JPH0224887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、縦軸の回りで回転可能であり、かつ
上方端部において可動台に取り付けられた伸長管
状サブランスを具備する。冶金炉において測定を
実施し及び／又はサンプルを採取するためのサブ
ランス装置に関し、この場合サブランスは縦軸を
垂直にして、可動台により下方端部を測定及び／
又はサンプル採取のための動作位置にもたらすた
めに垂直に移動せしめられる。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 本発明は、液体銑鉄が上方からメインランスを
通つて銑鉄浴に酸素を吹き込むことにより鋼鉄に
される形式の転炉における応用に対して特に記載
されるが、本発明はその応用に制限されない。本
発明の応用は、冶金炉の他の形式における冶金プ
ロセスにおいて可能である。

酸素送風中鋼鉄炉において精製プロセスの進行
を必要に応じて監視かつ制御するために、しばし
ば、サブランスが使用される。酸素送風中、又は
酸素送風の合間に、サブランスは、サブランスに
よつて保持された探針が浴中に延びるまで、メイ
ンランスに平行に下方に移動せしめられる。探針
は、例えば、浴温度を測定する手段及び／又は浴
中の炭素又は酸素の如き特定元素の濃度を分析す
るための手段を備えている。それから、測定の結
果は、探針からケーブルを経て、サブランスを通
り、炉の外側の点まで伝えられる。また、サンプ
ル採取ポツトの形式の探針を使用することが可能
であり、この場合サブランスは、浴からサンプル
を抽出し、それからサンプルは、炉の外側で分析
される。

測定を実施し及び／又はサンプルを採取するた
めのサブランスの使用は、文献に詳細に記載され
ている。幾つかの例が、以下に与えられる。

サブランスの使用の際に生ずる１つの困難は、
サブランスが、送風ランスの近くにある時、炉に
よつて非対称的に加熱されることである。これ
は、サブランスの歪みが引き起こし、その結果そ
れは、少数の測定にしか適用できない。この困難
を克服する慣行の方法は、サブランスを使用の後
その懸濁架から除去し、そしてそれを他の場所で
真つすぐに延ばすことである。その後、それは、
再び懸架され、そして続く操作のために使用され
る。この理由のため、サブランスの有効性は制限
され、そしてその操作と準備は、多くの作業を含
むことは明らかである。特に、サブランスが液体
冷却形式である場合、それを真つすぐにする時、
液体冷却に対する結合が最初に除去され、そして
それから元の位置に適合されることが必要であ
る。記載された困難が回避されるサブランスは、
例えば、米国特許出願第4438653号から公知であ
り、この場合サブランスは、その垂直縦軸の回り
で回転可能である。これは、サブランスが使用さ
れかつその結果歪められた後、サブランスを回転
可能にする。サブランスを使用する次の操作にお
いて、それは、その元の真つすぐな状態に再び曲
げ戻され、そしてそれから再び歪み、その後、サ
ブランスはもう一度回転される。この特定の公知
のサブランスにおいて、回転は、特殊スパナを使
用して手で行われる。この困難は、実際におい
て、回転がしばしば忘れられ、そしてスパナを置
き忘れることである。とにかく、回転は、労働集
約的であり、そして生産機能を結合することが困
難である。

サブランスの回転に対する別の配置は、米国特
許出願第4141249号において示され、この場合駆
動モーターと大歯車とを具備する、サブランスを
回転させるための手段が使用される。この配置の
困難は、サブランスを回転させる時、大きな偏心
力がサブランスに適用され、その結果サブランス
の冷却水結合が漏洩する危険性があることであ
る。駆動装置は、サブランスと共に上昇及び下降
し、かつ外側から供給される動力を必要とし、非
所望の動作条件の下で故障におちいりやすいかな
り複雑かつ脆弱な実体を形成する。

問題点を解決するための手段 発明の目的は、サブランスの歪みの困難がサブ
ランスを回転させることによつて克服される形式
のサブランス装置を提供することであり、この場
合サブランスを回転せるための手段は、丈夫であ
り、そして回転中サブランスに適用される偏心力
は小さいか又はゼロであり、そして回転の目的の
ためにエネルギーがサブランスを回転させるため
の手段に供給されず、そして回転は自動的に行わ
れる。

本発明により、サブランス装置は、回転をサブ
ランスに伝える螺旋形案内システムを具備する、
サブランスを回転させるための手段を有する。好
ましくは、螺旋形案内システムは、少なくとも一
対の協同する突出物と凹部を具備し、それらの１
つは螺旋形であり、そしてそれらは、サブランス
とサブランスの案内に取り付けられ、サブランス
は、案内に対する相対移動によつて回転させられ
る。好ましくは、案内は固定され、そしてサブラ
ンスの回転は、案内に対するサブランスの垂直移
動中行われる。案内は、好ましくは、下方端部の
近くてサブランスのための垂直案内通路に取り付
けられる。

本発明によるサブランス回転システムは、簡単
かつ丈夫である。サブランスの回転は、サブラン
スの標準使用中行われ、そしてこのため生産時間
を取らない。サブランスの回転のために必要なエ
ネルギーは、サブランスの垂直移動によつて供給
され、そしてこのため別個に供給される必要はな
い。

１つの好ましい実施態様において、螺旋形案内
システムは、サブランスの外側表面の周縁部に間
隔をあけて配置された少くとも２つの螺旋形突出
物を具備し、これらの突出物は180度の周囲角度
にわたつて螺旋形に伸張する。その結果、偏心力
は、回転中サブランスに適用されない。螺旋形突
出物は、サブランスの底端部と頂端部の間に適合
して配置され、そして底端部と頂端部において、
かなりの長さにわたつてサブランスの縦軸に平行
に延びた延長部を有する。これらの延長部は、螺
旋形案内要素に対する初めと終りを形成し、これ
は、転炉の耐火性ライニングが摩損するために、
サブランスが炉の動作中転炉にさらに深く下降さ
れなければならない場合にも、サブランスの回転
はなお行われることを保証する。突出物は、サブ
ランスの外側表面、例えば外側さやに溶接された
小片からなつていてもよい。もし、例えば、螺旋
形状に曲げられた丸い棒材料が小片に使用される
ならば、非常に安価な構造が得られる。

好ましくは、螺旋形案内システムの該案内シス
テムは、周縁部方向においてサブランスの外側表
面を少なくとも部分的に取り囲み、そして突出物
と協同する螺旋形案内システムの凹部は、サブラ
ンスに面する案内の内部表面に溝を具備する。こ
の実施態様において、極めて簡単な構造が得られ
る。

好ましくは、案内システムの案内は、サブラン
スを回転させるか否かを決定するために開閉され
る。案内システムは、開閉のための空気シリンダ
ーを備えていてもよい。空気シリンダーは、
PLC（プログラマブル論理制御）によつて制御す
ることができる。この手段により、サブランス
は、必要に応じて回転され、そして回転の制御は
自動化することができる。サブランスが下降する
時、それは、一方の方向に回転する。サブランス
が上昇する時、それは、反対方向に回転する。サ
ブランスが下降するか又は上昇する時、案内シス
テムを開くことにより、サブランスを常に同一方
向において回転させることが可能である。しか
し、下降及び上昇時にサブランスを交互に回転さ
せることにより、外部につながるサブランスの測
定ケーブルが捩れによる損傷するのを防止するこ
とが可能である。

実施例 本発明の好まい実施態様を添付の図面を参照し
て、非制限的な実施例により説明する。

第１ａ図と第１ｂ図は、酸素を金属浴２に送風
するメインランス１を示す。酸素ランス１に平行
に、最下位位置において示されたサブランス３が
あり、この場合下方端部における探針５が、浴中
に延びている。サブランス３は、伸長管状構造で
あり、そして垂直な縦軸を有する。サブランス３
の頂端部においてサブランスを可動台に懸架する
懸架手段４が、設けられ、可動台によりサブラン
スは案内通路に沿つて上方及び下方に移動され
る。冷却用液体のための入り口６と出口７が、頂
端部の近くに配置され、サブランスは、それを流
動する液体により探針５の連結部まで冷却され
る。

サブランス３は、回転形式であり、そして第１
図と第２図において、米国特許出願第4438653号
から公知のような態様で示されている。サブラン
スの外側さや１０は分割され、２つの部分は、軸
継ぎ手８と９によつて互いに連結される。軸継ぎ
手８と９は、互いに関して回転可能であり、そし
て冷却液体の漏洩を防止するためにシールを有し
ている。しかし、本発明は、サブランスのこの態
様に適用されるだけでなく、他の態様、例えば、
米国特許出願第4141249号から公知のような、回
転可能なサブランスにも適用される。

第１ａ図において、酸素を浴に送風するための
サブランスの位置が、実線で示される。その時、
サブランスは、まだ真つすぐである。酸素の送風
中、サブランスは一方の側で加熱され、このため
に酸素送風後歪みそして破線により示された位置
を取る。サブランスが、炉の次の投入に対し垂直
軸の回りで180度回転されるならば、サブランス
は、下降した時、第１ｂ図において実線によつて
示された位置を有する。さらに送風が浴に対して
行われた後、サブランスは、熱によつて曲げ戻さ
れ、その結果それは、第１ｂ図において破線によ
つて示された如く、もう一度真つすぐになる。サ
ブランスが今や第１ａ図の初期位置における如き
位置と形状にあるために、送風の終了と次の投入
の間で、サブランスの回転は必要とされない。し
かし、サブランスが使用される次の操業の後、そ
れは、再び曲げられ、そしてもう一度回転されな
ければならない。このため、この実施が確立され
るならば、２度使用された後、サブランスが各回
に180度回転されることは十分である。

実際、この歪みは、所謂吹き込み（in−blow）
測定中主に発生し、この場合測定は、酸素送風
中、言い換えれば、送風の休止なしに、行われ
る。正確には、この吹き込み測定は、炉の十分に
動的な動作を保証し、かつ酸素の回収においてで
きるだけ高い収率を獲得するために、本質的に重
要である。また、サブランスの歪みは、上記で概
略的に示されたよりも幾分より漸次的に発生する
ことが明らかになつている。しかし、そうでなけ
れば探針の挿入に関して重大な問題が発生するた
めに、サブランスを作業シフト当たり少なくとも
一度回転させることが必要であるように思われ
る。

第２図は、本発明の好ましい実施態様を示す。
第１〜３図において対応する参照番号は、対応す
る要素を言及する。

第２図において、サブランス３は、可動台１１
から懸架されて示され、可動台により、サブラン
スは、垂直案内システム１２に沿つて転炉（図示
されていない）中に下降及び上昇される。サブラ
ンスは、それを回転させるために螺旋形案内通路
を備え付けられ、これは第２図に示された好まし
い実施態様において、２つの螺旋形突出物１３の
形式の案内要素を具備し、突出部の各々は、180
度の周囲長さにわたつて螺旋形に伸張し、そして
サブランスの外側さや１０上に互いに正反対に対
向して取り付けられる。螺旋形案内システムはま
た、サブランスのための案内１４を有し、この案
はサブランスを部分的に取り囲み、そして螺旋形
突出物１３と協同する凹部１５（第３図）を有す
る。案内１４は、下方端部１６の近くで垂直案内
通路１２に固定される。突出物１３と凹部１５の
相互作用により、例えば、第２図に示された位置
からのサブランスの下降に際し、垂直軸の回りで
180度のサブランスの回転が発生する。回転は、
また、下降位置からサブランスを上昇せしめる際
にも発生する。この回転のために、別個の駆動装
置は必要とされず、一方、偏心力はサブランスに
及ぼされない。

本発明は、第２図に示された好ましい実施態様
だけでなく、例えば、突出物が案内１４に取り付
けられ、協同する凹部がサブランスに取り付けら
れ、そしてこれらの案内要素が一緒に螺旋形案内
システムを形成する如き、変形も可能である。ま
た、例えば、案内が硬直に取り付けられているだ
けでなく、サブランスと案内が、互いに関して相
対移動を有すること、例えば、サブランスが下降
されている間案内が上昇される、ことも可能であ
る。

示された如く、螺旋形突出物１３は、サブラン
スの底端部と頂端部との間に配置され、そして突
出物の上と下において初めと終りとして役立ちサ
ブランスの縦軸に平行に伸びる突出物の延長部１
７がある。これらの延長部は、炉の運転が進行す
る時、転炉のライニングが摩耗し、サブランスは
測定のために転炉中にさらに下降されなければな
らないために、かなりの長さである。

第３図に示された如く、突出物は、外側さや１
０に溶接された丸い棒材料の小片１８を含む。案
内１４は、サブランスの外側さや１０を少なくと
も部分的に包む内部表面１９を有し、そしてこれ
に突出物１８と相互作用する凹部１５を形成する
溝２０が形成される。溝中に滑り摩擦が発生す
る。溝は、この滑りに耐性を有する材料のブロツ
ク２１中に作成される。当然、突出物１８と多分
外側さや１０がローラぶによつて案内されるよう
な本発明の変形も可能である。

第３図からさらに見られる如く、案内１４は、
一対のつめ２２を具備し、その対向表面に、凹部
１５が設けられる。つめ２２は、サブランスを解
放するために、枠２４とレバー２５を経て、空気
シリンダー２３により開閉される。案内１４から
解放されると、サブランス３は、垂直に移動する
時回転されない。このようにして、サブランスの
回転の制御は、空気シリンダー２３を経て行われ
る。

本発明の主な特徴および実施の態様を以下に記
載する。

１ 縦軸の回りで回転可能であり、かつ上方端部
においてサブランスを垂直に移動する可動台に
縦軸を垂直にして取り付けられた伸長管状サブ
ランス３を有し、また縦軸の回りでサブランス
を回転せるための手段１３，１５を含む、金属
炉において測定を実施し及び／又はサンプルを
採取するためのサブランス装置において、サブ
ランスを回転させるための該手段１３，１５
は、サブランスに回転を伝える螺旋形案内シス
テムを具備することを特徴とするサブランス装
置。

２ 該螺旋形案内システムが、相互に協同する突
出物１３と凹部１５の形状の少なくとも一対の
案内要素を具備し、それらの少なくとも１つは
螺旋形であり、そしてそれらの一方はサブラン
ス３上にあり、そして他方は、サブランスの案
内１４上にあり、サブランスの回転は、サブラ
ンスと案内１４の相対移動によつて引き起こさ
れる前記１に記載のサブランス装置。

３ 案内１４が、固定垂直位置を有し、そしてサ
ブランス３の該回転は、サブランスが該可動台
１１によつて垂直に移動される時引き起こされ
る前記２に記載のサブランス装置。

４ 該案内１４が、サブランスの垂直移動のため
の垂直案内通路１２の下方端部に取り付けられ
る前記３に記載のサブランス装置。

５ 該案内システムが互いに周方向に間隔をあけ
られサブランスの外側表面に取り付けられた少
なくとも２つの該突出物１３を有し、そして
各々は、180度の周囲角度にわたつてサブラン
スに沿つて螺旋形に伸張する前記２〜４のいづ
れかに記載のサブランス装置。

６ 各螺旋形突出物１３が、その上方及び下方端
部において、サブランスの縦軸に平行に延びた
延長部１７を有する前記５に記載のサブランス
装置。

７ 突出物１３が、サブランスの外側さやに溶接
された伸長部材である前記５又は第６に記載の
サブランス装置。

８ 案内システムの該案内１４が、サブランス３
の周縁部の少なくとも１部分を取り囲み、そし
てサブランスの回りに間隔をあけてサブランス
に面する表面に形成された溝の形式の該凹部１
５の少なくとも２つを有する前記２〜７のいづ
れかに記載のサブランス装置。

９ 案内システムの該案内１４が、サブランス３
を少なくとも部分的に取り囲み、そしてサブラ
ンスの解放又は回転を許容するために開閉でき
る前記２〜８のいづれかに記載のサブランス装
置。

10 案内１４が、それを開閉するための空気シリ
ンダー２３を具備する前記９に記載のサブラン
ス装置。

11 前記１〜10のいずれかに記載の少なくとも１
つのサブランス装置を有する金属炉。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図と第１ｂ図は、使用の多様なフエーズ
におけるサブランスの概略図である。第２図は、
本発明によるサブランス装置においてサブランス
を回転させるための手段の好ましい実施態様を示
す図である。第３ａ図と第３ｂ図は、第２図の
で示す部分の、サブランスを回転させるための手
段の部分を形成する案内の側面図と頂面図であ
る。 １：メインランス、２：金属浴、３：サブラン
ス、４：懸架手段、５：探針、１０：外側さや、
１１：可動台、１２：案内システム、１３：螺旋
形突出物、１４：案内、１５：凹部、１７：延長
部、１８：棒材料の小片、２０：溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 縦軸の回りで回転可能であり、かつ上方端部
   においてサブランスを垂直に移動する可動台に縦
   軸を垂直にして取り付けられた伸長管状サブラン
   ス３を有し、また縦軸の回りでサブランスを回転
   させるための手段１３，１５を含む、金属炉にお
   いて測定を実施し及び／又はサンプルを採取する
   ためのサブランス装置において、サブランスを回
   転させるための該手段１３，１５は、サブランス
   に回転を伝える螺旋形案内システムを具備するこ
   とを特徴とするサブランス装置。 ２ 縦軸の回りで回転可能であり、かつ上方端部
   においてサブランスを垂直に移動する可動台に縦
   軸を垂直にして取り付けられた伸長管状サブラン
   ス３を有し、また縦軸の回りでサブランスを回転
   させるための手段１３，１５を含む、測定を実施
   し及び／又はサンプルを採取するためのサブラン
   ス装置であつて、サブランスを回転させるための
   該手段１３，１５は、サブランスに回転を伝える
   螺旋形案内システムを具備するサブランス装置
   を、少なくとも１つ有することを特徴とする金属
   炉。