JP2005186075A - 溶融金属の注湯量制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも1孔の注湯口を有する、固定板レンガ、コレクタノズルレンガ、これらに挟設されたスライド板レンガと、固定板レンガの外周側で伸縮ユニットによる回動可能に装着されたアウタレースと、アウタレースに蝶番ヒンジにより開閉可能に取り付けられた前記スライド板レンガを装着したフレームとを備えており、フレームの蝶番ヒンジによる開閉が、伸縮ユニットによる回動手段と関係なく開閉可能であり、且つ、前記アウタレースの回動が、支持ピボットP1、回動中心P3、ピボットP2を三角点とするクランク機構により回動され、該三角点位置が、注湯口の全開、全閉位置と伸縮ユニットのストロークの終点、始点位置とが合致するようにされた溶融金属の注湯量制御装置。
【選択図】 図1
Description
しかし、注湯口の開度を調節するためにスライドフレームを摺動させるにあたっては、固定プレートと摺動プレートの摺動面に発生する摩擦力と、スライドフレームとそのガイド部材との摺動面に発生する摩擦力とを合計した摩擦力以上の駆動力が必要である。
また、スライドフレームとそのガイド部材は摩耗するため、例えば500ヒート前後で取り替える必要が生じ、このため、分解整備費、部品費などのメンテナンス費用が増加し、また、溶融金属のチャージごとに、固定プレートと摺動プレートの摺動面及びスライドフレームとガイド部材の摺動面に潤滑剤を塗布しなければならないという煩雑さもある。
このローラ摺動方式は、ローラを使用することにより摺動プレートを摺動させる際の摩擦力を軽減することができ、また、装置の価格及びメンテナンス費用の低減をはかることができる。しかしながら、摺動プレートの注湯口の周辺に対するローラの作用点が移動し、注湯口の周辺に加わる押付け力がアンバランスになり、注湯口の周辺の押付け力が低下する嫌いがある。
1)ロータリ形注湯装置に使用される溶融金属の注湯量制御装置であって、溶融金属鍋の底部にベースプレートを介して装着された、少なくとも1孔の注湯口を有する固定板レンガと、該固定板レンガと注湯口を同芯に対向されて設けられたコレクタノズルレンガと、該コレクタノズルレンガと固定板レンガに挟接されて設けられ、且つ、該コレクタノズルレンガと固定板レンガの摺動平面に摺回動可能な少なくとも1孔の注湯口を有するスライド板レンガと、前記固定板レンガの外周側で伸縮ユニットによる回動可能に装着されたアウタレースと、該アウタレースに蝶番ヒンジにより開閉可能に取り付けられた前記スライド板レンガを装着したフレームとを備えており、該アウタレースを伸縮ユニットにより回動して前記スライド板レンガの注湯口と 固定板レンガの注湯口との相対開度位置を調整することにより、溶融金属の注入量を制御する装置において、
前記フレームの蝶番ヒンジによる開閉が、前記伸縮ユニットによる回動手段と関係なく開閉可能であり、且つ、前記アウタレースの回動が、前記伸縮ユニットを支える支持ピボットP1、アウタレースの回動中心P3、アウタレースの外周部に設けられ伸縮ユニットの伸縮ロッド端と係合するピボットP2を三角点とするクランク機構により回動され、前記スライド板レンガの注湯口が固定板レンガと注湯口と一致する全開位置を終点位置とし、該終点値より所定の角度回動された位置を始点位置とするように伸縮ユニットのストロークおよび伸縮ユニットの支持ピボットP1位置が選択されるものである。
すなわち、この構造により、ドア型注湯量制御装置における、レンガの位置反転作業時にドアの開閉を回動システムとは関係なく行うことが出来る。また、注湯口の全開、全閉位置を伸縮ユニットのストロークの終点、始点の相対位置に固定することができる。
2)上述の1)において、前記伸縮ユニットを油圧シリンダユニットとしたものであり、
3)上述の1)において、前記伸縮ユニットをねじ型ユニットとしたものであり、
4)上述の1)において、前記伸縮ユニットをラック・ピニオン型ユニットとしたものであり、
5)上述の1)乃至4)における、前記終点位置および始点位置を伸縮ユニットの伸縮ロッドのストローク0および全長位置に対応させたものであり、
6)上述の1)乃至4)における、前記始点位置の回動半径と、支持ピボットP1、ピボットP2間を結ぶ中心線となす回動角度θを90゜±10゜としたものであり、
7)上述の1)乃至4)における、固定板レンガの注湯口およびスライド板レンガの注湯口を回動方向に対し、シンメトリーに配置された2または3個の注湯口としてものである。
すなわち、従来から使用されている注湯量制御装置のユニット部材を容易に転用することを可能とし、また、各ピボット位置を適正に選ぶことにより、伸縮ユニットの容量のより適正で小さなものを選ぶことができる
8)上述の1)乃至4)において、前記スライド板レンガが、前記フレームに対して反転可能に取り付けられたスライディングプレートケースに内装されているものであり、
9)上述の8)において、更に前記固定レンガを、前記ベースプレートに対し、蝶番ヒンジにより係合されたボトムプレートケースに反転可能に取り付けたものである。
すなわち、この構造は、スライド板レンガおよび固定レンガの反転作業を、より簡単に迅速に行うことを可能としている。
1)注湯口の開閉のための回動システムをドア開閉システムの作動に影響されない構造としたこと、
2)注湯口の全開、全閉の位置が回動システムの伸縮ユニットにおけるストローク始点、終点の固定点として与えられる構造としたこと、
3)伸縮ユニットによる回動トルクの最大値がスライド板レンガ駆動の最大回動トルク位置、すなわち、K値(回動トルクTと伸縮ユニットの軸力Fとの比)がほぼ1になる位置に各ピボット位置P1、P2、P3を設定したこと、
である。
この構造によりロータリ方式および直線的スライド方式におけるそれぞれの長所を生かすことができる。
図2は、本実施例1の構造を模式的に示した説明図である。
図において、1はベースプレート、2は固定レンガ、3は固定板、4はアウタレース、5はスライド板レンガ、6はスライドプレートケース、7はフレーム、8は油圧シリンダ、9はシリンダピボット部である。
前記連結部41と連結端部82を係合する係合ピンP2と、シリンダピボット部9と油圧シリンダ8との係合部の支持ピボットP1と、アウターレース4の回動中心P3の3点を接点とし、P1、P3間距離をH、アウターレース4の回動半径(P2、P3間距離)をRおよび油圧シリンダのロッドストロークによるP1、P2間の長さLxを3リンク要素とするリンク機構を構成する。
単位:mm
固定板レンガ: 変則楕円形状(長径370×短径260×厚さ35)
注湯口 2個(直径50φ)、中心間距離 165
スライド板レンガ:変則楕円形状(長径322×短径260×厚さ35)
注湯口 2個(直径50φ)、中心間距離 150
アウタレース回動半径R: R=420
回動角度: 90°(θ=30°〜120°)
P1、P3間距離H:
(アウタレース回動中心P3、油圧シリンダの支持ピボットP1) 852.5
油圧シリンダ: (φ63×475ST) 使用圧力P=5〜10MPa
実質作業圧力 8MPa
フレームのヒンジ位置:(アウタレース回動中心位置よりの距離)222.5
固定板レンガ2には、溶融金属容器の底部に連結された50φの注湯口を有する上部ノズルレンガの下面が、各注湯口を同心に接触固定されており、またスライド板レンガ5の下面側には、取り鍋等に注湯するための50φの注湯口を有するコレクタノズルレンガの上面が各注湯口を同心に接触固定されている。
また、100回の断続出湯作業後において、ドア(フレーム7)を蝶番開放し、固定板レンガ2およびスライド板レンガ5の表面状態の観察および各レンガの反転取り付け作業を試行した。
100サイクル後の各レンガの表面状態は、注湯口付近に若干強いトレースが認められたが実用上には問題ないものと判断される。また、反転取り付け作業も回動システムとは何ら関係なくスムースに試行することができた。
図4は、本実施例1の構造を模式的に示した説明図である。
図において、61はスライドプレートヒンジ部である。なお、実施例1における図1、図2と同一の構成部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
アウタレース回動半径R: R=420mm
P1、P3間距離H: H=852.5mm
油圧シリンダロッドストロークLx:
支持ピボットP1に対する、P1、P3間距離をHと、油圧シリンダのロッドストロークLxによりなす角度βとすると、回動トルクTは、T=Fsin(θ+β)=KF で表され、図7は、回動各θに対するK値を表したものである。
本実施例においては、回動トルクTの最大値は約θ=65°付近にあり、最大値の90%を保持するには約θ=45°〜95°であることがわかる。
注湯口全閉よりの回動トルク初動値は、約8.2KN・mであり、全開に至る回動角90°の範囲での所要トルクは、ほぼ一定で約2.7KN・mであった。
また、注湯口全開よりのトルク初動値は約5〜8KN・mでばらつき、全閉状態で回動し停止するまでの回動角90°の範囲では、所要トルクは約2.5KN・mとほぼ一定であった。
これは本来の油圧シリンダ8の使用方法であれば、注湯口全閉始動位置に油圧シリンダ8の初期状態(ロッドストローク0位置)を合わされるべきであるのに対し逆使用とも言えるものである。
2:固定板レンガ
3:固定板
4:アウタレース
41:連結部
42:ヒンジ部
5:スライド板レンガ
6:スライドプレートケース
61:スライドプレートヒンジ部
7:フレーム
71:フレームヒンジ部
8:油圧シリンダ
82:連結端部
9:シリンダピボット部
P1:伸縮ユニットを支える支持ピボット
P2:アウタレースの外周部に設けられ伸縮ユニットの伸縮ロッド端と係合するピボットP3:アウタレースの回動中心。
Claims (9)
- ロータリ形注湯装置に使用される溶融金属の注湯量制御装置であって、溶融金属鍋の底部にベースプレートを介して装着された、少なくとも1孔の注湯口を有する固定板レンガと、該固定板レンガと注湯口を同芯に対向されて設けられたコレクタノズルレンガと、該コレクタノズルレンガと固定板レンガに挟接されて設けられ、且つ、該コレクタノズルレンガと固定板レンガの摺動平面に摺回動可能な少なくとも1孔の注湯口を有するスライド板レンガと、前記固定板レンガの外周側で伸縮ユニットによる回動可能に装着されたアウタレースと、該アウタレースに蝶番ヒンジにより開閉可能に取り付けられた前記スライド板レンガを装着したフレームとを備えており、該アウタレースを伸縮ユニットにより回動して前記スライド板レンガの注湯口と 固定板レンガの注湯口との相対開度位置を調整することにより、溶融金属の注入量を制御する装置において、
前記フレームの蝶番ヒンジによる開閉が、前記伸縮ユニットによる回動手段と関係なく開閉可能であり、且つ、前記アウタレースの回動が、前記伸縮ユニットを支える支持ピボットP1、アウタレースの回動中心P3、アウタレースの外周部に設けられ伸縮ユニットの伸縮ロッド端と係合するピボットP2を三角点とするクランク機構により回動され、前記スライド板レンガの注湯口が固定板レンガと注湯口と一致する全開位置を終点位置とし、該終点値より所定の角度回動された位置を始点位置とするように伸縮ユニットのストロークおよび伸縮ユニットの支持ピボットP1位置が選択されることを特徴とする溶融金属の注湯量制御装置。 - 前記伸縮ユニットが油圧または空圧シリンダユニットであることを特徴とする請求項1に記載の注湯量制御装置。
- 前記伸縮ユニットがねじ型ユニットであることを特徴とする請求項1に記載の注湯量制御装置。
- 前記伸縮ユニットがラック・ピニオン型ユニットであることを特徴とする請求項1に記載の注湯量制御装置。
- 前記終点位置および始点位置が伸縮ユニットの伸縮ロッドのストローク0および全長位置に対応していることを特徴とする請求項1ない4のいずれか1項に記載の注湯量制御装置。
- 前記始点位置の回動半径と、支持ピボットP1、ピボットP2間を結ぶ中心線となす回動角度θが90゜±30゜であることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の注湯量制御装置。
- 固定板レンガの注湯口およびスライド板レンガの注湯口が回動方向に対しシンメトリーに配置された2または3個の注湯口であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の注湯量制御装置。
- 前記スライド板レンガが、前記フレームに対して反転可能に取り付けられたスライディングプレートケースに内装されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の注湯量制御装置。
- 更に前記固定レンガが、前記ベースプレートに対し、蝶番ヒンジにより係合されたボトムプレートケースに反転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項8に記載の注湯量制御装置。
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