(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の端部開口部を有する中空のハウジングと、該ハウジングの内部に配置されるねじ軸、および、先細り形状の外形を有するとともに前記ねじ軸に螺合し、前記ハウジングに接触せずに前記一方の端部開口部から外部へ向けて突出して配置されることにより該ハウジングとの間に環状の吹き出し口を形成する先端部を有する中子とを備える溶融金属精錬用ランスであって、該先端部に前記軸方向と略同じ方向へ向けて設けられた、前記先端部の交換用治具を掛止するための複数の穴または溝を備えること
を特徴とする溶融金属精錬用ランス。
【請求項２】
少なくとも一方の端部開口部を有する中空のハウジングと、該ハウジングの内部に配置されるねじ軸、および、先細り形状の外形を有するとともに前記ねじ軸に螺合し、前記ハウジングに接触せずに前記一方の端部開口部から外部へ向けて突出して配置されることにより該ハウジングとの間に環状の吹き出し口を形成する先端部を有する中子とを備える溶融金属精錬用ランスの当該先端部の交換用治具であって、
前記先端部の前記先細りの外形に沿う形状の内面を有する中空の本体を備え、該本体には、前記軸方向と略同じ方向へ向けて設けられた、前記先端部を掛止するための複数の突起物が設けられること
を特徴とする溶融金属精錬用ランスの先端部の交換用治具。
【請求項３】
前記ねじ軸が直交する断面において、前記複数の突起物は、前記先端部に前記軸方向と略同じ方向へ向けて設けられた複数の穴または溝の設置位置と同じ位置に、配置される請求項２に記載された溶融金属精錬用ランスの先端部の交換用治具。
【請求項４】
前記ねじ軸が直交する断面において、前記複数の突起物及び前記複数の穴または溝は、前記先端部を中心として同心円上に配置される請求項３に記載された溶融金属精錬用ランスの先端部の交換用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属精錬用ランス及びその先端部の交換用治具に関し、具体的には、少なくとも一方の端部に開口部を有する中空のハウジングと、このハウジングの内部に配置される中子を構成する先端部とを備える溶融金属精錬用ランス及びその先端部の交換用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属の精錬では、例えばＲＨ真空脱ガス装置を用いて溶鋼をＡｌで昇熱するために酸素をラバールランスと呼ばれる末広タイプのランスから超音速で溶鋼面に吹き付ける。また、脱硫の際にはラバールランスから生石灰等の混合物の粉体を溶鋼面に吹き付ける。このような金属精錬において超高速ランスであるラバールランスを用いるのは、高温の金属浴面へのガス又は粉体の到達割合（到達割合／吹き込み量）を増加させるためである。
【０００３】
ところで、本出願人は、先に特許文献１や特許文献２により、慣用されるラバールランスに替えて、図２に示すように、内部中央に中子２を有するとともに、中子２とその周囲に配置されるハウジング３との間に吹き出し口である環状のスリット４を形成するランス１を超音速ランスとして用いることを提案した。
【０００４】
この提案にかかるランス１の利点の一つは、酸素ガスを大量に流す場合のみならず、流量を絞って流す場合においても、安定した超音速ジェットが得られることである。また、もう一つの利点は酸素ガスとともに粉体を流した場合、粉体は超音速ジェットのコア−部分（中心部分）に集中して流れ、しかも超音速ジェットが安定していることから、吹き付けられる粉体が拡散し難いことである。このランス１は、ジェットが中子２の先端部２ａに形成された斜面に沿って流れるため、粉体もジェットの中心方向へ集中して流れる。したがって、ラバールランスに比較して溶鋼面への粉体の到達率が上昇し、これにより脱硫率が上昇する。このように、このランス１は粉体の吹込みにも適する。
【０００５】
ところで、ラバールランスでは最狭部であるスロート部であってもその径は３０ｍｍと大口径であるので、スロート部に粉体や粉体の凝固物、さらにはその他の異物が詰ることはない。これに対し、このランス１では、図１に示すように、ガスを流すための環状のスリット４の間隙は２〜１０ｍｍ程度と狭いため、粉体の凝固物や異物がスリット４に詰り易い。さらに、スリット４に詰った凝固物や異物はマッハ数＝１に加速された搬送ガスによって加速されてきたものであるため、かなり強固にスリット４に詰る。また、中子２の裏側に閉塞することもあるが、ランス１の内径は約８０ｍｍであるとともに長さは約８ｍもあるため、ランス１のスロート部の反対側から閉塞物を取り除くことは困難である。
【０００６】
この問題点に対し、特許文献２では、ランス１を構成する中子の先端部２ａをねじ軸２ｂに螺着することにより脱着自在とすることにより、スリット４の詰まりを迅速に解消することを提案している。
【特許文献１】特開２００２−２２６９０７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、特許文献２により提案したランス１のさらなる性能向上を図ることによりその実用性をいっそう高めるべく、鋭意検討を重ねた結果、このランス１には以下に示す課題があることがわかった。
【０００８】
螺着されている先端部２ａを外部から取り外すためには、例えば、先端部２ａの最先端５に回転用ネジ頭を予め刻設しておき、取り外す際にはこの回転用ネジ頭を利用してドライバーや六角レンチといった通常の工具を用いて、先端部２ａを回転させることとなる。しかし、最先端５の外面に刻設した回転用ネジ頭が、粉体との衝突により磨耗したり、あるいは粉体がネジの頭に詰ってしまうために、通常の工具を用いて先端部２ａを回転させることが難しくなり、先端部２ａの交換作業に長時間を要してしまう。
【０００９】
このため、例えばＲＨ脱ガス装置にこのランスを適用しようとしても、先行して行われる脱ガス処理とこれに続いて行われる脱ガス処理との間の時間を利用して、環状の隙間における詰り物の掃除を行うことは難しい。このため、ランスからパウダーを噴出する処理を行う際に詰りが発生しても、その直後に詰り物除去作業を行うことはできないでので、実操業には適用し難い状況にある。
【００１０】
このように、特許文献２により提案された発明の実用性を高めて実操業での適用を確実にするには、螺着されている先端部２ａを、迅速かつ確実に取り外すことができるようにすることが重要である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。例えば、上述した特許文献２では、ネジの頭をセラミックコーティングすることにより耐摩耗性を向上する発明が開示されており、この発明によればネジの頭形状の維持時間は長くなる。しかし、後述する理由により作業性が悪いためにこの発明により詰りを取り除くための作業時間は極めて長くなり、実操業には適さない。例えば、ＲＨ脱ガス装置では、ランス開口部は下向きに設置されており、その開口部の下は真空槽の天井でその間隔は５００ｍｍ程度と非常に短い。さらに、中子２の最先端部５は内径８０ｍｍの円筒の中１０〜１００ｍｍ程入っている。したがって、先端部から内部のネジ頭の刻印を目視し、最先端部５に垂直にドライバー先端部を接触させて回転させる作業自体が困難である。本発明者が試行したところ、取り外しに３０分間以上を要した。
【００１２】
そこで、本発明者は、図３に示すように、中子の先端部２ａの外周面に全面接触する内面６と、ハウジング３の内部にぴったり収まる外径の円筒の外面７とを備える本体８ａと、この本体８ａを容易に回転させるため把手９とを備える交換用治具８を想到した。すなわち、先端部２ａの外面に交換用治具８の内面６を押さえ付けながら、把手９を用いてこの交換用治具８を回転させることにより、交換用治具８と先端部２ａとの摩擦を利用して先端部２ａを回転させるものである。しかし、この交換用治具８では、トルク不足のために先端部２ａを回転させることができなかった。
【００１３】
さらに、本体８ａの内面６に即乾性の接着剤を塗布した直後に中子２の先端部２ａに適正時間押し付けてから交換用治具８を回転させることも検討したが、これでもトルク不足のために先端部２ａを回転させることができなかった。
【００１４】
そこで、本発明者はさらに検討を重ねた結果、中子２のねじ軸２ｂの延設方向へ向けて先端部の交換用治具を掛止するための複数の穴を、中子２の先端部２ａに２個以上穿孔し、これら複数の交換用治具差し込み穴に、図３に示す交換用治具の内面に設けた複数の突起物を差し込んで先端部に交換用治具を掛止することにより、交換の際の中子の先端部を回転させるのに必要となるトルクを確実に得られることを知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００１５】
本発明は、少なくとも一方の端部開口部を有する中空のハウジングと、このハウジングの内部に配置されるねじ軸、および、先細り形状の外形を有するとともにねじ軸に螺合し、ハウジングに接触せずに一方の端部開口部から外部へ向けて突出して配置されることによりこのハウジングとの間に環状の吹き出し口を形成する先端部を有する中子とを備える溶融金属精錬用ランスであって、先端部に軸方向と略同じ方向へ向けて設けられた、先端部の交換用治具を掛止するための複数の穴または溝を備えることを特徴とする溶融金属精錬用ランスである。
【００１６】
別の観点からは、本発明は、少なくとも一方の端部開口部を有する中空のハウジングと、このハウジングの内部に配置されるねじ軸、および、先細り形状の外形を有するとともにねじ軸に螺合し、ハウジングに接触せずに一方の端部開口部から外部へ向けて突出して配置されることによりハウジングとの間に環状の吹き出し口を形成する先端部を有する中子とを備える溶融金属精錬用ランスのこの先端部の交換用治具であって、先端部の先細りの外形に沿う形状の内面を有する中空の本体を備え、この本体には、ねじ軸の軸方向と略同じ方向へ向けて設けられた、先端部を掛止するための複数の突起物が設けられることを特徴とする溶融金属精錬用ランスの先端部の交換用治具である。
【００１７】
この本発明にかかる溶融金属精錬用ランスの先端部の交換用治具では、ねじ軸が直交する断面において、複数の突起物が、先端部にねじ軸の軸方向と略同じ方向へ向けて設けられた複数の穴または溝の設置位置と同じ位置に、配置されることが例示される。この場合に、ねじ軸が直交する断面において、複数の突起物及び複数の穴が、先端部を中心として同心円上に配置されることが、複数の交換用治具差し込み穴に容易に複数の突起物を差し込むためには、望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、少なくとも一方の端部開口部を有する中空のハウジングの内部に配置されるねじ軸と、先細り形状の外形を有するとともにねじ軸に螺合し、ハウジングに接触せずに一方の端部開口部から外部へ向けて突出して配置されることによりこのハウジングとの間に環状の吹き出し口を形成する先端部とを備える溶融金属精錬用ランスの先端部を、迅速かつ確実に取り外すこと、具体的には１０分間程度という従来の約１／３程度の作業時間で取り外すことが可能となり、これにより、先端部とハウジングとの間の環状の隙間において生じる詰りを、例えばＲＨ脱ガス装置を用いて先行して行われる脱ガス処理とこれに続いて行われる脱ガス処理との間の時間を利用して、除去できる。
【００１９】
このため、本発明にかかる溶融金属精錬用ランス及びその先端部の交換用治具は、実操業に確実に適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる溶融金属精錬用ランス及びその先端部の交換用治具を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態の溶融金属精錬用ランス１０及びその先端部の交換用治具１１を簡略化して示す説明図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態の溶融金属精錬用ランス１０は、少なくとも一方の端部開口部１２ａを有する中空のハウジング１２と、このハウジング１２の内部に配置されるねじ軸１３と、先細り形状の外形を有するとともにねじ軸１３に螺合し、ハウジング１２に接触せずに端部開口部１２ａから外部へ向けて突出して配置されることによりハウジング１２との間に環状の吹き出し口１４を形成する先端部１５とを備える。
【００２２】
そして、この先端部１５には、軸方向と略同じ方向へ向けた複数の交換用治具差し込み穴１６が、同心円上に設けられている。本例では、交換用治具差し込み穴１６の設置数は２個としたが、３個以上設けることが望ましい。例えば、先端部１５がねじ軸１３に強固に固着した場合や後述する突起物１９の設置数が少ない場合、さらには突起物１９の寸法（特に直径）が小さい場合には、脱着の際に生じるトルクにより、突起物１９が曲がったり、折れたりする可能性があるからである。
【００２３】
本例では、円柱状の差し込み穴１６を設けた場合を例にとったが、軸方向と略同じ方向へ向けた穴であって、後述する先端部１５の交換用治具１１に設けられた掛止部材を引っ掛けて中心軸周りへの移動を阻止することが可能な穴であればよく、その形状は特定のものには限定されない。
【００２４】
本実施の形態の溶融金属精錬用ランス１０のこれ以外の構造は、上述した特許文献２により既に公知であるので、これ以上の説明は省略する。
一方、図１に示すように、本実施の形態の交換用治具１１は、上述した溶融金属精錬用ランス１０の中子を構成する先端部１５の交換するための治具である。この交換用治具１１は、先端部１５の先細りの外形に沿う形状の内面１７を有する中空の本体１８を備える。本体１８の内面１７は、上述したランス１０の先端部１５の外面が全面接触するため、先端部１５と干渉しないように中空に構成される。
【００２５】
この本体１８には、その軸方向（図１における上下方向）と略同じ方向へ向けて、複数の交換用治具差し込み穴１６にそれぞれ差し込まれる複数の柱状の突起物１９が設けられている。この複数の突起物１９は、先端部１５を中心として、複数の交換用治具差し込み穴１６と同じ位置に同心円上に配置される。複数の柱状の突起物１９は、内面１７の所定の位置に、例えば溶接等の適宜手段により固定される。
【００２６】
このため、交換用治具１１を、溶融金属精錬用ランス１０の下方から上方へ向けて移動させることにより、複数の交換用治具差し込み穴１６に複数の突起物１９をそれぞれ容易に差し込むことができる。
【００２７】
さらに、交換用治具１１の本体１８の上部にはハウジング１２の内側に略ぴったり入り込む大径のガイド部分１８ａが形成されるとともに、本体１８の小径の下部には本体１８を回転させる際に用いられる把手２０が設けられる。この把手２０は、先端部１５の交換作業を円滑に行うためのものであり、必要に応じて設ければよい。
【００２８】
本実施の形態の溶融金属精錬用ランス１０及びその中子の交換用治具１１は、以上のように構成される。すなわち、交換用治具１１の本体１８は、先端部１５と干渉しない中空体であり、その外側のガイド部分１８ａはハウジング１２の内径にぴったり収まる外径を有する筒上の円筒体であり、さらに、突起物１９は、交換用治具１１の本体１８を溶融金属精錬用ランス１０のハウジング１２の内部に挿入することにより、複数の交換用治具差し込み穴１６にそれぞれ差し込まれる位置に配置されている。このため、交換用治具１１の本体１８をハウジング１２に挿入して、符号２１の方向に適宜回転させて位置合わせを行うだけで、各突起物１９をいずれも各交換用治具差し込み穴１６に差し込むことができる。この後、把手２０を使って本体１８を回転させることにより、先端部１５の取り外しに必要となるトルクを十分に確保しながら、先端部１５を迅速かつ確実に取り外すこと、具体的には９分間という従来の約１／３程度の作業時間で先端部１５を取り外すことが可能となる。
【００２９】
このため、本実施の形態の溶融金属精錬用ランス及びその先端部の交換用治具を、例えばＲＨ脱ガス装置に適用して溶鋼のＲＨ脱ガス処理を行えば、先行して行われる脱ガス処理とこれに続いて行われる脱ガス処理との間の時間を利用して、環状の隙間１４における粉体等の詰り物の除去を行うことができるようになる。このため、あるＲＨ脱ガス処理においてランスからパウダーを噴出する処理を行う際に隙間１４の詰りが発生しても、その直後に詰り物除去作業を行うことができるので、後続して行うＲＨ脱ガス処理を開始するまでの間に隙間１４の詰りを解消してＲＨ脱ガス処理を行うことができる。このため、本実施の形態により、特許文献２により提案したランスの実操業への適用を、確実に可能にすることができる。
【００３０】
以上の実施の形態の説明では、溶融金属精錬用ランス１０の先端部１５に設けられた交換用治具差し込み穴１６に、交換用治具１１の内面１７に設けられた突起物１９を差し込む形態を例にとった。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではなく、交換用治具１１の内面１７及び溶融金属精錬用ランス１０の先端部１５に、互いに係合し合うことにより、交換用治具１１及び溶融金属精錬用ランス１０の互いの位置を円周方向について規制することができるものを設ける形態であれば、同様の効果を得られる。
【００３１】
例えば、溶融金属精錬用ランス１０の先端部１５の外面へ複数本の溝を軸方向へ向けて刻設するとともに、これらの溝に合わせて交換用治具１１の内面１７に出張り部を設け、これら溝に出張り部を係合させることによっても、同様の作用効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施の形態の溶融金属精錬用ランス及びその先端部の交換用治具を簡略化して示す説明図である。
【図２】特許文献１、２により提案したランスを示す説明図である。
【図３】本発明者が本発明の完成前に想到したランス交換用治具の模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  特許文献１、２により提案されたランス
２  中子
２ａ  先端部
２ｂ  ねじ軸
３  ハウジング
４  スリット
５  最先端
６  内面
７  外面
８  交換用治具
８ａ  本体
９  把手
１０  実施の形態の溶融金属精錬用ランス
１１  交換用治具
１２  ハウジング
１２ａ  端部開口部
１３  ねじ軸
１４  環状の吹き出し口
１５  先端部
１６  交換用治具差し込み穴
１７  内面
１８  本体
１８ａ  ガイド部分
１９  突起物
２０  把手
【図１】
0004561604.tif 000002
【図２】
0004561604.tif 000003
【図３】
0004561604.tif 000004