JPS6356285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種産業において金属の溶断、穿孔あ
るいは溶接などの作業のほか精錬などに用いられ
る酸素吹管に関する。

（従来の技術） 各種産業、特に鉄鋼業では金属材の溶断や精錬
炉の開孔作業に多量の酸素吹管が使用されてい
る。

たとえば高炉の出銑口の開孔はドリルによる開
孔手段に代り鋼管を用いた酸素開孔が採用され始
めたが、一回の開孔に消費される鋼管量が非常に
多いことと、開孔作業の安全性を向上させる必要
があることから種々研究が行われ、表面にアルミ
ニウムを滲透させて略0.3〜0.8mmの厚さに鉄―
アルミ合金層を形成させたカロライズ鋼管が試験
され始めた。

第３図は高炉出銑口１の充填マツド２中にあら
かじめ埋設されている棒鋼３および充填マツド２
に酸素ランス４を当接させ酸素ガスを吹付けて該
棒鋼３および充填マツド２を燃焼溶融せしめつつ
開孔する作業の概要説明図で、５は高炉炉壁を示
す。

而して前記酸素ランス４は案内ローラ群６を有
する案内装置７から図示していない駆動装置によ
つて前後進自在に案内される。

又該案内装置７は高炉炉床周辺に設けられた架
構物たとえば建家支持柱８に固着された軸受装置
９によつて回動自在に支持された旋回ビーム１０
の先端に吊持されている。

次に前記酸素ランス４は後端に接続された図示
していない酸素供給本管から酸素ガスの供給を受
け、先端から前記棒鋼３およびマツド２に酸素ガ
スを吹付けるように操作されるが、常に燃焼溶融
して急速に消耗するため、前述のように消費量の
少ないカロライズ鋼管が酸素ランスとして採用さ
れるようになつた。

このカロライズ鋼管は一回の出銑口開孔作業当
りの消耗を考慮して１本の単位長さ20〜30mのも
のが採用されており、又硬度が高いためすべて直
管が用いられるので、その支持には多くの人手を
必要とする。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は前述の出銑口開孔作業の改善にあ
たり前記酸素ランスには多くの問題点があること
を知つた。

その１はカロライズ鋼管は直管状で固く、非常
に取扱いが困難であり、そのうえ出銑口開孔作業
１回あたり５〜20mとその消費量にバラツキが大
きいため１本が20〜30mと言う長尺物となつてハ
ンドリングに多くの人手を必要とすることであ
り、 その２は、正確に出銑口を開孔するにはやはり
少なくとも７〜8m以上の直管部分を必要とする
ため、カーブをつけるなどコンパクト化すること
が容易に許されないことである。

その３は開孔作業は高炉の炉況に応じ、また出
銑口の熱的、化学的状況によつて難易に差が大き
く、消耗が大きいときは途中でカロライズ鋼管の
接続が必要になり開孔作業の中断が生ずることで
ある。

その４は前述のように長尺物であるため保管、
運搬や取付けなどに多大な労力を必要とすること
である。

さて、前記１〜４のような問題点はカロライズ
鋼管を酸素ランスとして利用する場合用途の如何
を問わず大小の差はあつても、いずれも共通する
問題点である。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明者等は前記酸素ランスに代表され
るカロライズ鋼管を用いる酸素吹管のコンパクト
化について研究の結果、始端が引出し可能に巻取
ドラムに巻回されたコイル状カロライズ鋼管から
なる酸素吹管を開発し前記問題点を解決すること
に成功した。

（作 用） 以下本発明の構成について作用と共に図面に従
つて説明する。

本発明者等は第４図に示すように、従来ドラム
に巻回されたことのないカロライズ鋼管１１をフ
ランジ１２ａ，１２ｂ、巻胴１３からなる巻取ド
ラム１４に強制的に巻きつけてカロライズ鋼管１
１をコイル状に形成した。図に示すようにカロラ
イズ鋼管１１は前記巻胴１３に図示していない貫
通孔を設けてカロライズ鋼管１１の巻き始め、つ
まり始端１１ａを挿通して巻胴１３の内側から図
示の如く外方に突出せしめ、巻き終りつまり終端
１１ｂは自由に把持できるように構成した。

前記始端１１は常に酸素供給装置に接続せねば
ならぬため、第４図に示すように外方に突出させ
流体回転継手（図示していない）に接続可能とす
る必要がある。そのようにすると巻取ドラム１４
を転回させカロライズ鋼管１１を巻戻しながら酸
素の供給を継続することが出来る。

而して始端１１ａをあらかじめフレキシブルホ
ースや自在接手方式の配管として構成し巻取ドラ
ム１４の巻胴１３（通常は中空円筒体である）の
内もしくは外面に取りつけておき、次にカロライ
ズ鋼管１１をフランジ接合や螺着、あるいは溶接
接合して巻きつけを行うことも可能である。その
ような接続と引出し手段を含めて本発明では始端
が引出し可能に巻取ドラムに巻回されていると定
義する。

さて、本発明者等は第５図に示すように矯正ロ
ーラ群１５ａ〜１５ｅ、ピンチローラ１６ａ，１
６ｂからなる矯正真直化装置（以下単に矯直機と
言う）１７に巻取ドラム１４から引出したカロラ
イズ鋼管１１を通して矯正し真直化処理（以下単
に矯直と言う）を行つた結果、カロライズ鋼管１
１には当初懸念されていたような矯直による亀裂
や潰れが発生せず酸素吹管用として充分に使用可
能であると言う新知見を得た。

また、あらかじめ鋼管をコイル状にしたのち、
カロライズ処理を行つてコイル状カロライズ鋼管
に形成したものを巻取ドラムに装着し矯直を実施
したが、この場合も懸念されたような亀裂や潰れ
の発生は無く使用可能であることが判明した。

本発明において巻取ドラムに巻回するとは前述
の双方の意味において用いるものである。

本発明の酸素吹管は前述のような構成になつて
いるため、作用効果の面から述べるとコンパクト
で運搬、取扱い、使用、保管などの面で極めて経
済的であり、特に前述の出銑口開孔作業での使用
などでは作業の飛躍的な能率の向上をもたらすほ
か、作業の安全性が高まり、その経済効果は多大
であり、以下実施例によつて詳細に説明する。

（実施例） 第６図は出銑口開孔装置１８の概略斜視図であ
つて、出銑口１９の近傍の架構物たとえば羽口デ
ツキのフレーム２０に固着された軸受装置２１に
は旋回ビーム２２が回動自在に軸支されている。

前記旋回ビーム２２は軸受装置２１と同様に前
記フレーム２０に固着された駆動原動機たとえば
エヤーモータ２３によつて回動されるが、その先
端には昇降装置２４を介して巻取ドラム１４と矯
直機１７を搭載した吹管繰り出し装置２５が回動
自在に吊持されている。

さらに旋回ビーム２２にはリンク装置２６が付
設されており、該旋回ビーム２２の回動位置が変
化しても前記昇降装置２４と吹管繰り出し装置２
５は常に出銑口１９の方向に正対するように構成
されている。

次にカロライズ鋼管１１は巻取ドラム１４、矯
直機１７を経て案内ガイド２７から前後進自在に
繰り出され出銑口１９の中の充填マツドにあらか
じめ埋設された棒鋼３を燃焼溶融させる訳である
が、何等かの原因で該燃焼溶融が遅くなり、棒鋼
３およびカロライズ鋼管１１自身の燃焼溶融量と
酸素吹管１１の挿入量が平衡を失つた場合、カロ
ライズ鋼管１１の繰り出し速度を遅くしないとカ
ロライズ鋼管１１に無理な力が加わり該酸素吹管
は屈曲したり、折損することになる。

その場合矯直機１７のピンチロールの回転速度
を下げるか、場合によつては逆転させて燃焼溶融
状況の正常化を待つほか、反対に燃焼溶融速度が
早くなつた際はカロライズ鋼管１１の繰り出し速
度を上昇させる。

このような状況の変化に応じて巻取り、巻戻し
自在に酸素ランスを操作できることは本発明の特
長の一つであり、またこのような操作が損傷の恐
れなく可能であることは新知見である。

而して、第６図において２８は巻取ローラ２９
を介してトルクエヤーモータ３０によつて前記旋
回ビーム２２に出銑口１９方向への回動力を付与
する張力ワイヤーであつて、前記旋回ビーム２２
の駆動用エヤーモータ２３の回動は出銑口１９の
開孔姿勢で停止され、以後は前記トルクエヤーモ
ータ３０の付勢によつてのみ旋回ビーム２２は出
銑口１９の方向に回動するように構成されてい
る。

次に、本発明者等はコイル状の酸素ランスとし
て一般用鋼管（JISG3421）、高温高圧用鋼管
（JISG3423）などのほか化学工業用鋼管
（JISG3426）や非鉄金属たとえばアルミ管、銅
管、黄銅管も巻回、矯直、開孔等すべて試験して
見たが、いずれも非常に消耗が早いか、あるいは
破損なども含めて目的に対して経済性がなく、実
用効果が得られないことを経験した。

而して前述のようにカロライズ鋼管を用いて目
的を達成できたが、前記カロライズ鋼管は滲透剤
中に鋼管を埋設し密閉状態で900〜1000℃に加熱
し鋼管表層にアルミニウムを滲透させ鉄―アルミ
合金層を形成させることによつて製造されるもの
で耐熱鋼管として知られており、鋼管材質として
は軟鋼、クロム鋼、ステンレス鋼などが採用でき
る。

また酸素吹管の構造としては第４図のほかに、
好適な例として第１図の概略縦断面図に示す酸素
吹管がある。図において支持軸３１ａ，３１ｂを
備えたフランジ３２ａ，３２ｂと中空筒状の巻胴
３３からなる巻取ドラム３４は図示していない軸
受に転回自在に支持されており、カロライズ鋼管
１１は複数層に巻回されている。またカロライズ
鋼管１１の始端１１ａは巻胴３３に設けられた貫
通孔３５を通つて屈曲し中空の支持軸３１ｂを出
た位置で流体回転継手３６に接続されている。

前記流体回転継手３６は図示していない酸素供
給ホースに接続されている。

また、巻胴３３とフランジ３２ａ，３２ｂをあ
らかじめ固着しておき、次にカロライズ鋼管１１
を巻きつけても良いが、フランジ３２ａを巻胴３
３に対し着脱自在としておき、フランジ３２ａを
取外したのちあらかじめ巻回しておいたカロライ
ズ鋼管１１を巻胴３３に挿入しついでフランジ３
２ａを取付ける手段も採用して良く、本発明では
双方を含めて巻回されると言う。

次に第２図は異なつた実施例にかかる酸素吹管
の概略縦断面図で、支持軸３７ａ，３７ｂを有す
るフランジ３８ａ，３８ｂは図示していないスラ
イド機構あるいはリンク機構を介して半径方向に
拡縮自在な巻胴３９に着脱自在に係止されてお
り、前記支持軸３７ａ，３７ｂを介して巻取ドラ
ム４０はフレーム４１に立設された支持柱４２
ａ，４２ｂ、軸受４３ａ，４３ｂによつて回動自
在に支持されている。

４４は前記支持軸３７ｂに固着された歯車で、
図示していないピニオン等の駆動装置に噛合して
いる。

破線で示す４５は回転継手で、支持軸３７ｂを
通りフランジ３８ｂの表面に止着されたフレキシ
ブルホース４６に接続されており、図示していな
いカロライズ鋼管の始端は該フレキシブルホース
４６に接続される。

而して軸受３７ａ、支持柱４２ａ、フランジ３
８ａを着脱自在な係合機構としておき、これらを
取外したのち、あらかじめコイル状に仮巻きされ
たカロライズ鋼管を径が縮小された状態の巻胴３
９に挿入しついでフランジ３８ａを取付けついで
支持柱４２ａ、軸受３７ａを取付け、ついで巻胴
３９を拡大するとカロライズ鋼管との接触状態が
良くなり、カロライズ鋼管の引出しが円滑にな
る。このカロライズ鋼管の挿入は巻取ドラム４０
全体を取外して行うことも可能であり、あらかじ
め巻取ドラムにコイル状カロライズ鋼管を巻回し
てなる酸素吹管を多数準備しておき、実際操業で
はこれらを逐次取替える所謂カートリツジ式とす
ると効率がさらに向上するが、消費が少ない場合
は現地でコイル状カロライズ鋼管を挿入する方が
経済的な場合もある。

本発明の酸素吹管を出銑量10000ton／日の高炉
の出銑口開孔に用いた例では、直径16mmで長さ
60〜80mのカロライズ鋼管を１個の巻取ドラムに
巻回したものを用いたが、直管状のカロライズ鋼
管を用いた場合に比し、作業能率が20〜50％向上
したほか、安全性が格段に良くなり、作業人員も
30〜40％減少した。

（発明の効果） 本発明の酸素吹管は前述の通りコンパクトでハ
ンドリングが容易なため、大幅な省力を可能とす
るほか、作業能率の大幅な向上、保管、運搬など
の経費節減を達成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる酸素吹管の概略縦断
面、第２図は異なつた酸素吹管の概略縦断面図、
第３図は直管状のカロライズ鋼管を用いた出銑口
開孔装置の概略説明図、第４図は本発明にかかる
酸素吹管の概略正面図、第５図は本発明にかかる
酸素吹管のカロライズ鋼管矯直原理説明図、第６
図は本発明の酸素吹管を用いた高炉出銑口開孔装
置の概略斜視図である。 １，１９…高炉出銑口、２…充填マツド、３…
棒鋼、４，１１ａ…酸素ランス、５…高炉炉壁、
６…案内ローラ群、７…案内装置、８，４２ａ，
４２ｂ…支持柱、９，２１…軸受装置、１０，２
２…旋回ビーム、１１…カロライズ鋼管、１１ａ
…カロライズ鋼管始端、１１ｂ…カロライズ鋼管
終端、１２ａ，１２ｂ，３２ａ，３２ｂ，３８
ａ，３８ｂ…フランジ、１３，３３，３９…巻
胴、１４，３４，４０…巻取ドラム、１５ａ〜１
５ｅ…矯正ローラ群、１６ａ，１６ｂ…ピンチロ
ーラ、１７…矯直機、１８…出銑口開孔装置、２
０，４１…フレーム、２３，３０…エヤーモー
タ、２４…昇降装置、２５…吹管繰り出し装置、
２６…リンク装置、２７…案内ガイド、２８…張
力ワイヤー、２９…巻取ローラ、３１ａ，３１
ｂ，３７ａ，３７ｂ…支持軸、３５…貫通孔、３
６，４５…流体回転継手、４３ａ，４３ｂ…軸
受、４４…歯車、４６…フレキシブルホース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 始端が引出し可能に巻取ドラムに巻回された
   コイル状カロライズ鋼管からなることを特徴とす
   る酸素吹管。