JP2987407B2 - 連続鋳造機のロングノズル自動清掃装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造機のロングノズ
ル自動清掃装置、特に、レードルの下部に装着されるロ
ングノズルをロングノズル着脱装置で取り外した後、旋
回アームで所定位置へ移動させ、ここでロングノズルの
内部およびノズル上端開口縁部の清掃並びに清掃確認操
作を行い、再びレードル位置へ戻して循環使用するよう
にしたロングノズル自動清掃装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造設備のレードルは、その底部に
スライディングノズルを介してロングノズルと称する長
尺の注湯ノズルが脱着可能に設けられており、レードル
内の溶鋼はこのロングノズルを通して下方のタンディッ
シュに注入され、さらにタンディッシュ底部のスライデ
ィングノズルおよび浸漬ノズルを通して鋳型への鋳込み
がなされる。この種のノズルは稼動中にスラグやノロ等
が付着し、あるいは溶鋼中の非鉄金属類が析出し、これ
を放置するとノズルが次第に狭められて注湯量に変化が
生じるのでレードルの交換時にロングノズルの清掃を行
っている。

【０００３】従来、ロングノズルの清掃は、レードルに
ロングノズルが装着されている状態、あるいはロングノ
ズルを取り外して他の作業場所へ運んだ後、作業者が鉄
パイプ等を操作し該鉄パイプから燃焼ガスを噴出させて
ノズル内壁の付着物や析出物を溶融除去していた。

【０００４】このような人手によるロングノズル清掃作
業の非能率や作業の危険性を排除するために、例えば特
開平５−２３７６０８号公報に示されるように、レード
ルから取り外したロングノズルにマニュプレータによっ
て担持した洗浄ノズルを当てがい、この洗浄ノズルから
酸素ガスと可燃ガスの混合ガスをロングノズル内に噴射
させてノズル端部や内壁の付着物をスカーフィングによ
り除去することが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ロングノズルの清掃を
作業者が鉄パイプ等を用いて行う方法は、高温のノズル
近傍での作業となるので、スプラッシュ等による火傷事
故の危険があり、また作業時間がかかる。産業用ロボッ
トで鉄パイプを自動操作する方法も考えられるが、ノズ
ル内部のノロの付着箇所や析出物の発生箇所を検出して
直ちに鉄パイプの位置合せや作動に反映させる操作が難
しく、また鉄パイプ自体の溶損によるパイプ交換の作業
が避けられず、効率および費用の点で問題があった。

【０００６】また、前述した混合ガスの吹付け、燃焼に
よる付着物や析出物の溶解除去方法は作業時間が大巾に
短縮され、また高温環境下での作業の危険性からも解放
される点で有利であるものの、混合ガスの噴射ノズルの
保持、操作手段あるいはその位置決めの手段については
具体化されていない。また混合ガスの吹付け、スカーフ
ィングの場合、ロングノズル内部や端部の付着物の取り
残しが生じることがあり、この点の対策については上記
公報には何ら示されていない。通常、ロングノズルの交
換に際しては、レードル側と接合するロングノズル端部
の毀損も清掃と同時に点検、補修する必要があり、混合
ガスのスカーフィングのみでは未だ充分な清掃、修復が
行われ得ない。

【０００７】本発明は、酸素と可燃ガスとの混合ガスの
吹付け、燃焼による清掃と、ノズル端部のグラインダ清
掃および清掃確認の動作をレードル近くの鋳造床上で確
実に、かつ遠隔操作でも行い得る構造とし、省力化およ
び操作性、安全性の向上を図った連続鋳造機のロングノ
ズル自動清掃装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による連続鋳造機
のロングノズル自動清掃装置は、鋳込位置にあるレード
ルのロングノズルを交換するロングノズル着脱装置の伸
縮可能な旋回アームの退避旋回位置に設けられたロング
ノズル支持架台と、該支持架台に隣接して前記旋回アー
ムの旋回経路の外側に配置され、かつ、各々酸素吹付用
作動ヘッドを有する酸素清掃装置、研削用作動ヘッドを
有する研削清掃装置および清掃確認装置と、前記ロング
ノズル支持架台に支持されたロングノズルに対して前記
酸素清掃装置、研削清掃装置および清掃確認装置を順次
作動させるように制御する制御手段とを有している。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の実施例によるロングノズル
自動清掃装置とロングノズル着脱装置の旋回アームおよ
び鋳造位置にあるレードルの位置関係を示した概略的な
平面図、図２はロングノズル着脱装置の旋回アームがレ
ードル位置から清掃位置へ旋回する状態を示す概略的な
側面図である。図１，図２を参照すれば、鋳造位置のレ
ードル１に隣接して旋回アーム３を有するロングノズル
着脱装置２が鋳造床４上に設置され、旋回アーム３はレ
ードル１のロングノズル装着位置Ａからその反対側のロ
ングノズル清掃位置Ｂまで着脱装置中心Ｏのまわりに往
復旋回するようになっている。このロングノズル清掃位
置Ｂに隣接してロングノズル待機位置Ｃが設けられてい
る。この待機位置Ｃには図１３に示すようなロングノズ
ルスタンド５０が設置されており、新品或いは清掃を完
了したロングノズルを該スタンド５０上に一時待機させ
ておくが、１本のロングノズルを清掃後、直ちに再使用
する場合には、必ずしも必要ではない。

【００１０】前記旋回アーム３の旋回経路Ｔの外側でロ
ングノズル清掃位置Ｂのまわりには、後述する酸素清掃
装置５、研削清掃装置６および清掃確認装置７が配置さ
れている。図２に示す如く、レードル１の底部にはスラ
イディングノズル８を介してロングノズル１０が着脱可
能に取り付けられ、レードル１内の溶鋼は前記スライデ
ィングノズル８およびロングノズル１０を通して下方の
タンディッシュ９へ注湯された後、タンディッシュ９か
ら鋳型（図示省略）への鋳込みがなされる。

【００１１】図３は本発明の実施例による酸素清掃装置
を示した全体側面図であり、図４および図５は同酸素清
掃装置の上面図および一部分を裁断した側面図である。
また図６は図５のＥ−Ｅ線に沿った清掃ヘッドの拡大平
面断面図である。図１に示した清掃位置Ｂにはフロアに
固定したロングノズル支持架台１１が設けられ、この支
持架台１１には、ロングノズル着脱装置２の旋回アーム
３によって運ばれてきたロングノズル１０の両側（図３
における保持アーム１４の枢軸軸線と平行な方向）に突
設したトラニオン軸を介して中吊りの状態で支持するよ
うに支持腕１１ａが設けられている。清掃位置Ｂでは、
支持されたロングノズル１０の直下の作業床が開口して
おり、その下側に可搬式の排滓ポット１２が配置されて
いる。また、支持架台１１は壁状にして、後述する清掃
装置の防熱壁を兼用させている。

【００１２】ロング支持架台１１に隣接して旋回アーム
３の旋回経路Ｔの外側に酸素清掃装置５の支柱（第１の
支柱）１３が立設され、該支柱１３の上端には清掃位置
Ｂのロングノズル１０の上端中心までのびる清掃ヘッド
保持アーム１４が枢支されている。そして該前記保持ア
ーム１４の先端には、ロングノズル１０の上端の開口内
縁に係合する清掃作動ヘッドとなる酸素吹付作動ヘッド
１５が取付座１６を介してボルト等で固着されている。
該酸素吹付作動ヘッド１５は、図５、図６に示すよう
に、その中心および周囲に、ロングノズル１０の中空部
に開口する多数のガス噴射ノズル１７が形成されてい
る。そして、各ガス噴射ノズル１７は取付座１６の中心
孔１６ａを介してガス供給ホース（図示省略）に連通し
ている。なお、ガス供給ホースは清掃ヘッド保持アーム
１４および支柱１３に沿って酸素と可燃ガスの図外混合
ガス供給装置に連結される。

【００１３】前記清掃ヘッド保持アーム１４は前記酸素
清掃装置５の支柱１３に枢着された保持アーム駆動用エ
アシリンダ１８によって図３、図５に示すようにロング
ノズル１０の上端開口内縁と係合した水平位置とこれよ
り上方へ略垂直に起立した退避位置（図３）との間を該
アーム１４の枢支点を中心に往復して回動する。前記支
柱１３の上端付近には保持アーム１４と係合して作動す
るリミットスイッチ１９，２０が設けられ、一方のリミ
ットスイッチ１９によって保持アーム１４の水平横倒状
態が検出されると、図示しない制御装置を介して前記混
合ガス供給装置が作動し、酸素吹付作動ヘッド１５から
酸素と可燃ガスの混合ガスがロングノズル１０内へ噴射
され、ロングノズル内部の地金、スラグ、ノロ等の付着
物やアルミナ等の析出物が溶融除去され、また混合ガス
の噴出圧力によりロングノズル１０内部のスカーフィン
グが行われる。除去された付着物や析出物は下方の排滓
ポット１２に受け取られる。なお、混合ガスの噴射終了
および保持アーム１４の起立動作は例えば前記制御装置
のタイマー手段等により制御される。なお、保持アーム
１４の垂直起立状態は他方のリミットスイッチ２０によ
り検出される。

【００１４】図７〜図９は本発明の実施例による研削清
掃装置を示したものである。ロングノズル１０の清掃位
置Ｂの外側で酸素清掃装置５に隣接して研削清掃装置６
の支柱（第２の支柱）２１が立設され、該支柱２１の上
端に、研削清掃装置６の清掃作動ヘッドとなる研削用作
動ヘッド２２の保持アーム２３が清掃位置Ｂのロングノ
ズル１０の略上端中心までのびるように枢支されてい
る。この研削ヘッド保持アーム２３の先端には、研削用
作動ヘッド２２の砥石軸２４がころがり軸受を介して軸
支されている。砥石軸２４は研削ヘッド保持アーム２３
を貫通して延びており、その一端部にはロングノズル１
０の前記上端開口内縁のテーパ面と係合する円錐砥石車
２５が固着され、砥石軸２４の他端部は保持アーム２３
に搭載されたエアモータ２６の出力軸に傘歯車２７，２
８を介して連結されている。また、研削ヘッド保持アー
ム２３の先端には、研削動作時にロングノズル１０の上
端面を押し付ける押え板２９が取り付けられている。３
０は砥石軸２４の軸受部を保護する防塵防熱カバーであ
る。

【００１５】前記研削ヘッド保持アーム２３は、研削清
掃装置６の支柱２１に枢着された保持アーム駆動用エア
シリンダ３１によって図７に示すようにロングノズル１
０の上端と係合した水平位置とこれより上方へ略垂直に
起立した退避位置との間を該保持アーム２３の枢支点を
中心に往復して回動する。研削ヘッド保持アーム２３の
横倒動作開始は酸素清掃装置５の清掃ヘッド保持アーム
１４の他方のリミットスイッチ２０の作動信号により制
御装置を介してなされる。また、酸素清掃装置５につい
て説明したのと同様に、研削清掃装置６の支柱２１の上
端付近に研削ヘッド保持アーム２３と係合して作動する
リミットスイッチ３２，３３が設けられ、一方のリミッ
トスイッチ３２によって該保持アーム２３の水平横倒状
態が検出されると、図示しない制御装置を介して研削用
作動ヘッド２２のエアモータ２６が作動し、円錐砥石車
２５の回転によりロングノズル１０の上端開口内縁に凝
固した付着物や析出物が研削除去される。この場合、ロ
ングノズル１０は保持アーム２３の押え板２９によって
上方から清掃位置Ｂのロングノズル支持架台１１へ向け
て押し付けられているので、砥石車２５とロングノズル
１０との共廻りは防止される。研削用作動ヘッド２２の
エアモータ２６の停止および保持アーム２３の起立旋回
開始は酸素清掃装置５の場合と同様に制御装置のタイマ
ー手段等で制御される。そして、保持ヘッド２３の起立
状態を検出する他方のリミットスイッチ３３の作動信号
は次の清掃確認装置７の作動開始信号となる。砥石車２
５で削り取られたノズル内壁の付着物、析出物は下方の
排滓ポット１２に受け取られて搬出される。

【００１６】図１０は清掃確認装置の上面図、図１１は
図１０の矢視Ｆからみた清掃確認装置の側面図である。
また図１２は図１０の略Ｇ−Ｇ線に沿った側面断面図で
ある。これらの図を参照して清掃確認装置の実施例を説
明すれば、清掃位置Ｂの外側で研削清掃装置６に隣接し
て清掃確認装置７の支柱（第３の支柱）３４が立設さ
れ、該支柱３４の側部に縦長のガイドブラケット３５が
該支柱３４のまわりに所定角度で往復して回動するよう
に枢支されている。図１１に示す如く、ガイドブラケッ
ト３５には、該ガイドブラケット３５の大略全長にわた
って平行にのびる一対のガイド棒３６が固着され、この
ガイド棒３６に昇降ブラケット３７が上下摺動可能に保
持されている。昇降ブラケット３７にはロングノズル１
０の中空部に挿抜される長尺の確認用作動ヘッドとなる
確認バー３８の上端が固着されている。確認バー３８は
ロングノズル１０の小内径部（上部付近）にわずかな隙
間で挿通される外径となっている。

【００１７】清掃確認装置７の支柱３４には該支柱３４
から側方へのびた張出ブラケット３９に確認バー旋回駆
動用のエアシリンダ４０が枢着され、該エアシリンダ４
０のピストンロッド先端がガイド棒３６を支持したガイ
ドブラケット３５に連結され、これによってガイドブラ
ケット３５はガイド棒３６および確認バー３８と共に該
確認バー３８がロングノズル１０と干渉しない退避位置
との間を水平に旋回動する。

【００１８】ガイドブラケット３５には図１２に示すよ
うにピストン（図示せず）を内蔵したケーブルシリンダ
４２が取り付けられ、また回動ケーブル４３はその中途
部で昇降ブラケット３７に固着されかつケーブルシリン
ダ両端のシーブ４４ａ，４４ｂを経てシリンダ内のピス
トン両端に連結されている。確認バー３８とロングノズ
ル１０が整合した位置でケーブルシリンダ４２の付勢に
より、シリンダ内のピストンが上昇、下降動作し、これ
に伴なってケーブル４３も上下に回動し、昇降シリンダ
３７を介して確認バー３８がロングノズル１０内に挿抜
される。ロングノズル内部の清掃が完全であるときは確
認バー３８はロングノズル１０内にスムーズに挿入され
るが、前の清掃段階でロングノズル内部の付着物や析出
物の取り残しがあってノズルが詰りを起しているとき
は、確認バー３８はノズル内部に挿入できず、これによ
って前段階での清掃状態の良否判別ができる。リミット
スイッチ４５，４６がガイドブラケット３５の上部およ
び下部付近に設けられ、これらのリミットスイッチ４
５，４６が昇降ブラケット３７と係合して作動すること
で確認バー３８の最上昇および最下降状態が検出され
る。

【００１９】鋳造位置Ａのレードル１に装着されて使用
されるロングノズル１０は、使用中、旋回アーム３に保
持されており、レードル１内の溶鋼がなくなった時点で
ロングノズル着脱装置２の旋回アーム３を作動（旋回お
よび伸縮の合成動作）してレードル１から取り外され、
該アーム３の旋回動で清掃位置Ｂへ運ばれ、該清掃位置
Ｂにあるロングノズル支持架台１１に載せられる。ここ
でこの使用済みロングノズル１０が前述した酸素清掃装
置５および研削清掃装置６で清掃されかつ清掃確認装置
７で清掃確認がなされる。そして、清掃、確認の終った
ロングノズル１０は再び旋回アーム３に渡され、ロング
ノズル１０を保持した旋回アームは鋳造位置Ａへ旋回し
て次の溶鋼の入ったレードル１にロングノズル１０が装
着される。ロングノズル１０の使用中は旋回アーム３は
ロングノズル１０をレードル１の下面に押圧保持してお
り、レードル１の注湯動作が終ると、前述したように旋
回してロングノズル１０を取り外す。このようにして１
本のロングノズル１０を清掃して複数回使用しながら鋳
造動作が繰り返される。

【００２０】なお、上述の動作は１本のロングノズルを
繰り返して使用する場合について説明したものである
が、複数本のロングノズル１０を用意し、少くとも１本
を待機位置Ｃに立設したスタンド５０（図１３）の凹形
係留部５０ａに該ロングノズルの上端両側のトラニオン
軸（図示省略）を介して支持し、該位置Ｃに待機させて
おき、旋回アーム３により、使用中のロングノズル１０
をロングノズル支持架台１１に載置後、直ちに待機位置
Ｃにあるロングノズルを取り出し、レードル１に装着し
て鋳造作業を行っている間に使用済みのロングノズルを
清掃するようにして２本のロングノズルを交互に循環使
用することも可能であり、これによって一層効率よく稼
動が行える。この場合、清掃位置Ｂから待機位置Ｃに清
掃済みのロングノズル１０を移動するために別途移載装
置を設ける必要がある。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ングノズルの清掃からその確認に至るまで自動化して作
業者を鉄パイプ等によるノズル清掃作業のような高温で
劣悪な作業環境下での作業から解放できる。清掃時間も
短縮され、清掃が不完全なままで再使用されることによ
るトラブルの発生もなくなる。また、少ないロングノズ
ルで効率よく稼動できる等の効果がある。さらに、ロン
グノズルの着脱が自動化されることから、省力化および
安全対策上からも大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるロングノズル自動清掃装
置とロングノズル着脱装置の旋回アームおよび鋳造位置
のレードルの相互位置関係を示した概略的な平面図であ
る。

【図２】ロングノズル着脱装置の旋回アームがレードル
位置から清掃位置へ旋回する状態を示す概略的な側面図
である。

【図３】本発明の実施例による酸素清掃装置の全体側面
図である。

【図４】図３に示す酸素清掃装置の拡大上面図である。

【図５】図３に示す酸素清掃装置の一部分裁断した拡大
側面図である。

【図６】図５のＥ−Ｅ線に沿った清掃ヘッドの拡大平面
断面図である。

【図７】本発明の実施例に係る研削清掃装置の全体側面
図である。

【図８】図７に示す研削清掃装置の拡大上面図である。

【図９】図７に示す研削清掃装置の一部分裁断した拡大
側面図である。

【図１０】本発明の実施例による清掃確認装置の上面図
である。

【図１１】図１０の矢視Ｆからみた清掃確認装置の側面
図である。

【図１２】図１０の略Ｇ−Ｇ線に沿った側面断面図であ
る。

【図１３】待機位置に設置されるロングノズルスタンド
の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ レードル ２ ロングノズル着脱装置 ３ 旋回アーム ５ 酸素清掃装置 ６ 研削清掃装置 ７ 清掃確認装置 １０ ロングノズル １１ ロングノズル支持架台 １３ 第１の支柱 １４ 清掃ヘッド保持アーム １５ 酸素吹付作動ヘッド ２１ 第２の支柱 ２２ 研削用作動ヘッド ２３ 研削ヘッド保持アーム ２５ 円錐砥石車 ３４ 第３の支柱 ３５ ガイドブラケット ３６ ガイド棒 ３７ 昇降ブラケット ３８ 確認バー ４２ ケーブルシリンダ ４３ 回動ケーブル

フロントページの続き (72)発明者 金森 敏夫 愛媛県新居浜市惣開町５番２号 住友重 機械工業株式会社 新居浜製造所内 (72)発明者 十亀 優 愛媛県新居浜市惣開町５番２号 住友重 機械工業株式会社 新居浜製造所内 (56)参考文献 特開 平７−16739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−296957（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−115968（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−232266（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−114164（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/10 320 B22D 41/56 B22D 43/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳込位置にあるレードルのロングノズルを
   交換するロングノズル着脱装置の旋回アームの退避旋回
   位置に設けられたロングノズル支持架台と、該支持架台
   に隣接して前記旋回アームの旋回経路の外側に配置され
   た酸素吹付用作動ヘッドを有する酸素清掃装置、研削用
   作動ヘッドを有する研削清掃装置および清掃確認装置
   と、前記ロングノズル支持架台に支持されたロングノズ
   ルに対して前記酸素清掃装置、研削清掃装置および清掃
   確認装置を順次作動させるように制御する制御手段とを
   有することを特徴とする連続鋳造機のロングノズル自動
   清掃装置。
2. 【請求項２】前記酸素清掃装置は、第１の支柱の上端に
   枢着され上下に回動する第１のアームと、該第１のアー
   ムの駆動装置と、複数のノズルを持ち、かつ、前記第１
   のアームの先端に取り付けられた酸素吹付作動ヘッド
   と、前記第１のアームを介して前記酸素吹付作動ヘッド
   に酸素ガスを圧送する酸素ガス供給装置とを有すること
   を特徴とする請求項第１項に記載した連続鋳造機のロン
   グノズル自動清掃装置。
3. 【請求項３】前記研削清掃装置は、第２の支柱の上端に
   枢着され上下に回動する第２のアームと、該第２のアー
   ムの駆動装置と、前記第２のアームの先端に軸支された
   砥石軸および砥石車から成る研削用作動ヘッドと、前記
   第２のアームに設けられ、かつ、前記研削用作動ヘッド
   を回転駆動する研削ヘッド駆動装置とを有することを特
   徴とする請求項第１項に記載した連続鋳造機のロングノ
   ズル自動清掃装置。
4. 【請求項４】前記清掃確認装置は、第３の支柱の側部に
   枢着され、かつ、横方向に回動するガイドブラケット
   と、該ガイドブラケットの駆動装置と、前記ガイドブラ
   ケットに上下動可能に保持された昇降ブラケットと、前
   記ガイドブラケットに設けられ前記昇降ブラケットを上
   下動させる駆動装置と、前記昇降ブラケットに保持さ
   れ、かつ、ロングノズルに挿抜される確認バーを有する
   ことを特徴とする請求項第１項に記載した連続鋳造機の
   ロングノズル自動清掃装置。