JP6579314B2 - melting furnace - Google Patents
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Description
本発明は、溶解炉に関するものであり、さらに詳しくは、炉体を運動させながら金属の溶融を行う溶解炉に関するものである。 The present invention relates to a melting furnace, and more particularly to a melting furnace that melts a metal while moving the furnace body.
金属材料を溶融させる溶解炉の一種であるアーク炉では、金属材料が収容される炉体の内部の空間において、電極からの距離が近く、金属材料の溶融が起こりやすいホットスポットと、電極からの距離が遠く、金属材料の溶融が起こりにくいコールドスポットとが形成されてしまう。コールドスポットにおいて、金属材料の加熱に時間がかかり、金属材料全体の溶融が不均一に進行する問題を解決するために、特許文献1においては、炉体を電極に対して、上下方向の軸線周りに回転変位させ、コールドスポットとホットスポットを切り替えることが提案されている。このような電気炉においては、シャフト炉のように余分な水冷部にかかるポンプ用に電力を使用することなく、また排ガスの組成適正化処理のためにバーナー燃焼エネルギーなどを供給することなく、炉体の回転変位を行うことで、炉内の熱的不均一性を解消し、無駄な電力の使用を低減することができる。特許文献2には、このような炉体の回転変位と、注湯のための炉体の傾動を行えるアーク炉の具体的な構成が開示されている。
In an arc furnace, which is a type of melting furnace that melts metal material, in the space inside the furnace body in which the metal material is accommodated, a distance from the electrode is close, and a hot spot where the metal material is likely to melt, A cold spot is formed which is far from the metal material and hardly melts the metal material. In the cold spot, in order to solve the problem that it takes time to heat the metal material and the melting of the entire metal material proceeds non-uniformly, in
アーク炉の炉体には、水冷パネルやバーナー等、多数の設備が付属され、それらにおいて使用される冷却水や空気、ガス等は、配管を通じて供給される。これらの配管は、一端が炉体に固定された状態となる。この状態で上記特許文献1,2のように炉体全体を回転変位させることを考えると、配管を、フレキシブルホース等、可撓性のある材料より構成しておくとともに、炉体の回転範囲全域に追従できる長さの配管を用いる必要がある。しかし、配管の自重や、炉体の回転変位に伴う配管の中途部の変形等に起因して、配管の各部に負荷が印加されやすい。すると、配管自体や、配管の両端を接続している接続部材に損傷が発生したり、その損傷が、配管の内部を流れる流体の漏出につながったりする可能性がある。また、炉体に設けられた付属設備を駆動するための電力供給や、それらを制御するための信号伝達を行う電気配線についても、同様の問題が想定される。
A large number of facilities such as a water-cooled panel and a burner are attached to the furnace body of the arc furnace, and cooling water, air, gas, etc. used in these are supplied through piping. One end of these pipes is fixed to the furnace body. In this state, considering that the entire furnace body is rotationally displaced as in
本発明が解決しようとする課題は、炉体が運動される溶解炉において、炉体に付属された配管や配線を炉体の運動に伴う損傷から保護することができる溶解炉を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a melting furnace capable of protecting piping and wiring attached to the furnace body from damage caused by the movement of the furnace body in a melting furnace in which the furnace body is moved. is there.
上記課題を解決するために、本発明にかかる溶解炉は、金属材料を収容し、溶融させる炉体と、前記炉体を設置面上で運動可能に支持する炉体運動機構と、一端が前記炉体に固定され、少なくとも一部が可撓性を有する配管または配線と、前記配管または配線の中途部を支持する支持部、および前記支持部に連結され、前記炉体の運動に同期して前記設置面上で前記支持部を運動させる架台運動部を有し、前記炉体に対して上下方向に運動可能に前記設置面上に設けられた架台と、を備えることを要旨とする。 In order to solve the above-described problems, a melting furnace according to the present invention includes a furnace body that contains and melts a metal material, a furnace body motion mechanism that supports the furnace body movably on an installation surface, and one end of the furnace A pipe or wiring that is fixed to the furnace body and at least a part thereof is flexible, a support part that supports a midway part of the pipe or the wiring, and connected to the support part, in synchronization with the movement of the furnace body The present invention includes a gantry moving part that moves the support part on the installation surface, and a gantry provided on the installation surface so as to be movable in the vertical direction with respect to the furnace body.
ここで、前記架台において、前記架台運動部は、前記設置面上で運動する車輪よりなり、前記支持部は、前記炉体運動機構による前記炉体の運動を前記車輪に伝達する連結部によって、上下運動可能に前記炉体に連結されているとよい。この場合に、前記連結部は、上下方向を含む面内で回転可能に前記架台を前記炉体に連結するピン構造を有することが好ましい。また、前記設置面には、前記車輪の運動を案内する軌道が設けられていることが好ましい。 Here, in the gantry, the gantry moving part includes a wheel that moves on the installation surface, and the support part is provided by a connecting part that transmits the movement of the furnace body by the furnace body movement mechanism to the wheel. It is good to be connected to the furnace body so that it can move up and down. In this case, it is preferable that the connection portion has a pin structure that connects the gantry to the furnace body so as to be rotatable within a plane including the vertical direction. Moreover, it is preferable that a track for guiding the movement of the wheel is provided on the installation surface.
そして、前記架台運動部は、前記支持部の中途部に設けられているとよい。 The pedestal motion part may be provided in the middle part of the support part.
また、前記炉体には、通電によって前記炉体に収容された金属を溶融させる電極が備えられ、前記支持部と前記炉体の間、前記支持部と前記架台運動部の間、前記炉体と前記炉体運動機構の間の少なくとも一つの部位には、絶縁部材が設けられているとよい。この場合に、前記炉体、前記炉体運動機構、前記支持部は、それぞれ独立してアース接続されているとよい。 Further, the furnace body is provided with an electrode for melting the metal accommodated in the furnace body when energized, and between the support part and the furnace body, between the support part and the gantry moving part, and the furnace body. It is preferable that an insulating member is provided in at least one portion between the furnace motion mechanism and the furnace body motion mechanism. In this case, the furnace body, the furnace body motion mechanism, and the support portion may be independently grounded.
また、前記設置面は、前記炉体および前記架台を支持した状態で、傾動可能であるとよい。 The installation surface may be tiltable while supporting the furnace body and the gantry.
また、前記炉体運動機構および前記架台の少なくとも一方には、前記設置面上での前記炉体および前記架台の運動を規制するロック機構が設けられているとよい。 Further, it is preferable that at least one of the furnace body motion mechanism and the gantry is provided with a lock mechanism that regulates the motion of the furnace body and the gantry on the installation surface.
上記発明にかかる溶解炉においては、配管または配線の中途部が架台によって支持されており、架台が炉体の運動に同期して運動するので、炉体が運動する際に、配管または配線の中途部が、架台に支持された状態のまま、炉体とともに運動する。これにより、自重による負荷や、炉体の運動に伴う負荷が、配管または配線に印加されにくく、これらの負荷によって配管または配線が損傷を受けることが防止される。さらに、架台が炉体に対して上下運動可能となっているので、設置面において架台が運動する軌跡上に凹凸があっても、架台が炉体と同期して運動する際に、架台が上下に振動するのが抑制される。よって、架台の運動に伴う上下振動によって、配管または配線に損傷が生じるのが抑えられる。 In the melting furnace according to the above invention, the middle part of the piping or wiring is supported by the gantry, and the gantry moves in synchronization with the motion of the furnace body. The part moves with the furnace body while being supported by the gantry. This makes it difficult for a load due to its own weight or a load associated with the movement of the furnace body to be applied to the piping or wiring, and the piping or wiring is prevented from being damaged by these loads. Furthermore, since the gantry can move up and down with respect to the furnace body, even if there are irregularities on the trajectory of the gantry on the installation surface, when the gantry moves in synchronization with the furnace body, the gantry moves up and down. It is suppressed to vibrate. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of damage to the piping or wiring due to the vertical vibration accompanying the movement of the gantry.
ここで、架台において、架台運動部が、設置面上で運動する車輪よりなり、支持部が、炉体運動機構による炉体の運動を車輪に伝達する連結部によって、上下運動可能に炉体に連結されている場合には、簡便な構成により、炉体の運動に同期して架台を運動させることができる。 Here, in the gantry, the gantry moving part is composed of wheels that move on the installation surface, and the support part can be moved up and down by the connecting part that transmits the movement of the furnace body by the furnace body movement mechanism to the wheel. When connected, the gantry can be moved in synchronism with the movement of the furnace body with a simple configuration.
この場合に、連結部が、上下方向を含む面内で回転可能に架台を炉体に連結するピン構造を有する場合には、簡便な構成により、架台を上下運動可能な状態で炉体に連結することができる。 In this case, when the connecting portion has a pin structure that connects the gantry to the furnace body so as to be rotatable in a plane including the vertical direction, the gantry is connected to the furnace body in a state that allows the gantry to move up and down with a simple configuration can do.
また、設置面に、車輪の運動を案内する軌道が設けられていれば、架台を炉体の運動に同期させてスムーズに運動させることができる。 Further, if the installation surface is provided with a track for guiding the movement of the wheels, the gantry can be smoothly moved in synchronization with the movement of the furnace body.
そして、架台運動部が、支持部の中途部に設けられている場合には、配管または配線を架台によって安定に支持し、負荷の印加から高度に保護することができる。 When the gantry moving part is provided in the middle part of the support part, the pipe or the wiring can be stably supported by the gantry and highly protected from application of a load.
また、炉体に、通電によって前記炉体に収容された金属を溶融させる電極が備えられる場合に、支持部と炉体の間、支持部と架台運動部の間、炉体と炉体運動機構の間の少なくとも一つの部位に、絶縁部材が設けられている構成によれば、電極に流す電流に起因して炉体に電流が流れた際にも、その電流が架台の支持部や架台運動部、そして炉体運動機構に流れて、各部に悪影響を与えることが防止される。 Further, when the furnace body is provided with an electrode that melts the metal accommodated in the furnace body by energization, between the support part and the furnace body, between the support part and the gantry motion part, the furnace body and the furnace body motion mechanism. According to the structure in which the insulating member is provided in at least one part between the currents when the current flows through the furnace body due to the current flowing through the electrodes, It is prevented that each part flows into the furnace body motion mechanism and adversely affects each part.
この場合に、炉体、炉体運動機構、支持部が、それぞれ独立してアース接続されていれば、炉体に電流が流れた際に、その電流が上記各部に流れて悪影響を与えることが、一層高度に防止される。 In this case, if the furnace body, the furnace motion mechanism, and the support portion are independently connected to the ground, when the current flows through the furnace body, the current may flow through the above-mentioned parts and have an adverse effect. , More highly prevented.
また、設置面が、炉体および架台を支持した状態で、傾動可能である場合に、設置面の傾動時に一端が固定された配管または配線から炉体に大きな回転トルクが印加されたとしても、配管または配線が炉体とともに傾動する架台で支持されているため、炉体に印加される回転トルクを低減することができる。 In addition, when the installation surface is tiltable with the furnace body and the gantry supported, even if a large rotational torque is applied to the furnace body from a pipe or wiring with one end fixed when the installation surface is tilted, Since the piping or the wiring is supported by a gantry that tilts together with the furnace body, the rotational torque applied to the furnace body can be reduced.
また、炉体運動機構および架台の少なくとも一方に、設置面上での炉体および架台の運動を規制するロック機構が設けられている場合には、炉体を運動させていない状態の間、炉体を設置面上で安定に保持することができる。特に、設置面が炉体および架台を支持した状態で傾動可能である場合には、ロック機構で炉体の運動を規制した状態にしておくことで、傾動を安定に行うことができる。 In addition, when at least one of the furnace body motion mechanism and the gantry is provided with a lock mechanism that regulates the motion of the furnace body and the gantry on the installation surface, The body can be stably held on the installation surface. In particular, when the installation surface can be tilted while supporting the furnace body and the gantry, the tilting can be stably performed by keeping the motion of the furnace body regulated by the lock mechanism.
以下、本発明の実施形態にかかる溶鉱炉の一例として、電気炉について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an electric furnace will be described as an example of a blast furnace according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
[電気炉の構成]
図1〜3に、本発明の一実施形態にかかる電気炉1の構成を示す。電気炉1は、プラットフォーム(設置面)90の上に設置されている。プラットフォーム90は、床面Fに固定された支持台95に支持されている。電気炉1は、本体部として、上記特許文献1に記載されているのと同様の電気炉(アーク炉)の構成を有し、炉体10、炉蓋20、電極25を備える。また、電気炉1が設置されているのと共通のプラットフォーム90上に、架台30が設置されている。それらに加え、電気炉1は、配管40、炉体運動機構50を備えている。
[Configuration of electric furnace]
1-3, the structure of the
炉体10は、上方に開口を有した有底の円筒型の容器として形成されている。炉蓋20は、炉蓋運動機構(図略)に駆動されることで、炉体10の開口を閉塞可能な部材であり、炉体10の上方で、上下運動と旋回運動を行うことで、炉体10の開口部を閉塞した状態と開放した状態の間を移動することができる。さらに、炉体10および炉蓋20に接触せずに炉蓋20を貫通して、3本の電極25が挿通され、炉体10の内部の空間に達している。3本の電極25は、炉体10の中心軸の周りに、略正三角形の頂点をなすように配置されている。炉体10に鉄スクラップ材等の金属材料を収容し、電極25に三相交流等の電流を印加して放電を行うことで、金属材料を溶融させることができる。本電気炉1は、偏心炉底出鋼(EBT)式の電気炉として構成されており、炉体10の側壁の対向する位置に、溶鋼を取り出す出鋼を行うための出鋼口11と溶融残渣を取り出す出滓を行うための出滓口12が、それぞれ設けられている(図2では省略)。
The
炉体10は、炉体運動機構50を介してプラットフォーム90に支持されている。炉体運動機構50としては、上記特許文献2に開示されているのと同様のものを用いることができる。炉体運動機構50の構成を簡単に説明すると、図5に示すように、内周面51aに歯車体が形成された円環状の支持フレーム51が、ベアリング部材52によって支持されている。そして、支持フレーム51に、炉体10が固定されている。
The
支持フレーム51の内側には、対向する2か所に、ギアボックス53,53が設けられている。各ギアボックス53には、2つのギア54,55が収容されている。第一のギア54は、プラットフォーム90の面に平行な面内で回転可能であり、回転軸がモータに結合されている。そして、第二のギア55も、プラットフォーム90の面に平行な面内で回転可能に設けられており、第一のギア54と噛み合うとともに、支持フレーム51の内周面51aの歯車体に噛み合っている。モータによって第一のギア54の回転を駆動すると、第二のギア55を介して、支持フレーム51が中心軸の周りに回動される。そして、支持フレーム51上に固定された炉体10が、上下方向の中心軸の周りに回動(旋回)される。炉体10が回動する際、プラットフォーム90の面に沿った電極25の位置は変化されない。よって、炉体10の回動に伴って、炉体10と電極25の相対配置が変化する。
Inside the
さらに、支持フレーム51の内側には、支持フレーム51の周方向に沿ってギアボックス53,53が配置されている位置の中間に、ロック機構56が設けられている。ロック機構56は、支持フレーム51の内周面51aに対向して設けられた栓部材56aと、栓部材56aを支持フレーム51の径方向に進退運動させることができる駆動シリンダ56bを有している。支持フレーム51には、炉体10の回動位置が原位置にある状態において、ロック機構56の栓部材56aが侵入、係止可能な鞘部材(不図示)が設けられている。ここで、支持フレーム51の原位置とは、次に述べる傾動機構80を利用して炉体10をプラットフォーム90ごと傾動させ、出鋼口11からの出鋼および出滓口12からの出滓を行うことができる回動位置を指す。支持フレーム51が炉体10を回動させる間は、ロック機構56においては、栓部材56aが支持フレーム51の回動を妨げないように、支持フレーム51の内側に退避される。一方、支持フレーム51の回動を原位置に停止させている間は、駆動シリンダ56bによって栓部材56aを支持フレーム51側に前進させ、支持フレーム51に設けられた鞘部材に侵入、係止させることで、支持フレーム51の回動を規制することができる。
Further, a
図1〜3に示すように、炉体10には、種々の配管40(図では2本)が設けられている。配管40は、一端の固定端41が、プラットフォーム90、または建屋の壁面等、プラットフォーム90が設置された床面Fに対して固定された設備に、固定されている。図においては、配管が固定端41において、建屋の壁面に固定されている。そして、他端の移動端42が、炉体10に対して固定されている。配管40は、少なくとも一部が、フレキシブルホース等、可撓性を有する材料よりなり、内部の中空部に、水やガス、空気等、種々の流体を通過させることができる。配管40の可撓部は、下記のように架台30に支持された状態で、炉体運動機構50による炉体10の回動に追随できるだけの十分な長さを有する。この種の配管40は、炉体10に取り付けられた種々の付属設備に流体を供給するために用いられるものであり、例えば、炉体10を冷却する水冷パネルに循環させる水を流通させるための配管や、炉体10中の金属材料の溶融を補助するバーナーに燃料ガスを供給するための配管を挙げることができる。
As shown in FIGS. 1-3, the
プラットフォーム90には、炉体10に隣接して、架台30が設けられている。架台30は、支持部31と、架台運動部としての車輪32とを有している。架台30は、複数の長尺状の金属材が、プラットフォーム90の面に略平行な方向および略垂直な方向に交差して設けられたフレーム構造を有している。支持部31は、車輪結合部33によって、車輪32と連結されている。車輪結合部33および車輪32は、架台30と炉体10を結ぶ方向に沿って、支持部31の中央近傍に設けられている。支持部31には、交差した金属材の間を渡すようにして、配管40の中途部が載置されている。架台30の振動が配管40に伝達されるのを避けるため、配管40は架台30に対して固定はされず、支持部31を構成する金属材の上に載置されるだけである。車輪32が回転することで、架台30は、支持部31において配管40の中途部を支持した状態のまま、運動することができる。本実施形態においては、架台30は、出鋼および出滓の妨げとならないように、炉体10の周方向に沿って出鋼口11と出滓口12のほぼ中間の位置に配置されている。
A
架台30と炉体10の間には、架台30を炉体10に対して連結する連結部60が設けられている。連結部60は、ピン構造によって架台30を炉体10に連結するものである。具体的には、連結部60は、図4に示すように、炉体10に対して固定された炉体側連結材61と、架台30に対して固定された架台側連結材62と、炉体側連結材61と架台側連結材62の間を連結する連結軸63とを有している。炉体側連結材61および架台側連結材62は、それぞれ略平板状の部位を主とする部材であり、平板面を略鉛直に立てた状態で、それぞれ炉体10および架台30にねじ接続によって固定されている。炉体側連結材61は、炉体10の外壁の外側から、上方に向けて突出して設けられており、架台側連結材62は、架台30の支持部31の炉体10に面する端縁から、炉体10側に向かって突出して設けられている。つまり、炉体側連結材61と架台側連結材62の突出方向は、略直交している。そして、炉体側連結材61と架台側連結材62の平板面は、先端付近において、略平行に重畳している。その重畳部にはそれぞれ、貫通孔(不図示)が、相互に重なるように設けられている。さらに、炉体側連結材61に設けられた貫通孔と、架台側連結材62に設けられた貫通孔の両方を貫通して、棒状の連結軸63が脱出不能に挿通されている。連結軸63は、炉体側連結材61と架台側連結材62の少なくとも一方に対して固定されずに軸回転可能となっている。つまり、架台側連結材62を含む架台30が、連結軸63を介して、炉体側連結材61を含む炉体10に対して、鉛直面内で回転可能に連結された状態となっている。これにより、架台30は、炉体10に対して上下運動することができる。
A connecting
図1〜3に示すように、プラットフォーム90には、車輪32が脱出することなく運動可能な溝状のレール(軌道)91が設けられており、車輪32は、レール91内においてプラットフォーム90に接触している。架台30が上記のような連結部60を介して炉体10に連結されているので、炉体10が炉体運動機構50によって回動された際、連結部60を介して、架台30に炉体10の周方向に力が加えられて、架台30が炉体10の運動に追随し、炉体10の回動と同期して運動することになるが、レール91は、このように炉体10が運動する際に車輪32が通るべき軌跡に対応する位置に、略円弧状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
なお、炉体10および架台30が設置されたプラットフォーム90には、傾動機構80が設けられてもよい。傾動機構80は、炉体10および架台30を所定方向に傾動させるものであり、炉体10からの出鋼および出滓を行いやすくするものである。この場合、プラットフォーム90の傾動に伴って、配管40の固定端41とプラットフォーム90の間の相対配置が変位されることになるが、この変位は、配管40の可撓性によって吸収することができる。
The
傾動機構80の具体的な構成としては、上記特許文献2に開示されているのと同様のものを用いることができるが、ここで簡単に説明する。傾動機構80は、図2および図6に示すように、支持台95に設けられたギア81と、上記原位置における出鋼口10と出滓口11を結ぶ方向に沿って凸曲面状に形成されたプラットフォーム90の底部に設けられ、支持台95側のギア81と噛み合うギア82とを有している。そして、プラットフォーム90には、ギア82の一方端の外側に当たる位置に、シリンダ83が回転可能に結合されており、シリンダ83がプラットフォーム90の一端に上下いずれかに向かう力を加えることで、支持台側ギア81とプラットフォーム側ギア82の噛み合い保ったままで、プラットフォーム90が支持台95上で転動する。これにより、プラットフォーム90が、炉体10および架台30をプラットフォーム90の面に対して垂直に支持した状態のまま、原位置における出鋼口11と出滓口12を結ぶ方向に傾動することができる。この傾動により、出鋼口11からの出鋼および出滓口12からの出滓が補助される。図6の状態では、シリンダ83がプラットフォーム90の出滓口12側の部位に下向きの力を加えることで、プラットフォーム90が出滓口12の位置を下げる方向(方向T)に傾斜しており、出滓口12からの出滓が補助されている。なお、傾動機構80によってプラットフォーム90を傾動させる間は、ロック機構56により、炉体運動機構50によるプラットフォーム90上での炉体10の回動を規制した状態としておく。
The specific configuration of the
さらに、本電気炉1においては、各所に絶縁材が設けられている。具体的には、炉体側連結材61と炉体10の間に連結部絶縁板71が設けられている(図4)。また、架台30の車輪結合部33と車輪32の間に、車輪部絶縁板72が設けられている(図3)。さらに、炉体10の底部と炉体運動機構50の支持フレーム51との間に、炉体部絶縁板73が設けられている(図2)。各絶縁板71〜73は、両側に配置された部材を電気的に絶縁している。さらに、炉体10、架台30、炉体運動機構50のベアリング部材52は、それぞれ、別々のアース接続ポートE1〜E3によって、独立してアース接続されている。
Further, in the
[電気炉の特性]
上記のように、本実施形態にかかる電気炉1においては、炉体10を電極25に対して回動させ、炉体10と電極25の位置関係を変化させることができる。これにより、炉体10内の金属材料の加熱や溶融の均一性を高めることができる。つまり、略円筒形の炉体10の中心に略正三角形をなして配置された電極25が挿入されていることで、電極25に距離が近く、高温になりやすいホットスポットと、電極25から遠く、高温になりにくいコールドスポットが炉体10内に不可避的に生じるが、金属材料の溶融工程の途中に炉体10を回動させて電極25との位置関係を変化させることで、炉体10中におけるホットスポットとコールドスポットの位置を適宜変化させ、加熱溶融の均一化を図ることができる。ホットスポットおよびコールドスポットの位置を必要十分に変化させる観点から、炉体10の回動可能な角度範囲は、50°〜60°程度であることが好ましい。
[Characteristics of electric furnace]
As described above, in the
このように炉体10が回動する際、配管40の固定端41がプラットフォーム90に対して固定されたままの状態で、移動端42が炉体10とともに運動する。配管40が少なくとも一部に可撓性を有することにより、配管40は、炉体10の運動に追随して、変位、変形することができる。しかし、もし配管40の固定端41と移動端42の間の部位が架台30によって支持されていなければ、配管40が自重によって大きな負荷を受ける。さらに、炉体10の運動によっても、配管40に張力等の力が印加され、無理な負荷が加えられる可能性がある。これらの負荷は、配管40を構成する材料の破損や、固定端41や移動端42における継手等の配管接続構造の緩み等、種々の損傷を引き起こす場合がある。これらの損傷は、配管40の内部を流れる流体の漏れ等の事態にもつながりうる。しかし、上記電気炉1においては、配管40の中途部が架台30に支持されており、しかも架台30が炉体10の回動に同期して運動することで、炉体10が回動しても配管40に無理な変位、変形による負荷が印加されにくくなる。これにより、炉体10の回動に伴って配管40やその接続構造に損傷が生じるのが抑制される。
Thus, when the
炉体10の回動に追随する架台30の運動は、プラットフォーム90に設けられたレール91の上を車輪32が回転移動するというものであり、プラットフォーム90やレール91に凹凸が存在すると、その凹凸が架台30に上下振動として伝達される。架台30が上下振動すると、配管40が振動を受ける可能性がある。架台30の振動も、配管40を構成する材料の破損や、継手等の配管接続構造の緩み等、配管40の各部に損傷を引き起こす場合があり、配管40の内部を流れる流体の漏れ等の事態につながりうる。しかし、本実施形態にかかる電気炉1においては、炉体10と架台30の間がピン構造を有する連結部60によって上下運動可能に連結されているので、レール91上の凹凸によって架台30が上下に振動を受けても、その振動が連結部60の上下運動によって吸収される。これにより、架台30の振動が固定端41を介して配管40に伝達されることが回避される。なお、架台30は、流体を通過させるための配管40に限らず、炉体1に付属された種々の設備を駆動および制御するための電気配線等、一端が電気炉1に固定された、少なくとも一部に可撓性を有する様々な部材の中途部を支持するのに用いることができる。
The movement of the
連結部60が上下運動可能な距離範囲は、レール91上の凹凸の高低差と同程度以上であればよい。この種の電気炉1を支持できるプラットフォームの典型的な凹凸に鑑みると、連結部60が上下運動可能な距離範囲としては、1〜50mm程度あればよい。上記のようなピン構造を用いる場合に、連結軸63を中心とする回転角度に換算すると、炉体10の直径が数メートルから10メートル程度であるとして、その回転角度が、1°〜10°程度あればよい。
The distance range in which the connecting
連結部60の具体的な構造としては、架台30を上下運動可能に炉体10に連結するとともに、プラットフォーム90の面内における炉体10の運動を架台運動部である車輪32に伝達し、架台30を炉体10に追随して運動させられるものであれば、どのようなものでも構わないが、上記のようにピン構造を利用した連結部60とすることで、簡素な構成によって、架台30の上下運動を確保しながら、炉体10の回動に追随して架台30をプラットフォーム90上で運動させることができる。架台30を、上下運動可能としながら、炉体10の運動に追随してプラットフォーム90の面上で運動させることができるピン構造以外の連結構造としては、ベローズやバネ、弾性材料等、上下に伸縮運動をすることができる部材を介して架台30を炉体10に連結する場合を挙げることができる。
As a specific structure of the connecting
上記実施形態のように、架台30を車輪32によってプラットフォーム90上で運動するものとしておくことで、簡素な構成で、炉体10の運動に追随して自動的に架台30を運動させることができる。しかも、車輪32が通るレール91をプラットフォーム90上に設けておくことで、炉体10に追随する架台30の運動をスムーズに案内することができる。しかし、架台運動部も、必ずしも車輪32に限られるものではない。他に例えば、ローラやベアリングを用いた構成を挙げることができる。また、上記実施形態のように、連結部60のような炉体10と架台30の間の連結構造を介して、架台30が炉体10の回動に自動的に追随するようにしておけば、能動機構によって架台30の運動を駆動することなく、簡便に架台30の運動を炉体10の運動に同期させることができるが、同期を担保したうえで、架台30を炉体10に連結せず、独立した能動機構によって架台30を運動させるようにしてもよい。
As in the above embodiment, the
上記実施形態にかかる電気炉1おいては、架台運動部である車輪32が設けられる位置を、支持部31の中央近傍としている。このように、架台運動部を支持部31の中途部、つまり架台30と炉体10を結ぶ方向に沿った端部を除く位置に設けることにより、架台30で配管40をバランスよく支持することができ、配管40の自重や、架台30の運動およびそれに伴う振動に起因する負荷から、配管40を効果的に保護することができる。好ましくは、架台30と炉体10を結ぶ方向に沿って、炉体10側から、支持部31の長さの1/3〜2/3程度の位置に架台運動部を設けることが好ましい。車輪32は、架台30に1つのみ設けてもよいが、架台30の支持と運動の安定性の観点から、同一のレール91を通る位置に2つあるいはさらに多数を設けてもよい。
In the
電気炉1において、傾動機構80は必須に設けられるものではないが、EBT式炉のように炉体の中心を外れた位置から出鋼を行う形式の電気炉では、通常は何らかの傾動機構が設けられる。建屋の壁面等、床面Fに対して固定された設備に配管40の固定端41が固定されている場合において、配管40が架台30によって支持されていないとすれば、炉体10の傾動時に、配管40の重量による回転トルクが、移動端41を介して、直接に炉体10に印加されることになる。よって、プラットフォーム90の傾動も、炉体10の回動と同様に、炉体10の損傷や配管接続構造の緩み等に繋がりうる。しかし、上記のように、炉体10とともに傾動する架台30で配管40を支持するようにすれば、配管40から印加される回転トルクを架台30で受けることで、炉体10や配管接続構造への負荷を低減することができる。上記の実施形態では、架台30が出鋼や出滓の妨げとならないように、架台30を出鋼口11および出滓口12の中間の位置に設けているので、原位置においてプラットフォーム90を傾動させる方向が、炉体10に対して架台30が配置された方向と略直交している。この方向の関係性も、傾動時に炉体10に印加される回転トルクを小さく抑えるのに寄与している。
In the
なお、プラットフォーム90上での炉体10の回動やプラットフォーム90の傾動に伴って配管40から炉体10に印加される負荷を軽減する方策として、架台30を設ける以外に、炉体10を強固に設計することも考えられる。しかし、配管40およびその内容物の重量は10トンを超えることもあり、そのような重量物からの負荷を十分に軽減するためには、炉体10の非常な大型化や重量化が必要となる。これに対し、上記のように、架台30を設け、架台30で配管40を支持するようにすることで、炉体10を過剰に強固に設計することなく、炉体10への負荷を低減することができる。
As a measure for reducing the load applied to the
上記のように、傾動機構80によってプラットフォーム90を傾動させる際には、炉体運動機構50において、ロック機構56によって支持フレーム51の回動をロックしておく。これにより、プラットフォーム90上での炉体10の回動が規制され、さらに、連結部60を介して、プラットフォーム90上での架台30の運動が規制される。その結果、プラットフォーム90を傾動させている間も、炉体10および架台30をプラットフォーム90に支持された状態に安定に保持することができる。炉体10と架台30は、連結部60によって連結されているので、炉体運動機構50と架台30のいずれか一方において、プラットフォーム90上での運動を規制できるようなロック機構を設けておけば、炉体10と架台30の両方の運動を規制することができる。しかし、上記のように、炉体10および架台30の運動の駆動源である支持フレーム51自体に作用してその回動を阻止するロック機構56を用いることで、炉体10および架台30の運動を効果的に規制することができる。架台30の重量が大きい場合等、炉体運動機構50に設けたロック機構56のみでは架台30の運動まで十分に規制できない場合には、炉体運動機構50のロック機構56に加えて、架台30側にも、例えば車輪32の回転を規制する等のロック機構を設ければよい。
As described above, when the
さらに、上記実施形態にかかる電気炉1においては、連結部60の炉体側連結材61と炉体10の間に、連結部絶縁板71が設けられていることで、炉体10と架台30の間が電気的に絶縁されている。また、架台30の車輪結合部33と車輪32の間に、車輪部絶縁板72が設けられていることで、架台30の支持部31と車輪32の間が電気的に絶縁されている。また、炉体10と架台30が独立してアース接続されている。炉体10に挿入された電極25には10kAオーダーの交流が流されるため、金属よりなる炉体10の表面にも、数A〜数100Aの誘導電流が流れる。このような大電流が連結部60および架台30の支持部31を介して車輪32に流れると、車輪32の部分でスパークが発生し、車輪32のスムーズな運動を妨げたり、車輪32に不可逆的な損傷を発生させたりする。このような事態が車輪32において生じると、架台30における上下振動が大きくなり、連結部60の上下運動で吸収しきれなく可能性がある。そこで、上記のように、炉体10と架台30の間を絶縁し、さらに架台30において支持部31と車輪32の間を絶縁すること、また、炉体10と架台30を独立してアース接続することで、炉体10から車輪32に電流が流れるのを防止している。
Furthermore, in the
加えて、炉体10と炉体運動機構50の間にも、炉体部絶縁板73を設け、両者の間を絶縁するとともに、炉体運動機構50を炉体10と独立してアース接続している。これにより、炉体10に流れる誘導電流が炉体運動機構50に流れることも防止される。炉体運動機構50に電流が流れると、ベアリング部材52に損傷が発生する可能性がある。すると、炉体10のスムーズな回動が妨げられるのみならず、炉体10の回動自体によっても、配管40に上下振動が加えられやすくなってしまう。
In addition, a furnace
[他の形態]
電気炉1においては、上記実施形態以外にも、様々な変形形態が考えられる。例えば、上記実施形態においては、炉体10と架台30を連結する連結部60は、1つのみ設けられたが、連結を安定化させる観点から、同様の連結部60を複数設けてもよい。例えば、図7に示すように、炉体10の周方向に沿って、架台30の両端部に相当する位置に、2組の連結部60,60を設ける形態を例示することができる。そして、2組の連結部60,60の架台側連結材62,62の間を、連結梁62aによってコの字状に連結しておけばよい。
[Other forms]
In the
また、炉体10としては、アーク炉をはじめとする電気炉に限らず、炉体を運動させることで金属材料の均一な溶融を促進することができる溶解炉であれば、どのような原理に基づくものであっても、適用することができる。また、炉体の運動としては、炉体の中心を軸とした回動(旋回)に限られず、プラットフォームの面上における任意の運動を採用することができる。さらに、電気炉は、上記のEBT式のものに限られず、樋出湯式等、他の形式のものであってもよいが、上記のように傾動機構を設ける場合には、傾動の必要がない中央炉底出鋼(CBT)式のものは除かれる。
Further, the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
1 電気炉(溶解炉)
10 炉体
20 炉蓋
30 架台
31 支持部
32 車輪(架台運動部)
33 車輪結合部
40 配管
41 固定端
42 移動端
50 炉体運動機構
54,55 ギア
56 ロック機構
60 連結部
61 炉体側連結材
62 架台側連結材
63 連結軸
80 傾動機構
81,82 ギア
83 シリンダ
90 プラットフォーム(設置面)
91 レール(軌道)
95 支持台
1 Electric furnace (melting furnace)
DESCRIPTION OF
33
91 rail (track)
95 Support stand
Claims (10)
前記炉体を設置面上で運動可能に支持する炉体運動機構と、
一端が前記炉体に固定され、少なくとも一部が可撓性を有する配管または配線と、
前記配管または配線の中途部を支持する支持部、および前記支持部に連結され、前記炉体の回動に同期して前記設置面上で前記支持部を運動させる架台運動部を有し、前記炉体に対して上下方向に運動可能に前記設置面上に設けられた架台と、
を備えることを特徴とする溶解炉。 A furnace body that houses and melts a metal material and rotates around a central axis in the vertical direction ;
A furnace body motion mechanism for supporting the furnace body movably on an installation surface;
One end is fixed to the furnace body, at least a part of the pipe or wiring having flexibility,
A support part for supporting a midway part of the pipe or wiring, and a support part connected to the support part and moving the support part on the installation surface in synchronization with rotation of the furnace body, A stand provided on the installation surface so as to be movable in the vertical direction with respect to the furnace body;
A melting furnace comprising:
前記支持部と前記炉体の間、前記支持部と前記架台運動部の間、前記炉体と前記炉体運動機構の間の少なくとも一つの部位には、絶縁部材が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の溶解炉。 The furnace body is provided with an electrode for melting the metal accommodated in the furnace body by energization,
An insulating member is provided between at least one part between the support part and the furnace body, between the support part and the gantry moving part, and between the furnace body and the furnace body motion mechanism. The melting furnace according to any one of claims 1 to 5.
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