JP2017020092A - シール機構および高炉 - Google Patents

Abstract

【課題】収容空間への高炉ガスの流入を抑制するとともに、下部トラフの全長を小さくする。
【解決手段】高炉本体の炉頂から回転自在に原料を装入する旋回テーブルと、旋回テーブルの一部に対向する対向部（下部トラフ１６０）との間に形成される間隙をシールするシール機構は、旋回テーブルおよび対向部のいずれか一方に固定された、環状のシール体２３０を備え、シール体には、旋回テーブルの回転方向に延在し、旋回テーブルおよび対向部のいずれか他方に接触する接触部２３２が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、高炉本体の炉頂から回転自在に原料を装入する旋回テーブルと、旋回テーブルの一部に対向する対向部との間に形成される間隙をシールするシール機構、および、これを備えた高炉に関する。

従来、高炉本体に原料を装入する装置としてベルレス式炉頂装入装置が知られている。ベルレス式炉頂装入装置は、高炉本体の炉頂の鉛直上方に配され原料を収容するホッパーと、このホッパーから落下した原料を集合させる下部集合ホッパーと、この下部集合ホッパーを介して炉頂から装入された原料を受ける分配シュートとを含んで構成される。一般的に、高炉においては、原料を高炉本体内に均等に分配装入することが要求されるため、高炉本体内に設けられた分配シュートを旋回、傾動させながら原料を高炉本体内に落下、装入する。したがって、ベルレス式炉頂装入装置には、分配シュートを旋回、傾動させる炉頂分配シュート駆動装置が設けられている。

炉頂分配シュート駆動装置は、円錐台の筒形状のケーシングを備えており、ケーシングの下部に設けられた下部フランジが、高炉本体の上部に設けられたトップリングに固定されている。ケーシング内には、分配シュートが、その傾斜角度を可変に設けられるとともに、分配シュートとともに旋回する円筒形状の旋回テーブルが配されており、ケーシングと旋回テーブルとの間の収容空間には、旋回テーブルを回転させるギヤ構成を含む駆動機構や、旋回テーブルを冷却する水冷パネル、水冷パネルに水を供給する配管等が設けられている。

高炉本体において生じる高炉ガスは、高温であり、また、高炉ガスにはダストやＣＯガスが含まれている。このため、高炉ガスが、ギヤ構成を含む駆動機構や水冷パネル、配管等に接触すると、これらが損傷してしまうおそれがある。そこで、炉頂分配シュート駆動装置においては、旋回テーブルの下部外周と、ケーシングの下部フランジとの間を水封する水封機構が設けられており、高炉本体から収容空間への高炉ガスの流入を防止している。例えば、特許文献１には、ケーシングの下部フランジの内周に、旋回テーブルの回転方向全周に亘って設けられ、水が貯留された下部トラフと、旋回テーブルの外周全周に亘って設けられた仕切板とを備え、仕切板の先端が下部トラフに貯留された水に浸漬されることで、高炉本体内と収容空間とをシールする水封機構が開示されている。

特開昭６３−１６１１０６号公報

しかし、操業中の高炉本体の炉内圧力は変動するため、炉内圧力によっては、水封機構を構成する下部トラフに貯留された水が収容空間に押し出されて、高炉ガスが収容空間に流入するおそれがある。このため、下部トラフに貯留される水の高さ（水封高さ）は、想定される炉内圧力変動の最大値よりも余裕をもって決定されており、水封機構を構成する下部トラフの高さが高くなって（全長が大きくなって）、炉内側に延伸しなければならないという構造上の課題がある。

本発明の目的は、収容空間への高炉ガスの流入を抑制するとともに、下部トラフの全長を小さくすることが可能なシール機構および高炉を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のシール機構は、高炉本体の炉頂から回転自在に原料を装入する旋回テーブルと、該旋回テーブルの一部に対向する対向部との間に形成される間隙をシールするシール機構であって、前記旋回テーブルおよび前記対向部のいずれか一方には、環状のシール体が固定され、該シール体には、該旋回テーブルの回転方向に延在し、該旋回テーブルおよび該対向部のいずれか他方に接触する接触部が設けられていることを特徴とする。

また、前記高炉本体内から前記シール体への高炉ガスの流通を制限する制限部をさらに備えるとしてもよい。

また、前記制限部は、前記シール体の径方向内側に設けられ、前記対向部および前記旋回テーブルのいずれか一方から他方側に向かって立設した第１立設壁と、前記第１立設壁から前記シール体の径方向内側に離隔して設けられ、前記対向部および前記旋回テーブルのいずれか他方から一方側に向かって立設するとともに、一部が該第１立設壁に対して径方向に対向する第２立設壁と、を含んで構成されるとしてもよい。

また、前記シール体には、前記接触部から延在するスリットが前記旋回テーブルの回転方向に間隔を隔てて複数設けられているとしてもよい。

また、前記シール体には、前記旋回テーブルの回転方向に延在する中空孔が設けられているとしてもよい。

また、前記旋回テーブルおよび前記対向部のいずれか一方における、前記シール体の接触部に接触する箇所には、耐摩耗性を有する肉盛部が設けられているとしてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の高炉は、上記シール機構を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、収容空間への高炉ガスの流入を抑制するとともに、下部トラフの全長を小さくすることが可能なシール機構となる。

高炉を説明する図である。 高炉におけるケーシングおよび旋回テーブル近傍の拡大図である。 下部シール機構の具体的な構成を説明する図である。 変形例の下部シール機構を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、高炉１を説明する図である。なお、図１中、水の流れを実線の矢印で示す。図１に示す高炉１は、金属原料である鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成する高炉本体１０と、この高炉本体１０の鉛直上方に設置され、鉄鉱石、コークス等の燃料となる還元剤、不純物を除去する石灰石等（以下、鉄鉱石、還元剤、石灰石等の混合物を単に「原料」と称する）を、高炉本体１０に対して、その炉頂から装入するベルレス式炉頂装入装置５０とを備えて構成される。

ベルレス式炉頂装入装置５０は、高炉本体１０よりも鉛直上方に設置される２つのホッパーを備えた、所謂、パラレル式の炉頂装入装置で構成される。また、ベルレス式炉頂装入装置５０は、ホッパーから装入された原料を、トラフ状の傾斜面上で滑らせながら下方に旋回、傾動させながら落下させる分配シュート５２を、高炉本体１０の炉頂内部に備えている。この分配シュート５２は、一端側が高炉本体１０の中心（以下、「炉内中心」と称する）Ｃ−Ｃに位置するとともに、他端側が、一端側よりも下方に位置するように設けられている。そして、ベルレス式炉頂装入装置５０に設けられた炉頂分配シュート駆動装置１００を駆動すると、分配シュート５２は、旋回しながらその傾斜角度を変化させて、一端側を中心軸として回転する。これにより、高炉本体１０内に装入された原料は、分配シュート５２のトラフ状の傾斜面上を滑りながら落下するとともに、高炉本体１０の炉内の円周方向に分配装入されることとなる。こうして、ベルレス式炉頂装入装置５０から高炉本体１０に原料が装入されると、高炉本体１０内を降下する過程で、金属原料である鉄鉱石が溶融して銑鉄が生成される。以下、ベルレス式炉頂装入装置５０を構成する炉頂分配シュート駆動装置１００について詳述する。

炉頂分配シュート駆動装置１００は、ケーシング１１０を備えている。ケーシング１１０は、円錐台の筒形状であり、ケーシング１１０の下部に設けられた下部フランジ１１２が、高炉本体１０（高炉鉄皮）の上部に設けられたトップリング１２に載置されるとともに、下部フランジ１１２およびトップリング１２が締結部材（例えば、ボルトおよびナット）で固定されている。ケーシング１１０の上部には、天板１１４が設けられており、天板１１４の下面には、下方へ延在する内筒１１６が取り付けられている。また、天板１１４の下面における内筒１１６の外方には、炉内中心Ｃ−Ｃを回転軸として回転自在（旋回自在）な旋回テーブル１２０が取り付けられており、ケーシング１１０と旋回テーブル１２０との間に収容空間Ｓが形成されることとなる。

旋回テーブル１２０は、テーブル本体１２２と、上部トラフ１２４と、上部フランジ１２６とを含んで構成される。テーブル本体１２２は、円筒形状の小径部１２２ｂと、小径部１２２ｂの下方に設けられ小径部１２２ｂより大径の筒形状である大径部１２２ｃとを含んで構成され、内側に防熱ラギング１２２ａが施されている。

小径部１２２ｂの上部には、小径部１２２ｂの外周全周に亘って延在する環状の上部トラフ１２４が設けられている。上部トラフ１２４には、給水パイプ１３０を通じて冷却水が供給され、上部トラフ１２４は、水面が形成される程度に冷却水を貯留可能となっている。

上部トラフ１２４の外周には、収容空間Ｓ側に突出した上部フランジ１２６が設けられている。上部フランジ１２６は、軸受１１８を介して天板１１４の下面に取り付けられており、旋回テーブル１２０が、炉内中心Ｃ−Ｃを回転軸として旋回自在となるように構成されている。また、収容空間Ｓには、旋回用ギヤ１４２および傾動用ギヤ１４４が設けられており、旋回テーブル１２０は、旋回・傾動駆動機構１４０、旋回用ギヤ１４２によって回転（旋回）されることとなる。なお、上記したように、旋回テーブル１２０には、分配シュート５２が取り付けられており、分配シュート５２は、旋回・傾動駆動機構１４０、旋回用ギヤ１４２によって旋回テーブル１２０とともに旋回することとなる。また、分配シュート５２は、旋回・傾動駆動機構１４０、傾動用ギヤ１４４によって傾動される。

上記上部トラフ１２４に供給された冷却水は、重力（水頭）によって、水冷配管１５０を通じて、テーブル本体１２２の外側（収容空間Ｓ側）に設けられた水冷パネル１５２ａ〜１５２ｃに供給され、テーブル本体１２２は、水冷パネル１５２ａ〜１５２ｃによって冷却されることとなる。そして、水冷パネル１５２ａ〜１５２ｃを通過した冷却水は、ケーシング１１０の下部フランジ１１２の内周全周に亘って延在する環状の下部トラフ１６０で回収される。

下部トラフ１６０は、水面が形成される程度に冷却水を貯留可能となっており、下部トラフ１６０で回収された冷却水は、排水パイプ１３２を通じて、閉（クローズド）ループで循環使用される。具体的に説明すると、排水パイプ１３２を通じて排出された冷却水は、水封式のシールタンク１３４ａを介して、導圧管１３４ｂによってケーシング１１０に接続された循環タンク１３４ｃに送出される。循環タンク１３４ｃは、内部に隔壁を備えており、隔壁によって冷却水中の汚泥が分離されて循環水が生成される。循環タンク１３４ｃによって生成された循環水は、循環ポンプ１３４ｄによってポンプアップされ、ストレーナ１３４ｅにおいて清浄化された後、熱交換器１３４ｆで冷却されて、ケーシング１１０の天板１１４に配された給水パイプ１３０に供給され、冷却水として繰り返し利用されることとなる。なお、循環タンク１３４ｃの下部に堆積した汚泥は、排水弁を介して定期的に系外にブローして排出される。また、循環タンク１３４ｃには、系外に排出した汚泥分、補給水ライン１３４ｇから水が補完され、循環タンク１３４ｃ内の水位が一定に保たれることとなる。

また、ケーシング１１０とテーブル本体１２２との間には、下部トラフ１６０の上面を覆うトラフカバー１６２が設けられている。トラフカバー１６２は、ケーシング１１０の下部フランジ１１２から延在した固定カバー１６２ａ（図２参照）と、テーブル本体１２２の下端から固定カバー１６２ａに向かって延在した下部トラフカバー１６２ｂ（図２参照）とで構成され、旋回用ギヤ１４２や傾動用ギヤ１４４に使用されているグリースが下部トラフ１６０内へ流入してしまうことを防止して、下部トラフ１６０内の回収冷却水の水質汚染を回避している。

以上説明したように、炉頂分配シュート駆動装置１００では、旋回・傾動駆動機構１４０によって旋回テーブル１２０が回転されることとなり、高炉本体１０内に装入された原料は、旋回テーブル１２０に取り付けられた分配シュート５２の傾斜面上を滑りながら落下するとともに、高炉本体１０の円周方向に分配装入されることとなる。

また、上記したように、旋回テーブル１２０の外側に形成される収容空間Ｓには、旋回用ギヤ１４２、傾動用ギヤ１４４、水冷配管１５０、水冷パネル１５２等が配されている。このため、旋回テーブル１２０の内側に存在する高炉ガスが収容空間Ｓに流入すると、これらの機構や配管が、高炉ガスの熱や、高炉ガス中のダスト、高炉ガスの成分（ＣＯ）等によって損傷してしまうおそれがある。したがって、天板１１４とテーブル本体１２２の上部との間、および、テーブル本体１２２の下部と下部トラフ１６０との間をシールして、収容空間Ｓへの高炉ガスの流入を抑制する必要がある。このため、従来、天板１１４の下面から突出し、先端が上部トラフ１２４に貯留された水に浸漬される仕切板と、テーブル本体１２２（大径部１２２ｃ）の下端から突出し、先端が下部トラフ１６０に貯留された水に浸漬される仕切板とを設けておき、テーブル本体１２２とケーシング１１０との間を水封でシールしていた。

しかし、高炉本体１０の炉内圧力は変動するため、炉内圧力によっては、上部トラフ１２４および下部トラフ１６０内の水が水封切れしてケーシング１１０内の収容空間Ｓに押し出されて、収容空間Ｓへ水漏れが生じたり、高炉ガスが収容空間Ｓに流入したりするおそれがある。従来例の水封方式は理論的に漏風がない構造であるが、前述のように炉項圧力が変動すると、炉内ガスが、下部トラフ１６０内の水面下に没する仕切板を潜ってトラフの水封切れを起し、熱やダストがケーシング１１０内の収容空間Ｓに侵入して持ち込まれることになる。通常、炉内圧力は、原料の装入時に低下し、その後、元の炉頂圧に復帰するため、圧力の変動幅は、５００ｍｍＨ_２Ｏ（水柱）程度であるが、炉頂圧が急激に上昇して、１５００ｍｍＨ_２Ｏ（水柱）程度変動することもある。したがって、上部トラフ１２４および下部トラフ１６０の水の高さ（水封高さ）を、想定される炉内圧力の最大値よりも余裕をもって決定する必要があり（例えば、８００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度）、下部トラフ１６０の高さが高くなって、炉内側に延伸しなければならないという構造上の課題がある。

また、水封でシールする場合、高炉ガスが常時水に接触することとなり、高炉ガス中のダストや、高炉ガスの成分（ＣＯガス）が水に溶解してしまう。そうすると、ダストやＣＯガスがイオン化して、上部トラフ１２４、下部トラフ１６０、水冷配管１５０等の配管、水冷パネル１５２が腐食し、水漏れトラブルが生じるおそれがある。さらに、循環タンク１３４ｃからダスト（汚泥）を系外に排出する頻度が高くなり、ランニングコストおよびメンテナンスコストがかかるという課題もある。

そこで、本実施形態の高炉１では、水封以外の手段で旋回テーブル１２０（テーブル本体１２２）とケーシング１１０との間をシールするシール機構２００を備えている。以下、本実施形態の特徴であるシール機構２００について詳述する。

図２は、高炉１におけるケーシング１１０および旋回テーブル１２０近傍の拡大図である。なお、図２中、水の流れを実線の矢印で、ガスの流れを破線の矢印で示す。図２に示すように、シール機構２００は、上部ラビリンス機構２１０と、下部シール機構２２０と、窒素導入機構２７０とを含んで構成される。

上部ラビリンス機構２１０は、天板１１４の下面に設けられた環状のラビリンス溝２１２と、上部トラフ１２４を構成する内側板１２４ａの上端、および、外側板１２４ｂの上端に形成された嵌合部２１４とを含んで構成される。嵌合部２１４は、鉛直断面が円形状であり、ラビリンス溝２１２に摺動自在に嵌合される。

上部ラビリンス機構２１０を備える構成により、テーブル本体１２２の内側の空間（以下、「炉内空間」と称する）Ｒから収容空間Ｓまでの間の経路を屈曲したラビリンス構造（隘路）とすることができる。これにより、炉内空間Ｒから収容空間Ｓへの高炉ガスの流入を抑制することが可能となる。

下部シール機構２２０は、テーブル本体１２２の下部に対向する下部トラフ１６０（対向部）とテーブル本体１２２の下部との間に形成される間隙をシールする。本実施形態において、下部シール機構２２０は、テーブル本体１２２の大径部１２２ｃの下端から収容空間Ｓに突出した突出部１２２ｄに設けられた環状のシール体２３０と、炉内空間Ｒからシール体２３０への高炉ガスの流通を制限する下部ラビリンス機構２５０（制限部）とを含んで構成される。

図３は、下部シール機構２２０の具体的な構成を説明する図であり、図３（ａ）は下部シール機構２２０の断面の概略図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩｂ矢視図を示す。図３に示すように、シール体２３０は、可撓性を有する板部材で構成され、テーブル本体１２２（突出部１２２ｄ）の外周全周に亘って設けられる。また、図３（ａ）に示すように、シール体２３０は、基端部が突出部１２２ｄに固定されるとともに、少なくとも一部が下部トラフ１６０の天板１６４の上面に押しつけられて接地される。以下、シール体２３０における天板１６４と接触する部分を接触部２３２と称する。

このように、可撓性を有するシール体２３０を下部トラフ１６０の天板１６４の上面に押しつけるだけといった簡易な構成で、炉内空間Ｒから収容空間Ｓへの高炉ガスの流入を抑制することができる。

また、本実施形態において、シール体２３０の基端部は、ボルト２４４ａおよびナット２４４ｂによって、突出部１２２ｄに固定された支持フレーム２４０と、押さえ板２４２との間に挟持されている。具体的に説明すると、支持フレーム２４０は、突出部１２２ｄに固定され、突出部１２２ｄから収容空間Ｓに向かって水平方向に延在する基部２４０ａと、基部２４０ａの先端から鉛直上下方向に延在した挟持部２４０ｂとを含んで構成される。また、シール体２３０の基端部には、切欠き２３０ａが設けられており、切欠き２３０ａにボルト２４４ａが挿通され、ボルト２４４ａおよびナット２４４ｂによって、シール体２３０が鉛直方向に延在するように、挟持部２４０ｂおよび押さえ板２４２に挟持されることとなる。シール体２３０を、支持フレーム２４０、押さえ板２４２、ボルト２４４ａおよびナット２４４ｂで突出部１２２ｄに固定する構成により、高炉１の休風時にケーシング１１０の点検口（不図示）を開放して、押さえ板２４２とボルト２４４ａおよびナット２４４ｂとを着脱するだけで、シール体２３０を交換することができ、シール体２３０のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。

シール体２３０は、比較的低温の収容空間Ｓの雰囲気に接しているため、例えば、耐熱温度が１５０℃程度の汎用の合成ゴム（ＮＢＲ：ニトリルゴム、ＣＲ：クロロプレンゴム、ＥＤＰＭ：エチレン・プロピレンゴム）で構成されてもよい。このような、汎用の合成ゴムは、耐摩耗性および耐屈曲亀裂性に優れており、好適である。さらに、シール体２３０として、ゴム硬度が５０°程度であり、耐熱温度が２８０℃程度であるシリコンラバー（ＳＩ）を採用してもよい。また、シール体２３０の厚みは、１０ｍｍ以下（例えば、５〜８ｍｍ程度）がよく、これにより、可撓性（柔軟性）を保ちつつ、天板１６４へ確実に接地させることができる。

また、シール体２３０には、接触部２３２から延在するスリット２３４が複数設けられている。複数のスリット２３４は、旋回テーブル１２０の回転方向に間隔（例えば、１５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度）を隔てて設けられている。

スリット２３４を備える構成により、旋回テーブル１２０が熱変形して波打ち状になって、旋回テーブル１２０と天板１６４との間の間隙の大きさが変化したとしても、旋回テーブル１２０の回転方向の摺動抵抗を大幅に低減することができる。また、シール体２３０は、スリット２３４間ごとに柔軟に追従して変形することができるため、旋回テーブル１２０が熱変形したりシール体２３０の接触部２３２が熱変形したりしても、接触部２３２による天板１６４への接地（追従）を維持することが可能となる。

また、スリット２３４の基端には、ストップホール２３６が設けられている。ストップホール２３６を備える構成により、スリット２３４の炸裂拡大を防止することができる。なお、本実施形態では、支持フレーム２４０の挟持部２４０ｂがストップホール２３６を塞ぐように構成されている。これにより、ストップホール２３６を通じた高炉ガスの収容空間Ｓへの流入を防止することが可能となる。

下部ラビリンス機構２５０は、仕切板２５２（第１立設壁）と、ラビリンスプレート２５４（第２立設壁）とを含んで構成され、仕切板２５２とラビリンスプレート２５４との間に隘路が形成されることで、炉内空間Ｒからシール体２３０への高炉ガスの流通を制限する。仕切板２５２は、シール体２３０の径方向内側に設けられた、基部２４０ａから鉛直下方に（天板１６４に向かって）立設した板部材であり、先端が天板１６４と離隔して配される。ラビリンスプレート２５４は、仕切板２５２からシール体２３０の径方向内側に離隔して設けられた、天板１６４から鉛直上方に（基部２４０ａに向かって）立設した板部材であり、先端が基部２４０ａと離隔して配されるとともに、一部が仕切板２５２に対して径方向に対向している。つまり、仕切板２５２およびラビリンスプレート２５４は、旋回テーブルの回転方向に延在した環状の板部材である。また、ラビリンスプレート２５４の先端には、炉内空間Ｒ側に突出した折り返し部２５４ａが設けられている。

仕切板２５２およびラビリンスプレート２５４で構成される下部ラビリンス機構２５０を備える構成により、炉内空間Ｒから収容空間Ｓまでの間の経路を屈曲したラビリンス構造（隘路）とすることができる。これにより、炉内空間Ｒからシール体２３０への高炉ガスの流入を抑制することが可能となる。したがって、高炉ガス中のダストが、シール体２３０の接触部２３２と天板１６４との間に介在する事態を抑制することができ、ダストによるシール体２３０の摩耗を低減することが可能となる。また、高炉ガスの輻射熱が直接シール体２３０に伝達される事態を回避することができ、シール体２３０の熱変形を抑制することが可能となる。

なお、仕切板２５２およびラビリンスプレート２５４は、旋回テーブル１２０が熱変形した場合であっても、接触しないように（旋回テーブル１２０の旋回に支障を来さないように）、５〜１０ｍｍ程度の間隙をあけて設けるとよい。

また、天板１６４におけるシール体２３０とラビリンスプレート２５４との間には、ラビリンスプレート２５４側に向かって深くなる溝１６４ａが設けられている。溝１６４ａを備える構成により、下部ラビリンス機構２５０を介して流入したダストを溝１６４ａで貯留することができ、ダストがシール体２３０に接触する事態をさらに抑制することが可能となる。

また、天板１６４におけるシール体２３０の接触部２３２に接触する箇所には、耐摩耗性を有する肉盛部２６０が設けられている。肉盛部２６０は、例えば、天板１６４に硬化肉盛（ステライト盛金）した後、平坦加工されて形成される。肉盛部２６０を備える構成により、シール体２３０の摩耗を抑制することができ、シール体２３０のメンテナンス頻度を低減することが可能となる。

図２に戻って説明すると、窒素導入機構２７０は、ケーシング１１０のタンゼンシャル方向（接線方向）に複数個所（例えば、２個所）設けられたノズル２７２と、収容空間Ｓの雰囲気の温度（例えば、８０℃以下程度に保持されているか）を監視する複数個の測温抵抗体（温度計）２７４とを含んで構成される。窒素導入機構２７０は、収容空間Ｓ内の圧力が炉内空間Ｒの圧力より高くなるように（例えば、炉内圧力＋０．５ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ）、不図示の窒素供給源からノズル２７２を介して、ケーシング１１０内に窒素（不活性ガス）を吹き込む。例えば、窒素導入機構２７０は、常時３００〜８００Ｎｍ^３／Ｈｒ程度の流速で窒素を吹き込む。かかる構成により、収容空間Ｓの内部雰囲気を冷却することができ、収容空間Ｓに収容されている旋回用ギヤ１４２、傾動用ギヤ１４４を冷却することが可能となる。また、収容空間Ｓを炉内圧力（炉内空間Ｒの圧力）より大きくすることにより、上部ラビリンス機構２１０やシール体２３０のスリット２３４からの高炉ガスの収容空間Ｓへの流入を抑制することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態にかかるシール機構２００によれば、シール体２３０を下部トラフ１６０の天板１６４の上面に押しつけるだけといった簡易な構成で、炉内空間Ｒから収容空間Ｓへの高炉ガスの流入を抑制することができる。これにより、収容空間Ｓに収容された旋回用ギヤ１４２、傾動用ギヤ１４４、水冷配管１５０、水冷パネル１５２等の劣化を抑制することが可能となる。

また、シール体２３０は、従来例の水封方式を利用せずに、下部トラフ１６０と旋回テーブル１２０との間をシールする。したがって、下部トラフ１６０に貯留された冷却水に高炉ガスが常時接触する事態を回避できるため、ダストや、ＣＯガスの冷却水への溶解を抑制することができ、上部トラフ１２４、下部トラフ１６０、水冷配管１５０等の配管、水冷パネル１５２等の腐食を低減することが可能となる。また、下部トラフ１６０へのダストの混入を抑制できることから、循環タンク１３４ｃからダスト（汚泥）を系外に排出する頻度を低減することができ、補給水ライン１３４ｇからの補完水量が減って、ランニングコストおよびメンテナンスコストを削減することが可能となる。

（変形例）
図４は、変形例にかかる下部シール機構３２０を説明する図であり、図４（ａ）は、下部シール機構３２０の断面の概略図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩＶｂ矢視図を示し、図４（ｃ）はシール体３３０の斜視図を示す。図４に示すように、変形例にかかる下部シール機構３２０は、突出部１２２ｄに設けられ、旋回テーブル１２０の回転方向全周に亘って延在した環状のシール体３３０と、下部ラビリンス機構２５０（制限部）とを含んで構成される。なお、上記実施形態で説明した下部シール機構２２０の構成要素と等しい構成については、実質的に機能が等しいので説明を省略し、ここでは、構成が相違するシール体３３０を主に説明する。

変形例において特徴的なシール体３３０は、旋回テーブル１２０の回転方向に延在する中空孔３３４を備える。

中空孔３３４を備える構成により、中空孔３３４を構成するシール体３３０の領域を容易に変形させることができるため、中空孔３３４を備えない構成と比較して、シール体３３０の上下左右の変形量を大きくすることが可能となる。したがって、旋回テーブル１２０が熱変形したりシール体３３０の接触部２３２が熱変形したりしても、接触部２３２による天板１６４への接地（追従）をさらに確実に維持することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、シール体２３０が鉛直方向に延在する構成を例に挙げて説明した。しかし、シール体２３０は、旋回テーブル１２０と、旋回テーブル１２０の一部に対向する対向部との間をシールすることができれば、シール体２３０の延在方向に限定はなく、例えば、水平方向に延在していてもよい。

また、上記実施形態において、シール体２３０が旋回テーブル１２０に固定される構成を例に挙げて説明した。しかし、シール体２３０は、下部トラフ１６０等の旋回テーブル１２０の少なくとも一部と対向する対向部に固定されていてもよい。

また、上記実施形態において、シール体２３０が下部トラフ１６０の天板１６４に接触する構成を例に挙げて説明した。しかし、シール体２３０は、下部トラフ１６０以外の高炉本体１０に固定される部材、例えば、ケーシング１１０に接触してもよいし、高炉本体１０に接触してもよい。

また、上記実施形態において、制限部として下部ラビリンス機構２５０を例に挙げて説明した。しかし、高炉本体１０からシール体２３０への高炉ガスの流通を制限することができれば、制限部の構成に限定はない。

また、上記実施形態において、天板１６４に溝１６４ａが形成される構成を例に挙げて説明したが、溝１６４ａは、必須の構成ではない。

また、上記実施形態において、挟持部２４０ｂがストップホール２３６を塞ぐ構成について説明した。しかし、ストップホール２３６を塞がずとも、窒素導入機構２７０による窒素の導入量を上昇させる等することで、炉内空間Ｒから収容空間Ｓへの高炉ガスの流入を防止することができる。

また、上記実施形態において、天板１６４の上面に肉盛部２６０が設けられる構成を例に挙げて説明した。しかし、肉盛部２６０は必須の構成ではない。例えば、天板１６４自体が耐摩耗性を有する材質で構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、旋回テーブル１２０の下部と比較して高炉本体１０からの距離が遠く、高炉ガスの熱の影響や、高炉ガスの流入が少ないため、旋回テーブル１２０の上部と天板１１４との間の間隙を上部ラビリンス機構２１０でシールする構成を例に挙げて説明した。しかし、旋回テーブル１２０の上部と天板１１４との間の間隙をシール体２３０でシールしてもよい。

また、上記実施形態において、テーブル本体１２２が水冷パネル１５２ａ〜１５２ｃによって水冷される所謂水冷パネル方式である構成を例に挙げて説明した。しかし、テーブル本体１２２の冷却方法に限定はなく、清浄高炉ガスを導入することでテーブル本体１２２を冷却する所謂ガス冷却方式であってもよい。

本発明は、高炉本体の炉頂から回転自在に原料を装入する旋回テーブルと、旋回テーブルの一部に対向する対向部との間に形成される間隙をシールするシール機構、および、これを備えた高炉に利用することができる。

１ 高炉
１０ 高炉本体
１２０ 旋回テーブル
１６０ 下部トラフ（対向部）
２００ シール機構
２３０ シール体
２３２ 接触部
２３４ スリット
２５０ 下部ラビリンス機構（制限部）
２５２ 仕切板（第１立設壁）
２５４ ラビリンスプレート（第２立設壁）
２６０ 肉盛部
３３０ シール体
３３４ 中空孔

Claims (7)

1. 高炉本体の炉頂から回転自在に原料を装入する旋回テーブルと、該旋回テーブルの一部に対向する対向部との間に形成される間隙をシールするシール機構であって、
   前記旋回テーブルおよび前記対向部のいずれか一方には、環状のシール体が固定され、該シール体には、該旋回テーブルの回転方向に延在し、該旋回テーブルおよび該対向部のいずれか他方に接触する接触部が設けられていることを特徴とするシール機構。
2. 前記高炉本体内から前記シール体への高炉ガスの流通を制限する制限部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のシール機構。
3. 前記制限部は、
   前記シール体の径方向内側に設けられ、前記対向部および前記旋回テーブルのいずれか一方から他方側に向かって立設した第１立設壁と、
   前記第１立設壁から前記シール体の径方向内側に離隔して設けられ、前記対向部および前記旋回テーブルのいずれか他方から一方側に向かって立設するとともに、一部が該第１立設壁に対して径方向に対向する第２立設壁と、
   を含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載のシール機構。
4. 前記シール体には、
   前記接触部から延在するスリットが前記旋回テーブルの回転方向に間隔を隔てて複数設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシール機構。
5. 前記シール体には、前記旋回テーブルの回転方向に延在する中空孔が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシール機構。
6. 前記旋回テーブルおよび前記対向部のいずれか一方における、前記シール体の接触部に接触する箇所には、耐摩耗性を有する肉盛部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシール機構。
7. 前記請求項１から６に記載のシール機構を備えたことを特徴とする高炉。

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