JPH0421714A - ランス交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば製鉄所等における転炉設備で用いられ
る精錬用のランス交換装置に関するものであり、迅速か
つ確実に交換を行うことができるランス交換装置に関す
るものである。

（従来の技術） 例えば、転炉での鋼の精錬用ランスは操業時におけるラ
ンス先端部への地金の付着や溶損等の発生により、交換
が頻繁に行われている。転炉の溶鋼に酸素を吹き込むラ
ンス本体は鋼管製であるが、その構造は酸素、給水、排
水の３重鋼管からなっているため、その交換および交換
に際しての接続は長時間を要するものであった。

また、ランス本体はランス昇降台車などによって昇降可
能に保持・固定されているが、ランスが昇降台車と共に
昇降できるためには酸素等の供給導管はフレキシブルな
ものでなければならず、通常、ランスはその供給側がホ
ースに接続されている。

第６図は、従来のランスとホースとの接続状態を示す正
面図である。

図示のように、ランス１とホース２とには各々ランス側
フランジ３とホース側フランジ６とが設けられており、
それらのフランジが１０数本のボルトとナツトとで締結
・接続され、ランス１とホース２とを接続している。

したがって、前述のように、例えばランス先端ノズル部
の溶損によりランス１を交換する必要がある場合には、
ランス１とホース２とを分離すべく、先づランス１とホ
ース２のそれぞれのフランジを締結しているボルトおよ
びナンドを取り外し、破損したランス１を取り除いた後
、新しいランス１に交換し、ランス１およびホース２の
それぞれのフランジ部を再びボルトとナンドとによって
締結している。

しかしながら、これらの作業はすべて人手によるもので
あり、両フランジの締結・接続作業は、作業場の環境が
悪いため作業負荷が大きく、また長時間を要するもので
あった。例えば、前述のボルト数は給水・排水系ともそ
れぞれ１２本、酸素系は１６本であり、合計４０本のボ
ルト・ナンドの緩め外し・締付けを行わなければならず
、その他の作業も含めると、ランスの交換作業には、通
常４人の作業者で行っても７０〜９０分もの長時間を要
していた。

そこで、ランス交換に要する時間を短縮することができ
る提案が種々なされでいる。例えば、特開昭６１−２６
１４１３号公報により開示されているｒランス交換装置
」は、炉外精錬で混銑車や取鍋なとの溶銑や溶鋼中に精
錬剤を添加するランスを交換する装置に関するものであ
るが、この例では、ランスが比較的小径であるため取扱
いは比較的容易である。この装置の特徴は、ランスの取
替え頻度が高いために自動化を図った点にあり、ランス
の接続端にはアダプタが取付けられており、それを介し
てランス係止具に締付は固定されている。このように、
前記提案にがかるランス交換装置では専用のアダプタが
使用されでいるが、作業員自身でランスの着脱を行う必
要がある。

また、特開平１−１００２１３号公報には、上記公報と
同様に、炉外精錬の溶銑予備処理等に用いるランスとホ
ースとの着脱装置が提案されているが、この場合はソリ
ンダーによって駆動されるロック機構によるカプラー接
続、脱着機構を粉体吹込み、酸素吹込み等のランス交換
装置に設けたもので、この提案にかかる着脱装置は、転
炉の三ランスなどに通用するのは確かに可能ではある。

しかし、転炉の主ランスは給・排水用および酸素用の３
種類の異なる対象物の供給用ランスであり、さらに個々
の管径が大径である上、極めて大重量であり、かつ使用
流体が高圧であってその漏洩は許されないものであり、
特に高圧酸素の漏洩は絶対に許されないことである。し
たがって、これらの条件により漏洩に対する信転性が乏
しければカプラー接続を採用することができない、この
カプラー接続において、漏洩を防ぐためには特に接続す
るランスとの芯合せが重要であり、芯ずれを住じたまま
接続すると完全な位置での接続ができず、シール材損傷
等による流体漏洩の原因となる。したがって、ランスと
ホースのカプラー接続の実用化のためには漏洩に対する
信鯨性（確実性）を高める必要がある。

（発明が解決しようとするＦｊｌｍ） このように、第６図に示す従来のランス交換装置にあっ
ては、ランス１の交換はまずランス１とホース２との接
続部を分離すべくランス側フランジ３とホース側フラン
ジ６との締結ボルト・ナツト１０数本を用いた複数のラ
ンス１のボルト・ナンドの緩め外しを行い、また新しい
ランス１の取付は時には接続部を構成する両フランジ３
および６の締結ボルト・ナツトの締付けを要し、これら
の作業は人手によって行われているため、長時間を要し
ていた。さらに、この作業は、転炉上部の、高熱でかつ
粉塵などの悪環境下での作業であるため、衛生面、安全
面からも作業員の労働負担の高い作業となっていた。

さらに、前記特開昭６１−２６１４１３号公報または特
開平１−１００２１３号公報により提案されたランス交
換装置は、それ以前に提案されたランス交換装置と比較
した場合、ランスの交換に要する時間を確かに短縮する
ことが可能であるが、従来のカプラー接続構成では、接
続部における漏洩防止効果の信転性が乏しく、そのため
に、その実用化が困難であった。

すなわち、従来のランス交換装置では、漏洩等の不具合
の発生を確実に防止しつつ、短時間でランスの交換を行
うことが事実上不可能であった。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、その
目的は、ランスを迅速に交換できるランス交換装置を提
供することにあり、より具体的には、はとんど人手を要
さずにしかも確実にランスを自動着脱できるランス交換
装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ね
た結果、下記のないし■に示す構成、すなわち、 ■ランスとホースのそれぞれの接続端に、ソケット部お
よび該ソケット部に内挿嵌合するプラグ部のいずれかを
設ける。この場合、ホース側にフランジを介してソケッ
ト部を設け、一方ランス側には前記ソケット部に内挿嵌
合するプラグ部を設けるようにして、差込み式カプラー
を構成する二重が好適である。

■前記プラグ部とソケット部との接合部にシール材を設
ける。

■前記プラグ部に流体漏れ検出孔と、該液体漏れ検出孔
に連結した流体漏れ検出装置とを備える。

という構成のランス交換装置を採用することにより、上
記ｔＪ、Ｎを解決することができることを知見して、本
発明を完成するに至った。

ここに、本発明の要旨とするところは、ランスおよびホ
ースのそれぞれの接続端に、ソケット部および該ソケッ
ト部に内挿嵌合するプラグ部のいずれかを設けるととも
に、前記プラグ部と前記ソケット部との間にシール材を
設け、さらに前記プラグ部に液体漏れ検出孔と、該液体
漏れ検出孔に連結した液体漏れ検出装置とを設けたこと
を特徴とするランス交換装置である。

本発明においては、さらに、 （１）前記プラグ部との嵌合部が二重円筒構造である前
記ソケット部と、 Ｃ１１）前記プラグ部外周に設けられた円周溝と、（ｉ
ｉｉ　）前記円周溝に嵌り込む旋錠ボールと、（１■）
前記ソケット部の外周円筒に設けられて、前記旋錠ボー
ルが嵌り込む装着孔と、さらに（ｖ）前記ソケット部の
外周に、前記ランスおよびホースの装着方向に移動自在
にして設けられたスリーブと を有してもよい。

さらに、本発明は、それらの好適Ｂｍによれば、さらに
ランス昇降台車の横に張り出したホース受は架台に突設
したガイド棒で、３本のランス側フランノおよび３本の
ホース側フランジの各近傍に設けたガイド板に設けたガ
イド孔に合わせ遊嵌する構造とし、併せてホース側ガイ
ド板とホース受は架台との間に設けたシリンダーでホー
スを昇降させる構造とすることも好適である。

（作用） 以下、本発明の作用について説明する。

本発明においては、ソケット部と該ソケット部に内挿嵌
合するプラグ部とからなる接続カプラーにより、二重嵌
合方式をもってランスおよびホースのそれぞれの端部が
簡単にしかも確実に接続させる。

また、前記のプラグ部とソケット部との接合面にシール
材を設けるとともに、前記プラグ部に液体漏れ検出孔、
該液体漏れ検出孔に連結した液体漏れ検出装置とをさら
に備えたために、例えばシール材損傷等による流体漏れ
が発生すれば、かかる事態は早期に発見される。

（実施例） 第１図ないし第５回は、本発明に係るランス交換装置の
一実施例を示すものであり、第１図は主ランス（以下ラ
ンスという）１とホース２とのカプラー７による保合接
続状況を示す四半部縦断面図であり、第２図は前記カプ
ラー７の分離状況を示す同じ（四半部縦断面図であり、
第３図および第４図は、本発明にがかるランス交換装置
によるランスとホースとの接続状態を示す正面図と側面
図であり、そして第５図は、ランスとホースの接続時に
おけるカプラー接続補助ガイドを示した上面図である。

第１図に示すように、ランス１およびホース２のそれぞ
れの接続端にランス側フランジ３およびホース側フラン
ジ６を設け、このランス側フランジ３に雌形部材（以下
プラグ部という）４をボルト・ナラ目６により締結して
設けておき、後述する雌形部材（以下ソケット部という
）５をこれに嵌合する。ホース２のホース側フランジ６
にはボルト・ナン［６で前記ソケット部５が締結されて
設けられている。なお、ランス１とプラグ部４との接合
、およびホース２とソケット部５との接合は、前述のよ
うなボルト・ナンド］６による接合のみに限定されるも
のではなく、一体成形あるいは溶接接合などによる一体
化も当然可能であるが、従来設備からの容易かつ安価な
改良と、ランス取替によるカプラー７の接合・分離の繰
り返しによりカプラ一部品の摩耗でカプラー自身の交換
を行わなければならないこととを考慮すると、前記のよ
うなボルト・ナツト１６による接合が好適である。

さらに、第１図および第２図に示すように、プラグ４の
胴中央部にはソケット部５の内筒外周面５１との間での
流体の漏洩を防止する、例えばパ・ノキングあるいはＯ
リングをシール材８として設けるとともにプラグ部４に
はソケット部５とプラグ部４との間からの流体漏れを検
出するだめの流体漏れ検出孔９を設ける。この流体漏れ
検出孔９のもう一方の端部に流体漏れ検出装置１０が接
続されており、例えば漏洩流体圧力が異常に上昇した場
合、ガスが噴出した場合等に警報を発する構造になって
いる。したがって、流体漏れの発生の初期に迅速に対応
することができる。

このように、第１図および第２図に示す装置にあっては
、ランス側フランジ３にはプラグ部４が、またホース側
フランジ６にはソケット部５がそれぞれボルト・ナンド
１６で締結されている。なお、これらは逆であってもよ
い。すなわち、ランス１とホース２との接続はプラグ部
４とソケット部５により構成されたカプラー７で行われ
るものであり、ソケット外周円筒５２には、プラグ外周
面に形成されている円周溝４１と接続時に相対位置する
所に旋錠ボール１２の装着孔５３が数個ないし十数個形
成され、これらの要素がカプラー７の確実な接続機能を
担っている。

本発明の目的であるランスの迅速な脱着は、次のように
して行われる。第２図において、ソケット部５の外周に
位置し、接続方向（第２図において上下方向）に移動で
きるスリーブ１１を貫通して設けたエアー等の動力源供
給口１４に動力源を供給し、フッシュ１５とスリーブ】
】との内側空間部１５Ｊの圧力を高めて、スリーブ１１
を第２図に示すように押し下げた状態とし、この時、後
述するホース昇降装置２４でソケット部５を押し上げる
。

ソケット部５の上端面がプラグフランジ端４２に接触し
て停止後、エアー等のスリーブ１１の移動用動力源を停
止すると、ソケット部５の下部フランジ５４とスリーブ
１１０間に配置するスプリング１３でスリーブ１１は押
し上げられてスリーブ上部内周面格納部１１１にあった
旋錠ボール１２をソケット外周円筒５２にある装着孔５
３内に押し込み、最緋的にプラグ部４に設けられた円周
溝４１に嵌め込まれるとともに、スリーブ内周面１１２
で旋錠ボール１２の外側（すなわち、スリーブ１１側）
への逃げを防止し、プラグ部４とソケット部５との接続
を後述するホース昇降装置２４の作用もあって、迅速に
かつ確実に行うことができる。

また、プラグ部４とソケット部５との接続の重要な要素
である旋錠ボール１２が脱落しないように押さえている
スリーブ１１の陳下防止策として、旋錠ボールＩ２とス
リーブＩＩが第１図に示すような位置関係のときに両者
を固定するために、ロンクビン１８をスリーブ１１の軸
方向に直角に数本配置し、このビンをソケット外周円筒
５２に貫通するピン固定孔に係合させることにより、液
体漏れに対して、より一層、装置の信頼性を高め得る。

次に、カプラー７を迅速に分離するには、第】図に示す
状態において、後述するホース昇降装置２４を上昇位置
に保持し、スリーブ１１を貫通するエアー等の動力源供
給口１４に動力源を供給して、ブツシュとスリーブの内
側空間部１５１の圧力を高めて、スリーブ１１をスプリ
ング１３の弾発力に打ち勝たせて押し下げる。その後、
ホース昇降装置２４で徐々にホース２およびソケット部
５を下げると、旋錠ボール１２がソケット外周円筒５２
の装着孔５３から外側（スリーブ１１側）に押し出され
、スリーブの上部内周面格納部１１１に移動して収まり
、ランス１例のプラグ部４とホース２側のソケット部５
とを短時間で分離できる。

このように、ランス１とホース２との迅速な分離・接続
を可能ならしめるスリーブ１１を、ランス１およびホー
ス２の接続方向に移動させる要素として、ソケット部５
の外周面に配置固定したブツシュ１５が作用し、ブソノ
ユ１５とスリーブ１１の内側空間部１５１にエアー等動
力源を供給、排出することによりスリーブ１１を移動さ
せる。

次に、ランス交換時、はとんど人手を要さずにランスを
迅速に交換することのできるランス交換装置を第３図な
いし第５図で説明する。

図中、３本のランス１の接続端を構成するランス側フラ
ンジ３の近傍に、これらのランスを貫通して保持するガ
イド板２１を設け、このガイド板２１にはガイド孔２１
１が複数個（実施例では３個）設けられている。

一方、ランス昇降台車１７のホース受は架台１９には、
ガイド棒２０を突設しく本実施例では３本）、新しいラ
ンス１を上部クレーン（図示省略）にて吊り上げ、ラン
ス昇降台車１７上の球面座１８に置く際にガイド棒２０
を前記ガイド板２１に設けたガイド孔２１１に合わせて
遊嵌することにより、カプラー７の接続時の芯出しを自
動的にかつ簡単に行うことができる。すなわち、ガイド
孔２１１およびガイド捧２０により、ソケット部とプラ
グ部との会心を自動的に行うことが可能となるのである
。

また、３本のホース２の接続端を構成するホース側フラ
ンジ６の近傍にガイド板２２を設置し、このガイド板２
２にも前記ガイド棒２０に合うガイド孔２２１を複数個
設けてもよい。

このガイド板２２の下部には、ホース受は架台１９との
間にホース２およびソケット部５と共にガイド板２２を
上下方向に昇降させるシリンダ−２３を配置し、ガイド
棒２０・ガイド板２２およびシリンダー２３などでホー
ス昇降装置２４を形成する。

また、シリンダー２３の取付ヘースを兼ねて、ホース昇
降装置２４のガイド板２２の四隅をガイドするガイドポ
スト２５をランス昇降台車１７のホース受は架台１９に
設置し４本のガイドポスト２５を補強材で継ぎ固定する
。

更に、カプラー７の接続・分離を自動化するために、カ
プラー７の自動離脱用として、スリーブ１１の動力源供
給口】４とガイドポスト２５０１か所間に、ガイドポス
ト２５側がカプラー２６であるホース等を継く。

そして、前記カプラー２６と自動脱着可能なカプラー２
７を、ランス取替位置である作業床側に設置しシリンダ
ー２９で脱着させ、る。

同じく、ホース具陳装置２４用のシリンダー２３の駆動
方法もカプラー２６．２７をシリンダー２９で自動脱着
させ、駆動させる。そして、電磁弁２８を自動で切換え
、ランス１とホース２との脱着を迅速に行うことができ
、この間にランス１の取替えをランスの専用吊具を積ん
だクレーンで取替えることにより、−人のクレーン操作
員で、約１０分間で取替えができる。

なお、本発明にかかるランス交換装置で用いるこのカプ
ラー７は、外部に酸素および水が漏洩することが絶対に
許されない装置であるため、シール方法としては、プラ
グ部４の中央胴部内側にバッキングまたはＯリング等の
シール材８で相対するプラグ部４とソケット部５とを完
全にシールする構造が好ましい。取外し側のランス１に
ボルト・ナンド１６で常に締結されているプラグ部４の
内側にシール材８が配設されることによりランス１の整
備時にシール材８の取替えができ、このため常にシール
性が確保できるからである。

以上のようにランス１の取替えを迅速に行うことができ
ると共に悪環境下における作業員の安全面、健康面とも
に大きな効果を奏し、作業負荷軽減に大きく貢献するこ
とができる。

なお、本発明を転炉の主ランスを例にとって説明したが
、転炉のサブランス、インジェクションランス等につい
ても同様に適用できるのは言うまでもない。

また、前記ソケット部およびプラグ部をランスまたはホ
ースのいずれの端部に設けるかについては、特に限定を
要するものではないが、例えばランス側フランジにプラ
グ部をボルトで締結するとともに、ホース側フランジに
前記プラグ部を内挿嵌合させるソケット部をボルトで締
結するとともに、シール材をランス側フランジに設けら
れたプラグ部の胴部に設ける態様を例示することができ
る。シール材をランス側フランジに設けた理由は、ラン
ス引上げ（交換）等のランス整備時に、二のシール材の
劣化および該劣化に起因する漏れの有無等を充分な時間
を掛けて点検することが容易となるからである。

更には、ホース側とランス側とのロック機構は、その構
造が複雑となること、およびランス交換時にはエアーホ
ースを継ぎ込む必要があること等の観点から、ホース側
に設けておくことが好適である。

なお、液体漏れ検出孔を前記プラグの中央部より上方に
向かって穿設し、その後端部に漏れ検出器を設ける！！
様を例示することもできる。その他、本発明は実施例に
より限定されるものではない。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように、転炉ランスの取替えに
おける時間の短縮、すなわちランス部とホース部の迅速
かつ確実な接続、分離が、しかも自動で可能となり、作
業環境の改善を図るとともに作業負荷軽減に大きな効果
を発渾する。

かかる効果を有する本発明の存在意義は、極めて大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるランス交換装置の、ランスと
ホースとのカプラーによる接続状況を示す四半部縦断面
回； 第２図は、カプラーの分離状況を示す四半部縦断面Ｖ； 第３図は、本発明にかかるランス交換装置によるランス
とホースとの接続状態を示す正面図：第４図は、ランス
とホースとの接続状態を示す側面図； 第５図は、ランスとホースの接続時におけるカプラー接
続補助ガイドを示す平面図；および第６同は、従来のラ
ンス交換装置におけるランスとホースとの接続状態を示
す正面図である。 １：　ランス　　　　　　　２：ホース３：ランス側フ
ランジ　　４ニブラグ部４Ｉ：　円周溝　　　　　　　
４２ニ　プラグフランジ端５：ソケット部　　　　５１
：内筒外周面５２：　ソケット外周円筒　５３：装着孔
５４：下部フランジ ６　： ８　： １０　： １１１　： １１２　： １３　： １５　： １５１　： １６　： １８　： １９　： ２１　： ２２　： ２３　： ２５　： ２７　： ２９　： ホース側フランジ　　７：カブラ− シール材　　　　　　９：流体漏れ検出孔流体漏れ検出
装置　１１ニスリ一ブ スリーブ上部内周面格納部 スリーブ内周面　　１２：旋錠ボール スプリング　　　　１４：動力源供給口フッシュ プッシュとスリーブの内側空間部 ボルト・ナツト　　１７：　ランス昇隣台車ロックビン
　　　　１８＝球面座 ホース受は架台　　２０ニガイド棒 ガイド板　　　　　　２１１：　　ガイド孔ガイド板　
　　　　　２２１：　　ガイド孔シリンダー　　　　２
４＝　ホース具陳装置ガイドボスト　　　２６：カブラ
− カブラー　　　　　２８：を磁弁 シリンダー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ランスおよびホースのそれぞれの接続端に、ソケ
   ット部および該ソケット部に内挿嵌合するプラグ部のい
   ずれかを設けるとともに、前記プラグ部と前記ソケット
   部との間にシール材を設け、さらに前記プラグ部に液体
   漏れ検出孔と、該液体漏れ検出孔に連結した液体漏れ検
   出装置とを設けたことを特徴とするランス交換装置。
2. （２）さらに、 （ｉ）前記プラグ部との嵌合部が二重円筒構造である前
   記ソケット部と、 （ｉｉ）前記プラグ部外周に設けられた円周溝と、（ｉ
   ｉｉ）前記円周溝に嵌り込む旋錠ボールと、（ｉｖ）前
   記ソケット部の外周円筒に設けられて、前記旋錠ボール
   が嵌り込む装着孔と、さらに（ｖ）前記ソケット部の外
   周に、前記ランスおよびホースの装着方向に移動自在に
   して設けられたスリーブと を有することを特徴とする請求項１記載のランス交換装
   置。
3. （３）さらに、 （ｉ）前記ランスの昇降台車に固定されたガイド棒と、 （ｉｉ）前記ランスを固定するとともに、前記ガイド棒
   が貫通するランス側ガイド板と、 （ｉｉｉ）前記ホースを固定するとともに、前記ガイド
   棒が貫通するホース側ガイド板と を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載
   のランス交換装置。
4. （４）さらに、 （ｉ）前記ホース側ガイド板に連結した昇降装置を有す
   る昇降台車と、 （ｉｉ）ランス交換位置に設けられた前記昇降装置の動
   力源と を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
   ずれかに記載のランス交換装置。
5. （５）さらに、 （ｉ）前記スリーブの上下移動用動力源供給ホースを有
   するランス昇降台車と、 （ｉｉ）ランス交換位置に設けられた当該スリーブ移動
   用の動力源と を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のい
   ずれかに記載のランス交換装置。