JP4211524B2 - 機械攪拌式脱硫装置 - Google Patents

Description

本発明は、その下端の攪拌子を溶銑中に浸漬させ、この攪拌子を回転させて溶銑と脱硫剤とを混合し、溶銑の脱硫処理を行う機械攪拌式脱硫装置に関するものである。

溶銑から鋼を製造するに当たり、鋼中の硫黄は鋼材の機械的特性を著しく劣化させるため、鋼中の硫黄含有量を低減させることを目的として、脱硫反応効率の高い溶銑段階で脱硫処理が施されている。この脱硫処理は、Ａｒガス等の不活性ガスのガス吹き込みによるガス攪拌方式、或いは、インペラー（「回転羽根」或いは「回転翼」とも呼ぶ）又はスターラー（「攪拌体」とも呼ぶ）等の回転する攪拌子による機械攪拌方式によって、攪拌されている溶銑に脱硫剤を添加して行う方法が一般的であり、特に、安価なＣａＯ系の脱硫剤を使用した場合でも高い脱硫効率が得られることから、近年は機械攪拌方式による脱硫方法が主流になっている。

この機械攪拌式脱硫装置の例として、特許文献１に開示された機械攪拌式脱硫装置を図５に示す。図５に示すように、機械攪拌式脱硫装置１は、クレーンやウインチ等の昇降機（図示せず）で駆動されるワイヤー２３を介して昇降する攪拌機本体２と、攪拌機本体２の昇降をガイドするための、複数の立設されたＨ型鋼等からなる固定枠３とを主たる装置とするものであり、攪拌機本体２は、駆動機７、減速機８、回転軸１０及びインペラー１２等を搭載した移動架台６で構成されている。攪拌機本体２の下端のインペラー１２を、溶銑鍋２７内の溶銑２８に浸漬し、回転させて溶銑２７の脱硫処理を実施する。攪拌機本体２は、ワイヤ２３によって固定枠３に沿って上方に待避したり、又、溶銑鍋２７に向けて降下したりする。

脱硫処理中、インペラー１２の回転に伴う攪拌機本体２の振動が激しく、従って、この振動を防止するために、特許文献１では、油圧装置２５及び油圧配管２６に連結した複数個の油圧シリンダー２４を固定枠３に設置し、油圧シリンダー２４を駆動させて油圧シリンダー２４のピストンロッド先端を移動架台６に押し当て、これによって前記振動を防止している。尚、特許文献１では、油圧シリンダー２４を攪拌機本体２側に設置し、ピストンロッド先端を固定枠３に押し当てることによって振動を防止した機械攪拌式脱硫装置も開示している。
特開２００２−３６３６２７号公報

このように、従来、機械攪拌式脱硫装置における攪拌機本体の振動防止対策としては、油圧シリンダー、エアーシリンダー、電導シリンダー等の加圧機を用い、加圧機のピストンロッドを攪拌機本体或いは固定枠に押し当てて振動を防止する方法が行われていた。

しかしながら、この振動防止方法には、次のような問題点がある。即ち、加圧機によって所定値以上の力で常に攪拌機本体と固定枠とを拘束しているため、攪拌機本体を昇降させる場合には、その都度加圧機による拘束力を解除しなければならず、例えば、脱硫効率の向上を目的として攪拌機本体を昇降させながら脱硫処理することは、実質的に不可能であった。

又、油圧や圧縮空気圧等によって攪拌機本体と固定枠とを一体的に拘束するため、機械攪拌式脱硫装置のみならず、機械攪拌式脱硫装置を設置した建家全体にまで振動が伝播し、機械攪拌式脱硫装置や建家にガタが生じ、最悪の場合には、機械攪拌式脱硫装置及び建家の破損の恐れさえもあった。

更に、振動に起因する全ての力が加圧機のピストンロッドに架かるため、ピストンのパッキンが破損し易く、脱硫処理中に攪拌機本体の固定が突然不可能になると云ったトラブルが発生した。又、油圧や圧縮空気を用いた場合には、加圧機や配管用ホース等のユーティリティー供給付帯設備の破損、破穴が起こり易く、油漏れや圧縮空気漏れの発生を常に監視している必要があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、脱硫処理中でも攪拌機本体を固定枠で支持した状態のままで昇降することが可能であり、又、或る程度の振動は吸収して機械攪拌式脱硫装置全体への振動の伝播を抑制することが可能であり、更に、トラブル発生の頻度が低い上に点検保守管理が容易である機械攪拌式脱硫装置を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明に係る機械攪拌式脱硫装置は、溶銑中に浸漬され回転して溶銑を攪拌する攪拌子及び当該攪拌子を回転させる駆動機を備えた攪拌機本体と、当該攪拌機本体の昇降をガイドする固定枠と、を具備する機械攪拌式脱硫装置であって、前記攪拌機本体には、ローラー押付機構に保持された複数個のガイドローラーが設置され、一方、前記固定枠には、それぞれのガイドローラーと対向するレールが設置されており、前記ガイドローラーは前記レールに前記ローラー押付機構によって常時押し付けられており、前記攪拌機本体は、前記ガイドローラーが前記レールに押し付けられた状態のまま、昇降することを特徴とするものである。

第２の発明に係る機械攪拌式脱硫装置は、溶銑中に浸漬され回転して溶銑を攪拌する攪拌子及び当該攪拌子を回転させる駆動機を備えた攪拌機本体と、当該攪拌機本体の昇降をガイドする固定枠と、を具備する機械攪拌式脱硫装置であって、前記攪拌機本体には、攪拌機本体の回転方向の異なる位置と攪拌機本体の鉛直方向の異なる位置とに、ローラー押付機構に保持された複数個のガイドローラーが設置されており、一方、前記固定枠には、それぞれのガイドローラーと対向するレールが設置されており、前記ガイドローラーは前記レールに前記ローラー押付機構によって常時押し付けられており、前記攪拌機本体は、前記ガイドローラーが前記レールに押し付けられた状態のまま、昇降することを特徴とするものである。

第３の発明に係る機械攪拌式脱硫装置は、溶銑中に浸漬され回転して溶銑を攪拌する攪拌子及び当該攪拌子を回転させる駆動機を備えた攪拌機本体と、当該攪拌機本体の昇降をガイドする固定枠と、を具備する機械攪拌式脱硫装置であって、前記攪拌機本体は、その水平断面の外殻が直角四角形であり、当該攪拌機本体には、一対のうちの少なくとも攪拌機本体の回転方向上流側のガイドローラーがローラー押付機構に保持されていて、その軸心方向を直交させる一対のガイドローラーが、一対を１組として、攪拌機本体の鉛直方向の少なくとも二箇所の位置に、攪拌機本体の直角四角形断面の頂点を挟んで水平方向に４組、合計８組以上設置されており、一方、前記固定枠には、それぞれのガイドローラーと対向するレールが設置されており、一対のうちの少なくとも攪拌機本体の回転方向上流側のガイドローラーは前記レールに前記ローラー押付機構によって常時押し付けられており、前記攪拌機本体は、攪拌機本体の回転方向上流側のガイドローラーが前記レールに押し付けられた状態のまま、昇降することを特徴とするものである。

第４の発明に係る機械攪拌式脱硫装置は、第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記ローラー押付機構は、バネを用いて前記ガイドローラーを前記レールに常時押し付けていることを特徴とするものである。

第５の発明に係る機械攪拌式脱硫装置は、第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記ローラー押付機構は、油圧シリンダー、エアーシリンダー、電動シリンダーの内の何れか１つを用いて前記ガイドローラーを前記レールに常時押し付けていることを特徴とするものである。

本発明によれば、攪拌機本体を、ガイドローラーを介して固定枠で支持しているので、攪拌機本体は固定枠には拘束されておらず、そのため、脱硫処理中であっても攪拌機本体を昇降させることができ、溶銑の攪拌強度を高めた脱硫処理が可能となる。又、ガイドローラーの押付力として皿バネを用いた場合には、皿バネによって攪拌機本体の振動を或る程度吸収することができ、固定枠への振動伝播を抑制することが可能であり、更に、油圧装置や油圧配管等を設置する必要がないために、加圧機や配管用ホース等のユーティリティー供給付帯設備の破損や破穴のトラブルがなく、安定して脱硫処理を行なうことが可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態を示す図であって、図１は、本発明に係る機械攪拌式脱硫装置の概略側面図、図２は、本発明に係る機械攪拌式脱硫装置の概略平面図、図３は、図１及び図２に示すローラー押付機構の概略拡大図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る機械攪拌式脱硫装置１は、その下端に攪拌子としてインペラー１２を備え、このインペラー１２を溶銑保持容器例えば溶銑鍋２７に収容された溶銑２８中に浸漬させるために昇降する攪拌機本体２と、攪拌機本体２の昇降をガイドするための、４本の立設されたＨ型鋼及びＨ型鋼同士を連結する鋼材等からなる固定枠３とを主たる装置として構成されている。攪拌機本体２の上部にはプーリー２２が設置され、プーリー２２には、クレーンやウインチ等の昇降機（図示せず）によって駆動されるワイヤー２３が架けられており、クレーンやウインチ等の昇降機を起動させることによって攪拌機本体２は昇降するようになっている。

攪拌機本体２は、インペラー１２を回転させるための駆動機７、駆動機７から伝達される回転数を減速して回転軸１０に伝達する減速機８、減速機８に取り付けられた回転軸１０、回転軸１０とインぺラー軸１２Ａとを接続する接続部１１、及びインペラー軸１２Ａの先端に設置されたインペラー１２等を搭載した移動架台６で構成され、回転軸１０は軸受ベアリング９を介して移動架台６に保持されている。

水平断面の外殻が直角四角形である攪拌機本体２には、その直角四角形断面の各頂点を挟んで、その軸心方向を直交させる一対のガイドローラー１３及びガイドローラー１５が、一対を１組として、攪拌機本体２の回転方向即ち水平方向に４組、攪拌機本体２の鉛直方向に二箇所、合計８組配置されている。ガイドローラー１３は、移動架台６に設置された軸受２１によって移動架台６に固定されて配置され、一方、ガイドローラー１５は、移動架台６に設置されたローラー押付機構１４によって保持されており、後述するように、攪拌機本体２の外殻面に対して平行に移動可能な構造になっている。ガイドローラー１３は移動架台６に固定されているが、固定される位置の調整が可能な構造になっている。

固定枠３には、ガイドローラー１３及びガイドローラー１５と対向する位置に水平断面が直角三角形である４本のレール４が、レール支持腕５によって取り付けられている。レール４とガイドローラー１３及びガイドローラー１５とは、レール４の直交する２つの面で接触し、この接触面は平滑であり、ガイドローラー１３及びガイドローラー１５は、レール４と接触しながら回転するようになっている。

ローラー押付機構１４は、図３に示すように、移動架台６にボルト（図示せず）によって取り付けられたケース１９と、その一端がケース１９内に収容され、その他端がケース１９から突出して２つに分岐し、ケース１９内を摺動可能なローラー支持具１７と、ローラー支持具１７の２つに分岐した部分に設置された軸受１６と、ベアリング１８を介して軸受１６によって支持されるガイドローラー１５と、ケース１９内に収容されてローラー支持具１７に接触する複数個の皿バネ２０とから構成されており、皿バネ２０によってローラー支持具１７は常時ケース１９から突出するように力を受けている。これにより、ローラー支持具１７に保持されたガイドローラー１５もケース１９側とは反対側向きの方向の力を常時受けている。尚、図３ではケース１９内のローラー支持具１７側に間隙が存在するが、これはガイドローラー１５がレール４と当接しており、レール４からの反力によって皿バネ２０が収縮している状態を示しているからである。

このように、一対のガイドローラー１３及びガイドローラー１５がレール４を挟むようにして常時接触することによって、攪拌機本体２は固定枠３に保持されるようになっている。この場合、ガイドローラー１５は皿バネ２０によって移動可能であるため、移動架台６における設置範囲の自由度があるが、ガイドローラー１３は移動架台６に固定されるので、レール４と接触する位置に固定配置することが好ましい。但し、ガイドローラー１３とレール４との間に数ｍｍ程度の間隙が生じたとしても、ガイドローラー１５がレール４に接触している限り、攪拌機本体２を固定枠３に保持させることはできる。

又、攪拌機本体２の自重はクレーンやウインチ等の昇降機によって支持されており、ガイドローラー１３及びガイドローラー１５は、インペラー１２の回転による振動を防止するだけの力が作用するものとして設計することができる。攪拌機本体２が振動しても、皿バネ２０が或る程度の振動を吸収するので、固定枠３への振動の伝播を抑制することができる。

ガイドローラー１３及びガイドローラー１５はレール４と接触しながら回転するため、攪拌機本体２を昇降する際にも、ガイドローラー１５をレール４に押し付けたままとすることができる。即ち、ガイドローラー１３及びガイドローラー１５を上記の状態のままで攪拌機本体２を固定枠３内で昇降させることが可能となる。

図１及び図２では、直角四角形断面の頂点を挟んで配置した一対のガイドローラーの内で、ローラー押付機構１４に保持されたガイドローラーは、攪拌機本体２の回転方向上流側の１つのみであるが、両方のガイドローラーをローラー押付機構１４によって保持するようにしてもよい。又、一対のガイドローラーを水平方向に四箇所配置しているが、少なくとも直角四角形断面の対角線上の二箇所に配置すれば、攪拌機本体２を保持することができる。更に、鉛直方向では二箇所に配置しているが、二箇所以上に配置してもよい。

この場合、攪拌機本体２はガイドローラーによって支持されているので、攪拌機本体２の振動を抑制する観点から、インペラー１２を回転させる回転軸１０の上端即ち減速機８の下端からインペラー１２の先端までの長さに応じて、鉛直方向の最も高位置のガイドローラーと最も低位置のガイドローラーとの間隔を、攪拌機本体２の振動が少なくなるように適宜調整することが好ましい。攪拌機本体２の振動が低減すると、軸受ベアリング９の寿命が延長すること等により、コスト削減に寄与する。上下のガイドローラーの間隔が相対的に長くなればなるほど、攪拌機本体２の振動は抑制される。

このように構成される本発明に係る機械攪拌式脱硫装置１を用いて溶銑２８の脱硫処理を以下のようにして実施する。

先ず、高炉から出銑された溶銑２８を溶銑保持容器例えば溶銑鍋２７にて受銑し、この溶銑鍋２７を搬送台車２９に搭載して機械攪拌式脱硫装置１の直下に搬送する。このとき、攪拌機本体２は、クレーンやウインチ等の昇降機によって固定枠３に沿って上方に待避した状態に支持される。次いで、インペラー１２を溶銑鍋２７内の溶銑２８中に浸漬するために攪拌機本体２を下降し、インペラー１２が所定の浸漬深さに達したときに下降を停止する。このとき、インペラー１２は予め回転させてもよいし、浸漬した後に回転させてもよい。その後、溶銑鍋２７中に脱硫剤を添加し、インペラー１２の回転速度を適宜に調整して脱硫処理を施す。脱硫処理が終了したなら、インペラー１２の回転を停止し、攪拌機本体２を上方に引き上げて脱硫処理を終了する。脱硫処理後、次工程の転炉設備や溶銑予備処理を更に実施する場合には溶銑予備処理設備へ溶銑鍋２７を搬出する。

脱硫剤としてはＣａＯ系やソーダ系或いは金属Ｍｇ系等を用いることができるが、安価なＣａＯ系脱硫剤を使用することが好ましい。又、脱硫処理中に攪拌機本体２を昇降させて、溶銑２８の攪拌強度を増加させることもできる。更に、溶銑２８を脱硫処理する前に、溶銑２８に対して脱珪処理や脱燐処理を施してもよく、又、脱珪処理や脱燐処理で生成したスラグは、徐滓しても又除滓しなくてもどちらでもよいが、脱硫効率を高める観点から、ある程度徐滓することが望ましい。

以上説明したように、上記構成の本発明に係る機械攪拌式脱硫装置１では、攪拌機本体２を昇降させながら脱硫処理することが可能であり、又、皿バネ２０を用いているために攪拌機本体２の振動を或る程度吸収することができ、固定枠３への振動伝播を抑制することが可能であり、更に、攪拌機本体２を支持するための油圧装置や油圧配管等を設置する必要がないために、加圧機や配管用ホース等のユーティリティー供給付帯設備の破損や破穴のトラブルがなく、安定して脱硫処理を行なうことが可能となる。

尚、ローラー押付機構１４では、皿バネ２０の代りに油圧、圧縮空気圧、電動力等を用いることができる。図４は、油圧を用いたローラー押付機構１４の例を示す概略図であり、油圧シリンダー３０が移動架台６にボルト（図示せず）によって取り付けられており、この油圧シリンダー３０のピストンロッドがローラー支持具１７を兼ねている。油圧シリンダー３０には給排油口３１，３２が設置され、移動架台６に設置された油圧装置（図示せず）から給排油口３１，３２を介して油圧シリンダー３０に油圧が供給されるようになっている。その他の部分は、図３に示すローラー押付機構１４と同一であり、同一符号で表示している。

又、本発明は上記説明に限るものではなく、種々の変更が可能である。例えば、攪拌機本体２の水平断面が直角四角形であるが、三角形や五角形以上の多角形更には円形としてもよい。更に、ローラー押付機構１４の詳細な構造は、ガイドローラーをレール４側に押し付け可能である限り、どのような構造としても構わない。

本発明の実施の形態を示す図であって、本発明に係る機械攪拌式脱硫装置の概略側面図である。 本発明の実施の形態を示す図であって、本発明に係る機械攪拌式脱硫装置の概略平面図である。 本発明の実施の形態を示す図であって、図１及び図２に示すローラー押付機構の概略拡大図である。 本発明の実施の形態を示す図であって、油圧を用いたローラー押付機構の例を示す概略図である。 従来の機械攪拌式脱硫装置の概略図である。

符号の説明

１ 機械攪拌式脱硫装置
２ 攪拌機本体
３ 固定枠
４ レール
５ レール支持腕
６ 移動架台
７ 駆動機
８ 減速機
９ 軸受ベアリング
１０ 回転軸
１１ 接続部
１２ インペラー
１２Ａ インぺラー軸
１３ ガイドローラー
１４ ローラー押付機構
１５ ガイドローラー
１６ 軸受
１７ ローラー支持具
１８ ベアリング
１９ ケース
２０ 皿バネ
２１ 軸受
２２ プーリー
２３ ワイヤー
２４ 油圧シリンダー
２５ 油圧装置
２６ 油圧配管
２７ 溶銑鍋
２８ 溶銑
２９ 搬送台車
３０ 油圧シリンダー
３１ 給排油口
３２ 給排油口

Claims (5)

1. 溶銑中に浸漬され回転して溶銑を攪拌する攪拌子及び当該攪拌子を回転させる駆動機を備えた攪拌機本体と、当該攪拌機本体の昇降をガイドする固定枠と、を具備する機械攪拌式脱硫装置であって、前記攪拌機本体には、ローラー押付機構に保持された複数個のガイドローラーが設置され、一方、前記固定枠には、それぞれのガイドローラーと対向するレールが設置されており、前記ガイドローラーは前記レールに前記ローラー押付機構によって常時押し付けられており、前記攪拌機本体は、前記ガイドローラーが前記レールに押し付けられた状態のまま、昇降することを特徴とする機械攪拌式脱硫装置。
2. 溶銑中に浸漬され回転して溶銑を攪拌する攪拌子及び当該攪拌子を回転させる駆動機を備えた攪拌機本体と、当該攪拌機本体の昇降をガイドする固定枠と、を具備する機械攪拌式脱硫装置であって、前記攪拌機本体には、攪拌機本体の回転方向の異なる位置と攪拌機本体の鉛直方向の異なる位置とに、ローラー押付機構に保持された複数個のガイドローラーが設置されており、一方、前記固定枠には、それぞれのガイドローラーと対向するレールが設置されており、前記ガイドローラーは前記レールに前記ローラー押付機構によって常時押し付けられており、前記攪拌機本体は、前記ガイドローラーが前記レールに押し付けられた状態のまま、昇降することを特徴とする機械攪拌式脱硫装置。
3. 溶銑中に浸漬され回転して溶銑を攪拌する攪拌子及び当該攪拌子を回転させる駆動機を備えた攪拌機本体と、当該攪拌機本体の昇降をガイドする固定枠と、を具備する機械攪拌式脱硫装置であって、前記攪拌機本体は、その水平断面の外殻が直角四角形であり、当該攪拌機本体には、一対のうちの少なくとも攪拌機本体の回転方向上流側のガイドローラーがローラー押付機構に保持されていて、その軸心方向を直交させる一対のガイドローラーが、一対を１組として、攪拌機本体の鉛直方向の少なくとも二箇所の位置に、攪拌機本体の直角四角形断面の頂点を挟んで水平方向に４組、合計８組以上設置されており、一方、前記固定枠には、それぞれのガイドローラーと対向するレールが設置されており、一対のうちの少なくとも攪拌機本体の回転方向上流側のガイドローラーは前記レールに前記ローラー押付機構によって常時押し付けられており、前記攪拌機本体は、攪拌機本体の回転方向上流側のガイドローラーが前記レールに押し付けられた状態のまま、昇降することを特徴とする機械攪拌式脱硫装置。
4. 前記ローラー押付機構は、バネを用いて前記ガイドローラーを前記レールに常時押し付けていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載の機械攪拌式脱硫装置。
5. 前記ローラー押付機構は、油圧シリンダー、エアーシリンダー、電動シリンダーの内の何れか１つを用いて前記ガイドローラーを前記レールに常時押し付けていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載の機械攪拌式脱硫装置。

Images