JP2017507289A - 面取りされた端部を有する中空円筒と２つの環状内部溝とを備えている迅速連結装置 - Google Patents

Abstract

粘土（ｇｒｅｄａ）または、アルミナ、シリカ、炭素およびその他の混合物の栓を使用する溶解炉の溶融金属路を穿孔し開口するためなど、任意の種類の材料を溶融によって穿孔および／または切断するために利用されるサーミックランスを連結するための、連結するのに外部部材を必要としないワンタッチ連結の連結装置（１）であって、前記装置の各端部に内部円形溝を２箇所備えた、面取りされた端部を有する中空円筒を含む連結装置。さらに、少なくとも一方が逆円錐形である端部を含み、およびその覆いに外部環状溝を有しているサーミックランスと連結するのに有用である前記連結装置の使用が記載される。

Description

本発明は、銅やスチールなどの鉱物およびその他の溶融に利用され、粘土（ｇｒｅｄａ）または、アルミナ、シリカ、炭素およびその他の混合物の栓を使用する溶解炉の溶融金属路を酸化ガス混合物または加圧酸素を使用して穿孔および開口するために利用される、発熱反応による消耗装置に関する。一般的に、本発明の消耗装置は、任意の種類の材料を溶融によって穿孔および／または切断するのに適している。

より具体的には、本発明は、加圧酸素などの酸化ガスが一方の端部から他方の端部へ循環する酸素ランスとも呼ばれるサーミックランスの連結装置に関する。それらの連結装置は、ランスの利用時にランスの一部が残余することを防止するため、２本またはそれより多いサーミックランスを連結することを可能にする。

一般的にサーミックランスは長細い管であり、易酸化性の外部本体を有し、その外部本体の全長にソリッドワイヤーなど１つまたは複数の易酸化性の内部部品を含んでいる。内部本体は、外部本体の内部に互いに間隔を置いて配置されている。一般的に、サーミックランスは、直径が８ｍｍから５０ｍｍ、長さが１ｍから１２ｍである。

サーミックランスは、その着火端部で約３，５００℃から５，５３０℃の温度に達し、また酸化ガスの圧力が３９２．３ｋＰａから９８０．７ｋＰａの範囲内であれば、１本のサーミックランスの消耗時間は１分当たり約０．２メートルから５メートルとなる。ランスの消耗時間は非常に短いので、１本のランスに次のランスを連結し、こうして工程を停止させないことを可能にする連結部品を利用できることが必要になる。連結部品は、ランスの連結が外れるのを防止するため、可燃性であり、かつ適切な固さでなければならない。

サーミックランスで現在利用されている、ある種類の連結部は、ねじ山付き管片であるが、ねじで留める必要があるため、組立てが困難である。別の種類の連結部は、ワンタッチ嵌込タイプの連結部であり、これらは、嵌合がより容易ではあるが、酸素流が漏れるという考慮すべき問題を有し、ランスが軸方向に交互に動くと外れることがよくある。実際このことは、組立て時における多くの困難、組立て物における漏れ、および予期せぬ連結の外れを発生させ、結局そのためにユーザーは連結しなくなり、こうしてランスを完全に利用することができなくなるので、ランスの消耗増大による多大な経済的損失が発生する。

文献ＣＮ１０２１２８３２８（特許文献１）には、金属配管用のワンタッチ閉鎖接続構造およびそれらの配管用の特殊クリップが記載されている。素早く固定するためのこの構造は、１個の配管ユニオンおよび１個の配管付属品を含み、配管ユニオンはメイン本体と接続端部を含み、配管付属品は接続端部に挿入され、接続端部の内部輪には１つの環状溝が配置され、その環状溝には１個のシールリングが、および環状溝の内部と外部には多角形または円形の圧力孔が１個配置されている。さらに、この発明は、ワンタッチ閉鎖接続用のクリップについても記述している。

その一方で文献ＷＯ９４２５７８６（特許文献２）には、空洞の第１の部分との少なくとも１箇所の接続部を有するプラスチック製フレームを含む、配管またはホース用のワンタッチ連結器が記載されている。その内部には、１個のロックリング、１個のスペーサーリングおよび１個のシールリングを有し、それらすべてが１個の保持リングを介してしかるべき位置に保持されている。さらに、金属製の補強スリーブを使用している。

これに加えて、金属配管の範囲内には、前記配管の連結用装置が数種類存在し、その大部分は、連結を達成するため内部ねじ山を有している。

上記からわかるように、現況技術には、様々な部材で構成され、配管の間の連結を可能にするワンタッチ連結装置が存在するが、前記の装置類は、材料の耐久性ではなく、流体の制御を目的とし、高温には耐えられない。他方において、特に耐久性の高い連結装置類もあるが、前記装置類はワンタッチ嵌合式ではない。

このような理由から、サーミックランスが利用される操作の性質ゆえに、要件に応じて、その操作条件に従って、素早く、簡単で、安全であり、優れた気密性、優れた固定、および十分な柔軟性のある連結を可能にする、より効率的なサーミックランス用の連結部品を利用できることのニーズがなお存在する。

中国特許第１０２１２８３２８号明細書 国際公開第９４２５７８６号

前記より、本発明の目的は、素早く、かつ容易なランスの連結を可能にするサーミックランス用の連結装置を開発することである。

他方、本発明の別の目的は、サーミックランスが反応する同じ方法で、溶融する前に燃焼反応する連結装置を利用できることからなる。

本発明の別の目的は、曲げることができるなど、連結されたランスに対する優れた柔軟性を可能にするサーミックランス用の連結装置を開発することである。

本発明のさらに別の目的は、連結するのに外部部材を必要としない、つまり連結を達成するにはサーミックランスを連結部品に嵌合することだけを必要とし、それによって装置がランスに固く固定され、反対方向に、および無作為に交互の方向に力を加えても外れないサーミックランス用の連結装置を開発することである。

本発明は、粘土（ｇｒｅｄａ）または、アルミナ、シリカ、炭素およびその他の混合物の栓を使用する溶解炉の溶融金属路を穿孔および開口するために利用されるサーミックランスの連結装置であって、面取りされた端部を有する中空円筒と、装置の各端部に２つの内部円形溝とを含む装置に関する。

次に本発明を添付の図を参照して説明する。
図１は、本発明の連結装置としてのサーミックランス用連結装置の切断図を表している。 図２は、本発明の連結装置の内側部分の図を表している。 図３は、前記装置の各端部にサーミックランスが連結されている連結装置の切断図を表している。 図４は、本発明の連結装置の斜視図を表している。

本発明は、例えば粘土（ｇｒｅｄａ）または、アルミナ、シリカ、炭素およびその他の混合物の栓を使用する溶解炉の溶融金属路を穿孔し開口するためなど、任意の種類の材料を溶融によって穿孔および／または切断するために利用されるサーミックランスの連結装置（１）であって、前記装置の各端部に内部円形溝を２箇所（２および３）備える、面取りされた端部を有する中空円筒を含む装置に関する。

連結装置の各端部からの第１の溝は、スナップリング（ａｎｉｌｌｏ ｄｅ ｐｒｅｓｉｏｎ）用の溝（３）と呼ばれ、連結装置の中心へ向かって第２の溝は、Ｏリング用の溝（２）と呼ばれる。その名前が示すようにスナップリング用の各溝には、焼入れ焼戻し鋼のスナップリングに該当するスナップリング（４）が入る。同様に、Ｏリング用の各溝には、優れた密封を発生させるのに適した硬度を有するＯリング（５）が入る。

各連結装置は、連結する必要があるサーミックランスの直径に従って製造されるので、連結装置の内径および前記装置の大きさは、サーミックランスの直径によって異なる。

連結するサーミックランスは、その端部が有する形状次第で、その端部の一方で、または２つの端部で連結可能である。

その端部の一方のみが連結装置と連結可能であるサーミックランスは、端部の一方が逆円錐形であり、さらに逆円錐形状の前記端部に、前記逆円錐形端部が始まる直前に、ランスは、外部環状溝を備える平坦かつ円筒形の表面を有している。

その２つの端部が連結装置と連結可能であるサーミックランスは、その２つの端部が逆円錐形状であり、これに加えて、ランスの逆円錐形状の各端部に、各々の逆円錐形端部が始まる前に、ランスは、外部環状溝を備える平坦かつ円筒形の表面を有している。

サーミックランスと連結装置との連結は、逆円錐形状を有するランスの端部を連結装置の端部の一方に導入して行われる。連結装置は、２本までのサーミックランスを同時に保持することを可能にし、そのため連結装置の各端部には１本のサーミックランスが導入される。

連結装置は、サーミックランスと素早く、かつ容易に連結され、連結装置がランスと固く固定されるのを可能にする、というのも、サーミックランスを連結装置の端部の一方に導入すると、スナップリングがサーミックランスの外部環状溝に嵌め込まれて、前記ランスがずれて連結が外れる可能性を防止し、その一方で、連結装置の内部に位置するＯリングが、ランスと連結装置との間の空間を密閉し、こうして酸素または酸化ガスの漏れが発生するのを防止する。

連結装置類は、同一外径の２本または３本またはそれ超のランスを連結するのに利用される。サーミックランスの有する外部形状は、本発明の連結装置を介して一方のランスと他方のランスとの容易な組立てを可能にする。ランスの逆円錐端部は、連結装置との嵌合を容易にすることを可能にし、ランスの外部環状溝は、ランスと連結装置との嵌合を確実にすることを可能にする。ランスと連結装置を連結するには、ランスの端部で少し軸方向に移動させれば十分であり、それによってスナップリングがランスの溝にうまく入り込み、両方の部材が連結され、連結が外れる可能性はない。

ランスの大きさは、変えることが可能であり、ランスに与えられる用途によって異なり、またランスの各端部の外部溝の位置は、ランスどうしが連結されている場合に互いに干渉しないことを可能にする。

一方のランスと他方のランスとの連結は、その使用時におけるランスの完全な消耗を可能にし、そのためランスの残余が発生せず、したがって材料の損失がなく、操作がより経済的なものになる。ランスおよび連結装置の形状は、ランスの損失を防止し、かつ実行されている操作を継続させることを目的として、必要なだけランスを連結することを可能にする。

本発明の連結装置はスチール製であり、したがって１，４００℃より高い融点を有するため溶融せず、１，３００℃までの温度の区域内での操作を可能にする。可燃性であるほか、連結装置は低コストであり、したがってサーミックランスをこの種類の連結装置と連結すれば、操作コストは上がらない。これに加えて、連結装置は、その着火点が融点よりも低いので、サーミックランスが着火し、燃えると、これと一緒に燃焼反応することが可能になり、したがってランスが連結されていれば、燃焼工程は途切れない。

連結装置の幾何形状およびその寸法は慣性モーメントを決定し、これは材料の耐久性とともに、サーミックランスの操作で発生するすべての引っ張りおよび圧縮の機械的応力に耐えることを可能にする。

連結装置の端部は、連結が行われる時点でランスの端部のガイドとして役立つように、およびスナップリング（４）がスナップリング用の溝（３）に取り付けられる、または入り込むときに、その弾性限度を超えて変形する必要がないように、面取りされている。

本発明の連結装置は、連結が容易であり、その組立てにツールや特別な構造をまったく必要とせず、どのような操作条件下でも連結が外れず、漏れもない。したがって、酸素または酸化ガスの漏れも予期せぬ連結外れも発生せず、そのために酸素漏れによる不所望の燃焼のリスクおよび操作の遅れがなくなるので、サーミックランスの利用向上が図られ、さらに、より効率的でより安全な操作が達成されるので、本発明の連結装置の使用は、経済的な利点をもたらす。

本発明の連結装置と連結されるサーミックランスは、例えば銅およびスラグを切断する場合など、具体的には、鍋の底、貯まった銑鉄や付着物、炉ののぞき穴、銅および煉瓦を材料とする炉床、炉壁の付着物、通気管の収納場所の清掃、ガス出口の前室のダクト内の付着物、通路開口部、精練およびアノード炉においてなど、様々な用途がある。

連結されるサーミックランスは、栓が、たとえ純グラファイト（炭素）製であろうと、それが任意の組成を有することに関係なく、銅、スチール、鉄合金、白金、およびその他の溶解炉の通路を効率的に開口するのにも利用できる。同じく、任意の品質の、または、例えば１，０００ｍｍ、２，０００ｍｍ、３，０００ｍｍおよびそれより厚い厚さのスチールを切断および／または穿孔するのに使用できる。同様に、任意の種類および寸法のコンクリートブロックまたは岩および石を切断するのに使用できる。

さらに、本発明の連結装置と連結されるサーミックランスは、温度に対する耐久性が最も高いダイヤモンドを含めて、任意の種類の材料を溶融によって切断および／または穿孔するのに使用することができる。

Claims (9)

1. 粘土（ｇｒｅｄａ）または、アルミナ、シリカ、炭素およびその他の混合物の栓を使用する溶解炉の溶融金属路を穿孔し開口するためなど、任意の種類の材料を溶融によって穿孔および／または切断するために利用されるサーミックランスを連結するための、連結するのに外部部材を必要としないワンタッチ連結の連結装置（１）であって、前記装置の各端部に内部円形溝を２箇所（２および３）備える、面取りされた端部を有する中空円筒を含むことを特徴とする連結装置。
2. 前記連結装置の各端部からの第１の溝は、スナップリング用の溝（３）と呼ばれ、前記連結装置の中心へ向かって第２の溝は、Ｏリング用の溝（２）と呼ばれることを特徴とする請求項１に記載の連結装置。
3. スナップリング用の各溝（３）には、焼入れ焼戻し鋼のスナップリング（４）が入ることを特徴とする請求項２に記載の連結装置。
4. Ｏリング用の各溝（２）には、優れた密封を発生させるのに適した硬度を有するＯリング（５）が入ることを特徴とする請求項３に記載の連結装置。
5. 前記連結装置がサーミックランスと連結されることを特徴とし、前記サーミックランスは、２つの逆円錐形端部を含み、かつ、その覆いの各端部に外部環状溝を有し、前記外部環状溝に前記スナップリングが嵌め込まれることで前記ランスと前記連結装置との嵌合を確実にすることを可能にすることを特徴とする請求項４に記載の連結装置。
6. 前記連結装置がサーミックランスと連結されることを特徴とし、前記サーミックランスは、逆円錐形端部のうちの１つを含み、その覆いに、前記逆円錐形端部の直前に外部環状溝を有し、前記外部環状溝に前記スナップリングが嵌め込まれることで前記ランスと前記連結装置との嵌合を確実にすることを可能にすることを特徴とする請求項４に記載の連結装置。
7. 前記連結装置は前記装置の各端部にサーミックランスを連結することを可能にすることを特徴とする請求項５および６のいずれかに記載の連結装置。
8. 少なくとも一方が逆円錐形である端部を含み、覆いに外部環状溝を有しているサーミックランスと連結するのに有用であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の連結装置の使用。
9. 各連結装置は２本のランスを同時に連結するのに有用であることを特徴とする請求項８に記載の連結装置の使用。

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