(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉の炉体に形成されたスラブの装入口又は抽出口をなす開口部を、吊り下げられた昇降扉を昇降させることにより開閉する加熱炉の開口部のシール機構において、軸を前記炉体の開口部より上方で且つ前記開口部が開口した炉体の前面より後方で炉体の幅方向に沿って延在させたスプロケットと、スプロケットに巻回されるとともに下部を昇降扉の上部に連結したチェンとを備え、前記スプロケットは前記軸をスプロケットの中心から偏心させた偏心スプロケットとし、昇降扉の上昇による開口部の開放位置では前記スプロケットの中心位置を前記軸よりも前記開口部の前方に位置させ、昇降扉の下降による開口部の閉鎖位置では前記スプロケットの中心位置を前記軸よりも前記開口部の後方に位置させて、前記閉鎖位置で前記昇降扉が開口部周囲の炉体に接し、前記開放位置で前記昇降扉が炉体から開口部前方に離れるようにしたことを特徴とする加熱炉の開口部のシール機構。
【請求項２】
前記開放位置にある昇降扉の炉体側の面の位置から、前記閉鎖位置でこの面が接する前記炉体の開口部が開口した前面位置までの、当該開口部の前後方向の距離を、前記スプロケットの同方向における偏心距離の差より小さい距離に設定したことを特徴とする請求項１に記載の加熱炉の開口部のシール機構。
【請求項３】
前記スプロケットは前記炉体の上側に配置された前記軸に一体回転するように固定されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱炉の開口部のシール機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加熱炉の装入側や抽出側の開口部を昇降する扉でシールする機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続式加熱炉においては、装入側と抽出側の開口部は扉で密閉されて放炎を防止する構造になっている。その、一般的な加熱炉の扉は、加熱炉の炉体に形成されたスラブの装入口又は抽出口をなす開口部を、吊り下げられた昇降扉を昇降させることにより開閉するものであって、前記開口部より上方に位置され且つ軸を開口部の上方で幅方向に沿って延在させたスプロケットと、スプロケットに巻回されるチェンとによって昇降扉を昇降させるようになっている。
【０００３】
そして、従来の昇降扉は、炉体の開口部を密閉するために、扉をシリンダにより炉体に押さえつける構造のもの（特許文献１）や、前記の昇降扉ではないが、可撓性と耐熱性ある遮蔽カーテンで覆う構造のもの（特許文献２）がある。また、他に、昇降扉と炉体との隙間をマイナス、つまり昇降扉を炉体に押し付けた状態にして、昇降扉を炉体に摺りながら昇降するようにした構造のものや、扉の下部にガイドローラを設けてクランプすると共に、扉の上部はサンドシールでシールするものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５６−８８１０号公報
【特許文献２】実開昭６１−１３７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、扉をシリンダにより炉体に押さえつける構造のものや、扉の下部にガイドローラを設けてクランプすると共に扉の上部はサンドシールでシールするものは、扉を押さえたり固定するための動作をする機構を別に設ける必要があって構造と費用が嵩む欠点がある。また、前記遮蔽カーテンで開口部を覆うものは、遮蔽カーテンの熱による劣化が激しく、また可撓性のため内圧に耐えることが難しいから、炉圧を高く設定している加熱炉には使用できないという不具合がある。さらに、昇降扉を炉体に押し付けた状態で昇降扉を炉体に摺りながら昇降するようにした構造のものにおいては、炉体を構成する耐火物の摩耗が著しいため放炎による燃費の悪化と補修の頻度が高くなるという不具合がある。
そこで、この発明は、扉を押さえるための格別の装置を必要とすることなく、炉体の摩耗を押さえて燃費の向上と補修頻度の低下をはかり、さらに熱による劣化を押さえ且つ内圧を高めることができるシール機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の加熱炉の開口部のシール機構は、加熱炉の炉体に形成されたスラブの装入口又は抽出口をなす開口部を、吊り下げられた昇降扉を昇降させることにより開閉する加熱炉の開口部のシール機構において、軸を前記炉体の開口部より上方で且つ前記開口部が開口した炉体の前面より後方で炉体の幅方向に沿って延在させたスプロケットと、スプロケットに巻回されるとともに下部を昇降扉の上部に連結したチェンとを備え、前記スプロケットは前記軸をスプロケットの中心から偏心させた偏心スプロケットとし、昇降扉の上昇による開口部の開放位置では前記スプロケットの中心位置を前記軸よりも前記開口部の前方に位置させ、昇降扉の下降による開口部の閉鎖位置では前記スプロケットの中心位置を前記軸よりも前記開口部の後方に位置させて、前記閉鎖位置で前記昇降扉が開口部周囲の炉体に接し、前記開放位置で前記昇降扉が炉体から開口部前方に離れるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
前記のシール機構において、前記開放位置にある昇降扉の炉体側の面の位置から、前記閉鎖位置でこの面が接する前記炉体の開口部が開口した前面位置までの、当該開口部の前後方向の距離を、前記スプロケットの同方向における偏心距離の差より小さい距離に設定すると好適である。
また、前記スプロケットは前記炉体の上側に配置された前記軸に一体回転するように固定されたものを使用するとよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の前記態様においては、昇降扉を昇降させるスプロケットを偏心させたので、扉を押さえるための格別の装置を必要とすることなく扉を炉体に押さえることができる。また、昇降扉が開くとともに炉体から離れるから、炉体の摩耗を押さえて放炎を防止するから燃費の向上と補修頻度の低下をはかることができる。さらに扉を可撓性あるものにする必要がないから、十分に耐熱性と耐圧性のある扉とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の正面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図。
【図３】（ａ）は図１のＹ−Ｙ線断面図。（ｂ）は（ａ）の昇降扉が上昇した状態の断面図。
【図４】図３の各位置等の数値を示す表図。
【図５】パスラインの高さと扉の隙間との関係を示すグラフ。
【図６】スプロケットの偏心距離の差と扉の隙間とを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、連続式加熱炉の炉体１の正面図である。炉体１は主として耐火材を組み上げて形成されており、炉体１に形成されたスラブの装入口又は抽出口をなす開口部２の前面が、昇降扉３によって閉鎖された状態を示している。昇降扉３は鋼製であって炉体１側の面には耐火材が配設されており、複数のスプロケット４に巻回された各チェン５により吊り下げられている。各スプロケット４は１本の回転軸６に固定されて、この回転軸６の回転により各スプロケット４が一体に回転するようになっている。したがってこの回転軸６の軸心がスプロケット４の軸をなすため、以下においては原則として回転軸６とスプロケット４の軸とを区別しないで説明する。
【００１１】
回転軸６は、炉体１ないし炉体１のある建屋に固定された図示しない梁などの定着物に軸受７を介して回転自在に支持されており、その一端は減速機８を介して、これも前記定着物に支持された駆動モータ９に連結されている。
前記回転軸６には別のスプロケット１１がその中心軸を回転軸６に一致させて固定されて、このスプロケット１１も回転軸６に一体に回転するようになっている。このスプロケット１１には、炉体１や周辺機器に干渉しない位置にチェン１２を介してカウンターウェイト１３が吊り下げられている。このカウンターウェイト１３は、前記昇降扉３とバランスするようになっていて、昇降扉３の昇降時及び静止時の駆動モータ９や減速機８の負荷を軽減している。
【００１２】
回転軸６は炉体１の開口部２より上方で且つ前記開口部２が開口した炉体１の前面１ａより後方に配置されており、また、回転軸６に固定されて前記チェン５を介して昇降扉３を吊っている前記スプロケット４は偏心スプロケットとなっている。つまり昇降扉３の上昇による開口部２の開放位置では、図３（ｂ）に示すように、前記スプロケット４の中心４ａ位置を回転軸６よりも前記開口部２の前方に位置させるようになっている。また、昇降扉３の下降による開口部２の閉鎖位置では、図３（ａ）に示すように、前記スプロケット４の中心４ａ位置を前記回転軸６よりも前記開口部２の後方に位置させるようになっている。
【００１３】
図３において、昇降扉３の閉鎖位置ではスプロケット４の偏心距離Ａは小さく、昇降扉３の開放位置ではスプロケット４の偏心距離Ａは大きくなって、偏心距離Ａが大きいときには炉体１と昇降扉３との隙間Ｂが大きく、偏心距離Ａが小さいときには前記隙間Ｂは小さく（ゼロに）なるようになっている。
この点をさらに説明すると、前記図３（ｂ）の開放位置にある昇降扉３の炉体１側の面の位置と、この面が接する前記炉体１の開口部２が開口した前面１ａとの、当該開口部の前後方向の距離（前記隙間Ｂに同じ）を、前記スプロケット４の同方向における偏心距離の差（図３（ｂ）の偏心距離Ａと図３（ａ）の偏心距離Ａの差）より小さい距離に設定している。
【００１４】
以上の構成により、この開口部のシール機構は次のように動作する。先ず、図３（ｂ）に示した昇降扉３の開放位置では、スプロケット４の偏心距離Ａが大きくなっているため、昇降扉３は炉体１の開口部２のある前面１ａから前方に大きく離れていて、前記隙間Ｂが大きく開いている。この昇降扉３が回転軸６とスプロケット４の回転を伴って下降すると、スプロケット４の前記偏心距離Ａが次第に小さくなり、従って前記隙間Ｂが次第に小さくなって、昇降扉３が炉体１の開口部２に近づく。そして昇降扉３の下降終了前に、昇降扉３は炉体１の開口部２のある前面１ａに接し、そのまま炉体１の開口部２の前面１ａを摺りながら下降して下死点に至る。
【００１５】
ここでは、昇降扉３が開放位置にあるときと閉鎖位置にあるときの前記各偏心距離Ａと前記各隙間Ｂとの関係があるから、昇降扉３が下死点に至る前の中途段階で炉体１の開口部２の前面１ａに接し、そのまま摺動して下死点に至るようになっている。この摺動している間は、炉体１がなければ昇降扉３はさらに炉体１の奥方向に移動する、すなわち前記隙間Ｂがマイナスになることを意味している。そして、隙間Ｂがマイナスになるということは、存在する炉体１の開口部２の前面１ａに昇降扉３が押し付けられて下降し開口部２が密閉されることを意味する。
逆に昇降扉３の上昇時には、下死点にある昇降扉３は上昇を開始して少しの間は炉体１の開口部２の前面１ａに押し付けられて摺動する。しかし、その後は離れて、前記隙間Ｂがプラスになり、この隙間Ｂを次第に大きくしつつ昇降扉３は上昇して開口部２が開く。
【００１６】
この昇降扉３の昇降はいずれの方向にもモータ９の駆動力を利用するものであるが、昇降のうち一方への回転軸６の回転は、昇降扉３とカウウンターウェイト１３とのバランスによって、モータ９の駆動力によらないものとすることができる。例えば、昇降扉３の上昇にはモータ９の駆動力を用いるが、昇降扉３の下降には、昇降扉３の自重によるものであってもよい。この場合には、昇降扉３が低速で下降できるバランスにしておくものとする。そして、昇降扉３の上昇位置では図３（ｂ）示すように偏心距離Ａが大であるから、スプロケット４に加わる回転モーメントも大になって、最初は比較的早い速度で昇降扉３が下降する。しかし、やがてスプロケット４の回転により前記偏心距離Ａが縮小するから、回転モーメントが次第に小になり、昇降扉３の下降速度が遅くなる。そこで、昇降扉３が炉体１の開口部２の前面１ａに接するときには速度はかなり低下し、そのまま摺動して下死点に至る。
【００１７】
このように、昇降扉３が自重で下降する場合には、隙間Ｂがある最初は早く、隙間Ｂがなくなる最後に低速で下降するから、昇降扉３が炉体１に摺動する距離は従来の技術よりも短くなるので、炉体１や昇降扉３の耐火材の摩耗を抑制することができる。また、前記昇降扉３が炉体１から離れている間の昇降扉３の下降は早いので、昇降扉３を閉じる速度は早くなる効果もある。
【実施例】
【００１８】
図４は実施例のスプロケット４の条件と昇降扉３の高さ（パスラインレベル差）等との関係を示す表図であり、これによると、スプロケット４の直径は８１５ｍｍ，スプロケット４の偏心、つまりスプロケット４の軸６（回転中心）とスプロケット４の中心位置４ａとの偏りは２５ｍｍとなっている。したがって図３、図６に示した偏心距離Ａの最大値は４３２．５ｍｍ，同最小値は３８２．５ｍｍで、その差（理論上の隙間Ｂ）は５０ｍｍとなる。
【００１９】
一方、開放位置にある昇降扉３の炉体１側の面の位置と、この面が接する前記炉体１の開口部２のある前面１ａの位置との、当該開口部の前後方向の距離を事実上の隙間Ｂａとしたときに、この隙間Ｂａを４０ｍｍとしている。そこで、前記理論上の隙間Ｂの寸法と、事実上の隙間Ｂａの寸法との差の１０ｍｍが理論上の隙間Ｂのマイナス分になる。
だから、この実施例では、スプロケット４の回転により昇降扉３の各昇降位置（パスラインレベル差）における、前記偏心距離Ａ、隙間Ｂのほか、スプロケット４へのチェン５の巻付角度、巻付長さの関係が図４に示された通りになっている。また、このときのパスラインレベル差（つまり昇降扉３の高さ位置）と隙間Ｂとの関係が、従来構造と比較しつつ図５のグラフに示されている。
【００２０】
ここでは、前記のように理論上の隙間Ｂのマイナス分が最大１０ｍｍあり、このマイナス分は昇降扉３の昇降距離のうち下の４分の１程度の距離となっている。このため、昇降扉３が炉体１に摺接するのは、その昇降距離のうち４分の１程度になる。また閉じた状態ではマイナス分が１０ｍｍあるから、昇降扉３は自らの重量によって炉体１に押し付けられているから、開口部２は密閉されているので、他の格別の機器を使用することなく、放炎を抑制することができる。
なお、前記の実施形態や実施例での各数値は本発明を説明するための一例にすぎないから、本発明がこれらにより制約を受けるものではない。
【符号の説明】
【００２１】
１    炉体
１ａ  前面
２    開口部
３    昇降扉
４    スプロケット（偏心スプロケット）
５    チェン
６    回転軸
Ａ    偏心距離
Ｂ    隙間
Ｂａ  事実上の隙間
【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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