JPH07276039A

JPH07276039A - 溶融金属注入ノズルの洗浄ノズル

Info

Publication number: JPH07276039A
Application number: JP9050994A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Murakami; 直彦村上; Kounoshin Tamura; 光之進田村; Shigeo Kubota; 重夫窪田; Yoshibumi Fukumatsu; 義文福松; Shigeo Sato; 茂生佐藤; Hironori Yamamoto; 裕則山本
Original assignee: Nippon Rotary Nozzle Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Nippon Rotary Nozzle Co Ltd; JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-04-04
Filing date: 1994-04-04
Publication date: 1995-10-24

Abstract

(57)【要約】【目的】短時間で確実且つ安全に、注入ノズルのノズ
ル孔に付着した地金および滓を洗浄除去する。【構成】取鍋４が約90°横向きに傾転された状態で、
閉められていたロータリーノズル（注入ノズル）３を開
とする。次いで、公知の方法でコレクターノズル31のノ
ズル孔内の地金および鋼滓６に貫通孔を開けたら、シリ
ンダー15によって洗浄ノズル１を動かしノズル31の出口
端を溝12内に嵌入し両ノズルを接続する。このとき、ノ
ズル31の出口端および溝12のテーパによって自動的に軸
心が合わされ同時に密閉されて外気から遮断される。次
いで、酸素元弁13を開き洗浄ノズル１に一定時間酸素を
供給し中央部および下部酸素噴射口92、91よりノズル31
のノズル孔内に向けて酸素を噴射する。これにより、ノ
ズル孔内下部に地金および滓６が溜まることなくノズル
31のノズル孔内が洗浄される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、製鉄所における製鋼
に使用される取鍋およびタンディッシュ等の溶鋼容器の
底部に設置された溶鋼注入ノズル、または、その他の溶
融金属容器の溶融金属注入ノズルのノズル孔内に付着し
た地金および滓を酸素噴射によって洗浄するための洗浄
ノズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は取鍋の一部断面側面図、図６は従
来の注入ノズル孔内の地金および鋼滓の洗浄方法を示す
断面図である。図６は図５に示す取鍋を約９０°横転さ
せて横向きにした状態を示す。

【０００３】図５および図６に示すように、取鍋４の底
部（または、図示しないタンディッシュ等の底部）に
は、溶鋼８を注入するためのロータリーノズル３が設け
られている。７は鋼滓、４１は取鍋鉄皮、４２は取鍋煉
瓦である。ロータリーノズル３は、上ノズル３４、ボト
ムプレート（固定板）３３、スライドプレート（摺動
板）３２およびコレクターノズル（シュートノズル）３
１から構成されており、溶鋼流量制御機能を有してい
る。同様の機能を有する溶鋼注入ノズルとしては、前記
ロータリーノズルの他にもスライディングノズル等が使
用されている。

【０００４】ロータリーノズル３においては、溶鋼鋳造
作業終了時にスライドプレート３２を閉とするので、上
ノズル３４からボトムプレート３３間のノズル孔内に地
金および鋼滓６が残留する。従って、これら地金および
鋼滓６を洗浄除去しないと、ロータリーノズル３を再使
用することができず、また、上ノズル３４およびボトム
プレート３３の交換もできないという問題がある。

【０００５】そのため、従来から次に示す工程により注
入ノズルの洗浄を行っていた。即ち、図６に示すように
整備場内の取鍋整備スタンドで、取鍋４を横転してその
鍋姿勢を横向きとし、ロータリーノズル３を全開とした
後、消耗型洗浄パイプ５をロータリーノズル３のノズル
孔内の地金および鋼滓６に押し当て、パイプ５の先端よ
り酸素を噴射する。２は酸素供給ホースである。このと
き、必要に応じて、パイプ５の先端に着火を良くするた
め着火剤をいれることもある。パイプ５によりノズル孔
内の地金および鋼滓６に貫通孔を開孔したら、パイプ５
を手前に抜き、このパイプ５により火種が消えないうち
に素早く、ロータリーノズル３の手前から奥にむかって
酸素の噴射力をうまく利用して、残留する地金および鋼
滓６を人手によって洗浄除去する。

【０００６】上記のような従来の溶鋼注入ノズル（溶融
金属注入ノズル）のノズル孔の地金および鋼滓の洗浄に
おいては、作業者個々が、これまでの経験および技術
（人間の目と判断力等）を基に、噴射する酸素の流量、
圧力および洗浄パイプの操作を、注入ノズル孔に残留す
る地金および鋼滓の状況に応じて行っていた。そのた
め、作業者の技能差によりノズル煉瓦の損傷程度が異な
り、これが注入ノズル（ロータリーノズル、スライディ
ングノズル）の寿命を左右し、溶鋼流量制御機能の低下
に影響をきたす問題があった。また、作業者が、直接洗
浄パイプを操作して作業を行うため、洗浄時の溶鋼飛散
により火傷を負う危険性もあった。このように、取鍋
（溶融金属用容器）の溶鋼（溶融金属）注入ノズルのノ
ズル孔の地金洗浄作業は、３Ｋ（きつい、汚い、危険）
作業の代表的なものであった。

【０００７】このようなことから、溶融金属用容器の溶
融金属注入ノズルのノズル孔の洗浄方法の改善技術とし
て、特開平５−１１７７３８号公報に転炉出鋼孔ライニ
ングの補修に先立つ整形方法（以下、「先行技術１」と
いう）が、更に、実開平２−１１４１６４号公報に溶湯
注入用ノズルの洗浄装置（以下、「先行技術２」とい
う）が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術には次に示す問題点がある。先行技術１：溶融金属用容器（転炉）のノズル孔と洗浄
ノズル（ランスパイプ）とを密閉（シール）して接続し
ない構造であるため、酸素を大量に噴射する必要がある
という問題がある。また、取鍋等整備スタンドでの鍋姿
勢は横向きであるため注入ノズルも水平であり、溶解し
た地金が貫通孔入口部（固定プレート部）の地金によっ
て手前に跳ね返ってくるため安全上好ましくない。更
に、密閉していないため空気（Ｎ₂）を巻き込むことも
あって、失火してしまい完全な地金洗浄が難しい等とい
ったような問題もある。

【０００９】先行技術２：酸素の噴射口が、突き出した
中央口とその先端より手前の控えた位置にそれと同心に
配置された細口を持ち、また、ノズル軸心位置が常に一
定の位置に固定できない構造であり、強固に密閉（シー
ル）できない構造でもある。従って、溶融金属注入ノズ
ル（コレクターノズル、以下、「注入ノズル」という）
のノズル孔の洗浄において、洗浄が進行するに従って貫
通孔は大きくなるが、例えば、横向きの状態の取鍋で
は、図７に示すように注入ノズル３のノズル孔の中心線
３６より上側の位置に洗浄ノズル（バーナー）１７がセ
ットされた場合、注入ノズル３の出口部で酸素（Ｏ₂）
を噴射する構造になっているが、注入ノズル３の出口部
は熱源が少ないため、跳ね返ってきた滓が冷却され注入
ノズル３の出口部に位置する洗浄ノズル１７の酸素噴射
口を閉塞し、洗浄ノズル１７の中央口のみに酸素が集中
して流れる。これにより、洗浄酸素ガスは注入ノズル３
のノズル孔の中心線より上部３７を素通りし、一方、注
入ノズル孔中心線３６よりも下部側にある地金および一
旦燃焼した地金は滓となり再燃焼しないこともあって注
入ノズル孔下部３８に滞留する。このようなことから、
注入ノズル孔の完全な地金洗浄は難しい。仮に注入ノズ
ル出口部の噴射口が閉塞されないとしても、水平状態で
洗浄する必要があるため、この水平状態の洗浄では、我
々のテスト結果によれば、噴射能力として１３０Ｎｍ³
／Ｈｒ（１時間）／１０Ａ（ＪＩＳで規定されているＳ
ＧＰ１０Ａ）×１本程度以上の量がなければ溶解した地
金および鋼滓を除去することができず、注入ノズル孔下
部に溜まるだけとなる。

【００１０】また、注入ノズル出口部で地金が燃焼する
と、両ノズルの接続部の密閉が完全でないこともあり、
火の粉が周囲に飛散して安全上危険である。更にまた、
注入ノズル孔への地金の詰まり状況が、注入ノズル出口
付近まで及ぶ場合もあり、このような場合には、洗浄ノ
ズルのサイズにもよるが、洗浄ノズル外径が大きければ
注入ノズル孔内に入らないことにもなる。

【００１１】従って、この発明の目的は、以上のような
観点から、溶融金属用容器の鍋姿勢が横向きであって
も、また、注入ノズル出口まで地金が付着していても、
注入ノズル孔下部に地金および滓が溜まることなく、短
時間で確実にしかも安全に地金を洗浄し除去できる溶融
金属注入ノズルの洗浄ノズルを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、溶融金属容
器の底部に設置されている溶融金属注入ノズルのノズル
孔内に向けて酸素を噴射して前記ノズル孔内に付着する
地金および滓を除去するための洗浄ノズルであって、前
記洗浄ノズルの先端には、前記注入ノズルの出口端が嵌
入可能な溝が設けられており、前記溝内には、嵌入され
た前記注入ノズルのノズル孔内に向けて酸素を噴射する
ための酸素噴射口が設けられており、前記溝内に前記注
入ノズルを嵌入することにより、前記注入ノズルと前記
洗浄ノズルとが密閉されて接続されることに特徴を有す
るものである。

【００１３】前記溝は、前記注入ノズルの出口端に形成
されたテーパと合致するテーパ形状に形成されているこ
とに特徴を有するものである。

【００１４】前記酸素噴射口は、前記注入ノズルのノズ
ル孔内の中央部から下部にかけて酸素を噴射できるよう
に、前記溝の底部の中央部および下部の位置に２口配置
されていることに特徴を有するものである。

【００１５】前記酸素噴射口は、その横断面が縦長長方
形に成形され、前記注入ノズルのノズル孔の中央部から
下部にかけて酸素を噴射できるように、前記溝の底部の
中央部から下部の位置に１口設けられていることに特徴
を有するものである。

【００１６】

【作用】本発明洗浄ノズルによる洗浄作業は、先ず、閉
塞された注入ノズル孔内に付着した地金および滓に公知
の貫通パイプ（消耗型洗浄パイプ）で貫通孔を開け、そ
の後直ちに本発明の洗浄ノズルの先端に設けられている
溝に注入ノズルの出口端を嵌入しこれを押付けて外気を
密閉（シール）して接続し、次いで、洗浄ノズルの酸素
噴射口から注入ノズル孔内に向けて酸素を噴射し付着し
た地金および滓の洗浄を行うものである。

【００１７】洗浄ノズルの先端の溝は、注入ノズルの出
口端の形状と合致するように形成する。注入ノズルの出
口端は通常テーパ形状であり、従って、溝もこの注入ノ
ズルのテーパと合致する形状とする。これにより、注入
ズルと洗浄ノズルとが密閉されて接続される。更に、テ
ーパの作用により、溝に嵌入された注入ズルと洗浄ノズ
ルの軸心が常に一致する。

【００１８】注入ノズル孔内に向けて酸素を噴射するた
めの酸素噴射口は、注入ノズル孔の内周面全面を噴射す
るものでも良い。しかしながら、このような噴射口形状
では大容量の酸素供給が必要となる。そこで、効果的に
酸素を使用するために、酸素噴射口を注入ノズル孔内の
中央から下の部分、即ち、中央部から下部までの間にか
けて噴射可能な位置に配置する。具体的には、例えば、
酸素噴射口を、注入ノズル孔の中央部および下部に対応
する、溝の底部の中央部および下部の位置に２口設ける
か、または、酸素噴射口を縦長長方形の形状に形成し、
注入ノズル孔の中央部から下部に対応する、溝の底部の
中央部から下部の位置に１口設ける。

【００１９】洗浄ノズルの先端に溝を形成し、溝の
形状を注入ノズルの出口端の形状と同様に形成するこ
と、具体的には、注入ノズルの出口端のテーパと合致す
るテーパ形状とすることによる作用。ａ．両ノズルの接続部において内部と外部とを遮断で
き、溶解地金の飛散を防ぎ安全作業ができる。ｂ．両ノズルの接続部で外気を遮断でき、外気の巻込み
を防ぐことにより地金の冷却を防止でき、洗浄効果をよ
り高めることができる。即ち、酸素雰囲気を保持するこ
とによって完全に地金を洗浄し、高熱状態を保持できる
ため、滓の流動状態を保持でき除去し易い。ｃ．洗浄ノズルと注入ノズルとの軸心を常に一致させる
ことができ、酸素噴射口の位置が常に一定となり安定し
た洗浄効果が得られる。

【００２０】酸素噴射口の位置を注入ノズル出口端
の位置とすることによる作用。ａ．地金の詰まり状況に関係なく、例えば、注入ノズル
出口端まで地金が付着していても洗浄除去できる。

【００２１】酸素噴射口の形状を、注入ノズルの中
央部から下部の間を噴射できるようにしたことによる作
用。即ち、例えば、酸素噴射口を洗浄ノズルの溝の底部
の中央部および下部に２口設けるか、或いは、縦長長方
形の横断面を有するものを中央部から下部までに１口設
けることによる作用。ａ．上記中央部および下部の２口または縦長長方形の１
口からの酸素噴射によって注入ノズル内の地金を効率よ
く燃焼・溶解し、それらを除去ブローすることができ
る。ｂ．特に、溶解した地金および滓は流動性があるため注
入ノズル下部に溜まるが、これを下部噴射口または縦長
噴射口からの酸素噴射で完全に除去ブローすることがで
きる。

【００２２】

【実施例】次に、この発明を図面に示す実施例に基づい
て説明する。図１はこの発明の洗浄ノズルの１実施態様
を示す一部断面側面図、図２は洗浄ノズルの先端を正面
から示す図１のＡ矢視図、図３はこの発明の洗浄ノズル
により取鍋の溶鋼注入ノズルを洗浄している状態を示す
一部断面側面図である。また、図４は洗浄ノズルの他の
実施態様を示す図１のＡ矢視図である。

【００２３】取鍋４の底部にはロータリーノズル（溶鋼
注入ノズル）３が設置されており、このロータリーノズ
ル３の出口端にはテーパ３５が形成されている（図５、
図６参照）。洗浄ノズル１は台車１６と一体でシリンダ
ー１５によって移動可能となっている。また、洗浄ノズ
ル１には酸素を供給するための酸素供給ホース１４およ
び酸素元弁１３が接続されている。洗浄ノズル１の先端
には、コレクターノズル３１の出口端が嵌入される溝１
２が設けられている。この溝１２は、コレクターノズル
３１の出口端が嵌入された時にテーパ３５と合致するよ
うなテーパ形状となっている。洗浄ノズル１をこのよう
に構成することにより、嵌入されたコレクターノズル３
１と洗浄ノズル１とを密閉して接続可能である。

【００２４】洗浄ノズル１は、溝１２内の底部に、コレ
クターノズル３１のノズル孔内に向けて酸素を噴射する
ための酸素噴射口９を有している。酸素噴射口９は、コ
レクターノズル３１のノズル孔内の中央部から下部にか
けて酸素を噴射できるように、図２に示す如く溝１２の
底部の中央部および下部の位置に２本（中央部酸素噴射
口９２、下部酸素噴射口９１）配置されている。また、
洗浄ノズル１においては、図４に示すように、溝１２内
の底部の中央部から下部の位置に縦長長方形形状の横断
面を有する酸素噴射口９３を１口設けたタイプとしても
よい。

【００２５】次に、この発明の洗浄ノズルによる洗浄工
程を説明する。鋳造作業を終了した取鍋４は、取鍋整備
場内の取鍋傾転スタンドに乗せられ、図３に示すよう
に、約９０°横向きに横転される。この状態で、閉めら
れていたロータリーノズル３を開とする。そして、ま
ず、図６に示す従来の消耗型洗浄パイプ５を使用しその
先端をロータリーノズル３のノズル孔内の地金および鋼
滓６に押し当て、消耗型パイプ５の先端から酸素を噴射
してロータリーノズル３内の地金および鋼滓に貫通孔を
開ける。孔が貫通したら素早く本発明の洗浄ノズル１に
切り替える。即ち、図３に示すようにシリンダー１５に
よって洗浄ノズル１を動かし溝１２内にコレクターノズ
ル３１の出口端を嵌入し更に洗浄ノズル１の先端を押し
付け両ノズルを接続する。洗浄ノズル１を押し付けると
コレクターノズル３１の出口端および溝１２のテーパに
よって自動的に軸心が合わされ、同時に接続部が密閉さ
れ外気が遮断されるようになっている。次いで、酸素元
弁１３を開き一定時間酸素を供給し酸素噴射口９より酸
素を噴射し、ロータリーノズル３のノズル孔内の洗浄を
完了する。洗浄完了後酸素元弁１３を閉とする。

【００２６】本実施例においては、ＪＩＳで規定されて
いるＳＧＰ１０Ａによって実施しているため貫通孔の直
径サイズは約φ２０ｍｍ程度である。にもかかわらず、
洗浄ノズル１とロータリーノズル３とが密閉して接続さ
れるためこのような僅かな径の孔でも溶解地金が手前に
跳ねて出ることなく洗浄可能である。

【００２７】洗浄ノズル１からの酸素噴射は、コレクタ
ーノズル３１の出口端位置の酸素噴射口９からコレクタ
ーノズル３１内に向けて行われる。酸素噴射口９は前記
の通り、コレクターノズル３１の中央部の中央部噴射口
９２と下部噴射口９１との２口（口サイズＳＧＰ１０Ａ
／１口）とするか、または、縦長酸素噴射口９３とする
ことによりコレクターノズル３１のノズル孔の中央部か
ら下部の間を噴射可能とすることが好ましい。この時の
酸素噴射流量および洗浄時間は、２口噴射口の場合は、
１３０Ｎｍ³／Ｈｒ・口以上×２口で約３０秒の短時間
で洗浄可能である。また、本実施例での洗浄ノズル１の
溝１２の形状は、コレクターノズル３１の出口端形状
（通常テーパ形状）および角度に合わせて（テーパ形状
に）成形した。洗浄ノズルの材質は、外皮を鉄とし、内
側は耐火物として製造したが、材質はこれに限らず、水
冷の銅を用いて製造すれば長寿命も期待できる。なお、
本実施例は溶鋼注入ノズルの洗浄について説明したが、
本発明洗浄ノズルが溶鋼以外の溶融金属注入ノズルに適
応できることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の洗浄ノ
ズルによれば、完全な地金洗浄が酸素のロスも少なく、
短時間で且つ溶解地金の飛散等もなく安全に、また、人
の技能の良否に関係なく可能となり、自動化および機械
化が可能になり、人手による作業を排除することができ
ることから、作業方法のバラツキがなくなり、注入ノズ
ル孔の異常溶損も防止でき、ロータリーノズル等溶融金
属注入ノズルの寿命向上が図れ、かくして、工業上有用
な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の洗浄ノズルの１実施態様を示す一部
断面側面図である。

【図２】この発明の洗浄ノズルの先端を正面から示す図
１のＡ矢視図である。

【図３】この発明の洗浄ノズルにより取鍋の溶鋼注入ノ
ズルを洗浄している状態を示す一部断面側面図である。

【図４】この発明の洗浄ノズルの他の実施態様を示す図
１のＡ矢視図である。

【図５】取鍋および溶鋼注入ノズルを示す一部断面側面
図である。

【図６】従来の溶鋼注入ノズル孔内の地金および鋼滓の
洗浄方法の１例を示す一部断面側面図である。

【図７】先行技術２のノズルの洗浄装置を説明する側面
図である。

【符号の説明】

１洗浄ノズル１２溝１３酸素元弁１４酸素供給ホース１５シリンダー１６台車１７洗浄ノズル２酸素供給ホース３ロータリーノズル３１コレクターノズル３２スライドプレート（摺動板）３３ボトムプレート（固定板）３４上ノズル３５テーパ３６中心線３７ノズル上部３８ノズル下部４取鍋４１取鍋鉄皮４２取鍋煉瓦５消耗型洗浄パイプ６地金および鋼滓７鋼滓８溶鋼９酸素噴射口９１下部酸素噴射口９２中央部酸素噴射口９３縦長酸素噴射口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者窪田重夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者福松義文東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者佐藤茂生東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者山本裕則神奈川県川崎市川崎区南渡田町１番１号日本ロータリーノズル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属容器の底部に設置されている溶
融金属注入ノズルのノズル孔内に向けて酸素を噴射して
前記ノズル孔内に付着する地金および滓を除去するため
の洗浄ノズルであって、前記洗浄ノズルの先端には、前記注入ノズルの出口端が
嵌入可能な溝が設けられており、前記溝内には、嵌入さ
れた前記注入ノズルのノズル孔内に向けて酸素を噴射す
るための酸素噴射口が設けられており、前記溝内に前記
注入ノズルを嵌入することにより、前記注入ノズルと前
記洗浄ノズルとが密閉されて接続されることを特徴とす
る溶融金属注入ノズルの洗浄ノズル。
【請求項２】前記溝は、前記注入ノズルの出口端に形
成されたテーパと合致するテーパ形状に形成されている
請求項１記載の洗浄ノズル。
【請求項３】前記酸素噴射口は、前記注入ノズルのノ
ズル孔内の中央部から下部にかけて酸素を噴射できるよ
うに、前記溝の底部の中央部および下部の位置に２口配
置されている請求項１または２記載の洗浄ノズル。
【請求項４】前記酸素噴射口は、その横断面が縦長長
方形に成形され、前記注入ノズルのノズル孔の中央部か
ら下部にかけて酸素を噴射できるように、前記溝の底部
の中央部から下部の位置に１口設けられている請求項１
または２記載の洗浄ノズル。