JPH086025Y2 - 溶融金属炉の炉底部締結構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、炉体に対して炉底部が
取り付け・取り外しされる溶融金属炉（たとえば底吹転
炉）における、炉底部を炉体に締結するための構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】底吹転炉は、炉体の底部に設けた羽口
（吹込み口）から溶鋼（溶銑）中に酸素等を吹き込むこ
とにより、その精錬を行う転炉である。溶鋼を受けるた
め内部には耐火物が張られているが、羽口付近の耐火物
はとくに損耗が激しいことなどから、羽口を含む炉底部
は炉体の他の部分と別体に構成される。炉体に対して炉
底部のみを交換することにより、耐火物の更新などを行
うのである。

【０００３】炉体に対して炉底部を締結する最も一般的
な手段は、接合用のフランジを両者に設けておき、それ
らを複数のボルト・ナットにて結合するものである。底
吹転炉の場合には、たとえば、炉体の下方に来た炉底部
交換用の台車が炉底部を持ち上げ、炉体下部のフランジ
に炉底部のフランジを下から重ねた状態で、作業員が両
フランジの穴にボルトを通し、かつナットをそれに嵌め
て締め付ける。

【０００４】そのほか、炉底部の取り付けを迅速化して
炉の稼働率や生産性を向上することなどを目的とし、特
公昭５９−２６６４２号公報等に開示の締結手段が適用
されることもある。すなわち、炉体には揺動可能にラッ
チレバー（掛け金）が設けられ、炉底部には、そのラッ
チレバーに掛けられる支持爪とラッチレバーを保持する
揺動式の保持リンクとが設けられたものである。交換用
台車などにより炉底部が持ち上げられた状態で、作業員
がラッチレバーを操作して支持爪に掛け、さらに保持リ
ンクを操作してそのラッチレバーに係合させる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】炉底部締結のための従
来の手段は、いずれも、作業員によって直接に操作され
る必要があった。一般的なボルト・ナットによる締結の
場合は、合わせたフランジにボルトを通したりボルトに
ナットを嵌めたりする作業が、そのフランジの付近で作
業員の手によって行われる。ラッチレバーや支持爪・保
持リンクによる締結の場合にも、ラッチレバーを支持爪
に掛けたり保持リンクを係合させたりする操作を、作業
員が直接に手を下して行わねばならない。

【０００６】炉底部の締結時に作業員の直接的な操作が
必要であることはつぎの点で不都合である。すなわち、
イ)作業員に高所（転炉の場合、下方に受鋼台車が入るの
で、その炉底部は相当の高所にある）での重作業（たと
えば、炉底部の重量等を支えるためボルト・ナットは通
常かなり大きく、相当の重さがある）を強いる、ロ)炉体
は運転（操業）中に高温度になっているため、作業員が
作業する前に十分な冷却時間をおく必要があり、運転の
休止時間が長くなる、ハ)人手による作業なので一般的に
非能率的で高コストとなる。

【０００７】本考案の目的は、炉体の下方位置からの遠
隔（つまり直接的でない）操作のみによって炉底部の締
結が行えて、上記イ)・ロ)・ハ)の不都合を解消することの
できる炉底部締結構造を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案による溶融金属炉
の炉底部締結構造は、前述のように、溶融金属炉の炉体
下部のフランジ（以下、炉体フランジという）に炉底部
のフランジ（以下、炉底部フランジという）を下から重
ねて複数のボルト・ナットで結合する構造であるが、a)
上記のボルトとして、軸部と直角に頭部が長いＴ形のボ
ルトを使用し、b)炉体フランジに、上記ボルトの頭部が
特定向きのときにのみ通される長穴を設けるとともに、
ボルトの頭部が当たる回り止めをこの炉体フランジの上
面側に形成し、c)炉底部フランジに、ボルトの軸部のみ
が挿し通される丸穴を設けた−ものである。

【０００９】

【作用】本考案の炉底部締結構造は、つぎのように扱わ
れるとき、溶融金属炉の下方（たとえば地上面）におけ
る作業のみによって炉底部を炉体に締結することができ
る。

【００１０】 まず、炉底部が炉体寄りに持ち上げら
れる前に、炉底部フランジにおける丸穴（上記c)）に、
頭部を上にしてＴ形のボルト（上記a)）の軸部を挿し通
し、そのネジの下端部付近にナットを装着しておく。そ
して炉底部が持ち上げられる直前には、ボルトの頭部の
向きを炉体フランジにおける長穴（上記b)）の向きに合
わせておく。

【００１１】 前述した炉底部交換用の台車などによ
って炉底部を持ち上げ、炉体フランジの下に炉底部フラ
ンジを重ねる。このとき、炉底部フランジの丸穴が炉体
フランジの長穴の中央に合うようにすれば、その長穴の
中に上記ボルトの頭部が入りこむ。

【００１２】 昇降式にしたインパクトレンチなど、
ソケットを遠隔操作できる手段を用いて、遠隔下方の位
置から上記のナットにソケットをかぶせ、まずナットと
ともにボルトを押し上げてその頭部を炉体フランジの上
面に出す。

【００１３】 上記の手段により、続いてナットを
回し、そのナットと上記ボルトの頭部との間に炉体・炉
底部の両フランジを締めこむ。このとき、ボルトの頭部
は炉体フランジの回り止め（上記b)）に当たってそれ以
上の回転（いわゆる共回り）をしないため、この締めこ
みは円滑かつ確実に行える。

【００１４】−以上のように、本考案の締結構造におい
ては、接合されるフランジに作業員が近づかなくても、
炉底部が地上等にある間の作業と、簡単な遠隔操作手段
を用いる下方位置からの作業とによって、炉底部の締結
が完全に行える。

【００１５】炉底部フランジに設けたボルト穴が丸穴で
ボルトの軸部のみを通す（頭部は通さない）ことから、
本考案の締結構造にはつぎのような作用的特徴もある。
すなわち、炉底部が下方にあるとき炉底部フランジにボ
ルトを通して安定させておける（この穴を通ってボルト
が落下することはない）ので、炉体・炉底部の両フラン
ジを重ねたのちに下方からボルトを供給して穴に通す必
要がない。前述のようにボルト・ナットが大型であるこ
とが多いことを考えると、下方からフランジ位置までの
それらの供給が不要であることは、設備的にも作業性の
面でもメリットが大きい。そのほか、この穴が長穴であ
る場合に必要な特殊な座金が不要であることも、利点の
一つである。

【００１６】なお、炉底部を炉体から再び取り外すには
下記のようにする。つまり、 前記の台車などにより炉底部を支えた状態で、上記
・の手段を用いてナットを緩める。ボルトの頭部は
上記の回り止め（または炉体フランジの長穴の内面）に
当たって回転しないので、ナットはスムーズに緩められ
る。ナットが緩んでボルトの頭部から十分に離れた（ナ
ットは外してしまわない）時点で、上記とは逆の要領
でボルト・ナットを炉底部フランジ上にまで降ろし、さ
らに、ボルト・ナットを付けたままと逆に炉底部を下
げる。炉体フランジのボルト穴が丸穴であるため、この
場合にも、ボルトを落下させてしまう恐れはない。

【００１７】

【実施例】図１〜図３に、本考案の一実施例を示す。こ
の例は底吹転炉におけるもので、図１に示す炉体１に対
し、炉底部２を交換可能に締結する構造である。炉底部
２は、前述のように酸素等の吹込み用羽口（図示せず）
を有し、その付近の耐火物の損耗が激しいために、炉体
１とは別に構成されて交換可能になっている。なお取り
付け・取り外しの際は、交換用の台車（図示せず）によ
り地上から持ち上げられて支えられる。

【００１８】図１(ａ)に示すようにこの例は、炉体１の
下部に設けたフランジ（炉体フランジ）３の下面に炉底
部２のフランジ（炉底部フランジ）４を重ね、両者をボ
ルト５・ナット７にて結合することにより炉体１に炉底
部２を締結するものである。炉底部２の全重量がボルト
５にかかるため、ボルト５としては太さ１００ミリに近
いものが数十本、環状のフランジ３・４上に配列されて
いる。図示した締結構造の特徴は、以下の点にある。

【００１９】構造的特徴の第一は、フランジ３・４の結
合のための上記のボルト５をＴ字の形にしたことであ
る。つまり、ボルト５は頭部５ａが軸部５ｂと直角に長
く、そのため図１(ａ)のように横から見たときＴ形に見
える。長さに比してその頭部５ａの幅は大きくなく、軸
部５ｂの直径にほぼ等しい。図示のとおりボルト５は頭
部５ａを上（鉛直上方）にして使用するが、下方のネジ
部には通常の平座金（またはバネ座金）６およびナット
７を嵌める。

【００２０】構造面の第二の特徴は、炉体１側のフラン
ジ３について、ボルト５を通す穴３ａを図１(ｂ)のよう
に長穴にし、ボルト５の頭部５ａが向きの合ったときの
み通るようにしたことと、上面に、その頭部５ａに当た
る回り止め突起３ｂを二つ設けたことである。したがっ
てボルト５の頭部５ａは、図１(ａ)の仮想線の位置から
同(ｂ)の仮想線のように穴３ａ内を通されてフランジ３
の上面に出て、そこで回されるとき同(ｂ)の実線のごと
く突起３ｂに当たって止まる。

【００２１】また第三の特徴として、炉底部２のフラン
ジ４におけるボルト５の通し穴４ａを、図１(ｃ)のとお
り丸穴とした。この穴４ａは、図のように、ボルト５の
軸部５ｂは通せるが頭部５ａを通すことはできない。し
たがって、頭部５ａを上にして使用する本例のボルト５
は、フランジ４に対して下から通すことができないた
め、炉底部２が地上にあるうちにフランジ４の上面から
挿し通しておく必要がある（座金６・ナット７も同時に
付けておく）。ただし、こうすれば、イ)穴４ａを頭部５
ａが通り抜けることがないので、炉底部２が持ち上げら
れたときまたはその途中でボルト５の落下することがな
い、ロ)地上でボルト５やナット７等を付けておくので、
持ち上げられた炉底部２のフランジ４（穴４ａ）に対し
て下方からボルト５などを供給する必要がなくなる、ハ)
穴４ａが丸穴なので、通常の薄型の座金６が使用できる
ほか、それを省略することも可能である−といった利
点がある。なお、穴４ａの上端の面には、ボルト５の頭
部５ａの長手向きを穴３ａの長手の向きに一致させてお
くための溝（凹部）４ｂを形成している。

【００２２】そしてもう一つの特徴は、転炉である炉体
１が傾動させられる際にフランジ４がフランジ３に対し
てずれること（ボルト５と穴３ａ・４ａとの隙間分のズ
レ）のないように、両フランジ３・４間に、図２(ａ)の
ように、転炉の傾動中心としての回転軸と平行なズレ止
め手段８を二箇所（１８０°おいて）設けたことであ
る。このズレ止め手段８は、同(ｂ)のようにフランジ３
・４の各凹部８ａ・８ｂにシャーピン８ｃを入れたもの
だが、同(ｃ)のようにフランジ３・４間に凹部８ｄと凸
部８ｅとを形成して互いに噛み合わせるものでもよい。

【００２３】以上の特徴をもつこの締結構造では、炉体
１への炉底部２の締結を、下記の手順にしたがって行う
ことができる。すなわち、 まず、炉底部２が地上にあるうちに、そのフランジ
４における穴４ａに、ボルト５の軸部５ｂを上から挿し
通し、そのネジ部に座金６とナット７とを装着する。下
記においてボルト５を押し上げたとき頭部５ａが炉体
１のフランジ３より上に出るように、また下記で頭部
５ａが突起３ｂに当たるように、頭部５ａ・座金６間の
内のり寸法が、フランジ３・４の合計厚さを超えて、そ
の合計厚さに突起３ｂの高さを加えた寸法を超えないよ
うにする。なお、炉底部２が持ち上げられる前には頭部
５ａを溝４ｂに入れ、その頭部５ａの長手向きを、穴３
ａの長手向きに対し図１(ｂ)の仮想線の位置関係になる
よう合わせておく。

【００２４】 炉底部交換用の台車により炉底部２を
持ち上げ、炉体１のフランジ３の下にフランジ４を重ね
る。このとき、フランジ３・４間で前述のズレ止め手段
８の位置を合わせる。また、フランジ４の穴４ａがフラ
ンジ３の穴３ａの中央に合う（図１(ｃ)参照）ようにす
れば、その穴３ａの中にボルト５の頭部５ａが入りこ
み、図１(ａ)の仮想線の状態になる。

【００２５】 上記の台車上には、図３のように昇降
式に構成したレンチ装置１０を搭載しているが、その装
置１０を起動し、ソケット１１を上昇させてまずナット
７にかぶせたうえ、ナット７や座金６とともにボルト５
を押し上げてその頭部５ａをフランジ３の上面に出す。
このレンチ装置１０は、ソケット１１のほかに自在継手
部分１２・油圧モータ１３・回転量検出機１４などを昇
降フレーム１５上に組みこみ、それらを、フレーム１５
ごと上下軌道１６に沿って油圧シリンダ１７により昇降
させるよう構成したものである。

【００２６】 続いてレンチ装置１０でナット７を回
すことにより、ボルト５・ナット７によるフランジ３・
４の結合を、図１に実線で示すとおりに完成させる。こ
の途中、ボルト５の頭部５ａは回り止め突起３ｂに当た
って回転しなくなるため、ナット７はボルト５に対しス
ムーズに回して締めこむことができる。

【００２７】 逆に炉底部２を炉体１から取り外す場
合には、前記の台車にて炉底部２を支えた状態で、上記
の手順をからへ逆（ボルト５やナット７の上げ下げ
の方向も逆）に行えばよい。

【００２８】このように、本例の締結構造によれば、転
炉より下方に離れた地上位置から機械（たとえば図３の
レンチ装置１０）を操作することによって、炉体１と炉
底部２との締結およびその解除が行える。なお、レンチ
装置１０は、炉底部交換用台車の上に二台がそれぞれ移
動可能に設けられているので、環状のフランジ３・４に
おける最も離れた二箇所（いわゆる対角線上の二箇所）
のナット７を同時に締めこみ、あるいは緩めることがで
きる。

【００２９】以上、一実施例を紹介したが、本考案が転
炉以外の炉底部の締結にも適用できることは言うまでも
ない。溶融還元炉など他の溶融金属炉においても、炉底
部からのガスの吹き込み等が行われるものがあり、やは
りその炉底部が交換可能に構成される場合があるからで
ある。また、溶融金属炉以外のフランジ接合部分におい
ても、その一方の側からのみの操作によって締結を行え
るよう、本考案を応用することが可能である。

【００３０】

【考案の効果】本考案の炉底部締結構造によれば、炉体
に対する炉底部の締結に必要なすべての操作を炉体より
離れた下方の位置から行えるので、作業員による高所作
業の必要がない。また、炉体や炉底部が高温度である間
にも作業ができるうえ、操作が簡単で能率的であること
から、炉底部の取り付け・取り外しが速やかに行え、そ
の炉の稼働率が増して生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(ａ)は、本考案の一実施例としての炉底部
締結構造を示す側方視断面図である。また、同(ｂ)は同
(ａ)におけるｂ−ｂ矢視図、同(ｃ)は同(ａ)におけるｃ
−ｃ矢視図である。

【図２】図２(ａ)は図１(ａ)におけるII−II矢視図であ
り、同(ｂ)・同(ｃ)はそのｘ−ｘ矢視図である。

【図３】図１の締結構造についての締結作業を示す側面
図である。

【符号の説明】

１ 炉体 ２ 炉底部 ３ （炉体の）フランジ ３ａ 穴（長穴） ３ｂ 突起（回り止め） ４ （炉底部の）フランジ ４ａ 穴（丸穴） ５ ボルト ５ａ 頭部 ５ｂ 軸部 ７ ナット ８ ズレ止め手段 １０ レンチ装置 １１ ソケット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属炉の炉体下部のフランジに対
   し、交換式炉底部のフランジを下から重ね、ボルト・ナ
   ットで結合する締結構造であって、 上記のボルトとして、軸部と直角に頭部が長いＴ形のボ
   ルトを使用し、 上記炉体のフランジに、上記ボルトの頭部が特定向きの
   ときにのみ通される長穴を設けるとともに、ボルトの頭
   部が当たる回り止めをこのフランジの上面側に形成し、 炉底部のフランジに、ボルトの軸部のみが挿し通される
   丸穴を設けたことを特徴とする溶融金属炉の炉底部締結
   構造。