JP5873386B2 - Charging device - Google Patents
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Description
本発明は、装入装置に関し、高炉などの容器内部に装入物を装入する装置に関する。 The present invention relates to a charging apparatus, and relates to an apparatus for charging a charged material into a container such as a blast furnace.
従来、製銑用の高炉においては、炉内に装入物を装入する設備として装入装置が用いられている。同様な装入装置は、他の反応炉や反応塔、触媒容器など、容器内部に内容物を充填する際にも用いられている。
このような装入装置においては、容器内における装入物の円周分布を均一にする等、装入物を所望の状態とすることが要求される。このために、装入装置においては、装入物の散布方向や散布状態を自由に制御することが求められ、様々な散布機構が開発されている。
Conventionally, in a blast furnace for iron making, a charging device is used as equipment for charging a charged material into the furnace. A similar charging device is also used when filling the contents of containers such as other reaction furnaces, reaction towers, and catalyst containers.
In such a charging device, it is required that the charged material be in a desired state, for example, the circumferential distribution of the charged material in the container is made uniform. For this reason, in the charging device, it is required to freely control the spraying direction and the spraying state of the charged material, and various spraying mechanisms have been developed.
装入装置として、本願の出願人により、シュートの旋回軸まわりに回転するロータと、旋回機構に支持されて旋回軸に対して傾斜した調整軸まわりに回転するホルダとを設置し、このホルダに、装入物を散布するシュートを、調整軸に対して傾斜した状態で支持した構成が提案されている(特許文献1参照)。
このような特許文献1では、通常はこれらのロータおよびホルダを同期回転させることでシュートを一定の傾斜角度で旋回させるとともに、ロータに対してホルダを相対回転させることにより、シュートの傾斜角度を調整することができる。
As a charging device, the applicant of the present application has installed a rotor that rotates around the pivot axis of the chute and a holder that rotates around an adjustment axis that is supported by the pivot mechanism and that is inclined with respect to the pivot axis. The structure which supported the chute which spreads a charging material in the state inclined with respect to the adjustment axis | shaft is proposed (refer patent document 1).
In
図9において、特許文献1の装入装置1は、高炉内に鉄鉱石および石炭を主体とする装入物を散布するために高炉2の炉頂部に設置されるものであり、フレーム3に旋回用軸受431により、旋回軸D1を中心に回転自在に支持されたロータ4と、ロータ4に調整用軸受55により、調整軸D2を中心に回転自在に支持されたホルダ5と、ホルダ5に固定されてシュート中心軸D3に沿って延びるシュート6とを有する。
In FIG. 9, the
旋回軸D1は、鉛直方向の軸線であり、高炉2の中心軸線と一致する。調整軸D2は、点Oにおいて旋回軸D1と交差しており、互いの交差角度は第1角度A1とされている。シュート中心軸D3は、前述した点Oにおいて調整軸D2と交差しており、互いの交差角度は第2角度A2とされている。シュート中心軸D3は、シュート6から散布される装入物が炉内に散布される方向を規定するものであり、その方向は通常はシュート6の円錐台形状の底面方向とされる。なお、実際の装置では、シュート6を構成する筒体の中心軸D3’は、前述したシュート中心軸D3から幾分離れて設定されることがあるが、装入物の散布方向としては同一視できる。
The turning axis D <b> 1 is an axis in the vertical direction and coincides with the central axis of the
ロータ4は、旋回駆動モータ70を含む旋回駆動機構7により駆動され、フレーム3に対して旋回軸D1まわりに回転する。ホルダ5は、調整駆動モータ80を含む調整駆動機構8により駆動され、ロータ4に対して調整軸D2まわりに回転する。
これらの駆動機構7,8からの駆動が同期している状態では、ロータ4およびホルダ5は旋回軸D1まわりに一体に回転する(旋回動作)。
一方、駆動機構7,8からの駆動に位相差が生じると、ホルダ5はロータ4に対して調整軸D2まわりに回転し、これによりシュート6の旋回軸D1に対する傾斜角度を調整することができる(調整動作)。
The
In a state in which the drive from these
On the other hand, when a phase difference occurs in the drive from the
調整動作においては、ホルダ5がロータ4に対して調整軸D2まわりに回転する。すなわち、シュート6(シュート中心軸D3)は、調整軸D2に対する第2角度A2を保ったまま調整軸D2まわりに回転し、シュート6の先端開口の点Pは軌跡L2に沿って円形に移動する。この回転により、シュート中心軸D3の旋回軸D1に対する方向(つまりフレーム3に対する方向)が変化し、シュート中心軸D3は、図中一点鎖線で示す状態から交点Oを中心に図中左側へと振れ、これによりシュート6の傾斜角度の調整を行うことができる。
In the adjustment operation, the
旋回動作においては、ホルダ5およびロータ4が一体で、フレーム3に対して旋回軸D1まわりに回転し、シュート6の先端の点Pは軌跡L1に沿って旋回する。
シュート6は、実線で図示した状態で、シュート中心軸D3が旋回軸D1に対して最大角度をなす傾斜角度となっており、旋回時の先端開口の点Pの軌跡L1は最大となり、装入物の散布半径も最大となる。
ここで、調整動作を行い、ホルダ5をロータ4に対して回転させ、シュート中心軸D3を調整軸D2まわりに回転させることで、シュート中心軸D3の旋回軸D1に対する角度が小さくなってゆき、軌跡L1は徐々に小さくなり、装入物の散布半径も徐々に小さくなる。
従って、上述のようなホルダ5およびロータ4の回転を適切に制御することで、所定半径での原料旋回散布が行えるとともに、必要に応じて散布半径の調整を行うことが可能となる。
In the turning operation, the
In the state shown by the solid line, the
Here, an adjustment operation is performed, the
Therefore, by appropriately controlling the rotation of the
なお、旋回軸D1と調整軸D2とが交差する第1角度A1が例えば20度とされ、調整軸D2とシュート中心軸D3とが交差する第2角度A2が例えば20度とされ、つまり第1角度A1と同じとされている。このため、ホルダ5の回転によりシュート中心軸D3が図中最も左寄りにある状態では、シュート中心軸D3は旋回軸D1に一致し、軌跡L1の半径が0となる。
このような構成では、ロータ4およびホルダ5に対して個別の駆動モータ70,80を用い、各々の回転を個別に制御することで、差動機構を用いずに旋回動作および傾斜角度調整を行うことができる。つまり、ロータ4およびホルダ5を同期回転させること、図9の構成で正確にはロータ4とホルダ5に連なる伝達側傘歯歯車82とを同期回転させることで、シュート6の傾動角度を現状角度のまま旋回動作させることができ、あるいはロータ4と伝達側傘歯歯車82との回転数に差を付与することで、シュート6の傾斜角度を調整することができる(特許文献1の段落0038および図1、段落0047および図15参照)。
The first angle A1 at which the turning axis D1 and the adjustment axis D2 intersect is, for example, 20 degrees, and the second angle A2 at which the adjustment axis D2 and the chute center axis D3 intersect is, for example, 20 degrees. It is the same as the angle A1. For this reason, when the chute center axis D3 is located at the leftmost position in the drawing due to the rotation of the
In such a configuration, by using the
ところで、前述した特許文献1の装入装置では、ホルダを回転させる駆動機構の負荷変動が大きく、このために調整動作の精度を高めにくいとともに、ホルダをロータに回転自在に支持する軸受の耐久性を高めにくいという問題があった。
By the way, in the above-described charging device of
前述した特許文献1の装入装置(図9参照)では、ホルダがロータに対して調整軸D2まわりに回転し、ホルダに固定されたシュートの先端は軌跡L2を描く。調整軸D2は、一般に垂直とされる旋回軸D1に対して傾斜され、調整軸D2を中心とする軌跡L2は、水平面に対して傾いた面内を一巡する。
ホルダは軸D2を中心軸とする円筒形に近い形状であり、その重心は調整軸D2の近くにあるが、シュートは先端が調整軸D2から離れるように傾けて固定されており、シュートの重心は、調整軸D2から離れた位置にある。従って、調整軸D2まわりを回転するホルダおよびシュートを合わせた重心G1も調整軸D2から離れた位置にある。
従って、ホルダおよびシュートが調整軸D2まわりを回転する際には、シュートおよびホルダを合わせた重心G1は、シュート先端の軌跡L2と同様に水平面に対して傾斜した面内を廻る円形の軌跡L3を描き、重心は周回に伴って高さが上下に変動することになる。
In the charging device disclosed in Patent Document 1 (see FIG. 9) described above, the holder rotates around the adjustment axis D2 with respect to the rotor, and the tip of the chute fixed to the holder draws a locus L2. The adjustment axis D2 is inclined with respect to the swivel axis D1, which is generally vertical, and the locus L2 centering on the adjustment axis D2 makes a round in the plane inclined with respect to the horizontal plane.
The holder has a shape close to a cylindrical shape with the axis D2 as the central axis, and its center of gravity is close to the adjustment axis D2, but the chute is fixed so that its tip is separated from the adjustment axis D2. Is at a position away from the adjustment axis D2. Therefore, the center of gravity G1 that combines the holder and the chute rotating around the adjustment axis D2 is also located away from the adjustment axis D2.
Therefore, when the holder and the chute rotate around the adjustment axis D2, the center of gravity G1 including the chute and the holder follows a circular locus L3 that goes around the plane inclined with respect to the horizontal plane in the same manner as the locus L2 of the chute tip. The height of the center of gravity changes up and down as it goes around.
ここで、特許文献1の装入装置においては、調整動作のためにホルダおよびシュートを回転させるモータ等の駆動源を含む駆動機構を用いている。駆動源であるモータ等は、シュートおよびホルダを合わせた重心G1を、前述した水平に対して傾いた面内を周回させるため、軌跡の一部の区間では重心G1を持ち上げる際に大きな負荷がかかり、他の区間では重心G1が下降するため負荷が軽減される。その結果、ホルダ及びシュートが調整軸D2まわりを回転する際、その重心G1を上下させるために、必要な駆動トルクの変動が避けられない。
このように必要な駆動トルクの変動があると、シュートの傾斜角度の高精度な制御が難しくなるという問題がある。
Here, in the charging apparatus of
Thus, if there is a fluctuation in the required driving torque, there is a problem that it is difficult to control the inclination angle of the chute with high accuracy.
また、調整用軸受55(図9参照)には、シュートおよびホルダの重力によるモーメントが作用する。このモーメントのモーメントアームは、調整用軸受の回転平面と調整軸D2の交点である中心点と、シュートおよびホルダの重心とを結ぶ線分の長さである。ここで、シュートおよびホルダの重心G1は、調整軸D2を廻る円形の軌跡L3が水平面に対して傾斜しているため、軌跡L3上の位置(調整軸D2を中心とした方位)に応じて上下に変位する。その結果、重心G1のモーメントアームは、軌跡L3上の周回に伴ってその傾斜角度が変化し、重力のモーメントアームに垂直な成分の大きさも変化する。従って、調整用軸受55に作用する重力のモーメントは、ホルダおよびシュートの傾斜角度によって大きさが変化する。
すなわち、シュートが最大散布半径の状態にあるとき、つまりモーメントアームと鉛直軸の角度が最大のとき、調整用軸受55に最大のモーメントが作用する。一方、シュートが旋回軸D1に沿って下方を向いている時には、モーメントアームと鉛直軸の角度が最小となり、調整用軸受55に作用するモーメントが最小となる。つまり、シュートおよびホルダが調整軸D2のまわりを一周する間に、調整用軸受55に作用するモーメントが変動する。
また、旋回用軸受431に作用する、シュートおよびホルダの重力によるモーメントは、旋回軸D1とシュートおよびホルダの重心G1の距離R1と、作用する重力の積である。ホルダ及びシュートの傾斜角度によって距離R1が変化するため、旋回用軸受431に作用するモーメントも、シュートおよびホルダが調整軸D2のまわりを一周する間に変化する。
このように軸受に作用するモーメントが繰り返し変動することで、軸受の寿命が短くなるという問題がある。
Further, a moment due to the gravity of the chute and the holder acts on the adjustment bearing 55 (see FIG. 9). The moment arm of this moment is the length of the line connecting the center point that is the intersection of the rotation plane of the adjustment bearing and the adjustment axis D2, and the center of gravity of the chute and the holder. Here, the center of gravity G1 of the chute and the holder rises and falls according to the position on the locus L3 (orientation about the adjustment axis D2) because the circular locus L3 around the adjustment axis D2 is inclined with respect to the horizontal plane. It is displaced to. As a result, the inclination angle of the moment arm of the center of gravity G1 changes along with the rotation on the locus L3, and the magnitude of the component perpendicular to the moment arm of gravity also changes. Accordingly, the magnitude of the gravitational moment acting on the adjustment bearing 55 varies depending on the inclination angle of the holder and the chute.
That is, when the chute is in the maximum application radius, that is, when the angle between the moment arm and the vertical axis is maximum, the maximum moment acts on the adjustment bearing 55. On the other hand, when the chute is directed downward along the turning axis D1, the angle between the moment arm and the vertical axis is minimized, and the moment acting on the adjustment bearing 55 is minimized. That is, the moment acting on the adjustment bearing 55 varies while the chute and the holder make a round around the adjustment axis D2.
The moment due to the gravity of the chute and the holder acting on the turning bearing 431 is the product of the distance R1 between the turning axis D1 and the center of gravity G1 of the chute and the holder and the acting gravity. Since the distance R1 changes depending on the inclination angle of the holder and chute, the moment acting on the turning bearing 431 also changes while the chute and holder make a round around the adjustment axis D2.
Thus, there is a problem that the life of the bearing is shortened due to repeated fluctuation of the moment acting on the bearing.
本発明の目的は、調整動作における駆動トルクの変動を抑制できるとともに、調整機構の軸受の耐久性を高められる装入装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a charging device that can suppress fluctuations in driving torque in the adjusting operation and can increase the durability of the bearing of the adjusting mechanism.
本発明の装入装置は、フレームと、前記フレームに設定された旋回軸と、前記フレームに支持されて前記旋回軸を中心に回転可能なロータと、前記ロータに設定されて前記旋回軸に第1角度で交差する調整軸と、前記ロータに支持されて前記調整軸を中心に回転可能なホルダと、前記ホルダに固定されて前記調整軸に第2角度で交差する方向へ延びるシュートと、前記ロータを前記フレームに対して回転させるとともに前記ホルダを前記ロータに対して回転させる駆動機構と、を有する装入装置であって、前記シュートの先端が延びる方向とは前記調整軸を挟んで反対側で前記シュートに固定されたカウンターウェイトを有し、前記カウンターウェイトは、前記ホルダ、前記シュートおよび前記カウンターウェイトを合わせた調整軸回転部分の重心と前記調整軸との距離が、前記カウンターウェイトを含まない調整軸回転部分の重心と前記調整軸との距離の半分以下になるように重さおよび配置とされていることを特徴とする。 The charging device of the present invention includes a frame, a turning shaft set on the frame, a rotor supported by the frame and rotatable about the turning shaft, and a rotor set on the turning shaft. An adjustment shaft that intersects at an angle, a holder that is supported by the rotor and is rotatable about the adjustment shaft, a chute that is fixed to the holder and extends in a direction that intersects the adjustment shaft at a second angle, And a drive mechanism for rotating the rotor with respect to the frame and rotating the holder with respect to the rotor, wherein a direction in which a tip of the chute extends is opposite to the adjustment shaft. A counterweight fixed to the chute, wherein the counterweight is an adjustment shaft rotating portion that combines the holder, the chute and the counterweight. Distance between the center of gravity and the adjustment shaft, characterized in that there is a weight and arranged to be less than half the distance between the center of gravity and the adjusting shaft of the adjusting shaft portion not including the counterweight.
このような本発明において、ホルダは調整軸を中心軸とする円筒形に近い形状であるため、ホルダの重心は調整軸の近傍にあるのに対し、シュートはその先端側が調整軸から離れる方向に延びるため、シュートの重心は調整軸から離れた位置にある。従ってホルダおよびシュートを合わせた重心は、調整軸から離れた位置となる。
しかし、本発明では、調整軸回転部分にカウンターウェイトが設置され、このカウンターウェイトは、シュートの先端が延びる方向とは調整軸を挟んで反対側でシュートに固定されているため、このカウンターウェイトの重さおよび配置を適切に設定すれば、調整軸回転部分つまりホルダ、シュートおよびカウンターウェイトの重心は、調整軸の近傍へと近づけることができる。
カウンターウェイトの重さおよび配置の設定は、適用するホルダおよびシュート、これらを含む装入装置の全体を勘案して調整することができる。
In the present invention, since the holder has a shape close to a cylindrical shape with the adjustment shaft as the central axis, the center of gravity of the holder is in the vicinity of the adjustment shaft, whereas the chute is in a direction in which the tip side is away from the adjustment shaft. Since it extends, the center of gravity of the chute is at a position away from the adjustment axis. Accordingly, the center of gravity of the holder and the chute is located away from the adjustment axis.
However, in the present invention, a counterweight is installed on the rotating portion of the adjustment shaft, and this counterweight is fixed to the chute on the opposite side of the adjustment shaft from the direction in which the tip of the chute extends. If the weight and arrangement are appropriately set, the center of gravity of the adjustment shaft rotating portion, that is, the holder, the chute and the counterweight can be brought close to the vicinity of the adjustment shaft.
The weight and arrangement of the counterweight can be adjusted in consideration of the holder and chute to be applied and the entire charging apparatus including them.
このような本発明によれば、調整軸回転部分の重心が、調整軸上あるいはその近傍に配置されるため、調整動作のために調整軸回転部分であるホルダ、シュートおよびカウンターウェイトが調整軸を中心に回転しても、これらを合わせた調整軸回転部分の重心の上下方向の変位は、生じないかまたは僅かとすることができる。
その結果、調整軸回転部分が調整軸まわりを回転する際、その重心の上下の変位を解消または低減でき、駆動機構における駆動トルクの変動を解消または低減することができる。これに伴って、シュートの傾斜角度の高精度な制御が可能となる。
さらに、調整軸回転部分の重心は、調整軸からの距離がゼロまたは僅かになるため、モーメントアームの傾斜角度の変動および旋回軸と重心の距離の変動を、ゼロまたは僅かとすることができる。これにより、調整用軸受および旋回用軸受に作用するモーメント変動をゼロ又はわずかとすることができ、軸受の寿命を延ばすことができる。
According to the present invention as described above, since the center of gravity of the adjustment shaft rotation portion is disposed on or near the adjustment shaft, the holder, chute, and counterweight, which are the adjustment shaft rotation portions, perform adjustment operations on the adjustment shaft. Even if it rotates to the center, the displacement in the vertical direction of the center of gravity of the adjusting shaft rotating portion combined with these can be prevented or slight.
As a result, when the adjustment shaft rotating portion rotates around the adjustment shaft, the vertical displacement of the center of gravity can be eliminated or reduced, and fluctuations in drive torque in the drive mechanism can be eliminated or reduced. Accordingly, it is possible to control the inclination angle of the chute with high accuracy.
Furthermore, since the center of gravity of the rotating portion of the adjusting shaft has a distance from the adjusting shaft of zero or slight, fluctuations in the inclination angle of the moment arm and fluctuations in the distance between the pivot axis and the center of gravity can be made zero or slight. As a result, the moment variation acting on the adjusting bearing and the turning bearing can be made zero or slight, and the life of the bearing can be extended.
本発明において、前記調整軸回転部分の重心は、前記ホルダを前記ロータに対して前記調整軸を中心に回転可能に支持する軸受の中心に近接して配置されていることが望ましい。
このような本発明では、調整用軸受に作用するモーメントのモーメントアームの長さを短くできるので調整用軸受に作用するモーメントが小さくなりの寿命を延ばすことができる。また、旋回軸と重心の距離の長さを短くできるので、旋回用軸受に作用するモーメントも小さくなり、寿命を延ばすことが出来る。
In the present invention, it is preferable that the center of gravity of the rotating portion of the adjusting shaft is disposed close to the center of a bearing that supports the holder so as to be rotatable about the adjusting shaft with respect to the rotor.
In the present invention, the length of the moment arm acting on the adjusting bearing can be shortened, so the moment acting on the adjusting bearing is reduced and the life can be extended. Further, since the distance between the turning shaft and the center of gravity can be shortened, the moment acting on the turning bearing is also reduced, and the life can be extended.
本発明において、前記調整軸回転部分は、前記シュートの先端が延びる方向とは前記調整軸を挟んで反対側で前記ホルダに固定された補助カウンターウェイトを有し、前記補助カウンターウェイトは、前記ホルダ、前記シュート、前記カウンターウェイトおよび前記補助カウンターウェイトを合わせた前記調整軸回転部分としての重心と前記調整軸との距離が、前記カウンターウェイトを含まない調整軸回転部分の重心と前記調整軸との距離の半分以下になるように重さおよび配置とされていることが望ましい。 In the present invention, the adjustment shaft rotating portion has an auxiliary counterweight fixed to the holder on the opposite side of the adjustment shaft with respect to the direction in which the tip of the chute extends, and the auxiliary counterweight is the holder The distance between the center of gravity of the adjustment shaft rotating portion that combines the chute, the counterweight, and the auxiliary counterweight and the adjustment shaft is the distance between the center of gravity of the adjustment shaft rotating portion that does not include the counterweight and the adjustment shaft. It is desirable that the weight and the arrangement be less than half of the distance.
このような本発明では、別途の補助カウンターウェイトは、ホルダに固定されるため、調整用軸受の中心との距離がシュートに固定されるカウンターウェイトよりも近いため、調整軸回転部分の重心は、補助カウンターウェイトを用いない場合の重心と比べて、調整用軸受の中心近づき、そのモーメントアームの長さおよび旋回軸と重心の距離が短くなる。これにより、調整用軸受および旋回用軸受に作用するモーメントを一層低減することができる。 In such an invention, since the separate auxiliary counterweight is fixed to the holder, the distance from the center of the adjustment bearing is closer than the counterweight fixed to the chute, so the center of gravity of the adjustment shaft rotating portion is Compared with the center of gravity when the auxiliary counterweight is not used, the center of the adjustment bearing is closer, and the length of the moment arm and the distance between the pivot axis and the center of gravity are shortened. As a result, the moment acting on the adjusting bearing and the turning bearing can be further reduced.
本発明において、前記カウンターウェイトは、前記シュートの一部を囲む熱遮蔽板を兼ねていることが望ましい。
このような本発明においては、カウンターウェイトが熱遮蔽板を兼ねることで、このカウンターウェイトが固定されるシュートの一部を囲んで高炉内の熱から保護することができる。
高炉の炉頂付近で最も温度の高い部位は高炉の中心軸付近であるが、シュートが最大傾斜角度のとき前記カウンターウェイトが高炉の中心軸付近に配される。
シュートの待機状態を最大傾斜角度の状態とすることで、最も温度が高い部位に熱遮蔽板を兼ねるカウンターウェイトがあることで、シュートの耐熱性能を高めることができる。
In the present invention, it is desirable that the counterweight also serves as a heat shielding plate surrounding a part of the chute.
In the present invention, the counterweight also serves as a heat shielding plate, so that a part of the chute to which the counterweight is fixed can be surrounded and protected from the heat in the blast furnace.
The portion with the highest temperature near the top of the blast furnace is near the central axis of the blast furnace. When the chute is at the maximum inclination angle, the counterweight is arranged near the central axis of the blast furnace.
By setting the standby state of the chute to the state of the maximum inclination angle, the heat resistance performance of the chute can be improved by having a counterweight that also serves as a heat shielding plate at the highest temperature part.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1から図6には本発明の第1実施形態が示されている。
図1において、本実施形態の装入装置1Aは、基本構成として前述した特許文献1の装入装置1と同様な構成を有する。
すなわち、高炉2の炉頂部のフレーム3、旋回軸D1を中心に旋回するロータ4、調整軸D2を中心に回転するホルダ5、ホルダ5に固定されてシュート中心軸D3に沿って延びるシュート6、旋回駆動モータ70によりロータ4を回転させる旋回駆動機構7、調整駆動モータ80によりホルダ5を回転させる調整駆動機構8を有する。これらの構成は、特許文献1の装入装置1に関して説明した通りであり、同じ要素については同じ符号を付して重複する説明を省略し、以下には本実施形態の特有の構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 to 6 show a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a
That is, a
本実施形態においては、シュート6にカウンターウェイト11が固定されている。
カウンターウェイト11は、シュート6の先端が延びる方向とは調整軸D2を挟んで反対側となる部位に固定されている。
調整軸D2のまわりを回転するカウンターウェイト11を含まないホルダ5およびシュート6を合わせた重心G1は、調整軸D2に対してシュート6の先端側へずれている。
In the present embodiment, a
The
The center of gravity G1 of the
本実施形態では、カウンターウェイト11のシュート6に固定された位置が、シュート6の先端が延びる方向とは調整軸D2を挟んで反対側であるため、ホルダ5、シュート6およびカウンターウェイト11を合わせた調整軸回転部分19の重心G2は調整軸D2上にある。
In the present embodiment, since the position of the
図1、図2および図3において、カウンターウェイト11は、調整軸D2を中心とする部分円筒面状の外周部材111と、上下面を覆う下面材112および上面材113と、側面を覆う側面材114とで構成され、下面材112、上面材113、側面材114の内側縁がシュート6の外周面に沿って固定されている。
これらの外周部材111、下面材112および上面材113、側面材114は、カウンターウェイト11としての所望の重量バランスが得られるように材質および厚み等を調整される。
これらの外周部材111、下面材112および上面材113、側面材114により、カウンターウェイト11は、箱状に形成される。
カウンターウェイト11の内側には断熱材が張られており、シュート6の基端部60に伝達される炉内の熱を抑制している。
1, 2, and 3, the
The outer
The
A heat insulating material is stretched inside the
このような本実施形態においては、カウンターウェイト11により、調整軸回転部分19の重心G2が、調整軸D2上に定位されるため、調整軸回転部分19が調整軸D2まわりを回転する際、その重心G2の上下の変位を解消でき、調整機構の駆動トルクの変動を解消できる。これに伴って、シュート6の傾斜角度の制御(調整動作)を高精度で実施できる。
In this embodiment, since the center of gravity G2 of the adjustment
また、本実施形態では、カウンターウェイト11により、調整用軸受55および旋回用軸受431に作用するモーメントの変動をゼロとすることができ、調整用軸受55および旋回用軸受431の寿命を延ばすことができる。
すなわち、調整用軸受55に作用するモーメントに関しては、カウンターウェイト11がない場合、調整軸回転部分19の重心はG1となり、そのモーメントアームはM1となる。
調整軸回転部分19が調整軸D2まわりを回転するとき、モーメントアームM1の傾斜角度が変化するため、調整用軸受55に作用するモーメントが変動する。このとき、旋回軸D1と重心G1との距離R1も変化するため、旋回用軸受431に作用するモーメントも変動する。
Further, in the present embodiment, the
That is, regarding the moment acting on the adjustment bearing 55, when the
When the adjustment
しかし、本実施形態では、カウンターウェイト11により、調整軸回転部分19の重心G2が、調整軸D2上となり、調整軸回転部分が調整軸D2まわりを回転しても、モーメントアームM2傾斜角度および旋回軸D1と重心G2の距離R2は変化しない。
このため、調整用軸受55および旋回用軸受431に作用するモーメントの変動をゼロとなり、調整用軸受55および旋回用軸受431の寿命を延ばすことができる。
However, in the present embodiment, the
For this reason, the fluctuation of the moment acting on the adjusting
[第2実施形態]
図4には本発明の第2実施形態が示されている。
本実施形態の装入装置1Aは、前述した第1実施形態と同様な構成を有する。このため、共通の構成については重複する説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
図4に示すように、本実施形態においては、カウンターウェイト11の固定位置を、調整軸回転部分19の重心G2の位置が第1実施形態と比較して調整軸D2上の点O1(調整用軸受55の中心)に近い位置になるように、シュート6の根元側(図中左上方向)に変更している。
これにより、モーメントアームM2の長さが第1実施形態と比較して短くなるため、調整用軸受55に作用するモーメントが小さくなり、調整用軸受55の寿命を延ばすことができる。
また、旋回軸D1と重心G2の距離R2の長さも第1実施形態と比較して短くなるため、旋回用軸受431に作用するモーメントも小さくなり、旋回用軸受431の寿命を延ばすことができる。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
The
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the fixed position of the
Thereby, since the length of the moment arm M2 becomes shorter than that of the first embodiment, the moment acting on the adjustment bearing 55 is reduced, and the life of the adjustment bearing 55 can be extended.
Further, since the length of the distance R2 between the turning axis D1 and the center of gravity G2 is also shorter than that in the first embodiment, the moment acting on the turning bearing 431 is also reduced, and the life of the turning bearing 431 can be extended.
[第3実施形態]
図5〜図8には本発明の第3実施形態が示されている。
本実施形態の装入装置1Bは、前述した第1実施形態と同様な構成を有する。このため、共通の構成については重複する説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
図5および図6に示すように、本実施形態においては、カウンターウェイト11に加えて、二つの補助カウンターウェイト12A,12Bを設置している。
補助カウンターウェイト12A,12Bは、調整軸回転部分19の重心G3の位置が、第2実施形態と比較して調整用軸受55の中心である調整軸D2上の点O1に近い位置になるように、その固定位置を選択して設置されている。
また、カウンターウェイト11がシュート6に固定されていたのに対し、補助カウンターウェイト12A,12Bはホルダ上に固定されている。
[Third Embodiment]
5 to 8 show a third embodiment of the present invention.
The charging
As shown in FIGS. 5 and 6, in this embodiment, in addition to the
The
Further, while the
これらにより、補助カウンターウェイト12A,12Bを加えた調整軸回転部分19の重心G3は、そのモーメントアームM3の長さが第2実施形態と比較して短くなるため、調整用軸受55に作用するモーメントが小さくなり、調整用軸受55の寿命を延ばすことができる。
また、旋回軸D1と重心G3の距離R3の長さも第2実施形態と比較して短くなるため、旋回用軸受431に作用するモーメントも小さくなり、旋回用軸受431の寿命を延ばすことができる。
Accordingly, the center of gravity G3 of the adjusting
Further, since the length of the distance R3 between the turning axis D1 and the center of gravity G3 is also shorter than that in the second embodiment, the moment acting on the turning bearing 431 is also reduced, and the life of the turning bearing 431 can be extended.
図5、図6および図7に示すように、補助カウンターウェイト12Aは、円弧状のウェイトであり、ホルダ5を構成する上フランジ51および下フランジ52の間に設置され、円弧状の中心が調整軸D2に合わせてある。補助カウンターウェイト12Aの固定にあたっては、その上下端縁をそれぞれ上フランジ51および下フランジ52に溶接するとともに、その両端を上フランジ51および下フランジ52を結ぶリブ53に溶接することで、確実な固定が行われるようになっている。
As shown in FIGS. 5, 6, and 7, the auxiliary counterweight 12 </ b> A is an arc-shaped weight and is installed between the
図5、図6および図8に示すように、補助カウンターウェイト12Bは、円弧状のウェイトであり、調整用軸受55の外周に固定されている。
これらの補助カウンターウェイト12A,12Bは、カウンターウェイト11と合わせたカウンターウェイトとしての所望の重量バランスが得られるように、各々の材質および厚み等を調整される。
As shown in FIGS. 5, 6, and 8, the auxiliary counterweight 12 </ b> B is an arc-shaped weight and is fixed to the outer periphery of the
These auxiliary counterweights 12 </ b> A and 12 </ b> B are adjusted in material, thickness, and the like so as to obtain a desired weight balance as a counterweight combined with the
本実施形態においては、補助カウンターウェイト12A,12Bおよびカウンターウェイト11の重量設定を以下のように行う。
すなわち、ホルダ5およびシュート6を合わせた重心G1に対し、カウンターウェイト11および補助カウンターウェイト12A,12Bを合わせた調整軸回転部分19の全体としての重心G3が調整軸D2上となり、かつ調整軸D2上のなるべく高い位置、望ましくは交点Oあるいは調整用軸受55の中心である点O1の近傍となるように、これら補助カウンターウェイト12A,12Bおよびカウンターウェイト11の重量設定を調整する。
調整にあたっては、各々の設置スペースを考慮することが必要であるが、調整軸D2上のなるべく高い位置を実現するために、補助カウンターウェイト12A,12Bを増やしてカウンターウェイト11を減らす等、シミュレーション等を繰り返してバランスを調整することが望ましい。
In the present embodiment, the weights of the
That is, the center of gravity G3 of the adjustment
In the adjustment, it is necessary to consider each installation space, but in order to realize a position as high as possible on the adjustment axis D2, the
さらに、カウンターウェイト11をシュート6の基端部の断熱保護に利用できるため、シュート6の寿命を延長することができる。
また、補助カウンターウェイト12を補助カウンターウェイト12A,12Bに分割して設置したため、大きな設置スペースの必要性を解消でき、既存構造の隙間等を有効活用することができる。
特に、補助カウンターウェイト12Aは、ホルダ5の基本構成である上フランジ51および下フランジ52の間のスペースを利用するため、設置に伴い張り出す部分が生じない。
また、補助カウンターウェイト12Bは、調整用軸受55の外周を利用するため、設置に伴い張り出しを最小限とすることができ、別途の支持構造を準備する必要もない。
Furthermore, since the
Further, since the auxiliary counterweight 12 is divided and installed in the
In particular, the
Further, since the
[変形例]
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、具体的な各部構成などは実施にあたって適宜変形することができる。
前述した各実施形態では、これらの構成は適宜変更することができ、例えば伝達機構の歯車構成などは他の伝達手段等であってもよく、駆動機構7,8に駆動モータ70,80を用いその位相差を角度検出器で検出するようにしてもよく、要するにロータおよびホルダにおける旋回動作および調整動作が行える構成であれば適宜利用可能である。
その他、前述した各実施形態の細部構成などは適宜変更してよく、前述した傾斜設定(旋回軸D1と調整軸D2との第1角度A1および調整軸D2とシュート中心軸D3との第2角度A2)が得られる構成であれば本発明に適宜利用することができる。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and specific configuration of each part and the like can be modified as appropriate in implementation.
In each of the above-described embodiments, these configurations can be appropriately changed. For example, the gear configuration of the transmission mechanism may be other transmission means or the like, and the
In addition, the detailed configuration and the like of each of the embodiments described above may be changed as appropriate, and the inclination setting described above (the first angle A1 between the turning axis D1 and the adjustment axis D2 and the second angle between the adjustment axis D2 and the chute center axis D3). Any structure capable of obtaining A2) can be used as appropriate in the present invention.
本発明は、装入装置に関し、高炉などの容器内部に装入物を装入する装置として利用できる。 The present invention relates to a charging device and can be used as a device for charging a charged material into a vessel such as a blast furnace.
1A,1B…装入装置
2…高炉
3…フレーム
4…ロータ
5…ホルダ
6…シュート
7…旋回駆動機構
8…調整駆動機構
11…カウンターウェイト
12A,12B…補助カウンターウェイト
19…調整軸回転部分
A1…第1角度
A2…第2角度
D1…旋回軸
D2…調整軸
D3…シュート中心軸
G1,G2,G3…調整軸回転部分の重心
M1,M2,M3…重心のモーメントアーム
R1,R2,R3…旋回軸からの重心の距離
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記シュートの先端が延びる方向とは前記調整軸を挟んで反対側で前記シュートに固定されたカウンターウェイトを有し、
前記カウンターウェイトは、前記ホルダ、前記シュートおよび前記カウンターウェイトを合わせた調整軸回転部分の重心と前記調整軸との距離が、前記カウンターウェイトを含まない調整軸回転部分の重心と前記調整軸との距離の半分以下になるように重さおよび配置とされていることを特徴とする装入装置。 A frame, a turning axis set in the frame, a rotor supported by the frame and rotatable about the turning axis, and an adjustment axis set in the rotor and intersecting the turning axis at a first angle A holder supported by the rotor and rotatable about the adjustment shaft; a chute fixed to the holder and extending in a direction intersecting the adjustment shaft at a second angle; and rotating the rotor relative to the frame And a drive mechanism for rotating the holder with respect to the rotor,
A direction in which the tip of the chute extends has a counterweight fixed to the chute on the opposite side across the adjustment shaft;
The counterweight is such that the distance between the center of gravity of the adjusting shaft rotating portion including the holder, the chute and the counterweight and the adjusting shaft is the distance between the center of gravity of the adjusting shaft rotating portion not including the counterweight and the adjusting shaft. A charging device characterized by its weight and arrangement so that it is less than half of the distance.
前記調整軸回転部分の重心は、前記ホルダを前記ロータに対して前記調整軸を中心に回転可能に支持する軸受の中心に近接して配置されていることを特徴とする装入装置。 The charging device according to claim 1,
The charging device according to claim 1, wherein a center of gravity of the rotating portion of the adjusting shaft is disposed in the vicinity of a center of a bearing that rotatably supports the holder with respect to the rotor about the adjusting shaft.
前記調整軸回転部分は、前記シュートの先端が延びる方向とは前記調整軸を挟んで反対側で前記ホルダに固定された補助カウンターウェイトを有し、
前記補助カウンターウェイトは、前記ホルダ、前記シュート、前記カウンターウェイトおよび前記補助カウンターウェイトを合わせた前記調整軸回転部分としての重心と前記調整軸との距離が、前記カウンターウェイトを含まない調整軸回転部分の重心と前記調整軸との距離の半分以下になるように重さおよび配置とされていることを特徴とする装入装置。 The charging device according to claim 1 or 2,
The adjustment shaft rotating portion has an auxiliary counterweight fixed to the holder on the opposite side of the adjustment shaft from the direction in which the tip of the chute extends,
The auxiliary counterweight is an adjustment shaft rotation portion in which a distance between the center of gravity as the adjustment shaft rotation portion combining the holder, the chute, the counterweight and the auxiliary counterweight and the adjustment shaft does not include the counterweight. A charging device characterized in that it has a weight and an arrangement so that it is less than half of the distance between the center of gravity of the adjusting shaft and the adjusting shaft.
前記カウンターウェイトは、前記シュートの一部を囲む熱遮蔽板を兼ねていることを特徴とする装入装置。 The charging device according to any one of claims 1 to 3,
The charging device according to claim 1, wherein the counterweight also serves as a heat shielding plate surrounding a part of the chute.
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