JP4162091B2 - 移動炉床炉の粉体材料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は移動炉床炉の粉体材料供給装置に関し、特に、粉体材料を貯留するホッパの排出口を、正逆回転する軸体に固定した回動板によって開閉する構造の粉体材料供給装置に関する。

移動炉床上へ酸化鉄を主成分とする原料粉体と還元用の炭材粉体を供給し、加熱還元・溶融させて還元鉄を得る還元溶融炉が提案されている。本溶融炉における粉体材料の供給装置として例えば特許文献１には、炭材ホッパから切り出した炭材粉体を移動炉床上へ所定厚の炭材層として堆積させた後、この炭材層上へ原料ホッパから切り出した原料粉体を所定厚の原料層として堆積させて、炉内へ送り込むものが示されている。
特開２００２−５３９０７

ところで、炭材ホッパ等の排出口を開閉する構造として、排出口付近に、移動炉床の上方を横切るように回転可能に軸体を設けて、当該軸体の外周に移動炉床の幅方向へ延びる回動板を固定し、当該回動板を正逆回動させて排出口を開閉するものが考えられる。しかし、排出口を閉鎖した際に軸体周囲から粉体材料が洩れないように密閉しようとすると、上記軸体の置かれた雰囲気が高温でかつ温度変動も大きいことから、封止部材の熱損傷や熱膨張等によって軸体の円滑な回転が困難になるおそれがあった。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、軸体周囲を密閉せずその円滑な回転を保証しつつ、回動板で閉鎖した排出口からの粉体材料の洩れを確実に防止できる移動炉床炉の粉体材料供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、移動炉床（１３）の直上に、粉体材料（Ｍ）を貯留するホッパ（２）の排出口（２５）を位置させるとともに、排出口（２５）付近に、移動炉床（１３）の上方を横切るように回転可能な軸体（６１）を設け、軸体（６１）の外周に上端を結合して移動炉床（１３）の幅方向へ延びる回動板（６２）を設けるとともに、軸体（６１）の周囲には、排出口（２５）に設けられて軸体（６１）に平行に位置する垂れ板（２７）および軸体（６１）に直交して位置する側板との間に空間（２６１，２６２）を形成して、軸体（６１）を回転させることにより回動板（６２）を、排出口（２５）を閉鎖する位置へ回動できるようにし、かつ軸体（６１）と垂れ板（２７）および側板との間に形成された空間（２６１，２６２）の開放された大きさを、回動板（６２）で排出口（２５）を閉鎖した際に空間（２６１，２６２）を経て所定の安息角で傾斜流出する粉体材料（Ｍ）が軸体（６１）の外周面で堰き止められる大きさに設定する。ここで、上記粉体材料には、直径５〜２０ｍｍのミニペレットやミニブリケットも含まれる。

本第１発明においては、排出口を横切る部分で軸体の周囲には一定の空間が形成されているから、高温かつ温度変動の大きい雰囲気下でも、熱膨張変形等による他部材との干渉に伴う回転障害を生じることがなく、軸体の円滑な回転が保証される。この場合、回動板で排出口を閉鎖した際に上記空間を経て粉体材料が流出しようとするが、所定の安息角で傾斜流出する粉体材料は軸体の外周面で堰き止められてそれ以上流出しない。

本第２発明では、上記回動板（６２）を移動炉床（１３）の幅方向へ一定間隙（Ｗ）をおいて複数の板片（６２１）に分割するとともに、隣接する板片（６２１）の対向する各側面を回動板（６２）の板厚方向に対して粉体材料（Ｍ）の安息角以上で平行に傾斜させる。本第２発明においては、板片間に形成された上記間隙は安息角以上で傾斜しているから、回動板を略水平位置へ回動させて排出口を閉鎖した状態で上記間隙内へ安息角で傾斜流入する粉体材料は間隙内に留まって、下方へ洩れることはない。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の移動炉床炉の粉体材料供給装置によれば、軸体周囲を密閉することなく高温雰囲気下での軸体の回転を保証しつつ、回動板によって閉鎖した排出口からの粉体材料の洩れを確実に防止することができる

図１には還元溶融炉における粉体材料供給装置の一例を示し、炭材粉体を供給するための粉体材料供給装置（以下、炭材供給装置という）Ｅ１の、移動炉床１３の移動方向に沿った詳細垂直断面図である。また、図２には上記移動方向に直交する方向に沿った炭材供給装置Ｅ１の詳細垂直断面図を示す。炭材供給装置Ｅ１はホッパ２を備えている。ホッパ２は長方形断面の上方開放の箱体で、その長辺方向の幅は移動炉床１３の幅（図２）よりも小さく、短辺方向では下半部の後壁２１（図１）が前壁２２方向へ接近傾斜してその幅が下方へ漸次小さくなっている。そして、ホッパ２下端に排出口２５が開口している。

上記ホッパ２は前壁２２、後壁２１および両側壁２３，２４よりなる周壁４の、炉外へ露出した上端部を除く外面が所定厚の耐火物３１で覆われている。周壁４は上下端が閉鎖された中空の内外二重壁となっており、前壁２２に接続された冷却水供給管３２から二重壁の内部空間に冷却水が供給されてウォータジャケットＷＪを構成している。冷却水は上記内部空間内に配設された仕切板３３により蛇行形成された流路内を流通して、後壁２１に接続された冷却水排出管（図示略）から流出させられる。

周壁の内側にはこれと間隔をおいて全周に鉄製板体が設けられて保護壁５となっている。保護壁５と周壁４の間の間隙は上下端が閉鎖されて気体空間ＧＳとなっており、ホッパ２後部を貫通して上記気体空間ＧＳ内にＮ2ガス供給管３４が開口している。これにより、気体空間ＧＳがＮ2ガスで満たされるとともに、後壁２１に沿って位置する保護壁５の下端部に設けた通気孔５１からＮ2ガスが排出口２５の直上位置のホッパ２内へ吹き込まれている。

斜め前方へ開放する排出口２５に近いその前方位置には軸体６１が設けられている。軸体６１は前壁２２の略直下位置にその下端と所定の間隙をなして位置し、移動炉床１３の上方を横切って炉壁を貫通している（図２）。軸体６１は両端部を複数段で縮径させてあり、両端は軸受け部材６１１に回転可能に支持されている。軸体６１は筒状に成形されて、その両端に接続されたスイベルジョイント６１２を経て筒内に冷却水が流通させられている。軸体６１の中央部外周には、排出口２５の幅とほぼ等しい長さの一定幅の回動板６２がその上端を固定して設けてある。回動板６２は軸体６１を回転させることによって排出口２５を閉鎖した図１に示す位置と、排出口２５を開放する位置へ回動させられる。上記軸体６１はその端部外周に取着されたハンドル装置（図２）７によって回転操作される。

図３にはホッパ排出口部分の拡大垂直断面図を示す。排出口２５にはその内周壁に沿って矩形半筒状のガイド部材２６が設けてある。ガイド部材２６の上方開口はホッパ２内に連通しており、図示のようにその下方開口に回動板６２の板面が当接してこれが閉鎖されると、ガイド部材２６の両側（図面手前側と向こう側）および後側（図の左側）はそれぞれ側板と後板で閉鎖されているが、側板の前端は間隙２６１をなして軸体６１の外周面に対向するとともにガイド部材２６の前側は開放されている。そして、この前側の開放口２６２の開口高さを所定のものにするために側板間に垂れ板２７が架設されている。このような構造により、排出口２５を横切る部分で軸体６１の周囲には間隙２６１や開放口２６２によって他部材との間に一定の空間が形成されるから、高温でかつ温度変動の大きい雰囲気下でも、軸体６１の円滑な回転が保証される。この場合、ホッパ２内の粉体材料Ｍが開放口２６２を経て流出するが、図３に示すように、この流出は粉体材料Ｍ固有の所定の安息角で外方へ下り傾斜するものとなり、その前方に位置する軸体６１の外周面で堰き止められて、それ以上の流出が阻止される。また、側方（紙面垂直方向）への粉体材料Ｍの流出も、所定の安息角で下り傾斜する粉体材料Ｍが間隙２６１を経て軸体６１の長手方向の外周面上に至ったところでそれ以上の流出は生じない。

ここで、本実施形態では、熱膨張による変形を防止するために、回動板６２は図４、図５に示すように長手方向へ一定間隙Ｗをおいて複数の板片６２１に分割してある。隣接する板片６２１の対向する各側面は回動板の板厚方向に対して一定角度で平行に傾斜させてあり、これら板片６２１間に形成された上記間隙Ｗは同角度で傾斜している。回動板６２が略水平位置へ回動して排出口２５を閉鎖した状態で回動板６２の間隙Ｗは図６に示すように垂線に対して角度αで斜め下方へ延びている。この角度αを粉体材料Ｍの安息角よりも大きい、板厚ｄを考慮した所定の角度とすれば、間隙Ｗ内へ安息角で傾斜流入した粉体材料Ｍは斜めに延びる間隙Ｗ内に留まって、下方へ洩れることはない。

本発明の一実施形態を示す、炉床移動方向に沿った炭材供給装置の垂直断面図である。 炉床移動方向に直交する方向に沿った炭材供給装置の垂直断面図である。 ホッパの排出口部の拡大垂直断面図である。 軸体の回動板設置部の平面図である。 軸体の回動板設置部の側面図である。 回動板の要部概略断面図である。

符号の説明

１…移動炉床炉、１３…移動炉床、２…ホッパ、２５…排出口、２６１…小間隙、２６２…開放口、６１…軸体、６２…回動板、６２１…板片、Ｍ…粉体材料、Ｗ…間隙。

Claims (2)

1. 移動炉床の直上に、粉体材料を貯留するホッパの排出口を位置させるとともに、前記排出口付近に、前記移動炉床の上方を横切るように回転可能な軸体を設け、前記軸体の外周に上端を結合して前記移動炉床の幅方向へ延びる回動板を設けるとともに、前記軸体の周囲には、前記排出口に設けられて前記軸体に平行に位置する垂れ板および前記軸体に直交して位置する側板との間に空間を形成して、前記軸体を回転させることにより前記回動板を、前記排出口を閉鎖する位置へ回動できるようにし、かつ前記軸体と前記垂れ板および側板との間に形成された前記空間の開放された大きさを、前記回動板で前記排出口を閉鎖した際に前記空間を経て所定の安息角で傾斜流出する粉体材料が前記軸体の外周面で堰き止められる大きさに設定したことを特徴とする移動炉床炉の粉体材料供給装置。
2. 前記回動板を前記移動炉床の幅方向へ一定間隙をおいて複数の板片に分割するとともに、隣接する前記板片の対向する各側面を、前記回動板の板厚方向に対して前記粉体材料の安息角以上で平行に傾斜させた請求項１に記載の移動炉床炉の粉体材料供給装置。

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