JP6993844B2 - 溶融金属容器の付着物除去装置及び付着物除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶融金属容器に付着した付着物を除去するための付着物除去装置及び付着物除去方法に関するものである。

従来から、溶銑を収容する容器として溶融金属容器が使用されている。溶融金属容器を繰り返し使用すると、溶銑に含まれる地金などが溶融金属容器の内面に付着し、その付着物が溶融金属容器から溶銑を流出させる際の妨げになるといった問題がある。そこで、効率よく溶融金属容器の付着物を除去するための装置及び方法が各種提案されている（例えば、下記特許文献１及び２参照）。なお、溶融金属容器としては、溶銑を収容する溶銑鍋、タンディッシュ、取鍋等の容器が含まれる。

特許文献１に開示された燃焼装置には、燃焼バーナ先端の中央部に内炎用の燃焼用ノズルが設けられるとともに、この内炎用の燃焼用ノズルの外周側に外炎用の燃焼用ノズルが設けられている。内炎用及び外炎用のそれぞれの燃焼用ノズルは、助燃性ガスを吐出させる助燃性ガス吐出ノズルと、燃料ガスを吐出させる燃料ガス吐出ノズルとを有する。

特許文献２に開示されたバーナ装置には、複数のバーナが配列されたバーナ列が複数列設けられている。また、バーナ装置の位置が位置制御装置により制御されるとともに、バーナ装置の各バーナ列におけるバーナの燃焼が燃焼制御装置により制御されるようになっている。

特許第５７４９１１２号公報 特許第５８２７３６８号公報

溶融金属容器の付着物をさらに効率よく除去するために、付着物を予熱した上で溶削することが考えられる。しかし、不純物が多い地金を含む付着物は、鉄の酸化反応が小さいため、単に熱を加えただけでは付着物を十分に予熱することができず、付着物を良好に除去できないという場合があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、溶融金属容器の付着物を良好に予熱して除去することができる溶融金属容器の付着物除去装置及び付着物除去方法を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る溶融金属容器の付着物除去装置は、溶融金属容器に付着した付着物を除去するための付着物除去装置であって、予熱用バーナと、溶削用バーナとを備える。前記予熱用バーナは、前記付着物に火炎を噴射して予熱するためのものである。前記溶削用バーナは、前記予熱用バーナに並べて設けられ、当該予熱用バーナにより予熱された前記付着物に火炎を噴射して溶削するためのものである。

前記予熱用バーナは、予熱用燃料ガス流路と、予熱用助燃ガス流路とを有する。前記予熱用燃料ガス流路は、噴射する火炎の燃料ガスが流れる。前記予熱用助燃ガス流路は、前記予熱用燃料ガス流路の外側に筒状に形成され、前記燃料ガスに混合される助燃ガスが流れる。

前記溶削用バーナは、溶削ガス流路と、溶削用燃料ガス流路と、溶削用助燃ガス流路とを有する。前記溶削ガス流路は、超音速で噴射される溶削ガスが流れる。前記溶削用燃料ガス流路は、前記溶削ガス流路の外側に筒状に形成され、噴射する火炎の燃料ガスが流れる。前記溶削用助燃ガス流路は、前記溶削用燃料ガス流路の外側に筒状に形成され、前記燃料ガスに混合される助燃ガスが流れる。

このような構成によれば、予熱用バーナから火炎を噴射して付着物を予熱した上で、溶削用バーナから付着物に火炎を噴射して除去することができる。予熱用バーナ及び溶削用バーナには、それぞれ、燃料ガス流路と、その外側に筒状に形成された助燃ガス流路とが備えられているため、燃料ガスと助燃ガスの混合ガスによって付着物を良好に予熱した上で溶削することができる。また、溶削用バーナには、燃料ガス流路の内側に溶削ガス流路が備えられているため、超音速で噴射される溶削ガスによって付着物を良好に溶削することができる。

このように、予熱用バーナ及び溶削用バーナの双方で燃料ガスと助燃ガスの混合ガスを噴射し、かつ、溶削用バーナから超音速で溶削ガスを噴射することにより、溶融金属容器の付着物を良好に予熱して除去することができる。また、溶融金属容器の付着物を予熱しながら溶削することができるため、予熱及び溶削を別々に行う必要がなく、簡単な作業で溶融金属容器の付着物を除去することができる。

（２）前記予熱用燃料ガス流路を流れる燃料ガスの流速と、前記溶削用燃料ガス流路を流れる燃料ガスの流速とが、略同一であることが好ましい。

このような構成によれば、予熱用バーナ及び溶削用バーナの双方から、略同一の流速で燃料ガスが噴射されるため、それぞれの火炎の長さが略同一となる。その結果、予熱用バーナの火炎により予熱された付着物の熱を保ったまま、溶削用バーナの火炎により付着物を溶削することができるため、溶融金属容器の付着物をさらに良好に除去することができる。

（３）前記予熱用バーナの先端位置と、前記溶削用バーナの先端位置とが、略同一であることが好ましい。

このような構成によれば、予熱用バーナ及び溶削用バーナの各先端位置から、それぞれ略同一の長さで火炎を噴射させることができるため、溶融金属容器の付着物をさらに良好に除去することができる。

（４）前記予熱用燃料ガス流路の噴射口は、内側に蓋部材が挿入されることにより、当該蓋部材の外側に形成された筒状の断面を有することが好ましい。

このような構成によれば、予熱用バーナにおける燃料ガス流路の断面が、溶削用バーナにおける燃料ガス流路の断面と同様の筒状に形成されるため、予熱用バーナ及び溶削用バーナから同様の構造により火炎を噴射し、溶融金属容器の付着物をさらに良好に除去することができる。

また、予熱用バーナにおける燃料ガス流路の断面が筒状に形成されることにより、同一の断面積で円形の断面を有する場合と比較して、噴射口から予熱用バーナ内に飛散物が入りにくい。これにより、予熱用バーナの噴射口の断面積を十分に確保しつつ、飛散物によって噴射口が詰まるのを防止することができる。

（５）前記予熱用助燃ガス流路を流れる助燃ガスの流速と、前記溶削用助燃ガス流路を流れる助燃ガスの流速とが、略同一であることが好ましい。

このような構成によれば、予熱用バーナ及び溶削用バーナの双方から、略同一の流速で助燃ガスが噴射されるため、それぞれの火炎の状態を近付けることができる。その結果、溶融金属容器の付着物に対して、それぞれの火炎を同時に位置合わせしやすいという利点がある。

（６）前記付着物除去装置は、移動機構をさらに備えることが好ましい。前記移動機構は、前記予熱用バーナを移動させるとともに、当該予熱用バーナの移動軌跡に追従させて前記溶削用バーナを移動させる。

このような構成によれば、予熱用バーナ及び溶削用バーナを移動機構により移動させ、溶融金属容器の付着物を予熱しながら溶削することができるため、簡単な作業で溶融金属容器の付着物を除去することができる。特に、予熱用バーナの移動軌跡に追従させて溶削用バーナを移動させることにより、溶融金属容器の付着物を予熱用バーナからの火炎により確実に予熱した上で、溶削用バーナからの火炎により溶削することができる。

（７）本発明に係る溶融金属容器の付着物除去方法は、前記付着物除去装置を用いた溶融金属容器の付着物除去方法であって、前記予熱用バーナを移動させるとともに、当該予熱用バーナの移動軌跡に追従させて前記溶削用バーナを移動させる。

このような構成によれば、予熱用バーナの移動軌跡に追従させて溶削用バーナを移動させることにより、溶融金属容器の付着物を予熱用バーナからの火炎により確実に予熱した上で、溶削用バーナからの火炎により溶削することができる。

（８）前記予熱用バーナ及び前記溶削用バーナからそれぞれ噴射される火炎が、当該各バーナの移動方向の前方側に傾斜した角度で噴射されることが好ましい。

このような構成によれば、予熱用バーナ及び溶削用バーナの移動方向の前方側に、それぞれの火炎が噴射されるため、溶融金属容器の付着物を十分に予熱した上で溶削することができる。

本発明によれば、予熱用バーナ及び溶削用バーナの双方で燃料ガスと助燃ガスの混合ガスを噴射し、かつ、溶削用バーナから超音速で溶削ガスを噴射することにより、溶融金属容器の付着物を良好に予熱して除去することができる。

本発明の一実施形態に係る付着物除去装置の構成例を示した概略図である。 溶銑鍋の付着物について説明するための概略図である。 予熱用バーナ及び溶削用バーナの具体的構成を示した断面図である。 ノズル部材の変形例を示した断面図である。

１．付着物除去装置の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る付着物除去装置１の構成例を示した概略図である。この付着物除去装置１は、溶融金属容器の一例として溶銑を収容する溶銑鍋に付着した付着物１００を除去するための装置であり、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３を備えている。

予熱用バーナ２は、端面２１から付着物１００に火炎を噴射して予熱するためのものである。溶削用バーナ３は、端面３１から付着物１００に火炎を噴射して、付着物１００を除去するためのものである。すなわち、予熱用バーナ２から噴射する火炎だけでは付着物１００を溶融することはできず、この予熱用バーナ２により付着物１００を予熱した上で溶削用バーナ３から火炎を噴射することにより、付着物１００を溶融して切断することができるようになっている。

予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３は、それぞれ長尺形状の筒体であり、互いに平行となるように並べて連結され、一体的に取り扱われる。予熱用バーナ２の端面２１と溶削用バーナ３の端面３１は、同一平面Ｐに位置している。すなわち、ある平面Ｐに対して直交する方向Ｄ１において、各端面２１，３１の位置が略同一となっている。このように、予熱用バーナ２の先端位置と溶削用バーナ３の先端位置とが略同一となるように、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３が連結されている。

予熱用バーナ２には、火炎が噴射される端面２１とは反対側の端部から、燃料ガス及び助燃ガスがそれぞれ別の流路を通って流入する。燃料ガス及び助燃ガスは、予熱用バーナ２内を通って端面２１近傍で混合され、その混合ガスが燃焼されることにより端面２１から火炎が噴射される。

溶削用バーナ３には、火炎が噴射される端面３１とは反対側の端部から、燃料ガス、助燃ガス及び溶削ガスがそれぞれ別の流路を通って流入する。燃料ガス及び助燃ガスは、溶削用バーナ３内を通って端面３１近傍で混合され、その混合ガスが燃焼されることにより端面３１から火炎が噴射される。また、溶削ガスは、溶削用バーナ３内を通って火炎中に超音速で噴射される。

燃料ガスとしては、例えばプロパンガスが用いられる。また、助燃ガス及び溶削ガスとしては、例えば酸素ガスが用いられる。ただし、燃料ガス、助燃ガス及び溶削ガスのいずれについても、上記のようなガスに限られるものではなく、他の任意のガスを使用することができる。

予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３において、燃料ガス及び助燃ガスの流速は、それぞれ１００ｍ／ｓ以下であり、例えば８０ｍ／ｓ程度である。一方、溶削用バーナ３における溶削ガスの流速は、７００～１０００ｍ／ｓ程度であり、燃料ガスや助燃ガスの約１０倍の流速となっている。

予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３は、移動機構１０により一体的に移動される。具体的には、溶削用バーナ３の端面３１と付着物１００の表面との間の距離Ｌを一定に保つようにして、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３が付着物１００の表面に対して平行移動される。上記距離Ｌは特に限定されないが、本実施形態に係る付着物除去装置１では、上記距離Ｌが３００ｍｍ以上であっても付着物１００を除去することが可能である。

予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３の移動方向Ｄ２は、予熱用バーナ２と溶削用バーナ３とが並ぶ方向において、予熱用バーナ２側が前方、溶削用バーナ３側が後方となる。すなわち、移動機構１０は、予熱用バーナ２を移動方向Ｄ２に沿って移動させるとともに、予熱用バーナ２の移動軌跡に追従させて溶削用バーナ３を移動方向Ｄ２に移動させる。その結果、予熱用バーナ２からの火炎により付着物１００の表面を赤熱する温度（例えば９００℃以上）まで予熱した上で、溶削用バーナ３からの火炎により付着物１００を溶削することができる。

予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３の各端面２１，３１が並ぶ平面Ｐは、付着物１００の表面に対して傾斜している。これにより、各端面２１，３１からの火炎は、付着物１００の表面に対して垂直方向ではなく、垂直方向に対して傾斜した角度で噴射される。付着物１００の表面に対する各端面２１，３１からの火炎の角度θは、例えば４５°以上、９０°未満である。このように、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３からそれぞれ噴射される火炎は、各バーナ２，３の移動方向Ｄ２の前方側に向かって傾斜した角度で噴射されるようになっている。

なお、本実施形態では、移動機構１０により各バーナ２，３を移動させるような構成について説明するが、これに限らず、各バーナ２，３を作業者が手動で移動させてもよい。この場合、作業者は、予熱用バーナ２の移動軌跡に追従して溶削用バーナ３が移動するように、各バーナ２，３を一体的に移動させればよい。

２．溶銑鍋の付着物
図２は、溶銑鍋２００の付着物１００について説明するための概略図である。溶銑鍋２００は、溶銑３００を収容する容器として使用されるものであり、溶銑鍋２００内の溶銑３００は予備処理炉などの注入先へと注入される。なお、本実施形態における溶銑鍋２００は、予備処理後の溶銑３００を収容する容器など、溶銑３００を収容する全ての容器を含む概念である。

溶銑鍋２００の上部には、内部に収容された溶銑３００を流出させるための流出口２０１が形成されている。また、溶銑鍋２００の内面には耐火材２０２が設けられており、この耐火材２０２により保護された領域に溶銑３００が収容される。付着物１００は、溶銑鍋２００を繰り返し使用することにより、溶銑鍋２００の内面における溶銑３００の液面近傍に形成される。これにより、付着物１００は、溶銑鍋２００の内面における所定の高さ位置において、当該内面に沿って環状に形成されることとなる。

付着物１００には、地金が含まれる。ここで、地金とは、鉄に不純物（スラグ）が混ざったものであり、成分としては、鉄分が５０％程度、その他が不純物である。不純物としては、ＳｉＯ_２、ＣａＯ、Ｍｎなどを例示することができるが、これらに限られるものではない。

図２のように溶銑鍋２００の内面に付着物１００が付着すると、その付着物１００が、溶銑鍋２００の流出口２０１から溶銑を流出させる際の妨げとなる。そこで、図１に示すような付着物除去装置１を用いて、溶銑鍋２００の付着物１００を除去する必要がある。付着物１００に含まれる地金の成分として、不純物が多いほど、鉄の酸化反応が小さくなるため、付着物１００の溶削が困難となる。本実施形態に係る付着物除去装置１の予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３は、このような不純物が多い地金を含む付着物１００であっても、良好に溶削して除去することができるような構成を有している。

３．予熱用バーナ及び溶削用バーナの具体的構成
図３は、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３の具体的構成を示した断面図である。予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３は、いずれも複数の筒体同士が互いに挿入されることにより構成された多層構造を有している。

予熱用バーナ２は、内筒２２、外筒２３及び蓋部材２４を備えている。内筒２２の内部空間は、予熱用バーナ２から噴射する火炎の燃料ガスが流れる予熱用の燃料ガス流路２２１を構成している。外筒２３は、その内周面が内筒２２の外周面に対して離間するように空間を隔てて配置され、その空間は、燃料ガスに混合される助燃ガスが流れる予熱用の助燃ガス流路２３１を構成している。このように、助燃ガス流路２３１は、燃料ガス流路２２１の外側に筒状に形成されている。

本実施形態では、内筒２２の端部における内側に、蓋部材２４が挿入されている。蓋部材２４は、その外周面が内筒２２の内周面に対して離間するように空間を隔てて配置されている。これにより、燃料ガス流路２２１は、蓋部材２４が挿入されている領域において筒状に形成されている。すなわち、燃料ガス流路２２１の噴射口２２２は、内側に蓋部材２４が挿入されることにより、蓋部材２４の外側に形成された筒状の断面を有している。

外筒２３の端面は、上述した予熱用バーナ２の端面２１を構成している。内筒２２は、その端面が予熱用バーナ２の端面２１よりも内方に位置するように配置されている。これにより、外筒２３の内部空間における外筒２３の端面と内筒２２の端面との間には、燃料ガスと助燃ガスを混合するための混合領域２５が形成されている。燃料ガス流路２２１から混合領域２５へと噴射される燃料ガス、及び、助燃ガス流路２３１から混合領域２５へと噴射される助燃ガスは、混合領域２５において混合され、その混合ガスが燃焼されることにより予熱用バーナ２の端面２１から火炎が噴射される。

溶削用バーナ３は、内筒３２、中筒３３、外筒３４、ノズル部材３５及び先端部材３６を備えている。内筒３２の内部空間は、溶削ガスが流れる溶削ガス流路３２１を構成している。この内筒３２の端部にノズル部材３５が設けられることにより、溶削ガス流路３２１を流れる溶削ガスは、ノズル部材３５を介して超音速で噴射される。

ノズル部材３５は、中央部の内径が縮小された筒体からなる周知の構造（いわゆるラバール構造）を有しており、溶削ガスの流通方向に沿って、内径が収縮した後、再び拡大するような形状によって、溶削ガスを超音速で噴射させることができる。すなわち、ノズル部材３５内には、溶削ガスの流通方向に沿って、内径が徐々に収縮する収縮部３５１と、内径が一定である直線部３５２と、内径が徐々に拡大する拡大部３５３とが、この順序で連続するように形成されている。

中筒３３は、その内周面が内筒３２の外周面に対して離間するように空間を隔てて配置され、その空間は、溶削用バーナ３から噴射する火炎の燃料ガスが流れる溶削用の燃料ガス流路３３１を構成している。このように、燃料ガス流路３３１は、溶削ガス流路３２１の外側に筒状に形成されている。この燃料ガス流路３３１の先端部における断面形状は、予熱用バーナ２の燃料ガス流路２２１の先端部（蓋部材２４の外側の領域）の断面形状と略同一である。また、溶削用バーナ３の燃料ガス流路３３１を流れる燃料ガスの流速は、予熱用バーナ２の燃料ガス流路２２１を流れる燃料ガスの流速と略同一である。

外筒３４は、その内周面が中筒３３の外周面に対して離間するように空間を隔てて配置され、その空間は、燃料ガスに混合される助燃ガスが流れる溶削用の助燃ガス流路３４１を構成している。このように、助燃ガス流路３４１は、燃料ガス流路３３１の外側に筒状に形成されている。この助燃ガス流路３４１の先端部における断面形状は、予熱用バーナ２の助燃ガス流路２３１の先端部の断面形状と略同一である。また、溶削用バーナ３の助燃ガス流路３４１を流れる助燃ガスの流速は、予熱用バーナ２の助燃ガス流路２３１を流れる助燃ガスの流速と略同一である。

本実施形態では、外筒３４の端部に筒状の先端部材３６が取り付けられており、この先端部材３６の端面が、上述した溶削用バーナ３の端面３１を構成している。先端部材３６は、外筒３４よりも耐熱性が高く、溶削用バーナ３から噴射される火炎の熱によって外筒３４が溶けるのを防止することができる。ただし、先端部材３６は省略されてもよく、その場合には、外筒３４の端面が、上述した溶削用バーナ３の端面３１を構成していてもよい。

内筒３２及び中筒３３は、それらの端面が溶削用バーナ３の端面３１よりも内方に位置するように配置されている。これにより、先端部材３６の内部空間における先端部材３６の端面と中筒３３の端面との間には、燃料ガスと助燃ガスを混合するための混合領域３７が形成されている。燃料ガス流路３３１から混合領域３７へと噴射される燃料ガス、及び、助燃ガス流路３４１から混合領域３７へと噴射される助燃ガスは、混合領域３７において混合され、その混合ガスが燃焼されることにより溶削用バーナ３の端面３１から火炎が噴射される。

溶削ガス流路３２１は、燃料ガス流路３３１よりも内側（中心側）に位置しているため、溶削ガス流路３２１から噴射される溶削ガスは、溶削用バーナ３の端面３１から噴射される火炎の中心を通って付着物１００に噴射される。これにより、溶削用バーナ３の端面３１から噴射される火炎を勢いよく付着物１００に噴射し、溶融した付着物１００を運動エネルギーによって除去することができる。

４．作用効果
（１）本実施形態では、予熱用バーナ２から火炎を噴射して付着物１００を予熱した上で、溶削用バーナ３から付着物１００に火炎を噴射して除去することができる。予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３には、それぞれ、燃料ガス流路２２１，３３１と、その外側に筒状に形成された助燃ガス流路２３１，３４１とが備えられているため、燃料ガスと助燃ガスの混合ガスによって付着物１００を良好に予熱した上で溶削することができる。また、溶削用バーナ３には、燃料ガス流路３３１の内側に溶削ガス流路３２１が備えられているため、超音速で噴射される溶削ガスによって付着物１００を良好に溶削することができる。

このように、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３の双方で燃料ガスと助燃ガスの混合ガスを噴射し、かつ、溶削用バーナ３から超音速で溶削ガスを噴射することにより、溶銑鍋２００の付着物１００を良好に予熱して除去することができる。また、溶銑鍋２００の付着物１００を予熱しながら溶削することができるため、予熱及び溶削を別々に行う必要がなく、簡単な作業で溶銑鍋２００の付着物１００を除去することができる。さらに、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３から噴射される火炎の先端の位置合わせが簡単であり、ピンポイントで付着物１００を除去することができるため、溶銑鍋２００の周囲以外の対象物の付着物除去も可能である。

（２）本実施形態では、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３の双方から、略同一の流速で燃料ガスが噴射されるため、それぞれの火炎の長さが略同一となる。その結果、予熱用バーナ２の火炎により予熱された付着物１００の熱を保ったまま、溶削用バーナ３の火炎により付着物１００を溶削することができるため、溶銑鍋２００の付着物１００をさらに良好に除去することができる。

（３）また、本実施形態では、予熱用バーナ２の先端位置（端面２１の位置）と、溶削用バーナ３の先端位置（端面３１の位置）とが、略同一であるため、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３の各先端位置から、それぞれ略同一の長さで火炎を噴射させることができる。これにより、溶銑鍋２００の付着物１００をさらに良好に除去することができる。

（４）さらに、本実施形態では、蓋部材２４が内筒２２の内側に挿入されることにより、予熱用バーナ２における燃料ガス流路２２１の断面が、溶削用バーナ３における燃料ガス流路３３１の断面と同様の筒状に形成されるため、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３から同様の構造により火炎を噴射し、溶銑鍋２００の付着物１００をさらに良好に除去することができる。

また、蓋部材２４を内筒２２の内側に挿入して、予熱用バーナ２における燃料ガス流路２２１の断面を筒状に形成することにより、同一の断面積で円形の断面を有する場合と比較して、噴射口２２２から予熱用バーナ２内に飛散物が入りにくい。これにより、予熱用バーナ２の噴射口２２２の断面積を十分に確保しつつ、飛散物によって噴射口２２２が詰まるのを防止することができる。

（５）本実施形態では、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３の双方から、略同一の流速で助燃ガスが噴射されるため、それぞれの火炎の状態を近付けることができる。その結果、溶銑鍋２００の付着物１００に対して、それぞれの火炎を同時に位置合わせしやすいという利点がある。

（６）また、本実施形態では、予熱用バーナ２及び溶削用バーナ３を移動機構１０により移動させ、溶銑鍋２００の付着物１００を予熱しながら溶削することができるため、簡単な作業で溶銑鍋２００の付着物１００を除去することができる。特に、予熱用バーナ２の移動軌跡に追従させて溶削用バーナ３を移動させることにより、溶銑鍋２００の付着物１００を予熱用バーナ２からの火炎により確実に予熱した上で、溶削用バーナ３からの火炎により溶削することができる。

５．変形例
図４は、ノズル部材３５の変形例を示した断面図である。上記実施形態では、ノズル部材３５が、溶削ガスの流通方向に沿って、内径が収縮した後、再び拡大するような形状である場合について説明した。これに対して、図４に示すノズル部材３５では、溶削ガスの流通方向に沿って内径が収縮しているが、その後に拡大しないような形状となっている。すなわち、ノズル部材３５内には、溶削ガスの流通方向に沿って、内径が徐々に収縮する収縮部３５１と、内径が一定である直線部３５２とが、この順序で連続するように形成されており、上記実施形態のような拡大部３５３は形成されていない。

このような構成を有するノズル部材３５を備えた溶削用バーナ３であっても、溶削ガスを超音速で噴射させることが可能である。すなわち、ノズル部材３５は、ラバール構造を有する構成に限られるものではない。

また、図４に示すノズル部材３５では、その外周面における先端部側にテーパ面３５４が形成されている。具体的には、ノズル部材３５における収縮部３５１及び直線部３５２に対応する部分の外周面が、先端に向かって先細りしたテーパ面３５４となっている。このようなテーパ面３５４は、上記実施形態のようなラバール構造のノズル部材３５に適用することも可能である。この場合、図３に示すノズル部材３５における拡大部３５３に対応する部分の外周面が、先端に向かって先細りしたテーパ面３５４となっていてもよい。

本実施形態では、溶融金属容器として溶銑鍋の場合を取り上げたが、タンディッシュ、取鍋等の他の容器を含む場合にも本発明を適用できることは明らかである。

１ 付着物除去装置
２ 予熱用バーナ
３ 溶削用バーナ
１０ 移動機構
２１ 端面
２２ 内筒
２３ 外筒
２４ 蓋部材
２５ 混合領域
３１ 端面
３２ 内筒
３３ 中筒
３４ 外筒
３５ ノズル部材
３６ 先端部材
３７ 混合領域
１００ 付着物
２００ 溶銑鍋
２２１ 燃料ガス流路
２３１ 助燃ガス流路
３２１ 溶削ガス流路
３３１ 燃料ガス流路
３４１ 助燃ガス流路

Claims (7)

1. 溶融金属容器に付着した付着物を除去するための付着物除去装置であって、
   前記付着物に火炎を噴射して予熱するための予熱用バーナと、
   前記予熱用バーナに並べて設けられ、当該予熱用バーナにより予熱された前記付着物に火炎を噴射して溶削するための溶削用バーナとを備え、
   前記予熱用バーナは、
   噴射する火炎の燃料ガスが流れる予熱用燃料ガス流路と、
   前記予熱用燃料ガス流路の外側に筒状に形成され、前記燃料ガスに混合される助燃ガスが流れる予熱用助燃ガス流路とを有し、
   前記溶削用バーナは、
   超音速で噴射される溶削ガスが流れる溶削ガス流路と、
   前記溶削ガス流路の外側に筒状に形成され、噴射する火炎の燃料ガスが流れる溶削用燃料ガス流路と、
   前記溶削用燃料ガス流路の外側に筒状に形成され、前記燃料ガスに混合される助燃ガスが流れる溶削用助燃ガス流路とを有し、
   前記溶削用燃料ガス流路の先端部における断面形状は、前記予熱用燃料ガス流路の先端部の断面形状と同一であり、
   前記溶削用助燃ガス流路の先端部における断面形状は、前記予熱用助燃ガス流路の先端部の断面形状と同一であり、
   前記予熱用燃料ガス流路を流れる燃料ガスの流速と、前記溶削用燃料ガス流路を流れる燃料ガスの流速とが、同一であることを特徴とする溶融金属容器の付着物除去装置。
2. 前記予熱用バーナの先端位置と、前記溶削用バーナの先端位置とが、同一であることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属容器の付着物除去装置。
3. 前記予熱用燃料ガス流路の噴射口は、内側に蓋部材が挿入されることにより、当該蓋部材の外側に形成された筒状の断面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融金属容器の付着物除去装置。
4. 前記予熱用助燃ガス流路を流れる助燃ガスの流速と、前記溶削用助燃ガス流路を流れる助燃ガスの流速とが、同一であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の溶融金属容器の付着物除去装置。
5. 前記予熱用バーナを移動させるとともに、当該予熱用バーナの移動軌跡に追従させて前記溶削用バーナを移動させる移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の溶融金属容器の付着物除去装置。
6. 請求項１～４のいずれか一項に記載の付着物除去装置を用いた溶融金属容器の付着物除去方法であって、
   前記予熱用バーナを移動させるとともに、当該予熱用バーナの移動軌跡に追従させて前記溶削用バーナを移動させることを特徴とする溶融金属容器の付着物除去方法。
7. 前記予熱用バーナ及び前記溶削用バーナからそれぞれ噴射される火炎が、当該各バーナの移動方向の前方側に傾斜した角度で噴射されることを特徴とする請求項６に記載の溶融金属容器の付着物除去方法。

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