JP6029498B2 - ロングノズル支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造設備で用いるロングノズルを支持するロングノズル支持装置に関する。

一般に、連続鋳造設備では、取鍋により運ばれてきた溶鋼がロングノズルを介して、タンディッシュに注がれる。このロングノズルは、耐火物製で形成された長尺の注入ノズルであって、このノズルの上部を取鍋の底部に備えられた溶鋼注入口（スライドバルブ） に装着し、タンディシュ内に溶鋼を注ぐものである。
また、取鍋内の溶鋼が全てタンディッシュに注がれると、ロングノズルを取鍋の底部のスライディングノズルから離脱し、溶鋼が満たされた取鍋の底部のスライドバルブに装着して、タンディシュ内に溶鋼を注ぐ。ロングノズルを取鍋毎に再使用または交換することによって、連続的に鋳造することができる。

このように、ロングノズルを取鍋底部のスライドバルブに装着したり、取り外したりする際には、ロングノズル支持装置が用いられる。
斯かるロングノズル支持装置の構造を開示する文献としては、特許文献１に開示されたものがある。
特許文献１は、レードルカーの昇降デッキ上に支柱を設け、この支柱に、水平回動自在に第１アームを取付けるとともに、この第１アームの先端部上側に、水平回動自在に旋回座を取付け、さらに、この第１アームの先端部下側に、前記旋回座と同心回動自在に第２アームを取付ける一方、エアシールパイプ（ロングノズル）を揺動自在に支持したビームの中間点を前記旋回座に、上下方向に回動自在に支持し、また、前記第２アームの先端に、軸線方向を垂直とし、かつ中間停止及び停止保持自在なシリンダを取付け、このシリンダのロッドを前記ビームに連結しているエアシールパイプ（ロングノズル）支持装置を開示する。

また、特許文献１のロングノズル支持装置以外に、ロングノズル支持装置としては、特許文献２〜６のものがある。

実開昭５７−２６９５３号公報 実開平４−９４１４３号公報 実開平３−３１０６４号公報 特開昭６３−２５４３号公報 特開昭６２−１６８６６１号公報 実公昭６１−４５９６８号公報

特許文献１のロングノズル支持装置においては、同文献の図３に示すように、第１アーム（第１リンク部材）先端がロングノズルを把持するビーム（ロングノズル支持部材）の中途部に取り付けられ、第１アームの基端がレードルカーの昇降デッキに設けられた支柱（旋回装置）に取り付けられている。この支柱が旋回中心となって、第１アームを介して、ビームを水平方向に回動させている。

しかしながら、特許文献１に開示されたようなロングノズル支持装置では、第１アームのみでリンクを構成し、ビームを回動させている。単リンクによる回動は自由度が大きいため、ロングノズル支持装置の操作性が悪くなり、ロングノズルを取鍋に装着する際の目標位置が定め難いという問題がある。即ち、ロングノズルを取鍋に装着する際の目標を定めるためにロングノズルを把持するビームをビームの長手方向に沿って前後進運動のみを与えようとしても、第１アームが支柱を中心に旋回するためビームの前後進運動に第１アームの旋回運動が加わり、更にビームの中途部の第１アームとの接合点が回動自在である
ためビームそのものが中途部を中心に回動してしまう。即ち、特許文献１のロングノズル支持装置は、ビームの「前進運動・後退運動」に第１アームの基端部を中心とする「円弧運動」が合成された複雑な動作になる。そのため、ロングノズル支持装置の操作性が悪くなるばかりか、ロングノズルの上面とスライドバルブ（取鍋ノズル）の下面とが接する密着面において、スライドバルブの動き（ロングノズルの直線運動）に伴い、これら面同士がずれる回転摺動運動が生じてしまうという問題がある。この回転摺動運動は、スライドバルブとの密着面においてのロングノズルのシール性を悪化させる虞がある。ゆえに、連続鋳造における鋳片の品質を低下させる虞がある。

この回転摺動運動を解決するために、ロングノズル支持装置の旋回軸心をスライドバルブの直線運動と直交する位置に配置すれば、ロングノズルとスライドバルブとの密着面での回転摺動運動が軽減するようになるが、その場合、取鍋の旋回範囲外に支柱を配置せざるを得ないのでビームの中途部の支点が取鍋から離れた位置となりビームの中途部の中央を支点にすることができず、ビームの先端側が基端側より長尺となった状態で支持される構成となり、ビームのバランス性が低下する。加えて、ロングノズルを取鍋に装着する際の目標を定めるためにビームの基端側を移動して調整するが、ビーム先端側ではその調整量が増幅されるので微調整が困難になる。そのため、ロングノズル支持装置の操作性が悪くなり、ロングノズルを取鍋に装着する際の目標位置が定め難いという問題がある。

また、特許文献２には、第１アーム（第１リンク部材）に第２アーム（第２リンク部材）を加えたロングノズル支持装置が開示されているが、リンクの支持点のいずれかの回動を停止させないと、ロングノズル保持バーの位置が定めることができない。すなわち、ロングノズル保持バー、第１アーム及び第２アームが、フリーの状態（不安定で無秩序な状態）である。ゆえに、ロングノズルを取鍋に装着する際の目標位置が定め難いという問題がある。更に、ロングノズルを取鍋に装着した後も、第１アーム及び第２アームがフリーの状態（夫々個別に無秩序に運動する）であるため、ロングノズル保持バーの取鍋方向の先端部はロングノズルがスライドバルブに接合しているので位置が定まるが、ロングノズル保持バーの中途部や基端部の位置が定まらないという問題がある。即ち、第１アームと第２アームとの接合部が自在に屈曲でき第１アームと第２アームとが成す角度が定まらない。このため、ロングノズルとスライドバルブとの接合部を中心にロングノズル保持バーが自在に回動することができロングノズル保持バーの位置が定まらないという問題がある。

また、上記したようなリンク機構に替えて、スライド機構（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６）を採用することが考えられるが、スライド機構はリンク機構よりもロングノズル支持部材の抵抗が大きくなる傾向があり、ロングノズル支持装置を操作するのが困難となる場合が発生する。
そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、ロングノズルを取鍋に装着する際に、目標位置が定め易いといった良好の操作性を有するロングノズル支持装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係るロングノズル支持装置は、取鍋内の溶鋼をタンディッシュに注入する際に用いられるロングノズルを把持するロングノズル把持アームと、前記ロングノズル把持アームを支持するとともに当該ロングノズル把持アームを上下方向に回動自在に旋回させるロングノズル支持部材と、前記ロングノズル支持部材を、前記取鍋に備えられたスライドバルブの可動プレートがスライドする方向である前後方向への動作が可能なように支持するリンク部と、前記リンク部を垂直軸心周りに回動自在に旋回させる旋回装置と、を有し、前記リンク部は、第１リンク部材と第２リンク部材と第３リンク部材とを有し、前記第１リンク部材は、当該第１リンク部材のいずれかの部位が固定側に対して垂直軸心周りに回動自在に連結されるとともに、先端部が前記第２リンク部材の基端部に垂直軸心周りに回動自在に連結されており、前記第２リンク部材は、その先端部が前記ロングノズル支持部材に垂直軸心周りに回動自在に連結されており、前記第３リンク部材は、その基端部が前記第１リンク部材に垂直軸心周りに回動自在に連結されるとともに先端部が前記ロングノズル支持部材に垂直軸心周りに回動自在に連結されていることを特徴とする。

好ましくは、前記リンク部と前記ロングノズル支持部材とは、平行リンク機構を構成しており、前記第１リンク部材のいずれかの部位が前記平行リンク機構の旋回中心となっているとよい。
好ましくは、前記ロングノズル支持部材の後端部には、前記ロングノズル支持部材を回動させるとともに前後方向に動作させる操作部が備えられていて、前記操作部は平行リンク機構を回動させる力点部、及び／又は、前記旋回装置を旋回させる力点部となっているとよい。

好ましくは、前記操作部は、前記ロングノズル支持部材を挟んで平行リンク機構の反対側に備えられているとよい。
好ましくは、前記ロングノズル把持アームの基端部は、前記ロングノズル支持部材の先端に水平軸心周りに回動自在に枢支されているとよい。
好ましくは、前記ロングノズル支持部材には、取鍋の底部に対してロングノズルを付勢するロングノズル押当て機構が備えられているとよい。

好ましくは、前記ロングノズル支持部材には、連続鋳造中において取鍋の底部に装着されたロングノズルを取鍋の底部から脱落させないようにするロングノズル脱落防止機構が備えられているとよい。

本発明のロングノズル支持装置によれば、ロングノズル支持部材の旋回運動と直線運動とを個別に操作することができ、ロングノズルを取鍋に装着する際に目標位置が定め易いといった良好の操作性を実現できる。

本発明のロングノズル支持装置を示した図である。 本発明のロングノズル支持装置の直線方向の動作を示した図である。 本発明のロングノズル支持装置に用いられるリンク部の変形例を示し、そのロングノズル支持装置の直線方向の動作を示した図である。 本発明のロングノズル支持装置に用いられるリンク部の変形例を示し、そのロングノズル支持装置の直線方向の動作を示した図である。 本発明のロングノズル支持装置の旋回方向の動作を示した図である。 本発明のロングノズル支持装置を用いて、ロングノズルを取鍋に装着する状況を示した概略図である。 連続鋳造設備の概略構成を示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、図を基に説明する。
以下、本実施形態に係るロングノズル支持装置１を説明する前に、本実施形態のロングノズル支持装置１で支持されるロングノズル３６が配備された連続鋳造設備３０の説明を行う。
図７には、本実施形態の鋳片引抜装置が備えられる連続鋳造設備３０の概略が示されている。

図７に示される連続鋳造設備３０は、多ストランド用の湾曲型の連続鋳造設備３０であり、鋳型３１の下端から引き抜かれた鋳片３２（ブルーム、ビレット、スラブ）は、始めは垂直方向に引き抜かれるが、複数のサポートロール３３で支持されつつ緩やかに曲げられ、最後は水平方向に引き抜かれるようになる。つまり、連続鋳造設備３０は、鋳型３１の下端を始端部として湾曲状にパスラインが終端部まで延びている。

図７に示すように、連続鋳造設備３０は、溶鋼が満たされた取鍋３７と、取鍋３７内の溶鋼を一時的に蓄え鋳型３１へ注入するタンディッシュ３４と、溶鋼を鋳造する鋳型３１と、鋳型３１から出たブルーム等の鋳片３２を支えつつ移送する複数のサポートロール３３とを有している。また、パスラインの中途部から終端部の間の複数位置に鋳片引抜装置（図示せず）が配備されている。

このような構成の連続鋳造設備３０では、取鍋３７により運ばれてきた溶鋼がロングノズル支持装置１に支持されたロングノズル３６を介してタンディッシュ３４に注がれ、注がれた溶鋼はタンディッシュ３４に設けられた浸漬ノズル３５を介して鋳型３１に注入される。鋳型３１では注入された溶鋼が冷却（１次冷却）され、その表面部のみが凝固した状態の鋳片３２となって、鋳型３１下部から引き抜かれる。

下方に引き抜かれた鋳片３２は、各サポートロール３３で保持されながら、鋳片引抜装置が配備された湾曲状のパスラインの始端部から終端部に向けて通過する。その時、鋳片３２はパスラインを通過している間に冷却（２次冷却）されている。そして、冷却されて水平になった鋳片３２は、下流側に備えられたガス切断機（図示せず）で所定の長さに切断され、鋳片３２が形成される。

なお、連続鋳造設備３０では、同一鋼種の鋳造を連続的に行うことはもちろん、鋼種の異なる溶鋼を連続的に供給し、成分の異なった鋳片３２が連なるように製造することもある。
図１に示すように、本発明に係るロングノズル支持装置１は、長尺の溶鋼注入ノズル、すなわちロングノズル３６を溶鋼で満たされた取鍋３７の底部にあるスライドバルブ３８（溶鋼注入孔）に装着し、その位置で支持するためのものである。

ロングノズル支持装置１は、取鍋３７内の溶鋼をタンディッシュ３４に注入する際に用いられるロングノズル３６を把持するロングノズル把持アーム２と、このロングノズル把持アーム２を支持するとともに水平軸心周りに回動自在に旋回させるロングノズル支持部材３と、このロングノズル支持部材３を垂直軸心（上下軸心）周りに回動自在に動作させるリンク部４と、このリンク部４を垂直軸心周りに回動自在に旋回させる旋回装置８と、を備えている。

図１（ａ）は、本発明のロングノズル支持装置１を平面から見た図（平面図）であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ部分だけを断面にした図（正面図）である。以降、説明において、図１（ａ）における上下方向をロングノズル支持装置１の右左方向とし、図１（ａ）における左右方向をロングノズル支持装置１の前後方向とする。図１（ａ）の紙面貫通方向をロングノズル支持装置１の上下方向とする。

図１（ｂ）に示すように、ロングノズル把持アーム２は、前後方向に長尺のビーム部材であって、正面視でＳ字状に屈曲するように形成されている。すなわち、ロングノズル把持アーム２は、その基端側から略水平に延び、その後、下方に突出するように延び、先端部が再び略水平に延びるような構成となっている。そのため、ロングノズル把持アーム２の先端は、基端（後端）に対して下方に位置する。

ロングノズル把持アーム２の先端は、平面視で、二股（Ｙ字状）に分岐されている。また、正面視で、鉤状（Ｕ字状）の切り欠き部１３が形成されている。切り欠き部１３は、上下方向に切り欠かれていて、ロングノズル３６を保持するロングノズル保持ホルダ１４に設けられた突起を掛け止めすることができるようになっている。ゆえに、ロングノズル３６を下方に向けて吊下することができるようになっている。切り欠き部１３に掛け止めされたロングノズル３６は、その突起を中心として回動自在になっている。

ロングノズル把持アーム２の基端には、水平方向の軸孔が形成されていて、この軸孔にロングノズル把持アーム２を枢支する枢支軸１５が挿入されるようになっている。ロングノズル把持アーム２の基端は、枢支軸１５を介して、後述するロングノズル支持部材３の先端と連結されるようになっている。
ロングノズル支持部材３は、ロングノズル把持アーム２と略同じ長さであり、且つ内部が空洞とされた筒部材であって、先端が後端に比べて大きく開口されている。この先端には、ロングノズル把持アーム２の基端が挿入されるようになっている。ロングノズル支持部材３の先端の側面には、ロングノズル把持アーム２の軸孔の内周面と同一の内周面を有した貫通孔が形成されていて、軸孔と貫通孔とが同一軸線上となっている。これにより、枢支軸１５が貫通するように内挿され、ロングノズル支持部材３とロングノズル把持アーム２とが回動自在に連結されるようになっている。

ロングノズル支持部材３には、リンク部４を回動自在に連結する第１孔及び第２孔が形
成されている。第１孔は、ロングノズル支持部材３の先端に形成され、上下方向に貫通するようになっている。第２孔は、ロングノズル支持部材３の中途部の上部に形成されている。
また、ロングノズル支持部材３の先端上部には、ロングノズル把持アーム２を上下方向に回動自在に動作させる昇降装置１０が備えられている。昇降装置１０は、駆動軸１７が伸縮する油圧シリンダで構成されており、駆動軸１７が本体部１８内を摺動するようになっている。昇降装置１０は、その本体部１８が前側に上方傾斜するように取り付けられている。昇降装置１０の本体中途部がロングノズル支持部材３の先端に立設された取付部１６に回動自在に接合され、昇降装置１０の駆動軸１７（ロッド軸）の先端がロングノズル把持アーム２の基端に取り付けられている。駆動軸１７が伸縮することで、ロングノズル把持アーム２が枢支軸１５の軸心周りに上下方向に回動するようになっている。

なお、本実施形態では、昇降装置１０をロングノズル支持部材３に設けて説明したが、これに限定されず、昇降装置１０をロングノズル把持アーム２に配備してもよい。例えば、本体部１８をロングノズル把持アーム２から支持して駆動軸（ロッド軸）１７の先端をロングノズル支持部材３に取り付けてもよい。また、本実施形態では、昇降装置１０は油圧シリンダを用いているが、エアシリンダなどを用いてもよい。

また、ロングノズル支持部材３には、取鍋３７のスライドバルブ３８に対してロングノズル３６が上方に付勢されるロングノズル押当て機構１１が備えられている。
ロングノズル押当て機構１１は、上記したロングノズル把持アーム２を昇降させる昇降装置１０によって稼働されるものであって、取鍋３７のスライドバルブ３８とロングノズル３６の上面とを密着するように面接触させるものである。すなわち、昇降装置１０の駆動軸１７が伸長することで、ロングノズル把持アーム２の基端は下方向へ押し下げられ、それに伴い、ロングノズル把持アーム２は枢支軸１５周りに回動して、ロングノズル３６を把持するロングノズル把持アーム２の先端は、上方へと押し上げられるようになる。昇降装置１０の駆動軸１７が伸長することで、取鍋３７のスライドバルブ３８に対してロングノズル３６を密着させるようになる。

昇降装置１０で構成されるロングノズル押当て機構１１は、連続鋳造中において重要な機構であり、取鍋３７のスライドバルブ３８とロングノズル３６の上面との隙間から溶鋼を流出させないようにロングノズル３６を支持している。すなわち、ロングノズル押当て機構１１は、ロングノズル把持アーム２に吊下されたロングノズル３６の上面を取鍋３７のスライドバルブ３８に押し当てるようになっている。

また、ロングノズル支持部材３には、連続鋳造中において油圧系のトラブルなどによって昇降装置１０が作動不良になったとしても取鍋３７のスライドバルブ３８に装着されたロングノズル３６を取鍋３７のスライドバルブ３８から脱落させないようにするロングノズル脱落防止機構１２が備えられている。
ロングノズル脱落防止機構１２は、ロングノズル支持部材３の内部に配備されており、昇降装置１０が何らかのトラブルにより機能しなくなった場合、ロングノズル把持アーム２の先端が下がらないようにするものである。ロングノズル脱落防止機構１２は、枢支軸１５の外周面周りに嵌着されたスプロケット１９と、スプロケット１９の歯部に掛け止めされるチェーン２０と、そのチェーン２０を引っ張るスプリング２１（コイルバネ）と、を有している。

ロングノズル脱落防止機構１２は、チェーン２０をスプリング２１で後方に引っ張るようになっており、チェーン２０の引っ張りによってスプロケット１９が正面視で時計回りに回動するようになり、それに伴ってロングノズル３６が吊下されたロングノズル把持アーム２の先端が下がらないようになっている。
また、ロングノズル支持部材３は、後述するリンク部４を介して、上下軸心周り（垂直軸心周り）に回動自在に旋回するようになっている。

図１に示すように、リンク部４は、第１リンク部材５と第２リンク部材６と第３リンク部材７とを有し、ロングノズル支持部材３を前後方向及び旋回方向に回動させるようになっている。
第１リンク部材５は、ロングノズル支持部材３の前後方向に略半分程度の長さで形成された短尺のビーム部材であり、その先端部には第１リンク部材孔が形成されている。なお、第１リンク部材５の前側を先端部とし、後側を基端部とする。第１リンク部材５の基端部又は中途部は、床面Ｆから立設された太径の心棒に、ベアリングを介して、回動自在に嵌合されている。また、第１リンク部材孔とリンク軸２２によって、第１リンク部材５の先端部が第２リンク部材６の基端部に回動自在に連結されるようになっている。また、図１（ａ）に示すように、本実施形態では、第１リンク部材５は、先端部が基端部に比べてやや先細るように形成されている。

なお、本実施形態では、第１リンク部材５の基端部又は中途部を旋回中心として説明したが、第１リンク部材５の旋回中心は第１リンク部材５のいずれかの部位にあってもよい。例えば、第１リンク部材５の中心線（リンク軸２２とリンク軸２２を結ぶ線）からオフセットした位置を旋回中心にすることもできるし、第１リンク部材５の中心線（リンク軸２２とリンク軸２２を結ぶ線）の延長線上であってもよいし、第１リンク部材５の先端部であってもよい。

第１リンク部材５は、ロングノズル支持部材３の一方側（左側）に所定の間隔を空けて配備されており、平面視で、第１リンク部材５の長手方向がロングノズル支持部材３と平行になるように配置されている。また、第１リンク部材５の先端部とロングノズル支持部材３先端とが、左右（水平）方向で、同一直線上に並んで配置されている。第１リンク部材孔の中心と第１リンク部材５の基端部の中心とを結ぶ直線の距離と、ロングノズル支持部材３の先端に開口された第１孔の中心と中途部に開口された第２孔の中心とを結ぶ直線の距離は同じである。

なお、本実施形態では、第１リンク部材５をロングノズル支持部材３の前後方向に略半分程度の長さで形成された短尺のビーム部材として説明したが、第１リンク部材５の長さ及び幅は、これに限定されず、第１リンク部材５を長尺のビーム部材などを用いてもよい。例えば、第１リンク部材５をロングノズル支持部材３と平行に配置し、且つロングノズル支持部材３の前後方向にほぼ同じ長さ乃至は若干長いビーム部材としてもよい。

第２リンク部材６は、第１リンク部材５と略同程度の長さで形成された短尺のビーム部材であり、その両端部には第２リンク部材孔がそれぞれ形成されている。なお、第１リンク部材５と第２リンク部材６とが連結されている側を基端部とし、その反対側を先端部とする。なお、先端部の第２リンク部材孔を第２リンク部材孔ａとし、基端部の第２リンク部材孔を第２リンク部材孔ｂとする。

この第２リンク部材孔は、第２リンク部材６を連結するためのリンク軸２２が内挿されるようになっている。この第２リンク部材孔ｂとリンク軸２２によって、第２リンク部材６の基端部が第１リンク部材５の先端部に回動自在に連結されるようになっている。また、同様に、第２リンク部材孔ａとリンク軸２２によって、第２リンク部材６の先端部がロングノズル支持部材３の先端に回動自在に連結されるようになっている。

第２リンク部材６の先端部は、図示はしていないが、上下方向に二股（コ字状）に形成されており、ロングノズル支持部材３に対して上下方向から挟むように連結されている。そのため、第２リンク部材孔ａは、上下に分割された状態であり、上側と下側にそれぞれリンク軸２２が内挿されるようになっている。そして、第２リンク部材孔ａの上側とロングノズル支持部材３の上側の第１孔とがリンク軸２２で連結され、第２リンク部材孔ａの下側とロングノズル支持部材３の下側の第１孔とが別のリンク軸２２で連結されている。

なお、本実施形態では、第２リンク部材６の先端部は、ロングノズル支持部材３の先端に回動自在に連結されているが、ロングノズル支持部材３の長手方向のいずれかの場所に連結されていてもよい。
第３リンク部材７は、第２リンク部材６と同じ長さであって、第１リンク部材５及び第２リンク部材６に比べて細い棒材で形成されている。第３リンク部材７の両端部には、第３リンク部材孔がそれぞれ形成されている。なお、第１リンク部材５と第３リンク部材７とが連結されている側を基端部とし、その反対側を先端部とする。なお、先端部の第３リンク部材孔を第３リンク部材孔ａとし、基端部の第３リンク部材孔を第３リンク部材孔ｂ
とする。

この第３リンク部材孔は、第３リンク部材７を連結するためのリンク軸２２が内挿されるようになっている。この第３リンク部材孔ｂとリンク軸２２によって、第３リンク部材７の基端部が第１リンク部材５の基端部に回動自在に連結されるようになっている。また、同様に、第３リンク部材孔ａとリンク軸２２によって、第３リンク部材７の先端部がロングノズル支持部材３の中途部の第２孔に回動自在に連結されるようになっている。

第３リンク部材７は、第１リンク部材５及びロングノズル支持部材３の上部に配備されている。第３リンク部材７の基端部が第１リンク部材５の上部に回動自在に連結され、第３リンク部材７の先端部がロングノズル支持部材３の上部に回動自在に連結されている。第３リンク部材孔ａの中心と第３リンク部材孔ｂの中心とを結ぶ直線の距離と、第２リンク部材孔ａの中心と第２リンク部材孔ｂの中心とを結ぶ直線の距離とは同じである。

なお、本実施形態では、第３リンク部材７の先端部は、ロングノズル支持部材３の中途部に回動自在に連結されているが、第２リンク部材６の後方であって、ロングノズル支持部材３の長手方向のいずれかの場所に連結されていてもよい。また、後述するように、第３リンク部材７の基端部は、第１リンク部材５の基端部に回動自在に連結されているが、第１リンク部材５の長手方向のいずれかの場所に連結されていてもよい。

このように、リンク部４とロングノズル支持部材３は、平行リンク機構を構成したものである。つまり、第１リンク部材５とロングノズル支持部材３とが平行に配置され、第２リンク部材６と第３リンク部材７とが平行に配置されている。また、第１リンク部材５の基端部は、平行リンク機構の旋回中心となっている。
また、ロングノズル支持部材３の後端には、ロングノズル支持部材３を回動させる操作部９が備えられていて、この操作部９は平行リンク機構を回動させる力点部となっている。操作部９は、ロングノズル支持部材３を挟んで平行リンク機構の反対側、すなわち旋回装置８の反対側に備えられている。このように操作部９をロングノズル支持部材３の後端からオフセットして配置することで、ロングノズル３６を取鍋３７のスライドバルブ３８に装着する際のロングノズル把持アーム２の視認性を向上させている。

旋回装置８は、第１リンク部材５の下部に配備されており、床面Ｆ上に固定されている。旋回装置８は、第１リンク部材５の基端部と連結されており、ロングノズル支持装置１を支持するものなっている。旋回装置８は、第１リンク部材５を垂直軸心周りに回動させて、ロングノズル支持部材３を旋回方向に駆動させている。第１リンク部材５の回動に伴って、第２リンク部材６及び第３リンク部材７も垂直軸心周りに回動するようになる。旋回装置８の操作は、ロングノズル支持部材３の後端に設けられた操作部９で行われる。なお、この旋回装置８は、何らかの動力源を用いて旋回させる（駆動させる）装置であってもよいし、オペレータが手動で操作部９を操作するとともに、旋回させる装置であってもよい。

次に、上述したロングノズル支持装置１の動作について、説明する。
図２は、ロングノズル支持装置１の前後方向の直線運動を示した図である。
図２（ａ）には、ロングノズル３６が取鍋３７のスライドバルブ３８に装着された際のロングノズル支持装置１が示されている。このときのロングノズル支持装置１は、ロングノズル支持装置１の前側先端（ロングノズル把持アーム２の先端）が取鍋３７のスライドバルブ３８の可動プレート２３の中央と重なり合うように配置されている。

このスライドバルブ３８の可動プレート２３の前方には、取鍋３７のスライドバルブ３８の可動プレートを駆動させるスライドバルブ用油圧シリンダ２４が配備され、スライドバルブ３８の可動プレート２３とスライドバルブ用油圧シリンダ２４とが互いに連結されている。図２（ａ）示すように、スライドバルブ用油圧シリンダ２４のピストン（斜線部分）がシリンダ中央に配置されている。この状態をスライドバルブ用油圧シリンダ２４のストロークの中間位置とする。

このとき、リンク部４は、平面視で、ほぼ長方形状をした状態であり、水平方向の軸心と第１リンク部材５とでなされる角度、水平方向の軸心とロングノズル支持部材３とでなされる角度、それぞれが９０．００°である。すなわち、第３リンク部材７は、水平方向
の軸心と同一直線上にある。
図２（ｂ）には、ロングノズル３６が取鍋３７のスライドバルブ３８に装着された際のロングノズル支持装置１が、図２（ａ）より前方に移動した状態、すなわちロングノズル把持アーム２の先端がスライドバルブ３８の可動プレート２３の中央よりｔ_１だけ前方に移動した状態が示されている。このとき、スライドバルブ用油圧シリンダ２４は、そのピストンが最も前方に移動した位置（ストロークエンド）に配置されている。この状態をスライドバルブ用油圧シリンダ２４のストロークの全開位置とする。

このとき、リンク部４は、平面視で、若干前方に傾斜した状態であり、水平方向の軸心とロングノズル支持部材３とでなされる角度、水平方向の軸心と第３リンク部材７とでなされる角度、それぞれが８９．９８°である。ロングノズル支持部材３はわずかな旋回運動を伴いながら、前後方向の直線運動をするが、（９０．００−８９．９８＝０．０２°）といった極めて小さな角度であるため、この旋回運動を無視することができる。また、ロングノズル支持部材３のわずかな旋回運動により、ロングノズル３６の上面とスライドバルブ３８との密着面で摺動回転運動が生じる。しかし、わずか０．０２°だけ傾いているため、無視できる回転量となり、密着性を損なうことがなく維持される。

図２（ｃ）には、ロングノズル３６が取鍋３７のスライドバルブ３８に装着された際のロングノズル支持装置１が、図２（ａ）より後方に移動した状態、すなわちロングノズル把持アーム２の先端がスライドバルブ３８の可動プレート２３の中央よりｔ_１だけ後方に移動した状態が示されている。このとき、スライドバルブ用油圧シリンダ２４は、そのピストンが最も後方に移動した位置（ストロークエンド）に配置されている。この状態をスライドバルブ用油圧シリンダ２４のストロークの全閉位置とする。

このとき、リンク部４は、平面視で、若干後方に傾斜した状態であり、水平方向の軸心とロングノズル支持部材３とでなされる角度、水平方向の軸心と第３リンク部材７とでなされる角度、それぞれが８９．９８°である。ロングノズル支持部材３はわずかな旋回運動を伴いながら、前後方向の直線運動をするが、（９０．００−８９．９８＝０．０２°）といった極めて小さな角度であるため、この旋回運動を無視することができる。また、ロングノズル支持部材３のわずかな旋回運動により、ロングノズル３６の上面とスライドバルブ３８との密着面で摺動回転運動が生じる。しかし、わずか０．０２°だけ傾いているため、無視できる回転量となり、密着性を損なうことがなく維持される。

このように、３本のリンクで構成されたロングノズル支持装置１を用いることで、ロングノズル把持アーム２を取鍋３７のスライドバルブ３８の可動プレートがスライドする方向（前後方向）に容易に合致させることができる。これにより、ロングノズル３６とスライドバルブ３８との密着面においての回転摺動運動を生じることを防ぐことができる。
図２（ｄ）及び図２（ｅ）には、ロングノズル３６を取鍋３７のスライドバルブ３８に装着する前のロングノズル支持装置１が示されている。

図２（ｄ）は、ロングノズル把持アーム２及びロングノズル支持部材３が最も前方に移動した状態（前進限界）を示している。このとき、リンク部４は、平面視で、前方に大きく傾斜した状態となっている。つまり、第２リンク部材６の先端部が第２リンク部材６の基端部よりも前方に移動し、且つ第３リンク部材７先端が第３リンク部材７基端よりも前方に移動した状態である。

図２（ｅ）は、ロングノズル把持アーム２及びロングノズル支持部材３が最も後方に移動した状態（後退限界）を示している。このとき、リンク部４は、平面視で、後方に大きく傾斜した状態となっている。つまり、第２リンク部材６の先端部が第２リンク部材６の基端部よりも後方に移動し、且つ第３リンク部材７先端が第３リンク部材７基端よりも後方に移動した状態である。

また、図３及び図４は、本発明のロングノズル支持装置１に用いられるリンク部４の変形例を示し、そのロングノズル支持装置１の前後方向の直線運動を示した図である。
図３に示されているロングノズル支持装置１は、第３リンク部材７の基端部が第１リンク部材５の中途部に回動自在に連結されるとともに、その先端がロングノズル支持部材３の中途部よりやや前方に回動自在に連結されている。つまり、第３リンク部材７が第１リ
ンク部材５の基端部よりも第２リンク部材６側に配置されているといえる。

一方、図４に示されているロングノズル支持装置１は、第１リンク部材５が図２及び図３に示されているものより長尺に形成されており、その第１リンク部材５の中途部に旋回装置８が配備されている。第１リンク部材５の基端部に第３リンク部材７の基端部が回動自在に連結されるとともに、その先端がロングノズル支持部材３の中途部よりやや後方に回動自在に連結されている。つまり、第３リンク部材７が旋回装置８よりも後方に配置されているといえる。

なお、図３及び図４におけるロングノズル支持装置１のその他の構成、及び奏する作用効果は、図２に示されているロングノズル支持装置１と略同じであるため、その説明は省略する。
図５は、ロングノズル支持装置１の水平方向の旋回運動、つまりロングノズル支持装置１の旋回範囲を示した図である。

図５の実線で示されたロングノズル支持装置１は、図２（ｄ）に示されている状態とほぼ同様であり、リンク部４が前方に傾斜した状態である。また、ロングノズル把持アーム２及びロングノズル支持部材３が最も前方に移動した状態（前進限界）である。
次に、この実線で示されたロングノズル支持装置１を９０°右側に旋回させると、２点鎖線で示された状態となる。このとき、ロングノズル支持装置１のリンク部４は、実線で示された状態とほぼ同様である。

一方、実線で示されたロングノズル支持装置１を９０°左側に旋回させると、１点鎖線で示された状態となり、図２（ｅ）に示されている状態とほぼ同様である。このときのリンク部４は、後方に傾斜した状態である。また、ロングノズル把持アーム２及びロングノズル支持部材３が最も後方に移動した状態（後退限界）である。
このように、ロングノズル支持装置１が旋回装置８の軸心周りに一周旋回すると、ロングノズル把持アーム２の先端が図５の斜線部分の旋回範囲内を自在に移動するようになる。また、３本のリンクを有するリンク部４により、３本のリンクが夫々個別に無秩序に運動することがないのでロングノズル把持アーム２及びロングノズル支持部材３の旋回が安定するようになる。

以下、上述したロングノズル支持装置１の作動態様、すなわち本発明のロングノズル支持装置１を用いてロングノズル３６を取鍋３７のスライドバルブ３８に装着する方法について、図を参照して述べる。なお、図６において、紙面の左右方向をロングノズル支持装置１の前後方向とし、紙面貫通方向をロングノズル支持装置１の左右方向とする。また、紙面の上下方向をロングノズル支持装置１の上下方向とする。

図６に示すように、耐火物で形成されたロングノズル３６は、その上部をロングノズル保持ホルダ１４に装着され、そのロングノズル保持ホルダ１４がロングノズル支持装置１の先端にセットされる。つまり、ロングノズル把持アーム２の先端に形成された二股に分岐された鉤状（Ｕ字状）の切り欠き部１３に、ロングノズル保持ホルダ１４の突起が掛け止めされ、ロングノズル３６が吊下される。

そして、ロングノズル３６を把持したロングノズル支持装置１は、リンク部４とロングノズル支持部材３とを有する平行リンク機構を回動させながら、溶鋼が装入された取鍋３７の下方にロングノズル３６を移動させる。その後、昇降装置１０の駆動により、ロングノズル把持アーム２を上方に揺動し、ロングノズル３６の上面が取鍋３７の底部のスライドバルブ３８（溶鋼注ぎ口）に密着するように、ロングノズル３６を取鍋３７に装着する（２点鎖線で図示）。このとき、ロングノズル支持装置１は、第１リンク部材５の基端部の軸心（旋回装置８の軸心）を中心として水平方向に旋回するとともに、前後方向に進退もしている。つまり、平行リンク機構により「前進・後退の動作」と「旋回の動作」が合成されていない（同時に動作しない）ため、ロングノズル３６をスライドバルブ３８に合わせる（目標位置に合わせる）ことが容易である。また、ロングノズル支持装置１を前進及び後退させるときに生じる旋回運動（供回り）を防ぐには、旋回装置８を前進及び後退の抵抗よりも旋回抵抗を若干大きくなるように制御するとよい。

続いて、レードルターレット４０により取鍋３７が下方に移動されると、それに伴って
、ロングノズル把持アーム２の先端が下方へ揺動し、スライドバルブ３８に装着されたロングノズル３６も下方に移動するようになる。つまり、ロングノズル把持アーム２はタンディシュ３４側へ押し下げられるようになる（実線で図示）。このとき、ロングノズル支持装置１は、ロングノズル押当て機構１１により、取鍋３７のスライドバルブ３８に対して常にロングノズル３６を押し当てるようになっている。このロングノズル押当て機構１１は、油圧系のトラブルなどによって昇降装置１０が作動不良になったとしても取鍋３７のスライドバルブ３８に装着されたロングノズル３６を取鍋３７のスライドバルブ３８から脱落させないようにするものである。また、ロングノズル押当て機構１１は、ロングノズル押当て機構１１に備えられたコイルバネによって、ロングノズル３６を取鍋３７のスライドバルブ３８から脱落させない程度の弱い押し当て力を付勢している。

下方に移動したロングノズル３６の下端は、タンディシュ内に挿入される。このとき、ロングノズル支持部材３は極めて微小な旋回運動を伴いながら、前後方向の直線運動をする。つまり、ロングノズル把持アーム２の先端が、スライドバルブ３８の可動プレート２３の移動に合わせるように前後方向に追従している（図２（ａ）〜図２（ｃ）参照）。このような動作により、ロングノズル３６とスライドバルブ３８との密着面において生じる回転摺動運動を防ぐことができる。

そして、取鍋３７内の溶鋼が全てタンディシュ３４内に注入されると、レードルターレット４０により取鍋３７が上方へ移動され、それに伴って、ロングノズル把持アーム２の先端を上方へ揺動させる。その後、昇降装置１０を操作して取鍋３７のスライドバルブ３８からロングノズル３６を離脱し、リンク部４、旋回装置８を操作することで、ロングノズル３６を取鍋３７の直下外へと取り出すようにする。

その後、レードルターレット４０によって、溶鋼が空になった取鍋３７から溶鋼が満たされている取鍋３７に交換される。取鍋３７が交換されると、交換された取鍋３７のスライドバルブ３８にロングノズル３６を装着する。そして、取鍋３７内の溶鋼がロングノズル３６を介してタンディシュ内に注入される。
このように、本発明のロングノズル支持装置１を用いることにより、ロングノズル３６を取鍋３７のスライドバルブ３８に装着する際のロングノズル３６の上面と取鍋３７のスライドバルブ３８との位置決めが容易にできるとともに、連続的にロングノズル３６を取鍋３７の底部のスライドバルブ３８に装着したり、離脱させたりすることができる。また、本発明のロングノズル支持装置１を用いることにより、鋳造を連続的にすることができ、且つ品質及び生産性も向上させることができる。また、第１リンク部材５の基端部とロングノズル支持部材３との間隔が小さいので、ロングノズル支持装置１の旋回半径が小さくなる。そのため、本発明のロングノズル支持装置１は、連続鋳造設備３０内の狭小スペースに配備することができる。

なお、本発明のロングノズル支持装置１の前進・後退の動作及び旋回の動作は、オペレータによる手動操作であってもよいし、アクチュエータを用いて駆動させてもよい。
また、本実施形態では、ロングノズル脱落防止機構１２にコイルばねを用いて説明したが、例えば皿バネ、エアシリンダ、油圧シリンダ、錘式などを用いてもよい。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１ ロングノズル支持装置
２ ロングノズル把持アーム
３ ロングノズル支持部材
４ リンク部
５ 第１リンク部材
６ 第２リンク部材
７ 第３リンク部材
８ 旋回装置
９ 操作部（力点部）
１０ 昇降装置
１１ ロングノズル押当て機構
１２ ロングノズル脱落防止機構
１３ 切り欠き部
１４ ロングノズル保持ホルダ
１５ 枢支軸
１６ 取付部
１７ 駆動軸（ロッド軸）
１８ 本体部
１９ スプロケット
２０ チェーン
２１ スプリング
２２ リンク軸
２３ 可動プレート
２４ スライドバルブ用油圧シリンダ
３０ 連続鋳造設備
３１ 鋳型
３２ 鋳片
３３ サポートロール
３４ タンディッシュ
３５ 浸漬ノズル
３６ ロングノズル（溶鋼注入ノズル）
３７ 取鍋
３８ スライドバルブ
４０ レードルターレット
Ｆ 床面

Claims (7)

1. 取鍋内の溶鋼をタンディッシュに注入する際に用いられるロングノズルを把持するロングノズル把持アームと、前記ロングノズル把持アームを支持するとともに当該ロングノズル把持アームを上下方向に回動自在に旋回させるロングノズル支持部材と、前記ロングノズル支持部材を、前記取鍋に備えられたスライドバルブの可動プレートがスライドする方向である前後方向への動作が可能なように支持するリンク部と、前記リンク部を垂直軸心周りに回動自在に旋回させる旋回装置と、を有し、
   前記リンク部は、第１リンク部材と第２リンク部材と第３リンク部材とを有し、
   前記第１リンク部材は、当該第１リンク部材のいずれかの部位が固定側に対して垂直軸心周りに回動自在に連結されるとともに、先端部が前記第２リンク部材の基端部に垂直軸心周りに回動自在に連結されており、前記第２リンク部材は、その先端部が前記ロングノズル支持部材に垂直軸心周りに回動自在に連結されており、
   前記第３リンク部材は、その基端部が前記第１リンク部材に垂直軸心周りに回動自在に連結されるとともに先端部が前記ロングノズル支持部材に垂直軸心周りに回動自在に連結されている
   ことを特徴とするロングノズル支持装置。
2. 前記リンク部と前記ロングノズル支持部材とは、平行リンク機構を構成しており、前記第１リンク部材のいずれかの部位が前記平行リンク機構の旋回中心となっていることを特徴とする請求項１に記載のロングノズル支持装置。
3. 前記ロングノズル支持部材の後端部には、前記ロングノズル支持部材を回動させるとともに前後方向に動作させる操作部が備えられていて、前記操作部は平行リンク機構を回動させる力点部、及び／又は、前記旋回装置を旋回させる力点部となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロングノズル支持装置。
4. 前記操作部は、前記ロングノズル支持部材を挟んで平行リンク機構の反対側に備えられていることを特徴とする請求項３に記載のロングノズル支持装置。
5. 前記ロングノズル把持アームの基端部は、前記ロングノズル支持部材の先端に水平軸心周りに回動自在に枢支されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のロングノズル支持装置。
6. 前記ロングノズル支持部材には、取鍋の底部に対してロングノズルを付勢するロングノズル押当て機構が備えられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のロングノズル支持装置。
7. 前記ロングノズル支持部材には、連続鋳造中において取鍋の底部に装着されたロングノズルを取鍋の底部から脱落させないようにするロングノズル脱落防止機構が備えられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のロングノズル支持装置。

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