(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の芯金鋼管(3)の外周面(3a)に、螺旋状に形成された螺旋状鋼棒チェーンリング(10)を溶着し、前記外周面(3a)に耐火物(4)が形成された構成よりなるインジェクションランスにおいて、前記芯金鋼管(3)の外周面(3a)には、前記芯金鋼管(3)の軸方向に沿って延設された複数の補強リブ(2)が形成され、前記螺旋状鋼棒チェーンリング(10)は前記各補強リブ(2)間に位置していることを特徴とするインジェクションランス。
【請求項２】
前記各補強リブ(2)は、前記外周面(3a)の円周方向において９０゜ごとに４個設けられ、前記螺旋状鋼棒チェーンリング(10)は４個設けられていることを特徴とする請求項１記載のインジェクションランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インジェクションランスに関し、特に、螺旋状鋼棒チェーンリングを用いることにより、亀裂の分散及び抑制を可能とするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶銑予備処理等に用いられるランスパイプは、芯金鋼管と耐火物との複合構造体であり、耐火物内は複雑な温度変化を生じ、処理時は、処理剤吹込みによる反力作用、浮力、溶銑の振動等による機械的な衝撃があるなどの苛酷な使用条件下にあるためランスパイプの設計は鋼管主体の芯金設計を行う必要がある。現状のランスパイプ芯金構造は、処理中の振動、曲げ応力に耐える強度を付与するために、図４に示すように、Ｖ型スタッド１及び補強リブ２を芯金鋼管３に溶着し、断面係数を高め対処していると共に、この芯金鋼管３の外周に耐火物４を設けることによりインジェクションランス５を構成している。この芯金鋼管３へのＶ型スタッド１及び補強リブ２の取付けはインジェクションランスの急熱−急冷時芯金鋼管３に作用する曲げ応力を小さくすること、耐火物４の冷却に対して効果がある。
このインジェクションランス廃却の主要因は「亀裂発生→亀裂拡大→地金差し」であり、耐久用の安定性に欠けるもので、従来よりインジェクションランス寿命延長のため、被覆耐火物材質、ランス構造、芯金構造、補修技術等の改善を行ってきたが、インジェクションランス廃却の主要因である亀裂の抑制には至っていない。また、特公平４−３５５２３号公報に示されたランス管体の周りに螺旋状線材をスタッドを介して用いたものも提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインジェクションランスは、以上のように構成されていたため、インジェクションランス廃却の主要因は耐火物の亀裂であり、亀裂発生についてはインジェクションランス特有の熱応力的要素が関与しており、即ち、優先的に生じる横亀裂は使用初期より急激に上昇する軸方向の内部応力によるものである。また、横亀裂が優先的に生じる理由は、Ｖ型スタッド先端付近に極めて大きい軸方向の引張り応力が発生するからであり、この時の円周方向の引張り応力は軸方向に比べて小さいためである。従って、使用済みインジェクションランスに觀る横方向の亀裂の多くは、稼動表面からＶ型スタッド先端付近で留っており、芯金鋼管まで達していないが、従来の構成では、亀裂の抑制を行うことは不可能であった。また、前述の特開平４−３５５２３号公報に示された構成も亀裂の抑制を十分に行うことは困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によるインジェクションランスは、筒状の芯金鋼管の外周面に、螺旋状に形成された螺旋状鋼棒チェーンリングを溶着し、前記外周面に耐火物が形成されたインジェクションランスにおいて、前記芯金鋼管の外周面には、前記芯金鋼管の軸方向に沿って延設された複数の補強リブが形成され、前記螺旋状鋼棒チェーンリングは前記各補強リブ間に位置している構成である。
【０００５】
さらに詳細には、前記各補強リブは、前記外周面の円周方向において９０゜ごとに４個設けられ、前記螺旋状鋼棒チェーンリングは４個設けられている構成である。
従って、芯金鋼管の外周面に複数の螺旋状鋼棒チェーンリング及び補強リブとを設けた後に耐火物を形成しているため、亀裂の分散及び抑制が可能となり、寿命延長、コスト低減、ランス交換作業の軽減を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるインジェクションランスの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。図１及び図２において符号３で示されるものは全体形状が長手の筒状をなす芯金鋼管であり、この芯金鋼管３の外周面３ａには、この芯金鋼管３の軸方向に沿って延設された複数の補強リブ２が設けられている。この補強リブ２は、この外周面３ａの円周方向において９０゜ごとに４個（１例であって、他の任意の角度及び数も可）形成されており、この補強リブ２は芯金鋼管３と一体又は別体で溶着によって設けられている。
【０００７】
前記外周面３ａの各補強リブ２間の溝状の位置には、螺旋状に曲折した鋼棒で構成された螺旋状鋼棒チェーンリング１０が前記軸方向に沿って長手に形成され、曲折して形成された複数の曲折部１０ａは前記外周面３ａに溶着されて一体状に形成されている。この芯金鋼管３は、図示しない型枠の中に挿入された後、溶融状の耐火物４を注入して振動成形することにより、この芯金鋼管３の外周面３ａには前記補強リブ２と螺旋状鋼棒チェーンリング１０を芯として耐火物４が一体に成形される。この成形後のインジェクションランス２０は、図３で示すように構成され、補強リブ２と螺旋状鋼棒チェーンリング１０により芯金鋼管３と強固に一体結合した耐火物４を有する構成を得ることができる。
【０００８】
実施例
本出願人が実際に製作したインジェクションランスの実施例は次の通りである。
螺旋状鋼棒チェーンリング１０の取付けは、直径３〜５ｍｍφ鋼棒をピッチ１２０ｍｍで高さ６５ｍｍの螺旋状に成型し、芯金鋼管３の外周面３ａに溶接して取り付け、その取付けは芯金鋼管３の処理剤の吐出口付近からフランジ部２０ａまでとした。
その溶着箇所は芯金鋼管３の補強リブ２と補強リブ２との間に長手方向に２ピッチ進むごとに１箇所もしくは３ピッチ進むごとに１箇所の取付けとした。
この螺旋状鋼棒チェーンリング１０を取付けた芯金鋼管３を図示しない型枠に固定した後、型枠と芯金鋼管３間に不定形の耐火物４を流し込んで振動成形して養生後、乾燥した。
前記したような工程で得たインジェクションランス２０を溶銑予備処理に用いた結果、従来品であるＶ型スタッドに比べて横方向の亀裂発生が抑制され寿命が５チャージ伸びた。
さらに、従来芯金製作方法ではＶ型スタッド先端から稼動表面に向かって横亀裂が優先的に生じており低寿命の一要因となっているが、螺旋状鋼棒チェーンリング１０を支持物としているため、亀裂の抑制、分散が可能となった。Ｖ型スタッドから螺旋状鋼棒チェーンリング１０に変更することにより、各亀裂の幅を小さくすると同時に、耐火物の欠落、剥離抑制にも有効である。
なお、本実施例において螺旋状鋼棒チェーンリング１０の直径を３〜５ｍｍとする理由は、亀裂の抑制、分散、インジェクションランス待機時、内部から冷却を強化し芯金鋼管温度上昇を抑制することと、不定形耐火物を支持、固定することを目的とするものである。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によるインジェクションランスは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、芯金鋼管に設けた螺旋状鋼棒チェーンリングを使用することにより亀裂の分散、抑制が可能となり、同時に寿命延長、コスト低減、ランス交換作業の軽減等の効果も得られる。また、Ｖ型スタッドに比べて取付け作業が簡便であるため、芯金製作作業時間の短縮、作業環境改善を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるインジェクションランスに螺旋状鋼棒チェーンリングを取付けた要部斜視図である。
【図２】  本発明によるインジェクションランスの横断面図である。
【図３】  本発明によるインジェクションランスの全体を示す側断面図である。
【図４】  従来のＶ型スタッドを取付けたインジェクションランスを示す断面図である。
【符号の説明】
３    芯金鋼管
３ａ    外周面
２    補強リブ
１０    螺旋状鋼棒チェーンリング
２０ａ    フランジ部
４    耐火物
【図１】
0003699754.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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