JP2010236019A - Immersion-lance device for refining - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に溶銑予備処理において使用される精錬用浸漬ランス装置に関するもので、詳細には、2重管構造の浸漬ランスとランスホルダとの接続構造に特徴を有する浸漬ランス装置に関するものである。 The present invention relates to an immersion lance device for refining mainly used in hot metal pretreatment, and more particularly to an immersion lance device characterized by a connection structure of an immersion lance having a double-pipe structure and a lance holder. is there.
混銑車による溶銑予備処理では、気体酸素単体を浸漬ランスから10Nm3/min以上吹込み、脱Siを行ってその発熱を溶銑温度に着熱させる方法が採られる場合がある。この場合、浸漬ランス先端の溶損を防止するため、浸漬ランスを2重管構造とし、冷却用の炭化水素系ガスを内管と外管との間を通じてランス先端部に流すようにしている。これは、炭化水素系ガスが分解する際の吸熱反応を利用してランス先端部を冷却し、溶損を抑えるものである。このような2重管構造の浸漬ランスは、例えば、特許文献1に示されている。 In the hot metal preliminary treatment with a kneading wheel, there is a case where gaseous oxygen alone is blown from an immersion lance at 10 Nm 3 / min or more, de-Si is performed, and the generated heat is heated to the hot metal temperature. In this case, in order to prevent melting of the tip of the immersion lance, the immersion lance has a double-pipe structure, and a hydrocarbon-based gas for cooling flows between the inner tube and the outer tube to the tip of the lance. This uses the endothermic reaction when the hydrocarbon gas decomposes to cool the tip of the lance and suppress melting. An immersion lance having such a double-pipe structure is disclosed in Patent Document 1, for example.
2重管構造の浸漬ランスの重量は150kgを超えるため、ランスホルダとの接続構造は、その重量に耐え且つシール性が十分に確保される必要があり、このため従来では、浸漬ランスとランスホルダの端部どうしを溶接により接続していた。 Since the weight of the immersion lance having a double-pipe structure exceeds 150 kg, the connection structure with the lance holder needs to be able to withstand the weight and to ensure a sufficient sealing property. The ends of each other were connected by welding.
しかし、溶接による接続では、鉄管部分を全周溶接することが必要であるため、溶接時間を含め浸漬ランスの交換に30分程度もかかってしまう。このため、混銑車を用いる溶銑予備処理設備のダウンタイム増加や作業負荷増大という大きな問題を生じていた。 However, in connection by welding, it is necessary to weld the entire circumference of the iron pipe portion, so it takes about 30 minutes to replace the immersion lance including the welding time. For this reason, the big problem of the downtime increase of the hot metal preliminary treatment equipment using a kneading vehicle and the work load has arisen.
したがって本発明の目的は、主に溶銑予備処理において使用される精錬用浸漬ランス装置であって、ランス機能を適正に発揮でき、しかも浸漬ランスの交換を短時間で迅速に行うことができる装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is a refining immersion lance device mainly used in hot metal pretreatment, which can properly exhibit the lance function and can quickly replace the immersion lance in a short time. It is to provide.
上記課題解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
[1]内管(7)と外管(8)とからなる2重管構造の浸漬ランス(1)と、該浸漬ランス(1)を保持するランスホルダ(2)を備えた精錬用浸漬ランス装置において、外管(8)の基端部側に、外管本体(8a)よりも厚肉の管体を外管本体(8a)の端部に溶接接合して構成された管部であって、外面に雄ねじ部(4)が形成された管部(3)を有し、ランスホルダ(2)の先端には雌ねじ部(5)が形成され、浸漬ランス(1)の基端部とランスホルダ(2)の先端部が、雄ねじ部(4)と雌ねじ部(5)の螺合により接続されることを特徴とする精錬用浸漬ランス装置。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] A refining dipping lance comprising a dipping lance (1) having a double pipe structure comprising an inner pipe (7) and an outer pipe (8), and a lance holder (2) for holding the dipping lance (1). In the apparatus, a tube portion formed by welding and joining a tube body thicker than the outer tube main body (8a) to the end portion of the outer tube main body (8a) on the proximal end side of the outer tube (8). And a tube portion (3) having a male screw portion (4) formed on the outer surface, a female screw portion (5) is formed at the tip of the lance holder (2), and a base end portion of the immersion lance (1) A dipping lance device for refining, wherein the tip of the lance holder (2) is connected by screwing of the male screw portion (4) and the female screw portion (5).
[2]上記[1]の浸漬ランス装置において、管部(3)が下記(1)式〜(3)式を満足することを特徴とする精錬用浸漬ランス装置。
11.88×W−714.67≦D*t≦18.95×W−1280.22 …(1)
50≦L≦85 …(2)
0.010≦tanθ≦0.071 …(3)
但し W:浸漬ランス(1)の質量(kg)
D:管部(3)の外径(mm)
t:管部(3)の肉厚(mm)
L:雄ねじ部(4)の長さ(mm)
θ:雄ねじ部(4)のテーパー角(°)
[3]上記[1]または[2]の浸漬ランス装置において、管部(3)内に内管(7)の開口端が位置するとともに、管部(3)と内管(7)との間に塞ぎ部材(6)を設け、外管(8)と内管(7)との間にガス流路が形成されるようにしたことを特徴とする精錬用浸漬ランス装置。
[2] The immersion lance device according to [1], wherein the pipe portion (3) satisfies the following equations (1) to (3):
11.88 × W−714.67 ≦ D * t ≦ 18.95 × W−1280.22 (1)
50 ≦ L ≦ 85 (2)
0.010 ≦ tanθ ≦ 0.071 (3)
W: Mass (kg) of immersion lance (1)
D: Outer diameter (mm) of the pipe part (3)
t: Thickness (mm) of the pipe part (3)
L: Length of male thread (4) (mm)
θ: Taper angle (°) of male thread (4)
[3] In the immersion lance device of [1] or [2] above, the open end of the inner pipe (7) is located in the pipe part (3), and the pipe part (3) and the inner pipe (7) A refining immersion lance device, wherein a closing member (6) is provided between the outer tube (8) and the inner tube (7), and a gas flow path is formed between the outer tube (8) and the inner tube (7).
本発明の精錬用浸漬ランス装置は、浸漬ランスとランスホルダとがねじ込み方式で接続される構造であるため、浸漬ランスの交換を短時間で迅速に行うことができ、一方で、接続部の強度が十分に確保され、ランス機能を適正に発揮することができる。 Since the immersion lance device of the present invention has a structure in which the immersion lance and the lance holder are connected by a screwing method, the immersion lance can be replaced quickly in a short time, while the strength of the connection portion is increased. Is sufficiently secured, and the lance function can be properly exhibited.
図1は、本発明の精錬用浸漬ランス装置の一実施形態を示すもので、浸漬ランスとランスホルダとの接続部の縦断面図である。
図において、1は2重管構造の浸漬ランス、2はこの浸漬ランス1を保持するランスホルダ2である。
前記浸漬ランス1は、内管7と外管8とからなり、内管7内が気体酸素流路aを、内管7と外管8との間が炭化水素系ガス流路bを、それぞれ構成している。
FIG. 1 shows an embodiment of the immersion lance device for refining according to the present invention, and is a longitudinal sectional view of a connecting portion between the immersion lance and the lance holder.
In the figure, reference numeral 1 denotes an immersion lance having a double pipe structure, and 2 denotes a
The immersion lance 1 is composed of an
前記外管8は、その基端部側に、外管本体8aよりも厚肉の管体を外管本体8aの端部に溶接接合して構成された管部3を有しており、この管部3の先端側の外面には雄ねじ部4が形成されている。本発明の精錬用浸漬ランス装置では、浸漬ランスの交換を短時間で迅速に行うことができるようにするため、浸漬ランス1とランスホルダ2とをねじ込み方式で接続する構造とする。しかし、外管本体8aにねじ切り加工すると管の肉厚が減少し、接続部の強度が低下するため、150kgを超えるような重量を有する2重管構造の浸漬ランス1を支えきれない。そこで、本発明では、接続部の強度を確保するため、雄ねじ部4を形成(ねじ切り加工)する外管8の基端部を厚肉の管部3で構成するものである。
The outer tube 8 has, on the base end side, a tube portion 3 formed by welding and joining a tube body thicker than the
前記管部3には、前記炭化水素系ガス流路bに連通するガス配管9が接続され、このガス配管9を通じて炭化水素系ガス流路b内にLPGなどの炭化水素系ガスが供給される。
また、管部3内には内管7の開口端が位置するとともに、管部3と内管7との間に塞ぎ部材6を設け、外管8と内管7との間に前記炭化水素系ガス流路bが形成されるようにしてある。
A gas pipe 9 communicating with the hydrocarbon gas flow path b is connected to the pipe portion 3, and a hydrocarbon gas such as LPG is supplied into the hydrocarbon gas flow path b through the gas pipe 9. .
In addition, an opening end of the
前記ランスホルダ2は、浸漬ランス1の気体酸素流路aに連通すべき気体酸素流路cを有する。このランスホルダ2の先端には、雌ねじ部5が形成されている。このランスホルダ2は水冷式であり、外周部に冷却水流路dを有する。
浸漬ランス1の基端部とランスホルダ2の先端部は、外管8を構成する前記管部3の雄ねじ部4とランスホルダ2の雌ねじ部5が螺合すること、すなわち、ねじ込み方式により接続Xされる。
The
The base end portion of the immersion lance 1 and the distal end portion of the
接続部Xの強度を確保する等の観点から、前記管部3は下記(1)式を満足することが好ましい。
11.88×W−714.67≦D*t≦18.95×W−1280.22 …(1)
但し W:浸漬ランス1の質量(kg)
D:管部3の外径(mm)
t:管部3の肉厚(mm)
ここで、D*tが上記(1)式の左辺未満では、浸漬ランスの質量に耐え得る接続部Xの強度が十分に確保できないおそれがある。一方、D*tが上記(1)式の右辺を超えると、ねじ部が太すぎてねじ込み作業自体が困難となる。
From the standpoint of ensuring the strength of the connecting portion X, the tube portion 3 preferably satisfies the following expression (1).
11.88 × W−714.67 ≦ D * t ≦ 18.95 × W−1280.22 (1)
W: Mass of immersion lance 1 (kg)
D: Outer diameter of the pipe part 3 (mm)
t: Thickness of the pipe part 3 (mm)
Here, if D * t is less than the left side of the above equation (1), there is a possibility that the strength of the connection portion X that can withstand the mass of the immersion lance cannot be secured sufficiently. On the other hand, if D * t exceeds the right side of the above equation (1), the threaded portion is too thick and the screwing operation itself becomes difficult.
図2に、上記(1)式を満足するD*tとWと範囲を示す。ここで、D*tの下限(=11.88×W−714.67)は、浸漬ランス1の質量W:80〜190kg、外管8の外径:50A〜100A、管部3の外径D:60.5〜114.3mm、管部3の肉厚t:3.9〜13.5mmの範囲において試験を行い、浸漬ランス1の質量に対して接続部Xの強度が十分に確保できるD*tの限界を求め、得られたものである。一方、D*tの上限(=18.95×W−1280.22)は、浸漬ランス1の質量W:80〜190kg、外管8の外径:50A〜125A、管部3の外径D:60.5〜139.8mm、管部3の肉厚t:3.9〜16.6mmの範囲において試験を行い、ねじ込み作業を特に困難なく行うことができるD*tの限界を求め、得られたものである。 FIG. 2 shows the range of D * t, W and range that satisfy the above equation (1). Here, the lower limit of D * t (= 11.88 × W-714.67) is as follows. Mass W of immersion lance 1: 80 to 190 kg, outer diameter of outer pipe 8: 50A to 100A, outer diameter D of pipe part 3: 60. The test is performed in a range of 5 to 114.3 mm and the thickness t of the tube portion 3 is 3.9 to 13.5 mm. The limit was obtained and obtained. On the other hand, the upper limit of D * t (= 18.95 × W−1280.22) is as follows. The mass W of the immersion lance 1 is 80 to 190 kg, the outer diameter of the outer tube 8 is 50A to 125A, and the outer diameter D of the tube part 3 is 60.5. It was obtained by conducting a test in a range of ˜139.8 mm and a wall thickness t of the tube portion 3 of 3.9 to 16.6 mm, and determining the limit of D * t at which the screwing operation can be performed without difficulty. is there.
また、外管8の外径が50A〜125Aである場合は、雄ねじ部4の長さLは50〜85mm程度が好ましい。雄ねじ部4の長さLが50mm未満では、ねじ部長さが短いために接続部Xの強度が不足し、一方、85mmを超えると、管部3の先端部の肉厚が不足する。
また、接続部Xのシール性を確保するために、雄ねじ部4はテーパーねじであることが好ましい。ここで、外管8の外径が50A〜125Aである場合は、この雄ねじ部4のテーパー角θは、tanθで0.010〜0.071程度であることが好ましい。tanθが0.010未満ではねじ込み時の回転抵抗が大きくなり、一方、0.071を超えると肉厚不足となり、強度が保てなくなる場合がある。
Further, when the outer diameter of the outer tube 8 is 50A to 125A, the length L of the
Moreover, in order to ensure the sealing performance of the connection part X, it is preferable that the
以上のような本発明の浸漬ランス装置では、浸漬ランス1の外管8の基端部に厚肉の管部3を設け、この管部3を介してねじ込み方式の接続部Xを構成するので、浸漬ランスの重量を支え得る接続部Xの強度を十分確保することができる。一方、ランスホルダ2に対する浸漬ランス1の交換は、接続部Xがねじ込み方式であるため、短時間で迅速に行うことができる。具体的には、浸漬ランスの交換時間は、浸漬ランス1とランスホルダ2とを溶接で接続していた従来法では平均30分程度であったものが、平均10分程度で済み、ダウンタイムを大幅に削減することができる。したがって、例えば、混銑車の入替時間が十数分であるとすると、その時間内に浸漬ランスの交換作業を終えることができ、ダウンタイムをなくすことができる。
In the immersion lance device of the present invention as described above, the thick tube portion 3 is provided at the base end portion of the outer tube 8 of the immersion lance 1, and the screw-type connection portion X is configured through the tube portion 3. The strength of the connecting portion X that can support the weight of the immersion lance can be sufficiently secured. On the other hand, the replacement of the immersion lance 1 with respect to the
本発明の浸漬ランス装置は、混銑車による溶銑予備処理に限定されるものではなく、他の精錬容器(例えば、溶銑鍋)を用いた溶銑予備処理にも適用できる。また、浸漬ランスを通じて装入される物資にも特別な制限はなく、例えば、ガスとともに粉体を装入してもよい。また、溶銑予備処理以外の金属精錬に用いてもよい。 The immersion lance device of the present invention is not limited to hot metal pretreatment by a kneading vehicle, but can also be applied to hot metal pretreatment using other refining containers (for example, hot metal ladle). Moreover, there is no special restriction | limiting in the material charged through an immersion lance, For example, you may charge powder with gas. Moreover, you may use for metal refining other than hot metal preliminary treatment.
1 浸漬ランス
2 ランスホルダ
3 管部
4 雄ねじ部
5 雌ねじ部
6 塞ぎ部材
7 内管
8 外管
8a 外管本体
9 ガス配管
a 気体酸素流路
b 炭化水素系ガス流路
c 気体酸素流路
d 冷却水流路
X 接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
外管(8)の基端部側に、外管本体(8a)よりも厚肉の管体を外管本体(8a)の端部に溶接接合して構成された管部であって、外面に雄ねじ部(4)が形成された管部(3)を有し、
ランスホルダ(2)の先端には雌ねじ部(5)が形成され、
浸漬ランス(1)の基端部とランスホルダ(2)の先端部が、雄ねじ部(4)と雌ねじ部(5)の螺合により接続されることを特徴とする精錬用浸漬ランス装置。 In a refining immersion lance apparatus comprising an immersion lance (1) having a double pipe structure comprising an inner tube (7) and an outer tube (8), and a lance holder (2) for holding the immersion lance (1),
A tube portion formed by welding and joining a tube body thicker than the outer tube main body (8a) to the end portion of the outer tube main body (8a) on the base end side of the outer tube (8). Has a pipe part (3) in which a male thread part (4) is formed,
A female screw part (5) is formed at the tip of the lance holder (2),
A dipping lance device for refining, wherein a base end portion of the immersion lance (1) and a distal end portion of the lance holder (2) are connected by screwing of the male screw portion (4) and the female screw portion (5).
11.88×W−714.67≦D*t≦18.95×W−1280.22 …(1)
50≦L≦85 …(2)
0.010≦tanθ≦0.071 …(3)
但し W:浸漬ランス(1)の質量(kg)
D:管部(3)の外径(mm)
t:管部(3)の肉厚(mm)
L:雄ねじ部(4)の長さ(mm)
θ:雄ねじ部(4)のテーパー角(°) The pipe part (3) satisfies the following formulas (1) to (3), and the immersion lance device for refining according to claim 1, wherein:
11.88 × W−714.67 ≦ D * t ≦ 18.95 × W−1280.22 (1)
50 ≦ L ≦ 85 (2)
0.010 ≦ tanθ ≦ 0.071 (3)
W: Mass (kg) of immersion lance (1)
D: Outer diameter (mm) of the pipe part (3)
t: Thickness (mm) of the pipe part (3)
L: Length of male thread (4) (mm)
θ: Taper angle (°) of male thread (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009085278A JP2010236019A (en) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Immersion-lance device for refining |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101803762B1 (en) * | 2013-10-08 | 2017-12-01 | 에스엠에스 그룹 게엠베하 | Injector device for blowing oxygen-rich gas on or in, in a metallurgical unit or melting vessel, and electric arc furnace |
-
2009
- 2009-03-31 JP JP2009085278A patent/JP2010236019A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101803762B1 (en) * | 2013-10-08 | 2017-12-01 | 에스엠에스 그룹 게엠베하 | Injector device for blowing oxygen-rich gas on or in, in a metallurgical unit or melting vessel, and electric arc furnace |
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