(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋にランス(５８)を挿入するランス挿入装置(２５)と、該ランス挿入装置との間でランスの受け渡しを行うマガジン（４０）を備えるランスの自動交換装置であって、
ランス挿入装置（２５）は、ランス上端部に側方に突設した第１又は第２の係止部（７１）、（７２）のいづれか一方に係止してランスを吊持するよう、当該ランス上端部を側方より差込み可能な開口(５０)を備えたランス支持部(３２)と、ランス支持部を旋回若しくは進退させ、当該ランス支持部を鍋上のランス挿入位置と該鍋より退避したマガジンとの間のランス受け渡し位置とに切り換える切換機構と、該切換機構に設けられ上記ランス支持部を昇降させる昇降機構とより構成され、マガジン(４０)は、ランス上端部に突設した上記第１又は第２の係止部のいづれか他方に係止してランスを吊持するよう、当該ランス上端部を側方より差込み可能な開口（５１）を備えたランス係止部(５２)を複数備え、該ランス係止部(５２)の開口(５１)に差し込まれたランスを当該マガジンに対し固定状態に拘束する拘束手段を有し、当該マガジンを上記受け渡し位置に向かって旋回若しくは進退させる機構を設けてなるランスの自動交換装置において、
前記マガジン（４０）のランス係止部(５２)は、ガイド手段(４９)に沿って昇降可能とされると共に、バネ(５３)によって支持されており、拘束手段は、前記ランス係止部(５２)の開口（５１）に対応させて設けたランス挿入用の凹部（５５）に嵌合するランスを拘束する位置と、該凹部へのランスの出入りを可能にする位置とに開閉可能に軸支されるストッパー（５７）と、前記ランス係止部(５２)が降下するとストッパー(５７)がランスを拘束する位置に閉じるようにランス係止部(５２)とストッパー(５７)を連結するリンク機構とからなることを特徴とするランスの自動交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、鍋内の溶銑中にＮ2 ガス等の不活性ガスをランスにより吹き込んで攪拌し、これによりスラグを溶銑中に巻込んでスラグ中の有価金属を回収する際に用いるランスの自動交換装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
鍋蓋は、湯の保温やランスによって脱珪、脱硫、脱炭等を行う際に湯が鍋外に飛び散らないようにするために用いられ、取鍋等鍋への取付け及び取外しは従来クレーン操作によって行っていた。
またランスは溶損や溶融金属の付着等により使用できなくなると、交換する必要があるが、その交換は従来、クレーン操作でランス挿入装置よりランスを取出したり、ランスが装着されるマガジンよりランスを取出してランス挿入装置に取付けることにより行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ランスの交換を自動的に行うことができるランス交換装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題の解決手段】
参考発明は、鍋蓋着脱装置に関するもので、鍋内の溶銑中にＮ2 ガス等の不活性ガスを吹き込んで攪拌し、スラグを溶銑中に巻込んでスラグ中の有価金属を回収する際に鍋に取付けられるシール用鍋蓋の着脱装置において、シール用鍋蓋を吊上げ或いは吊下ろす吊上機構と、該吊上機構を備え、吊上機構で吊上げたシール用鍋蓋を旋回或いは進退させて鍋上の取付位置と鍋より退避した位置とに切換える切換機構とからなることを特徴とする。
【０００５】
参考発明によると、吊上機構により鍋蓋を吊上げ、切換機構により旋回又は進退させることにより鍋蓋が退避位置に或いは取付位置に切換えられる。
本発明における吊上機構としては、例えばチェーンやワイヤーなどの索条を巻取るウィンチ等の巻上装置、チェーンやワイヤーなどの索条を牽引する油圧シリンダーなどが例示される。
【０００６】
また切換機構としては、例えば垂直軸線の周りに回転可能に軸支される支柱と、支柱より側方に突設され、吊上機構を設けたアームと、支柱を歯車、チェーン等の伝動機構を介して回転させる減速機付きモータよりなる装置、ガイドに案内されて水平面内で進退可能で、吊上機構を備えた台車と、台車を進退させる油圧シリンダー或いはスクリューネジと該ネジを回転駆動するモータとスクリューネジに螺着され、台車に取着のナットよりなるスクリューネジ機構などが例示される。
【０００７】
請求項１記載の発明は、ランス交換装置に関するもので、鍋にランス５８を挿入するランス挿入装置２５と、該ランス挿入装置との間でランスの受け渡しを行うマガジン４０を備えるランスの自動交換装置であって、ランス挿入装置２５は、ランス上端部に側方に突設した第１又は第２の係止部７１、７２のいづれか一方に係止してランスを吊持するよう、当該ランス上端部を側方より差込み可能な開口５０を備えたランス支持部３２と、ランス支持部を旋回若しくは進退させ、当該ランス支持部を鍋上のランス挿入位置と該鍋より退避したマガジンとの間のランス受け渡し位置とに切り換える切換機構と、該切換機構に設けられ上記ランス支持部を昇降させる昇降機構とより構成され、マガジン４０は、ランス上端部に突設した上記第１又は第２の係止部のいづれか他方に係止してランスを吊持するよう、当該ランス上端部を側方より差込み可能な開口５１を備えたランス係止部５２を複数備え、該ランス係止部５２の開口５１に差し込まれたランスを当該マガジンに対し固定状態に拘束する拘束手段を有し、当該マガジンを上記受け渡し位置に向かって旋回若しくは進退させる機構を設けてなるランスの自動交換装置において、前記マガジン４０のランス係止部５２は、ガイド手段４９に沿って昇降可能とされると共に、バネ５３によって支持されており、拘束手段は、前記ランス係止部５２の開口５１に対応させて設けたランス挿入用の凹部５５に嵌合するランスを拘束する位置と、該凹部へのランスの出入りを可能にする位置とに開閉可能に軸支されるストッパー５７と、前記ランス係止部５２が降下するとストッパー５７がランスを拘束する位置に閉じるようにランス係止部５２とストッパー５７を連結するリンク機構とからなることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、ランスの交換は次のようにして行われる。
ランス挿入装置のランス支持部を受渡し位置まで旋回若しくは前進させたのち、マガジンを旋回若しくは前進させてランス係止部に吊持されるランスの上端部をランス挿入装置のランス支持部に開口より差込み、ランス係止部に係止されていない第１又は第２の係止部をランス支持部に係止させる。係止後、マガジンを上記と逆向きに旋回若しくは後退させてランス係止部に挿入されるランス上端部をランス係止部より開口を通して離脱させる。ランスの交換はまた、上記と逆にマガジンを先ず旋回若しくは前進させて交換しようとするランスを受け渡し位置に位置させたのち、ランス挿入装置のランス支持部を受け渡し位置まで旋回若しくは前進させて行うこともできる。
【０００９】
本発明におけるランス挿入装置のランス支持部と、マガジンのランス係止部はいづれもランス上端部が通される孔と、該孔への開口よりなる、例えばフォーク状に構成される。
ランス支持部を昇降させる昇降機構としては、例えば上下のスプロケットに掛け渡され、ランス支持部を取着した無端チェーンと、スプロケットを回転駆動する減速機付モータよりなる機構、スクリューネジと、該ネジを回転駆動するモータと、スクリューネジに螺着され、ランス支持部を取着したナットよりなるスクリューネジ機構などが例示される。
【００１０】
ランス支持部を旋回させる切換機構及びマガジンを旋回させる機構は共に同じ種類の機構を用いることができる。こうした機構には参考発明の切換機構と同様の機構、例えば垂直軸線の周りに回転可能に軸支される支柱と、支柱より側方に突設され、吊上機構を設けたアームと、支柱を歯車、チェーン等の伝動機構を介して回転させる減速機付きモータよりなる装置、ガイドに案内されて水平面内で進退可能で、吊上機構を備えた台車と、台車を進退させる油圧シリンダー或いはスクリューネジと該ネジを回転駆動するモータとスクリューネジに螺着され、台車に取着のナットよりなるスクリューネジ機構などを用いることができる。
【００１１】
切換機構がランス支持部を進退させる機構であり、またマガジンを進退させる機構の場合も同じ種類の機構を用いることができる。こうした機構としては例えば左右のスプロケットに掛け渡され、ランス支持部又はマガジンを取着した無端チェーンと、スプロケットを回転駆動する減速機付モータよりなる機構、スクリューネジと該ネジを回転駆動するモータとスクリューネジに螺着され、ランス支持部又はマガジンを取着したナットよりなるスクリューネジ機構或いは油圧シリンダー等を例示することができる。
【００１２】
本発明は、ランス係止部の開口に差し込まれたランスをマガジンに対し固定状態に拘束する拘束手段、例えばロッド或いは細板状のストッパーを設けてなるものである。
本発明によると、拘束手段でランスを固定状態に拘束しておくと、マガジンがランスを吊持して旋回或いは進退するときランスが揺れたり、開口から抜け出して脱落するのを防ぐことができる。
【００１３】
本発明は、ランス係止部をガイド手段例えばガイドロッドやガイドレール等に沿って昇降可能とすると共に、バネによって支持し、拘束手段がランス挿入用の凹部にランスを拘束する位置と、ランスの出入りを可能にする位置とに開口可能に軸支される、例えばロッド状若しくは細板状のストッパーと、ランス係止部が降下すると、ストッパーがランスを拘束する位置に閉じるようにランス係止部とストッパーを連結するリンク機構とからなるものである。
【００１４】
本発明によると、ランスをランス係止部に差込んで吊持させると、ランスの自重によりランス係止部がバネの作用に抗して降下し、これによりストッパーが閉じてランス挿入用の凹部にランスを固定状態に拘束する。
参考発明として、ランスをランス係止部に差込むか或いはランス係止部に差込んで吊持したとき、それを検出するセンサを設け、センサの出力によって拘束手段による拘束を行うものとすることもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、取鍋１のシール用取鍋蓋２の着脱装置を示すもので、支柱３の上端に水平方向に旋回可能に軸支されるアーム４を有し、該アーム４は減速機付モータ５より歯車伝動機構６を介して旋回するようになっており、アーム４、減速機付モータ５、歯車伝動機構６等が切換機構を構成している。
【００１６】
アーム４上には図２に示すように、ガイド１０に案内されて横方向にスライド可能に支持される台車８と、モータ９を駆動源として進退し、台車８を進退させる図示省略したスクリューネジ機構と、アーム４に回転可能に軸支されるスプロケット１１を有し、台車８に連結される四本のチェーン１２がそれぞれスプロケット１１より垂れ下がっている。そして図示していないが、各チェーン１２の下端に取着したフックが、それぞれシール用鍋蓋２に突設した引掛部２２（後述する）に引掛けられるようにしてある。なお、上述の台車８、モータ９、スクリューネジ機構、チェーン１２等が吊上機構を構成する。
【００１７】
アーム４にはまた、図１に示すようにシール用鍋蓋２より突設されるロッド１４が差込まれるソケット１５を下向きに突設し、各ソケット１５にはエアシリンダー１６が取着され、ロッド１４をソケット１５に差込み後、図示していないがエアシリンダー１６によりロックピンをロッド上端の差込み孔に差込むと、ロッド１４がロックされる。これは鍋蓋２を吊り上げて退避させるとき、万一チェーン１２が切れるようなことがあっても、鍋蓋２が落下することのないように、安全のために設けられているものである。
【００１８】
図３は鍋蓋２について示すもので、中央部にランスを通す半割りの蓋１８が設けられ、半円形をなす蓋１８ａ、１８ｂはそれぞれ鍋蓋２に軸支されてエアシリンダー１９によって開閉されるようになっており、閉じた状態で円弧溝２１によりランスを挟み込んでランスを揺れないように支持すると共に、シールを行うようになっている。
鍋蓋２にはまた、前記したロッド１４が一対突設されるほか、チェーン１２の下端に取着したフック（図示省略）が引掛けられる引掛部２２を四か所設けている。
【００１９】
本装置は以上のように構成され、各チェーン１２の下端のフックを鍋蓋２の引掛部２２に引掛けて各チェーン１２を鍋蓋２に連結したのち、モータ９の駆動により台車８を図２の左方向に一定量移動させる。これにより鍋蓋２が取鍋上に持上げられ、各ロッド１４がソケット１５に差込まれる。差込後、エアシリンダー１６によりロックピンがロッド上端の差込み孔に差込まれ、ロッド１４をロックする。その後、減速機付モータ５の駆動によりアーム４が図２の矢印で示す時計方向に旋回し、吊り下げられた鍋蓋２を一点鎖線で示す退避位置に退避させる。
【００２０】
本装置によると、モータ５、９及びエアシリンダー１６をシーケンス制御することにより、チェーン１２のフックを引掛部２２に引掛ける作業を行うだけでシール用鍋蓋２の取外し或いは取付けを自動的に行うことができる。
図４に示すランス挿入装置２５は、台２６に支柱２７にて旋回可能に軸支され、切換機構を構成する減速機付モータ２８より歯車伝動機構を介して旋回するようになっている。
【００２１】
図５は図４に示すランス挿入装置の要部を示すもので、支柱２７に旋回可能に軸支される架台３０を構成する支え２９と、支え２９に固定されるガイドレール３１を有し、鉤状をなして水平部分のランス係合部３２ａにランス上端部が側方より差込まれる開口５０を備えたランス支持部３２がガイドレール３１に昇降可能に支持され、ガイドレール３１の上下両端に取着のスプロケット３３と、両スプロケット３３に掛け渡される無端チェーン３４と、架台３０に取着の減速機付モータ３５と、減速機付モータ３５よりチェーン伝動機構３６を介して回転駆動され、チェーン３４を循環駆動させるスプロケット３７と、スプロケット３７の両側に配置される押え用のスプロケット３８よりなる昇降機構によってガイドレール３１に沿い、昇降するようになっている。そしてその上昇或いは降下は、ガイドレール３１の上下に設けたリミットスイッチ（図示省略）が昇降するランス支持部３２でＯＮ動作されることにより停止されるようになっている。
【００２２】
スプロケット３７の回転によってまた、チェーン伝動機構を介して軸３９が回転し、軸３９の回転を図示省略したエンコーダで読取ることにより昇降時のランス支持部３２の位置を検出できるようになっている。
ランス支持部３２にはまた、図示省略したＮ2 ガスのガスボンベに耐熱性チューブを介して接続される接続金具４１が昇降可能に支持され、エアシリンダー４２によって上下動するようになっている。
【００２３】
マガジン４０は図６及び図７に示されるように、進退機構を構成するエアシリンダー４４によりガイド４５に沿い受け渡し位置に向かって進退する台車４６に取外し可能かつ回転可能に軸支される支柱４７を有し、該支柱４７には図８に示されるようにブラケット４８が一定間隔で取付けられ、上部のブラケット間には一対のガイドロッド４９が周方向に一定間隔で六か所に取付けられている。そして各一対のガイドロッド４９にはランス上端部が側方より差込まれる開口５１を備えたランス係止部５２が昇降可能に取着され、常にはガイドロッド４９に装着のコイルバネ５３によって限度位置まで上昇するように付勢されている。
【００２４】
最下部のブラケット４８には図９に示されるように、略ホームベース形をなし、ランス挿入用の凹部５５を備えた受板５６が一定間隔で六か所に取付けられている。そして各受板５５には拘束手段を構成するロッド状のストッパー５７が開閉可能に軸支され、凹部５５に嵌合するランス５８を固定状態に拘束する拘束位置と、凹部５５へのランス５８の出入りを可能にする位置とに切換えられるようになっている。
【００２５】
ストッパー５７と一体をなすアーム６１とランス係止部５２は図８に示されるようにリンク６２によって連結され、ランス係止部５２が降下すると、ストッパー５７が閉じて倒れ、ランス係止部５２がバネ５３の作用で上昇すると、ストッパー５７が上向きに開くようになっている。
支柱４７はまた図６に示されるように、減速機付モータ６４よりチェーン伝動機構６５を介して一定角度づゝ回転される取付軸６６に抜き差し可能で、かつ回転自在に取付けられるようになっている。図７において、６８はランスを装着した交換用のマガジンを示す。
【００２６】
ランス５８は図６及び図８に示されるように、上端にランス挿入装置のランス支持部３２に係止する第１の係止部７１を、その下にマガジン６８のランス係止部５２に係止する第２の係止部７２を突設している。
本装置は以上のように構成され、ランス挿入装置へのランスの取付けは次のようにして行われる。
ランス挿入装置２５を切換機構を構成する減速機付モータ２８の駆動により図７の実線位置に旋回させてランス支持部３２を受渡し位置に切換える。このときランス支持部３２のランス係合部３２ａは、予め設定しておいた受け渡し位置まで下げられ、またランス係合部３２ａの開口５０は受渡し方向に向けられている。
【００２７】
次にマガジン４０をエア圧シリンダー４４により受け渡し位置に向かって前進させ、第２の係止部７２をランス係止部５２に係止させて吊持されるランス５８の上端部を受渡し位置においてランス係合部３２ａに開口５０より挿入する。挿入後、ランス支持部３２は減速機付モータ３５の駆動により上昇し、ランス係合部３２ａが第１の係止部７１に係止してランス５８を持上げる。ランス５８の上昇に伴いランス係止部５２がコイルバネ５３の作用により上昇し、ストッパー５７を上向きに旋回させて開く。ストッパー５７が完全に開いたのち、ランス支持部３２はなおも上昇限のリミットスイッチ（図示しない）がＯＮ動作されるまで上昇し、リミットスイッチがＯＮ動作されると停止する。この間、ランス５８の第２の係止部７２はマガジン４０のランス係止部５２上方に離脱し、ランス５８はランス挿入装置のランス支持部３２にて吊持される。吊持と同時に、或いは吊持に後してエアシリンダー４２により接続金具４１を降下させ、ランス５８上端に嵌着して接続する。
【００２８】
その後、マガジン４０がエアシリンダー４４により後退する。ついでランス挿入装置２５が、減速機付モータ２８の駆動により図２及び図７の時計方向に旋回して吊持したランス５８を鍋上のランス挿入位置に切換える。ランス５８をランス挿入位置に切換えたのち、減速機付モータ３５の駆動によりランス支持部３２がランス５８と共に降下し、ランス５８を前述したシール用鍋蓋２の開いた蓋１８を通して取鍋１に挿入する。ランス５８の降下は下限のリミットスイッチ（図示しない）がＯＮ動作されるまで行われ、該リミットスイッチがＯＮ動作されると、蓋１８を閉じ、ランス５８を挟み込んでシールする。その後、ガスボンベを開きＮ2 ガスを溶鋼中に放出してバブリングし、攪拌する。これによりスラグが溶銑中に巻き込まれ、スラグ中の有価金属が溶銑中に回収される。
【００２９】
ランスを交換する際には先ず、上述するようにランス支持部３２を受渡し位置に下げた状態でランス挿入装置２５を旋回させて受け渡し位置へ切換え、ついでマガジン４０を受け渡し位置に前進させる。そしてランス支持部３２に吊持されるランス５８をマガジン４０の空いたランス係止部５２に開口５１より挿入する。挿入と同時に或いは挿入に後してエアシリンダー４２により接続金具４１を上昇させ、ランス５８上端の嵌着を解放する。
ランス５８解放後、ランス支持部３２を降下させ、その降下はランス係合部３２ａがランスの第１係止部７１を外れる高さまで行われる。ランス支持部３２の降下に伴い、ランス５８の第２の係止部７２がランス係止部５２に係止し、以後ランス５８は、第１及び第２の係止部７１及び７２でランス支持部３２及びランス係止部５２に支持された状態で、その自重によりコイルバネ５３の作用に抗して降下する。これに伴いストッパー５７が閉じ、ランス５８を拘束する。ランス係止部５２が限度まで降下し、ストッパー５７が閉じたのち、ランス支持部３２は更に若干降下する。これによりランス支持部３２のランス係合部３２ａが第１の係止部７１より離脱する。そして一旦マガジン４０を後退させる。ついで減速機付モータ６４の駆動によりマガジン４０を一定角度回転させ、ランス係止部５２に吊持されるランス５８を受渡し位置に向ける。その後は前述したと同時にしてランス５８をランス支持部３２のランス係合部３２ａに受け渡す。
【００３０】
以上の動作がランスを交換する都度行われ、マガジン４０に交換しようとするランスがなくなり、マガジン４０が損耗したランスで一杯になったとき、クレーン操作でマガジン４０が持上げられて取り外されたのち、交換用のマガジン６８が取付けられる。
本装置によると以上のように、ランスを取鍋に挿入してＮ2 ガスでバブリングすることによりスラグ中の有価金属が回収されると共に、損耗したランスの交換を自動的に行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】
参考発明によると、シール用鍋蓋の取付け或いは取外しを従来のようなクレーン操作によって行うのと比べ、省力化が可能となる。
請求項１記載の発明によると、ランスの取付けや交換作業を自動化することができる。
【００３２】
請求項１記載の発明によると、ランスを固定状態に拘束することにより、マガジンが旋回或いは進退するとき、ランスが揺れたり、開口から抜け出して脱落するのを防ぐことができる。
請求項１記載の発明又は参考発明によると、ランスをランス係止部に係止させて吊持することによりそれに連動して又はそれを検出してストッパーが閉じるようになり、拘束手段によるランスの拘束を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シール用鍋蓋の着脱装置の要部の正面図。
【図２】シール用鍋蓋の着脱装置とランス挿入装置の関係を示す平面図。
【図３】シール用鍋蓋の平面図
【図４】ランス挿入装置の正面図。
【図５】ランス挿入装置の要部の拡大図。
【図６】マガジンの正面図。
【図７】マガジンとランス挿入装置の関係を示す正面図。
【図８】マガジンの要部の拡大正面図。
【図９】受板に取付けたストッパーの平面図。
【符号の説明】
１・・取鍋    ２・・シール用取鍋蓋
３、２７、４７・・支柱    ４、６１・・アーム
５、２８、３５、６４・・減速機付モータ
６・・歯車伝動機構    ８、４６・・台車
９・・モータ
１１、３３、３７、３８・・スプロケット
１２・・チェーン    １４・・ロッド
１５・・ソケット
１６、１９、４２、４４・・エアシリンダー
１８・・蓋    ２１・・円弧溝
２２・・引掛部    ２５・・ランス挿入装置
２６・・台    ３０・・架台
３１・・ガイドレール    ３２・ランス支持部
３２ａ・・ランス係合部    ３４・・無端チェーン
３６、６５・・チェーン伝動機構
４０、６８・・マガジン    ４１・・接続金具
４８・・ブラケット    ４９・・ガイドロッド
５０、５１・・開口    ５２・・ランス係止部
５３・・コイルバネ    ５５・・ランス挿入用の凹部
５６・・受板    ５７・・ストッパー
５８・・ランス    ６２・・リンク
６６・・取付軸    ７１、７２・・係止部
【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】
0004212179.tif 000008
【図８】
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【図９】
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