JP4127828B2 - 連続鋳造設備 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造設備に関し、詳細には取鍋から溶湯を受湯し当該受湯した溶湯を鋳型に注湯するためのタンディッシュを搭載し、取鍋からの受湯位置、鋳型への注湯位置、注湯後の排滓位置などの各作業位置に移動するためのタンディッシュ台車の改善に関するものである。

連続鋳造においては、取鍋からの受湯位置にタンディッシュを移動して溶湯を受湯し、そのタンディッシュを鋳型上に移動して溶湯を鋳型に注湯し、また注湯後にはタンディッシュを排滓位置に移動して排滓を行うなど、取鍋からの受湯位置、鋳型への注湯位置、注湯後の排滓位置など各作業位置にタンディッシュを移動するため、一般的にタンディッシュ台車が使用されている。

上記タンディッシュ台車は、基本的な機能として、タンディッシュを搭載し運搬するための積載・移動走行機能、タンディッシュノズルと鋳型との注入位置を鋳型中心に合わせる調心機能を有し、更に付加されてきた機能として、タンディッシュを昇降させる昇降機能、タンディッシュ内溶鋼量を計重するタンディッシュ計重機能がある。

一方、上記タンディッシュ台車には、例えば実公平７−５００４４号公報（特許文献１）、特開平７−２４５５６号公報（特許文献２）、特開平１０−１４６６５３号公報（特許文献３）等に開示されているように種々の構造のものがある。

特許文献１の図１〜図３又は特許文献２の図３に開示のタンディッシュ台車は、矩形状に形成された台車本体の下面に車輪が設けられ、鋳片の引抜方向と直交方向に敷設された鋳込床上のレール上を、タンディッシュを積載して移動可能な構造とされている。

しかし、上記のように鋳込床上にレールが敷設されている場合、タンディッシュに注湯する取鍋が上方に来ない側（以下、鋳込作業側と称す）において、鋳込開始時などに鋳型内の状況を目視したり、あるいは鋳造中に鋳型内からノロを取り除く作業などが行われるが、このような鋳込作業時の鋳型への寄付きが悪い上に、鋳込床での溶鋼流出事故が発生した場合にレールがトラブルの影響を受けることが懸念される。

また、特許文献２の図１と図２に開示のタンディッシュ台車は、台車本体が、タンディッシュを積載する水平の積載フレームと、この積載フレームの走行方向と平行する端部に立設した縦フレームとを有するとともに、積載フレームの反鋳込作業側の下面に設けた車輪を鋳込床上に敷設したレール上に、縦フレームの上部に設けた車輪を鋳込作業側の架構の上部に敷設したレール上に、それぞれ走行可能に設けた構造としたものである。

上記特許文献２の構造の台車では、鋳込作業側レールのみを頭上に敷設し、反鋳込作業側は鋳込床上にレールを敷設しているので、鋳込作業時の鋳型への寄付きが改善されるものの、鋳込終了後のタンディッシュを傾転して排滓する場合、タンディッシュを傾転する排滓軌跡が反鋳込作業側のレールと干渉するため、タンディッシュを傾転してタンディッシュを熱間再使用する連続鋳造プロセスには適さない。

また、特許文献３の図１〜図３に開示のタンディッシュ台車は、台車本体が、タンディッシュを積載する水平の積載フレームと、この積載フレームの走行方向と平行する端部に立設した縦フレームと、この縦フレームの上端部の反積載フレーム側に水平に設けられ且つ走行方向と平行する両側に走行車輪が設けられた水平フレームとを有するとともに、前記水平フレームに設けた走行車輪を、鋳込床上方（鋳込作業者の頭上）に敷設した鋳込作業側と反鋳込作業側のレール上に走行可能に設けた構造としたものである。なお、この特許文献３の構造の台車を片持ち式タンディッシュ台車と称して説明する。

上記片持ち式タンディッシュ台車では、鋳込作業側と反鋳込作業側のレールを頭上に設ける構造とし、鋳込床上にはレールが敷設されていないので、鋳込作業時の鋳型への寄付きが改善され、鋳込作業性が向上する。また、鋳込床での溶鋼流出事故の影響を受けずタンディッシュを移動することができる。また、タンディッシュ傾転時には干渉物が無く、タンディッシュを傾転してタンディッシュを熱間再使用する連続鋳造プロセスに好適な構造といえる。

しかし、片持ち式タンディッシュ台車では、積載フレームにタンディッシュの傾転装置が設けられているものの、積載フレーム、縦フレーム及び水平フレームが一体構造に構成されているため、タンディッシュの昇降装置、調心装置（センタリング装置）、計重装置などを設ける場合には積載フレームに設置しなければならず、これらの装置を傾転装置に加えて更に設置するとなると、積載フレームの限られたスペースに集約装備することは複雑な構造を余儀なくされ非常に難しい。仮に装備したとしても、積載フレームが大形で重量物となり、縦フレームが鋳込作業側のエリアを侵食するとともにタンディッシュ台車走行時の障害になる。また、縦フレームと積載フレームの片持ちによるオーバーハング量が増し、各部フレーム強度を確保するため、フレームが大形化する。またレールへの荷重も増大するので、鉄骨架構も大形化する。
実公平７−５００４４号公報（図１〜図３） 特開平７−２４５５６号公報（図１） 特開平１０−１４６６５３号公報（図１〜図３）

本発明は、上記背景技術に説明したような事情を基に片持ち式タンディッシュ台車が有する問題点を解消するためになしたものであって、その目的は、積載フレームを大きく構成することなく、タンディッシュの昇降装置、調心装置、計重装置、傾転装置を設置し得るタンディッシュ台車を備える連続鋳造設備を提供するものである。

上記の目的を達成するための本発明は以下の構成を備える連続鋳造設備とするものである。即ち、本発明（請求項１）に係る連続鋳造設備は、鋳型に溶湯を注湯するタンディッシュ、同タンディッシュを移動させるタンディッシュ台車、前記タンディッシュに溶湯を注湯する取鍋、及び同取鍋を移動させる取鍋搬送装置を具備した連続鋳造設備において、前記タンディッシュ台車は、走行用車輪に支持される水平フレームと、この水平フレームの一端部に回動自在に支持された縦フレームと、この縦フレームの下部に設けられたタンディッシュを積載する積載フレームとを備え、更に前記水平フレームと前記縦フレームとに係合して設けられるとともに両フレームを所望角度に保持するためのフレーム交差角保持手段を備える構成としたものである。

上記の構成では、水平フレームと前記縦フレームを回動自在に連結し、この両フレームを所望角度に保持するためのフレーム交差角保持手段を備えるようにして調心し得る構成としたので、タンディッシュの積載フレームに直接調心装置を設置する必要がなく、積載フレームをコンパクトに構成できる上に、調心装置自体の構造をシンプルにできる。更にタンディッシュ台車を構成する縦フレーム及び水平フレームはもとよりレールへの負荷が小さくできるので鉄骨架構もコンパクトにできる。また、水平フレームに走行車輪を設けているので、タンディッシュ台車を鋳込床の上方に設けたレール上を走行させることができ、鋳込床上にはレールがないので、鋳込作業時の鋳型への寄付きがよい。

そして、本発明（請求項２）に係る連続鋳造設備は、上記請求項１の発明において、積載フレームを、昇降手段を介して縦フレームに昇降自在に設けるものである。このように構成することにより、更に上記調心装置に加えて昇降装置もタンディッシュの積載フレームに直接設置する必要がなく、より積載フレームをコンパクトに構成できる。

また、本発明（請求項３）に係る連続鋳造設備は、上記請求項１又は２の発明において、フレーム交差角保持手段を、水平フレームに回動自在に設けたリンクと、縦フレームに回動自在に設けたリンクと、これら両リンクのジョイント部に設けられたセンタリング駆動装置とを備えて構成するものである。

本発明によれば、鋳込作業時の鋳型への寄付きがよい上に、積載フレームを大きく構成することなく、タンディッシュの昇降装置、調心装置、計重装置、傾転装置をタンディッシュ台車に設置することができる。また、タンディッシュの昇降装置や計重装置は、連続鋳造設備として必ず設けなければならないものではないため、これらを必要としない場合には積載フレームを更にコンパクトにできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る連続鋳造設備の平面図、図２は、図１のＸ−Ｘ断面図、図３は、図２のＹ部拡大説明図、図４は、図３のＺ部拡大説明図、図５は、図４の片側を省略して示すＡ−Ａ断面図、図６は、図４の片側半分を省略して示す平面図である。

図１、図２に示すように、鋳造床１には鋳型２が設置され、この鋳型２の反鋳込作業側には２つの取鍋３を支持し交互に鋳型上に移動し得る取鍋搬送装置４が配置され、鋳込作業側には支柱５が立設され、当該支柱５に架台６、７を介してレール８、９が架設されている。そして、レール８、９にはタンディッシュ１０を搭載しレール８、９に沿って移動するタンディッシュ台車１１が設けられている。また、本例では取鍋搬送装置４に隣接して反鋳込作業側に排滓設備１２が配置されている。

タンディッシュ台車１１は、水平フレーム１３、縦フレーム１４、積載フレーム１５及びフレーム交差角保持手段１６を備えて構成されている。水平フレーム１３と縦フレーム１４とは、ピン１７を介して回転自在に連結されている。水平フレーム１３には、走行用車輪１８と走行用車輪１９が設けられ、本例では、走行用車輪１８を駆動輪とし、自走可能としている。走行用車輪１９は、水平フレーム１３の浮き上がり防止を目的とした構成となっている。

積載フレーム１５は、タンディッシュ１０を積載するフレームであって、本例では縦フレーム１４の後面を走行する昇降用車輪２０と前面を走行する昇降用車輪２１とにより縦フレーム１４に沿って上下方向に昇降自在に構成され、ウォームジャッキなどの昇降駆動装置２２により昇降する。なお、この昇降機構が不要な場合には、縦フレーム１４と積載フレーム１５とは一体構造としてもよい。この一体構造は、積載フレーム１５を縦フレーム１４にボルト締結する方式でもピン結合する方式でもよい。

また、積載フレーム１５には、タンディッシュ１０を傾転させる際の回転中心となる第２トラニオン２３を受ける受部２４と傾転装置２５とが設けられている。受部２４は、積載フレーム１５にロードセル２６を介して積載フレーム１５に設けられ、タンディッシュの計重が可能に構成されている。一方、傾転装置２５は、積載フレーム１５に設けた傾転用油圧シリンダ２７と、この傾転用油圧シリンダ２７のロッド先端に装着したＵ字状金物２８とを備えて構成され、タンディッシュ１０の第１トラニオン２９をＵ字状金物２８に受ける。タンディッシュ１０を傾転させる場合にはＵ字状金物２８を突き上げて傾転させる。本例では、タンディッシュ１０の調心機構（フレーム交差角保持手段１６など）や昇降機構（昇降駆動装置２２など）が積載フレーム１５のタンディッシュ積載部分に直接配置されていないので、これら計重装置（ロードセル）２６や傾転装置２５を容易に配設できる。

フレーム交差角保持手段１６は、水平フレーム１３に回動自在に設けたリンク３０と、縦フレーム１４に回動自在に設けたリンク３１と、これらリンク３０、３１のジョイント部３２に設けられたウォームジャッキ方式のセンタリング駆動装置３３とを備えて構成されている。この場合、センタリング駆動装置３３は、リンク３０とリンク３１の軸線方向とほぼ直交する方向にセンタリング駆動装置３３の軸線が来るように配置することが望ましい。このように配置することで、センタリングに要する駆動力は、幾何学的な力の分力であるので、非常に小さな力でよく、従って、センタリング駆動装置３３を構成するウォームジャッキや電動機などが小形化できる。

上記フレーム交差角保持手段１６を備えることにより、縦フレーム１４には、タンディッシュ１０及び積載フレーム１５の自重で、ピン１７を回転中心に時計回りの回転モーメントが作用することになるので、リンク３０とリンク３１には引張力（テンション）のみが作用し、リンク３０の軸線とリンク３１の軸線は直線状になろうとする。然るに、センタリング駆動装置３３を進退駆動させてリンク３０の軸線とリンク３１の軸線の屈曲角度を小さくすると、リンク３０と水平フレーム１３との回動軸心３４と、リンク３１と縦フレーム１４との回動軸心３５との直線距離が減少し、縦フレーム１４は、ピン１７を回転中心に反時計回りに回転し、タンディッシュ１０は図３において右方向に微動する。なお、符号３６はブラケットであって、このブラケット３６を介して昇降駆動装置２２が縦フレーム１４に設けられている。

上記フレーム交差角保持手段１６による調心機構は、タンディッシュ１０の吐出口を鋳型２の中心に合致させるための「センタリング機構」である。このセンタリング動作によりタンディッシュ１０が微小角度傾斜するが、必要なスライド量は±１０ｍｍ程度でよく、回転中心であるピン１７とタンディッシュ１０の吐出口との距離が十分にあるため、センタリング後のタンディッシュ傾斜角度は実用上無視しうるレベルである。なお、このフレーム交差角保持手段１６による調心は、タンディッシュ台車１１の走行方向と直交する方向のセンタリングであり、タンディッシュ台車１１の走行方向のセンタリングは、タンディッシュ台車１１の走行により行う。

なお、上記の実施形態では、フレーム交差角保持手段１６は、リンク３０、リンク３１及びセンタリング駆動装置３３を水平フレーム１３の上側に配設した例を図示して説明したが、水平フレーム１３の下側に配設してもよい。また、センタリング駆動装置３３を進退駆動させてリンク３０とリンク３１の軸線の屈曲角度を変え、その屈曲角度を変えることで、水平フレーム１３と縦フレーム１４の角度を変えてタンディッシュ１０の調心を可能とする例としたが、予め調心できる場合にはセンタリング駆動装置３３を設けることなくリンク３０とリンク３１を１本の部材（水平フレーム１３の上側に設ける場合はテンション部材、下側に設ける場合はコンプレッション部材）とし、この部材の長さを変えたものを取付けて調心するようにしてもよいし、この部材を２本の部材で構成しターンバックル機構を採用して調心するようにしてもよい。

図７は、上記連続鋳造設備における鋳込作業からノズル整備作業に至る各作業位置でのタンディッシュの昇降動作、傾転動作を説明するための説明図であって、ａは鋳込作業状態、ｂは排滓作業場までの搬送状態、ｃは排滓作業状態、ｄはノズル整備作業状態を示す。

鋳込作業では、タンディッシュ台車１１に搭載されたタンディッシュ１０は、鋳型２の直上に移動した後昇降駆動装置２２により鋳込位置まで下降し、タンディッシュ台車１１の走行方向の調節による走行方向の調心とフレーム交差角保持手段１６による走行方向と直交する方向の調心とにより、鋳型２に対するノズルの調心が行われる。また、必要の都度ロードセル２６により計重が行われる（図７ａ参照）。

タンディッシュ台車１１に搭載した状態でのタンディッシュ１０の搬送は、昇降駆動装置２２により鋳込位置より上昇させた状態で行われる（図７ｂ参照）。

排滓作業では、上記搬送状態のままの位置であるいは昇降駆動装置２２により高さ調整した位置で傾転装置２５によりタンディッシュ１０を傾動させて排滓が行われる（図７ｃ参照）。

ノズル整備作業では、上記排滓後に傾転装置２５によりタンディッシュ１０を所定角度に戻した状態でノズル整備作業場に移動した後、傾転装置２５によりタンディッシュ１０の角度調節を行い、ノズル整備が行われる（図７ｄ参照）。

本発明に係る連続鋳造設備の平面図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 図２のＹ部拡大説明図である。 図３のＺ部拡大説明図である。 図４の片側を省略して示すＡ−Ａ断面図である。 図４の片側を省略して示す平面図である。 本発明に係る連続鋳造設備における鋳込作業からノズル整備作業に至る各作業位置でのタンディッシュの昇降動作、傾転動作を説明するための説明図であって、ａは鋳込作業状態、ｂは排滓作業場までの搬送状態、ｃは排滓作業状態、ｄはノズル整備作業状態を示す。

符号の説明

１：鋳込床 ２：鋳型 ３：取鍋
４：取鍋搬送装置 ５：支柱 ６、７：架台
８、９：レール １０：タンディッシュ １１：タンディッシュ台車
１２：排滓設備 １３：水平フレーム １４：縦フレーム
１５：積載フレーム １６：フレーム交差角保持手段
１７：ピン １８：走行用車輪 １９：走行用車輪
２０：昇降用車輪 ２１：昇降用車輪 ２２：昇降駆動装置
２３：第２トラニオン ２４：受部 ２５：傾転装置
２６：ロードセル ２７：傾転用油圧シリンダ
２８：Ｕ字状金物 ２９：第１トラニオン ３０、３１：リンク
３２：ジョイント部 ３３：センタリング駆動装置
３４、３５：回動軸心 ３６：ブラケット

Claims (3)

1. 鋳型に溶湯を注湯するタンディッシュ、同タンディッシュを移動させるタンディッシュ台車、前記タンディッシュに溶湯を注湯する取鍋、及び同取鍋を移動させる取鍋搬送装置を具備した連続鋳造設備において、前記タンディッシュ台車は、走行用車輪に支持される水平フレームと、この水平フレームの一端部に回動自在に支持された縦フレームと、この縦フレームの下部に設けられたタンディッシュを積載する積載フレームとを備え、更に前記水平フレームと前記縦フレームとに係合して設けられるとともに両フレームを所望角度に保持するためのフレーム交差角保持手段を備えてなることを特徴とする連続鋳造設備。
2. 積載フレームが、昇降手段を介して縦フレームに昇降自在に設けられてなる請求項１に記載の連続鋳造設備。
3. フレーム交差角保持手段が、水平フレームに回動自在に設けたリンクと、縦フレームに回動自在に設けたリンクと、これら両リンクのジョイント部に設けられたセンタリング駆動装置とを備えてなる請求項１又は２に記載の連続鋳造設備。
   
   

Images