JP5038953B2 - 金属溶解装置の接触子接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、外部電源から傾動する金属溶解装置へ電力を供給するために金属溶解装置の接触子とこれに相対して配置される電源側の接触子とを接続して通電するための金属溶解装置の接触子接続装置に関する。

金属の溶解に電力を利用する金属溶解装置が使用されている。例えば、電気炉、連続鋳造用タンディッシュ、真空溶解炉などの金属溶解装置においては、金属溶解装置に装入された装入物の溶解、保温あるいは精錬のために、操業時、金属溶解装置に外部電源と接触子どうしの接続により通電させて電力を供給している。また、非操業時には、外部電源との接続を解除するとともに、金属溶解装置をその操業時の正立状態を境にして傾動させて、金属溶解装置へ被処理物を装入したり、あるいは溶解物を出湯したりしている。

かかる金属溶解装置の電源接続装置として、特許文献１には、相対する電源接触子の離接により、接触子の面に傾きを生じた場合、ボール継手により平行を保ち、また、自動調心装置により自動的に復心をさせ、電源を接続させることが開示されている。

すなわち、特許文献１に開示されている電源接続装置は、タンディッシュ用カプラＡとタンディッシュカー用カプラＢとよりなり、カプラＡでは器体に１対の電気接触子をもち、その取付枠に複数個の自動調心装置を用いて四周より復心自在に支持せしめるとともに、器体はボール継手を用いて回動自在とし、これを摺動装置に取り付ける一方、カプラＢではシリンダにより前後進する本体を設け、この本体には１対の前記電気接触子と圧接接触或は開離し、圧接時に面圧とバランスを取るばねのついた１対の接触子を先端に１対の可動接続子をその一部に夫々有する１対の電極棒を設けることにより、これ等接触子との結合時に面圧とバランスをとるとともに、両カプラの接触部が角度の傾きを生じようとしても、前記ボール継手により自動的に平行が保たれ、自動調心装置により自動的に復心が行われるようにしている。
特公平７−８７１０７号公報

しかしながら、非操業時に正立状態を境にして両側に傾動する金属溶解装置では、傾動後、元の正立状態の位置へ復帰させて正確に停止させる制御が難しい。例えば、金属溶解装置の傾動から正立状態への復帰時の停止精度が±１度ずれた場合、金属溶解装置のサイズが大きいこともあって電源との接続部の接触子の位置が、上下方向で約±５０ｍｍ、左右方向で約±１０ｍｍのバラツキが生ずることがある。そのため、前記特許文献１に開示されている電源接続装置の方式では、このバラツキを吸収することができず、接触子の離接が困難であった。

そこで、本発明は、傾動する金属溶解装置が傾動後に正立状態に復帰した時に、金属溶解装置の接触子とこれに相対する電源側の接触子に位置ずれが生じた場合でも、接触子どうしの離接を容易に行うことができる、金属溶解装置の接触子接続装置を提供するものである。

本発明は、電源に接続されている給電側の接触子と、傾動する金属溶解装置に設けられている受電側の接触子との接続により通電して電力が供給される金属溶解装置の接触子接続装置において、前記金属溶解装置に設けられている受電側の接触子が前記給電側の接触子に相対して配置され、前記給電側の接触子が電源に接続された導電線を内蔵する接触子接続用棒の先端に設けられるとともに前記導電線に接続され、前記接触子接続用棒が、前記給電側の接触子を前記受電側の接触子に対して前後進可能且つ上下左右に可変可能に前記金属溶解装置の作業床側に配置された前方支持台とこの前方支持台の後方に配置された後方支持台に支持され、前記接触子接続用棒の後端にこの接触子接続用棒を前後進させる接触子接続用棒前後進駆動装置が配設されていることを特徴とする。

前記構成において、前方支持台が、接触子接続用棒が挿通される上部ローラおよび下部ローラを有する案内部材を備えるとともに、水平回転するスラストベアリングの上に取り付けられ、後方支持台が、接触子接続用棒が挿通される上部ローラおよび下部ローラを有するとともに、接触子接続用棒の前後進方向と直角方向に横行する横行台を備え、この横行台が昇降シリンダのロッドの上に取り付けられる構成とすることができる。なお、後方支持台の上部ローラは上方に移動可能とすることもできる。

また、後方支持台の昇降シリンダがスプリングを介して架台に支持される構造にしてもよい。

また、接触子接続用棒前後進駆動装置は、接触子接続用棒を前進させる前進用シリンダと、前進用シリンダに対向して配置された、前進させた接触子接続用棒を一時停止させる一時停止用シリンダと、前進用シリンダに対向して配置された、接触子接続用棒を後退させる後退用シリンダとから構成してもよい。

また、接触子接続用棒前後進駆動装置を、接触子接続用棒の後方に配置された移動用シリンダのロッドの先端に接触子接続用棒から下方に突出する連結用ブラケットが連結される連結部を有する連結部材が設けられ、前記連結部の形状が前記連結用ブラケットが挿入されて連結できるとともに遊嵌できる空間を有する形状としてもよい。

本発明により、金属溶融装置の傾動・復帰時、金属溶融装置の受電側の接触子と給電側の接触子との間に位置ずれが生じても、給電側の接触子の位置が上下、左右、回転方向に調整可能となっているために位置ずれを吸収することができるので、接触子の離接を容易に行うことが可能となる。

また、本発明では、操業時、金属溶融装置の受電側の接触子に接続されている給電側の接触子は、金属溶融装置の揺動に追従して一体的に揺動する構造となっているため、接触子どうしの接合状態は良好に維持されるので、安定した通電が可能となる。

また、本発明では、後方支持台は、案内部材の上部ローラが開くか、あるいは後方支持台が上昇するように構成されているので、接触子接続用棒が揺動により上方に移動しても動きを吸収することができ後方支持台や接触子接続用棒の破損を防止することができる。

また、本発明では、接触子接続用棒前後進駆動装置が接触子接続用棒の前後進時には接触子接続用棒に接するが、操業時、金属溶融装置の揺動に伴い接触子接続用棒が揺動する場合、接触子接続用棒が接触子接続用棒前後進駆動装置から離れているため、接触子接続用棒前後進駆動装置や接触子接続用棒が破損することがない。

本発明の金属溶解装置の接触子接続装置を図に示す実施例を参照しながら説明する。

図１は本発明の接触子接続装置の全体図である。

傾動する回転炉などの金属溶解装置に電力を利用する場合、受電のために金属溶解装置１に受電側の接触子２が設けられている。受電側の接触子２に相対して受電側の接触子２に接続する給電側の接触子３が配置される。給電側の接触子３は、受電側の接触子２に対して前後進する筒状の接触子接続用棒４の先端に固定されている。

接触子２，３の形状は、図１では受電側の接触子２をＹ形状にし、給電側の接触子３を薄板形状として連結可能にしているが、その逆の形状にして連結できるようにしてもよい。このように形状とすることにより、Ｙ形状がガイド機能を有し、両接触子２，３の位置ずれの量が少ない場合、接触子接続用棒４の位置を調整しなくても離接が可能となる。

また、両接触子２，３の別の形状として、共に平面形状にして面接触させるようにしてもよい。平面形状により、両接触子２，３との位置ずれがいずれの方向にずれても離設が可能となる。

接触子接続用棒４は、筒状体の内部に絶縁体を有し中央部に導電線（図示せず）が配設され、導電線は、その一方が外部電源に接続されるとともに、他方が接触子接続用棒４の先端の接触子３に接続されている。外部電源からの電力は、導電線、給電側の接触子３、この給電側の接触子３に接続された受電側の接触子２を通って金属溶解装置に供給されることになる。

接触子接続用棒４は、金属溶解装置１に近い側の前方支持台５およびその後方の後方支持台６に支持される。両支持台５，６は、上下に接触子接続用棒４が通る、鼓形をした下部ローラ７と上部ローラ８が配置される。鼓形をした下部ローラ７と上部ローラ８により、接触子接続用棒４を円滑に挿入できる。

前方支持台５は、溶解装置１の停止精度及び吹錬中の揺動に対して接触子２，３の接続時に自由度を持たせるため、下部にスラストベアリング９を設け水平方向に回転自在に支持する。したがって、前方支持台５では、鼓形のローラ７，８の凹み、回転するスラストベアリング９により、接触子接続用棒４が上下左右方向および回転方向に動く自由度を持たせることができる。

後方支持台６の下部には、昇降シリンダ１０、およびラック１１、ピニオン１２およびハンドル１３で構成される横行台１４を配設する。これにより、接触子２，３の連結前に接触子接続用棒４の上下方向を昇降シリンダ１０の昇降により調整し、横行台１４のハンドル１３を回すことにより左右方向の微調整を行うことができる。

接触子接続用棒４と接触する、後方支持台６の上部ローラ８は、接触子２，３の接続後、吹錬中の揺動に対し自由度を持たせるため、接触子接続用棒４がローラ７，８に拘束されないよう開閉可能な構造とする。接触子接続用棒４が上方に動くと上部ローラ８が押し上げられて開き、接触子接続用棒４の上下動が上下のローラ７，８の間で拘束されることがないので、後方支持台６の損傷を防止できる。

接触子接続用棒４の後端には、接触子接続用棒４を前後進させる接触子接続用棒前後進駆動装置１５が配設されている。接触子接続用棒前後進駆動装置１５は、接触子接続用棒４のブラケット１６を押して前進させる前進用シリンダ１７と、前進用シリンダ１７に対向して配置された、前進させた接触子接続用棒４のブラケット１６を止めて一時停止させる一時停止用シリンダ１８、同じく前進用シリンダ１７に対向して配置された、接触子接続用棒４のブラケット１６を押し戻して後退させる後退用シリンダ１９からなる。

接触子接続用棒４の前後進はシリンダで１７，１８，１９でブラケット１６を押して行うが、連結後は、接触子接続用棒４のブラケット１６とエアーシリンダ１７，１８，１９とは離して揺動に対して自由度を持たせる。

本実施例の接触子接続装置の操作について説明する。

一時停止用シリンダ１８を給電側の接触子３が受電側の接触子２の手前で停止する所定の位置に前進させて待機させる。

前進用シリンダ１７で接触子接続用棒４のブラケット１６を押して接触子接続用棒４を金属溶解装置１に向かって前進させ、ブラケット１６が待機している一時停止用シリンダ１８に達すると停止する。停止後、前進用シリンダ１７および一時停止用シリンダ１８を後退させる。

次いで、後方支持台６の昇降シリンダ１０を昇降させ、あるいは横行台１４を横行させることにより接触子接続用棒４を動かし、接触子接続用棒４の先端に固定されている給電側の接触子３の位置を上下、左右方向に調整し、金属溶解装置１の受電側の接触子２と位置合わせをする。

接触子２，３の位置合わせが完了すると、前進用シリンダ１７で接触子接続用棒４のブラケット１６を押して給電側の接触子３を金属溶解装置１の受電側の接触子２に向かって前進させ、給電側の接触子３を受電側の接触子２に装入させて接続する。

接続完了後、前進用シリンダ１７を後退させる。

以上の操作により、接触子２，３どうしを容易に接続することができ、また、接触子２，３の接続後は、接触子接続用棒前後進駆動装置１５が接触子接続用棒４から離れているので、操業中の金属溶解装置１の揺動に対して接触子接続用棒４が追随できる自由度を持たせることができる。

接触子２、３を離す場合は、後退用シリンダ１９で接触子接続用棒４のブラケット１６を押して後退させる。

図２（ａ）は後方支持台の別実施例を示す側面図、（ｂ）は同正面図である。

前記の実施例１では昇降シリンダ１０が架台２４に固定支持され、上部ローラ８が上方に移動可能な構造となっているのに対して、本実施例では上部ローラ８が固定され、昇降シリンダ１０がスプリング２６を介して架台２４に弾性的に支持される構造としたものである。

図２において、接触子接続用棒４が挿通される下部ローラ７および上部ローラ８を有する案内部材２０が、接触子接続用棒４の前後進方向と直交する方向に横行する横行台３３に設けられている。横行台３３は昇降シリンダ１０のロッド２１の上端にとりつけられたプレート３４と前記案内部材２０の間に接触子接続用棒４の前後進方向と直交する方向に移動可能なスライドユニット３５が配設されている。スライドユニット３５は直動形リニアガイド等が使用される。

昇降シリンダ１０の上端とガイドロッド２２の上端をプレート２３で一体化され、ガイドロッド２２が架台２４に設けられたガイドパイプ２５に挿入されている。プレート２３と架台２４との間にはスプリング２６を配設して昇降シリンダ１０を架台２４に弾性的に支持する。

本実施例では、案内部材２０を設けた横行台３３が取り付けられている昇降シリンダ１０を架台２４にスプリング２６を介して弾性的に支持しているので、接触子接続用棒４の上下動きに対して昇降シリンダ１０が上下動して横行台３３も上下動する。そのため、接触子２，３どうしの位置ずれに伴う接触子接続用棒４の上下の移動が拘束されないので、接触子接続用棒４を無理なく支持することが可能となる。

また、案内部材２０は、昇降シリンダ１０のロッド２１の上端にとりつけられたプレート３４の上に配設した接触子接続用棒４の前後進方向と直交する方向に移動可能なスライドユニット３５に支持されているので、接触子接続用棒４の左右動きに対して案内部材２０が左右動して接触子接続用棒４の左右の移動が拘束されないので、接触子接続用棒４を無理なく支持することが可能となる。

図３（ａ）は本発明の接触子接続用棒の前後進手段の別実施例を示す平面図、（ｂ）は同正面図である。図１と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。

実施例１の接触子接続用棒前後進駆動装置が３基のシリンダで構成されるのに対して、本実施例は一基のシリンダで構成したものである。

水平に設けられた移動用シリンダ２７のロッド２８の先端に連結部材２９が設けられる。連結部材２９には接触子接続用棒４から下方に突出する連結用ブラケット３０が挿入されて連結される連結部を有する。連結部材２９はガイド３１に支持されて前後進する。連結部材２９の連結部は、連結用ブラケット３０が挿入されて連結できる形状、例えば、ボックス状、凹状などの形状に形成される。なお、ブラケットと連結部材２９とブラケット３０とは固定せずに移動できる空間を設け、ブラケット３０が金属溶解装置１の揺動に伴う接触子接続用棒４の動きに追随できる自由度を持たせる。

移動用シリンダ２７のロッド２８を前進させると、連結部材２９に連結されている接触子接続用棒４のブラケット３０が前進し、給電側の接触子３が金属溶解装置１の受電側の接触子２に接続される。接続後は少し戻して、連結部材２９とブラケット３０が遊嵌した状態にして、ブラケット３０が拘束されることなく接触子接続用棒４の動きに追随できるようにする。接触子２，３を離す場合は、移動用シリンダ２７により連結部材２９を後退させる。

なお、受電側の接触子２の前に接触子ガイド３２を配置してもよい。接触子２，３に少しの位置ずれがあっても、接触子接続用棒４は前方支持台を支点に上下、左右に動き、拘束されることなく自由に追従できるので、給電側の接触子３を接触子ガイド３２により誘導して容易に接続することができる。

本発明の接触子接続装置の全体図である。 （ａ）は後方支持台の別実施例を示す側面図、（ｂ）は同正面図である。 （ａ）は本発明の接触子接続用棒の前後進手段の別実施例を示す平面図、（ｂ）は同正面図である。

符号の説明

１：金属溶解装置 ２：受電側の接触子
３：給電側の接触子 ４：接触子接続用棒
５：前方支持台 ６：後方支持台
７：下部ローラ ８：上部ローラ
９：スラストベアリング １０：昇降シリンダ
１１：ラック １２：ピニオン
１３：ハンドル １４：横行台
１５：接続用棒前後進駆動装置 １６：ブラケット
１７：前進用シリンダ １８：一時停止用シリンダ
１９：後退用シリンダ ２０：案内部材
２１：昇降シリンダのロッド ２２：ガイドロッド
２３：プレート ２４：架台
２５：ガイドパイプ ２６：スプリング
２７：移動用シリンダ ２８：ロッド
２９：連結部材 ３０：連結用ブラケット
３１：ガイド ３２：接触子ガイド
３３：横行台 ３４：プレート
３５：スライドユニット

Claims (6)

1. 電源に接続されている給電側の接触子と、傾動する金属溶解装置に設けられている受電側の接触子との接続により通電して電力が供給される金属溶解装置の接触子接続装置において、
   前記金属溶解装置に設けられている受電側の接触子が前記給電側の接触子に相対して配置され、
   前記給電側の接触子が電源に接続された導電線を内蔵する接触子接続用棒の先端に設けられるとともに前記導電線に接続され、
   前記接触子接続用棒が、前記給電側の接触子を前記受電側の接触子に対して前後進可能且つ上下左右に可変可能に前記金属溶解装置の作業床側に配置された前方支持台とこの前方支持台の後方に配置された後方支持台に支持され、前記接触子接続用棒の後端にこの接触子接続用棒を前後進させる接触子接続用棒前後進駆動装置が配設されていることを特徴とする金属溶解装置の接触子接続装置。
2. 前方支持台が、接触子接続用棒が挿通される上部ローラおよび下部ローラを有する案内部材を備えるとともに、水平回転するスラストベアリングの上に取り付けられ、
   後方支持台が、接触子接続用棒が挿通される上部ローラおよび下部ローラを有するとともに、接触子接続用棒の前後進方向と直角方向に横行する横行台を備え、この横行台が昇降シリンダのロッドの上に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の金属溶解装置の接触子接続装置。
3. 後方支持台の上部ローラが上方に移動可能であることを特徴とする請求項２記載の金属溶解装置の接触子接続装置。
4. 後方支持台の昇降シリンダがスプリングを介して架台に支持されていることを特徴とする請求項２記載の金属溶解装置の接触子接続装置。
5. 接触子接続用棒前後進駆動装置が、接触子接続用棒を前進させる前進用シリンダと、前進用シリンダに対向して配置された、前進させた接触子接続用棒を一時停止させる一時停止用シリンダと、前進用シリンダに対向して配置された、接触子接続用棒を後退させる後退用シリンダとからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金属溶解装置の接触子接続装置。
6. 接触子接続用棒前後進駆動装置が、接触子接続用棒の後方に配置された移動用シリンダのロッドの先端に接触子接続用棒から下方に突出する連結用ブラケットが連結される連結部を有する連結部材が設けられ、前記連結部の形状が前記連結用ブラケットが挿入されて連結できるとともに遊嵌できる空間を有する形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金属溶解装置の接触子接続装置。

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