JPH0649891B2 - ランス迅速交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、製鉄所などにおける転炉設備の精錬用ランス
の簡単かつ確実、迅速な取替ができるランスの迅速交換
装置に関する。

（従来の技術） 例えば転炉での鋼の精錬用ランスは操業時ランス先端部
への地金付着や、溶損によりランスの取替えが頻繁に行
われている。転炉の溶鋼に酸素を吹き込むランス本体は
鋼管製であるが、酸素、給水、排水の３重鋼管から成っ
ているため交換に際しての接続は通常困難で時間を要す
るものであった。また、ランス本体はランス昇降台車な
どによって昇降可能に保持固定されているが、ランスが
昇降台車と共に昇降できるためには酸素等の供給導管は
フレキシブルでなければならず、通常、ランスは供給側
がホースと接続されている。

第６図は従来のランス交換装置におけるランスとホース
の接続状態を示す概略説明図である。

図示のように、ランス１とホース２とにはそれぞれラン
ス側フランジ３とホース側フランジ６が設けられてお
り、それらのフランジが10数本のボルトとナットで締結
接続され、ランス１とホース２とを接続している。

ところで、ランス先端ノズル部の溶損などによりランス
１を交換する必要のある場合には、ランスとホースとを
分離すべく、先づランス１とホース２のフランジを締結
しているボルトとナットを取り外し、破損ランスを取除
き、その後新しいランスと交換し、ランスとホースのフ
ランジ部は再びボルトとナットによって締結されてい
る。

しかしながら、これらはすべて人手によるものであり、
両フランジの締結接続作業は作業場の環境が悪く作業負
荷が大きく、また長時間を費やしていた。例えば上述の
ボルト数は給水、排水系とも12本、酸素は16本であり、
合計40本のボルト・ナットを弛め、締付けを行わなけれ
ばならず、その他の作業も含め、通常ランスの取替えに
は４人の作業者で70〜90分を要していた。

従来にあっても、これらの問題を解決するため特開昭61
-261413号公報に開示されているように、ランス交換装
置が提案されているが、この技術は炉外精錬で混銑車や
取鍋などの溶銑や溶鋼中に精錬剤を添加するランスの交
換装置に関するもので、ランスが比較的小径で取扱いは
容易であるが、取替え頻度が高いために自動化を図った
ものであり、ランスの接続端にはアダプタが取付けられ
ており、それを介してランス係止具に締付け固定される
構成の汎用のカプラーが使用されており作業員がランス
の着脱を行っていた。

また、特開平１−100213号公報では上記公報と同様に炉
外精錬の溶銑予備処理等に粉体吹込み、酸素吹込み等の
ランス交換装置にシリンダーによって駆動されるロック
機構によるカプラー接続、脱着機構を設けたランスとホ
ースの着脱装置に関するものであるが、転炉の主ランス
などに上記に示されたようなカプラーを適用するのは容
易ではあるが、転炉の主ランスは水の給排水と酸素の３
種類の異なる性質の供給用ランスであり、さらに個々の
管径が大径で非常に大重量であり、かつ使用流体が高圧
で特に高圧酸素では漏洩は絶対に許されないものであ
り、これらの条件によりカプラー接続の適用が遅れてい
た。カプラー接続では特に芯合せが重要であり、芯ずれ
のまま接続すると完全な位置での接合ができず流体漏洩
やシール破損の原因となる。したがって、実用化のため
には漏洩に対する信頼性（確実性）を高める必要があ
る。

なお、ランスの芯出しを行うには、例えば特公昭53-327
64号公報に開示されたランス芯出し装置によれば、ラン
スに球面勾配を有するリング状金物を設け、該金物を支
承することによりランスを支持し、一方予め所定位置に
設置されたランス支承台に対しランスを押着せしめるよ
うにしてランスを把持する作動アームによって芯出しを
行う。

（発明が解決しようとする課題） すでに述べたように、従来にあっては、ランスの交換は
まずランスとホースとの接続部を分離すべくランス側フ
ランジとホース側フランジとの締結ボルトとナット10数
本を用いた複数のランスのボルト・ナットの緩め外し、
また新しいランスの取付け時は接続部を構成する両フラ
ンジの締結ボルト・ナットの締付けを人手によって行っ
ており、長時間を要している。更にランス取替え後のラ
ンス先端の芯出しは芯出し装置で行うが、転炉上方での
粉塵、ダスト等悪影響のためにランス芯出し装置を兼ね
る把持装置の駆動部、つまりネジ部での粉塵噛み込みに
よって駆動が困難となり、位置調整のため粉塵の除去な
どを行っているが、高熱でかつ粉塵などの悪影響での作
業であり衛生面、安全面からも作業員の労働負担の高い
作業となっていた。

本発明は、上記の事情に鑑み、殆ど人手を費さずにラン
スを迅速に交換できる装置を提供することを目的とす
る。

さらに本発明は、ランスの把持、芯出しを容易に行うこ
とのできるランス迅速交換装置を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
その手段は、次のような構成を有する。

ランスとホースとの接続端において、ソケット部と該
ソケット部に内挿嵌合するプラグ部とから成る差込み式
カプラーを設ける。その場合、ランス側にフランジを介
してソケット部を設け、一方ホース側には該ソケット部
に内挿嵌合するプラグ部を設けるようにしてこの差込み
式カプラーを構成してもよい。

前記プラグ部とソケット部との間にシール材を設け
る。

前記プラグ部に流体洩れ検知孔と、該検知孔に連結し
た流体漏れ検知装置とを備える。

本発明はその好適態様によれば、上記ないしに加え
て、さらにリンク機構を有し、ランス芯出し装置を兼ね
るランス把持装置とを固定して有するランス昇降台車を
備え、該ランス昇降台車の上面部に、少なくとも前記ラ
ンス芯出し装置の駆動部を減速機機構内に収納するなど
して周囲粉塵からシールして設けるように構成してもよ
い。

そのような構成を取ることにより、上記駆動部を構成す
るネジ部などを外部よりの粉塵等から遮断し、ランスの
芯出しおよび把持をスムーズに行うことができ自動化の
信頼性が高まる。

ここに上記減速機機構は、特に制限ないが、キー（溝）
を有する雄ネジと噛み合い、その雄ネジを前後進させる
雌ネジを有する歯車とし、それと噛み合い回転駆動させ
る駆動歯車を備えた一般的な構造であればよい。

さらに本発明の好適態様によればカプラー接続補助ガイ
ドをさらに設けた機構としてもよい。

（作用） 本発明においては、ランスとホースを迅速に接続、分離
可能な差込み式カプラーを採用したもので、例えばラン
ス側フランジに雌形ソケットをボルトで締結し、一方ホ
ース側フランジに雄形プラグをボルトで締結し、ソケッ
ト胴部にはシール材を埋設し、一方プラグの中央部より
下方に向かって流体漏れ検知孔を穿設し、その後端部に
漏れ検知器を設ける。ホース側プラグをランス側ソケッ
ト内に挿入することによりワンタッチでランスとホース
は接続される。すなわち、差込み式カプラーによりラン
スとホースを接続するものである。

転炉ランスの交換操作にあって、新ランスはクレーンで
ランス昇降台車に吊り込み、カプラー差し込み直前で一
旦停止し、ランスの芯出し装置によってカプラーの芯出
しを行った後、再びクレーンを降下させカプラーの接続
を行う。なお、この場合、例えば雌ネジと一体化したハ
ンドルとそれに連接した雄ネジから構成される芯出し装
置の駆動部、特に雄ネジ部を減速機構内に収納するな
ど、周囲からシールすることにより、粉塵噛み込みによ
る作動不良を防止できる。次いで、カプラーの完全な接
続を確認後ランス芯出し装置およびランス把持金具によ
り転炉のランス孔とランスの芯出しを行いランス昇降台
車を降下させランスの設置を完了させ流体漏れ検知器を
動作させ通水、通酸テストを実施して完全なランス設置
を確認してランス設置を完了する。

ランスの取外しはこの逆の操作によればよい。

本発明によれば２人の作業者で段取り作業も含めて約50
分程度でランスの交換が行われる。

このようにランスとホースの分離、接続は、人手による
ボルト・ナットの締付け、取外しを行うことなく、カプ
ラーの接続、分離により自動的に行うことができる。

（実施例） 次に、添付図面を参照しながら本発明の実施例について
説明する。

第１図ないし第５図は本発明に係るランス迅速交換装置
の一実施例を示すもので、第１図はランス１とホース２
のカプラー10による係合接続状況を示す断面図で、第２
図は同じく本発明のランスの芯出し装置の設置状況を示
す概略説明図で、第３図は同じく本発明にかかる装置に
よるランスとホースの接続状態を示す全体概略図、そし
て第４図および第５図は同じく本発明の装置を使った場
合のランスとホースの接続時のカプラー接続補助ガイド
を示す概略説明図である。

第１図に示すようにランス１およびホース２との接続端
にランス側フランジ３およびホース側フランジ６を設
け、このランス側フランジ３に接合締結され接続する雌
形ソケット４をボルト・ナット９により締結して設け、
雄形プラグ５をこれに嵌合する。ホース２のホース側フ
ランジ６にはボルト・ナット９で前記雄形プラグ５が締
結して設けられる。

ソケット４の胴中央部には雄形プラグ５との間での流体
の漏洩を防止する例えば、Ｏリングあるいはパッキング
であるシール材20を設ける。プラグ５にはソケット４と
プラグ５との間からの流体洩れを検知するための流体洩
れ検知孔７を設ける。この流体洩れ検知孔７の後端部に
流体漏洩検知装置８が接続されており、漏洩流体圧力が
異常上昇した場合の警報、ガスが噴出した場合の警報が
でるようにしてある。

このようにランス側フランジ３にはソケット４を、また
ホース側フランジ６には、雄形プラグ５がそれぞれボル
ト・ナット９で締結されている。またこれらは逆であっ
てもよい。ランス１とホース２の接続はソケット４とプ
ラグ５より構成されたカプラー10で行われるものであ
る。

すなわち、第２図および第３図に示すように、新しいラ
ンス１を上部クレーン（図示省略）にて吊り上げ、ラン
ス昇降台車11に設けた挿入孔差し込み式のカプラー10
（図示例では３ヶ所）の差込み直前でクレーンの下降を
一旦停止させ、ランスの芯出し装置15を駆動させランス
把持金具14にてカプラー10との芯出しを行った後更にク
レーンを下降させて、カプラー10の接続を行い、完全な
カプラー10の接続を確認した後、ランス１をランス昇降
台車11のランス把持金具14にて把持し、ランス昇降台車
11へ固定保持する。この際、ランス１はランス把持金具
14、ランス芯出し装置15により転炉OGフードのランス孔
（図示省略）に挿入可能に芯出しを行う。ランス１の芯
出し完了後にランス昇降台車11を下降させランス１の先
端部を転炉OGフードのランス孔へ挿入する。

挿入確認後、流体漏れ検知器８を動作させ通水、通酸の
テストを行う。

また、カプラー10の接続には第４図、第５図に示したよ
うにカプラー接続補助ガイドを用いることが好ましく、
ランス１の接続端を構成するランス側フランジ３の近傍
にガイド板16を設け、このガイド板16にはガイド孔19を
複数個、図示例では３個設けている。

一方、ランス昇降台車11のホース受け架台12に設置した
ガイド基台17上にガイド棒18を突設し、ランス１をラン
ス昇降台車11に吊り込む際にガイド棒18をガイド板16の
ガイド孔19に合わせ遊嵌することによってカプラー10の
接続時の芯出しを自動的に行うことができる。

カプラー10のソケット４とプラグ５の構造は、好ましく
はプラグ５の先端の外径はプラグ中央胴部の外径より小
さくし、逆にソケット４の先端の内径をソケット４の中
央胴部の内径より大きくなるよう構成されており、か
つ、プラグ５の先端外径はソケット４の中央胴部内径よ
り小さく、また、プラグ５の中央胴部外径はソケット４
の先端内径より小さい構造としている。これによってカ
プラー10の接続、分離がスムーズに行える。

このカプラー10は外部に酸素および水が漏洩することが
絶対に許されない装置であるためシール方法としてはソ
ケット４の中央胴部内側にＯリングまたはパッキング等
のシール材20で相対するプラグ５とソケット４とをシー
ルする構造が好ましい。

取外し側のランス１にボルト・ナット９で常に締結され
ているソケット４の内側にシール材20が配設されること
によりランス１の整備時にシール材20の取替えができ、
このため常にシール性が確保できるからである。

また、更にソケット４の先端部内径とプラグ５の中央胴
部の外径との隙間をシール材20のつぶし代またははみ出
し代より極力小さくすることによりシール性をより確実
にすることができるとともに、カプラー10の接続、分離
時の案内ガイドとしての働きもありシール材20を損傷さ
せない。

なお、ホース２の側の重量支えには、第３図に示すラン
ス昇降台車11に受け架台12を設け、ホース２の側には受
けリング13を設け受け架台12で受けるようにすればよ
い。この受け架台12と受けリング13との間にホース２の
回転止め機構（図示省略）、例えば両者間にボルト等の
挿入孔を設けてホース２の回転を防止するようにしても
よい。このことによってホースのねじれ、回転を防止す
るとともにカプラー10のシール材20のねじれ等による損
傷をも防止することができる。

また、ランス１の芯出し駆動部を減速機内に収納するこ
とにより粉塵などの噛み込みによる作動不良を防止する
ことができ芯出し作業は効率よく短時間内に行うことが
でき、上記したカプラー機構との併用によってランスの
取替えが迅速に行うことができるとともに悪環境下にお
ける作業員の安全、健康面ともに作業負荷軽減に大きな
効果を得ることができる。

なお、本発明を転炉主ランスを例にとって説明したが、
転炉のサブランス、インゼクションランス等についても
同様に適用できるのは言うまでもない。

（発明の効果） 本発明は、以上説明した通り、転炉ランスの取替えにお
ける時間の短縮、すなわちランスとホースの迅速な接
続、分離が可能となり、作業員の安全、健康面とともに
作業負荷軽減に大きな効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる装置によるランスとホースの
接続状態を示す正面断面図； 第２図は、本発明にかかる装置を構成するランスの芯出
し装置およびびランス把持装置を示す概略説明図； 第３図は、ホース支持架台を示す説明図； 第４図および第５図は、本発明を実施するためのカプラ
ー接続補助ガイドを示す概略説明図；および 第６図は、従来の装置によるランスとホースの接続状況
を示す概略説明図である。 １：ランス、２：ホース ３：ランス側フランジ、４：ソケット ５：プラグ、６：ホース側フランジ ７：漏れ検知孔、８：検知器 11：ランス昇降台車、12：ホース受け架台 14：ランス把持金具 15：ランス芯出し装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ランスとホースとの接続端において、ソケ
   ット部と該ソケット部に内挿嵌合するプラグ部とから成
   る接続カプラーを設けるとともに、前記プラグ部とソケ
   ット部との間にシール材を設け、さらに前記プラグ部に
   流体洩れ検知孔と、該検知孔に連結した流体漏れ検知装
   置とを備えたことを特徴とするランスの迅速交換装置。
2. 【請求項２】リンク機構を有しランス芯出し装置とを兼
   ねるランス把持装置を固定して有するランス昇降台車を
   備え、該ランス昇降台車の上面部に、前記ランス芯出し
   装置の駆動部を周囲雰囲気からシールして設けたことを
   特徴とする、請求項１記載のランス迅速交換装置。
3. 【請求項３】カプラー接続補助ガイドをさらに備えたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のランス迅速交換
   装置。