(57)【要約】【課題】  タンディッシュなどの溶融金属収納容器のノズルの交換作業の作業時間短縮を図るための装置および方法を提供する。【解決手段】  水平移動する移動装置の昇降可能な架台に取り付けた芯出し機構を有する支持架台に回転軸を回転支持する回転支持体を取り付け、この回転軸の先端部に、複数の切削刃物を備えた面状工具と、その軸方向に振動を作用させる打撃機構とからなる打撃装置を支持部材を介して俯仰角調整可能に取り付けた溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置であり、ノズル羽口の表面に面状工具を対向するように位置させ、架台の高さ、打撃装置の俯仰角を調整すると共に、打撃装置を旋回させ、羽口の深さ方向、周方向に、打撃を与えて、羽口の表面の付着物を破砕、除去した後、羽口にノズルを取り付ける。【選択図】      図１
2005111503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属収納容器の下面より下方を水平方向に移動可能な移動装置と、該移動装置上に昇降可能に取り付けられた架台と、前記架台上に設けられた芯出し機構を有する支持架台と、該支持架台に取り付けられた回転軸支持体と、該回転軸支持体に回転可能に支持された回転軸と、該回転軸の上端部に取り付けられ、打撃装置を俯仰角位置決め可能に支持する支持体と、該支持体に取り付けられ、溶融金属収納容器の羽口表面を打撃する面状工具を有する打撃装置とからなることを特徴とする溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【請求項２】
前記打撃装置は、圧縮空気により高速に往復動するピストンと、このピストンの先端に取り付けられた前記面状工具とを有することを特徴とする請求項１に記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【請求項３】
前記面状工具は、打撃方向の前面に密に配置された多数の針状刃物を有することを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【請求項４】
前記面状工具は、格子状に配置された超硬ビットを有する面状工具であることを特徴とする請求項３に記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【請求項５】
前記打撃装置の面状工具に水を噴霧する冷却装置を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【請求項６】
前記溶融金属収納容器の羽口の表面に、請求項１〜５のいずれかに記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置の面状工具を対向させて位置決めし、打撃動作を行いつつ羽口の深さ方向及び／または或いは周方向に打撃装置を移動させて該羽口表面の付着物を除去し、然る後に該羽口にノズルを取り付けることを特徴とする溶融金属収納容器のノズルの熱間交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、連続鋳造設備におけるタンディッシュや取鍋などの溶融金属収納容器を熱間で整備する装置及びその整備方法に関する。より詳しくは、タンディッシュや取鍋などの溶融金属収納容器の底部に設けられている羽口のノズルを打抜きした後、この羽口に新しいノズルを挿入する前に、羽口内面に付着した付着物を熱間にて除去するための装置及びそれを用いてノズルを交換する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の連続鋳造用のタンディッシュは、鋳造が終了した後、これを熱間で整備し、連続して次の鋳造に使用する。この場合、タンディッシュ内に残存する残湯や残滓を排滓鍋などに排出させた後、タンディッシュの底部にある溶損又は詰まりの著しいノズルを新しいノズルに交換する作業が必要となる。
【０００３】
ノズル交換作業に当たっては、先ず、ノズルの打ち抜き作業が必要である。即ち、タンディッシュの蓋上あるいは補修場のデッキ上から作業者により、タンディッシュの内面側より外挿のノズルの先端に、ノズル押し抜き棒の先端を人力又は機械的手段により衝突させて同ノズルをタンディッシュの外へ押し抜く。
【０００４】
その後、新しいノズルをタンディッシュのノズル羽口にモルタルなどの目地材を用いてセットするが、鋳造時の熱影響でノズルと羽口とが焼き付きを起こし、前のノズルを抜いた後のノズル羽口内面が平滑な形状とならない場合がある。従って、新しいノズルの交換・挿入作業の前に、これらの付着物を除去するノズル羽口内面の清掃作業が必須となる。
【０００５】
この清掃作業の手段として、ノズル羽口の円柱中空部と同形のカッターおよび同形のブラシと、このカッターおよびブラシを回転駆動する回転機構と、エアブローノズルとを備え、ノズル羽口の周りに硬く固まったモルタル（目地材）および羽口の先端部分に浸食しているモルタル(目地材)を掻き取り、さらに粉状になったモルタル(目地材)をエアブローノズルにより吹き飛ばす装置（例えば、特許文献１参照）、羽口の形状と相似し、その羽口径より小径のカッターの複数個を相対的に回転させる装置を備えた羽口清掃装置を用い、複数個のカッターを羽口に向けて移動し、各カッターを自転、公転させ、羽口に付着しているモルタル及び溶鋼等を取り除く装置（例えば、特許文献２参照）、あるいは、ブレーカで駆動され、ノズル羽口内面に付着している溶鋼及びモルタル等をはつるはつり工具と、はつり工具を羽口の深さ方向の傾きと同じ傾き方向に往復動させる往復動手段と、ブレーカ、はつり工具及び往復動手段を一体としてノズル羽口内面の周方向に公転させることにより清掃を行う装置（例えば、特許文献３参照）などがあり、更に、ノズル羽口レンガの内周面を清掃する清掃装置の少なくとも清掃部を昇降させる昇降装置と、清掃部のフローティング手段と、フローティング手段により清掃部と一体的に揺動する昇降可能な一方の位置決め部と、タンディッシュの流出口の周囲に設けられて一方の位置決め部と結合した際に清掃装置の清掃部をノズル羽口レンガのほぼ中心線上に位置決めさせる他方の位置決め部と、前記ノズル羽口レンガの内周面を清掃するチェーン及び／又はワイヤブラシを有する羽口レンガ清掃装置（例えば、特許文献４参照）がある。
【０００６】
これらの装置により、高熱下での整備作業の安全性と作業効率の向上を図ることができるとされている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２４２９１８号公報
【特許文献２】特開平７−２５６４４０号公報
【特許文献３】特開平８−１６４４７４号公報
【特許文献４】実開平６−４８９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
溶融金属収納容器であるタンディッシュのノズルの整備に関しては、近年、生産弾力性の改善や設備稼働率の向上を図るため、ノズルの長寿命化を図るという課題に加え、ノズル整備時間の短縮化が求められている。即ち、整備時間を最小限にして整備作業による休止時間を短縮し、タンディッシュの稼働率を最大にすることが要求されている。
【０００９】
このようなことから、これらのノズルの整備を熱間で行なうことが多くなっている。しかしながら、特許文献１〜４にあるようなカッター等の切削工具やワイヤブラシを用いた装置では、ノズル羽口内面（以下、羽口内表面、或いは羽口表面ともいう）に焼き付き固着した目地材はきわめて硬度が高くなるため、切り込みが不十分で能率が劣り、しかも、刃先が早期に磨耗するため効率的とはいえない。
【００１０】
また、特許文献３にあるようなブレーカーによる打撃を利用したハツリ工具では、精度の良い位置決め作業が必要なポイント作業であり、熟練を必要とし、表層の付着物を煉瓦に損傷を与えないようにして高能率化を図るのは困難である。
【００１１】
以上のように、従来の装置や方法では短時間に羽口表面の目地材を除去することが困難であり、いずれも全体としての整備時間や整備頻度の削減が図れないという問題があった。
【００１２】
従って、本発明は、これらの問題点を解決し、溶融金属収納容器のノズル羽口における硬度や形状が一様でない劣化した表層を十分に除去し、新しいノズルに交換する作業を熱間で高能率で行なえる装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、溶融金属収納容器の狭隘な羽口の最深部まで届き、羽口内表面における硬度や形状が一様でない劣化した表層を十分に除去できる、コンパクトでかつ、熟練を必要とせず高能率に炉外から遠隔操作で作業が行える装置を提供するものである。
【００１４】
その要旨は、以下のとおりである。
【００１５】
（１）溶融金属収納容器の下面より下方を水平方向に移動可能な移動装置と、該移動装置上に昇降可能に取り付けられた架台と、前記架台上に設けられた芯出し機構を有する支持架台と、該支持架台に取り付けられた回転軸支持体と、該回転軸支持体に回転可能に支持された回転軸と、該回転軸の上端部に取り付けられ、打撃装置を俯仰角位置決め可能に支持する支持体と、該支持体に取り付けられ、溶融金属収納容器の羽口表面を打撃する面状工具を有する打撃装置とからなることを特徴とする溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【００１６】
（２）前記打撃装置は、圧縮空気により高速に往復動するピストンと、このピストンの先端に取り付けられた前記面状工具とを有することを特徴とする（１）に記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【００１７】
（３）前記面状工具は、打撃方向の前面に密に配置された多数の針状刃物を有することを特徴とする（１）または（２）に記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【００１８】
（４）前記面状工具は、格子状に配置された超硬ビットを有する面状工具であることを特徴とする（３）に記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【００１９】
（５）前記打撃装置の面状工具に水を噴霧する冷却装置を備えることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置。
【００２０】
（６）前記溶融金属収納容器の羽口の表面に、（１）〜（５）のいずれかに記載の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置の面状工具を対向させて位置決めし、打撃動作を行いつつ羽口の深さ方向及び／または或いは周方向に打撃装置を移動させて該羽口表面の付着物を除去し、然る後に該羽口にノズルを取り付けることを特徴とする溶融金属収納容器のノズルの熱間交換方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の装置及び方法は、上記の構成を有するので、以下のような効果がある。
【００２２】
先ず、本装置の打撃装置は、昇降可能な架台の芯出し機構により支持された支持架台上に、回転可能に、かつ俯仰角調整可能に支持されているため、面状工具を羽口表面に的確に対向させ、好ましくはこれに垂直に対向させて、破砕除去作業を行なうことができ、打撃装置の回転と昇降により、一連の作業において羽口の全表面を効率よく処理することが出来る。
【００２３】
また、芯出し機構により、中心軸のズレは、自動的に調整されるので羽口表面を確実に処理することが出来る。
【００２４】
次に、本装置は、打撃装置として、破砕を原理とするコンパクトな面状工具、好ましくは硬度が高い材料で構成された多針状刃物を備えた面状工具を用い、しかも、工具軸方向に振動による加速度による十分な押しつけ力を作用させるので、羽口表面および表層に焼き付き硬化した目地材等に工具の刃先が食い込み、剥離させやすく、点接触する工具に比べ、付着物などを面状に広い範囲に渡って、かつ羽口への損傷も少なく、破砕し、除去することができる。
【００２５】
また、打撃装置の駆動源として、好ましくは、圧縮空気を用いるため打撃機構がコンパクトであり、しかも圧縮空気による空冷効果と駆動後の空気の噴出冷却効果とが組み合わされ、熱間での連続作業に耐えることができる。
【００２６】
このように、面状工具と打撃機構からなる打撃装置はコンパクトであるため、タンディッシュの羽口のような狭隘な空間内に挿入でき、羽口表面の全範囲に対し打撃を効率よく作用させることができる。
【００２７】
このように、高効率で破砕除去作業ができ、ノズル交換作業を迅速に進めることができるので、作業時間が短縮され、タンディッシュの温度低下も最小限になるので後の鋳造作業にも好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
なお、以下に述べる実施例は、本発明を適用した一例であり、技術的に種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、これらの態様に限られるものではない。
【００３０】
以下においては、溶融金属収納容器として、溶融金属の連続鋳造に用いられるタンディッシュを例にとって説明する。
【００３１】
図１は、本発明のノズル羽口付着物の熱間除去装置の一実施例の構成を示す全体概略図であり、図２は、同装置の主要部の断面概要図、図３は、同装置の上面概要図、図４は、図１のＡ−Ａ視概要図である。
【００３２】
図１、図２において、タンディッシュは、古いノズルを外した状態で示されており、タンディッシュ本体１の底部には、レンガやモルタルなどの耐火物２によりタンディッシュのノズル羽口３が形成されており、この羽口にノズル（図示せず）が取り付けられる。タンディッシュ本体１の底部の外側には、ノズルに供給する溶融金属の量を調整するための開閉装置、いわゆるスライディングノズルのカセットを挿入するためのガイドプレート４が設けられている。
【００３３】
上述のように、所定の鋳造が終わったタンディッシュは、ノズル交換や補修が必要であり、羽口の耐火物に付着している目地材や、ノズル耐火物の残片などの付着物を除去するために、内部に残存する残湯や残滓を排滓鍋などに排出させた後、固定台(図示せず)の上に載置されている。
【００３４】
本発明の溶融金属収納容器のノズル羽口付着物の熱間除去装置は、上記のように載置されている溶融金属収納容器の下面より下方、すなわち、収納容器の下面と床との間、を水平方向に移動可能な移動装置６と、これに搭載されたノズル羽口付着物の除去装置５とから構成される。
【００３５】
移動装置６は、台車６ａと車輪６ｂを備え、台車の駆動装置６ｃおよびハンドル６ｄを備えており、ハンドル６ｄで前進、後退、旋回、停止を操作し、移動装置６の位置決め調整が可能となっている。また、移動装置には、除去装置５の回転駆動装置や打撃装置、およびリフターを駆動させるための電力や圧縮空気、あるいは、さらに打撃装置の冷却水を供給する駆動源・冷却水供給装置７が搭載されている。
【００３６】
なお、リフター、除去装置の回転駆動装置、打撃装置などの駆動、操作は、移動装置に付属する制御装置（図示しない）により行えるようになっている。
【００３７】
移動装置６には架台８とこれを昇降させるリフター９が設けられており、架台８上には、芯出し機構を有する支持架台１０が設けられている。この支持架台１０には、回転軸支持体１１が固定されており、この回転軸支持体１１には、ベアリングや軸受けなどの回転支持機構１２が設けられ、これを介して、先端部をこの回転軸支持体の上端より突出させた状態で、回転軸１３が回転自在に支持されている。
【００３８】
なお、回転軸支持体１１の下端には、回転軸１３を回転させる回転駆動装置１４が取り付けられている。なお、回転軸１３の上端にはロータリージョイント１５が挿入されており、回転軸の回転に関わりなく、後述する打撃装置の駆動用の圧縮空気、冷却用の冷却水を供給できるようになっている。
【００３９】
このロータリージョイント１５の上端部には、打撃装置１７を俯仰角位置決め可能に支持する支持体１６が取り付けられている。図５は、支持体１６、打撃装置１７およびロータリージョイント１５の取り付け状況を示す概要図であり、図５に示すように、支持体１６には、打撃装置１７がピン１８により回動可能に固定されており、打撃装置の俯仰角位置決め可能になっている。すなわち、本発明の装置においては、打撃装置が極めてコンパクトであり、羽口内にこれを完全に挿入することができる。羽口内表面の付着物に打撃を与えてこれを破砕除去するには、羽口内表面の法線方向を打撃装置の打撃軸方向として打撃を与えることが効率的である。しかしながら、ノズルの挿入、抜き出しを容易にするため、通常、羽口内面には軸方向に抜き勾配が付与され、円錐台状となっている。この円錐台状の羽口内面の法線方向に打撃装置の打撃軸方向を設定するためには、この勾配に見合った俯仰角を打撃装置に与える必要があり、上記のように調整可能な構成とするものである。
【００４０】
次に、芯出し機構を備えた支持架台１０について、図２〜図４を参照しながら説明する。
【００４１】
架台８に、固定されたボールベアー２０により水平方向の移動を自在に支持された下部支持台２１と、この下部支持台２１上で中心側（すなわち回転軸側）へ傾斜して固定された３箇所の傾斜支持板２２上に、先端にボールベアー２３を持つ支持脚２４が設けられ、この支持脚の上に固定された支持架台１０が設けられている。また、支持架台１０の中央から下方に円筒２５が設けられている。円筒２５の下端近傍、かつその円周上の３カ所には、引っ張りバネ２６の一端が固定され、この引張ばね２６の他端は下部支持台２１の３カ所にそれぞれ固定されている。これにより、支持架台１０の傾斜方向の移動を容易に行うことできる。
【００４２】
なお、円筒２５内には、回転軸１３、回転軸支持機構１２、回転駆動装置１４が配置される形となる。
【００４３】
この構成によって、支持架台１０は、架台８上において、左右方向に対しては下部支持台２１とボールベア２０により、上下方向（傾斜方向）に対しては傾斜支持板２２とボールベア２３により自在に移動可能となる。
【００４４】
また、図４に示すように、下部支持架台２１には、上記円筒２５と間隙有する開口部の周囲に、４箇所の開口部３２が設けられている。これは、後述するように、ガイドポストの支持板３０がこの開口部３２を通過して降下することによって、ガイドポストと打撃装置１７との干渉を避けるようにするためである。この開口部３２は支持架台１０の水平方向のズレを見込んで大きな径とすることが好ましい。
【００４５】
支持架台１０には、支持架台１０から吊るされた吊りばね３１に支持されたガイドポスト支持板３０の上に下端を支持されて、ガイドポスト２７が設けられている。このガイドポスト２７の上端は、支持架台１０に設けられたガイドポスト筒３３の貫通孔３４を挿通し、支持架台１０の上面より突出するように設けられている。上述のようにガイドポスト２７は吊りばねに支持される形となるので支持架台１０に対して相対的に昇降自在な関係となっている。
【００４６】
上記ガイドポスト２７は、その上端にガイドバー２８が取り付けられており、タンディッシュ下面のガイドプレート４の下方の前後、左右の４方に設けられたガイドブロック２９と嵌合可能となっている。また、支持架台の上面には、ストッパー３５が固定されており、装置の上昇限界を規制する。
【００４７】
装置あるいはタンディッシュが傾斜している場合でも、架台８が上昇し、支持架台１０が上昇した際、ガイドバー２８がガイドブロック２９に勘合し、走行方向及びトラバース方向の位置決めが行われると共に、ガイドプレートと接触する。これによって、羽口の中心軸と補修装置の回転軸１３とが一致し、羽口中心軸に対して芯出しが行われる。
【００４８】
従って、後述するように、ノズル羽口の付着物の除去作業を行なう際に、架台８がリフター９により上昇あるいは下降し、打撃装置が羽口内を上下に移動するとき、芯出し機構により除去装置およびタンディッシュ羽口の両者の中心軸を作業の支障にならないように保持することが出来る。
【００４９】
次にロータリージョイント１５について説明する。本発明の除去装置においては、打撃装置を流体（圧縮空気）で作動させることが好ましい。このため、打撃装置を回転させつつ、打撃装置に作動流体を供給するための手段としてロータリージョイントを備えている。
【００５０】
図５において、ロータリージョイント１５の回転側１５ｂの上部外側には、圧縮空気の流出口３７ａが設けられている。また、内部側には軸方向伸びる圧縮空気通路３９ａが設けられており、その上端は圧縮空気流出口３７ａに連通している。一方、固定側１５ａの外側には圧縮空気流入口３６ａが設けられており、圧縮空気供給管（図示しない）に連結されている。固定側１５ａの内側、すなわち回転側１５ｂと接する側、に圧縮空気用環状溝３８ａが設けられている。この環状溝３８ａは、圧縮空気流入口３６ａ、および圧縮空気通路３９ａにそれぞれ圧縮空気連通孔４０ａ、４１ａを介して連通している。圧縮空気供給管から供給された圧縮空気Ａは、圧縮空気流入口３６ａ、圧縮空気連通孔４０ａ、圧縮空気用環状溝３８ａおよび圧縮空気連通孔４１ａより圧縮空気通路３９ａを経由し、圧縮空気流出口３７ａから圧縮空気供給配管４３ａを経て、打撃装置１７に供給される。環状溝の軸方向の上下にはシール体４２が設けられており、圧縮空気の漏出を防止している。回転軸が回転しても、回転軸と固定側とに設けられた環状溝を介して回転側を経由し打撃装置に圧縮空気を円滑に供給することができる。
【００５１】
次に、打撃装置について説明する。図６は、打撃装置１７の一例を示す斜視図であり、図７は、その断面概略図である。
【００５２】
打撃装置１７は、タンディッシュの羽口内に底から挿入され、羽口表面に打撃を与えてその表面に付着している目地材や、ノズル羽口に焼き付いて残っているノズル破片などの付着物を破砕、除去し、羽口表面を平滑にするためのものであり、打撃機構５０とその先端に取り付けられた面状工具５１とから構成され、打撃機構の軸方向の振動により、面状工具５１が振動し、羽口表面の付着物を破砕、除去する。
【００５３】
打撃機構は、その前面の面状工具を軸方向に振動させれば良いので、その機構は、電磁的手段、流体的手段、機械的手段などを用いることができるが、本発明のように熱間で処理を行なう装置の場合、圧縮空気などの流体的手段とするのが好ましい。
【００５４】
図６に示した打撃機構５０は、基本的にはシリンダー本体５３とピストン５４とから構成され、空気供給配管４３ａから供給される圧縮空気により作動するものである。図７に示すように、その打撃機構のピストン５４の先端に、面状工具５１がストップピン５５により取り付けられており、シリンダー５３内で圧縮空気によりピストン５４が往復運動（図では左右に往復）することにより面状工具が振動し、その前方に打撃を与えるものである。
【００５５】
この打撃装置は、作動あるいは作動を切り替えるための弁類がないことが特徴であり、高温作業環境下における本発明装置の耐久性の向上、装置のコンパクト化に有利な構造となっている。
【００５６】
以下に、打撃機構の主要構成を図７を参照しながら説明する。なお、説明においては、図７の打撃装置の軸方向左側を先又は前、右側を後とし、軸より上方を上、下方を下とする。
【００５７】
図７において、シリンダー本体５３内には、ピストン５４が、往復移動可能に組み込まれたシリンダーライナー５６を介して、同軸上に配置されている。ピストン５４の先端はシリンダー５３の先端部より突出可能である。シリンダーライナー５６の後面は、後部ピストンストップワッシャ５８ｂを介して、キャップスクリュー（図示しない）により固定されたバックヘッド５７により、また、その前面は、前部ピストンストップワッシャー５８ｆを介して、シリンダー本体５３の前部に配置されたシリンダーフロントワッシャー５９によって、シリンダー本体５３内に固定されている。そしてピストン５４が、シリンダーライナー５６内において、前部ストップワッシャー５８ｆから後部ストップワッシャー５８ｂの間を軸方向に（摺動）移動できるようになっている。
【００５８】
シリンダー本体５３は、その上方側に排気穴６０および上外部排気孔６１ｕが設けられ、下方側には、給気室６２、給気流入口６６、下外部排気孔６１ｌが設けられている。また、シリンダー本体５３の内周には、内周側に開口する環状溝がそれぞれ前部排気溝６４ｆ、給気溝６５及び後部排気溝６４ｂとして設けられている。なお、給気溝６５は給気流入孔６６に連通するように設けられている。
【００５９】
なお、給気室６２は、圧縮空気を打撃機構に供給する圧縮空気供給配管４３ａ（図示しない）に接続される一方、給気流入孔６６にも連通している。
【００６０】
また、後部排気溝６４ｂには後部排気連通孔６７ｂが設けられており、排気穴６０に連通している。この排気穴６０は、その前方において、上外部排気孔６１ｕに連通している。また、前部排気溝６４ｆは、排気穴６０に連通して上外部排気孔６１ｕに連通すると共に、下方において下外部排気孔６１ｌとも連通している。
【００６１】
シリンダーライナー５６には、軸方向に、前部上排気孔６８ｆｕ、前部下排気孔６８ｆｌ、上給気孔６９ｕ、下給気孔６９ｌ、後部上排気孔６８ｂｕ、後部下排気孔６８ｂｌが設けられており、シリンダー本体の前部排気溝６４ｆ、給気溝６５及び後部排気溝６４ｂとそれぞれ連通するように配置されている。
【００６２】
ピストン５４は、その軸径が前部側５４ｆに比べて後部側５４ｂが大きく構成されており、後部側５４ｂには、往復運動のための以下に述べるような作動部が構成されている。
【００６３】
なお、ピストンの後部側５４ｂの前方側では、ピストン軸部とピストン後部側５４ｂの前面と、シリンダーフロントワッシャー５９とシリンダーライナー５６とでピストン前室７０ｆが形成され、その後部側では、ピストンの後端面と、後部ピストンストップワッシャー５８ｂとシリンダーライナー５６とでピストン後室７０ｂが形成される。
【００６４】
ピストンの後部側５４ｂの内周側には、その上方側の軸方向に後部給気通路７１ｂ、下方側の軸方向に前部通給気通路７１ｆが設けられており、後部給気通路７１ｂの後端は、ピストン後室７０ｂに開放され、一方、前部給気通路７１ｆの前端は、ピストン前室７０ｆに開放されている。なお、前部給気通路７１ｆの後端は閉塞部材７２により閉塞されている。
【００６５】
また、ピストン後部側５４ｂの外周部には、環状の溝が前部切替溝７３ｆおよび後部切替溝７３ｂとして設けられている。この前部切替溝７３ｆには、前部給気連通孔７４ｆが設けられ、上記の後部給気通路７１ｂの前方においてこれと連通している。また、後部切替溝７３ｂには後部給気連通孔７４ｂが設けられ、上記の前部給気通路７１ｆの後方においてこれと連通している。
【００６６】
シリンダー本体５３とシリンダーライナー５６の軸方向前後の２箇所において環状のシール部材７５が周方向に配置されており、作動空気（圧縮空気）の漏出を防止している。
【００６７】
次に、打撃機構の断面概要を示す図８（ａ）〜（ｃ）、図９（ａ），（ｂ）を参照しながら、その動作について説明する。なお、圧縮空気は図示しない供給配管からシリンダー本体の空気室６２に供給され、給気流入孔６６からシリンダー内に供給されているものとする。
【００６８】
図８（ａ）において、ピストン５４は最も後退し、その後端は後部ピストンストップワッシャー５８ｂにほぼ接触する状態であり、ピストン後室７０ｂは最も小さくなっている。
【００６９】
この状態では、ピストンの前部切替溝７３ｆは、シリンダーライナーの上給気孔６９ｕと連通し、圧縮空気Ａは、給気流入孔６６から給気溝６５、シリンダーライナーの下給気孔６９ｌおよび上給気孔６９ｕ、ピストンの前部切替溝７３ｆ、前部給気連通孔７４ｆを経て、後部給気通路７１ｂに流れ、ピストン後室７０ｂに供給され、ピストンを前方に押すように作用する。
【００７０】
このとき、ピストン前室７０ｆの空気は、シリンダーライナーの前部上排気孔６８ｆｕ、前部下排気孔６８ｆｌ、シリンダー本体の前部排気溝６４ｆを経由し、これと連通する上外部排気孔６１ｕ、下外部排気孔６１ｌから装置外に排出される。
【００７１】
ピストン後室７０ｂに空気が供給され続け、ピストンは前進する。次に、図８（ｂ）に示すように、ピストンの前部切替溝７３ｆも前進し、シリンダーライナーの上下の給気孔６９ｕ、６９ｌとの連通が遮断されるようになるため、ピストン後室７０ｂへの空気の供給が止まり、ピストン前室７０ｆは、シリンダーライナーの前部上排気孔６８ｆｕ、前部下排気孔６８ｆｌとの連通が遮断されるようになるため、前部排気溝６４ｆ、外部排気孔６１ｕ、６１ｌからの排気も止まるが、ピストンは慣性力によりそのまま前進を続け、ピストン５４に取り付けた面状工具は羽口内面に打撃を与えることになる。
【００７２】
次に、図８（ｃ）に示すように、ピストンがさらに前進した状態となるが、ピストンの後部切替溝７３ｂがシリンダーライナーの下給気孔６９ｌに連通するようになり、圧縮空気Ａが下給気孔６９ｌ及び上給気孔６９ｕから、後部切替溝７３ｂ、後部給気連通孔７４ｂ、前部給気通路７１ｆを経て、ピストン前室７０ｆに供給開始されようになる。
【００７３】
ピストン前室７０ｆへの給気が開始されピストン５４が後退を開始すると、図９（ａ）に示すようにピストン後室７０ｂとシリンダーライナーの後部上排気孔６８ｂｕ、後部下排気孔６８ｂｌとの連通が絶たれピストン後室からの排気が止まると共に、後部切替溝７３ｂとシリンダーライナーの下給気孔６９ｌ、上給気孔６９ｕとの連通も遮断され、ピストン前室７０ｆへの給気も止まるが、ピストンが慣性力により後退を続ける。次いで、図９（ｂ）に示すように、前部切替溝７３ｆがシリンダーライナーの上給気孔６９ｕ、下給気孔６９ｌと連通するようになり、圧縮空気Ａがシリンダーライナー下給気孔６９ｌ、上給気孔６９ｕ、前部切替溝７３ｆ、前部給気連通孔７４ｆ、後部給気通路７１ｂを経由して、ピストン後室７０ｂに供給されるようになる。
【００７４】
給気によりピストン後室の圧力が、ピストンの後退の慣性力を上回った時点でピストンは停止し、前進に転じる。
【００７５】
なお、ピストンの前面に打撃対象物がない場合は、ピストンは、図８（ｃ）の状態よりもさらに前進し、ピストン後部５４ｂの前面が前部ピストンストップワッシャー５８ｆと接触寸前まで前進しようとするが、ピストン前室７０ｆの圧力がさらに高まることになり、エアークッションによりピストンは停止する。
【００７６】
以上の動作を繰り返して、ピストンは往復振動し、これによって、ピストンの先端に取り付けた面状工具に軸方向の振動を与えることができる。
【００７７】
次に、面状工具について説明する。図６、図７の打撃装置の概要を示す斜視図および断面図で示したように、面状工具５１として、その前面には、多数の針状刃物５２が格子状に配置されている。面状工具５１は、その後面が上記打撃機構の先端に取り付けられ、前面が羽口の内面に打撃を与える形状を有するとしたのものであればよい。従って、図６または図７に示すようにその前面は平面状であってもよいが、この前面が羽口内面の形状に倣うように、曲面状のものであっても良い。また、羽口内面に付着残留する目地材やノズルのような硬質の材料を効率的に破砕除去を行う点からは、広範囲にかつ十分な衝撃、破砕力を与えるために、図６或いは図７に示したように、前面に多数の針状刃物を面状に密に配設した平面状の工具とすることが好ましい。また、面状工具の切削性、耐磨耗性を確保する観点から、針状刃物５２は超硬ビットとすることが好ましい。
【００７８】
なお、本発明では、ピストンと面状工具とを一体化した構成の打撃装置を示したが、ピストンと面状工具とを分離して構成することも可能である。
【００７９】
また、打撃振動を安定して与えることができるように、打撃装置の支持体１６の支持部材１９とピン１８との間に予めクリアランスを設け、羽口内部の付着物が大きい場合でも、打撃ストロークを確保できるようにすることが好ましい。これによって打撃装置の逃げ代を持たせることができ、打撃の継続が容易になる。
【００８０】
さらに、熱間での面状工具の切削性を向上させるため、面状工具を冷却する冷却装置を設けることが好ましい。この冷却装置としては、例えば、図１０に示すように、面状工具５１の前面近傍に冷却水を噴射できる噴霧ノズル４４を設け、ロータリージョイント１５を介して、冷却水を供給し、面状工具に冷却水を噴霧するようにしたものである。
【００８１】
図１０におけるロータリージョイント１５は、図５におけるロータリージョイントに冷却水が供給できるようにしたものであり、基本的には図５と同様の構成である。圧縮空気の供給と併設した例として示す。
【００８２】
ロータリージョイント１５の回転側１５ｂの上部外側には、冷却水の流出口３７ｗが設けられている。また、内部には冷却水通路３９ｗが設けられており、その上端は冷却水流出口３７ｗに連通している。一方、固定側１５ａの外側には冷却水３６ｗが設けられており、冷却水供給管（図示しない）に連結されている。固定側１５ａの内側、すなわち回転側１５ｂと接する側には、内周に沿って環状の溝冷却水用環状溝３８ｗが設けられている。この環状溝３８ｗは、冷却水流入口３６ｗおよび冷却水通路３９ｗに、それぞれ冷却水連通孔４０ｗ、４１ｗを介して連通している。冷却水供給管（図示しない）から供給された冷却水ｗは、冷却水流入口３６ｗ、冷却水連通孔４０ｗ、冷却水用環状溝３８ｗ、冷却水連通孔４１ｗを通って冷却水通路３９ｗを経由し、冷却水流出口３７ｗから冷却水供給配管４３ｗを通って噴霧ノズル４４に供給され、打撃装置１７の面状工具に噴射される。環状溝の軸方向の上下にはシール体４２が設けられて、冷却水の漏出を防止しており、回転軸が回転しても、回転側と固定側とに設けられた環状溝を介して回転側に冷却水を円滑に供給することができる。
【００８３】
次に、本発明の装置を用いてタンディッシュの熱間交換方法を説明する。
【００８４】
図１１(ａ)〜（ｃ）は、本発明の装置を用いてノズル羽口の付着物を除去する際の、装置の動きを説明する概要図であり、（ａ）は装置の移動、位置決め時、（ｂ）は、架台の上昇時、（ｃ）は架台が最上昇した時の状況をそれぞれ示す。
【００８５】
ノズルを除去したタンディッシュは、固定台(図示せず)に載置されており、床との間に空間が存在する。図１１（ａ）に示すように、交換装置の移動装置を、リフター９が縮小し、架台８が下がった状態で、タンディッシュの羽口３の中心軸、除去装置５の回転軸１３の中心軸がほぼ一致する所定位置まで移動させ、停止させる。なお、移動装置の移動は、前述のようにハンドル６ｄの操作による。
【００８６】
所定位置に停止させた後、図１１（ｂ）に示すように、リフターの駆動装置（図示しない）を駆動させてリフター９を上昇させ、除去装置５のガイドバー２８の上端がガイドブロック２９に嵌合するまで上昇させる。このとき、打撃装置１７は、羽口の下部の位置に達している。なお、支持体１６のピンを調整し、打撃装置の俯仰角は予め、面状工具の打撃面が羽口表面に対向するように調整しておく。この状態で、除去装置・リフターの駆動源・冷却水供給装置７から、ロータリージョイントを経由して、打撃装置に圧縮空気を供給し、打撃機構を作動させる。さらに、回転駆動装置１４を駆動させ、回転軸１３を回転させる。これによって、羽口表面が面状工具により打撃され、羽口表面に付着したモルタルやノズルの破片を除去することが出来る。
【００８７】
打撃装置が面状工具を備えているため、羽口表面の一定の範囲を打撃することができ、さらに打撃装置を羽口の中心軸の回りに旋回させることができるため、羽口表面を一定の幅を持って全周が打撃され、付着物を環状に除去することが出来る。
【００８８】
また、打撃装置の俯仰角を調整して、面状工具の打撃面を羽口表面に対してほぼ平行になるように、すなわち、打撃方向に対して羽口表面がほぼ垂直な方向になるように対向させることができるので、効率的に除去することが出来る。
【００８９】
次に、打撃装置を作動させ、回転させつつ架台を上昇させ、タンディッシュの羽口の下部付近から羽口の奥（羽口の上部）にかけて羽口表面の付着物の除去を行なう。
【００９０】
図１１（ｃ）に示すように、架台が上昇して、打撃装置がほぼ羽口の上部に達したとき、ストッパー３５がタンディッシュ下面のガイドプレート４に接触し、架台はそれ以上、上昇しない。
【００９１】
ガイドポスト２７は、ガイドポスト２７がタンディッシュ下面のガイドプレート４に接触してから、ストッパー３５がタンディッシュの下面のガイドプレートに４に接触するまでの間において、ガイドポストのガイドバー２８が、タンデイッシュの下面に設けられている前後、左右の４方のガイドブロック２９により嵌合し、打撃装置を含む支持架台がこのガイドポストに沿って上昇するように規制し、これらの打撃装置を含む支持架台が上昇あるいは下降時に中心軸がずれないようにガイドするためのものである。ストッパーがガイドプレートに接触するまでの間、ガイドポスト２７は、これを支持する吊りばね３１により下方に押し下げられる形となり、ガイドポストは、打撃装置の上昇を干渉しない。
【００９２】
このように、タンディッシュの羽口の表面に打撃装置の面状工具を対向させて位置決めされているので、打撃動作を行いつつリフターを上昇させて羽口の深さ方向に及び／または回軸を回転させて周方向に打撃装置を移動させることにより、羽口表面の残存モルタル或いは残存ノズルなどの付着物を除去することができる。なお、打撃装置の打撃のストロークは、付着している残存モルタルやノズルの厚みに対して充分とっているので打撃を継続することができる。
【００９３】
これにより、タンディッシュの羽口表面が平滑となり、除去装置を退出させた後、新しいノズルを取り付けることができる。
【００９４】
以上の構成は、直立姿勢のタンディッシュに対する実施例であるが、タンディッシュが横向きの場合においても、詳細は省くがリフターによって昇降する架台の代わりに、水平方向に伸縮する機構に架台を取り付けることにより、同等の作業を行うことができる。溶融金属収納容器としてタンディッシュを例にあげて説明したが、本発明はこれに限らず、ノズル羽口を有する溶融金属収納容器に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明に係るノズル羽口付着物の熱間除去装置の全体概要図である。
【図２】本発明に係るノズル羽口付着物の熱間除去装置の主要部の断面概要図である。
【図３】本発明に係るノズル羽口付着物の熱間除去装置の上面概要図。
【図４】図１のＡ−Ａ視概要図である。
【図５】本発明に係るノズル羽口付着物の熱間除去装置における打撃装置の取り付け部の状況を示す概略図である。
【図６】本発明に係るノズル羽口付着物の熱間除去装置における打撃装置の斜視図である。
【図７】打撃装置の構成を示す断面概要図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、打撃装置の動作を説明する図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、打撃装置の動作を説明する図である。
【図１０】本発明に係るノズル羽口付着物の熱間除去装置の他の形態例を示すものであり、打撃装置に冷却装置を設けた例を示す概要図である。
【図１１】本発明のノズル熱間交換装置における装置の動きを説明する概要図であり、（ａ）は装置の移動、位置決め時、（ｂ）は、架台の上昇時、（ｃ）は架台の最大上昇時の状況をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００９６】
１…タンディッシュ
２…耐火物
３…羽口
４…ガイドプレート
５…ノズル羽口付着物の除去装置
６…移動装置
６ａ…台車
６ｂ…車輪
６ｃ…台車駆動装置
６ｄ…ハンドル
７…除去装置・リフターの駆動源・冷却水供給装置
８…架台
９…リフター
１０…支持架台
１１…回転軸支持体
１２…回転支持機構
１３…回転軸
１４…回転駆動装置
１５…ロータリージョイント
１５ａ…ロータリージョイント固定側
１５ｂ…ロータリージョイント回転側
１６…支持体
１７…打撃装置
１８…ピン
１９…支持部材
２０…ボールベア
２１…下部支持台
２２…傾斜支持板
２３…ボールベア
２４…支持脚
２５…円筒
２６…引張ばね
２７…ガイドポスト
２８…ガイドバー
２９…ガイドブロック
３０…ガイドポスト支持板
３１…吊りばね
３２…開口部
３３…ガイドポスト筒
３４…貫通孔
３５…ストッパー
３６ａ…圧縮空気流入口
３６ｗ…冷却水流入口
３７ａ…圧縮空気流出口
３７ｗ…冷却水流出口
３８ａ…圧縮空気用環状溝
３８ｗ…冷却水用環状溝
３９ａ…圧縮空気通路
３９ｗ…冷却水通路
４０ａ、４１ａ…圧縮空気連通孔
４０ｗ、４１ｗ…冷却水連通孔
４２…シール
４３ａ…圧縮空気供給配管
４３ｗ…冷却水供給配管
４４…噴霧ノズル
５０…打撃機構
５１…面状工具
５２…針状刃物
５３…シリンダー本体
５４…ピストン
５４ｆ…ピストン前部
５４ｂ…ピストン後部
５５…ストップピン
５６…シリンダーライナー
５７…バックヘッド
５８ｆ…前部ピストンストップワッシャー
５８ｂ…後部ピストンストップワッシャー
５９…シリンダーフロントワッシャー
６０…排気穴
６１ｕ…上外部排気孔
６１ｌ…下外部排気孔
６２…給気室
６４ｆ…前部排気溝
６４ｂ…後部排気溝
６５…給気溝
６６…給気流入孔
６７ｂ…後部排気連通孔
６８ｆｕ…前部上排気孔
６８ｆｌ…前部下排気孔
６８ｂｕ…後部上排気孔
６８ｂｌ…後部下排気孔
６９ｕ…上給気孔
６９ｌ…下給気孔
７０ｆ…ピストン前室
７０ｂ…ピストン後室
７１ｆ…前部給気通路
７１ｂ…後部給気通路
７２…閉塞部材
７３ｆ…前部切替溝
７３ｂ…後部切替溝
７４ｆ…前部給気連通孔
７４ｂ…後部給気連通孔
７５…シール
Ａ…圧縮空気
Ｗ…冷却水
【図１】
2005111503.tif 000003
【図２】
2005111503.tif 000004
【図３】
2005111503.tif 000005
【図４】
2005111503.tif 000006
【図５】
2005111503.tif 000007
【図６】
2005111503.tif 000008
【図７】
2005111503.tif 000009
【図８】
2005111503.tif 000010
【図９】
2005111503.tif 000011
【図１０】
2005111503.tif 000012
【図１１】
2005111503.tif 000013