JP4150693B2 - ダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備 - Google Patents

Description

本発明は、ダクタイル鋳物用溶融鋳鉄を溶製する設備に関するものである。

ダクタイル鋳鉄管などのダクタイル鋳物は、鋼材と同等の引張強度を有し、その伸び及び靱性などの機械試験値は普通鋳鉄の十数倍に達し、更に、普通鋳鉄と同等の優れた耐食性を有しており、そのため、これらの特性が要求される地中埋設管などの、より厳しい環境下での各種配管材などに広く採用されている。

このダクタイル鋳物は、鉄スクラップを主たる鉄源原料としてキュポラ或いは電気炉によって溶解された溶融鋳鉄に、黒鉛球状化剤として金属ＭｇやＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ合金などのＭｇ合金を添加し、Ｃ：３〜４質量％、Ｓｉ：２〜３質量％、Ｍｎ：０．２〜０．５質量％、Ｍｇ：０．０１〜０．０６質量％を含有するダクタイル鋳物用溶融鋳鉄を溶製し、これを遠心鋳造機などの鋳造設備によって鋳造することで製造されている。

キュポラ或いは電気炉などの溶解炉で溶解された溶融鋳鉄をダクタイル鋳物用溶融鋳鉄に溶製する際には、通常、溶解炉で溶解された溶融鋳鉄を一旦保持炉に装入し、保持炉で貯留・滞留させて温度や成分などを均質化させた後に保持炉から所定量の溶融鋳鉄を取鍋に装入し、取鍋内で黒鉛球状化剤を添加することによって黒鉛球状化処理が行われている（例えば、特許文献１参照）。この場合、溶融鋳鉄を収容した取鍋や黒鉛球状化処理が施された後のダクタイル鋳物用溶融鋳鉄を収容した取鍋は、クレーンやホイストなどによって吊り上げられて、保持炉や黒鉛球状化処理装置の間を搬送されている。

クレーンやホイストは、製鉄業や金属加工業では重量物の搬送手段として、広く且つ一般的に使用されている。そして、空中を搬送ルートとしているため、特別の搬送ルートを設ける必要がないという利点を有している。しかし、溶湯の収容された取鍋をクレーンで搬送する場合には、万が一の場合を踏まえ、通常、搬送ルート直下には他の製造用設備は配置されない。従って、搬送ルート直下に相当する場所、並びに万が一の場合に影響を受けると予想される場所は、空けた状態とする必要があり、工場敷地の有効活用の観点からは、優れた搬送手段とはいい難い。また、クレーンやホイストを用いて搬送する際には、クレーンまたはホイストを運転する操作員が必要であると同時に、地上ではクレーンフックの状況などを確認する玉掛け操作員が必要であり、この点からも効率が良いとはいい難く、ダクタイル鋳物の製造コストを上昇させる一つの要因であった。

これを解消するために、本出願人は先に特許文献２を提案した。特許文献２は、保持炉の注湯樋の直下にローラーテーブル状の取鍋移送手段を設け、この取鍋移送手段上に配置した取鍋で保持炉から出湯される溶融鋳鉄を受け、受湯後は取鍋移送手段上を移動させ、更には取鍋移送手段と接続する搬送台車によって黒鉛球状化処理設備などの次工程まで取鍋を移動させるという設備である。

特開２００２−６０８２３号公報 特願２００２−３３４６６５

しかしながら、特許文献２によってクレーンやホイストを用いずに搬送可能となったものの、特許文献２にも以下の問題点があることが分かった。即ち、保持炉の注湯樋には溶融鋳鉄や溶融スラグが付着することがあり、溶融鋳鉄を受湯した取鍋を移動した後、注湯樋に付着していた溶融鋳鉄や溶融スラグが注湯樋の直下に配置された取鍋移送手段上に落下したり、付着していた溶融鋳鉄や溶融スラグが凝固・固化し冷却されて収縮し、注湯樋から剥離して取鍋移送手段上に落下することが発生する。その結果、溶融鋳鉄や溶融スラグの熱によって取鍋移送手段に配線されたケーブルが損傷したり、凝固した地金が取鍋移送手段のロールチョックや駆動用モーターの回転部に噛み込んだりした場合には、ローラーが停止してしまい、保持炉からの出湯作業ができなくなる恐れがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、保持炉の注湯樋の直下に設置したローラーテーブル方式の取鍋移送手段を用いて取鍋を吊り上げることなく搬送するダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備において、注湯樋に付着した溶融鋳鉄或いは地金の落下によってローラーテーブル方式の取鍋移送手段が損傷を受けることを防止するのみならず、落下した溶融鋳鉄或いは地金の堆積による出湯作業の妨げを防止することの可能なダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明に係るダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備は、注湯樋を有する保持炉と、複数のローラーを有し、ローラー上に載せた取鍋を移動させる取鍋移送手段と、一端側を固定軸に連結され、この固定軸を回転軸として旋回可能である保護カバーと、該保護カバーを旋回させるための駆動手段と、を備え、前記注湯樋を介して保持炉から出湯される溶融鋳鉄を取鍋移送手段に載せた取鍋で受湯すると共に、受湯した取鍋を取鍋移送手段によって注湯樋先端の直下位置から搬出する、ダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備であって、前記保持炉から溶融鋳鉄の供給された取鍋が、前記取鍋移送手段によって前記注湯樋先端の直下位置から搬出された後に、前記保護カバーを前記駆動手段によって注湯樋先端の直下位置に旋回させ、該保護カバーによって注湯樋から落下する溶融鋳鉄或いは地金を受けることを特徴とするものである。

第２の発明に係るダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備は、第１の発明において、前記駆動手段は、取鍋の位置を検出する位置検出手段の信号を受け、自動的に前記保護カバーを旋回させることを特徴とするものである。

第３の発明に係るダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備は、第１または第２の発明において、前記保護カバーは、その上面が凹状であり、この凹状の部位で注湯樋から落下する溶融鋳鉄或いは地金を受けることを特徴とするものである。

本発明によれば、保持炉に設置された注湯樋の先端の直下には、注湯樋の直下に設置されたローラーテーブル方式の取鍋移送手段を覆うように、旋回する保護カバーが備えられているので、保持炉から溶融鋳鉄が取鍋に出湯された後に、注湯樋に付着残留した溶融鋳鉄や溶融スラグが落下しても、或いは、これらが凝固・固化した後に剥離して落下しても、保護カバーの上に落下するのみで、取鍋移送手段の上には直接落下することがなく、取鍋移送手段をこれらの落下に起因する損傷から未然に防止することができる。また、落下した溶融鋳鉄や溶融スラグ或いは地金は、保護カバー上の凹状の部位に溜まるので、これらが落下して堆積したとしても何ら出湯作業の妨げとはならない。その結果、ダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製作業を効率的に行うことが達成され、工業上有益な効果がもたらされる。

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態例を示す図であって、図１は、本発明に係るダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備の平面概略図、図２は、本発明に係るダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備の側面概略図、図３は、図１に示すローラーテーブルの拡大平面図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係るダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備には、注湯樋２を有する保持炉１と、複数のローラー１５を有し、このローラー１５上に載せた取鍋５を移動させる取鍋移送手段としてのローラーテーブル３及びローラーテーブル４と、が設置されている。ローラーテーブル３は、注湯樋２の先端の直下位置に設置されている。尚、保持炉１とは、キュポラや電気炉などの溶解炉（図示せず）で溶解された溶融鋳鉄を、遠心鋳造機などの鋳造設備で鋳造する前に一旦収容する容器であり、内壁が耐火物で構成され、収容された溶融鋳鉄を低周波誘導などによって加熱することが可能な炉であり、保持炉１が傾動することによってその内部に貯留した溶融鋳鉄を注湯樋２を介して出湯する構造になっている。

ローラーテーブル３，４の構成を、図３に示すローラーテーブル３の例で説明する。ローラーテーブル３は、図３に示すように、中央部が凹部形状の複数個のローラー１５が、ローラーテーブル３に取り付けられた軸受１６によって回転自在に保持され、縦方向に並んで２列配置された構成であり、各ローラー１５は、ローラーテーブル３に取り付けられたローラー駆動電動機１７によって、減速機１８及び伝達機１９を介して回転可能に設置されている。取鍋５は、取鍋５の底面に平行させて配置した一対のレール６をローラー１５の凹部に乗せた状態でローラーテーブル３に支持され、ローラー１５が回転することによってローラー１５上を移動するようになっている。ローラーテーブル３には、取鍋５が移動しないように固定するためのストッパー（図示せず）が設置されていると共に、取鍋５のオーバーラン防止板（図示せず）及び取鍋５の位置を検出するための複数個のリミットスイッチ（図示せず）が設置されている。また、ローラーテーブル３には、図２に示すように、取鍋５に注湯された溶融鋳鉄の質量を計測するためのロードセル１２が設置されている。

ローラーテーブル４も、ローラーテーブル３と実質的に同一の構造になっている。但し、ローラーテーブル４には、ロードセル１２は設置されておらず、また、取鍋５のオーバーラン防止板や取鍋５を固定するストッパーは、その目的とする位置に設置されており、その設置位置はローラーテーブル３とローラーテーブル４とでは異なっている。ローラーテーブル４は、ローラーテーブル３，４と同様なローラーを備えた搬送台車（図示せず）と接続するようになっており、ローラーテーブル４から搬送台車に送り込まれた取鍋５は、搬送台車によって次工程の黒鉛球状化処理設備に搬送されるようになっている。

注湯樋２の先端位置とローラーテーブル３との間の空間には、一端側をアーム８を介して固定軸９に連結され、この固定軸９を回転軸として旋回可能な保護カバー７が設置されている。固定軸９は支持金具２０に固定され、支持金具２０は、基礎１４に設置された架台１３に固定されている。固定軸９は減速機１０を介して電動機１１と連結しており、電動機１１が作動することにより、保護カバー７は、固定軸９を回転軸として図１に破線で示す位置に旋回するようになっている。即ち、取鍋５がローラーテーブル３によって注湯樋２の直下に搬送されてくる場合には、取鍋５の搬入を妨げないようにするために、図１に破線で示す待機位置に旋回しているので、何ら取鍋５の搬送の妨げとはならない。

保護カバー７は、その上面の中央部が凹状の形状であり、凹状の部位７ａはキャスターなど不定形耐火物が施工され、溶融鋳鉄や溶融スラグが保護カバー７に直接落下しても、損傷しないようになっている。保護カバー７の不定形耐火物以外の部位は、鉄鋼や鋳鉄など適宜の材料で構成すればよい。また、保護カバー７は、ローラーテーブル３及びローラーテーブル４に設置したリミットスイッチにより、取鍋５がローラーテーブル３或いはローラーテーブル４の所定の位置に搬入されたなら、自動的に注湯樋２の直下位置から待機位置に旋回し、溶融鋳鉄を受湯後に取鍋５がローラーテーブル３或いはローラーテーブル４の所定の位置に搬出されたなら、自動的に待機位置から注湯樋２の直下位置に旋回するようになっている。

このような構成のダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備を用いた溶融鋳鉄の出湯作業方法を以下に説明する。

鉄スクラップなどの鉄源とコークスなどの炭材とを原料として、キュポラ或いは電気炉などの溶解炉で溶融鋳鉄を溶解し、更に、必要に応じて脱硫処理して得られた溶融鋳鉄を一旦保持炉１に収容する。通常、溶解炉と保持炉１との間には、溶融鋳鉄の通過する湯道（図示せず）が設置されており、溶融鋳鉄は連続的に或いは間歇的に溶解炉から保持炉１に供給される。通常、湯道には脱硫装置が設置されている。

空の取鍋５を搬送台車からローラーテーブル４に移動させ、更に、ローラーテーブル４からローラーテーブル３に移動させる。この間、空の取鍋５がローラーテーブル４或いはローラーテーブル３の所定の位置まで搬入されたなら、電動機１１が自動的に作動し、保護カバー７が自動的に注湯樋２の先端直下位置から待機位置に旋回する。そして、空の取鍋５を注湯樋２の先端直下位置に待機させておき、保持炉１を傾動させ、注湯樋２を介して溶融鋳鉄を取鍋５内に注湯する。ローラーテーブル３に設置されたロードセル１２によって受湯量を監視し、所定量の溶融鋳鉄が注湯されたなら、保持炉１を水平に起こし、保持炉１からの注湯を停止させる。次いで、取鍋５をローラーテーブル３からローラーテーブル４へ移動させ、更に、ローラーテーブル４から搬送台車に移動させ、搬送台車を移動させて溶融鋳鉄を収容した取鍋５を黒鉛球状化処理設備に搬送する。

この間、溶融鋳鉄を収容した取鍋５がローラーテーブル３或いはローラーテーブル４の所定の位置まで搬出されたなら、電動機１１が自動的に作動し、保護カバー７が自動的に待機位置から注湯樋２の先端直下位置に旋回する。次の空の取鍋５がローラーテーブル４或いはローラーテーブル３に搬入されるまでは、保護カバー７は注湯樋２の先端直下位置に維持される。その間、保護カバー７は、注湯樋２から落下してくる未凝固の溶融鋳鉄や溶融スラグ、或いは、凝固・固化した地金やスラグを受け、これらの異物がローラーテーブル３に落下するのを防止する。保護カバー７の凹状の部位７ａに所定量の地金或いはスラグが堆積したならば、その都度地金及びスラグを取り除く。

このような構成のダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備を用いることにより、注湯樋２に付着した溶融鋳鉄、溶融スラグ、或いは、これらが凝固・固化した地金やスラグが注湯樋２から落下しても、注湯樋２の先端の直下には保護カバー７が設置されているため、溶融鋳鉄、溶融スラグ、或いは、これらが凝固・固化した地金やスラグはローラーテーブル３の上に直接落下することがなく、これらの落下によるローラーテーブル３の損傷を未然に防止することができる。また、落下した地金及びスラグは保護カバー７の上部の凹状の部位７ａに堆積するため、落下し堆積した地金及びスラグを集める必要はなく、簡単に処理することができる。

尚、本発明は上記実施の形態例に限るものではなく、種々の変更が可能である。例えば、保護カバー７を作動させるために電動機１１を用いて固定軸９を回転しているが、エアーシリンダーなどによってアーム８を直接駆動するようにしてもよい。また、ローラーテーブル３，４の構成も上記に限るものではなく、取鍋５をローラーで移送できる装置である限り、どのような構成としてもよい。

本発明に係るダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備の平面概略図である。 本発明に係るダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備の側面概略図である。 図１に示すローラーテーブルの拡大平面図である。

符号の説明

１ 保持炉
２ 注湯樋
３ ローラーテーブル
４ ローラーテーブル
５ 取鍋
６ レール
７ 保護カバー
８ アーム
９ 固定軸
１０ 減速機
１１ 電動機
１２ ロードセル
１３ 架台
１４ 基礎
１５ ローラー
１６ 軸受
１７ ローラー駆動電動機
１８ 減速機
１９ 伝達機
２０ 支持金具

Claims (3)

1. 注湯樋を有する保持炉と、複数のローラーを有し、ローラー上に載せた取鍋を移動させる取鍋移送手段と、一端側を固定軸に連結され、この固定軸を回転軸として旋回可能である保護カバーと、該保護カバーを旋回させるための駆動手段と、を備え、前記注湯樋を介して保持炉から出湯される溶融鋳鉄を取鍋移送手段に載せた取鍋で受湯すると共に、受湯した取鍋を取鍋移送手段によって注湯樋先端の直下位置から搬出する、ダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備であって、前記保持炉から溶融鋳鉄の供給された取鍋が、前記取鍋移送手段によって前記注湯樋先端の直下位置から搬出された後に、前記保護カバーを前記駆動手段によって注湯樋先端の直下位置に旋回させ、該保護カバーによって注湯樋から落下する溶融鋳鉄或いは地金を受けることを特徴とする、ダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備。
2. 前記駆動手段は、取鍋の位置を検出する位置検出手段の信号を受け、自動的に前記保護カバーを旋回させることを特徴とする、請求項１に記載のダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備。
3. 前記保護カバーは、その上面が凹状であり、この凹状の部位で注湯樋から落下する溶融鋳鉄或いは地金を受けることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の溶製設備。

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