JP4209052B2 - 炉内溶湯の測温・サンプリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、製銑製鋼現場等において炉内の溶湯(溶銑、溶鋼等)の状態を調べるために、溶湯に挿入するプローブを炉外から炉内に移動させ、かつ、測温・サンプリング後に炉外に移動させるための炉内溶湯の測温・サンプリング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から製銑製鋼現場等の電気炉においては、炉内の溶湯の測温と成分検査をするために、測温・サンプリング用のプローブを鉄棒の先に取り付け、炉本体の側部に形成した開口孔から1日に何十回となく人手によって鉄棒を介してプローブを炉内に入れ、溶湯の測温とサンプリングを行っている。そしてサンプリングの検査結果によって溶湯の成分を調整したり、測温した温度結果から電気炉の制御を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、開口孔の径に比べて炉本体内の縁(土手)の幅が広いため、開口孔から上記の縁(土手)を越えて炉本体内の溶湯の中にプローブを挿入しようとしても、真っ直ぐな鉄棒では溶湯の中にプローブを挿入するのが困難であった。そのため、現場では熟練した作業員がこの鉄棒を経験から適宜のアール状に曲げ、この曲げた鉄棒の先にプローブを取り付けて炉本体内の溶湯の中に挿入していた。しかし、溶湯の表面付近は不純物やのろが浮遊しているため、溶湯の表面から所定の深さまでプローブを挿入しないと適正な測温とサンプリングを得ることができず、経験の浅い作業員では溶湯に対するプローブの挿入深さが一定せず、熟練した作業員でないと適正な測温やサンプリングを行うことができなかった。
【0004】
また、電気炉の傍は高温であり炉に近づいての人手による作業は、開口孔から熱風が噴き出してくるといったこともあり非常に危険であった。
【0005】
上述したような点から従来の鉄棒を使った人手による溶湯の測温・サンプリング作業では、作業能率や測定精度並びに安全性等の点から問題であり、測温・サンプリング作業の機械化が望まれていた。
【0006】
本発明はこのような問題に鑑みて開発されたものであり、その目的とするところは、炉内の溶湯の中にプローブを人手によって挿入し測温・サンプリングを行うといったことなく、機械によって安全、正確かつ迅速に溶湯の測温とサンプリングを行うことができるようにした炉内溶湯の測温・サンプリング装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記目的を有効に達成するために、次のような構成にしてある。すなわち、請求項1記載の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置は、
電気炉の炉本体の側部に形成した開口の近傍に設けた作業用デッキ上に設置される炉内溶湯の測温・サンプリング装置であって、
溶銑、溶鋼の溶湯の測温・サンプリング用のプローブを着脱自在に取り付けできる円弧状のロッドと、
このロッドを長さ方向に移動可能に支持する支持ガイドと、
この支持ガイドによって支持されたロッドを長さ方向に往復移動させるロッド作動手段と、
支持ガイドを回動させることによりロッドを作業用デッキに対して上下に起伏させる起伏手段と
からなる構成にしてある。
【0008】
請求項2記載の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置は、請求項1記載の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の構成において、
支持ガイド、ロッド作動手段及び起伏手段を介してロッドを水平方向に旋回させる旋回手段を備えた構成にしてある。
【0009】
請求項3記載の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置は、請求項2記載の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の構成において、
支持ガイド、ロッド作動手段、起伏手段及び旋回手段を介してロッドを昇降させる昇降手段を備えた構成にしてある。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の全体説明図、図2は炉内の溶湯に本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置によってプローブAを挿入した状態を示す説明図、図3はロッド作動手段4及び起伏手段5によるロッド2の動きを示す説明図、図4はプローブAを炉内に挿入した状態の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置を平面方向から見た説明図、図5は本発明のロッド2と支持ガイド3とロッド作動手段4を対峙するローラ30、31位置の横断方向から見た説明図、図6は本発明のロッド2と支持ガイド3とロッド作動手段4をロッド2の縦断方向から見た説明図、図7はプローブAの説明図である。
【0012】
これらの図において、本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置1(図1)は、溶銑、溶鋼等の溶湯の測温・サンプリングをするプローブA(図2参照)を着脱自在に取り付けできる円弧状のロッド2と、このロッド2を移動可能に支持する支持ガイド3と、支持ガイド3によって支持されたロッド2を往復移動させるロッド作動手段4とを有し、さらに、支持ガイド3を回動させることにより、ロッド2を上下に起伏させる起伏手段5(図1参照)と、支持ガイド3を旋回させる旋回手段6と、支持ガイド3を昇降させる昇降手段7とを備えた構成である。
【0013】
この炉内溶湯の測温・サンプリング装置1をより具体的に説明すると、先ず、上記のプローブA(図2参照)は、例えば電気炉Bの炉内の溶湯Dを所定時間毎に測温・サンプリングするために、本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置1のロッド2の先に取り付けられるものであって、図7に示すようにプローブ本体(紙管)8の一端部に溶湯Dを掬う凹部9を形成したサンプル室10を有し、サンプル室10の先端側に測温用の熱電対11が設けてある。さらに、プローブ本体(紙管)8の他端部には、後部に雄ねじ部12を形成した中空なる接続ホルダー13が固着してある。この接続ホルダー13内にはプラグ15を設けてあり、またプローブ本体(紙管)8の先端側にはソケット17を設けてある。このプラグ15、ソケット17を介してケーブル14が、プローブ本体(紙管)8及び接続ホルダー13内に配してあり、上記の熱電対11と接続してある。
【0014】
このプローブAは、後述するロッド2に取り付ける場合、プローブA側のプラグ15を接続ホルダー13内から外に引き出してロッド2のソケット16と接続し、その後に接続ホルダー13の雄ねじ部12をロッド2の先端部の雌ねじ部18にねじ込んで取り付ける。ロッド2のソケット16にはロッド2内に設けたケーブル19が接続してある。尚、プローブAとロッド2とは、フランジによって接続する構造であってもよい。
【0015】
次に上記のプローブAを取り付けるロッド2(図2〜図6参照)は、細長い板部材を円弧状に形成した上板部20(図5参照)と、この上板部20と同一の円弧状に形成した下板部21と、この下板部21の両側にボルト(又はねじ)22によって固着した全体円弧状で下面側に連続する凹凸歯を形成したラック部材23(図6参照)、及び上板部20及びラック部材23と同様の円弧状に形成した両側板部材24、25とを角筒状に組み合わせてラック26を形成し、このラック26と、このラック26の中に装着した円弧状で円筒のロッド本体27とによって構成されている。ラック26の後端上部には、このロッド2が後述する支持ガイド3から抜け落ちるのを防止するためにストッパー28(図6参照)が設けられている。このロッド2は、往復移動可能なように支持ガイド3によって支持されている。
【0016】
次に支持ガイド3(図5、図6参照)は、横長にした直方体状の両端を開口したケーシング29と、このケーシング29内の両端近傍の上下にメタル軸受34、35を介して回動自在に設けたローラ30、31とによって構成されている。このローラ30、31は、所定間隔を以て対峙する位置に設けられ、上側の各ローラ30はロッド2の上板部20に転動自在に当接し、下側の各ローラ31はロッド2の下板部21に転動自在に当接し、ケーシング29の両端開口32、33から挿入されたロッド2を上下から挟むようにして移動可能に支持している。さらに、ロッド2は、この支持ガイド3を介してロッド作動手段4と連結されている。
【0017】
ロッド作動手段4(図1、図4、図6参照)は、駆動モータ36と、伝動軸37と、自由継手38、39と、軸40と、1対の軸受41と、小スプロケット42と、軸43と、大スプロケット44と、エンドレスチェーン45と、ピニオンギャ46とからなる。
【0018】
すなわち、駆動モータ36は、ロッド2と駆動軸48を直交するように配されて架台47の上に設けられている。駆動軸48には、自由継手38を介して伝動軸37が連結されている。この伝動軸37の他端には自由継手39を介して軸40が連結されている。軸40は、支持ガイド3のケーシング29の上に所定間隔を以て設けた1対の軸受41に回動自在に支持されている。また、この軸40は上記のロッド2と直交するように設けられている。
【0019】
軸40の一端には小スプロケット42が嵌着してある。また、軸40と平行でかつケーシング29の下部寄りに、軸受(図示せず)を介して軸43が回動自在に設けられている。軸43の一端には大スプロケット44が嵌着され、大スプロケット44と上記の小スプロケット42とをエンドレスチェーン45によって連動するように連結してある。軸43には、上記のロッド2のラック部材23と歯合するようにピニオンギヤ46が嵌着してある。49は安全カバーであって、一端を架台47に支持され他端をケーシング29に支持されていて、伝動軸37、自由継手38、39、軸40、軸受41、小スプロケット42、エンドレスチェーン45、大スプロケット44を被って安全性を高めている。
【0020】
上記したロッド作動手段4は、駆動モータ36を駆動させることによって、自由継手38を介して伝動軸37が回転し、この回転力が自由継手39、軸40、小スプロケット42、エンドレスチェーン45、大スプロケット44、軸43に伝わり、軸43の回転に伴って回転するピニオンギヤ46を介してラック26を前方又は後方に移動させることができる。
【0021】
上記のロッド2は、さらに起伏手段5によって上下方向に動かすことができるようにしてある。
【0022】
この起伏手段5(図1参照)は、上記の架台47の下部に設けた支持部材50、51と、この支持部材50、51によって支持された筒体52と、筒体52内の両端近傍に設けたメタル軸受53、54と、この筒体52内のメタル軸受53、54によって回動自在に支持され一端を上記ケーシング29の側面部55に固着した作動筒56と、作動筒56の他端に固着した環状で側方に凸部57を突出形成した作動環状体58と、架台47の上部に設けた支持体59と、この支持体59にピストンロッド60を垂下するようにして設けた電動シリンダ61とからなる。電動シリンダ61のピストンロッド60の先端は、作動環状体58の凸部57に連結してある。
【0023】
電動シリンダ61を作動させることにより、ピストンロッド60は伸長又は収縮し、作動環状体58を正転又は逆転方向に少し動かすことができる。この作動環状体58の回転動作によって作動筒56も正転又は逆転方向に少し動き、作動筒56と連結されたケーシング29を備えた支持ガイド3を介してロッド2を上方向又は下方向に動かすことができる。このことにより起伏手段5(図1参照)は、ロッド2の先端に取り付けたプローブAを溶湯Dの中に挿入する場合に、溶湯Dに対するプローブAの挿入距離を微妙に調整することができる。
【0024】
また、上記したロッド2と支持ガイド3とロッド作動手段4及び起伏手段5は、旋回手段6によって同時に水平方向に旋回させることができる。
【0025】
この旋回手段6(図1、図4参照)は、上記の架台47の端から下方に突出するようにして架台47に固着した主軸62と、この主軸62に嵌着した大歯車63と、この大歯車63と歯合する小歯車64と、小歯車64を外部に備えたベベルギヤ65と、このベベルギヤ65とカップリング66を介して連結した旋回用モータ67とからなる。旋回用モータ67及びベベルギヤ65は、後述する昇降台68の一部に水平に設けられている。また、上記の主軸62の下端部は、昇降台68の上に設けた軸受69によって回動自在に支持されている。
【0026】
この旋回手段6にあっては、旋回用モータ67を駆動させることにより、ベベルギヤ65、小歯車64を介して架台47に設けた大歯車63を所定の変位角度に回転させることができ、このことにより架台47に設けた起伏手段5、支持ガイド3(及び駆動手段7)を介してロッド2を水平方向に旋回させることができる。
【0027】
さらに、上記の昇降台68を含む昇降手段7によって、旋回手段6、起伏手段5、ロッド作動手段4及び支持ガイド3を介してロッド2を昇降させることができる。
【0028】
すなわち、昇降手段7(図1参照)は、上記の昇降台68と、この昇降台68を上部に固着した筒状の外筒体70と、この外筒体70を昇降可能に支持する内筒体71と、この内筒体71内に設けられた昇降用電動シリンダー72と、昇降用電動シリンダー72とともに内筒体71を立設する支持体73と、支持体73に立設して昇降用電動シリンダー72を駆動させるモータ74及び減速機75とからなる。昇降用電動シリンダー72のピストンロッド76の先端部77は、昇降台68の下面に設けた連結部78と連結してある。
【0029】
この昇降手段7のモータ74を駆動させて、駆動軸(図示せず)を正転又は逆転させることにより、昇降用電動シリンダー72のピストンロッド76は伸長したり、収縮したりする。このことにより、昇降台68を上昇させたり降下させて、旋回手段6、起伏手段5、ロッド作動手段4及び支持ガイド3を介してロッド2を上下動させることができる。
【0030】
上述のような構成からなる本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置1(図2〜図4参照)は、電気炉Bの開口Cの近傍の作業用デッキEの上に設置する。この測温・サンプリング装置1の設置位置は、電気炉Bの開口Cの外側位置からプローブAを挿入する電気炉Bの炉内の溶湯Dの位置までの距離と、例えば開口Cの外側位置から昇降用電動シリンダー72までの距離を理論的に求めて決める。
【0031】
次にこの測温・サンプリング装置1を使用して、電気炉Bの炉内の溶湯Dの測温とサンプリングをする場合の一例について説明する。
【0032】
まず、通常はロッド2を電気炉Bの外に待機させておく。そして溶湯Dの測温とサンプリングを行うときに、作業員がプローブAを持って作業用デッキEの上に上がり、プローブA(図7参照)の雄ねじ部12をロッド2のラック26の先端の雌ねじ部18にねじ込んで装着する。
【0033】
このようにした後に昇降手段7を作動させ、かつ旋回手段6を作動させてプローブAの先端が電気炉Bの開口Cの中央付近に位置するようにする。次にロッド作動手段4を作動させてロッド2のラック26を炉内方向に所定の距離だけ移動させる。
【0034】
次に起伏手段5を作動させ、ロッド2とともにプローブAを下方におじぎをするように動かし、プローブAのサンプル室10を溶湯Dの表面から10cm位沈める。この時、プローブAの先端の熱電対11によって溶湯Dの温度が検出されるとともに、サンプル室10の凹部9は溶湯Dによって満たされる。そして再び起伏手段5を作動させてロッド2を上方に移動させ、プローブAの熱電対11とサンプル室10を溶湯D内から引き上げる。
【0035】
次にロッド作動手段4を作動させてロッド2のラック26を開口Cから炉外方向に移動させ、プローブAを炉外に移動させる。次に旋回手段6を作動させてプローブAを作業用デンキEの作業のし易い位置に移動させ、昇降手段7を作動させてロッド2とともにプローブAを降下させ、プローブAの凹部9で掬った溶湯Dを凹部9から取り出す。
【0036】
このようにして炉内の溶湯の測温とサンプリングを完了し、次の測温とサンプリングのために、今回使用したプローブAを新しいプローブと付け替えて、次の測温とサンプリングまで待機する。
【0037】
このように本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置1を使用することにより、炉内の溶湯Dの測温とサンプリングを経験のない作業員でも簡単に、安全に、かつ、正確に行うことができる。
【0038】
次に図8は本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置1aの別の例を示す説明図である。尚、前記の例の炉内溶湯の測温・サンプリング装置1と相違する構成部分について説明し、その他の構成部分については前記の炉内溶湯の測温・サンプリング装置1と同様であり説明を省略する。
【0039】
この例の炉内溶湯の測温・サンプリング装置1aは、起伏手段5の作動筒56の一端にフランジ80を設け、ケーシング29の側部に設けた筒体81のフランジ82とボルト・ナットによって連結し、さらに、作動筒56の中に回転軸79を回動自在に設け、この回転軸79の一端(ケーシング29側)に歯車83を固着してある。この歯車83は、ロッド2のラック部材23と歯合している。また、回転軸79の他端には、減速機84を介して回転軸駆動用モータ85が連結されている。回転軸駆動用モータ85及び減速機84は、架台47の下部に設けた支持台86に設けられて支持されている。さらに、作動筒56のケーシング29寄りには係止部材87が設けてあり、架台47の一端に設けた係止部材88と、タイロッド89を有する連結杆90(細長丸軸、ワイヤー等)によって連結され、ロッド2と支持ガイド2とロッド駆動手段4を支持している。
【0040】
この例においても、回転軸駆動用モータ85を駆動させることにより、減速機84、回転軸79、歯車83を介してラック26を往復移動させることができ、前記した例と同様に他の手段の作用と併せて、炉内溶湯Dの測温・サンプリングを安全・確実に行うことができる。
【0041】
【発明の効果】
このように本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置は、熟練者でなくとも狭い間口から簡単にかつ迅速・確実に、しかも安全に炉内の溶湯の測温・サンプリングを正確に行うことができる。
【0042】
また、起伏手段、旋回手段、昇降手段を備えることによって、ロッドの先端に設けたプローブを炉内の溶湯内の所定の位置に挿入するとき、プローブの挿入距離を微妙に調整することができるので、さらに正確に挿入することができて、溶湯の測温・サンプリングを安全にかつ効率良く行うことができると共に、正確に取り出すことができ、プローブの交換作業も一定の安全な場所にて効率良く行うことができる。
【0043】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の全体説明図である。
【図2】炉内の溶湯に本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置によってプローブAを挿入した状態を示す説明図である。
【図3】ロッド作動手段4及び起伏手段5によるロッド2の動きを示す説明図である。
【図4】プローブAを炉内に挿入した状態の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置を平面から見た説明図である。
【図5】本発明のロッド2と支持ガイド3とロッド作動手段4を対峙するローラ30、31位置の横断方向から見た説明図である。
【図6】本発明のロッド2と支持ガイド3とロッド作動手段4をロッド2の縦断方向から見た説明図である。
【図7】プローブAの説明図である。
【図8】別の例の本発明の炉内溶湯の測温・サンプリング装置の説明図である。
【符号の説明】
1(1a)炉内溶湯の測温・サンプリング装置
2 ロッド
3 支持ガイド
4 ロッド作動手段
5 起伏手段
6 旋回手段
7 昇降手段
A プローブ
D 溶湯
Claims (3)
- 電気炉の炉本体の側部に形成した開口の近傍に設けた作業用デッキ上に設置される炉内溶湯の測温・サンプリング装置であって、
溶銑、溶鋼の溶湯の測温・サンプリング用のプローブを着脱自在に取り付けできる円弧状のロッドと、
このロッドを長さ方向に移動可能に支持する支持ガイドと、
この支持ガイドによって支持されたロッドを長さ方向に往復移動させるロッド作動手段と、
支持ガイドを回動させることによりロッドを作業用デッキに対して上下に起伏させる起伏手段と
からなる炉内溶湯の測温・サンプリング装置。 - 支持ガイド、ロッド作動手段及び起伏手段を介してロッドを水平方向に旋回させる旋回手段を備えた請求項1記載の炉内溶湯の測温・サンプリング装置。
- 支持ガイド、ロッド作動手段、起伏手段及び旋回手段を介してロッドを昇降させる昇降手段を備えた請求項2記載の炉内溶湯の測温・サンプリング装置。
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