以下、図1~図3を参照しながら、本発明の� ��ましい実施の形態を説明する。図1は本発明 の実施の形態に係る高温還元金属用ダイバー タの立断面図、図2は図1の線II-IIについての� �部断面図、図3は図2の線III-IIIについての側� �図である。

 図1において、前記高温還元金属用ダイバ ータ1は、シュータ2内に組み込まれる。この� ��ュータ2は、回転炉床炉等の直接還元炉の排 出装置(図示せず)につながる共通部2aと、こ� �共通部2aの下端から二股状に分岐する分岐部 3,4とを有し、これらの分岐部3,4がそれぞれ別 個の還元金属容器(図示せず)に至る。

 前記高温還元金属用ダイバータ1は、前記 シュータ2の分岐点に組み込まれ、前記共通� �2a内を降下する前記還元金属を前記各分岐部 3,4に分配して前記2つの還元金属容器内に交� �に投入する。

 具体的に、前記高温還元金属用ダイバー� ��1は、前記各分岐部3,4について設けられる弁 軸6と、各弁軸6からその径方向に延びる板状� ��弁体5とを備える。これらは、前記共通部2a� ��前記各分岐部3,4との間に介在するハウジン� ��30内に収容される。

 前記各弁軸6は、前記共通部2a内での還元� ��属の降下経路から外側(図1では左右両外側)� ��外れた位置で、前記ハウジング30を構成す� �一対の側壁に支持される。具体的に、これ� �の側壁にはそれぞれフランジ部18が設けられ 、各フランジ部18に台座22が取り付けられ、� �台座22上に自動調心軸受7が固定されている� �そして、これらの自動調芯軸受7が前記弁軸6 の両端を回転可能に支持する。

 前記弁軸6の一端にはレバー8が連結され� �このレバー8に当該レバー8を駆動する開閉駆 動機構が連結され、この開閉駆動機構によっ て、後述のように、前記弁軸6及び弁体5が一� ��に回動駆動される。この回動により、各弁� ��5は、対応する分岐部3(または分岐部4)の入� �から当該分岐部内に還元金属が進入するの� �許容する許容位置と、当該進入を阻止する� �止位置とに切換えられる。

 そして、このダイバータ1の特徴として、 後述のように、弁体5は、その内部に形成さ� �る通水路が前記許容位置及び前記阻止位置� �双方の位置で前記弁軸6の内部に形成される� ��水路よりも常に下側に位置するように、当� ��弁軸6を介して前記自動調芯軸受7に懸架さ� �る。

 前記各弁体5は、夫々の弁軸6を中心とし� �回動することにより、各分岐部3,4の入口3a,4a を交互に開閉するように連動する。これによ り、前記共通部2a内を降下する還元金属は前� ��各分岐部3,4に交互に分配される。

 前記弁体5により分配され落下して来た還 元金属は、前記分岐部3または分岐部4の内壁� ��衝突しながら更に下方に落下する。そのた� ��、当該分岐部3,4の内壁には、前記衝突によ� ��変形や摩耗を防止するためのキャスタブル� ��火物20が施工されている。

 次に、前記弁体5を冷却するための構造に ついて説明する。

 前記弁軸6の内部には、図2に示す如く、� �却水を通すための通水路(入口側通水路)9a及� ��通水路(出口側通水路)9cが形成される。両通 水路9a,9cは、前記弁軸6をその軸心方向に貫通 する通水路がその中間部分で止水板6aにより� ��切られることにより形成される。この止水� ��6aは、通水路9a,9c同士の間での通水を抑制す るための絞り部に相当するもので、小径の複 数の絞り用貫通孔6bを有する。前記弁軸6の両 端にはスイベルジョイント10が夫々取り付け� ��れ、一方のスイベルジョイント10から通水� �9a内に使用前冷却水11aが供給され、他方のス イベルジョイント10から使用後の冷却水11bが� ��出される。

 前記弁軸6と接続された弁体5の内部にも� �水路9bが形成される。冷却水は、前記通水路 9aを通じて前記通水路9b内に導入され、この� �水路9bから前記通水路9cを通じて排水される� ��

 前記通水路9bは、前記弁体5の基端部(弁軸 6側の端部)とその反対側の先端部との間で複� ��回往復するように当該弁体5の内部を蛇行す る。この通水路9bは、互いに対向して前記弁� ��5を形成する一対の鋼板同士の間に、前記弁 軸6の径方向に延びる複数枚の仕切り板12を当 該弁軸6の軸方向と平行な方向に並行配列し� �かつ、その基端側と先端側とに交互に通水� �の隙間12aを与えることにより、形成される� �これらの仕切り板12のうち、前記弁軸6につ� �がるもの(すなわち基端側に前記隙間12aが与� ��られていないもの)の基端側の端部には、エ ア抜き用の孔12bが貫通していることが、より 好ましい。前記通水路9bの入口端(図2では左� �)は、前記弁軸6に形成された孔6cによって前� ��通水路9aに連通され、当該通水路9bの出口端 (図2では右端)は、前記弁軸6に形成された孔6d によって前記通水路9cに連通される。

 このように互いに連通する通水路9a,9b,9c� �形成されることによって、冷却水は、スイ� �ルジョイント(左側)10→弁軸6内の通水路9a→� ��体5内の通水路9b→弁軸6内の通水路9c→スイ� ��ルジョイント(右側)10の順に通水可能となる 。ここで、前記弁軸6内の通水路9aに供給され る冷却水の流れが止水板6aにより抑制される� ��め、当該冷却水の殆どは弁体5側の通水路9b� ��流入するが、一部の冷却水は前記止水板6a� �穿設された貫通孔6bを通じて弁軸6内の通水� �9cに流入する。

 すなわち、この実施の形態に係る高温還� ��金属用ダイバータ1では、各弁軸6内に形成� �れる通水路9a,9cがこれにつながる弁体5内に� �成される通水路9bよりも常に上側に位置する ように、各弁体5の許容位置及び阻止位置が� �定されるとともに、前記弁軸6内の通水路9a,9 c同士を仕切る止水板6aに絞り用の貫通孔6bが� ��けられて、前記弁軸6内の通水路9aから通水� ��9cへの少量の流れのみが許容される。この� �成は、冷却水中に含まれる気泡が、弁体5側� ��通水路9bに進入することなく通水路9a,9cから 抜き取られることを可能にし、当該気泡の滞 留により弁体5や弁軸6内の通水路に空気溜ま� ��が形成されるのを防ぐ。

 なお、前記弁軸6と弁体5との接続部分に� �、Oリングやパッキン等のシール材が配設さ� ��てもよいが、還元金属(例えば還元鉄)は1000� ��程度の高温であることを勘案すると、溶接� ��成による接続とするのが冷却水のシール上� ��ましい。

 次に、この実施の形態に係る弁体5の開閉 駆動機構について説明する。

 前記各弁体5と接続された2本の弁軸6には� ��々レバー8が取り付けられ、各レバー8に共� �のタイロッド14が相対回転可能に連結される 。具体的には、図3に示す如く、各レバー8に� ��々2個のピン穴が形成され、これらのピン穴 のうちの一方とタイロッド14に形成されたピ� ��穴とにピンが差し込まれることにより、ピ� ��接合部分13aまたは13bが形成される。従って� ��このタイロッド14の作動により両レバー8及� ��これに連結される弁軸6が相互に連動する。

 前記タイロッド14は、駆動源である流体� �リンダ15の伸縮動作により駆動される。具体 的に、このタイロッド14の一端が流体シリン� ��ー15のロッド15aにピン接続されると共に、� �の流体シリンダー15のハウジング15bが、構造 物側に設けられた台座17にピン16を介して揺� �可能に支持される。この流体シリンダー15の 伸縮は、それ自体の揺動を伴いながらタイロ ッド14を上下させてこれに連結される2本のレ バー8を連動させ、各レバー8が連結されてい� ��弁軸6及びこれに接続される弁体5を開閉動� �させる。つまり、タイロッド14は、流体シリ ンダー15の駆動力を各レバー8及びこれに連結 される弁軸6に伝達する伝達機構を構成する� �

 具体的に、図3において実線で示す如く、 レバー8とタイロッド14aとが前記レバー8の一� ��のピン穴を用いたピン接合部分13aにより接� ��された場合には、流体シリンダー15のロッ� �15aの収縮に伴い、図1に実線で示す如く、同� ��左側の弁体5は、弁軸6から鉛直方向下向き� �垂下する姿勢で分岐部3の入口3aを開放する� �放位置(すなわち当該入口3aからの還元金属� �進入を許容する許容位置)5cに切換えられ、� �図右側の弁体5はその開放位置5cから回動角� �αをなして分岐部4の入口4aを閉塞する閉塞位 置(すなわち当該入口4aからの還元金属の進入 を阻止する阻止位置)5aに切換えられる。この 閉塞位置5aにある弁体5は、シュータ2に投入� �れてその共通部2aを降下する還元金属を分岐 部3側に導く。

 次いで、前記流体シリンダー15のロッド15 aが伸長すると、図1に二点鎖線で示す如く、� ��側の弁体5はその開放位置5cから回動角度α� �なして分岐部3の入口3aを閉塞する閉塞位置5a に、同時に右側の弁体5は分岐部4の入口4aを� �放する開放位置5cにそれぞれ切換えられ、前 記閉塞位置5aにある弁体5が、シュータ2に投� �された還元金属を前記分岐部4側に導く。

 このように流体シリンダー15の伸縮を交� �に繰り返して前記2枚の弁体5を交互に開閉動 作させることにより、前記シュータ2に投入� �れた還元金属を前記分岐部3と分岐部4とに分 配することができる。前記閉塞位置5cでの弁� ��5の傾斜角度は、前記シュータ2から落下し� �きた還元金属を弁体5上に受け止めて堆積さ� ��、以降シュータ2から落下して来る前記還元 金属が直接弁体5に接触するのを防止するこ� �が可能となる角度であることが、好ましい� �この実施の形態では、前記弁体5の閉塞位置5 aから開放位置5cへの回動角度αが50~85度程度� �あるのが好ましい。この様な角度の設定が� �記弁体5の摩耗を有効に抑制する。

 一方、図3において二点鎖線(左側のレバ� �8は実線)で示す如く、レバー8とタイロッド14 とが、前記レバー8の他方のピン穴を用いた� �ン接合部分13bにより連結された場合、流体� �リンダー15のロッド15aが収縮すると、図1に� �す如く、左側の弁体5は分岐部入口3aを開放� �る開放位置5cに、同時に右側の弁体5は弁体5� ��開放位置5cから回動角度βをなして分岐部入 口4aを閉塞する閉塞位置5bに切換えられ、結� �としてシュータ2に投入された還元金属は前� ��分岐部3側に分配される。

 次いで、前記ロッド15aが伸長すると、図1 に図示しないが右側の弁体5と同様に、左側� �弁体5は弁体5の開放位置5cから回動角度βを� �して分岐部入口3aを閉塞する閉塞位置に、同 時に右側の弁体5は分岐部入口4aを開放する開 放位置5cに切換えられ、シュータ2に投入され た還元金属は前記分岐部4側に分配される。

 この場合も、流体シリンダー15の伸縮を� �互に繰り返して前記2枚の弁体5を交互に開閉 動作させることにより、前記シュータ2に投� �された還元金属を前記分岐部3と分岐部4とに 分配することができる。前記閉塞位置5cでの� ��体5の傾斜角度は、前記シュータ2から落下� �てきた還元金属を弁体5上に受け止めてその� ��下の分岐部入口3a(または4a)を塞ぎ、他方の� ��口に前記還元金属を導くための角度である� ��具体的に、前記弁体5の閉塞位置5aから開放� ��置5cへの回動角度βは、前記還元金属の安息 角にもよるが40~60度程度であるのが好ましい� ��

 この様に、前記レバー8に対するタイロッ ド14の連結箇所として2つのピン接合部分13a,13 bを用意することにより、前記還元金属の硬� �、安息角、強度等の特性に応じて前記回動� �度を選択し、分岐部3または分岐部4への落下 のさせ方を変更することが可能となる。勿論 、前記レバー8におけるタイロッド14へのピン 接合箇所は3箇所以上であっても良い。

 更に、本発明に係る高温還元金属用ダイ� ��ータ1は、その弁体5と弁軸6とが、この弁軸6 の軸心方向に、前記シュータ2から一体的に� �き取り可能に構成されている。この抜き取� �方法について図2を参照しながら説明する。

 先ず、右側のスイベルジョイント10、自� �調芯軸受7及びグランドパッキン部材19を、� �心に沿って右方向に順次抜き取る。次いで� �左側のスイベルジョイント10、レバー8とタ� �ロッド14を接合しているピン、自動調芯軸受 7を固定している図示しないボルト及びフラ� �ジ部18をダイバータ本体に取り付けているボ ルト18aを取り外す。そして、前記弁軸6に固� �された弁体5と、前記弁軸6に嵌め込まれたレ バー8、左側の自動調芯軸受7、グランドパッ� ��ン部材19及びフランジ部18とを弁軸6の軸心� �方向に一体的に抜き取る。

 なお、フランジ部18にはキャスタブル耐� �物21が施工されているが、このキャスタブル 耐火物21は前記フランジ部18と一体的に抜き� �られる。

 以上説明した通り、本発明に係る高温還� ��金属用ダイバータでは、シュータの各分岐� ��について分配用の弁軸及び弁体が設けられ� ��その弁軸の一方の端部から弁体を通って他� ��の端部に至るように冷却水を流す形状の通� ��路が形成されるとともに、前記許容位置及� ��前記阻止位置の双方において前記弁体内の� ��水路が前記弁軸内の通水路よりも下側に位� ��するように両位置が設定されている。従っ� ��、前記冷却水が弁体を冷却することにより� ��弁体の熱膨張やずれによる切替不良を解消� ��ると共に、この冷却水に含まれる気泡が弁� ��内に形成された通水路内に滞留して空気溜� ��りを生ずることが防がれ、これに起因する� ��部的な冷却不足が解消される。

 具体的に、前記弁軸及び前記弁体の配置� ��しては、前記各弁軸が前記還元金属の落下� ��路よりも外側の位置に配置され、前記許容� ��置は、前記弁体が前記弁軸から垂下する位� ��であり、前記阻止位置は前記弁体の先端部� ��前記弁軸よりも下側に位置するように当該� ��体が傾斜する位置であるものが、好適であ� ��。この配置は、各弁体による還元金属の通� ��の許容と阻止の切換を可能にしながら、当� ��弁体の先端部を常に前記弁軸よりも下方に� ��置させることを可能にする。

 前記弁軸内に形成される通水路としては� ��前記弁軸をその軸心方向に貫通し、かつ、� ��の中間部が絞り部により入口側通水路と出� ��側通水路とに区画されたものであって、前� ��入口側通水路が前記弁体内の通水路の入口� ��連通され、前記出口側通水路が前記弁体内� ��通水路の出口に連通され、前記絞り部が前� ��入口側通水路から前記出口側通水路への一� ��の冷却水の通水のみを許容するものが、好� ��である。この構造では、前記入口側通水路� ��に混入する気泡が弁体内の通水路内に進入� ��るのを阻止して出口側通水路から抜きされ� ��ことを可能にする。

 本発明では、前記各弁体を前記許容位置� ��前記阻止位置とに切換えるように前記弁軸� ��回動させる駆動機構を備えることが、好ま� ��い。

 その場合、前記駆動機構としては、例え� ��、両弁軸に共通に用いられる駆動源と、こ� ��駆動源の駆動力を前記各弁軸に伝達するこ� ��により、一方の弁体が許容位置にあるとき� ��他方の弁体が阻止位置にあるように両弁軸� ��連動させる駆動伝達機構とを含むものが、� ��適である。

 また、前記駆動機構は、各弁体の阻止位� ��を当該弁体の傾斜角度が互いに異なる複数� ��位置から選択できるように構成されるもの� ��、好ましい。この駆動機構は、前記還元金� ��の硬度、安息角、強度等の特性に応じて前� ��回動角度を選択し、分岐された通路への落� ��のさせ方を変えることを可能にする。

 前記弁体内に形成される通水路は、当該� ��体内を前記弁軸の径方向と平行な方向に複� ��回往復するように蛇行する形状を有するこ� ��が、好ましい。この形状は効率の高い冷却� ��可能にする。

 また、前記弁軸と前記弁体は、いずれも� ��温下に晒されることから、溶接により接続� ��れるのが、好ましい。

 また、前記弁体及び前記弁軸は、前記シ� ��ータから前記弁軸の軸心方向に一体に抜き� ��り可能であることが、より好ましい。この� ��とは、当該弁体や弁軸の交換、修理を容易� ��する。