(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の原料装入装置の開口部をシールするシール方法において、上面が上方へ隆起して傾斜角が30〜60°の傾斜面と上側へ湾曲した湾曲面とを有するリング状のシールゴムをシール弁に装着し、次いで下端面がリング状の平面である開口部側壁に前記シールゴムを圧着し、前記シールゴムの上面の隆起高さＨ（mm）および前記開口部側壁による前記シールゴムの圧着代Ｌ（mm）が下記の (1)式を満足することを特徴とする原料装入装置の開口部のシール方法。
Ｈ≧ 1.5×Ｌ                                  ・・・ (1)
Ｈ：シールゴムの上面の隆起高さ（mm）
Ｌ：開口部側壁によるシールゴムの圧着代（mm）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の原料装入装置の開口部のシール方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なベルレス型高炉の炉頂部を図３に示す。高炉の操業においては、生産性向上を目的として高圧操業を行なっているため、図３に示すように、炉頂ホッパー２の開口部（すなわち装入口８および排出口９）は、シール弁３を用いてシールする必要がある。シール弁３は、矢印ａおよび矢印ｂの方向に回動可能なレバー４に一体的に配設されており、レバー４を回動することによって、炉頂ホッパー２の装入口８および排出口９をシールしたり、あるいは開放することができる。
【０００３】
鉱石やコークス等の原料を高炉に装入するにあたって、原料は装入コンベア１によって炉頂ホッパー２内に投入される。このとき炉頂ホッパー２の装入口８はレバー４を矢印ａの方向に回動させて開放した状態にし、一方、排出口９はレバー４を矢印ｂの方向に回動させてシールした状態にする。炉頂ホッパー２内への原料の投入が終了すると、炉頂ホッパー２の装入口８は、レバー４を矢印ｂの方向に回動させてシールした状態にする。
【０００４】
こうして炉頂ホッパー２を密閉して、炉頂圧とほぼ同じ圧力になるまで炉頂ホッパー２内を加圧する。炉頂ホッパー２内の加圧が終了すると、排出口９を開放して、原料を高炉内に装入する。
図３にはベルレス型高炉の例を示したが、ベル型高炉の場合も、均圧室の装入口にシール弁を有しており、原料を高炉内に装入する際には、シール弁とベルとを用いて均圧室を密閉して加圧する。したがってベル型高炉においても、ベルレス型高炉と同様にシール弁を使用する必要がある。
【０００５】
図４は、シール弁３を開口部側壁５に圧着させた状態の例を示す断面図である。シール弁３にはリング状のシールゴム７が装着されており、レバー４を矢印ｂの方向に回動させることによって、開口部側壁５のリング状の下端面がシールゴム７の上面に圧着される。
一般に開口部側壁５の下端面をクサビ形状にして、平坦な上面を有するシールゴム７を圧着してシールする方法が知られている。しかしこの方法では、クサビ形状の開口部側壁５がシールゴム７に食い込むことによって、シールゴム７の両側が大きく盛り上がり、その変形した部分に引張り力が働く。シールゴム７が引張り力によって引張られるので、シールゴム７に亀裂が発生し、シールゴム７の寿命が短縮される原因になっていた。
【０００６】
シールゴム７が劣化して亀裂等が発生すると、シール性が低下するので、高炉の操業を停止してシールゴム７を交換しなければならない。シールゴム７の寿命を延長すると、シールゴム７のコスト削減や高炉６の稼働率向上等の多大なメリットが期待できる。そこでシールゴム７の寿命を延長する技術が種々提案されている。
【０００７】
たとえば実公平7-26351 号公報には、竪型炉のガスシール弁構造が開示されている。この技術は、リング状のシールゴム７の幅方向中間部を滑らかな曲面形状に突出させ、シールゴム７の幅方向中間部の曲面より大きな曲率半径を有する曲面形状の弁座（すなわち開口部側壁５）とを用いることによって、シール性を改善しかつシールゴム７の寿命を延長しようとするものである。そのシールゴム７および開口部側壁５の断面形状を図５に示す。図５は、図４に示したシールゴム７と開口部側壁５の内の右側に相当する位置を拡大した断面図である。
【０００８】
しかしこの方法では、開口部側壁５の下端面がシールゴム７の上面に圧着されたときに、図６に示すように、シールゴム７の突出部が押し込まれて両側の平坦な部分に引張り力が働き、その結果、シールゴム７に亀裂が発生するという問題があった。しかも平坦な部分に原料が堆積しやすく、開口部側壁５の下端面がシールゴム７の上面に圧着したときに、その原料がシールゴム７に噛み込んでシールゴム７を損傷するという問題があった。なお図６中の矢印は引張り力が働く方向を示す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解消し、高炉の原料装入装置の開口部をシールする際に、シール性を向上し、かつ寿命を延長できるシール方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高炉の原料装入装置の開口部をシールするシール方法において、上面が上方へ隆起して傾斜角が30〜60°の傾斜面と上側へ湾曲した湾曲面とを有するリング状のシールゴムをシール弁に装着し、次いで下端面がリング状の平面である開口部側壁に前記シールゴムを圧着し、前記シールゴムの上面の隆起高さＨ（mm）および前記開口部側壁による前記シールゴムの圧着代Ｌ（mm）が下記の (1)式を満足する原料装入装置の開口部のシール方法である。
【００１２】
Ｈ≧ 1.5×Ｌ                                  ・・・ (1)
Ｈ：シールゴムの上面の隆起高さ（mm）
Ｌ：開口部側壁によるシールゴムの圧着代（mm）
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のシール方法について説明する。  
【００１７】
図１は、本発明のシール方法を適用するシールゴム７をシール弁３に装着した状態の例を示す断面図である。図１は、図４に示したリング状のシールゴム７と開口部側壁５の内の右側に相当する位置を拡大した断面図である。
シールゴム７は、図１に示すように、上面が上方に隆起して、傾斜面10と湾曲面11を形成する。傾斜面10の傾斜角θが30°未満では、開口部側壁５にシールゴム７を圧着したときに、シールゴム７の両側が盛り上がり、その変形した部分に引張り力が働くことによって亀裂が発生する。一方、傾斜面10の傾斜角θが60°を超えると、シールゴム７を開口部側壁５に圧着したときに、圧着方向と直角方向に力が作用した場合に、シールゴム７の傾斜面10の下端に亀裂が発生する。したがって傾斜角θは、30〜60°の範囲とする必要がある。
【００１８】
湾曲面11は、上側へ湾曲した面とする。湾曲面11が下側へ湾曲して凹部を有する形状である場合は、開口部側壁５にシールゴム７を圧着したときに、その凹部に引張り力が働くことによって亀裂が発生する。したがって湾曲面11は、上側へ湾曲した曲面とする必要がある。
開口部側壁５の下端面が湾曲していると、シール弁３と開口部側壁５との位置関係がズレた場合に、シール性が悪化する。したがって開口部側壁５の下端面は、平面とする必要がある。
【００１９】
開口部側壁５によるシールゴム７の圧着代Ｌ（mm）は、図１に示すように、圧着する前の湾曲面11の上端と、圧着した後の開口部側壁５の下端面の位置との垂直方向の距離を指す。また、圧着する前の湾曲面11の上端と傾斜面10の下端との垂直方向の距離（以下、シールゴム７の上面の隆起高さという）をＨ（mm）とすると、圧着代Ｌ（mm）および隆起高さＨ（mm）が下記の (1)式を満足するように圧着する。
【００２０】
Ｈ≧ 1.5×Ｌ                                  ・・・ (1)
Ｈ：シールゴムの上面の隆起高さ（mm）
Ｌ：開口部側壁によるシールゴムの圧着代（mm）
隆起高さＨが 1.5×Ｌ未満では、シールゴム７の変形が局部に集中し、引張応力を発生し亀裂が発生する。したがって圧着代Ｌ（mm）および隆起高さＨ（mm）は前記 (1)式を満足する状態まで圧着する必要がある。
【００２１】
こうしてシールゴム７を開口部側壁５に圧着すると、図２に示すように、まずシールゴム７の湾曲面11が開口部側壁５に圧着され、次いで傾斜面10の一部が圧着されるので、シール性が向上する。
しかもシールゴム７には圧縮力が働くので亀裂は発生しない。さらにシールゴム７の上面は、上方に隆起して傾斜面10と湾曲面11からなり、平坦な部分はないので、原料がシールゴム７に噛み込むこともない。したがってシールゴム７の寿命を延長できる。なお図２中の矢印は圧縮力の働く方向を示す。
【００２２】
なお本発明のシール方法は、ベルレス型高炉の炉頂ホッパーの装入口や排出口、あるいはベル型高炉の均圧室の装入口等の、高炉の原料装入装置の開口部をシールする際に適用できる。
【００２３】
【実施例】
ベルレス型高炉６の炉頂部に配設された炉頂ホッパー２の装入口８と排出口９のシール弁３に、図１に示すような本発明のシールゴム７を装着して高炉６の操業を行なった。シールゴム７の傾斜面10の傾斜角θは45°とした。一方、装入口８および排出口９の開口部側壁５の下端面は平面とし、装入口８および排出口９をシールする際には隆起高さＨ（mm）と圧着代Ｌ（mm）の関係がＨ＝２×Ｌとなるように圧着した。これを発明例とする。
【００２４】
また比較例として、図５に示すような従来から知られているシールゴム７を使用して、高炉６の操業を行なった。
発明例と図５に示すような従来から知られているシールゴム７について、それぞれシールゴム７の寿命を調査したところ、発明例の方が、シールゴム７の寿命は２倍に延長された。
【００２５】
【発明の効果】
本発明では、高炉の原料装入装置の開口部をシールする際に、シール性を向上し、かつシールゴムの寿命を延長できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシールゴムをシール弁体に装着した状態の例を示す断面図である。
【図２】本発明のシールゴムに開口部側壁を圧着した状態の例を示す断面図である。
【図３】高炉の炉頂の要部を示す断面図である。
【図４】炉頂ホッパーの開口部をシールした状態の例を示す断面図である。
【図５】従来のシールゴムをシール弁体に装着した状態の例を示す断面図である。
【図６】従来のシールゴムに開口部側壁を圧着した状態の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  装入コンベア
２  炉頂ホッパー
３  シール弁
４  レバー
５  開口部側壁
６  高炉
７  シールゴム
８  装入口
９  排出口
10  傾斜面
11  湾曲面
【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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