(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う２つの出銑樋に挟まれる鋳床上に固設された支持柱と、該支持柱に同軸に装着された旋回支持部で一端を旋回可能に支持され他端に回転支持部を備え、該回転支持部を駆動する回転駆動装置を搭載し、他端の旋回軌跡が前記２つの出銑樋の直上を通過しうる長さを有する主ブームと、前記回転支持部によって該回転支持部の回りに回転可能に支持される補助ブームと、該補助ブームに傾動リンクで傾動可能に連結され、穿孔ロッドを装着するドリルハンマーを進退可能に搭載したガイドチャンネルとからなることを特徴とする出銑開孔機。
【請求項２】
旋回支持部及び回転支持部が、これらによって支持される部材が搭載する駆動手段に供給すべき駆動用流体の流路を内包したスイベルジョイントを備えたことを特徴とする請求項１記載の出銑開孔機。
【請求項３】
支持柱を挟む２つの出銑樋のなす角が４５°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の出銑開孔機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出銑開孔機に関し、特に高炉に配備した際に鋳床の面積効率を高めることができる出銑開孔機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉には例外なく、出銑口を開孔するための出銑開孔機が配備される。図８は、従来の出銑開孔機のレイアウトの例を示す平面図であり、図９は、従来の出銑開孔機が作業位置にセットされた状態の側面図である。図８、図９において、１は高炉、２は出銑口、３は出銑開孔機、４は支持柱、５はブラケット、６は主ブーム、７は回転支持部、８は補助ブーム、９は補助リンク、１０は旋回駆動装置、１１はガイドチャンネル、１２はドリルハンマー、１３Ａ，１３Ｂは傾動リンク、１４は穿孔ロッド、１５は鋳床、２０はモータ、２２は旋回支持部、２５はハッカ、２６は作業デッキ、２７はハッカ受け、２８は出銑樋である。
【０００３】
図８に示すように、出銑開孔機３は、従来、１つの出銑口２に１基設置されている。
図８、図９に基づいて、従来の出銑開孔機３の構成を説明する。
出銑開孔機３は、作業支点として出銑口２に対して所定の位置の鋳床１５に下端を固設された支持柱４を有する。支持柱４は上端に、ブラケット５と、該ブラケット５に回動可能に装着された旋回支持部２２と、該旋回支持部２２を回動させる旋回駆動装置１０とを備え、旋回支持部２２を一端として主ブーム６を水平面内で旋回可能に片持支持する。
【０００４】
主ブーム６の他端は回転支持部７を備え、該回転支持部７が補助ブーム８をこの回転支持部７の軸心回りに回転可能に垂下支持する。補助ブーム８の回転支持部７の軸心回りの回転は、補助ブーム８上の回転支持部７の支点と異なる位置で一端をピン支持された補助リンク９により以下に述べる機構で付勢される。
すなわち、補助リンク９は、主ブーム６と位相を変えて平行に位置し、その他端が主ブーム６と同様の係合関係をもって支持柱４に係合されており、該係合部の軸心を中心として旋回する。よって、補助リンク９のこの旋回運動により、回転支持部７の軸心回りの補助ブーム８の回転運動が付勢される。
【０００５】
補助ブーム８は、１対の傾動リンク１３Ａ，１３Ｂを備え、該傾動リンク１３Ａ，１３Ｂを介してガイドチャンネル１１を傾動可能に垂下支持する。
ガイドチャンネル１１は、ドリルハンマー１２を進退可能にガイド支持し、かつ、かかる進退を駆動するドリルハンマー駆動用のモータ２０を搭載している。ガイドチャンネル１１には、穿孔ロッド（金棒ともいう）１４が、先端をガイドチャンネル１１の先端（出銑口２に対面する端）で進退可能に支持され尾端をドリルハンマー１２で保持される形で取り付けられる。尚、穿孔ドリルは直径４２〜６５ｍｍφ程度、長さ６ｍの程度のものが通常使用される。
【０００６】
ガイドチャンネル１１の先端にはハッカ２５が設けられ、開孔作業時にはこのハッカ２５を高炉１の炉体に固定されたハッカ受け２７に係合させて炉体からの反力を受け止める。
出銑開孔機３は上記のように構成されているので、作業ヘッドとしてのガイドチャンネル１１は、主ブーム６の旋回、補助リンク９の旋回、及びこれに付随する補助ブーム８の回転により、待機位置〜作業位置間を往復でき、かつ、平面内作業位置においてその長手方向を出銑樋２８の方向に合わせることができ、更に、傾動リンク１３Ａ，１３Ｂによる傾動作用により、ガイドチャンネル１１を、鉛直面内で金棒１４が出銑口２を所定の開孔角度（水平面からの傾角）で狙える位置にくるようにセットすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように各出銑口につき１基の出銑開孔機を配備する従来方式では、以下に列挙するような問題がある。
（１）高炉の建設あるいは改修の際に出銑開孔機（以下単に開孔機ともいう）を多数ある出銑口の数だけ手配しなければならないほか、操作デスク、制御装置等にも多大な設備費がかかる。
（２）金棒の交換を機械化する場合、出銑口毎に金棒交換機を設置する必要があるため、設備費が増大し、かつそのための設置スペースを必要として出銑口周辺の作業スペースが狭くなってしまう。
（３）近年の設備合理化の趨勢に則って機械を遠隔操作化したとき、開孔機の必要設置数が多いと、それだけ制御が複雑になるし、制御トラブルも頻発しやすい。
【０００８】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、従来型のものに新たな機能を付与することにより必要設置数を削減できる出銑開孔機を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、隣り合う２つの出銑樋に挟まれる鋳床上に固設された支持柱と、該支持柱に同軸に装着された旋回支持部で一端を旋回可能に支持され他端に回転支持部を備え、該回転支持部を駆動する回転駆動装置を搭載し、他端の旋回軌跡が前記２つの出銑樋の直上を通過しうる長さを有する主ブームと、前記回転支持部によって該回転支持部の回りに回転可能に支持される補助ブームと、該補助ブームに傾動リンクで傾動可能に連結され、穿孔ロッドを装着するドリルハンマーを進退可能に搭載したガイドチャンネルとからなることを特徴とする出銑開孔機である。
【００１０】
本発明はさらに、前記の旋回支持部及び回転支持部が、これらによって支持される部材が搭載する駆動手段に供給すべき駆動用流体の流路を内包したスイベルジョイントを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、支持柱を挟む２つの出銑樋のなす角が４５°以下であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の出銑開孔機の１例を示す平面配置図である。図１において、▲１▼は待機位置、▲２▼，▲３▼は夫々左右の出銑口に対する作業位置であり、１６は回転駆動装置、１９は配管束、２９，３０は夫々旋回方向，回転方向を示す矢印である。尚前掲図８と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。
【００１２】
図２は、待機位置▲１▼における出銑開孔機のＡ矢視側面図であり、図３は、作業位置▲３▼における出銑開孔機のＢ矢視側面図である。図２、図３において、２１は配管、２０Ａはチェーン、２１Ａはホースである。尚前掲図９及び図１と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。
図１〜図３に示すように、本発明の出銑開孔機にあっては、支持柱４が隣り合う２つの出銑樋２８に挟まれる鋳床１５上に固設される。支持柱４は旋回支持部２２を備え、旋回支持部２２には主ブーム６がその一端を旋回可能に支持され、支持柱４を中心に矢印２９の方向に水平面内を旋回できるようになっている。そして、主ブーム６は、その他端の旋回軌跡が２つの出銑樋２８双方の直上を通過する長さを有する。
【００１３】
主ブーム６の他端には回転支持部７が設けられており、回転支持部７には補助ブーム８が、この回転支持部７の回りで矢印３０の方向に水平回転可能に支持されている。
図８、図９に示したように従来の出銑開孔機では、旋回支持部２２が、支持柱４と軸を異にするブラケット５に設けられていたのに対し、本発明では、図１、図２に示すように支持柱４に同軸に装着され、旋回駆動装置１０により駆動されて支持柱４の回りを回転する。本発明ではさらに、回転支持部７を駆動する手段として、従来の補助リンク９に代えて回転駆動装置１６を主ブーム６に搭載するようにした。
【００１４】
これにより、主ブーム６は、旋回の自由度が大きくなり、基本的に支持柱４の回りを全方位にわたって旋回することができる。そして、主ブーム６のブーム長は、平面内で２つの出銑樋２８のいずれにも届く長さにしてあるから、開孔作業時に主ブーム６を待機位置（▲１▼）から旋回させてその他端を２つの出銑樋２８のうちの一方の直上の作業位置（例えば▲２▼）に保定して開孔作業を終え、しかる後に主ブーム６を更に旋回させて他方の出銑樋２８の直上の作業位置（例えば▲３▼）に保定して開孔作業を行うことができる。
【００１５】
本発明において、補助ブーム８が傾動リンク１３Ａ，１３Ｂを備え、傾動リンク１３Ａ，１３Ｂにはドリルハンマー１２を進退可能に搭載したガイドチャンネル１１が連結されているという構成、そして、ドリルハンマー１２に穿孔ロッド１４を装着し、穿孔ロッド１４の先端を作業位置（▲２▼又は▲３▼）の真下の出銑樋２８に対応する出銑口２に向けた状態でドリルハンマー１２を駆動かつ進退させて出銑口を開孔するという作業の形態については、従来の技術と特に変わる点はない。よって、平面内での作業位置合わせ以後、傾動による鉛直面内位置合わせとそれに引き続いての開孔作業は、従来の技術の範囲内で適宜実行することができる。
【００１６】
尚、特に限定されないが、図１に示すように、出銑口２と回転支持部７との距離は作業位置▲２▼と▲３▼とで等しいほうが、出銑口２に対するのセッティング作業が容易となるから、支持柱４の固設位置は、２つの出銑樋２８のなす角の２等分線上、言い換えると、支持柱４を挟む２つの出銑樋２８から等距離の位置とするのが好ましい。
【００１７】
尚、図３では、ハッカ受け２７を作業デッキ２６に取り付けた例を示したが、このようにしても開孔作業時の反力を受け止める機能は確保できる。
上記説明から明らかなように、本発明の出銑開孔機は、１基で２つの出銑口に対応することができるから、必要設置数が半減し、それに伴い前記した課題は全て解決される。
【００１８】
本発明のさらなる特徴は、主ブーム６の旋回軸心である旋回支持部２２、及び補助ブーム８の回転軸心である回転支持部７が、これらによって支持される部材（補助ブーム８、ガイドチャンネル１１）が搭載する駆動手段（傾動リンク１３Ａ，１３Ｂ、ドリルハンマー１２、モータ２０）に供給すべき駆動用流体の流路を内包したスイベルジョイントを備えたことである。
【００１９】
図２、図３に例示するように、ドリルハンマー１２自体とそれをチェーン２０Ａを介して進退させるモータ２０とには、それらの駆動用流体を供給する配管２１が接続され、また、一対の傾動リンク１３Ａ，１３Ｂの各々には、駆動用流体を供給するホース２１Ａが接続されるのであるが、従来の出銑開孔機では、これら流路管としてホースを使用していたため、旋回・回転に伴って捩じれや絡まりが生じがちであった。
【００２０】
しかるに本発明においては、旋回、回転の各軸心に同軸に、流路を内包するスイベルジョイントを備えたので、駆動用流体を通す流路管を、主ブーム６に沿って旋回支持部２２の上端と回転支持部７の上端とを連結する配管束１９にまとめることができ、駆動用流体を、旋回支持部２２の下端から供給し、配管束１９を通して回転支持部７の下端に導き、そこから夫々の駆動手段に分配することができる。
【００２１】
それゆえ、本発明によれば、従来生じがちであった旋回や回転に伴う駆動用流体の流路管の捩じれや絡まり等の偶発トラブルを完全に防止できる。
尚、スイベルジョイントの詳細な構造については実施例の項で後述する。
また、本発明の出銑開孔機は、以下に述べる理由から、支持柱４を挟む２つの出銑樋２のなす角が４５°以下の高炉に適用するのが特に好ましい。
【００２２】
図４は、本発明に係る出銑開孔機の典型的配置における出銑開孔機の占める鋳床面積と該出銑開孔機を挟む２つの出銑口間の角度との関係を示すグラフである。図４において、θは出銑口間角度（°）、Ｓ／Ｓ９０は、θ＝９０°のときの値を１として表した上記鋳床面積の相対値である。図４に示すように、θが４５°以下の高炉では、４５°超えの高炉の場合に比し、出銑開孔機の占める面積が大幅に節約できることになるから、本発明は、支持柱４を挟む２つの出銑樋２のなす角が４５°以下の高炉に適用するのが特に好ましいのである。
【００２３】
尚、θが２０°以下の高炉では、出銑開孔機の鋳床上における必要面積が確保しにくくなるから、本発明を適用する高炉は、θが２０°以上のものであることが望ましい。
【００２４】
【実施例】
図５、図６は、夫々旋回支持部、回転支持部におけるスイベルジョイントの実施例を示す断面図である。図５、図６において、７Ａは回転支持筒、７Ｂ，２２Ｂは軸受、７Ｃは回転筒、１０Ａは旋回用モータ、１０Ｂ，２２Ｃは歯車、１６Ａはウォーム歯車、１７，１８はスイベルジョイント、１７Ａ，１８Ａは流体通過孔、１７Ｂ，１８Ｂは回転シール部、２２Ａは旋回筒、２３は流体入口配管、２３Ａは駆動用流体、２４は流体出口配管、３１，３２は連通空間である。尚前掲図２及び図３と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。
【００２５】
図５に示すように、旋回支持部２２のスイベルジョイント１８は、支持柱４に同軸に内設されてなり、その内部には複数の駆動手段の夫々に駆動用流体２３Ａを供給するための流体通過孔１８Ａが貫通し、個々の流体通過孔１８Ａは、スイベルジョイント１８の上端において配管束１９のうちの対応する単管の一端と固定連結され、下端において回転シール部１８Ｂとスイベルジョイント１８外周面と支持柱４内周面とで駆動用流体２３Ａ毎に区画される連通空間３１を介して、支持柱４に植設された複数の流体入口配管２３のうちの対応するものと摺動可能に連結されている。
【００２６】
この連通空間３１は、スイベルジョイント１８の軸回転すなわち主ブーム６の旋回位相にかかわらず常に、互いに対応する流体入口配管２３と流体通過孔１８Ａとを１対１に接続する。
そして、スイベルジョイント１８は、主ブーム６を一端で片持する旋回筒２２Ａで同軸に囲まれ且つこれと上端同士で固定連結され、スイベルジョイント１８の上端、下端、及び旋回筒２２Ａの上端、下端は、夫々軸受２２Ｂを介して支持柱４と係合されており、旋回筒２２Ａの下端外周面を囲んで歯車２２Ｃが設けられている。
【００２７】
該歯車２２Ｃは、支持柱４に固設された旋回駆動装置１０の旋回用モータ１０Ａで駆動される歯車１０Ｂと噛み合っているから、旋回用モータ１０Ａの回転が主ブーム６旋回の駆動力として旋回筒２２Ａに伝達される。
一方、図６に示すように、回転支持部７のスイベルジョイント１７は、補助ブーム８の上に固設された回転筒７Ｃに内設されてなり、その内部には複数の駆動手段の夫々に駆動用流体２３Ａを供給するための流体通過孔１７Ａが貫通し、個々の流体通過孔１７Ａは、スイベルジョイント１７の上端において配管束１９のうちの対応する単管の他端と固定連結され、下端において回転シール部１７Ｂとスイベルジョイント１７外周面と回転筒７Ｃ内周面とで駆動用流体２３Ａ毎に区画される連通空間３２を介して、回転筒７Ｃに植設された複数の流体出口配管２４のうちの対応するものと摺動可能に連結されている。
【００２８】
この連通空間３２は、スイベルジョイント１７の軸回りの補助ブーム８の回転位相にかかわらず常に、互いに対応する流体出口配管２４と流体通過孔１７Ａとを１対１に接続する。
そして、スイベルジョイント１７は、上端、下端で夫々軸受１７Ｂを介して回転筒７Ｃと係合されており、回転筒７Ｃは、主ブーム６の他端に設けた回転支持筒７Ａに同軸に内設され且つ軸受７Ｂを介して回転支持筒７Ａの上下端の内周面と係合するとともに、その外周面を囲んでウォーム歯車１６Ａが設けられている。
【００２９】
図７は、この実施例に係る補助ブームの回転駆動装置の平面図である。図７において、１６Ｂはウォームモータ、１６Ｃはウォーム軸である。尚前掲図１及び図６と同一部材には同一符号を付し説明を省略する。
図７に示すように、ウォーム歯車１６Ａは、主ブーム６に搭載されたウォームモータ１６Ｂにより駆動されるウォーム軸１６Ｃと噛み合っているから、ウォームモータ１６Ｂの回転が補助ブーム８回転の駆動力として回転筒７Ｃに伝達される。
【００３０】
上記したスイベルジョイントを備えた旋回、回転各支持部（２２，７）の構造から明らかなように、旋回支持部２２に内設されたスイベルジョイント１８は、主ブーム６及びこれに沿わせた配管束１９の旋回に追従して支持柱４の内部で抵抗なく軸回転し、又、回転支持部７に内設されたスイベルジョイント１７も、これを同軸に内包支持する回転筒７Ｃの軸回転を妨げることがない。それゆえ旋回・回転の動作中に、スイベルジョイント１８〜配管束１９〜スイベルジョイント１７を結ぶ流路管が捩じれや絡まりを起こすことはない。
【００３１】
又、流体入口配管２３、流体出口配管２４とスイベルジョイント１８、１７内の流体通過孔１８Ａ、１７Ａとは、連通空間３１、３２の介在により、旋回・回転のときも相互対応接続関係が確実に保存される。
よって、本発明の出銑開孔機にあっては、駆動用流体２３Ａを、支持柱４を供給源元とし、補助ブーム８以遠に取り付けられた各駆動手段に供給するとき、その供給を、旋回・回転による流路管の捩じれや絡まりのトラブルなく確実に行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、従来は出銑口毎に配備しなければならなかった出銑開孔機を２つの出銑口に１基配備すれば済むようになるので、開孔機本体のみならずこれに付設すべき操作デスク、制御装置、金棒交換機等も半減でき、出銑口周辺の作業スペースを広く確保でき、又、ホースの絡まりや捩じれの心配もなく、更に、制御トラブルの発生も低減できるという種々格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の出銑開孔機の１例を示す平面配置図である。
【図２】待機位置▲１▼における出銑開孔機のＡ矢視側面図である。
【図３】作業位置▲３▼における出銑開孔機のＢ矢視側面図である。
【図４】出銑開孔機の占める鋳床面積と出銑口間角度との関係を示すグラフである。
【図５】旋回支持部におけるスイベルジョイントの実施例を示す断面図である。
【図６】回転支持部におけるスイベルジョイントの実施例を示す断面図である。
【図７】実施例に係る補助ブームの回転駆動装置の平面図である。
【図８】従来の出銑開孔機のレイアウトの例を示す平面図である。
【図９】従来の出銑開孔機が作業位置にセットされた状態の側面図である。
【符号の説明】
１  高炉
２  出銑口
３  出銑開孔機
４  支持柱
５  ブラケット
６  主ブーム
７  回転支持部
７Ａ  回転支持筒
７Ｂ，２２Ｂ  軸受
７Ｃ  回転筒
８  補助ブーム
９  補助リンク
１０  旋回駆動装置
１０Ａ  旋回用モータ
１０Ｂ，２２Ｃ  歯車
１１  ガイドチャンネル
１２  ドリルハンマー
１３Ａ，１３Ｂ  傾動リンク
１４  穿孔ロッド（金棒）
１５  鋳床
１６  回転駆動装置
１６Ａ  ウォーム歯車
１６Ｂ  ウォームモータ
１６Ｃ  ウォーム軸
１７，１８  スイベルジョイント
１７Ａ，１８Ａ  流体通過孔
１７Ｂ，１８Ｂ  回転シール部
１９  配管束
２０  モータ
２０Ａ  チェーン
２１  配管
２１Ａ  ホース
２２  旋回支持部
２２Ａ  旋回筒
２３  流体入口配管
２３Ａ  駆動用流体
２４  流体出口配管
２５  ハッカ
２６  作業デッキ
２７  ハッカ受け
２８  出銑樋
２９  旋回方向矢印
３０  回転方向を示す矢印
３１，３２  連通空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003617165.tif 000006
【図６】
0003617165.tif 000007
【図７】
0003617165.tif 000008
【図８】
0003617165.tif 000009
【図９】
0003617165.tif 000010