(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端に駆動軸接続用継手を有するインペラ軸と、その下端に攪拌羽根を取付けてなる脱硫装置用インペラにおいて、前記インペラ軸の継手の下に、該インペラの交換時に脱硫装置用インペラの交換装置の支持具と係合してインペラを支持可能な張り出し部を設けてなることを特徴とする脱硫装置用インペラ。
【請求項２】
請求項１に記載のインペラを交換するための脱硫装置用インペラの交換装置であって、走行可能なインペラ交換台車と、その上に立設した昇降可能な昇降支柱と、その昇降支柱の上部に固着されたインペラの支持アームと、その支持アームに取付けられ、インペラに設けた張り出し部と係合してインペラを支持する支持具からなることを特徴とする脱硫装置用インペラの交換装置。
【請求項３】
請求項１に記載のインペラを、請求項２に記載の脱硫装置用インペラの交換装置を用いて交換するに際し、前記インペラ交換台車をインペラ直下に導き、その後、前記インペラの張り出し部と交換装置の昇降可能な支持具により、該インペラを架空に支持し、その架空支持の下でインペラの交換をおこなうようにしたことを特徴とする脱硫装置用インペラの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として溶銑の脱硫に用いる攪拌式脱硫装置のインペラ交換技術に関するものであり、特に新旧インペラを簡便かつ短時間で交換するのに適した脱硫装置用インペラとその交換装置、およびインペラ交換方法についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】
鋼中の硫黄（Ｓ）は、連鋳鋳片の表面性状や中心偏析等に悪影響を及ぼす他、製品の機械的性質にも悪影響を及ぼすことはよく知られている。これに対し、近年、品質に対する要求の高まりに伴い、低硫鋼や極低硫鋼の需要が増加し、脱硫技術の向上が求められている。その脱硫処理は、反応効率の点からＳの活量が高い溶銑を対象として行うのが一般的であり、既に各種の方法が工業化されている。中でも、溶銑に浸漬したランスを通じて脱硫剤を吹き込むインジェクション脱硫法や、溶銑中にインペラ（回転羽根）を浸漬し、溶銑と脱硫剤とを混合攪拌する機械攪拌式脱硫法等が普及している。
【０００３】
前記攪拌式脱硫装置は、攪拌機の駆動軸下端部に、フランジ継手等を介して取付けられたインペラを、保持容器内溶湯中に浸漬し、回転攪拌し、脱硫剤と反応させることにより脱硫処理する装置である。この種の装置において、溶銑中に浸漬されるインペラの部分は、通常、表面が耐火物で覆われており、繰り返し使用されるものである。しかし、使用回数が増加すると、この装置のインペラが溶損したり、欠落したりするし、溶銑やノロが付着する。このような理由によりインペラは定期的に取り換えなければならない。
【０００４】
インペラの交換中は、脱硫処理ができなくなる。そのため、インペラ交換作業は、短時間で完了する必要がある。このため、例えば、実開昭57-44158号公報、実開平5-37949号公報に示されたようなインペラ交換装置が開発されている。
このうち、実開平5-37949号公報に開示されたインペラ交換装置は、図１に示すように、脱硫処理ライン上を走行させる自走式台車１上に、シリンダ装置２により昇降可能に支持された複数のインペラ容器３を設置し、インペラ４の回転軸５（インペラ軸）と攪拌機の回転主軸６（駆動軸）とをフランジ継手７にて着脱してなるものである。この装置の特徴は、インペラ容器３に移動式ターンテーブルからなる芯出し装置８を付設することにより、交換作業を簡易かつ迅速に行うようにした構成にある。
【０００５】
すなわち、このインペラ交換装置により新旧インペラを交換するには、台車１に搭載された昇降式のインペラ容器３内に旧インペラを受けたのち、フランジ継手７を外し、シリンダ装置２により当該インペラ容器３を降下させ、インペラ軸５と攪拌機の駆動軸６とを離脱させる。次いで、台車１を移動させて新インペラを搭載したインペラ容器３を、攪拌機の駆動軸６の真下に搬送し、シリンダ装置２により当該容器を上昇させて、前記フランジ継手７を接続し、交換を完了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のインペラ交換装置については、交換に際し、旧インペラを、インペラ容器内底面にインペラ下端面を載置して交換作業を行うように構成されている。このため、インペラ容器はインペラの径より大きいものが必要となり、装置の寸法も必然的に大きなものとなっていた。
またインペラの製作寸法精度が悪い場合や、インペラ下端面に溶銑やノロが付着した場合には、インペラ容器に載置したインペラは斜めに傾き、フランジ継手の接合が困難になる。即ち、このような状態でインペラの交換を行う時、ボルトやロッドに不必要な力が働き、取外しの時間が長くかかっていた。とくに、取付けの時には、たとえ芯だし装置を用いたとしても、インペラ側のフランジ面が水平でないため、攪拌機の回転主軸側のフランジ面とうまく合わず、交換作業がスムーズに行えないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、大きなインペラ容器を必要とせず、装置の小型化が可能であり、かつインペラの交換が容易で、その交換時間も大幅に短縮できるインペラとその交換装置、ならびにその交換方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インペラをインペラ容器内に載置して交換を行う従来技術に代えて、インペラを、インペラ軸上端部近傍に形成した張り出し部と、本発明に特有のインペラ交換装置の支持具とを介して、架空支持の状態の下に交換を行うようにしたものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、上端に駆動軸接続用継手を有するインペラ軸と、その下端に攪拌羽根を取付けてなる脱硫装置用インペラにおいて、前記インペラ軸の継手の下に、該インペラの交換時に脱硫装置用インペラの交換装置の支持具と係合してインペラを支持可能な張り出し部を設けてなることを特徴とする脱硫装置用インペラである。
【００１０】
本発明は、また、上記の要旨構成に係るインペラを交換するための脱硫装置用インペラの交換装置であって、走行可能なインペラ交換台車と、その上に立設した昇降可能な昇降支柱と、その昇降支柱の上部に固着されたインペラの支持アームと、その支持アームに取付けられ、インペラに設けた張り出し部と係合してインペラを支持する支持具からなることを特徴とする脱硫装置用インペラの交換装置である。
【００１１】
さらに、本発明は、上掲のインペラを、上記の脱硫装置用インペラの交換装置を用いて交換するに際し、前記インペラ交換台車をインペラ直下に導き、その後、前記インペラの張り出し部と交換装置の昇降可能な支持具により、該インペラを架空に支持し、その架空支持の下でインペラの交換をおこなうようにしたことを特徴とする脱硫装置用インペラの交換方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の好適実施形態の一例を示したもので、本発明に係るインペラが、フランジ継手を介して攪拌機の駆動軸とボルトナットにより締結された状態と、本発明に係るインペラ交換装置とを模式的に示したものである。
【００１３】
本発明のインペラ９は、耐火物からなるインペラ本体である攪拌羽根４とインペラ軸５とからなり、そのインペラ軸５の上端には、インペラを攪拌機の駆動軸６と接続するためのフランジ継手７が設けられている。そして、このインペラ軸５には、前記フランジ継手７の下に、インペラを把持して架空に支持するために用いられる張り出し部10が形成されている。この張り出し部10は、後述するインペラ交換装置の昇降支柱に取付けた支持具13と係合し、昇降する該支持具13により、インペラを架空に支持できるようにするために設けられたものである。
なお、インペラ軸５の上端に設けたフランジ継手は、同種の機能をもつ他の締結方式を用いた接続手段でも構わない。
【００１４】
前記張り出し部10は、フランジ状、ウイング状、十字状、突起状など、インペラの架空支持が可能な形状であれば使用できる。とくに、フランジ状の場合、脱硫処理中の溶銑からのスプラッシュ飛散による、接合部の汚れ防止に有効であり、また溶銑からの輻射熱による継手部の温度上昇を防止できるため、特別な保護カバーが不必要で、交換作業がさらに容易になり、好ましい。
【００１５】
張り出し部を設ける位置は、前述のとおり、インペラ軸上端の継手の下である。なお、継手から張り出し部までの距離は、特に限定するものではないが、インペラと攪拌機の駆動軸との着脱作業の妨げにならないよう、適度に離隔していることが必要である。
次に、本発明に係るインペラ交換装置は、脱硫処理ライン上を走行可能なインペラ交換台車１と、その上に立設され、シリンダ装置等により昇降可能に構成された昇降支柱11と、その昇降支柱11の上部に取付けられたインペラ支持用の支持アーム12と、その支持アームの遊端部に取付けられた支持具13とから構成されている。インペラは、昇降支柱の動きに合わせて昇降する上記支持具13により、このインペラの張り出し部10部分を把持して持ち上げ、架空に支持される。
ここで、図２は、交換台車１が待機状態にあって、本発明に係る交換装置が未だインペラを保持していない状態、すなわち支持具13と張り出し部10とが係合していない状態を示しており、支持具13の高さ（レベル）は、インペラの張り出し部10の下面より若干下の位置にある。
【００１６】
昇降する支持アームに取付けた前記支持具13により、インペラをその張り出し部10を介して保持するには、たとえば、二股状の支持具を前記張り出し部の下部に挿入してこれを挟み、下から持ち上げる形で架空に保持する方法や、リング状の支持具にて棒状張り出し部を把持係合させる方法などが可能である。
上述したところから明らかなように、本発明に係る装置では、インペラ容器が全く不要である。しかも、支持具のセンターと攪拌機駆動軸のセンターとを予め合わせておけば、芯だし装置も不要であり、装置の小型化が可能になる。
【００１７】
本発明に係るインペラおよびインペラ交換装置とを用いてインペラを交換する方法は、インペラ交換装置の前記支持具により、インペラの張り出し部部を把持し、かつ架空に支持しつつ、新旧インペラの交換を行うものである。
以下、そのインペラ交換作業の詳細を説明する。
インペラ取外しに当たっては、まず、図２に示したような状態の交換台車を、脱硫処理設備に導き、昇降する支持アーム12に取付けた支持具13が張り出し部10の下部に入り込むように案内する。次いで、インペラ昇降支柱11を作動させ、支持具13を張り出し部10に係合させる。図３は、この状態を図示したものである。次いで、フランジ継手７のボルトナットを外して、攪拌機とインペラとの接合を解除する。このとき、インペラは、支持具13により架空にかつ水平に支持されているため、取外し作業は容易である。その後、インペラ昇降支柱11を初期状態の位置まで降下させ、そして、交換台車１を後退させることにより、インペラの取外しを完了する。
【００１８】
次に、新インペラの取付けに当たっては、まず、新インペラを支持具13に保持させ、その支持具13のレベルを初期設定位置にセットした交換台車１を、インペラ軸５と攪拌機駆動軸６が一致する位置まで移動停止させる。このときの状態を示したのが図４である。この位置で、インペラ昇降支柱11を上昇させ、インペラ軸５上端のフランジ７を攪拌機駆動軸６のフランジ7’と接合させる。続いてボルトナットで継手部を締結する。その後、昇降支柱11を初期位置まで降下させてから、交換台車１を後退させ、取付け作業を完了する。
【００１９】
かかる本発明の方法では、インペラは、たとえその下端に付着物があったとしても常に水平に保持される。そのため、支持具のセンターとインペラ回転主軸のセンターとを予め合わせておけば、インペラ取外しの際の、支持具によるインペラの保持や、その後の離脱作業が容易である。さらに、新インペラの装着に際しても、芯だし作業が不要となり、作業の効率化が図られる。
【００２０】
なお、上述した説明では、支持アーム上に１つの支持具を取付けた場合で説明したが、支持アーム上に複数の支持具を取付けることも可能である。たとえば図５は、インペラを２本搭載可能とした交換装置を示した。この例では、一方の支持具で、旧インペラ9’を回収し、他方で、新インペラ９を取付けに供することが可能となり、交換に要する作業時間の大幅な短縮が実現できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インペラについては、その軸上端近傍にこれを架空支持するために用いられる張り出し部を設けること、インペラ交換装置については、張り出し部に係合させる昇降可能な支持具を設けること、そしてその張り出し部を介してインペラを架空支持するようにしたことにより、インペラ容器や芯だし装置が全く不要になり、インペラ交換装置の小型化が可能となる。しかも、本発明によれば、インペラの芯だしが容易となり、交換時間の大幅な短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のインペラ交換装置の模式図である。
【図２】本発明のインペラと、インペラ交換装置の模式図である。
【図３】本発明の一実施形態であって、インペラ取外し前の、支持具がインペラを保持した状態を示した模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態であって、インペラ取付け前の、支持具がインペラを保持した状態を示した模式図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態であって、交換装置に２本のインペラを搭載した例を示した模式図である。
【符号の説明】
１    インペラ交換台車
２    シリンダ装置
３    インペラ容器
４    従来インペラ
５    インペラ軸
６    攪拌機駆動軸
７    フランジ継手
８    芯だし装置
９    本発明インペラ
１０  張り出し部
１１  昇降支柱
１２  インペラ支持アーム
１３  インペラ支持具
１４  作業デッキ
１５  攪拌機
１６  モーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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