JP3112347B2 - 溶湯容器用スライディングノズル装置及びその耐火物の交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製鋼用のタンディッシ
ュや取鍋等の溶湯容器に備えるスライディングノズル装
置自体の交換作業や関連するノズル煉瓦及びプレート煉
瓦等の耐火物のみを交換するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】製鋼の際に使用される取鍋やタンディッ
シュ等には、溶湯の流路を速やかに開閉するためのスラ
イディングノズル装置が組み込まれる。この装置内のス
ライディングノズル用耐火物では、出湯の度に内部の流
路壁が溶損するので、定期的に交換する必要があり、そ
れぞれに専用の交換装置が利用されている。

【０００３】交換装置によってスライディングノズル装
置を交換する場合、溶損したスライディングノズル用耐
火物と共に装置全体を溶湯容器から取り外し、補修済み
のスライディングノズル用耐火物及び装置を新たに装着
する作業を行う。このような作業のため、スライディン
グノズル用耐火物及び装置はその補修のための作業場か
ら溶湯容器への装着位置まで搬送することが必要であ
り、交換装置は走行台車に載せたものがその一般的な構
造である。

【０００４】スライディングノズル装置を溶湯容器に対
して着脱する際、溶湯容器と交換装置との間の位置決め
が必要である。この場合、交換装置の台車は軌道上を走
行させて所定の位置で停止させるが、溶湯容器自身の設
置誤差や台車の停止誤差等によって、両者の位置決めに
はかなり困難を伴いやすい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】交換装置と溶湯容器と
の位置決めのためには、たとえば溶湯容器の位置や姿勢
等をセンサ等で検知し、この検知結果に基づいて交換装
置の位置を制御することによって、或る程度の位置決め
は可能である。

【０００６】ところが、溶湯容器は大型であってハンド
リングするスライディングノズル装置も大型で大重量な
ので、位置決めを高い精度で行うには、かなり複雑な制
御系を必要とし、設備コストの面で障害があるほか、保
守点検等からみると実用的ではない。このようなことか
ら、従来では、溶湯容器に対する交換装置の位置決めを
作業者の目視によって確認しながら、交換装置のクラン
プとスライディングノズル装置の結合作業等を行ってい
る。

【０００７】作業者の目視確認による作業では、交換装
置を溶湯容器の位置に合わせて移動させる操作が必要と
なり、この操作次第によって位置決めの良否が決まる。
このため、交換作業は操作者の技量に大きく左右され、
熟練度が低ければ作業時間が長引いてしまいやすい。し
たがって、操作者によって作業時間にばらつきを生じる
ほか、交換装置とスライディングノズル装置の互いの位
置や姿勢が適切でないまま両者をクランプしようとする
と、部材の破損を招く恐れもある。

【０００８】また、交換装置自身の姿勢は作業床の軌条
によって適正に保たれるが、交換装置に向かい合う溶湯
容器の底は、交換装置の作業軸線に対して捩じれを伴う
場合もある。たとえば、作業軸線に対して溶湯容器の軸
線が交差する姿勢であれば、交換装置を向く溶湯容器の
底は作業軸線に対して捩じれ面となってしまう。このた
め、もし交換装置の部材が溶湯容器の軸線方向にしか移
動しないものであれば、スライディングノズル装置や耐
火物等と交換装置の部材の結合や分離が十分に行えな
い。したがって、このような捩じれを含む場合でも作業
者による目視作業が必要になり、作業も一段と複雑で作
業時間も長くなってしまう。

【０００９】このように、溶湯容器のスライディングノ
ズル装置やその耐火物の交換作業では、交換装置の位置
決めを正確に実行する必要があり、しかもこの作業を操
作者の目視確認を頼りとして行うので、作業時間の短縮
化には限界があった。

【００１０】本発明において解決すべき課題は、溶湯容
器と交換装置との位置ずれがあってもこれを吸収して両
者を正しく位置決め可能とし、作業者の技量によらず確
実に短時間で各種の交換作業ができるようにすることに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶湯容器に備
えるスライディングノズル装置及び／又は該スライディ
ングノズル装置と関連する耐火物を着脱する交換装置で
あって、架台又は台車の上に、前記スライディングノズ
ル装置の交換用ヘッド及び前記耐火物の着脱用ヘッドを
備え、これらのヘッドと前記台車との間をユニバーサル
式の一点支持機構によって連接し、前記ヘッドのそれぞ
れに、前記溶湯容器側に位置決め用として設けた受けガ
イドに結合・離脱可能な装着ガイドを設け、更に前記ヘ
ッドの姿勢を拘束保持する拘束機構を各ヘッドと前記架
台又は台車との間に配置したことを特徴とする。

【００１２】また、ヘッドの一点支持機構と架台又は台
車との間に、ほぼ鉛直面内での二次元のフローティング
機構を介装することもできる。

【００１３】

【作用】たとえば交換用のヘッドを台車に搭載しこの交
換ヘッドによって溶湯容器のスライディングノズル装置
を取り外すときは、台車を溶湯容器に接近させてヘッド
をスライディングノズル装置を向く姿勢に設定する。そ
して、更に台車を接近させると、ヘッドの装着ガイドが
溶湯容器側の受けガイドの中に入り込み、このとき装着
ガイドは溶湯容器にその姿勢が拘束される。したがっ
て、ヘッドは台車に対してユニバーサル式の一点支持機
構によって連接されているので、固定点となる受けガイ
ドに対してヘッドがその姿勢を変えながら位置決めされ
る。

【００１４】また、ヘッドは拘束機構によって台車との
間に連接されているので、この拘束機構をたとえば外力
負荷に応動可能な油圧回路を持つ油圧シリンダとする
と、ヘッドの自重や搭載するノズル等の重量に応じてヘ
ッド自身の高さや姿勢を適正に保持することができる。
そして、装着ガイドと受けガイドとの間に作用する外力
を受けたときに作動油圧を自動的に変更するたとえば電
磁比例制御弁を油圧回路に組み込んでおけば、ガイドど
うしの干渉を避けるようにして装着ガイドが受けガイド
の中に入り込むようになり、倣いによる位置決めが可能
となる。

【００１５】また、一点支持機構と台車との間にほぼ鉛
直面内での二次元のフローティング機構を組み込めば、
ヘッド自身の旋回や揺動による姿勢変更に加えてその位
置のフローティング動作が可能となる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の交換装置の取鍋又はタンディ
ッシュ等の溶湯容器に対する作業時の配置を示す立面
図、図２はその概略平面図である。

【００１７】溶湯容器５０はその側面に設けたトラニオ
ン軸５０ａによって反転可能であり、その底部にはスラ
イディングノズル装置５１が組み込まれる。このスライ
ディングノズル装置５１はカセット式としたものであ
り、たとえばコッター機構によって溶湯容器５０に強固
に固定支持される。

【００１８】図１のように溶湯容器５０をそのトラニオ
ン軸５０ａ周りに回転させて、スライディングノズル装
置５１を側方に向く姿勢とし、これに対峙するように交
換装置１を待機させ、その進退動作によって新旧のスラ
イディングノズル装置の交換作業を行う。

【００１９】交換装置１は運転席２ａからの操作によっ
て自由に移動する台車２をベースとし、その上に鉛直方
向に回転軸を持つ旋回台３を配置したものである。そし
て、この旋回台３の周りには半径方向に対向する位置に
一組の交換ヘッド４，５を配置し、更にこれらの交換ヘ
ッド４，５の向きに対して９０度の角度差を持つ方向に
は上ノズル装着ヘッド６及びポーラスプラグ装着ヘッド
７を備える。

【００２０】旋回台３は溶湯容器５０に対する作業内容
に応じて旋回し、各ヘッド４〜７を作業面に向く姿勢と
して設定する。すなわち、溶湯容器５０からスライディ
ングノズル装置５１を取り外して新しいものと交換する
作業では、図において右側の交換ヘッド４をスライディ
ングノズル装置５１に臨む姿勢とし、他方の交換ヘッド
５には新しいスライディングノズル装置をセットしてお
き、旋回台３を図２において反時計方向に順次回転させ
ることによって、ノズル交換作業を行う。

【００２１】図３は交換ヘッド４の要部を示す側面図、
図４はその要部の平面図である。なお、図３に示す交換
ヘッド４は図１で示したものの背面図に相当する。

【００２２】交換ヘッド４は、スライディングノズル装
置のカセットをクランプして着脱するためのベース８を
旋回台３の側面にフローティング機構によって連接した
ものである。このフローティング機構は、旋回台３とベ
ース８との間に配置した２連の第１フレーム９及び第２
フレーム１０とによって構成し、ベース８をほぼ鉛直面
内で二次元的にフローティング可能とするものである。

【００２３】第１フレーム９は剛性の大きな平板状の構
造体であり、旋回台３の側面に設けた２本のガイド３ａ
に摺動座９ａを介して旋回台３に連接されている。これ
らのガイド３ａはいずれも軸線方向の姿勢をほぼ水平と
し、第１フレーム９は旋回台３の軸線と直交する水平方
向に移動可能である。

【００２４】第１フレーム９の前面には、旋回台３のガ
イド３ａと直交する軸線を持つ２本のガイド９ｂを設
け、これらのガイド９ｂに摺動座１０ａを介して第２フ
レーム１０を連接する。これにより、第２フレーム１０
は第１フレーム９に対して鉛直方向に移動可能である。
したがって、静止した旋回台３に対して、第２フレーム
１０は水平及び垂直方向に移動可能であり、鉛直面内で
二次元的にその位置を変えることができる。

【００２５】なお、第１フレーム９及び第２フレーム１
０には、ベース８に保持するスライディングノズル装置
やその他の耐火物の負荷が加わる。このため、たとえば
旋回台３と第１フレーム９とを油圧モータ駆動のネジ歯
車機構等によって連接し、負荷に応じて作動油圧を制御
する油圧回路とすることによって、第１フレーム９を保
持できるようにする。また、第１フレーム９と第２フレ
ーム１０との間には、シリンダを第１フレーム９側に連
結した油圧シリンダを鉛直姿勢として配置し、その油圧
回路によって第２フレーム１０を負荷に対応して定位置
に保持可能とする。

【００２６】このように、油圧モータや油圧シリンダを
第１，第２フレーム９，１０の支持部材として組み込む
ことによって、鉛直面内でのフローティング動作と定位
置への保持が可能である。したがって、溶湯容器５０へ
の位置合わせのときのフローティングと、スライディン
グノズル装置５１等の搬送が可能となる。

【００２７】なお、第１，第２フレーム９，１０を支持
する油圧シリンダ等の油圧回路中には、これらの第１，
第２フレーム９，１０自身の重量及び外力の負荷に応じ
てその位置を保持できるような作動油圧を設定可能な系
を持たせる。たとえば、第２フレーム１０を上下方向に
支持する油圧シリンダについては、電磁比例制御弁によ
る作動油圧の制御を可能とし、第２フレーム１０が外力
負荷を受けたときにはこれを吸収するように移動できる
ように作動油を制御し、第２フレーム１０のフローティ
ング動作を可能とする。

【００２８】ベース８はその上下両端部に前方へ突き出
る一対のアーム８ａ，８ｂを備えた側面形状を持ち、そ
の本体の中央部を第２フレーム１０から突き出した支軸
１０ｂとベース８側に組み込んだ球面継手８ｃとによっ
て第２フレーム１０に連接されている。また、このよう
な支軸１０ｂと球面継手８ｃとによって、静止している
第２フレーム１０に対してベース８は支軸１０ｂの軸線
周りに自由に旋回できるだけでなく、支軸１０ｂの軸線
と交差する姿勢にその本体を捩じる向きにも自由に動き
回ることができる。

【００２９】なお、図３はベース８をその前面側が最も
下向きの姿勢となった状態であり、図４では支軸１０ｂ
の軸線とベース８の芯とが同軸上の姿勢を示している。

【００３０】ベース８のアーム８ａ，８ｂは、図３に示
すように二股状に別れた形状を持ち、それぞれの先端部
にはクランプシリンダ８ｄを設けている。そして、ベー
ス８の上下両端の中央部には、スライディングノズル装
置５１を溶湯容器５０にコッター機構によって着脱・連
結するためのネジコッター８ｅを設ける。

【００３１】第２フレーム１０とベース８のそれぞれの
上端部は２本の油圧シリンダ１１，１２によってそれぞ
れ連接される。これらの油圧シリンダ１１，１２は、図
４に示すようにその基端を第２フレーム１０に連結し、
それぞれのロッド１１ａ，１２ａをベース８に連結して
いる。そして、これらの油圧シリンダ１１，１２の軸線
は、図４の状態の第２フレーム１０とベース８とが同軸
上にあるとき、同一水平面内に含まれ且つ互いに交差す
る姿勢として配置されている。

【００３２】第２フレーム１０の上端にはブラケット１
０ｃ，１０ｄを立ち上げ、これらの中に収めた球面ブッ
シングによって油圧シリンダ１１，１２の基端を連接す
る。これにより、それぞれの油圧シリンダ１１，１２は
何れもユニバーサル式のジョイントによって第２フレー
ム１０側及びベース８側に連接され、その軸線の姿勢を
捩じり方向や姿勢を自由に変えることができる。また、
ベース８の上端にはフランジ８ｆ，８ｇを立ち上げ、ロ
ッド１１ａ，１２ａの先端に設けた二股状のコネクタ１
１ｂ，１２ｂをこれらのフランジ８ｆ，８ｇに連接す
る。コネクタ１１ｂ，１２ｂにも同様に球面ブッシング
を組み込み、ロッド１１ａ，１２ａをベース８にユニバ
ーサル式として連接することによって、ベース８に対す
るロッド１１ａ，１２ａの姿勢を可変とする。

【００３３】このような油圧シリンダ１１，１２及びそ
れぞれのロッド１１ａ，１２ａの第２フレーム１０及び
ベース８に対する連接構造によって、これらの第２フレ
ーム１０とベース８との間の相対移動に追従して油圧シ
リンダ１１，１２の姿勢を変えることが可能となる。ま
た、ベース８はその背部側のほぼ中央部の一点をユニバ
ーサル式の球面継手８ｃによって第２フレーム１０に連
接しているので、ベース８は第１，第２フレーム９，１
０による二次元的なフローティングではなく、球面継手
８ｃを回動中心とする捩じれ動作が可能となる。したが
って、最も先端側に位置してノズルやその他の部材のハ
ンドリングに利用するベース８は、単純な二次元内のフ
ローティング動作だけでなく、球面継手８ｃによる三次
元的な姿勢の変更が可能である。

【００３４】一方、溶湯容器５０のスライディングノズ
ル装置５１には交換装置１の２本の装着ガイド１３，１
４を受ける受けガイド５２，５３を設ける。これらの受
けガイド５２，５３は、図３及び図４に示すように、装
着ガイド１３，１４を受ける側を広くしたテーパ部５２
ａ，５３ａを備え、その奥側を装着ガイド１３，１４が
きっちりと嵌まり込む保持孔５２ｂ，５３ｂとして形成
している。

【００３５】溶湯容器５０に設ける受けガイド５２，５
３及びこれらに嵌まり込む装着ガイド１３，１４は、溶
湯容器５０に対して交換装置１を位置決めするときのフ
ローティングに利用するものである。したがって、受け
ガイド５２，５３の互いの位置関係及び装着ガイド１
３，１４の互いの位置関係は同一とし、これらが整合し
たときに交換装置１が溶湯容器５０に正しく位置決めさ
れるものとなる。

【００３６】他方の交換ヘッド５も以上の構成と全く同
様であり、スライディングノズル装置５１を溶湯容器５
０に対して着脱するとき、フローティング機構を利用し
て位置ずれを吸収可能とする。

【００３７】図７はポーラスプラグ装着ヘッド７の概要
を示す側面図である。

【００３８】ポーラスプラグ装着ヘッド７は、交換ヘッ
ド４，５と同様にフローティング機構によって旋回台３
に連接したものであり、第１，第２フレーム１５，１６
によって水平及び垂直方向にフローティング可能として
いる。第１フレーム１５と旋回台３との連結構造及び第
２フレーム１６と第１フレーム１５との連結構造は、先
の交換ヘッド４の構造と全く同様である。

【００３９】第２フレーム１６の前面には、球面継手１
６ａによってホルダ１７を一体に連結し、これらの第２
フレーム１６及びホルダ１７の上端部を２本の油圧シリ
ンダ１８によって連接する。この油圧シリンダ１８の配
置位置及びその姿勢は図４で示した交換ヘッド４のもの
と同様である。

【００４０】ホルダ１７はポーラスプラグの装着装置１
９を備えたもので、装着装置１９の先端にはポーラスプ
ラグ（図示せず）を外挿して保持するためのヘッド１９
ａを取付けている。このヘッド１９ａは、ポーラスプラ
グを上ノズルの中に嵌め込み、その後ポーラスプラグを
残して引き抜ける構造としたものである。

【００４１】ホルダ１７には溶湯容器５０の受けガイド
５２，５３の中に入り込む２本の装着ガイド１７ａ，１
７ｂを設ける。これらの装着ガイド１７ａ，１７ｂのホ
ルダ１７への取付け構造は、図４で説明した交換ヘッド
４の装着ガイド１３，１４の場合と全く同様であり、コ
イルスプリング（図示せず）によって先端側に向けて付
勢された構造を持つ。なお、装着ガイド１７ａ，１７ｂ
との間の位置関係は、交換ヘッド４の装着ガイド１３，
１４の関係と同じであり、溶湯容器５０の受けガイド５
２，５３に挿入可能とすることは無論である。

【００４２】更に、上ノズル装着ヘッド６もこのポーラ
スプラグ装着ヘッド７と同様の構造を持ち、装着装置の
先端に設ける装着ヘッドに上ノズルをセットし、スライ
ディングノズル装置５１に対して上ノズルを着脱するた
めの機能を持つ。

【００４３】ここで、上ノズル装着ヘッド６及びポーラ
スプラグ装着ヘッド７には、上ノズルやポーラスプラグ
の交換の際に新しいものがセットされる。そして、この
ノズル等を溶湯容器５０に装着したり取り外したりする
作業は、後述するように本発明の交換装置によって可能
である。ところが、たとえばポーラスプラグや上ノズル
を溶湯容器５０の羽口に挿入する場合には、その周面に
目地材を塗る作業が必要であり、これは専ら人手に頼っ
ている。

【００４４】これに対し、目地材をハンドリングしやす
い形状のものとして予め準備しておけば、これをロボッ
トを利用して交換装置にセットしたポーラスプラグやノ
ズルの外周面に被せるような操作が可能である。たとえ
ば、図８に示すように、ロボット２０を用意し、ストッ
ク容器２１の上に置いた中空円錐台状の目地材２２を吸
着できるような傘状の吸着ツール２０ａをロボット２０
のアームに設けるようにする。目地材２２はモルタルの
シート材を巻いて製造できるものであり、図９のように
その断面が傘状であるため、上下に順に積み重ねておけ
ばその嵩も小さくなるので、吸着ツール２０ａを上から
被せるだけで簡単にハンドリングできる。

【００４５】このようなロボット２０や目地材２２を備
えておけば、ロボット２０のアームを操作しバキューム
ポンプ２０ｂを作動させて吸着ツール２０ａで目地材２
２を吸着し、そのまま交換装置の各ヘッドのノズルやポ
ーラスプラグの外周面に嵌めることができる。なお、円
錐台状の目地材２２だけでなく、上ノズルのダボ用の目
地材等の形状の異なるものであっても、その形状に応じ
た吸着ツールをロボット２０のアームに備えるようにす
れば、同様な作業が可能である。

【００４６】そして、ロボット２０を溶湯容器５０から
離れた作業場に独立して設置すれば、作業場で予め目地
材２２をポーラスプラグ等に被せることができる。これ
に代えて、図２に示すようにロボット２０を台車２の上
に載せておけば、ストック容器２１から目地材２２を引
き出してそのままポーラスプラグ装着ヘッド７のポーラ
スプラグに被せることができる。

【００４７】このように、目地材をセットするためのロ
ボット２０を交換装置１に備えることによって、作業場
でこれらの目地材を溶湯容器５０に近寄って人が作業す
ることが一切不要となり、目地材の装着も含めて全て自
動化することができる。

【００４８】以上の構成において、交換ヘッド４によっ
て溶湯容器５０からスライディングノズル装置５１を取
り外す場合の交換装置１の作動は次のとおりである。こ
こでは、まず、図４に示す状態であって旋回台３の軸線
と受けガイド５２，５３の軸線とが直交し、鉛直面内の
みでのフローティング動作を行う場合について説明す
る。

【００４９】作業場から台車２を走行させて溶湯容器５
０の手前で停止させ、図１及び図２に示すように交換ヘ
ッド４がスライディングノズル装置５１を向く姿勢とす
る。このとき、台車２と溶湯容器５０とは仮位置決めさ
れ、図示の位置から更に台車２を溶湯容器５０側に前進
させる。

【００５０】台車２の移動によって、交換ヘッド４から
前方に突き出る２本の装着ガイド１３，１４は、溶湯容
器５０の受けガイド５２，５３へ向けて前進する。そし
て交換ヘッド４の位置が溶湯容器５０に対して正しく位
置決めされていなくても、受けガイド５２，５３のテー
パ部５２ａ，５３ａが大きく開いているので、装着ガイ
ド１３，１４の先端はこれらのテーパ部５２ａ，５３ａ
に受け止められる。

【００５１】一方、交換ヘッド４の第１フレーム９及び
第２フレーム１０はそれぞれを保持するために組み込ん
だ油圧モータや油圧シリンダの作動油の圧力によって動
作する。このとき、初期の作動油圧は交換ヘッド４自身
の重量やこれに搭載するノズル等の重量に見合うものと
することは無論であり、油圧回路中に電磁比例制御弁を
組み込むことによって、もしこの設定された作動油圧に
対応する負荷以上の外力が掛かれば、これを吸収するよ
うに交換ヘッド４の倣いを可能とする。したがって、第
１，第２フレーム９，１０は外力負荷時には倣い運動可
能であり第２フレーム１０に連接したベース８の２本の
ガイドロッド１３，１４はほぼ鉛直面内で二次元的に移
動することになる。

【００５２】このような装着ガイド１３，１４の動きに
よって、更に台車２を前進させると、受けガイド５２，
５３のテーパ部５２ａ，５３ａに対して装着ガイド１
３，１４はフローティング機構によって倣うようにして
入り込む。そして、最終的には、図４に示すように、装
着ガイド１３，１４がそれぞれ溶湯容器５０の受けガイ
ド５２，５３の保持孔５２ｂ，５３ｂに嵌まり込み、こ
れによって溶湯容器５０に対する交換ヘッド４の位置決
めが行われる。

【００５３】この位置決めでは、２本の装着ガイド１
３，１４による２点の拘束と、交換ヘッド４の芯に対し
て点対象の位置にこれらの装着ガイド１３，１４を配置
したことによって、交換ヘッド４の芯周りの姿勢も溶湯
容器５０に対して正しく位置決めすることができる。し
たがって、台車２の位置を溶湯容器５０に対して正しく
位置決めできなくても、旋回台３に対する交換ヘッド４
のフローティング機構によって、この交換ヘッド４をス
ライディングノズル装置５１に対して正確に位置決めす
ることができる。

【００５４】以上の位置決めの後、第１，第２フレーム
９，１０の位置を油圧モータ及び油圧シリンダによって
定位置に保持する。この操作によって、第１，第２フレ
ーム９，１０は旋回台３に対してロックされ、取り外す
スライディングノズル装置５１の重量負荷に対してベー
ス８の変位を防ぐ。そして、クランプシリンダ８ｄを作
動させてスライディングノズル装置５１を保持する。こ
の後、台車２を後退させて作業場まで搬送すれば、スラ
イディングノズル装置５１の取り外し作業が完了する。

【００５５】ここで、交換装置１をその作業位置に設定
したとき、溶湯容器５０の底の姿勢は交換ヘッド４，５
の進出方向と直交せずに捩じれた傾きを持ったり、溶湯
容器５０の芯周りに回転した姿勢を持つことが多い。こ
のことを図１０によって説明する。

【００５６】溶湯容器５０は、交換作業の際にはクレー
ン軸等によって支持されたトラニオン軸５０ａを利用し
てその底面５０ｂが交換装置１側を向く姿勢に回転させ
る。そして、この底面５０ｂに設けたスライディングノ
ズル装置５１に対して、交換装置１によって所定の作業
を行う。

【００５７】ところが、図１０の（ａ）のように、トラ
ニオン軸５０ａ周りの回転角度が大きかったり小さかっ
たりすると、底面５０ｂは上下方向に傾きを持つことに
なる。また、同図の（ｂ）のように、トラニオン軸５０
ａの軸線が交換ヘッド４，５の進出方向に対して直交し
ない姿勢であれば、底面５０ｂは交換ヘッド４，５から
見て幅方向に傾いてしまう。

【００５８】このように、溶湯容器５０の底面５０ｂは
交換ヘッド４，５の進出方向に対し直交するとは限ら
ず、上下及び幅方向に傾むく場合がある。そして、これ
らの方向の傾きが合成されると、交換ヘッド４，５の進
出方向に対して、底面５０ｂは捩じれの姿勢をとること
になる。

【００５９】更に、同図の（ｃ）のように、トラニオン
軸５０ａの軸線が水平でなく右上がり又は左上がりに傾
くことも十分考えられる。

【００６０】したがって、交換作業の際、溶湯容器５０
の底面５０ｂは交換ヘッド４，５の進出方向に捩じれた
り、芯周りに位置が変わることになり、受けガイド５
２，５３も同様にその軸線の向きが様々に変わってしま
う。

【００６１】このような溶湯容器５０の姿勢に対し、ベ
ース８はその球面継手８ｃによって第２フレーム１０に
連接されているので、三次元的に姿勢を変えることがで
きる。すなわち、ベース８は図５に示すように、球面継
手８ｃを回動中心として旋回でき、２本の油圧シリンダ
１１，１２のロッド１１ａ，１１ｂの伸縮量に応じて、
図６に示すようにベース８の向きも変わる。このベース
８の向きの変更は、油圧シリンダ１１，１２がそれぞれ
第２フレーム１０及びベース８に対して連結支点に自由
度を持たせていること、及び両油圧シリンダ１１，１２
の互いの姿勢によって可能となったものである。

【００６２】図３では、溶湯容器５０の底面５０ｂが旋
回台３の回転軸線に対して傾いた状態であり、交換ヘッ
ド４を進出させていくときには、先に述べた第１，第２
フレーム９，１０による鉛直面内でのフローティング
と、ベース８自身の姿勢変更の動きが実行される。この
場合、油圧シリンダ１１，１２の作動油の油圧を外力の
負荷に応じて制御し、装着ガイド１３，１４が受けガイ
ド５２，５３に入り込むときの倣いによって、ベース８
をフローティング動作させる。これにより、ベース８は
溶湯容器５０の底面５０ｂに正しい姿勢でセットされ、
スライディングノズル５１を保持することが可能とな
る。

【００６３】また、図５に示すように、ベース８は球面
継手８ｃ周りに回動可能なので、図中の実線で示す時計
方向への最大回動角度まで破線の姿勢から回転すること
ができる。この場合でも、２本の油圧シリンダ１１，１
２の作動油圧を外力に応じて制御することにより、ベー
ス８の動きに干渉させないようにする。したがって、溶
湯容器５０のトラニオン軸５０ａの軸線が水平でなく受
けガイド５２，５３の位置が上下にずれていても、装着
ガイド１３，１４がこれらの受けガイド５２，５３に入
り込んでいくときに二次元的なフローティング動作とベ
ース８自身の姿勢変更の動きによって、最終的にベース
８の姿勢を底面５０ｂに合わせることができる。

【００６４】このように、ベース８は溶湯容器５０の底
面５０ｂの姿勢が様々に変わっても、第１，第２フレー
ム９，１０による二次元的なフローティングだけでな
く、底面５０ｂの捩じれや回動に対するベース８の姿勢
変更の動作が可能である。したがって、交換装置１と溶
湯容器５０の底面５０ｂとの間の互いの位置や姿勢がマ
ッチしない条件であっても、正しくベース８を溶湯容器
５０側にセットすることができる。

【００６５】以上のフローティング動作によってベース
８を溶湯容器５０に対して位置決めした後は、クランプ
シリンダ８ｄによってスライディングノズル装置５１を
保持し、これと同時に油圧シリンダ１１，１２に作動油
圧を負荷して保持重量を受けるようにする。そして、ス
ライディングノズル装置５１の保持の後は、台車２を溶
湯容器５０から後退させ、作業場へと搬送する。

【００６６】また、他方の交換ヘッド５に新しいスライ
ディングノズル装置をセットしておけば、旋回台３を１
８０度旋回させることによって、この交換ヘッド５によ
って溶湯容器５０に新しいスライディングノズル装置を
装着することができる。この場合でも、交換ヘッド４の
場合と同様に、受けガイド５２，５３に対するフローテ
ィング機構によって、作業者の目視によることなく簡単
に作業できる。

【００６７】更に、上ノズル装着ヘッド６ポーラスプラ
グ装着ヘッド７にそれぞれ予め上ノズル及びポーラスプ
ラグをセットしておけば、交換ヘッド４によるスライデ
ィングノズル装置５１の取り外しから他方の交換ヘッド
６による新しいスライディングノズル装置の装着の間
に、旋回台３を順次回転させながら必要とする作業を行
うことができる。

【００６８】なお、実施例では、交換装置側にロッド状
の装着ガイド１３，１４，１７ａ，１７ｂを設け、溶湯
容器５０側にこれが嵌まり込む受けガイド５２，５３を
設けているが、逆に溶湯容器５０にロッド状に突き出る
部材を設けて交換装置側にはこれが入り込むスリーブ状
の受けガイドを備えるようにしてもよい。また、台車２
の代わりに固定式の架台を用いる場合では、この架台に
移動式のベースを設けてその上に各ヘッドを装備すれば
よい。

【００６９】

【発明の効果】本発明では、スライディングノズル装置
の交換用のヘッドや耐火材の着脱用のヘッドを作業位置
にセットするとき、ヘッド自身の旋回や揺動及び台車と
の間のフローティング動作を利用できる。このため、台
車を溶湯容器に正確に合わせる位置決めが不要となり、
作業者の技量に左右されることなく短時間で交換や着脱
作業が行える。また、旋回や揺動及びフローティングに
よって各ヘッドの移動が或る程度自由なので、スライデ
ィングノズル装置や耐火材の着脱時にヘッドの構成部材
に大きな負荷が加わることもなく、部材の損傷も防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の交換装置の取鍋又はタンディッシュ等
の溶湯容器に対する作業時の配置を示す概略立面図であ
る。

【図２】図１の概略平面図である。

【図３】交換ヘッドの要部を示す側面図である。

【図４】旋回台の回転軸線とガイドスリーブの軸線とが
直交しているときのベースのセット状況を示す概略平面
図である。

【図５】ベースを定常位置から最大角度まで時計方向に
回転させた姿勢を示す正面図である。

【図６】ベースの姿勢の変更が可能であることを示す要
部の概略平面図である。

【図７】ポーラスプラグ装着ヘッドの側面図である。

【図８】円錐台状の目地材をロボットによってハンドリ
ングする一例を示す概略図である。

【図９】積み重ねた目地材及び吸着ツールを示す概略図
である。

【図１０】交換装置に対する溶湯容器の姿勢の変化を示
す図であって、同図の（ａ）は底面が上下方向の向きに
傾斜する例、同図の（ｂ）は底面が幅方向の向きに傾斜
する例、及び同図の（ｃ）は底面が回動する例をそれぞ
れ示す概略図である。

【符号の説明】

１ 交換装置 ２ 台車 ３ 旋回台 ４ 交換ヘッド ５ 交換ヘッド ６ 上ノズル装着ヘッド ７ ポーラスプラグ装着ヘッド ８ ベース ９ 第１フレーム １０ 第２フレーム １１，１２ 油圧シリンダ １３，１４ 装着ガイド １５ 第１フレーム １６ 第２フレーム １７ ホルダ １７ａ，１７ｂ 装着ガイド １８ 油圧シリンダ １９ 装着装置 ５０ 溶湯容器 ５１ スライディングノズル装置 ５２，５３ 受けガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−280959（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−66268（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−23520（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−94852（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−7920（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−148235（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−196354（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−56958（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−15857（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 41/34 520 B22D 11/10 340

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶湯容器に備えるスライディングノズル
   装置及び／又は該スライディングノズル装置と関連する
   耐火物を着脱する交換装置であって、架台又は台車の上
   に、前記スライディングノズル装置の交換用ヘッド及び
   前記耐火物の着脱用ヘッドを備え、これらのヘッドと前
   記台車との間をユニバーサル式の一点支持機構によって
   連接し、前記ヘッドのそれぞれに、前記溶湯容器側に位
   置決め用として設けた受けガイドに結合・離脱可能な装
   着ガイドを設け、更に前記ヘッドの姿勢を拘束保持する
   拘束機構を各ヘッドと前記架台又は台車との間に配置し
   たことを特徴とする溶湯容器用スライディングノズル装
   置及びその耐火物の交換装置。
2. 【請求項２】 前記ヘッドの一点支持機構と前記架台又
   は台車との間に、ほぼ鉛直面内での二次元のフローティ
   ング機構を介装したことを特徴とする請求項１記載の溶
   湯容器用スライディングノズル装置及びその耐火物の交
   換装置耐火物の交換装置。