JP4078834B2 - Impeller for desulfurization device, its replacement device and impeller replacement method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として溶銑の脱硫に用いる攪拌式脱硫装置のインペラ交換技術に関するものであり、特に新旧インペラを簡便かつ短時間で交換するのに適した脱硫装置用インペラとその交換装置、およびインペラ交換方法についての提案である。
【0002】
【従来の技術】
鋼中の硫黄(S)は、連鋳鋳片の表面性状や中心偏析等に悪影響を及ぼす他、製品の機械的性質にも悪影響を及ぼすことはよく知られている。これに対し、近年、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、脱硫技術の向上が求められている。その脱硫処理は、反応効率の点からSの活量が高い溶銑を対象として行うのが一般的であり、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(回転羽根)を浸漬し、溶銑と脱硫剤とを混合攪拌する機械攪拌式脱硫法等が普及している。
【0003】
前記攪拌式脱硫装置は、攪拌機の駆動軸下端部に、フランジ継手等を介して取付けられたインペラを、保持容器内溶湯中に浸漬し、回転攪拌し、脱硫剤と反応させることにより脱硫処理する装置である。この種の装置において、溶銑中に浸漬されるインペラの部分は、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。しかし、使用回数が増加すると、この装置のインペラが溶損したり、欠落したりするし、溶銑やノロが付着する。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。
【0004】
インペラの交換中は、脱硫処理ができなくなる。そのため、インペラ交換作業は、短時間で完了する必要がある。このため、例えば、実開昭57-44158号公報、実開平5-37949号公報に示されたようなインペラ交換装置が開発されている。
このうち、実開平5-37949号公報に開示されたインペラ交換装置は、図1に示すように、脱硫処理ライン上を走行させる自走式台車1上に、シリンダ装置2により昇降可能に支持された複数のインペラ容器3を設置し、インペラ4の回転軸5(インペラ軸)と攪拌機の回転主軸6(駆動軸)とをフランジ継手7にて着脱してなるものである。この装置の特徴は、インペラ容器3に移動式ターンテーブルからなる芯出し装置8を付設することにより、交換作業を簡易かつ迅速に行うようにした構成にある。
【0005】
すなわち、このインペラ交換装置により新旧インペラを交換するには、台車1に搭載された昇降式のインペラ容器3内に旧インペラを受けたのち、フランジ継手7を外し、シリンダ装置2により当該インペラ容器3を降下させ、インペラ軸5と攪拌機の駆動軸6とを離脱させる。次いで、台車1を移動させて新インペラを搭載したインペラ容器3を、攪拌機の駆動軸6の真下に搬送し、シリンダ装置2により当該容器を上昇させて、前記フランジ継手7を接続し、交換を完了する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のインペラ交換装置については、交換に際し、旧インペラを、インペラ容器内底面にインペラ下端面を載置して交換作業を行うように構成されている。このため、インペラ容器はインペラの径より大きいものが必要となり、装置の寸法も必然的に大きなものとなっていた。
またインペラの製作寸法精度が悪い場合や、インペラ下端面に溶銑やノロが付着した場合には、インペラ容器に載置したインペラは斜めに傾き、フランジ継手の接合が困難になる。即ち、このような状態でインペラの交換を行う時、ボルトやロッドに不必要な力が働き、取外しの時間が長くかかっていた。とくに、取付けの時には、たとえ芯だし装置を用いたとしても、インペラ側のフランジ面が水平でないため、攪拌機の回転主軸側のフランジ面とうまく合わず、交換作業がスムーズに行えないという問題があった。
【0007】
本発明の目的は、大きなインペラ容器を必要とせず、装置の小型化が可能であり、かつインペラの交換が容易で、その交換時間も大幅に短縮できるインペラとその交換装置、ならびにその交換方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インペラをインペラ容器内に載置して交換を行う従来技術に代えて、インペラを、インペラ軸上端部近傍に形成した張り出し部と、本発明に特有のインペラ交換装置の支持具とを介して、架空支持の状態の下に交換を行うようにしたものである。
【0009】
すなわち、本発明は、上端に駆動軸接続用継手を有するインペラ軸と、その下端に攪拌羽根を取付けてなる脱硫装置用インペラにおいて、前記インペラ軸の継手の下に、該インペラの交換時に脱硫装置用インペラの交換装置の支持具と係合してインペラを支持可能な張り出し部を設けてなることを特徴とする脱硫装置用インペラである。
【0010】
本発明は、また、上記の要旨構成に係るインペラを交換するための脱硫装置用インペラの交換装置であって、走行可能なインペラ交換台車と、その上に立設した昇降可能な昇降支柱と、その昇降支柱の上部に固着されたインペラの支持アームと、その支持アームに取付けられ、インペラに設けた張り出し部と係合してインペラを支持する支持具からなることを特徴とする脱硫装置用インペラの交換装置である。
【0011】
さらに、本発明は、上掲のインペラを、上記の脱硫装置用インペラの交換装置を用いて交換するに際し、前記インペラ交換台車をインペラ直下に導き、その後、前記インペラの張り出し部と交換装置の昇降可能な支持具により、該インペラを架空に支持し、その架空支持の下でインペラの交換をおこなうようにしたことを特徴とする脱硫装置用インペラの交換方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明の好適実施形態の一例を示したもので、本発明に係るインペラが、フランジ継手を介して攪拌機の駆動軸とボルトナットにより締結された状態と、本発明に係るインペラ交換装置とを模式的に示したものである。
【0013】
本発明のインペラ9は、耐火物からなるインペラ本体である攪拌羽根4とインペラ軸5とからなり、そのインペラ軸5の上端には、インペラを攪拌機の駆動軸6と接続するためのフランジ継手7が設けられている。そして、このインペラ軸5には、前記フランジ継手7の下に、インペラを把持して架空に支持するために用いられる張り出し部10が形成されている。この張り出し部10は、後述するインペラ交換装置の昇降支柱に取付けた支持具13と係合し、昇降する該支持具13により、インペラを架空に支持できるようにするために設けられたものである。
なお、インペラ軸5の上端に設けたフランジ継手は、同種の機能をもつ他の締結方式を用いた接続手段でも構わない。
【0014】
前記張り出し部10は、フランジ状、ウイング状、十字状、突起状など、インペラの架空支持が可能な形状であれば使用できる。とくに、フランジ状の場合、脱硫処理中の溶銑からのスプラッシュ飛散による、接合部の汚れ防止に有効であり、また溶銑からの輻射熱による継手部の温度上昇を防止できるため、特別な保護カバーが不必要で、交換作業がさらに容易になり、好ましい。
【0015】
張り出し部を設ける位置は、前述のとおり、インペラ軸上端の継手の下である。なお、継手から張り出し部までの距離は、特に限定するものではないが、インペラと攪拌機の駆動軸との着脱作業の妨げにならないよう、適度に離隔していることが必要である。
次に、本発明に係るインペラ交換装置は、脱硫処理ライン上を走行可能なインペラ交換台車1と、その上に立設され、シリンダ装置等により昇降可能に構成された昇降支柱11と、その昇降支柱11の上部に取付けられたインペラ支持用の支持アーム12と、その支持アームの遊端部に取付けられた支持具13とから構成されている。インペラは、昇降支柱の動きに合わせて昇降する上記支持具13により、このインペラの張り出し部10部分を把持して持ち上げ、架空に支持される。
ここで、図2は、交換台車1が待機状態にあって、本発明に係る交換装置が未だインペラを保持していない状態、すなわち支持具13と張り出し部10とが係合していない状態を示しており、支持具13の高さ(レベル)は、インペラの張り出し部10の下面より若干下の位置にある。
【0016】
昇降する支持アームに取付けた前記支持具13により、インペラをその張り出し部10を介して保持するには、たとえば、二股状の支持具を前記張り出し部の下部に挿入してこれを挟み、下から持ち上げる形で架空に保持する方法や、リング状の支持具にて棒状張り出し部を把持係合させる方法などが可能である。
上述したところから明らかなように、本発明に係る装置では、インペラ容器が全く不要である。しかも、支持具のセンターと攪拌機駆動軸のセンターとを予め合わせておけば、芯だし装置も不要であり、装置の小型化が可能になる。
【0017】
本発明に係るインペラおよびインペラ交換装置とを用いてインペラを交換する方法は、インペラ交換装置の前記支持具により、インペラの張り出し部部を把持し、かつ架空に支持しつつ、新旧インペラの交換を行うものである。
以下、そのインペラ交換作業の詳細を説明する。
インペラ取外しに当たっては、まず、図2に示したような状態の交換台車を、脱硫処理設備に導き、昇降する支持アーム12に取付けた支持具13が張り出し部10の下部に入り込むように案内する。次いで、インペラ昇降支柱11を作動させ、支持具13を張り出し部10に係合させる。図3は、この状態を図示したものである。次いで、フランジ継手7のボルトナットを外して、攪拌機とインペラとの接合を解除する。このとき、インペラは、支持具13により架空にかつ水平に支持されているため、取外し作業は容易である。その後、インペラ昇降支柱11を初期状態の位置まで降下させ、そして、交換台車1を後退させることにより、インペラの取外しを完了する。
【0018】
次に、新インペラの取付けに当たっては、まず、新インペラを支持具13に保持させ、その支持具13のレベルを初期設定位置にセットした交換台車1を、インペラ軸5と攪拌機駆動軸6が一致する位置まで移動停止させる。このときの状態を示したのが図4である。この位置で、インペラ昇降支柱11を上昇させ、インペラ軸5上端のフランジ7を攪拌機駆動軸6のフランジ7’と接合させる。続いてボルトナットで継手部を締結する。その後、昇降支柱11を初期位置まで降下させてから、交換台車1を後退させ、取付け作業を完了する。
【0019】
かかる本発明の方法では、インペラは、たとえその下端に付着物があったとしても常に水平に保持される。そのため、支持具のセンターとインペラ回転主軸のセンターとを予め合わせておけば、インペラ取外しの際の、支持具によるインペラの保持や、その後の離脱作業が容易である。さらに、新インペラの装着に際しても、芯だし作業が不要となり、作業の効率化が図られる。
【0020】
なお、上述した説明では、支持アーム上に1つの支持具を取付けた場合で説明したが、支持アーム上に複数の支持具を取付けることも可能である。たとえば図5は、インペラを2本搭載可能とした交換装置を示した。この例では、一方の支持具で、旧インペラ9’を回収し、他方で、新インペラ9を取付けに供することが可能となり、交換に要する作業時間の大幅な短縮が実現できる。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インペラについては、その軸上端近傍にこれを架空支持するために用いられる張り出し部を設けること、インペラ交換装置については、張り出し部に係合させる昇降可能な支持具を設けること、そしてその張り出し部を介してインペラを架空支持するようにしたことにより、インペラ容器や芯だし装置が全く不要になり、インペラ交換装置の小型化が可能となる。しかも、本発明によれば、インペラの芯だしが容易となり、交換時間の大幅な短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のインペラ交換装置の模式図である。
【図2】本発明のインペラと、インペラ交換装置の模式図である。
【図3】本発明の一実施形態であって、インペラ取外し前の、支持具がインペラを保持した状態を示した模式図である。
【図4】本発明の他の実施形態であって、インペラ取付け前の、支持具がインペラを保持した状態を示した模式図である。
【図5】本発明のさらに他の実施形態であって、交換装置に2本のインペラを搭載した例を示した模式図である。
【符号の説明】
1 インペラ交換台車
2 シリンダ装置
3 インペラ容器
4 従来インペラ
5 インペラ軸
6 攪拌機駆動軸
7 フランジ継手
8 芯だし装置
9 本発明インペラ
10 張り出し部
11 昇降支柱
12 インペラ支持アーム
13 インペラ支持具
14 作業デッキ
15 攪拌機
16 モーター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an impeller replacement technique for a stirring-type desulfurizer mainly used for hot metal desulfurization, and in particular, an impeller for a desulfurization apparatus suitable for easily and quickly replacing old and new impellers, and an impeller replacement thereof. It is a proposal about the method.
[0002]
[Prior art]
It is well known that sulfur (S) in steel adversely affects the surface properties and center segregation of continuous cast slabs as well as the mechanical properties of products. On the other hand, in recent years, with increasing demand for quality, 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 generally performed on hot metal having a high S activity in terms of reaction efficiency, and various methods have already been industrialized. Among them, an injection desulfurization method in which a desulfurizing agent is blown through a lance immersed in hot metal, a mechanical stirring desulfurization method in which an impeller (rotary blade) is immersed in hot metal, and the hot metal and the desulfurizing agent are mixed and stirred are widely used.
[0003]
The stirring-type desulfurization apparatus performs a desulfurization treatment by immersing an impeller attached to a lower end portion of a drive shaft of a stirrer via a flange joint or the like in a molten metal in a holding container, rotating and reacting with a desulfurizing agent. Device. In this type of apparatus, the portion of the impeller that is immersed in the hot metal usually has a surface covered with a refractory and is used repeatedly. However, if the number of times of use increases, the impeller of this apparatus may be melted or missing, and hot metal or noro will adhere. For this reason, the impeller must be replaced regularly.
[0004]
Desulfurization cannot be performed while the impeller is being replaced. Therefore, the impeller replacement work needs to be completed in a short time. For this reason, for example, an impeller exchanging device as shown in Japanese Utility Model Publication No. 57-44158 and Japanese Utility Model Application Publication No. 5-37949 has been developed.
Of these, the impeller replacement device disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 5-37949 is supported on a self-propelled carriage 1 that travels on a desulfurization treatment line so as to be movable up and down by a
[0005]
That is, in order to replace the old and new impellers with this impeller exchanging device, after receiving the old impeller in the liftable impeller vessel 3 mounted on the carriage 1, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional impeller exchanging device is configured to perform the exchanging operation by placing the impeller lower end surface on the inner bottom surface of the impeller container when exchanging. For this reason, the impeller container needs to be larger than the diameter of the impeller, and the size of the apparatus is necessarily large.
In addition, when the impeller manufacturing dimensional accuracy is poor, or when hot metal or glue adheres to the lower end surface of the impeller, the impeller placed on the impeller container is inclined obliquely, making it difficult to join the flange joint. That is, when replacing the impeller in such a state, an unnecessary force is applied to the bolt and the rod, and it takes a long time to remove the impeller. In particular, when installing, even if a centering device is used, the flange surface on the impeller side is not horizontal, so it does not fit well with the flange surface on the rotating main shaft side of the agitator, and replacement work cannot be performed smoothly. It was.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an impeller, its replacement device, and its replacement method that do not require a large impeller container, can be downsized, can be easily replaced, and can greatly reduce the replacement time. It is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention replaces the conventional technique of replacing the impeller by placing the impeller in the impeller container, and an overhang portion in which the impeller is formed in the vicinity of the upper end portion of the impeller shaft, and a support for the impeller replacement device unique to the present invention. It is made to exchange under the state of an aerial support via.
[0009]
That is, the present invention includes an impeller shaft having a drive shaft connected for joint to the upper end, in the desulfurization apparatus for an impeller comprising mounting a stirring blade at its lower end, below the joint of the impeller shaft, the desulfurization apparatus when replacing the impeller An impeller for a desulfurization device, characterized in that an overhanging portion capable of supporting the impeller by engaging with a support tool of the impeller replacement device is provided.
[0010]
The present invention is also an impeller replacement device for a desulfurization device for exchanging an impeller according to the above-described gist configuration, and is a travelable impeller replacement carriage, a vertically movable lifting column that is erected on the impeller replacement carriage, An impeller for a desulfurization apparatus comprising: a support arm of an impeller fixed to an upper portion of the lifting column; and a support member attached to the support arm and engaged with a projecting portion provided on the impeller to support the impeller. Is an exchange device.
[0011]
Furthermore, the present invention, the impeller supra, upon exchange with a switching device of an impeller for the above desulfurizer, leads to the impeller changing carriage directly under the impeller, then lifting the replacement device and overhanging portion of the impeller the possible support, the impeller is supported by the overhead, a method of replacing the desulfurizer impeller being characterized in that to perform the exchange of the impeller under the imaginary support.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 shows an example of a preferred embodiment of the present invention, in which the impeller according to the present invention is fastened by a drive shaft of a stirrer and a bolt and nut via a flange joint, and the impeller replacement according to the present invention. The apparatus is schematically shown.
[0013]
The
The flange joint provided at the upper end of the
[0014]
The overhanging portion 10 can be used as long as it has a shape capable of supporting the impeller aerial, such as a flange shape, a wing shape, a cross shape, or a protrusion shape. In particular, in the case of a flange, it is effective in preventing contamination of the joint due to splash scattering from the hot metal during the desulfurization process, and it can prevent the temperature of the joint from rising due to radiant heat from the hot metal. It is necessary and preferable because the replacement work becomes easier.
[0015]
As described above, the position where the projecting portion is provided is under the joint at the upper end of the impeller shaft. The distance from the joint to the overhanging portion is not particularly limited, but it is necessary that the distance between the joint and the overhanging portion is moderately spaced so as not to hinder the work of attaching and detaching the impeller and the drive shaft of the stirrer.
Next, an impeller exchanging apparatus according to the present invention includes an impeller exchanging carriage 1 that can travel on a desulfurization treatment line, an elevating
Here, FIG. 2 shows a state where the exchanging carriage 1 is in a standby state and the exchanging device according to the present invention does not hold the impeller yet, that is, the state where the support 13 and the overhanging portion 10 are not engaged. As shown, the height (level) of the support 13 is slightly below the lower surface of the overhanging portion 10 of the impeller.
[0016]
In order to hold the impeller via the projecting portion 10 by the support tool 13 attached to the support arm that moves up and down, for example, a bifurcated support tool is inserted into the lower portion of the projecting portion, and this is sandwiched from below. A method of holding it in an imaginary manner by lifting it up, a method of gripping and engaging the rod-like projecting portion with a ring-shaped support tool, and the like are possible.
As is apparent from the above description, the impeller container is completely unnecessary in the apparatus according to the present invention. In addition, if the center of the support and the center of the stirrer drive shaft are aligned in advance, a centering device is not necessary, and the device can be miniaturized.
[0017]
The impeller exchanging method using the impeller and the impeller exchanging device according to the present invention is a method of exchanging old and new impellers while holding the overhanging portion of the impeller and supporting it in an aerial manner by the support of the impeller exchanging device. Is what you do.
The details of the impeller replacement work will be described below.
In order to remove the impeller, first, the replacement carriage in the state as shown in FIG. 2 is guided to the desulfurization processing equipment and guided so that the support 13 attached to the
[0018]
Next, when mounting the new impeller, first, the
[0019]
In such a method of the present invention, the impeller is always held horizontally even if there is a deposit on its lower end. Therefore, if the center of the support tool and the center of the impeller rotation main shaft are aligned in advance, the impeller can be easily held and removed by the support tool when the impeller is removed. Furthermore, when the new impeller is installed, the centering work is not necessary, and the work efficiency is improved.
[0020]
In the above description, the case where one support tool is mounted on the support arm has been described. However, a plurality of support tools can be mounted on the support arm. For example, FIG. 5 shows an exchange device that can mount two impellers. In this example, it is possible to collect the
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an impeller is provided in the vicinity of the upper end of the shaft, and an overhanging portion used for aerial support is provided, and an impeller exchanging device can be moved up and down to be engaged with the overhanging portion. By providing a simple support and supporting the impeller through the overhanging portion, the impeller container and the centering device are completely unnecessary, and the impeller replacement device can be downsized. Moreover, according to the present invention, the impeller can be easily centered, and the replacement time can be greatly shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional impeller exchange device.
FIG. 2 is a schematic diagram of an impeller of the present invention and an impeller exchange device.
FIG. 3 is a schematic view showing a state where the support device holds the impeller before the impeller is removed, according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a state in which the support device holds the impeller before the impeller is mounted, according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing an example in which two impellers are mounted on an exchange device according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
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