JP2002060830A - ランスの補修方法 - Google Patents

ランスの補修方法

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JP2002060830A
JP2002060830A JP2000247291A JP2000247291A JP2002060830A JP 2002060830 A JP2002060830 A JP 2002060830A JP 2000247291 A JP2000247291 A JP 2000247291A JP 2000247291 A JP2000247291 A JP 2000247291A JP 2002060830 A JP2002060830 A JP 2002060830A
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lance
refractory
core metal
metal
core
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JP2000247291A
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English (en)
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Kenichi Shimodaira
賢一 下平
Hisaki Kato
久樹 加藤
Tatsuto Takahashi
達人 高橋
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 芯金と芯金の外表面を覆う耐火物からなるラ
ンスの上部部分を再度利用して補修する際に、ハンドリ
ング上の利点のみならず、ランス寿命をも延命すること
が可能なランスの補修方法を提供する。 【解決手段】 芯金4と、この芯金の外表面を覆う耐火
物6とから構成され、溶融金属又は溶融スラグに粉体や
ガスを吹き付け又は吹き込むために用いられるランスの
補修方法において、少なくとも1回以上使用したランス
1を切断してランスの長手方向に2分割し、分割した上
部側のランス2の芯金4と予め製作した下部側のランス
3の芯金5とを溶接して接合し、溶接部11の芯金の外
周に耐火物8を施工してランスの成形体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属や溶融ス
ラグに粉体やガスを吹き付け又は吹き込むために用いら
れ、芯金とこの芯金の外表面を覆う耐火物とから構成さ
れるランスの補修方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融金属の製錬及び精錬過程において
は、溶融金属又は溶融スラグの攪拌や精錬剤の添加等の
ために、芯金とこの芯金を覆う耐火物とで構成されるラ
ンスが用いられている。このランスは、溶融金属や溶融
スラグからの熱や精錬剤添加に伴う反応熱を受け、外周
の耐火物が損耗してくる。又、溶融金属の上には、通
常、添加したフラックスが溶融して形成されるスラグが
存在し、溶融金属に浸漬されて用いられるランスでは、
このスラグと接触する部位が激しく溶損する。
【0003】そのために、外周の耐火物が或る限度を超
えて損耗すると、そのランスは使用不可能となり、別の
新しいランスと交換していた。使用後のランスは芯金と
耐火物とが分離され、芯金が再使用可能な場合には芯金
の周囲に新たに耐火物を施工してランスを製造してい
た。しかし、使用後のランスにおいても、ランスの上部
側は受熱量が少ないために耐火物の損耗量が少なく、未
だ十分に使用可能な耐火物が残存していたが、前述した
ようにランスは一括して廃棄されており、ランス費用の
増加の要因となっていた。
【0004】この問題を解決するために、特開平10−
102123号公報が提案されている。同号公報で提案
されたランスの構造を図5に示す。図5に示すように、
二重缶構造の芯金54と、この芯金54の外表面を覆う
耐火物55、55aとから構成されるランス51は、ラ
ンス51の長手方向で上側ランス52と下側ランス53
とに2分割され、上側ランス52と下側ランス53と
は、フランジ56及びフランジ57に設けたネジ溝によ
り着脱可能に接続されている。
【0005】このランス51では、下側ランス53の損
耗に伴い、これを逐次交換することができるので、ラン
スの全体を交換するようにしていた従来の場合に比較し
て、ランス費用を低く抑えることができ、更に、2分割
できるのでハンドリングが容易であり、ハンドリングミ
スに起因するランスの破損率の低減を図ることができる
と共に、作業の負担を軽減させることができるとしてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等の検討結果では、特開平10−102123号公報
に開示されたランスには以下の問題点があることが分か
った。
【0007】即ち、同号公報に開示されたランス51で
は、上側ランス52と下側ランス53とを分離させるた
めに、上側ランス52の耐火物55と下側ランス53の
耐火物55aとが分離しており、実際に使用した場合に
はこの切れ目部分に飛散地金の差込等が発生し、ランス
の寿命低下の原因となる。
【0008】又、上側ランス52と下側ランス53とで
耐火物材質を変えた場合には、耐火物の熱伝導率や膨張
率等の物性値の違いにより、耐火物55と耐火物55a
との切れ目部分に亀裂や剥離等が発生し、ランスの寿命
低下の原因となる。
【0009】更に、溶融金属を処理中のランスには高速
で噴出させるガス等により、力学的負荷がランス全体に
かかり、又、ランス先端を溶融金属に浸漬させて使用す
る場合には溶融金属と耐火物との密度差による浮力がラ
ンスにかかる。この場合、耐火物の切れ目部分は強度不
足となり、ランスの曲がりや折損を招き、ランスの寿命
低下の原因となる。
【0010】このように、特開平10−102123号
公報に開示されたランスは、上下に2分割されるので個
々のランス長さは短くなり、ハンドリング上の利点はあ
るものの、ランス寿命の延命によるランス費用の削減と
いう観点から見ると、未だ十分とはいえず、改善する余
地が多い。
【0011】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、芯金と芯金の外表面を覆う耐
火物からなるランスの上部部分を再度利用して補修する
際に、ハンドリング上の利点のみならず、ランス寿命を
も延命することが可能なランスの補修方法を提供するこ
とである。
【0012】
【課題を解決するための手段】第1の発明によるランス
の補修方法は、芯金と、この芯金の外表面を覆う耐火物
とから構成され、溶融金属又は溶融スラグに粉体やガス
を吹き付け又は吹き込むために用いられるランスの補修
方法において、少なくとも1回以上使用したランスを切
断してランスの長手方向に2分割し、分割した上部側の
ランスの芯金と予め製作した下部側のランスの芯金とを
溶接して接合し、溶接部の芯金の外周に耐火物を施工し
てランスの成形体を得ることを特徴とするものである。
【0013】第2の発明によるランスの補修方法は、第
1の発明において、上部側ランスの耐火物と、下部側ラ
ンスの耐火物と、溶接部の芯金周囲の耐火物とを、それ
ぞれ異なる材質の耐火物で施工することを特徴とするも
のである。
【0014】第3の発明によるランスの補修方法は、第
1の発明又は第2の発明において、下部側ランスが溶融
金属又は溶融スラグに浸漬されて使用されるランスであ
ることを特徴とするものである。
【0015】本発明では、溶融金属や溶融スラグの熱等
による損傷の激しいランス下部側の部分と損傷の少ない
上部側の部分とに切断し、損傷の少ない上部側のランス
の芯金と、予め製作してある下部側に相当するランスの
芯金とを溶接して接続し、この溶接部の芯金の外周部に
耐火物を施工してランスの成形体を製作するので、再使
用する上部側のランスと接合した下部側のランスとの境
界には耐火物の切れ目がなく、この境界面における地金
差しや亀裂等の発生を防止することができる。又、ラン
スに浮力等による力学的負荷がかかっても、この境界面
において応力が集中することがなく、ランスの曲がりや
折損を未然に防止することができる。その結果、ランス
寿命が延命し、ランス費用を大幅に低減することが可能
となる。又、予め下部側ランスを製作してあるので、ラ
ンス補修の工期を短縮することができる。更に、芯金を
溶接により接合するので、接合強度が高くなると共に、
迅速且つ安価に接合することができる。
【0016】又、受熱量の多い下部側ランスと受熱量の
少ない上部側ランスとで、耐火物材質を変更することに
より、下部側ランスの損耗量を抑えると共に、上部側ラ
ンスの耐火物費用を抑制することができる。この場合、
中間部となる溶接部の耐火物材質を下部側ランスの耐火
物材質と上部側ランスの耐火物材質との中間の材質とす
ることで、この部分で、上下の耐火物材質の差に伴う物
性値の格差や低融点物質の生成等を緩和することがで
き、亀裂、剥離や溶損等を抑制することができる。
【0017】更に、溶融金属や溶融スラグに浸漬させて
使用するランスでは浸漬部の損傷が激しく、そのため、
ランス交換の頻度が極めて高い。従って、このようにし
て使用するランスに本発明を適用することで、本発明の
利点をより一層発揮させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1〜図4は本発明に係るラ
ンス補修方法を工程順に示す図であり、図1は使用後の
ランスを示す図、図2は使用後のランスを長手方向に2
分割した状態を示す図、図3は予め製作した下部側のラ
ンスを上部側のランスに接合した状態を示す図、図4は
補修後のランスを示す図である。ここで、図1及び図2
における破線は使用前のランス外形線である。
【0019】図1に示すように、ランス1は、ガスや精
錬剤等の粉体を通すための芯金4と、この芯金4の外表
面を覆う耐火物6とから構成されており、芯金4の上端
には、ランス1をランス昇降装置(図示せず)に取り付
けるためのフランジ9が設置され、又、ランス1の下部
には溶融金属や溶融スラグにガスや精錬剤等の粉体を吹
き込む又は吹き付けるためのノズル10が設置されてい
る。このランス1を、金属の製錬又は精錬過程におい
て、溶融金属又は溶融スラグの攪拌や精錬剤の添加等の
ために使用すると、溶融金属や溶融スラグの熱を受け、
ランス1の下部側の耐火物6は損耗する。図1は、表面
を溶融スラグで覆われた溶融金属中にランス1を浸漬し
た場合の耐火物6の損耗状況を示しており、図中にSで
示すスラグライン部の損耗が激しい。
【0020】耐火物6が損耗し、例えば耐火物6の外形
や寸法等から安定した使用を継続できないと判断したと
き、ランス1をランス昇降装置から切り離してランス1
の補修を実施する。ランス昇降装置から切り離したラン
ス1を例えばランス修理工場に搬送し、図2に示すよう
に、先ず、ランス1を上部側ランス2と下部側ランス3
aとに長手方向に2分割する。2分割する際には、耐火
物6の損耗の激しい部分が下部側ランス3a側となるよ
うに切断位置を定めることが必要である。又、切断する
前に、芯金4の切断を容易とし、更に芯金4の溶接を容
易とするために、切断位置近傍の耐火物6を芯金4から
分離しておくことが好ましい。
【0021】次いで、予め製作した、芯金5及び耐火物
7から構成され、下部にノズル10を有する下部側ラン
ス3を準備し、図3に示すように、下部側ランス3の芯
金5と上部側ランス2の芯金4とを溶接により接続す
る。この場合、溶接作業を容易とするために、下部側ラ
ンス3の芯金5を耐火物7から突出させておくことが好
ましい。
【0022】上部側ランス2と下部側ランス3との接続
後、図4に示すように、溶接部11の外周部に定形耐火
物或いは不定形耐火物からなる耐火物8を施工し、耐火
物6と耐火物7との間隙を充填し、ランス1の成形体と
する。必要に応じてランス1を乾燥させ、使用に供す
る。補修したランス1を使用して再度使用不可能になっ
たなら、上記工程に従ってランス1を補修して使用に供
する。上部側ランス2の芯金4又は耐火物6が使用可能
な限り、再度補修して使用することができる。
【0023】下部側ランス3の耐火物7の損耗を防止す
るために、耐火物7の材質と耐火物6の材質とを変更し
ても良い。通常、下部側ランス3の方が受熱量も多く、
損耗量が多くなるので、例えば、下部側ランス3の耐火
物7を上部側ランス2の耐火物6よりも高耐用性の材質
とし、溶接部11の外周の耐火物8の材質を耐火物6と
耐火物7の中間の耐用性とすることで、この部分で、上
下の耐火物材質の差に伴う物性値の格差や低融点物質の
生成等を緩和することができ、亀裂、剥離や溶損等を抑
制することができる。
【0024】芯金4、5にはステンレス鋼や合金鋼又は
炭素鋼を用いることが好ましい。これらの材質からなる
芯金4、5は溶接により容易に接続可能である。又、使
用中のランス1には前述したように大きな力学的負荷が
かかるが、これらの材質からなる芯金4、5は高強度で
あり、力学的負荷に耐えることができ、ランス1の曲が
りや折損を防止することができる。
【0025】このようにしてランス1を補修すること
で、ランス1の交換する部位を少なくすることができる
と共に、ランス1の曲がりや折損を防止してランス寿命
を延命することができるので、ランス費用を大幅に低減
することが可能となる。
【0026】尚、上記説明のランス1では上部側ランス
2と下部側ランス3の外径が実質的に同一であるが、下
部側ランス3の寿命を延命するために、下部側ランス3
の外径を上部側ランス2の外径より大きくしても良い。
又、スラグライン部Sのように損耗量が多い箇所の外径
を他の部位に較べて大きくしても良い。
【0027】
【実施例】以下、溶銑の脱珪処理工程で用いるランスに
おける本発明の実施例を説明する。用いたランスの全長
はおよそ9000mmで、このランスを溶銑に浸漬さ
せ、溶銑中に窒素を吹き込み、溶銑を攪拌するために用
いられるランスである。芯金は炭素鋼とし、芯金の外表
面を覆う耐火物にはAl23 −SiO2 系の不定形耐
火物を用いた。このランスを用いて脱珪処理を行い、溶
銑に浸漬する部位の溶損により使用不可能となった際に
本発明に係る補修を実施した。
【0028】ランス下端位置と、ランス下端から約40
00mm上方に離れた位置との範囲の耐火物を解体し、
溶接代を考慮してランス下端から約3750mm上方位
置で芯金を切断して、上部側ランスと下部側ランスとに
2分割した。そして、予め製作しておいた全長3750
mmの下部側ランスを準備し、上部側ランスの芯金と下
部側ランスの芯金とを溶接して接合した。この下部側ラ
ンスには、上部側ランスの耐火物よりも高耐用性のAl
23 −SiO2 系の不定形耐火物が施工されており、
又、溶接代として上部側250mmの範囲には耐火物が
施工されていない。
【0029】上部側ランスと下部側ランスとの接合後、
溶接部と含む芯金露出部に不定形耐火物施工用の枠を設
け、上部側ランスの耐火物と下部側ランスの耐火物との
中間の耐用性のAl23 −SiO2 系の不定形耐火物
を施工し、養生が終了して十分に乾燥させた後に、この
ランスを用いて溶銑の脱珪処理を実施した。
【0030】このランスを使用し、溶銑に浸漬する部位
の溶損により使用不可能となったなら、再度、ランス下
端位置と、ランス下端から約4000mm上方に離れた
位置との範囲の耐火物を解体して、溶接部の接合状況及
び上部側ランスと下部側ランスとの接続部への地金の侵
入や、この接合部が起因となる耐火物の亀裂等を調査し
た。調査結果では、芯金の溶接部及び耐火物の接合部に
は異常は全く認められなかった。その後、前述した工程
でランスを補修し、最終的には上部側ランスを5回再利
用することができた。
【0031】このように補修しつつ再使用した結果、ラ
ンス費用はランス全体を一括で交換した場合に較べて約
40%削減した。又、耐火物の材質をランスの上部、芯
金溶接部、下部で変更させた結果、ランス寿命は従来に
較べて約20%延命した。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、使用したランスを切断
してランスの長手方向に2分割し、分割した上部側のラ
ンスの芯金と予め製作した下部側のランスの芯金とを溶
接して接合し、溶接部の芯金の外周に耐火物を施工して
ランスの成形体を得るので、再使用する上部側のランス
と接合した下部側のランスとの境界には耐火物の切れ目
がなく、この境界面における地金差しや亀裂等の発生を
防止することができる。又、ランスに浮力等による力学
的負荷がかかっても、この境界面において応力が集中す
ることがなく、ランスの曲がりや折損を未然に防止する
ことができる。その結果、ランス寿命が延命し、ランス
費用を大幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るランス補修方法を工程順に示す図
であり、使用後のランスを示す図である。
【図2】本発明に係るランス補修方法を工程順に示す図
であり、使用後のランスを長手方向に2分割した状態を
示す図である。
【図3】本発明に係るランス補修方法を工程順に示す図
であり、予め製作した下部側のランスと上部側のランス
とを接合した状態を示す図である。
【図4】本発明に係るランス補修方法を工程順に示す図
であり、補修後のランスを示す図である。
【図5】従来のランス構造を示す図である。
【符号の説明】
1 ランス 2 上部側ランス 3 下部側ランス 4 芯金 5 芯金 6 耐火物 7 耐火物 8 耐火物 9 フランジ 10 ノズル 11 溶接部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 達人 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K001 EA03 GB03 4K002 BF10 4K013 CA15 CA17 4K014 AD27 4K055 AA04 MA08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯金と、この芯金の外表面を覆う耐火物
    とから構成され、溶融金属又は溶融スラグに粉体やガス
    を吹き付け又は吹き込むために用いられるランスの補修
    方法において、少なくとも1回以上使用したランスを切
    断してランスの長手方向に2分割し、分割した上部側の
    ランスの芯金と予め製作した下部側のランスの芯金とを
    溶接して接合し、溶接部の芯金の外周に耐火物を施工し
    てランスの成形体を得ることを特徴とするランスの補修
    方法。
  2. 【請求項2】 上部側ランスの耐火物と、下部側ランス
    の耐火物と、溶接部の芯金周囲の耐火物とを、それぞれ
    異なる材質の耐火物で施工することを特徴とする請求項
    1に記載のランスの補修方法。
  3. 【請求項3】 下部側ランスが溶融金属又は溶融スラグ
    に浸漬されて使用されるランスであることを特徴とする
    請求項1又は請求項2に記載のランスの補修方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109458849A (zh) * 2019-01-07 2019-03-12 姚清清 一种喷枪

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109458849A (zh) * 2019-01-07 2019-03-12 姚清清 一种喷枪

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