(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小ベルと協同して装入原料の受入れ空間を形成する小ベルホッパの下端部を構成するベル式高炉の小ベル下カップであって、上方部の上広傾斜部と中間部の直胴部と下方部の下広傾斜部とからなり、前記上広傾斜部の内面円周方向に配設される複数個のライナがその端部と隣接ライナの端部とで形成される目地空間部を装入原料の流動方向と前記小ベル下カップの半径方向とに対して傾斜させて取り付けられていることを特徴とするベル式高炉における小ベル下カップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベル式高炉における小ベル下カップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉に鉄鉱石、焼結鉱、コークス、石灰石等の原料を炉内に装入する場合には、図８に示すように、固定ホッパ１ならびに小ベル２で区画された小ベルホッパ３内をそれぞれ大気圧にした後、固定ホッパ１から小ベルホッパ３内へ原料７を払い出し、次いで、小ベルホッパ３ならびに大ベル４によって区画された大ベルホッパ５内を炉内圧とほぼ等圧にした後、小ベルホッパ３から大ベルホッパ５内内へ払い出し、さらに、大ベルホッパ５内を炉内圧にしてそこから炉体６内へ原料７を供給している。
【０００３】
図７に示すように小ベルホッパ３は、直胴壁８の下端に漏斗状の小ベル上カップ９とその下の小ベル下カップ１０とをそれぞれのフランジ１４をボルト・ナット１５により接合した組み立てた構造である。小ベルホッパ３の内側に、ウェアリング１１と小ベル上部１２と小ベル下部１３とからなる小ベル２が吊棒（図示せず）により昇降自在に設置されている。小ベル２を昇降操作して小ベルホッパ３内の原料を下方に供給する際に、原料は所定の傾斜を有する小ベル２の表面を滑走して落下し、小ベル下カップ１０と小ベル下部１３とのなす間隙から供給される。原料の通過によって小ベル２および小ベルホッパ３はしだいに磨耗が進捗し、ついには穴が明くに至る。そこで、小ベル下カップ１０は、原料と接触する内面は全範囲にわたり硬化肉盛材で被覆することにより寿命の延長を図っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように小ベル下カップ１０の内面全範囲を硬化肉盛材で被覆してあっても磨耗は避けられず、硬化肉盛層がなくなってくる。そこで小ベル下カップ１０を補修することで対応してきたが、補修が追いつかなくなると穴明きによるガス漏れで操業が不能となる。とくに、硬化肉盛による再補修は操業中にはできないため、高炉を休風して小ベル下カップ１０の全体を取り外し修理する必要があり、時間が掛かるため高炉の稼働率を悪化する原因となっていた。
【０００５】
このような問題点を解決すべく、実開閉５４−５３５０５号公報には、高炉の小ベル下カップを小ベル下カップ本体とライナの２層構造とし、ライナは円周方向に多数分割して、これを小ベル下カップ本体内面に接合し一体化するものが提案されている。しかしながら円周方向に多数分割したライナの両端が形成する目地が原料の滑走方向に沿った垂直状態になっているため、目地の隙間に原料が進入して小ベル下カップ本体の母材を磨耗させ、母材の寿命が短くなるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の技術の問題点を解消し、とくに磨耗の激しい小ベル下カップの上広傾斜部を操業状態を維持しながら補修可能にすると共に、小ベル下カップの母材の磨耗を低減することができるベル式高炉における小ベル下カップを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための請求項１記載の本発明は、小ベルと協同して装入原料の受入れ空間を形成する小ベルホッパの下端部を構成するベル式高炉の小ベル下カップであって、上方部の上広傾斜部と中間部の直胴部と下方部の下広傾斜部とからなり、前記上広傾斜部の内面円周方向に配設される複数個のライナがその端部と隣接ライナの端部とで形成される目地空間部を装入原料の流動方向と前記小ベル下カップの半径方向とに対して傾斜させて取り付けられていることを特徴とするベル式高炉における小ベル下カップである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。
前記図７のように、小ベルホッパ３は、直胴壁８の下端に漏斗状の小ベル上カップ９とその下の小ベル下カップ１０とを一体化した構造である。図１に示すように、小ベル下カップ１０を形成する本発明の小ベル下カップ本体１６は、上広傾斜部１７、直胴部２１および下広傾斜部２２を有し、また、上部に小ベル上カップ９と接合するためのフランジ１４を設けてある。小ベル下カップ本体１６は、円周方向に例えば６ブロックに分割されているため、各ブロックは接続部２３で連結して一体化されている。２０はボルト孔を示す。
【０００９】
小ベル下カップ本体１６が備えた最も磨耗の激しい上広傾斜部１７の円周方向内面に多数分割したライナ１８を配設してあり、ライナ１８が磨耗したら操業状態を維持しながら取り替え補修を可能とする。ライナ１８には鋳込みボルト２４が背面に突き出ており、この鋳込みボルト２４を小ベル下カップ本体１６に設けたボルト孔２５に差し込み、ナット２６を締め付けて固定する。２７はナット２６をカバーするキャップを示す。図２に示すように、ライナ１８（ほぼ平行四辺形をなし、かつコーン状をなす上広傾斜部１７の内面に沿う反り形状をなす）は、両端が厚み方向（小ベル下カップの半径方向）に装入原料が進入し難い側に傾斜したテーパ面２８に形成されている。また、上広傾斜部１７の円周方向内面に配設される複数個のライナ１８が、図３および図４に示すように、その端部と隣接ライナ１８の端部とで形成される目地空間部１９を装入原料の流動方向と小ベル下カップ１０の半径方向とに対して傾斜させて取り付けられている。
【００１０】
さらに、隣接するライナ１８は図５および図６に示すように、両端のテーパ面２８が円周方向に熱膨張するのを考慮して例えば目地空間部１９の隙間Ｓを２ｍｍとして熱膨張を吸収させる。なお、上広傾斜部１７に比較して磨耗の少ない直胴部２１の内面を硬化肉盛材２９で被覆し、また小ベル２と接触する下広傾斜部２２の内面を硬化肉盛材３０で被覆した構造とすることにより磨耗防止を図る（図１参照）。
【００１１】
本発明では、上広傾斜部１７の円周方向内面に配列したライナ１８の目地空間部１９が装入原料の流動方向と小ベル下カップ１０の半径方向とに対して傾斜しているので、小ベル２を開閉操作して装入原料を供給する際に、小ベル下カップ１０の内面に沿って滑走する原料がライナ１８の目地空間部１９を通して小ベル下カップ本体１６の母材と直接接触するのを防止できるため、その寿命が延長される。
【００１２】
また、最も磨耗が激しい上広傾斜部１７の内面をライナ１８により保護するのでその寿命を長くできると共に、ライナ１８が磨耗したら高炉を休風状態とするだけで、操業状態を維持しながらナット２６を外してライナ１８のみを炉外に取り出し、代わりに新品のライナ１８を炉内に取り込んでセットするだけで簡単に補修することができる。
【００１３】
本発明では、小ベル下カップ本体１６の母材の材質は  ＳＣＷ４５０  （ＪＩＳ  Ｇ  ５１０２）を使用した。ライナ１８は、円周方向に２４分割とし、ライナ１８の両端に形成するテーパ面２８は装入原料の流動方向に対して傾斜角度を約６０°、小ベル下カップ１０の半径方向に対して傾斜角度を約２０°とし、材質は耐磨耗性を上げるため高Ｃｒ含有鋼である２７Ｃｒ鋼（ＣＩＸ−２  相当であり、その化学成分は、Ｃｒ：２３．０  〜２８．０等の特殊元素を含む）を使用した。硬度はＨｓ：７０  〜８０であった。鋳込みボルト２４の材質は、ライナ１８と同材質とした。また、直胴部２１の内面、下広傾斜部２２の内面は硬化肉盛材２９、３０で厚さ９ｍｍに被覆した。
【００１４】
小ベル下カップの内面全体を硬化肉盛材で被覆する従来例では、小ベル下カップそのものを４年に１回操業を停止して交換補修する必要があった。これに対して本発明によれば、小ベル下カップ本体の磨耗が解消され、４年に１回操業状態を維持しながらライナのみを交換するだけで済むので、補修費の大幅な節減が達成される。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、小ベル下カップ本体の上広傾斜部の内面円周方向に配置する複数個のライナーが、その端部と隣接ライナの端部とで形成される目地空間部を装入原料の流動方向と小ベル下カップの半径方向とに対して傾斜させて着脱可能に取付け一体化するので、目地空間部を通して装入原料が小ベル下カップ本体（母材）に直接接触して磨耗するのが防止でき、母材の保護が強化される。また、ライナが磨耗したら操業状態を維持しながら損傷したライナを新しいライナと容易に交換することができ、さらに上広傾斜部の下側に位置する直胴部内面と、その下側に位置する下広傾斜部内面をそれぞれ硬化肉盛材で被覆することで、小ベル下カップ本体の寿命延長が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の小ベル下カップを示す部分断面図である。
【図２】本発明のライナを示す正面図である。
【図３】本発明の小ベル下カップを示す全体断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視方向を示す平面図である。
【図５】本発明のライナの配列状況を示す部分正面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ矢視方向を示す部分平面図である。
【図７】従来および本発明に係る小ベルホッパと小ベルとの配置状況を示す断面図である。
【図８】従来のベル式高炉の炉頂部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  固定ホッパ
２  小ベル
３  小ベルホッパ
４  大ベル
５  大ベルホッパ
６  炉体
７  原料
８  直胴壁
９  小ベル上カップ
１０  小ベル下カップ
１１    ウェアリング
１２  小ベル上部
１３  小ベル下部
１４  フランジ
１５  ボルト・ナット
１６  小ベル下カップ本体
１７  上広傾斜部
１８  ライナ
１９  目地空間部
２０、２５    ボルト孔
２１  直胴部
２２  下広傾斜部
２３  接続部
２４  鋳込みボルト
２６  ナット
２７  キャップ
２８  テーパ面
２９、３０  硬化肉盛材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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