JPH10317025A - 高炉マッド自動充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のスクリュウ式マッド充填装置をベース
に改善を加えて、ホッパー内の棚吊りが起こりにくく、
且つ、安定して短時間に充填を完了することが可能で、
更に、充填装置とマッドガンの接続・ロック解除・離脱
の完全自動化。 【解決手段】 マッド貯蔵ホッパーと該貯蔵ホッパーの
下部に設けられたスクリュウ式圧送機を備えたマッド供
給部とでマッド供給装置を形成し、且つ、前記スクリュ
ウ式圧送機先端のマッド充填口をマッドガン充填受け口
に対して進退自在に配設するようになした高炉マッド充
填装置において、前記スクリュウ式圧送機のスクリュウ
羽根のうち、特にホッパー部内に位置するスクリュウの
少なくとも５０％の反充填口側部分の羽根は、螺旋方向
に断続形状として形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄用高炉のマッ
ドガンにマッドを充填する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉の出銑口を閉塞するには３００〜６
００ｋｇのマッドが必要であり、従来このマッドのマッ
ドガンへの投入あるいは充填する技術としては、色々な
ものが有る。一番原始的なものは、人手により、約１０
ｋｇ程度の小マッドブロックをマッドガン砲身の上部に
設けられた投入口からマッドガンバレル内に投げ込む方
法である。現在でも、マッドガン周辺のスペース制約上
等からマッド投入（充填）装置を装備出来ない為、この
人手による方法に頼っている高炉はかなり有る。

【０００３】前記小マッドブロックを投入する装置は、
コンベアとシュート、リフターとブッシャーを組み合わ
せたものやロボットを導入したものもある。しかしなが
ら、小マッドブロックは、マッド混練場での小ブロック
への切り出し及びビニール被覆梱包をしなければなら
ず、それだけ人手とコストがかかる。また、投入時間に
しても、約１５〜２０分程度の時間がかかり、短縮化の
ニーズがあるものの、シュート上・コンベア上での小ブ
ロックの引っ掛かり・詰まりの発生が生じる為、技術的
な限界が存在する。

【０００４】それで、約２０年前にスライサー方式のマ
ッド投入装置が開発され、実用化され始めた。これは、
約１０００ｋｇ程度の大ブロックのマッドを回転ホッパ
ーの中に投入し、マッドに回転を与え、ホッパー下部に
ある固定切刃で、大ブロックマッドをスライスカットし
て、シュートを介してマッドガンバレル内にマッド投入
をする装置である。このマッドスライサーは、シュート
部にマッドが引っ掛かる等のトラブルが発生したり、投
入時間も２０〜２５分間程度かかり、改善の余地が有っ
た。

【０００５】マッドスライサーの欠点を視点を変えて解
決しようとしたのが、約１０年程前に開発されたスクリ
ュウ式マッド充填装置である（特公昭６３−２５０４２
号公報）。これは、今回の発明の原型をなすものであ
る。構造としては、走行台車上に搭載されたホッパー
と、ホッパー下部のスクリュウ式マッド充填装置からな
り、充填装置先端部（球面オス型）とマッドガン砲身の
サイドに穿設したマッド充填受け口（球面メス型）をジ
ョイントさせ、スクリュウの押し出し力により、マッド
ガンバレル内にマッドを送り込むものである。ホッパー
は、スチーム保温しており、又、ホッパー側壁にはバイ
ブレーターを装備している。これは、マッドの温度を６
０〜８０℃に保ち、マッド硬度を充填容易な状態に保持
するためであり、又、振動によりホッパー部のマッドを
ホッパー下部のスクリュウ内に流し込むものである。

【０００６】この装置は、充填時間が５分間位に収まる
こともあったが、ホッパーからスクリュウへのマッドの
流れ込みが悪い時は、２０〜２５分間もかかる時があ
る。つまり、多少、棚吊り気味となった時に、性能が大
きくダウンする。勿論棚吊り防止の為に、マッドの硬度
を下げる目的で蒸気保温を行い、また、バイブレーター
によりマッドのホッパー内での流下を助けている。しか
しながら、保温時間が長い場合には、マッド中のタール
が蒸散・消失し、かえって、マッドの流動性が無くなっ
てしまい、棚吊りの原因となる。タールの消失を少なく
するため、保温温度を下げたり、保温維持時間を短縮し
たりする事を、当然行うのであるが、これが過ぎると、
マッドの硬度が下がらず、棚吊りの原因となる。その辺
の調整の難しさも有り、棚吊りの様な状況を完全に防止
する事は困難である。

【０００７】また、矩形錘型ホッパーのマッド送り方向
の前方側の内面にマッドが盛り上がり、その部分のマッ
ドはなかなか排出出来ず滞留するため、タールの蒸散が
大きく、硬化塊あるいは壁への硬化付着層が出来てしま
っていた。図１１にその状態を表示しており、２６が前
記の滞留する硬化塊を、２７が硬化付着層を示す。この
原因は、ホッパー部のスクリュウ全長に亘って、スクリ
ュウ羽根の回転により、マッドを若干上向きに押し上げ
る力が生じる為だと思われる。この硬化付着層２７は、
成長した場合、ホッパー容積を食いつぶす事になり、充
填装置運転に支障を来すようになる。その為、この硬化
付着層２７を除去しなければならないが、この作業は多
大な労力を強いる事になる。以上の様な原因もあり、充
填時間は５〜２５分間程度と大きなバラツキが生じてい
た。また、タールの蒸散・消失は、出銑口閉塞後のマッ
ドの性状に大きく影響し、出銑口の孔荒れや出銑時間が
短くなるなどの原因となり、操業上の大きな問題点とな
ってしまう。

【０００８】また、図１２及び図１３に示す従来のスク
リュウ式マッド充填装置では、マッドガンのバレル内に
充填される３００〜６００ｋｇのマッドを１回で充填完
了する事は出来ない。この理由としては、二つの原因が
ある。第１は根本原因となるものであるが、これは、マ
ッドの流動性が悪いため、充填受け口付近のバレル内に
充圧されたマッドはその部分で、身動き出来ない状況に
まで押し込められ、バレルの先端側へと移動する事が出
来ないためである。第２は、充填口部の充填圧が高まる
とマッドガンと充填装置は、充填圧により互いに離れる
方向に動き、最後には離脱してしまい、その離脱時の充
填圧が上限となるため、先端部へマッドを充填するまで
の充填圧が確保出来ない為である（尚、従来装置にもロ
ックレバーとロックピンを装備していたが、前記充填圧
の為ロックピンとロックレバー間に過大な充填反力が掛
かり、ロックレバーを外そうにもびくともしなくなり、
外す事が非常に困難になってしまった。それで、このロ
ックレバーを使用する事が出来ず、結果として、マッド
ガンと充填装置の装着ロックは出来なかった）。

【０００９】それで、マッドガンのプランジャーを押し
出し、充填受け口部のマッドをバレル先端側へ押し出
し、充填受け口部の空間スペースを確保した後に、再度
充填を行う。このマッドガンのプランジャーの押し出し
操作は、少なくとも２〜３回は実施しなければならな
い。このことは、小ブロックマッド投入装置に対しても
同様の事が言える。つまり、その分だけ、投入（充填）
時間は長くなるのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】マッドガンの周辺雰囲
気は、高温・多塵の悪環境雰囲気である。前項に記載し
たように、約２０年前から、種々のマッド投入（充填）
装置が発明・考案され、実用化されてきている。しかし
ながら、労働環境の改善という時代の趨勢を考慮すれ
ば、更に、短時間で安定的に投入（充填）出来る装置の
開発が望まれる。本発明は、従来のスクリュウ式マッド
充填装置をベースに改善を加えて、ホッパー内の棚吊り
が起こりにくく、且つ、安定して、短時間に充填を完了
する事が可能で、更に、充填装置とマッドガンの接続・
ロック及びロック解除・離脱の完全自動化を実現するも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】その発明の要旨とすると
ころは、 （１）マッド貯蔵ホッパーと該マッド貯蔵ホッパーの下
部に設けられたスクリュウ式圧送機を備えたマッド供給
部とで、マッド供給装置を形成し、且つ前記スクリュウ
式圧送機先端のマッド充填口をマッドガン充填受け口に
対して、進退自在に配置するようになした高炉マッド充
填装置に於いて、前記スクリュウ式圧送機のスクリュウ
羽根のうち、特に、ホッパー部内に位置するスクリュウ
の少なくとも５０％の反充填口側部分の羽根は、螺旋方
向に断続形状として形成したことを特徴とする高炉マッ
ド自動充填装置。 （２）マッド充填口の上部に駆動手段を有するリンク機
構を設け、該リンクの一端を自動充填装置にピンを介し
て俯仰自在に取り付け、一端にローラーを回転自在に取
り付け、一方、マッドガンの砲身の側面に設けた充填受
け口の上部に、先端先細状の爪を上向きに設け、マッド
充填口とマッドガン充填受け口の当接時に、該爪と前記
ローラーをリンク機構によって掛止自在となしたことを
特徴とする前記（１）記載の高炉マッド自動充填装置。 （３）マッド充填装置のスクリュウ羽根駆動モータの電
流検知装置と該電流検知装置の検知信号によって、マッ
ドの充填完了を判断する制御装置からなるマッド充填検
知装置を特徴とする前記（１）または（２）に記載の高
炉マッド充填装置である。

【００１２】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明においては、前述したような課題を解決する為、ス
クリュウ式マッド充填装置のスクリュウを断続形状にす
ることとし、且つ、マッドガンにマッドを供給する充填
口の口径を少なくとも２３０ｍｍ以上とする事が技術的
なポイントとなる。スクリュウを断続形状（以下、パド
ル式スクリュウと称す）にすることは、スクリュウ上マ
ッドのスクリュウ羽根による支持ポイントのピッチが長
くなったという事であり、且つ、スクリュウのマッド支
持部断面積が小さくなる。この事は、ホッパーからスク
リュウ内へのマッドの流れ込みを、より容易にすること
を意味する。また、パドル式スクリュウの羽根は、マッ
ドに食い込んだ状態でマッドを切りながら回転する為、
マッドは攪拌・混練されることになる。この攪拌・混練
により、マッドの流動性が向上し、充填装置からマッド
ガンへのマッドの充填性が良好となる。尚、この場合の
充填性とは、充填装置からの切り出し能力（ｋｇ／ｍｉ
ｎ）と共に、マッドガンの充填受け口部から先端部への
マッドの流れ込み易さをも意味する。この充填性の向上
は、マッドの保温温度を従来よりも下げる事に寄与する
事になった。

【００１３】従来のスクリュウ式マッド充填装置は、７
０〜８０℃の保温管理温度であったが、本発明によるマ
ッド充填装置では５０〜６０℃まで下げる事が出来た。
この事は、当然の事ながら、タールマッドのタールの蒸
発消失率を下げる事を意味し、マッドの性状保持に貢献
する事になる。また、図９に示すようにホッパー内のマ
ッドの排出状況も、随分と好転してきた。図９は本発明
によるマッド充填装置によって、マッドを若干排出した
後のマッドの堆積形状を表示したものである。ちょう
ど、山型形状となり、充填口９側のホッパー壁部のマッ
ドも扱い込まれる様に充填口９へと排出される。従っ
て、図１１に示す従来タイプのマッド充填装置の場合の
様に、滞留する硬化塊２６が発生しない。また、パドル
式の採用により、マッド充填性、流動性が増したことに
より、バイブレーターの加振力を低減できるため、マッ
ドの部分的な液状化による劣化、保温用フレキホース及
び機械部品の亀裂、破損が少なくなり、メンテ性を改善
できる。

【００１４】次に、当然の事ながら、充填装置の充填口
及びマッドガンの充填受け口の口径は、より大きい方が
充填装置からマッドガンへのマッドの充填性が良好とな
る。発明者の検討では、現状の国内で使用されているマ
ッドガンのバレル径からすれば、少なくとも、２３０ｍ
ｍ以上の口径にする事が出来る。また、マッドガンの砲
身のサイドに設けた充填受け口と充填装置の充填口が接
触・接続した状態で、充填受け口の上部に設けた上向き
で先端先細テーパー状の爪の片側面に添って、充填装置
側の固定軸を中心に俯仰自在に取り付けられ、且つ、駆
動手段と接続したリンクの途中に設けられた回転自在な
ローラーを、下向きに回転移動させることにより、マッ
ドガンと充填装置を互いに引き寄せあい、更に引き寄せ
完了状態をロックし、あるいは又、前記ローラーを上向
きに移動させることにより、ロックを解除し、マッドガ
ンと充填装置が離脱することを可能にする自動ロック装
置を装備することを特徴としている。充填時には、充填
圧によりマッドガンと充填装置が互いに離脱する方向に
逃げようとするのであるが、前記の自動ロック装置にお
けるマッドガン側の爪に充填装置側のリンクに取り付け
たローラーが引っ掛かっていることにより、この離脱を
防ぐのである。

【００１５】以上の自動ロック装置を装備した場合に
は、マッドガンバレル内のマッド充填完了を何らかの方
法で検知しなければならない。従来のスクリュウ式マッ
ド充填装置では、マッドガンと充填装置のジョイント部
が離脱する事を目視・確認する事で、充填圧の上限値を
検知していた。発明者らは、パドル式スクリュウを有す
るマッド充填装置のスクリュウ駆動モータの電流値があ
る任意の設定値に達することをもって、マッドガンバレ
ル内のマッドの充填が完了したとするマッド充填検知手
段を発明し、実機により該検知手段の確実性・有効性を
検証した。具体的に言えば、スクリュウ駆動モータの電
流検知装置と該電流検知装置の検知信号によって、マッ
ドの充填完了を判断する制御装置からなるマッド充填検
知装置の実効性を実機により実証したという事である。

【００１６】以上の事を全て纏めるならば、マッド送り
方向の後方側のスクリュウ羽根の形状を、螺旋方向に断
続形状として形成したスクリュウ羽根を装着し、充填口
の口径が少なくとも２３０ｍｍ以上で、自動ロック装置
を装備する高炉のマッド充填装置は、殆どの場合、１回
の充填でマッドガンのバレル内へのマッドの充填を完了
出来ると共に、その充填完了をスクリュウ駆動モータの
電流値がある任意の設定値に達する事を検知する事で確
認出来るということである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる高炉マッ
ド充填装置を、図面に則して更に詳しく説明する。図１
〜図３に本発明の実施例の平面図、正面図、側面図及び
図４、５に本発明になるスクリュウの詳細を示す。スク
リュウは、スクリュウ軸４にスクリュウ羽根５、６をは
め込み・キー固定しており、羽根全長について、反送り
方向側の約３０〜４０％は断続形状の羽根５を有し、送
り方向側の残りの部分は連続形状羽根６を有する。この
事は、ホッパー部における羽根の長さの少なくとも５０
％、好ましくは７０〜８０％が、断続形状の羽根５で形
成されていることになる。このように形成することによ
り断続形状の羽根５部では、マッドがホッパー１からス
クリュウ羽根５、６部へ流れ込み易く、且つ、マッドの
攪拌・混練を行い、マッドの流動性をアップさせる効果
が大きく、且つ、送り方向側の残りの連続形状羽根６部
では、マッドを送り方向側へ押し出す事に、特に貢献し
ている。

【００１８】また、先端金物２４の先端部は、球面オス
型になっており、マッドガン砲身２０のサイドに穿設し
たマッド充填受け口（球面メス型）にはめ合う事によ
り、ジョイントする事が出来る。マッドガン側の充填口
９の口径は、バレル８の内径の約半分程度まで大きく出
来る。充填装置側の充填口９の口径は、マッドガン側充
填口９よりも少し小さくしたほうが、互いの球面部の屈
曲が大きくなった時の屈曲部の引っ掛かりが出来ないの
で、マッドの流れがスムーズである事が予想される。

【００１９】また、充填装置の充填口９の口径は、少な
くとも２３０ｍｍ以上にする事が出来る。充填装置から
のマッド切り出し能力は、充填口の口径の２乗に比例す
ると考えられる為、可能な限り大きくした方が良い。マ
ッドガン砲身２０には、図６、７及び図８に示すように
自動ロック装置の爪１３が固設されており、充填装置側
には自動ロック装置ローラー１４を先端部に回転自在に
取り付けた自動ロック装置駆動リンク１２を装備し、該
リンクは駆動手段１１により俯仰作動する。リンク１２
が下向きに作動した時、リンク１２の２枚の板とローラ
ー１４により、マッドガン側の爪１３を挟み込む様にし
て、マッドガン側と充填装置側を引き寄せロックする。
また、リンクが上向きに動いた時、前記爪１３とローラ
ー１４が外れ、マッドガンと充填装置の離脱が可能とな
る。すなわち、図６は自動ロック装置の拡大平面図であ
り、図７は自動ロック装置の拡大正面図、図８は自動ロ
ック装置の拡大側面図である。装置全体は、走行駆動手
段２１により駆動される台車上に搭載されており、マッ
ドガンとの脱着の自動化が可能である。

【００２０】ホッパー１のサイドには、バイブレーター
２を取り付け、振動を与える事によりホッパー内のマッ
ドがスクリュウ５、６内に流れ込むのを助けている。ス
クリュウは、充填駆動スプロケット１５、１８及びロー
ラーチェンを介して、充填駆動手段（駆動モータ）１９
により駆動されている為、その電流値を図１０に示すよ
うに、電流検知装置２９により測定する事により、先端
金物２４内、充填口９内マッド充填圧と相関するマッド
ガンバレル内のマッド充填状況を検知する事が出来る。
電流値が充填完了レベルにまで達すると、スクリュウ駆
動モータ運転制御装置３０により、該モータの電磁開閉
リレー２８をＯＦＦとし、駆動モータの運転を停止させ
る。符号３１は動力配線である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマッド充
填装置により、マッドガンと充填装置の着脱を遠隔操作
で行う事が出来る。また、殆どの場合、１回の充填でマ
ッドガンのバレル内へ３００〜６００ｋｇのマッドの充
填を完了出来ると共に、その充填完了をスクリュウ駆動
モータの電流値がある任意の設定値に達する事を検知す
る事で確認出来る。更に、ホッパー保温管理温度を下げ
る事が出来る為、タールマッドのタールの蒸発消失量を
少なくする事が可能であり、タールの性能保持に寄与
し、操業上も好影響を与える。あるいは、ホッパーへ付
着するマッドの硬化層が減少するため、メンテナンス負
担も軽減出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマッド充填装置の実施例の平面
図、

【図２】本発明に係るマッド充填装置の実施例の正面
図、

【図３】本発明に係るマッド充填装置の実施例の側面
図、

【図４】本発明に係るマッド充填装置のパドル形状の羽
根を有したスクリュウの詳細側面図、

【図５】図４の矢視Ａ−Ａの断面図、

【図６】自動ロック装置の拡大平面図、

【図７】自動ロック装置の拡大正面図、

【図８】自動ロック装置の拡大側面図、

【図９】本発明に係る断続形状スクリュウ式マッド充填
装置によりマッドを充填した後のホッパー内に残ったマ
ッドの形状図、

【図１０】スクリュウ駆動モータ運転制御を示す図、

【図１１】従来の連続羽根形状スクリュウ式マッド充填
装置によりマッドを充填した後のホッパー内に残ったマ
ッドの形状図、

【図１２】従来のスクリュウ式マッド充填装置の連続式
羽根を有したスクリュウの詳細側面図、

【図１３】図１２の矢視Ｂ−Ｂの断面図である。

【符号の説明】

１ ホッパー ２ バイブレーター ３ 防塵ゴム ４ スクリュウ軸 ５ 断続形状の羽根 ６ 連続形状の羽根 ７ スクリュウ部ケーシング ８ マッドガンバレル ９ 充填口 １０ マッドガン １１ 自動ロック装置駆動手段 １２ （１２−１〜１２−４） 自動ロック装置駆動リ
ンク １３−１ 爪（マッドガン側） １３−２ 爪取り付け座 １４ 自動ロック装置ローラー １５、１８ 充填駆動スプロケット １６、１７ 軸受 １９ 充填駆動手段 ２０ マッドガン砲身 ２１ 走行駆動手段 ２２、２３ 走行駆動スプロケット ２４ 先端金物 ２５ マッド ２６ 硬化塊 ２７ 硬化付着層 ２８ 電磁開閉リレー ２９ 電流検知装置 ３０ スクリュウ駆動モータ運転制御装置 ３１ 動力配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 勝美 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の59 日鐡プラント設計株式会社内 (72)発明者 土生 勝亮 福岡県北九州市戸畑区大字中原46の51 山 九株式会社内 (72)発明者 落合 康雄 福岡県北九州市八幡西区築地町16の１ 山 九株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マッド貯蔵ホッパーと該マッド貯蔵ホッ
   パーの下部に設けられたスクリュウ式圧送機を備えたマ
   ッド供給部とで、マッド供給装置を形成し、且つ前記ス
   クリュウ式圧送機先端のマッド充填口をマッドガン充填
   受け口に対して、進退自在に配置するようになした高炉
   マッド充填装置に於いて、前記スクリュウ式圧送機のス
   クリュウ羽根のうち、特に、ホッパー部内に位置するス
   クリュウの少なくとも５０％の反充填口側部分の羽根
   は、螺旋方向に断続形状として形成したことを特徴とす
   る高炉マッド自動充填装置。
2. 【請求項２】 マッド充填口の上部に駆動手段を有する
   リンク機構を設け、該リンクの一端を自動充填装置にピ
   ンを介して俯仰自在に取り付け、一端にローラーを回転
   自在に取り付け、一方、マッドガンの砲身の側面に設け
   た充填受け口の上部に、先端先細状の爪を上向きに設
   け、マッド充填口とマッドガン充填受け口の当接時に、
   該爪と前記ローラーをリンク機構によって掛止自在とな
   したことを特徴とする請求項１記載の高炉マッド自動充
   填装置。
3. 【請求項３】 マッド充填装置のスクリュウ羽根駆動モ
   ータの電流検知装置と該電流検知装置の検知信号によっ
   て、マッドの充填完了を判断する制御装置からなるマッ
   ド充填検知装置を特徴とする請求項１項または請求項２
   項記載の高炉マッド充填装置。