JP5811459B2 - 注湯取鍋の搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶解設備で溶解された鋳鉄、鋳鋼などの溶湯を、溶解設備から離れた位置にある鋳型、遠心鋳造装置、自動注湯装置、保持炉などの次工程まで搬送して注湯または注入するための注湯取鍋の搬送装置に関し、特に比較的低い位置にある次工程への注湯または注入に適した注湯取鍋の搬送装置に関する。

従来から鋳鉄、鋳鋼を溶解して各種製品を製造する工程では、溶銑炉、アーク炉、低周波あるいは高周波誘導炉などの固定化された溶解設備で溶湯を生成するが、鋳型、遠心鋳造装置、自動注湯装置、保持炉などの次工程は、一般に溶解設備から離れた位置にある場合が多い。このため、溶解設備から溶湯を取鍋中に注入し、溶湯で満たされた取鍋を次工程まで搬送して注湯または注入する必要があった。

上記の事情から、注湯取鍋の搬送装置は、目的に応じて様々な構造、機構を有する装置が提案され、実用に供されている。

例えば、特許文献１〜３は、鋳物注湯ラインに用いられる注湯装置、搬送装置であるが、共通する基本的な構造は、溶湯を蓄える取鍋、取鍋を積載する台車、台車が走行する軌道（レール）から構成されている。また、台車の走行機構、台車上に設置され取鍋を支持すると共に傾動させて注湯する注湯機構は、必須の機構として備えられている。

ここで、特許文献１の注湯装置は、台車の走行機構はサーボモータにより駆動される減速機を介して車輪を駆動し、取鍋をフレームで支持すると共にサーボモータ、減速機、スプロケット、チェーン、扇カムからなる注湯機構を備えている。また、特許文献２の鋳物用注湯装置は、自走モータを作動させて台車を走行し、取鍋を取鍋支持枠と、取鍋支持枠を回転自在に支持するフレームによって支持すると共に、取鍋支持枠の一部に連結されたアクチュエータを電動モータで駆動する注湯機構を備えている。さらに、特許文献３の自動注湯装置は、モータを駆動して台車をレールに沿って自走させ、取鍋をフレームで支持すると共に取鍋傾動シリンダーによって傾動する注湯機構を備えている。

さらに、特許文献４は、注湯機、保持炉あるいは鋳込み現場に取鍋を搬送するための溶湯搬送装置であるが、基本的な構造は、溶湯を蓄える取鍋、取鍋を積載する台車、台車が走行する軌道から構成されている。また、モータによって車輪を駆動して走行し、取鍋を傾動軸心で支持すると共に軸心に連結した電動モータを駆動する注湯機構を備えている。また、特許文献５は、溶解した銑鉄を次工程のスラグ処理を実施する場所まで運送するための搬送台車であるが、台車の走行機構はモータ、制動器、減速機、連接軸、カップリング、車輪から構成されており、銑鉄を蓄える容器は台車上に傾動可能に支持されると共に油圧シリンダーによって傾動する注湯機構を備えている。

上記の特許文献１〜５に示されるように、従来の注湯装置、搬送装置は、鋳物注湯ラインに用いられる場合に限らず、溶湯を蓄える取鍋、取鍋を積載する台車、台車が走行する軌道から構成されており、また、台車の走行機構、台車上に設置され取鍋を支持すると共に傾動させて注湯する注湯機構は、必須の機構として備えられている。そして、目的に応じて、鋳型の送りを検出する検出手段を付加（特許文献１）、鋳型の送りに追従同調して移動させる移動機構を付加（特許文献１）、走行方向に対して直交する方向に移動可能な機構を付加（特許文献３）、台車に集塵機を搭載（特許文献４）などの改良が実施されている。

しかし、特許文献１〜５では、いずれも注湯取鍋の底面が台車上面に接するか、あるいは台車上面より上方に設置されており、同一床面に設置された次工程に注湯することを前提として設計されている。このため、次工程の床面が、注湯取鍋を搬送するための軌道が設置された床面よりも低くなっており、注湯位置が軌道の設置された床面に近い高さの場合は、対応が難しいという問題があった。さらに、注湯取鍋の固定、着脱方法に注目すると、注湯取鍋の着脱が容易ではなく（特許文献２〜５）、着脱が容易であっても傾動時に不安定であり（特許文献１）、かつ全般に構造が複雑であって製作、およびメンテナンスコストが高くなる問題があった。加えて、注湯機構に電動モータを使用した場合は、構造が複雑になると共に減速機のギアが負荷によって摩耗損傷しやすく、ギアが摩耗損傷するとバックラッシによる衝撃が発生して溶湯の液面が乱れて安定した注湯を妨げると同時に、溶湯が飛散して危険であるという問題があった。

日本特許 特開平５−３２９６２２ 日本特許 特開平７−０６０４３３ 日本特許 特開平９−２６２６６０ 中国特許 ＣＮ１９８１９５９Ａ 中国実用新案 ＣＮ２５７８０１５Ｙ

本発明の注湯取鍋の搬送装置は、以下の問題、即ち、次工程の床面が、注湯取鍋を搬送するための軌道が設置された床面よりも低くなっており、注湯位置が、軌道の設置された床面に近い高さの場合は対応が難しく、注湯取鍋の着脱が容易ではなく、着脱が容易であっても傾動時に不安定であり、且つ構造が複雑であって製作、およびメンテナンスコストが高くなり、加えて、注湯機構に電動モータを使用した場合は、構造が複雑になると共に減速機のギアが負荷によって摩耗損傷しやすく、ギアが摩耗損傷するとバックラッシによる衝撃が発生して溶湯の液面が乱れて安定した注湯を妨げると同時に、溶湯が飛散して危険であるという問題に対処するものである。よって、注湯位置が、軌道の設置された床面に近い高さでも対応可能であり、さらに注湯取鍋の着脱が容易で傾動時にも安定であって、且つ構造が簡易で製作およびメンテナンスコストが低く、加えて、溶湯の液面が乱れず安定した注湯が可能であると共に、溶湯が飛散する危険性が低く安全な注湯取鍋の搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の注湯取鍋の搬送装置は、軌道、該軌道上を走行する台車と、
該台車を走行させる台車の走行機構と、該台車上に設けられた注湯機構と、を備え、溶解設備で溶解された鋳鉄、鋳鋼などの溶湯を、溶解設備から離れた位置にある鋳型、遠心鋳造装置、自動注湯装置、保持炉などの次工程まで搬送して注湯するための注湯取鍋の搬送装置において、
前記台車の走行機構は、モータと、該モータのモータ軸スプロケットと、該モータ軸スプ
ロケットにチェーンによって連結された車輪軸スプロケットと、該車輪軸スプロケットに
軸支えられた車輪と、を備え、
前記注湯機構は、注湯取鍋と、該注湯取鍋を支持固定するとともに一端に支点を有する取
鍋傾動機構と、該取鍋傾動機構に連接される直動機構と、を備え、
前記取鍋傾動機構は、取鍋傾動軸台座、取鍋傾動軸、取鍋傾動アーム、取鍋連結座、傾動アーム、直動機構連接軸からなり、取鍋傾動軸台座は台車上に固定され、取鍋傾動軸は取鍋傾動軸台座によって回転可能に支持され、取鍋傾動軸と取鍋傾動アームおよび傾動アームは固定して結合され、取鍋連結座は取鍋傾動アーム上に固定され、傾動アームと直動機構が直動機構連接軸によって連接され、
前記直動機構は、ベース、直動手段取付台座、直動手段取付軸、直動手段からなり、ベースは台車上に固定され、直動手段取付台座はベース上に固定され、直動手段と直動手段取付台座は直動手段取付軸によって回転可能に支持され、
前記注湯取鍋は、その底面が前記台車の上面よりも低い位置に取り付け可能に設けられることを特徴とする。

このように、台車の走行機構を簡易な構造とし、注湯機構を取鍋傾動機構と直動機構が連接される簡易な構造とすると、製作およびメンテナンスコストを低減可能である。また、直動手段を駆動することによって、取鍋傾動軸を支点として傾動アームおよび取鍋傾動アームが傾動し、注湯取鍋から溶湯を注湯する構造とすると、構造が簡易であるため故障の頻度が低く、万一故障した場合も部品の交換が容易であり、メンテナンス性に優れている。さらに、注湯機構に電動モータを使用せず直動機構を適用すると、溶湯の液面が乱れず安定した注湯が可能であり、溶湯が飛散する危険性が低く安全である。加えて、要求される注湯位置に応じて、台車の高さ、車輪の直径、取鍋傾動アームの形を調整することによって軌道の設置された床面からの高さを適宜変更することができるので、注湯位置が軌道の設置された床面に近い高さでも対応可能である。また、直動機構を簡易な構造とすると、製作およびメンテナンスコストを低減可能である。さらに、注湯取鍋の底面は台車の上面よりも低い位置に設置することとすると、注湯位置が軌道の設置された床面に近い高さでも対応可能になる。

本発明の請求項２に記載の注湯取鍋の搬送装置は、請求項１に記載の直動手段が、電動シリンダー、油圧シリンダー、空圧シリンダーから選ばれるいずれか一つであることを特徴とする。このように、既存の各種直動手段を適用できる構造とすると、万一故障した場合も直動手段を交換するだけでよく、メンテナンス性が向上する。更に、モータや減速機を使用しないため、減速機のギアが摩耗してバックラッシが発生することによって注湯が不安定になったり、溶湯が飛散する危険性が低いため、安全で安定した注湯が可能となる。

本発明の請求項３に記載の注湯取鍋の搬送装置は、請求項１に記載の注湯取鍋が、取鍋
内面の側面下方に開口して上方に連通した円筒形状の注湯口と、溶湯の温度低下を低減す
るための保温カバーと、断面が矩形である取鍋連結棒を備えており、取鍋連結棒は取鍋傾
動アームに固定された断面が矩形である取鍋連結座で支持固定されることを特徴とする。
このように、取鍋内面の側面下方に開口して上方に連通した円筒形状の注湯口を有する構
造とすると、注湯量が円筒の断面積で規制されるため、上注ぎ方式の注湯取鍋と比較して
安定した注湯量が得られる。また、注湯取鍋中のスラグは溶湯表面に浮上するため、スラ
グの混入を大幅に低減可能となる。さらに、溶湯の温度低下を低減するための保温カバー
を備えることとすると、温度が低下して注湯に適さない残湯の量が減少する。加えて、断
面が矩形である取鍋連結棒を備え、取鍋連結棒は取鍋傾動アームに固定された断面が矩形
である取鍋連結座で支持固定されることとすると、注湯取鍋を吊り具等により容易に着脱
できると共に、注湯取鍋がずれることなく安定した傾動が実現できる。

本発明の注湯取鍋の搬送装置は、台車の走行機構および注湯機構を簡易な構造とすると、製作およびメンテナンスコストを低減できる。また、注湯取鍋の底面を台車の上面よりも低い位置に設置する構造とすると、注湯位置が軌道の設置された床面に近い高さでも対応可能になる。さらに、注湯機構に電動モータを使用せず直動機構を適用すると、溶湯の液面が乱れず安定した注湯が可能であり、溶湯が飛散する危険性が低く安全である。加えて、既存の各種直動手段を適用できる構造とすると、万一故障した場合も直動手段を交換するだけでよく、メンテナンス性が向上する。

また、注湯取鍋は、取鍋内面の側面下方に開口して上方に連通した円筒形状の注湯口を有する構造とすると、安定した注湯量を確保できると共に、スラグの混入を大幅に低減可能となった。さらに、溶湯の温度低下を低減するための保温カバーを備えることとすると、残湯が減少すると共に、残湯量が低減できた。加えて、断面が矩形である取鍋連結棒を備え、取鍋連結棒は取鍋傾動アームに固定された断面が矩形である取鍋連結座で支持固定されることとすると、注湯取鍋を吊り具等により容易に着脱できると共に、注湯取鍋がずれることなく安定した傾動が実現できる。

本実施形態における注湯取鍋の搬送装置の正面図である。 本実施形態における注湯取鍋の搬送装置の上面図である。 注湯取鍋を傾動した状態を示す正面図である。 注湯取鍋の構造を示す正面図である。 注湯取鍋の構造を示す上面図である。 取鍋傾動機構と直動機構の位置関係の変形例を示す正面図である。 本実施形態における注湯取鍋の搬送装置の変形例を示す正面図である。

本発明の実施形態について、図１〜７を参照して説明する。
本実施形態において注湯取鍋の搬送装置は、図１および図２に示されるように、軌道１上を走行する台車２上に溶湯を蓄える取鍋３１が設置され、台車の走行機構はモータ３、モータ軸スプロケット４、車輪軸スプロケット５、車輪６、チェーン７からなり、モータ軸スプロケット４と車輪軸スプロケット５がチェーン７によって連結され、モータ３は台車２上に固定されたモータ据付台座８に固定される。また、注湯機構は一端に支点を有する取鍋傾動機構と、取鍋傾動機構によって支持固定される注湯取鍋３１と、直動機構からなり、注湯取鍋３１の底面は台車２の上面よりも低い位置に設置され、取鍋傾動機構と直動機構が連接される。

前記の取鍋傾動機構は、図１および図２に示されるように、取鍋傾動軸台座２１、取鍋傾動軸２２、取鍋傾動アーム２３、取鍋連結座２４、傾動アーム２５、直動機構連接軸２６からなり、取鍋傾動軸台座２１は車台２上に固定され、取鍋傾動軸２２は取鍋傾動軸台座２１によって回転可能に支持され、取鍋傾動軸２２と取鍋傾動アーム２３および傾動アーム２５は固定して結合され、取鍋連結座２４は取鍋傾動アーム２３上に固定され、傾動アーム２５と直動機構が直動機構連接軸２６によって連接される。

また、前記の直動機構は、図１および図２に示されるように、ベース１１、直動手段取付台座１２、直動手段取付軸１３、直動手段１４からなり、ベース１１は車台２上に固定され、直動手段取付台座１２はベース１１上に固定され、直動手段１４と直動手段取付台座１２は直動手段取付軸１３によって回転可能に支持される。ここで、直動手段としては、電動シリンダー、油圧シリンダー、空圧シリンダーから選ばれるいずれか一つを選択して使用することができる。

次に、注湯取鍋について説明する。図４、図５に示されるように、注湯取鍋３１は取鍋内面の側面下方に開口して上方に連通した円筒形状の注湯口３２と、溶湯の温度低下を低減するための保温カバー３３と、断面が矩形である取鍋連結棒３４を備えており、取鍋連結棒３４は取鍋傾動アーム２３に固定された断面が矩形である取鍋連結座２４で支持固定される。注湯口３２は、取鍋内面の側面下方に開口して上方に連通した円筒形状を有しているため、注湯量が円筒の断面積で規制されることから、上注ぎ方式の注湯取鍋と比較して安定した注湯量が得られる。また、注湯取鍋中のスラグは溶湯表面に浮上するため、スラグの混入を大幅に低減可能である。

図３は注湯取鍋を傾動した状態を示す正面図であるが、直動手段１４を駆動することによって、取鍋傾動軸２２を支点として傾動アーム２５および取鍋傾動アーム２３が傾動し、注湯取鍋３１から溶湯を注湯することができる。構造が簡易であるため故障の頻度が低く、万一故障した場合も部品の交換が容易であり、メンテナンス性に優れている。

なお、本発明による注湯取鍋の搬送装置において、取鍋傾動機構と直動機構を連接する方法は、本実施形態の一例を示す図１〜３に限定されるものではなく、図６（ａ）〜（ｃ）のような形態も含まれることは言うまでもない。なお、図６（ａ）では直動手段１４を伸ばすことによって注湯取鍋３１を傾動し、図６（ｂ）および（ｃ）では直動手段１４を縮めることによって傾動するが、本発明の範囲に含まれる。

さらに、本実施形態における注湯取鍋の搬送装置の変形例を図７に示す。図７は、注湯取鍋３１の底面が台車２の上面よりも低い位置に設置され、且つ図１よりもさらに低い位置（軌道１の設置面よりも低い位置）に設置可能であることを示す変形例であり、注湯位置が軌道の設置される床面に極めて近い高さの場合には、２本の軌道の間の床面を掘下げて低く形成し、注湯取鍋３１の底面が床面と接触しないようにして運搬することも可能である。この場合、本実施形態における注湯取鍋の搬送装置の基本的な構造は同じであるが、台車２の高さ、車輪６の直径、取鍋傾動アーム２３の形を調整することによって対応することができる。

１ 軌道
２ 台車
３ モータ
４ モータ軸スプロケット
５ 車輪軸スプロケット
６ 車輪
７ チェーン
８ モータ据付台座
１１ ベース
１２ 直動手段取付台座
１３ 直動手段取付軸
１４ 直動手段
２１ 取鍋傾動軸台座
２２ 取鍋傾動軸
２３ 取鍋傾動アーム
２４ 取鍋連結座
２５ 傾動アーム
２６ 直動機構連接軸
３１ 注湯取鍋
３２ 注湯口
３３ 保温カバー
３４ 取鍋連結棒

Claims (3)

1. 軌道、該軌道上を走行する台車と、該台車を走行させる台車の走行機構と、該台車上に設けられた注湯機構と、を備え、溶解設備で溶解された鋳鉄、鋳鋼などの溶湯を、溶解設備から離れた位置にある鋳型、遠心鋳造装置、自動注湯装置、保持炉などの次工程まで搬送して注湯するための注湯取鍋の搬送装置において、
   前記台車の走行機構は、モータと、該モータのモータ軸スプロケットと、該モータ軸スプロケットにチェーンによって連結された車輪軸スプロケットと、該車輪軸スプロケットに軸支えられた車輪と、を備え、
   前記注湯機構は、注湯取鍋と、該注湯取鍋を支持固定するとともに一端に支点を有する取鍋傾動機構と、該取鍋傾動機構に連接される直動機構と、を備え、
   前記取鍋傾動機構は、取鍋傾動軸台座、取鍋傾動軸、取鍋傾動アーム、取鍋連結座、傾動アーム、直動機構連接軸からなり、取鍋傾動軸台座は台車上に固定され、取鍋傾動軸は取鍋傾動軸台座によって回転可能に支持され、取鍋傾動軸と取鍋傾動アームおよび傾動アームは固定して結合され、取鍋連結座は取鍋傾動アーム上に固定され、傾動アームと直動機構が直動機構連接軸によって連接され、
   前記直動機構は、ベース、直動手段取付台座、直動手段取付軸、直動手段からなり、ベースは台車上に固定され、直動手段取付台座はベース上に固定され、直動手段と直動手段取付台座は直動手段取付軸によって回転可能に支持され、
   前記注湯取鍋は、その底面が前記台車の上面よりも低い位置に取り付け可能に設けられることを特徴とする注湯取鍋の搬送装置。
2. 前記の直動手段が、電動シリンダー、油圧シリンダー、空圧シリンダーから選ばれるいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の注湯取鍋の搬送装置。
3. 前記の注湯取鍋が、取鍋内面の側面下方に開口して上方に連通した円筒形状の注湯口と、溶湯の温度低下を低減するための保温カバーと、断面が矩形である取鍋連結棒を備えており、取鍋連結棒は取鍋傾動アームに固定された断面が矩形である取鍋連結座で支持固定されることを特徴とする請求項１に記載の注湯取鍋の搬送装置。