JP2628172B2

JP2628172B2 - ランス孔シール装置

Info

Publication number: JP2628172B2
Application number: JP62331662A
Authority: JP
Inventors: 健一矢島; 聡辰田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1987-12-26
Filing date: 1987-12-26
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPH01172506A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、主に転炉などの溶融金属炉において、精
錬用の酸素または各種の粉体原料を吹き込むために、炉
内に挿入されるランスとその挿通孔との隙間をシールす
るためのランス孔シール装置に関し、特に炉内を大気圧
より高圧にして操業するのに好適なランス孔シール装置
に関するものである。

（従来の技術）ランスのシール装置については、従来より、ランス挿
通孔の内面にラビリンス状のシール部を形成し且つラン
ス孔に嵌合するランスコーンの上面にシール箱を一体に
設け、ランスコーンおよびシール箱に不活性ガスの導入
管を接続し、ラビリンスシール部およびランス孔の接合
部を不活性ガスによりシールする構造のもの（特公昭62
-20257号）、内部に冷却液を充填した２重の筒状エキス
パンションの上端部をランスの適所にシール部材を介し
て取り付け、エキスパンションの下端をランス孔の上部
に装着した構造のもの（特公昭62-20258号）などが提案
されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、最近の特に転炉においては、炉内のガス圧
力を高くすると、冶金反応が促進する、送風機を用いず
にガスが処理設備に導ける、ガス中の可燃成分の回収率
が高まるなどの種々のメリットが生じることから、炉内
のガス圧を大気圧に比べてかなり高圧に保って操業しよ
うとする傾向にある。

このような場合に、上記した従来のランスシール装置の
うち、前者は、ランスとラビリンスシール部間に小さな
隙間があるので、不活性ガスでシールしても、炉内の圧
力が大気圧よりもかなり高くなると、その隙間から炉内
ガスが外部へ漏出するおそれがあり、また、ランスが主
として炉内熱により不均一に加熱されて曲変形した場合
やランスに炉内の地金（溶融金属）が付着した場合に、
ラビリンスシール内面とランスとの摺動が円滑でなくな
って、ラビリンスシールを損傷させたり、ランスを上下
動出来なくなるおそれがある。後者は、操業中のランス
の上下動に追随させるためには、エキスパンションをか
なり長くする必要がある上に、エキスパンション内面に
高圧力が作用するために、エキスパンションが膨出、変
形し、短期間でエキスパンションが破損するという問題
点がある。

（発明の目的）この発明は上述の点に鑑みなされたもので、溶融金属
炉の加圧操業中に、ランス挿通孔部の気密性を確実に保
持しながらランスを炉内の操業位置とその上方の待機位
置間でスムーズに上下動でき、しかも、ランスに地金が
付着してもその地金を除去できる、ランス孔シール装置
を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）上記した目的を達成するためのこの発明の要旨とする
ところは、ａ）ランス挿通孔上端の周囲に外筒を設け、
この外筒内に、円周方向で複数個に分割され内周面がラ
ンス外周面に摺接可能な耐熱性および耐摩耗性のセグメ
ントシールリングを、このセグメントシールリングの外
周面に形成された溝内にコイルバネなどの弾性リング部
材を嵌入して一連に保持することにより、各分割セグメ
ントシールリングを拡縮自在にかつ内方へ付勢して、積
層状に複数段配設するとともに、ｂ）不活性ガス供給管
の一端を外筒に接続して前記セグメントシールリング部
内に連通し、ｃ）前記セグメントシールリング部の下方
に、前記ランスの周囲に間隔をおいて配備した複数本の
ナイフエッジと、それらのナイフエッジの上方にランス
外周面に接触させて配備した環状のワイヤブラシからな
る地金の除去機構を配備したことである。

（作用）この発明のランス孔シール装置によれば、ランスの操
業位置および待機位置並びに両位置間の昇降時におい
て、ランス外周面に摺接する複数段のセグメントシール
リングによって、ランス挿通孔内の気密性が保持される
とともに、セグメントシールリング部内に導入される不
活性ガスによって更に気密性が保持され、同時に、不活
性ガスで冷却されてランス挿通孔内部の温度上昇が防止
される。また、ランスを操業位置から待機位置に引き上
げる際、ランスに付着した地金は、最初にナイフエッジ
によって剥離されたのち、ナイフエッジでは剥離されな
かった細かい地金が、上方のワイヤブラシによって剥ぎ
落とされるため、ランスに付着した地金が、セグメント
シールリングに衝突してそれを損傷させることがない。
さらに、ランスが炉内のガスや溶融金属の熱で不均一に
加熱されて長手方向に曲がる（湾曲する）あるいはその
断面形状が変形することがあっても、前記セグメントシ
ールリングを構成する各分割セグメントシールが、コイ
ルバネなどの弾性リング部材に抗して或は付勢されて半
径方向に移動し、ランス外周面に摺接するので、気密性
が保持された状態の下に、ランスを昇降できる。また、
使用中に、前記セグメントシールリングの内面側が摩耗
した場合にも、同様に各分割セグメントシールが、コイ
ルバネなどの弾性リング部材に付勢されて内方に移動
し、ランス外周面に摺接して気密性を保持する。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は溶融金属精錬用の上吹き転炉を示し、図におい
て、転炉１の炉口1aは、加圧フード２により密閉されて
いる。加圧フード２の中央部には、酸素吹錬用のランス
３が配備され、このランス３の側方に、測温およびサン
プリング用のサブランス４が炉１内に挿脱可能に配備さ
れている。

第２図は第１図の要部拡大図で、図において、前記加圧
フード２の中央部にランス３の挿通孔５が開設され、そ
の挿通孔５周囲の上端に、ランス３を緩挿可能な外筒６
が連設されている。なお、前記ランス３の外周面にはク
ロムメッキなどを施して表面を平滑にして、転炉１（第
１図参照）内の地金（溶融金属）が付着しても地金が剥
離し易いようにするとともに、後述するセグメントシー
ルリング７によるシール作用が向上するようにしてい
る。また、前記外筒６は、仕切部材6cにより上部外筒6a
と下部外筒6bに分割されている。

７はその内周面がランス３外周面に摺接可能なセグメン
トシールリングで、このセグメントシールリング７は、
第３図および第４図に詳しく示すように、円周方向で複
数個のセグメントシール7aに分割されている。また、各
分割セグメントシール7aは、その外周面に形成された溝
内に嵌入した弾性リング部材としてのコイルバネ８によ
りリング状に一連に保持され、拡縮自在にかつ内方へ付
勢されている。なお、前記セグメントシール7aは、耐熱
性および耐摩耗性を具備した、焼結黒鉛などで形成す
る。そして、上端開放の筒型金具９内に前記セグメント
シールリング７を２段積層して緩挿し、前記ランス３周
囲の上部外筒6a内周面に複数組配設し、上部外筒6aの上
端開口に環状蓋体6dを取着する。

10は高圧（炉内圧力以上）不活性ガス（例えば、窒素ガ
ス）の供給管で、不活性ガス源（図示せず）に一端が接
続され、その他端が上部外筒6aに接続されている。そし
て、前記不活性ガス供給管10から上部外筒6a内に導入さ
れた不活性ガスは、前記セグメントシールリング７部間
に介装したスペーサ11を通ってセグメントシールリング
７部内にパージされる。

また、下部外筒6bにも、高圧不活性ガス供給管12が接続
され、下部外筒6b内へ不活性ガスがパージされる。

13はランス３に付着した地金の除去機構で、下部外筒6b
内の上端に配備した環状のワイヤブラシ13aと、その下
方の挿通孔５内に配備した複数本のナイフエッジ13bか
らなる。ナイフエッジ13bは、第５図に示すように、円
周方向に等間隔に挿通孔５の内周面側に取り付けられて
いる。

次に、上記した実施例についてその作用態様を説明す
る。

第２図において、ランス３の吹錬位置および待機位置並
びに両位置間の昇降時において、上部外筒6a内は、ラン
ス３外周面に複数段のセグメントシールリング７内面が
摺接することによって、気密性が保持されるとともに、
不活性ガス供給管10よりセグメントシールリング７部内
に常時導入される高圧の不活性ガスによって、その気密
性が一層高く保持されている。また同時に、外筒６内に
導入される前記不活性ガスによって冷却され、外筒６内
の温度上昇も防止されている。そして、ランス３をその
吹錬位置から待機位置に引き上げる際、ランス３に付着
した地金は、最初に、挿通孔５内のナイフエッジ13bに
よって剥離される。また、ナイフエッジ13bでは剥離さ
れなかった細かい地金は、その上方のワイヤブラシ13a
によって、剥ぎ落とされ、確実に除去される。このた
め、ランス３に付着した地金が、セグメントシールリン
グ７に衝突してそれを損傷させることがない。

更に、前記ランス３が炉１内のガスや溶融金属の熱で不
均一に加熱されて長手方向に曲がる（湾曲する）あるい
はその断面形状が変形することがあっても、前記セグメ
ントシールリング７を構成する各分割セグメントシール
7aが、コイルバネ８に抗して或は付勢されて半径方向に
移動し、ランス３外周面に摺接するので、気密性が保持
された状態の下に、ランス３を昇降できる。また、使用
中に、前記セグメントシールリング７の内面側が摩耗し
た場合にも、同様に、各分割セグメントシール7aが、コ
イルバネ８に付勢されて内方に移動し、ランス３外周面
に摺接するので、気密性が保持されることになる。

なお、上記実施例では転炉について説明したが、転炉
に限らず、溶融還元炉などの各種溶融金属炉において、
酸素の吹き込みや各種の粉体原料の装入に使用されるラ
ンスのシール装置としても適用できる。

（効果）以上説明したとおり、この発明のランス孔シール装置
は上記した構成からなるので、下記の効果を奏する。

（１）上記した従来のシール装置に比べて、ランス挿通
孔部を確実に密封し得るので、溶融金属炉内の圧力を大
気圧よりかなり高くしても、炉内ガスの吹き出しが生じ
ず、作業環境を汚染することがない。

（２）前記（１）の効果に伴って、溶融金属炉内を高圧
にし得るので、炉内圧を高圧化することによる上記した
種々のメリットが生じる。

（３）ランスを操業位置から待機位置へ引き上げる際、
ランスに付着した地金はセグメントシールリング部下方
の地金除去機構によって剥ぎ落とされるので、ランスに
付着した地金によるセグメントシールリングの損傷が阻
止される。

（４）ランスがある程度曲がるようなことがあっても、
また、セグメントシールリングが摩耗しても、分割セグ
メントシールがランス外周面に追随して移動するので、
長期に亙りランス挿通孔内の気密性が保持され、また、
ランスの昇降が常にスムーズに行い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は上吹き転炉の全体断面図、第２図は第１図の要
部拡大断面図、第３図は第２図のIII-III線拡大断面
図、第４図は第３図の一部を省略した斜視図、第５図は
第２図のＶ−Ｖ線断面図である。１……転炉、２……加圧フード、３……ランス、４……
サブランス、５……挿通孔、６……外筒、７……セグメ
ントシールリング、7a……分割セグメントシール、８…
…コイルバネ、９……筒型金具、10,12……不活性ガス
供給管、13……地金除去機構、13a……ワイヤブラシ、1
3b……ナイフエッジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭63−183256（ＪＰ，Ｕ) 特公昭53−923（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭60−11088（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ランス挿通孔上端の周囲に外筒を設け、こ
の外筒内に、円周方向で複数個に分割され内周面がラン
ス外周面に摺接可能な耐熱性および耐摩耗性のセグメン
トシールリングを、このセグメントシールリングの外周
面に形成された溝内にコイルバネなどの弾性リング部材
を嵌入して一連に保持することにより、各分割セグメン
トシールリングを拡縮自在にかつ内方へ付勢して、積層
状に複数段配設するとともに、不活性ガス供給管の一端を外筒に接続して前記セグメン
トシールリング部内に連通し、前記セグメントシールリング部の下方に、前記ランスの
周囲に間隔をおいて配備した複数本のナイフエッジと、
それらのナイフエッジの上方にランス外周面に接触させ
て配備した環状のワイヤブラシからなる地金の除去機構
を配備したことを特徴とするランス孔シール装置。
【請求項２】前記ランスの外周面をクロムメッキした特
許請求の範囲第１項に記載のランス孔シール装置。