JPH08319509A

JPH08319509A - 精錬用兼副ノズル付きランス

Info

Publication number: JPH08319509A
Application number: JP12647495A
Authority: JP
Inventors: Kanji Hide; 寛治日出; Genji Kanetani; 弦治金谷
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JP3384192B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は例えば転炉、または脱ガス槽内、あ
るいは溶銑・溶鋼容器内で精錬を行う際に、内外温度差
に対応して外管以外の管がスライド可能な継手構造を有
する精錬用兼副ノズル付きランスに関するものである。【構成】転炉、または脱ガス槽内、あるいは溶銑・溶
鋼容器内へ挿入され、酸素・窒素あるいはアルゴン・空
気等の気体を吹込み、精錬を行うランスの中間部に設け
たサイドノズルの両側へ、外管以外の管がスライド自在
で、少なくとも内管がシール材を介在させた構造の継手
機構を備えたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば転炉、または脱ガ
ス槽内、あるいは溶銑・溶鋼容器内で精錬を行う際に、
内外温度差に対応して外管以外の管がスライド可能な継
手構造を有する精錬用兼副ノズル付きランスに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】転炉、または脱ガス槽内、あるいは溶銑
・溶鋼容器内で精錬を行う際に使用する精錬用ランス
（以下、単にランスと称する）は、転炉内や脱ガス槽
内、或いは溶銑・溶鋼容器内へ挿入され、酸素・窒素或
いはアルゴン・空気等の気体を吹込む装置であり、周囲
が高温度の排ガスや、撹拌されている溶銑・溶鋼・溶滓
の熱を受けるという過酷な条件に晒される。そこで、ラ
ンスの外管が上記の環境で溶損・変形などを起こさない
ように、三重管又は四重管構造となし、外管表面の内部
に冷却水を循環させて内部側から冷却することで保護し
ている。図３は転炉用ランスの例で、ランスが吹錬位置
にある状態を示す説明図、図４がランス全体を示す部分
断面図、図５がランスの一部断面詳細図である。図にお
いて、ランス１は転炉２０の上部に設けられたランス挿
入筒２３より炉内２１へ挿入され、転炉２０内に装入さ
れた溶銑２２をランス１のランスノズル１６から酸素を
吹込み脱炭処理する。そのための酸素等の気体供給は、
気体供給源に接続されている図示しない配管に連結した
Ｕ字管１９を介して内管内の圧送ガス通路１４へ行わ
れ、ランス１先端のランスノズル１６から炉内２１へ吹
き出すようになっている。このような精錬用ランス１
は、外管２・中管３・内管４で構成された三重管構造か
らなっており、給水管１７から入った冷却水が外管２と
中管３の間を通り、外管２全体を冷却しながらランス１
の先端のランスノズル１６へ到達し、次に水路を矢印方
向に変え、中管３と内管４の間を流れて上昇し、排水管
１８より排出される。

【０００３】ところで吹錬時のランス１の周辺温度は１
４００℃にも達している。従って、ランス１は冷却され
続けている外管２であっても膨脹し、管の軸（長手）方
向へ伸びを生じ、吹錬が終了し引上げられて後の降温に
伴って収縮する。このような熱膨張に因って生じる外管
２〜中管３〜内管４間の伸長差は、図４に示すように、
内管４と中管３とのスライド作用を容易にするための１
手段としてのグランドボックス５をランス１の上部に備
えることで対処している。前記グランドボックス５はグ
ランドケース６内に装入したグランドパッキン８を押え
ボルト９で締付けられるグランド押え７で固定すること
によりスライド可能にシールするものである。この結
果、外管２の伸びは、構造上内管溶接部４ｂから直接内
管４に伝わり、ランス１の反先端側に設けてあるグラン
ドボックス５により、内管４は外管２の膨脹、収縮に追
従し、ランス１の先端方向へスライドする。そのため、
外管２は変形、亀裂及び曲げを生じることはない。ま
た、ランス１がその中間部に副ノズルを有する場合の構
造は、図５に示すように、ランスノズル１６と外管２、
および内管４が、外管溶接部２ｂ、内管溶接部４ｂで接
合されており、中管３のみがランスノズル１６とスリー
ブ３ａでスライドする二重壁構造の継手になっている。
従って、炉内の輻射熱により膨脹し、管の軸方向へ伸び
た外管２に対して中管３の逃げは、スリーブ３ａの重ね
合せた部分のスライド代（冷却水どうしのため、少々の
漏れでは問題がない）で吸収されるようになっている。
しかしながら、ランス１の中間部へ中心線方向にガスを
噴出するように、内管４、中管３および外管２を中心線
方向に貫通する副ノズル２４を備えた場合には、膨脹し
た外管２と内管４とが副ノズル２４で機械的に拘束され
て、繰り返し応力を受けるため表面に変形、曲りを発生
することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したようにランス
１の長手方向の途中へ、酸素、窒素、アルゴン、空気等
の気体を炉内に吹込むようにするとなると、第５図のご
とく、副ノズル２４は外管保護のための冷却水を通す内
管側より取り出さざるを得ない。このため、副ノズル２
４は内管４と外管２とに継手せざるを得ず、そのためグ
ランドボックス５が前述の機能を充分発揮できず、副ノ
ズル２４から先端のランスノズル１６にかけての内管４
は、外管２の膨脹に追従する事ができず拘束されるた
め、外管２の膨脹は吸収されることなく変形・亀裂、水
漏れにつながる。この対策として、副ノズル２４が接続
される内管４をパイプのかわりに、フレキシブル構造と
しての機能を有するベローズを用いたスライド装置を設
置する方法等も考えられるが、外管２と内管４の膨脹差
は１５０mm以上に達して実用的ではなく、その上、トー
タルコスト（設備投資・ランニング）は大となり、繰り
返えされるスライド作用によりベローズの破損も発生し
ランスノズル１６より冷却水の噴出等の問題が発生す
る。その他、ランスノズル１６の取替作業に於いても、
従来は先ず外管２との溶接部２ｂを切断した後、内管４
との溶接部４ｂを切断すべくグランド押え７を緩めグラ
ンドパッキン８を弛緩させて、ランスノズル１６を外管
２との溶接部２ｂより外側へ引抜くことが可能で、内管
４との溶接部４ｂを切断できるが、副ノズル２４を設け
るとなると内管４をも引抜くことがで疵、副ノズル２４
を除去した後でないと引抜く事ができず、副ノズル２４
を除去するため、外管２と中管３の切開による除去作業
が必要で、ランスノズル１６の取替作業は極めて複雑で
あり、長時間必要となる等の問題が発生する。よって、
従来副ノズル２４を設けるに当っては、熱膨脹を考慮し
た大掛かりな装置を必要とするため実用的でなく、先端
のランスノズル１６の中に一体構造として設けるか、比
較的熱膨脹差の少ない箇所にしか設置できなかった。本
発明は上記のような従来の問題点を解決し、精錬時の外
管に発生する熱膨張、収縮に対応して効果的且つ確実に
スライドする長寿命な精錬用兼副ノズル付きランスを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る精錬用兼副
ノズル付きランスは、転炉、または脱ガス槽内、あるい
は溶銑・溶鋼容器内へ挿入され、酸素・窒素あるいはア
ルゴン・空気等の気体を吹込み、精錬を行うランスの中
間部に設けたサイドノズルの両側へ、外管以外の管がス
ライド自在で、少なくとも内管がシール材を介在させた
構造の継手機構を備えたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明においては、サイドノズルの両側へ備え
た継手機構の外管以外の管がスライド自在で、少なくと
も内管がシール材を介在させた構造の継手機構としてい
るから、外管が昇温により延伸し、降温により収縮して
も、外管以外の管がスライドし、外管の熱膨張・収縮に
よる伸び・縮みを無理なく柔軟に効率よく吸収し、かつ
酸素・窒素或いはアルゴン・空気等の気体や冷却水の漏
洩を確実に防止する。また、グランドパッキン部に於い
てスライドするスライド機構も特に設ける必要がなくな
る。

【０００７】

【実施例】

実施例１本発明の一実施例について図面を用いて説明する。図１
は本発明に係る精錬用兼副ノズル付きランスの１実施例
の全体を示す部分断面図であり、図２は図１のII部分の
拡大詳細図である。本実施例は三重式ランスの例で、符
号１〜４および符号１４、１６〜１９は上記従来のもの
と同一である。２４は副ノズルで、内管内の圧送ガス通
路１４側から外側に向かってガスを噴出する機能を有す
る貫通孔であることにおいて従来と同一である。２５は
外管２、中管３、内管４を一体構造とした銅鋳物製の三
重式のサイドノズルで、同一横断位置で仕切るように外
管２〜中管３〜内管４間を所定の長さに渡って繋げた一
体部分を有し、この繋げた部分に前記副ノズル２４が設
けられた単管状のもので、ランス１の中間部へ装入され
る。また、副ノズル２４はサイドノズル２５にネジによ
り脱着可能に取り付けられている。１５は内管フランジ
で、内管４外面の所定位置に中管３の端部を固定するた
めのものである。１０は内管４に設けられた継手機構
で、図２に示すように、前記サイドノズル２５の両側に
設けられ、１１がＯリングフランジで先端側の外面にＯ
リング溝１１ａを有しＯリング１２が装入され、１３が
Ｏリングガイドで前記Ｏリングフランジ１１の外側へ摺
動可能に接触するように、シール材を介在させた構成と
なっている。また、中管３はスリーブ３ａで摺動自在な
二重壁構造により、軸方向の伸縮に対応してスライドす
るようになっている。なお、２ｂ、３ｂ、４ｂは溶接継
手部である。上記のような構成によるランス１は、中間
部に装入されたサイドノズル２５で、外管２〜中管３〜
内管４同志が一体的になっていても、前記サイドノズル
２５の両側に設けた継手機構１０によって、使用時に炉
内の高温に晒された外管２のランス１の管軸（長手）方
向への膨張による伸縮があっても、これに対応して中管
３および内管４の何れも無理なく円滑にスライドし逃げ
を生じる。従って、冷却水は完全にシールされた状態が
維持され、圧送ガスが通過する内管内１４へ漏れ込むこ
とがない。内管の異常拘束などによる外管の変形・曲り
・亀裂・水漏れなどの発生もない。なお、上記実施例で
のＯリング１２は、Ｏリングフランジ１１の構造変更に
よって、任意の使用個数とすることができる。また、三
重式ランスの例について説明したが、四重式以上のラン
スの場合にも適用することができる。

【０００８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ランスの
中間部に装入されたサイドノズルの両側の内管がシール
材を介在したスライドする継手機構で構成したので、内
管の異常拘束などによる外管の変形・曲り・亀裂・水漏
れなどの発生もなく、またランスノズルより冷却水の漏
れもないシール精度の高いものが得られる。その上、ラ
ンスの熱膨脹を考慮した大掛かりな複雑な構造にするこ
となく、従来のランスを副ノズル式への改造（変更）は
簡単で、費用も安価で、メンテナンスも容易な寿命の長
い精錬用兼副ノズル付きランスが得られる。また、副ノ
ズルを副数段設ける場合に於ても、継手機構を有するサ
イドノズルをビルディング方式で積み上げるだけでよ
く、サイドノズルの段数やその距離、及び各段における
副ノズルの数量等は任意に、且つ又、容易に設定するこ
とが可能で取替・補修も簡単におこなえる。その上、噴
射するガス（気体）が複数種必要でも、サイドノズルを
多重管方式とすることで、簡単に且つ又、容易に設定す
ることが可能である。また、グランドパッキン部を廃止
することができ、内管のＵ字管部をフランジや溶接など
で固定することが可能で、従来のような複雑な補修作業
が不要となるばかりでなく、グランドパッキンの締め付
け過ぎや、締め付け不足による水漏れから解放され、稼
働中に突発的なグランドの増し締め作業や、ランスの取
替が皆無となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る精錬用兼副ノズル付きランスの１
実施例の全体を示す部分断面図である。

【図２】図１のII部分の拡大詳細図である。

【図３】転炉用ランスの吹錬位置にある状態を示す説明
図である。

【図４】転炉用ランスの全体を示す部分断面図である。

【図５】副ノズルを設けた転炉用ランスを示す一部断面
詳細図である。

【符号の説明】

１ランス２外管２ｂ外管溶接部３中管３ａスリーブ３ｂ中管溶接部４内管４ｂ内管溶接部５グランドボックス６グランドケース７グランド押え８グランドパッキン９押えボルト１０継手機構１１Ｏリングフランジ１１ａＯリング溝１２Ｏリング１３Ｏリングガイド１４圧送ガス通路１５内管フランジ１６ランスノズル１７給水管１８排水管１９内管（Ｕ字管）２０転炉２１炉内２２溶銑２３ランス挿入筒２４副ノズル２５サイドノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転炉、または脱ガス槽内、あるいは溶銑
・溶鋼容器内へ挿入され、酸素・窒素あるいはアルゴン
・空気等の気体を吹込み、精錬を行うランスの中間部に
設けたサイドノズルの両側へ、外管以外の管がスライド
自在で、少なくとも内管がシール材を介在させた構造の
継手機構を備えたことを特徴とする精錬用兼副ノズル付
きランス。