JP5085350B2 - 下部槽交換システム及び下部槽交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶鋼を精錬する真空脱ガス装置の下部槽を交換する際に使用する下部槽交換システム、および当該下部槽交換システムを用いた下部槽交換方法に関するものである。

溶鋼の製鋼工程においては、ＲＨ、ＤＨ方式等の真空・減圧精錬が行われているが、この中で底面が開口している大径浸漬管を取鍋内の溶鋼に浸漬して精錬する方式があり（特許文献１）、例えばアルゴンガスを溶鋼内に供給してこれを攪拌しながら、減圧精錬を行うようになっている。これによって脱ガスの生ずる溶鋼表面積が増大して、生産性が向上している。この方式の真空・減圧精錬を実施する装置は、上から順に天蓋、上部槽、下部槽、浸漬管を接続した構成を有している。この場合、交換、補修のため、下部槽、あるいは浸漬管と一体となった状態の下部槽を、上部槽から取り外して補修作業場所へと移動させる必要があり、補修後は、新たな下部槽を再び上部槽に接続する作業が行なわれている。

上部槽と下部槽は気密に接続する必要があるため、各々には接続フランジが取り付けられており、多数のボルトを用いて締め付け固定されている。したがって、新たな下部槽を上部槽に接続固定するにあたっては、各々の接続フランジにおけるボルト孔を正しく位置合わせ、すなわち芯合わせする必要がある。

そしてこの種の真空脱ガス装置の下部槽（連結管）の交換技術に関しては、ＲＨ方式の真空脱ガス装置の下部槽の交換を目的とした、「下部槽又は連結管の芯合わせ装置」が従来より公知である（特許文献２）。この従来技術は、真空槽の取付けフランジの直下位置に移動可能な台車と、昇降手段によって前記台車上を昇降する昇降架台と、前記昇降架台上に前後左右の４方向に移動可能に載置され、前記真空槽の下位置に取付ける前記連結管を直立状態で保持可能なスライドテーブルと、前記スライドテーブルを前後及び左右の方向に移動可能な横移動手段とを有している。これによって、ＲＨ方式の真空脱ガス装置の真空槽から取り外した下部槽を他所へ容易に移動することができ、しかも真空槽に下部槽を接続するに当たっては、芯合わせ作業を容易に実施することが可能になっていた。

特開平６−１１６６２４号公報 特開２００５−２７２８８９号公報

しかしながら前記従来技術は、ＲＨ方式の真空脱ガス装置における下部槽の交換を目的として構成されたものであるので、そのままでは、底面が開口している大径浸漬管を用いた方式の脱ガス装置の下部槽の交換には使用することができない。

すなわち、まず前記従来技術は、ＲＨ方式の真空脱ガス装置における有底の下部槽や連結管を交換対象としているものであり、下部槽や連結管をスライドテーブルに保持させるに当たっては、下部槽や連結管の底部に凹部を設け、この凹部に挿入される位置決めスプリングをスライドテーブル上に整列して固定し、下部槽や連結管の底部を、前記凹部内に位置決めスプリングが入り込むように、取り外した下部槽や連結管をスライドテーブル上載置するようにしているが、底面が開口している大径浸漬管を用いた方式の脱ガス装置の下部槽の場合、底面が大きく開口しているので、そもそも前記したような凹部を底面に設けることができず、前記従来技術のようにスライドテーブル上にそのような位置決めピンを設置しても、所定位置に保持することはできない。

さらにまた下部槽や連結管の底部は熱の影響が大きいので、熱変形によって凹部が変形したり、位置ズレしている可能性があり、交換時には位置決めピンを凹部内に挿入することが難しくなる可能性もある。さらにまた前記凹部は、底面に形成されているため、位置決めピンが当該凹部に入り込む様子が視認しづらく、確認作業に手間取ることもあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、底部が開口している下部槽を交換する際にも適切にこれを支持することができ、かつその確認も容易で、しかも熱的影響を抑えて、下部槽を支持する所定位置へのセットを正確に行なう事を目的としている。

前記目的を達成するため、本発明は、真空脱ガス装置における底面が開口した下部槽と、当該下部槽を交換するための下部槽交換用台車とからなり、前記下部槽の上部外周には、下面に向けた受容部を有する預け座が、複数箇所に設けられている。そして前記下部槽交換用台車は、走行軌条上を走行可能な台車本体と、前記下部槽の各預け座の受容部内に挿入可能な先端形状を有する挿入支持部が設けられた支持テーブルと、前記支持テーブルを支持する基台部と、前記台車本体に設けられ、前記基台部を昇降可能な昇降装置と、前記支持テーブルを、前記基台部に対して前後、左右方向に移動させる移動機構とを有することを特徴としている。
本発明においては、下部槽あるいは浸漬管と一体となった状態の下部槽を「下部槽」と総称する。

預け座が設けられている下部槽の上部外周は、浸漬管の浸漬部分から離れた箇所であるため、当該上部外周に設けられている預け座は、熱の影響を極めて受けづらく、したがって預け座に設けられている受容部は熱による変形が抑えられている。

一方下部槽交換用台車側の挿入支持部についてみれば、前記した下部槽の上部外周に設けられた受容部内に挿入可能な先端形状を有しているので、挿入支持部を下部槽外周の預け座に挿入することで、上部槽から取り外された下部槽を、その外周で支持することができる。したがって、下部槽底面が開口したものであってもこれを適切に支持することができ、また前記したように挿入支持部が挿入される受容部が熱変形しないので、常に所定位置にて正しくセットすることができる。また挿入支持部が挿入する受容部は、従来技術とは異なり下部槽の外周に設けられているので、挿入支持部の受容部への挿入の視認が、従来よりも容易である。なお下部槽の上部外周に設けられる預け座は、安定性の観点から、等間隔で４箇所に設けることが好ましい。

前記下部槽交換用台車は、前記基台部に設けられた基台ガイド部と、基台ガイド部と対面して前記台車本体上に垂直方向に設けられガイド部とを有し、これら対向する両ガイド部間に位置するガイドローラーが、基台ガイド部またはガイド部に設けられていてもよい。かかる構成により、質量の大きい下部槽を支持した状態で基台部によって昇降させる場合、安定してこれを行なうことができる。

別な観点によれば、本発明は、これら下部槽交換システムを用いて真空脱ガス装置における底面が開口した下部槽を交換する方法であって、真空脱ガス装置における交換対象となる下部槽の直下に下部槽交換用台車を移動させる工程と、その後昇降装置を作動させて支持テーブルを上昇させ、挿入支持部を下部槽外周の預け座に挿入し、次いで真空脱ガス装置の上部槽から下部槽を離脱させる工程と、その後昇降装置を作動させて下部槽を支持した支持テーブルを下降させ、次いで下部槽交換用台車を他所へ移動させる工程と、新たな下部槽の預け座を挿入支持部で支持した下部槽交換用台車を前記上部槽の直下に移動させる工程と、その後昇降装置を作動させて支持テーブルを上昇させ、下部槽における上部槽との接続部分を前記上部槽に近接させる工程と、その後、前記移動装置によって前記支持テーブルを前後または／及び左右方向に移動させて、新たな下部槽の位置決めを行う工程と、その後前記上部槽と新たな下部槽とを接続する工程とを有している。

かかる場合、前記挿入支持部によって支持可能な受容バケットを別途用意し、交換対象となった下部槽を他所へ移動させた工程の後であって、かつ新たな下部槽の預け座を挿入支持部で支持した下部槽交換用台車を前記上部槽の直下に移動させる工程の間に、前記受容バケットを前記挿入支持部で支持した状態で下部槽交換用台車を前記上部槽の直下に移動させ、その後昇降装置を作動させて支持テーブルを上昇させて受容バケットを前記上部槽の下端に近接させ、上部槽のメンテナンスを行なう工程をさらに有するようにしてもよい。このような工程を採用することで、取り外した下部槽をたとえば補修している間、下部槽交換用台車を用いてその挿入支持部で受容バケットを支持した状態で上部槽の直下に移動させ、上部槽のメンテナンス等で発生し、上部槽から落下してくるれんがクズ等の廃棄物を受容バケットで速やかに回収することができ、しかも下部槽交換用台車の効率のよい運用が可能である。なお補修作業が完了すれば、支持テーブルを下降させて受容バケットを下げ、その後下部槽交換用台車を移動させて受容バケットを上部槽の直下位置から退避させる。

本発明によれば、底部が開口している下部槽を交換する際にも適切にこれを支持することができ、しかも熱的影響を受けることを抑えて、下部槽を支持する所定位置へのセットを常に正確に行なう事が可能であり、また挿入支持部で支持する際の確認も従来より容易である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、二次精錬を行なう真空脱ガス装置１の上部槽２、ならびに上部槽２の下部に接続された下部槽３、さらに実施の形態における下部槽交換用台車１１を模式的に示している。

下部槽３は底面が開口しており、その下部に底面が開口している大型の浸漬管４を有している。下部槽３の上部外周には、預け座５が、等間隔で設けられている。預け座５の下面には、下方に向けてテーパ状に径が大きくなっている円錐形状の受容部６が形成されている。下部槽３と上部槽２とは、各々の接続フランジ部３ａ、２ａによって気密に接続され、接続フランジ部３ａ、２ａ相互を多数のボルト、ナットにより締め付け固定されている。

下部槽交換用台車１１は、レール１２上を走行自在であり、下部槽２の直下の所定位置にて停止可能である。下部槽交換用台車１１は、台車本体１３の上に、２基の昇降装置１４、１４を有している。昇降装置１４には、たとえば油圧ジャッキが用いられる。各昇降装置１４の昇降部１４ａは、基台部２１を支持している。

基台部２１は、図２にも示したように、下部槽２の外周よりも大きい径を有する円形の孔２２が中央に形成された、外形が略八角形のプレート形状を有している。そして孔２２の外周における基台部２１上には、コロローラ装置２３が等間隔で、４箇所に設けられている。このコロローラ装置２３のコロローラの回転方向は、左右方向、すなわち図２におけるＸ方向である。また基台部２１上には、後述の油圧ジャッキ３４のロッド部３４ａを受け止める、受け止め部２４が２箇所に設けられている。

基台部２１には、図３にも示したように、下方に向けて垂直に設けられた基台ガイド部２５が、等間隔で４箇所に設けられている。そして台車本体１３には、この基台ガイド部２５と対向する位置に、各々ガイド部２６が設けられている。そして基台ガイド部２５には、ガイド部２６と接するガイドローラ２７が各々設けられている。かかる構成により、昇降装置１４の作動によって基台部２１が昇降する際、特に質量の大きい下部槽３を支持して昇降する際に、安定した状態で昇降を実行することができる。

基台部２１の上には、前記コロローラ装置２３によって支持プレート３１が支持されている。この支持プレート３１は、図４に示したように、下部槽２の外周よりも大きい径を有する円形の孔３２が中央に形成された、略円環形状を有している。そして孔３２の外周における支持プレート３１上には、コロローラ装置３３が等間隔で、４箇所に設けられている。このコロローラ装置３３のコロローラの回転方向は、前後方向、すなわち図４におけるＹ方向である。

支持プレート３１の下面には、前記した基台部２１の受け止め部２４に対応したロッド部３４ａを備えた油圧ジャッキ３４が２箇所に設けられている。一方、支持プレート３１の上面には、後述の支持テーブル４１の受け止め部４４に対応するロッド部３５ａを有する油圧ジャッキ３５が２箇所に設けられている。なお図示の都合上、図４においては、油圧ジャッキ３５は基部の断面のみで示している。

支持プレート３１の上には、前記コロローラ装置３３によって支持テーブル４１が支持されている。この支持テーブル４１は、図５に示したように、下部槽２の外周よりも大きい径を有する円形の孔４２が中央に形成され、角部が切欠された略正方形の形状を有している。そして２箇所に設けた窓部４３から、前記支持プレート３１に固定された油圧ジャッキ３５の上部ならびにロッド部３５ａが支持テーブル４１上に出現しており、油圧ジャッキ３５のロッド部３５ａを受ける受け止め部４４が、支持テーブル４１上に２箇所に設けられている。

以上の構成により、油圧ジャッキ３４を作動させることで、支持プレート３１が、基台部２１に対して左右方向、すなわちＸ方向に移動可能であり、油圧ジャッキ３５を作動させることで、支持プレート３１上の支持テーブル４１を支持プレート３１に対して前後方向、すなわちＹ方向に移動させることができる。したがって、支持テーブル４１は、基台部２１に対して、前後、左右に移動自在である。

支持テーブル４１上の前後、左右方向の端部近傍には各々、図１にも示したように、挿入支持部４５が設けられている。各挿入支持部４５は、同一構成であり、２本のシャフト（図示せず）の外周に設けられたコイルスプリング４６と、このコイルスプリング４６の上に配置された支持板４７と、支持板４７上に設けられた挿入部４８を有している。この挿入部４８の形状は、円錐形状を有し、前記した下部槽３の上部外周の預け座５に形成された受容部６と適合して、この受容部６内に挿入可能なものである。

本実施の形態は、以上の構成を有しており、次に下部槽３の交換プロセスについて説明する。まず図６に示したように、レール１２上で下部槽交換用台車１１を走行させ、下部槽３の直下の位置にて、たとえばインバータ制御などにより停止させる。次いで図７に示したように、昇降装置１４を作動させて、支持テーブル４１を上昇させ、図１の破線でも示したように、挿入支持部４５を下部槽３の預け座５の受容部６内に挿入する。このとき、預け座５は下部槽３の上部外周にあるので、挿入作業を確認しやすい。また挿入に当たっては、油圧ジャッキ３４、３５を作動させることで、支持テーブル４１を適宜前後、左右に移動させることができるので、微細に位置調整が可能である。

そして挿入支持部４５を下部槽３の預け座５の受容部６内に挿入して、下部槽３を支持可能な状態になった時点で、下部槽３の上部槽２からの切り離し作業を実施する。

切り離し作業が終了すると、図８に示したように、昇降装置１４を作動させて挿入支持部４５で下部槽３を支持したまま支持テーブル４１を下降させる。このとき、既述したように、基台ガイド部２５とガイド部２６間にガイドローラ２７が配置されているので、質量の大きい下部槽３の下降を安定して行なうことができる。

後は、支持テーブル４１を所定の下降位置まで下降した後、下部槽交換用台車１１を走行させて所定の位置まで移動させ。下部槽３を下部槽交換用台車１１からクレーンで吊り上げて、オフラインの補修場所にて所定の補修作業を実施する。そして補修作業が完了した後、下部槽３を下部槽交換用台車１１に搭載し、その後再び、上部槽２の直下位置まで移動させる。後は、図６〜８に示した手順とは逆の手順で下部槽３の上部槽２への接続作業を実施する。

すなわち、まず下部槽３を支持テーブル４１上の挿入支持部４５で支持した状態で、昇降装置１４を作動させて支持テーブル４１を上昇させ、下部槽３を上部槽２に接続する。このときの上昇工程も、基台ガイド部２５とガイド部２６間にガイドローラ２７が配置されているので、これを安定して行なうことができる。

下部槽３を上部槽３に接続する際、下部槽３の接続フランジ部３ａをボルト孔（図示せず）を、上部槽２の接続フランジ部２ａのボルト孔（図示せず）に正しく位置合わせする、すなわち芯合わせする必要があるが、かかる場合にも、油圧ジャッキ３４、３５を適宜作動させることで、支持テーブル４１を適宜前後、左右に移動させることができるので、微細に位置調整が可能であり、そのような芯合わせを正確に、かつ容易に実施することが可能である。

そしてそのようにして芯合わせした後、下部槽３の接続フランジ部３ａと上部槽２の接続フランジ部２ａをボルト、ナット等で固定し、接続作業を終える。接続作業が終了した後は、支持テーブル４１を下降させ、下部槽交換用台車１１を待機位置に移動させればよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、底部が開口している下部槽３を交換する際にも、支持テーブル４１上の挿入支持部４５によって適切にこれを支持することができる。しかも支持する際の下部槽３側の預け座５は、下部槽３の上部外周に設けられているので、熱の影響を極めて受けづらく、したがって預け座５に設けられている受容部６は熱による変形が発生しない。それゆえ受容部６の形状を先鋭的な形状としても、これに適合する挿入支持部４５を適切に挿入することが可能である。したがって、位置合わせを容易かつ正確に実施することが可能であり、下部槽３を支持する所定位置へのセットを常に正確に行なう事ができる。また預け座５自体は、下部槽３の外周に設けられているので、挿入支持部４５を預け座５の受容部６内に挿入する際の確認も容易である。

ところでオフラインの補修場所にて下部槽３に対して所定の補修作業を実施している間、通常、上部槽２を解体して、上部槽２の補修作業が行なわれる。このとき上部槽２内かられんがクズ等の廃棄物が落下してくるので、当該廃棄物を適切に回収する必要がある。

このような場面においても、本発明においては、オフラインの補修場所にて下部槽３に対して所定の補修作業を実施している間に遊休している下部槽交換用台車１１を活用して、好適に対処することが可能である。すなわち、まず図９に示したような受容バケット５１を用意する。

この受容バケット５１は、その上部外周に下部槽２の預け座５と同一構成の預け座５２が、預け座５と同一場所に設けられている。預け座５２の受容部５３も預け座５の受容部６と同一形状である。また受容バケット５１の底部には、回動して開閉自在な底板５４が設けられている。

かかる構成の受容バケット５１を、遊休している下部槽交換用台車１１の挿入支持部４５で支持し、その状態で図１０に示したように、上部槽２の直下位置まで下部槽交換用台車１１を移動させる。次いで図１１に示したように、昇降装置１４を作動させて、支持テーブル４１を上昇させ、受容バケット５１を上部槽２の下端部まで近接させる。この状態で、後は上部槽２の上に設置されている天蓋５５を取り外し、上部槽２内の補修、解体作業を実施すれば、その際に発生したれんがクズ等の廃棄物を、受容バケット５１で回収することができる。

したがって、上部槽２内の補修、解体作業を実施する際に、専用の回収作業車を用意する必要はなく、上部槽２で発生する廃棄物を適切に回収することができ、また一方、オフラインの補修場所にて下部槽３に対して所定の補修作業を実施している間に遊休している下部槽交換用台車１１を効率よく運用することが可能である。なお補修作業が完了すれば、支持テーブル４１を下降させて受容バケット５１を元の位置にまで戻し、その後下部槽交換用台車１１を移動させて受容バケット５１を下部槽交換用台車１１から下ろし、次いで下部槽交換用台車１１に新しい下部槽３を搭載した後、上部槽２内の直下位置にまで移動させることになる。

本発明は、底面が開口した下部槽の交換作業に有用である。

実施の形態における下部槽と下部槽交換用台車の構成を示す、側面を一部断面で模式的に示した説明図である。 実施の形態における下部槽交換用台車の基台部の平面図である。 実施の形態における下部槽交換用台車の台車本体の平面を模式的に示した説明図である。 実施の形態における下部槽交換用台車の支持プレートの平面図である。 実施の形態における下部槽交換用台車の支持テーブルの平面図である。 実施の形態における下部槽交換作業において、交換対象の下部槽の直下に下部槽交換用台車を移動させた様子を示す説明図である。 実施の形態における下部槽交換作業において、下部槽交換用台車の支持テーブルを上昇させた様子を示す説明図である。 実施の形態における下部槽交換作業において、上部槽から取り外した下部槽を支持した状態で下部槽交換用台車の支持テーブルを下降させた様子を示す説明図である。 受容バケットの側面図である。 受容バケットを支持した状態で、上部槽の直下に下部槽交換用台車を移動させた様子を示す説明図である。 受容バケットを支持した状態で、下部槽交換用台車の支持テーブルを上昇させた様子を示す説明図である。

符号の説明

１ 真空脱ガス装置
２ 上部槽
２ａ 接続フランジ部
３ 下部槽
３ａ 接続フランジ部
４ 浸漬管
５ 預け座
６ 受容部
１１ 下部槽交換用台車
１２ レール１２
１３ 台車本体
１４ 昇降装置
１４ａ 昇降部
２１ 基台部
２２ 孔
２３ コロローラ装置
２４ 受け止め部
２５ 基台ガイド部
２６ ガイド部
２７ ガイドローラ
３１ 支持プレート
３２ 孔
３３ コロローラ装置
３４ 油圧ジャッキ
３４ａ ロッド部
３５ 油圧ジャッキ
３５ａ ロッド部
４１ 支持テーブル
４２ 孔
４３ 窓部
４４ 受け止め部
４５ 挿入支持部
４６ コイルスプリング
４７ 支持板
４８ 挿入部
５１ 受容バケット
５２ 預け座
５３ 受容部
５４ 底板
５５ 天蓋

Claims (4)

1. 真空脱ガス装置における底面が開口した下部槽と、当該下部槽を交換するための下部槽交換用台車とからなり、
   前記下部槽の上部外周には、下面に向けた受容部を有する預け座が、複数箇所に設けられ、
   前記下部槽交換用台車は、
   走行軌条上を走行可能な台車本体と、
   前記下部槽の各預け座の受容部内に挿入可能な先端形状を有する、挿入支持部が設けられた支持テーブルと、
   前記支持テーブルを支持する基台部と、
   前記台車本体に設けられ、前記基台部を昇降可能な昇降装置と、
   前記支持テーブルを、前記基台部に対して前後、左右方向に移動させる移動機構とを有することを特徴とする、
   下部槽交換システム。
2. 前記下部槽交換用台車は、前記基台部に設けられた基台ガイド部と、基台ガイド部と対面して前記台車本体上に垂直方向に設けられガイド部とを有し、これら対向する両ガイド部間に位置するガイドローラーが、基台ガイド部またはガイド部に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の下部槽交換システム。
3. 請求項１または２に記載の下部槽交換システムを用いて真空脱ガス装置における底面が開口した下部槽を交換する方法であって、
   真空脱ガス装置における交換対象となる下部槽の直下に下部槽交換用台車を移動させる工程と、
   その後昇降装置を作動させて支持テーブルを上昇させ、挿入支持部を下部槽外周の預け座に挿入し、次いで真空脱ガス装置の上部槽から下部槽を離脱させる工程と、
   その後昇降装置を作動させて下部槽を支持した支持テーブルを下降させ、次いで下部槽交換用台車を他所へ移動させる工程と、
   新たな下部槽の預け座を挿入支持部で支持した下部槽交換用台車を前記上部槽の直下に移動させる工程と、
   その後昇降装置を作動させて支持テーブルを上昇させ、下部槽における上部槽との接続部分を前記上部槽に近接させる工程と、
   その後、前記移動機構によって前記支持テーブルを前後または／及び左右方向に移動させて、新たな下部槽の位置決めを行う工程と、
   その後前記上部槽と新たな下部槽とを接続する工程とを有することを特徴とする、下部槽の交換方法。
4. 前記挿入支持部によって支持可能な受容バケットを別途用意し、
   交換対象となった下部槽を他所へ移動させた工程の後であって、かつ新たな下部槽の預け座を挿入支持部で支持した下部槽交換用台車を前記上部槽の直下に移動させる工程の間に、
   前記受容バケットを前記挿入支持部で支持した状態で下部槽交換用台車を前記上部槽の直下に移動させ、その後昇降装置を作動させて支持テーブルを上昇させて受容バケットを前記上部槽の下端に近接させ、上部槽の補修を行なう工程をさらに有することを特徴とする、請求項３に記載の下部槽の交換方法。

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