JP2010501359A - 溶融金属用容器の注ぎ口用の摺動式閉鎖機構を保守する設備 - Google Patents

溶融金属用容器の注ぎ口用の摺動式閉鎖機構を保守する設備 Download PDF

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Abstract

本発明は、溶融金属用容器(10)の注ぎ口に取り付けの摺動式閉鎖機構(20)を保守する設備に関する。前記設備は、少なくとも1個のツール・マガジン(65,66)を備え、少なくとも1個の交換部品マガジン(67)と、摺動式閉鎖機構(20)を開閉する手段(30)とを有する。新規性として、自動グリップ交換システム(61)を備え且つ制御ユニット(75)に操作可能に接続されたロボット(60)が備えられ、そのロボットは、容器(10)又は摺動式閉鎖機構(20)の正確な位置を自動的に検出することができる。その後で、摺動式閉鎖機構(20)を開閉する手段(30)を作動させ、交換される個々の構成要素の状態により、ロボットを囲むマガジン(65,66,67)からツール又は交換部品を把持することができ、また清浄作業を実行し、構成要素を分解し交換又は再取り付けすることができる。このように、人員を節約することができ、それにより職業安全性が向上する。

Description

本発明は、溶融金属用容器の注ぎ口に取り付けの摺動式閉鎖機構を保守する設備に関する。
溶融金属用容器の注ぎ口に設ける摺動式閉鎖機構は、多くの様々な実施形態で知られており、そのような摺動式閉鎖機構は、基本的に、直線調整式スライダ・ユニット(例えば、欧州特許公開0875320(特許文献1)を参照)と回転摺動式閉鎖機構(例えば、スイス特許公開649149(特許文献2)を参照)である。周知のとおり、これらの摺動式閉鎖機構の耐火構成要素(具体的には閉鎖板)は、その注ぎ口カバーと容器出口上のカバーもまた、激しい消耗を受け、時々検査し、必要に応じて交換しなければならない。空にされた容器(例えば、パン(pan) と呼ばれる)は、摺動式閉鎖機構と共に、水平方向に位置決めされたパンを洗浄する保守ポイント(パン位置(pan position)と呼ばれる)まで移動され、摺動式閉鎖機構が開かれ、必要に応じて交換される個別の構成要素が適切なツールを使用して取り外され、洗浄操作が実行され、次に構成要素又は構成要素の交換部品が再び取り付けられる。業界語では、この保守は調整(preparation)とも呼ばれる。これらの保守ないし調整の作業は、手動で実行されなければならない。摺動式閉鎖機構を開く方法と摺動式閉鎖機構を開閉する手段は、それぞれの閉鎖機構の設計に依存する。
直線調整式スライダ・ユニットを備える摺動式閉鎖機構は、注入チャネルを開閉するために、例えば特許文献1に記載されているように、摺動式閉鎖機構に取り付けることができるピストン/シリンダ・ユニットによって作動される。ピストン/シリンダ・ユニットは、摺動式閉鎖機構と異なり、常にパンに取り付けられているわけではなく、摺動式閉鎖機構から再び取り外された後で、注入ユニット上又は注入チャネルの開閉が行われるパン位置に留まる。摺動式閉鎖機構に取り付けられているとき、シリンダは、スライダ・ハウジング上の保持装置に挿入され、保持装置内の位置に固定され、同時に駆動ロッドがスライダ・ユニットに結合される。注入チャネルを開閉するためのスライダ・ユニットのストロークは、ストローク制限ボルトによって制限される。閉鎖板を交換する場合は、ストローク制限ボルトを取り外し、スライダ・ユニットをある制限位置より押し上げ、その後でスライダ・ユニットをスライダ・ハウジングから外してスライダ・ハウジングに対して枢動させると、閉鎖板が操作可能になる。
スチール・パンに取り付けられた摺動式閉鎖機構内の耐火材料を交換するための特開平10−263796(特許文献3)による交換装置では、レール上を動くステージと、ステージ上に配置され様々なツールを装備することができるロボットが提供される。更に、このステージ上のロボットの他に、スライダ板とカバー・マガジンが提供される。
欧州特許公開(A)0 875 320 スイス特許公開649 149 特開平10−263796 欧州特許(B)0 875 320
本発明の基礎たる目的は、保守及び調整操作を実質的に容易にすることができる、摺動式閉鎖機構(sliding closure)を保守する設備を提供することである。
この目的は、本発明に従って、請求項1の特徴を有する設備によって達成される。
本発明による設備の更に他の好ましい実施形態は、従属クレームの内容を構成する。
本発明によるこの設備により、利点は、一方では、保守及び調整操作を実行するのに必要な作業者の数が少なくなり、コストが削減され、また作業が間違いなしに進行することが保証されることである。更に、オペレータが高温のパンのすぐ前で作業しなくてもよくなるので、従来の準備で、作業の安全レベルが高くなる。
以下では、発明を図面によって詳しく説明する。図面は以下の通りである。
摺動式閉鎖機構を保守するための本発明による設備の図である。 部分的に示した溶融金属用容器の注ぎ口上の摺動式閉鎖機構の例示的な実施形態の縦方向の図である。 パン位置が幾つかのパンを有する本発明による設備の図である。
図2は、溶融金属用容器10(いわゆるパン)の一部分を示し、その注ぎ口に摺動式閉鎖機構20が取り付けられている。容器10は、外側鋼ジャケット11と、外側鋼ジャケット11に埋め込まれた耐火被覆12と、耐火穴開き煉瓦15とそれに挿入された耐火カバー16からなる出口14とを有する。
摺動式閉鎖機構20は、例えば、欧州特許公開(A)0875320(特許文献1)から知られまた欧州特許(B)0277146(特許文献4)に詳細に示された摺動式閉鎖機構である。摺動式閉鎖機構は、耐火閉鎖板23が挿入された上側ハウジング部分21と、スライダ・ユニット25が取り外し可能に固定されたハウジング・フレーム22とを備え、スライダ・ユニット25には、耐火注ぎ口カバー28が取り付けられた耐火スライダ板24が挿入される。スライダ・ユニット25を移動させることによって、出口14と注入チャネル14aを、図2に示した開放位置からスロットル又は閉位置(及びこの逆)に移動することができる。
スライダ・ユニット25の直線的調整は、上側ハウジング部分21上にフランジ接続された保持器28に取り外し可能に配置されたピストン/シリンダ・ユニット30によって行われ、即ち、摺動式閉鎖機構20と対照的に、ピストン/シリンダ・ユニット30は、常に容器10上に留まっているわけではなく、注入ステージ又は保守ポイント(いわゆるパン位置)にも留まる。ピストン/シリンダ・ユニット30のシリンダ部分は保持機構28に押し込まれ、次に、ピストン/シリンダ・ユニット30の駆動ロッド32が、継手40によってスライダ・ユニット25の駆動ロッド27に結合される。
示された開放位置から閉鎖機構位置に調整するためのスライダ・ユニット25のストロークは、ストローク制限ボルト56によって制限され、ストローク制限ボルト56は、保持器28に取り外し可能に差し込まれ駆動ロッド27の長手方向の開口を通る。例えば、閉鎖板交換が行われる場合に、ストローク制限ボルト56を長手方向の開口から外すことができる。次に、スライダ・ユニット25を、対応するガイド・トラック上を閉鎖機構位置より先に移動させ、フレーム22と上側ハウジング部分21から取り外し、上側ハウジング部分21に対して枢動させることができる。
図2に示した実施形態では、スライダ・ユニット25は、横軸Aのまわりに下方に枢動されるが、側方に枢動させることもできる。既述のパン位置では、容器10と摺動式閉鎖機構20の保守が行われ、容器又はパン10が水平方向に移動され、スライダ・ユニット25の移動方向が垂直方向になり、その結果、図1による実施形態では、スライダ・ユニット25を水平方向に旋回させることができ、これがわずかなエネルギー消費と関連する。
パン位置では、耐火閉鎖板23及び24が激しい損耗を受け、特に容器出口14の耐火注ぎ口カバーと耐火カバー16がそれぞれ検査され、必要に応じて交換される。しかしながら、セラミック・リング、ブレークスルー安全装置、耐火フラッシング・コーン等の様々な他の部品もまた交換される。これまでは、構成要素分解、保守作業、及び構成要素の再組み立て又は交換を手動で実行するのが普通であった。
本発明によれば、図1により、パン位置の容器注ぎ口と容器10の注ぎ口に取り付けられた摺動式閉鎖機構20を保守するための設備が提供され、図2に例示的な実施形態が示される。この設備は、保護囲い63によって画定されたロボット・セル62内に配置された自動グリップ交換システム61を備えたロボット60を備え、このロボット60は、少なくとも1個のツール・マガジン65及び66、少なくとも1個の交換部品マガジン67、様々なレポジトリ及び/又は中間レポジトリ69及び70、廃棄物容器71及び72等によって取り囲まれており、また、電流、圧縮空気、酸素、作動油等のための接続ポイントも提供される。ロボットは、操作パネル8と共に、ロボット・セル62の外側の独立スイッチ・キャビネットに収められた制御ユニット75に動作可能に接続される。
ロボット・セル62は、ロボットの使用前と使用中にロックすることができる扉76を介して中に入ることができる。後で、交換部品が更に他の扉77を介して供給される。
ロボット60は、本質的に、基部60a、基部60a上にあり縦軸のまわりに回転可能でピストン/シリンダ・ユニット60dと枢軸受60cを備えた横方向アーム60b、枢軸受60cに枢動可能に取り付けられた長手方向アーム60e、長手方向アーム60eの端部に回転可能に保持された更に他の追加アーム60f、追加アーム60f上に柔軟に保持されたブラケット60g、及び追加アーム60f内で枢動可能なグリップ交換システム61とを備える。横方向アーム60bの側面に配置されたピストン/シリンダ・ユニット60dは、長手方向アーム60eを調整するために使用される。他の状況では、ロボット60は、更に、詳細に示されない更に他のモータ及び位置測定装置を備える。
この構造によって、ロボット60は、容器10又は摺動式閉鎖機構20の正確な位置を自動検出することができ、そのために、自動グリップ交換システム61にカメラを結合することができる。パン10がパン位置にある場合に、オペレータはサイクルを開始する。ロボット60は、パン位置とパン番号を識別するカメラと繋がり、このカメラにより熱シールド79を開くために信号が放射される。次に、カメラは、スライドの前の近くに位置決めされ、正確なスライド位置が識別され確立される。位置を識別した後で、カメラは、ロボット60によって対応するツール・マガジンに戻される。
ロボット・セル62は、摺動式閉鎖機構20を開閉する手段、例えば、保持器の形のレポジトリ70に入れられた既述のピストン/シリンダ・ユニット30を装備する。ロボット60は、ピストン/シリンダ・ユニット30をグリッパでレポジトリ70から取り出し、保持器28に挿入し、スライダ・ユニット25に結合することができる。ロボット60によって、ピストン/シリンダ・ユニット30の圧力源への接続も提供され、対応する油圧ホースが、ロボット・セル62の上のガローズ(gallows)80に懸架される。また、ロボット60によって、ストローク制限ボルト56が駆動ロッド27から脱着される。
摺動式閉鎖機構20を開く前に、容器出口14の領域内に収められた廃棄物を定義するための測定コイルが検査されることが好ましい。ロボット60は、測定コイルを検査する手段を備えたツール板を合体させそれをパン側のコネクタに結合する。制御ユニット75は、評価手段に開始信号を提供し、ライン及び耐性検査が実行され、評価手段から制御ユニットに戻された結果が、操作パネル89に視覚化される。結果が否定的な場合、測定コイルは作業場で交換されなければならない。
摺動式閉鎖機構を開くための信号が制御ユニット75から出され、注入チャネル14aが開かれた後で、ロボット60により注入チャネル14aの洗浄が実施される。ツールとして酸素槍が使用され、それにより注入チャネル14aが焦げる可能性がある。ロボット60は、槍(ランス)を注入チャネル14aに次第に深く差し込む。ロボットが槍で完全に駆動された場合、槍がチャネルから引き抜かれる。ロボット60が、それぞれの酸素槍を用意されたツール・マガジン66に戻す前に、槍の長さが光バリアに基づいて検査される。槍が注入チャネルの長さより短い場合、ロボットは廃棄物容器を越えてその槍を廃棄し、再び注入チャネル14aを新しい槍で焦がす。
必要に応じて交換される耐火構成要素の状態を調べるために、ロボット60は、原位置に戻され、アクセス扉76がロック解除され、オペレータは、ロボット・セル62に入り、オペレータが自明の方法で検査を行うことができる。注ぎ口カバー26とスライダ板24の注入チャネルの状態が確認される。容器出口カバー16の状態を確認するために、閉鎖板24及び23が分解されなければならず、或いは、容器出口カバー16が、特定回数の通過後に自動的に変更される。この確認後、オペレータは、ロボット・セル62から出て、アクセス扉76をロックし、操作パネル89で実施されるシナリオに入り、その後で、ロボットは、キーを押すことによって開始される。ここで、以下のシナリオを選択することができる。
シナリオ1:更なる操作を行わない。
シナリオ2:注ぎ口カバー26の交換(作業ステップ:従来の注ぎ口カバー26の取り外し、新しい注ぎ口カバー26の取り付け)。
シナリオ3:注ぎ口カバー26と閉鎖板23及び24の交換(作業ステップ:従来の注ぎ口カバー26の取り外し、従来の閉鎖板23、24の取り外し、新しい閉鎖板23及び24の取り付け;新しい注ぎ口カバー26の取り付け)。
シナリオ4:閉鎖板23、24と容器出口カバー16の注ぎ口カバー26の交換(作業ステップ:従来の注ぎ口カバー26の取り外し、従来の閉鎖板23、24の取り外し、容器出口カバー16の引き出し、新しい容器出口カバー16の挿入、新しい閉鎖板23及び24の取り付け、新しい注ぎ口26の取り付け)
これらの各シナリオの後に、摺動式閉鎖機構20が閉じられ、ピストン/シリンダ・ユニット30が分解される。
これらの各シナリオに加えて、ロボット60によって、自明であり図示されていないフラッシング・コーンの交換を実施することができ、これは、容器10内の出口14のすぐ近くに収められ、溶融金属を取り扱うために使用される。
注ぎ口カバー26、確実に固定された閉鎖板23、容器出口カバー16、フラッシング・コーン、セラミック・リング、ブレークスルー安全装置等のいくつかの交換部品に、収容前にモルタルが塗布される。このため、本発明による設備にモルタル機構85が提供される。ロボット60が、これらの交換部品を保持してモルタル噴霧装置の下を通り、モルタルの付いた交換部品が、収容されるまで中間レポジトリに付着される。これらの操作では、パン位置にパンがない時間を使用することもできる。
ツール・マガジン65内で利用可能なツールは、それぞれアダプタ86を備えると有利であり、これにより、ロボット60によるツール・マガジン65の把持が単純化される。
注ぎ口カバー26を交換するとき、注ぎ口カバー26の支持リングは、適切なツールを使用して回転させることにより解放され、注ぎ口カバー26は、スパイク上に配置され、廃棄物容器71の上に傾けられ、ツールが支持リングと共に降ろされる。
閉鎖板23、24を分解するとき、ストローク制限ボルト56が、適切なツールを使用して取り外され降ろされ、スライダ・ユニット25は、既に前述した方法で解放され、軸Aのまわりに枢動される(図2に、提供されたヒンジ部品をよく確認することができる)。閉鎖板23及び24は、次々と、注入チャネル穴の3つあごグリッパにより把持され、取り外され、廃棄物容器71及び72のうちの1つに入れられる。
容器出口14のカバー16を分解するために、ロボット60は、油圧式ツールを接続し、あごと共に注入チャネル14aを通り、あごを引き離して穴開きレンガ15からカバー16を引き取り、廃棄物容器のカバー16を配置する。必要に応じて、カバー16は、こづちを使用して取り外されなければならない。穴開きレンガ15は、ワイヤーブラシ、こづち又はカッターを使用して洗浄され、圧縮空気で吹き飛ばされる。
容器出口14に新しいカバー16を取り付ける前に、ロボット60によって穴開きレンガ15にグラファイト塊が挿入される。この後で、新しいカバー16がモルタルと共に取り付けられる。ロボットは、約1分の硬化時間待つ。モルタルは、圧縮空気を使用して、しっかりと固定された閉鎖板23の支持面から除去される。新しい閉鎖板23及び24の取り付けでは、カバー交換が以前に実施されたことがない場合は、カバー16のヘッドが、回転ワイヤ・ブラシと次に圧縮空気で洗浄される。ロボット60は、交換部品マガジン67から新しいスライダ板24を把持し、そのスライダ板24を開いたスライダ・ユニットに入れる。次に、しっかりと固定された閉鎖板23がモルタルと共に挿入される。
注入チャネルは、圧縮空気を使用して洗浄される。遮断片を除去した後で、摺動式閉鎖機構20が閉じられ、スライダ・ユニット25が注入位置に移動され、その後ストローク制限ボルト56が嵌め込まれる。
新しい注ぎ口カバー26を取り付けるには、スライダ板24が以前に交換されたことがない場合、ロボット60は、真っ先にスライダ板24上の対応する支持体を洗浄する。次に、支持体上にグラファイト塊が噴霧される。次に、新しい注ぎ口カバー26がモルタルと支持リングと共に挿入され、支持リングが引っ張られる。注入チャネル14aは、圧縮空気でモルタルが除去される。
摺動式閉鎖機構20と注入チャネル14aを閉じ、ピストン/シリンダ・ユニット30を切り離し降ろした後で、熱シールド79が閉じられる。
図3によれば、本発明による設備50には、例えば、保守のために等間隔に配置された4台のパン10に対応することができるパン位置を備える。これらのパン10は、一般に、同じ寸法のものである。これらの4台のパンでは、図1と同じ設計の2台のロボットが提供されることが好ましい。従って、これらは詳細に説明されない。この場合も、これらのロボット60は、マガジン65、66、67が割り当てられた状態で、保護囲い63によって画定されたロボット・セル62内にそれぞれ配置される。
更に、この設備は、パン10のロボット60の反対側に移動式カバー除去装置40が配置されるという特徴を有する。このカバー除去装置40は、ロッド43によってキャリッジ45上に保持され、キャリッジ45は、パン10の隣りに延在するレール41及び42上で調整可能に案内される。パン内に延在するロッド43上に保持されたアーム46は、そのヘッド上に対応するツール(詳細に示さない)と共に提供される。
このカバー除去装置40により、パン10の注ぎ口を構成する耐火カバー16と耐火穴開きレンガ15(図2を参照)を、穴開け等によって除去することができる。しかしながら、このタイプの装置は、パン被覆12を改善するか又はパン・ベース内の1つ又は複数のフラッシング・コーンを除去すると考えられる。この装置40は、レール41及び42上でパン間を移動することができ、従って1台しか必要ない。
このタイプの設備50は、幾つかのストランドを備えた連続的な鋳造設備に適しており、これに対応してより大きい能力のパンが必要とされる。それぞれのロボット60がパン10を再び操作する準備ができしだい、そのパンをクレーンによって運び出すことができ、外にある次のパン10’がロボットの位置に運び込まれる。
10…溶融金属用容器、20…摺動式閉鎖機構、30…開閉手段、60…ロボット、61…自動グリップ交換システム、65,66…ツール・マガジン、67…交換部品マガジン、75…制御ユニット

Claims (11)

  1. 溶融金属用容器(10)の注ぎ口に取り付けの摺動式閉鎖機構(20)を保守するための設備にして、少なくとも1個のツール・マガジン(65,66)と少なくとも1個の交換部品マガジン(67)とを備える設備であって、
    自動グリップ交換システム(61)を備え且つ制御ユニット(75)に動作可能に接続されたロボットを備え、
    前記ロボット(60)は、前記容器(10)又は前記摺動式閉鎖機構(2)の正確な位置を自動的に検出でき、
    前記摺動式閉鎖機構(20)を開閉する手段を備え、この開閉する手段は、前記ロボット(60)によってレポジトリ(70)から前記摺動式閉鎖機構(20)まで移動させることができるピストン/シリンダ・ユニット(30)にして、前記摺動式閉鎖機構(20)に取り付け可能で且つ圧力源に接続可能であるピストン/シリンダ・ユニット(30)を有し、
    必要に応じて交換される個々の構成要素の状態により、まわりのマガジン(65,66,67)からツール又は交換部品を把持し洗浄操作を実行し、前記構成要素の分解、前記構成要素の交換又は取り付けを行い得る
    ことを特徴とする設備。
  2. 前記ロボット(60)は、それを囲むマガジン(65,66,67)と共に、保護囲い(63)によって画定されたロボット・セル(62)内に配置され、前記ロボット(60)に動作可能に接続された前記制御ユニット(75)が、前記ロボット・セル(62)の外部の操作パネル(89)と共に配置されたことを特徴とする、請求項1に記載の設備。
  3. 状態により必要に応じて交換される前記構成要素は、前記容器(10)の前記出口(14)内に前記摺動式閉鎖機構(20)の耐火注ぎ口カバー(26)と、その耐火閉鎖板(23,24)と、耐火カバー(16)とを備えたことを特徴とする、請求項1又は2に記載の設備。
  4. 更に、前記出口(14)の近くの前記容器(10)内に収容されたフラッシング・コイルを前記ロボット(60)によって交換することができることを特徴とする、請求項3に記載の設備。
  5. 前記容器及び摺動式閉鎖機構位置を自動的に検出し較正するための自動グリップ交換システム(61)に、カメラを結合することができることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の設備。
  6. キャリッジ(45)上にロッド(43)によって保持された移動式カバー除去装置(40)が、前記パン(10)の前記ロボット(60)の反対側に配置され、前記キャリッジ(45)は、前記パン(10)の近くに延在するレール(41,42)上で調整可能に案内されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の設備。
  7. 前記ピストン/シリンダ・ユニット(30)によって操作可能で且つ注入チャネル(14a)を開閉するスライダ・ユニット(25)のストローク制限のために、前記閉鎖板(23,24)を分解するために前記ロボット(60)が取り外すことができるストローク制限ボルト(56)が提供され、従って前記スライダ・ユニット(25)は、スライダ・ハウジング(21,22)から解放可能で且つ前記スライダ・ハウジング(21,22)に対して枢動可能であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の設備。
  8. 前記ロボット(60)によって前記注入チャネルの洗浄をするために、酸素槍を前記ツール・マガジン(66)から外し前記注入チャネル(14a)に導入することができ、前記酸素槍の長さの検査後に、前記それぞれの槍を前記ツール・マガジン(66)又は廃棄物容器まで戻すことができることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の設備。
  9. 注ぎ口カバー(26)や前記摺動式閉鎖機構(20)の確実に固定された閉鎖板(23)、前記容器出口(14)用のカバー(16)、フラッシング・コーン、ブレークスルー安全装置、又はセラミック・リングを、前記ロボット(60)によるモルタルの塗布のために、モルタル機構によって中間レポジトリまで運ぶことができることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の設備。
  10. 前記ロボット(60)によって、廃棄物を定義するために前記容器出口(14)の領域内に収容された測定コイルを確認する手段を、前記容器側のコネクタに接続することができ、前記制御ユニット(75)は、前記測定コイルの評価手段に信号を送出し、評価手段から結果を受け取ることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の設備。
  11. 構成要素の状態を確認するために、前記ロボットの使用中にロックすることができる扉(76)を介して前記ロボット・セル(62)に入ることができ、オペレータによって実施される前記構成要素の取り外し及び取り付けのシナリオが、前記扉が再度ロックされた後に前記操作パネル(89)上に入力され、前記選択されたあらかじめプログラムされた作業プロセスが開始されることを特徴とする、請求項2〜10のいずれか1項に記載の設備。
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