JP4277674B2

JP4277674B2 - 溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置

Info

Publication number: JP4277674B2
Application number: JP2003416779A
Authority: JP
Inventors: 富美男柴岡
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-12-15
Also published as: JP2005171370A

Description

本発明は、溶鉱炉の出銑口を開孔するための溶鉱炉出銑口の開孔機のビットを冷却するための冷却液体供給装置に関する。

溶鉱炉の出銑口はマッド材により閉塞されており、その内部側は１０００℃以上の高温になる。このため、開孔機（穿孔機）のビット及びロッド先端部は炉壁を貫通するまでに溶損若しくは軟弱化される。
これを防止するため、気体噴出口を有するビットを中空ロッドの先端に取り付け、窒素ガス又は空気を中空ロッドを介してビットの噴出口より噴出せしめることにより、ビット及びロッド先端部を冷却するとともに、ビットにより切削した切粉を排出する技術がある。しかし、窒素ガス又は空気だけでは冷却効果が少なく、十分な冷却効果が得られない。

また、中空ロッド内に冷却用気体の代わりに多量の水をそのまま圧送する技術がある（例えば特許文献１参照）。しかし、ビット先端部の噴出口から噴射させた水が水蒸気爆発を惹き起こす危険性がある。
このようなことから、冷却用の気体中にこの気体によって冷却用液体を霧状にして混入する技術が提案されている（例えば特許文献２、特許文献３参照）。この技術によれば、開孔機のビッド等を効率よくかつ安全に冷却できる。
特開平９−１３１１３号公報特公昭５３−１３５６６号公報実開昭５８−４６３８号公報

前記特許文献２及び特許文献３の技術のように、冷却用液体を霧状にして冷却する装置では、いずれも冷却用気体の流路内に負圧部分を発生させて、その負圧を利用して冷却用液体を吸い込んで霧状にしている。しかし、これでは、冷却用液体を霧化できる量に限界がある。さらに、霧化する量を制御するには、負圧を制御する必要があり、すなわち冷却用気体の噴出圧力を調整する必要がある。このようなことから、（霧化する）冷却用液体の量と冷却用気体の噴出量とを同時に調整することは困難である。
そこで、本発明は、これら実情に鑑みてなされたものであり、（霧化する）冷却用液体の量を容易に調整することができる溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明に係る溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置は、溶鉱炉出銑口の開孔機のビットの冷却用液体を当該開孔機に供給する溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置であって、加圧状態の気体を供給する気体供給源と前記開孔機とを連通して、前記気体供給源からの加圧気体を前記開孔機に供給する第１の流路と、前記第１の流路から分岐して、前記冷却用液体が入っている容器に連通しており、前記気体供給源の圧力により前記容器内を加圧するための第２の流路と、前記第１の流路において前記第２の流路への分岐点より下流位置に設けた減圧手段と、前記第１の流路における前記減圧手段の設置位置の下流位置と前記容器とを連通させて、前記加圧された容器から供給される冷却用液体を前記第１の流路に供給する第３の流路と、を備える。

これにより、第１の流路における減圧手段の設置位置の下流位置の圧力は冷却用液体が入っている容器内の圧力より低くすることができる。よって、容器からの冷却用液体は、その差圧で、第３の流路を介して第１の流路における減圧手段の設置位置の下流位置に送られる。これにより、減圧手段を調整すれば、第１の流路への冷却用液体の混入を達成できる。
また、請求項２記載の発明に係る溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置は、請求項１記載の発明に係る溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置において、前記第３の流路には、前記冷却用液体の流量を調整する流量調整手段を備える。これにより、第１の流路への冷却用液体の供給量を調整できる。
また、請求項３記載の発明に係る溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置は、請求項１又は２に記載の発明に係る溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置において、前記減圧手段を調整して、前記第１の流路において当該減圧手段の設置位置の下流位置の減圧量を制御する減圧制御手段を備える。

本発明によれば、冷却用圧縮空気の量に左右されることなく、霧化する冷却用液体の量を容易に調整することができる。

本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態は、本発明を適用した溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置である。
図１は、溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置１の構成を示す。
冷却液体供給装置１は、主に、空気供給源５０からの加圧空気（圧縮空気ともいう）が送られる第１の流路２と、この第１の流路２の途中位置と容器１１内とを連通させ、当該第１の流路２内の気体圧力により容器１１内の水を加圧するための第２の流路３と、容器１１内と第１の流路２の途中位置とを連通させ、加圧された容器１１からの水を第１の流路２に送る第３の流路４とを備えている。

ここで、第１の流路２において、第３の流路４の合流点Ｂは、第２の流路３の分岐点Ａの下流側になっている。また、第１及び第３の流路２，３，４は例えば円管路である。
このように流路の構成により、第１の流路２において、第３の流路４の合流点Ｂから下流に、容器１１からの水が供給される。そして、このとき、合流点Ｂに供給された水は、ここで加圧空気と混合して霧化され、空気とともに第１の流路２において合流点Ｂの下流に流れていく。そして、この霧化された水を含む空気は、この第１の流路２の下流端に設けた図示しない開孔機に送られる。

ここで、各構成をさらに詳しく説明する。
第１の流路２には、分岐点Ａで第２の流路３が接続されており、さらに合流点Ｂで第３の流路４が接続されている。第１の流路２には、分岐点Ａまでに、第１の開閉弁１２、圧力計１３及び第１の流量調整弁１４が取り付けられている。圧力計１３は、弁１５を介在させて第１の流路２に取り付けられている。また、第１の流路２には、分岐点Ａから合流点Ｂまでに、減圧弁１６及び逆止弁１７が取り付けられている。減圧弁１６は制御部３３により制御される。このように減圧弁１６を制御するときの制御部３３は、第１の流路２において減圧弁１６の設置位置の下流位置の減圧量を制御する減圧制御手段を実現している。

第２の流路３には、容器１１のガス抜き用の流路（以下、ガス抜き用流路という。）５が接続されている。第２の流路３には、分岐点Ａとこのガス抜き用流路５との分岐点Ｃとの間に、第２の開閉弁１８及び逆止弁１９が取り付けられている。また、ガス抜き用流路５には、第３の開閉弁２１が取り付けられている。
容器１１は水１００で満たされている。この容器１１は例えば２００リットルの体積を有している。この容器１１は、その上部（例えばフランジ）で第２の流路３と連通している。また、容器１１は、その上部で当該容器１１に水を補給するための流路（以下、給水用流路という。）６と連通している。給水用流路６には、水を補給する側から順に、第４の開閉弁２２、逆止弁２３が取り付けられている。そして、容器１１は、その底部（例えばフランジ）で第３の流路４と連通している。

第３の流路４には、容器１１との接続点から第１の流路２との合流点Ｂとの間に、第５の開閉弁２５、第２の電磁弁２６、第２の流量調整弁２７、圧力計２８、流量計２９及び逆止弁３０が取り付けられている。圧力計２８は、弁３１を介在させて第３の流路４に取り付けられている。ここで、第２の流量調整弁２７は制御部３３に制御される。
このように冷却液体供給装置１を構成している。この冷却液体供給装置１には、第１の流路２の下流端に開孔機が取り付けられている。

図２は、開孔機４０の例を示す。この開孔機４０は前記特許文献１に開示されている開孔機と同様な構成である。なお、特許文献１に開示されている開孔機は、霧化することなく冷却用水で直接冷却するように構成されているが、本発明のように霧化した冷却用水により冷却することも可能である。
この開孔機４０は、出銑口ドリフタ４１に中空ロッド４２が装着されている。中空ロッド４２の先端には、図３に示すように、ビット（錐）４３が取り付けられている。ビット４３は、図３に示すように、中空ロッドの内孔と連通するように中心及び側方も一部開口している。そして、この開孔機４０は、連絡配管（第１の流路２そのもの又は第１の流路２の下流端に接続された配管）４４が出銑口ドリフタ４１或いは中空ロッド４２に接続されている。

次に、各処理における冷却液体供給装置１の各部操作とその効果を説明する。
（１）開孔機のビット冷却時
開孔機４０のビット４３の冷却時には、第１、第２及び第５の開閉弁１２，１８，２５を開にする。また、流量調整弁１４、電磁弁２６を開にする。一方、第３及び第４の開閉弁２１，２２を閉にする。
これにより、空気供給源５０からの加圧空気が第１の流路２を流れる。また、加圧空気により第２の流路３を介して容器１１内が加圧される。
このとき、制御部３３は、減圧弁１６の調整により、当該減圧弁１６より下流（開孔機４０側）の第１の流路２内の圧力を減圧する。これにより、第１の流路２の下流の流路５内の圧力に対して相対的に第３の流路４内の圧力が高くなるので、その差圧により、容器１１内の水が第３の流路４を介して第１の流路２の下流の流路内に滞りなく供給される。

このとき、制御部３３は、第１及び第２の流量調整弁１４，２７を制御して、容器１１から第３の流路４に供給される水の流量と第１の流路２に供給される加圧空気量を調整する。これにより、第３の流路４から第１の流路２の下流の流路内に供給される水の流量が最適な量になる。
このように、冷却液体供給装置１では、第１の流量調整弁１４、減圧弁１６及び第２の流量調整弁２７を制御するだけで、霧化する水の量を容易に調整することができる。
分岐点Ｂで霧化された水を含む空気は、開孔機４０に連結配管４４を介して供給される。そして、分岐点Ｂで加圧空気と混合して霧化された水と空気は、中空ロッド４２を介してビット４３に供給される。これにより、図３に示すように、ビット４３は、空気に含まれている霧状の水により冷却される。

（２）容器への水の補給時
容器１１への水の補給時には、第３及び第４の弁２１，２２を開にして行う。
これにより、給水用流路６に水を供給すると、ガス抜き用流路５により容器１１内の空気が排出されるので、容器１１に水を円滑に補給することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
すなわち、前述の実施の形態では、冷却用気体或いはブロー用気体が空気であり、冷却用液体が水である場合を説明した。しかし、これに限定されないことはいうまでもない。なお、冷却用気体或いはブロー用気体は不燃性気体であることが好ましい。
また、前述の実施の形態では、減圧弁１６や流量調整弁１４，２７を制御部３３で自動的に制御する場合を説明した。しかし、これに限定されないことはいうまでもない。例えば、減圧弁１６や流量調整弁２７を手動で調整するようにしてもよい。
また、弁等の配置については、前述の実施の形態で示す配置に限定されるものではない。本発明を実現できる限り他の配置にしてもよい。

本発明の実施の形態の冷却液体供給装置の構成を示す図である。開孔機の構成を示す図である。開孔機のビットの形状等を示す図である。

符号の説明

２，３，４，５，６，７流路
１６減圧弁
２７流量調整弁
３３制御部
４０開孔機
４４ビット

Claims

溶鉱炉出銑口の開孔機のビットの冷却用液体を当該開孔機に供給する溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置であって、
加圧状態の気体を供給する気体供給源と前記開孔機とを連通して、前記気体供給源からの加圧気体を前記開孔機に供給する第１の流路と、
前記第１の流路から分岐して、前記冷却用液体が入っている容器に連通しており、前記気体供給源の圧力により前記容器内を加圧するための第２の流路と、
前記第１の流路において前記第２の流路への分岐点より下流位置に設けた減圧手段と、
前記第１の流路における前記減圧手段の設置位置の下流位置と前記容器とを連通させて、前記加圧された容器から供給される冷却用液体を前記第１の流路に供給する第３の流路と、
を備えることを特徴とする溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置。
前記第３の流路には、前記冷却用液体の流量を調整する流量調整手段を備えることを特徴とする請求項１記載の溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置。
前記減圧手段を調整して、前記第１の流路における当該減圧手段の設置位置の下流位置の減圧量を制御する減圧制御手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶鉱炉出銑口の開孔機への冷却液体供給装置。