(57)【要約】【課題】レードル内壁に固着した鋳付を効率的にかつ安全に除去できるようにした新規な鋳付除去装置を提供する。【解決手段】レードル内壁に付いた鋳付を除去するための装置であって、上昇するレードルの上方に配置され、前記レードルの内壁に当接して鋳付を除去する鋳付除去部材と、前記鋳付除去部材を支持する支持部材と、上昇する前記レードルと当接している前記鋳付除去部材の上方への移動量を監視する監視機構とを備えている。鋳付除去部材が上昇してくるレードルの内壁に当接するので、多大な労力を必要とすることなく、機械的に効率よく鋳付を除去できる。また、監視機構を有しているので、レードルの上昇に伴って鋳付除去部材が上方へ過度に移動させられるという事態を防止できる。【選択図】    図２
2004209482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レードル内壁に付いた鋳付を除去するための装置であって、上昇するレードルの上方に配置され、前記レードルの内壁に当接して鋳付を除去する鋳付除去部材と、
前記鋳付除去部材を支持する支持部材と、
上昇する前記レードルと当接している前記鋳付除去部材の上方への移動量を監視する監視機構とを備えていることを特徴とする鋳付除去装置。
【請求項２】
前記監視機構は、前記支持部材の中間位置に設けた支点部と、前記支点部を間にして前記鋳付除去部材とは反対側で前記支持部材に接続したウエイトとを含み、前記鋳付除去部材の上方への移動を所定範囲内で許容するように設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の鋳付除去装置。
【請求項３】
前記監視機構は、前記鋳付除去部材の許容範囲を越える上方への移動を警告する警告手段を備えている、ことを特徴とする請求項２に記載の鋳付除去装置。
【請求項４】
前記警告手段は、前記支持部材の傾きの増加に伴って移動する前記ウエイトの位置から前記鋳付除去部材の危険位置を検出するセンサと、前記センサからの信号を受けて注意を喚起する警告装置とを含んでいる、ことを特徴とする請求項３に記載の鋳付除去装置。
【請求項５】
前記監視機構は、前記警告手段による警告後における、前記鋳付除去部材のさらなる上方への移動に対処する破損防止手段をさらに備えている、ことを特徴とする請求項３に記載の鋳付除去装置。
【請求項６】
前記破損防止手段は、所定値以上の張力を受けたときに前記鋳付除去部材側と前記ウエイト側とに分割するように形成した前記支持部材と、前記ウエイトの上昇に伴い前記支持部材を一体化している連結部材を外す方向に作用するワイヤとを含んでいる、ことを特徴とする請求項５に記載の鋳付除去装置。
【請求項７】
鋳付のあるレードルを前記鋳付除去部材の下まで搬送すると共に、該レードルを上昇させて前記鋳付除去部材に当接させるクレーン装置をさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の鋳付除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製錬、特に銅製錬のような非鉄金属製錬で溶体の搬送に使用されるレードルの内壁に固着する鋳付を効率的に除去するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば銅乾式製錬においては、鉱石を自溶炉にて酸化溶融して溶体を産出し、この溶体を転炉にて粗銅とする。この粗銅を精製炉に装入して不純物を除いた後、電解用アノードを鋳造することが行われている。自溶炉で産出される溶体は「カワ」と称され、このカワは樋を介してレードルへと流し込まれ、レードルにて転炉に搬送される。
【０００３】
図１は、レードル１の断面を示した図である。レードル１は通常、鋳鉄あるいは鋳銅製の上部が開口した鍋型の容器形状である。このレードル１内には鋳付３が発生する。鋳付３は搬送される間にカワが冷却されたもので、その表面を覆う膜状に形成される。また、転炉にカワを装入した後にレードル１内に残ったカワが内壁に固着して鋳付３となる場合もある。特に上面を覆う鋳付３は、図１で模式的に示すように、転炉にカワを装入した後にも注入口４を除いて上部内壁に板状となって残存する。このようにレードル１の上部に板状の鋳付があるとそのまま使用することができない。この鋳付の量は例えば月当たり３５００ｔｏｎにもなる。
【０００４】
レードル１内の鋳付を取り除く技術に関しては、例えば特許文献１に記載されるものがある。この特許文献１にはレードル１内の有効面積の減少を防止するためにスカル（鋳付）を定期的に落とすことが記載されている。そして、この鋳付除去はレードルに衝撃を与えて実施することが記載され、このようなレードルに衝撃を与えて鋳付除去を行うと内壁のライニングが落とされるので、これに対処する技術を特許文献１では提案している。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５４７７１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１では、レードル１の上部に形成された板状の鋳付に関する除去方法や板状の鋳付を効率的に除去する手法について開示していない。すなわち、従来、レードル１の上部に形成される板状の鋳付に関してもレードルを逆さにし、予め準備した割具に押し当てて割る等の作業を定期的に行っている。この鋳付除去作業は例えば１日に５０回程度も行う必要があり、多大な人力を要する非効率な作業であった。また、鋳付を割ると、多量のＳＯ２が発生するので、作業員の作業環境に配慮することも必要であった。さらに、人的な作業では鋳付を十分に除去できず、このように鋳付除去が不十分なレードルを用いると鋳付率が上昇するという問題が生じている。
【０００７】
また、上述した鋳付はカワと同様の組成を有しているので、これを回収すれば転炉に装入できる。しかし、レードル１を逆さにした状態で鋳付を除去した場合には、破砕した鋳付を回収してレードル１内に戻すあるいは転炉に装入する等の後処理作業が必要となる。この点からも鋳付除去は手間の係る作業であった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、レードル内壁に固着した鋳付を効率的にかつ安全に除去できるようにした新規な鋳付除去装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項１に記載の如く、レードル内壁に付いた鋳付を除去するための装置であって、
上昇するレードルの上方に配置され、前記レードルの内壁に当接して鋳付を除去する鋳付除去部材と、
前記鋳付除去部材を支持する支持部材と、
上昇する前記レードルと当接している前記鋳付除去部材の上方への移動量を監視する監視機構とを備えている鋳付除去装置により達成できる。
【００１０】
本発明によると、鋳付除去部材が上昇してくるレードルの内壁に当接しながら板状の鋳付を割るので、多大な労力を必要とすることなく、機械的に効率よく鋳付を除去できる。また、監視機構を有しているので、レードルの上昇に伴って鋳付除去部材が上方へ過度に移動させられるという事態を防止できる。さらに、鋳付除去部材で破砕された鋳付はレードル底部に堆積するので従来のように破砕した鋳付をレードル内に戻す回収作業も不要となりこの点でも効率的である。また、このように底部に堆積した鋳付はライニング効果があるのでレードルの長寿命化に寄与する。
【００１１】
前記監視機構は、前記支持部材の中間位置に設けた支点部と、前記支点部を間にして前記鋳付除去部材とは反対側で前記支持部材に接続したウエイトとを含み、前記鋳付除去部材の上方への移動を所定範囲内で許容するように形成してもよい。そして、前記監視機構は、前記鋳付除去部材の許容範囲を越える上方への移動を警告する警告手段を備えていることが望ましい。この警告手段には、前記支持部材の傾きの増加に伴って移動する前記ウエイトの位置から前記鋳付除去部材の危険位置を検出するセンサと、前記センサからの信号を受けて注意を喚起する警告装置とを含めることができる。
【００１２】
また、前記監視機構は、前記警告手段による警告後における、前記鋳付除去部材のさらなる上方への移動に対処する破損防止手段をさらに備えていることが望ましい。破損防止手段は、所定値以上の張力を受けたときに前記鋳付除去部材側と前記ウエイト側とに分割するように形成した前記支持部材と、前記ウエイトの上昇に伴い前記支持部材を一体化している連結部材を外す方向に作用するワイヤとを含んで形成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例装置を説明する。図２は実施例装置の概要構成を示した図である。本実施例装置はクレーン装置１０と鋳付除去装置２０とを含んでいる。クレーン装置１０は、図示しない建屋の上部に配設したレール１１上を移動するワイヤ昇降機１２を有している。ワイヤ昇降機１２からはフック１６を下端に有するワイヤロープ１５が吊下されており、鋳付のあるレードル１を外部から搬入する。クレーン装置１０によりレードル１が定位置に搬送された後、ワイヤロープ１５を巻き上げることで後述する鋳付除去板３１にレードル１の内壁を当接させる。
【００１４】
鋳付除去装置２０のタワー２１上には支持部材４０が配設されている。この支持部材４０の前方側（図２においては左側）にはアーム３０が固定されている。このアーム３０には鋳付除去部材としての鋳付除去板３１が下向きに固定されている。アーム３０はタワー２１から側方に突出するように配置されており、鋳付除去板３１は上昇してくるレードル１の上方に位置する。
【００１５】
支持部材４０は水平方向（図２では、紙面に垂直な方向）に延びる支点部４１を有しており、この支点部４１を中心に揺動可能に設置されている。支持部材４０の後部４２側は、タワー２１の上面に固定されたストッパ２４により上方への動きが規制されている。よって、支持部材４０は一端に鋳付除去板３１及びアーム３０が固定されているので、左回転の力を受けるがこれをストッパ２４により阻止された状態で安定している。
【００１６】
鋳付除去装置２０は、クレーン装置１０により上昇されるレードル１の内壁上部に、鋳付除去板３１を当接さながら板状の鋳付を破砕する。このときの当接力が例えば２０ｔｏｎ程度であれば鋳付を十分に破砕できる。その際、アーム３０及び鋳付除去板３１がタワー２１に対して、不動状態で固定されているとクレーン装置１０によりワイヤロープ１５が過巻上げされたときに、破損するという事態が想定される。そこで、本実施例装置は、前述のように揺動する支持部材４０を設け鋳付除去を安全に実行できる構成を有している。以下さらに、鋳付除去装置２０が支持部材４０回りに有する監視機構についてより詳細に説明する。
【００１７】
本装置が有する監視機構には、レードル１の上方移動量が許容範囲を超えたことを作業員に知らせるための警告手段と、警告段階を超えてしまった場合に設備破損を防止するための破損防止手段とを備えている。まず、警告のための構成を説明する。タワー２１の後部には、ウエイト２７が配置されている。このウエイト２７からワイヤ２８が延びている。このワイヤ２８は、タワー２１上面に設置した支柱２５に設けたプーリ２９Ａ、２９Ｂ及び、支持部材４０の後部４２に固定したプーリ４５を介し、その終端は支柱２５に固定されている。ワイヤ２８はウエイト２７が基台５から浮いて、張力が発生する長さに設定されている。
【００１８】
鋳付除去板３１が上昇するレードル１に当接されたことにより、上向きに移動させられたときには、支持部材４０は支点部４１を中心に右回りの回転力を受けるが、これに抗する左回りの力がワイヤ２８により支持部材４０に付与される。よって、ウエイト２７にセットする重量を調整することで、レードル１の内壁に対する当接力（破砕力）を変更することもできる。前述したようにこの当接力が少なくとも２０ｔｏｎ程度得られるようにウエイト２７が設定される。
【００１９】
本装置は、レードル１が当接されている鋳付除去板３１の上方への移動量が許容範囲を超えて危険であることを警告する警告手段として、タワー２１の脚部に設けたセンサ２２、２３を含んでいる。例えば、これらのセンサとして反射型のセンサが採用され、ウエイト２７が各センサの高さ位置にあるときには反射光によりこれを検出する。センサ２２、２３が共にウエイト２７を検出できない状態となったときには、図示しない配線で接続した警告灯５０を点灯して作業者に警告する。
【００２０】
前述した構成から明らかなように、鋳付除去板３１が上方に移動されると支持部材４０が右回りに揺動するので、プーリ４５、２９を介してワイヤ２８が上方に引かれることになる。これによりウエイト２７が上昇する。例えば、鋳付除去板３１の上昇量を１００ｍｍ程度までに規制したい場合は、そのときの支点部４１周りの支持部材の揺動角αとウエイト２７の上昇量を関連付けておく。すなわち、支持部材４０がα度右に傾いたときにウエイト２７がセンサ２２、２３の高さ位置から外れるようにワイヤ２８を設定すればよい。
【００２１】
そして、センサ２２，２３の両方でウエイト２７を検出できなかったときに、警告灯を点灯すれば鋳付除去板３１の上方への移動が許容範囲を超えたことを作業員に認知させることができる。これにより、作業員のクレーン装置１０の操作によりワイヤ１５の巻上げを止め、レードル１を下げる操作が行われることで危険を回避できる。
【００２２】
なお、支持部材４０の傾きに伴って上方へ引かれるワイヤ２８の移動量が大きくなれば、ウエイト２７の移動量も大きくなり検出感度が向上する。図２ではプーリ２５及び一対のプーリ２９Ａ，Ｂを例示的に示しているが、設置するプーリの数を増やすことで、支持部材４０の傾きに対応するワイヤ２８の移動量を増加させることができる。本装置では鋳付除去板３１の上昇量の約８倍の移動量でワイヤ２８の移動量を設定している。
【００２３】
さらに、本装置はより安全な装置を実現するため破損防止手段を備えている。本装置は上記のようにセンサ２２、２３及び警告灯５０による警告手段を備えているが、警告後においても万が一レードル１の上昇が継続されてしまうと支持部材４０やタワー２１等が破損してしまうという事態にもなる。そこで、本装置はこのような事態を防止するため緊急避難的な破損防止手段を備えている。
【００２４】
ウエイト２７に接続された前記ワイヤ２８からワイヤ２６が分岐されている。この分岐ワイヤ２６の他端は前述した支持部材４０のスライドピン４４に接続されている。このスライドピン４４は分岐ワイヤ２６から所定の張力を受けると長穴４３内をスライドできるようになっている。そして、スライドピン４４がスライドしたときには、支持部材４０がアーム３０側と後部４２側とに分離するように形成されている。このように分割可能な持部材４０の詳細な構成については後述する。
【００２５】
上記分岐ワイヤ２６は、ウエイト２７が実線で示す位置（符号Ｉ参照）周辺にあるときには弛んだ状態にあり、スライドピン４４に張力を及ぼさないようになっている。しかし、鋳付除去板３１がクレーン装置により過度に引き上げられ支持部材４０の揺動角がさらにβを超えるときは、ウエイト２７が前述した警告位置を大きく越えて点線で示す位置（符号II参照）まで上昇する。このときは支持部材４０、タワー２１等の設備が破壊する虞があり、緊急に対処をすることが必要である。そこで、本装置では支持部材４０を分離して設備破損を防止する。本装置の場合、例えば鋳付除去板３１が３０ｔｏｎ以上の力をレードル１から受けると上方に移動するように設定され、この上方への移動量が３００ｍｍを越えたときに分離するように設定する。なお、この移動量３００ｍｍのときの支持部材４０の揺動角がβに相当する。また、ウエイト２７の移動量は３００ｍｍの８倍で２４００ｍｍとなる。
【００２６】
図３は、図２に示した支持部材４０を矢印ＤＷの方向から見て、内部構成が確認できるように示した図である。図３（Ａ）は分離する前の支持部材４０を示し、また同（Ｂ）は分離状態となった支持部材４０の様子を示している。支持部材４０は線ＳＰの部分で左右に分割可能に形成されている。すなわち、支持部材４０はＳＰを境にしてアーム３０側と後部４２側（ウエイト側）とに分けて形成されている。後部側には長手方向（図３で左右方向）でスライド可能な連結材５１が設けられている。この連結材５１にはスライドピン４４が固定されている。このスライドピン４４は、図２に示すように長穴４３内を移動する。
【００２７】
また、（Ａ）に示すように、後部４２には先端に係合爪５３を有する腕部５２がアーム３０側に延びている。アーム３０側には係止棒５６が設けられている。支持部材４０が一体化しているときは、係合爪５３が係止棒５６に係合している。しかし、この係合爪５３はワイヤ２６からスライドピン４４に所定値以上の張力が加えられたときに、係止棒５６から離脱するように設計されている。そして、係合爪５３が外れると連結部材５１は、ワイヤ２６に引かれるスライドピン４４と共に長穴４３に沿って移動する。その結果、連結部材５１がアーム３０から外れるので左右が分離する。
【００２８】
（Ａ）に示すように支持部材４０が一体化しているときには、後部４２側の連結部材５１が左端に位置しアーム３０側の端部５５上に橋渡しを行っている。しかし、スライドピン４４がワイヤ２６から所定以上の張力を受けたときには右にスライドすることで、連結部材５１がアーム３０側の端部５５から外れて左右が分離するのである。ここで、上記係合爪５３が係止棒５３から離脱する強度をワイヤ２６の張力に対して所定値に設定しておけば、所望により支持部材４０を分離できる。
【００２９】
前述したように、ワイヤ２６に張力が発生するのは警告段階を過ぎ、さらにクレーン装置１０によりレードル１が過度に巻き上げられたときである。このような場合では、設備保護のため緊急の対処が必要である。よって、本装置ではこのような事態となったときには、クレーン装置１０の巻き上げ力が設備側に伝達されないように支持部材４０のアーム３０側を切り離することとしている。
【００３０】
以上の構成を有する鋳付除去装置によると、鋳付が発生したレードル１をクレーン装置で巻き上げて鋳付除去板３１に当接するので、上部内壁の鋳付を効率的に破砕できる。また、このように破砕された鋳付はレードル１の内部に溜まるので、従来のように別途、破砕した鋳付を回収することも必要がないので著しく効率的である。破砕されたレードル１の底部に溜まった鋳付は、自溶炉からレードル内にカワを注湯する際にライニングの機能を果たすのでレードルの寿命を延ばすことができる。また、鋳付の破砕は機械的に行われるので、作業員はこのとき発生するＳＯ２等のガスに近づいての作業から開放される。また、ＳＯ２等のガスは略定位置で発生するのでこれの排気、回収は容易に行うことができる。
【００３１】
そして、本装置は従来にはない、レードル１をクレーンで上昇させる構成を採用したことに関して、前述したような十分な監視機構を備えている。すなわち、鋳付除去板３１が許容範囲を超えて上に移動したときには、先ず警告を発して作業員に注意を喚起する。そして、万が一、警告後さらに鋳付除去板３１が上方に移動される場合にはこの部分を分離することで設備の破損防止を図っている。よって、作業員は本鋳付装置を安全に使用することができる。
【００３２】
なお、上記鋳付除去板３１はレードル１の上部内壁に当接しながら板状の鋳付を破砕できるような形状に成形されていることが好ましい。例えば、鋳付除去板３１はレードル１の内法（うちのり）に対応した円盤状あるいはレードル１上部の断面に対応した形状とするのが望ましい。また、本実施例では作業員へ警告する装置として警告灯を例示したが、サイレンを設置して音で警告を発するようにしてもよい。
【００３３】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、本発明によると、鋳付除去部材が上昇してくるレードルの内壁に当接するので、多大な労力を必要とすることなく、機械的に効率よく鋳付を除去できる。また、監視機構を有しているので、レードルの上昇に伴って鋳付除去部材が上方へ過度に移動させられるという事態を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レードルの断面を示した図である。
【図２】実施例装置の概要構成を示した図である。
【図３】図２に示した支持部材を矢印ＤＷの方向から見て、内部構成が確認できるように示した図であり、（Ａ）は分離する前の支持部材を示す図、また（Ｂ）は分離状態となった支持部材の様子を示す図である。
【符号の説明】
１              レードル
２              内壁
３              鋳付
１０            クレーン装置
２２，２３      センサ
２７            ウエイト
３１            鋳付除去板（鋳付除去手段）
４０            支持部材
４４            スライドピン
５０            警告灯（警告装置）
５１            接続部材
【図１】
2004209482.tif 000003
【図２】
2004209482.tif 000004
【図３】
2004209482.tif 000005