JP2817079B2 - 羽口手入れ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製鋼タンディッシュの
浸漬ノズル交換における羽口内面手入れ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、連続鋳造設備において転炉より
鍋によって搬入される溶鋼は、一旦タンディッシュに貯
蔵され、その底部羽口に装着された浸漬ノズルから鋳型
に注入される。タンディッシュ寿命は１００チャージ以
上であるのに対し、浸漬ノズル寿命は５〜１０チャージ
と短く、このため連続鋳造操業においては浸漬ノズル交
換が必要不可欠になっている。

【０００３】浸漬ノズルのタイプを大きく分類した場
合、ストッパーの昇降により溶鋼流量調整を行う一体型
と、横方向へのスライディングノズルにより流量調整を
行う分割型とがある。

【０００４】前者の一体型浸漬ノズルは、通常、タンデ
ィッシュの内側より装着される内装型となり、その交換
に際しては、タンディッシュレンガ温度の降下後、羽口
部分に相当するレンガを損壊取り外し、新品のものに取
り替えることにより、新たな浸漬ノズルを挿入施工する
のが普通である。しかし、温度降下後に羽口レンガを施
工するため、タンディッシュの連続使用が不可能となる
と共に、レンガ取り替えに際する素材費用及び人件費が
増大する欠点がある。

【０００５】一方、後者の分割型浸漬ノズルは、浸漬ノ
ズル交換作業が容易に行える反面、鋳型への溶鋼注入時
に浸漬ノズル部において偏流が起りやすく、鋳型内での
溶鋼流動状態が一体型に比較して変化し易い欠点を持
つ。このため、タンディッシュ熱間回転においては、品
質面で有利な一体型浸漬ノズルを、タンディッシュの外
側から装着する外装型として使用することが行われる。

【０００６】従来、この種の外装一体型浸漬ノズルの交
換において、熱間にて羽口表面を手入れする際には、タ
ンディッシュ下面の羽口開口より手作業によりブレーカ
ーやバールなどの工具を用いて、羽口表面に残存するモ
ルタル等の異物を除去しているが、人手による作業で高
温の極悪環境下で且つ危険ないわゆる３Ｋ作業であり、
作業効率も低く長時間を要する。

【０００７】これに対し、従来熱間で浸漬ノズルを容易
に交換することが試みられ、タンディッシュの外側から
古い浸漬ノズルを引き抜く引抜装置と、浸漬ノズル引抜
き後の取付孔を掃除する掃除装置と、新しい浸漬ノズル
をタンディッシュの外側から装着する装着装置とを台車
に搭載した交換装置が提案されている（実開昭５６−１
２２５５３号公報）。

【０００８】このうち特に掃除装置は、昇降シリンダー
により昇降されるシャフトの先端に、モーターにて回転
される掃除具を取付け、該掃除具を回転させてノズル取
付孔内を清掃整形するものであり、掃除具としてはワイ
ヤブラシ、カッター等から構成すれば十分である旨の記
述がある。従って、羽口表面に付着する異物を切削ある
いは研磨除去するために研削バイトや研磨砥石を適用す
る場合、旋回ベースにこれらを固定して取り付ける形態
になると推測される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した掃除
装置の如く、昇降シリンダーにより昇降される回転シャ
フトの先端に掃除具を取付けるという構成だけでは、タ
ンディッシュの熱変形やシャフトの停止精度、機械のガ
タ等により、掃除具を正確にノズル挿入孔中心に合わせ
てセットすることが困難であり、羽口の損傷を避けるこ
とができない。また、研削バイトや研磨砥石を旋回ベー
スに単に固定する構成では、刃具の送り速度を微妙に制
御しなければ切り込み負荷が大きくなり、刃具の旋回が
停止したり、羽口レンガを割損したりするトラブが発生
する。また研削や研磨では粉砕速度が小さいため、手入
れに長時間を要する。

【００１０】本発明の目的は、上述の欠点を解消し、共
通の台車上に姿勢制御装置、調芯機構、羽口手入れ機
構、地金押上げ機構を装置することにより、短時間で効
率良く、人出によらずに熱間での安全で正確な羽口手入
れを可能することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の羽口手入れ装置は、旋回遠心力により拡縮
可能な位相違いの鋸刃と平刃又は更にドレッサーから成
る羽口手入れ装置本体と、羽口の上地金層を押上げるた
め羽口手入れ装置本体の頂部に取付けられた燃焼，昇華
可能な材質から成る地金押上用ヘッドと、羽口手入れ装
置本体を共通台車上に支持し、羽口手入れ装置本体の平
面内位置の修正と傾斜角度の修正を可能にした姿勢制御
装置と、上記羽口手入れ装置本体を羽口中心を目標位置
として位置決めする調芯機構とを有する構成としたもの
である。また、調芯機構は、それぞれ平行平板を有し、
この平行平板により形成されるガイド溝を、上記羽口の
中心に向かうように放射状に配向した複数の溝型ガイド
と、上記台車枠体上の上段テーブル上に、上記ガイド溝
にそれぞれ対向して配置された複数のガイドピンとから
なり、上記溝型ガイドは、上記平行平板がガイド溝の長
辺をなして、上記ガイドピンの長辺方向の移動のみを許
容するとともに、上記放射状のガイド溝のうち、少なく
とも２つのガイド溝が、１８０度未満の相対角度をもっ
て配置されている構成としたものである。

【００１２】

【作用】本発明においては羽口手入れ作業を次のように
して行うことができる。 （１）地金押上げ用ヘッドを手入れ装置上面に積載す
る。 （２）台車がタンディッシュ羽口下のピンガイドで調芯
可能な適当な位置に進入する。 （３）調芯目標位置に対して放射状に配列されたピンお
よび平行平板ガイドで調芯し、またフリーベアと平面座
および球面座で構成されたＲＣＣ機構により姿勢を制御
しながら、台車が上昇する。 （４）台車上に配置した手入れ装置が上昇すると同時
に、羽口上端に存在する地金を手入れ装置上面に配置し
た地金押上げヘッドで押し上げる。 （５）地金を押上げたままの状態で、手入れ刃具を寸動
あるいは連続回転して羽口内面に残存するシール用モル
タル等の異物を除去する。 （６）除去完了後、手入れ装置を降下・退避する。 従って、短時間で効率良く、人手によらずに熱間での安
全で正確な羽口手入れが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図示の一実施例に基づいて説
明する。図１〜図３において、タンディッシュ１の羽口
２に対する浸漬ノズル（ＩＮ）交換台車３が車輪４によ
り台車走行レール５上を走行可能に設けられ、該浸漬ノ
ズル交換台車３には浸漬ノズル回収装置Ａ、羽口手入れ
装置Ｂ、浸漬ノズル挿入装置Ｃがこの順序で搭載されて
おり、更に、この浸漬ノズル交換台車３の枠体３ａに連
結された浸漬ノズル・モルタル切替台車３ｂの部分に
は、浸漬ノズル挿入装置Ｃに隣接して浸漬ノズル予熱炉
Ｄ、モルタル置台Ｅ、浸漬ノズル−モルタル移載装置Ｆ
が搭載されている。浸漬ノズル交換作業は、浸漬ノズル
回収→羽口手入→浸漬ノズル移載→モルタル移載→浸漬
ノズル挿入の手順による。

【００１４】このとき台車３はレール５上を、（１）ま
ず回収装置Ａが羽口２と対向する回収位置へ前進し、
（２）回収作業後、手入れ装置Ｂが羽口２と対向する清
掃位置へ前進し、（３）羽口内面の清掃作業後、それま
でに準備され浸漬ノズル-モルタル移載装置Ｆにより浸
漬ノズル挿入装置Ｃにセットされた浸漬ノズルを羽口２
に挿入すべく、浸漬ノズル挿入装置Ｃが羽口２と対向す
る挿入位置へ前進し、（４）浸漬ノズル挿入（供給）作
業後、レール５上を待機位置へと後退する。これらの作
業において回収装置Ａ、手入れ装置Ｂ、浸漬ノズル挿入
装置Ｃは図１に実線で示す待機位置から点線で示す作動
位置まで前進する。

【００１５】本発明は、このうち特に羽口清掃作業を行
う羽口内面の手入れ装置Ｂを対象とするものであり、図
４〜図６にその構成を示す。この羽口手入れ装置Ｂは、
旋回遠心力により拡縮可能な位相違いの鋸刃と平刃又は
ドレッサーから成る羽口手入れ装置本体６と、羽口の上
地金層を押上げるため羽口手入れ装置本体の頂部に取付
けられる燃焼、昇華可能な材質（例えば木製）から成る
地金押上用ヘッド７と、共通台車上におけるフリーベア
リング方式の受動的ＲＣＣ（Remote Center Complianc
e）機構による姿勢制御装置８と、放射状平行平板ガイ
ド及びピン機構による調芯機構９とを有する。

【００１６】（Ａ）羽口手入れ装置本体 図４に羽口手入れ装置本体６の外観を、図５に断面構造
を示す。図４及び図５において、回転軸１１の上部に嵌
装され且つネジ１２により回転軸１１に固定された回転
筒１３には、その周囲の同一高さ位置から、図６の如く
全体としてほぼ三角形状をなすように３本の旋回ベース
１４が延設されている。そして、この旋回ベース１４の
三角形の各頂部に、刃具ホルダー１６の基部１６ａが軸
１５により揺動自在に取付けられ、該ホルダー１６には
刃具１７が軸１８により揺動自在に枢着されている。

【００１７】即ち、回転軸１１が回転すると、旋回遠心
力により、軸１５を中心とするホルダー１６の回動及び
軸１８を中心とする刃具１７の回動が生じ、先端刃先ま
での長さが拡縮するリンク機構を構成している。

【００１８】上記３本の旋回ベース１４は、回転軸の上
下方向に複数段にわたって設けられており、隣り合う上
下段の旋回ベース１４の頂部は、図６に示す如く、隣の
旋回ベース１４の開脚間の丁度中央から突出するよう
に、上下段相互の位置を周方向にずらせてある。

【００１９】各刃具ホルダー１６に取付けられる刃具１
７には、図８に示す３種類の刃具１７ａ,１７ｂ,１７ｃ
と、図４の下方に示すドレッサー１７ｄとがある。図８
（ａ）に示す刃具１７ａは、半径方向外側に断面山形に
突出する２条の直線刃ａを軸方向に離間した位置に有す
る鋸刃から成り、図８（ｂ）に示す刃具１７ｂは、刃具
１７ａの直線刃ａとは位相違いの２条の直線刃ｂを有す
る鋸刃から成る。

【００２０】そして図８（ｃ）に示す刃具１７ｃはこれ
ら鋸刃１７ａ,１７ｂの領域をカバーする軸方向幅を有
する平刃ｃから成る。ドレッサー１７ｄは金属細線を円
筒ブラシ状に形成したものから成る。これらの刃具１７
の材質には、羽口面の手入れ過多による損傷を防止する
ため、羽口面の強度を若干下回るものを選択する。

【００２１】これらの刃具１７は、上記１段を構成して
周方向に位置する旋回ベース１４の頂部に、順次周方向
に刃具１７ａ,１７ｂ,１７ｃの順に設けられる。但し、
最下段及びその前段の旋回ベースついては全てドレッサ
ー１７ｄを設けている。しかし、各刃具１７は、下側か
ら２段分を含め、各１段につき鋸刃状、位相ずれ鋸刃
状、平刃状のものを複数枚組み合わせた構成とすること
ができる。

【００２２】刃具ホルダー１６の基部１６ａを枢支して
いる軸１５は回転軸１１と平行であるが、刃具１７をホ
ルダー１６に枢支している軸１８は、回転軸１１に対し
て裾広がり状に傾斜しており、その傾斜角度は、手入れ
すべき羽口内面つまり浸漬ノズルの頂部傾斜角とほぼ一
致するようにしてある。即ち、刃具１７は刃具全体の包
絡線が羽口内面に倣った載頭円錐形をなすように配置さ
れ、軸１８は各刃具１７が羽口２の内面に対し旋回方向
に倒れないよう制約している。

【００２３】上記のように構成されているため、この手
入れ装置本体６を昇降機構により羽口２内に挿入し、旋
回駆動機構により回転軸１１を回転させると、上記載頭
円錐形に配置されている刃具１７全体は、その旋回遠心
力により、常に羽口内面の形状に倣って拡縮する。即
ち、各刃具１７は、図７に示すように羽口２の内面に圧
接しつつ旋回する。この旋回圧接力により、羽口面の付
着異物たるモルタル２８（図１１参照）等は、まず位相
違いの２種類の鋸刃状刃具１７ａ、１７ｂにより溝状に
粉砕され、次いで当該溝以外の残余部分が平刃状刃具１
７ｃで粉砕され、最後にドレッサー１７ｄで面仕上げさ
れる。従って、効率良く羽口面の手入れが行われる。

【００２４】上記旋回駆動機構及び昇降機構は任意の構
成とすることができるが、本実施例においては図９に示
す構成となっている。図９において、中心軸線より右側
は手入れ装置本体６が下降位置にある場合を、左側は上
昇位置にある場合を示している。上記回転軸１１の下部
は有底円筒形の可動枠体１９内に配置され、該可動枠体
１９の開口縁部において、座枠部材２０並びに複列円錐
コロ軸受２１及び円筒コロ軸受２２により支持されてい
る。

【００２５】可動枠体１９内において、回転軸１１の下
端には旋回駆動手段としての油圧モータ２３が同軸に取
付けられ、該油圧モータ２３により回転軸１１が回転さ
れるようになっている。また可動枠体１９は円筒形の固
定枠２６内に配置されており、可動枠１９の底部下面は
固定枠２６の底面との間に設けた昇降用の油圧シリンダ
ー２５により支持され、該油圧シリンダー２５により昇
降可能となっている。２７は昇降動作時に可動枠１９を
上下方向にガイドするため、固定枠２６との間に設けた
ガイド機構２７を示す。

【００２６】既に述べたように、上記載頭円錐形に配置
されている刃具１７全体は、その旋回遠心力により、図
７に示すように、常に羽口内面の形状に倣って拡縮す
る。従って、旋回速度を制御することにより、上記遠心
力による手入れ能力を制御することができる。

【００２７】このとき、 （１）均一回転速度で旋回させるのではなく、旋回を寸
動させることにより、手入れ能力を増幅することができ
る。 （２）また旋回速度を調整することにより、刃具の停止
や羽口の損傷を防止でき、安全で安定した熱間での手入
れが実現できる。 尚、旋回駆動手段としては、電導機，油圧モータ，エア
ーモータ等、公知の回転運動を為し得る動力源が利用で
きる。

【００２８】図１０に羽口手入れ作業における制御の一
例を示す。尚、ここでは運動負荷の計測手段として、電
動機による旋回駆動の場合は電流計を、油圧モータ、エ
アーモータ等による旋回駆動の場合は圧力計等を備け、
旋回負荷を監視することを前提とする。

【００２９】（１）まず昇降用油圧シリンダー２５によ
り手入れ装置本体６を上昇させて、羽口２内に手入れ装
置本体６を挿入する。

【００３０】（２）次に旋回駆動手段による高速寸動旋
回運動に入る。この高速寸動旋回運動では、旋回起動時
の慣性により刃具１７は縮小し、旋回による遠心力によ
り羽口面に衝突し、旋回停止時の慣性により刃具１７は
羽口面に押し付けられる。従って均一速度の連続旋回運
動による遠心力を増幅した力で、モルタル等の羽口面付
着異物を破砕することができる。尚、この高速寸動旋回
運動工程は付着物が軽微な場合は省略することができ
る。

【００３１】（３）高速寸動旋回運動に引き続いて今度
は高速連続旋回運動に入る。この連続旋回運動において
は、上記破砕された異物を旋回遠心力による刃具１７の
羽口面への押し付け力で細かく粉砕し、脱落させる。こ
の粉砕は、位相を違えた鋸刃状刃具１７ａ,１７ｂによ
る溝状の粉砕工程と、溝以外の残余部分を平刃状刃具１
７ｃで粉砕する工程との繰返しにより、効率良く行われ
る。

【００３２】（４）運動負荷計測手段により監視してい
る旋回負荷が所定値を下回った時点で、高速連続旋回運
動から低速連続旋回運動に入る。これは、羽口面の損傷
を避けるため旋回速度を低下させて仕上げ手入れ工程に
移行することを意味する。この段階ではドレッサー１７
ｄが羽口外側部に位置し面仕上げが実行されることとな
る。

【００３３】（５）更に負荷が減少した場合、手入れ作
業を終了する。即ち、油圧シリンダー２５により手入れ
装置本体６を下降させると共に、油圧モータ２３による
旋回を停止させる。

【００３４】上記した手入れ装置本体の構成により得ら
れる効果は次の通りである。 （１）旋回遠心力により刃具を拡縮させることにより、
刃具の切り込み微調整が不必要となり、手入れ中の旋回
停止等の不安定現象を回避できる。また遠心力を利用す
るため旋回パワーを小さく設定でき、構造，強度等を簡
素化できる。

【００３５】（２）旋回を寸動させること、また位相違
いの鋸刃と平刃を組み合わせることにより手入れ能力を
飛躍的に向上させ軽負荷短時間での手入れが可能とな
る。

【００３６】（３）旋回速度調整により手入れ能力を制
御可能であり、また旋回負荷を監視することにより、羽
口面の手入れ過多による損傷を回避可能できる。また材
質の選択により羽口の損傷が軽減される。

【００３７】（Ｂ）地金押上用ヘッド この地金押上用ヘッド７は、図１１に実線で示すよう
に、浸漬ノズルを離脱した後の羽口２の上面に残存する
地金層２７を、人手による作業やオフライン専用地金押
上げ装置によらずに、図１１に点線で示すように押し上
げて剥離除去するためのもので、上記羽口手入れ装置本
体６の頂部に取付けられる。

【００３８】詳述するに、図４及び図５において、地金
押上用ヘッド７は燃焼，昇華可能な材質から成り、本例
では木製である。地金押上用ヘッド７は円柱状に形成さ
れ、その下面中央には取付脚部７ａを設けてある。この
地金押上用ヘッド７の取付けは、羽口手入れ装置本体６
の頂部中央孔、即ち回転筒１３の頭部に設けた孔１３ａ
内に、脚部７ａを差込むことで行われる。

【００３９】即ち、上述した羽口手入れ装置本体６の回
転筒１３は地金押上用ヘッド７の支持筒であり、図９で
説明した油圧シリンダー２５等による昇降機構は地金押
上用ヘッド７の昇降機構となり、これら地金押上用ヘッ
ド７、回転筒１３、回転軸１１及び昇降機構により「地
金押上げ装置」が構成される。そして、セットされた地
金押上用ヘッド７は、浸漬ノズル回収装置Ａにより浸漬
ノズルを離脱回収した直後の羽口手入れ作業において、
羽口手入れ装置本体６と同時に羽口２内に挿入される。

【００４０】この地金押上用ヘッド７はタンディッシュ
内で燃焼，昇華される消耗品である。尚、ヘッド７の形
状は円柱状であると記したが、後述するヘッド７の働き
が達成できれば良く、従ってここでの「円柱状」なる語
は、文字通りの円柱状の他に多角柱形状をも含む広い概
念として用いる。

【００４１】図１２に地金押上げ作業の手順を示す。ま
ず挿入前のヘッド７を十分水等にて湿潤させておき、こ
れを羽口手入れ装置本体６の上端に積載する。このと
き、ヘッド７の脚部７ａは回転筒１３の頭部孔１３内に
単に差込むだけとし、回転止めは施さず、フリーな構造
とする。これは手入れ装置本体６の旋回運動等の動作を
阻害しないようにするためである。

【００４２】浸漬ノズル回収装置Ａにより浸漬ノズルを
離脱回収した直後の羽口手入れ作業において、地金押上
げ装置をその上限、つまり油圧シリンダー２５の作動ス
トローク上限まで上昇させ、地金押上用ヘッド７を羽口
２内に挿入する。この過程において、地金押上用ヘッド
７は、図１１に実線で示す如く羽口上面に１３５０℃前
後で残存する地金層２７を、図１１に点線で示すように
押し上げて剥離除去する。その後、地金押上げ装置を下
降させる。

【００４３】この間の地金押上用ヘッド７の挿入時間は
例えば６０ｓｅｃであり、ヘッド抽出開始から新たな浸
漬ノズルが挿入されるまでの時間は例えば９０ｓｅｃで
ある。従って、前者の挿入時間６０ｓｅｃの間に地金押
上用ヘッド７が完全に燃焼あるいは昇華してしまうと、
押上げ剥離作用が十分に発揮されず、また後者の９０ｓ
ｅｃの間に再び地金層２７が垂れ落ちて羽口上端より下
がってしまうと押上げ剥離作業は失敗に終る。

【００４４】そこで、ヘッド７の材質及び形状寸法は次
の点を考慮して定める。まず羽口内及び羽口上温度は１
０００〜１４００℃程度であり、地金押上げ挿入時はヘ
ッド７が原形状をほぼ保ち、羽口上端に存在する地金層
２７を押し上げられる強度を有することが必要である。
また挿入完了後は、この温度領域にて燃焼あるいは昇華
し、部分的または全体的に強度が低下あるいは消滅し、
押上げ完了抽出時には羽口２にヘッド７が引っ掛からな
いか又は引っ掛かっても消滅する材質である必要があ
る。本例では木製ヘッドであり、挿入前に十分水等にて
湿潤させることで上記条件を十分に満足している。

【００４５】つぎに、羽口２の内面形状は一般的には円
形を呈しており、羽口内面には付着異物としてシール用
モルタル２８がほぼ均一な厚みで残存している。よっ
て、ヘッド７の外径は、羽口２の内径から残存モルタル
厚み分を差し引いた径で構成し、挿入時の羽口２および
モルタル２８への突っ掛け挿入停止を回避する。

【００４６】ヘッド７の厚みは、ヘッド７の挿入完了か
ら抽出開始までの時間経過で、抽出時に引っ掛からない
程度に燃焼消滅する容量を有し、また挿入完了時の挿入
代が、ヘッド抽出開始から新たな浸漬ノズル挿入開始ま
での間に、垂れ落ちて羽口上端より下がらない位置まで
金属層２７を上げる量となるような寸法とする。

【００４７】本例では、羽口内径１８６ｍｍ，モルタル
厚み３ｍｍに対し、ヘッド外径１８０ｍｍ，ヘッド初期
厚み３０ｍｍで、挿入時間６０ｓｅｃを経た抽出時にお
いて、抽出時厚み２０ｍｍ，抽出時外径１７０ｍｍとな
る木製ヘッドを、ヘッド抽出開始から新浸漬ノズル挿入
開始までの時間９０ｓｅｃに対しヘッド挿入代５０ｍｍ
で用い、良好な結果を得た。

【００４８】ところで本実施例においては、図４及び図
５に示すように、ヘッド７の外周面の円周方向適数箇所
に、釘７ｂを、適切な高さ位置まで打込んである。この
打込み釘７ｂは、ヘッド７の上昇時に、羽口上端内面に
残存するモルタル等の付着異物２８に亀裂あるいは溝状
の筋加工を施して、羽口手入れ装置本体６による除去を
容易とする働きをする。このため、打込み釘７ｂの出代
は、羽口の連続使用に伴う上端部の損傷に応じて調整さ
れるが、その代りに、羽口上端部の損傷に応じて外径の
異なるヘッド７を数種類予め用意して対応させてもよ
い。

【００４９】いずれの形態の地金押上用ヘッド７であっ
ても、これを消耗品として羽口手入れ装置本体６の上端
に積載する構成であるため、地金押上げと羽口手入れの
作業が同時進行可能となり、作業時間を短縮できる。ま
た、コンパクトな地金押上げ装置が得られる。そして、
押上げに際しては、手入れ作業＋浸漬ノズル挿入作業完
了までの時間中に地金が干渉しないよう、必要寸法を押
し上げるという短時間の処理で済むため、冷却降温及び
再昇温の必要もない。

【００５０】（Ｃ）ＲＣＣ機構 姿勢制御装置８は、調芯機構９のガイドピンをガイド穴
に挿入するための姿勢倣い制御機構であり、一般的なＲ
ＣＣ機構と異なり、力センサー等の電気制御を介さない
受動的たわみ制御に属するものである。図１３及び図１
４において、台車３の枠体３ａ上には、下段テーブル３
３、中段テーブル３８、上段テーブル４１が順次設けら
れている。

【００５１】台車枠体３ａ上にレール５と直行方向にコ
ロコンベア２９が敷設され、このコロコンベア２９上に
支持枠３０が立設されている。下段テーブル３３は、こ
の支持枠３０に対し昇降可能に支持されている。正確に
は、図１３に示すように、下段テーブル３３の背面の嵌
合部３２が支持枠３０に設けたガイド条３１に対し蟻溝
式に嵌り合うことにより上下方向にガイドされていると
共に、箱体３４内に配設した復動二段式シリンダー３５
により下方から支持され、該シリンダー３５により昇降
可能となっている。但し、受動的ＲＣＣ機構として見た
場合、この下段テーブル３３は固定側として機能し、中
段テーブル３８及び上段テーブル４１がこれに対する移
動側となる。

【００５２】下段テーブル３３と中段テーブル３８との
間には、水平面内位置を修正可能とするため、フリーベ
アリング３６とこれに対する平面座３７とが設けられ
る。本実施例では、下段テーブル３３の上面四箇所にフ
リーベアリング３６を設け、中段テーブル３８の下面四
箇所に、このフリーベアリング３６に対する平面座３７
を設けている。また、平面座３７は下方に開放した箱状
として形成し、中段テーブル３８の移動範囲の規制と脱
落を防止している。

【００５３】中段テーブル３８と上段テーブル４１の間
には、中心軸からの傾きを修正するため、フリーベアリ
ング３９と球面座４０が設けられる。本実施例では、上
段テーブル４１の下面に弧度１２０゜の間隔で３個の球
面座４０を設け、中段テーブル３８上にこれらに対する
フリーベアリング３９を設けてある。球面座４０の面
は、上述した羽口手入れ装置本体６の回転筒１３の頂部
を中心とする球面として形成され、フリーベアリング３
９も掃除用具のシャフト頂部に向けて傾けられている。

【００５４】更に、移動側の各テーブル３８、４１の原
姿勢を維持するため、下段及び中段のテーブル３３、３
８間には図１５及び１６に示すバネ付リンク機構４２
が、また中段及び上段のテーブル３８、４１間には図１
７に示す第２のバネ機構４９が配置されている。

【００５５】バネ付リンク機構４２は、図１５及び図１
６に示すように、下段テーブル３３に立設した軸４３に
「く」字状の揺動レバー４４を枢支し、その「く」字状
に約１３５°の角度で拡開した２本のアーム４４ａ、４
４ｂのうち、一方４４ａの先端に従動コロ４５を中段テ
ーブル３８のスカート壁３８ａに対し約４５°の傾斜で
当接させ、他方のアーム４４ｂの端を、これと下段テー
ブル３８の埴設ピン４７間に設けたバネ４６により引張
ることにより、図１５で反時計方向の回動習性を揺動レ
バー４４に与えた構造となっている。

【００５６】但し、バネ４６による揺動レバー４４の回
動は、アーム４４ｂがストッパー４８に当ることによ
り、通常は図の原位置にセットされる。かかる構成のバ
ネ付リンク機構４２が、中段テーブル３８の周囲３箇
所、即ち図１４の左側を除く３箇所に装置されている。

【００５７】バネ機構４９は、上段テーブル４１のスカ
ート４１ａ内において、中段テーブル３８及び上段テー
ブル４１間に上下方向に掛け渡したバネ５０によって、
常時上段テーブル４１を中段テーブル３８側に引張る構
成としたものである。但し、その上段テーブル４１の上
下方向の変位は、中段テーブル３８に立設したストッパ
ー５１により僅な変位が許容されるだけとなっている。
かかる構成のバネ機構４９が、上段テーブル４１のスカ
ート４１ａ内の四隅に設けられている。

【００５８】上記の如く構成されたＲＣＣ機構は、下記
のように動作する。中段テーブル３８の平面内位置がセ
ンター位置からずれている場合、その変位により力を受
けた側のバネ付リンク機構４２において、「く」字状の
揺動レバー４４が図１５で時計方向に回動変位する。従
って、バネ４６が引張られ、その復元力で中段テーブル
３８は押し戻されるため、そのセンター位置に位置決め
される。この水平面内位置の修正はフリーベアリング３
６と平面座３７の働きにより円滑になされる。

【００５９】ここでアーム４４ａ、４４ｂの長さを共に
Ｌとすると、アーム４４ａについては回転と共にモーメ
ントアームがＬｃｏｓ４５°から漸増する。一方、アー
ム４４ｂについては、レバー４４の回転によってバネ４
６が伸び、その引張り力が漸増すると共に、モーメント
アームがＬから漸減する。

【００６０】従って、レバー４６の回転中心に対するモ
ーメントの釣合から、バネ定数を適当に選定することに
よって、レバー回転角０〜４５°間のテーブル移動変位
に対し、バネ４４がその間にバネ初期張力から与える力
の変動を極小にすることができる。ちなみに、単純バラ
ンスのみによる原姿勢維持機構では、変位に対して復元
力が増加し、コゼ力を増幅させる。また原姿勢維持機構
がない場合は、初期セット位置がばらつき、精度が悪く
なる。

【００６１】次に、上段テーブル４１が水平状態から傾
いている場合、上位となった側のバネ機構４９について
はバネ５０の張力が強まり、低位となった側のバネ５０
は弱まる。このため上段テーブル４１は、その中心軸線
が鉛直線と平行な状態に修正される。この傾き修正は、
フリーベアリング３９と球面座４０の働きにより円滑に
なされる。

【００６２】要するに、上記平面内位置修正と傾き修正
とにより、上段テーブル４１は、これに担持させている
羽口手入れ装置本体６の中心軸が、羽口中心軸線と一致
する予定位置及び傾きをもった姿勢に自動的にセットさ
れることになる。尚、このＲＣＣ機構は羽口手入れ装置
Ｂだけでなく、浸漬ノズル挿入装置Ｃに対しても適用し
ている。

【００６３】（Ｄ）調芯機構 上記ＲＣＣ機構だけでは、羽口手入れ装置本体６の姿勢
が正しくセットされただけであり、羽口手入れ装置本体
６の中心軸が羽口２の中心軸線と一致しているとは限ら
ない。そこで、羽口２に対し羽口手入れ装置本体６を正
しく位置決めするための機構が、ここでの調芯機構であ
り、それぞれ平行平板を有し、この平行平板により形成
されるガイド溝を、上記羽口の中心に向かうように放射
状に配向した複数の溝型ガイドと、上記台車枠体上の上
段テーブル上に、上記ガイド溝にそれぞれ対向して配置
された複数のガイドピンとからなり、上記溝型ガイド
は、上記平行平板がガイド溝の長辺をなして、上記ガイ
ドピンの長辺方向の移動のみを許容するとともに、上記
放射状のガイド溝のうち、少なくとも２つのガイド溝
が、１８０度未満の相対角度をもって配置する構成とな
っている。

【００６４】図１８、図１９において、５２はタンディ
ッシュ１の底部において鉄皮１ａにボルト等で取り付け
た正方形の固定ベースであり、この固定ベース５２の四
隅に、平行平板状の溝型ガイド５３が、位置決めの目標
位置である羽口中心１ｂを中心として放射状に設けてあ
る。尚、図１８はこの固定ベース５２上から下方を見た
図となっている。

【００６５】各溝型ガイド５３は、図２０から良く分る
ように、下側に拡開した傾斜溝部５４ａ及びその頂部に
更に深く形成した長方形断面の条溝部５４ｂから成るガ
イド溝５４と、溝型ガイド５３の上面に突設した円筒部
５５内に上記ガイド溝５４の条溝部５４ｂから連続して
形成したピン挿入孔５６とを具備する。このピン挿入孔
５６は断面が長方形であって、その長手方向が位置決め
点たる羽口中心１ｂに向けられている。

【００６６】尚、溝型ガイド５３の取付けは、ボルト５
７を、ガイド溝５４周囲の肉厚部にガイド溝５４と平行
に貫通させ、相手側の固定ベース５２の角端部５２ａの
面にネジ込むことで行われる。

【００６７】上記条溝部５４ｂ及びピン挿入孔５６は、
上段テーブル４１の四隅に長く立設したガイドピン５８
を、図１８の如く下方から挿入可能な幅Ｗ１（図２１）
を有する。ここで幅Ｗ１はピン挿入孔５６について短辺
方向の長さを指し、ピン挿入孔５６の長辺は位置決め点
たる羽口中心１ｂに向いている。

【００６８】換言すれば、各ピン挿入孔５６は、位置決
め点たる羽口中心１ｂを中心として放射状に位置し、そ
の幅Ｗ１の両側壁が平行平板状に配置されたものであっ
て、溝型ガイドの本体を構成する。そしてピン挿入孔５
６はこれに入ったガイドピン５８の移動を孔断面の長手
方向に沿ってのみ許す。つまり、ガイドピン５８は、位
置決め点たる羽口中心１ｂから放射方向には自由度を持
つが、これから水平面内で角度変位した方向に対して
は、孔の幅Ｗ１の両側壁によりその動きを規制される。

【００６９】このため、上段テーブル４１の四隅全ての
ガイドピン５８が上記４つのピン挿入孔５６に入った場
合、これら４組のピン，ガイドの作用により、４つのガ
イドピン５８の中心と４つのピン挿入孔５６の中心とが
重なる方向に変位し、位置決め点１ｂにて完全に一致
し、正確な位置決めが可能となる。

【００７０】ガイド溝５４の傾斜溝部５４ａは、これに
下方から当接したガイドピン５８を条溝部５４ｂ内に寄
せる役目をなし、条溝部５４ｂはこれに入ったガイドピ
ン５８の移動を溝に沿って案内する働きをなす。この条
溝部５４ｂも、上記ピン挿入孔５６と同様に、ガイドピ
ン５８を放射方向には移動自由とするがそれから角度変
位した方向については動きを阻止する。

【００７１】従って、ガイド溝５４のいずれかの領域に
ガイドピン５８が入ると、該ピンと条溝部５４ｂの求心
作用により、ガイドピン５８は自然とピン挿入孔５６内
に案内され、該ピン挿入孔５６の求心作用により目標位
置に一致せしめられる。よって、この条溝部５４ｂは、
上記ピン挿入孔５６の溝型ガイドとしての働き、つまり
調芯可能範囲を拡大する働きをする。図示の例では、ガ
イドピン５８は断面が円形であるが、円柱状に限らず、
角柱形状であっても上記と同じ作用効果が得られる。

【００７２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば下記
の如き優れた効果が得られる。 （１）本発明は、地金押上用ヘッドを有する羽口手入れ
装置本体を、姿勢制御装置にて台車に搭載ると共に、羽
口手入れ装置本体に対する調芯機構を設けた構成のもの
であるため、短時間で効率良く、人手によらずに熱間で
の安全で正確な羽口手入れが可能となる。そして、

【００７３】（２）鉄板と耐火煉瓦で構成され、温度上
昇下降が繰り返されることにより変形等の正確な位置や
姿勢が一定に定まらないタンディッシュに対し、フリー
ベアを適用したＲＣＣ機構と、放射状に配列した平行平
板ガイドピンにより、手入れ刃具を羽口に対して一定の
位置および姿勢に制御できる。

【００７４】（３）旋回遠心力により拡縮可能な刃具を
採用することにより、刃具の切り込み微調整が不要で、
刃具の旋回停止やレンガの割れ等のトラブルを回避でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る羽口手入れ装置を搭載
した浸漬ノズル交換台車を示す概略図である。

【図２】図１の浸漬ノズル交換台車の平面図である。

【図３】図１の浸漬ノズル交換台車を一部断面で示した
側面図である。

【図４】本発明の一実施例に係る羽口手入れ装置を示す
外観図である。

【図５】図４の羽口手入れ装置を一部断面で示した側面
図である。

【図６】図５の羽口手入れ装置を、上部の羽口上地金押
上げヘッドを省いて示した平面図である。

【図７】図４の羽口手入れ装置の刃具の動作説明に供す
る図である。

【図８】図４の羽口手入れ装置の刃具の種類を示す図で
ある。

【図９】図４の羽口手入れ装置の昇降・旋回機構を示す
図であり、右側は下降位置、左側は上昇位置にある場合
を示している。

【図１０】図４の羽口手入れ装置の制御例を示すフロー
図である。

【図１１】図４の羽口手入れ装置の頭部に設けた地金押
上用ヘッドの作用の説明図である。

【図１２】地金押上げ手順を示す図である。

【図１３】羽口手入れ装置の平面図である。

【図１４】同じく羽口手入れ装置の側面図である。

【図１５】姿勢制御装置の原姿勢維持のバネ付リンクを
示す図である。

【図１６】同じく姿勢制御装置の原姿勢維持のバネ付リ
ンクを示す図１５のＢ-Ｂ断面図である。

【図１７】上段・中段テーブル間の原姿勢維持機構を示
す図である。

【図１８】案内調芯機構をタンディッシュ下面から見た
平面図である。

【図１９】図１８の案内調芯機構の側面図である。

【図２０】図１８の案内調芯機構の１つの溝型ガイドを
示す斜視図である。

【図２１】図２０のピン挿入孔の構造を示したもので、
（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は図２０の
Ｈ−Ｈ断面図である。

【符号の説明】 Ａ 浸漬ノズル回収装置 Ｂ 羽口手入れ装置 Ｃ 浸漬ノズル挿入装置 １ｂ 位置決めの目標位置である羽口中心 ２ 羽口 ３ 浸漬ノズル交換台車 ６ 羽口手入れ装置本体 ７ 地金押上用ヘッド ８ 姿勢制御装置 ９ 調芯機構 １１ 回転軸 １３ 回転筒 １３ａ 頭部孔 １６ 刃具ホルダー １６ａ 基部 １７ 刃具 １７ａ 鋸刃 １７ｂ 位相ずれ鋸刃 １７ｃ 平刃状 １７ｄ ドレッサー １８ 軸 ２５ 油圧シリンダー ２７ 地金層 ４１ 上段テーブル ５２ 固定ベース ５３ 行平板状の溝型ガイド ５４ ガイド溝 ５４ａ 傾斜溝部 ５４ｂ 条溝部 ５６ ピン挿入孔 ５７ ボルト ５８ ガイドピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯野 潔 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日 本製鐵株式会社 広畑製鐵所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/10 330 B22D 43/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回遠心力により拡縮可能な位相違いの鋸
   刃と平刃又は更にドレッサーから成る羽口手入れ装置本
   体と、羽口の上地金層を押上げるため羽口手入れ装置本
   体の頂部に取付けられた燃焼，昇華可能な材質から成る
   地金押上用ヘッドと、羽口手入れ装置本体を共通台車上
   に支持し、羽口手入れ装置本体の平面内位置の修正と傾
   斜角度の修正を可能にした姿勢制御装置と、上記羽口手
   入れ装置本体を羽口中心を目標位置として位置決めする
   調芯機構とを有することを特徴とする羽口手入れ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の羽口手入れ装置であって、 上記調芯機構は、 それぞれ平行平板を有し、この平行平板により形成され
   るガイド溝を、上記羽口の中心に向かうように放射状に
   配向した複数の溝型ガイドと、 上記台車枠体上の上段テーブル上に、上記ガイド溝にそ
   れぞれ対向して配置された複数のガイドピンとからな
   り、 上記溝型ガイドは、 上記平行平板がガイド溝の長辺をなして、上記ガイドピ
   ンの長辺方向の移動のみを許容するとともに、 上記放射状のガイド溝のうち、少なくとも２つのガイド
   溝が、１８０度未満の相対角度をもって配置されている
   ことを特徴とする羽口手入れ装置。