JP5749397B2 - 高炉の装入装置用の扉及びバルブアッセンブリ - Google Patents

Description

本発明は溶鉱炉のような高炉に用いられる装入装置用のハッチ及びバルブ装置、より詳細には、第一に固形状態での炉の充填物を制御し第二にガス漏れを防ぐための装置に用いられるハッチ及びバルブ装置、に関する。

高炉、特に溶鉱炉に用いられる多様な充填装置が既に知られている。それらの中においては、炉の充填物及び充填された原料の拡散をより良好に制御すべく“ベルレストップ（登録商標）”装置がよく使用される。また、これらの装置に使用される密封システムは溶鉱炉のシャフトに含まれる高圧ガスを良好に密封する。これは主に一方では、密封要素の機能的分解によるものであり、他方要素が炉内への固形物の導入を制御するために設計されたことにもとづく。

この形式のシステムは、例えばＵＳ４５１４１２９又はＷＯ２０１０／０８１８１０により公知であり、ハッチが開いた際の１個又は複数個の原料ホッパーの閉塞性を確保するとともに、原料全体を制御するための原料ハッチと呼ばれる旋回自在の密封ハッチ装置を含む。このハッチ装置は反対方向に旋回する単一又は２個のフラップを構成することができる。

これらのシステムは、溶鉱炉から外部へガスが漏れるのを防ぐために、ハッチの下方に位置する密封バルブもまた含む。閉位置において、このバルブの下部はハッチ及びバルブ装置の結合部である固定されたシートを支持する。

原料ハッチ及び密封バルブはかかるハッチ及びバルブ装置のハウジングに配設され、そしてそれは固形原料用のホッパーに接続される。このハウジングは、ベルレストップ（登録商標）システムに特有な技術によるものであり、固形原料が分配スクリーン上で溶鉱炉の内部へ落下する際に通過する実質的に鉛直な中央通路を含む。

閉位置においては、原料ハッチはホッパー内に収容された固形原料の装入を補助することに寄与し、バルブはガス気密性に寄与する。

溶鉱炉内へ原料を導入することのできる開位置においては、原料ハッチが開位置に旋回せしめられることで原料を投入できるようになる。密封バルブはこの時一時的に原料の軌道から取り除かれ、気密性を維持しているバルブの表面が中央通路を落下する固形原料によって損傷を受けることが無い。充填時においても、先ず密封バルブは旋回運動により開せしめられる。これにより原料ハッチが固形原料のために開けられる前に、通路が完全に開放せしめられる。

一般的に、密封バルブの旋回軸はハッチにおけるフラップの旋回軸と実質的に垂直、又は、フラップの旋回軸と平行である。ハッチ及びバルブの旋回運動はハッチ及びバルブ装置のハウジングに取り付けられた夫々のアクチュエータによって制御される。ギア付きのモーター又はジャッキのような電気式又は水圧式であるこれらのアクチュエータは、該ハウジングの該壁を通過する伝達シャフトによりハッチ又はハッチ及びバルブのフラップ夫々を回転せしめ、そして、ハッチ又はハッチ及びバルブのフラップは密封手段を備えた該ベアリングにより前記ハウジングに順番に案内される。

既知のシステムにおいては、ベアリングはハッチ及びバルブ装置のハウジングに直接固定されている。ハッチ及び／又はバルブのフラップはアームによってハウジング内で前記シャフトと一体にせしめられる。ハッチ又はバルブを修理又は交換或いはシールを修復する際には、ハッチ又はバルブはハウジング内部に位置しなければならない。直接ハウジングに入る作業者はハウジングの壁にこの目的のために設けられた作業者用通路を通って前記ハウジング内に入り、限られた空間内で作業をする。かような空間内においては、作業者は火炉を一時停止したにもかかわらず残存する熱及び溶鉱炉ガスの存在により危険にさらされる。この停止はこの種の内部作業に必要であり、そしてその間は生産が停止することとなる。

発明の目的

本発明の目的は上述した課題を解決すること、特にこれらの内部作業で必要とされる時間を可能な限り短くすることができるハッチ及びバルブ装置を提案すること、である。ハッチ及びバルブ並びに旋回する駆動要素へのアクセス性を改善すること、アクセス時の信頼性を高めること、アクセスした内部作業者の労働環境を改善すること、もまた本発明の目的である。新品又は改修された装置、或いは例えば設計は異なるが機能が同等である構造からなる装置、により、アクチュエータと一緒に結合されるバルブ及びハッチ装置一式の交換を容易にできるようにすることもまた本発明の目的である。

発明の一般態様

これらの目的を踏まえると、本発明の目的は、溶鉱炉のような高炉に用いられる装入装置用のハッチ及びバルブ装置であって、前記装置はハウジングを有し、該ハウジングの内部には少なくとも１個のハッチ及び／又はバルブが位置せしめられ、該ハッチ及び／又はバルブは該ハウジングの外側に位置するアクチュエータによって旋回せしめられ、該ハッチ及び／又はバルブは該ハウジングに対して固定されたベアリングに案内される連結シャフトによって接続される、ハッチ及びバルブ装置である。

本発明に従うと、該ハッチ及びバルブ装置は、該ベアリング及び該アクチュエータは取り外し可能な扉に配設せしめられ、該扉は該ハウジングの該壁に形成された開口を密封し、該扉の寸法は、該ハッチ又は該バルブが前記開口を通して該ハウジングの該軸に対して横方向に引き出されるように設計されている、ことを特徴とする。

付言すると、前記“軸に対する横方向移動”は該扉の位置が変わることを意味すると理解され、該ハッチ又はバルブの除去は該ハウジングの該軸に対して垂直方向だけでなく前記軸に傾斜する方向においてもなされる。該扉の位置の変化及び該ハッチ及び該バルブの除去は該ハウジングの該軸を通過するラジアル平面上の直線に沿ってなされる。

本発明により、夫々のモジュールは上記動作をするためのアクチュエータ及び結合手段を伴うハッチ又はバルブを有し、該モジュールは該ハウジングから単一形態で取り外され取り除かれる。かくして、事前準備されたモジュールによる完全な交換又は該モジュールについて直接的に作業をすることが可能となり、より広範な環境でより良好な作業環境を提供することができる。

従来技術のシステムにおいては、ハッチ及びバルブ上で行われる作業は該ハウジング内においてのみ行われる。作業が搬送動作用手段上で要求される場合、例えば該シャフト上で該バルブ或いは該ハッチをアクチュエータに接続する場合、該シャフトを外に引き出すことができるようになる前に、作業者の一人が先ず該バルブ又は該ハッチ及び該シャフトに接続された該アームを取り外すために該ハウジング内に侵入しなければならない。比較すると、本発明はこれらすべてのオペレーションについて、該ハウジング内でのいかなる内部作業をも必要としない。

一式を交換する場合にあっては、該交換モジュールは新品或いは改修された同一のモジュールであってよく、この交換では、生産が中止される内部作業時間が最小になるように設定される。他方で、引き出されたモジュールはハウジングの外にある作業ベンチ上で行うことが出来る。この作業ベンチで作業することにより、作業者は該ハウジング内の制限された空間よりもはるかに大きい作業空間を得ることができる。かくして異なる部分の全ての交換又は改修オペレーションは大いに促進されると共に高い視認性が得られる。また、作業が自然光のもとで行われるようになり、これにより該ハッチ又はバルブの損傷の発見又は改修が促進される。更に、接続を解除する際のアクチュエーターの油圧又は電圧供給システムは不要であり、これにより要求される作業が単純化される。

更に、該ハッチ及びバルブが完全に取り除かれることに起因して、該ハウジングの内部へのアクセス性及び視認性が格段に向上される。これにより、該ハウジング内部の視認性を損なうこと及び前記ハウジング内で作業する作業者の動作の障害となるものはない。

本発明は、作業者がまだ該ハウジング内にいる時に該バルブ又はハッチが旋回する不適当な操作のリスクを取り除くことが出来る。

特別な技術的特徴により、該扉は該ハウジングに対して滑動自在に配設せしめられる。該扉が一旦前記ハウジングから取り除かれると、該モジュール一式はそれを外側に滑動せしめるだけで該ハウジングに形成された該中央通路の該軸に対して実質的半径方向に取り除くことができる。そのため、好適には該装置は実質的に水平又は僅かに傾斜した案内軌道を有する。該案内軌道は該ハウジングに恒久又は取り外し可能な態様で取り付けられており、該扉は該軌道上を移動するスライダー及び軌道車を有する。該スライダー又は軌道車は、緩衝器が該軌道を超えて移動するのを防ぐ終端の範囲内で該軌道上を移動する。該軌道の長さは、少なくとも該バルブ及びハッチが該ハウジングの外側に完全に取り除かれることを充分保証する距離を超えて該モジュールが移動できるように設定される。かくして、該モジュールが該軌道に支持され続けている間、該モジュールの全ての要素について作業することが可能となる。例えば該開口を通して該ハッチ又はバルブを通過しやすくするために、該モジュールの該移動と特定方向の旋回運動を組み合わせることもまた、該扉を取り除く際に可能である。

所望ならば、他方の技術的特徴により、該軌道の接地面積の問題を解決することができる。該扉は分解アームを恒久的又は一時的に固定する連結手段を具備し、該分解アームは吊り上げ装置により夫々のモジュールの操作を可能にするために設計されたカウンターウェイトを有する。該分解アーム及びそのカウンターウェイトは装着リングを含み、該装着リングは該吊り上げ装置に該モジュールを装着せしめる。これにより該モジュールの平衡は保証される。即ち、該モジュールは該ハウジングから実質的に水平方向に、少なくとも該ハウジングの壁に形成された該開口を通して該バルブ又はハッチが自由に通過することを保証する位置に移動される。

本発明におけるその他の特徴、特性、及び有利な効果は添付した図面を参照して以下に示す態様について詳述することにより理解される。
本発明に従って構成された装置の使用時の斜面図。 ２個のモジュールがハウジングの外で後退位置にある、図１と類似した図。 本発明の第２の実施形態に従って構成された装置であって、２個のモジュールがハウジングの外で後退位置にある状態を示す斜面図。

図１及び図２に図示されるハッチ及びバルブ装置は、原料を溶鉱炉内に装入せしめるための中央通路１１を備えたハウジング１を有する。中央通路１１は実質的に垂直な軸Ａを有する。そしてハウジング１は前記溶鉱炉（図示せず）の装入装置上にハウジングを固定するための上側フランジ１２と下側フランジ１２´を備えている。ハウジング１は原料ハッチモジュール２と密封バルブモジュール３を含み、それらは軸Ａに対して実質的に９０度オフセットしている。

図示の例においては、原料ハッチモジュール２は２個のフラップ２１１を有するハッチ２１を含み、フラップ２１１は相互に反対方向に旋回する。各々のフラップはアーム２２で支持され、２個のアーム２２は平行軸２３を有する変速軸の一端に配設され、軸はベアリング装置２４にまとめられたベアリングに配設され、既知のアクチュエータ２５により反対方向に旋回駆動せしめられる。原料ハッチモジュールは単一の旋回フラップのみから構成されてもよい。

ベアリング２４及びアクチュエータ２５は、例えばフランジシステム２６１により、気密性を維持した状態で閉じる扉２６に配設せしめられ、開口はハウジング１の壁に形成され、開口１３の寸法は通常の使用位置において軸２３に配設された制御アームを備えたハッチ装置が通過できるようになされている。即ち、図２より明確に理解されるとおり、モジュール２がハウジングの半径方向外方に移動する際に、フラップ又はアームを事前に取り外すこと無く、ハッチ２１は自由に開口１３を通過することができる。

図１及び図２に示す実施形態においては、平行軌道１４は開口１３の両側においてハウジング１上に固定され、扉２６は軌道１４上を転動又は滑動するよう設計された軌道車２６２を具備する。かようなモジュール２は半径方向において軌道に沿って案内される。軌道車は、モジュール装置の重量が軌道により支持されるように製造され、ハッチにより好ましくない姿勢にせしめられた場合であっても転倒することなく軌道にモジュールが案内されるように配置される。加えて、緩衝器１４１がモジュール２の過剰に滑動するあらゆる危険を回避すべく軌道の一端に配設されている。

密封バルブ３はモジュール２と同様の方法で製造される。密封バルブ３は軸２３を有する駆動シャフトの一端に配設されたアーム３２によって搬送される旋回バルブ３１を具備し、前記シャフトはベアリング３４に配設せしめられ、前記シャフトはそれ自体周知の形式であるアクチュエータ３５により旋回せしめられる。

ベアリング３４及びアクチュエータ３５は、例えばフランジシステムにより気密性を維持した状態で閉じる扉３６に配設せしめられ、開口１５はハウジング１の壁に形成され、開口１５の寸法は通常の使用位置において軸３３にアッセンブルされた制御アーム３２を備えたバルブ３１が通過できるようになされている。即ち、バルブ３１がアーム３２に静止して固定されることで扉３６に接続されている時、及びモジュール３がハウジングの半径方向外方に移動する時、バルブ３１は自由に開口１５を通過することができる。

モジュール２と同様に、平行軌道１６は開口１５の両側においてハウジング１上に固定され、扉３６は軌道１６上を転動又は滑動するよう設計された軌道車３６２を具備する。かようなモジュール３は半径方向において軌道に沿って案内される。軌道車は、モジュール装置の重量が軌道により支持されるように製造され、バルブ３１により好ましくない姿勢にせしめられた場合であっても転倒することなく軌道にモジュールが案内されるように配置される。加えて、緩衝器１６１がモジュール３の過剰に滑動するあらゆる危険を回避すべく軌道の一端に配設されている。

溶鉱炉における通常の作業位置においては、モジュール２及び３は、図１に示すようにハウジング１の開口１３及び１５の各々の外面で、扉２６及び３６をフランジすることにより組みつけられる。ハウジング内に位置する任意のモジュールの要素について作業する必要がある際には、扉を解錠しハッチまで軌道上のモジュール全体を滑動せしめるか、又は図２に図示する様にバルブがハウジングを完全に開けることで充分である。かくして、モジュールの任意の要素について交換又は修理することが可能及び容易となる。モジュールを他の同様の機能を有するものと交換するために、任意である適当な操作手段により軌道からモジュールを取り外すことでモジュール一式を容易に取り除くことも可能である。

図３に示した態様は、前述の態様のように案内軌道を設置することが不可能なところで設置することを特に意図されている

この場合、モジュール２及び３は前述と同態様で設計及び製造されるが、モジュールを支持及び滑動せしめるための案内軌道が無い。従って、追加の吊り上げ手段を使わなければならない。ハッチ又はバルブが開口内で接触又は固着状態を維持することなくハウジングの開口を通過することができるように、モジュールの空間的定位は適切に維持されなければならない。即ち、扉の平面は、実質的に垂直を維持するか、或いはバルブ又はハッチの旋回軸の方向が実質的に水平を維持している必要がある。それが取り除かれた場合であってもモジュールの方向を維持するため、そしてバルブ又はハッチにより生じる好ましくない位置によりそれが欠損するのを回避するため、操作アーム５、６が恒久又は取り外し可能に扉２６、３６上にマウントブラケット５１、６１によって固定されている。かかるアームはカウンターウェイト５２、６２を有する。図３に示すとおり、モジュール及びアーム上の吊り上げリング又はそのようなものの位置及びカウンターウェイトの重量は、配置の平衡を保証すると共にモジュールを除去及び再配置するのに適した位置に維持するように、予め決められている。

本発明は上述した態様に制限されるものではなく、上述した態様は単なる例示に過ぎない。特に、それは、ハッチ又はバルブの他の形式、及び、ハッチ及びバルブ装置のハウジングでのそれらの他の装置にも適用することができる。

Claims (6)

1. 溶鉱炉のような高炉に用いられる装入装置用のハッチ及びバルブ装置であって、前記装置はハウジング（１）を有し、該ハウジングの内部には少なくとも１個のハッチ（２１）及び／又はバルブ（３１）が位置せしめられ、該ハッチ及び／又はバルブは該ハウジングの外側に位置するアクチュエータ（２５、３５）によって旋回せしめられ、該ハッチ及び／又はバルブは該ハウジングに対して固定されたベアリングに案内される連結シャフトによって接続される、ハッチ及びバルブ装置であって、
   該ベアリング（２４、３４）及び該アクチュエータ（２５、３５）は取り外し可能な扉（２６、３６）に配設せしめられ、該扉は該ハウジング（１）の該壁に形成された開口（１３、１５）を密封し、該扉の寸法は、該ハッチ又は該バルブが前記開口を通して該ハウジングの該軸に対して横方向に引き出されるように設計されていて、
   該扉、該ハッチ又は該バルブ、搬送動作のためのアクチュエータ及び結合手段はモジュール（２、３）を形成し、該モジュールは該ハウジング（１）から単一形態で取り外し可能であり、
   前記モジュール（２、３）は該ハウジング（１）から単一形態で取り出されるように設計されている、
   ことを特徴とするハッチ及びバルブ装置。
2. 該扉（２６、３６）は該ハウジング（１）に対して滑動自在に配設せしめられ、該扉が前記ハウジングから除去されると、該モジュール一式は該外側に対して滑動せしめることにより除去せしめることができる、ことを特徴とする請求項１に記載のハッチ及びバルブ装置。
3. 実質的に水平又は僅かに傾斜した案内軌道（１４、１６）を具備し、該扉は該軌道上を移動するスライダー又は軌道車（２６２、３６２）を有する、ことを特徴とする請求項２に記載のハッチ及びバルブ装置。
4. 該案内軌道（１４、１６）は該ハウジング（１）に固定されている、ことを特徴とする請求項３に記載のハッチ及びバルブ装置。
5. 該扉（２６、３６）は結合手段（５１、６１）を含み、分解アーム（５、６）は恒久的又は一時的に該結合手段に固定される、ことを特徴とする請求項１記載のハッチ及びバルブ装置。
6. 該分解アームは吊り上げ装置により夫々のモジュールを操作するためのカウンターウェイト（５２、６２）及び装着リングを具備する、ことを特徴とする請求項５に記載のハッチ及びバルブ装置。

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