JP5445386B2

JP5445386B2 - 地金除去装置

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Publication number: JP5445386B2
Application number: JP2010174699A
Authority: JP
Inventors: 新一福永; 亮太丸尾; 士朗佐藤; 俊憲坂井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-08-03
Also published as: JP2012036417A

Description

本発明は、転炉炉口に付着した地金を除去する地金除去装置に関する。

転炉における溶鋼の精錬においては、転炉製鋼用ランス（以下、単にランスともいう）からの高圧酸素の吹込みによる溶鋼の跳ね返り等により、転炉炉口に地金が付着している。このように地金が付着すると、転炉を傾動させる際、転炉炉口の外側に突出した地金が転炉の上方に配置されたカバーに接触し、このカバーが破損して水漏れトラブルを招く恐れや、また転炉内にスクラップを装入する際、転炉炉口が狭くなっているため、スクラップの装入が困難となって転炉炉外に落下する恐れ等がある。
そこで、従来は、地金が大きく成長しないうちに、転炉を傾動させて炉口を側方に向け、作業者が酸素用パイプを持って付着した地金に酸素ガスを吹付け溶断していた。しかし、このような方法では、地金の溶断に長時間を要するため作業性が悪く、転炉の稼働率低下を招いて生産性を悪化させる。

このため、例えば、特許文献１〜４に示すように、ランスの先端部に地金除去装置を取付けて付着した地金を除去していた。
特許文献１には、ランスの円周方向に分割された中空リングと、中空リングの上面に設けられ、複数のランス孔にそれぞれ挿入される差込み管と、中空リングの外周円筒面に取付けられた複数本の噴出管とからなる酸素ガス噴出ユニットを、連結手段により相互に連結する装置が開示されている。
また、特許文献２には、ランスのノズル先端部の内側、かつ中央に設けられた取付け部に回転可能に装着され、ノズルの端面との間にリング状スリットを形成し、酸素流をノズルの外方方向に変換する酸素流変換部材と、この酸素流変換部材と取付け部との間で、酸素流変換部材の回転に付随して回動され、リング状スリットの一部を塞ぐスリット閉塞部材とから構成される装置が開示されている。

そして、特許文献３、４には、ランスの先端に取付けられたランス孔から噴出する酸素噴流を案内する貫通孔を設けた案内部材と、この貫通孔を貫通した先端側が、基端側を支点とする接離揺動が自在なように対をなす固定アームと、この固定アームの先端がランス孔に挿入され、常時は接近する方向に付勢する付勢機構とを備え、案内部材の下部側面に、ランス孔から貫通孔を介して流れてくる酸素噴流が水平方向に噴出する開口を設けた装置が開示されている。

特開２００１−１９２７２２号公報（図１）特開２００４−１４３５６９号公報（図１）特開平１０−３２４９０８号公報（図３）特開平１０−１０２１２４号公報（図４）

しかしながら、前記特許文献１〜４に記載の地金除去装置には、未だ解決すべき以下のような問題があった。
特許文献１、３、４に記載の装置は、いずれも装置構成が複雑であるため、地金除去時に高温に曝され焼きつき等が発生することで、装置の着脱が困難になる恐れがある。また、地金除去時に酸素が吹出されるランス孔を使用して、装置をランスに取付けるため、ランス孔への装置の挿入部分が損傷し易く、ランスから装置が脱落する恐れや、装置の寿命が短くなる恐れがある。特に、特許文献１では、複数のランス孔の傾斜を利用してランスに装置を取付けているため、差込み管が損傷した場合には、差込み管がランス孔から滑り落ち、装置がランスから脱落する恐れがある。また、特許文献３、４では、対となる固定アームの先端部に設けられた引掛け部分が損傷し易く、しかも引掛け部分の幅がランス孔の内幅よりも小さいため、引掛け部分が外れて装置がランスから脱落する恐れがある。
また、特許文献２に記載の装置は、装置を取付けるためにランスを改造する必要があるため、製造コストがかかる。また、スリット閉塞部材を用いることから、酸素の吹付けが部分的に行われるため、地金の溶断に時間を要する。更に、酸素流変換部材のランスへの取付けを、ボルトによって行っているため、地金除去時に高温に曝され焼きつき等が発生することで、装置の着脱が困難になる恐れがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、装置構成が簡単で転炉製鋼用ランスへの着脱も容易であり、地金除去を短時間で実施できると共に長寿命化が図れる地金除去装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る地金除去装置は、複数の酸素噴出口を備えた転炉製鋼用ランスの先端部に取付けられ、転炉炉口に付着した地金を除去する地金除去装置において、
前記酸素噴出口内に外部から挿入され、挿入側先部が前記酸素噴出口の基端部から前記転炉製鋼用ランスの内側へ突出する筒状の取付けロッドと、
前記取付けロッドの前記挿入側先部に傾倒可能に設けられ、傾倒時に前記取付けロッドを含めた最大幅Ｌを、該取付けロッドが挿入された前記酸素噴出口の基端部内幅Ｄの１．１倍以上２．１倍以下とする掛止部と、
前記取付けロッド内に装着され、先部が前記掛止部に接触して該掛止部の傾倒状態を維持すると共に、基部が前記酸素噴出口の外部へ突出する固定部材と、
前記固定部材の基部に設けられ、前記取付けロッドが挿入されていない前記酸素噴出口から吹出す酸素を、前記転炉製鋼用ランスの軸心に対して直交する方向に吹出す酸素吹付け手段とを有する。

本発明に係る地金除去装置において、前記酸素吹付け手段の前記固定部材への取付けはねじ部材によって行われ、しかも該ねじ部材の周囲には、該ねじ部材の周囲に付着させる断熱材の付着状態を維持するための係止金具が設けられていることが好ましい。

本発明に係る地金除去装置において、前記取付けロッドが挿入される前記酸素噴出口は、前記転炉製鋼用ランスの軸心に位置することが好ましい。

本発明に係る地金除去装置において、前記酸素吹付け手段は、前記転炉製鋼用ランスの軸心に対し直交して取付けられた円盤状の酸素流変更部と、該酸素流変更部とは隙間Δｈ（ｍｍ）を有して配置されるリング部材とを有し、該隙間Δｈから吹出される酸素の流量をＱ（ｍ^３／時間）とすると、該酸素の流量Ｑと前記隙間Δｈとの比Ｑ／Δｈが５００以上３０００以下であることが好ましい。

本発明に係る地金除去装置は、酸素噴出口内に挿入された取付けロッドの挿入側先部に傾倒可能に設けられ、傾倒時に取付けロッドを含めた最大幅Ｌを、酸素噴出口の基端部内幅Ｄの１．１〜２．１倍とする掛止部を有するので、酸素噴出口内に取付けロッドを挿入した後、掛止部を傾倒させることで、酸素噴出口の基端部に掛止部が引っ掛かって、酸素噴出口からの取付けロッドの脱落を抑制、更には防止できる。
また、固定部材は、掛止部の傾倒状態を維持するために取付けロッド内に装着され、地金除去時の高温環境に曝されないため、取付けロッドと固定部材との焼きつきを抑制、更には防止できる。
更に、酸素吹付け手段から吹出される酸素は、取付けロッドが挿入された酸素噴出口以外の酸素噴出口から吹出された酸素であるため、取付けロッドの損傷を抑制できる。
以上のことから、装置構成が簡単で転炉製鋼用ランスへの着脱も容易であり、地金除去を短時間で実施できると共に長寿命化が図れる。

また、酸素吹付け手段の固定部材への取付けをねじ部材によって行い、しかもねじ部材の周囲に係止金具を設ける場合、ねじ部材の周囲に付着させる断熱材の付着状態を維持でき、ねじ部材からの断熱材の脱落を抑制、更には防止できる。これにより、地金除去時にねじ部材が高温に曝されても、固定部材とねじ部材との焼きつきを抑制できるので、酸素吹付け手段の着脱を短時間で容易に実施できる。

そして、取付けロッドが挿入される酸素噴出口が、転炉製鋼用ランスの軸心に位置する場合、ランスの軸心と酸素吹付け手段の軸心を合わせることができる。これにより、例えば、取付けロッドが挿入される酸素噴出口の周囲に複数の酸素噴出口が設けられている場合、地金除去時に、取付けロッドが挿入されていない他の酸素噴出口から酸素を吹出しても、吹出す酸素の圧力が酸素吹付け手段の軸心を中心として略均等にかかる。従って、酸素吹付け手段の部分的な損傷を抑制して装置の長寿命化が図れる。

更に、酸素吹付け手段が、円盤状の酸素流変更部と、酸素流変更部とは隙間Δｈをあけて配置されるリング部材とを有し、隙間Δｈから吹出される酸素の流量Ｑと隙間Δｈとの比Ｑ／Δｈが５００以上３０００以下である場合、隙間から吹出される酸素の流速を、装置の損傷を抑制できる範囲で速くできる。従って、地金除去を短時間で実施でき、地金除去装置の長寿命化が図れる。
ここで、酸素流変更部は、転炉製鋼用ランスの軸心に対し直交して取付けられているため、取付けロッドを、転炉製鋼用ランスの軸心に位置する酸素噴出口に挿入した場合には、他の酸素噴出口から吹出す酸素を転炉製鋼用ランスの軸心に対して直交する方向に吹出させるための装置構成を簡単にできる。

本発明の一実施の形態に係る地金除去装置の使用状態の説明図である。（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同地金除去装置の取付けロッドの正面図、固定部材の正面図、ねじ部材の正面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同地金除去装置の酸素吹付け手段の平面図、側断面図である。（Ａ）〜（Ｄ）は同地金除去装置の取付け方法の説明図である。（Ａ）〜（Ｃ）は同地金除去装置の取付け方法の説明図である。比Ｌ／Ｄが地金除去装置の寿命に及ぼす影響を示すグラフである。比Ｑ／Δｈが地金除去装置による地金溶流時間と地金除去装置の寿命に及ぼす影響を示すグラフである。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図５に示すように、本発明の一実施の形態に係る地金除去装置１０は、複数の酸素噴出口１１、１２（ここでは、２個のみ図示）を備えた転炉製鋼用ランス（以下、単にランスともいう）１３の先端部に取付けられ、転炉炉口（図示しない）に付着した地金を除去する装置であり、装置構成が簡単でランス１３への着脱も容易であり、地金除去を短時間で実施できると共に長寿命化が図れる装置である。以下、詳しく説明する。

図１、図４、図５に示すように、地金除去装置１０を取付けるランス１３は、転炉内に装入された溶鋼に高圧酸素を吹付けるものであり、その先端部に、酸素を下方へ（転炉底面へ向けて）吹出すための複数の酸素噴出口１１、１２を備えている。なお、各酸素噴出口１１、１２は、酸素の吹出しと停止を、それぞれ個別（独立）に実施できる構成となっている。
この酸素噴出口１１は、ランス１３の軸心位置（酸素噴出口１１の軸心とランス１３の軸心を一致させている）に形成され、酸素噴出口１１以外の他の酸素噴出口１２は、ランス１３の軸心を中心として周方向に等ピッチで複数（例えば、２〜８個、ここでは４個）形成されている。なお、複数の酸素噴出口１２は、ランス１３の基側（内側）から先側（外側）へ向けて、隣り合う酸素噴出口１２の間隔が広がるように、その軸心をランス１３の軸心に対して傾斜させた状態で、ランス１３に形成されている。

各酸素噴出口１１、１２は断面円形であり、その内幅（内径）は、ランス１３の基側から先側（酸素の吹出し方向）へ向けて徐々に拡幅しているが、同一でもよい。例えば、ランス１３の軸心位置に形成された酸素噴出口１１の基端部内幅（最小内径）Ｄは、１０〜１００ｍｍ程度であり、他の酸素噴出口１２の基端部内幅（最小内径）は、３０〜１００ｍｍ程度である。
本実施の形態では、ランス１３の軸心位置に形成された酸素噴出口１１を用いて、地金除去装置１０をランス１３に取付けている。図１〜図３に示すように、地金除去装置１０は、酸素噴出口１１内に外部から挿入される取付けロッド１４と、取付けロッド１４の挿入側先部に設けられた掛止部１５と、取付けロッド１４内に装着される固定部材１６と、固定部材１６の基部に設けられた酸素吹付け手段１７とを有している。

取付けロッド１４は、図１、図２（Ａ）に示すように、ステンレスで構成された筒状のものであり、その内周部に雌ねじが形成されている。
この取付けロッド１４は、その外径が酸素噴出口１１の最小内径より小さく、酸素噴出口１１内に外部から挿入された際に、挿入側先部が酸素噴出口１１の基端部からランス１３の内側に突出し、基端部（挿入側先部の反対側）が酸素噴出口１１の外部に突出する長さ（ランス１３の底部厚みより長い長さ）を有している。なお、取付けロッド１４の長さは、取付けロッド１４を酸素噴出口１１に取付けるに際し、取付けロッド１４の基端部が、酸素噴出口１１の外部に突出する長さとしているが、酸素噴出口１１の外部に突出しない長さとしてもよい。

取付けロッド１４の挿入側先部には、掛止部１５を傾倒可能（回動可能）に支持する支持台１８が設けられている。なお、支持台１８は、掛止部１５の回動基部を両側から挟込む構成となっている。
掛止部１５は、取付けロッド１４を酸素噴出口１１へ挿入する際は起立状態を維持し（先端部が酸素噴出口１１内面に接触してもよい）、挿入後は取付けロッド１４に振動等を付与することで傾倒し、この傾倒時に、先部下面１９（起立時の先部側面）が酸素噴出口１１の基端に位置するランス１３の内面２０に当接するものである。なお、掛止部１５の基端から先端までの長さは、掛止部１５の傾倒時に、取付けロッド１４を含めた最大幅Ｌが、取付けロッド１４の挿入された酸素噴出口１１の基端部内幅Ｄの１．１倍以上２．１倍以下となる長さに調整されている。この取付けロッド１４を含めた最大幅Ｌとは、掛止部１５の幅のみならず、平面視して、傾倒時の掛止部１５から突出する取付けロッド１４の部分も含めた幅である（図１参照）。なお、平面視して、傾倒時の掛止部１５の幅内に取付けロッド１４が収まれば（取付けロッド１４の径が小さい場合）、掛止部１５の幅が最大幅Ｄとなる。

ここで、取付けロッドを含めた掛止部の最大幅Ｌと酸素噴出口の基端部内幅Ｄとの比Ｌ／Ｄが、地金除去装置の寿命に及ぼす影響について検討した結果を、図６を参照しながら説明する。なお、図６は、最大幅Ｌと基端部内幅Ｄとの比Ｌ／Ｄを種々変更した結果である。
図６に示すように、比Ｌ／Ｄが１．１未満の場合、基端部内幅Ｄに対する最大幅Ｌが短過ぎるため、地金除去装置の長期の使用によって掛止部が損傷し、装置がランスから脱落し易くなる。一方、比Ｌ／Ｄが２．１を超える場合、基端部内幅Ｄに対する最大幅Ｌが長過ぎるため、ランスからの装置の脱落は抑制できるものの、掛止部を傾倒や起立させることが難しくなり、取付けロッドの取付け取外しが困難になる。
従って、取付けロッドを含めた掛止部の最大幅Ｌを、酸素噴出口の基端部内幅Ｄの１．１倍以上２．１倍以下（最適範囲）としたが、下限を１．２倍、更には１．５倍とし、上限を２．０倍とすることが好ましい。

固定部材１６は、図１、図２（Ｂ）に示すように、ステンレスで構成された棒状のものであり、その外周部に、取付けロッド１４に形成された雌ねじに螺合する雄ねじが形成されている。
この固定部材１６は、取付けロッド１４内に装着されるものであり、先部２１（取付けロッド１４内への装着側）先端が掛止部１５の基部に接触して掛止部１５の傾倒状態を維持させると共に、基部が酸素噴出口１１の外部へ突出する長さ（取付けロッド１４より長い長さ）を有している。
また、固定部材１６の基部には、ボルト２２が取付けられているため、スパナ等の治具を用いることにより、取付けロッド１４に対する固定部材１６の着脱を容易に実施できる。

酸素吹付け手段１７は、ステンレスで構成され、図１、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ランス１３の軸心に対し直交して取付けられた（ランス１３の軸心と酸素流変更部２３の軸心を一致させる）円盤状の酸素流変更部２３と、この酸素流変更部２３と軸心を合わせ酸素流変更部２３とは隙間Δｈ（ｍｍ）をあけて配置されるリング部材２４とを有している。
酸素流変更部２３は、その外径が転炉炉口の内径の３〜１５％程度であり、取付けロッド１４が挿入された酸素噴出口１１以外の酸素噴出口１２から吹出す酸素を衝突させて、その流れをランス１３の軸心に対して直交する方向（水平方向）に変えるものである。
この酸素流変更部２３の軸心位置には、固定部材１６に挿通するための貫通孔２５が形成され、貫通孔２５のランス１３側の周縁には、ランス１３の先端が接触可能な厚肉部２６が設けられている。このように、厚肉部２６を設けることで、酸素噴出口１１以外（取付けロッド１４が挿入されていない）の酸素噴出口１２と酸素流変更部２３の上面（厚肉部２６を除く）との間の間隔が広げられ、各酸素噴出口１２からの酸素の吹出しをスムーズにできる。

酸素流変更部２３のランス１３側には、酸素流変更部２３の外径と略同一の外径で構成されるリング部材２４が配置されている。なお、酸素流変更部２３とリング部材２４との隙間Δｈの大きさ（例えば、１０〜３０ｍｍ程度）は、円柱状の隙間調整部材２７によって調整され、酸素流変更部２３、リング部材２４、及び隙間調整部材２７が、ボルト２８によって一体となっている。なお、隙間調整部材２７は、酸素流変更部２３の周方向に等ピッチで複数（例えば、３〜１０個程度）設けられている。
リング部材２４は、その上面にランス１３の先側面が当接又は近接配置され、しかも酸素噴出口１１、１２を外側から取囲むように配置され、各酸素噴出口１２から吹出される酸素が、ランス１３とリング部材２４の間から漏出すことを抑制するものである。
なお、隙間Δｈから吹出される酸素の流量をＱ（ｍ^３／時間）とすると、この酸素の流量Ｑと隙間Δｈとの比Ｑ／Δｈを、５００以上３０００以下とすることが好ましい。この酸素の流量Ｑは、１５０００〜３００００（ｍ^３／時間）程度である。

ここで、酸素の流量Ｑと隙間Δｈとの比Ｑ／Δｈが、地金除去時の地金溶流時間と地金除去装置の寿命に及ぼす影響について検討した結果を、図７を参照しながら説明する。なお、図７は、酸素の流量Ｑと隙間Δｈとの比Ｑ／Δｈを種々変更した結果である。
図７に示すように、比Ｑ／Δｈが５００未満の場合、隙間Δｈに対する酸素の流量Ｑが少な過ぎるため、地金溶流に長時間を要して地金除去装置が損傷し易くなり、装置の寿命が短くなる傾向にある。一方、比Ｑ／Δｈが３０００を超える場合、酸素吹付け手段が変形し、溶断に適した酸素の流速が得難い場合があった。これは、隙間Δｈが狭いの対して、酸素の流量Ｑが大きくなり過ぎたため、溶断時の発熱量が増加し、熱を受けた酸素吹付け手段が変形したことによるものと推定される。このため、地金溶流に要する時間が僅かに上昇すると共に、装置の寿命が短くなる傾向にある。
従って、酸素の流量Ｑと隙間Δｈとの比Ｑ／Δｈを５００以上３０００以下（最適範囲）としたが、下限を７００とし、上限を２０００とすることが好ましい。

酸素吹付け手段１７の固定部材１６への取付けは、図１、図２（Ｃ）に示すように、固定部材１６に取付けナット２９と袋ナット（ねじ部材の一例）３０を取付けることで行っている。
取付けナット２９の上面には、酸素流変更部２３の貫通孔２５内に嵌まり込む位置決め部３１が設けられている。これにより、固定部材１６に対する酸素吹付け手段１７の横方向の位置ずれを防止しながら、固定部材１６に酸素吹付け手段１７を取付け固定できる。
また、取付けナット２９の下方には、ワッシャー３２を介して、袋ナット３０が配置されている。この袋ナット３０は、固定部材１６の基部（ボルト２２を含む）を囲むように、固定部材１６に取付けられ、固定部材１６からの酸素吹付け手段１７の脱落を、確実に防止するためのものである。

袋ナット３０の周囲には、例えば、Ｖ字状等に屈曲させた複数の係止金具（スタッドともいう）３３が設けられている。これにより、袋ナット３０を固定部材１６に取付けた後に、図５（Ｃ）に示すように、袋ナット３０の周囲に不定形耐火物であるモルタル（断熱材の一例）３４を付着させることで、その付着状態を維持できる。従って、地金除去時に、モルタルの落下を防止できるため、固定部材１６に対する取付けナット２９や袋ナット３０の焼きつきを抑制、更には防止できる。
なお、酸素吹付け手段の固定部材への取付けは、固定部材へ酸素吹付け手段を取付けることができれば、上記した装置構成に限定されるものではない。

続いて、本発明の一実施の形態に係る地金除去装置１０の使用方法について、図４、図５を参照しながら説明する。
図４（Ａ）に示すように、転炉の操業時は、転炉製鋼用ランス１３の各酸素噴出口１１、１２から、転炉内に酸素を吹付ける。このような転炉操業を行うことにより、転炉炉口に地金が付着し、除去する必要が生じた場合には、地金除去装置１０を用いて地金の除去作業を行う。
地金除去装置１０は、予備の転炉製鋼用ランス１３の先端部に取付ける。以下、取付け方法について説明する。

図４（Ｂ）に示すように、酸素の吹出しを停止させた状態で、ランス１３の軸心に位置する酸素噴出口１１内に、外部から取付けロッド１４を挿入する。このとき、固定部材１６を、掛止部１５が起立状態を維持する範囲で、取付けロッド１４内に装着させているが、酸素噴出口１１内に取付けロッド１４を挿入した後、取付けロッド１４内に固定部材１６を装着してもよい。
そして、図４（Ｃ）に示すように、固定部材１６の先部２１先端が、傾倒した又は傾倒過程にある掛止部１５の基部に接触するまで、固定部材１６の基部にあるボルト２２を、スパナ等の治具を用いて回す。これにより、掛止部１５が傾倒状態を維持するため、取付けロッド１４を酸素噴出口１１内に取付け固定できる。

次に、図４（Ｄ）に示すように、固定部材１６に酸素吹付け手段１７を挿通し、図５（Ａ）に示すように、固定部材１６の基部に取付けナット２９を取付ける。
そして、図５（Ｂ）に示すように、固定部材１６の基部に、ワッシャー３２と袋ナット３０を取付けた後、図５（Ｃ）に示すように、酸素吹付け手段１７の下方に位置する取付けナット２９、ワッシャー３２、及び袋ナット３０を覆うように、モルタル３４を付着させる。
上記した方法で地金除去装置１０を取付けたランス１３を、転炉炉口に挿入した後、取付けロッド１４を挿入した酸素噴出口１１からの酸素の吹出しを停止した状態で、取付けロッド１４が挿入されていない酸素噴出口１２から酸素を吹出す。

これにより、各酸素噴出口１２から吹出す酸素を、酸素吹付け手段１７の隙間Δｈを介して、ランス１３の軸心に対して直交する方向、即ち酸素吹付け手段１７の半径方向外側に、その周方向にわたって放射状に吹出すことができ、その結果、転炉炉口（内巻き部等）に付着した地金を溶断できる。なお、このときの酸素の流速Ｑは、上記した隙間Δｈと、前記した比Ｑ／Δｈを参考にして設定することが好ましい。
地金の溶断が終了した後は、各酸素噴出口１２からの酸素の吹出しを停止して、ランス１３を転炉炉口から取出し、更に地金除去装置１０を冷却する。そして、モルタル３４を除去した後、袋ナット３０、ワッシャー３２、及び取付けナット２９を、固定部材１６から順次取外して、酸素吹付け手段１７を取外す。ここで、袋ナット３０と取付けナット２９は、モルタル３４で覆われていたため、固定部材１６に対する焼きつきを抑制でき、取外し作業を容易にできる。

次に、傾倒状態にある掛止部１５が起立可能な状態となる範囲まで、固定部材１６の基部にあるボルト２２を、スパナ等の治具を用いて回す。これにより、取付けロッド１４を下方へ引出すことで、酸素噴出口１１から取付けロッド１４を取外すことができる。
なお、地金除去装置１０は、予備のランス１３に取付けているため、地金除去装置１０を取付けたランス１３を転炉から取出すことで、通常の転炉操業を実施できる。また、転炉操業を実施するためのランスの交換が必要となり、地金除去装置１０が取付けられた予備のランス１３を使用する必要が生じた場合でも、地金除去装置１０の取外しを短時間に実施できるため、転炉操業の停止時間を短くできる。
以上のことから、本発明の地金除去装置１０を使用することで、地金除去を短時間で実施でき、転炉の稼働率低下を抑制して生産性を向上できると共に、長寿命化が図れる。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
まず、取付けロッドを含めた掛止部の最大幅Ｌと酸素噴出口の基端部内幅Ｄとの比Ｌ／Ｄを種々変更した地金除去装置を使用し、その寿命と着脱負荷について検討した結果を説明する。この検討に際しては、酸素の流量Ｑ（ｍ^３／時間）と隙間Δｈ（ｍｍ）との比Ｑ／Δｈを３０００で一定にした。また、ここでは、断熱材の使用の有無（係止金具が設けられた袋ナットを使用）についても検討した。この検討条件と結果を、表１に示す。

表１に示す寿命の欄の「×」は、装置の寿命が５回未満であり実用不可、「△」は、装置の寿命が５〜３０回であり実用可、「○」は、装置の寿命が３０回超であり実用可であることを、それぞれ意味する。また、着脱負荷の欄の「×」は、着脱に時間を要し実用不可（最大幅Ｌが長過ぎて掛止部が動きづらい）、「△」は、装置の取外し時にハンマー打撃等が必要であるが着脱に長時間を要することなく実用可、「○」は、短時間に着脱でき実用可であることを、それぞれ意味する。

表１に示すように、比Ｌ／Ｄを１．１倍以上２．１倍以下とした実施例１〜６は、比Ｌ／Ｄが最適範囲であるため、比Ｌ／Ｄが１．１倍を下回る比較例１と比較して、装置の長寿命化が図れ、しかも掛止部が動き易く装置の着脱が比較的容易であった。なお、比Ｌ／Ｄが２．１倍を超える比較例２は、比Ｌ／Ｄが大きいため、装置の長寿命化は図れるものの、最大幅Ｌが長過ぎて掛止部が動きづらく、装置の着脱に時間を要した。
特に、比Ｌ／Ｄが上記した最適範囲を満足すると共に、取付けナットや袋ナット等を断熱材で覆った実施例２、４、６については、固定部材に対する焼きつきを抑制でき、装置の着脱を短時間に実施できた。

次に、酸素の流量Ｑ（ｍ^３／時間）と隙間Δｈ（ｍｍ）との比Ｑ／Δｈを種々変更した地金除去装置を使用し、地金除去時間について検討した結果を説明する。この検討条件と結果を、表２に示す。

表２に示す地金除去時間の欄の「○」は、地金除去時間が１５分未満、「△」は、地金除去時間が１５〜４０分であることを、それぞれ意味する。

表２に示すように、比Ｑ／Δｈを５００以上３０００以下とした実施例３、８、９は、比Ｑ／Δｈが最適範囲であるため、この最適範囲を外れる実施例７、１０と比較して、地金除去時間を短くできた。
この実施例７では、酸素吹付け手段が変形し、溶断に適した酸素の流速が得難い場合があった。これは、隙間Δｈが狭いの対して、酸素の流量Ｑが大き過ぎたため、溶断時の発熱量が増加し、熱を受けた酸素吹付け手段が変形したことによるものと推定される。
また、実施例１０では、隙間Δｈが広いため、酸素の流量Ｑを大きくすることができず、地金除去時間の短縮がしにくかった。なお、時間をかければ、地金の除去は可能である。
上記した実施例７、１０は、実施例３、８、９と比較して、地金除去時間が長くかかっているが、従来よりも大幅に短縮できている。
以上のことから、本発明の地金除去装置を使用することで、転炉製鋼用ランスへの着脱が容易であり、地金除去を短時間で実施できると共に長寿命化が図れることを確認できた。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の地金除去装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、ランスの軸心位置に形成された酸素噴出口に、地金除去装置を取付けた場合について説明したが、他の酸素噴出口に地金除去装置を取付けることもできる。この場合、取付け対象となる酸素噴出口の基端部内幅をＤとし、傾倒時に取付けロッドを含めた最大幅Ｌが、前記した実施の形態の範囲を満足する掛止部を、取付けロッドに設ける。ここで、使用する取付けロッドの本数は、１本でもよく、また取付けロッドが挿入されない酸素噴出口を確保できれば、２本又は３本でもよい（取付けロッドを挿入する酸素噴出口の数に対応）。このとき、酸素吹付け手段の酸素流変更部が、ランスの軸心に対して直交するように、固定部材に設けた酸素吹付け手段の取付け部分を曲げるのがよい。

１０：地金除去装置、１１、１２：酸素噴出口、１３：転炉製鋼用ランス、１４：取付けロッド、１５：掛止部、１６：固定部材、１７：酸素吹付け手段、１８：支持台、１９：先部下面、２０：内面、２１：先部、２２：ボルト、２３：酸素流変更部、２４：リング部材、２５：貫通孔、２６：厚肉部、２７：隙間調整部材、２８：ボルト、２９：取付けナット、３０：袋ナット（ねじ部材）、３１：位置決め部、３２：ワッシャー、３３：係止金具、３４：モルタル（断熱材）

Claims

複数の酸素噴出口を備えた転炉製鋼用ランスの先端部に取付けられ、転炉炉口に付着した地金を除去する地金除去装置において、
前記酸素噴出口内に外部から挿入され、挿入側先部が前記酸素噴出口の基端部から前記転炉製鋼用ランスの内側へ突出する筒状の取付けロッドと、
前記取付けロッドの前記挿入側先部に傾倒可能に設けられ、傾倒時に前記取付けロッドを含めた最大幅Ｌを、該取付けロッドが挿入された前記酸素噴出口の基端部内幅Ｄの１．１倍以上２．１倍以下とする掛止部と、
前記取付けロッド内に装着され、先部が前記掛止部に接触して該掛止部の傾倒状態を維持すると共に、基部が前記酸素噴出口の外部へ突出する固定部材と、
前記固定部材の基部に設けられ、前記取付けロッドが挿入されていない前記酸素噴出口から吹出す酸素を、前記転炉製鋼用ランスの軸心に対して直交する方向に吹出す酸素吹付け手段とを有することを特徴とする地金除去装置。
請求項１記載の地金除去装置において、前記酸素吹付け手段の前記固定部材への取付けはねじ部材によって行われ、しかも該ねじ部材の周囲には、該ねじ部材の周囲に付着させる断熱材の付着状態を維持するための係止金具が設けられていることを特徴とする地金除去装置。
請求項１又は２記載の地金除去装置において、前記取付けロッドが挿入される前記酸素噴出口は、前記転炉製鋼用ランスの軸心に位置することを特徴とする地金除去装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の地金除去装置において、前記酸素吹付け手段は、前記転炉製鋼用ランスの軸心に対し直交して取付けられた円盤状の酸素流変更部と、該酸素流変更部と軸心を合わせ、該酸素流変更部の前記転炉製鋼用ランス側に、該酸素流変更部とは隙間Δｈ（ｍｍ）をあけて設けられたリング部材とを有し、該隙間Δｈから吹出される酸素の流量をＱ（ｍ^３／時間）とすると、該酸素の流量Ｑと前記隙間Δｈとの比Ｑ／Δｈが５００以上３０００以下であることを特徴とする地金除去装置。