(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋からの溶鋼の流出量を制御するスライディングノズルの駆動装置であって、
前記スライディングノズルを動作させる駆動力を供給する駆動源と、
該駆動源からの駆動力を前記スライディングノズルに伝達する伝達手段と、
前記伝達手段と直結する一方、前記駆動源とは遮断可能に連結する連結手段と、
を有し、さらに前記伝達手段に前記連結手段を介することなく連結可能な非常用駆動源を有するスライディングノズル駆動装置。
【請求項２】
前記連結手段は摩擦クラッチである、請求項１に記載のスライディングノズル駆動装置。
【請求項３】
前記非常用駆動源はエアモータである、請求項１または２に記載のスライディングノズル駆動装置。
【請求項４】
前記非常用駆動源と直結する一方、前記伝達手段とは連結可能に遮断された非常用連結手段を更に備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスライディングノズル駆動装置。
【請求項５】
前記非常用連結手段はピストンクラッチである、請求項４に記載のスライディングノズル駆動装置。
【請求項６】
前記非常用連結手段は前記非常用駆動源と前記伝達手段との間で着脱可能である、請求項４または５に記載のスライディングノズル駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取鍋からの溶鋼の流出量を制御するスライディングノズルを動作させるスライディングノズル駆動装置に関し、特に、非常時にスライディングノズルを確実に動作させることができるスライディングノズル駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スライディングノズルは、取鍋や連続鍛造のタンディッシュに設けられ、溶融金属、特に、鉄鋼業においては溶鋼の流量制御を行う装置として使用されている。このスライディングノズルは、例えば上ノズルを有する上プレートの下面に、摺動自在に取り付けられた下ノズルを有する下プレートからなり、スライディング駆動装置により下プレートを上プレートに対して摺動させることにより、取鍋等から排出される溶鋼の流量を制御する。
【０００３】
図１は、こうしたスライディングノズルを用いた溶鋼の鋳込工程の一例を示す図である。この図において、溶鋼が装入される取鍋１の底部にスライディングノズル２が設けられており、上ノズルＵＮを有する上プレート２ａおよび下ノズルＬＮを有する下プレート２ｂからなる。ここで、下プレート２ｂは、スライディングノズル駆動装置３に連結されており、ベルクランク４およびアーム５を介してスライディングノズル駆動装置３からの駆動力により上プレート２ａに対して摺動する。この下プレート２ｂの下ノズルＬＮにはロングノズル６が接続され、このロングノズル６の下プレート２ｂ側の一端は支持部７により支持されている。また、ロングノズル６の他端はタンディッシュ８の内部に配置されており、このロングノズル６を介して取鍋１から排出された溶鋼がタンディッシュ内部に供給される。
【０００４】
取鍋１から排出される溶鋼の流量制御は、スライディングノズル駆動装置３により供給される駆動力が、ベルクランク４およびアーム５を介して、スライディングノズル２の下プレート２ｂを上プレート２ａに対して摺動させ、ノズル穴の開度を調整することにより行うことができる。
【０００５】
こうしたスライディングノズル駆動装置３は、スライディングノズル２を動作させる駆動力を供給する駆動源と、該駆動源に連結され、駆動力をスライディングノズル２に伝達する伝達手段とを有するのが一般的である。ここで、伝達手段は、例えば減速機や、下プレート２ｂを摺動させるための駆動力を与えるシリンダからなる。
【０００６】
上記シリンダとしては、電動シリンダまたは油圧シリンダが用いられるのが一般的である。このうち、油圧シリンダは、スライディングノズル２の停止位置の制御を精度よく行えるため、ノズル穴の開度制御を細かく行える利点があるが、取鍋１の周辺は高温になるため、高温雰囲気下での作動保証が確実な、電動シリンダが安全上の観点から広く用いられている。
【０００７】
しかし、電動シリンダを用いる場合、スライディングノズル駆動装置３における駆動源への電源ケーブルが損傷した場合や、駆動源の内外における配線が断線した際に、スライディングノズル２が動作不能になるおそれがある。
【０００８】
そこで、従来、駆動源の減速機が連結されていない方に非常用駆動源を設けることにより、上記した非常時における駆動力を確保することが行われてきた。例えば、特許文献１には、駆動源としてのエアモータを取り付けて圧縮空気を供給することにより、非常用の駆動力をスライディングノズルに供給する技術について記載されている。
また、特許文献２には、駆動源の減速機が連結されていない方の軸を延長し、その先端に回転軸変換用の傘歯車からなる非常用駆動力外挿機構を設け、外部から非常用の駆動力を伝達させる技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２８１４１７号公報
【特許文献２】実開昭５９−８５６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、駆動源と、該駆動源からの駆動力をスライディングノズル２に伝達する、例えば減速機およびシリンダからなる伝達手段との間には、過剰なトルク負荷から駆動源を保護するための、摩擦クラッチ等の連結手段が設けられているのが一般的である。
【００１１】
しかし、例えば摩擦クラッチの劣化やゆるみ等により、摩擦クラッチの滑りトルク設定が不適切になっている場合には、非常時に、非常用駆動源や非常用駆動力外挿機構により駆動源の回転軸を回転させようとしても、駆動源と伝達手段との間の連結が遮断されてしまい、スライディングノズル２を駆動できないおそれがあった。
また、駆動源におけるベアリングが破損した場合や回転軸が破損して機械的に回転不能となった場合にも、非常用駆動源による駆動力を伝達手段に供給できず、スライディングノズル２を動作させることができないことが問題となっていた。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、非常時に、スライディングノズルを確実に動作させることができるスライディングノズル駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明者らは、上記課題を解決する方途について鋭意検討した。その結果、非常時に、非常用駆動力をスライディングノズルに確実に供給するためには、非常用駆動力を既存の駆動源および連結手段を介さずに伝達手段に伝達させることが肝要であり、そのためには、非常用駆動源を伝達手段に連結可能に構成することが有効であることを見出し、本発明を完成させるに到った。
【００１４】
即ち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）取鍋からの溶鋼の流出量を制御するスライディングノズルの駆動装置であって、前記スライディングノズルを動作させる駆動力を供給する駆動源と、該駆動源からの駆動力を前記スライディングノズルに伝達する伝達手段と、前記伝達手段と直結する一方、前記駆動源とは遮断可能に連結する連結手段とを有し、さらに前記伝達手段に前記連結手段を介することなく連結可能な非常用駆動源を有するスライディングノズル駆動装置。
【００１５】
（２）前記連結手段は摩擦クラッチである、前記（１）に記載のスライディングノズル駆動装置。
【００１６】
（３）前記非常用駆動源はエアモータである、前記（１）または（２）に記載のスライディングノズル駆動装置。
【００１７】
（４）前記非常用駆動源と直結する一方、前記伝達手段とは連結可能に遮断された非常用連結手段を更に備える、前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のスライディングノズル駆動装置。
【００１８】
（５）前記非常用連結手段はピストンクラッチである、前記（４）に記載のスライディングノズル駆動装置。
【００１９】
（６）前記非常用連結手段は前記非常用駆動源と前記伝達手段との間で着脱可能である、前記（４）または（５）に記載のスライディングノズル駆動装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、非常用駆動源が駆動源および連結手段を介さずに伝達手段に連結可能に構成されているため、非常時に駆動源や連結手段が正常に動作しない場合にも、スライディングノズルを確実に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】溶鋼の鋳込工程の一例を示す図である。
【図２】本発明によるスライディングノズル駆動装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図２は、本発明によるスライディングノズル駆動装置を示す図である。このスライディングノズル駆動装置１００は、スライディングノズル２を動作させる駆動力を供給する駆動源９と、該駆動源９からの駆動力をスライディングノズル２に伝達する伝達手段１１と、該伝達手段１１と直結する一方、駆動源９とは遮断可能に連結する連結手段１０とを有し、さらに伝達手段１０に連結可能な非常用駆動源１４を有する。また、伝達手段１１は、減速機１２とシリンダ１３からなり、減速機１２は、ピニオン軸１２ａと、第１のギア１２ｂと、第２のギア１２ｃとを有する。
【００２３】
本発明によるスライディングノズル駆動装置１００においては、非常時に、非常用駆動源１４からの非常用駆動力を、駆動源９および連結手段１０を介さずに伝達手段１１に伝達させることが肝要であるとの発明者らの知見の下、伝達手段１１に連結可能な非常用駆動源１４を有しているため、駆動源９や連結手段１０が正常に動作しない場合にも、非常時に、非常用駆動力を伝達手段１１に伝達させて、スライディングノズル２を確実に動作させることができるのである。以下、本発明のスライディングノズル駆動装置１００の各構成について説明する。
【００２４】
駆動源９は、スライディングノズル２の動作させる駆動力を供給する。この駆動源９としては、例えば電動モータを用いることができる。
【００２５】
連結手段１０は、伝達手段１１と直結する一方、駆動源９とは遮断可能に連結されており、過剰なトルクが負荷される場合に、駆動源９と伝達手段１１との間の連結を遮断して駆動源９を保護するように構成されている。また、駆動源９に問題があり、駆動源の回転軸が回転不能になった場合にも、非常用駆動源１４により、スライディングノズル２を動作させることができる。
【００２６】
この連結手段１０としては、例えば摩擦クラッチを用いることができる。摩擦クラッチの種類は多種多様であり、単板、多板、また、乾式、湿式と様々なものが存在する。また動作原理も、機械式、油圧式、電磁式があるが、本発明のスライディングノズル駆動装置１００においては、これらのいずれも用いることができる。摩擦クラッチの一般的な構造としては、摩擦面を有する駆動軸と従動軸とを有しており、図２を参照して摩擦クラッチの原理を説明すると、摩擦面１０ａと１０ｂとの間の摩擦力により、駆動源９から供給された駆動力が伝達手段１１に伝達される。しかし、予め設定された値を超えるトルクがかかると、摩擦面１０ａと１０ｂとの間において滑りが生じ、駆動源９と伝達手段１１との間の結合が遮断される。こうして、駆動源９の回転軸に過度なトルクがかかることが抑制され、駆動源９を保護することができる。
【００２７】
伝達手段１１は、駆動源９から連結手段１０を介して供給される駆動力を、スライディングノズル２に伝達する。本発明において、「伝達手段」とは、連結手段１０とスライディングノズル２との間に介在する駆動力の経路を構成する、駆動力をスライディングノズル２に伝達する全ての構成を意味している。図１に示した構成においては、減速機１２およびシリンダ１３から構成され、この減速機１２は、ピニオン軸１２ａ、第１のギア１２ｂおよび第２のギア１２ｃからなる３段減速機であるが、これらに限定されない。ただし、上述のように、駆動源９が連結されていない方のピニオン軸１２ａの端部に、非常用駆動源１４を連結可能に構成する必要があるため、シリンダ１３をピニオン軸１２ａに直結させないように構成する必要がある。
【００２８】
駆動源９を駆動させると、連結手段１０を介してピニオン軸１２ａが回転し、これに伴って２つのギア１２ｂおよび１２ｃも回転し、シリンダ１３が長手方向に伸縮運動する。
【００２９】
非常用駆動源１４は、非常時における駆動力を供給する。上述の駆動源９、連結手段１０および伝達手段１１により、通常時にスライディングノズル２を動作させることができるが、非常用駆動源１４は、駆動源９または連結手段１０に何らかの問題が発生した場合、例えば、駆動源９におけるベアリングが故障したような場合に、スライディングノズル２を動作させるための非常用駆動力を供給する。上述のように、本発明においては、非常用駆動力を、駆動源９および連結手段１０を介さないで伝達手段１１に伝達させることが肝要であり、駆動源９が連結されていない方の伝達手段１１の端部に連結可能に構成されている。
この非常用駆動源１４としては、エアモータや電動モータ等を使用できる。装置の小型化および非常用駆動力を供給する上での利便性から、エアモータを用いることが好ましい。
【００３０】
このように、非常用駆動源１４は伝達手段１１に直結されているため、非常時に、駆動源９や連結手段１０に問題がある場合にも、非常用駆動力を伝達手段１１に伝達し、スライディングノズル２を確実に動作させることができる。
また、非常用駆動源１４は、伝達手段１１を構成するピニオン軸１２ａに対して駆動源９の反対側に直結されているため、本発明によるスライディングノズル駆動装置１００をスライディングノズル２に連結すると、従来のスライディングノズル駆動装置に比べて取鍋１の下部から離れて位置することになる。これにより、万一、何らかの理由によりスライディングノズル２が動作不可能になり、溶融金属の流量制御が不可能になった場合にも、溶融金属の影響を受けにくくなる。
更に、ロングノズル６の支持部７の形状によっては、アーム５が駆動源９の近傍まで移動するため、駆動源９の周囲には非常用駆動源１４を設けるスペースがない場合があるが、本発明によるスライディングノズル駆動装置１００においては、こうしたスペースの心配無しに非常用駆動源１４を取り付けることが可能となる。
【００３１】
以上の本発明によるスライディングノズル駆動装置１００は、駆動源９の駆動により連結手段１０を介して減速機１２のピニオン軸１２ａが回転し、これに伴って、２つのギア１２ｂおよび１２ｃも回転し、シリンダ１３が長手方向に伸縮運動する。このシリンダ１３の伸縮運動がベルクランク４およびアーム５を介してスライディングノズル２の下ノズル２ｂを摺動させ、取鍋１から排出される溶融金属の流量を調節することが可能となる。
【００３２】
このように、本発明のスライディングノズル駆動装置によれば、非常用駆動源が駆動源および連結手段を介さずに伝達手段に直結されているため、非常時に駆動源や連結手段に問題がある場合にも、スライディングノズルを確実に動作させることができる。
【００３３】
上記の本発明のスライディングノズル駆動装置１００において、非常用駆動源１４と伝達手段１１との間に、非常用連結手段１５を設け、平常時には、非常用駆動源１４と伝達手段１１との連結を遮断し、非常時にのみ、非常用駆動源１４を伝達手段１１に連結させることが好ましい。これにより、平常時における駆動源９の回転軸の回転により、非常用駆動源１４の回転軸の回転が防止され、非常用駆動源１４の寿命を向上させることができる。
【００３４】
このような非常用連結手段１５としては、例えばエア駆動のクラッチ（以下、「ピストンクラッチ」と称する）を用いることができる。図２を参照してピストンクラッチの動作を説明すると、通常時には、ばね１５ｃにより非常用駆動源１４と伝達手段１１のピニオン軸１２ａとが切り離されているが、非常時に、圧縮空気供給口１５ａからピストン１５ｂの内部に圧縮空気を供給すると、ピストン１５ｂ内部の圧力上昇に伴って、ばね１５ｃが押し縮められ、非常用駆動源１４の係合部とピニオン軸１２ａの係合部とが係合する。こうして、非常用連結手段１５を設けることにより、非常時にのみ、非常用駆動源１４を伝達手段１１に連結させ、非常用駆動力を供給してスライディングノズル２を動作させることが可能となる。
【００３５】
更に、上記非常用連結手段１５を設ける場合には、該非常用連結手段１５は、非常用駆動源１４と伝達手段１１との間で着脱可能に構成されていることが好ましい。従来、シリンダ１３のストローク調整等を行う際には、駆動源９が連結されていない方のピニオン軸１２ａの端部を用いて減速機１２を手動で回転させて行っていたが、上述のように、本発明によるスライディングノズル駆動装置１００においては、この駆動源９が連結されていない方のピニオン軸１２ａの端部には、非常用駆動源１４が非常用連結手段１５を介して連結されている。そのため、上述のような調整を行うためには、非常用連結手段１５を一旦取り外し、調整後に再度取り付ける必要がある。
【００３６】
そこで、非常用連結手段１５を非常用駆動源１４と伝達手段１１との間で嵌め込み式に着脱可能に構成されていることにより、非常用連結手段１５を再度取り付ける際に、非常用駆動源の回転軸とピニオン軸１２ａとの回転軸の中心合わせ（芯出し）を行う必要がなくなり、作業効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  取鍋
２  スライディングノズル
２ａ  上プレート
２ｂ  下プレート
３，１００  スライディングノズル駆動装置
４  ベルクランク
５  アーム
６  ロングノズル
７  支持部
８  タンディッシュ
９  駆動源
１０  連結手段
１０ａ，１０ｂ  摩擦面
１１  伝達手段
１２  減速機
１２ａ  ピニオン軸
１２ｂ  第１のギア
１２ｃ  第２のギア
１３  シリンダ
１４  非常用駆動源
１５  非常用連結手段
１５ａ  圧縮空気供給口
１５ｂ  ピストン
１５ｃ  ばね
ＵＮ  上ノズル
ＬＮ  下ノズル
【図１】
0005803522.tif 000002
【図２】
0005803522.tif 000003