(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後端中央部に送風支管の接続口を備え、接続された該送風支管から高炉内部に熱風を吹き込む筒状の送風羽口において、
内筒部及び外筒部との間に形成され、後端外側部に給水口を設けた第１通水路を後半分に備え、前側まで延設された前記内筒部、及びその基端が前記第１通水路の仕切り壁に連接され、外側には螺旋仕切り部を有する中筒部によって形成され、前記第１通水路に連通する第２通水路を備えた羽口本体と、
後端部が前記後半分に形成された外筒部に溶接され、その内側が前記螺旋仕切り部の外端に当接して前記中筒部との間に前記第２通水路に連通する第３通水路を形成し、しかも、前部が内側に円滑に折れ曲がり、先部が前記内筒部に溶接される外側カバーとを有し、
更に前記第３通水路に連通する第４通水路を前記羽口本体に備え、該第４通水路の排水口は前記羽口本体の後端外側部に備えられ、
しかも前記羽口本体と前記外側カバーは、鋳造によってそれぞれ成形され、前記外側カバーを前記羽口本体に嵌入し、前記外側カバーの先部を前記羽口本体の前記内筒部の先端部に、前記外側カバーの後端部を前記羽口本体の前記外筒部の先端部に、溶接によってそれぞれ固着する、前記羽口本体と前記外側カバーとの２ピース構造とし、
更に、前記羽口本体は、内部に前記第１通水路及び前記第２通水路をそれぞれ備えた中空環状の後部通水室及び前部通水室によって一体的に構成され、前記後部通水室及び前記前部通水室を連結する前記仕切り壁に、前記前部通水室を形成する中子の支持と砂抜きを行う複数の孔を設けたことを特徴とする送風羽口。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉等の送風羽口に係り、詳しくは、送風羽口の組立て構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉等に使用される送風羽口は、その先端部の内側に約１２００度の熱風を毎秒約５００ｍの速度で通過させ、外側を約１７００〜１８００度の炉内の高温にさらすので、溶損されやすい。このため、冷却水を送風羽口の内部に強制循環させると共に、羽口の先端に行くほど冷却水の循環速度を高くするように構成して耐溶損性を向上させている。
図５に示すように、従来使用されていた送風羽口７０は、後端外側部に給水口７１を備え、これに連通する第１通水路７２を内筒８５の後側部分、外筒８６、後部壁８５ａ及び仕切り壁８６ａによって形成された中空環状の基部側通水室７３内に設け、この基部側通水室７３と送風羽口７０の前端まで延設した内筒８５の前側部分である先側内壁部７４とによって構成される本体部７５を有している。
先側内壁部７４の外側には円筒形の中筒７６が嵌入されており、これによって先側内壁部７４と中筒７６との間に一定の空間を設けて第２通水路７７を形成している。また、中筒７６の外側には、螺旋状仕切り７８が設けられている。そして、中筒７６の外側には略円筒形の外壁部７９が、その内側面を螺旋状仕切り７８の外端に当接させるようにして嵌入され、螺旋状仕切り７８と外壁部７９の内側面で囲まれた空間によって第３通水路８０を形成している。
【０００３】
外壁部７９の基側端部８１は、外筒８６の前端に全周に亘って溶接されている。また、外壁部７９の前部８３は、円筒形の外壁部７９の内側に向かって湾曲した形状となっていて、外壁部７９の先側端部８２は内筒８５の先側内壁部７４の先端部に全周に亘って溶接されている。なお、湾曲した前部８３の内側は、前部８３、先側内壁部７４、及び螺旋状仕切り７８に囲まれて、第２通水路７７に連通する羽口先端室８４を形成している。
更に、基部側通水室７３の外周部には、第３通水路８０に連通する図示しない第４通水路が送風羽口７０の軸方向に平行に設けられ、基部側通水室７３の後端外側には図示しない排水口が設けられている。
給水口７１から流入した冷却水は、第１通水路７２内を円周方向に通水し、第１通水路７２に連通した第２通水路７７、羽口先端室８４、第３通水路８０、第４通水路を順に螺旋状に通過して排水口から流出する。第３通水路８０の流路断面積は、第１通水路７２及び第２通水路７７より小さくしているので送風羽口７０の先部外側を通過する冷却水の流速を速くすることができた。
しかし、送風羽口７０の先部外側の流速を速くするためには、流路の断面積を小さくする必要があるため、内部の形状が複雑になっていた。このため、送風羽口７０を鋳造成形するときは、本体部７５、中筒７６、及び外壁部７９の３ピースに分割して製造していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の送風羽口７０は、３ピースに分割して鋳造成形を行っていたので、それぞれのピースの仕上げ加工を行ってから溶接固定を行う必要があり、仕上げ加工に時間がかかり、また鋳造による製造コストも増大していた。特に、中筒７６は、本体部７５及び外壁部７９の２つの部材の間に摺り合わせによって取付けられると共に、隣り合う通水路に漏水しないようにする必要があるため、特に高い仕上げ精度が要求され製造に時間がかかっていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、２ピース構造で製造が容易な送風羽口を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る送風羽口は、後端中央部に送風支管の接続口を備え、接続された該送風支管から高炉内部に熱風を吹き込む筒状の送風羽口において、内筒部及び外筒部との間に形成され、後端外側部に給水口を設けた第１通水路を後半分に備え、前側まで延設された前記内筒部、及びその基端が前記第１通水路の仕切り壁に連接され、外側には螺旋仕切り部を有する中筒部によって形成され、前記第１通水路に連通する第２通水路を備えた羽口本体と、後端部が前記後半分に形成された外筒部に溶接され、その内側が前記螺旋仕切り部の外端に当接して前記中筒部との間に前記第２通水路に連通する第３通水路を形成し、しかも、前部が内側に円滑に折れ曲がり、先部が前記内筒部に溶接される外側カバーとを有し、更に前記第３通水路に連通する第４通水路を前記羽口本体に備え、該第４通水路の排水口は前記羽口本体の後端外側部に備えられ、しかも前記羽口本体と前記外側カバーは、鋳造によってそれぞれ成形され、前記外側カバーを前記羽口本体に嵌入し、前記外側カバーの先部を前記羽口本体の前記内筒部の先端部に、前記外側カバーの後端部を前記羽口本体の前記外筒部の先端部に、溶接によってそれぞれ固着する、前記羽口本体と前記外側カバーとの２ピース構造とし、更に、前記羽口本体は、内部に前記第１通水路及び前記第２通水路をそれぞれ備えた中空環状の後部通水室及び前部通水室によって一体的に構成され、前記後部通水室及び前記前部通水室を連結する前記仕切り壁に、前記前部通水室を形成する中子の支持と砂抜きを行う複数の孔を設けている。
送風羽口を、羽口本体と外側カバーの２ピースに分割して形成することによって部品点数を減らし、流路の区分けを簡単にして部品の加工、及び組立てを容易にしている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
【０００７】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る送風羽口１０は、後端中央部１１に図示しない送風支管のブローパイプの先部が当接する接続口１２を備え、接続された送風支管から高炉内部に熱風を吹き込む筒状の部材であって、内部に冷却水の循環が可能となるように基部側（後部側）に形成された第１通水路１３と、前部の内側に形成された第２通水路１４と、第２通水路１４の外側に形成された第３通水路１５と、第１通水路１３を横断するように形成された第４通水路１５ａとを連通して形成されている。以下、図１〜図４を参照しながら、詳しく説明する。
図１〜図４に示すように、第１通水路１３は、送風羽口１０の後端外側部１８に冷却水を送入する給水口１９を設け、内筒部１６及び外筒部１７との間であって送風羽口１０の後半分に備えられている。また、後端外側部１８の給水口１９と重合しない位置には循環した後の冷却水を排出する第４通水路１５ａの排水口２０が備えられており、給水口１９及び排水口２０には、それぞれ給水管２１、排水管２２が連結されている。
【０００８】
そして、第１通水路１３の前端部には仕切り壁２３が設けられ、内筒部１６及び外筒部１７の後端には後部壁２４ａが設けられている。このように第１通水路１３は、内筒部１６、外筒部１７、仕切り壁２３、及び後部壁２４ａによって構成された中空環状の後部通水室２５の内部に形成されている。また、後部通水室２５の外筒部１７の内側には、管壁部１７ａがその両側を外筒部１７の内側に連接すると共に外筒部１７の軸方向に平行に設けられ、これによって断面略弧状の第４通水路１５ａの前端部を第３通水路１５に連通して形成し、後端部を排水口２０に接続している。
【０００９】
内筒部１６は仕切り壁２３の前側まで縮径し、内筒部１６の前側部分である前側内筒部２６は、送風羽口１０の前側部まで伸延している。また、前側内筒部２６の外側には、仕切り壁２３に基端部２４を連接し、前側内筒部２６の外側に隙間をあけて中筒部２７が設けられ、前側内筒部２６及び中筒部２７の間に第２通水路１４を形成している。この第２通水路１４は、仕切り壁２３の部分に形成された開口部４０を介して第１通水路１３に連通している。そして、内筒部１６及び中筒部２７の前端には、前部壁２８が設けられている。このように第２通水路１４は、前側内筒部２６、中筒部２７、仕切り壁２３、及び前部壁２８によって構成された中空環状の前部通水室２９の内部に形成されている。また、仕切り壁２３には、直径２０ｍｍ程度の孔４１が複数設けられており、前部通水室２９の鋳造を容易にしている。
このように、内部に第１通水路１３及び第２通水路１４をそれぞれ備えた後部通水室２５及び前部通水室２９によって羽口本体３１が一体的に構成されている。なお、前部通水室２９の中筒部２７の外側には板状の螺旋仕切り部３０が設けられている。また、仕切り壁２３と前部壁２８は斜行壁２８ａによって滑らかに接続され、これによって冷却水の流れをよくして圧力損失が小さくなるようにしている。
【００１０】
中筒部２７の外側には、螺旋仕切り部３０に被さる外側カバー３２が設けられている。外側カバー３２の後端部３３は、送風羽口１０（すなわち、羽口本体３１）の後半分に形成された外筒部１７の前端に溶接固定されており、一方、外側カバー３２の前部３４は内側に円滑に折れ曲がり、その先部３５は前側内筒部２６の前端に溶接固定されている。また、外側カバー３２の内側は中筒部２７の螺旋仕切り部３０の外端に当接して、外側カバー３２と中筒部２７との間に第３通水路１５を形成している。第３通水路１５は、螺旋仕切り部３０によって前方に進むに従って徐々に断面積を小さくし、その先端部は第２通水路１４に連通し、後端部は第４通水路１５ａに連通している。溶損されやすい送風羽口１０の前部外側に形成された第３通水路１５は流路断面積が小さくなっているので、通過する冷却水の速度を速くすることができる。
【００１１】
次に、冷却水の流路について説明する。
図３に示すように、給水口１９から送入された冷却水は、給水口１９の流れ方向前方に設けられた断面弧状の案内板４２によって矢印の方向（周方向）に流れる。なお、この案内板４２を除いてパイプによって水を案内することもできる。そして、第１通水路１３に沿って送風羽口１０の周方向に約１周し、仕切り壁２３の径方向内側に設けられた開口部４０から第２通水路１４に流入する。さらに、第２通水路１４を同じく周方向に約１周した冷却水は送風羽口１０の第３通水路１５の最先端に設けられ断面積を最小にした部分に流入して高速で流動する。そして、図４に示すように、第３通水路１５、第４通水路１５ａを順に通過して、排水口２０に取付けられた排水管２２から排水される。第２、第３通水路１４、１５の連接部には緩やかなカーブが設けられ、高速で通過する冷却水の圧力損失を少なくする構成となっている。
第３通水路１５の外側カバー３２の湾曲した前部３４内側に形成された部分は、断面積が最小となっているので、流速が最も速くなり、また、第３通水路１５の入り口部には最も高い圧力が加わる。従来であれば、中筒部を別部品として鋳造していたため、該中筒部の仕切り壁及び前部壁に対するそれぞれの端部は摺り合わせによって接合され、水圧が異なる第２通水路及び第３通水路の間で浸水が生じ冷却水の流速に影響を与える可能性があったが、本実施の形態においては、図１に示すように仕切り壁２３及び前部壁２８に対する端部４３、４４を含む中筒部２７が羽口本体３１の一部として一体的に形成されているので、第２通水路１４及び第３通水路１５の間の浸水が生じなくなり、安定した流速を保つことができ、また、これによって冷却効率がよくなるので冷却水の循環用アクチュエータの出力を小さくすることも可能である。
【００１２】
次に送風羽口１０の製造方法について説明する。
まず、羽口本体３１と外側カバー３２を鋳造によってそれぞれ成形する。後部通水室２５及び前部通水室２９を連結する仕切り壁２３には、孔４１が複数設けられているので、前部通水室２９を形成する中子の支持と砂抜きを確実に行うことができる。
次いで、それぞれ当接する羽口本体３１の螺旋仕切り部３０の外端面、及び外側カバー３２の内側面に仕上げ加工を施し、外側カバー３２を羽口本体３１に嵌入して第３通水路１５を形成する。そして、外側カバー３２の先部３５と、後端部３３を、前側内筒部２６の先端部と、外筒部１７の先端部に溶接によってそれぞれ固着する。そして、溶接部の気密試験、流路の圧力損失試験によって不良品のチェックを行った後、送風羽口１０は完成する。鋳造を２ピースに分割して行うので、３ピースに分割する場合に比べて、摺り合わせ面が少なくなり製造を簡単に行うことができる。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１記載の送風羽口においては、羽口本体と外側カバーの２ピース構造で形成されているので、部品点数を減らし、構造を簡単にして組立てを容易にし、製作期間を短縮することができると共に製品コストを下げることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る送風羽口の側断面図である。
【図２】同送風羽口の正断面図である。
【図３】同送風羽口の第１通水路と第２通水路の内部構造を示す説明図である。
【図４】同送風羽口の第３通水路と第４通水路の内部構造を示す説明図である。
【図５】従来例に係る送風羽口の側断面図である。
【符号の説明】
１０：送風羽口、１１：後端中央部、１２：接続口、１３：第１通水路、１４：第２通水路、１５：第３通水路、１５ａ：第４通水路、１６：内筒部、１７：外筒部、１７ａ、管壁部、１８：後端外側部、１９：給水口、２０：排水口、２１：給水管、２２：排水管、２３：仕切り壁、２４：基端部、２４ａ：後部壁、２５：後部通水室、２６：前側内筒部、２７：中筒部、２８：前部壁、２８ａ：斜行壁、２９：前部通水室、３０：螺旋仕切り部、３１：羽口本体、３２：外側カバー、３３：後端部、３４：前部、３５：先部、４０：開口部、４１：孔、４２：案内板、４３、４４：端部
【図１】
0004278226.tif 000002
【図２】
0004278226.tif 000003
【図３】
0004278226.tif 000004
【図４】
0004278226.tif 000005
【図５】
0004278226.tif 000006