(57)【要約】【課題】構造を簡素化することができる高炉ガス除塵器の出口管の提供。【解決手段】高炉ガス除塵器２０の出口を高炉ガス洗浄装置３０の入口に接続する高炉ガス除塵器２０の出口管５であって、圧力バランス型伸縮管継手７０を有する伸縮装置６０を備える、という構成を採用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉ガス除塵器の出口を高炉ガス洗浄装置の入口に接続する高炉ガス除塵器の出口管であって、圧力バランス型伸縮管継手を有する伸縮装置を備える、ことを特徴とする高炉ガス除塵器の出口管。
【請求項２】
前記伸縮装置は、
一対のベローズ管継手と、
前記一対のベローズ管継手の間に接続された中間パイプと、
前記中間パイプが接続された前記一対のベローズ管継手の外側同士を接続するテンションロッドと、を有し、
前記一対のベローズ管継手のうち少なくともいずれか一方が、前記圧力バランス型伸縮管継手である、ことを特徴とする請求項１に記載の高炉ガス除塵器の出口管。
【請求項３】
前記一対のベローズ管継手のうち高炉ガス流れ方向上流側に配置された方が、前記圧力バランス型伸縮管継手である、ことを特徴とする請求項２に記載の高炉ガス除塵器の出口管。
【請求項４】
前記伸縮装置よりも高炉ガス流れ方向下流側において、前記高炉ガス洗浄装置の入口に鉛直に接続された鉛直部を備え、前記伸縮装置と前記鉛直部の間に屈曲部を有し、前記鉛直部は、ユニバーサル型伸縮管継手を有する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の高炉ガス除塵器の出口管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉ガス除塵器の出口管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉本体から排出される高炉ガスに含まれるダストを除塵する高炉ガス除塵器として、例えば、下記特許文献１に記載の高炉ガス除塵器が知られている。高炉本体から排出される高炉ガスには、原料装入時に飛散したダストや、高炉本体内における原料の加熱、還元、溶融時に発生するダストが含まれる。このため、高炉ガスを熱源として加熱炉やボイラー等に送出する前に、高炉ガスからダストを除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１に示される高炉ガス除塵器は、軸流サイクロン式除塵器であり、高炉ガスに旋回流を付与し、比較的粗いダストを遠心力で取り除く。高炉ガス除塵器を通過した高炉ガスは、次に、高炉ガス洗浄装置に導入される。高炉ガス洗浄装置は、スプレーノズルから水滴を噴霧し、高炉ガスに含まれる比較的微細なダストを水滴による洗浄作用で取り除く。高炉ガス洗浄装置を通過した高炉ガスは、ミストセパレータに導入され、ミスト分を除去した後、加熱炉やボイラー等に送出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高炉ガス除塵器の出口には、高炉ガス洗浄装置の入口に接続された出口管が接続される。高炉ガス洗浄装置では、スプレーノズルから噴霧された水滴により高炉ガスが冷却されるため、出口管には、高温の高炉ガスを扱う高炉ガス除塵器と、比較的低温の高炉ガスを扱う高炉ガス洗浄装置との間で熱膨張差が生じ、また、出口管自体の熱膨張伸縮変位が生じる。この対策として、出口管に伸縮継手としてベローズ管継手を設置し、当該熱膨張伸縮変位を吸収することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、出口管には、高圧の高炉ガスによる内圧反力が作用する。このため、従来では、補剛環と称される頑強なフランジ部をベローズ管継手の両端に設け、且つ、補剛環同士をテンションロッドで連結して、高炉ガスの内圧反力を打ち消す必要がある。高炉ガスの内圧反力によって、ベローズ管継手を設置した出口管に作用する推力は、一例として、約１８０ｔ（トン）程ある。したがって、補剛環及びテンションロッドは、この大きな推力に抗する強度を有した堅牢な構造としなければならず、出口管構造が複雑化するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、構造を簡素化することができる高炉ガス除塵器の出口管の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、高炉ガス除塵器の出口を高炉ガス洗浄装置の入口に接続する高炉ガス除塵器の出口管であって、圧力バランス型伸縮管継手を有する伸縮装置を備える、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、伸縮装置に圧力バランス型伸縮管継手を設け、伸縮装置に作用する高炉ガスの内圧反力を打ち消す。これにより、伸縮装置には、熱膨張の伸縮作用による反力のみを作用させることができる。伸縮装置の伸縮作用による反力は、高炉ガスの内圧反力に比べて極めて小さいため、出口管の構造を簡素化することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記伸縮装置は、一対のベローズ管継手と、前記一対のベローズ管継手の間に接続された中間パイプと、前記中間パイプが接続された前記一対のベローズ管継手の外側同士を接続するテンションロッドと、を有し、前記一対のベローズ管継手のうち少なくともいずれか一方が、前記圧力バランス型伸縮管継手である、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、一対のベローズ管継手によって軸方向の変位を吸収すると共に、一対のベローズ管継手と中間パイプの長さによって軸直角方向の変位を吸収する。圧力バランス型伸縮管継手は、ベローズ管継手と同様の伸縮性を有するため、ベローズ管継手の少なくとも一つを圧力バランス型伸縮管継手と置き換えることができ、上記軸方向及び軸直角方向の変位を吸収する機能を損なわずに、高炉ガスの内圧反力を打ち消すことができる。これにより、テンションロッドの径を小さく、また、設置本数を少なくすることができ、出口管の構造を簡素化することができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記一対のベローズ管継手のうち高炉ガス流れ方向上流側に配置された方が、前記圧力バランス型伸縮管継手である、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、高炉ガス流れ方向上流側に配置されたベローズ管継手を圧力バランス型伸縮管継手と置き換えて、高炉ガスの内圧反力を打ち消す。これにより、圧力バランス型伸縮管継手よりも高炉ガス流れ方向下流側において、高炉ガスの内圧反力を作用させないようにすることができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記伸縮装置よりも高炉ガス流れ方向下流側において、前記高炉ガス洗浄装置の入口に鉛直に接続された鉛直部を備え、前記伸縮装置と前記鉛直部の間に屈曲部を有し、前記鉛直部は、ユニバーサル型伸縮管継手を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、高炉ガス洗浄装置の入口に接続された鉛直部にユニバーサル型伸縮管継手を設け、軸方向の変位及び軸直角方向の変位を吸収する。鉛直部においては、熱膨張を吸収する軸方向の変位は小さく、スパンも短いため、圧力バランス型伸縮管継手を設置する必要性が低く、比較的構造が簡素で安価なユニバーサル型伸縮管継手とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、構造を簡素化することができる高炉ガス除塵器の出口管が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における高炉設備の全体構成図である。
【図２】本発明の実施形態における高炉ガス除塵器の出口管の構成図である。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態における圧力バランス型伸縮管継手の構成図である。
【図５】従来例の高炉ガス除塵器の出口管の構成図である。
【図６】図５の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態における高炉設備１の全体構成図である。
図１に示すように、高炉設備１は、高炉本体１０と、高炉ガス除塵器２０と、高炉ガス洗浄装置３０と、ミストセパレータ４０と、炉頂圧回収タービン発電設備５０と、を備える。
【００１５】
高炉本体１０は、金属原料である鉄鉱石を溶融して銑鉄を生成するものである。高炉本体１０の炉頂部には、ベルレス式炉頂装入装置１１が設置されている。ベルレス式炉頂装入装置１１は、鉄鉱石、コークス等の燃料となる還元剤、不純物を除去する石灰石等（以下鉄鉱石、還元剤、石灰石等の混合物を単に「原料」と称する）を、高炉本体１０に対し、その炉頂部から装入するものである。
【００１６】
ベルレス式炉頂装入装置１１は、高炉本体１０の上方に複数（本実施形態では２つ）のホッパー１２を備えた、所謂、パラレル式の炉頂装入装置である。複数のホッパー１２の上方には、原料を搬送する装入コンベヤ１３が設けられている。ベルレス式炉頂装入装置１１から高炉本体１０に装入された原料は、高炉本体１０内を降下する過程で、金属原料である鉄鉱石が溶融して銑鉄が生成される。なお、ホッパー１２は、３つ設けられる場合もある。
【００１７】
高炉本体１０の炉頂部周辺には、上昇管２が複数接続されている。銑鉄の生成過程で生じた高炉ガスは、高炉本体１０に接続された上昇管２を通って上昇する。なお、高炉本体１０から排出された高炉ガスは、荒ガスと称される。上昇管２の頂部には、荒ガスブリーダー弁３が設けられている。複数の上昇管２は、高炉ガス流れ方向下流側で合流している。複数の上昇管２の合流点には、下降管４が接続されている。
【００１８】
下降管４は、高炉ガス除塵器２０の入口に接続されている。高炉ガス除塵器２０は、乾式除塵器であり、下降管４に接続された拡がり管２１を有する。拡がり管２１は、高炉ガス流れ方向下流側に向かうに従って流路面積が漸次大きくなる円錐形状を有する。高炉ガスは、拡がり管２１を通る過程で減速し、高炉ガス除塵器２０内で反転作用を受ける。ここで反転作用とは、高炉ガスが拡がり管２１を出た後、上方に反転して出口管５に向かう作用のことをいう。この反転作用によって、高炉ガスに含まれる比較的粗い粗粒ダストは、慣性落下により取り除かれる。なお、高炉ガス除塵器２０としては、他の方式として、例えば軸流サイクロン方式等も採用し得る。
【００１９】
高炉ガス除塵器２０には、出口管５が接続されている。出口管５は、高炉ガス除塵器２０の出口を高炉ガス洗浄装置３０の入口に接続する。高炉ガス除塵器２０によって粗粒ダストが除去された高炉ガスは、出口管５を介して高炉ガス洗浄装置３０に導入される。高炉ガス洗浄装置３０は、水洗によって高炉ガスに含まれるダストを取り除くものである。高炉ガス洗浄装置３０は、所謂、リング・スリット・ウォッシャー（ＲＳＷ）で構成されている。なお、高炉ガス洗浄装置３０は、他の方式として、例えばスプレータワー方式等も採用し得る。
【００２０】
高炉ガス洗浄装置３０は、上段に設けられたスプレーノズル３１と、下段に設けられたリングスリットエレメント３２と、を有する。高炉ガス洗浄装置３０に導入された高炉ガスは、先ず、スプレーノズル３１から霧状に噴射されるスプレー水により冷却されながら、高炉ガス除塵器２０にて取り除かれなかった粗粒ダスト及び中粒ダストが水洗により分離される（１次除塵）。
【００２１】
１次除塵された高炉ガスは、次に、リングスリットエレメント３２に導入される。リングスリットエレメント３２は、環状の隙間を有する可変スロート機構であり、高炉ガスを増速させ、それにより高炉ガスに含まれるダストを、微小化した水滴と衝突させ、その衝突作用により細粒ダストを取り除く（２次除塵）。なお、リングスリットエレメント３２は、環状の隙間を可変させることで、高炉本体１０の炉頂圧力の制御も行うことができる。
【００２２】
高炉ガス洗浄装置３０において１次除塵された高炉ガスは、半清浄ガスと称される。半清浄ガスは、高炉ガス洗浄装置３０の上段に接続された半清浄ガス管６、及び、炉頂部まで延設された１次均圧ライン７を介して、ホッパー１２まで導かれ、１次均圧ガスとして使用される。なお、半清浄ガス管６には、半清浄ガスブリーダー弁６ａが設けられる。また、高炉ガス洗浄装置３０において２次除塵された高炉ガスは、高炉ガス洗浄装置３０の出口に接続された出口管８を介してミストセパレータ４０に導入される。
【００２３】
ミストセパレータ４０は、高炉ガスに含まれるミスト分を除去するものである。ミストセパレータ４０においてミスト分が除去された高炉ガスは、清浄ガスと称される。清浄ガスは、炉頂圧回収タービン発電設備５０に導入される。炉頂圧回収タービン発電設備４０は、高炉ガスの圧力エネルギーをタービンの運動エネルギーに変換し、電力として回収するものである。
【００２４】
炉頂圧回収タービン発電設備５０の出口には、低圧側清浄ガス本管９が接続されている。低圧側清浄ガス本管９は、炉頂圧回収タービン発電設備５０を通過した炉内ガスを燃焼ガスとして回収するものである。燃焼ガスとして回収された高炉ガスは、不図示のガスホルダーに導かれた後、高炉の熱風炉に導入されて燃焼し、高炉本体１０に再び吹き込まれるようになっている。
【００２５】
次に、図２〜図４を参照して、高炉ガス除塵器２０の出口を高炉ガス洗浄装置３０の入口に接続する出口管５の構成について説明する。
図２は、本発明の実施形態における高炉ガス除塵器２０の出口管５の構成図である。図３は、図２の矢視Ａ−Ａ断面図である。図４は、本発明の実施形態における圧力バランス型伸縮管継手７０の構成図である。
【００２６】
図２に示すように、出口管５は、水平方向において距離Ｌ１をあけて離れて設置された高炉ガス除塵器２０と高炉ガス洗浄装置３０とを接続する。距離Ｌ１は、高炉ガス洗浄装置３０の固定面中央の固定点ａから高炉ガス洗浄装置３０の固定面中央の固定点ｂまでの距離である。出口管５は、高炉ガス除塵器２０と高炉ガス洗浄装置３０との熱膨張差及び出口管５自体の熱膨張伸縮変位を吸収すると共に、高炉ガスの内圧反力を打ち消す伸縮装置６０を有する。
【００２７】
伸縮装置６０は、水平方向（Ｘ軸方向）の熱膨張伸縮変位及び鉛直方向（Ｙ軸方向）の熱膨張伸縮変位を吸収する。伸縮装置６０は、水平方向の熱膨張伸縮変位として、主に出口管５自体の熱膨張伸縮変位を吸収する。また、伸縮装置６０は、鉛直方向の熱膨張伸縮変位として、主に高炉ガス除塵器２０の固定点ａから高さＨ１の位置と、高炉ガス洗浄装置３０の固定点ｂから高さＨ２の位置との間の熱膨張伸縮変位を吸収する。高さＨ１は、出口管５の接続高さである。また、高炉ガス洗浄装置３０の高さＨ２は、後述するユニバーサル型伸縮管継手８０の接続高さである。
【００２８】
出口管５は、高炉ガス除塵器２０の上部コーン２２から延在した直管部５ａを有する。本実施形態の直管部５ａは、水平方向に延在している。伸縮装置６０は、直管部５ａに設けられている。伸縮装置６０は、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂと、中間パイプ６２と、テンションロッド６３と、を有する。一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂは、出口管５の延在方向（水平方向）に間隔をあけて配置されている。中間パイプ６２は、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂの間に接続されている。
【００２９】
具体的には、ベローズ管継手６１ａは、直管部５ａの高炉ガス流れ方向上流側（高炉ガス除塵器２０の出口に接続された直管部５ａ１）と中間パイプ６２の一方の端部とを接続する。また、ベローズ管継手６１ｂは、中間パイプ６２の他方の端部と直管部５ａの高炉ガス流れ方向下流側（直管部５ａ２）とを接続する。一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂに接続された中間パイプ６２は、スライド台６４に支持される。
【００３０】
スライド台６４は、図３に示すように、中間パイプ６２を支持する半円弧板状の受け部材６５を有する。受け部材６５は、図２に示すように、中間パイプ６２のほぼ中間位置を支持する。スライド台６４は、車輪６６を有し、支持架台６７に対し水平方向（Ｘ軸方向）に移動可能な構成となっている。支持架台６７は、高炉ガス除塵器２０の外壁に設置されており、図３に示すように、車輪６６が転動するレール６８を有する。
【００３１】
図２に戻り、テンションロッド６３は、中間パイプ６２が接続された一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂの外側同士を接続する。具体的に、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂの外側の直管部５ａ１，５ａ２には、それぞれ補剛環６９が設けられており、テンションロッド６３は、補剛環６９同士を接続する。補剛環６９は、所定厚のリング状に形成されている。また、テンションロッド６３は、図３に示すように、中間パイプ６２の中心軸と同じ高さに配置され、中間パイプ６２の両側に平行に延在している。
【００３２】
テンションロッド６３は、図２に示すように、一方の補剛環６９から他方の補剛環６９までの全長Ｌ２を規制するものである。テンションロッド６３には、出口管５の水平方向（Ｘ軸方向）の熱膨張を打ち消すように、初期張力を付与している。テンションロッド６３の初期張力の調整は、両端に設けられたナット６３ａにより行われ、ナット６３ａを弛まずに締め付けることで全長Ｌ２において初期張力が付与される。
【００３３】
上記構成の伸縮装置６０において、水平方向（Ｘ軸方向）の熱膨張伸縮変位は、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂを総合した山数で吸収することができる。また、上記構成の伸縮装置６０において、鉛直方向（Ｙ軸方向）の熱膨張伸縮変位は、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂの変位と、中間パイプ６２の長さ（傾き）によって吸収することができる。
【００３４】
伸縮装置６０は、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂのうち少なくともいずれか一方（本実施形態ではベローズ管継手６１ａ）として、図４に示す圧力バランス型伸縮管継手７０を有する。圧力バランス型伸縮管継手７０は、４つのフランジ部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを有し、フランジ部７１ａとフランジ部７１ｂとの間を小径ベローズ７２ａが接続し、フランジ部７１ｃとフランジ部７１ｄとの間を小径ベローズ７２ｂが接続し、フランジ部７１ｂとフランジ部７１ｃとの間を大径ベローズ７３が接続する。
【００３５】
小径ベローズ７２ａ，７２ｂは、互い等しい有効断面積を有する。一方、大径ベローズ７３は、小径ベローズ７２ａ，７２ｂの有効断面積を合計した有効断面積を有する。すなわち、大径ベローズ７３は、小径ベローズ７２ａ若しくは小径ベローズ７２ｂの２倍の有効断面積を有する。また、フランジ部７１ａとフランジ部７１ｃは、タイロッド７３ａによって連結される。フランジ部７１ｂとフランジ部７１ｄは、タイロッド７３ｂによって連結される。
【００３６】
上記構成の圧力バランス型伸縮管継手７０によれば、高炉ガスの圧力をＰとし、小径ベローズ７２ａ，７２ｂの有効断面積をＡ１とすると、小径ベローズ７２ａ，７２ｂにかかる内圧推力Ｆ１は、下記式（１）で示される。
Ｆ１  ＝  ２・Ａ１・Ｐ  …（１）
一方、大径ベローズ７３の有効断面積をＡ２とすると、大径ベローズ７３にかかる内圧推力は、下記式（２）で示される。
Ｆ２  ＝  Ａ２・Ｐ  …（２）
ここで、Ａ２＝２・Ａ１であるから、Ｆ１＝Ｆ２となり、圧力バランス型伸縮管継手７０の両端のフランジ部７１ａ，７１ｄにかかる内圧推力（高炉ガスの内圧反力）を打ち消すことができる。
【００３７】
出口管５は、図２に示すように、上記構成の伸縮装置６０よりも高炉ガス流れ方向下流側において、屈曲して高炉ガス洗浄装置３０の入口に鉛直に接続される鉛直部５ｂを有する。鉛直部５ｂは、直管部５ａよりも短い。この鉛直部５ｂには、通常のユニバーサル型伸縮管継手８０が設けられている。すなわち、ユニバーサル型伸縮管継手８０は、一対のベローズ管継手８１ａ，８１ｂと、中間パイプ８２と、タイロッド８３とを備える。一対のベローズ管継手８１ａ，８１ｂは、圧力バランス型伸縮管継手７０ではなく、通常のベローズ管継手である。
【００３８】
タイロッド８３は、図２に示すように、一方の補剛環８４から他方の補剛環８４までの全長を規制するものである。上記構成のユニバーサル型伸縮管継手８０において、鉛直方向（Ｙ軸方向）の熱膨張伸縮変位は、一対のベローズ管継手８１ａ，８１ｂを総合した山数で吸収することができる。また、上記構成のユニバーサル型伸縮管継手８０において、水平方向（Ｘ軸方向）の熱膨張伸縮変位は、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂの変位と、中間パイプ８２の長さ（傾き）によって吸収することができる。
【００３９】
続いて、上記構成の高炉ガス除塵器２０の出口管５の作用について、図５及び図６に示す従来例と比較して説明する。
図５は、従来例の高炉ガス除塵器２０の出口管５Ａの構成図である。図６は、図５の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。なお、以下の従来例の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００４０】
図５に示すように、従来例の出口管５Ａに設けられた伸縮装置６０Ａは、上述した圧力バランス型伸縮管継手７０を有していない。伸縮装置６０Ａの一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂは、通常のベローズ管継手であり、出口管５Ａ自体の水平方向（Ｘ軸方向）の熱膨張伸縮変位及び高炉ガス除塵器２０と高炉ガス洗浄装置３０との鉛直方向（Ｙ軸方向）の熱膨張伸縮変位を吸収することを目的として設けられている。
【００４１】
従来例の出口管５Ａには、伸縮装置６０Ａの一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂに高炉ガスの内圧反力が作用する。高炉ガスは、その道中で圧損があり、高炉本体１０における炉頂圧力より若干低い圧力を有する。例えば、高炉ガスの圧力を２．８５ｋｇ／ｃｍ２Ｇとし、出口管５Ａの直径を２．８ｍとすると、出口管５Ａには、高炉ガスの内圧反力Ｆとして、Ｆ＝π・１／４・２．８ｍ・２．８ｍ・２．８５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ＝約１８０ｔ（トン）程の大きな推力が作用する。
【００４２】
従来例の出口管５Ａでは、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂが約１８０ｔ程の多大な高炉ガスの内圧反力による推力を受けるため、この推力を拘束するために、出口管５Ａに補強リブ６９ａを接続した分厚く堅牢な補剛環６９を設け、また、その推力を分担負担するために、図６に示すように、テンションロッド６３を上下４本に本数増やすと共にテンションロッド６３の径を大きくした、堅牢な構造を採用しなければならない。出口管５Ａを堅牢な構造とすると、重量増加、設置作業の困難化、設備費も増加してしまう。
【００４３】
一方、図２に示す本実施形態の出口管５の構造によれば、伸縮装置６０に圧力バランス型伸縮管継手７０を設けているため、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂに作用する高炉ガスの内圧反力を打ち消すことが可能である。すなわち、伸縮装置６０には、熱膨張の伸縮作用による反力のみを作用させることができる。例えば、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂのバネ反力は、バネ常数（係数）が、およそ２５０〜３００ｋｇ／ｍｍである。そうすると、全長Ｌ２における水平方向（Ｘ軸方向）の熱膨張による伸縮量を、例えば２５ｍｍとすればバネ反力は、６．３〜７．５ｔ（トン）となる。
【００４４】
このバネ反力は、高炉ガスの内圧反力（１８０ｔ）の約４％程と極めて小さい。このため、出口管５の構造を簡素化することができる。すなわち、図２に示すように、出口管５において全長Ｌ２を規制するための補剛環６９及びテンションロッド６３は、極めて軽微な構造で済む。例えば、図２に示す補剛環６９は、図５に示す従来例の補強リブ６９ａを無くし、厚みを薄くすることができる。また、図２に示すテンションロッド６３は、図５に示す従来例より径を小さくし、本数を２本に減らすことができる。このように、出口管５は、構造体強度の大幅低減が可能であり、簡素化により設備費も低減でき、出口管５の安定稼働に寄与することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂのうち少なくともいずれか一方が、圧力バランス型伸縮管継手７０である、という構成を採用する。この構成によれば、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂによって水平方向（軸方向）の変位を吸収すると共に、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂと中間パイプ６２の長さによって鉛直方向（軸直角方向）の変位を吸収することができる。ここで、圧力バランス型伸縮管継手７０は、ベローズ管継手６１ａ，６１ｂと同様の伸縮性を有するため、ベローズ管継手６１ａ，６１ｂの少なくとも一つを圧力バランス型伸縮管継手７０と置き換えることができ、軸方向及び軸直角方向の変位を吸収する機能を損なわずに、高炉ガスの内圧反力を打ち消すことができる。
【００４６】
本実施形態においては、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂのうち高炉ガス流れ方向上流側に配置されたベローズ管継手６１ａが、圧力バランス型伸縮管継手７０である、という構成を採用する。この構成によれば、高炉ガス流れ方向上流側に配置されたベローズ管継手６１ａを圧力バランス型伸縮管継手７０と置き換えて、高炉ガスの内圧反力を打ち消すことができるため、この圧力バランス型伸縮管継手７０よりも高炉ガス流れ方向下流側においては、高炉ガスの内圧反力を作用させないようにすることができる。また、圧力バランス型伸縮管継手７０は、ベローズ管継手６１ｂの重量の２倍以上の重量があり、例えば、ベローズ管継手６１ｂが、圧力バランス型伸縮管継手７０であると、高炉ガス流れ方向下流側に配置された屈曲部５ｃに負荷が作用するため、高炉ガス流れ方向上流側に配置されたベローズ管継手６１ａを圧力バランス型伸縮管継手７０と置き換えることが好ましい。
【００４７】
また、本実施形態においては、伸縮装置６０よりも高炉ガス流れ方向下流側において、高炉ガス洗浄装置３０の入口に鉛直に接続された鉛直部５ｂを備え、伸縮装置６０と鉛直部５ｂの間に屈曲部５ｃを有し、鉛直部５ｂは、ユニバーサル型伸縮管継手８０を有する、という構成を採用する。この構成によれば、高炉ガス洗浄装置３０の入口に接続された鉛直部５ｂにユニバーサル型伸縮管継手８０を設け、軸方向の変位及び軸直角方向の変位を吸収することができる。鉛直部５ｂにおいては、熱膨張を吸収する軸方向の変位は小さく、補剛環８４のスパンも短いため、圧力バランス型伸縮管継手７０を設置する必要性が低く、比較的構造が簡素で安価なユニバーサル型伸縮管継手８０とすることができる。
【００４８】
このように、上述の本実施形態によれば、高炉ガス除塵器２０の出口を高炉ガス洗浄装置３０の入口に接続する高炉ガス除塵器２０の出口管５であって、圧力バランス型伸縮管継手７０を有する伸縮装置６０を備える、という構成を採用することによって、構造を簡素化することができる高炉ガス除塵器２０の出口管５が得られる。
【００４９】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５０】
例えば、上記実施形態では、ベローズ管継手６１ａが圧力バランス型伸縮管継手７０である構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば、ベローズ管継手６１ｂが圧力バランス型伸縮管継手７０であってもよく、また、一対のベローズ管継手６１ａ，６１ｂの両方が圧力バランス型伸縮管継手７０であってもよい。
【００５１】
また、例えば、上記実施形態では、出口管５が水平方向に延在した後、鉛直方向に屈曲して高炉ガス洗浄装置３０の入口に接続される構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば、出口管５が斜め上方に延在した後、鉛直方向に屈曲して高炉ガス洗浄装置３０の入口に接続される構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  高炉設備
５  出口管
５ｂ  鉛直部
５ｃ  屈曲部
１０  高炉本体
２０  高炉ガス除塵器
３０  高炉ガス洗浄装置
６０  伸縮装置
６１ａ，６１ｂ  一対のベローズ管継手
６２  中間パイプ
６３  テンションロッド
７０  圧力バランス型伸縮管継手
８０  ユニバーサル型伸縮管継手
【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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