(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉頂側に装入ベルトコンベアからの原料を受け入れ排出端側に上段カット弁及び／又はシール弁を有する少なくとも一以上の上段ホッパーと、該上段ホッパーの直下に集合ホッパーを介して連結され排出端側に下段カット弁及び／又はシール弁を有する下段ホッパーとを備えてなる高炉原料装入装置において、前記シール弁の内側に、副次的な鉱石の落下を遮断するバケットを設けてなることを特徴とする高炉原料装入装置。
【請求項２】
前記バケットは、弁閉鎖時にホッパーの排出端側を許容すべく同心配置に正立されると共に、弁開後に弁座のラバーシートに当接しない位置にまで変位してドレン等を流下することを特徴とする請求項１に記載の高炉原料装入装置。
【請求項３】
前記カット弁は、椀状に形成されてドレン受けすることを特徴とする請求項１に記載の高炉原料装入装置。
【請求項４】
前記カット弁とシール弁との間に中段弁を付設してなることを特徴とする請求項１に記載の高炉原料装入装置。
【請求項５】
前記シール弁は、下段ホッパー内の頂面に突設された環状の弁座と、該弁座に突設されたメタルシートと、該メタルシートに当接自在に配設された弁体と、該弁体に備えたラバーシートと、前記メタルシートと相対向する前記ラバーシートを備えた弁体との間に、同ラバーシートの過大な加圧を阻止するためのストッパーを介在し、かつ、少なくとも同ラバーシートの上面に、内部に連通する空隙突起を設けると共に、該空隙突起の近傍に同空隙突起の体積よりも大きい逃げ代を有することを特徴とする請求項１に記載の高炉原料装入装置。
【請求項６】
前記メタルシートは、ヒーターを付設してなることを特徴とする請求項５に記載の高炉原料装入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてベルレス炉に代表される高炉原料装入装置の改良に関し、更に詳しくは、弁閉動作時に小さな鉱石を噛んだり、ダストの固着に起因するシール弁のガス洩れを効果的に防止することができる高炉原料装入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、斯かる高炉原料装入装置としては、例えば、特開平３−２０７８０３号報に開示されたものが従来例として周知である。この高炉原料装入装置は、高炉炉頂に、装入ベルトコンベアから原料を受け入れ排出端に上段ゲート弁及びシール弁を有する上段ホッパーを三個並列し、該上段ホッパーの直下に集合ホッパーを設け、更に、該集合ホッパーの直下に下段ホッパーを設けると共に、該下段ホッパーの排出時に流量調整弁を設け、該流量調整弁の下方に設けた下部シール弁を介して旋回シュートに接続している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平３−２０７８０３号公報に開示されている高炉原料装入装置にあっては、混合原料の装入量を下段ホッパーで管理することができるため、装入量を正確に調整できるといった利点を有するものの、下段シール弁が短期間でガス洩れを起こし、鉱石の装入ができなくなるといった問題を有するものである。
【０００４】
特に、下段シール弁の弁閉動作時に、弁座のシート部に小さな鉱石が噛み込んでしまったり、メタルシート部にダストが固着してしまうことにより初期洩れが発生し易く、また、一旦、ガス漏れが発生すると、ガス中に含まれるダストによりガスカットが発生し、漏れが急激に増大してしまうことも相俟って、仮令、下段ホッパー内のガスを排圧しても、同ホッパー内の圧力が大気圧にならないため、同装置の作動が停止してしまうのが現状である。
【０００５】
また、シール弁のラバーシートは、高炉圧力が高くなると、同シートに加わるスラスト荷重が大きくなり、ラバーシートの変形が大きくなるため、亀裂が発生してしまうといった問題を有する。
【０００６】
更に、ラバーシートに過大なスラスト荷重を加えないための対策として、シール部にストッパーを付設しているものもあるが、▲１▼ストッパー部分にダストを噛み込んだ際でも、シート洩れが発生しないこと、▲２▼ラバーシートに多少の塑性変形が生じた場合でもシート洩れが発生しないことの理由により、斯かるラバーシートには最初からある量以上の圧縮代が必要なため、ストッパーを付設しただけでは、ラバーシートの亀裂発生を防止することができない。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、弁座のシート部に小さな鉱石が噛み込んだり、メタルシート部にダストが固着しまうことに起因するガス洩れを効果的に防止すると共に、延いては、ラバーシートの亀裂発生をも防止できる有用な高炉原料装入装置を提供することを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題点を解決し、所期の目的を達成するため本発明の要旨とする構成は、炉頂側に装入ベルトコンベアからの原料を受け入れ排出端側に上段カット弁及び／又はシール弁を有する少なくとも一以上の上段ホッパーと、該上段ホッパーの直下に集合ホッパーを介して連結され排出端側に下段カット弁及び／又はシール弁を有する下段ホッパーとを備えてなる高炉原料装入装置において、前記シール弁の内側に、副次的な鉱石の落下を遮断するバケットを設けてなる高炉原料装入装置に存し、延いては、前記バケットが、弁閉鎖時にはホッパーの排出端側を許容すべく同心配置に正立されると共に、弁開後に弁座のラバーシートに当接しない位置にまで変位してドレン等を流下する高炉原料装入装置に存する。
【０００９】
また、前記上段カット弁を椀状に形成してドレン受けをしたり、前記カット弁とシール弁との間にド中段弁を付設しても良い。
【００１０】
更に、相対向するメタルシートとラバーシートとの間に、同ラバーシートの過大な加圧を阻止するためのストッパーを介在し、かつ、少なくともラバーシートの上面に内部に連通する空隙突起を設けると共に、該空隙突起の近傍に同空隙突起の体積よりも大きい逃げ代を設け、更には、前記メタルシートにヒーターを付設させても良い。
【００１１】
このように構成される本発明の高炉原料装入装置は、前記シール弁の内側に、副次的な鉱石の落下を遮断するバケットを設けてなることによって、弁開閉作動時に小さな鉱石が落下してきても、一旦、バケットに受け入れられることとなる。
【００１２】
また、前記バケットが、弁閉鎖時にホッパーの排出端側を許容すべく同心配置に正立されると共に、弁開後に弁座のラバーシートに当接しない位置にまで変位することによって、仮令、ホッパーの内壁に発生する結露がダストと付着してなる泥水等（以下、単にドレン等という）が上から流れ込んできても、一旦、バケット内に貯留し得ると共に、弁開後に、ラバーシートに触れることなくドレン等を流下し得ることとなる。
【００１３】
更に、前記上段カット弁を椀状に形成してドレン受けをしたり、前記カット弁とシール弁との間に中段弁を付設すれば、更に完全を期すべく前記カット弁及び／又は中段弁で落下するドレンをストップし得ることとなる。
【００１４】
また、相対向するメタルシートとラバーシートとの間に、同ラバーシートの過大な加圧を阻止するためのストッパーを介在し、かつ、少なくともラバーシートの上面に内部に連通する空隙突起を設けると共に、該空隙突起の近傍に同空隙突起の体積よりも大きい逃げ代を有するラバー形状にしたことにより、仮令、ラバーシートに過大なスラスト荷重が加わった場合でも、同ラバーシートの空隙突起が逃げ代に吸収されるべくスムースに変形することになり、ラバーシート内への大きな内部応力の発生を阻止し得ることとなる。
【００１５】
更に、前記メタルシートに、ヒーターを付設すれば、ドレン発生の原因となる結露を防止し得ることとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る高炉原料装入装置の第１実施例を図１乃至図２を参照しながら説明する。図中Ａは、本発明に係る高炉原料装入装置であり、この装入装置Ａは、炉頂側に装入ベルトコンベアＢからの原料を受け入れる上段ホッパー１と、該上段ホッパー１の直下に集合ホッパー２を介して連結された下段ホッパー３とを備えている。
【００１７】
上段ホッパー１は、上位に旋回シュート１ａが内設されていると共に、下位に二方に分岐する排出端１ｂ，１ｂを介してそれぞれ上段カット弁４，４が付設されている。
【００１８】
この上段カット弁４は、図２に示すように、中心より二つに分割して左右両方向に開閉する所謂ゲート弁からなり、前記集合ホッパー２にて気密に囲繞されている。
【００１９】
また、この上段カット弁４は、閉弁時に中心部が一番深くなるべく椀状に連結されるものであり、後述するように鉱石の落下量調節及び遮断の役割をなすものである。
【００２０】
一方、下段ホッパー３内の頂部には、上段シール弁５が付設されている。この上段シール弁５は、炉内ガス圧のシールをなすものであり、前記集合ホッパー２の排出端２ａの外周に位置すべく下段ホッパー３内の頂面に突設された環状の弁座５ａと、該弁座５ａに突設されたメタルシート５ｂと、該メタルシート５ｂに当接自在に配設された弁体５ｃとから構成されている。
【００２１】
メタルシート５ｂは、前記弁座５ａと同じく環状を呈しており、結露防止用のヒーター（図示せず）を兼備すると共に、図３に示すように、円周４カ所にストッパー５ｄが突設されている。
【００２２】
このストッパー５ｄ は、下端側が弁体５ｃの固定部５ｅに座着することにより、後述する弁体５ｃのラバーシート５ｆに過大なスラスト荷重を加えないようにするものであり、後述する同シート５ｆの逃げ代との協働により、ラバーシート５ｆに多少の塑性変形が生じてもシート洩れが発生しないように工夫されている。
【００２３】
換言すれば、ラバーシート５ｆの亀裂発生を防止するには、メタルシート５ｂと弁体５ｃとの間にストッパー５ｄ ，５ｄ …を介在してラバーシート５ｆに過大な荷重を加えないようにすると共に、必要な逃げ代（外圧許容空間）、すなわち、ラバーシート５ｆが加圧された時に、同ラバーがスムースに変形して大きな内部応力が発生しないラバー形状にする必要がある。
【００２４】
例えば、図３(ｂ)に示すように、ラバーシート５ｆの空隙突起５ｆ1 の体積よりも、その両サイドの逃げ代（５ｆ2 と５ｆ3 とを加算した分）の体積の方が大きくなるようにすることにより、すなわち（５ｆ2 ＋５ｆ3 ）≧５ｆ1 とすることにより、仮令、空隙突起５ｆ1 が加圧されても、逃げ代内に吸収されてラバー内部に過大な応力が発生することがないため、亀裂発生が阻止できるのである。
【００２５】
他方、弁体５ｃは、一端側が弁軸６に回動自在に軸着されたスイングアーム７に固定されており、前記メタルシート５ｂと当接する前述のラバーシート５ｆの他、バケット８を備えている。
【００２６】
バケット８は、同弁体５ｃの内側に突設されており、同シール弁５の開閉操作に応じて副次的な鉱石の落下を遮断するものであり、弁閉鎖時には、集合ホッパー２の排出端２ａ側を許容すべく同心配置に正立される（図２参照）。
【００２７】
換言すれば、バケット８の開口端８ａが集合ホッパーの排出端２ａよりも上方に突出するように正立されるものであり、また、弁開閉作動時に弁座５ａのラバーシート５ｆに当接することなく同ラバーシート５ｆの内側に立ち塞がるように付設されている。
【００２８】
従って、副次的に小さな鉱石が上から落下してきても、同バケット８が弁座５ａのシート部（詳しくは、メタルシート５ｂ及びラバーシート５ｆ）の内側に立ち塞がるため、シール弁５の弁閉動作時に、シート部に小さな鉱石が噛み込んでしまったり、ダストが固着してしまうことを防止することができるのである。
【００２９】
特に、上から流下してくるドレン等は、一旦、バケット８内に滞留され、開弁後に、前記スイングアーム７を介してラバーシート５ｆに触れないように落とされるため、従来の如くラバーシート５ｆ部分が安易に損傷したり、ダストが固着することもない。
【００３０】
また、下段ホッパー３の排出端３ａ側には、下段カット弁９と下段シール弁１０とが内設されている（図１参照）。下段カット弁９は、上述した上段カット弁４と同じゲート弁であり、椀状に形成されることにより、ドレン受けとしての働きをもなすものである。
【００３１】
更に、下段シール弁１０は、前述した上段シール弁５と同様に、スイングアーム１１を介して開閉自在に取り付けされており、内側にバケット（図示せず）等を兼備していることは上述したとおりである。
【００３２】
尚、図１中、１２は下段カット弁９を気密に被装する集合ホッパー、１３は旋回コーン（分配シュート用駆動装置）、１５は垂直シュート、１６は分配シュートである。
【００３３】
このように構成される本発明に係る高炉原料装入装置は、ベルトコンベアＢから搬送される鉱石は、旋回シュート１ａにより上段ホッパー１内に均等に振り分けられ、上段カット弁４の開閉により鉱石の落下量調整及び遮断がなされる。
【００３４】
次いで、上段シール弁５の開弁にて所定量の鉱石（ドレンを含む）が下段ホッパー３に向けて落下した後、斯かるシール弁５の閉弁にて炉内ガス圧力のシールがなされる。
【００３５】
その際、殊に上段シール弁５の閉作動時に、小さな鉱石が落下してきたとしても、同バケット８が、弁座５ａのシート部（詳しくは、メタルシート５ｂ及びラバーシート５ｆ）の内側に立ち塞がるため、斯かるシート部に小さな鉱石が噛み込んでしまったり、ダストが固着してしまうことが防止される結果、従来の如きシール部のガス漏れを来すこともない。
【００３６】
しかも、上段ホッパー１や集合ホッパー２等の内壁に発生する結露が原因となって生じるドレンは、一旦、バケット８内に滞留され、然る後、スイングアーム７にて弁体５ｃをシール部から遠ざけるべく下位に変位させながら同バケット８を傾斜させるため、ラバーシート５ｆに当たらないように流下させることができるのである。
【００３７】
また、高炉圧力が高くなって、仮令、ラバーシート５ｆに過大なスラスト荷重が加わった場合でも、同ラバーシート５ｆの空隙突起５ｆ1 が両サイドの逃げ代５ｆ2 ，５ｆ3 に吸収されるべくスムースに変形して、ラバーシート５ｆに大きな内部応力が発生することがないため、従来の如くラバーシート５ｆに亀裂が生じることもない。
【００３８】
次に、本発明に係る高炉原料装入装置の第２実施例を図４を参照しながら説明する。尚、理解を容易にするため、前述した第１実施例と同一部分は同一符号で示し、構成の異なる処のみを新たな番号を付して以下に説明する。
【００３９】
図４は、ベルトコンベアＢ（図１参照）からの原料を受け入れる上段ホッパー１と、該上段ホッパー１の直下に集合ホッパー２を介して連結された下段ホッパー３とを備えた高炉原料装入装置の要部縦断面図であり、上段カット弁１７と、上段シール弁５とが内設されている。
【００４０】
上段カット弁１７は、椀状を呈しており、全体をして右方向にスライド自在に付設されている。このカット弁１７の役割としては、第１実施例のゲート弁と同様、主として鉱石の落下量調整及び遮断をなすものであるが、その長手方向両端側に装着されたラバーシート１８，１８とのシールにより、ドレン受け（遮断）の役割もなすものである。
【００４１】
一方、上段シール弁５は、炉内ガス圧のシールをなすものであり、第１実施例と同様、集合ホッパー２の排出端２ａの外周を囲繞すべく下段ホッパー３の内頂面に突設された環状の弁座５ａと、該弁座５ａに突設されたヒーター付きメタルシート５ｂと、該メタルシート５ｂに当接自在に配設された弁体５ｃとを備えている。
【００４２】
また、この弁体５ｃは、一端側が弁軸６に回動自在に軸着されたスイングアーム７に固定されており、内側にバケット８を備えている。
【００４３】
このバケット８は、第１実施例と同様、バケット８の開口端８ａが集合ホッパーの排出端２ａよりも上方に突出するように閉蓋されるものであり、また、弁開閉作動時に弁座５ａのラバーシート５ｆに当接することなく同ラバーシート５ｆの内側に立ち塞がるように付設されている。
【００４４】
その他、シート部の構造は、第１実施例で示したメタルシート、ラバーシート、ストッパー、空隙突起、逃げ代等を備えており、ラバーシートに多少の塑性変形や内部応力が生じても亀裂が発生しないように工夫されていることは云うまでもない。
【００４５】
このように構成される本実施例の高炉原料装入装置は、ベルトコンベアＢから搬送される鉱石は、上段カット弁４の開閉により落下量の調整及び遮断がなされると共に、一時的ではあるがドレンの遮断もできるものであり、次いで、上段シール弁５の開閉にて所定量の鉱石（ドレンを含む）を下段ホッパー３に向けて落下させた後、斯かるシール弁５にて炉内ガス圧力のシールがなされる。
【００４６】
その際、殊に上段シール弁５の閉作動時に、上から小さな鉱石が落下してきたとしても、同バケット８が、弁座５ａのシート部（詳しくは、メタルシート５ｂ及びラバーシート５ｆ）の内側に立ち塞がるため、斯かるシート部に小さな鉱石が噛み込んでしまったり、ダストが固着してしまうことが防止される結果、従来の如きシール部のガス漏れを来すこともない。
【００４７】
しかも、上段ホッパー１や集合ホッパー２等の内壁に発生する結露が原因となって生じるドレン等は、一旦、バケット８内に滞留され、然る後、スイングアーム７にて弁体５ｃをシール部から遠ざけるべく下位に変位させながら同バケット８を傾斜させるため、ラバーシート５ｆに触れないように流下できる。
【００４８】
次に、本発明に係る高炉原料装入装置の第３実施例を図５を参照しながら説明する。尚、理解を容易にするため、前述した第１及び第２実施例と同一部分は同一符号で示し、構成の異なる処のみを新たな番号を付して以下に説明する。
【００４９】
図５は、上段ホッパー１、中段ホッパー１９、下段ホッパー３とを備えてなる高炉原料装入装置の要部縦断面図であり、上段カット弁１、中段弁２０及び下段シール弁５とが内設されている。
【００５０】
上段カット弁１は、第１実施例と同じ構造のゲート弁であり、鉱石の落下量の調節及び鉱石の遮断をなすものである。
【００５１】
中段弁２０は、所謂、捨弁となるものであり、ドレン及び鉱石の遮断をなすものである。因に、本実施例では、スイング弁を採用しているが、上段カット弁を使用することもできることは云うまでもない。
【００５２】
また、この中段弁２０は、前実施例で延べだシール弁と同じ構造であり、集合ホッパー２の排出端２ａの外周を囲繞すべく下段ホッパー３の内頂面に突設された環状の弁座２０ａと、該弁座２０ａに突設されたヒーター付きメタルシート２０ｂと、該メタルシート２０ｂに当接自在に配設された弁体２０ｃとを備えており、該弁体２０ｃの内側にバケット８が突設されている。
【００５３】
このバケット８は、第１及び第２実施例と同様、閉弁時には開口端８ａが集合ホッパーの排出端２ａよりも上方に突出するように閉蓋され、開弁時には、一端側が弁軸６に回動自在に軸着されたスイングアーム７を介してシール部から遠ざけるべく下位に変位しながら傾斜し、ドレンをラバーシート５ｆに触れないように流下させることができる。
【００５４】
下段シール弁５は、第１乃至第２実施例と同じ構造であり、炉内ガス圧力のシールをなすことは云うまでもない。
【００５５】
因に、これら弁の開閉作動順序としては、弁開より閉の時は、下段シール弁５が開弁した後、中段弁２０、上段カット弁４の順で開弁し、上段カット弁４が閉弁した後、中段弁２０、下段シール弁５の順で閉弁するものである。
【００５６】
尚、本発明に係る高炉原料装入装置は、本実施例に限定されることなく、本発明の目的の範囲内で自由に設計変更し得るものであり、本発明はそれらの全てを包摂するものである。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成され、前記シール弁の内側に、副次的な鉱石の落下を遮断するバケットを設けてなることによって、弁開閉作動時に小さな鉱石が落下してきても、一旦、バケットに受け入れられるため、従来の如き弁座のシート部に小さな鉱石が噛み込んでしまったり、メタルシートにダストが固着してしまうことに起因するガス漏れの発生を阻止できるといった効果を奏するものである。
【００５８】
また、前記バケットが、弁閉鎖時にホッパーの排出端側を許容すべく同心配置に正立されると共に、弁開後に弁座のラバーシートに当接しない位置にまで変位することにより、仮令、上からドレン等が流下してきても、一旦、バケット内に滞留できると共に、弁開後に、ラバーシートに触れることなくドレン等を流下するため、従来の如きラバーシートの破損やダストの固着を防止することができるといった効果を奏するものである。
【００５９】
更に、前記上段カット弁を弧状に形成してドレン受けをしたり、前記上段カット弁と下段シール弁との間にドレン止め用の中段弁を付設すれば、更に完全を期すべく前記カット弁及び／又は中段弁で落下するドレンをストップできるといっら効果を兼備するものである。
【００６０】
また、相対向するメタルシートとラバーシートとの間に、同ラバーシートの過大な加圧を阻止するためのストッパーを介在し、かつ、少なくともラバーシートの上面に内部に連通する空隙突起を設けると共に、該空隙突起の近傍に同空隙突起の体積よりも大きい逃げ代を有するラバー形状にしたことにより、仮令、ラバーシートに過大なスラスト荷重が加わった場合でも、同ラバーシートの空隙突起が逃げ代に吸収されるべくスムースに変形することになり、ラバーシートの大きな内部応力の発生を阻止できるため、同ラバーシートの亀裂発生を防止できるといった効果を奏するものである。
【００６１】
更に、前記メタルシートに、ヒーターを付設すれば、ドレン発生の原因となる結露を防止できるといった効果を奏するものである。
【００６２】
このように本発明の高炉原料装入装置は、弁座のシート部に小さな鉱石が噛み込んだり、メタルシート部にダストが固着しまうことに起因するガス洩れを効果的に防止すると共に、延いては、ラバーシートの亀裂発生をも防止できる他、構成が単純であるため大量生産に適し、価格も低廉なものとして需要者に供給できる等、本発明を実施することはその実益的価値が甚だ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高炉原料装入装置の第１実施例を示す説明図である。
【図２】同高炉原料装入装置の要部を示す縦断面図である。
【図３】図３(ａ)は弁座のシート部を示す説明図、図３(ｂ)はラバーシートの空隙突起
と逃げ代を示す説明図である。
【図４】本発明に係る高炉原料装入装置の第２実施例を示す要部縦断面図である。
【図５】本発明に係る高炉原料装入装置の第３実施例を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ  高炉原料装入装置
Ｂ  ベルトコンベア
１  上段ホッパー
１ａ  旋回シュート
１ｂ  排出端
２  集合ホッパー
２ａ  排出端
３  下段ホッパー
４  上段カット弁
５  上段シール弁
５ａ  弁座
５ｂ  メタルシート
５ｃ  弁体
５ｄ  ストッパー
５ｅ  固定部
５ｆ  ラバーシート
５ｆ1 空隙突起
５ｆ2 逃げ代
５ｆ3 逃げ代
６  弁軸
７  スイングアーム
８  バケット
８ａ  開口端
９  下段カット弁
１０  下段シール弁
１１  スイングアーム
１２  集合ホッパー
１３  旋回コーン（分配シュート用駆動装置）
１４  炉
１５  垂直シュート、
１６  分配シュート
１７  上段カット弁
１８  ラバーシート
１９  中段ホッパー
２０  中段弁
20ａ  弁座
20ｂ  メタルシート
20ｃ  弁体
【図１】
0003911362.tif 000002
【図２】
0003911362.tif 000003
【図３】
0003911362.tif 000004
【図４】
0003911362.tif 000005
【図５】
0003911362.tif 000006