JP6491041B2 - ランス昇降台車の保守方法及び昇降装置 - Google Patents

Description

本発明は、転炉や溶融還元炉などの溶融金属炉において、精錬用の酸素を炉の上方から吹き込むために使用される上吹きランスを保持するランス昇降台車を保守する方法及びその方法の実施に必要なランス昇降台車を昇降させる装置に関する。

例えば、特許文献１（特開２０００−１９２１３０号公報）の従来の技術欄には、「転炉(51)の上方には走行路(54)が架設され、この走行路(54)上に２台の台車（ランス切替台車）(55)・(56)が走行可能に載置され、そのうちの１台の台車(55)は操業中のランス(50)を支持し、別の台車(56)が別のランス(50’)を支持して隣に待機している。各台車(55)・(56)にはガイドレール(57)に合致したレールを上下方向に備え、ランス昇降台車(58)がレール内に搭載され、台車アーム(58Ａ)にランス(50)の上端が把持され、台車アーム(58Ａ)がランス(50)を把持した状態で下降し、ランス挿通孔(53)よりランス(50)を挿入し、操業位置まで下降させる。一方、待機している隣の台車(56)は、ランス昇降台車(58)がランス(50’)の上端を把持するとともに上方に引き上げられ、収納された状態になっている。」（段落０００２）、「そして、使用中のランス(50)の下端部が摩損すると、ランス(50)は酸素の吹き込みを中止したのちランス昇降台車(58)を駆動するウインチによってランス挿通孔(53)より上方に引き上げられ、台車(55)によって図１６の右側へ移動し、代わって左側の待機していた台車(56)がランス挿通孔(53)の真上に移動する。この状態で、ランス(50’)がランス昇降台車(58)を駆動するウインチによってランス挿通孔(53)より炉(51)内に挿入され、さらに操業位置まで下降され、そこで酸素の吹き込みが開始される。」（段落０００３）と記載されている。（番号には実施例の図面番号と混同しないように括弧を付した。）

そして、ランス昇降台車及びその車輪や軸受部は、経年使用及び周囲環境により損傷するため定期的な交換や保守などを行う必要がある。
現状のランス昇降台車はモーター容量の低減及び停電等の非常時にブレーキを解放することでランスを上部待機位置に移動させるためにカウンターウェイト式を採用している。しかし、容量の小さいモーターによってはランス昇降台車を下降させることができない。
そのため、ランス昇降台車及びその車輪や軸受部の交換や保守は、従来ランスの上部待機位置の非常に高所の狭い空間で行われることとなり、作業性が悪く、安全性も低いという問題があった。

特開２０００−１９２１３０号公報

本発明の課題は上記の問題点を解決し、ランス昇降台車及びその車輪や軸受部の交換や保守を、下部メンテ位置、すなわちランス昇降台車を下降させた位置に存在する広い空間で行えるようにして、作業性及び安全性の向上を可能とするランス昇降台車の保守方法を提供すること、並びにその方法の実施に必要なランス昇降台車の昇降装置を提供することである。

請求項１に係る発明のランス昇降台車の保守方法は、ランス昇降台車を上昇させ上部待機位置又はランス交換位置に位置させ、カウンターウェイトが落下しないように載置又はロックし、ランスをランス昇降台車から外し、カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトを切り離すことで、小さなモーター容量でもランス昇降台車を下部メンテ位置に移動させ、前記ランス昇降台車の保守を実施することを特徴とする。

請求項２に係る発明のランス昇降台車の保守方法は、請求項１記載のランス昇降台車の保守方法において、前記カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトの切り離しを、前記カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトの上面との間に設けた着脱機構によって行うことを特徴とする。

請求項３に係る発明のランス昇降台車の昇降装置は、ランスを着脱可能に保持するとともに上部待機位置と操業位置又は下部メンテ位置との間で昇降させることができるランス昇降台車と、ランス昇降用ロープとカウンターウェイト用ロープを逆方向に巻き取るドラムと、該ドラムを正逆回転させ、前記ランス昇降用ロープを巻き取ることで前記ランス昇降台車を上昇させ、前記ランス昇降用ロープを繰り出すことで前記ランス昇降台車を下降させる駆動装置と、前記カウンターウェイト用ロープの中間部に保持され、その下面がカウンターウェイトの上面に接続されるカウンターウェイトシーブと、前記カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトを着脱可能に接続する接続手段と、前記カウンターウェイト用ロープの長さを調整する調整機構と、前記ランス昇降台車を前記上部待機位置に上昇させた時に前記カウンターウェイトを載置することができる台座を備えることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３記載のランス昇降台車の昇降装置において、前記ランス昇降台車を前記上部待機位置に上昇させた時に前記カウンターウェイトを固定するロック手段を備えることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項３又は４記載のランス昇降台車の昇降装置において、前記接続手段は、前記カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトの上面との間に設けた着脱機構よりなり、該着脱機構は、前記ランス昇降台車を前記上部待機位置に上昇させた時に操作可能であることを特徴とする。

請求項１に係る発明のランス昇降台車の保守方法によれば、カウンターウェイトを落下しないように載置又はロックするとともにランスをランス昇降台車から外した状態において、カウンターウェイトシーブとカウンターウェイトを切り離すので、ランスを外した状態であっても駆動力の小さい駆動装置によってランス昇降台車を上部待機位置から下部メンテ位置へ下降させることができる。
そして、下部メンテ位置、すなわちランス昇降台車を下降させた位置に存在する広い空間においてランス昇降台車及びその車輪や軸受部の交換や保守を実施することができるので、保守の作業性及び安全性が向上する。

請求項２に係る発明のランス昇降台車の保守方法によれば、請求項１に係る発明による効果に加えて、カウンターウェイトシーブとカウンターウェイトの切り離しを、カウンターウェイトの上面とカウンターウェイトシーブ下面との間に設けた着脱機構によって行うことができるので、切り離し作業を容易に行うことができる。

請求項３に係る発明のランス昇降台車の昇降装置によれば、カウンターウェイト用ロープの長さを調整する調整機構と、ランス昇降台車を上部待機位置に上昇させた時にカウンターウェイトを載置することができる台座を備えているので、ランス昇降台車を上部待機位置に上昇させた時にカウンターウェイトの底部が台座の上面に接触していなくても、調整機構によってカウンターウェイト用ロープを伸ばし、確実にカウンターウェイトを台座の上に載置することができる。
そのため、確実にカウンターウェイトが落下しない状態でカウンターウェイトシーブとカウンターウェイトを切り離すことができ、その後ランスを外した状態であっても駆動力の小さい駆動装置によってランス昇降台車を上部待機位置から下部メンテ位置へ下降させることができる。
そして、下部メンテ位置、すなわちランス昇降台車を下降させた位置に存在する広い空間においてランス昇降台車及びその車輪や軸受部の交換や保守を実施することができるので、保守の作業性及び安全性が向上する。
なお、カウンターウェイト用ロープは経年使用に伴い伸びるため、通常その長さは、ランス昇降台車を上部待機位置に上昇させた時、カウンターウェイトの底部と台座の上面との間に少々隙間ができるような長さに調整してある。

請求項４に係る発明のランス昇降台車の昇降装置によれば、請求項３に係る発明による効果に加えて、ランス昇降台車を上部待機位置に上昇させた時にカウンターウェイトの全部又は下部を固定するロック手段を備えているので、ランス昇降台車を上部待機位置に上昇させた時にカウンターウェイトの底部が台座の上面に接触していなくても、調整機構を操作することなくカウンターウェイトを落下しない状態におくことができる。

請求項５に係る発明のランス昇降台車の昇降装置によれば、請求項３又は４に係る発明による効果に加えて、接続手段がカウンターウェイトシーブの下面とカウンターウェイトの上面との間に設けた着脱機構よりなっているので、カウンターウェイトとカウンターウェイトシーブの切り離し作業をよりスムーズに行うことができる。
また、着脱機構がランス昇降台車を上部待機位置に上昇させた時に操作可能となっており、ランス昇降台車が上部待機位置にない状態においてカウンターウェイトが切り離され落下することを防止できるので、安全性をより高めることができる。

ランス昇降台車を上昇させ上部待機位置に移動した状態を示す図。 カウンターウェイトをロック手段で固定しランスを外した状態を示す図。 カウンターウェイトとカウンターウェイトシーブを切り離した状態を示す図。 ランス昇降台車を下降させ下部メンテ位置に移動する状態を示す図。 ランス昇降台車を上昇させ再度上部待機位置に移動する状態を示す図。 ランスを装着しカウンターウェイトのロック手段を解除した状態を示す図。 実施例１の着脱装置付近の拡大図。 カウンターウェイト用ロープの長さを調整する調整機構を示す図。 下部メンテ位置付近における固定昇降ガイドを示す図。 下部接続ガイドを外した状態を示す図。

以下、実施例によって本発明の実施形態を説明する。

ランス昇降台車の昇降装置は、図１に示すように、転炉（図示せず）の上方に細長い平板状の走行路１が架設され、その走行路１上にランス横行台車２が左右に走行可能に載置されている。
ランス横行台車２は、その上面の側部に６つの定滑車３〜８を有し、その定滑車３〜８の上側には定滑車３の右方にある固定壁９に固定されるとともにドラム１０に巻き取られるランス昇降用ロープ１１が架けられている。
また、定滑車３と４、定滑車５と６及び定滑車７と８との間の下方には、動滑車１２〜１４がランス昇降用ロープ１１により支持されており、動滑車１２〜１４にはランス昇降台車１５〜１７が吊り下げられ、ランス横行台車２の下面からはランス昇降台車１５〜１７の昇降を案内する三対の昇降ガイド１８〜２０が下方に伸びている。
さらに、ランス昇降台車１５、１７には酸素吹きランス２１、２２が着脱可能に保持され、ランス昇降台車１６には地金切ランス２３が着脱可能に保持されている。
そして、動滑車１２〜１４、ランス昇降台車１５〜１７及び昇降ガイド１８〜２０は、ランス横行台車２の左右への走行に伴って左右に動き、モーター２４を正逆回転させ減速機２５を介してドラム１０を正逆回転させ、ランス昇降用ロープ１１を巻き取ったり繰り出したりすることによって、動滑車１２〜１４及びランス昇降台車１５〜１７のいずれか一組を昇降できるようになっている。
なお、昇降させる必要のない２組の動滑車及びランス昇降台車は、適宜の手段により昇降ガイド１８〜２０に固定し動かないようにしている。

ドラム１０にはカウンターウェイト用ロープ２６がランス昇降用ロープ１１とは逆方向に巻きつけられるとともに、定滑車２７、動滑車２８及び定滑車２９を通して調整機構３０に端部が支持されている。
そして、動滑車２８にはカウンターウェイトシーブ３１が取り付けられており、その下面はカウンターウェイト３２の上面に着脱可能に接続できるようになっている。
また、カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２の上面との間には、カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２を着脱可能に接続するための着脱装置３３が設置され、走行路１の左端には着脱装置３３に電力を供給するとともに着脱装置３３の動作を制御するためのライン３４をカウンターウェイト３２の昇降に合わせて巻き取ったり繰り出したりするための給電・制御用ドラム３５が設置されているが、着脱装置３３等についての詳細は後述する。

調整機構３０は、カウンターウェイト用ロープ２６の長さを調整するためのものであり、通常はランス昇降台車を上部待機位置に上昇させた時、カウンターウェイト３２の底部とカウンターウェイト３２を載置することができる台座（図示せず）の上面との間に少々隙間ができるような長さに調整してある。
さらに、カウンターウェイト３２の上面の左右にはカウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２を着脱可能に接続するための着脱装置３３が設置されているが、その詳細は後述する。

ランス昇降台車１５〜１７を昇降させるに際して、ランス昇降台車１５〜１７にランスが装着された状態においては、カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２を接続することでランス昇降台車１５〜１７のいずれか一つ及びランスを合わせた重量とカウンターウェイトシーブ３１及びカウンターウェイト３２を合わせた重量が概ね釣り合い、モーター２４の容量が小さくてもランス昇降台車１５〜１７を昇降できる。
また、ランス昇降台車１５〜１７からランスが外された状態においては、カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２を切り離すことで、ランス昇降台車１５〜１７のいずれか一つの重量とカウンターウェイトシーブ３１の重量が概ね釣り合い、モーター２４の容量が小さくてもランス昇降台車１５〜１７を昇降できる。
なお、カウンターウェイト３２は安全のため側面に沿って上下に延びる防護壁３６に囲まれており、防護壁３６にはランス昇降台車１５〜１７を上部待機位置に上昇させた時にカウンターウェイト３２の底部に張り出してカウンターウェイト３２が落下しないように固定する複数のロック手段３７が設けてある。

以上のように構成されたランス昇降台車の昇降装置によって、ランス昇降台車１５〜１７及びその車輪や軸受部の交換や保守をどのような手順で行うかについて、ランス昇降台車１６を保守する場合を例にとって説明する。
（１）モーター２４を制御してドラム１０を回転させ、ランス昇降用ロープ１１を巻き取るとともにカウンターウェイト用ロープ２６繰り出し、ランス昇降台車１６を上昇させて上部待機位置に位置させるとともにカウンターウェイト３２を下降させて最下方位置の近くに位置させる（図１の状態）。
なお、上部待機位置においてランス昇降台車１６から地金切ランス２３を外すことができない場合には、ランス昇降台車１６を上部待機位置に位置させた後、ランス横行台車２を左又は右に走行させ、ランス昇降台車１６をランス交換位置に位置させる。
（２）複数のロック手段３７をカウンターウェイト３２の底部に張り出させ、カウンターウェイト３２が落下しないように固定した後、地金切ランス２３をランス昇降台車１６から外す（図２の状態）。
（３）カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２の上面との間に設けた着脱機構３３を制御してカウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２を切り離す（図３の状態）。
（４）モーター２４を制御してドラム１０を回転させ、ランス昇降用ロープ１１を繰り出すとともにカウンターウェイト用ロープ２６を巻き取って、ランス昇降台車１６を下降させ下部メンテ位置に位置させるとともにカウンターウェイトシーブ３１を上昇させ最上方位置の近くに位置させる（図４の状態）。
そして、下部メンテ位置の周囲にはメンテナンスデッキ３８が設けられているので、下部メンテ位置に位置しているランス昇降台車１６及びその車輪や軸受部の交換や保守を、広い場所において容易に行うことができる。
なお、ランス昇降台車１５〜１７の下部メンテ位置への昇降を案内する一対の固定昇降ガイド３９が下部メンテ位置から上方に伸びている。
（５）ランス昇降台車１６の保守が終了したら、モーター２４を制御してドラム１０を回転させ、ランス昇降用ロープ１１を巻き取るとともにカウンターウェイト用ロープ２６を繰り出して、ランス昇降台車１６を上昇させ上部待機位置に位置させるとともに、カウンターウェイトシーブ３１の下面をカウンターウェイト３２の上面に位置させる（図５の状態）。
（６）カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２の上面との間に設けた着脱機構３３を制御してカウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２を接続した後、地金切ランス２３をランス昇降台車１６に装着し、複数のロック手段３７をカウンターウェイト３２の底部から引き抜く（図６の状態＝図１の状態）。

図７はカウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２を着脱可能に接続するための着脱装置３３付近の拡大図である。
カウンターウェイトシーブ３１の下部には直方体の金属板４０が設けられ、カウンターウェイト３２の上部は上面が金属板４０の下面と同じ形状で断面がＴ字状の突出部４１となっている。
また、突出部４１の両側には断面がコの字状の接続体４２と接続体４２を左右方向に移動させるための伸縮装置４３が設けられ、伸縮装置４３が伸びて接続体４２が金属板４０と突出部４１を抱え込んだ状態においては、カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２が接続状態を保ち、伸縮装置４３が縮んで接続体４２が金属板４０及び突出部４１の外側に移動した状態においては、カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２が切り離された状態となる。カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２が接続された状態では、ランス昇降台車１５〜１７のいずれか一つとランスを合わせた重量と前記カウンターウェイトシーブ３１、カウンターウェイト３２を合わせた重量が概ね釣り合い、カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２が切り離された状態では、ランス昇降台車１５〜１７のいずれか一つの重量とカウンターウェイトシーブ３１の重量が概ね釣り合うようになっている。

伸縮装置４３には電力を供給するとともに伸縮装置４３の動作を制御するためのライン３４が接続され、メンテナンスデッキ３８に設置されているコントローラ（図示せず）を操作することで、カウンターウェイトシーブ３１とカウンターウェイト３２の接続と切り離しを制御することができるが、カウンターウェイト３２が上昇している時に切り離されることがないように、全てのランス昇降台車が上部待機位置に上昇している時のみに伸縮装置４３の動作が可能となるようにしてある。
また、ライン３４は、走行路１の左端に設置されている給電・制御用ドラム３５によって、カウンターウェイト３２の昇降に合わせて巻き取られたり繰り出されたりするようになっているので、カウンターウェイト用ロープ２６と絡み合うことがない。

実施例の変形例を列記する。
（１）実施例においては、ランス昇降台車１６を上昇させ上部待機位置又はランス交換位置に位置させた後に、ロック手段３７をカウンターウェイト３２の底部に張り出させてカウンターウェイト３２が落下しないように固定したが、ランス昇降台車１６を上昇させ上部待機位置又はランス交換位置に位置させた後に、調整機構３０を用いてカウンターウェイト３２を下降させ台座（図示せず）に載置すれば、カウンターウェイト３２が落下することはないので、ロック手段３７を設けなくても良い。
（２）調整機構３０は、カウンターウェイト用ロープ２６の端部に接続されているネジ軸４４を正逆回転させることで、走行路１に固定されている支持体４５に対してネジ軸４４が左右に移動させ、ドラム１０から支持体４５までのカウンターウェイト用ロープ２６とネジ軸４４の長さの和を調整できるようにするものであるが、図８に示すように支持体４５にジャッキ４６を追加することによって、ネジ軸４４の正逆回転を容易に行えるようにしても良い。
そうすることによって、ランス昇降台車１５〜１７とカウンターウェイトシーブ３１との位置関係を随時調整することができるので、事前の調整作業を削減することができる。
図８は調整機構３０の変形例にかかるジャッキ４６の一例を示すものであり、モーターによって正逆回転する細長いギヤ軸４７とネジ軸４４の端部に固定したギヤ４８を噛み合わせ、ギヤ軸４７を正逆回転させることでギヤ４８及びネジ軸４４が正逆回転し、ネジ軸４４とギヤ４８が左右に移動するようにしてある。
（３）実施例においては、作業性及び安全性を上げるためにメンテナンスデッキ３８を設置したが、下部メンテ位置が周囲に障害物のない場所であれば、メンテナンスデッキ３８は設けなくても良い。
（４）固定昇降ガイド３９は、ランス昇降台車１５〜１７のいずれか一つを下部メンテ位置に案内するだけのものであったが、固定昇降ガイド３９はランス昇降台車及びその車輪や軸受部の交換や保守を行う際に、かえって邪魔になることがある。
そこで、下部メンテ位置にランス昇降台車１５〜１７が位置させた後に、固定昇降ガイド３９の一部を取り外すことができるようにすると良い。
図９及び図１０はその変形例の一例を示すものであり、下部メンテ位置にランス昇降台車１５〜１７が下降した時のランス昇降台車１５〜１７に対応する部分における固定昇降ガイド３９を上部接続ガイド４９、中部接続ガイド５０及び下部接続ガイド５１に三分割して取り外せるようにしてある。
そして、上部接続ガイド４９はランス昇降台車１５〜１７の上側車輪５２に対応し、下部接続ガイド５１はランス昇降台車１５〜１７の下側車輪５３に対応している。
したがって、下側車輪５３の交換や保守の際には、図１０に示すように下部接続ガイド５１のみを取り外せば良い。

１ 走行路 ２ ランス横行台車 ３〜８ 定滑車
９ 固定壁 １０ ドラム １１ ランス昇降用ロープ
１２〜１４ 動滑車 １５〜１７ ランス昇降台車
１８〜２０ 昇降ガイド ２１、２２ 酸素吹きランス
２３ 地金切ランス ２４ モーター ２５ 減速機
２６ カウンターウェイト用ロープ ２７ 定滑車
２８ 動滑車 ２９ 定滑車 ３０ 調整機構
３１ カウンターウェイトシーブ ３２ カウンターウェイト
３３ 着脱装置 ３４ ライン ３５ 給電・制御用ドラム
３６ 防護壁 ３７ ロック手段
３８ メンテナンスデッキ ３９ 固定昇降ガイド
４０ 金属板 ４１ 突出部 ４２ 接続体
４３ 伸縮装置 ４４ ネジ軸 ４５ 支持体
４６ ジャッキ ４７ ギヤ軸 ４８ ギヤ
４９ 上部接続ガイド ５０ 中部接続ガイド
５１ 下部接続ガイド ５２ 上側車輪 ５３ 下側車輪

Claims (5)

1. ランス昇降台車を上昇させ上部待機位置又はランス交換位置に位置させ、
   カウンターウェイトが落下しないように載置又はロックし、
   ランスをランス昇降台車から外し、
   カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトを切り離し、
   ランス昇降台車を下部メンテ位置に移動させ、
   前記ランス昇降台車の保守を実施する
   ランス昇降台車の保守方法。
2. 前記カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトの切り離しを、前記カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトの上面との間に設けた着脱機構によって行う
   ことを特徴とする請求項１記載のランス昇降台車の保守方法。
3. ランスを着脱可能に保持するとともに上部待機位置と操業位置又は下部メンテ位置との間で昇降させることができるランス昇降台車と、
   ランス昇降用ロープとカウンターウェイト用ロープを逆方向に巻き取るドラムと、
   該ドラムを正逆回転させ、前記ランス昇降用ロープを巻き取ることで前記ランス昇降台車を上昇させ、前記ランス昇降用ロープを繰り出すことで前記ランス昇降台車を下降させる駆動装置と、
   前記カウンターウェイト用ロープの中間部に保持され、その下面がカウンターウェイトの上面に接続されるカウンターウェイトシーブと、
   前記カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトを着脱可能に接続する接続手段と、
   前記カウンターウェイト用ロープの長さを調整する調整機構と、
   前記ランス昇降台車を前記上部待機位置に上昇させた時に前記カウンターウェイトを載置することができる台座を備える
   ランス昇降台車の昇降装置。
4. 前記ランス昇降台車を前記上部待機位置に上昇させた時に前記カウンターウェイトの全部又は下部を固定するロック手段を備える
   ことを特徴とする請求項３記載のランス昇降台車の昇降装置。
5. 前記接続手段は、前記カウンターウェイトシーブと前記カウンターウェイトの上面との間に設けた着脱機構よりなり、
   該着脱機構は、前記ランス昇降台車を前記上部待機位置に上昇させた時に操作可能である
   ことを特徴とする請求項３又は４記載のランス昇降台車の昇降装置。

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