(57)【要約】【課題】マッドガンによる閉塞と開孔機による閉塞のための移動を簡単且つ容易に行えると共に、マッドガン等を使用しないときに退避させて、出銑口の近傍に広いスペースを確保する。【解決手段】出銑口を閉塞するための閉塞材を注入するマッドガン３と、マッドガンと一体に設けられ、コア材Ｃをマッドガンのノズル２の内部へ押し込むとともに、ノズルを通してコア材を出銑口に挿入するコア材挿入機４と、マッドガンおよびコア材挿入機と一体に設けられ、出銑口を閉塞する閉塞材Ｍまたは閉塞材およびコア材を掘削して出銑口を開孔させる開孔機５とを備える。マッドガンと開孔機から選択される一方を、出銑口に対向するように配置させる作動位置と、マッドガン、コア材挿入機および開孔機の全てを出銑口から離間させる待機位置とに至るように一体に移動させる移動手段６と、を備える。【選択図】図１
2015093993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の炉壁を貫通する出銑口を開孔または閉塞するための開孔閉塞装置であって、
前記出銑口を閉塞するための閉塞材を注入するマッドガンと、
前記マッドガンと一体に設けられ、コア材を前記マッドガンのノズルの内部へ押し込むとともに、前記ノズルを通して前記コア材を前記出銑口に挿入するコア材挿入機と、
前記マッドガンおよび前記コア材挿入機と一体に設けられ、前記出銑口を閉塞する前記閉塞材または前記閉塞材および前記コア材を掘削して前記出銑口を開孔させる開孔機と、
前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、それらのうち前記マッドガンと前記開孔機から選択される一方を前記出銑口に対向するように配置させる作動位置と、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機の全てを前記出銑口から離間させる待機位置とに至るように一体に移動させる移動手段と、
を備えたことを特徴とする開孔閉塞装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、旋回アームの基端部に設けられた旋回軸を中心に一体に旋回させる旋回機構と、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、前記旋回アームの先端部に設けられかつ前記旋回軸と平行に配置された回転軸を中心に一体に回転させる回転機構とを備え、
前記マッドガンと前記開孔機とは、前記旋回軸および前記回転軸に直交する平面に沿って互いにずらした位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の開孔閉塞装置。
【請求項３】
前記マッドガンと前記開孔機とは互いの軸線が平行となるように、かつ、前記マッドガンと前記開孔機とから選択される一方を前記出銑口に対向するように配置させる作動位置としたときに、前記旋回軸に近い方が前記マッドガン、前記旋回軸に遠い方が前記開孔機となるようにずらして配置されていることを特徴とする請求項２に記載の開孔閉塞装置。
【請求項４】
高炉の炉壁を貫通する出銑口を閉塞するための閉塞材を注入するマッドガンと、
前記マッドガンと一体に設けられ、コア材を前記マッドガンのノズルの内部へ押し込むとともに、前記ノズルを通して前記コア材を前記出銑口に挿入するコア材挿入機と、
前記マッドガンおよび前記コア材挿入機と一体に設けられ、前記出銑口を閉塞する前記閉塞材または前記閉塞材および前記コア材を掘削して前記出銑口を開孔させる開孔機と、
を備えて前記出銑口を開孔または閉塞するための開孔閉塞方法であって、
前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、旋回アームの基端部に設けられた旋回軸を中心に一体に旋回させる旋回機構の旋回角度と、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、前記旋回アームの先端部に設けられかつ前記旋回軸と平行に配置された回転軸を中心に一体に回転させる回転機構の回転角度とをともに調整することにより、前記旋回軸および前記回転軸に直交する平面に沿って互いにずらされた位置に配置された前記マッドガンと前記開孔機とから選択される一方を、前記出銑口に対向するように配置させることを特徴とする開孔閉塞方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の炉壁に形成された出銑口を閉塞するとともに閉塞された出銑口を開孔する開孔閉塞装置および開孔閉塞方法
に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄設備の一つである高炉では、鉄鉱石に含まれる酸素を還元することで銑鉄が取り出される。高炉の炉底の湯溜まり部に溜まる溶銑（溶融した銑鉄）は、湯溜まり部横の炉壁に設けられた出銑口から取り出される。出銑口は、マッド材と呼ばれる粘土状の耐火物を充填して焼成させることによって閉塞される。
そして、出銑口の開孔に際して、空圧式もしくは油圧式の開孔機を使用して、錐ロッドに前後進、打撃、回転の動作を付与することで、出銑口に充填された閉塞材を開孔することにより開孔させた後に、出銑口から溶銑の取り出しが行われる。溶銑を湯溜まり部から取り出した後は、マッドガンを使用してマッド材を出銑口に充填して焼成させて出銑口を閉塞する。
出銑口の開孔と閉塞作業には、開孔機及びマッドガンという、それぞれ特許文献１及び２に開示された専用の開孔装置と閉塞装置が個別に使用されていた。
【０００３】
これに対し、開孔装置と閉塞装置とが組み合わされた開孔閉塞装置を用い、一台の装置でありながら、開孔作業と閉塞作業を行えるようにしたものが、特許文献３として提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５３−１１３２０３号公報
【特許文献２】特開２０００−１１９７１５号公報
【特許文献３】特開2０１３−７２１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に記載された開孔閉塞装置では、開孔機とマッドガンはそれぞれ専用機を用いて個別に作動させるために、操作が煩雑であり、開孔機とマッドガンの作動時における占有スペースが大きいという不具合があった。
また、特許文献３に記載された開孔閉塞装置では、該装置に組み込まれた昇降機構を介して閉塞機であるマッドガンを出銑口に対して同軸状となるように配置する状態と、開孔機を出銑口に対して同軸状となるように配置する状態とに切り換えるものである。上記開孔閉塞装置にあっては、出銑口に対して閉塞作業並びに開孔作業を行うときであっても、また出銑口に対して閉塞作業並びに開孔作業を行わないときであっても、出銑口の近傍に常に当該開孔閉塞装置が配置されることとなり、出銑口の近傍に開孔閉塞装置の占める占有スペースが大きすぎて、他の作業に支障を来たす問題が残されていた。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みて、マッドガンによる閉塞と開孔機による閉塞のための移動を簡単且つ容易に行えると共に、マッドガン等を使用しないときに退避させて、出銑口の近傍に広いスペースを確保することができる開孔閉塞装置および開孔閉塞方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の開孔閉塞装置は、高炉の炉壁を貫通する出銑口を開孔または閉塞するための開孔閉塞装置であって、前記出銑口を閉塞するための閉塞材を注入するマッドガンと、前記マッドガンと一体に設けられ、コア材を前記マッドガンのノズルの内部へ押し込むとともに、前記ノズルを通して前記コア材を前記出銑口に挿入するコア材挿入機と、前記マッドガンおよび前記コア材挿入機と一体に設けられ、前記出銑口を閉塞する前記閉塞材または前記閉塞材および前記コア材を掘削して前記出銑口を開孔させる開孔機と、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、それらのうち前記マッドガンと前記開孔機から選択される一方を前記出銑口に対向するように配置させる作動位置（出銑口に対向するように配置させるとは、出銑口とマッドガンとを同軸状に配置させること、あるいは出銑口と開孔機とを同軸状に配置させること）と、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機の全てを前記出銑口から離間させる待機位置とに至るように一体に移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明による開孔閉塞装置によれば、開孔モードと閉塞モードのいずれの場合でも、マッドガン、コア材挿入機および開孔機を一体に設けた状態で、マッドガンと開孔機から選択される一方を出銑口に対向するように配置させる作動位置とする。この作動位置においては、例えばマッドガンが出銑口に対向する場合に閉塞作業を行い、また、開孔機が出銑口に対向する場合に開孔作業を行う。そして、開孔作業または閉塞作業の終了後に移動手段によって、それらマッドガン、コア材挿入機および開孔機を、待機位置に戻す。
【０００９】
このように、開孔モードと閉塞モードのいずれの場合であっても、一体となったマッドガン、コア材挿入機および開孔機を移動手段によって同時に作動位置と待機位置との間を移動させることができるから、構成と動作が簡単且つ容易となる。また、マッドガン、コア材挿入機および開孔機を待機位置に移動させたとき、それらマッドガン等の全てを出銑口から離間させることができるので、出銑口の近傍に、広いスペースを確保することができ、この確保した広いスペースを機器配置スペースや作業スペースとして利用することができる。
【００１０】
また、前記移動手段は、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、旋回アームの基端部に設けられた旋回軸を中心に一体に旋回させる旋回機構と、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、前記旋回アームの先端部に設けられかつ前記旋回軸と平行に配置された回転軸を中心に一体に回転させる回転機構とを備え、前記マッドガンと前記開孔機とは、前記旋回軸および前記回転軸に直交する平面に沿って互いにずらした位置に配置されていることが好ましい。
【００１１】
開孔モードあるいは閉塞モードのときに、移動手段における旋回機構の旋回角度と回転機構の回転角度とをともに調整することによって、マッドガンと開孔機とから選択される一方を、出銑口に対向するように配置させることが可能となる。そして、この状態で、出銑口を開孔したり逆に出銑口を閉塞したりすることができる。
このように、旋回機構と回転機構を備えるだけで、例えば昇降機構等のような他の機構を有することなく、当該装置を待機位置から作動位置へ、あるいは逆に作動位置から待機位置へ移動させることができ、かつ、マッドガンと開孔機から選択される一方を出銑口に対向するように配置させることもできる。
【００１２】
また、前記マッドガンと前記開孔機とは互いの軸線が平行となるように、かつ、前記マッドガンと前記開孔機とから選択される一方を前記出銑口に対向するように配置させる作動位置としたときに、前記旋回軸に近い方が前記マッドガン、前記旋回軸に遠い方が前記開孔機となるようにずらして配置されていることが好ましい。
【００１３】
前述したように旋回機構の旋回角度と回転機構の回転角度とをともに調整することによって、前記マッドガンと前記開孔機とから選択される一方を、出銑口に対向するように配置させることが可能となる。
ここで、マッドガンと開孔機との先端の突出量が同じであると仮定すると、旋回軸に近い方であるマッドガンを出銑口に対向するように配置するとき、マッドガンのノズル先端を出銑口に当接させることが可能であるが、旋回軸に遠い方である開孔機を出銑口に対向するように配置するとき、開孔機の先端が出銑口から離間してしまう。閉塞モードにおけるマッドガンから閉塞材を出銑口へ注入するときには、マッドガンのノズル先端からの閉塞材の漏れを防止するために、ノズル先端を出銑口に当接させることが必ず必要である。一方、開孔モードにおける開孔機による開孔作業のときは、開孔直後に吹き出す溶銑を開孔機がかぶらないように、出銑口から開孔機を離間させる必要がある為、目的に叶う位置関係となり、閉塞モードと開孔モードのいずれにおいても、なんら支障が出ない。
【００１４】
ちなみに、前記旋回軸に近い方を開孔機、前記旋回軸に遠い方をマッドガンとしたときには、マッドガンと開孔機との先端の突出量が同じであると仮定すると、旋回軸に遠い方であるマッドガンを出銑口に対向するように配置するとき、マッドガンのノズル先端が出銑口から離間してしまい、マッドガンによる出銑口の閉塞作業に支障が出てしまう。
【００１５】
本発明の開孔閉塞方法は、高炉の炉壁を貫通する出銑口を閉塞するための閉塞材を注入するマッドガンと、前記マッドガンと一体に設けられ、コア材を前記マッドガンのノズルの内部へ押し込むとともに、前記ノズルを通して前記コア材を前記出銑口に挿入するコア材挿入機と、前記マッドガンおよび前記コア材挿入機と一体に設けられ、前記出銑口を閉塞する前記閉塞材または前記閉塞材および前記コア材を掘削して前記出銑口を開孔させる開孔機と、を備えて前記出銑口を開孔または閉塞するための開孔閉塞方法であって、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、旋回アームの基端部に設けられた旋回軸を中心に一体に旋回させる旋回機構の旋回角度と、前記マッドガン、前記コア材挿入機および前記開孔機を、前記旋回アームの先端部に設けられかつ前記旋回軸と平行に配置された回転軸を中心に一体に回転させる回転機構の回転角度とをともに調整することにより、前記旋回軸および前記回転軸に直交する平面に沿って互いにずらされた位置に配置された前記マッドガンと前記開孔機とから選択される一方を、前記出銑口に対向するように配置させることを特徴とする。
【００１６】
本発明による開孔閉塞方法によれば、開孔モードあるいは閉塞モードのときに、移動手段における旋回機構の旋回角度と回転機構の回転角度とをともに調整することによって、マッドガンと開孔機とから選択される一方を、出銑口に対向するように配置させることが可能となる。そして、この状態で、出銑口を開孔したり逆に出銑口を閉塞したりすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の開孔閉塞装置によれば、開孔モードと閉塞モードのいずれの場合であっても、一体となったマッドガン、コア材挿入機および開孔機を移動手段によって同時に作動位置と待機位置との間を移動させることができるから、構成と動作が簡単且つ容易となる。また、マッドガン、コア材挿入機および開孔機を待機位置に移動させたとき、それらマッドガン等の全てを出銑口から離間させることができるので、出銑口の近傍に、広いスペースを確保することができ、この広いスペースを機器配置スペースや作業スペースとして利用することができる。
【００１８】
請求項２の開孔閉塞装置によれば、開孔モードあるいは閉塞モードのときに、移動手段における旋回機構の旋回角度と回転機構の回転角度とをともに調整することによって、マッドガンと開孔機とから選択される一方を、出銑口に対向するように配置させることが可能となる。このように、旋回機構と回転機構を備えるだけで、例えば昇降機構等のような他の機構を有することなく、当該装置を待機位置から作動位置へ、あるいは逆に作動位置から待機位置へ移動させることができ、かつ、マッドガンと開孔機から選択される一方を出銑口に対向するように配置させることもできる。
【００１９】
請求項３の開孔閉塞装置によれば、マッドガンと開孔機との先端の突出量が同じである場合、旋回軸に近い方であるマッドガンを出銑口に対向するように配置するとき、マッドガンのノズル先端を出銑口に当接させることが可能であり、閉塞モードにおいてなんら支障が出ない。一方、開孔モードにおける開孔機による開孔作業のときは開孔機が出銑口から離間するが、このとき、開孔機本体に備えられた開孔ロッドを長く延ばすだけで、出銑口を開孔することができ、このときでもなんら支障が生じない。
【００２０】
請求項４の開孔閉塞方法によれば、開孔モードあるいは閉塞モードのときに、移動手段における旋回機構の旋回角度と回転機構の回転角度とをともに調整することによって、マッドガンと開孔機とから選択される一方を、出銑口に対向するように配置させることが可能となる。そして、この状態で、出銑口を開孔したり逆に出銑口を閉塞したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の平面図である。
【図２】同開孔閉塞装置の一体に構成されたマッドガン、コア材挿入機および開孔機の平面図である。
【図３】同開孔閉塞装置の一体に構成されたマッドガン、コア材挿入機および開孔機の正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の閉塞モードの動作を説明する図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の閉塞モードの動作を説明する図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の閉塞モードの動作を説明する図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の閉塞モードの動作を説明する図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の開孔モードの動作を説明する図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の開孔モードの動作を説明する図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の開孔モードの動作を説明する図である。
【図６Ｄ】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の開孔モードの動作を説明する図である。
【図６Ｅ】本発明の実施形態による開孔閉塞装置の開孔モードの動作を説明する図である。
【図７】本発明の他の実施形態による開孔閉塞装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態による開孔閉塞装置１について、図１乃至図６Ｅを参照して説明する。図１は本発明の実施形態による開孔閉塞装置の平面図、図２は同開孔閉塞装置の一体に構成されたマッドガン、コア材挿入機および開孔機の平面図、図３は同開孔閉塞装置の一体に構成されたマッドガン、コア材挿入機および開孔機の正面図、図４は同開孔閉塞装置の一体に構成されたマッドガン、コア材挿入機および開孔機の側面図である。
【００２３】
図１に示すように、開孔閉塞装置１は、閉塞材であるマッド材Ｍを収容していて、ノズル２の先端開口２ａからマッド材Ｍを出銑口Ｗ２に射出注入して出銑口Ｗ２を閉塞するマッドガン３と、コア材Ｃをマッドガン３のノズル２の内部へ押し込むとともに、ノズル２を通してコア材Ｃを出銑口Ｗ２に挿入するコア材挿入機４と、出銑口Ｗ２を閉塞するマッドＭまたはマッド材Ｍおよびコア材Ｃを掘削して出銑口Ｗ２を開孔させる開孔機５とを備える。
【００２４】
マッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５はともに一体に組み込まれていて、図２に示すように、マッドガン３と開孔機５とは、互いの軸線（具体的には、マッドガン３の場合ノズルの先端開口２ａの軸線ｌａ、開孔機５の場合後述する開孔ロッド５ａの軸線ｌｂとなる）が上方から見て平行となるようにかつ互いに水平方向にずれて配置されている。また、マッドガン３の軸線ｌａとコア材挿入機４の軸線（具体的には、コア材挿入機４の軸線はコア材挿入ロッド１４の軸線ｌｃ）は同軸状となるように配置されている。
【００２５】
本実施形態による開孔閉塞装置１は、前記マッドガン３、前記コア材挿入機４および前記開孔機５を、それらのうち前記マッドガン３と前記開孔機５から選択される一方を前記出銑口Ｗ２に対向するように配置させる作動位置Ｐａと、マッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５の全てを前記出銑口Ｗ２から離間させる待機位置Ｐｂとに至るように一体に移動させる移動手段６を備える（図５Ａ、図５Ｄ、図６Ａ、図６Ｅ参照）。
そして、この移動手段６を作動させ、前記マッドガン３と前記開孔機５から選択される一方を前記出銑口Ｗ２に対向するように配置させることによって、高炉Ｗの炉壁Ｗ１に形成された出銑口Ｗ２を閉塞する閉塞モードと（図２、図５Ｄ参照）、焼成されたマッド材（閉塞材）Ｍあるいは前記マッド材Ｍおよびコア材Ｃを掘削して閉塞された出銑口Ｗ２を開孔する開孔モード（図６Ｅ参照）とに切り替えて使用することが可能となる。
【００２６】
移動手段６は、前記マッドガン３、前記コア材挿入機４および前記開孔機５を、旋回アーム７の基端部に設けられた旋回軸８Ａを中心に一体に旋回させる旋回機構８と、前記マッドガン３、前記コア材挿入機４および前記開孔機５を、前記旋回アーム７の先端部に設けられかつ前記旋回軸８Ａと平行に配置された回転軸９Ａを中心に一体に回転させる回転機構９とを備える。
【００２７】
ここで、旋回軸８Ａと、回転軸９Ａは、互いに平行となるよう、鉛直方向に延びて配置されている。したがって、前記マッドガン３と前記開孔機５とは、前記旋回軸８Ａおよび前記回転軸９Ａに直交する平面に沿って互いにずらした位置に配置されていることとなる。
なお、本実施形態では、開孔閉塞装置１において、マッドガン３の長手方向のノズル２の先端開口２ａ側を前方または先端側といい、その反対側を後方または後端側という。ここで、図３に示すように、マッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５は、側方から見て出銑口Ｗ２と平行になるように、先端側が下方となるように若干傾斜して配置される。
【００２８】
次に、開孔閉塞装置１の各部の構成について説明する。
図１乃至図４において、マッドガン３は、先端開口２ａが形成されたノズル２とマッド材Ｍが収容された内部空間を有するバレル１０とを有するケーシング１１と、ケーシング１１内に収容されたマッド材Ｍに圧力を作用させて、マッド材Ｍをノズル２の先端開口２ａから押し出す不図示の油圧発生部を備えている。
【００２９】
開孔機５は、細長い棒状の開孔ロッド１２を備えており、開孔ロッド１２の先端には出銑口Ｗ２の焼成マッド材Ｍ等を掘削するためのビット１２ａが装着されている。開孔ロッド１２の基端側には該開孔ロッド１２をその軸線に沿って進退させる走行台車１３が設けられている。また、走行台車１３の先端側には開孔ロッド１２の基端側と連結可能なドリフタが設けられている。ドリフタと連結された開孔ロッド１２は、このドリフタにより、回転及び打撃操作がなされ、焼成されたマッド材Ｍあるいは同マット材Ｍ及びコア材Ｃを掘削して、出銑口Ｗ２を開孔させることが可能になっている。
【００３０】
コア材挿入機４は走行台車１５を備え、該走行台車１５にはコア材Ｃの基端を把持するチャッキング機構が設けられている。そして、走行台車１５により、チャッキング機構を介して連結したコア材Ｃを、その軸線に沿って進退操作することが可能になっている。また、走行台車１５は、開孔ロッド１２を進退させる前記走行台車１３と連結可能となっており、コア材Ｃを進退操作するときには、走行台車１５が走行台車１３と連結され、走行台車１３の駆動力で、走行台車１５及びコア材Ｃが進退操作される。
なお、コア材Ｃを進退させるときには、走行台車１３に取り付けられた前記ドリフタへの開孔ロッド１２の連結を解き、コア材Ｃと一体的に開孔ロッド１２が進退するのを防ぐ。
また、必要に応じて、走行台車１５に、コア材Ｃを回転させるためのコア材Ｃ回転駆動手段を組み込み、この回転駆動手段によって、進退するコア材Ｃを回転操作する構成にしてもよい。
【００３１】
移動手段６は、前述したように旋回機構８と回転機構９を備える。旋回機構８は、旋回アーム７と一体的に回転する旋回軸８Ａの基部に第１のギヤ１６が旋回軸８Ａと一体に回転するように組み込まれ、この第１のギヤ１６には第２のギヤ１７が噛み合っている。第２のギヤ１７は図示せぬフレームに回転可能に支持されるとともに、この第２のギヤ１７には図示せぬモータが連結されている。そして、モータが駆動されることにより、第２のギヤ１７および第１のギヤ１６を介して旋回軸８Aが回転され、これに伴い、旋回アーム７が旋回軸８Aを中心に旋回する。なお、図５Ａに示すように、旋回軸８Aは、出銑口Ｗ２の正面位置を避けて、左右のいずれかにずれて配置されている。
【００３２】
また、回転機構９は、回転軸９Ａに基端側に該回転軸９Ａと一体的に回転するように取り付けられた回転アーム２０と、前記旋回アーム７の基端部と回転アーム２０の先端部との間に回転可能に連結された液圧または空圧シリンダ２１を有する。回転軸９Aは、旋回アーム７の先端部に回転可能に取り付けられるとともに、マッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５のいずれか、あるいはそれらを支持するフレームに一体的に回転するように取り付けられている。そして、シリンダ２１が伸縮操作されることにより、回転アーム２０が回転軸９Aを中心に回転し、これとともにマッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５が一体的に回転する。
【００３３】
次に、本実施形態による開孔閉塞装置１を用いた開孔閉塞方法について説明する。
以下の説明では、図３に示すように、炉壁Ｗ１に出銑口Ｗ２が形成されていて、閉塞モードになっている開孔閉塞装置１によって出銑口Ｗ２を閉塞する閉塞工程を行うことから説明する。
この状態では、高炉Ｗ内の高温の溶銑Ｗ３が出銑口Ｗ２から炉外側に流れ出ようとしている。
図５Ａ示す開孔閉塞装置１は待機状態であり、マッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５は出銑口W２の前方を避けてその前方側方に配置されている。
【００３４】
この状態から、開孔閉塞装置１を閉塞モードに切り換える。第２のギヤ１７に付随するモータを駆動し、第１ギヤ１６および第２のギヤ１７を介して旋回アーム７を、旋回軸８Ａを中心に図５Ａ中時計回り方向へ所定角度（例えば６０°）旋回させる。このとき、予め、旋回アーム７に対するマッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５の回転角度を調整しているので、図５Ｂに示すように、マッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５は、高炉の柱Ｗ４に干渉しない範囲で旋回される。
【００３５】
続いて、図５Ｂに示すように、シリンダ２１を駆動し、旋回アーム７に対し、回転軸９Ａを中心にマッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５を時計回り方向へ、所定角度（例えば５０．９°）相対回転させる。
さらに、図５Ｃに示すように、第２のギヤ１７に付随するモータを駆動し、第１のギヤ１６および第２のギヤ１７を介して旋回アーム７を、旋回軸８Ａを中心に時計回り方向へ所定角度（例えば３０°）旋回させる。これにより、図５Ｄに示すように、マッドガン３及びコア材挿入機４が出銑口W２と同軸状となるとともに、マッドガン３のノズル２の先端開口２ａを出銑口W２に接続させることができる。つまり、開孔閉塞装置１を閉塞モードにすることができる。
【００３６】
そして、図２に示すように、炉壁Ｗ１の出銑口Ｗ２とマッドガン３の先端開口２ａとを連通させ、マッドガン３の油圧発生部によってマッド材Ｍを先端開口２ａを通して出銑口Ｗ２に押し出し、出銑口Ｗ２にマッド材Ｍを充填させて封止する。そして、この状態を一定時間保持することで、溶銑Ｗ３の熱によりマッド材Ｍを焼成させて焼成マッド材を形成する。
【００３７】
上記マッド材押し出し工程に続いて、図１に示すように、コア材Ｃを、ノズル２の先端開口２ａを通して出銑口Ｗ２に押し出す。つまり、コア材挿入機４の走行台車１５を開孔機５の走行台車１３に連結する。このとき、開孔機５の走行台車１３から開孔ロッド１２を取り外す。そして、開孔機５の走行台車１３を前方へ走行させることにより、コア材挿入機４の走行台車１５を前進させ、コア材挿入ロッド１４を介してコア材Ｃを前方へ押し出す。
ここで、コア材Ｃは、図１に示すように、マッド材Ｍの焼成物よりも柔らかい焼成した耐火物により、略棒状に形成されている。コア材Ｃの長さは、出銑口Ｗ２の長さにほぼ等しく設定されている。コア材Ｃは、例えば、アルミナ、ろう石、炭化珪素、耐火粘土などからなるマッド材を焼成した耐火物により形成されている。コア材Ｃを柔らかくするには、例えば、マッド材中のバインダー（タール、レジン）の含有量を増やせばよく、コア材Ｃを硬くするには、マッド材中の金属（アルミニウムなど）の含有量を増やせばよい。
【００３８】
出銑口Ｗ２に押し出されたコア材Ｃにより、図５Ｄに示すように、出銑口Ｗ２から押し出されたマッド材Ｍが炉内側で凸の状態に盛り上がり、保護マッドＭａを形成する。保護マッドＭａは、出銑口Ｗ２から流れ出る溶銑Ｗ３によって炉壁Ｗ１が侵食されるのを保護する。
出銑口Ｗ２にケーシング１１を当接させた状態で一定時間保持し、その後、移動手段６によりケーシング１１を基端側に移動させ、出銑口Ｗ２からケーシング１１を離間させる（焼成工程）。この工程の間に、溶銑Ｗ３の熱によりマッド材が焼成されて焼成マッド材となる。
以上で、閉塞工程を終了する。
閉塞工程が終了すると、旋回機構８および回転機構９により、マッドガン３及び開孔機５は上述の旋回及び回転動作と逆の動作により待機位置Ｐｂに戻される。
【００３９】
この状態で高炉Ｗを一定時間運転し、その後、再び溶銑Ｗ３を取り出すために開孔工程を行う。待機位置Ｐｂにある開孔閉塞装置１を移動手段６によって作動位置Ｐａに旋回させる。
即ち、図６Ａに示すように、第２のギヤ１７に付随するモータを駆動し、第１のギヤ１６および第２のギヤ１７を介して旋回アーム７を、旋回軸８Ａを中心に、時計回り方向へ所定角度（例えば６０°）旋回させる。続いて、図６Ｂに示すように、シリンダ２１を駆動し、旋回アーム７に対し、回転軸９Ａを中心にマッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５を時計回り方向へ、所定角度（例えば５０）相対回転させる。その後、図６Ｃに示すように、さらに、シリンダ２１を駆動し、旋回アーム７に対し、回転軸９Ａを中心にマッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５を時計回り方向へ、所定角度（例えば１９．７°）相対回転させる。
【００４０】
次いで、図６Ｄに示すように、第２のギヤ１７に付随するモータを駆動し、第１のギヤ１６および第２のギヤ１７を介して旋回アーム７を、旋回軸８Ａを中心に時計回り方向へ所定角度（例えば１１．５°）旋回させる。これにより、図６Ｅに示すように、開孔機５が出銑口W２と同軸状となる。つまり、開孔閉塞装置１を開孔モードにすることができる。
このとき、開孔機５の先端は出銑口W２から離れるが、出銑口W２の開孔は開孔ロッド１２を突出させて行うので、開孔ロッド１２の突出量を調整することにより、同開孔作業を、支障なく行なうことができる。
なお、開孔機５の先端を出銑口W２から離すことは、開孔直後に吹き出す溶銑を開孔機５にかぶらせないようにすることが可能となり、この点においては逆に利点となる。
【００４１】
具体的に、開孔機５によって出銑口Ｗ２を開孔するときには、開孔機５の走行台車１３を前進させ、走行台車１３に連結している開孔ロッド１２を前進させて出銑口Ｗ２を封止する焼成マッド材Ｍにビット３ａに当接させる。次いで、図示せぬドリフタによって開孔ロッド１２をその軸線回りに回転させつつ打撃操作を行い、走行台車１３の駆動により開孔ロッド１２を先端側に前進させることで焼成マッド材Ｍを掘削して穿孔し、出銑口Ｗ２を開孔させる。
こうして、開孔工程を終了する。
【００４２】
上述のように本実施形態による開孔閉塞装置１によれば、開孔モードと閉塞モードのいずれの場合であっても、一体となったマッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５を移動手段によって同時に作動位置Ｐａと待機位置Ｐｂとの間を移動させることができるから、開孔閉塞装置１の構成と動作が簡単且つ容易となる。また、マッドガン３、コア材挿入機４および開孔機５を待機位置Ｐｂに移動させたとき、それらマッドガン３等の全てを出銑口Ｗ２から離間させることができるので、出銑口Ｗ２の近傍に、広いスペースを確保することができ、この広いスペースを機器配置スペースや作業スペースとして利用することができる。
【００４３】
また、移動手段６として、マッドガン３等を旋回軸８Ａを中心に一体に旋回させる旋回機構８と、マッドガン３等を、回転軸９Ａを中心に一体に回転させる回転機構９とを備え、マッドガン３と開孔機５とを、旋回軸８Ａおよび回転軸９Ａに直交する平面に沿って互いにずらした位置に配置させているから、開孔モードあるいは閉塞モードのときに、移動手段６における旋回機構８の旋回角度と回転機構９の回転角度とをともに調整することによって、マッドガン３と開孔機５とから選択される一方を、出銑口Ｗ２に対向するように配置させることが可能となる。そして、図５Ｄ、図６Ｅに示すように、この状態で、出銑口Ｗ２を開孔したり逆に出銑口Ｗ２を閉塞したりすることができる。
【００４４】
また、旋回機構８と回転機構９を備えるだけで、例えば昇降機構等のような他の機構を有することなく、当該マッドガン３等を待機位置Ｐｂから作動位置Ｐａへ、あるいは逆に作動位置Ｐａから待機位置Ｐｂへ移動させることができ、かつ、マッドガン３と開孔機５から選択される一方を出銑口Ｗ２に対向するように配置させることもできる。
【００４５】
なお、本発明による開孔閉塞装置は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更が可能である。
前記実施形態では、回転機構９として、回転軸９Ａに基端側に取り付けられた回転アーム２０と、記旋回アーム７の基端部と回転アーム２０の先端部との間に回転可能に連結されたシリンダ２１を有する構成のものを備えているが、この機構に加え、図７に示すように、回転軸９Ａに基端側に取り付けられ、アーム長さが前記回転アーム２０よりも長い回転アーム３０と、旋回アーム７の基端部と回転アーム３０の先端部との間に回転可能に連結され、前記シリンダ２１よりも大径かつ長さが長いシリンダ３１を有する構成の機構３２を備えてもよい。この場合、回転アーム２０とシリンダ２１との組み合わせの機構は、マッドガン３等を回転させる際の粗調整用として用い、また、回転アーム３０とシリンダ３１との組み合わせの機構３２は、マッドガン３等を回転させる際の微調整用として用いる。また、これら両機構は、互いにクラッチ機構を備え、必要に応じて回転アーム２０，３０と回転軸９Ａと連結を継断することが可能になっている。
【００４６】
また、上述の実施形態による開孔閉塞装置１の旋回機構８は、第１のギヤ１６と第２のギヤ１７を連結したものを用いているが、それらギヤに変えてスプロケットを用いそれらスプロケットをチェーンによって連結した構成をものを用いてもよく、また、前記回転機構９と同様に、シリンダと回転アームとを組み合わせたものを用いても良い。また、回転機構９についても同様に、シリンダ２１と回転アーム２０に組み合わせに代えて、モータを駆動源としたギヤ同士の組み合わせ、あるいはスプロケットとチェーンを組み合わせたものであってもよい。
【００４７】
また、上述の実施形態による開孔閉塞装置１は、マッドガン３と開孔機５とが水平方向に並べて配置しているが、これに限られることなく、マッドガン３と開孔機５とを上下方向に並べて配置してもよい。この場合、旋回機構８の旋回軸８Ａと回転機構９の回転軸９Ａは、ともに水平方向に延びるように配置される。つまり、結果として、マッドガン３と開孔機５とは、旋回軸８Ａおよび回転軸９Ａに直交する平面に沿って互いにずらした位置に配置されていれば足りる。
【００４８】
また、上述した実施形態による開孔閉塞装置１は、マッドガン３、コア材挿入機４及び開孔機５を一体に保持して出銑口Ｗ２に対向する作動位置Ｐａと出銑口Ｗ２から離間した待機位置Ｐｂとが旋回軸８Ａを中心に１８０度旋回した位置に設定されているが、作動位置Ｐａと待機位置Ｐｂとはこのような関係に限定されない。マッドガン３等が作動位置Ｐａと待機位置Ｐｂとで適宜の角度離間した位置にあってもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態による開孔閉塞装置１は、出銑口Ｗ２を閉塞するにあたり、マッドガン３とコア材挿入機４双方を用いたが、マッドガン３のみを用いて出銑口Ｗ２を閉塞しても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１  開孔閉塞装置  ２  ノズル  ２ａ  開口  ３  マッドガン  ４  コア材挿入機  ５  開孔機  ６  移動手段  ７  旋回アーム  ８  旋回機構  ８Ａ  旋回軸  ９  回転機構  ９Ａ  回転軸  １０  バレル  １１  ケーシング  １２  開孔ロッド  １２ａ  ビット  １３  走行台車  １４  コア材挿入ロッド  １６  第１のギヤ  １７  第２のギヤ  ２０  回転アーム  ２１  シリンダ  Ｗ  高炉  Ｗ１  炉壁  Ｗ２  出銑口  Ｃ  コア材  Ｐａ  作動位置  Ｐｂ  待機位置
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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