(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクを保持スタンドに対して上下方向に移動可能に設け、タンクには投入口、排出口及び保形筒掴みを備え、保持スタンドにはタンクの排出口を開閉するストッパーと保形筒掴みを開閉するための開閉部材を備え、タンクを保持スタンドに対して相対的に上方に移動させると、ストッパーがタンクの排出口を閉じ、かつ保形筒掴みが閉じた第１の状態となり、タンクを保持スタンドに対して相対的に下方に移動させると、開閉部材が保形筒掴みを開き、かつストッパーがタンクの排出口から外れた第２の状態となるように構成されていることにより、タンクが吊られ、閉じられた保形筒掴みによって保形筒が保持され、かつ排出口が閉じられたタンク内に充填砂が供給された前記第１の状態から、保持スタンドを溶融金属容器のノズル孔の周縁部に自立させて前記第２の状態に移行させると、溶融金属容器のノズル孔の周縁部に保形筒が置かれるとともにノズル孔へ充填砂が充填されることを特徴とする砂投入バケット。
【請求項２】
保形筒掴みは、同じ回動軸でかつ対向するように軸支される２本の保持棒からなり、各保持棒の先端部の対向する面に突起を有し、回動軸はタンクに取り付け、開閉部材は２本の保持棒の対向する面に接触しながらタンクの保持スタンドに対する上下方向の相対移動に伴って上下方向に移動するように保持スタンドに設けたことを特徴とする請求項１に記載の砂投入バケット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の砂投入バケットのタンクを移動可能なクレーンで吊り上げて、あらかじめ位置決めされた溶融金属容器のノズル孔の周縁部に保持スタンドを置くことで、ノズル孔の周縁部に保形筒を置くと同時に溶融金属容器のノズル孔へ充填砂を充填するようにしたこと特徴とする充填砂の充填方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の砂投入バケットに、自動充填砂定量供給装置によって充填砂を砂投入バケットに供給し、自動制御された自走式クレーンで砂投入バケットのタンクを吊り上げて、溶融金属容器のノズル孔の周縁部に保持スタンドを置くことで、保形筒のセットと充填砂の充填を遠隔操作によって行う充填方法であって、この自動充填砂定量供給装置は、砂ホッパーを架台の上に置き、砂ホッパーの上部と下部とに開口部を設け、しかも内部には格子状仕切壁とその下部にコーンを設け、砂ホッパーの下部の開口部にはロータリーフィーダーを設け、ロータリーフィーダーの排出口には、可動シュートをパワーシリンダーによって上下方向に移動可能に設けてなり、さらに走行クレーンは、インバータ制御による電動ウインチとテレビカメラを有していることを特徴とする溶融金属容器のノズル孔への充填砂の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶融金属容器において、溶融金属を排出するためのノズル孔へ充填砂を充填する砂投入バケットとこれを利用した充填砂の充填方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば溶融金属容器として、鋼の製造工程で使用される取鍋において、溶鋼を排出するために、底にノズル孔を設けている。一般的には、このノズル孔をスライディングノズル装置等により開閉して溶鋼の流量を制御している。
【０００３】
一般に、取鍋のノズル孔内での溶鋼の凝固を防止するために、取鍋のノズル孔にあらかじめ充填砂を充填する方法が広く行われている。例えば、特開平３-２２６３４９では、円筒状保形金物を羽口れんが孔の孔縁に配置した状態で充填砂をノズル孔へ充填することで、充填砂の充填高さを制御する方法が開示されている。この方法は、操業条件に応じて充填高さを制御することで充填砂の焼結厚みを変化することができるため、焼結層のブリッジングによる不開孔を防止することができるとされている。この方法では、不開孔率は減少するものの、円筒状保形金物を羽口れんがの孔縁に置き充填砂をその中に充填する作業は人手によるため、精度が安定しないことと作業に危険が伴う問題がある。充填砂を充填する時、取鍋はスラグを排出した直後で高熱の状態であり、この作業のために人が近づくことは非常に危険な作業である。このため、作業にも限界があり、高い精度が得られにくいのである。つまり、円筒状保形金物を置く位置や充填砂を落下する位置がノズル孔の位置からずれる場合がある。
【０００４】
また、自動化の方法として特開平６-１８２５２７では、走行可能な架台の上に、投入装置を置き、装置のシュートにより取鍋の上部から充填砂を落下させる方法がある。
【０００５】
あるいは、特開平１０-２９０５７のように取鍋の下から充填砂を充填する方法もある。
【０００６】
これらの方法では、充填砂は自動で充填することができるが、円筒状保形金物を装着するには、まだ人手によるもので、危険が伴うという安全面での問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明が解決しようとする課題は、溶融金属容器のノズル孔に充填砂を充填するに際して、保形筒を自動的に装着し、これと同時に充填砂を自動的に投入できる砂投入バケット及びこれを利用した充填砂の充填方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の砂投入バケットは、溶融金属容器のノズル孔の周縁部に保形筒を置くと同時にノズル孔へ充填砂を充填する砂投入バケットであって、タンクを保持スタンドに対して上下方向に移動可能に設け、タンクには投入口、排出口及び保形筒掴みを備え、保持スタンドにはタンクの排出口を開閉するストッパーと保形筒掴みを開閉するための開閉部材を備え、タンクを保持スタンドに対して相対的に上方に移動させると、ストッパーがタンクの排出口を閉じ、かつ保形筒掴みが閉じた第１の状態となり、タンクを保持スタンドに対して相対的に下方に移動させると、開閉部材が保形筒掴みを開き、かつストッパーがタンクの排出口から外れた第２の状態となるように構成されていることにより、タンクが吊られ、閉じられた保形筒掴みによって保形筒が保持され、かつ排出口が閉じられたタンク内に充填砂が供給された前記第１の状態から、保持スタンドを溶融金属容器のノズル孔の周縁部に自立させて前記第２の状態に移行させると、溶融金属容器のノズル孔の周縁部に保形筒が置かれるとともにノズル孔へ充填砂が充填されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の砂投入バケットにおいて、保形筒掴みは、同じ回動軸でかつ対向するように軸支される２本の保持棒からなり、各保持棒の先端部の対向する面に突起を有し、回動軸はタンクに取り付け、開閉部材は２本の保持棒の対向する面に接触しながらタンクの保持スタンドに対する上下方向の相対移動に伴って上下方向に移動するように設けることもできる。
【００１０】
本発明の充填砂の充填方法は、本発明の砂投入バケットのタンクを移動可能なクレーンで吊り上げて、あらかじめ位置決めされた溶融金属容器のノズル孔の周縁部に保持スタンドを置くことで、ノズル孔の周縁部に保形筒を置くと同時に溶融金属容器のノズル孔へ充填砂を充填するようにしたこと特徴とする。
【００１１】
また、本発明の充填砂の充填方法は、砂投入バケットに、自動充填砂定量供給装置によって充填砂を砂投入バケットに供給し、自動制御された自走式クレーンで砂投入バケットのタンクを吊り上げて、溶融金属容器のノズル孔の周縁部に保持スタンドを置くことで、保形筒のセットと充填砂の充填を遠隔操作によって行う充填方法であって、この自動充填砂定量供給装置は、砂ホッパーを架台の上に置き、砂ホッパーの上部と下部とに開口部を設け、しかも内部には格子状仕切壁とその下部にコーンを設け、砂ホッパーの下部の開口部にはロータリーフィーダーを設け、ロータリーフィーダーの排出口には、可動シュートをパワーシリンダーによって上下方向に移動可能に設けてなり、さらに走行クレーンは、インバータ制御による電動ウインチとテレビカメラを有していることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１に本発明の砂投入バケットの垂直断面図、図２に図１のＡ−Ａ矢視図を、図３にＢ−Ｂ矢視図を示す。
【００１４】
本発明の砂投入バケット１０は図１に示すように、タンク１が保持スタンド２に保持されており、この保持スタンド２は取鍋５の底部に設けられたノズル孔６周縁部の上面に自立している。また、ノズル孔６の周縁部には保形筒９が置かれており、保持スタンド２は、保形筒９を取り囲むように置かれている。
【００１５】
タンク１は、上部に充填砂の投入口１１、底部に充填砂の排出口１２を有しさらに上端には吊り具のフックをかける吊り端子１３を有している。また、タンク1は、上部ガイド２５と下部ガイド２６によって、保持スタンド２に対して上下方向に移動可能なように取り付けられている。これらの上部ガイド２５と下部ガイド２６は、図３に示すように、それぞれタンク１の側面の４ヶ所に設けられ、後述する保持スタンド２のフレーム２２の側面を両側から挟むように一対の金属板を対向させて形成している。この上部ガイド２５と下部ガイド２６を備えることによって、タンク１が保持スタンド２のフレーム２２に沿ってスムーズに上下動できる。
【００１６】
また、タンク１の下部には保形筒掴み３を設けている。保形筒掴み３は、タンク１のコーン部の下面に取り付けた２枚の保持板３４に同じ回転軸３１で回動可能に保持され、しかも対向するように設けた２本の保持棒３２からなり、各保持棒３２の先端には互いに噛み合う突起３３を設けている。そしてこの２本の保持棒３２の開閉は、保持スタンド２に設けた開閉部材である開閉リング4の上下によって行われる。つまり、図１のように開閉リング４が２本の保持棒３２の基端側にあるときには開き、開閉リング４が２本の保持棒３２の先端側に移動したときには閉じるようになっている。
【００１７】
保持スタンド２は、図２に示すように中央盤２１を中心として十文字状に配置した４本のフレーム２２を有する。図１に示すようにフレーム２２はＬ字型をしており、一端は中央盤２１に固定されて他端はリング形状をした接地リング２７に固定している。また中央盤２１は、下方に向かってタンクの排出口１２を閉鎖するためのストッパー２３を有する。
【００１８】
また、フレーム２２の内面には、タンク１のコーン部の下方側で保形筒挟み３の２本の保持棒３２の間を通過する位置に、リング状の開閉用リング４が取り付けられている。フレーム２２の垂直部の上部側で、タンク１の上部ガイド２５と下部ガイド２６の間にはスリーブ２４が固定されている。このスリーブ２４は、フレーム２２に対して移動可能でありボルト２８で固定されている。このスリーブ２４は、タンクの下方向への相対移動を止めるために設けている。
【００１９】
次に、砂投入バケットの機構について説明する。
【００２０】
図４は、タンク１を上方に移動した状態（第１の状態）を示す。
【００２１】
砂投入バケット１０により充填砂を充填する際には、まず図４に示すように、タンク１の吊り端子１３に吊り冶具７をつけてクレーン８などで上からタンク１を吊ることで、保持スタンド２に対してタンク１を上方に移動する。
【００２２】
タンク１を上方に移動すると、フレーム２２の水平部にタンク１の上端面が接するため、タンク１の相対移動が止まる。このとき、ストッパー２３は充填砂の排出口１２を閉鎖し、また、保形筒掴み３は、保持フレーム２に取りつけられた開閉リング４が相対的に下方に移動することにより閉じた状態（第１の状態）になる。この状態（第１の状態）でタンクの投入口１１から１回に使用する量の充填砂を投入する。
【００２３】
次いで、この砂投入バケット１０をクレーン等で吊り下ろし、取鍋５の底部のノズル孔６の周縁部に置いて自立させる。するとタンク１が下方に移動するので、保形筒挟み３間の開閉リング4が相対的に上昇するによって保形筒挟み３が開き、保形筒９が落下し、図１の状態（第２の状態）になる。このとき、同時にストッパー２３がタンクの排出口１２から外れることによって排出口１２が開き充填砂が落下する。
【００２４】
この砂投入バケット１０を利用すると一連の作業を自動化することができる。
【００２５】
図５は、本発明の砂投入バケットを利用した充填砂の充填方法を製鉄所の製鋼工場で適用した例を示し、図６は、この充填方法に用いられる自動充填砂定量供給装置を示し、図７は、図５のＣ−Ｃ断面図を示す。
【００２６】
図５に示すように、取鍋５を予め位置決めされた場所に正確に置き、図６に示す自動充填砂定量供給装置９０によって１回の充填に必要な充填砂を砂投入バケット１０に供給し、自動制御された走行クレーン１００で本発明の砂投入バケット１０を吊り上げて、取鍋５の底のノズル孔６の周囲に精度良く置くことで、保形筒９（図１参照）のセットと充填砂の充填を遠隔操作によって行うことができる。
【００２７】
この充填砂定量供給装置９０は、図６に示すように砂ホッパー９１を架台９２の上に置き、砂ホッパー９１の上部と下部とに開口部を設け、しかも内部には格子状仕切壁９３とその下部にコーン９４を設け、砂ホッパー９１の下部の開口部にはロータリーフィーダー９５を設け、ロータリーフィーダー９５の排出口には、可動シュート９６をパワーシリンダー９７によって上下方向に移動可能に設けたものである。そして、砂ホッパー９１内の充填砂の残量は、その内側壁に設けたレベルセンサー（図示せず）で管理する。
【００２８】
走行クレーン１００は図７に示すように、テレビカメラ１０１とインバータ制御による電動ウインチ１０２を有するウオールクレーン等を利用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
このように溶融金属容器に近づくことなく遠隔操作で、保形筒のセットと充填砂の充填を行うことができるので安全性が向上する。また、１回の操作でこれらを同時に行うことができるので作業能率が向上する。しかも溶融金属容器やクレーンの位置決めの精度を上げることで、保形筒及び充填砂の落下位置精度を上げることができる。また、クレーンにテレビカメラ等を取り付けて、直接容器の中をのぞき込むことなく離れたところから作業状態を監視することができ、より安全な作業をすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の砂投入バケットの垂直断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】タンクを上方に移動した状態を示す。
【図５】本発明の砂投入バケットを利用した充填砂の充填方法を製鉄所の製鋼工場で適用した例を示す。
【図６】図５に示す充填方法に用いられる自動充填砂定量供給装置を示す。
【図７】図５のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１  タンク
２  保持スタンド
３  保形筒掴み
４  開閉リング（開閉部材）
５  取鍋（溶融金属容器）
６  ノズル孔
７  吊り具
８  クレーン
９  保形筒
１０  砂投入バケット
１１  タンクの投入口
１２  タンクの排出口
２２  フレーム
２３  ストッパー
２４  スリーブ
２５  上部ガイド
２６  下部ガイド
２７  設置リング
３１  回動軸
３２  保持棒
３３  突起
３４  保持板
９０  自動充填砂定量供給装置
９１  砂ホッパー
９２  架台
９３  格子状仕切板
９４  コーン
９５  ロータリーフィーダー
９６  可動シュート
９７  パワーシリンダー
１００  走行クレーン
１０１  テレビカメラ
１０２  電動ウインチ
【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】
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【図７】
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