JPS6038654Y2 - 製鋼炉の流体供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、製鋼法、したがって、型式も種々異なる、ト
ラニオン・リングを備えた、転炉（以下１製鋼炉ヨと総
称する。

）で必要とする精錬用酸素、冷却用炭化水素ガスおよび
冷却水などの流体を供給するため、製鋼炉炉体を支持し
、旋回駆動するトラニオン軸に穿設された軸孔を内通し
て配管され、外部端に回転継手、内部端に連結管体がそ
れぞれ連結された複数の流体管を含んでなる、改良され
た流体供給装置に関するものである。

たとえば、既設のＬＤ転炉を炉底吹込型のものに転換し
ようとするとき、あるいは底吹転炉を製作しようとする
場合には、その炉底などに羽目を設け、炉体内に噴出さ
せる精錬用酸素、微粉砕した媒溶剤ならびにそれら羽口
先端およびそれら羽目を取り囲む内張耐火材を冷却する
ためのプロパンの如き炭化水素ガスその他の供給源とそ
れら羽目とを連絡させなければならない。

ところで、トラニオン・リングを備えたこの種の製鋼炉
においては、かかる連絡は、駆動側および被動側トラニ
オン軸それぞれの各外方端部に固着されている回転継手
の少なくとも一方を介して行なわれるが、そのためには
炉口部その他炉体各部の冷却用水の供給および排出管も
含めた複数の流体管が配設できる軸孔を該トラニオン軸
に穿設する必要がある。

従来は、上記各流体は、トラニオン軸内を通過する同心
状の三重管構造に形成された流路を通って流入出せしめ
る方式のものが知られているが、これではその流路を構
成する配管系統の接続部に漏洩があると、流体相互の混
流が生じ、炉内の溶湯および炉体各部の冷却流路にそれ
ぞれ流入することになる。

このような場合、特に溶湯内に冷却水が流入すると、こ
の冷却水が高温の溶湯に直接接触し、溶湯内で強力な爆
発を起して溶湯を吹き上げるなどの不測の事故を招来す
る危険性がある。

このような不都合を除去すべく、各流体の流入出路をそ
れぞれ独立した配管系統でトラニオン・リングのトラニ
オン軸内を通過させ、たとえ流体の漏洩が生じてもそれ
ら流体相互間の混流を防止するとともに、その配管系統
の簡素化と組立作業の容易化とを図るため、それら各流
体管は同心状に重合しないで束ねてトラニオン軸孔に遊
嵌し、それら各部の内端部を１個の共通した連結管体に
固着させる形式のものが提案されている。

しかし従来公知の改良されたこの種技術においては、複
数の流体流路を設ける場合、各流体管の内部端に固着し
た該連結管体から、トラニオン軸の径方向に、複数の流
体管を、トラニオン・リングの外部へと配設するために
、それら流体管数と同数の連通孔をトラニオン・リング
に穿設する必要があることから、特に既設のＬＤ転炉を
底吹転炉などに改造するに当り、既設のトラニオン・リ
ングを流用するような場合、その連通孔を多数増設する
ことは加工作業上困難であるのみならず、トラニオン・
リングの強度上の点でも問題がある。

本考案は、このような実状に鑑み、種々考究の結果、完
成されたもので、従来公知の流体供給装置に認められる
上述の不都合、不利、欠点を除去し、既設の比較的小型
のトラニオン・リングにも、必要とする複数の流体流路
をより簡単に増設ないしは新設可能となし、しかも組立
作業が容易で、長期にわたる苛酷な使用条件下において
も信頼性のきわめて高い安全性にすぐれた製鋼炉の流体
供給装置を提供しようとするものである。

このため、本考案は、製鋼炉炉体を支持、回動する、複
数の流体流路をもつトラニオン・リングの少なくとも一
方のトラニオン軸に軸孔を穿設し、このトラニオン軸の
外端部で回転継手に連結される第１の各流体管は個別的
に該軸孔に遊嵌して、それら各流体管の内端部に１個の
共通する連結管体を流体密に固着し、第２の各流体管は
２本の流体管が同心の二重管構造に形成されて、該トラ
ニオン軸の半径方向から該軸孔内に挿入せられ、該連結
管体を介して、対応する該第１の各流体管とそれぞれ流
体密に連通せしめるとともに、それら第１の各流体管と
該トラニオン軸との間には、それら第１の各流体管を該
連結管体に押し付け、しかもそれら第１の各流体管と該
トラニオン軸との間の熱膨張差による軸方向の相対的変
位を許容する支持手段を設けたことを特徴としている。

次に本考案の実施例を図面にしたがって、具体的に説明
する。

第１図において、１は鉄皮２内に耐火材３を内張すした
製鋼炉で、この炉底部４には炉内の溶湯（図示せず。

）に精錬用酸素および流体ａを流入させる同心状の二重
管構造の流体導入路５が形成され、製鋼炉１の炉口部６
には冷却水などの流体すを流入出させる流入出路７が形
成されている。

実施例として図示したこの底吹転炉においては、溶湯中
の燐、過剰の炭素などの元素を酸化して除去するため、
炉底に設けた上記流体導入路５の内管を通して酸素が吹
き込まれるが、その際、酸素とそれら不純物間との反応
により、上記流体導入路５の先端開口部およびその近傍
の耐火材３は急速に損耗する。

この損耗を防止するために、上記流体導入路５の内管と
外管との間を通して、流体ａが溶湯中へ吹き込まれる。

なおこの流体ａとしては、一般にプロパンの如き炭化水
素ガスが使用される。

炭化水素ガスは溶湯からの加熱で、水素と炭素成分とに
分解され、この分解時の吸熱効果で、上記開口およびそ
の近傍の冷却作用が行なわれる。

また炉口部６は冷却水などの流体すが入口８から流体人
出路７に導入され、出口９から導出される過程において
所定の冷却が行なわれる。

製鋼炉１は、その胴部で遊嵌され、かつ二の製鋼炉１の
外周壁に突設されたブラケット１０，１１間に介挿され
たトラニオン・リング１２に支持され、このトラニオン
・リングの駆動側および被動側トラニオン軸１３．１４
は基台１５．１６に支持されている。

原動機１７から駆動側トラニオン軸１３に伝達された回
転駆動力は、トラニオン・リング１２、ブラケット１０
．１１を介して、製鋼炉１に伝達され、これらは一体的
に回動し、製鋼炉１の傾動操作を行なう。

他方、それら流体ａ、 ｂそれぞれの供給源（図示せず
）と、前記各流路５，７との配管系統はたとえば、被動
側トラニオン軸１４内を通して配設されるので、このト
ラニオン軸１４の軸端面には回転継手１８が取り付けら
れる。

第２図は、トラニオン軸１４内の配管構造を回転継手１
８との連結状態で示した拡大図で、トラニオン軸１４に
はその中心部に大径の軸孔１９が穿設され、回転継手１
８の３本の回転側吐出管２０．２１．２２にフランジ部
２３，２４．２５を介してそれぞれ連結、固定された３
本の第１の流体管２６，２７．２８が同心的に重合しな
いで、束ねた状態で、上記トラニオン軸孔１９内に遊嵌
されている。

そしてそれら３本の流体管それぞれの他方端、すなわち
、内端部には該軸孔１９の内部に配設された１個の共通
する連結管体２９が連結されており、その詳細な拡大縦
断正面図および要部の矢視図がそれぞれ第３図および第
４図に示されている。

第３図および第４図から明らかなように、この連結管体
２９は内部に互いに分離、独立した２つの連通孔Ｘおよ
びｙが穿設された連結管体２９ａと１つの連通孔２が内
部に穿設された連結管体２９ｂとの一体的な結合からな
っている。

そして上記連通孔Ｘおよびｙの各一端には第１の流体管
２６．２７がそれぞれ溶接で取付けられ、他方端にはね
じ孔３０，３１が螺設されて、第２の流体管３２．３３
に溶接固着されたねじ部３４．３５がねじ孔３０，３１
にそれぞれ螺着されている。

なお連通孔Ｘおよびｙの第１の流体管２６．２７連結側
の入口および出口は第４図に見られる如く、単独口にな
っているが、第２の流体管３２，３３の螺着側ねじ孔３
０．３１は二重管口を形成している（第３図参照）。

第５図は連通孔Ｘ、ｙが穿設された連結管体２９ａの流
路を解説するため示した一部切欠き斜視図である。

また連結管体２９ｂに穿設された連通孔２の一端の入口
側には第１の流体管２８が溶接で固着され、他方の出口
側にはねじ孔３６が螺設され、第２の流体管３７に溶接
で固着されたねじ部３８が該ねじ孔３６に螺着されてい
る。

なお第３図に示されているように、二重管構造における
外管３３上部の流体管３３ａには枝管３９，３９ａが連
通し、下端にはフランジ４０が溶接によって取付けられ
、外管３３に溶着、固定されたフランジ４０ａとボルト
止めされるとともに、上端にはシール用のグランド・バ
ッキング４１．０−リング４２のパツキン箱４３が溶接
で固定されている。

また二重管構造の内管３２には上記バッキング４１およ
びＯ−リング４２用のシート・リング４４が外装されて
いる。

なお図中４５はバッキング押えである。

なお二重管構造にした第２の流体管３２．３３を連結管
体２９ａに螺着する場合には、まず外管３３のねじ部３
５を連結管体２９ａのねじ孔３１に螺着し、ついで内管
３２に下部外管３３を外装、遊嵌した状態で連結管体２
９ａのねじ孔３０にねじ部３４を螺着させる。

ここで上部外管３３ａのフランジ４０におけるボルト孔
を長孔にしておけば、下部外管３３のねじ孔３１との螺
着時における該外管３３の回転静止位置にかかわらず、
枝管３９，３９ａの位置を所望の任意位置にセットする
ことが容易にできるから好都合である。

図中４６．４７．４８．４９はそれぞれ内管３２、下部
外管３３、第２の流体管３７のねじ部３８のシール用Ｏ
リング、５０，５１はそれぞれ第２の流体管の下部外管
３３、流体管３７をトラニオン・リング１２に固定する
ための止め金具である。

第６図は、回転継手１８の一例を示す縦断側面図で、５
２は炉底部４の流体導入路５に連通ずる旋回側の中心管
、５３．５４はこの中心管５２に同心状に遊嵌された旋
回側の同心管、５５，５６．５７は上記各部５２，５３
，５４に回転シール装置５８，５９．６０を介して、そ
れぞれ連結された固定管である。

６１，６２は各部５２，５３．５４間の流入側端部に介
挿されたシール用固定隔壁、６３は旋回側中心管５２と
固定管５６の吐出端部に介挿された回転シール装置で、
各固定管５５．５６．５７には流体ａ、 ｂの流入出用
の流入管６４．６５と流出管６６がそれぞれ固定されて
いる。

次に、上記構成の作動について説明する。

流体ａは、回転継手１８の管６４，５５，５２およびト
ラニオン軸１４内の管２８、連結管体２９ｂの連通孔２
、第２の流通管３７を通って、製鋼炉炉底部４の流体導
入路５に導入される。

他方の流体すは、回転継手１８の管６５，５７．５４，
２０およびトラニオン軸１４の管２６、連結管体２９ａ
の連通孔Ｘ、内管３２を通って、入口８から製鋼炉炉口
部６の流体人出路７に流入し、炉体その他の各冷却配管
に導かれ、排水となった該流体すは出口９から枝管３９
ａ、３９を介して二重管の外管３３ａ、３３へと戻り、
連結管体２９ａの連通孔ｙ１トラニオン軸１４内の流体
管２７、回転継手１８の管２１，５３．６６を経て、還
流される。

ところで、上記回転継手１８から流入出される流体ａ、
ｂのトラニオン軸１４内における配管系統は、第２〜
４図に示されているように、軸孔１９内に遊嵌された独
立した流路を有する第１の流体管２６，２７，２８およ
びそれらの内端部に固着された連結管体２９ならびにト
ラニオン軸１４の半径方向の外側から挿入して、該連結
管体に螺着もしくは嵌着された同心状の二重管構造の第
２の流体管３２，３３．３３ａおよび一重管の３７によ
って構成され、各流体ａ、 ｂの流入出路はトラニオン
軸１４の軸孔１９内では独立した３本の流路を構成して
いるので、たとえ第１と第２の流体管が連結管体２９と
の継ぎ部において、流体の漏洩が生じても、軸孔１９を
通って外部に該漏洩流体は排出されることから、それら
流体相互間に混流が起ることは全くないといえる。

第２図およびそのＡ部分の詳細を示す第７〜８図に見ら
れるように、トラニオン軸孔１９に遊嵌された第１の流
体管２６，２．７．２８には、トラニオン軸１４の外側
端面から適当に離れた位置にフランジ６７が溶接で固着
せられ、このフランジと適当な間隙６８を置いて対面さ
せるようにしたフランジ部６９を外端に有する円筒状の
支持部材７０がこのトラニオン軸端面に突設されている
。

そしてこれらフランジ６７と６９とを適当に設定された
ある範囲内で、トラニオン軸心線方向に変位可能とする
ため、該一方のフランジ６９に植込んだ複数本（図示の
実施例では１０本）の各ボルト７１において、ナツト７
２とフランジ６７表面との間には、スペーサ７３を介し
て、コイルばね７４が介装されている。

なお図中７５は一端をフランジ６７表面に溶接で固定し
た円筒状のばねカバー、７６はフランジ６７の中心およ
び円周方向の位置を常に適正に保持させるため、トラニ
オン軸心線方向には摺動可能に、該フランジ６７の周縁
部に刻設した切欠きと嵌着せしめた一種のガイド部材で
あって、該フランジ６９に溶接で確実に固定しである。

第１の流体管２６〜２８は上述した要領で、トラニオン
軸１４に支持されているので、昇温雰囲気となるそれら
の流体管２６〜２８およびトラニオン軸１４相互の間に
生じる避けることのできない熱膨張差は、上記間隙６８
によって、なんらの支障もなく吸収される。

さらに詳述すれば、第２図で明らかなように、連結管体
２９がトラニオン軸孔１９内の所定位置に実質的に不動
状態で保持されるように、該軸孔内の適所に固定した盲
板７７に、それら第１の流体管２６〜２８、フランジ６
７を介して、上記連結管体を当接させる押付は力を付勢
している各コイルばね７４は、支持部材７０のフランジ
部６９に植込まれたボルト７１゜ナツト７２、スペーサ
７３によってその位置が規制されているため、たとえば
、流体管２６〜２８がトラニオン軸１４よりも大きな熱
膨張をしたときには、第７図でフランジ６７はコイルば
ね７４の反発力に抗して右方へ変位し、間隙６８の寸法
がそれに対応して若干増大する。

またそれとは反対に、トラニオン軸１４の方がそれら流
体管よりも熱膨張が大きい場合には、フランジ部６９は
、フランジ６７に近接するように変位することから、間
隙６８は減小し、コイルばね７４は通常の据付は長さよ
りも長くなり、したがって、その押付は力は弱くなると
いう問題が生じうる。

しかし、それら流体管は十分な耐腐食性を具備すること
が望ましいことから材質には一般に熱膨張率の大きいＳ
ＵＳなどを用いることが多いため、このような好ましか
らぬ状態になることはほとんどなく、万一そのような場
合が存在しうるとしても、それら各コイルばね７４の初
期（常温時での）据付は長さ、ばね常数、ばねの本数、
間隙６８の寸法などを適正に決定することにより、いか
なる場合にも、盲板７７に対する十分な押付は力が該連
結管体２９に与えられるように調整すれば、かかる不都
合は解消できる。

なおそのうえ、製鋼炉の支持機構であるトラニオン・リ
ングおよびトラニオン軸は、特に底吹転炉のような場合
には、その軸心線方向およびそれと直角方向とに相当の
振動が発生する傾向が多いが、上述の如き構成の採用に
よって、かかる振動による連結管体２９および第１の流
体管２６〜２８のトラニオン軸孔１９内における位置的
なずれをきわめて有効に防止することができる。

また第９〜１１図に連結管体の別の実施態様を例示した
もので、第２〜５図に例示した第１実施例に係るものが
ＳＵＳの鋳造品であるのに対し、この２９′はすべてＳ
ＵＳの板および管材による溶接組立構造にしである点で
著しく相違する。

しかし、第１実施例におけるものと同一または均等部分
をそれと同一符号またはそれにダッシュ′を付してそれ
ぞれ表示しであるから、第１実施例と対比することで、
この第２実施例の構成、作用、効果はきわめて容易に理
解できるものと考える。

このように、溶接組立構造方式によれば、この種の連結
管体の製作、流体管との連結のための加工なども比較的
簡単、確実に行なえるものと期待される。

なお少しく説明を補足すれば、第１実施例においては、
第３図に見られるように、連結管体２９に穿設された連
通孔ｘ、 ｙ、 ｚの各一端部にはねじ孔３０，３１
．３６が螺設されていて、第２の流体管３２，３３．３
７はそれぞれの内端に溶接で固定させたねじ部３４，３
５．３８を介して、所定どおり、該連結管体２９にいず
れも螺着せしめであるのに反し、第２実施例では、第９
図に明記されているように、連結管体２９′の連通孔Ｘ
′、ｙ′ｚ′の各一端部にはそのようなねじ部は設けて
おらす、第２の流体管３２．３．３．３７はそれぞれの
一端に溶接で固定させた内端部材３４′。

３５’、３８’を介して、所定どおり該連結管体２９′
に嵌着せしめである。

そして、第１実施例では、第２の流体管の下部外管３３
および流体管３７はそれぞれ止め金具５０．５１によっ
てトラニオン・リング１２に固定しであるのに対腰第２
実施例においては、第２図のＡ部分に関し、第７図を参
照して詳細に説明されている第１の流体管２６，２７．
２８に溶接で固着したフランジ６７、トラニオン軸端面
に突設した円筒状の支持部材７０の外端に設けたフラン
ジ６９に植込まれた複数本のボルト７１、これら各ボル
トに対応させたコイルばね７４、スペーサ７３、ナツト
７２などで構成せしめた第１の流体管２６〜２８のトラ
ニオン軸１４に対する支持手段と実質的に同じ要領で、
すなわち、内管３２は上部外管３３ａ上端のパツキンン
箱４３に、下部外管３３および流体管３７はどちらとも
トラニオン・リング１２に、それぞれ支持手段５１′。

５０’、５１’で、支持せしめである（第９図）。

したがって、たとえばトラニオン・リング１２、トラニ
オン軸１４と第２の流体管３２，３３．３７との間、ま
たは内管３２と外管３３，３３ａとの間にかなりの熱膨
張差があったり、あるいは製鋼炉炉体から相当の振動が
伝達されることがあっても、それら第２の流体管３２．
３３． ３７の各内端の連結管体２９′に対する嵌着
はいずれも所望どおりきわめて確実に保持されることは
明らかである。

以上の説明で明らかなように、本考案による流体供給装
置を採用すれば、既設のＬＤ転炉を底吹転炉などに改造
するに際し、既設のトラニオン・リングをそのまま流用
するような場合にも、必要とする複数の流体管が容易に
あるいはそれはどの困難なしに配設できるのみならず、
トラニオン軸およびトラニオン・リング内に、従来公知
の方式による場合に比べて、小径の連通、導設用の孔を
、しかも数少なく穿設することで目的が遠戚される。

このことは、トラニオン軸およびトラニオン・リングに
おける強度の点でも、より高い安全性が確保されると同
時に、少ない孔加工または拡径作業で済むことになるか
ら、それだけ経済性の向上、経費の節減が可能となる。

なお各流体管におけるシール部には各２個のＯ−リング
を配し、二重のシールを施すように考慮しているので、
流体のシール性の面からも高い安全性が保証されている
ことは明白である。

そして、各流体管と連結管体との結合も、螺着もしくは
嵌着のような確実でしかも容易な取付は方式によってお
り、着脱も自在である。

そのうえ、トラニオン軸孔内は一般に昇温雰囲気となる
ため、その内部に遊嵌させた流体管とトラニオン軸との
間には回避困難な熱膨張差が多かれ少なかれ起り、さら
に製鋼炉炉体からの振動も同時に伝達されるが、本考案
においては、それら流体管および連結管体はトラニオン
軸端にばねを介して確実に保持されていることから、そ
れらに起因する好ましからぬ、ないしは厄介な問題の発
生も効果的に排除、解消されるという顕著な利益が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は底吹転炉の略示的な部分縦断側面図、第２〜１
１図は本考案の実施例を示すもので、第２図はその要部
を示す縦断側面図、第３図および第４図はそれぞれ第２
図の■−■線およびＩＶ−ＩＶ線における矢視正面図、
第５図は本考案における連結管体の一実施例を示す拡大
斜視図、第６図は回転継手の一例を示す縦断面図、第７
図は第２図におけるＡ部の拡大詳細図、第８図は第７図
の■−■線における矢視正面図、第９図は第３図に相応
する別の実施例を示す縦断正面図、第１０図は第９図の
Ｘ−Ｘ線における矢視平面図、第１１図は第１０図のＸ
Ｉ−ＸＩ線における矢視側面図である。 １・・・・・・製鋼炉、４・・・・・・炉底部、５・・
・・・・流体導入路、６・・・・・・炉口部、７・・・
・・・流体すの人出路、１２・・・・・・トラニオン・
リング、１３，１４・・・・・・トラニオン軸、１８・
・・・・・回転継手、１９・・・・・・トラニオン軸孔
、２６，２７，２８・・・・・・第１の流体管、２９．
２９’・・・・・・連結管体、３０，３１，３６・・・
・・・ねじ孔、３２，３３，３３ａ、３７・・・・・・
第２の流体管、３４．３５．３８・・・・・・ねじ部、
３４’、３５’、３８’・・・・・・内端部材、３９，
３９ａ・・・・・・枝管、５０．５１・・・・・・止め
金具、５０’、５１’・・・・・・支持手段、７０・・
・・・・第１の流体管２６〜２８の支持部材、？１．７
２．７１’、７２’・・・・・・ボルト・ナツト、７３
，７３’・・・・・・スペーサ、７４，７４′・・・・
・・コイルばね、７５，７５’・・・・・・ばねカバー
、７６・・・・・・フランジ６７のガイド部材、７７・
・・・・・盲板、Ｘ、ｙ、ｚ、Ｘ、ｙ′、ｚ′・・・・
・・連結管体２９．２９’にそれぞれ設けられた連通孔
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 製鋼炉炉体を支持、回動する、複数の流体流路をもつト
   ラニオン・リングの少なくとも一方のトラニオン軸に軸
   孔を穿設し、このトラニオン軸の外端部で回転継手に連
   結される第１の各流体管は個別的に該軸孔に遊嵌して、
   それらの内端部に１個の共通する連結管体を流体密（こ
   固着し、第２の各流体管は２本の流体管が同心の二重管
   構造に形成されて、該トラニオン軸の半径方向から該軸
   孔内に挿入せられ、該連結管体を介して対応する該第１
   の各流体管とそれぞれ流体密に連通せしめるとともに、
   それら第１の各流体管と該トラニオン軸との間には、そ
   れら第１の各流体管を該連結管体に押し付け、しかもそ
   れら第１の各流体管と該トラニオン軸との間の、熱膨張
   差による軸方向の相対的変位を許容する支持手段を設け
   るようにしであることを特徴とする製鋼炉の流体供給装
   置。