１６とスライドパネル９とを連結する連結部材１７を設けたものである。
【００４４】
昇降部材１６は、例えば図３に示すように、縦部材１６ａと横部材１６ｂとからなるフレーム構造とし、横部材１６ｂが加熱炉１の上方に位置するように支持装置７に固定しておく。そして、横部材１６ｂに固定され、下方に伸びる連結部材１７を介してスライドパネル９を垂架する。連結部材１７の長さは、スライドパネル９の自重が駆動軸４に掛からないように適当な長さとする。
【００４５】
〔実施の形態４〕
図４に、本発明の第４の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態３において、連結部材１７を一体ものの剛体構造からリンクを有する滑折構造に変更したものである。
【００４６】
上記図３に示す実施の形態３の構造では、駆動軸４を水平から傾斜させると、昇降部材１６および連結部材１７を介してスライドパネル９も傾斜する。一方、シールブロック８は加熱炉側壁２に固定されているため傾斜しない。このため、シールブロック８のシール部材１１とスライドパネル９の接触面９ａとの間に隙間が生じやすくなり、シール性が維持できなくなるおそれがある。
【００４７】
これに対し、図４に示す本実施の形態によれば、駆動軸４を傾斜させても、連結部材１７のリンク構造の部分の滑折動作により、スライドパネル９の接触面９ａの角度が、駆動軸４の傾斜角度とは独立して変化しうるため、接触面９ａとシール部材１１との間の密着性が保持され、シール性が維持されることとなる。
【００４８】
〔実施の形態５〕
図５に、本発明の第５の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態４において、シール装置１３をスライドパネル９のスクリュー軸摺動孔１０に直接固定していたのを、伸縮継手１８を介して接続する構造に変更したものである。
【００４９】
上記図４に示す実施の形態４の構造では、シール装置１３の固定部材１３ａがスライドパネル９に直接固定されている。そして、駆動軸４が水平から傾斜しても、スライドパネル９の接触面９ａはほとんど傾斜しない。したがって、シール装置１３もほとんど傾斜せず、シール装置１３と駆動軸４との間に芯ずれが生じる。このため、駆動軸４の水平からの傾斜角度が比較的小さい場合には、軸シール部材１４自身の変形によってこの芯ずれを吸収してスライドパネル９と駆動軸４との間のシール性は保持できるが、当該傾斜角度が大きくなると、軸シール部材１４の変形能の限界を超えてしまってもはや芯ずれを吸収できなくなり、駆動軸４に過度の荷重が掛かるおそれがある。
【００５０】
これに対し、図５に示す本実施の形態によれば、シール装置１３とスライドパネル９とを伸縮継手１８で接続したことにより、駆動軸４の傾斜角度が大きくなっても上記芯ずれ分を伸縮継手１８の変形により吸収できるので、駆動軸４に過度の荷重が掛かることがなくなる。
【００５１】
なお、伸縮継手１８を用いる場合、駆動軸４の回転によるシール装置１３に掛かる摺動抵抗によって伸縮継手１８にねじれが生じて破損するおそれがある。したがって、スライドパネル９とシール装置１３との間に図示しない反力受けを設けて伸縮継手１８に直接ねじれ力が作用しないようにすることが望ましい。
【００５２】
〔実施の形態６〕
図６に、本発明の第６の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、スライドパネル９をシールブロック８に押し付ける押し付け装置１９を設けた例を示すものである。
【００５３】
押し付け装置１９は、図６に示すように、例えば昇降部材１６の縦部材１６ａに固定し、図示しない油圧、空圧などの動力やスプリングなどを用いてスライドパネル９をシールブロック８側に押し付けるようにすればよい。押し付け装置１９は、スライドパネル９をシールブロック８に均一に押し付けることができるように、駆動軸４の周囲を取り囲むように複数個設けることが望ましい。
【００５４】
〔実施の形態７〕
図７に、本発明の第７の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、シールブロック８にリング状のシール部材１１、１１’を２重に設け、これら２つのシール部材１１、１１’の間に、不活性ガスを吹き込む不活性ガス導入経路２０を設けた例を示すものである。
【００５５】
図７に示すように、シールブロック８の、スライドパネル９の接触面９ａ側に設けたシール部材１１、１１’をそれぞれ嵌め込むリング状の溝を設け、この２条のリング状溝の間に不活性ガスの吹き出し孔を有する不活性ガス導入経路２０を設けている。不活性ガスとしては、例えば加圧した窒素を用いればよい。内側（炉内側）のシール部材１１が熱・ダスト等によって劣化し、スライドパネル９の接触面９ａとの密着度が低下した場合には、加圧された不活性ガスがこの密着度の低下した部位から炉内に吹き込まれ、炉内外のシール性を維持すると同時に、シール部材１１、１１’の劣化拡大を防止できる。本実施の形態では、シール部材１１が２重の場合についてのみ示したが、これに限るものではなく、シール部材１１を３重以上設け、各シール部材１１間に不活性ガスの吹き出し孔を設けてもよい。
【００５６】
〔実施の形態８〕
図８に、本発明の第８の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、スライドパネル９が２つのスライドパネル部材９ａ、９ｂの組み合わせからなり、メンテナンスの際にスライドパネル部材の一部（スライドパネル部材９ｂ）を取り外すことによって、固体移送スクリュー３を容易に加熱炉１外に引き出せるようにした例を示すものである。
【００５７】
図８に示すように、スライドパネル部材９ａの開口部の外径（すなわち、スライドパネル部材９ｂの外径）は、スクリュー３の螺旋羽根５の外径より大きくしておき、スライドパネル部材９ｂを取り外したときに、スクリュー３を加熱炉１外に容易に引き出せるようにしておく。スライドパネル部材９ｂはリング状のままの一体ものでもよいが、スクリュー３の駆動軸４との着脱を容易にしてさらに作業性を高めるため、半割れの２つの部材に分割しておくことも好ましい。
【００５８】
〔実施の形態９〕
図９に、本発明の第９の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態３の図３などに示した、加熱炉１の両側に設けた昇降部材１６同士が一体に接続された例を示すものである。
【００５９】
図９に示すように、炉両側の昇降部材１６を一体化するためには、横部材１６ｂを共通に用いればよい。また、支持装置７とこれを昇降させる昇降アクチュエータ２１との接続構造は、固体移送スクリュー３の駆動軸４の傾斜によって生じる、両側の支持装置７間（両側の軸受け間）の水平距離と両側の昇降アクチュエータ２１間の距離との差を吸収できるように、ピン−長孔接続構造等を採用することが好ましい。
【００６０】
【発明の効果】
以上より、本発明によれば、操業中でも加熱炉の気密性を確保しつつ固体移送スクリューを昇降可能とするシール構造を提供できる。また、還元金属の製造プロセスにおいて、本発明のシール構造を原料均しスクリューおよび／または製品排出スクリューに適用することにより、炉内からのガス漏れがなく安全性が高い、ないしは炉内への外気の混入がなくエネルギー効率に優れた操業が長時間安定して行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す図であり、（ａ）は垂直部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡＡ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢＢ線断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図７】本発明の第７の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図８】本発明の第８の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図９】本発明の第９の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【符号の説明】
１…加熱炉
２…加熱炉側壁
３…固体移送スクリュー
４…駆動軸
５…螺旋羽根
６…スクリュー駆動軸貫通孔
６ａ…炉外側縁部
７…支持装置
８…シールブロック
９…スライドパネル
９ａ…接触面
１０…スクリュー駆動軸摺動孔
１１…シール部材
１３…シール装置
１３ａ…固定部材
１４…軸シール部材
１６…昇降部材
１６ａ…縦部材
１６ｂ…横部材
１７…連結部材
１８…伸縮継手
１９…押し付け装置
２０…不活性ガス導入経路
２１…昇降アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱炉内に設置される固体移送スクリューに関し、特に炭材を含む酸化鉄含有物質を加熱還元して還元鉄を製造する移動炉床炉内に設置される、原料均しスクリューや製品排出スクリューに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動炉床炉（加熱炉）内で、炭素質還元材を含む酸化金属（原料）を加熱還元して還元金属（製品）を製造するに際して、移動炉床上に原料を均一に敷設するために原料均しスクリューが用いられ、製品を炉から取り出すために製品排出スクリューが用いられる。そして、操業の状況により原料の敷設厚さを変更したり、移動炉床上に堆積した付着物等の掻き出しを行うために、操業中に原料均しスクリューおよび製品排出スクリューの昇降を行うことが必要とされる（特許文献１、３参照）。
【０００３】
原料均しスクリューや製品排出スクリューを加熱炉内に設置する場合、駆動機構を加熱炉の高温雰囲気から保護するため、加熱炉の側壁に貫通孔を設け、スクリューの駆動軸をこの貫通孔を介して炉外に引き出し、炉外に駆動装置を配する方法が一般的に採用されている。貫通孔と駆動軸との間に生じる隙間は、炉内雰囲気ガスの噴出または外気の炉内への侵入の原因となることから、これを防止するためのシール機構が必要になる。
【０００４】
このようなスクリュー式装置に昇降装置を付加すると、貫通孔と駆動軸との相対的位置関係が昇降によって変化する。したがって、シール機構には、貫通孔と駆動軸との相対的位置関係の変化に追従できる構造が要求される。
【０００５】
昇降装置を有する原料均しスクリューとしては、例えば特許文献１に開示されている。また、昇降装置を有する製品排出スクリューとしては、例えば特許文献２に開示されている。上記２つの従来例は炉内に設置したスクリューを炉外に設置した昇降装置により昇降可能に支持したものである。しかし、これら従来技術では、加熱炉の側壁に設けられた貫通孔とスクリューの駆動軸とは上下方向に固定の構造となっており、操業中にスクリューの昇降を可能とする構造が明らかにされていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−６４７１０号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０４７６６号公報
【特許文献３】
特開２００１−１４４２２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、加熱炉内に設置される原料均しスクリューや製品排出スクリューなどの固体移送スクリューのシール構造であって、操業中でも加熱炉の気密性を確保しつつ固体移送スクリューを昇降可能とするシール構造と、そのシール構造を用いた還元金属の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、固体物質を加熱処理する加熱炉内に、この加熱炉の側壁を貫通して設置され、昇降可能とされた固体移送スクリューと、前記加熱炉との間のシール構造であって、この固体移送スクリューは、略水平に設けられた駆動軸と、この駆動軸の周りに固設された螺旋羽根とからなり、前記駆動軸は、前記加熱炉の両側壁にそれぞれ設けられた、前記駆動軸の直径より少なくとも前記固体移送スクリューの昇降可能範囲の高さ分だけ上下方向の径が大きいスクリュー駆動軸貫通孔を貫通し、前記加熱炉外両側にそれぞれ設けられた昇降可能な支持装置で支持されているものであって、炉外両側ともに、前記スクリュー駆動軸貫通孔の、炉外側縁部の周りを取り囲むように取り付けられたシールブロックと、このシールブロックよりさらに炉外側に位置し、前記駆動軸が貫通し摺動するスクリュー駆動軸摺動孔を有するスライドパネルとを備え、前記スライドパネルが、前記シールブロックに対して上下方向に摺動可能なことを特徴とする、固体移送スクリューのシール構造である。
【０００９】
本発明によれば、シールブロックとスライドパネルとが気密性を保持しつつ上下に相対位置を変更できるので、比較的大きな固体移送スクリューの昇降量に対しても適用できる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、さらに、前記シールブロックおよびスライドパネルのいずれか一方に取り付けられ、前記駆動軸を１重または２重以上に取り囲むシール部材を備え、前記スライドパネルが、前記シール部材を介して前記シールブロックに圧接されたものである、請求項１記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１１】
これにより、シールブロックとスライドパネルとが直接接触しないため、これら両部材の磨耗が低減されるとともに、シールブロックおよび／またはスライドパネルが熱変形してこれら両部材間に隙間ができてもシール性を確保できる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記スクリュー駆動軸摺動孔と前記駆動軸との隙間をシールするシール装置を設けた、請求項１または２記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１３】
これにより、スクリュー駆動軸摺動孔と前記駆動軸との間の気密性がさらに高められる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、炉外両側ともに、前記支持装置に固定されてこの支持装置と一体に昇降する昇降部材と、この昇降部材と前記スライドパネルとを連結する連結部材とを設けた、請求項１〜３のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１５】
これにより、スライドパネルが連結部材を介して昇降部材に支持された状態で昇降するため、スライドパネルの荷重が固体移送スクリューの駆動軸や前記シール部材に掛かることがなく、駆動軸やシール部材の磨耗が低減され、安定した気密性が確保される。
【００１６】
請求項５に係る発明は、前記連結部材を滑折構造とした、請求項４記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１７】
これにより、固体移送スクリューの昇降によって駆動軸が水平からずれて傾斜した場合でも、連結部材が滑折してスライドパネルとシールブロックとの、シール部材を介しての接触が確実に保たれる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、前記シール装置と前記スクリュー駆動軸摺動孔との間を伸縮継手で接続した、請求項３〜５のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００１９】
これにより、固体搬送スクリューの駆動軸が水平から大きく傾斜した状態で操業する場合でも、駆動軸とシール装置との芯ずれを伸縮継手によって吸収し、良好な気密性を保つことができる。
【００２０】
請求項７に係る発明は、前記スライドパネルを前記シールブロックに押し付ける押し付け装置を設けた、請求項１〜６のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００２１】
これにより、スライドパネルとシールブロックとの間の気密性をより確実なものにできる。
【００２２】
請求項８に係る発明は、前記シール部材を２重以上設けた場合において、これらのシール部材の間の少なくとも１個所に、不活性ガスを吹き込む不活性ガス導入経路を設けた、請求項２〜７のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００２３】
これにより、内側のシール部材が炉内からの熱やダスト等の影響により劣化した場合でも、不活性ガスの吹込みによりシール部材が保護されるため、気密性に対する信頼性がさらに向上する。
【００２４】
請求項９に係る発明は、前記スライドパネルが複数のスライドパネル部材の組み合わせからなり、メンテナンスの際に前記スライドパネル部材の一部を取り外すことによって、前記固体移送スクリューを炉外に引き出せるようにした、請求項１〜８のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００２５】
これにより、固体移送スクリューのメンテナンス作業が容易となるため、作業時間が短縮され、稼働率が向上する。
【００２６】
請求項１０に係る発明は、炉外両側にそれぞれ設けられた前記昇降部材同士が一体に接続された、請求項４〜９のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造である。
【００２７】
これにより、固体移送スクリューの駆動軸を水平から傾斜させた場合でも、駆動軸と炉外両側に設けた支持装置とが一体に動くため、支持装置に異常な負荷がかかることがない。
【００２８】
請求項１１に係る発明は、請求項１〜１０のいずれか１項記載のシール構造を備えた原料均しスクリューおよび／または請求項１〜９のいずれか１項記載のシール構造を備えた製品排出スクリューを設けた移動炉床炉を用いて、炭素質還元材を含む酸化金属を加熱還元して還元金属を製造することを特徴とする、還元金属の製造方法である。
【００２９】
これにより、操業中に原料均しスクリューおよび／または製品排出スクリューを容易に昇降できるため、炉床上への原料の敷設の均一性が確保でき、炉床上からの付着物の除去が確実に行えるので、長期間安定した操業が継続できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図を参照しつつ詳細に説明する。
【００３１】
〔実施の形態１〕
図１に、本発明の第１の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。ここに、符号１は加熱炉、符号２は加熱炉１の側壁、符号３は固体移送スクリュー、符号４は固体移送スクリュー３の駆動軸、符号５は固体移送スクリュー３の螺旋羽根、符号６は側壁２に設けられたスクリュー駆動軸貫通孔、符号７は支持装置、符号８はシールブロック、符号９はスライドパネル、符号１０はスライドパネル９に設けられたスクリュー駆動軸摺動孔、符号１１はシール部材を示す。
【００３２】
本発明が適用される加熱炉１の形式は限定されるものではないが、粉粒状または塊状の固体物質を加熱処理する回転炉床炉などの移動炉床炉に用いるのが特に推奨される。例えば、本発明は、石炭などの炭素質還元剤を含む酸化鉄などの酸化金属（原料）を塊状化して、ないしはそのまま回転炉床炉（加熱炉）１に装入し加熱還元して還元鉄などの還元金属（製品）を製造する方法に適用することができる。すなわち、回転炉床炉（加熱炉）１による還元金属製造方法では、固体移送スクリュー３として、原料を回転炉床炉（加熱炉）１に装入する際に炉床上に原料を均一に分散させる原料均し装置と、製品を炉床上から掻き出す製品排出装置を有している。そして、これらの固体移送スクリュー３を操業中に気密性（シール性）を維持しつつ昇降させることが要請されているからである。
【００３３】
本実施の形態のシール構造は加熱炉１の両側で同様であるので、以下に示す図１〜８においては、加熱炉１の一方の側壁２近傍のみを示す。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、加熱炉１の側壁２を貫通して固体移送スクリュー（以下、単に「スクリュー」ともいう。）３を設置する。スクリュー３は略水平に設けられた駆動軸４と、この駆動軸４の周りに固設された螺旋羽根５とからなる。駆動軸４は、加熱炉１の両側壁２にそれぞれ設けたスクリュー駆動軸貫通孔６を貫通し、加熱炉１外両側にそれぞれ設けた昇降可能な支持装置７で支持する。支持装置７には、駆動軸４を支持する図示しない軸受けを設け、油圧、水圧、電動等によって昇降させればよい。
【００３５】
スクリュー駆動軸貫通孔６は、スクリュー３（駆動軸４）を所定の範囲で昇降できるように、上下方向の径を、駆動軸４の直径より少なくともスクリュー３の昇降可能範囲の高さ分だけ大きくしておく。
【００３６】
そして、図１（ｂ）に示すように、スクリュー駆動軸貫通孔６の、炉外側縁部６ａの周りを取り囲むようにシールブロック８を取り付ける。このシールブロック８よりさらに炉外側に、駆動軸４が貫通し摺動するスクリュー駆動軸摺動孔１０を有するスライドパネル９を配置する。スクリュー駆動軸摺動孔１０は、駆動軸４の回転が阻害されない程度に、駆動軸４の外径より少しだけ大きい内径としておけばよい。９図１（ａ）に示すように、シールブロック８の炉外側の面に、シール部材１１として例えばリング状の耐熱性グランドパッキンを取り付ける（嵌め込む）溝を、スクリュー駆動軸摺動孔１０を取り囲むような形（例えば楕円状）に設けておき、この溝にシール部材１１を嵌め込む。その後、スライドパネル９をシールブロック８のシール部材１１を取り付けた側に押し付け、シールブロック８に対して上下方向に摺動可能な程度に圧接した状態とする。なお、シール部材１１をシールブロック８またはスライドパネル９に取り付ける方法は、シールブロック８とスライドパネル９との間のシールを阻害することなく固定できる方法であれば、必ずしも取り付け用の溝を設ける必要はない。
【００３７】
スライドパネル９は、上下方向への摺動時にもリング状のシール部材１１全体との接触を維持するため、図１（ｃ）に示すように、十分な大きさとする。シールブロック８の熱変形を防止するために、スクリュー駆動軸貫通孔６の周囲の側壁２の部分は耐火物や断熱材等による断熱構造または水冷パネル構造とすることが望ましい。また、スライドパネル９も、シール部材１１との接触面９ａの熱歪みによるシール性の低下を防止するために、内部水冷構造とすることが望ましい。
【００３８】
なお、本実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、シールブロック８へ取り付けるリング状のシール部材１１は１つ（１重）としたが、シール性（気密性）をより確実なものとするため２つ（２重）以上としてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、シール部材１１の取り付けはシールブロック８側としたが、スライドパネル９側に取り付けてもよい。ただし、スライドパネル９側に取り付けた場合には、スライドパネル９の上下方向への摺動にともなってシール部材１１も移動するため、シール部材１１全体との接触を維持するためにはシールブロック９を上下方向に大きくする必要があり、コスト的にはシールブロック８側に取り付ける本実施の形態の方が好ましい。
【００４０】
なお、本実施形態では、シールブロック８とスライドパネル９との間にシール部材１１を備えた例を説明したが、炉内の圧力や温度がそれほど高くなくシールブロック８とスライドパネル９とを直接接触させるだけでもシールを維持できる場合は、必ずしもシール部材１１を取り付ける必要はない。
【００４１】
〔実施の形態２〕
図２に、本発明の第２の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態１における、スクリュー駆動軸摺動孔１０とスクリュー３の駆動軸４との隙間を、軸シール部材１４で密閉するシール装置１３を設けたものである。
【００４２】
上記実施の形態１で説明したように、スクリュー駆動軸摺動孔１０とスクリュー３の駆動軸４との隙間は、駆動軸４の回転が阻害されない程度に駆動軸４の外径より少しだけ大きい内径としておくことにより、実質的に気密性（シール性）が維持できるものである。しかし、炉内圧と大気圧との差が大きい場合など、より高度なシール性を要求される場合には、図２に示すようなシール装置１３を設けることが好ましい。シール装置１３としては、例えば図２に示すように、円筒状のグランドパッキンやＶリングなどの軸シール部材１４と、この軸シール部材１４を固定する固定部材１３ａとからなるものとすればよい。軸シール部材１４は、駆動軸４の回転を阻害しない程度の内径で、スクリュー駆動軸摺動孔１０と駆動軸４との隙間を密閉する厚みとする。また、駆動軸４の回転により軸シール部材１４が駆動軸４の軸方向にずれないように、軸シール部材１４が挿入される隙間の奥を狭めた構造とするとともに、固定部材１３ａで軸シール部材１４の端部を隙間の奥側に押え込む構造とするとよい。
【００４３】
〔実施の形態３〕
図３に、本発明の第３の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態２に対して、支持装置７に固定されてこの支持装置７と一体に昇降する昇降部材１６と、この昇降部材１６とスライドパネル９とを連結する連結部材１７を設けたものである。
【００４４】
昇降部材１６は、例えば図３に示すように、縦部材１６ａと横部材１６ｂとからなるフレーム構造とし、横部材１６ｂが加熱炉１の上方に位置するように支持装置７に固定しておく。そして、横部材１６ｂに固定され、下方に伸びる連結部材１７を介してスライドパネル９を垂架する。連結部材１７の長さは、スライドパネル９の自重が駆動軸４に掛からないように適当な長さとする。
【００４５】
〔実施の形態４〕
図４に、本発明の第４の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態３において、連結部材１７を一体ものの剛体構造からリンクを有する滑折構造に変更したものである。
【００４６】
上記図３に示す実施の形態３の構造では、駆動軸４を水平から傾斜させると、昇降部材１６および連結部材１７を介してスライドパネル９も傾斜する。一方、シールブロック８は加熱炉側壁２に固定されているため傾斜しない。このため、シールブロック８のシール部材１１とスライドパネル９の接触面９ａとの間に隙間が生じやすくなり、シール性が維持できなくなるおそれがある。
【００４７】
これに対し、図４に示す本実施の形態によれば、駆動軸４を傾斜させても、連結部材１７のリンク構造の部分の滑折動作により、スライドパネル９の接触面９ａの角度が、駆動軸４の傾斜角度とは独立して変化しうるため、接触面９ａとシール部材１１との間の密着性が保持され、シール性が維持されることとなる。
【００４８】
〔実施の形態５〕
図５に、本発明の第５の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態４において、シール装置１３をスライドパネル９のスクリュー軸摺動孔１０に直接固定していたのを、伸縮継手１８を介して接続する構造に変更したものである。
【００４９】
上記図４に示す実施の形態４の構造では、シール装置１３の固定部材１３ａがスライドパネル９に直接固定されている。そして、駆動軸４が水平から傾斜しても、スライドパネル９の接触面９ａはほとんど傾斜しない。したがって、シール装置１３もほとんど傾斜せず、シール装置１３と駆動軸４との間に芯ずれが生じる。このため、駆動軸４の水平からの傾斜角度が比較的小さい場合には、軸シール部材１４自身の変形によってこの芯ずれを吸収してスライドパネル９と駆動軸４との間のシール性は保持できるが、当該傾斜角度が大きくなると、軸シール部材１４の変形能の限界を超えてしまってもはや芯ずれを吸収できなくなり、駆動軸４に過度の荷重が掛かるおそれがある。
【００５０】
これに対し、図５に示す本実施の形態によれば、シール装置１３とスライドパネル９とを伸縮継手１８で接続したことにより、駆動軸４の傾斜角度が大きくなっても上記芯ずれ分を伸縮継手１８の変形により吸収できるので、駆動軸４に過度の荷重が掛かることがなくなる。
【００５１】
なお、伸縮継手１８を用いる場合、駆動軸４の回転によるシール装置１３に掛かる摺動抵抗によって伸縮継手１８にねじれが生じて破損するおそれがある。したがって、スライドパネル９とシール装置１３との間に図示しない反力受けを設けて伸縮継手１８に直接ねじれ力が作用しないようにすることが望ましい。
【００５２】
〔実施の形態６〕
図６に、本発明の第６の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、スライドパネル９をシールブロック８に押し付ける押し付け装置１９を設けた例を示すものである。
【００５３】
押し付け装置１９は、図６に示すように、例えば昇降部材１６の縦部材１６ａに固定し、図示しない油圧、空圧などの動力やスプリングなどを用いてスライドパネル９をシールブロック８側に押し付けるようにすればよい。押し付け装置１９は、スライドパネル９をシールブロック８に均一に押し付けることができるように、駆動軸４の周囲を取り囲むように複数個設けることが望ましい。
【００５４】
〔実施の形態７〕
図７に、本発明の第７の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、シールブロック８にリング状のシール部材１１、１１’を２重に設け、これら２つのシール部材１１、１１’の間に、不活性ガスを吹き込む不活性ガス導入経路２０を設けた例を示すものである。
【００５５】
図７に示すように、シールブロック８の、スライドパネル９の接触面９ａ側に設けたシール部材１１、１１’をそれぞれ嵌め込むリング状の溝を設け、この２条のリング状溝の間に不活性ガスの吹き出し孔を有する不活性ガス導入経路２０を設けている。不活性ガスとしては、例えば加圧した窒素を用いればよい。内側（炉内側）のシール部材１１が熱・ダスト等によって劣化し、スライドパネル９の接触面９ａとの密着度が低下した場合には、加圧された不活性ガスがこの密着度の低下した部位から炉内に吹き込まれ、炉内外のシール性を維持すると同時に、シール部材１１、１１’の劣化拡大を防止できる。本実施の形態では、シール部材１１が２重の場合についてのみ示したが、これに限るものではなく、シール部材１１を３重以上設け、各シール部材１１間に不活性ガスの吹き出し孔を設けてもよい。
【００５６】
〔実施の形態８〕
図８に、本発明の第８の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、スライドパネル９が２つのスライドパネル部材９ａ、９ｂの組み合わせからなり、メンテナンスの際にスライドパネル部材の一部（スライドパネル部材９ｂ）を取り外すことによって、固体移送スクリュー３を容易に加熱炉１外に引き出せるようにした例を示すものである。
【００５７】
図８に示すように、スライドパネル部材９ａの開口部の外径（すなわち、スライドパネル部材９ｂの外径）は、スクリュー３の螺旋羽根５の外径より大きくしておき、スライドパネル部材９ｂを取り外したときに、スクリュー３を加熱炉１外に容易に引き出せるようにしておく。スライドパネル部材９ｂはリング状のままの一体ものでもよいが、スクリュー３の駆動軸４との着脱を容易にしてさらに作業性を高めるため、半割れの２つの部材に分割しておくことも好ましい。
【００５８】
〔実施の形態９〕
図９に、本発明の第９の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す。本実施の形態は、上記実施の形態３の図３などに示した、加熱炉１の両側に設けた昇降部材１６同士が一体に接続された例を示すものである。
【００５９】
図９に示すように、炉両側の昇降部材１６を一体化するためには、横部材１６ｂを共通に用いればよい。また、支持装置７とこれを昇降させる昇降アクチュエータ２１との接続構造は、固体移送スクリュー３の駆動軸４の傾斜によって生じる、両側の支持装置７間（両側の軸受け間）の水平距離と両側の昇降アクチュエータ２１間の距離との差を吸収できるように、ピン−長孔接続構造等を採用することが好ましい。
【００６０】
【発明の効果】
以上より、本発明によれば、操業中でも加熱炉の気密性を確保しつつ固体移送スクリューを昇降可能とするシール構造を提供できる。また、還元金属の製造プロセスにおいて、本発明のシール構造を原料均しスクリューおよび／または製品排出スクリューに適用することにより、炉内からのガス漏れがなく安全性が高い、ないしは炉内への外気の混入がなくエネルギー効率に優れた操業が長時間安定して行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す図であり、（ａ）は垂直部分断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡＡ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢＢ線断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図７】本発明の第７の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図８】本発明の第８の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【図９】本発明の第９の実施形態に係る固体移送スクリューのシール構造を示す垂直部分断面図である。
【符号の説明】
１…加熱炉
２…加熱炉側壁
３…固体移送スクリュー
４…駆動軸
５…螺旋羽根
６…スクリュー駆動軸貫通孔
６ａ…炉外側縁部
７…支持装置
８…シールブロック
９…スライドパネル
９ａ…接触面
１０…スクリュー駆動軸摺動孔
１１…シール部材
１３…シール装置
１３ａ…固定部材
１４…軸シール部材
１６…昇降部材
１６ａ…縦部材
１６ｂ…横部材
１７…連結部材
１８…伸縮継手
１９…押し付け装置
２０…不活性ガス導入経路
２１…昇降アクチュエータ
Claims (11)
- 固体物質を加熱処理する加熱炉内に、この加熱炉の側壁を貫通して設置され、昇降可能とされた固体移送スクリューと、前記加熱炉との間のシール構造であって、
この固体移送スクリューは、略水平に設けられた駆動軸と、この駆動軸の周りに固設された螺旋羽根とからなり、
前記駆動軸は、前記加熱炉の両側壁にそれぞれ設けられた、前記駆動軸の直径より少なくとも前記固体移送スクリューの昇降可能範囲の高さ分だけ上下方向の径が大きいスクリュー駆動軸貫通孔を貫通し、前記加熱炉外両側にそれぞれ設けられた昇降可能な支持装置で支持されているものであって、
炉外両側ともに、前記スクリュー駆動軸貫通孔の、炉外側縁部の周りを取り囲むように取り付けられたシールブロックと、
このシールブロックよりさらに炉外側に位置し、前記駆動軸が貫通し摺動するスクリュー駆動軸摺動孔を有するスライドパネルとを備え、
前記スライドパネルが、前記シールブロックに対して上下方向に摺動可能なことを特徴とする、固体移送スクリューのシール構造。 - さらに、前記シールブロックおよびスライドパネルのいずれか一方に取り付けられ、前記駆動軸を１重または２重以上に取り囲むシール部材を備え、前記スライドパネルが、前記シール部材を介して前記シールブロックに圧接されたものである、請求項１記載の固体移送スクリューのシール構造。
- 前記スクリュー駆動軸摺動孔と前記駆動軸との隙間をシールするシール装置を設けた、請求項１または２記載の固体移送スクリューのシール構造。
- 炉外両側ともに、前記支持装置に固定されてこの支持装置と一体に昇降する昇降部材と、この昇降部材と前記スライドパネルとを連結する連結部材とを設けた、請求項１〜３のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造。
- 前記連結部材を滑折構造とした、請求項４記載の固体移送スクリューのシール構造。
- 前記シール装置と前記スクリュー軸摺動孔との間を伸縮継手で接続した、請求項３〜５のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造。
- 前記スライドパネルを前記シールブロックに押し付ける押し付け装置を設けた、請求項１〜６のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造。
- 前記シール部材を２重以上設けた場合において、これらのシール部材の間の少なくとも１個所に、不活性ガスを吹き込む不活性ガス導入経路を設けた、請求項２〜７のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造。
- 前記スライドパネルが複数のスライドパネル部材の組み合わせからなり、メンテナンスの際に前記スライドパネル部材の一部を取り外すことによって、前記固体移送スクリューを炉外に引き出せるようにした、請求項１〜８のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造。
- 炉外両側にそれぞれ設けられた前記昇降部材同士が一体に接続された、請求項４〜９のいずれか１項記載の固体移送スクリューのシール構造。
- 請求項１〜１０のいずれか１項記載のシール構造を備えた原料均しスクリューおよび／または請求項１〜１０のいずれか１項記載のシール構造を備えた製品排出スクリューを設けた移動炉床炉を用いて、炭素質還元材を含む酸化金属を加熱還元して還元金属を製造することを特徴とする、還元金属製造方法。
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003028658A JP4348091B2 (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | 固体移送スクリューのシール構造およびそれを用いた還元金属の製造方法 |
| DE60322438T DE60322438D1 (de) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | Dichtungsstruktur einer festen förderschnecke und verfahren zur herstellung von reduziertem metall mit der dichtungsstruktur |
| PCT/JP2003/016684 WO2004070301A1 (ja) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | 固体移送スクリューのシール構造およびそれを用いた還元金属の製造方法 |
| ES03768217T ES2309360T3 (es) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | Estructura de sellado para un tornillo de transferencia de solido y procedimiento de fabricacion de un metal reducido por medio de la estructura de sellado. |
| AT03768217T ATE402383T1 (de) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | Dichtungsstruktur einer festen förderschnecke und verfahren zur herstellung von reduziertem metall mit der dichtungsstruktur |
| CA002513341A CA2513341C (en) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | Sealing structure of solid-transferring screw and method for producing reduced metal using the same |
| AU2003292793A AU2003292793B2 (en) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | Seal structure of solid feeding screw, and method of manufacturing reduced metal using the seal structure |
| US10/542,637 US7204689B2 (en) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | Seal structure of solid feeding screw, and method of manufacturing reduced metal using the seal structure |
| CNB2003801090062A CN100457924C (zh) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | 固体传送螺杆的密封结构以及使用该结构用于生产还原金属的方法 |
| EP03768217A EP1591739B1 (en) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | Seal structure of solid feeding screw, and method of manufacturing reduced metal using the seal structure |
| KR1020057014410A KR100690310B1 (ko) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | 고체 이송 스크류의 시일 구조체 및 그것을 이용한 환원금속의 제조 방법 |
| RU2005127625/02A RU2299389C2 (ru) | 2003-02-05 | 2003-12-25 | Шнек для перемещения твердого материала с уплотняющей конструкцией и способ производства восстановленного металла с его использованием |
| TW093101824A TWI234637B (en) | 2003-02-05 | 2004-01-28 | Seal structure of solid feeding screw, and method of producing reduced metal using the seal structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003028658A JP4348091B2 (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | 固体移送スクリューのシール構造およびそれを用いた還元金属の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004239341A true JP2004239341A (ja) | 2004-08-26 |
| JP4348091B2 JP4348091B2 (ja) | 2009-10-21 |
Family
ID=32844211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003028658A Expired - Lifetime JP4348091B2 (ja) | 2003-02-05 | 2003-02-05 | 固体移送スクリューのシール構造およびそれを用いた還元金属の製造方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7204689B2 (ja) |
| EP (1) | EP1591739B1 (ja) |
| JP (1) | JP4348091B2 (ja) |
| KR (1) | KR100690310B1 (ja) |
| CN (1) | CN100457924C (ja) |
| AT (1) | ATE402383T1 (ja) |
| AU (1) | AU2003292793B2 (ja) |
| CA (1) | CA2513341C (ja) |
| DE (1) | DE60322438D1 (ja) |
| ES (1) | ES2309360T3 (ja) |
| RU (1) | RU2299389C2 (ja) |
| TW (1) | TWI234637B (ja) |
| WO (1) | WO2004070301A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011226769A (ja) * | 2010-03-28 | 2011-11-10 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 移動式炉床炉及びスクリューコンベアの交換方法 |
| WO2012176654A1 (ja) * | 2011-06-20 | 2012-12-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 移動炉床炉 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110018179A1 (en) | 2009-06-29 | 2011-01-27 | Bairong Li | Metal reduction processes, metallurgical processes and products and apparatus |
| CN102080727A (zh) * | 2009-11-27 | 2011-06-01 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种用于传动轴端部的密封装置 |
| DE102009058311A1 (de) * | 2009-12-15 | 2011-06-16 | Polysius Ag | Industrieofen mit einem Drehrohr |
| RU2456521C2 (ru) * | 2011-02-21 | 2012-07-20 | Александр Иванович Голодяев | Устройство уплотнения вала шнека печи с сыпучими материалами |
| CN104215065B (zh) * | 2014-09-04 | 2016-04-27 | 郴州杉杉新材料有限公司 | 一种单卧管式炭质中间体连续热处理装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1990845A (en) * | 1933-05-08 | 1935-02-12 | Thomas B Swift | Sponge iron kiln |
| JPS6096597A (ja) | 1983-10-26 | 1985-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液相エピタキシアル成長装置の操作棒封止装置 |
| JPS60104698A (ja) | 1983-11-09 | 1985-06-10 | 池永鉄工株式会社 | 果実等の分割用刃体 |
| JPS6096597U (ja) * | 1983-12-07 | 1985-07-01 | 住友金属鉱山株式会社 | ロ−タリ−キルンのシ−ル装置 |
| JPS60104698U (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-17 | 石川島播磨重工業株式会社 | 揺動式原料分配装置 |
| US4818222A (en) * | 1988-06-14 | 1989-04-04 | Salem Furnace Co. | Sealed rotary hearth furnace |
| JPH0596597A (ja) * | 1991-10-05 | 1993-04-20 | Tsutsumi Seisakusho:Kk | 軟線材の製造方法 |
| JPH05196363A (ja) * | 1992-01-21 | 1993-08-06 | Hirochiku:Kk | ロータリキルンのシール装置 |
| JP3959752B2 (ja) * | 1996-02-09 | 2007-08-15 | 石川島播磨重工業株式会社 | 外熱式ロータリーキルンのシール機構 |
| TW502066B (en) | 1998-08-27 | 2002-09-11 | Kobe Steel Ltd | Method for operating moving hearth reducing furnace |
| CN1306045C (zh) | 1999-08-30 | 2007-03-21 | 株式会社神户制钢所 | 粒状还原铁原料的供给方法及其装置 |
| JP4287572B2 (ja) * | 2000-04-26 | 2009-07-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 回転式炉床炉 |
| JP2003028575A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-01-29 | Kobe Steel Ltd | 移動床型加熱炉および還元金属塊成物の製造方法 |
| US6814924B2 (en) * | 2001-10-22 | 2004-11-09 | Kobe Steel, Ltd. | Rotary hearth furnace and screw thereof for discharging reduced iron |
-
2003
- 2003-02-05 JP JP2003028658A patent/JP4348091B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-25 ES ES03768217T patent/ES2309360T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-25 CN CNB2003801090062A patent/CN100457924C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-25 AT AT03768217T patent/ATE402383T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-12-25 DE DE60322438T patent/DE60322438D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-25 EP EP03768217A patent/EP1591739B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-25 AU AU2003292793A patent/AU2003292793B2/en not_active Ceased
- 2003-12-25 CA CA002513341A patent/CA2513341C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-12-25 US US10/542,637 patent/US7204689B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-25 KR KR1020057014410A patent/KR100690310B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-12-25 WO PCT/JP2003/016684 patent/WO2004070301A1/ja active IP Right Grant
- 2003-12-25 RU RU2005127625/02A patent/RU2299389C2/ru active
-
2004
- 2004-01-28 TW TW093101824A patent/TWI234637B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011226769A (ja) * | 2010-03-28 | 2011-11-10 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 移動式炉床炉及びスクリューコンベアの交換方法 |
| WO2012176654A1 (ja) * | 2011-06-20 | 2012-12-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 移動炉床炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE402383T1 (de) | 2008-08-15 |
| DE60322438D1 (de) | 2008-09-04 |
| ES2309360T3 (es) | 2008-12-16 |
| EP1591739B1 (en) | 2008-07-23 |
| TW200422575A (en) | 2004-11-01 |
| AU2003292793B2 (en) | 2009-07-09 |
| WO2004070301A1 (ja) | 2004-08-19 |
| CA2513341A1 (en) | 2004-08-19 |
| CA2513341C (en) | 2009-12-01 |
| TWI234637B (en) | 2005-06-21 |
| EP1591739A1 (en) | 2005-11-02 |
| CN100457924C (zh) | 2009-02-04 |
| KR100690310B1 (ko) | 2007-03-12 |
| KR20050098298A (ko) | 2005-10-11 |
| JP4348091B2 (ja) | 2009-10-21 |
| RU2005127625A (ru) | 2006-02-10 |
| CN1738997A (zh) | 2006-02-22 |
| EP1591739A4 (en) | 2006-08-09 |
| US20060147866A1 (en) | 2006-07-06 |
| AU2003292793A1 (en) | 2004-08-30 |
| RU2299389C2 (ru) | 2007-05-20 |
| US7204689B2 (en) | 2007-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5333990B2 (ja) | コークス炉炭化室における熱間積替時の側面防熱装置及び側面防熱板の設置方法 | |
| RU2516144C2 (ru) | Телескопическое загрузочное устройство для загрузки коксовых печей | |
| JP4348091B2 (ja) | 固体移送スクリューのシール構造およびそれを用いた還元金属の製造方法 | |
| US10340411B2 (en) | Installation for treating a material | |
| CA1137146A (en) | Furnace electrode seal assembly | |
| US20140186786A1 (en) | Continuous firing furnace | |
| CN101482371A (zh) | 一种用于环冷机的单元静密封装置 | |
| CN101482366A (zh) | 一种环冷机台车 | |
| JP3782756B2 (ja) | 連続真空浸炭炉の加熱方法 | |
| US7726249B2 (en) | Apparatus and method for isolating zones of an industrial furnace | |
| JP2006313061A (ja) | 回転炉床炉の炉床台車結合構造 | |
| KR101049843B1 (ko) | 허스롤 장치 | |
| JP4753294B2 (ja) | 小形真空浸炭炉 | |
| EP1374639B1 (en) | Horizontal element arrangement means | |
| JP3475865B2 (ja) | コークス炉のドアフレーム補修用仮炉蓋 | |
| JP3424575B2 (ja) | コークス炉のドアフレーム切削装置 | |
| JPH0726693U (ja) | 真空熱処理炉 | |
| KR20040055976A (ko) | 가열로내에서 빌레트의 처짐현상 감소방법 | |
| JP2008144976A (ja) | 熱処理炉のチューブヒータ | |
| JP2001123217A (ja) | 熱処理炉 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050922 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090106 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090714 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090717 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4348091 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120724 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130724 Year of fee payment: 4 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |