JP6015603B2 - 焼結機のエアシール装置 - Google Patents

Description

本発明は、焼結機のパレット台車とウインドボックスとの間を気密下に接続して、ウインドボックス内を外気から隔離する焼結機のエアシール装置に関するものである。

高炉の原料として使用する鉄鉱石の多くは、粉状の鉄鉱石を焼き固めて塊成化した焼結鉱であり、その製造は、通常、図１に示すような焼結機（ドワイトロイド式焼結機）によって行われる。

この焼結機は、複数の焼結用のパレット台車１を連鎖状に連結して無限軌道のレール上を連続的に移動する生産ラインを有する。
そして、この生産ラインでは、パレット台車１にホッパー２から床敷鉱２ａおよびホッパー３から原料３ａを順次供給しつつ、点火炉４で原料３ａの表面に着火し、また各パレット台車１の下方に設けたウインドボックス５およびダクト６を介して、排風機７によりパレット台車１の下面側から吸気を行って、パレット台車１上の原料３ａを焼成することにより、焼結鉱８を製造している。
また、製造した焼結鉱８は、排鉱部９にて排出され、一方、空になったパレット台車１は反転した状態で戻り、再びホッパーからの原料供給を受け、上記の製造手順を繰り返すことになる。

上記したように、焼結機では、原料の焼成のために排風機７によりパレット台車１の下面から吸気を行っている。このため、図２に示すように、パレット台車１とウインドボックス５（スライドヘッド15）との間には、原料の焼成の際に、パレット台車１とウインドボックス５の間を気密下に接続し、ウインドボックス５内を外気から隔離する焼結機のエアシール装置10を設けている。なお、図２中、符号16はレール、16ａは車輪である。

このエアシール装置10は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、エアシールケース11、エアシールバー12およびスプリング13を有する。
このうち、エアシールケース11は、パレット台車１の外縁下方へと延在するフード部14よりも内側のパレット台車下面にレール16（図２参照）と平行にボルト17によって取り付けられ、その断面は、図３（ａ）に示すとおり下方開口コの字形になる。また、エアシールバー12は、このエアシールケース11内に上部が緩嵌し、下面はウインドボックス５上部に設けたスライドヘッド15と摺動する仕組みになっている。そして、エアシールケース11とエアシールバー12の間に設置したスプリング13が、エアシールバー12を上下方向に付勢して、パレット台車１の下面とウインドボックス５上部に設けたスライドヘッド15との摺動状態を維持し、その間を気密に保持するのである。

また、エアシールバー12とスライドヘッド15の摺動面には、摺動状態の確保のため、供給管18によりグリスなどの潤滑剤19が供給されている。ところで、ウインドボックス５内は負圧になっているので、エアシールケース11とエアシールバー12の隙間を介してウインドボックス５内へ空気が流れ込む。これにより、エアシール装置10の外側下方（外気側）からエアシールケース11とエアシールバー12で囲まれる空間に、ひいてはウインドボックス５内に、空気ととともにグリスや粉塵などが侵入することになる。

また、図４に示すように、焼結鉱８の排出後、パレット台車１は反転した状態となるので、エアシールバー12に付着したグリス19が重力で滑り落ち、その滑り落ちたグリス19が、やはりエアシールケース11とエアシールバー12で囲まれる空間に、粉塵などとともに侵入することになる。

このエアシールケース11とエアシールバー12で囲まれる空間には、前述したとおり、スプリング13が格納されているため、侵入したグリスや粉塵がスプリング13に付着して、スプリング13を固着させてしまう。
その結果、エアシールバー12の上下動不良が生じて、パレット台車１とウインドボックス５との間のシール不良を招き、これによって、漏風が増大して、排風機のエネルギー効率が低下するという問題があった。

このような問題を解決するための技術として、特許文献１には、エアシールバーについて、その両端を上方に突出させ、その突出部にエアシールケースが緩嵌するような形状とし、さらにエアシールバーの突出部先端近傍に弾性体の板を固定し、その弾性体の板の先端をエアシールケース外側に当接させた焼結機パレットシールバーのシール構造が開示されている。

また、特許文献２および３には、断面がＬ字形の弾性体や、断面が円形若しくは多角形の移動自在に設けたシール棒により、エアシールケースとエアシールバーの間の隙間をシールする焼結機のエアシール装置が開示されている。

特許文献４には、スプリングが収縮状態で固まった場合に、電磁石によってエアシールバーを強制的に上下動させることで、スプリングの収縮状態を解除して、エアシールバーとウインドボックスとの間のシール不良を解消することができる焼結機のエアシール装置が開示されている。

特許文献５には、エアシールバーを槌打することによって、エアシールバーの上下動不良を解消する焼結用パレットのシールバー槌打装置が開示されている。

実用新案登録第２５６２９９３号公報 実開昭６１−１８５９９８号公報 実開平３−０５０３９６号公報 特開２０１２−１７２９２６号公報 特開２００９−０９７８０３号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、エアシールバーを特殊な形状とする必要があるので、部品加工が複雑になる。このため、このような特殊な形状のエアシールバーを、焼結機を構成する数百台のパレット台車全てに適用すると、膨大なコストがかかるという問題があった。

また、特許文献２および３の技術では、グリスや粉塵の侵入をある程度は防止できるものの、そのシール性は十分とは言い難かった。このため、負圧となるウインドボックス内と外気との圧力差により、エアシールケースとエアシールバーで囲まれる空間には、ある程度のグリスや粉塵が侵入することになり、長期間の使用を行うと、侵入したグリスや粉塵によりスプリングが固着して、やはりエアシールバーの上下動不良を免れ得なかった。

特許文献４および５の技術は、エアシールバーの上下動不良が生じた場合には有効な技術である。しかしながら、排風機のエネルギー効率の低下を回避するいう観点からは、エアシールバーの上下動不良の発生自体を極力回避することが望まれているのが現状である。

本発明は、上記の現状に鑑み開発されたもので、大幅な設計変更を伴うことなく、スプリングの固着によるエアシールバーの上下動不良の発生を回避し、これによって、パレット台車とウインドボックスの間のシール不良を防止することができる焼結機のエアシール装置を提供することを目的とする。

さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく、焼結機のエアシール装置においてスプリングの固着によるエアシールバーの上下動不良の発生を防止する方法について鋭意検討を重ねた。
その結果、スプリングが格納されるエアシールケースとエアシールバーで囲まれる空間を外気と連通させ、当該空間と外気の圧力差を解消することよって、エアシール装置の外側下方から当該空間へのグリスや粉塵の侵入を有効に防止できるとの知見を得た。
また、これに加えて、その連通経路に集塵フィルタを取り付け、その連通経路から当該空間への粉塵の侵入を防止することで、スプリングの固着によるエアシールバーの上下動不良の発生を回避し、パレット台車とウインドボックスの間のシール不良を防止できるとの知見を得た。

さらに、エアシールケースとエアシールバーで囲まれる空間を外気と連通させて、当該空間と外気の圧力差を解消すると、当該空間の圧力が外気圧と同程度となって、当該空間とウインドボックス内の圧力差が大きくなる。この圧力差を利用して、ウインドボックス側でエアシールケースとエアシールバーの隙間をシールする構造体のシール性を高めれば、当該空間を外気と連通させたとしても、この隙間を介したウインドボックス内への漏風量は低く維持されることを併せて知見した。
本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．無限軌道であるレール上を、複数のパレット台車が連結して移動する生産ラインを有し、この生産ラインで、該パレット台車にホッパーから原料を順次供給したのち、点火炉により該原料の表面に着火するとともに、各パレット台車の下方に設けたウインドボックスおよびダクトを介して、排風機により該パレット台車の下面から吸気を行いながら、該パレット台車上の該原料の焼成を行う焼結機において、
該パレット台車の外縁下方へと延在するフード部よりも内側で、該パレット台車の下面に該レールと平行に取り付けられた、断面が下方開口コの字形のエアシールケースと、
該エアシールケース内に上部が緩嵌し、下面は該ウインドボックス上部に設けたスライドヘッドと摺動するエアシールバーと、
該エアシールケースと該エアシールバーとの間に設置され、該エアシールバーを上下方向に付勢して摺動状態を保持するスプリングと、
該エアシールケースと該エアシールバーの隙間をシールする構造体とを有し、該パレット台車と該ウインドボックスとの間を気密下に接続して、該ウインドボックス内を外気から隔離する、焼結機のエアシール装置であって、
該エアシールケース、または該エアシールケースおよび該パレット台車に、該エアシールケースと該エアシールバーで囲まれる空間を外気と連通させる連通経路を設け、さらに該連通経路に集塵フィルタを取り付けたことを特徴とする焼結機のエアシール装置。

２．前記エアシールケースの外側面を開放するとともに、前記シールする構造体が、前記パレット台車のフード部の内面から少なくとも前記エアシールバーの上面まで延在させて、下方雰囲気との通気を遮断する弾性体であり、
さらに、該弾性体を該フード部の内面に固定するためのＬ字形アングルを有し、
該Ｌ字形アングルは、一辺をボルト締めで該フード部の内面に固定する一方、他辺を前記エアシールバーの水平方向のガイドとして機能させることを特徴とする前記１に記載の焼結機のエアシール装置。

本発明の焼結機のエアシール装置を適用することで、スプリングの固着によるエアシールバーの上下動不良を有効に防止することができる。
また、これにより、パレット台車とウインドボックスの間のシール不良に伴う漏風量を低減して、排風機のエネルギー効率の低下を回避することができる。
さらに、焼結機のエアシール装置における点検・交換頻度を大幅に低減でき、焼結機の長期にわたる連続操業が可能になる。
加えて、大幅な設計変更を行うことがないので、コストの面でも非常に有利である。

焼結機の構成を示す図である。 焼結機のエアシール装置の取付状態を示す図である。 従来の焼結機のエアシール装置を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 原料焼結後のパレット台車反転時に、焼結機のエアシール装置のエアシールケースとエアシールバーで囲まれる空間へのグリスや粉塵の侵入形態を示す図である。 本発明の第１の実施形態における焼結機のエアシール装置を示す図である。 本発明の第２の実施形態における焼結機のエアシール装置を示す図である。

以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の焼結機のエアシール装置は、上述したように、エアシールケース、エアシールバー、スプリングおよびエアシールケースとエアシールバーとの隙間をシールすることができる構造体を基本構成部材とする。
なお、本発明で下方または下面という場合には、パレット台車が原料を搬送する状態での下方または下面を意味する。

まず、図５に示す本発明の第１の実施形態では、エアシールケース11が、パレット台車１の外縁下方へと延在するフード部14よりも内側で、パレット台車１の下面にレール16（図示せず）と平行に取り付けられており、その断面は下方開口コの字形となる。
また、エアシールバー12は、このエアシールケース11内に上部が緩嵌し、下面はウインドボックス５上部に設けたスライドヘッド15と摺動する。そして、エアシールケース11とエアシールバー12の間に設置したスプリング13は、エアシールバー12を上下方向に付勢してパレット台車１の移動の際に生じる上下方向の変位に追随させ、エアシールバー12とスライドヘッド15との摺動状態を保持できるようにしている。

さらに、エアシールケース11とエアシールバー12の間には、その隙間をシールすることができるシール用構造体20を設けている。このシール用構造体20としては、エアシールケースとエアシールバーの間をシールできれば特に限定されないが、例えば、図５に示すような断面を上方開口コの字形として、底面をエアシールバー12の上面に固定し、両端をエアシールケース11の内面に当接させるような構造の弾性体や、断面をＬ字形として一辺をエアシールバー12の上面に固定し、他辺をエアシールケース11の内面に当接するような構造の弾性体（この場合、同じものをそれぞれの隙間に設ける）とすることが好ましい。
というのは、このような構造の弾性体であれば、エアシールケース11とエアシールバー12で囲まれる空間とウインドボックス５内の圧力差をシール圧力に利用して、有効にそのシール性を高めることができるからである。

また、本発明では、エアシールケース11またはエアシールケース11およびパレット台車１に、エアシールケース11とエアシールバー12で囲まれる空間を外気と連通させる連通経路21を設けることが重要である。
というのは、このような連通経路21を設けることにより、スプリング13が格納されるエアシールケース11とエアシールバー12で囲まれる空間と外気の圧力差が解消されるので、エアシール装置の外側下方から当該空間へのグリスや粉塵の侵入を防止して、スプリング13の固着によるエアシールバー12の上下動不良の発生を有効に防止できるからである。

また、焼結機は、粉塵が多く含まれる環境に設置されるため、連通経路21からの粉塵の侵入を防止する観点から、この連通経路21に集塵フィルタ22（好ましくは交換可能な集塵フィルタ）を取り付けることも重要である。

ここに、上記した連通経路21およびこの連通経路21に設ける集塵フィルタ22としては、例えば、エアシールケース11に通気孔を設け、そこに集塵フィルタを取り付けるだけでもよいが、集塵フィルタへのグリスの付着防止や集塵フィルタ交換時における作業性の観点からは、図５に示すように、エアシールケース11およびパレット台車１に通気孔を設けてパレット台車１のフード部14外側にまで至る連通経路21を設け、その端部に集塵フィルタ22を取り付けることが好ましい。

次に、図６に示す本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態も、基本的な構成は上記した第１の実施形態と同じであるが、この第２の実施形態では、エアシールケース11の外側面を開放し、パレット台車１のフード部14の内面から少なくともエアシールバー12の上面まで延在させて、エアシール装置の外側下方雰囲気との通気を遮断するようにした弾性体23を設けた点に特徴がある。

すなわち、上記のような構成とすることによって、エアシール装置の外側下方雰囲気との通気を完全に遮断できるので、当該装置の外側下方からのグリスや粉塵の侵入を完全に防止することができる。
なお、この弾性体23は、少なくともエアシールバー12の上面にまで連続するようにして設ければよいが、弾性体23をエアシールバー12の上面に固定すれば、図６に示すように、エアシールケース11の内面に先端が当接するように拡張して、ウインドボックス５側のエアシールケース11とエアシールバー12の隙間におけるシール用構造体として機能するような形状としてもよい。

また、この第２の実施形態では、Ｌ字形アングル24を用い、その一辺をボルト25で固定することで、前記の弾性体23をフード部14の内面に固定するとともに、その他辺については、エアシールバー12の水平方向のガイドとして機能させるところにも特徴を有している。

図５および図６に示した本発明の第１および第２の実施形態における焼結機のエアシール装置を、実機に適用し、その場合の排風機のエネルギー効率について、従来の焼結機のエアシール装置を適用した場合と比較した。
なお、ここでいう従来の焼結機のエアシール装置は、外気との連通経路がないことを除き、本発明の第１の実施形態と同構造のものである。

その結果、適用開始当初、排風機のエネルギー効率はいずれも同程度であったが、従来のエアシール装置を適用した場合には、適用開始から１〜２年程度が経過すると、エアシールバーの動作不良が一部で発生し、排風機のエネルギー効率の低下が見られるようになった。
これに対し、本発明の第１および第２の実施形態に関する焼結機のエアシール装置を適用した場合には、適用開始から３年程度が経過しても、エアシールバーの動作不良は発生せず、排風機のエネルギー効率の低下は見られなかった。

１ パレット台車
２，３ ホッパー
２ａ 床敷鉱
３ａ 原料
４ 点火炉
５ ウインドボックス
６ ダクト
７ 排風機
８ 焼結鉱
９ 排鉱部
10 エアシール装置
11 エアシールケース
12 エアシールバー
13 スプリング
14 フード部
15 スライドヘッド
16 レール
16ａ 車輪
17，25 ボルト
18 供給管
19 グリス
20 シール用構造体
21 連通経路
22 集塵フィルタ
23 弾性体
24 Ｌ字形アングル

Claims (2)

1. 無限軌道であるレール上を、複数のパレット台車が連結して移動する生産ラインを有し、この生産ラインで、該パレット台車にホッパーから原料を順次供給したのち、点火炉により該原料の表面に着火するとともに、各パレット台車の下方に設けたウインドボックスおよびダクトを介して、排風機により該パレット台車の下面から吸気を行いながら、該パレット台車上の該原料の焼成を行う焼結機において、
   該パレット台車の外縁下方へと延在するフード部よりも内側で、該パレット台車の下面に該レールと平行に取り付けられた、断面が下方開口コの字形のエアシールケースと、
   該エアシールケース内に上部が緩嵌し、下面は該ウインドボックス上部に設けたスライドヘッドと摺動するエアシールバーと、
   該エアシールケースと該エアシールバーとの間に設置され、該エアシールバーを上下方向に付勢して摺動状態を保持するスプリングと、
   該エアシールケースと該エアシールバーの隙間をシールする構造体とを有し、該パレット台車と該ウインドボックスとの間を気密下に接続して、該ウインドボックス内を外気から隔離する、焼結機のエアシール装置であって、
   該エアシールケース、または該エアシールケースおよび該パレット台車に、該エアシールケースと該エアシールバーで囲まれる空間を外気と連通させる連通経路を設け、さらに該連通経路に集塵フィルタを取り付けたことを特徴とする焼結機のエアシール装置。
2. 前記エアシールケースの外側面を開放するとともに、前記シールする構造体が、前記パレット台車のフード部の内面から少なくとも前記エアシールバーの上面まで延在させて、下方雰囲気との通気を遮断する弾性体であり、
   さらに、該弾性体を該フード部の内面に固定するためのＬ字形アングルを有し、
   該Ｌ字形アングルは、一辺をボルト締めで該フード部の内面に固定する一方、他辺を前記エアシールバーの水平方向のガイドとして機能させることを特徴とする請求項１に記載の焼結機のエアシール装置。

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