JP3692241B2 - 電気炉の水冷ランス構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属材料の溶解、溶融金属の精錬等に使用される電気炉において、酸素を超音速で吹込み、粉体を必要に応じて吹き込む酸素または酸素含有ガスを吹込む水冷ランスの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属材料の溶解、溶融金属の精錬等に使用される電気炉として、炉内に装入した金属材料の上方に配設した電極と、炉底,側壁等の炉壁に取り付けた電極との間に電流を流し、金属材料の溶解、溶融金属の精錬を行う直流電気炉、また、炉内に装入した金属材料の上方に配設した3本の電極間に電流を流し金属材料の溶解、溶融金属の精錬を行う交流電気炉が知られている。この種の電気炉は金属材料の溶解促進、溶融金属の精錬を行うために、酸素及び粉体をパイプを使用し、炉内の溶融金属内に吹き込む操業が一般的に行われている。
【0003】
従来、作業者が酸素及び粉体を吹き込むためのパイプを保持し、炉内に吹き込む作業を行っていたが、例えば、実開平2−38457号公報に示されるように、パイプを自走台車上に搭載させ、機械的に酸素及び粉体を吹き込むためのパイプを把持、炉内へ送り込む装置が提案され、作業者の重筋、高温環境下の作業を軽減している。
【0004】
一方、特開平7−12466号公報に示されるように、非消耗型ランスを用いて酸素及び粉体を炉内へ吹き込むことにより、作業者の重筋、高温環境下の作業をなくす技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非消耗型水冷ランスを用いて酸素及び粉体を炉内に吹き込む作業については、作業者の重筋、高温環境下の作業はなくなったが、酸素を吹き込む非消耗型水冷ランスについては、当然のことながらある不規則な周期で酸素を吹き込むランス本体を交換する必要がある。使用条件にもよるが、例えば約1000ヒート使用程度で非消耗型水冷ランスを交換する必要があり、非消耗水冷ランス本体を駆動部から一体で外す必要があり、このための交換作業時間が数時間、または、それ以上の時間が必要となり、その間操業を止める必要があり生産阻害を起こしてしまうという問題があった。
【0006】
また、非消耗ランス本体の寿命は炉内に挿入される先端部の損傷が原因であり、炉内へ挿入されていないランスの部分については損耗していないにも関わらずランス本体を一体で交換するのは不経済的であるという問題があった。
【0007】
本発明は、上記技術課題を解決するためのもので、その目的とするところは酸素を吹き込む非消耗水冷ランスの交換作業時間の短縮と経済的な交換を可能にするする水冷ランスの構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は金属材料の溶解、溶融金属の精錬に使用する電気炉で、炉内金属材料の溶解促進、溶融金属の精錬のため、溶融金属内に上面から酸素または酸素含有ガスを吹き込む水冷ランスにおいて、該水冷ランスは、酸素または酸素含有ガスの通路となるパイプと、その外周部に同芯状の内管・外管からなる水冷2重管部を設けた構成とし、前記パイプは前記水冷ランスの炉内挿入時に炉内に位置する部分と炉外に位置する部分とに分離し、且つ分離部にフランジを介して接離可能とし、前記各々の内管・外管の端部をホースまたは配管で接続したことを特徴とする電気炉の非消耗水冷ランス構造である。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付の図面をもとに詳しく説明する。
図1は本発明を適用したカッティング時期の直流電気炉の断面図、図2は溶融金属が殆どを占める、または溶融金属のみの時期の直流電気炉の断面図、図3は従来の酸素吹き込み用ランスを適用したカッティング時期の直流電気炉の断面図である。
【0010】
図1において、直流電気炉1は、耐火物2と水冷ボックス3とで覆われた炉本体4と、その上部に配設された炉蓋5からなり、炉蓋5には中心部から昇降自在な上部電極6を、また炉底には炉底電極7を配設して、上部電極6と炉底電極7に供給される直流電流により、主に直流電気炉内に装入されたスクラップの溶融金属8と上部電極6の先端との間に形成されるアークによってスクラップを溶解し、または溶融金属8を加熱する。
【0011】
未溶解金属15の溶解の促進、溶融金属8の加熱補助、精錬を行うために、炉本体4に配設された作業口9より水冷された酸素吹込み用ランス10と酸素吹込み用ランス10の下部に配設した水冷された粉体吹込み用ランス11を炉内に装入してある。ランス10,11は、前後進及び昇降駆動装置(図示せず)により、炉内での前後上下方向の位置調整を行える。酸素吹き込み用ランス10は2分割されており、分割部はフランジ19にて締結している。
【0012】
また、図1は未溶解金属15を酸素吹き込み用ランス10から吹き出す酸素によってカッティングする場合を示し、あらかじめ加熱された未溶解金属15に酸素を吹き付けて未溶解金属15をカッティングする場合、カッティング時吹き付け酸素が未溶解金属15に衝突して跳ね返り、酸素吹き込みランスの先端部のみが損傷する。
損傷した酸素吹き込みランス10を退避させて先端部の損傷部のみフランジのボルトを緩めてランス先端部10aのみを取り替えればよい。
【0013】
図3に示した従来のランス10は、一体物であり、ランスホルダー12に保持されているが、本発明のランス10は、図2に示すように、炉内に装入される先端部ランス10aと後端部ランス10bとにより構成され、酸素の流れるパイプはフランジ19で接続され、外部の水冷部は冷却水ホース20で接続され、冷却されている。フランジ19はボルト接合でなく、コッター等で接合して合ってもよく、冷却水ホース20は固定配管で構成してあってもよいことは、言うまでもない。
【0014】
ランス10b,11は、ランスホルダー12により保持され、ランスホルダー12はピン16により一方をアーム13に支持され、さらに他方をアーム13にピン17を介して取り付けられた駆動装置(例えば油圧シリンダー)14とピン18により支持されており、駆動装置14の押し引きにより酸素吹き込みランス10の吹き込み角度を変化させることができる。
【0015】
電気炉1の炉内に金属材料を装入した後、上部電極6と炉底電極7との間に電流を流し未溶解金属15の溶解を開始する。このとき、溶解を開始するとほぼ同時に酸素吹き込み用ランス10、粉体吹き込みランス11を未溶解金属15に当たらないようにランスの前後進装置(図示せず)によりランスを前進させ、酸素を吹き始める。
【0016】
未溶解金属15の溶解が進むにつれて、吹き込み位置に溶融金属8と未溶解金属15とが混在するようになる。この時期より必要に応じて粉体吹き込み用ランス11を介して粉炭、石灰等の粉体を炉内に吹き込む。さらに未溶解金属15の溶解が進むにつれて酸素の溶解促進効果により、酸素吹き込み用ランス10に吹き込み位置に未溶解金属15が存在しなくなくなるため、未溶解金属15の溶解に含わせてランスの前後進装置(図示せず)によりランスを前進させる。
【0017】
このように未溶解金属の溶解に合わせてランスを前進させるが、酸素吹き込み用ランス10はカッティング時期には、未溶解金属15からの酸素の跳ね返りによってランスの先端部分がダメージを受け、溶融金属が殆どを占める、または溶融金属のみの時期には、溶融金属の跳ね返り等によりランスの先端部がダメージを受ける。
【0018】
これらのダメージにより酸素吹き込み用ランス10の炉内に装入される先端部ランス10aは使用するにつれ、微少の水漏れ、または、ランス先端部の肌荒れによる酸素吹き込み口の形状崩れに起因する酸素流の乱れが生じ、溶融金属の飛散の増大等が発生する。これらの現象が起こった場合、炉内に装入される先端部ランス10aと後端部ランス10bの酸素の流れるパイプのフランジ19で接続された部分と、外部の水冷部のホース20で接続された部分を切り離し、炉内に装入される先端部ランス10aのみを新しい先端部ランス10aと交換する。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、酸素吹き込み用ランスの炉内に装入される先端部ランスのみを交換できる構造とすることにより、従来酸素吹き込み用ランスをランスホルダー部分から一体で交換していた酸素ランスを先端部のみ交換することができ、交換時間の大幅な短縮による操業阻害時間の短縮による生産性の確保、及び従来必要としていた交換人員の応援が不必要となり、臨時対応者の削減、ひいては先端部ランスのみの交換による交換範囲の縮小のため水冷ランス装置のランニングコストの低減に大きく貢献するもので、その効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したカッティング時期の直流電気炉の断面図である。
【図2】本発明を適用した溶融金属が殆どを占める、または溶融金属のみの時期の直流電気炉の断面図である。
【図3】従来の酸素吹き込み用ランスを適用したカッティング時期の直流電気炉の断面図である。
【符号の説明】
1:直流電気炉
2:耐火物
3:水冷ボックス
4:炉本体
5:炉蓋
6:上部電極
7:炉底電極
8:溶融金属
9:作業口
10:酸素吹き込み用ランス
10a:炉内に装入される先端部ランス
10b:後端部ランス
11:粉体吹き込み用ランス
12:ランスホルダー
13:アーム
14:駆動装置
15:未溶解金属
16,17,18:ピン
19:接続フランジ
20:冷却水ホース
Claims (1)
- 金属材料の溶解、溶融金属の精錬に使用する電気炉で、炉内金属材料の溶解促進、溶融金属の精錬のため、溶融金属内に上面から酸素または酸素含有ガスを吹き込む水冷ランスにおいて、該水冷ランスは、酸素または酸素含有ガスの通路となるパイプと、その外周部に同芯状の内管・外管からなる水冷2重管部を設けた構成とし、前記パイプは前記水冷ランスの炉内挿入時に炉内に位置する部分と炉外に位置する部分とに分離し、且つ分離部にフランジを介して接離可能とし、前記各々の内管・外管の端部をホースまたは配管で接続したことを特徴とする電気炉の非消耗水冷ランス構造。
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Publications (2)
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- 1998-04-22 JP JP11233998A patent/JP3692241B2/ja not_active Expired - Lifetime
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