新型高炉炉顶装料设备
1概要
高炉炉顶装料设备位于高炉本体上部，是将炉料装入到炉内，在高炉操作中起着重要作用的设备。在通常的无料钟式装入设备中，配置在炉内的溜槽沿炉体中轴旋转，将炉料环状分布到炉内。
高炉炉顶装料设备除溜槽旋转机构外，还有溜槽旋转半径的调整机构（以下简称调整机构），在半径方向调整炉内溜槽前端的位置，构成将炉料环状分布在任意半径的结构。
本文介绍的新型炉顶装料设备，采用了新开发的调整机构，与传统技术相比，因结果简单，使设备实现了小型化。
2旋转半径调整机构
2.1传统技术的调整机构
传统的炉顶装料设备，炉内溜槽绕以垂直于旋转轴的倾动轴为中心旋转，通过变更倾角，调整溜槽的旋转半径。为驱动设置在旋转轴上的传动齿轮，使垂直的倾动轴旋转的机构，将炉内溜槽举起向上（使倾动轴顺时针方向旋转）时，传动需要很大的转矩，所以是总计使用11个齿轮的非常复杂的结构，这样就很难实现小型化。
2.2 新型炉顶装料设备的调整机构
这次开发的装料设备采用了由1对伞齿轮和1个调整轴承构成的非常简单的调整机构（见图1）。炉内溜槽为以相对旋转轴具有θ角度的调整轴为中心，用偏转角θ偏转的结构，旋转伞齿轮，溜槽旋转半径（溜槽前端位置）从最大的A，经过B、C，到旋转轴中心（溜槽面向垂直方向的状态），即，可以使旋转半径减小到零。如果再继续旋转伞齿轮，旋转半径再次增大到A。
图1 新型炉顶装料设备
3新型炉顶装料设备的特点
3.1简单小型的结构
通过采用2.2节所介绍的调整机构，所需的齿轮数量从原来的11个大幅度减少到2个，提高了维护性。
采用伞齿轮的调整机构，高度方向需要的空间可以比传统机构大幅度减小。因此，装料设备整体高度可比传统设备降低约1m（总高的约40%）。此外，因为将调整机构紧凑、轻量化，旋转轴承承受的负荷可以减少约30%，这就降低了旋转轴承的故障风险。
3.2旋转及调整速度的提高
紧凑、轻量的新型装料设备提高了溜槽的动作和调整速度。因此，其优点是装料的时间表可以宽裕，提高操作的自由度。
与传统技术相比，新型装料设备炉内溜槽的旋转速度提高1.5倍，为12r/min。实现了溜槽等旋转部分的轻量化，旋转重心接近旋转轴，可以降低转动惯量。在提高旋转速度时，采用筒型溜槽也消除了原料从溜槽溢出的担心。
调整速度可以是传统装料设备的3倍左右，调整机构，以倾斜的调整轴为中心旋转，所以减少了重力导致的旋转阻力，所需的扭矩降低。因此，是降低减速比，达到高速化的装置。
3.3炉内溜槽的衬板的磨损减少
在炉顶装料设备中，由于原料冲击，炉内溜槽内部衬板的磨损是大的问题。磨损最突出成为控制衬板更换速度的是溜槽的最上部、沿旋转轴受下落炉料冲击的部位。
新型炉顶装料设备是如上所述的抑制装置高度的结构，炉料自由下落距离变短，冲击炉内溜槽时的动能抑制在传统机构的60%以下。而且，炉内溜槽绕调整轴旋转，炉料直接冲击的部位不集中在一个部位。因此，与传统装料设备比较，可以期待减少溜槽衬板的更换频率。
4实证试验状况
制作了炉内溜槽长度约2m的实证试验模型，完成了动作和控制试验。在模拟高炉进行了装料实证试验，正在核查炉料分布的特征。