JP2012031463A - Stirring desulfurization equipment and impeller for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、取鍋内の溶銑にインペラ(回転翼)を浸漬し、インペラ(回転翼)を回転させて溶銑と脱硫剤をかき混ぜて脱硫を行う攪拌式脱硫装置及び脱硫装置用インペラに関する。 The present invention relates to a stirring type desulfurization apparatus and a desulfurization apparatus impeller in which an impeller (rotary blade) is immersed in hot metal in a ladle, and the impeller (rotary blade) is rotated to stir the hot metal and a desulfurizing agent to perform desulfurization.
製鉄工程において、溶鋼中の硫黄は、冷却に伴い表面や中心に偏在していき、製品鋼材の脆さの原因となり、機械的性質に悪影響を及ぼすことはよく知られている。近年、鋼材の品質に対する要求の高まりに伴い、低硫鋼や極低硫鋼の需要が増加しており、脱硫技術の向上が求められてきている。その脱硫処理は、より高いコストがかかる二次精製よりも、その前工程において反応効率の観点から硫黄の活量が高い溶銑を対象として行う方が望ましく、既に各種の方法が工業化されている。中でも、溶銑に浸漬したランス(パイプ)を通じて脱硫剤を吹き込むインジェクション脱硫法や、溶銑中にインペラ(回転翼)を浸漬し、溶銑と脱硫剤とをかき混ぜる機械的攪拌法が普及している。 In the iron making process, it is well known that sulfur in molten steel is unevenly distributed on the surface and center with cooling, causing brittleness of the product steel material and adversely affecting the mechanical properties. In recent years, with the increasing demand for the quality of steel materials, the demand for low-sulfur steel and ultra-low-sulfur steel has increased, and improvement of desulfurization technology has been demanded. The desulfurization treatment is preferably performed on hot metal having a high sulfur activity from the viewpoint of reaction efficiency in the previous step, rather than secondary purification, which requires higher costs, and various methods have already been industrialized. Among them, an injection desulfurization method in which a desulfurizing agent is blown through a lance (pipe) immersed in hot metal, and a mechanical stirring method in which an impeller (rotary blade) is immersed in hot metal and the hot metal and the desulfurizing agent are mixed are widely used.
攪拌式脱硫装置は、攪拌機の主軸の下端部にフランジ継手を介して取付けられたインペラを取鍋内の溶銑中に浸漬し、回転攪拌することにより、脱硫処理を行うものである。この攪拌式脱硫装置において、溶銑中に浸漬されるインペラは、通常、表面が耐火物で覆われており、繰り返し使用されるものである。使用回数が増加すると、インペラが溶損又は欠落したり、溶銑やスラグが付着する。このような理由により、インペラは定期的に取り換えなければならない。 The stirring-type desulfurization apparatus performs a desulfurization process by immersing an impeller attached to a lower end portion of a main shaft of a stirrer via a flange joint in hot metal in a ladle and rotating and stirring. In this stirring-type desulfurization apparatus, the impeller immersed in the hot metal usually has a surface covered with a refractory and is used repeatedly. When the number of times of use increases, the impeller is melted or missing, or hot metal or slag adheres. For this reason, the impeller must be replaced regularly.
上述のように、インペラは主軸にフランジ継手を介して連結される。すなわち、インペラ軸の上端にはインペラフランジが設けられ、主軸の下端には主軸フランジが設けられ、これらのフランジは複数本のボルトやコッターにより互いに接合される。従来のインペラの交換方法は、オペレータがフランジ継手の複数のボルトやコッターを緩め、主軸からインペラを取り外し、新しいインペラを主軸に再びフランジ継手を介して接合することにより、行われていた。 As described above, the impeller is connected to the main shaft via the flange joint. That is, an impeller flange is provided at the upper end of the impeller shaft, and a main shaft flange is provided at the lower end of the main shaft, and these flanges are joined to each other by a plurality of bolts and cotters. Conventional impeller replacement methods have been performed by an operator loosening a plurality of bolts and cotters of a flange joint, removing the impeller from the main shaft, and rejoining the new impeller to the main shaft via the flange joint.
ところで、インペラの交換中は脱硫処理ができなくなるため、生産性が低下する。代替のインジェクション脱硫法を使用しても、機械的攪拌法に比較してコストが高くなるため、インペラ交換作業はなるべく短時間で完了する必要がある。 By the way, since the desulfurization process cannot be performed during the impeller replacement, the productivity is lowered. Even if an alternative injection desulfurization method is used, the cost is higher than that of the mechanical stirring method, and therefore, the impeller replacement operation needs to be completed in as short a time as possible.
インペラの交換作業を短時間にし、交換作業を容易にするために、特許文献1には、フランジ継手のボルトの替わりにフランジのボルト孔を貫通するロッドを設け、ロッドにコッター等の抜け止め部材を係合させ、シリンダによってロッドを昇降させることによって、主軸のフランジとインペラのフランジとを結合させる技術が開示されている。 In order to shorten the impeller replacement work and facilitate the replacement work, Patent Document 1 provides a rod that penetrates the bolt hole of the flange instead of the bolt of the flange joint, and the rod is a retaining member such as a cotter. Is engaged, and the rod is moved up and down by a cylinder to connect the flange of the main shaft and the flange of the impeller.
特許文献2には、インペラ軸の上端のフランジの下部に張出し部を設け、インペラ交換台車に設けた支持アームにより張り出し部を架空で支持し、その架空支持の下でインペラの交換を行うインペラ交換装置が開示されている。
しかし、インペラのフランジと主軸のフランジを接合するためのボルトやコッターは、十分な接合強度を得るため、通常複数本使用されている。特許文献2に記載の発明にあっては、インペラの交換にあたって、作業員が手作業で複数本のボルトの取り外し、取り付けを行う必要があるので、作業に時間がかかるという問題がある。さらに、インペラが高温であること、インペラ交換作業中に設備に堆積した石灰の飛散が生じることから、インペラ交換作業前に十分な時間をかけ、インペラの冷却及び設備の気吹き清掃を行う必要もある。
However, a plurality of bolts and cotters for joining the flange of the impeller and the flange of the main shaft are usually used in order to obtain sufficient joint strength. In the invention described in
特許文献1に記載の発明のように、フランジ継手のボルトの替わりにロッドを使用しても、シリンダの操作やコッター等の抜け止め部材の着脱作業に時間がかかるという問題がある。 Even if a rod is used instead of the flange joint bolt as in the invention described in Patent Document 1, there is a problem that it takes time to operate the cylinder and to attach / detach the retaining member such as a cotter.
本発明は、従来のインペラ交換作業の上述の問題を解決するものであり、作業者が高温のインペラに近づくことなくインペラ交換作業を行うことができ、またインペラ交換時間も短縮できる攪拌式脱硫装置及び攪拌式脱硫装置用インペラを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems of conventional impeller replacement work, and allows the operator to perform impeller replacement work without approaching a high-temperature impeller, and also reduces the impeller replacement time. And it aims at providing the impeller for stirring-type desulfurization apparatuses.
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、溶銑中に浸漬された回転翼を回転させる攪拌式脱硫装置であって、上下方向に伸び、下端に主軸フランジを有する主軸と、前記主軸をその軸線の回りに回転駆動する攪拌用駆動源と、上端に前記主軸フランジに接合されるインペラフランジを有すると共に、下端に回転翼を有し、前記インペラフランジ及び前記回転翼を上下方向に伸びるインペラ軸で連結するインペラと、を備え、前記インペラの前記インペラ軸が上下方向に二分割され、前記インペラフランジが設けられる上側の分割インペラ軸の下端部に、雌ねじ及び雄ねじのいずれか一方が形成され、前記回転翼が設けられる下側の分割インペラ軸の上端部に、前記雌ねじ及び前記雄ねじのいずれか一方に螺合する前記雌ねじ及び前記雄ねじの他方が形成される攪拌式脱硫装置である。 In order to solve the above-described problem, one aspect of the present invention is a stirring-type desulfurization device that rotates a rotating blade immersed in hot metal, the main shaft having a main shaft flange that extends in the vertical direction and has a main shaft flange, and the main shaft. And an impeller flange joined to the main shaft flange at the upper end and a rotating blade at the lower end, and the impeller flange and the rotating blade extend in the vertical direction. An impeller coupled by an impeller shaft, wherein the impeller shaft of the impeller is divided into two in the vertical direction, and one of a female screw and a male screw is formed at a lower end portion of the upper divided impeller shaft provided with the impeller flange The female screw and the male screw that are screwed into either the female screw or the male screw at the upper end of the lower split impeller shaft on which the rotor blades are provided Flip a stirring desulfurization apparatus other is formed.
本発明の他の態様は、溶銑中に浸漬された回転翼を回転させる攪拌式脱硫装置の主軸に、交換可能に接合される攪拌式脱硫装置用インペラであって、上下方向に伸びるインペラ軸と、前記インペラ軸の上端に設けられ、攪拌用駆動源によって回転駆動される主軸の主軸フランジに接合されるインペラフランジと、前記インペラ軸の下端に設けられる回転翼と、を備え、前記インペラの前記インペラ軸が上下方向に二分割され、前記インペラフランジが設けられる上側の分割インペラ軸の下端部に、雌ねじ及び雄ねじのいずれか一方が形成され、前記回転翼が設けられる下側の分割インペラ軸の上端部に、前記雌ねじ及び前記雄ねじのいずれか一方に螺合する前記雌ねじ及び前記雄ねじの他方が形成される攪拌式脱硫装置用インペラである。 Another aspect of the present invention is an impeller for an agitating desulfurization device that is replaceably joined to a main shaft of an agitating desulfurization device that rotates a rotor blade immersed in hot metal, the impeller shaft extending vertically An impeller flange that is provided at an upper end of the impeller shaft and is joined to a main shaft flange of a main shaft that is rotationally driven by a stirring drive source; and a rotary blade that is provided at a lower end of the impeller shaft, and An impeller shaft is divided into two in the vertical direction, and either one of a female screw and a male screw is formed at the lower end of the upper divided impeller shaft on which the impeller flange is provided, and the lower divided impeller shaft on which the rotor blades are provided. The impeller for the agitation-type desulfurization apparatus, wherein the other of the female screw and the male screw that are screwed into either the female screw or the male screw is formed at the upper end.
本発明によれば、インペラ軸を上下方向に二分割し、二分割されたインペラ軸を雌ねじ及び雄ねじにより接合するので、インペラの分解及び接合時に攪拌用モータの回転駆動を利用できる。したがって、作業者が高温のインペラに近づくことなくインペラ交換作業を行うことができ、インペラ交換時間も短縮できる。しかも、インペラ軸の上端には、主軸フランジに取り付けられるインペラフランジが設けられるので、既存の攪拌式脱硫装置にも上下方向に二分割されたインペラ軸を取り付けることができる。万が一、雌ねじ及び雄ねじの接合が強固であり、インペラ軸を二分割できない場合であっても、フランジ継手部分で主軸からインペラ軸を取り外すことができる。 According to the present invention, the impeller shaft is divided into two in the vertical direction, and the two divided impeller shafts are joined by the female screw and the male screw. Therefore, the rotational drive of the stirring motor can be used when the impeller is disassembled and joined. Therefore, the operator can perform the impeller replacement work without approaching the high temperature impeller, and the impeller replacement time can be shortened. And since the impeller flange attached to a main shaft flange is provided in the upper end of an impeller shaft, the impeller shaft divided | segmented into the up-down direction can also be attached also to the existing stirring-type desulfurization apparatus. Even if the female screw and the male screw are firmly joined and the impeller shaft cannot be divided into two, the impeller shaft can be detached from the main shaft at the flange joint portion.
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態における脱硫装置用インペラを詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態の攪拌式脱硫装置を示す。図1において、1は取鍋、2は溶銑、3は、図示されていない脱硫剤供給装置から投入された脱硫剤である。溶銑2中には回転翼4が浸漬される。回転翼4は、攪拌用駆動源としての攪拌用モータ5によってその軸線の回りを高速に回転駆動される。回転翼4を回転させると、溶銑2の上面に渦流陥没部が形成され、溶銑2と脱硫剤3とがかき混ぜられる。
Hereinafter, based on an accompanying drawing, an impeller for a desulfurization device in one embodiment of the present invention is explained in detail. FIG. 1 shows an agitation desulfurization apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a ladle, 2 is hot metal, and 3 is a desulfurization agent introduced from a desulfurization agent supply device (not shown). The
攪拌用モータ5は、移動機構のガイド6に支持されている。図示しない移動機構は、回転翼4を溶銑2中に出し入れできるように、攪拌用モータ5が取り付けられるガイド6を昇降させ、またガイド6を水平方向に移動させる。
The stirring
攪拌用モータ5には、上下方向に伸びる主軸7が連結される。主軸7の下方には、インペラ軸8が同軸上に連結される。主軸7及びインペラ軸8は中実管からなる。主軸7の下端には、主軸フランジ7aが設けられる。インペラ軸8の上端には、主軸フランジ7aに接合されるインペラフランジ8cが設けられる。主軸7とインペラ軸8とは、フランジ継ぎ手となる主軸フランジ7a及びインペラフランジ8cを介して接合される。インペラ軸8の下端には、回転翼4が設けられる。攪拌用モータ5の主軸7の回転がインペラ軸8を介して回転翼4に伝わる。
A
回転翼4は、溶銑に浸漬されるため、表面には耐火物が備えられている。使用回数が増加してくると、耐火物が溶損したり、欠落したり、または溶銑やスラグが付着し、攪拌性能が低下してくる。このため、定期的な交換が必要になる。通常、回転翼4とインペラ軸8とは一体構造となっているので、回転翼4を交換する場合は、インペラ軸8と同時に交換する必要がある。
Since the
図2は、脱硫装置用インペラの側面図を示す。図2(a)はインペラ軸8を主軸7に接合した状態を示し、図2(b)は下側の分割インペラ軸8bを上側の分割インペラ軸8aから外した状態を示す。
FIG. 2 shows a side view of the impeller for the desulfurization apparatus. 2A shows a state where the
この実施形態のインペラ軸8は上下方向に二分割され、ねじ部にて結合される。すなわち、インペラ軸8は上下方向に上側の分割インペラ軸8aと、下側の分割インペラ軸8bとに二分割される。インペラフランジ8cが設けられる上側の分割インペラ軸8aの下端には、雌ねじ10が形成される。回転翼4が設けられる下側の分割インペラ軸8bの上端には、雄ねじ11が形成される。雌ねじ10と雄ねじ11とは互いに螺合する。
The
図3は、比較例としての従来の脱硫装置用インペラの側面図を示す。図3(a)はインペラ軸28を攪拌用モータ25の主軸27に接合した状態を示し、図3(b)は主軸7からインペラ軸28を取り外した状態を示し、図3(c)は図3(b)のC−C線矢視図を示す。
FIG. 3 shows a side view of a conventional impeller for a desulfurization apparatus as a comparative example. 3A shows a state in which the
この比較例において、主軸27とインペラ軸28は主軸フランジ27a、及びインペラフランジ28aにより接合されている。インペラを交換する場合は、主軸フランジ27a及びインペラフランジ28aを接続しているボルト30を手作業で取り外すことになる。ボルト30は、取り付け強度の確保等のため、フランジ継手に放射状に複数本設けられており(図3(c)参照)、図3の例では12本である。ボルト30は複数本あり、またボルト30の取り外しは作業員による手作業によるため、インペラの交換には非常に時間がかかる。
In this comparative example, the
これに対し、図2に示すように、本発明の一実施形態においては、インペラの交換時、主軸フランジ7a及びインペラフランジ8cを分解せずに、雌ねじ10及び雄ねじ11を分解することによって、インペラの交換を行う。その際、攪拌用モータ5の回転駆動力を利用する。すなわち、攪拌用モータ5の回転方向を、脱硫工程における回転翼4の回転方向とは逆、例えば図2の上方から見て反時計回りに回転させる。すると、雌ねじ10が雌ねじ11に対して緩む方向に回転するので、下側の分割インペラ軸8bを上側の分割インペラ軸8aから容易に取り外せる。
On the other hand, as shown in FIG. 2, in one embodiment of the present invention, the impeller is disassembled by disassembling the
図2には示していないが、インペラの交換を補助するため、インペラ交換台車が使用される。インペラ交換台車はインペラを積載する収納容器を有しており、収納容器は上下に昇降可能である。収納容器にインペラを載せ、インペラ交換台車に設けた回り止めによりインペラの回転を止め、攪拌用モータ5を回転させて雌ねじ10及び雄ねじ11を緩めながら収納容器を徐々に下降していくことにより、取り外したインペラ(下側の分割インペラ軸8b)を収納容器に収容する。
Although not shown in FIG. 2, an impeller replacement carriage is used to assist the replacement of the impeller. The impeller exchange carriage has a storage container on which the impeller is loaded, and the storage container can be moved up and down. By placing the impeller on the storage container, stopping the rotation of the impeller by a detent provided in the impeller replacement carriage, rotating the stirring
新しいインペラを取り付ける場合には、インペラ交換台車の収納容器に新しいインペラ(下側の分割インペラ軸8b)を載せ、インペラ交換台車によって新しいインペラを主軸7の下方に移動させる。そして、インペラの回り止めを施した後、収納容器を徐々に上昇させながら、攪拌用モータ5の回転方向を例えば図2の上方から見て時計回りに回転させる。上側の分割インペラ軸8aの雌ねじ10が新しい下側の分割インペラ軸8bの雄ねじ11に対してねじ込むように回転するので、下側の分割インペラ軸8bが上側の分割インペラ軸8aに接合される。
When a new impeller is attached, a new impeller (lower divided
このように、既存の攪拌用モータ5を作動させるだけで、作業員の手作業に依らずに遠隔操作によって容易に下側の分割インペラ軸8bを上側の分割インペラ軸8aに取り外し、取り付けることができる。また、上側の分割インペラ軸8aの上端には、インペラフランジ8cが設けられるので、既存の攪拌式脱硫装置にも、上下方向に二分割された分割インペラ軸8a,8bを取り付けることができる。万が一、雌ねじ10及び雄ねじ11の接合が強固であり、攪拌用モータ5を逆方向に回転させてもインペラ軸8を二分割できない場合が生じても、主軸フランジ7aからインペラ軸8を取り外すことができる。
As described above, the lower divided
脱硫工程における攪拌用モータ5の回転方向が、図2の上方から見て時計回りの場合、回転翼4の溶銑攪拌中に雌ねじ10及び雄ねじ11が緩むのを防止するために、雌ねじ10及び雄ねじ11を右ねじとする必要がある。一方、脱硫工程における攪拌用モータ5の回転方向が、図2の上方から見て反時計回りの場合、雌ねじ10及び雄ねじ11を左ねじとする必要がある。つまり、上側の分割インペラ軸8aの雌ねじ10を回転させる方向は、必ず脱硫工程における回転翼4の回転方向と一致させる必要がある。
When the rotation direction of the stirring
インペラの交換時、インペラ軸8やフランジ7a,8cに付着したスラグが落下する場合がある。下側の分割インペラ軸8bに雌ねじを形成した場合、落下したスラグや石灰の堆積物などの異物が雌ねじに入り込んでしまう。使用済みの分割インペラ軸8bの雌ねじに異物が入り込んでも特に問題にならないが、新しい分割インペラ軸8bの雌ねじに異物が入り込むと、上側の分割インペラ軸8aとの十分な接合ができなくなる。そのような場合、手作業によって雌ねじに入り込んだスラグなどの異物を除去する作業が必要になる。図2(b)に示すように、下側に分割インペラ軸に形成されるねじを雄ねじ11にしておけば、この問題を防止できる。仮に、雄ねじ11の表面に付着しても、雄ねじ11であるので容易に異物の除去は可能である。
When the impeller is replaced, the slag attached to the
図に示す従来例と比較して、インペラ交換時間は、1回あたり60分から20分へと大幅に低減した。インペラ交換の際には、脱硫バックアップとして、インジェクション脱硫法を行った。インジェクション脱硫法はインペラ脱硫法に比べてコストが高いので、脱硫バックアップを行えば行うほど、すなわちインペラ交換に時間を要するほど脱硫処理コストが増加する。インペラ交換時間が1/3と大幅に低下したので、脱硫処理コストを大幅に低減することができた。 Compared to the conventional example shown in the figure, the impeller replacement time was greatly reduced from 60 minutes to 20 minutes per time. When replacing the impeller, an injection desulfurization method was performed as a desulfurization backup. Since the injection desulfurization method is more expensive than the impeller desulfurization method, the desulfurization cost increases as the desulfurization backup is performed, that is, the time required for the impeller replacement increases. Since the impeller replacement time was significantly reduced to 1/3, the desulfurization cost could be greatly reduced.
3…脱硫剤
4…回転翼
5…攪拌用モータ(攪拌用駆動源)
7…主軸
7a…主軸フランジ
8…インペラ軸
8a…上側の分割インペラ軸
8b…下側の分割インペラ軸
8c…インペラフランジ
3 ...
7 ...
Claims (4)
上下方向に伸び、下端に主軸フランジを有する主軸と、
前記主軸をその軸線の回りに回転駆動する攪拌用駆動源と、
上端に前記主軸フランジに接合されるインペラフランジを有すると共に、下端に回転翼を有し、前記インペラフランジ及び前記回転翼を上下方向に伸びるインペラ軸で連結するインペラと、を備え、
前記インペラの前記インペラ軸が上下方向に二分割され、
前記インペラフランジが設けられる上側の分割インペラ軸の下端部に、雌ねじ及び雄ねじのいずれか一方が形成され、
前記回転翼が設けられる下側の分割インペラ軸の上端部に、前記雌ねじ及び前記雄ねじのいずれか一方に螺合する前記雌ねじ及び前記雄ねじの他方が形成される攪拌式脱硫装置。 A stirring type desulfurization device for rotating a rotary blade immersed in hot metal,
A spindle extending in the vertical direction and having a spindle flange at the lower end;
An agitation drive source for rotationally driving the main shaft about its axis;
An impeller flange joined to the main shaft flange at the upper end, a rotating blade at the lower end, and an impeller for connecting the impeller flange and the rotating blade with an impeller shaft extending in the vertical direction,
The impeller shaft of the impeller is divided into two in the vertical direction;
One of a female screw and a male screw is formed at the lower end of the upper divided impeller shaft on which the impeller flange is provided,
An agitation-type desulfurization apparatus in which the other of the female screw and the male screw that engages with either the female screw or the male screw is formed at an upper end portion of a lower divided impeller shaft on which the rotary blade is provided.
上下方向に伸びるインペラ軸と、
前記インペラ軸の上端に設けられ、攪拌用駆動源によって回転駆動される主軸の主軸フランジに接合されるインペラフランジと、
前記インペラ軸の下端に設けられる回転翼と、を備え、
前記インペラの前記インペラ軸が上下方向に二分割され、
前記インペラフランジが設けられる上側の分割インペラ軸の下端部に、雌ねじ及び雄ねじのいずれか一方が形成され、
前記回転翼が設けられる下側の分割インペラ軸の上端部に、前記雌ねじ及び前記雄ねじのいずれか一方に螺合する前記雌ねじ及び前記雄ねじの他方が形成される攪拌式脱硫装置用インペラ。 An impeller for a stirring desulfurization device that is replaceably joined to a main shaft of a stirring desulfurization device that rotates a rotating blade immersed in hot metal,
An impeller shaft extending vertically,
An impeller flange provided at an upper end of the impeller shaft and joined to a main shaft flange of the main shaft that is rotationally driven by a stirring drive source;
A rotary blade provided at the lower end of the impeller shaft,
The impeller shaft of the impeller is divided into two in the vertical direction;
One of a female screw and a male screw is formed at the lower end of the upper divided impeller shaft on which the impeller flange is provided,
An impeller for an agitation type desulfurization device, wherein the other of the female screw and the male screw that are engaged with either the female screw or the male screw is formed at an upper end portion of a lower divided impeller shaft on which the rotary blade is provided.
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