JPH01230708A

JPH01230708A - ベルレス式高炉炉頂装入装置の分配シュート駆動装置の設備診断方法

Info

Publication number: JPH01230708A
Application number: JP5357688A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Ishikawa; 正芳石川; Eiichi Otsuka; 大塚　栄一; Masaji Igarashi; 五十嵐　正司; Hideyuki Masuda; 秀行増田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1989-09-14
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPH0617493B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、ベルレス式高炉炉頂装入装置の分配シュート
駆動装置の設備診断方法に関するものであり、詳しくは
、分配シュート旋回用軸受の摩耗状態を検知する方法に
関する。

〈従来の技術〉第１０図、第１１図に基づいてベルレス式高炉炉頂装入
装置の分配ンユート駆動装置の説明をする。

まず第１０図は一般のベルレス式高炉の炉頂部分の配置
図であって、第１０図においてベルトコンヘヤ７によっ
て炉頂まで搬送されてきた原料は、上部シール弁６を開
いて炉頂バンカ５内へ装入される。

そして、炉頂バンカ５に貯えられた原料は、下部シール
弁３．流ｔｔｉ整弁４を開くと、分配シュート駆動装置
８の中心部をなす垂直シュート１ｏを通り、分配シュー
ト駆動装置８の下部に吊り下げられた分配シュート９に
よって高炉１内へ装入される。この時、分配シュート９
は分配シュート駆動装置８により、高炉１内で旋回させ
られながら原料を装入する。

次に、第１１図に基づき分配シュート駆動装置の運転方
法について説明する。第１１図は分配シュート駆動装置
の斜視図である０分配シュート駆動装置８は、高炉１の
外部に配置した分配シュートの旋回用モータ１１および
傾動用モータ１８からそれぞれ歯車を介して分配シュー
ト９を旋回させると共に、この旋回とは無関係に分配シ
ュートを傾動させるもので、例えば特公昭４８−３４０
８２号公報に開示されている。

第１１図の旋回用モータ１１による分配シュート９の旋
回、傾動用モータ１８による分配シュート９の傾動は、
前記のとおり公知の技術である。旋回用モータ１１から
の駆動力が旋回用モータ軸１２がら平歯車１３．１５．
１６．１７を介して平歯車２６に伝わり、平歯車２６と
同軸一体の平歯車２７を介して垂直シュートｌＯと同心
で分配シュート９に接続されている旋回用リングギヤ２
９に伝わり、分配シュート９を旋回せしめる。１４は平
歯車１５．１６．１７の軸である。

また、分配シュート９の傾動は、傾動用モータ１８の駆
動力がウオーム１９．ウオームホイール２１．太陽歯車
２２．遊星歯車２３．内歯車２４を介し、遊星歯車２３
の公転中心と同軸の歯車２８に伝わり、さらに垂直シュ
ート１０と同心の傾動用リングギヤ３ｏがら傾動用リン
グギヤ３０と同軸の傾動用リングギヤ３１を介して平歯
車３２に伝わり、ウオーム３３．ウオームホイール３４
．平歯車３５．３６を介して、平歯車３６と同軸の分配
シュート９の傾動軸３７へ伝わり、分配シュート９を傾
動せしめる。　２０はウオームホイール軸である０分配
シュート９の旋回と傾動は、太陽歯車２２．遊星歯車２
３．内歯車２４によって構成される遊星歯車機構によっ
て分離され、旋回によって傾動角が変化することはない
。２５は遊星歯車２３を支持するアームである。第１２
図は、分配シ二−ト駆動装置の全体構成を示す断面図で
ある。第１２図において、３９は旋回用リングギヤ２９
の軸受（以下旋回用軸受３９という）であり、４０は傾
動用リングギヤ３０の軸受（以下傾動用軸受４０という
）である、さらに第１３図は、旋回用軸受３９の断面図
であり、３９ａは旋回用軸受３９を構成する内輪、３９
ｂ。

３９ｃは同じく軸受コロ、３９ｄは同じ（外輪である。

以上述べた構成、配置によってベルレス駆動装置は運転
されているが、第１３図の旋回可軸受３９゜傾動用軸受
４０とも経年とともに内輪３９ａ、軸受コロ３９ｂ、３
９ｃ、外輪３９ｄが摩耗して、内輪３９ａと軸受コロ３
９ｂ、３９ｃの間あるいは外輪３９ｄと軸受コロ３９ｂ
、３９ｃとの間の間隙が大きくなり、軸受にガタつきを
生ずることとなり、旋回用軸受３９は、旋回用リングギ
ヤ２９を含む水平面内において、偏心および傾斜して回
転することとなる。そして、旋回用軸受３９に偏心回転
および傾斜回転が発生すると、旋回用軸受４０に接合部
材（図中略す）を介して接合されている旋回体３８にも
同様に偏心回転および傾斜回転が発生することとなる。

また、旋回用軸受３９の偏心回転および１頃斜回転は、
旋回用軸受３９と接合されている旋回用リングギヤ２９
へ伝わり、この結果旋回用リングギヤ２９と平歯車２７
との噛み合いが不良となり、旋回用リングギヤ２９およ
び平歯車２７の歯面の偏摩耗を生じ、歯車の寿命を低下
させることとなる。

さらに、前記の旋回体３日の偏心回転および傾斜回転は
、第１４図における分配シュート駆動装置８のケーシン
グ４２．固定筒４３と旋回体３８との隙間４３゜４４が
変動することとなり、最悪の場合、隙間４３゜４４が全
くなくなり、ケーシング４１．固定筒４２と旋回体３８
とが接触し、これによって旋回体の回転駆動が過負荷状
態となり、旋回用モータの過負荷、回転伝達機構を構成
する歯車や旋回輪軸受の摩耗を促進し故障の原因となる
。

従って、以上述べた分配シュート駆動装置８の旋回用軸
受３９の摩耗を迅速かつ確実に検知して旋回用軸受３９
の補修、取替を行うことが重要となる。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、前記の分配シュート駆動装Ｗ８の旋回用軸受３
９の摩耗の検知は、分解による旋回用軸受３９の測定に
よるはかなく、このために多大な労力と費用がかかり、
正確かつ迅速に検知することはできないという問題があ
った。

本発明は、上記の問題を解消した分配シュート駆動装置
の設備診断方法を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉第１の発明は、ベルレス式高炉炉頂装入装置における分
配シュート駆動装置の旋回体の旋回用リングギヤの円周
面に対向する位置に複数個の水平変位センサを設け、前
記水平変位センサにより前記旋回用リングギヤの円周面
と前記水平変位センサとの間の距離を測定することによ
り、前記旋回体の偏心量の変化を検出して前記旋回体の
旋回用軸受の摩耗状態を監視するものである。

そして第２の発明は、ベルレス式高炉炉頂装入装置にお
ける分配シュート駆動装置の旋回体の旋回用リングギヤ
の回転平面に対向する位置に複数個の垂直変位センサを
設け、前記垂直変位センサにより前記旋回リングギヤの
回転平面と前記垂直変位センサとの間の距離を測定する
ことにより、前記旋回体の傾き量の変化を検出して前記
旋回体の旋回用軸受の摩耗状態を監視するものである。

更に第３の発明は、ベルレス式高炉炉頂装入装置におけ
る分配シュート駆動装置の旋回体の旋回用リングギヤの
円周面に対向する位置に複数個の水平変位センサを設け
、前記水平変位センサにより前記旋回用リングギヤの円
周面と前記水平変位センサとの間の距離を測定すること
により、前記旋回体の偏心量の変化を検出し、及び／又
は前記旋回体の旋回用リングギヤの回転平面に対向する
位置に複数個の垂直変位センサを設け、前記垂直変位セ
ンサにより前記旋回リングギヤの回転平面と前記垂直変
位センサとの間の距離を測定することにより、前記旋回
体の傾き量の変化を検出し、かつ同時に前記分配シュー
ト駆動装置の旋回用モータの電流値を測定し、前記旋回
体の偏心量及び／又は前記旋回体の傾き量と前記電流値
とを比較することにより前記旋回体の過負荷状態を検出
するものである。

く作　用〉旋回体の旋回用リングギヤの円周面に対向する位置に複
数個の水平変位センサを設け、これらの水平変位センサ
により旋回用リングギヤの円周面と水平変位センサとの
間の距離を測定することにより、旋回体の偏心量の変化
を検出することができる。

また、旋回体の旋回用リングギヤの回転平面に対向する
位置に複数個の垂直変位センサを設け、これらの垂直変
位センサにより旋回用リングギヤの回転平面と垂直変位
センサとの間の距離を測定することにより、旋回体の傾
き量の変化を検出することができる。

更に、旋回用モータの電流値を測定し、前記旋回体の偏
心量及び／又は前記旋回体の傾き量とを比較することに
より旋回体の過負荷状態を検出することができる。

〈実施例〉本発明の１実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の１実施例を示す全体構成図、第２図
は第１図のＩ−１線断面である０図において、２９は旋
回用リングギヤ、３９は旋回用軸受、３８は旋回体、９
は分配シュート、４５は水平変位センサ、４６は垂直変
位センサ、４７は変換器、４８は計算機、４９はテレビ
画面であり、従来例と同じ要素は同一の符号で示しであ
る。ここで第２図に示すように、旋回用リングギヤ２９
の外周面に接しないように水平変位センサ４５を、３ケ
所設け、分配シュート駆動装置のケーシング内側へ固定
する。このとき各々の水平変位センサ４５の端面と中心
０１　との距離は同一に設ける。

次に旋回用リングギヤ２９の下面に接しないように垂直
変位センサ４６を２ケ所設け、同様にケーシング内側へ
固定する。このとき各々の垂直変位センサ４６の中心と
中心Ｏ１との距離は同一に設ける。

そして、水平変位センサ４５と垂直変位センサ４６は信
号伝送ケーブルによって変換器４７と接続しており、変
換器４７から順次計算機４８．テレビ画面４９に接続さ
れている。これにより、水平変位センサ４５ないし垂直
変位センサ４６は変換器４７．計算＠４８゜テレビ画面
４９とそれぞれ電気的に接続することができる。

水平変位センサ４５ないし垂直変位センサ４６は磁性体
が近づくと電気的な変化を起こす渦電流式変位センサを
用い、センサと測定対象物が直接接触しない非接触式で
あることがセンサ部の摩耗防止を考慮する上で重要であ
る。これにより、水平変位センサ４５ないし垂直変位セ
ンサ４６の頂部端面と旋回用リングギヤ２９の外周面な
いしは下面との距離を、変換器５２を介して電気信号と
して外部へ出力することができる。

以上のような配置、構成の検知装置において、旋回体３
８が旋回用モータ（第１１図に示す）により歯車機構を
介して旋回する場合、旋回用リングギヤ２９の外周面な
いしは下面と水平変位センサ４５ないしは垂直変位セン
サ４６との距離を連続的に検出し、外部へ出力する。

ここで、第１３図において、旋回用軸受３９の外輪３９
ｄ、内輪３９ａ、軸受コロ３９ｂ、３９ｃに摩耗がない
状態の時には、旋回用軸受３９の製作・組立の時点にお
いて、外輪３９ｄ、内輪３９ａと軸受コロ３９ｂ。

３９ｃとの間には標準的な隙間があり、その範囲内で旋
回体３日が半径方向で偏心するとともに上下方向で傾斜
して回転する。しかし、旋回用軸受３９の外輪３９ｄ、
内輪３９ａ、軸受コロ３９ｂ、３９ｃが経年と伴に摩耗
が進行してくると、外輪３９ｄ、内輪３９ａと軸受コロ
３９ｂ、３９ｃとの隙間が次第に増加し、旋回用軸受３
９のガタが増加することにより、旋回体３Ｂの半径方向
での偏心量および上下方向での傾斜量が増加する。

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。

まず第３〜１０図により、水平変位センサ４５によって
検出した旋回体３８の偏心量と旋回用モータの電流値の
変動状態の具体例について説明する。

第３図は水平変位センサ４５の旋回用リングギヤ２９の
円周方向における配置図であり配置された水平変位セン
サを４５ａ　、　４５ｂ　、　４５ｃとする。ここで円
１は旋回用リングギヤ２９の外周面の外接円を示し、円
２は水平変位センサ４５ａ　、　４５ｂ　、　４５ｃの
端面の内接円である。０１は円１の中心点を示し、０８
は円２の中心点を示す。前記のように、旋回体３９が偏
心回転すると、第３図に示すように、円ｌと円２の中心
点０１．０２はずれた状態となる。

ここで、水平変位センサ４５ａ　、　４５ｂ　、　４５
ｃにより検出した水平変位センサと旋回用リングギヤ２
９の外周面の距離をＬとすると、Ｌは第４−Ｓ６図に示
すように使用するに従って変化する。

まず第４図は、旋回用軸受３９のガタが製作・組立時の
初期状態の時の距ＭＬの変化状況を示したものである。

各々の水平変位センサ４５ａ、４５ｂ。

４５ｃによって測定した検出距離Ｌａ、　Ｌｂ、　Ｌｃ
の最大値と最小値の差はＩＩであった。この理由は、旋
回用軸受３９は製作・組立時に半径方向のラジアル隙間
が片側０．５日ｍずつ設けられており、旋回用軸受３９
は半径方向で最大１１ｍのガタを有していることによる
。同時に測定した旋回用モータの電流値をみると、変動
が少なく安定した状態で旋回体が回転していることがわ
かる。

次に第５図は旋回用軸受の摩耗が進行し、旋回体の偏心
量が大きくなった状態の時に測定した検出距離Ｌａ、　
Ｌｂ、　Ｌｃの変化状況を示したものである。

検出距離Ｌａ、　Ｌｂ、　Ｌｃの最大値と最小値の差は
２０であり、摩耗のない初期状態と比較すると偏心量が
増加しており、旋回用軸受の摩耗によるガタの増加によ
るものと推定できる。この時の旋回用モータのｉｌｔ流
値をみると変動が少しあり、不安定な状態で旋回体が回
転していることがわかり、旋回用軸受の摩耗が分配シュ
ートの駆動装置の駆動系に影響を与えていると推定され
る。

さらに第６図は、旋回用軸受の摩耗がさらに進行した時
の状態である。図の検出路；ｄＬａ、　Ｌｂ、　Ｌｃの
曲線において、Ａの範囲では検出距離Ｌａ、　Ｌｂ。

Ｌｃが変動せず一定の値を保持している。これは旋回体
がこれ以上外側へ偏心することができない状態になって
いることを表わしている。この現象が発生する要因は、
第１３図に示す旋回体３８とケーシング４１の最小隙間
４３．４４の場所において、旋回体３８とケーシング４
１が接触しているものと推定される。これは同時に測定
した旋回用モータのｔ流値の変動にも現われており、電
流値のピークが多数発生しているということは旋回用モ
ータに大きな負荷が断続的にかかっているのであり、こ
の最大の要因は旋回体とケーシングの接触が考えられる
からである。

次に第７図、第８図、第９図に基づいて、垂直変位セン
サ４６によって検出した旋回体の傾き量の変動状態の具
体例について説明する。第７図は垂直変位センサ４６を
４６ａ、４６ｂの２個所に配置した例であり、第７図（
ａ）は旋回用リングギヤ２９を下面から見た平面図であ
り、第７図（ｂ）は側面図である。

ここで、垂直変位センサ４６ａ、４６ｂと旋回用リング
ギヤ２９の下面との距離をそれぞれＨａ、　Ｈｂとする
と、Ｈａ　、　ｔｌ　ｂは使用するに従って第８図、第
９図。

第１０図に示すように変化する。

まず第８図は、旋回用軸受３９のガタが製作・組立時の
初期状態の時の距離Ｈａ、　Ｈｂの変化状況を示したも
のである。各々の垂直変位センサ４６ａ、４６ｂによっ
て測定した検出距離Ｈａ、Ｈｂの最大値と最小値の差は
０．１備であった。この理由は、旋回用軸受３９は製作
・組立時に軸方向のアキシアルすきまとして０．０５−
設けられており、旋回用軸受３９は。

軸方向で最大０．１０傾斜して回転する可能性があるこ
とによる。

第９図は、旋回用軸受３９の摩耗が進行し、旋回体の傾
き量が増加した時の状態の検出路、ｆｌｅａ、Ｈｂの変
化状況を示したものである。各々の垂直変位センサ４６
ａ、４６ｂによって検出した距離Ｈａ、　ｉｌｂの最大
値と最小値の差は０．２ｍｍであった。

このようにして、垂直変位センサ４６ａ、４６ｂによっ
て検出した距離Ｈａ、　Ｈｂの増加量を旋回用軸受３９
の摩耗量としてとらえ、この増加量を経時的に傾向監視
することにより、旋回用の軸受３９の摩耗状態を管理す
ることができる。

なお、以上の実施例には、水平変位センサ、垂直変位セ
ンサによって測定した例、及び同時に旋回用モータの電
流値を測定し、この電流値と水平変位センサにより求め
た旋回体の偏心量とを比較した例を示したが、本発明は
、水平変位センサ又は垂直変位センナのみによる監視で
もよいことは勿論である。また、上記電流値と垂直変位
センサにより求めた旋回体の傾き量とを比較してもよい
ことは勿論である。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、分配シュート駆
動装置の旋回用軸受の摩耗を駆動装置の分解による開放
点検や摩耗量測定を行なわなくても監視することが可能
となり、開放点検や摩耗量測定に多大な労力と費用を必
要としなくなる。さらに、高炉の操業中において、旋回
用軸受の摩耗を常時監視することが可能となり、旋回用
軸受の摩耗を早期かつ迅速に検知することにより、分配
シュート駆動装置の設備トラブルを未然に防止すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
第１図の１−１線断面図である。第３図は本発明の一実
施例の水平変位センサの配置を示す平面図である。第４
〜６図は本発明の一実施例における水平変位センサの検
出距離と旋回用モータの電流値とを同時に示したグラフ
である。第７図は本発明の一実施例の垂直変位センサー
の配置を示す図であり、第７図（ａ）は旋回用リングギ
ヤの下面から見た平面図であり、第７図は（ｂ）は側面
図である。第８．９図は本発明の一実施例における垂直
変位センサの検出距離を示したグラフである。第１０図はベルレス式炉頂装入装置の配置を示す断面図
、第１１図は分配シュート駆動装置の斜視図、第１２図
は分配シュート駆動装置の全体構成図、第１３図は旋回
用軸受の断面図、第１４図は分配シュート駆動装置の旋
回体及びケーシングの断面図である。１・・・高炉、２・・・下部集合ホッパ、３・・・下部シール弁、４・・・流Ｉ調整弁、５・・・炉頂バンカ、６・・・上部シール弁、７・・・装入コンベヤ、８・・・分配シュート駆動装置、９・・・分配シュート、１０・・・垂直シュート、１１・・・旋回用モータ、１２・・・旋回用モータ軸、１３・・・平歯車、１４・・・平歯車軸、１５・・・平歯車、１６・・・平歯車、１７・・・平歯車、１８・・・傾動用モータ、１９・・・ウオーム、２０・・・ウオームホイール軸、２１・・・ウオームホイール１．２２・・・太陽歯車、２３・・・遊星歯車、２４・・・内歯車、２５・・・アーム、２６・・・平歯車、２７・・・平歯車、２日・・・平歯車、２９・・・旋回用リングギヤ・３０・・・傾動用リングギヤ・３１・・・傾動用リングギヤ・３２・・・平歯車、３３・・・ウオーム、３４・・・ウオームホイール、３５・・・平歯車、３６・・・平歯車、３７・・・　イ頃　動軸　、３８・・・旋回体、３９・・・旋回用軸受、４０・・・傾動用軸受、３９ａ・・・内輪、３９ｂ・・・軸受コロ、３９ｃ・・・軸受コロ、３９ｄ・・・外輪、４１・・・ケージング、４２・・・固定筒、４３・・・隙間、４４・・・隙間、４５・・・水平変位センサ、４６・・・垂直変位センサ、４７・・・変換器、４８・・・計算機、４９・・・テレビ画面。特許出願人　　　　川崎製鉄株式会社第１図第３図第４図第５図第６図第７図（ａ）第８図時間（秒）第９図第１０ＵｊＪ第１１図第１２図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベルレス式高炉炉頂装入装置における分配シュー
ト駆動装置の旋回体の旋回用リングギヤの円周面に対向
する位置に複数個の水平変位センサを設け、前記水平変
位センサにより前記旋回用リングギヤの円周面と前記水
平変位センサとの間の距離を測定することにより、前記
旋回体の偏心量の変化を検出して前記旋回体の旋回用軸
受の摩耗状態を監視することを特徴とするベルレス高炉
炉頂装入装置の分配シュート駆動装置の設備診断方法。
（２）ベルレス式高炉炉頂装入装置における分配シュー
ト駆動装置の旋回体の旋回用リングギヤの回転平面に対
向する位置に複数個の垂直変位センサーを設け、前記垂
直変位センサにより前記旋回リングギヤの回転平面と前
記垂直変位センサとの間の距離を測定することにより、
前記旋回体の傾き量の変化を検出して前記旋回体の旋回
用軸受の摩耗状態を監視することを特徴とするベルレス
高炉炉頂装入装置の分配シュート駆動装置の設備診断方
法。
（３）ベルレス式高炉炉頂装入装置における分配シュー
ト駆動装置の旋回体の旋回用リングギヤの円周面に対向
する位置に複数個の水平変位センサを設け、前記水平変
位センサにより前記旋回用リングギヤの円周面と前記水
平変位センサとの間の距離を測定することにより、前記
旋回体の偏心量の変化を検出し、及び／又は前記旋回体
の旋回用リングギヤの回転平面に対向する位置に複数個
の垂直変位センサを設け、前記垂直変位センサにより前
記旋回リングギヤの回転平面と前記垂直変位センサとの
間の距離を測定することにより、前記旋回体の傾き量の
変化を検出し、かつ同時に前記分配シュート駆動装置の
旋回用モータの電流値を測定し、前記旋回体の偏心量及
び／又は前記旋回体の傾き量と前記電流値とを比較する
ことにより前記旋回体の過負荷状態を検出することを特
徴とするベルレス高炉炉頂装入装置の分配シュート駆動
装置の設備診断方法。