(57)【要約】【課題】取鍋本体の上端開口を塞ぐ保温蓋を、簡単な機構で必要とされる間だけ開くことができるようにすることである。【解決手段】取鍋本体１の上端開口１ａを塞ぐ保温蓋４を、取鍋本体１に設けた水平方向の支軸１４に回動自在に取り付けるとともに、蓋開閉用アーム１５を中心に形成したリンク機構を介して吊り部２に連結し、取鍋本体１と吊り部２とを相対的に傾動させる傾動装置３を駆動することにより、保温蓋４が吊り部２の傾動に連動して開くようにしたのである。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋本体と、取鍋本体を吊り上げるための吊り部と、これらの両部材の一方を他方に対し相対的に傾動させる傾動装置と、取鍋本体の上端開口を塞ぐ保温蓋とを備えた蓋付取鍋において、
前記保温蓋を、前記取鍋本体に設けた水平方向の支軸に回動自在に取り付けるとともに、リンク機構を介して前記吊り部に連結し、前記傾動装置を駆動して吊り部を取鍋本体に対して相対的に傾動させることにより、前記保温蓋が吊り部の傾動に連動して回動し、前記取鍋本体の開口が開放されるようにしたことを特徴とする蓋付取鍋。
【請求項２】
前記保温蓋と吊り部との連結を切り離し可能とするとともに、前記保温蓋をその回動支点と反対の側で前記取鍋本体の開口を一部開放する形状として、前記保温蓋を吊り部から切り離し、前記取鍋本体を吊り上げた状態で前記傾動装置を駆動して取鍋本体を傾動させることにより、前記保温蓋を閉じたまま取鍋本体内の溶湯を排出できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の蓋付取鍋。
【請求項３】
前記保温蓋と吊り部との連結を切り離し可能とする手段が、前記リンク機構を、その一端部が前記吊り部に設けたピンにその軸心に沿って移動可能に取り付けられ、他端部が前記保温蓋に設けた連結部と係合して、前記保温蓋と吊り部とを連結するものとし、このリンク機構を前記ピンの軸心に沿って移動させることにより、前記リンク機構の他端部と保温蓋の連結部との係合が外れるようにしたものであることを特徴とする請求項２に記載の蓋付取鍋。
【請求項４】
前記リンク機構が、一端部を前記吊り部のピンにその軸心まわりに回動自在に取り付けられ、他端部を前記保温蓋の連結部と係合させた状態で前記ピンの軸心まわりに回動したときには、ピンの外周面と対向する位置に設けたストッパにより、他端部と保温蓋の連結部との係合が外れる方向へのピン軸心に沿った移動を規制されるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の蓋付取鍋。
【請求項５】
前記支軸を前記取鍋本体の一部に着脱可能に差し込んだことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の蓋付取鍋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、取鍋本体の上端開口を塞ぐ保温蓋を備えた蓋付取鍋に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳物工場における溶解から鋳造までの一般的な工程は、まず、キュポラより出銑した溶湯を、耐火物で保護した樋を通して低周波炉に注ぎ、ここで成分および温度を調整した後、すぐに取鍋でコンバータへ移してダクタイル処理を行う。そして、ダクタイル処理した溶湯を別の取鍋に注いで、専用の台車で鋳造現場まで搬送する。鋳造現場では、搬送されてきた取鍋を天井クレーンで吊り上げて鋳造機の上方で傾け、取鍋内の溶湯を鋳造機へ配湯して鋳造を行う。
【０００３】
この鋳造までの工程では、配湯時の溶湯温度を所定の温度以上とすることが、鋳造不良防止のための重要なポイントであるが、溶湯搬送用の取鍋が受湯および出湯を容易に行えるように上方に大きく開口しているため、溶湯搬送中には放熱による温度低下が避けられない。このため、溶解工程の最終段階となるダクタイル処理までは、溶解現場で時間調整を行って極力短時間で処理を完了させることにより、溶湯の温度低下を抑えている。しかしながら、溶解現場から鋳造現場への搬送時には、鋳造工程への溶湯の引渡し等により少なからず待ち時間が発生するうえ、鋳造機への配湯にも１０分程度の時間がかかるため、この間に溶湯温度が大きく低下してしまうことが多い。
【０００４】
そこで、通常は、配湯が完了するまで所定の溶湯温度を確保できるように、ダクタイル処理した溶湯を取鍋に注ぐときの温度を、その後の搬送および配湯中の温度低下を見込んで高く設定している。従って、溶解工程後の取鍋での溶湯温度の低下を抑制できれば、取鍋に注ぐ溶湯の温度を低くすることができ、キュポラでのコークス使用量や低周波炉の電力量の低減等の大幅な省エネルギーにつながる。
【０００５】
このため、従来より、取鍋での溶湯の保温手段として、取鍋本体の上端開口を保温蓋で塞ぐ方法が考えられているが、以下のような保温蓋の開閉の問題があるため、ほとんど実用化されていない。すなわち、保温蓋は、耐火物の施工が必要なうえ、蓋本体も熱歪み等に耐えられるだけの強度を必要とするため、人手では開閉できない重量となってしまう。また、軽量耐火物の使用等により蓋を軽量化しても、人手による開閉作業では、火傷等の災害が発生するおそれがある。一方、蓋を開閉するための専用の装置を設ける場合は、設置のための場所と多額の費用が必要となるほか、設置した開閉装置への取鍋のセッティング作業が煩雑なものとなることも考えられる。
【０００６】
これに対して、保温蓋を自動的に開閉できる機構を備えた蓋付取鍋として、保温蓋の開閉レバーを、取鍋本体に設けた支軸に回動自在に取り付けるとともに、取鍋本体の下部に設けた重錘に連結して、取鍋本体が着地しているときは、レバーが重錘の重量を受けることなく保温蓋を開状態に保持し、取鍋本体を吊り上げたときには、レバーが重錘の重量を受けて回動し、保温蓋を閉じるようにしたものが提案されている（特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３２００７８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した蓋付取鍋は、取鍋本体を吊り上げることにより保温蓋を閉じる構造であるため、取鍋を吊り上げている間は溶湯の保温が可能であるが、着地させると同時に蓋が開いてしまうので、注湯を待っている時間が長くなると、溶湯が入ってない状態の取鍋本体の内面が外気に触れて冷え、注湯後の湯温低下が大きくなってしまう。また、取鍋本体の吊り上げに用いる天井クレーンは他の作業にも使用されることが多く、注湯完了後もクレーン待ちにより蓋が開いた状態で放置され、湯温が低下するケースも起こりうる。さらに、取鍋を台車等に載せて搬送するようになっている工場では、蓋が開いたまま搬送されることになるので、この方式を採用しても湯温低下を抑制する効果は小さい。
【０００９】
また、重錘や開閉レバー等の部品が複雑で大きい（重い）ため、改造コストが高くなるうえ、従来よりもメンテナンス性が低下して飛散溶湯除去等の作業の負荷が増える問題や、取鍋の重量増による天井クレーンの負担増といった問題もある。
【００１０】
さらに、取鍋本体を吊り上げたときには、重錘が取鍋本体下面よりも下方に突出して保温蓋の開閉レバーを回動させるようになっているため、受湯時に飛散した溶湯が重錘やレバーへ固着して重錘が突出したままになった場合、床面に置いた取鍋が転倒するという重大な事故が発生するおそれもある。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、取鍋本体の上端開口を塞ぐ保温蓋を、簡単な機構で必要とされる間だけ開くことができるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、取鍋が一般に取鍋本体を吊り上げるための吊り部と、取鍋本体を吊り上げた状態で傾けるための傾動装置とを備えており、取鍋本体を着地させて傾動装置を駆動すると吊り部の方が傾くことに着目し、保温蓋を吊り部に連結することにより、吊り部の取鍋本体に対する相対的な傾動動作を利用して保温蓋を開くようにしたのである。これにより、蓋開閉機構が簡単な構造となるとともに、蓋付取鍋の保温蓋を注湯作業等で必要とされる間だけ開くことができ、搬送中の溶湯の温度低下を確実に抑制することができる。
【００１３】
具体的には、前記保温蓋を、前記取鍋本体に設けた水平方向の支軸に回動自在に取り付けるとともに、リンク機構を介して前記吊り部に連結し、前記傾動装置を駆動して吊り部を取鍋本体に対して相対的に傾動させることにより、前記保温蓋が吊り部の傾動に連動して回動し、前記取鍋本体の開口が開放されるようにしたのである。
【００１４】
この構成において、前記保温蓋と吊り部との連結を切り離し可能とするとともに、前記保温蓋をその回動支点と反対の側で前記取鍋本体の開口を一部開放する形状として、前記保温蓋を吊り部から切り離し、前記取鍋本体を吊り上げた状態で前記傾動装置を駆動して取鍋本体を傾動させることにより、前記保温蓋を閉じたまま取鍋本体内の溶湯を排出できるようにすれば、鋳造機への配湯中も溶湯の温度低下を抑えることができる。
【００１５】
前記保温蓋と吊り部との連結を切り離し可能とする手段としては、前記リンク機構を、その一端部が前記吊り部に設けたピンにその軸心に沿って移動可能に取り付けられ、他端部が前記保温蓋に設けた連結部と係合して、前記保温蓋と吊り部とを連結するものとし、このリンク機構を前記ピンの軸心に沿って移動させることにより、前記リンク機構の他端部と保温蓋の連結部との係合が外れるようにしたものを採用することができる。
【００１６】
その場合には、前記リンク機構が、一端部を前記吊り部のピンにその軸心まわりに回動自在に取り付けられ、他端部を前記保温蓋の連結部と係合させた状態で前記ピンの軸心まわりに回動したときには、ピンの外周面と対向する位置に設けたストッパにより、他端部と保温蓋の連結部との係合が外れる方向へのピン軸心に沿った移動を規制されるようにしておくことにより、開状態の保温蓋が外力で吊り部との連結を切り離されて閉じてしまうことを防止できる。
【００１７】
また、前記支軸を前記取鍋本体の一部に着脱可能に差し込まれるものとすることにより、支軸を抜き取るだけで保温蓋を取鍋本体から取り外すことができ、保温蓋の補修等を簡単に行えるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図８に基づき、この発明の実施形態を説明する。この蓋付取鍋は、ダクタイル処理した溶湯を鋳造現場まで搬送して鋳造機へ配湯するためのもので、図１乃至図３に示すように、上端が開口した円筒形の取鍋本体１と、取鍋本体１を吊り上げるための門型の吊り部２と、これらの両部材１、２の一方を他方に対し相対的に傾動させる傾動装置３と、取鍋本体１の上端開口１ａを塞ぐ保温蓋４とで基本的に構成されている。
【００１９】
前記取鍋本体１は、開口１ａの縁部が正面側で部分的に三角形状に突出して出湯口１ｂが形成され、配湯時に内部の溶湯がスムーズに排出されるようになっている。また、取鍋本体１の外壁には、左右両側の対称な位置から水平に延びる軸部５ａ、５ｂが設けられている。一方、吊り部２は、２枚の長尺の板材からなるビーム６の両端に下向きに延びる柱部７、７を備えており、これらの柱部７、７の下端部がそれぞれ取鍋本体１の各軸部５ａ、５ｂに回動可能に取り付けられている。すなわち、取鍋本体１は、吊り部２のビーム６中央部に設けた吊り輪８に図示省略したクレーンのフックを掛けて吊り上げることができ、かつ吊り部２と相対的に傾動可能となっている。
【００２０】
前記傾動装置３は、ケース９の取付部９ａを吊り部２の左側の柱部７にボルトで固定し、ケース９内の上部に設けたモータ１０の回転軸１０ａとケース９に回転自在に支持されたウォーム１１とにチェーン１２を巻き掛け、ウォーム１１と噛み合うウォームホイール１３を、ケース９内まで延長した取鍋本体１の左側の軸部５ａに固定したもので、モータ１０を駆動してウォーム１１をその軸心まわりに回転させることにより、取鍋本体１と吊り部２とを相対的に傾動させるようになっている。
【００２１】
すなわち、ウォーム１１を回転させると、この取鍋を前記クレーンで吊り上げているときは、ウォームホイール１３が回転して取鍋本体１が傾動する。一方、取鍋本体１が着地しているときは、ホイール１３が動かないため、ウォーム１１の方が回転しながらホイール１３の周方向に沿って移動し、ウォーム１１を支持するケース９とともに吊り部２が傾動する。
【００２２】
前記保温蓋４は、金属フレームの裏面に耐火物を施工したもので、後述するように閉じたまま取鍋本体１内の溶湯を排出できるように、取鍋本体１の開口１ａを出湯口１ｂ付近を除いて塞ぐ形状とされており、取鍋本体１の出湯口１ｂと反対側に設けた水平方向の支軸１４に回動自在に取り付けられるとともに、蓋開閉用アーム１５を介して吊り部２に連結されている。
【００２３】
蓋開閉用アーム１５は、一端部を吊り部２に設けたピン１６にその軸心まわりに回動自在に取り付けられ、他端のピン部１５ａを保温蓋４の左側面に設けた連結部１７の孔に挿通されて、リンク機構を形成している。
【００２４】
従って、取鍋本体１が着地しているときに、上述したように吊り部２を傾動させると、これに連動して保温蓋４が回動し、取鍋本体１の開口１ａ全体が開放される。なお、図示は省略するが、傾動装置３のモータ１０はケース９に設けた接続口に電源ホースをつなぎ込むだけで駆動できるようになっており、専用の駆動源を設置する必要がなく、任意の場所で保温蓋４の開閉が可能である。
【００２５】
ここで、保温蓋４を回動自在に支持する支軸１４は、取鍋本体１上部に設けた蓋取付部１８に着脱可能に差し込まれている。このため、保温蓋４は、支軸１４を抜き取るだけで取鍋本体１から取り外すことができ、耐火物の補修等が簡単に行える。
【００２６】
また、図４（ａ）、（ｂ）にも示すように、吊り部２のピン１６は、蓋開閉用アーム１５の一端部の厚みよりも長く形成され、その両端部を、ビーム６の左端部近傍にボルト止めしたベース１９に設けた一対のブラケット２０、２０に固定されている。なお、ベース１９のビーム６への取り付けは溶接でもよいが、ボルト止めの方が、磁気探傷等の検査が不要で使い回しもできて好ましい。
【００２７】
上記ベース１９には、両ブラケット２０、２０間でピン１６の左端側を覆うカバー２１が設けられている。このカバー２１は、ピン１６の下方側が開放された略筒状に形成され、その内面とピン１６外周面との間には、蓋開閉用アーム１５の一端部が通過できるだけの隙間が形成されている。
【００２８】
これにより、蓋開閉用アーム１５は、その一端部がベース１９の両ブラケット２０、２０間にある範囲で、ピン１６の軸心に沿って移動可能となっている。その操作は、アーム１５の一端部の近傍に取り付けたレバー２２を人手で押し引きすることにより行われる。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、上記レバー２２をビーム６中央側へ押し込んで、蓋開閉用アーム１５の一端部がベース１９の右側のブラケット２０の近傍に位置しているときは、アーム１５を介して保温蓋４と吊り部２とが連結されており、図５（ｂ）に示すように、レバー２２を引いてアーム１５を左側のブラケット２０の近くまで移動させると、アーム１５他端のピン部１５ａが保温蓋４の連結部１７の孔から抜け、保温蓋４と吊り部２との連結が切り離される。
【００３０】
また、図５（ａ）に示した連結状態において、吊り部２を取鍋本体１に対して相対的に傾動させると、これに連動して蓋開閉用アーム１５が回動し、保温蓋４が開かれる。このとき、アーム１５は、図６に示すように、カバー２１の右側端面により左方向へのピン１６軸心に沿った移動を規制されるので、外力が作用してもピン部１５ａが保温蓋４の連結部１７から外れることがない。すなわち、カバー２１は、保温蓋４と吊り部２との連結を切り離す方向へのアーム１５の移動を規制するストッパの役割を果たしている。従って、保温蓋４が開閉中に吊り部２から切り離されて急に閉じることはなく、取鍋本体１への注湯作業等を安全に行うことができる。
【００３１】
一方、図５（ｂ）のように保温蓋４と吊り部２との連結が切り離された状態では、吊り部２を取鍋本体１に対して相対的に傾動させても、保温蓋４が閉じた状態が保たれる。このときには、アーム１５は、その一端部がカバー２１内に入り込んで、図４（ｂ）に示したようにカバー２１の周方向両端で回動を規制されているので、吊り部２に対する姿勢が一定に保たれ、ぶらつくことがない。
【００３２】
次に、この蓋付取鍋による溶湯搬送および鋳造機への配湯作業について説明する。ダクタイル処理した溶湯を取鍋本体１へ注ぐときは、予め、図５（ａ）に示したように、蓋開閉用アーム１５のレバー２２を押し込んで保温蓋４と吊り部２とを連結しておき、取鍋本体１を着地させた状態で待機させ、注湯の準備が完了してから傾動装置３を駆動する。このように注湯準備が整うまで保温蓋４を閉じておくことにより、溶湯が入ってない状態の取鍋本体１の内面が保温され、注湯後の湯温低下が抑えられる。
【００３３】
着地状態で傾動装置３を駆動すると、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、吊り部２が傾動し、これに連動して保温蓋４が支軸１４のまわりに回動して開いていく。ここで、保温蓋４は、蓋開閉用アーム１５を中心として形成されるリンク機構により、吊り部２が４５°傾いたときに約９０°開くようになっている。そして、図７（ｂ）のように取鍋本体１の開口１ａを大きく開放した状態で、取鍋本体１へ溶湯を注ぎ込めばよい。
【００３４】
取鍋本体１への注湯完了後は、すぐに傾動装置３を逆方向に駆動して保温蓋４を閉じ、図５（ｂ）に示したように、蓋開閉用アーム１５のレバー２２を引いて保温蓋４と吊り部２との連結を切り離した状態で、蓋４を閉じたまま図示省略した台車に載せて鋳造現場まで搬送する。これにより、搬送中の取鍋本体１の開口１ａからの放熱による溶湯の温度低下は大幅に減少し、搬送時に鋳造工程への引渡し等で多少の待ち時間が発生しても、多くの場合は配湯が完了するまで所定の溶湯温度を確保できる。
【００３５】
ここで、取鍋は、取鍋本体１下面に前述の重錘で保温蓋を開閉する方式のような突出部がないため、注湯のために着地させたときや台車に載せたときに転倒するおそれがなく、安全に溶湯の搬送ができる。なお、工場のレイアウトによっては、搬送にクレーンを使用することもできる。
【００３６】
鋳造現場では、図８（ａ）に示すように、搬送されてきた取鍋の吊り部２の吊り輪８にクレーンのフックＦを掛けて吊り上げる。
【００３７】
そして、図８（ｂ）に示すように、吊り上げた取鍋を図示省略した鋳造機の上方まで搬送し、傾動装置３を駆動して取鍋本体１を傾動させる。このとき、吊り部２と切り離された保温蓋４は、その自重により取鍋本体１の傾動に従って閉じた状態のまま傾動するが、取鍋本体１の開口１ａの出湯口１ｂ付近は開放されているので、ここから溶湯が排出されて前記鋳造機へ配湯される。これにより、配湯中の溶湯の温度低下も抑えることができる。
【００３８】
ここで、保温蓋４を閉じた状態での取鍋本体１の開口１ａの開放部寸法は、配湯作業の安全性や作業性を考慮して設計されている。すなわち、所定スピードでの配湯中に溶湯が保温蓋４に当たって周囲へ飛散することがなく、かつ、クレーン運転手が溶湯残量を確認できる範囲で、極力小さくして保温性を高めるようにしている。
【００３９】
この蓋付取鍋内の溶湯の温度変化を測定して保温蓋のない取鍋と比較したところ、温度降下速度は、蓋なしの取鍋で約６℃／分であるのに対して、約４℃／分と大幅に改善されることが確認された。
【００４０】
なお、保温蓋の開閉は、上述した取鍋本体への注湯作業時のほか、冷えた取鍋本体の内面をガスバーナで暖める際にも行われる。この取鍋本体の昇温および保温作業も、電源ホースさえ接続できれば、任意の空いている作業スペースで行うことができる。
【００４１】
上述した実施形態では、蓋開閉用アームの操作は、手動で行うようにしたが、ラックとピニオンを組み合わせてモータで駆動する等の方法により自動化することもできる。
【００４２】
また、本発明は、実施形態のような電動の傾動装置を使用した取鍋に限らず、手動ハンドルで取鍋本体と吊り部とを相対的に傾動させる機構の取鍋にも、もちろん適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、蓋付取鍋の保温蓋をリンク機構を介して吊り部に連結し、傾動装置を駆動させたときの吊り部の取鍋本体に対する相対的な傾動動作を利用して保温蓋を開くようにしたので、保温蓋を必要とされる間だけ開くことができ、取鍋本体開口からの放熱による溶湯の温度低下を確実に抑制することができる。
【００４４】
従って、保温蓋のない取鍋を使用する場合に比べて、ダクタイル処理した溶湯を取鍋に注ぐときの温度を低く設定でき、大幅な省エネルギーを実現することができる。また、取鍋内の溶湯からの輻射熱やヒュームの放出量が減少することにより、作業環境も改善される。そのほか、残留マグネシウムのフェーディングの抑制や、マグネシウムと珪素との反応の減少によりスラグの発生が減って取鍋本体内が清浄化される等、鋳造製品の品質面での効果もある。
【００４５】
また、蓋開閉機構が既設の傾動装置を流用した簡単な構造であるため、保温蓋を取り付けるための改造コストを安く抑えることができるし、種々の形状の取鍋に採用でき、耐火物の補修や清掃、メンテナンス等もしやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の蓋付取鍋の正面図
【図２】図１の上面図
【図３】図１の左側面図
【図４】ａは図１の要部拡大正面図、ｂはａのＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図５】ａ、ｂは、それぞれ図１の取鍋の保温蓋と吊り部との連結および切り離し動作を説明する要部拡大正面図
【図６】図１の取鍋の保温蓋を開いた状態の要部拡大斜視図
【図７】ａ、ｂは、それぞれ図１の取鍋の保温蓋開閉動作を説明する側面図
【図８】ａ、ｂは、それぞれ図１の取鍋の配湯時の動作を説明する側面図
【符号の説明】
１  取鍋本体
１ａ  開口
１ｂ  出湯口
２  吊り部
３  傾動装置
４  保温蓋
５ａ、５ｂ  軸部
６  ビーム
７  柱部
８  吊り輪
９  ケース
９ａ  取付部
１０  モータ
１０ａ  回転軸
１１  ウォーム
１２  チェーン
１３  ウォームホイール
１４  支軸
１５  蓋開閉用アーム
１５ａ  ピン部
１６  ピン
１７  連結部
１８  蓋取付部
１９  ベース
２０  ブラケット
２１  カバー
２２  レバー
Ｆ  フック
【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】
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【図６】
2004230439.tif 000008
【図７】
2004230439.tif 000009
【図８】
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