JP5600225B1 - 製鋼用取鍋のスライディング・ゲート - Google Patents

Abstract

【課題】 製鋼用取鍋に付設されたスライディングゲートにおける油漏れ等の油圧系に起因する火災や爆発を防止する。
【解決手段】 スライディングゲートは２枚の耐火物を摺動して貫通面積を調節するゲート部と摺動させるための油圧シリンダーを主とする駆動部から成る。該駆動部を排し、取鍋底板に固定してスクリュージャッキを設ける。該ジャッキを構成する中空ねじの前端は摺動枠と結合し、後端は可とう性の回転力伝達管の前端と着脱容易に結合する。該伝達管後端は取鍋から切り離して設けられた回転駆動源の回転軸に結合する。回転駆動により摺動枠を摺動させる。該伝達管後端から圧縮空気を送給し、ねじを通過して摺動枠内を送風冷却する。
【選択図】 図２

Description

本発明は製鋼用取鍋に使用されノズルから流出する溶鋼を開閉し、流量を制御するスライディングゲートに関するものである。

近年の製鋼工場では溶解炉から取鍋に移送された粗溶鋼は真空脱ガス等の２次精錬を経て連続鋳造に供され、スラブ、ブルーム、ビレット等の鋼片とされる。連続鋳造工程では取鍋架台に上置された取鍋から精錬を終えた溶鋼が取鍋下部に設けられたスライディングゲートを介して鋳込流量と鋳込温度を調整する中間容器であるタンディシュに連続的に注入される。
該スライディングゲートは取鍋底に設けられた排出口である耐火物ノズルの下面に密着して設けられた固定プレートと該固定プレートに圧しながら水平に摺動する摺動プレートから成り、両プレートには貫通孔があって、両孔の重なり程度により流量が全開量の０〜１００％に調整される。

前記摺動プレートを摺動させるための駆動装置として通常約１０Ｔの押引力がある油圧シリンダーが直結されている。該駆動装置の問題点を挙げる。
第１に真空処理のためタンク内に長く置かれた取鍋は真空に起因してしばしば油圧油がシリンダーから漏れ出しタンク底に溜まる。他方取鍋作業には希であるが溶鋼が底、壁から漏れる事故がある。溶鋼が油と接して火事、爆発が起こる。油溜まりが無くても漏鋼の熱により油圧シリンダーが爆発することもある。
第２に鋳込中、取鍋下部に設けられたスライディングゲートは鋳込中タンディシュから強烈な放射熱を受ける。そのため該スライディングゲートの要部は遮蔽板ほか強制空冷されるようになっているが、押圧ばねや油圧シリンダーは損傷し易い。対策としてシリンダーを取鍋下部から側部に移設することもある。
第３に鋳込の開始、終了のたびにシリンダーの油圧ホースを着脱する作業が必要であるが、熱した取鍋の下方に接近して着脱困難な作業をしなければならない。典型的３Ｋ作業（キケン、キツイ、キタナイ）である。

特許文献１には、電動でスライディングートを回転摺動させる方法（ロータリーゲート）が開示されている。この場合油圧の危険性は解決され接続作業も容易となるが、記載のように電動機、減速機等は熱により損傷し易く保全性に問題があり、又設備費が高いと言う問題もある。

公開特許公報２００６−１４２３３４

取鍋内の溶鋼を底部のノズルから排出する際、該取鍋下部に設けられた開閉弁であるところのスライディングゲートは要素としてノズル下面に密着する水平固定プレートと該プレートに圧接しつつ摺動する摺動プレートと該摺動プレートを摺動させる駆動源とから成る。両プレートはノズル孔に通ずる貫通孔を持ち、両孔の重なり程度により閉鎖から全開まで通過断面積を調節する。駆動源として通常油圧シリンダーが使用されている。油圧シリンダーは問題が多い。取鍋が真空タンク内に置かれると油圧油が漏れ易くタンク内に油溜まりができる。溶鋼が漏れた際には油だけでなく油圧シリンダーも火事・爆発の危険性がある。油圧シリンダーはタンディシュからの放射熱で損傷され易い。取鍋下の頻繁な油圧ホースの着脱は煩雑且つ危険である。
電動駆動は安全であるが熱に弱く、保全に問題が大きい。又設備費も無視できない。
本願発明は上記問題を解決することを課題とする。即ち火事・爆発の危険性が無く、安全性・保全性が良く、費用にも問題の無いスライディングゲートを提供する。

上記課題の解決に当たり、問題となる駆動源である油圧シリンダー又は電動駆動を取鍋下部から切り離し外部から駆動することとした。

第１の発明は、取鍋底の流出ノズルに連接する耐火物の固定プレートを内装し取鍋に固定された固定枠と、該プレートと圧接して摺動する摺動プレートを内装した摺動枠と、該摺動枠を押引する駆動手段とから成り、摺動によって両プレートに設けられた貫通孔の重なり程度に対応して溶鋼の流出を開閉制御するスライディングゲートにおいて、
前記駆動手段が、１）前記固定枠に固定して設けられたナットと、２）該ナットに嵌合するねじと、３）該ねじの前端と前記摺動枠とを結合する滑り継ぎ手と、４）前記取鍋と切り離して設けられた回転駆動機と、５）該ねじの後端と該回転駆動機とを結合する可とう性を持つ回転力伝達手段とから該ナットを押引基盤とするスクリュージャッキを構成し、該回転駆動機の作動によって該摺動プレートを前後に摺動させることを特徴とするスライディングゲートである。

第２の発明は、取鍋底の流出ノズルに連接して円盤状耐火物の固定プレートを内装し取鍋に固定された固定枠と、該固定プレートと圧接して同軸で回転摺動する円盤状摺動プレートを内装した摺動枠と、該摺動枠を同軸で嵌め込むギアと、該ギアを回転させるウオームと、該ウオームを回転させる駆動手段とから成り、該摺動プレートを回転摺動させることによって両プレートに設けられた貫通孔の重なり程度に対応して溶鋼の流出を開閉制御するロータリー式スライディングゲートにおいて、
前記駆動手段が、１）前記取鍋と切り離して設けられた回転駆動機と、２）前端が前記ウオームの軸と着脱し後端が該回転駆動機の回転軸と結合した可とう性を持った回転力伝達手段とから成り、前記回転駆動機の作動によって前記摺動プレートを回転摺動させることを特徴とするスライディングゲートである。

述語の定義として、前後関係は回転駆動軸を起点として作用の下流側を前方とした。
滑り継ぎ手とは接続により押引力は伝達されるが回転力は滑りにより伝達されない継ぎ手とする。

第１に、油圧式スライディングゲートを使用している場合、高熱に曝される駆動源の油圧シリンダーが取鍋下部から除外されるので油圧油漏れに起因する火災・爆発等の重大な事故が回避される。
第２に、鋳込操業中に取鍋の下に入って２本の油圧ホースを着脱する作業等は典型的３Ｋ作業であり、これが無くなって取鍋横の１本の空気配管の接続となり、安全性が向上する。
駆動手段は保全負担の大きい油圧器機から電動機＋減速機＋ホース１台に削減され設備費・維持費が少なくなる。

電動式スライディングゲートの場合、高熱に曝される駆動源の電動機・減速機が取鍋下部から除外されるので熱による故障が回避され操業が安定する。
それぞれ駆動源の必要数が鍋台数から１台に少なくなる。

スライディングゲートの概略構造を示す。 本発明の実施例１の概略図である。 本発明の実施例２の概略図である。

以下実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１はスライディングゲートの概略構造を示す。スライディングゲートは溶鋼の流出量を制御するゲート部と該ゲートを操作する駆動部から構成される。
耐火物０に内張りされた取鍋鉄皮の底板１には溶鋼を流出するノズル２が該ノズル２の下面が底板１から突き出るように設けられている。該下面に接して平板状の耐火物製固定プレート４が固定枠５内に嵌め込まれる。該枠５は底板１に固定される。該プレート４には前記ノズル２の流出孔３を延長するような貫通孔６が設けられている。
前記固定プレート４の下面に接して摺動する平板状の耐火物製摺動プレート７が摺動枠８内に嵌め込まれ、両面はばね（図示せず）により強固に圧接される。該摺動プレート７にも貫通孔９が設けられ貫通孔６と離れた位置で待機する。以上がゲート部である。

他方油圧シリンダー１０が取鍋鉄皮の底板１に固定して設けられる。該摺動枠８は油圧シリンダー１０のロッド１１により接続具１２を介して押引され摺動する。摺動により貫通孔６と貫通孔９の重なり程度に対応して開閉又は流出量が調節される。該油圧シリンダー１０は遠隔に設置された油圧ユニット（図示せず）から油圧ホース１３を介して駆動される。上記が駆動部となる。
本願発明はスライディングゲートを構成するシリンダーを主とする駆動部を取鍋から切り離して設け、遠隔から駆動することにより既述した諸問題の解決を図る。

図２に実施例１を示す。ゲート部は従来と同等の構造である。固定枠５にはスクリュージャッキ台１４が固定して取付けられる。該ジャッキ台１４にナット１５が固定して取付けられる。該ナット１５には中空ネジ１６が嵌合される。該中空ネジ１６の前端は摺動枠８に取付けられた滑り継ぎ手１７と結合する。該滑り継ぎ手１７には該摺動枠内に通ずる開口を設ける。ネジの回転に対応して該摺動枠８を押引する。該滑り継ぎ手１７はネジ頭部の滑りと引っかかりによって回転力は伝達しないが押引力は伝達する。スクリュージャッキは既述のジャッキ台とナットとネジと次に述べる回転力伝達管とから構成される。

前記中空ネジ１６の後端は二重カップラー１８により可とう性の回転力伝達管１９の前端と結合している。該二重カップラー１８は歯車のように噛み合わせで回転力を伝達し、且つ圧縮空気を送給する二つの機能を持つ。
該カップラー１８は鋳込の開始・終了ごとに手作業で容易に着脱できるよう市販のエアカップラーを多少改造すれば良い。

回転力伝達管１９の後端は電動機２０と減速機２１から成る駆動源の回転軸２２に結合する。駆動源は取鍋から切り離されて設けられる。結合に際してＴ型に改造したスイベルジョイント２３を使用して結合部から圧縮空気２４を送給する。圧縮空気は伝達管１９を通り、中空ネジを通り、摺動枠８内に吹き出し、圧接用ばね等を送風冷却する。

上記の装置により取鍋下部には油圧シリンダーが無くなり、油圧機器に関する種々のトラブル、事故を未然に防止することができる。即ち真空タンク内での油圧油漏れが無くなり、漏鋼に際して火災や爆発が無くなる。漏鋼によるシリンダーの爆発、熱せられたシリンダーの油圧ホース着脱時に生ずる油噴出による火傷等安全性が向上する。
鋳込開始・終了時の接続作業も簡単な空気配管１本に削減される。

流量制御に関して油圧方式では摺動抵抗のバラツキやシリンダー各個の整備バラツキ等に起因して制御精度に欠け、シリンダー作動回数が多くなる。本願発明では電動式でデジタル制御が容易になり、その結果作動回数が少なくなり耐火物の耐久に都合良い。

図３は実施例２を示す。ロータリー式スライディングゲートと称される方式にも本発明が適用される。貫通孔３１、３２を持つ２枚の耐火物板を摺動させて該貫通孔を重ねて開閉や流量を調整するが、摺動方向が往復から回転に変わる。そのため固定枠３０に嵌め込まれた固定プレート（図示せず）、摺動プレート（図示せず）は円形であり、該摺動プレートは円形の摺動枠３３に同心で嵌め込まれる。該摺動枠３３の外周にはギア３４が嵌められる。該ギア３４はウオーム３５により回転し、プレートが回転摺動する。

通常ウオーム軸３６には電動駆動装置が連結されているが本願発明では該装置は除外される。ウオーム軸３６の後端には可とう性の回転力伝達管１９の前端が二重継ぎ手１８を介して接続される。該伝達管１９の後端は電動機２０と減速機２１とから成る駆動源の回転軸２２にスイベルジョイント２３を介して結合される。該駆動源は取鍋と切り離された場所に固定される。ウオーム軸３６を中空とし、且つ該軸３６の前端部には吹き出し口を設ける。スイベルジョイント２３の側管から圧縮空気を送給し、摺動枠内近辺を送風冷却する。

一般の製鋼工場では５〜１０台の取鍋を保有する。各個に駆動装置が設けられているが本発明の装置では駆動部分は１台に削減される。
上記の装置により鍋下の高熱部には電機設備が無くなり保全性が向上する。

回転駆動機として油圧モーターも使用可能である。その際既存の油圧ユニットを利用することができる。
回転力伝達管１９には油圧は使用しないが剛性の大きい油圧ホースや、ワイヤーを重ね巻きした中空の市販フレキシブルシャフトが使用できる。
滑り継ぎ手はねじ前端を太径の円柱頭部とし、それを囲む金具とすればよい。

本願発明のスライディングゲートは比較的容易に既存のスライディングゲートに代替させることができる。

１：底板 ２：ノズル ３：流出孔 ４：固定プレート ５：固定枠 ６：貫通孔 ７：摺動プレート ８：摺動枠 ９：貫通孔 １０：油圧シリンダー １１：ロッド １２：接続具 １３：油圧ホース １４：スクリュージャッキ台 １５：ナット １６：中空ねじ １７：滑り継ぎ手 １８：二重カップラー １９：回転力伝達管 ２０：電動機 ２１：減速機 ２２：回転軸 ２３：スイベルジョイント ２４：圧縮空気 ３１，３２：貫通孔 ３３：摺動枠 ３４：ギア ３５：ウオーム ３６：ウオーム軸

Claims (2)

1. 取鍋底の流出ノズルに連接する耐火物の固定プレートを内装し取鍋に固定された固定枠と、該プレートと圧接して摺動する摺動プレートを内装した摺動枠と、該摺動枠を押引する駆動手段とから成り、摺動によって両プレートに設けられた貫通孔の重なり程度に対応して溶鋼の流出を開閉制御するスライディングゲートにおいて、前記駆動手段が、１）前記固定枠に固定して設けられたナットと、２）該ナットに嵌合するねじと、３）該ねじの前端と前記摺動枠とを結合する滑り継ぎ手と、４）前記取鍋と切り離して設けられた回転駆動機と、５）該ねじの後端と該回転駆動機とを結合する可とう性を持つ回転力伝達手段とから該ナットを押引基盤とするスクリュージャッキを構成し、該回転駆動機の作動によって該摺動プレートを前後に摺動させることを特徴とするスライディングゲート。
2. 取鍋底の流出ノズルに連接して円盤状耐火物の固定プレートを内装し取鍋に固定された固定枠と、該固定プレートと圧接して同軸で回転摺動する円盤状摺動プレートを内装した摺動枠と、該摺動枠を同軸で嵌め込むギアと、該ギアを回転させるウオームと、該ウオームを回転させる駆動手段とから成り、該摺動プレートを回転摺動させることによって両プレートに設けられた貫通孔の重なり程度に対応して溶鋼の流出を開閉制御するロータリー式スライディングゲートにおいて、
   前記駆動手段が、１）前記取鍋と切り離して設けられた回転駆動機と、２）前端が前記ウオームの軸と着脱し後端が該回転駆動機の回転軸と結合した可とう性を持った回転力伝達手段とから成り、前記回転駆動機の作動によって前記摺動プレートを回転摺動させることを特徴とするスライディングゲート。

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