(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マッド貯蔵ホッパーと該マッド貯蔵ホッパーの下部に設けられたスクリュウ式圧送機を備えたマッド供給部とで、マッド供給装置を形成し、且つ前記スクリュウ式圧送機先端のマッド充填口をマッドガン充填受け口に対して、進退自在に配置するようになした高炉マッド充填装置に於いて、前記スクリュウ式圧送機のスクリュウ羽根のうち、前記ホッパー下部内に位置するスクリュウの反充填口側部分の羽根を、該スクリュウの７０〜８０％が螺旋方向にスクリュウ軸の表面から外方へ同一形状をした複数の断続羽根を形成したことを特徴とする高炉マッド自動充填装置。
【請求項２】
マッド充填口の上部に駆動手段を有するリンク機構を設け、該リンクの一端を自動充填装置にピンを介して俯仰自在に取り付け、一端にローラーを回転自在に取り付け、一方、マッドガンの砲身の側面に設けた充填受け口の上部に、先端先細状の爪を上向きに設け、マッド充填口とマッドガン充填受け口の当接時に、該爪と前記ローラーをリンク機構によって掛止自在となしたことを特徴とする請求項１記載の高炉マッド自動充填装置。
【請求項３】
マッド充填装置のスクリュウ羽根駆動モータの電流検知装置と該電流検知装置の検知信号によって、マッドの充填完了を判断する制御装置からなるマッド充填検知装置を特徴とする請求項１項または請求項２項記載の高炉マッド充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鉄用高炉のマッドガンにマッドを充填する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉の出銑口を閉塞するには３００〜６００ｋｇのマッドが必要であり、従来このマッドのマッドガンへの投入あるいは充填する技術としては、色々なものが有る。一番原始的なものは、人手により、約１０ｋｇ程度の小マッドブロックをマッドガン砲身の上部に設けられた投入口からマッドガンバレル内に投げ込む方法である。現在でも、マッドガン周辺のスペース制約上等からマッド投入（充填）装置を装備出来ない為、この人手による方法に頼っている高炉はかなり有る。
【０００３】
前記小マッドブロックを投入する装置は、コンベアとシュート、リフターとブッシャーを組み合わせたものやロボットを導入したものもある。しかしながら、小マッドブロックは、マッド混練場での小ブロックへの切り出し及びビニール被覆梱包をしなければならず、それだけ人手とコストがかかる。また、投入時間にしても、約１５〜２０分程度の時間がかかり、短縮化のニーズがあるものの、シュート上・コンベア上での小ブロックの引っ掛かり・詰まりの発生が生じる為、技術的な限界が存在する。
【０００４】
それで、約２０年前にスライサー方式のマッド投入装置が開発され、実用化され始めた。これは、約１０００ｋｇ程度の大ブロックのマッドを回転ホッパーの中に投入し、マッドに回転を与え、ホッパー下部にある固定切刃で、大ブロックマッドをスライスカットして、シュートを介してマッドガンバレル内にマッド投入をする装置である。このマッドスライサーは、シュート部にマッドが引っ掛かる等のトラブルが発生したり、投入時間も２０〜２５分間程度かかり、改善の余地が有った。
【０００５】
マッドスライサーの欠点を視点を変えて解決しようとしたのが、約１０年程前に開発されたスクリュウ式マッド充填装置である（特公昭６３−２５０４２号公報）。これは、今回の発明の原型をなすものである。構造としては、走行台車上に搭載されたホッパーと、ホッパー下部のスクリュウ式マッド充填装置からなり、充填装置先端部（球面オス型）とマッドガン砲身のサイドに穿設したマッド充填受け口（球面メス型）をジョイントさせ、スクリュウの押し出し力により、マッドガンバレル内にマッドを送り込むものである。ホッパーは、スチーム保温しており、又、ホッパー側壁にはバイブレーターを装備している。これは、マッドの温度を６０〜８０℃に保ち、マッド硬度を充填容易な状態に保持するためであり、又、振動によりホッパー部のマッドをホッパー下部のスクリュウ内に流し込むものである。
【０００６】
この装置は、充填時間が５分間位に収まることもあったが、ホッパーからスクリュウへのマッドの流れ込みが悪い時は、２０〜２５分間もかかる時がある。つまり、多少、棚吊り気味となった時に、性能が大きくダウンする。勿論棚吊り防止の為に、マッドの硬度を下げる目的で蒸気保温を行い、また、バイブレーターによりマッドのホッパー内での流下を助けている。しかしながら、保温時間が長い場合には、マッド中のタールが蒸散・消失し、かえって、マッドの流動性が無くなってしまい、棚吊りの原因となる。タールの消失を少なくするため、保温温度を下げたり、保温維持時間を短縮したりする事を、当然行うのであるが、これが過ぎると、マッドの硬度が下がらず、棚吊りの原因となる。その辺の調整の難しさも有り、棚吊りの様な状況を完全に防止する事は困難である。
【０００７】
また、矩形錘型ホッパーのマッド送り方向の前方側の内面にマッドが盛り上がり、その部分のマッドはなかなか排出出来ず滞留するため、タールの蒸散が大きく、硬化塊あるいは壁への硬化付着層が出来てしまっていた。図１１にその状態を表示しており、２６が前記の滞留する硬化塊を、２７が硬化付着層を示す。この原因は、ホッパー部のスクリュウ全長に亘って、スクリュウ羽根の回転により、マッドを若干上向きに押し上げる力が生じる為だと思われる。この硬化付着層２７は、成長した場合、ホッパー容積を食いつぶす事になり、充填装置運転に支障を来すようになる。その為、この硬化付着層２７を除去しなければならないが、この作業は多大な労力を強いる事になる。以上の様な原因もあり、充填時間は５〜２５分間程度と大きなバラツキが生じていた。また、タールの蒸散・消失は、出銑口閉塞後のマッドの性状に大きく影響し、出銑口の孔荒れや出銑時間が短くなるなどの原因となり、操業上の大きな問題点となってしまう。
【０００８】
また、図１２及び図１３に示す従来のスクリュウ式マッド充填装置では、マッドガンのバレル内に充填される３００〜６００ｋｇのマッドを１回で充填完了する事は出来ない。この理由としては、二つの原因がある。第１は根本原因となるものであるが、これは、マッドの流動性が悪いため、充填受け口付近のバレル内に充圧されたマッドはその部分で、身動き出来ない状況にまで押し込められ、バレルの先端側へと移動する事が出来ないためである。第２は、充填口部の充填圧が高まるとマッドガンと充填装置は、充填圧により互いに離れる方向に動き、最後には離脱してしまい、その離脱時の充填圧が上限となるため、先端部へマッドを充填するまでの充填圧が確保出来ない為である（尚、従来装置にもロックレバーとロックピンを装備していたが、前記充填圧の為ロックピンとロックレバー間に過大な充填反力が掛かり、ロックレバーを外そうにもびくともしなくなり、外す事が非常に困難になってしまった。それで、このロックレバーを使用する事が出来ず、結果として、マッドガンと充填装置の装着ロックは出来なかった）。
【０００９】
それで、マッドガンのプランジャーを押し出し、充填受け口部のマッドをバレル先端側へ押し出し、充填受け口部の空間スペースを確保した後に、再度充填を行う。このマッドガンのプランジャーの押し出し操作は、少なくとも２〜３回は実施しなければならない。このことは、小ブロックマッド投入装置に対しても同様の事が言える。つまり、その分だけ、投入（充填）時間は長くなるのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
マッドガンの周辺雰囲気は、高温・多塵の悪環境雰囲気である。前項に記載したように、約２０年前から、種々のマッド投入（充填）装置が発明・考案され、実用化されてきている。しかしながら、労働環境の改善という時代の趨勢を考慮すれば、更に、短時間で安定的に投入（充填）出来る装置の開発が望まれる。本発明は、従来のスクリュウ式マッド充填装置をベースに改善を加えて、ホッパー内の棚吊りが起こりにくく、且つ、安定して、短時間に充填を完了する事が可能で、更に、充填装置とマッドガンの接続・ロック及びロック解除・離脱の完全自動化を実現するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
その発明の要旨とするところは、
（１）マッド貯蔵ホッパーと該マッド貯蔵ホッパーの下部に設けられたスクリュウ式圧送機を備えたマッド供給部とで、マッド供給装置を形成し、且つ前記スクリュウ式圧送機先端のマッド充填口をマッドガン充填受け口に対して、進退自在に配置するようになした高炉マッド充填装置に於いて、前記スクリュウ式圧送機のスクリュウ羽根のうち、前記ホッパー下部内に位置するスクリュウの反充填口側部分の羽根を、該スクリュウの７０〜８０％が螺旋方向にスクリュウ軸の表面から外方へ同一形状をした複数の断続羽根を形成したことを特徴とする高炉マッド自動充填装置。
（２）マッド充填口の上部に駆動手段を有するリンク機構を設け、該リンクの一端を自動充填装置にピンを介して俯仰自在に取り付け、一端にローラーを回転自在に取り付け、一方、マッドガンの砲身の側面に設けた充填受け口の上部に、先端先細状の爪を上向きに設け、マッド充填口とマッドガン充填受け口の当接時に、該爪と前記ローラーをリンク機構によって掛止自在となしたことを特徴とする前記（１）記載の高炉マッド自動充填装置。（３）マッド充填装置のスクリュウ羽根駆動モータの電流検知装置と該電流検知装置の検知信号によって、マッドの充填完了を判断する制御装置からなるマッド充填検知装置を特徴とする前記（１）または（２）に記載の高炉マッド充填装置である。
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明においては、前述したような課題を解決する為、スクリュウ式マッド充填装置のスクリュウを断続形状にすることとし、且つ、マッドガンにマッドを供給する充填口の口径を少なくとも２３０ｍｍ以上とする事が技術的なポイントとなる。スクリュウを断続形状（以下、パドル式スクリュウと称す）にすることは、スクリュウ上マッドのスクリュウ羽根による支持ポイントのピッチが長くなったという事であり、且つ、スクリュウのマッド支持部断面積が小さくなる。この事は、ホッパーからスクリュウ内へのマッドの流れ込みを、より容易にすることを意味する。また、パドル式スクリュウの羽根は、マッドに食い込んだ状態でマッドを切りながら回転する為、マッドは攪拌・混練されることになる。この攪拌・混練により、マッドの流動性が向上し、充填装置からマッドガンへのマッドの充填性が良好となる。尚、この場合の充填性とは、充填装置からの切り出し能力（ｋｇ／ｍｉｎ）と共に、マッドガンの充填受け口部から先端部へのマッドの流れ込み易さをも意味する。この充填性の向上は、マッドの保温温度を従来よりも下げる事に寄与する事になった。
【００１３】
従来のスクリュウ式マッド充填装置は、７０〜８０℃の保温管理温度であったが、本発明によるマッド充填装置では５０〜６０℃まで下げる事が出来た。この事は、当然の事ながら、タールマッドのタールの蒸発消失率を下げる事を意味し、マッドの性状保持に貢献する事になる。また、図９に示すようにホッパー内のマッドの排出状況も、随分と好転してきた。図９は本発明によるマッド充填装置によって、マッドを若干排出した後のマッドの堆積形状を表示したものである。ちょうど、山型形状となり、充填口９側のホッパー壁部のマッドも扱い込まれる様に充填口９へと排出される。従って、図１１に示す従来タイプのマッド充填装置の場合の様に、滞留する硬化塊２６が発生しない。
また、パドル式の採用により、マッド充填性、流動性が増したことにより、バイブレーターの加振力を低減できるため、マッドの部分的な液状化による劣化、保温用フレキホース及び機械部品の亀裂、破損が少なくなり、メンテ性を改善できる。
【００１４】
次に、当然の事ながら、充填装置の充填口及びマッドガンの充填受け口の口径は、より大きい方が充填装置からマッドガンへのマッドの充填性が良好となる。発明者の検討では、現状の国内で使用されているマッドガンのバレル径からすれば、少なくとも、２３０ｍｍ以上の口径にする事が出来る。
また、マッドガンの砲身のサイドに設けた充填受け口と充填装置の充填口が接触・接続した状態で、充填受け口の上部に設けた上向きで先端先細テーパー状の爪の片側面に添って、充填装置側の固定軸を中心に俯仰自在に取り付けられ、且つ、駆動手段と接続したリンクの途中に設けられた回転自在なローラーを、下向きに回転移動させることにより、マッドガンと充填装置を互いに引き寄せあい、更に引き寄せ完了状態をロックし、あるいは又、前記ローラーを上向きに移動させることにより、ロックを解除し、マッドガンと充填装置が離脱することを可能にする自動ロック装置を装備することを特徴としている。充填時には、充填圧によりマッドガンと充填装置が互いに離脱する方向に逃げようとするのであるが、前記の自動ロック装置におけるマッドガン側の爪に充填装置側のリンクに取り付けたローラーが引っ掛かっていることにより、この離脱を防ぐのである。
【００１５】
以上の自動ロック装置を装備した場合には、マッドガンバレル内のマッド充填完了を何らかの方法で検知しなければならない。従来のスクリュウ式マッド充填装置では、マッドガンと充填装置のジョイント部が離脱する事を目視・確認する事で、充填圧の上限値を検知していた。発明者らは、パドル式スクリュウを有するマッド充填装置のスクリュウ駆動モータの電流値がある任意の設定値に達することをもって、マッドガンバレル内のマッドの充填が完了したとするマッド充填検知手段を発明し、実機により該検知手段の確実性・有効性を検証した。具体的に言えば、スクリュウ駆動モータの電流検知装置と該電流検知装置の検知信号によって、マッドの充填完了を判断する制御装置からなるマッド充填検知装置の実効性を実機により実証したという事である。
【００１６】
以上の事を全て纏めるならば、マッド送り方向の後方側のスクリュウ羽根の形状を、螺旋方向に断続形状として形成したスクリュウ羽根を装着し、充填口の口径が少なくとも２３０ｍｍ以上で、自動ロック装置を装備する高炉のマッド充填装置は、殆どの場合、１回の充填でマッドガンのバレル内へのマッドの充填を完了出来ると共に、その充填完了をスクリュウ駆動モータの電流値がある任意の設定値に達する事を検知する事で確認出来るということである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わる高炉マッド充填装置を、図面に則して更に詳しく説明する。
図１〜図３に本発明の実施例の平面図、正面図、側面図及び図４、５に本発明になるスクリュウの詳細を示す。スクリュウは、スクリュウ軸４にスクリュウ羽根５、６をはめ込み・キー固定しており、羽根全長について、反送り方向側の約３０〜４０％は断続形状の羽根５を有し、送り方向側の残りの部分は連続形状羽根６を有する。この事は、ホッパー部における羽根の長さの少なくとも５０％、好ましくは７０〜８０％が、断続形状の羽根５で形成されていることになる。このように形成することにより断続形状の羽根５部では、マッドがホッパー１からスクリュウ羽根５、６部へ流れ込み易く、且つ、マッドの攪拌・混練を行い、マッドの流動性をアップさせる効果が大きく、且つ、送り方向側の残りの連続形状羽根６部では、マッドを送り方向側へ押し出す事に、特に貢献している。
【００１８】
また、先端金物２４の先端部は、球面オス型になっており、マッドガン砲身２０のサイドに穿設したマッド充填受け口（球面メス型）にはめ合う事により、ジョイントする事が出来る。マッドガン側の充填口９の口径は、バレル８の内径の約半分程度まで大きく出来る。充填装置側の充填口９の口径は、マッドガン側充填口９よりも少し小さくしたほうが、互いの球面部の屈曲が大きくなった時の屈曲部の引っ掛かりが出来ないので、マッドの流れがスムーズである事が予想される。
【００１９】
また、充填装置の充填口９の口径は、少なくとも２３０ｍｍ以上にする事が出来る。充填装置からのマッド切り出し能力は、充填口の口径の２乗に比例すると考えられる為、可能な限り大きくした方が良い。マッドガン砲身２０には、図６、７及び図８に示すように自動ロック装置の爪１３が固設されており、充填装置側には自動ロック装置ローラー１４を先端部に回転自在に取り付けた自動ロック装置駆動リンク１２を装備し、該リンクは駆動手段１１により俯仰作動する。リンク１２が下向きに作動した時、リンク１２の２枚の板とローラー１４により、マッドガン側の爪１３を挟み込む様にして、マッドガン側と充填装置側を引き寄せロックする。また、リンクが上向きに動いた時、前記爪１３とローラー１４が外れ、マッドガンと充填装置の離脱が可能となる。すなわち、図６は自動ロック装置の拡大平面図であり、図７は自動ロック装置の拡大正面図、図８は自動ロック装置の拡大側面図である。装置全体は、走行駆動手段２１により駆動される台車上に搭載されており、マッドガンとの脱着の自動化が可能である。
【００２０】
ホッパー１のサイドには、バイブレーター２を取り付け、振動を与える事によりホッパー内のマッドがスクリュウ５、６内に流れ込むのを助けている。スクリュウは、充填駆動スプロケット１５、１８及びローラーチェンを介して、充填駆動手段（駆動モータ）１９により駆動されている為、その電流値を図１０に示すように、電流検知装置２９により測定する事により、先端金物２４内、充填口９内マッド充填圧と相関するマッドガンバレル内のマッド充填状況を検知する事が出来る。電流値が充填完了レベルにまで達すると、スクリュウ駆動モータ運転制御装置３０により、該モータの電磁開閉リレー２８をＯＦＦとし、駆動モータの運転を停止させる。符号３１は動力配線である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のマッド充填装置により、マッドガンと充填装置の着脱を遠隔操作で行う事が出来る。また、殆どの場合、１回の充填でマッドガンのバレル内へ３００〜６００ｋｇのマッドの充填を完了出来ると共に、その充填完了をスクリュウ駆動モータの電流値がある任意の設定値に達する事を検知する事で確認出来る。更に、ホッパー保温管理温度を下げる事が出来る為、タールマッドのタールの蒸発消失量を少なくする事が可能であり、タールの性能保持に寄与し、操業上も好影響を与える。あるいは、ホッパーへ付着するマッドの硬化層が減少するため、メンテナンス負担も軽減出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマッド充填装置の実施例の平面図、
【図２】本発明に係るマッド充填装置の実施例の正面図、
【図３】本発明に係るマッド充填装置の実施例の側面図、
【図４】本発明に係るマッド充填装置のパドル形状の羽根を有したスクリュウの詳細側面図、
【図５】図４の矢視Ａ−Ａの断面図、
【図６】自動ロック装置の拡大平面図、
【図７】自動ロック装置の拡大正面図、
【図８】自動ロック装置の拡大側面図、
【図９】本発明に係る断続形状スクリュウ式マッド充填装置によりマッドを充填した後のホッパー内に残ったマッドの形状図、
【図１０】スクリュウ駆動モータ運転制御を示す図、
【図１１】従来の連続羽根形状スクリュウ式マッド充填装置によりマッドを充填した後のホッパー内に残ったマッドの形状図、
【図１２】従来のスクリュウ式マッド充填装置の連続式羽根を有したスクリュウの詳細側面図、
【図１３】図１２の矢視Ｂ−Ｂの断面図である。
【符号の説明】
１  ホッパー
２  バイブレーター
３  防塵ゴム
４  スクリュウ軸
５  断続形状の羽根
６  連続形状の羽根
７  スクリュウ部ケーシング
８  マッドガンバレル
９  充填口
１０  マッドガン
１１  自動ロック装置駆動手段
１２  （１２−１〜１２−４）  自動ロック装置駆動リンク
１３−１  爪（マッドガン側）
１３−２  爪取り付け座
１４  自動ロック装置ローラー
１５、１８  充填駆動スプロケット
１６、１７  軸受
１９  充填駆動手段
２０  マッドガン砲身
２１  走行駆動手段
２２、２３  走行駆動スプロケット
２４  先端金物
２５  マッド
２６  硬化塊
２７  硬化付着層
２８  電磁開閉リレー
２９  電流検知装置
３０  スクリュウ駆動モータ運転制御装置
３１  動力配線
【図１】
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【図２】
0003834380.tif 000003
【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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【図９】
0003834380.tif 000010
【図１０】
0003834380.tif 000011
【図１１】
0003834380.tif 000012
【図１２】
0003834380.tif 000013
【図１３】
0003834380.tif 000014