新型高爐爐頂裝料設備
1概要
高爐爐頂裝料設備位于高爐本體上部，是將爐料裝入到爐內，在高爐操作中起著重要作用的設備。在通常的無料鐘式裝入設備中，配置在爐內的溜槽沿爐體中軸旋轉，將爐料環狀分布到爐內。
高爐爐頂裝料設備除溜槽旋轉機構外，還有溜槽旋轉半徑的調整機構（以下簡稱調整機構），在半徑方向調整爐內溜槽前端的位置，構成將爐料環狀分布在任意半徑的結構。
本文介紹的新型爐頂裝料設備，采用了新開發的調整機構，與傳統技術相比，因結果簡單，使設備實現了小型化。
2旋轉半徑調整機構
2.1傳統技術的調整機構
傳統的爐頂裝料設備，爐內溜槽繞以垂直于旋轉軸的傾動軸為中心旋轉，通過變更傾角，調整溜槽的旋轉半徑。為驅動設置在旋轉軸上的傳動齒輪，使垂直的傾動軸旋轉的機構，將爐內溜槽舉起向上（使傾動軸順時針方向旋轉）時，傳動需要很大的轉矩，所以是總計使用11個齒輪的非常復雜的結構，這樣就很難實現小型化。
2.2 新型爐頂裝料設備的調整機構
這次開發的裝料設備采用了由1對傘齒輪和1個調整軸承構成的非常簡單的調整機構（見圖1）。爐內溜槽為以相對旋轉軸具有θ角度的調整軸為中心，用偏轉角θ偏轉的結構，旋轉傘齒輪，溜槽旋轉半徑（溜槽前端位置）從最大的A，經過B、C，到旋轉軸中心（溜槽面向垂直方向的狀態），即，可以使旋轉半徑減小到零。如果再繼續旋轉傘齒輪，旋轉半徑再次增大到A。
圖1 新型爐頂裝料設備
3新型爐頂裝料設備的特點
3.1簡單小型的結構
通過采用2.2節所介紹的調整機構，所需的齒輪數量從原來的11個大幅度減少到2個，提高了維護性。
采用傘齒輪的調整機構，高度方向需要的空間可以比傳統機構大幅度減小。因此，裝料設備整體高度可比傳統設備降低約1m（總高的約40%）。此外，因為將調整機構緊湊、輕量化，旋轉軸承承受的負荷可以減少約30%，這就降低了旋轉軸承的故障風險。
3.2旋轉及調整速度的提高
緊湊、輕量的新型裝料設備提高了溜槽的動作和調整速度。因此，其優點是裝料的時間表可以寬裕，提高操作的自由度。
與傳統技術相比，新型裝料設備爐內溜槽的旋轉速度提高1.5倍，為12r/min。實現了溜槽等旋轉部分的輕量化，旋轉重心接近旋轉軸，可以降低轉動慣量。在提高旋轉速度時，采用筒型溜槽也消除了原料從溜槽溢出的擔心。
調整速度可以是傳統裝料設備的3倍左右，調整機構，以傾斜的調整軸為中心旋轉，所以減少了重力導致的旋轉阻力，所需的扭矩降低。因此，是降低減速比，達到高速化的裝置。
3.3爐內溜槽的襯板的磨損減少
在爐頂裝料設備中，由于原料沖擊，爐內溜槽內部襯板的磨損是大的問題。磨損最突出成為控制襯板更換速度的是溜槽的最上部、沿旋轉軸受下落爐料沖擊的部位。
新型爐頂裝料設備是如上所述的抑制裝置高度的結構，爐料自由下落距離變短，沖擊爐內溜槽時的動能抑制在傳統機構的60%以下。而且，爐內溜槽繞調整軸旋轉，爐料直接沖擊的部位不集中在一個部位。因此，與傳統裝料設備比較，可以期待減少溜槽襯板的更換頻率。
4實證試驗狀況
制作了爐內溜槽長度約2m的實證試驗模型，完成了動作和控制試驗。在模擬高爐進行了裝料實證試驗，正在核查爐料分布的特征。