(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気炉の炉本体の側部に形成した開口の近傍に設けた作業用デッキ上に設置される炉内溶湯の測温・サンプリング装置であって、
溶銑、溶鋼の溶湯の測温・サンプリング用のプローブを着脱自在に取り付けできる円弧状のロッドと、
このロッドを長さ方向に移動可能に支持する支持ガイドと、
この支持ガイドによって支持されたロッドを長さ方向に往復移動させるロッド作動手段と、
支持ガイドを回動させることによりロッドを作業用デッキに対して上下に起伏させる起伏手段と
からなる炉内溶湯の測温・サンプリング装置。
【請求項２】
支持ガイド、ロッド作動手段及び起伏手段を介してロッドを水平方向に旋回させる旋回手段を備えた請求項１記載の炉内溶湯の測温・サンプリング装置。
【請求項３】
支持ガイド、ロッド作動手段、起伏手段及び旋回手段を介してロッドを昇降させる昇降手段を備えた請求項２記載の炉内溶湯の測温・サンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製銑製鋼現場等において炉内の溶湯（溶銑、溶鋼等）の状態を調べるために、溶湯に挿入するプローブを炉外から炉内に移動させ、かつ、測温・サンプリング後に炉外に移動させるための炉内溶湯の測温・サンプリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から製銑製鋼現場等の電気炉においては、炉内の溶湯の測温と成分検査をするために、測温・サンプリング用のプローブを鉄棒の先に取り付け、炉本体の側部に形成した開口孔から１日に何十回となく人手によって鉄棒を介してプローブを炉内に入れ、溶湯の測温とサンプリングを行っている。そしてサンプリングの検査結果によって溶湯の成分を調整したり、測温した温度結果から電気炉の制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、開口孔の径に比べて炉本体内の縁（土手）の幅が広いため、開口孔から上記の縁（土手）を越えて炉本体内の溶湯の中にプローブを挿入しようとしても、真っ直ぐな鉄棒では溶湯の中にプローブを挿入するのが困難であった。そのため、現場では熟練した作業員がこの鉄棒を経験から適宜のアール状に曲げ、この曲げた鉄棒の先にプローブを取り付けて炉本体内の溶湯の中に挿入していた。しかし、溶湯の表面付近は不純物やのろが浮遊しているため、溶湯の表面から所定の深さまでプローブを挿入しないと適正な測温とサンプリングを得ることができず、経験の浅い作業員では溶湯に対するプローブの挿入深さが一定せず、熟練した作業員でないと適正な測温やサンプリングを行うことができなかった。
【０００４】
また、電気炉の傍は高温であり炉に近づいての人手による作業は、開口孔から熱風が噴き出してくるといったこともあり非常に危険であった。
【０００５】
上述したような点から従来の鉄棒を使った人手による溶湯の測温・サンプリング作業では、作業能率や測定精度並びに安全性等の点から問題であり、測温・サンプリング作業の機械化が望まれていた。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みて開発されたものであり、その目的とするところは、炉内の溶湯の中にプローブを人手によって挿入し測温・サンプリングを行うといったことなく、機械によって安全、正確かつ迅速に溶湯の測温とサンプリングを行うことができるようにした炉内溶湯の測温・サンプリング装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記目的を有効に達成するために、次のような構成にしてある。すなわち、請求項１記載の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置は、
電気炉の炉本体の側部に形成した開口の近傍に設けた作業用デッキ上に設置される炉内溶湯の測温・サンプリング装置であって、
溶銑、溶鋼の溶湯の測温・サンプリング用のプローブを着脱自在に取り付けできる円弧状のロッドと、
このロッドを長さ方向に移動可能に支持する支持ガイドと、
この支持ガイドによって支持されたロッドを長さ方向に往復移動させるロッド作動手段と、
支持ガイドを回動させることによりロッドを作業用デッキに対して上下に起伏させる起伏手段と
からなる構成にしてある。
【０００８】
請求項２記載の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置は、請求項１記載の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の構成において、
支持ガイド、ロッド作動手段及び起伏手段を介してロッドを水平方向に旋回させる旋回手段を備えた構成にしてある。
【０００９】
請求項３記載の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置は、請求項２記載の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の構成において、
支持ガイド、ロッド作動手段、起伏手段及び旋回手段を介してロッドを昇降させる昇降手段を備えた構成にしてある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の全体説明図、図２は炉内の溶湯に本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置によってプローブＡを挿入した状態を示す説明図、図３はロッド作動手段４及び起伏手段５によるロッド２の動きを示す説明図、図４はプローブＡを炉内に挿入した状態の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置を平面方向から見た説明図、図５は本発明のロッド２と支持ガイド３とロッド作動手段４を対峙するローラ３０、３１位置の横断方向から見た説明図、図６は本発明のロッド２と支持ガイド３とロッド作動手段４をロッド２の縦断方向から見た説明図、図７はプローブＡの説明図である。
【００１２】
これらの図において、本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置１（図１）は、溶銑、溶鋼等の溶湯の測温・サンプリングをするプローブＡ（図２参照）を着脱自在に取り付けできる円弧状のロッド２と、このロッド２を移動可能に支持する支持ガイド３と、支持ガイド３によって支持されたロッド２を往復移動させるロッド作動手段４とを有し、さらに、支持ガイド３を回動させることにより、ロッド２を上下に起伏させる起伏手段５（図１参照）と、支持ガイド３を旋回させる旋回手段６と、支持ガイド３を昇降させる昇降手段７とを備えた構成である。
【００１３】
この炉内溶湯の測温・サンプリング装置１をより具体的に説明すると、先ず、上記のプローブＡ（図２参照）は、例えば電気炉Ｂの炉内の溶湯Ｄを所定時間毎に測温・サンプリングするために、本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置１のロッド２の先に取り付けられるものであって、図７に示すようにプローブ本体（紙管）８の一端部に溶湯Ｄを掬う凹部９を形成したサンプル室１０を有し、サンプル室１０の先端側に測温用の熱電対１１が設けてある。さらに、プローブ本体（紙管）８の他端部には、後部に雄ねじ部１２を形成した中空なる接続ホルダー１３が固着してある。この接続ホルダー１３内にはプラグ１５を設けてあり、またプローブ本体（紙管）８の先端側にはソケット１７を設けてある。このプラグ１５、ソケット１７を介してケーブル１４が、プローブ本体（紙管）８及び接続ホルダー１３内に配してあり、上記の熱電対１１と接続してある。
【００１４】
このプローブＡは、後述するロッド２に取り付ける場合、プローブＡ側のプラグ１５を接続ホルダー１３内から外に引き出してロッド２のソケット１６と接続し、その後に接続ホルダー１３の雄ねじ部１２をロッド２の先端部の雌ねじ部１８にねじ込んで取り付ける。ロッド２のソケット１６にはロッド２内に設けたケーブル１９が接続してある。尚、プローブＡとロッド２とは、フランジによって接続する構造であってもよい。
【００１５】
次に上記のプローブＡを取り付けるロッド２（図２〜図６参照）は、細長い板部材を円弧状に形成した上板部２０（図５参照）と、この上板部２０と同一の円弧状に形成した下板部２１と、この下板部２１の両側にボルト（又はねじ）２２によって固着した全体円弧状で下面側に連続する凹凸歯を形成したラック部材２３（図６参照）、及び上板部２０及びラック部材２３と同様の円弧状に形成した両側板部材２４、２５とを角筒状に組み合わせてラック２６を形成し、このラック２６と、このラック２６の中に装着した円弧状で円筒のロッド本体２７とによって構成されている。ラック２６の後端上部には、このロッド２が後述する支持ガイド３から抜け落ちるのを防止するためにストッパー２８（図６参照）が設けられている。このロッド２は、往復移動可能なように支持ガイド３によって支持されている。
【００１６】
次に支持ガイド３（図５、図６参照）は、横長にした直方体状の両端を開口したケーシング２９と、このケーシング２９内の両端近傍の上下にメタル軸受３４、３５を介して回動自在に設けたローラ３０、３１とによって構成されている。このローラ３０、３１は、所定間隔を以て対峙する位置に設けられ、上側の各ローラ３０はロッド２の上板部２０に転動自在に当接し、下側の各ローラ３１はロッド２の下板部２１に転動自在に当接し、ケーシング２９の両端開口３２、３３から挿入されたロッド２を上下から挟むようにして移動可能に支持している。さらに、ロッド２は、この支持ガイド３を介してロッド作動手段４と連結されている。
【００１７】
ロッド作動手段４（図１、図４、図６参照）は、駆動モータ３６と、伝動軸３７と、自由継手３８、３９と、軸４０と、１対の軸受４１と、小スプロケット４２と、軸４３と、大スプロケット４４と、エンドレスチェーン４５と、ピニオンギャ４６とからなる。
【００１８】
すなわち、駆動モータ３６は、ロッド２と駆動軸４８を直交するように配されて架台４７の上に設けられている。駆動軸４８には、自由継手３８を介して伝動軸３７が連結されている。この伝動軸３７の他端には自由継手３９を介して軸４０が連結されている。軸４０は、支持ガイド３のケーシング２９の上に所定間隔を以て設けた１対の軸受４１に回動自在に支持されている。また、この軸４０は上記のロッド２と直交するように設けられている。
【００１９】
軸４０の一端には小スプロケット４２が嵌着してある。また、軸４０と平行でかつケーシング２９の下部寄りに、軸受（図示せず）を介して軸４３が回動自在に設けられている。軸４３の一端には大スプロケット４４が嵌着され、大スプロケット４４と上記の小スプロケット４２とをエンドレスチェーン４５によって連動するように連結してある。軸４３には、上記のロッド２のラック部材２３と歯合するようにピニオンギヤ４６が嵌着してある。４９は安全カバーであって、一端を架台４７に支持され他端をケーシング２９に支持されていて、伝動軸３７、自由継手３８、３９、軸４０、軸受４１、小スプロケット４２、エンドレスチェーン４５、大スプロケット４４を被って安全性を高めている。
【００２０】
上記したロッド作動手段４は、駆動モータ３６を駆動させることによって、自由継手３８を介して伝動軸３７が回転し、この回転力が自由継手３９、軸４０、小スプロケット４２、エンドレスチェーン４５、大スプロケット４４、軸４３に伝わり、軸４３の回転に伴って回転するピニオンギヤ４６を介してラック２６を前方又は後方に移動させることができる。
【００２１】
上記のロッド２は、さらに起伏手段５によって上下方向に動かすことができるようにしてある。
【００２２】
この起伏手段５（図１参照）は、上記の架台４７の下部に設けた支持部材５０、５１と、この支持部材５０、５１によって支持された筒体５２と、筒体５２内の両端近傍に設けたメタル軸受５３、５４と、この筒体５２内のメタル軸受５３、５４によって回動自在に支持され一端を上記ケーシング２９の側面部５５に固着した作動筒５６と、作動筒５６の他端に固着した環状で側方に凸部５７を突出形成した作動環状体５８と、架台４７の上部に設けた支持体５９と、この支持体５９にピストンロッド６０を垂下するようにして設けた電動シリンダ６１とからなる。電動シリンダ６１のピストンロッド６０の先端は、作動環状体５８の凸部５７に連結してある。
【００２３】
電動シリンダ６１を作動させることにより、ピストンロッド６０は伸長又は収縮し、作動環状体５８を正転又は逆転方向に少し動かすことができる。この作動環状体５８の回転動作によって作動筒５６も正転又は逆転方向に少し動き、作動筒５６と連結されたケーシング２９を備えた支持ガイド３を介してロッド２を上方向又は下方向に動かすことができる。このことにより起伏手段５（図１参照）は、ロッド２の先端に取り付けたプローブＡを溶湯Ｄの中に挿入する場合に、溶湯Ｄに対するプローブＡの挿入距離を微妙に調整することができる。
【００２４】
また、上記したロッド２と支持ガイド３とロッド作動手段４及び起伏手段５は、旋回手段６によって同時に水平方向に旋回させることができる。
【００２５】
この旋回手段６（図１、図４参照）は、上記の架台４７の端から下方に突出するようにして架台４７に固着した主軸６２と、この主軸６２に嵌着した大歯車６３と、この大歯車６３と歯合する小歯車６４と、小歯車６４を外部に備えたベベルギヤ６５と、このベベルギヤ６５とカップリング６６を介して連結した旋回用モータ６７とからなる。旋回用モータ６７及びベベルギヤ６５は、後述する昇降台６８の一部に水平に設けられている。また、上記の主軸６２の下端部は、昇降台６８の上に設けた軸受６９によって回動自在に支持されている。
【００２６】
この旋回手段６にあっては、旋回用モータ６７を駆動させることにより、ベベルギヤ６５、小歯車６４を介して架台４７に設けた大歯車６３を所定の変位角度に回転させることができ、このことにより架台４７に設けた起伏手段５、支持ガイド３（及び駆動手段７）を介してロッド２を水平方向に旋回させることができる。
【００２７】
さらに、上記の昇降台６８を含む昇降手段７によって、旋回手段６、起伏手段５、ロッド作動手段４及び支持ガイド３を介してロッド２を昇降させることができる。
【００２８】
すなわち、昇降手段７（図１参照）は、上記の昇降台６８と、この昇降台６８を上部に固着した筒状の外筒体７０と、この外筒体７０を昇降可能に支持する内筒体７１と、この内筒体７１内に設けられた昇降用電動シリンダー７２と、昇降用電動シリンダー７２とともに内筒体７１を立設する支持体７３と、支持体７３に立設して昇降用電動シリンダー７２を駆動させるモータ７４及び減速機７５とからなる。昇降用電動シリンダー７２のピストンロッド７６の先端部７７は、昇降台６８の下面に設けた連結部７８と連結してある。
【００２９】
この昇降手段７のモータ７４を駆動させて、駆動軸（図示せず）を正転又は逆転させることにより、昇降用電動シリンダー７２のピストンロッド７６は伸長したり、収縮したりする。このことにより、昇降台６８を上昇させたり降下させて、旋回手段６、起伏手段５、ロッド作動手段４及び支持ガイド３を介してロッド２を上下動させることができる。
【００３０】
上述のような構成からなる本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置１（図２〜図４参照）は、電気炉Ｂの開口Ｃの近傍の作業用デッキＥの上に設置する。この測温・サンプリング装置１の設置位置は、電気炉Ｂの開口Ｃの外側位置からプローブＡを挿入する電気炉Ｂの炉内の溶湯Ｄの位置までの距離と、例えば開口Ｃの外側位置から昇降用電動シリンダー７２までの距離を理論的に求めて決める。
【００３１】
次にこの測温・サンプリング装置１を使用して、電気炉Ｂの炉内の溶湯Ｄの測温とサンプリングをする場合の一例について説明する。
【００３２】
まず、通常はロッド２を電気炉Ｂの外に待機させておく。そして溶湯Ｄの測温とサンプリングを行うときに、作業員がプローブＡを持って作業用デッキＥの上に上がり、プローブＡ（図７参照）の雄ねじ部１２をロッド２のラック２６の先端の雌ねじ部１８にねじ込んで装着する。
【００３３】
このようにした後に昇降手段７を作動させ、かつ旋回手段６を作動させてプローブＡの先端が電気炉Ｂの開口Ｃの中央付近に位置するようにする。次にロッド作動手段４を作動させてロッド２のラック２６を炉内方向に所定の距離だけ移動させる。
【００３４】
次に起伏手段５を作動させ、ロッド２とともにプローブＡを下方におじぎをするように動かし、プローブＡのサンプル室１０を溶湯Ｄの表面から１０ｃｍ位沈める。この時、プローブＡの先端の熱電対１１によって溶湯Ｄの温度が検出されるとともに、サンプル室１０の凹部９は溶湯Ｄによって満たされる。そして再び起伏手段５を作動させてロッド２を上方に移動させ、プローブＡの熱電対１１とサンプル室１０を溶湯Ｄ内から引き上げる。
【００３５】
次にロッド作動手段４を作動させてロッド２のラック２６を開口Ｃから炉外方向に移動させ、プローブＡを炉外に移動させる。次に旋回手段６を作動させてプローブＡを作業用デンキＥの作業のし易い位置に移動させ、昇降手段７を作動させてロッド２とともにプローブＡを降下させ、プローブＡの凹部９で掬った溶湯Ｄを凹部９から取り出す。
【００３６】
このようにして炉内の溶湯の測温とサンプリングを完了し、次の測温とサンプリングのために、今回使用したプローブＡを新しいプローブと付け替えて、次の測温とサンプリングまで待機する。
【００３７】
このように本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置１を使用することにより、炉内の溶湯Ｄの測温とサンプリングを経験のない作業員でも簡単に、安全に、かつ、正確に行うことができる。
【００３８】
次に図８は本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置１ａの別の例を示す説明図である。尚、前記の例の炉内溶湯の測温・サンプリング装置１と相違する構成部分について説明し、その他の構成部分については前記の炉内溶湯の測温・サンプリング装置１と同様であり説明を省略する。
【００３９】
この例の炉内溶湯の測温・サンプリング装置１ａは、起伏手段５の作動筒５６の一端にフランジ８０を設け、ケーシング２９の側部に設けた筒体８１のフランジ８２とボルト・ナットによって連結し、さらに、作動筒５６の中に回転軸７９を回動自在に設け、この回転軸７９の一端（ケーシング２９側）に歯車８３を固着してある。この歯車８３は、ロッド２のラック部材２３と歯合している。また、回転軸７９の他端には、減速機８４を介して回転軸駆動用モータ８５が連結されている。回転軸駆動用モータ８５及び減速機８４は、架台４７の下部に設けた支持台８６に設けられて支持されている。さらに、作動筒５６のケーシング２９寄りには係止部材８７が設けてあり、架台４７の一端に設けた係止部材８８と、タイロッド８９を有する連結杆９０（細長丸軸、ワイヤー等）によって連結され、ロッド２と支持ガイド２とロッド駆動手段４を支持している。
【００４０】
この例においても、回転軸駆動用モータ８５を駆動させることにより、減速機８４、回転軸７９、歯車８３を介してラック２６を往復移動させることができ、前記した例と同様に他の手段の作用と併せて、炉内溶湯Ｄの測温・サンプリングを安全・確実に行うことができる。
【００４１】
【発明の効果】
このように本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置は、熟練者でなくとも狭い間口から簡単にかつ迅速・確実に、しかも安全に炉内の溶湯の測温・サンプリングを正確に行うことができる。
【００４２】
また、起伏手段、旋回手段、昇降手段を備えることによって、ロッドの先端に設けたプローブを炉内の溶湯内の所定の位置に挿入するとき、プローブの挿入距離を微妙に調整することができるので、さらに正確に挿入することができて、溶湯の測温・サンプリングを安全にかつ効率良く行うことができると共に、正確に取り出すことができ、プローブの交換作業も一定の安全な場所にて効率良く行うことができる。
【００４３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の全体説明図である。
【図２】炉内の溶湯に本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置によってプローブＡを挿入した状態を示す説明図である。
【図３】ロッド作動手段４及び起伏手段５によるロッド２の動きを示す説明図である。
【図４】プローブＡを炉内に挿入した状態の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置を平面から見た説明図である。
【図５】本発明のロッド２と支持ガイド３とロッド作動手段４を対峙するローラ３０、３１位置の横断方向から見た説明図である。
【図６】本発明のロッド２と支持ガイド３とロッド作動手段４をロッド２の縦断方向から見た説明図である。
【図７】プローブＡの説明図である。
【図８】別の例の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の説明図である。
【符号の説明】
１（１ａ）炉内溶湯の測温・サンプリング装置
２      ロッド
３      支持ガイド
４      ロッド作動手段
５      起伏手段
６      旋回手段
７      昇降手段
Ａ      プローブ
Ｄ      溶湯
【図１】
0004209052.tif 000002
【図２】
0004209052.tif 000003
【図３】
0004209052.tif 000004
【図４】
0004209052.tif 000005
【図５】
0004209052.tif 000006
【図６】
0004209052.tif 000007
【図７】
0004209052.tif 000008
【図８】
0004209052.tif 000009