JP5831884B2

JP5831884B2 - 取鍋搬送システム

Info

Publication number: JP5831884B2
Application number: JP2012509269A
Authority: JP
Inventors: 恭一谷村; 隼平鎌本; 政則佐川; 文男堀田
Original assignee: Denka Co Ltd; Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2030-08-10
Also published as: CN102869589A; EP2557058A1; WO2011125240A1; CN102869589B; JPWO2011125240A1; EP2557058B1; EP2557058A4

Description

本発明は取鍋搬送システムに関し、更に詳しくは、カルシウムカーバイド製造炉のタップ口から溶融した製品（カルシウムカーバイド）を受け取る取鍋を、炉周囲の製品受取領域と、炉から離れた製品降ろし領域との間にワイヤー牽引方式で搬送するためのシステムに関する。

カルシウムカーバイド（以下単に「カーバイド」ともいう）は、石灰とコークスの混合物を電気炉内で２０００℃以上に加熱して製造される。炉内で溶融している製品は、タップ口から複数の取鍋に順次受け取られ、これら取鍋は台車を介して製品降ろし領域に搬送され、ここで天井クレーン等を使用して取鍋から製品が降ろされる。その後、製品は、更なる冷却、粉砕等の処理にかけられる。製品降ろし領域で空になった取鍋は再びタップ口に搬送されて製品を受け取る。取鍋一枚の重量は一例として約１４００ｋｇであり、一枚の取鍋が一回で受け取る溶融カーバイドの重量は一例として約７００ｋｇであり、更に、大型炉では約百枚近くの取鍋を同時に搬送する必要がある。このような大重量物である取鍋群を搬送する方式として、実開昭５１−５７４８７号公報、特開平４−２３５８０８号公報等には、ループ状の軌道に沿って旋回可能に配設した無端アンカーチェーンに多数の取鍋用台車を連結し、アンカーチェーンを油圧駆動装置で旋回させることにより、取鍋群を軌道に沿って移動させるものが開示されている。しかし、このようなアンカーチェーン駆動方式は、牽引力は高いものの、設備費が嵩み、消費電力も大きい等の問題がある。そのため、取鍋が三十枚前後で済む比較的小型の炉では、取鍋を載せた台車をワイヤーで牽引するワイヤー牽引方式が採用されている。しかし、上記実開昭５１−５７４８７号全文公開公報第１頁末行〜第２頁第３行に「牽引設備としてワイヤーを使用した場合にはワイヤーを掛け替えなければならないために、操作上きわめて不便であり」と記載されるように、従来のワイヤー方式は、次に述べるように煩わしいワイヤーの掛け替えや軌道の切り替えが必要であった。

図３〜１１は従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。図中、参照番号１０１は水平断面円形のカーバイド製造炉であり、炉１０１は周方向１２０度間隔で三つのタップ口１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを有する。参照番号１２０は、長円ループ状に敷設された主軌道であり、主軌道１２０の下方（上下は図３等に基づく）の円弧部は、二つのタップ口１０２ａ、１０２ｂを通るが、残り一つのタップ口１０２ｃは通らない。そのため、タップ口１０２ｃを通る円弧状の副軌道１２０’が別途敷設され、副軌道１２０’と主軌道１２０の下方円弧部は炉１０１周囲に製品受取領域１２１を形成する。副軌道１２０’が主軌道１２０に接続する左右の接続部１５０Ｌ、１５０Ｒには軌道切替機構がそれぞれ設けられる。参照番号１１０Ａ、１１０Ｂは、複数の取鍋１１０’と各取鍋１１０’がそれぞれ載置される複数の台車１１０’（参照番号１１０’で取鍋と台車を表す）とからなる二組の鍋群を示し、各鍋群１１０Ａ、Ｂは、隣り合う台車１１０’間が連結されて一体的に移動可能となっている。なお、図３において、両鍋群１１０Ａ、１１０Ｂは、主軌道１２０の上方の円弧部に対応する製品降ろし領域１２２にあり、鍋群１１０Ａの取鍋１１０’は空の状態であり、鍋群１１０Ｂの取鍋１１０’は製品を積載している状態（製品を積載した取鍋１１０’を×印を付して表す）である。参照番号１１０”は、鍋群１１０Ａ、Ｂと切り離されて副軌道１２０’のタップ口１０２ｃ前に配置された二つの取鍋（及び台車）であり、これら取鍋１１０”は、閉鎖状態のタップ口１０２ｃが何らかの原因で破れて溶融製品が流出する場合に備えてここに置かれる。参照番号１４１、１４２、１４３は、それぞれワイヤー１３１、１３２、１３３を巻き取り及び繰り出すウインチであり、一端が後述するように鍋群１１０Ａ、１１０Ｂに連結されたワイヤー１３１、１３２、１３３をウインチ１４１、１４２、１４３で巻き取ることにより、鍋群１１０Ａ、１１０Ｂが主・副軌道１２０、１２０’に沿って移動させられる。参照番号１６０は、鍋群１１０Ａ、Ｂを主・副軌道１２０、１２０’に沿って牽引する方向にワイヤー１３１、１３２、１３３を掛け替えるためのワイヤー掛け替えホイルであり、主・副軌道１２０、１２０’内外に多数設けられる。

従来のワイヤー式取鍋搬送の一例として、図３において製品降ろし領域１２２で製品が降ろされて空の状態の鍋群１１０Ａを製品受取領域１２１に移動させてタップ口１０２ｃから製品を受け取った後、再び製品降ろし領域１２２に戻す手順を説明する。まず、図３に示すように、ウインチ１４１から延びるワイヤー１３１の一端を鍋群１１０Ａの時計回り方向（Ａ方向）先頭の台車１１０’に連結し、ワイヤー１３１をウインチ１４１で巻き取る。これにより、鍋群１１０Ａは主軌道１２０に沿ってＡ方向に移動し、鍋群１１０Ａが右側接続部１５０Ｒを越えた時点（図４参照）でウインチ１４１を停止し、鍋群１１０Ａの移動を止める。なお、鍋群１１０Ｂは製品降ろし領域１２２で製品が降ろされる。次に先のワイヤー１３１を鍋群１１０Ａから取り去り、図５に示すように、ウインチ１４２から延びるワイヤー１３２の一端を、鍋群１１０ＡのＡ方向先頭（反時計回り方向最後部）の台車１１０’に連結し、更に、右側接続部１５０Ｒの軌道を副軌道１２０’に切り替えた後、ワイヤー１３２をウインチ１４２で巻き取る。これにより、鍋群１１０Ａは図６に示すように右側接続部１５０Ｒから副軌道１２０’へと反時計回り方向に進行する。次いで、タップ口１０２ｃ前に口破れ対策のために残していた二つの取鍋・台車１１０”を鍋群１１０Ａの反時計回り方向先頭に連結して組み込んだ後、上記ワイヤー１３２を取り去り、図７に示すように、ウンチ１４３から延びるワイヤー１３３の一端を鍋群１１０Ａの反時計回り方向先頭の台車１１０’に連結し、ウインチ１４３でワイヤー１３３を間欠的に巻き取り、鍋群１１０Ａを副軌道１２０’に沿って反時計回り方向に移動させながら、各取鍋１１０’でタップ口１０２ｃから溶融製品を順次受け取る。なお、この際、鍋群１１０Ａの反時計回り方向最後方二台の取鍋・台車が鍋群１１０Ａから切り離され、タップ口１０２ｃに対する今後の口破れ対策用に空の状態でここに放置される（図８に参照番号１１０”で表す）。製品積載状態の鍋群１１０Ａは、ワイヤー１３３により更に牽引され、図８に示すように、事前に副軌道１２０’に切り替えられていた左側接続部１５０Ｌを通過して主軌道１２０の下方円弧部に至る。次いで、ワイヤー１３３を鍋群１１０Ａから取り去り、図９に示すようにウインチ１４１から延びるワイヤー１３１の一端を鍋群１１０ＡのＡ方向先頭の台車１１０’に連結し、更に左側接続部１５０Ｌを主軌道１２０に戻した後、ウインチ１４１を作動させて、鍋群１１０Ａを製品降ろし領域１２２までワイヤー１３１で牽引する（図１０参照）。これと同時並行で、鍋群１１０Ａから切り離したワイヤー１３３の一端を、製品降ろし領域１２２で待機している空の鍋群１１０ＢのＡ方向先頭の台車１１０’に連結し（図９参照）、ウインチ１４３を作動させて、鍋群１１０Ｂを製品受取領域１２１までワイヤー１３３で引っ張る（図１０参照）。この時、右側接続部１５０Ｒは主軌道１２０に戻されている。鍋群１１０Ｂは、タップ口１０２ｃの次の製品流出口となるタップ口（ここではタップ口１０２ａ）から順次製品を受け取る。その後、鍋群１１０Ｂからワイヤー１３３を外し、図１１に示すようにワイヤー１３１を鍋群１１０Ｂに連結して、ウインチ１４１を駆動して積載状態の鍋群１１０Ｂを降ろし領域１２２へと搬送する。

従来のワイヤー牽引方式では、上述したように、煩わしいワイヤーの掛け替えや軌道の切り替えが必要であり、また、二組の鍋群を別個独立に移動させるものであるため、取鍋搬送作業の効率が悪く、多数の人員を要した。

実開昭５１−５７４８７号公報特開平４−２３５８０８号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ワイヤーの掛け替えや軌道の切り替えが不要で、取鍋搬送作業の効率を高めることができるワイヤー牽引方式による取鍋搬送システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、カルシウムカーバイド製造炉のタップ口から溶融した製品を受け取る取鍋を、該タップ口を含む製品受取領域と、該炉から離れた製品降ろし領域との間に搬送するための取鍋搬送システムであって、製品受取領域と製品降ろし領域とを結ぶループ状の軌道と、複数の取鍋と各取鍋がそれぞれ載置される軌道を走行可能な複数の台車とからなり、隣り合う台車間が連結される第１鍋群と、複数の取鍋と各取鍋がそれぞれ載置される軌道を走行可能な複数の台車とからなり、隣り合う台車間が連結される、軌道において前記第１鍋群とは反対側に配置される第２鍋群と、第１鍋群の軌道における時計回り方向先頭の台車に連結した第１ワイヤーと、第２鍋群の反時計回り方向先頭の台車に連結した第２ワイヤーと、第１鍋群の時計回り方向最後部の台車と第２鍋群の反時計回り方向最後部の台車との間を弛みなく連結する連結ワイヤーと、第１ワイヤーを巻き取ることによって第１鍋群を製品受取領域から製品降ろし領域へかつ第２鍋群を製品降ろし領域から製品受取領域へと軌道に沿って時計回り方向に移動させる第１ウインチと、第２ワイヤーを巻き取ることによって第２鍋群を製品受取領域から製品降ろし領域へかつ第１鍋群を製品降ろし領域から製品受取領域へと軌道に沿って反時計回り方向に移動させる第２ウインチとを備えることを特徴とする取鍋搬送システムが提供される。

本発明では、第１鍋群が製品受取領域にある際、第２鍋群は製品降ろし領域にあり、この状態から第１ワイヤーを第１ウインチで巻き取ると、第１鍋群は第１ワイヤーに牽引されて軌道を時計回り方向に移動し始める。この第１鍋群の移動に伴い、連結ワイヤーが第２鍋群を時計回り方向に牽引して移動させる。この第２鍋群の移動に従って第２ウインチは第２ワイヤーを繰り出す。そして、第１鍋群が製品降ろし領域に到達したら第１ウインチを停止する。この際、第２鍋群は製品受取領域に達している。また、第２鍋群が製品受取領域にある際、第１鍋群は製品降ろし領域にあり、この状態から第２ワイヤーを第２ウインチで巻き取ると、第２鍋群は第２ワイヤーに牽引されて軌道を反時計回り方向に移動し始める。この第２鍋群の移動に伴い、連結ワイヤーが第１鍋群を反時計回り方向に牽引して移動させる。この第１鍋群の移動に従って第１ウインチは第１ワイヤーを繰り出す。そして、第２鍋群が製品降ろし領域に到達したら第２ウインチを停止する。この際、第１鍋群は製品受取領域に達している。従って、ワイヤーの掛け替え作業や軌道の切り替え作業は必要なく、また、第１及び第２鍋群が連結ワイヤーを介して連動する。

本発明の一実施形態において、前記カルシウムカーバイド製造炉は水平断面円形であり、周方向１２０度間隔で三つのタップ口を有する。この場合、製品の取り出し作業は三つのタップ口の一つから行われ、残りの二つのタップ口はタッピング開口作業、閉口作業等が行われるか、あるいは閉鎖される。

本発明では、前記第１ウインチと第２ウインチは単一の回転駆動源（モータ）を共有することができる。この場合、駆動機構のコストを下げることができる。更に、本発明では、前記第１及び第２ウインチは遠隔操作され得る。

本発明に係る取鍋搬送システムでは、上記のように構成したため、ワイヤーの掛け替えや軌道の切り替えが不要となり、また、第１鍋群と第２鍋群が連結ワイヤーを介して連動するため、取鍋搬送作業の効率を高め、作業要員を大幅に削減することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る取鍋搬送システムを概略的に示す平面説明図である。図２は、図１の状態から第１鍋群を製品降ろし領域へと移動させた状態を概略的に示す平面説明図である。図３は、従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。図４は、従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。図５は、従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。図６は、従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。図７は、従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。図８は、従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。図９は、従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。図１０は、従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。図１１は、従来のワイヤー牽引方式による取鍋搬送手順を概略的に示す平面説明図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は、本発明の一実施形態に係る取鍋搬送システムを概略的に示す平面説明図であり、該図中の参照番号１はカルシウムカーバイド製造用の電気炉である。炉１は水平断面円形で、周方向１２０度間隔で三つのタップ口２ａ、２ｂ、２ｃを有する。本システムは、タップ口２ａ、２ｂ、２ｃを含む炉１周囲の製品受取領域２１と、炉１から離れた製品降ろし領域２２との間に取鍋１０を搬送するためのものであり、多数（本実施形態において一例として三十枚）の取鍋１０及び各取鍋１０に一対一で対応する台車（以下、参照番号１０で台車も表す）を同数（十五）の二組に分けてなる第１鍋群１０Ａ及び第２鍋群１０Ｂと、第１及び第２鍋群１０Ａ及び１０Ｂの走行を案内するための歪なループ状の軌道２０と、第１及び第２鍋群１０Ａ及び１０Ｂを軌道２０に沿って移動させるためのワイヤー３１、３２、３３及びウインチ４１、４２を含む駆動機構とを備えている。第１及び第２鍋群１０Ａ、１０Ｂそれぞれは、隣り合う二つの台車１０同士が近接して連結され、進行方向先頭の台車１０をワイヤーで引っ張ることにより、後続の台車群も一体的に移動するように構成される。

軌道２０は、図１において第１鍋群１０Ａが配置される製品受取領域２１と、第２鍋群１０Ｂが配置される、軌道２０において製品受取領域２１とは反対側の製品降ろし領域２２とを結ぶように敷設される。軌道２０のループは真円、長円等であってもよいが、障害物を避ける必要がある等の軌道敷設環境に応じて、屈曲部がない限り、どのようなループ形状にも設計することができる。製品降ろし領域２２に対応する軌道部分の内側には、天井クレーン（図示せず）等を使用して取鍋１０から降ろした製品を更なる冷却、粉砕等するための製品処理スペースが確保される。

図１を参照して、第１鍋群１０Ａの軌道２０における時計回り方向（矢印Ａ参照）（以下「Ａ方向」という）の先頭の台車１０Ａには、第１ウインチ４１から供給された第１ワイヤー３１の先端が連結される。第１ウインチ４１は、製品受取領域２１と製品降ろし領域２２間の右側（左右は図１等に基づく）の軌道部分付近に設置される。第１ワイヤー３１は、第１ウインチ４１から軌道２０に沿って反時計回り方向（矢印Ｂ参照）（以下単に「Ｂ方向」という）に延び、第２鍋群１０Ｂの下を通って更にＢ方向に延びた後、第１鍋群１０Ａに接続する。また、第２鍋群１０ＢのＢ方向先頭の台車１０ｂには、第２ウインチ４２から供給された第２ワイヤー３２の先端が連結される。第２ウインチ４２は第１ウインチ４１に隣接して設置される。第２ワイヤー３２は、第２ウインチ４２から軌道２０に沿ってＡ方向に延び、第１鍋群１０Ａの下を通って更にＡ方向に延びた後、第２鍋群１０Ｂに接続する。更に、第１鍋群１０ＡのＡ方向最後部の台車１０ａ’と第２鍋群１０ＢのＢ方向最後部の台車１０ｂ’とが連結ワイヤー３３で弛みなく連結される。第１及び第２ウインチ４１、４２は、単一の回転駆動源であるモータ４３を共有する。また、図示はしないが、各ウインチ４１、４２は、ワイヤー３１、３２の巻き取り及び繰り出しを行うウインチドラムと、モータ４３の出力をウインチドラムに伝達可能なクラッチと、ウインチドラムの回転を止めるためのウインチブレーキとを含む。モータ４３及びクラッチは、遠隔操作によってＯＮ／ＯＦＦの切替が行われ、ワイヤー３１又は３２を巻き取る時のみウインチ４１又は４２のクラッチがＯＮにされ、ワイヤー３１又は３２を繰り出す時はクラッチはＯＦＦにされる。更に、クラッチをＯＮからＯＦＦに切り替えてワイヤー３１又は３２の巻き取りを停止すると、ウインチブレーキが自動的に作動してウインチドラムの回転を止める。

次に、上述した取鍋搬送システムの使用状態を説明する。電気炉１からの製品取り出し作業は、タップ口２ａ、２ｂ、２ｃのうちの一つのみから行われ、この際、他の二つのタップ口はタッピング開口作業、閉口作業等が行われるか、あるいは閉鎖される。図１において、第１鍋群１０Ａは製品受取領域２１にてタップ口２ａから各取鍋１０が溶融製品を順次受け取った直後の積載状態であり（製品を積載した取鍋１０を×印を付して表す）、他方、第２鍋群１０Ｂは製品降ろし領域２２にて各取鍋１０から製品が降ろされた空の状態である。この状態から遠隔操作により第１ウインチ４１のクラッチをＯＮにし、第２ウインチのクラッチはＯＦＦのままとする（モータ４３はＯＦＦ状態の場合のみＯＮにされる）。第１ウインチ４１が第１ワイヤー３１を巻き取り始め、これに伴い、第１ワイヤー３１が第１鍋群１０Ａを軌道２０に沿ってＡ方向に牽引して移動させる。この第１鍋群１０ＡのＡ方向への移動に伴い、連結ワイヤー３３が第２鍋群１０Ｂを引っ張って軌道２０をＡ方向に移動させる。このように第２鍋群１０ＢがＡ方向に移動する際、クラッチがＯＦＦ状態でモータ４３の出力部から切り離されている第２ウインチ４２は惰性的に第２ワイヤー３２を放出する。なお、図示はしないが、ウインチから放出されるワイヤーの弛みを防ぐためにワイヤー緊張装置が設けられている。そして、図２に示すように、第１鍋群１０Ａが製品降ろし領域２２に、第２鍋群１０Ｂが製品受取領域２１に到達したら第１ウインチ４１を停止する。次いで、第１ウインチ４１を間欠的に作動させながら第２鍋群１０ＢのＡ方向先頭の台車１０Ａから次の製品受取用のタップ口（例えばタップ口２ｃ）から製品を順次受け取る。第１鍋群１０Ａは製品の降ろし作業が行われる。

図２の状態から第１鍋群１０Ａを製品受取領域２１に、第２鍋群１０Ｂを製品降ろし領域２２に移動させる場合は、第２ウインチ４２を作動させて第２ワイヤー３２により第２鍋群１０ＢをＢ方向に引っ張るようにする。これにより、第１鍋群１０Ａは第２鍋群１０Ｂにより連結ワイヤー３３によってＢ方向に引かれ、この際、第１ワイヤー３１は第１ワイヤーを放出する。

以上のように、本実施形態に係る取鍋搬送システムでは、ワイヤーの掛け替え作業や軌道の切り替え作業を必要とせず、また、第１鍋群１０Ａと第２鍋群１０Ｂを連結ワイヤー３３を介して連動させることができるため、取鍋搬送作業の効率を高めることができ、作業員も駆動機構のオペレータ一人で済む。更に、第１及び第２ウインチ４１、４２及びモータ４３を含む駆動機構を遠隔操作することが可能となる。

１カーバイド製造用の電気炉
２ａ、２ｂ、２ｃタップ口
１０取鍋（台車）
１０Ａ第１鍋群
１０Ｂ第２鍋群
２０軌道
２１製品受取領域
２２製品降ろし領域
３１第１ワイヤー
３２第２ワイヤー
３３連結ワイヤー
４１第１ウインチ
４２第２ウインチ
４３モータ

Claims

カルシウムカーバイド製造炉のタップ口から溶融した製品を受け取る取鍋を、該タップ口を含む製品受取領域と、該炉から離れた製品降ろし領域との間に搬送するための取鍋搬送システムであって、
製品受取領域と製品降ろし領域とを結ぶループ状の軌道と、
複数の取鍋と各取鍋がそれぞれ載置される軌道を走行可能な複数の台車とからなり、隣り合う台車間が連結される第１鍋群と、
複数の取鍋と各取鍋がそれぞれ載置される軌道を走行可能な複数の台車とからなり、隣り合う台車間が連結される、軌道において前記第１鍋群とは反対側に配置される第２鍋群と、
第１鍋群の軌道における時計回り方向先頭の台車に連結した第１ワイヤーと、
第２鍋群の反時計回り方向先頭の台車に連結した第２ワイヤーと、
第１鍋群の時計回り方向最後部の台車と第２鍋群の反時計回り方向最後部の台車との間を弛みなく連結する連結ワイヤーと、
第１ワイヤーを巻き取ることによって第１鍋群を製品受取領域から製品降ろし領域へかつ第２鍋群を製品降ろし領域から製品受取領域へと軌道に沿って時計回り方向に移動させる第１ウインチと、
第２ワイヤーを巻き取ることによって第２鍋群を製品受取領域から製品降ろし領域へかつ第１鍋群を製品降ろし領域から製品受取領域へと軌道に沿って反時計回り方向に移動させる第２ウインチとを備えることを特徴とする取鍋搬送システム。
前記カルシウムカーバイド製造炉は水平断面円形であり、周方向１２０度間隔で三つのタップ口を有する請求項１の取鍋搬送システム。
前記第１ウインチと第２ウインチは単一の回転駆動源を共有する請求項１又は２の取鍋搬送システム。
前記第１及び第２ウインチは遠隔操作される請求項３の取鍋搬送システム。