JP2009257588A - より大なる公差の締付け頭部を有するランスホルダ - Google Patents

より大なる公差の締付け頭部を有するランスホルダ Download PDF

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Abstract

【課題】 より大なる公差の締付け頭部を有するランスホルダを提供する。
【解決手段】 高い運転安全性を特徴とするランスホルダ1には、同様に、曲がったランスパイプ2のランスホルダ1内の回転を確実に防止する保持部又はパイプ固定部が装備される。締付け頭部3は、対応して摺動可能な球20の形態の押圧要素16を介して点状の固定を保証する固定部分4および締付け部分5を利用する。このような3つの球20、20’は、円周にわたって分布して配置され、ランスパイプ2の寸法に関し確実かつ大きな公差範囲を可能にする固定に寄与する。この大きな公差範囲は、さらに、より大きな内径を有する封止スリーブ6を使用できることによって確実にされる。封止スリーブは、付属ウェッジ22を押し込むことによって、ランスパイプ2の壁部18に直接かつランスパイプ2の壁部18に据え込み加工することなしに確実に押圧される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、固定部分と締付け部分とを備える締付け頭部を有する製鋼および鉄鋼産業で使用されるランスパイプ用のランスホルダであって、導入されたランスパイプを固定部分の補助により挟み込み、これによって密封する封止スリーブが締付け頭部に付設されるランスホルダに関する。
締付け頭部およびスラグ逆流防止部(Schlackenruecklaufsicherung)又は戻り燃焼防止部(Rueckbrandsicherung)を有するランスホルダは、精錬のために必要なランスパイプを確実に保持するために、他方で、例えばブロー過程の終了又は遮断の際に戻るスラグを酸素入口に到達させないために使用される。特許文献1によれば、酸素ホースの直前に、スラグの逆流を防止する燒結金属製のガス透過性の円板が配置される。スラグ逆流のこの機械的な遮断は、特に、より大量の酸素を浸透させなければならない場合、提示される要求を常に満たすとは限らない。この理由は、この場合、焼結金属の円板が当然障害となるからである。この場合、前置されたバルブ装置が同様にある種のスラグ逆流防止機能を引き受け、この場合、その上方に配置された封止部がスラグ逆流のため焼きついた場合、このバルブが閉じる。ランスホルダに押し込まれたランスパイプは、チャックが内部に配置された締付け頭部の上方に保持される。このチャックを介して、チャックの歯に影響を及ぼすことによって押し込まれたランスパイプがランスホルダに固定される。このチャックの後方に、押し込まれたパイプを介して影響を受ける封止スリーブが配置され、この場合、封止スリーブは、ランスパイプの外側に密接して当接するように変形させられる。封止スリーブの変形によるこの密接した当接は、まず、封止スリーブがランスパイプに固着し、この結果、チャックの開放の際に、困難を伴ってのみ又は封止スリーブを随伴してのみ、ランスパイプの残りを取り出すことができることに至ることがあるという欠点を有する。チャックのこの問題および特別な形成は、それぞれのランスホルダがその直径に関し、押し込まれるべきかつ保持されるべきランスパイプの直径にかなり正確に適合されなければならないという欠点を必然的に伴う。現在、インチ管を収容しかつ固定することができるランスホルダ、ならびにメートル寸法を有するランスパイプを収容することができるランスホルダが使用されている。この場合、まったく小さな公差のみが、チャック、最終的に同様に封止スリーブの移動によって、概ね約0.2mmの範囲で可能である。このランスパイプは消費財であるので、企業は、インチならびにメートル範囲の管径を購入するように最終的に強制され、このことは、従業員は管径を受け入れる僅かなランスホルダに通常頼らざるを得ないので、従業員にとって問題となる。この結果、押し込まれた小さすぎる又は大きすぎる直径で操作する際に、ランスホルダの固定および密封のために重要な個別部品が損傷されるので、損傷および事故が繰り返し起きることになり、この結果、次にランスホルダはもはや正しく機能しない。これらのランスパイプにより、酸素が溶融物に導入され、このため、ランスパイプは通常相応して曲げられなければならないので、特にランスパイプのはみ出しの際に又はその他の問題の際に、液状鋼鉄が操作員にとって危険になる可能性がある。操作員が衣服およびヘルメットによって相応して保護されている場合でも、残念ながら、このことは液状鋼鉄に対し十分な保護とはならず、この結果、負傷および傷害が繰り返し起きる可能性がある。
独国特許第2327595C号明細書
本発明の課題は、複数の寸法およびこの場合同時に可能な限り多くの寸法のランスパイプ用に、同時に完全に操作安全でかつ容易に取り扱い可能なランスホルダを提供することである。
上記課題は、押し込まれたランスパイプを囲む固定部分に先端斜面が備えられ、この先端斜面で、分布してランスパイプの縦軸に対し直角に摺動可能な押圧要素が円周にわたって案内され、先端斜面に対応する押圧斜面を備える締付け部分の上方に干渉可能に配置されかつ形成されることによって解決される。
このように形成されたランスホルダによって、まず、締付け頭部又は本明細書では特に固定部分に差し込まれる締付け部分の操作の際に、押し込まれたランスパイプを押圧要素を介して適切に正確に固定することによって、当該のランスパイプを正確かつ確実に保持することができる。同時に、これによって、封止スリーブの応力が解放される。これによって、締付け部分を意識して操作することによってのみ、一度押し込まれたランスパイプをそれから取り除くことができることが確実にされる。しかし、ランスパイプの操作を通じて、ランスパイプは確実に固定して配置され、この場合、以降になお説明する別の措置によって、封止スリーブの固着が防止され、異なる寸法のランスパイプの使用を可能にする直径がそれ自体にも設けられる。異なる直径のランスパイプの収容領域は、先端斜面および対応して形成された締付け部分によって画定され、この場合、ランスホルダの構造的サイズの本質的な低減が可能である。公差範囲は、本発明による形成によって、ランスホルダの構造に応じて約0.5〜3.00mmに高められる。これによって、それぞれの寸法に切断される多くのランスホルダが従来必要であったが、現在使用されているランスパイプの数は、今や6〜7に低減することができる。このことは、それぞれのランスホルダ用に設けられたサイズのランスパイプを差し込む際に、摺動可能な押圧要素が直ちに動作しかつ作用することによって可能になり、一方、より小さな外周を有するランスパイプでは、固定が依然として可能であるが、この理由は、対応する摺動行程(Verschiebeweg)後にまさに初めて、摺動可能な押圧要素が作用してランスパイプを固定するからである。
本発明の有効な形成に従って、押圧要素が、すべて同時にかつ均一に、押圧斜面を介してランスパイプの壁部に向かって摺動可能に形成されかつ配置されることが意図される。それぞれのランスパイプの押し込みにより、最小可能な直径のランスパイプの場合、個々の押圧要素は均一かつ同時に負荷を受け、ランスパイプの壁部に押圧されるので、傾き又はその他の問題に至ることはない。
別の有効な形成に従って、押圧要素が、点状および/又は線状の負荷圧力を壁部に発生するように形成されることが意図される。すなわち、ランスパイプに平坦でなく、点状又は線状に押し付けられる押圧要素が使用され、この結果、より高くかつより適切な圧力又は負荷圧力を発生することができる。
特に有効な実施形態に従って、押圧要素が球として形成されることが意図され、これによって、ランスパイプが最適に固定されるように、言及した点状の負荷圧力を発生することができ、この場合、ランスパイプは通常普通鋼から、すなわち、例えばST37から構成され、一方、球は硬化材料から製作され、したがって、高い耐用期間を達成することができる。
3つの球が押圧要素として、円周にわたって均一に分布して固定部分の先端斜面に案内配置された場合に、ランスホルダ内のランスパイプの特に均一かつ確実な固定が達成される。この場合、先端斜面に孔が存在することが有利であり、この孔を通して、それぞれの球をランスパイプの表面に押圧することができ、詳しくは、その押圧斜面により押し込まれるか又は摺動された締付け部分によって押圧することができる。このため、締付け部分は、さらに上述したように、均一に延びる適合された押圧斜面を有し、この結果、3つの球のすべてが、同時にその孔内で、押し込まれたランスパイプに移動して、ランスパイプを確実に保持しかつ永続的に固定することが確実にされる。
押し込まれたランスパイプに当接する際にランスパイプの固着を回避するために、縦方向の封止スリーブの成形、すなわち、据込み加工が省略される。まさに、ランスパイプの公差がより大きい場合、同様に、著しい力を使用して成形を行わなければならないであろう。これは、本発明による解決方法によって回避され、この方法に従って、固定部分が先端斜面の対向側に、封止スリーブの外壁と取り囲む保護ハウジングとの間に摺動可能な付属ウェッジ(Ansatzkeil)を備える。この付属ウェッジは、封止スリーブに作用して、封止スリーブがランスパイプの外壁に十分に密に当接して、確実な密封を配慮することに寄与し、詳しくは、有利には縦方向の据込み加工を行う必要はない。このため、付属ウェッジは縦方向に摺動され、この際に、所望のように封止スリーブをランスパイプの壁部に押圧する。次に、固定部分の付属ウェッジが再び緩めて引き戻されると、封止スリーブの応力が解放され、変形して戻って、残りのランスパイプからはぎ取られることができ、この結果、残りのランスパイプをランスホルダから問題なく取り出すことができる。ランスパイプに対するこの均一な押圧は、さらに、一貫して平坦な当接が可能であるという利点を有し、このことは、封止スリーブの据込み加工では保証されないであろう。
固定部分における締付け部分の摺動は、締付けヘッドの締付け部分が締付けスリーブを備え、この締付けスリーブが、締付け部分を囲みつつ、かつ保護ハウジングの雄ねじの上で摺動可能に形成されることによって、有効に行われる。このように、ほとんど力を使用することなく、締付け部分が相応して固定部分にはめ込まれ、これによって、球がランスパイプの壁部に対して押圧されることが配慮される。この過程は、締付けスリーブの簡単な回転によって行われ、この場合、粗面化された把持面等によって、この回転過程をさらに容易にすることができる。
この摺動過程の円滑さは、締付け部分の頭部壁と、締付けスリーブの締付け壁部との間に玉軸受が配置されることによって適切に高められる。締付けスリーブと締付け部分との間のこの玉軸受により、この締付け過程で発生する摩擦が低減され、この結果、大きな力を使用することなくこの締付け過程を実行することができる。
ランスパイプは、十分に広く、すなわち、封止スリーブを通してランスホルダに押し込まなければならない。このことを確実にするために、封止スリーブと戻り燃焼防止部との間に、導入可能性を明らかに制限するストッパを利用する遮断バルブが配置されることが意図される。ストッパまで押し込まれたランスパイプは、次に、締付けの際にガス流を解放する。ランスパイプをランスホルダに押し込むことにより、ランスパイプが十分に押し込まれ、封止スリーブを介してこのように正確な密封を達成できたときに、操作を初めて開始することができる。同時に、遮断弁が開放される。次に、ランスパイプを取り除くか又は取り除く必要があるまで、遮断弁は、ランスパイプを通して開放したままであり、この場合、次に、ばねを介して、バルブが自動的に閉鎖位置に移動して戻される。
ランスホルダ全体を保護するために、さらに、ガス流を介して開放されるべき逆止弁が戻り燃焼防止部の対向側に設けられることが意図される。これによって、ガス流が必要な圧力によりランスホルダ内に達することができ、かつ圧力がかなり下がった場合、自動的に再び遮断されることが確実にされる。このように、ランスホルダのより正確かつより確実な操作が保証される。
固有のランスホルダに後配設される部分を別個に組み込むか又は同様に保守できるために、さらに、本発明は、戻り燃焼防止部にバルブが付設され、バルブの一方に、保護ハウジングと解放可能に結合される安全ハウジングが付設されることを意図する。好ましくは、両方のハウジングは互いにねじ止めされる。
以前に、本発明によるランスホルダによって、必要な構造サイズの数(Zahl der benoetigten Baugroessen)をかなり低減できることをすでに指摘した。本発明によれば、ことが意図される。固定部分、締付け部分および封止スリーブが、メートル管について、同時にインチ管について許容される群寸法に関し3〜4mmの管公差を有するように形成される。これによって、既述したように、全体で約7つのホルダで済ますことが可能であり、一方、今日では、多少確実なランスホルダの操作を可能にするために、15をはるかに上回るこのようなホルダ量を考慮しなければならない。新しいランスパイプの固定により、常により確実な操作が確保される。
本発明は、特に、ランスホルダの万が一の誤った操作又は取り扱いによって、もしくは許容されないランスパイプの直径によって、操作員の不必要な危険が生じる可能性なしに、製鋼および鉄鋼産業の両方に使用することができるランスホルダが提供されることによって際立っている。一方で、押し込まれるランスパイプは、ランスホルダに最適に固定され、この場合、同時に、操作の際にランスパイプが常に十分に、すなわちストッパまでランスホルダに押し込まれることが確実にされる。ストッパに達することにより、又は締付けの直前に、ガスの流入を阻止する遮断弁が開放され、ガスはランスホルダを通して、予めランスホルダに固定されかつ封止されたランスパイプに流入することができる。ランスパイプの必要な密封は、縦方向に変形した封止スリーブによってもはや行われず、むしろ、封止スリーブが付属ウェッジを介して均一にかつ確実に、それぞれのランスパイプに押圧されることによって行われる。これによって、ランスパイプの外径よりも大きな直径を有する封止スリーブを使用する可能性が達成される。縦軸に対し直角に摺動可能な球の形態の押圧要素を有する締付け頭部の適切な形成により、とりわけ負荷圧力の点状の印加、したがって、ランスホルダの内部のランスパイプの最適な固定を確実にする。これによって、ランスパイプがランスホルダ内で回転できないことが確実にされ、この場合、ランスパイプは締付け頭部によって、および封止スリーブによって固定されるが、まさに締付け頭部によって、ランスパイプの固定のすべての欠点が排除されるように確実にされる。曲がったランスパイプの場合にも、確実な保持が達成されるが、この理由は、ランスホルダ内のランスパイプの点状又は線状の固定によって、常に十分な力を加えることができるからである。対応する表示によって、操作員は、どのパイプ直径のためにそれらのランスホルダが設けられているかを、目で見てかつ簡単に認識可能に確定することができる。これによって、すべての危険が確実に回避される。
本発明の対象のさらなる詳細および利点は、好ましい実施例が、そのために必要な細部および個別部分と共に示される添付図面の以下の説明から理解される。
成形されたロータリバルブを有するランスホルダの側面図である。 13.2mmの直径の挟み込まれたパイプを有するランスホルダの断面図である。 図2に示したにランスホルダの斜視図である。 17.5mmの外周を有する挟み込まれたパイプを有するランスホルダの断面図である。 ランスパイプなしの緩めた状態のランスホルダの断面図である。
図1は、ランスホルダ1の側面図を示している。前方から、締付けスリーブ25にランスパイプ2が押し込まれる。締付けスリーブ25又は締付け頭部3は、ここでは図示していない固定部分4および締付け部分5を含む。これらは、保護ハウジング9として形成された締付け頭部3に共に格納される封止スリーブ6と協働する。隣接する安全ハウジング(Sicherungsgehaeuse)10には、さらに以下になお詳細に説明する必要なバルブが格納される。この安全ハウジング10に、製造業者のマーク40を有するロータリバルブ11がねじ固定される。
図1に示したランスホルダ1が、図2に断面図で示されている。この場合、ランスパイプ2は、締付け頭部3を通してランスホルダ1にさらに押し込まれることが認識できる。既述の封止スリーブ6は、完全な密封が行われるように、付属ウェッジ22によってランスパイプ2の壁部18に対して押圧される。この付属ウェッジ22は、先端斜面14に対向する固定部分4の端部21を形成する。付属ウェッジ22は、締付け頭部3又は締付けスリーブ25の操作の際に、封止スリーブ6の外壁23と保護ハウジング9との間に押し込まれ、この結果、封止スリーブ6は相応して変形して、壁部18に当接する。
固定部分4の対向側21は、封止スリーブ6の変形又は壁部18に対する封止スリーブの押圧を担うが、前部側面は、ランスパイプ2の縦軸15に対し直角に摺動可能な押圧要素16が配置される先端斜面14を利用する。これらの押圧要素16は、締付けスリーブ25又は締付け頭部3の回転の際に対応して形成された先端斜面14に差し込まれる締付け部分5の押圧斜面17を介して影響を受ける。押圧要素16は、図2と図3に見られる球20として形成され、この場合、球20は壁部18に直接押圧され、この結果、ランスパイプの確実な固定が保証される。円周にわたって分布して、このような3つの球20、20’が設けられ、これらの球は、すべて均一におよび/また同時に押圧斜面17を介して影響を受ける。この運動過程、すなわち締付けスリーブ25を介した締付け部分5の摺動を可能な限り均一に形成するために、締付け部分5の頭部壁28と、締付けスリーブ25又は締付け頭部3の締付け壁部29との間に玉軸受30の球が配置される。これによって、保護ハウジング9の雄ねじ27および締付けスリーブ25の雌ねじ26を介して、必要な力を問題なく加えることができるように摩擦が最小にされ、押圧要素16又は球20への押圧斜面17の均一かつ同時のはめ込みが確実にされる。
ランスパイプ2をランスホルダ1に押し込むことにより、封止スリーブ6と戻り燃焼防止部7との間に配置された遮断弁32が開放される。この時点に、封止スリーブ6の外壁8又は23は、付属ウェッジ22よってまだ負荷を受けておらず、この結果、ランスパイプ2を軽度に相応して押し込むことができる。次に、ストッパ33に達することにより、既述したように、遮断弁32は、ガスが今やランスホルダ1に導入できる程度にばねの力に対抗して摺動され、この場合、当然予め固定措置が実行されなければならない。次に初めて、ガス流34を解放することができ、これにより、戻り燃焼防止部7用の対向する側面35に配置された逆止弁36が開放される。このため、ここでは図示していない開放および遮断弁が予め操作される。
図3は、動作位置で最小直径のランスパイプ2を有するランスホルダ1を示しており、すなわち、逆止弁36は、今や、ガス流34によって開放されて、ガスを貫流させることができる。図3は、点状の圧力をランスパイプ2に及ぼし、これによってランスパイプを確実に固定するために、球20として使用される押圧要素16が有利に適切であることを示している。
図4は、この種類のランスホルダに設けられた最大可能な直径、すなわち17.5mmのランスパイプ2が押し込まれたランスホルダ1を示している。図2と比較すると、封止スリーブ6の特別な成形により、このかなり大きな直径の場合にも依然として確実な密封が行われることが保証されることが明らかである。付属ウェッジ22は、このことを達成するために相応して大きく差し込まれ、この場合、球20は、容易にそれらの固定作用を及ぼすことができるが、押圧斜面17は僅かだけ球に作用する。これに対し、図2から、締付け部分5の押圧斜面17の相応して大きな摺動によって初めて、球20が壁部18の確実な位置に達したことを認識できる。
図4に示した位置においても、今や、ランスホルダ1を通したガス流34の通過およびランスパイプ2への進入を可能にするために、ガス通路を開放することによって逆止弁36を開放することができる。
最後に、図5は、ランスパイプ2がまだ押し込まれていないので、緩められているランスホルダ1の切断面を示している。
遮断弁32は、付設されたばねを介して遮断位置に移動され、押し込まれるべきランスパイプ2を介して影響を受けるストッパ33は、相応して大きくここで押し戻される。このストッパ33まで、導入チャネル37を通してランスパイプ2の押し込みが行われ、次に、遮断弁32の開放が達成されるように構成要素全体が摺動される。
図5から、球20が孔38に軸受けされ、詳しくは、球がランスパイプ2の縦軸15に対し直角に摺動可能であるように軸受されることを認識できる。この特別な形成を介して、押し込まれたランスパイプ2の正確な固定が可能であり、詳しくは、図4又は図2による直径を有するランスパイプが導入される場合にも可能である。それとは異なる直径を有するランスパイプでは、対応して形成されたランスホルダを使用しなければならず、この場合、さらに前述したように、本発明によるランスホルダの利点は、特に、3〜4mmの管公差が確実に取扱い可能であることに見ることができる。
さらに、ランスパイプ2がストッパ33までランスホルダ1に押し込まれるときに、酸素又はガスのみが流れることができることが有利である。ランスホルダ1は、全体的に、はるかに低減された重量および非常にコンパクトな構造を有する。締付け頭部3は硬化され、高い耐用期間を達成することができる。さらに、ランスホルダ1を簡単に脱着でき、このように製鋼所又は製鋼産業の運転に特に適していることが有利である。
1 ランスホルダ
2 ランスパイプ
3 締付け頭部
4 固定部分
5 締付け部分
6 封止スリーブ
7 戻り燃焼防止部
9 保護ハウジング
10 安全ハウジング
11 ロータリバルブ
14 先端斜面
15 縦軸
16 押圧要素
17 押圧斜面
18 壁部
20、20’ 球
21 対向側
22 付属ウェッジ
23 外壁
25 締付けスリーブ
26 雌ねじ
27 雄ねじ
28 頭部壁
29 締付け壁部
30 玉軸受
32 遮断弁
33 ストッパ
34 ガス流
35 側面
36 逆止弁
37 導入チャネル
38 孔
40 製造業者のマーク

Claims (12)

  1. 固定部分(4)と締付け部分(5)とを備える締付け頭部(3)を有する製鋼および鉄鋼産業で使用されるランスパイプ(2)用のランスホルダであって、前記導入されたランスパイプ(2)を前記固定部分(4)の補助により挟み込み、これによって密封する封止スリーブ(6)が前記締付け頭部に付設されるランスホルダにおいて、
    前記押し込まれたランスパイプ(2)を囲む固定部分(4)に先端斜面(14)が備えられ、前記先端斜面で、分布して前記ランスパイプ(2)の縦軸(15)に対し直角に摺動可能な押圧要素(16)が円周にわたって案内され、前記先端斜面(14)に対応する押圧斜面(17)を備える前記締付け部分(5)の上方に干渉可能に配置されかつ形成されることを特徴とするランスホルダ。
  2. 前記押圧要素(16)が、すべて同時にかつ均一に、前記押圧斜面(17)を介して前記ランスパイプ(2)の壁部(18)に向かって摺動可能に形成されかつ配置されることを特徴とする、請求項1に記載のランスホルダ。
  3. 前記押圧要素(16)が、点状および/又は線状の負荷圧力を前記壁部(18)に発生するように形成されることを特徴とする、請求項2に記載のランスホルダ。
  4. 前記押圧要素(16)が球(20)として形成されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のランスホルダ。
  5. 円周にわたって均一に分布して、3つの球(20、20’)が、押圧要素(16)として前記固定部分(4)の前記先端斜面(14)に配置されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のランスホルダ。
  6. 前記固定部分(4)が、前記先端斜面(14)の対向側(21)に、前記封止スリーブ(6)の外壁(23)と、取り囲む保護ハウジング(9)との間に摺動可能な付属ウェッジ(22)を備えることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のランスホルダ。
  7. 前記締付け頭部(3)の前記締付け部分(5)が締付けスリーブ(25)を備え、前記締付けスリーブが、前記締付け部分(5)を囲みつつ、かつ前記保護ハウジング(9)の雄ねじ(27)の上で摺動可能に形成されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のランスホルダ。
  8. 前記締付け部分(5)の頭部壁(28)と、前記締付けスリーブ(25)の締付け壁部(29)との間に玉軸受(30)が配置されることを特徴とする、請求項7に記載のランスホルダ。
  9. 前記封止スリーブ(6)と戻り燃焼防止部(7)との間に遮断バルブ(32)が配置され、前記遮断バルブが、ストッパ(33)まで押し込まれたランスパイプ(2)を介して影響を及ぼされかつ開放され、ガス流(34)を解放するように形成されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のランスホルダ。
  10. 前記戻り燃焼防止部(7)の対向側(35)に、ガス流(34)を介して開放されるべき逆止弁(36)が設けられることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のランスホルダ。
  11. 前記戻り燃焼防止部(7)にバルブ(32、36)が付設され、前記バルブの一方に、前記保護ハウジング(9)と解放可能に結合される安全ハウジング(10)が付設されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載のランスホルダ。
  12. 固定部分(4)、締付け部分(5)および封止スリーブ(6)が、メートル管について、同時にインチ管について許容される群寸法に関し3〜4mmの管公差を有するように形成されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載のランスホルダ。
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