JP2018065189A - タンディッシュカー - Google Patents
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Abstract
Description
ところで、タンディッシュカーには、タンディッシュ内の溶鋼の重量を計測する計重装置が配備されている。この計重装置の構成に関する技術としては、特許文献1〜2に開示されたものがある。
特許文献4に開示の荷重検出装置は、小さな水平力が付加された場合には、その変位を円滑に吸収し、限界を超えた大きな水平力に対しては、これを阻止し得ることを目的とする水平力阻止機能を備えるようにしている。
例えば、特許文献1は、サポーティングフレーム12がガイド柱30,31に接しているため、溶鋼の計重精度を低下させる原因になっていることが開示される。即ち、サポーティングフレーム12とガイド柱30,31との接触部には、接触具合に比例した摩擦力が発生し、この摩擦力が計重値に悪影響を与える。
本来、ロードセル11は、圧縮荷重(または引張荷重)のみを作用させることが正しい使用方法であり、ロードセル11への横荷重は計重精度に悪影響を与えるだけではなく、ロードセル11を損傷してしまう虞もある。スライディングプレート15の摺動が限りなくスムーズ(即ち、摩擦係数がゼロ)であれば、ロードセル11に水平力は作用しないが、現実的には不可能である。
即ち、特許文献1〜2の技術を採用したとしても、タンディッシュをタンディッシュカーに載置する時や走行中の加減速時に、昇降フレームに作用する水平力や振動時に作用する水平力を阻止することは非常に困難である。
本発明にかかるタンディッシュカーは、タンディッシュを支持するための昇降フレームと、前記昇降フレームを上下方向に昇降させる昇降装置と、前記昇降装置と前記昇降フレームとが搭載され、前記昇降装置の下方であって走行可能な車輪が配備されている台車フレームと、を備えたタンディッシュカーにおいて、前記台車フレームに前記昇降装置が立設され、且つ前記昇降装置の頂部であって、前記昇降装置と前記昇降フレームとの間に、圧縮型かつ自動調心型とされた前記計重装置が配備されていて、前記昇降フレームは、前記計重装置及び前記昇降装置を介して、前記台車フレーム上に搭載されていて、前記昇降フレームの水平方向の移動を所定の範囲に規制する水平方向規制手段が、前記台車フレーム及び前記昇降フレームの少なくとも一方に設けられており、前記昇降フレームと前記水平方向規制手段との間に、前記台車フレーム停止時に、前記水平方向規制手段と前記昇降フレームとが非接触となる遊隙を設けておき、前記水平方向規制手段は、昇降フレームの昇降上限位置、昇降下限位置、及び昇降フレームの昇降上限位置及び昇降下限位置の間のいずれかにおいて、前記昇降フレームの水平方向の移動を規制する構成とされていることを特徴とする。
好ましくは、前記昇降フレームが前記水平方向規制手段に接触したときの前記計重装置の傾斜によって生じる水平方向の復元力が、前記昇降装置の水平方向の許容値を超えない範囲に対応する、前記遊隙量であるとよい。
好ましくは、前記タンディッシュは左右方向に長尺とされ、当該タンディッシュの左右方向一方端及び他方端が、前記台車フレームの左右方向一方端及び他方端よりも外側に位置するものであって、前記昇降フレーム及び前記台車フレームは、平面視矩形枠型に形成されていて、前記昇降フレームを構成する枠辺であって前後方向を向く2つの枠辺が、前記台車フレームを構成する枠辺であって前後方向を向く2つの枠辺の上方に配備され、前記昇降フレームの前記前後方向を向く2つの枠辺が、当該昇降フレームに支持されている前記タンディッシュの底部より下方を通過するように形成されているとよい。
好ましくは、前記台車フレームの前後方向を向く2つの枠辺は、前後方向中途部が二股形状に形成されていて、前記二股形状とされた中途部の内部に、前記昇降フレームの前後方向を向く2つの枠辺の中途部がサドルフレームを伴った状態で上方から挿入可能とされているとよい。
以下、本実施形態に係るタンディッシュカー14を説明する前に、本実施形態のタンディッシュカー14で支持されるタンディッシュ2が配備された連続鋳造設備1の説明を行う。
図14に示すように、連続鋳造設備1は、溶鋼4を一時的に貯留するタンディッシュ2と、溶鋼4を鋳造する鋳型3と、鋳型3から出た鋳片5を支えつつ移送する複数のサポートロール6とを有している。このような構成の連続鋳造設備1では、取鍋7により運ばれてきた溶鋼4がタンディッシュ2に注がれ、注がれた溶鋼4はタンディッシュ2に設けた浸漬ノズル8を介して鋳型3に注入される。鋳型3では注入された溶鋼4が冷却され、その表面部が凝固した状態の鋳片5となって、サポートロール6に保持されながら鋳型3下部から引き抜かれて、下流側に搬送されるようになっている。
タンディッシュ2は、上部が開放状とされて内部に溶鋼4を貯留可能とされると共に、外壁面から突出状に設けられた張り出し部12を備える本体部9と、本体部9の上部を覆うように載置されるカバー体13とを有している。
一対の張り出し部12は、本体部9を構成する分配室11の中央から左側に1つ配備されると共に、中央から右側に1つ配備されている。つまり、張り出し部12は、本体部9の左右方向に2つ、配備されている。
図1は、本発明のタンディッシュカー14の概略を示した図であり、タンディッシュが搭載された通常時の状態を示す図である。
図1〜図7に示すように、タンディッシュカー14は、タンディッシュ2を下方から支持する平面視矩形枠型の昇降フレーム16と、昇降フレーム16の四隅に配置され、且つこの昇降フレーム16を上下方向に昇降させる昇降装置19と、昇降フレーム16とが搭載される平面視矩形枠型の台車フレーム15と、を備えている。
理由としては、タンディッシュ2の底面と鋳型3の上面との上下方向の距離が大きい(離れている)と、タンディッシュ2から鋳型3への溶鋼4の落下エネルギが大きくなり、鋳片品質を低下させる虞がある。また、浸漬ノズル8の長さも長くなり、操業コストが増大する虞もある。そのため、タンディッシュ2の底面と鋳型3の上面とを近づけることは、連続鋳造を操業する上で必要である。
そこで、本実施形態では、タンディッシュ2を支持する矩形枠型の昇降フレーム16の前後方向を向く枠辺が、タンディッシュ2の底面と鋳型3の上面とが接近した狭小な空間とされた状況下においても、その狭小な空間を通過するように形成されている。
図3〜図7に示すように、台車フレーム15は、前後方向を向く2つの枠辺21と、左右方向を向く2つの枠辺22とで構成される平面視矩形状の枠体である。すなわち、台車フレーム15は、前後方向に延びるビーム部材21が所定の間隔を空けて左右一対設けられていて、左右に設けられた一対のビーム部材21の前端部23同士、後端部24同士それぞれを掛け渡すように梁部材22が前後一対設けられている。この梁部材22は、左右一対のビーム部材21を連結する部材である。
各ビーム部材21の前端部23及び後端部24の上面、すなわち台車フレーム15上面の四隅には、昇降フレーム16を上下方向に昇降させる昇降装置19がそれぞれ配備されている。この昇降装置19の頂部には、計重装置20が備えられている。
ビーム部材21は、前後方向中途部25が二股形状に形成されている。具体的には、ビーム部材21の中途部25においては、2本の長尺の棒材が左右方向に所定の間隔を空けて、ビーム部材21の前端部23と後端部24とを掛け渡すように配備されている。
なお、前後方向を向いて配備された2本の棒材の間隔、すなわちビーム部材21の中途部25に形成された空間26の左右方向の長さは、サドルフレーム17の前後方向中途部37の左右方向の長さより少し長いもの(幅広)とされている。
台車フレーム15の上方には、タンディッシュ2を下方から支持し、且つ上下方向に昇降させる昇降フレーム16が配備されている。
この支持部材27の前端部29及び後端部30は、下方が開放状とされた円筒部材で形成されていて、空洞とされた内部に、頂部にロードセル20が積層されている油圧シリンダ19がそれぞれ格納される。なお、本実施形態において、前端部29及び後端部30を円筒部材としたが、形状に関しては特に問わず、例えば角筒部材であってもよい。
以上より、支持部材27は、中途部31が側面視において、下方に凸状(U字状)に突出し且つ前端部29及び後端部30が上方に突出した形状を有する。すなわち、支持部材27は、円筒部材とされた前端部29から後方斜め下側へ突出し、中途部31で略水平状態となって後方へ延び、そして後方斜め上側を向いて、円筒部材とされた後端部30へ繋がる形状である。
本実施形態においては、前後方向を向く支持部材27の外側には、サドルフレーム17が配備されている。
サドルフレーム17の前端部35及び後端部36は、それぞれ台車フレーム15の四隅の上方に位置している。すなわち、サドルフレーム17の前端部35及び後端部36は、支持部材27の前端部29及び後端部30のそれぞれを左右外側から覆うように配備されている。
サドルフレーム17は、支持部材27の前端部29及び後端部30に突設された係合部材34を介して、前後方向に移動自在に載置されている。この係合部材34には、回動自在のローラ53が備えられていて、そのローラにサドルフレーム17が当接しているので、サドルフレーム17は小さな力で前後方向に移動可能とされている。
具体的には、サドルフレーム17の中途部37においては、2本の長尺の棒材が左右方向に所定の間隔を空けて、サドルフレーム17の前端部35と後端部36とを掛け渡すように配備されている。2本の棒材の間に形成された空間38、すなわち二股形状とされた中途部37に形成された空間38に、昇降フレーム16を構成する支持部材27の中途部31が、挿入される。
このサドルフレーム17は、支持部材27の中途部31より左右方向に幅広に形成されていて、支持部材27の中途部31を外から囲い、台車フレーム15を構成するビーム部材の中途部25に形成された空間26に挿入されるものである。
さて、サドルフレーム17の後端部36には、サドルフレーム17を水平方向の移動させるサドルフレーム駆動装置42が後方を向いて備えられている。
本実施形態においては、サドルフレーム駆動装置42に、油圧シリンダを採用している。このサドルフレーム駆動装置42は、トラニオン部43がサドルフレーム17の後端部36に設けられている取り付け部材40の孔に挿嵌されると共に、クレビス部44が支持部材27の後端部30に設けられている取り付け部材41にピンで結合されている。サドルフレーム駆動装置42の伸縮により、支持部材27の後端部30に対するサドルフレーム17の前後位置を可変としている。
なお、サドルフレーム駆動装置42は、サドルフレーム17の前端部35に配備されていてもよい。
フローティング状態の昇降フレーム16は、ダブルコンベックス型のロードセル20のみに当接して、被計重物を計重しているので、計重精度を悪化させる摺動抵抗(例えば、計重の抵抗となるサイドガイド)が無いので、極めて高精度な計重が可能になる。
ところが、ロードセル20が過剰に傾斜することは、ロードセル20自身が損傷してしまう虞があるので、好ましくない。
台車フレーム15の四隅に配備された車輪18の直上に、油圧シリンダ19が4つ配備され、その各油圧シリンダ19の頂部、すなわちシリンダロッドの先端に、ロードセル20が4つ配備されている。この4つロードセル20の上部に、矩形枠体の昇降フレーム16が載置されている。つまり、ロードセル20は、油圧シリンダ19の頂部であって、油圧シリンダ19と昇降フレーム16との間に配備されていることとなる。
そこで、本実施形態においては、昇降フレーム16及びサドルフレーム17の水平方向の移動を所定の範囲に規制する水平方向規制手段45を設けている。本実施形態の水平方向規制手段45は、第1規制部46と第2規制部47を有している。
第2規制部47は、支持部材27の基端32,33の側壁面から左右方向に突出した2つ板片に、軸心が前後方向を向く短尺の棒材49を取り付けた略井桁状の部材である。この第2規制部47は、支持部材27の前側基端32の左側壁及び右側壁、後側基端33の左側壁及び右側壁に、それぞれ配備されている。
以上より、水平方向規制手段45は、台車フレーム15に立設された第1規制部46(ストッパ)に、昇降フレーム16が当接することで、水平方向で、且つ左右方向における昇降フレーム16の動揺量が過大になることを規制する機構である。また、水平方向規制手段45は、台車フレーム15に立設されたストッパに、昇降フレーム16の支持部材27に設けられている第2規制部47が第1規制部46に当接することで、水平方向で、且つ前後方向における昇降フレーム16の動揺量が過大になることを規制する機構でもある。
さらには、タンディッシュカー14にタンディッシュ2を載置する際、天井クレーンで吊上げたタンディッシュ2がふら付くので、タンディッシュカー14(昇降フレーム16)に対して押し付けられるように載置されるようになるが、水平方向規制手段45が備えられていることにより、昇降フレーム16を保護することができる。
図8〜図13に、水平方向規制手段45の構成を示した図を示す。なお、図8〜図13においては、サドルフレーム17を省略して描いている。また、各図に関しては、各装置・部材の構成をわかりやすくするため、部分的に断面して描いている箇所がある。
図8、図9は、昇降フレーム16が搭載された通常時の状態における、水平方向規制手段45の構成の概略を示した図である。また、図10、図11は、昇降フレーム16が上昇された状態における、水平方向規制手段45の構成の概略を示した図である。図12、図13は、水平方向規制手段45の具体的な構成を示した図である。
本実施形態の水平方向規制手段45は、走行中などに生じる、水平方向の力が台車フレーム15に作用したときにおけるロードセル20の振れを抑制する手段である。
詳しくは、左側の台車フレーム15に着目すると、昇降フレーム16が水平方向で且つ左右方向に移動することを規制する第1規制部46が、台車フレーム15の左側の前端部23及び後端部24に、それぞれ1つ設けられている。
また、左側の昇降フレーム16に着目すると、昇降フレーム16が水平方向で且つ前後方向に移動することを規制する第2規制部47が、昇降フレーム16(支持部材27)の前側基端32の右側面及び左側面にそれぞれ1つずつ設けられるとともに、後側基端33の右側面及び左側面にそれぞれ1つずつ設けられている。
この水平方向規制手段45は、昇降フレーム16が第1規制部46に当接することで、その昇降フレーム16の水平方向で且つ左右方向の移動を規制する構成である。また、水平方向規制手段45は、第1規制部46に第2規制部47が当接することで、昇降フレーム16の水平方向で且つ前後方向の移動を規制する構成である。
第1規制部46は、昇降フレーム16を挟み込む、すなわち支持部材27の前側基端32及び後側基端33が空間48内に挿入可能となるように、台車フレーム15に左右一対取り付けられている。この第1規制部46は、昇降フレーム16が上昇した状態(上昇時)においても、支持部材27(昇降フレーム16)を挟み込むことが可能となるような、長尺の板材で形成されている。
第1規制部46は、昇降フレーム16の下降位置(通常時)から上昇位置まで対応可能となっているので、昇降フレーム16が上下方向で何れの高さに存在しても、昇降フレーム16の水平方向の移動を規制することが可能となる。なお、第1規制部46は、台車フレーム15と一体構造とされていてもよい。
即ち、タンディッシュカー14の静止状態(例えば、鋳造中の非走行時)では、昇降フレーム16は、台車フレーム15側のいずれの箇所にも接しておらず、水平方向規制手段45にも接触していないので、計重の抵抗となるサイドガイドのなどの部材を設けておく必要がない。
しかし、走行中のタンディッシュカー14が加減速する時や振動した時には、昇降フレーム16に対して、左方向または右方向の水平力が作用する。この水平力によって、ロードセル20が左右方向に傾くので、昇降フレーム16は台車フレーム15に対して、水平方向で且つ左右方向に移動(動揺)してしまうこととなる。
本実施形態では、走行中のタンディッシュカー14の前後方向に、水平力が作用すると、ロードセル20が前後方向に傾こうとするが、第2規制部47が第1規制部46に当接するようになっているので、昇降フレーム16は台車フレーム15に対して前後方向に移動(動揺)が規制される。
それ故、本実施形態では、昇降フレーム16が上昇しても、第2規制部47が必ず第1規制部46に当接するような構成である(図11、図12参照)。
すなわち、本実施形態の水平方向規制手段45においては、昇降フレーム16の上昇位置から下限位置までの全域に対応するような構成としている。この場合、昇降フレーム16の昇降が中間位置となっていても、タンディッシュカー14の走行や、タンディッシュカー14にタンディッシュ2を搭載することが可能になる。
また、昇降フレーム16が水平方向規制手段45に接触したときのロードセル20の傾斜によって生じる水平方向の復元力が、油圧シリンダ19の水平方向に作用する力の許容値を超えない範囲(油圧シリンダ19に作用可能な水平力以上の水平力が作用すると、油圧シリンダ19が損傷する限界値)に対応する、遊隙量であることが好ましい。
ここで、適正な遊隙量について説明する。
例えば、150ton用ロードセル20の傾斜許容値は、2.5°程度である。この場合、台車フレーム15に対する昇降フレーム16における水平方向の移動量は、±10mmに相当する。このとき、ロードセル1台当たりの載荷荷重を100tonとすると、ロードセル1台当たりの復元力は5700kgfとなる。この例では、遊隙量を7mm程度にするのが好ましい。
昇降フレーム16が上昇状態、つまり油圧シリンダ19のシリンダロッドが最も突出した状態のときに、タンディッシュカー14の急峻な加減速が行われると、そのシリンダロッドの頂部には5700kgfの水平力が作用することになる。なお、本実施形態の場合、耐水平力が8500kgfの油圧シリンダ19を採用しているので、この油圧シリンダ19が損傷することはない。好ましくは、本実施形態の如く、遊隙量調整手段50,51を設けるとよい。
また、水平方向規制手段45の第2規制部47に、第2遊隙量調整手段51(図例は、ねじ機構)を設けている。本実施形態では、当該第2遊隙量調整手段51により、遊隙量C1を7mmに設定している。なお、遊隙量C1〜C3は一例であり、この値に限定されない。
また、タンディッシュ2を有底箱形に形成された平面視で略T形状の容器としたが、平面視でI形状の容器としてもよい。なお、遊隙量調整手段50,51を省略することも可能である。
2 タンディッシュ
3 鋳型
4 溶鋼
5 鋳片
6 サポートロール
7 取鍋
8 浸漬ノズル
9 本体部
10 注入室
11 分配室
12 張り出し部
13 カバー体
14 タンディッシュカー
15 台車フレーム
16 昇降フレーム
17 サドルフレーム
18 車輪
19 昇降装置(油圧シリンダ)
20 計重装置(ロードセル)
21 前後方向を向く2つの枠辺(ビーム部材)
22 左右方向を向く2つの枠辺(梁部材)
23 前端部
24 後端部
25 前後方向中途部
26 空間
27 前後方向を向く2つの枠辺(支持部材)
28 左右方向を向く2つの枠辺(連結部材)
29 前端部
30 後端部
31 前後方向中途部
32 前側基端
33 後側基端
34 係合部材
35 前端部
36 後端部
37 前後方向中途部
38 空間
39 載置部材
40 取り付け部材
41 取り付け部材
42 サドルフレーム駆動装置
43 トラニオン部
44 クレビス部
45 水平方向規制手段
46 第1規制部
47 第2規制部
48 空間
49 棒材
50 第1遊隙量調整手段
51 第2遊隙量調整手段
52 締結手段
53 ローラ
F 床面
Claims (9)
- タンディッシュを支持するための昇降フレームと、前記昇降フレームを上下方向に昇降させる昇降装置と、前記昇降装置と前記昇降フレームとが搭載され、前記昇降装置の下方であって走行可能な車輪が配備されている台車フレームと、を備えたタンディッシュカーにおいて、
前記台車フレームに前記昇降装置が立設され、且つ前記昇降装置の頂部であって、前記昇降装置と前記昇降フレームとの間に、圧縮型かつ自動調心型とされた前記計重装置が配備されていて、
前記昇降フレームは、前記計重装置及び前記昇降装置を介して、前記台車フレーム上に搭載されていて、
前記昇降フレームの水平方向の移動を所定の範囲に規制する水平方向規制手段が、前記台車フレーム及び前記昇降フレームの少なくとも一方に設けられており、
前記昇降フレームと前記水平方向規制手段との間に、前記台車フレーム停止時に、前記水平方向規制手段と前記昇降フレームとが非接触となる遊隙を設けておき、
前記水平方向規制手段は、昇降フレームの昇降上限位置、昇降下限位置、及び昇降フレームの昇降上限位置及び昇降下限位置の間のいずれかにおいて、前記昇降フレームの水平方向の移動を規制する構成とされている
ことを特徴とするタンディッシュカー。 - 前記昇降フレームが前記水平方向規制手段に接触したときに生じる、前記計重装置の傾斜角度が、前記計重装置の許容傾斜角度を超えない範囲に対応する、前記遊隙量である
ことを特徴とする請求項1に記載のタンディッシュカー。 - 前記昇降フレームが前記水平方向規制手段に接触したときの前記計重装置の傾斜によって生じる水平方向の復元力が、前記昇降装置の水平方向の許容値を超えない範囲に対応する、前記遊隙量である
ことを特徴とする請求項1に記載のタンディッシュカー。 - 前記水平方向規制手段は、前記台車フレームから上方に延びるように取り付けられていて、前記昇降フレームが左右方向に移動することを規制する第1規制部と、前記昇降フレームに取り付けられていて、前記昇降フレームが前後方向に移動することを規制する第2規制部と、を有し、
前記第1規制部に前記第2規制部が当接することで、前記昇降フレームが前後方向に移動することを規制する構成であり、
前記第1規制部の高さは、前記昇降フレームが上昇した状態における前記第2規制部の移動高さと同一乃至は前記第2規制部の移動高さより高いものである
ことを特徴とする請求項1に記載のタンディッシュカー。 - 前記昇降装置には、油圧シリンダが採用されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のタンディッシュカー。
- 前記タンディッシュは左右方向に長尺とされ、当該タンディッシュの左右方向一方端及び他方端が、前記台車フレームの左右方向一方端及び他方端よりも外側に位置するものであって、
前記昇降フレーム及び前記台車フレームは、平面視矩形枠型に形成されていて、
前記昇降フレームを構成する枠辺であって前後方向を向く2つの枠辺が、前記台車フレームを構成する枠辺であって前後方向を向く2つの枠辺の上方に配備され、
前記昇降フレームの前記前後方向を向く2つの枠辺が、当該昇降フレームに支持されている前記タンディッシュの底部より下方を通過するように形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のタンディッシュカー。 - 前記昇降フレームの前後方向を向く2つの枠辺のそれぞれを外から囲い、且つ前記昇降フレームを支えるサドルフレームが配備されていて、
前記サドルフレームは、上方から前記タンディッシュが載置されると共に、載置された前記タンディッシュを水平方向に移動自在とするものとされ、
前記サドルフレームが、前記台車フレームを構成する枠辺であって前後方向を向く2つの枠辺の上方に配備されると共に、前記タンディッシュの底部より下方を通過するように形成されている
ことを特徴とする請求項6に記載のタンディッシュカー。 - 前記台車フレームの前後方向を向く2つの枠辺は、前後方向中途部が二股形状に形成されていて、前記二股形状とされた中途部の内部に、前記昇降フレームの前後方向を向く2つの枠辺の中途部が上方から挿入可能とされていることを特徴とする請求項6に記載のタンディッシュカー。
- 前記台車フレームの前後方向を向く2つの枠辺は、前後方向中途部が二股形状に形成されていて、前記二股形状とされた中途部の内部に、前記昇降フレームの前後方向を向く2つの枠辺の中途部がサドルフレームを伴った状態で上方から挿入可能とされていることを特徴とする請求項6に記載のタンディッシュカー。
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