JP4422273B2

JP4422273B2 - 溶湯容器用蓋のシール装置

Info

Publication number: JP4422273B2
Application number: JP2000029036A
Authority: JP
Inventors: 克見掛野; 五千雄下畦
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd; Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2000-02-07
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2020-02-07
Also published as: JP2001219265A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鋼業において用いられる溶銑鍋、取鍋およびタンデッシュ等の溶湯容器に適用される溶湯容器用蓋のシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶銑および溶鋼等の溶湯を扱う場合、耐火物を内張りした溶銑鍋、取鍋およびタンデッシュ等の溶湯容器が用いられている。そして、この溶湯容器に溶湯を注入する場合には、溶湯の温度降下を防ぐ必要があるため、事前に溶湯容器内に向けて直火バーナを燃焼させて、溶湯容器内を所定温度に加熱昇温させた後、溶湯が注入される。この直火バーナによる溶湯容器内の加熱時に溶湯容器の上部開口を直火バーナを備えた蓋により塞ぎ、加熱効率の向上が図られている。また、この溶湯容器と蓋との間の隙間を塞いで、気密性の向上を図るために、従来、溶湯容器の一例である取鍋とその蓋との間のシール装置が提案されている（特開平9-105584号公報）。
【０００３】
このシール装置は、リング状の型枠と、型枠の内周に設置された耐熱クロスと、型枠の外周に設置された略コの字状断面のシールリングと、型枠の外周部に配置されたシールリング着脱アーム等とから形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したシール装置では、取鍋の上端面の凹凸のために取鍋と蓋との間に隙間が生じた場合に、取鍋内の熱気が外部に漏れることによる熱損失が生じ、これを防ぐためにはシールガスの使用が必要になるという問題がある。
【０００５】
また、前述した公報に開示のように、取鍋の蓋に取付けられた油圧シリンダ等の駆動装置により前記蓋の開閉を行う場合、この駆動装置が熱気に曝され、焼損等によりその耐久性が低下する。また、稼動中にこの駆動装置が故障した場合には、その修理をしなければ蓋を開くことができないため、高温下での修理作業を余儀なくされる等の問題がある。
本発明は、斯る従来の問題点をなくすことを課題としてなされたもので、気密性の向上を可能とした溶湯容器用蓋のシール装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第一発明は、溶湯容器用蓋の蓋本体の周縁部に下部が開口した溝を有する環状ガイド枠を設けるとともに、前記環状ガイド枠の溝に上下動可能にかつ溶湯容器の上端面に当接可能に吊持されたシールブロックを嵌入し、前記シールブロックを周方向に分割された複数のシールブロック分割片から形成し、隣接するシールブロック分割片の一方の隣接面に凸部を形成し他方の隣接面に凹部を形成して、前記凸部と前記凹部の嵌合により隣接するシールブロック分割片を上下方向に相対移動可能にした構成とした。
【０００８】
また、第二発明は、前記各発明の構成に加えて、前記シールブロックが、上部よりも下部が大きい断面形状を有する弾性断熱材により形成された構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜４は本発明の第一実施形態に係るシール装置１を溶銑鍋予熱装置２に適用したものを示している。
溶銑鍋である溶湯容器３は鉄皮４の内側に耐火物５、例えばアルミナ・炭珪質系レンガが施されたものである。溶銑鍋予熱装置２は、直火バーナ６を備えた蓋７と、この蓋７の移動装置８とから構成され、前記蓋７は下面に耐火物９、例えばレンガが施された蓋本体１０を有し、耐火物９および蓋本体１０の周囲には後述するシール装置１が配設されている。また、直火バーナ６が蓋本体１０の中央部に設けられている。蓋本体１０からはアーム１１が延びており、このアーム１１は旋回台１２上の支軸１３を中心として回転可能に設けられるとともに、この旋回台１２に支持された油圧シリンダ１４により所定角度の範囲内において正逆転させられる。即ち、この溶銑鍋予熱装置２は旋回型俯仰式のもので、蓋７の移動装置８は、アーム１１、旋回台１２および油圧シリンダ１４から構成され、図３において二点鎖線Ａで示すように上昇位置にある蓋７が側方に退避した状態下で、溶湯容器３が定位置に運ばれた後、溶湯容器３の上方まで蓋７は旋回させられる。図１において二点鎖線Ｂで示すように、蓋７が溶湯容器１の上方に達すると、蓋７は溶湯容器１の上端面と略平行状態になるまで下方に向けて降下させられ、実線で示すように溶湯容器３の上部開口部を閉じた後、直火バーナ６により昇温および均熱が行われる。
【００１０】
シール装置１は、耐火物９および蓋本体１０を取巻き、下部が開口した溝１５を有する耐火材或は鉄板等からなる環状ガイド枠１６と、この溝１５に嵌入され、下面が溶湯容器１の上端面に当接する環状のシールブロック１７とを有している。本実施形態では、シールブロック１７は、縦方向の断面が外方に広がる底辺を有するＬ字形の弾性断熱材１８（例：カオウール（登録商標））と、この弾性断熱材１８を保持するシール基材１９、例えばステンレス鋼板とからなり、溝１５内で上下方向に摺動可能に設けられている。また、シールブロック１７は溝１５の上部に設けられた支持手段２０、例えばボルト・ナットおよびこれに取付けられたチェーンにより上下動可能に吊り下げ支持されている。
【００１１】
さらに、このシールブロック１７は、図４に示すように円弧状の複数のシールブロック分割片１７ａからなっており、隣接するシールブロック分割片１７ａの各々は、一方の隣接面に上下方向に形成した凸部を他方の隣接面に形成した凹部に嵌入させる嵌合構造により上下方向に相対移動可能に組立てられている。図４では、一方の側に凸部２１を有し、他方の側に凹部２２を有するシールブロック分割片１７ａが示されているが、両側に凸部を有するシールブロック分割片と両側に凹部を有するシールブロック分割片とを組合せてシールブロック１７を形成してもよい。
【００１２】
このように、このシールブロック１７は、上部に比して下部の断面形状が大きくなっているため、溶湯容器３と蓋７との間で多少の位置ずれが生じても溶湯容器３の上端面とシールブロック１７の下端面は当接して開口部は閉じられる。また、シールブロック１７は上下動可能に、特に前述した実施形態では複数のシールブロック分割片１７ａからなり、上下動可能に吊持されているため、溶湯容器３の上端面全域においてシールブロック１７が当接し、溶湯容器３内の気密性の向上が図れる。
【００１３】
図５は、本発明の第二実施形態に係るシール装置のシールブロックを形成するシールブロック分割片１７ｂを示し、その底辺およびシール基材１９の形状が異なる点を除き、他は前述した第一実施形態と実質的に同一であり、互いに共通する部分については同一番号を付してある。
このシールブロック分割片１７ｂの底片は内方に向かって張出した底辺を有し、シール基材１９はＬ字形の弾性断熱材１８の上端面から外周面にかけて取付けられている。
既設の溶湯容器の蓋に本発明に係るシール装置を適用しようとすると、蓋の外径が決められてしまう場合がある。このような場合には、このシールブロック分割片１７ｂを用いたシール装置により前記適用が容易になる。
【００１４】
図６は、本発明の第三実施形態に係るシール装置のシールブロックを形成するシールブロック分割片１７ｃを示し、その底辺の形状が異なる点を除き、他は前述した第一実施形態と実質的に同一であり、互いに共通する部分については同一番号を付してある。
このシールブロック分割片１７ｃは、外方および内方に向かって張出した底辺を有し、溶湯容器３と蓋７との間の位置ずれの許容範囲が第一実施形態の場合よりも一層広くなるようになっている。
【００１５】
本発明は前述した各実施形態に限定されるものでなく、例えばシールブロック１７は必ずしも複数の分割片により形成する必要はなく、全周が一体になった環状体により形成してもよい。その断面形状についても、Ｌ字形、逆Ｔ字形に限定するものでなく、上部よりも下部が大きいのが好ましいが、上部から下部にかけて一様な断面を有するものであってもよい。
また、隣接するシールブロック分割片の隣接面の各々を平面にして、互いに当接させるようにしてもよい。
さらに、シールブロック１７をチェーンではなく、スプリング等の弾性手段或はワイヤにより吊持するようにしてもよい。
その他、蓋７についても、昇降式、俯仰式のいずれのタイプでもよく、蓋７に対して溶湯容器３が移動することによりその開口部の開閉が行われるタイプのものであってもよい。
【００１６】
次に、溶銑鍋の昇温テスト結果について説明する。
溶銑鍋である溶湯容器３は、概略の代表寸法が外径２８５０mm、内径２７５０mm、高さ３３００mmで、耐火物５はアルミナ・炭珪質系或は鑞石・炭珪質系耐火物からなっている。なお、溶湯容器３の高さの差異は最大３６０mmで、また、上端面における高低差は地金付着、レンガ押え金物の浮き上がり、モルタル施工厚みの誤差等により溶湯容器毎に必ずしも同一ではない。
溶銑鍋予熱装置２は、中央部に１本の直火バーナ６が配置された外径２８５０mmの蓋７を有する旋回俯仰型のものである。
【００１７】
シール装置１の支持手段２０にはチェーンが用いられ、各チェーン毎に蓋７の周縁部を８分割する幅２００mm、高さ２４０mm、厚さ２４０mmのシールブロック分割片１７ａを吊持させた。各シールブロック分割片１７ａの弾性断熱材１８には、前述したカオウールが用いられ、シール基材１９にはステンレス鋼板（厚さ６mm）が用いられている。
３種類のテスト１，２および３において、直火バーナ６による燃焼条件は全て同一であり、常温の溶湯容器３が用いられ、テスト１では溶湯容器３の上端面に約５０mmの地金付着が数ヶ所ある高さのばらつきが最も大きいものを用い、テスト２および３では、溶湯容器３の上端面とシールブロック分割片１７ａの下端面との間に全周にわたって所定寸法の隙間（１００mm、２００mm）を生じさせた。
【００１８】
テストの結果、表１に示すデータが得られた。
【表１】

【００１９】
表１に示されるように、シールブロック１７を複数のシールブロック分割片１７ａにより形成することにより、溶湯容器３の上端面に約５０mmの高低差からなる凹凸があっても、溶湯容器３と蓋７との隙間は最高２０mmとなり、省エネルギー効果が高くなることが分かる。また、テスト１では、溶銑鍋の加熱温度が作業標準（注入可能温度）を超えた時点で、直火バーナ６の燃焼を停止させたが、本発明によれば、更なる昇温も可能で、十分実用化に耐え得ることが確認できた。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、第一本発明によれば、溶湯容器用蓋のシール装置は、蓋本体の外周部に、下部が開口した溝を有する環状ガイド枠を設け、この溝に嵌入され、上下動可能にかつ溶湯容器の上端面に当接可能に吊持されたシールブロックを備えている。
このため、溶湯容器の上端面とその蓋の高さの差異により、両者間に隙間が生じても、シールブロックが自由に上下動することにより、この隙間が小さくなり、溶湯容器と蓋との間の気密性が向上し、省エネルギーが可能になるという効果を奏する。
【００２１】
また、シールブロックが複数のシールブロック分割片から形成され、隣接するシールブロック分割片の一方の隣接面に凸部を形成し他方の隣接面に凹部を形成して、凸部と凹部の嵌合により隣接するシールブロック分割片を上下方向に相対移動可能にしているため、溶湯容器の上端面に凹凸があっても、この上端面と前記蓋との間の隙間を閉じ易くなり、より一層の気密性能の向上、省エネルギーが可能になるという効果を奏する。
【００２２】
さらに、第二発明によれば、前記各発明の構成に加えて、シールブロックが、上部よりも下部が大きい断面形状を有する弾性断熱材により形成されているため、溶湯容器の歪或は溶湯容器と前記蓋との間の芯ずれが生じても、溶湯容器とその蓋との間の気密性は保たれ、省エネルギーが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶湯容器および第一実施形態に係るシール装置を適用した蓋を示す正面図である。
【図２】図１に示す蓋の閉じた状態を示す部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す溶湯容器および蓋を含む平面図である。
【図４】図１に示すシールブロックのシールブロック分割片を示す斜視図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るシール装置のシールブロック分割片を示す斜視図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係るシール装置のシールブロック分割片を示す斜視図である。
【符号の説明】
１シール装置２溶銑鍋予熱装置
３溶湯容器７蓋
１０蓋本体１５溝
１６環状ガイド枠１７シールブロック
１７ａシールブロック分割片１８弾性断熱材

Claims

溶湯容器用蓋の蓋本体の周縁部に下部が開口した溝を有する環状ガイド枠を設けるとともに、前記環状ガイド枠の溝に上下動可能にかつ溶湯容器の上端面に当接可能に吊持されたシールブロックを嵌入し、前記シールブロックを周方向に分割された複数のシールブロック分割片から形成し、隣接するシールブロック分割片の一方の隣接面に凸部を形成し他方の隣接面に凹部を形成して、前記凸部と前記凹部の嵌合により隣接するシールブロック分割片を上下方向に相対移動可能にしたことを特徴とする溶湯容器用蓋のシール装置。
前記シールブロックが、上部よりも下部が大きい断面形状を有する弾性断熱材により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の溶湯容器用蓋のシール装置。