(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、該支持体に昇降可能に支持される昇降体と、該昇降体を昇降させる昇降手段と、昇降体に球面支持手段によって支持され、該球面支持手段を支点として前後左右に傾動可能な筒体からなる傾動体と、該傾動体の軸心に軸受によって回転可能に軸支される縦向きのシャフトと、シャフト下端に着脱可能に取着されるインペラと、前記傾動体に支持され、前記シャフトを回転駆動する駆動装置とよりなる撹拌式脱硫装置。
【請求項２】
昇降体に設けた嵌挿孔の内壁には、該嵌挿孔に遊嵌される傾動体の脱硫時における振動を吸収し、或いは傾動体傾動時の前記嵌挿孔内壁との衝突による衝撃力を吸収緩和するための弾性材を設けた請求項１記載の撹拌式脱硫装置。
【請求項３】
昇降体には、筒体からなる傾動体の軸心周りの円周上に周方向に適当間隔で配置され、それぞれが弾発力によって傾動体をシャフトの軸心方向に押込む押込み手段が設けられる請求項１記載の撹拌式脱硫装置。
【請求項４】
上記押込み手段が昇降体又は該昇降体に固着される筒状部材にスライド可能に支持され、小径部と大径部よりなる段付軸状のロッドと、該ロッドの小径部に嵌挿されるバネ手段と、上記ロッドの小径部に嵌挿されると共に、上記昇降体又は筒状部材に捩じ込まれ、上記バネ手段を押えるナットよりなる請求項３記載の撹拌式脱硫装置。
【請求項５】
前記支持体が支柱と、該支柱の上端に水平方向に旋回可能に支持されるアームと、該アームより垂直にクランク状に立ち上がる支軸で構成され、該支軸に前記昇降体が昇降可能に支持される請求項１〜４のいずれかの請求項に記載の撹拌式脱硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑の脱硫に用いられる撹拌式脱硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のこの種撹拌式脱硫装置について示すもので、架台１に固定支持されるガイド枠２には、キャリッジ３が昇降可能に支持され、キャリッジ３はチェーンやワイヤー等（以下、単にチェーン等４という）に吊持されて、ウインチ５によるチェーン等４の巻取り或いは巻戻しによってガイド枠２に案内されて昇降するようになっており、左右両側及び上下には油圧クランプ装置６が設けられ、適当高さでガイド枠２に固定できるようになっている。
【０００３】
キャリッジ３には、モータ７より減速機を介して回転駆動されるシャフト８が軸支され、シャフト下端にはインペラ９が着脱可能に取付けられている。この種のインペラを備えた撹拌式脱硫装置が下記特許文献１にも開示されている。
【０００４】
架台１にはまた図示していないが、脱硫剤入りのホッパーと、該ホッパーより切り出された脱硫剤を搬送するコンベアと、該コンベアより送り出された脱硫剤を取鍋１１に送り込むシュートが設けられている。
【０００５】
溶銑の脱硫時には、ウインチ５によりキャリッジ３を上昇させ、インペラ９を持ち上げた状態で台車１２に装着された取鍋１１がインペラ下に運ばれる。取鍋１１がインペラ下に達すると、図示しないホッパーから切り出された脱硫剤が一定量取鍋内に投入されると共に、ウインチ５によりキャリッジ３を降下させ、インペラ９を取鍋内の溶銑に浸漬させる。そしてモータ７によりインペラ９を回転駆動して溶銑と脱硫剤を撹拌混合し、溶銑の脱硫を行うようになっている。
【特許文献１】特開２００２−３６３６２７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述する従来の脱硫装置では、脱硫時におけるシャフトの振動がキャリッジを介してガイド枠や架台に伝わり、各機械部品や装置全体を振動させて各部品や装置に疲労破壊を生じさせたり、損耗させて寿命を低下させ、また脱硫剤を切り出す際の計量精度を低下させて脱硫剤を必要以上に切り出したり、切り出し不足を生じさせていた。
【０００７】
本発明は、脱硫時におけるインペラやシャフトの振動が他の機械部品や装置全体に伝わるのを抑制して上記の問題を解消しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明の撹拌式脱硫装置は、支持体と、該支持体に昇降可能に支持される昇降体と、該昇降体を昇降させる昇降手段と、昇降体に球面支持手段によって支持され、該球面支持手段を支点として前後左右に傾動可能な筒体からなる傾動体と、該傾動体の軸心に軸受によって回転可能に軸支される縦向きのシャフトと、シャフト下端に着脱可能に取着されるインペラと、前記傾動体に支持され、前記シャフトを回転駆動する駆動装置とよりなり、前記インペラを取鍋内の溶銑に浸漬させて回転することにより脱硫剤と共に溶銑を撹拌混合して脱硫を行うようにしたものである。
【０００９】
本発明の支持体としては、例えば図１に示す脱硫装置の架台１、後述の実施形態に示されるような支柱と、該支柱より側方に突出するアームよりなるものを例示することができ、
昇降体としては、例えば図１に示す脱硫装置のキャリッジ３、後述の実施形態に示されるようなデッキを例示することができる。
【００１０】
昇降体を昇降させる昇降手段としては、例えば図１に示す脱硫装置におけるウインチ５と、該ウインチ５よりガイド枠２及びキャリッジ３に取着のシーブを介して支持体に連結されるチェーン等４よりなり、ウインチ５によるチェーン等４の巻取り或いは巻き戻しによりキャリッジ３を昇降させるもの、特許文献１に開示されるようにクレーンを含み、クレーン操作によりチェーン等を介して支持手段を昇降させるもの等を例示することができる。
【００１１】
傾動体としては、例えば図１に示す脱硫装置のキャリッジ３に球面支持手段によって前後左右に傾動可能に支持され、シャフトを回転可能に軸支するもの、後述の実施形態に示されるように、デッキに球面支持手段によって前後左右に傾動可能に支持され、シャフトを回転可能に軸支する筒体を例示することができる。
【００１３】
球面支持手段としては、後述の実施形態に示されるような昇降体に取着される凹又は凸状の第１の球面を備えた受け部材と、傾動体に取着され、受部材の第１の球面に摺動可能に装着される凸又は凹状の第２の球面を備えた当て部材とよりなり、傾動体を第１の球面の曲率中心の周りに傾動可能とするものが例示されるが、球面支持手段についても、上記のものに限定されるものではなく、傾動体を前後左右に傾動可能に支持できるものであればどのようなものでも差し支えない。
【００１４】
駆動装置についても、一例として後述の実施形態に示されるような傾動体に支持されるモータと、該モータとシャフトを連結し、モータを駆動源としてシャフトを回転駆動させる歯車伝動機構よりなるものが例示される。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の撹拌式脱硫装置において、昇降体に設けた嵌挿孔の内壁には、該嵌挿孔に遊嵌される傾動体の脱硫時における振動を吸収し、或いは傾動体傾動時の前記嵌挿孔内壁との衝突による衝撃力を吸収緩和するための弾性材を設けたものである。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明の撹拌式脱硫装置において、昇降体には、筒体からなる傾動体の軸心周りの円周上に周方向に適当間隔で配置され、それぞれが弾発力によって傾動体をシャフトの軸心方向に押込む押込み手段が設けられるものであり、
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明の撹拌式脱硫装置において、上記押込み手段が昇降体又は該昇降体に固着される筒状部材にスライド可能に支持され、小径部と大径部よりなる段付軸状のロッドと、該ロッドの小径部に嵌挿される例えばコイルバネ、好ましくは皿バネよりなるバネ手段と、上記ロッドの小径部に嵌挿されると共に、上記昇降体又は筒状部材に捩じ込まれ、上記バネ手段を押えるナットよりなるものである。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかの請求項に係る発明の撹拌式脱硫装置において、前記支持体が支柱と、該支柱の上端に水平方向に旋回可能に支持されるアームと、該アームより垂直にクランク状に立ち上がる支軸で構成され、該支軸に前記昇降体が昇降可能に支持されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によると、脱硫時におけるインペラやシャフトの振動が曲面支持手段を支点とした傾動体（インペラ及びシャフトを含む）の前後左右方向への傾動となり、これにより昇降体への振動の伝達が軽減されて、振動に起因する機械部品や装置の疲労破壊や損耗を軽減して寿命を延ばし、脱硫剤を切り出す際の計量精度を向上させて脱硫剤を一定量切り出すようにすることができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によると、脱硫時における傾動体の振動や衝撃が弾性材により吸収され、昇降体への振動の伝達をより軽減することができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によると、偏荷重により一方向に回転しようとするトルクを受ける傾動体を押込み手段により支持して鉛直方向に向け、偏寄した場合に生じがちな振動や偏磨耗を防止することができ、請求項４に係る発明においては更に、バネ手段により振動の吸収を行い、かつナットの捩込み操作により傾動体の傾きを調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態の撹拌式脱硫装置について図面により説明する。
図２に示す撹拌式脱硫装置２０は、支柱２１と、支柱２１上端に水平方向に旋回可能に支持されるアーム２２と、アーム２２より垂直にクランク状に立ち上がり、支柱２１及びアーム２２と共に支持体を構成する支軸２３と、基部が支軸２３に昇降可能に取付けられ、図示しない油圧クランプ装置により適当位置で固定可能な昇降体としてのデッキ２４と、該デッキ２４の先端部の嵌挿孔２５に遊嵌して前後左右に傾動可能に支持される傾動体としての円筒状の筒体２６と、該筒体２６の軸心に縦向きに配置され、上下のベアリング２７（図３）により回転可能に軸支されるシャフト２８と、該シャフト２８の下端部に着脱可能に取付けられるインペラ２９と、支柱側のフランジ３１ａに取付けられるモータ３２を駆動源として回転駆動される歯車及びアーム側のフランジ３１ｂに形成される内歯車よりなる遊星歯車機構（図示しない）よりなる前記アーム２２の旋回機構と、アーム２２上に取付けられるウインチ３３及び一端がウインチ３３に連結され、支軸上端より横向きに張り出す張り出し部３４に取付けられるシーブ３５、デッキ２４上に取付けられるシーブ３６を介して他端が張り出し部３４に連結されるチェーン３７よりなる上記デッキ２４の昇降手段と、筒体上端部より支軸２３に向かって横向きに突出する突出部３８上に取付けられるモータ３９及び該モータ３９とシャフト２８を連結し、モータ３９を駆動源としてシャフト２８を回転させる歯車伝動機構４１よりなるシャフト２８の回転駆動装置とを有し、アーム２２上には更に図示していないが、脱硫剤が収納されるホッパーと、該ホッパーより一定量切り出された脱硫剤を搬送するコンベアと、該コンベアにより搬送された脱硫剤を取鍋４２に供給するシュートが設けられている。
【００２１】
図３は、上述する筒体２６を支持する支持機構の詳細を示すもので、デッキ２４には筒体２６の周りの嵌挿孔２５上端の孔縁にシャフト軸心の上方延長上に位置するｏ１を曲率中心とする凹状の球面を形成した環状の受け部材４４が例えばボルト（図示しない）により取外し可能に固定される一方、筒体２６の上端の周りの突出部３８には同じく上記ｏ１を曲率中心とする凸状の球面を形成し、受け部材４４と共に球面支持手段を構成する環状の当て部材４５が同じくボルトにより取外し可能に固定され、当て部材４５を受け部材４４上に球面同士を接合させて装着することにより、筒体２６がデッキ２４に上記曲率中心ｏ１の周りに前後左右に傾動可能に支持されている。
【００２２】
筒体２６を前後左右に傾動できるようにするために、筒体２６が嵌挿されるデッキ２４の上述する嵌挿孔２５は図示するように下方に向かって開口するように径が下方に向かって漸次拡大し、嵌挿孔下側部の内周には、その全周にわたって筒体傾動時に嵌挿孔内壁と当たることによる衝撃を吸収緩和するためにゴム材よりなる弾性材４７が取付けられている。この弾性材４７は図示する例では、筒体２６が傾動したときのみ筒体２６と接触するようになっているが、筒体２６と常時接触するように設けられていてもよい。前者の場合、弾性材４７は筒体２６が当たるときの衝撃力を吸収緩和し、後者の場合、弾性材４７は筒対２６の傾動により圧縮力が変化し、振動が吸収される。
【００２３】
筒体２６にはまた、突出部３８上に取付けられるモータ３９等の偏荷重により図３の反時計方向に偏寄するようなトルクを生じ、このため筒体２６の下側部が図３に示す嵌挿孔２５の右側内壁に片当たりし、振動や偏磨耗を生じがちとなる。この問題を解消するために突出部３８が延出する方向と逆向きに突出する突出部を設け、該突出部上にバランス手段としてのバランスウェイトを設け、これにより筒体２６のトルクをバランスさせるようにしてもよいし、デッキ２４と突出部３８を連結するトルクアームを設けて筒体２６の傾きを規制するようにしてもよい。また後述の別の態様に示されるように、バネ手段の弾発力で筒体２６をシャフト２８の軸心方向に押込む押込み装置を円周上に複数、等間隔で配置し、各押込み装置で筒体２６の傾きを規制するようにしてもよい。
【００２４】
脱硫時においては、図２の実線で示すように取付台５３に取鍋４２を装着したのち、デッキ２４を図の実線位置に上昇させ、インペラ２９を取鍋４２に当たらない高さまで持上げた状態でアーム２２を水平に実線位置まで旋回させ、ついでウインチ３３によるチェーン３７の巻き戻し操作によりインペラ２９を図２の一点鎖線位置に降下させ、取鍋４２内の溶銑に浸漬させる。同時に或いはこれに前後してホッパーより一定量切出した脱硫剤をコンベア及びシュートを介して取鍋内に供給する。そしてインペラ２９の回転駆動により脱硫剤と溶銑を撹拌混合して脱硫を行う。脱硫時に生ずるインペラ２９やシャフト２８の振動により筒体２６は前記した球面支持手段の球面の曲率中心ｏを中心として前後左右に揺動するようになり、デッキ２４に振動が伝わるのが抑制される。
【００２５】
脱硫を終えると、ウインチ３３によるチェーン３７の巻取り操作によりインペラ２９を図２の実線位置に持上げ、ついでアーム２２を左方に旋回させて図の一点鎖線位置に切換える。そして取付台５３に新たに装着された取鍋内の溶銑に対し脱硫を同様にして行う。以上のようにして左右の取鍋に対し、脱硫が交互に行われる。
【００２６】
図４は、前述する筒体支持機構の別の態様を示すもので、デッキ２４の嵌挿孔５１上端の孔縁にシャフト上端の軸心上に位置するｏ２を曲率中心とする凹状の球面を形成した環状の受け部材５２が例えばボルト（図示しない）により取外し可能に固定される一方、傾動体としての筒体５３の上端に固着される取付け部材５４に同じく上記ｏ２を曲率中心とする凸状の球面を形成し、かつ受け部材５２と共に球面支持手段を構成する環状の当て部材５５が取付けられている。この当て部材５５は周方向に数分割され、それぞれが取付け部材５４に形成の凸部５４ａに外側から嵌合するように装着されて環状に組付けられ、組付け状態で凸状の球面が受け部材５２の凹状の球面に接合することにより筒体５３が上記曲率中心ｏ２の周りに前後左右に傾動できるようになっている。なお、当て部材５５は筒体５３をシャフト２８やその回転駆動装置及び該回転駆動装置を取付けた突出部５７と共に持ち上げることにより受け部材５２上に離脱し、離脱状態で個々に取外しできるようになっている。
【００２７】
デッキ２４の嵌挿孔５１下端の孔縁には、押込み手段としての押込み装置５９が図５に示すように、同一円周上に等間隔で（図５に例示するものにおいては６か所）取付けられている。この押し込み装置５９は、昇降体としてのデッキ２４に固定され、段付状の軸孔６１及び周面に軸孔６１に通ずる空気孔６２を形成した筒状部材６３と、小径部６４ａと大径部６４ｂを有し、大径部６４ｂを筒状部材６３にスライド可能に嵌挿した段付き軸状のロッド６４と、該ロッド６４の小径部６４ａに差込んで筒状部材６３の軸孔６１に装着されるバネ手段としての複数の皿バネ６５と、同じくロッド６４の小径部６４ａに差込まれ、筒状部材６３に捩じ込まれるナット６６よりなるもので、ナット６６の捩じ込みにより皿バネ６５を押し込んで、そのバネ圧をロッド６４に作用させ、これによりロッド６４の先端を筒体外周に固着のライナー６８に当て、筒体５３をシャフト２８の軸心方向に押付ける作用を行うようになっており、また筒体５３が振動により皿バネ６５のバネ圧の作用方向と逆向きに傾動しようとすると、皿バネ６５が押し込まれて筒体５３の傾動を許容できるようになっている。
【００２８】
本実施形態においては、円周上に等間隔で配置した押込み装置５９が筒体５３を六方からシャフト２８の軸心方向に押込んで保持することにより筒体５３の傾きを規制すると共に、筒体５３の回転を抑制するほか、各押込み装置５９は皿バネ６５の弾性変形により筒体５３の振動を吸収する機能を果たしている。
【００２９】
前記実施形態の脱硫装置２０では、モータ３９は筒体上端部より横向きに突出する突出部３８上に取付けられているが、別の実施形態ではモータ３９が筒体上端部上に設けられ、偏荷重を生じさせないようにされる。これによりトルクをバランスさせるバランス手段を省くことができる。なお、この場合でも筒体の回転を抑制する何らかの手段を設けることが必要である。
【００３０】
前記実施形態の脱硫装置２０ではまた、インペラ２９が旋回して図２の実線位置と一点鎖線位置で交互に脱硫が行われるようになっており、筒体２５が球面支持手段により前後左右に傾動可能に支持されているが、別の実施形態では、図１に示す撹拌式脱硫装置において、キャリッジ３に球面支持手段により前後左右に傾動可能に支持される傾動体としての筒体が別に設けられ、該筒体に前記実施形態の脱硫装置２０における筒体２５と同様、シャフト８が回転可能に軸支されると共に、該シャフト８を回転駆動するモータ７が取付けられる。この実施形態の脱硫装置ではしたがって、ガイド枠２を備えた架台１が支持体、キャリッジ３が昇降体に相当するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の撹拌式脱硫装置の要部を示す部分断面正面図。
【図２】本発明に係る撹拌式脱硫装置の要部を示す側面図。
【図３】図２に示す脱硫装置における筒体支持機構を示す断面図。
【図４】筒体支持機構の別の態様を示す断面図。
【図５】図４に示す押込み装置の配置図。
【符号の説明】
【００３２】
２０・・撹拌式脱硫装置
２１・・支柱
２２・・アーム
２３・・支軸
２４・・デッキ
２５、５１・・嵌挿孔
２６、５３・・筒体
２７・・ベアリング
２８・・シャフト
２９・・インペラ
３１ａ、３１ｂ・・フランジ
３２、３９・・モータ
３３・・ウインチ
３４・・張出し部
３５、３６・・シーブ
３７・・チェーン
３８、５７・・突出部
４１・・歯車伝動機構
４２・・取鍋
４４、５２・・受け部材
４５、５５・・当て部材
４７・・弾性材
５４・・取付部材
５９・・押込み手段
６１・・軸孔
６２・・空気孔
６３・・筒状部材
６４・・ロッド
６５・・皿バネ
６６・・ナット
【図１】
0005201900.tif 000002
【図３】
0005201900.tif 000003
【図４】
0005201900.tif 000004
【図５】
0005201900.tif 000005
【図２】
0005201900.tif 000006