JPH10501026A - 回転シュートを備えた高炉装填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 融解炉用の回転シュートを有する装填装置は融解炉（１０）を覆う支持構造物（２２）と、それへ堅固に取り付けられた装着フランジ（１８）と、前記支持構造物（２２）により支持されたバッチ式ホッパー（２６、２８）と、前記シュート（３２）用の駆動機構が入り且つ一方の側はバッチ式ホッパー（２６、２８）へ、他方の側は装着フランジ（１８）へ密封態様で接続されたハウジング（３０）と、シュート（３２）を支持するためにハウジング（３０）に装着された少なくとも一つの大直径のローラ・リング（４０）とを含む。前記ローラ・リング（４０）の有効寿命を増すために、少なくとも一つの変形可能連結素子（３０）が、変形が装着フランジ（１８）へ剛性的に伝達されないように、装着フランジ（１８）をローラ・リング（４０）に接続する一連の剛性素子の間に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 回転シュートを備えた高炉装填装置 本発明は回転シュートを備えた高炉装填装置に関し、前記装置は高炉上に張り 出した支持構造物と、この支持構造物により支持されたバッチ式ホッパーと、一 方の側でバッチ式ホッパーに、他方の側で高炉に堅固に取り付けられた装着フラ ンジに、それぞれ密封態様で接続されたシュート用駆動ハウジングと、前記回転 シュートを支持するために前記ハウジングに装着された少なくとも一つの大直径 ローラ・リングとを含む。 この種の装置は、例えば、書類US-A-3693812；US-A-3880302；US-A-3814403； US-A-4941792及びUS-A-5022806に記載される。これらの装置に於て、シュートは 、大直径のローラ・リングによりハウジングで支持される回転ケージに懸架され ている。回転ケージはバッチ式ホッパーをシュートへ接続する軸流チャンネルの 下方部分を画成し、大直径ローラ・リングは外側でこの軸流チャンネルを包囲す る。ローラ・リングは大きな軸方向力及び傾動モーメントを吸収するように設計 されている。それは転動体により接続された二つの同軸リングを含む。二つのリ ングの内の一方は回転ケージに堅固に取り付けられ、他方のリングはハウジング に組み込まれた支持プレートに堅固に取り付けられる。ハウジングはそれ自体に 下方フランジを有し、この下方フランジによりハウジングは装着フランジに堅固 に支持され、前記装着フランジは高炉へ取り付けられている。バッチ式ホッパー は、堅固に、あるいは伸縮継手を介して、密 封態様でハウジングへ接続される。要するに、周知の装置に於て、シュートの重 量は支持プレート及びハウジングを介して高炉の装着フランジへ剛性的に伝達さ れる。 この種のシュート用懸架装置を備えた多くの装填装置が、２０年以上の間、溶 鉱炉に利用されてきた。大直径ローラ・リングは、ハウジングにシュート用回転 懸架装置を設ける最も信頼性ある現在周知の方法である。 この種の回転シュート用懸架装置は十分に満足なものであるが、それにも拘ら ず、実際に得られる大直径ローラ・リングの有効寿命は計算による予想値よりも 実質的に低いことは指摘されるべきである。この現象は数年前から知られている が、当技術の熟練者は今まで実際に何故ローラ・リングを計算による予想よりも 早く交換しなければならないのか説明できなかった。 本発明の基本的課題は前文に記載した種類の装置に於けるローラ・リングの有 効寿命を増すことである。 この問題は少なくとも一つの変形可能連接素子にその解決法を見いだしており 、この変形可能連接素子は高炉に堅固に取り付けられた装着フランジを回転シュ ートを支持するローラ・リングへ機械的に接続する一連の剛性素子に組み込まれ 、その際、前記装着フランジの前記ローラ・リングへの変形の伝達が殆ど回避さ れる。 本発明のある種の利点は高炉に堅固に取り付けられた装着フランジがローラ・ リングの有効寿命に影響を及ぼす非対称変形を受けるということを理解している ことである。高炉に装着されたフランジのこれらの変形は、一方では高 炉の内圧に起因しており、他方では高炉の熱膨張に起因する。恐らくはこの非対 称性は、装着フランジを堅固に取り付けた高炉のドームが例えば幾つかの大きな 局部開口を有する非対称構造であるという事実に起因している。従って、このド ームは熱源の内圧及び応力の組合せ効果により非対称的に変形される。更に、こ のドームは必ずしも均一に加熱されない。実際、内部耐火ライニングはある場所 で薄くなり、それにより当然、ドームの非対称加熱を生じ、故にドームの壁内に 於て非対称熱応力領域が生じる。要するに、ドームは非対称変形を受け、ドーム に取り付けられた装着フランジの非対称変形を必然的にもたらす。 現在の技術水準の装置に於て、これら装着フランジの非対称変形はハウジング の一連の多少、剛性のある素子を介してローラ・リングへ伝達される。従って、 ローラ・リングは特にその円形形状及び平坦性に影響を及ぼす非対称応力及び歪 場を受ける。この結果、より早く摩耗し、故に有効寿命が減り、ある場合には、 理論的に得られる有効寿命に到達するかなり前にローラ・リングが完全にロック 状態になることさえある。 本発明による装置に於て、高炉の装着フランジを回転シュートを支持するロー ラ・リングへ接続する一連の剛性素子に組み込まれた変形可能連接素子は、装着 フランジの非対称変形の大部分をこれらの変形がローラ・リングの幾何学的形状 を変える以前に吸収する。 有利な第１実施例に於て、変形可能連接素子は装着プレートとハウジングの外 方ジャケットとの間で接続される。 ローラ・リングはこの装着プレートに取り付けられ、ハウジングの外方ジャケッ トは高炉に取り付けられた装着フランジに直接取り付けられる。このフランジの 変形は変形可能連接素子により大部分吸収される。得られる吸収効果は、もし変 形可能素子よりも遙かに大きい剛性を支持プレートに与える補強材が支持プレー トに取り付けられるならば向上される。 本発明の有利な第２実施例に於て、変形可能連接素子は、高炉の装着フランジ とハウジングとの相対変位を可能にしながら、前記ローラ・リングを包被したハ ウジングを炉の装着フランジに密封態様で接続する第１伸縮継手により形成され る。次いでハウジングは剛性支持構造物又はバッチ式ホッパーにより直接支持さ れる。バッチ式ホッパーは剛性支持構造物により直接又は非直接的に支持される 。故にローラ・リングを支持するハウジングと装着フランジとの間の全ての剛性 的連接が除去される。 有利な第３実施例に於て、変形可能連接素子はハウジングに組み込まれた装着 プレートとローラ・リングとの間で直接接続される。この解決法は当然ローラ・ リングの最良の保護を提供するが、なぜなら支持プレートの変形はそれ自体もま た吸収されるからである。 第１及び第３実施例に於て、変形可能連接素子は好ましくは変形可能ループを 画成する環状壁を有するリングである。 有利な第４実施例に於て、本発明による変形可能連接素子は装着フランジでハ ウジングを直接支持する。この解決 法は上記第１実施例とは異なり、その相違点は変形可能連接素子がハウジング／ シュート組立体の重量を高炉の装着フランジへ直接伝達でき、一方、第１実施例 に於ける伸縮継手は専らハウジングを高炉の装着フランジへ密封態様で接続する ことに使用され、ハウジング／シュート組立体の重量を吸収することには決して 関与していないということである。 本発明の他の利点及び特徴は本発明の幾つかの好適実施例の詳述から、また添 付図面に於けるこれら好適実施例の説明から推論されよう。図中、 図１は本発明による第１実施例の回転シュート付き装填装置を備えた高炉の立 面図であり、一部が横断面図で示される。 図２は図１による装置の実施例の変化例を同様の図で示す。 図３は本発明による第２実施例の回転シュート付き装填装置の一部を形成する 回転シュート用の駆動ハウジングの垂直平面を通る横断面図を示す。 図４は本発明による第３実施例の回転シュート付き装填装置の一部を形成する 回転シュート用の駆動ハウジングの垂直平面を通る横断面図を示す。 図５は本発明による第４実施例の回転シュート付き装填装置の一部を形成する 回転シュート用の駆動ハウジングの垂直平面を通る横断面図を示す。 図６は図５の変形可能連接素子の詳細を示す。 先ず図１に関し、参照符号１０を用いて全体的に高炉を 示していることに注目されよう。これは、例えば溶鉱炉にしてもよいが、回転シ ュートを備えた他の形式の炉にもできる。示されている高炉は円筒体１２と末端 ドーム１４とを含む。この末端ドーム１４は装着フランジ１８により包囲された 装填開口１６を組み込んでいるが、この明細書の残りの部分では高炉１０の装着 フランジ１８と称される。この装着フランジ１８はドーム１４へ堅固に取り付け られているのでドーム１４のあらゆる変形の影響を受ける。 参照符号２０を用いて全体的に回転シュート付き装填装置を示す。回転シュー ト付き装填装置は、第１に、高炉のドーム１４上に張り出し且つ例えば高炉の体 １２に支えられた支持構造物２２を含む。ある場合には、しかしながら、高炉は 、角塔と呼ばれる独立した支持構造物により包囲され、支持構造物２２はこの角 塔により支持される。図１の頂部から底部まで、以下のものを区別することが可 能である：即ち、 装填材料を収容する固定又は回転ホッパー２４； 一端はホッパー２４に関して、他端は炉１０に関して密封されるバッチ式ホッ パー２６； 装填材料を秤量分配するシステム２８、しばしばこれはバッチ式ホッパー２６ の下に位置する独立した素子であるが、用語を簡易化するために、本説明に於て はバッチ式ホッパー２６の一部分を形成するものと考える； 駆動ハウジング３０；及び、 高炉１０の垂直軸線の回りに回転し、その傾斜角を垂直軸線に関して頻繁に変 えることができるシュート３２。 装填材料はバッチ式ホッパー２６から秤量システム２８及びハウジング３０を 通り回転シュート３２上へ流出する。回転シュート３２は参照符号３４で示され た装填面に装填材料を分配する。ハウジング３０はシュート用懸架手段とシュー ト駆動用手段とを包被する。シュート３２を懸架及び駆動する手段の各種形式は 本説明の冒頭部分で引用した書類に詳述されている。図３を用いて、シュート用 懸架及び駆動手段の一つの可能な実施例をここで簡単に説明する。 しかして、図３に関し、シュート３２は二つの側方枢軸３８′及び３８″を介 して回転ケージ３６により支持されているのが見られる。これら側方枢軸３８′ 及び３８″はシュート３２の水平枢動軸線を画成し、この水平枢動軸線の回りで 垂直線に関してシュートの傾斜角を変化させることができる。回転ケージ３６は 炉１０の軸線と同軸である送りチャンネル３９の下方部分を形成する。ケージ３ ６は、送りチャンネル３９を包囲しケージ３６の垂直回転軸線を画成する大直径 ローラ・リング４０によりハウジング３０内で支持される。このローラ・リング ４０はシュート３２の回転懸架用の試された、試験済み素子である。それは内輪 ４２及び外輪４４を含み、これら内輪及び外輪は大きな軸方向荷重及び傾動モー メントを支持することができるように転動素子４６を介して接続される。回転ケ ージ３６を支持するのは好ましくは外輪４４であり、一方、内輪４２はハウジン グ３０の支持プレート４８に取り付けられる。次いで外輪４４は、高炉１０の軸 線の回りにケージ３６ を故にまたシュート３２を回転させるための駆動機構（図示せず）の第１ピニオ ンホイール（図示せず）と相互作用する歯車５０を支持する。 枢動機構はシュート３２の傾斜角を回転時に変化することを可能ならしめる。 この機構はしばしば第２大直径ローラ・リング５２から成り、その内輪５４は支 持プレート４８へ取り付けられる。この第２ローラ・リングの外輪５６は駆動機 構の第２ピニオンホイール（図示せず）と相互作用する歯車５８を備える。この 駆動機構は外輪５６に回転運動を付与することができ、この回転運動はケージ３ ６の回転運動に関して可変角度位相差を有することができる。枢軸３８′及び３ ８″の内の少なくとも一つの枢軸と外輪５６とを機械的に接続した機構６０はこ の角度位相差又は移相（位相のずれ）を二つの枢軸３８′及び３８″の回りでの シュートの枢動に変換させることができる。かかる枢動機構は本説明の冒頭で言 及した書類に詳述されている。 本発明によると、少なくとも一つの変形可能連接素子は、回転シュート３２を 支持するローラ・リング４０を高炉の装着フランジ１８へ機械的に接続する一連 の剛性の素子に組み込まれ、その際、装着フランジ１８とローラ・リング４０と の間の変形の剛性の伝達が回避されるようにする。図１ないし図５は本発明の幾 つかの有利な実施例を示す。 図１の実施例によると、伸縮継手７０はドーム１４のフランジ１８とハウジン グ３０の装着フランジ１８′との間で接続される。この伸縮継手７０はハウジン グ３０と高炉 １０との密封を保証し、一方、二つのフランジ１８、１８′の相対変位を許可す る。ハウジング３０はバッチ式ホッパー２６と秤量システム２８とから成る組立 体により支持される。この組立体２６／２８はそれ自体、上述の如く、支持構造 物２２により支持されている。故に伸縮継手７０は、主に密封機能を果たさなけ ればならず、またハウジング３０とシュート３２とから成る組立体の重量を決し て支持してはいけない。故に、この実施例に於て、ドーム１４が、例えば、ドー ムに作用する非対称温度領域又は内圧の効果により非対称に変形することができ ることは評価されよう、その際、これらの変形がハウジング３０に影響を及ぼす ことはない。ハウジング３０に組み込まれたローラ・リング４０はドーム１４の 非対称変形により引き起こされる張力から防護される。 図２による装置はハウジング３０が支持構造物２２に直接支持されている点で 図１の装置と区別される。第２伸縮継手７２はバッチ式ホッパー２６／ブロック システム２８の組立体とハウジング３０との間で接続される。この実施例は一般 にバッチ式ホッパー２６よりも熱いハウジング３０が両端で殆ど自由に拡張でき るという利点を有する。更に、この第２伸縮継手は、もしバッチ式ホッパーの連 続秤量が支持構造物２２のホッパー２６の支持体に組み込まれた秤量セルの使用 を必要とする場合に、推奨される。 図３は変形可能連接素子がハウジング３０に組み込まれた本発明の好適実施例 を示す。この変形可能連接素子は、しばしば、ハウジングの支持プレート４８と ハウジング３ ０の外方ジャケット８２との間に接続された変形可能リング８０を含む。この改 変されたハウジング３０は高炉１０の装着フランジ１８に堅固に装着される。実 際、このフランジ１８の変形はハウジング３０の壁８２に影響を及ぼすが、支持 プレート４８には殆ど又は全く影響を及ぼさない。支持プレート４８がその剛性 を増加させるボックス８４により有利に補強されることは注目されよう。実際、 変形可能リング８０と比較して支持プレート４８の剛性が大きくなればなるほど 、ますます外方ジャケット８２の変形は変形可能リングにより吸収される。故に 支持プレート４８の高剛性は変形可能リング８０の変形に対する吸収効果を増幅 させ、しかして支持プレート４８がその平面内で、あるいはこの平面に対して直 角方向に変形しないことを保証する。結論として、ドーム１４の変形は、支持プ レート４８に取り付けられたローラ・リング４０のリング４２に於て、このリン グ４２の円形形状及び平面度に影響を及ぼす変形を殆ど引き起こさない。 例えば変形可能リング８０は開放Ｕ字形区分を有するリングである。次いで、 その枝管の内の一方は例えば溶着で壁８２へ取り付けたフランジを形成し；他方 の枝管は例えば溶着で支持プレート４８へ取り付けたフランジを形成する。リン グ８０は、上で見られたように、支持プレート４８よりも遙かに剛性がないよう に寸法決めされている。この結果として、壁８２の変形はリング８０のＵ字形区 分の変形を引き起こし、プレート４８の形状に影響を及ぼさない。 また図４は変形可能連接素子がハウジング３０に組み込まれた実施例を示す。 この実施例に於て、支持プレート４８及びハウジング３０の外方ジャケットは多 少堅固に組み立てられる。他方、支持プレート４８とローラ・リング４０との間 で、変形可能スリーブ９０が接続される。変形可能スリーブ９０はローラ・リン グ４０に伝達することなしに支持プレート４８の変形を吸収する。また図４の改 変されたハウジングはそれ自体ドーム１４のフランジ１８に堅固に装着できる。 図５はハウジング３０とドーム１４との間に組み込むことができ且つハウジン グ３０／シュート３２組立体の重量をドーム１４へ伝達できるという特徴を有す る変形可能連接素子１００の実施例を示す。変形可能素子１００はドーム１４へ 取り付けられた下方フランジ１０２と、ハウジング３０を支持する装着フランジ １０４とを含む。二つのフランジ１０２、１０４は、内側へ開放したループを形 成する変形可能金属壁１０６により接続される。このループは好ましくは、リラ (lyre)形状を有することは注目されよう。金属壁１０６は、二つのフランジ１０ ２、１０４の相対的水平及び／又は垂直変位を可能としながら、ハウジング３０ ／シュート３２組立体の重量を装着フランジ１０４から下方フランジ１０２へ伝 達できるように寸法決めされる。しかしながら、二つのフランジ１０２、１０４ の相対運動が大きくなり過ぎて金属壁１０６の塑性変形をもたらすことのないよ うに、停止具１０８、１１０が設けられている。停止具１０８は変形可能素子１ ００の過大な圧縮を防 ぐ。他方、素子１１０は二つのフランジ１０２、１０４の過大な伸張及び相対水 平変位を防ぐ。主にタイロッド１１０は、壁１０６で形成されたループの軸方向 伸張が炉の内圧の影響（バックグラウンド効果）により過大になるのを防ぐこと を目的とする。 図６は変形可能素子１００の好適実施例を詳細に示す。壁１０６により形成さ れたループが材料１１２で完全に満たされているのを見ることができる。これは 鉱質綿の如き絶縁性圧縮可能材料である。環状スクリーン１１４は、ループの変 形を狂わせることなしにループの開口を閉鎖する。この変形可能素子１００の実 施例が有する利点は、弾性特性に悪影響を及ぼす過度の加熱から変形可能壁１０ ６が保護されるということである。更に、壁１０６の変形を狂わせる非圧縮材料 でループ内部を充填することは除外される。 提案した二つ又はそれ以上の実施例を結合させて、ドーム１４の変形を吸収す るというそれら実施例の効果を互いに相互支持する目的で、高炉用回転シュート を備えた一つの装填装置を作ることが可能なことは当技術の熟練者に理解されよ う。しかして、例えば、図３の解決法と図２又は図５の解決法とを結合すること 、あるいは図４の解決法と他の全ての解決法とを結合することが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ルトゥール， ジョルジュ ルクセンブルグ， エル−9053 エットゥ ルブリュック， アヴニュ ジェイ． エ フ． ケネディ 26−30

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転シュートを備えた高炉装填装置であって、 高炉（１０）上に張り出した支持構造物（２２）と、 高炉に堅固に取り付けられる装着フランジ（１８）と、 支持構造物（２２）により支持されたバッチ式ホッパー（２６、２８）と、 一方の端でバッチ式ホッパー（２６、２８）へ、他方の端で前記装着フランジ （１８）へ密封態様で接続されるシュート（３２）用駆動ハウジング（３０）と 、 ハウジング（３０）に装着され、前記回転シュート（３２）を支持する少なく とも一つの大直径ローラ・リング（４０）と、 一連の剛性素子により前記装着フランジ（１８）へ機械的に接続された前記リ ング（４０）とを含む回転シュートを備えた高炉装填装置に於て、 少なくとも一つの変形可能連接素子（７０、８０、９０、１００）が、前記装 着フランジ（１８）の変形を前記ローラ・リング（４０）へ剛性伝達するのを大 いに回避するように、前記装着フランジ（１８）と回転シュート（３２）を支持 する前記ローラ・リング（４０）との間で前記一連の剛性素子に組み込まれてい ることを特徴とする回転シュートを備えた高炉装填装置。 ２．前記ハウジング（３０）は前記装着フランジ（１８）と前記バッチ式ホッ パー（２６、２８）との間に密封態様で接続された外方ジャケット（８２）と、 前記ローラ・リング（４０）を装着した高剛性を有する装着プレート（ ４８）とを含み、また前記変形可能連接素子（８０）は前記ジャケット（８２） で前記装着プレート（４８）を支持することを特徴とする請求の範囲第１項記載 の装置。 ３．前記変形可能連接素子（８０）はＵ字形区分を有することを特徴とする請 求の範囲第１項又は第２項記載の装置。 ４．前記装着プレート（４８）はその剛性を増加させる補強材（８４）を含む ことを特徴とする請求の範囲第２項又は第３項記載の装置。 ５．前記変形可能連接素子はハウジング（３０）と前記装着フランジ（１８） との相対変位を可能にしながら前記ハウジング（３０）を密封態様で前記装着フ ランジ（１８）へ接続する第１伸縮継手（７０）を含むことを特徴とする請求の 範囲第１項記載の装置。 ６．前記バッチ式ホッパー（２６、２８）はこの剛性支持構造物（２２）によ り支持され、前記ハウジング（３０）は前記ホッパーにより堅固に支持されるこ とを特徴とする請求の範囲第５項記載の装置。 ７．前記ハウジング（３０）は前記剛性支持構造物（２２）により支持され、 第２伸縮継手（７２）は前記ハウジング（３０）と前記バッチ式ホッパー（２６ 、２８）との間で接続されることを特徴とする請求の範囲第５項記載の装置。 ８．前記ローラ・リング（４０）は前記変形可能連接素子（９０）を介して前 記ハウジング（３０）に直接支持されることを特徴とする請求の範囲第１項記載 の装置。 ９．前記変形可能素子（９０）は変形可能壁を有するスリーブであることを特 徴とする請求の範囲第８項記載の装置。 10．前記ハウジング（３０）は前記装着フランジ（１８）で前記変形可能連接 素子（１００）を介して支持されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装 置。 11．前記変形可能連接素子（１００）は下方装着フランジ（１０２）と、上方 装着フランジ（１０４）と、下方フランジ（１０２）を上方フランジ（１０４） に密封態様で接続した変形可能金属壁であって、シュート（３２）／ハウジング （３０）組立体の重量を支持するように寸法決めされた変形可能金属壁（１０６ ）と、二つのフランジの相対変位を制限する停止具（１０８、１１０）とを含む ことを特徴とする請求の範囲第１０項記載の装置。 12．前記変形可能金属壁（１０６）は絶縁圧縮可能材料（１１２）を充填され たループを含むことを特徴とする請求の範囲第１１項記載の装置。