JP6646419B2 - 穿孔用ビットの製造方法および穿孔用ビット - Google Patents

Description

本発明は、溶鉱炉の出銑口に充填されている閉塞のための粘土状の耐火物等のマッドを穿孔するための穿孔用ビットの製造方法および穿孔用ビットに関する。

溶鉱炉の出銑口に充填されている閉塞のための粘土状の耐火物等のマッドを穿孔する際に、穿孔用ビットが中空ロッドの先端に設けられた削岩機が従来から用いられている。削岩機の中空ロッドの先端に設けられる穿孔用ビットとして、例えば特許文献１等に開示されるものが従来から知られている。特許文献１に開示される穿孔用ビットによれば、中空形状の本体部分の先端面の中心に超硬合金による鋭円錐形長チップを設けるとともに当該本体部分の先端面における鋭円錐形長チップの周囲に超硬チップを設けることにより、溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを一発で開孔することができるようになっている。

特許第４２８４２９８号

特許文献１に開示される穿孔用ビットを用いて溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを穿孔するにあたり、穿孔用ビットの鋭円錐形長チップをマッドに突き刺し、この鋭円錐形長チップを中心として穿孔用ビットを回転させながら当該穿孔用ビットに衝撃力を与えることによりマッドを穿孔する場合には、穿孔用ビットの本体部分の先端面の中心に設けられる鋭円錐形長チップの位置を精度の高いものとする必要がある。なぜならば、鋭円錐形長チップが本体部分に設けられる位置が当該本体部分の先端面の中心から少しでもずれている場合には、鋭円錐形長チップを中心として穿孔用ビットを回転させる際に溶鉱炉の出銑口の中心線から少しはずれた部分のマッドが鋭円錐形長チップの周囲に設けられた超硬チップにより切削されてしまうおそれがある。しかしながら、特許文献１に開示されるような従来の穿孔用ビットでは、鋭円錐形長チップを本体部分の先端面の中心部に銀ろう付けで固定しているため、本体部分の先端面の中心から外れた箇所に鋭円錐形長チップが固定されてしまうおそれがあり、本体部分の先端面の中心に鋭円錐形長チップを精度良く配置することができないという問題があった。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、中空形状の本体部分の先端面の中心に設けられる棒状部材の位置を精度の高いものとすることができ、このことにより溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを精度良く穿孔することができる穿孔用ビットの製造方法および穿孔用ビットを提供することを目的とする。

本発明の穿孔用ビットの製造方法は、溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを穿孔するための穿孔用ビットの製造方法であって、前記穿孔用ビットの中空形状の本体部分および前記本体部分の先端面の中心に設けられる棒状部材の各形状に対応する凹部が設けられた鋳型を準備する工程と、前記鋳型を用いることにより前記穿孔用ビットの前記本体部分および前記棒状部材を鋳造により一体的に成型する工程と、鋳造により一体的に成型された前記本体部分および前記棒状部材のうち前記本体部分の先端面における前記棒状部材の周囲に複数の突起を取り付ける工程と、を備えたことを特徴とする。

このような穿孔用ビットの製造方法によれば、穿孔用ビットの本体部分および棒状部材を鋳造により一体的に成型することにより、本体部分の先端面の中心に設けられる棒状部材の位置を精度の高いものとすることができ、このことにより溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを精度良く穿孔することができる。

本発明の穿孔用ビットの製造方法においては、前記本体部分の先端面に複数の前記突起を取り付ける工程において、溶接または黄銅ろう付けにより各前記突起が前記本体部分の先端面に取り付けられるようになっていてもよい。

本発明の穿孔用ビットは、溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを穿孔するための穿孔用ビットであって、中空形状の本体部分と、前記本体部分の先端面の中心に設けられた棒状部材と、前記本体部分の先端面における前記棒状部材の周囲に設けられた複数の突起と、を備え、前記本体部分および前記棒状部材は一体的に成型されることにより継ぎ目がないよう構成されており、前記本体部分の先端面における前記棒状部材の周囲に複数の突起が溶接または黄銅ろう付けにより取り付けられていることを特徴とする。

このような穿孔用ビットによれば、少なくとも本体部分および棒状部材は一体的に成型されることにより継ぎ目がないよう構成されているため、本体部分の先端面の中心に設けられる棒状部材の位置を精度の高いものとすることができ、このことにより溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを精度良く穿孔することができる。

本発明の穿孔用ビットの製造方法および穿孔用ビットによれば、中空形状の本体部分の先端面の中心に設けられる棒状部材の位置を精度の高いものとすることができ、このことにより溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを精度良く穿孔することができる。

本発明の実施の形態による穿孔用ビットの構成を示す側面図である。 図１に示す穿孔用ビットの上面図である。 図２に示す穿孔用ビットのＡ−Ａライン矢視による縦断面図である。 図１等に示す穿孔用ビットが中空ロッドの先端に設けられた削岩機により溶鉱炉の出銑口に充填されている閉塞のための粘土状の耐火物等のマッドを穿孔する際の動作を示す側面図である。 本発明の実施の形態による穿孔用ビットの製造方法で用いられる鋳型の構成の一例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態による穿孔用ビットの製造方法で用いられる鋳型の構成の他の例を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図６は、本実施の形態に係る穿孔用ビットの製造方法および穿孔用ビットを示す図である。このうち、図１は、本実施の形態による穿孔用ビットの構成を示す側面図であり、図２は、図１に示す穿孔用ビットの上面図であり、図３は、図２に示す穿孔用ビットのＡ−Ａライン矢視による縦断面図である。また、図４は、図１等に示す穿孔用ビットが中空ロッドの先端に設けられた削岩機により溶鉱炉の出銑口に充填されている閉塞のための粘土状の耐火物等のマッドを穿孔する際の動作を示す側面図である。また、図５および図６は、本実施の形態による穿孔用ビットの製造方法で用いられる鋳型の構成の様々な例を示す縦断面図である。

まず、本実施の形態による穿孔用ビットの製造方法によって製造される穿孔用ビットの構成について図１乃至図３を用いて説明する。図１乃至図３に示すように、穿孔用ビット１０は、鉄製の中空形状の本体部分１２と、本体部分１２の先端面１２ａの中心に設けられた鉄製の棒状部材１４と、本体部分１２の先端面１２ａにおける棒状部材１４の周囲に設けられた複数の突起１６とを備えている。本実施の形態では、少なくとも本体部分１２および棒状部材１４は一体的に成型されることにより継ぎ目がないよう構成されている。また、溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドに棒状部材１４を容易に突き刺すことができるようにするために、当該棒状部材１４の先端部分は円錐形状となっている。

また、本体部分１２の側面には４つの穿孔粉粒（切削屑）の排出溝２０が設けられている。図２に示すように、各排出溝２０は円弧形状となっている。また、隣り合う一対の排出溝２０間の先端面１２ａを本体部分１２の根元側（すなわち、図１における下側）に傾斜させることにより４つの傾斜面１２ｂを形成している。ここで、図２に示すように、複数の突起１６のうち一部の突起１６は傾斜面１２ｂに設けられ、別の一部の突起１６は先端面１２ａおよび傾斜面１２ｂをまたがるよう設けられ、更に別の一部の突起１６は先端面１２ａに設けられている。

各突起１６は例えば超硬チップから形成されており、このような超硬チップから形成される各突起１６は本体部分１２の先端面１２ａや傾斜面１２ｂに溶接または黄銅ろう付けにより取り付けられるようになっている。具体的には、図３に示すように、本体部分１２の先端面１２ａや傾斜面１２ｂには複数の取付穴４０が設けられており（図３では１つの取付穴４０のみを図示）、各突起１６はこれらの取付穴４０にそれぞれ取り付けられるようになっている。また、各突起１６は超硬チップから形成される代わりに鉄製のものとなっていてもよい。この場合には、本体部分１２、棒状部材１４および各突起１６が一体的に成型されることにより継ぎ目がないよう構成されていてもよい。

また、図３に示すように、本体部分１２の内部には圧力空気または圧力水が通過する通路３０が形成されている。また、本体部分１２の先端面１２ａには圧力空気または圧力水の噴出口１８が設けられており、この噴出口１８は分岐通路３２を介して通路３０に連通している。このことにより、削岩機６０（後述）の中空ロッド６２（後述）から穿孔用ビット１０の本体部分１２の内部の通路３０に送られた圧力空気または圧力水が噴出口１８から穿孔用ビット１０の本体部分１２の前方（すなわち、図１や図３における上方向）に噴出するようになる。また、本体部分１２に形成される排出溝２０にも圧力空気または圧力水の噴出口２２が設けられており、この噴出口２２は分岐通路３４を介して通路３０に連通している。このことにより、削岩機６０（後述）の中空ロッド６２（後述）から穿孔用ビット１０の本体部分１２の内部の通路３０に送られた圧力空気または圧力水が噴出口２２から穿孔用ビット１０の本体部分１２の側方（すなわち、図１や図３における左右方向）に噴出するようになる。

次に、このような穿孔用ビット１０を用いて溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを穿孔する動作について図４を用いて説明する。図４において、穿孔用ビット１０により穿孔されるべき閉塞のための粘土状の耐火物等のマッドを参照符合５０で示している。穿孔用ビット１０を用いて溶鉱炉の出銑口に充填されているマッド５０を穿孔するにあたり、まず、削岩機６０の中空ロッド６２の先端に穿孔用ビット１０を取り付ける。そして、穿孔用ビット１０をマッド５０に押しつけることにより、この穿孔用ビット１０に設けられた棒状部材１４をマッド５０に突き刺す。その後、削岩機６０により穿孔用ビット１０に打撃と回転を加えることによりマッド５０に突き刺さっている棒状部材１４を中心として穿孔用ビット１０を回転させながら、各突起１６によりマッド５０を砕いて削孔する。この際に、本体部分１２に形成された噴出口１８や噴出口２２から圧力空気または圧力水を噴出させるようにする。また、各突起１６によりマッド５０から削られた切削屑は本体部分１２の傾斜面１２ｂから各排出溝２０を経て出銑口から排出される。このようにして、穿孔用ビット１０により溶鉱炉の出銑口に充填されているマッド５０が穿孔されるようになる。

次に、図１乃至図３に示すような穿孔用ビット１０の製造方法について説明する。本実施の形態による穿孔用ビット１０の製造方法では、少なくとも本体部分１２および棒状部材１４が鋳造により製造されるようになっている。具体的には、最初に、図５に示すような、穿孔用ビット１０の本体部分１２および棒状部材１４の各形状に対応する凹部が設けられた上下一対の鋳型７０、７２を準備する。ここで、下側の鋳型７０には、穿孔用ビット１０の本体部分１２に対応する凹部７０ａおよび棒状部材１４に対応する凹部７０ｂがそれぞれ形成されている。また、下側の鋳型７０には、本体部分１２に形成される各突起１６用の取付穴４０に対応するような凸部７０ｃが形成されている。一方、上側の鋳型７２には、穿孔用ビット１０の本体部分１２に対応する凹部７２ａおよび当該本体部分１２の内部に設けられる通路３０に対応する凸部７２ｂがそれぞれ形成されている。また、上側の鋳型７２には、上側の鋳型７２が下側の鋳型７０に積み重ねられたときの内部空間に溶湯（すなわち、溶融した鉄）を流し込むための注入口７４が形成されている。

そして、図５に示すような上下一対の鋳型７０、７２を用いることにより穿孔用ビット１０の本体部分１２および棒状部材１４を鋳造により一体的に成型する。具体的には、上側の鋳型７２が下側の鋳型７０に積み重ねられた状態で注入口７４によりこれらの鋳型７０、７２の内部空間に溶湯（すなわち、溶融した鉄）を流し込み、この流し込まれた溶湯を冷却する。その後、鋳造により一体的に成型された本体部分１２および棒状部材１４のうち本体部分１２の先端面１２ａや傾斜面１２ｂに複数の突起１６を取り付ける。具体的には、例えば超硬チップからなる突起１６を溶接または黄銅ろう付けにより本体部分１２の先端面１２ａや傾斜面１２ｂに設けられた取付穴４０に取り付ける。また、本体部分１２の内部に分岐通路３２や分岐通路３４を切削等により形成する。このようにして、図１乃至図３に示すような穿孔用ビット１０が製造されるようになる。

なお、本実施の形態による穿孔用ビット１０の製造方法では、ロウで制作した型にコーティングを施し、その後ロウを溶かすことによって鋳型７０、７２を得るようなロストワックス法により穿孔用ビット１０の本体部分１２および棒状部材１４を鋳造してもよい。このようなロストワックス法を用いた場合には、従来の鋳造に比べ、格段に高い寸法精度と美しい鋳肌を得ることができるようになる。

図５に示すような上下一対の鋳型７０、７２を用いた穿孔用ビット１０の製造方法によれば、本体部分１２および棒状部材１４は一体的に成型されることにより継ぎ目がないよう構成されるようになる。この場合には、本体部分１２の先端面１２ａの中心に設けられる棒状部材１４の位置を精度の高いものとすることができ、このことにより溶鉱炉の出銑口に充填されているマッド５０を穿孔用ビット１０により精度良く穿孔することができる。

なお、本実施の形態による穿孔用ビット１０の製造方法は、図５に示すような上下一対の鋳型７０、７２を用いたものに限定されることはない。本実施の形態による穿孔用ビット１０の製造方法の他の例について以下に説明する。具体的には、最初に、図６に示すような、穿孔用ビット１０の本体部分１２、棒状部材１４および各突起１６の各形状に対応する凹部が設けられた上下一対の鋳型８０、８２を準備する。ここで、下側の鋳型８０には、穿孔用ビット１０の本体部分１２に対応する凹部８０ａ、棒状部材１４に対応する凹部８０ｂおよび各突起１６に対応する複数の凹部８０ｃがそれぞれ形成されている。一方、上側の鋳型８２には、穿孔用ビット１０の本体部分１２に対応する凹部８２ａおよび当該本体部分１２の内部に設けられる通路３０に対応する凸部８２ｂがそれぞれ形成されている。また、上側の鋳型８２には、上側の鋳型８２が下側の鋳型８０に積み重ねられたときの内部空間に溶湯（すなわち、溶融した鉄）を流し込むための注入口８４が形成されている。なお、このような上下一対の鋳型８０、８２は、上述したようなロストワックス法により製造してもよい。

そして、図６に示すような上下一対の鋳型８０、８２を用いることにより穿孔用ビット１０の本体部分１２、棒状部材１４および各突起１６を鋳造により一体的に成型する。具体的には、上側の鋳型８２が下側の鋳型８０に積み重ねられた状態で注入口８４によりこれらの鋳型８０、８２の内部空間に溶湯（すなわち、溶融した鉄）を流し込み、この流し込まれた溶湯を冷却する。その後、鋳造により一体的に成型された本体部分１２、棒状部材１４および各突起１６のうち本体部分１２の内部に分岐通路３２や分岐通路３４を切削等により形成する。このようにして、図１乃至図３に示すような穿孔用ビット１０が製造されるようになる。

図６に示すような上下一対の鋳型８０、８２を用いた穿孔用ビット１０の製造方法によれば、本体部分１２、棒状部材１４および各突起１６は一体的に成型されることにより継ぎ目がないよう構成されるようになる。この場合には、本体部分１２の先端面１２ａの中心に設けられる棒状部材１４の位置を精度の高いものとすることができ、このことにより溶鉱炉の出銑口に充填されているマッド５０を穿孔用ビット１０により精度良く穿孔することができる。また、本体部分１２の先端面１２ａや傾斜面１２ｂに設けられる各突起１６の位置も精度の高いものとすることができる。

なお、本実施の形態による穿孔用ビット１０の製造方法や穿孔用ビット１０は、上述したような態様に限定されることはなく、様々な変更を加えることができる。

例えば、穿孔用ビット１０の本体部分１２および棒状部材１４を鋳造により一体的に成型したり、穿孔用ビット１０の本体部分１２、棒状部材１４および各突起１６を鋳造により一体的に成型したりする際に用いられる材料は鉄に限定されることはない。鉄以外の金属材料を用いて鋳造により穿孔用ビット１０の各部材を鋳造により一体的に成型してもよい。

また、鋳造により穿孔用ビット１０を製造する代わりに、削り出しにより穿孔用ビット１０の少なくとも本体部分１２および棒状部材１４を一体的に製作してもよい。また、更に別の穿孔用ビット１０の製造方法として、棒状部材１４をネジ締結、冷間圧入、熱間圧入、圧着等により本体部分１２の先端面１２ａの中心に取り付けるようにしてもよい。

また、本実施の形態による穿孔用ビット１０は、隣り合う一対の排出溝２０間の先端面１２ａを本体部分１２の根元側（すなわち、図１における下側）に傾斜させることにより４つの傾斜面１２ｂを形成したものに限定されることはない。本実施の形態による穿孔用ビット１０の他の例として、本体部分１２にこのような傾斜面１２ｂが設けられていないようなものが用いられてもよい。この場合には、全ての突起１６が本体部分１２の先端面１２ａに設けられるようになる。また、本実施の形態による穿孔用ビット１０の更に他の例として、本体部分１２の側面に穿孔粉粒（切削屑）の排出溝２０が設けられていないような形状のものが用いられてもよい。また、本実施の形態による穿孔用ビット１０の更に他の例として、先端部分が円錐形状となっているような棒状部材１４を用いる代わりに、全長にわたって鋭円錐形となっているような棒状部材を用いてもよい。

１０ 穿孔用ビット
１２ 本体部分
１２ａ 先端面
１２ｂ 傾斜面
１４ 棒状部材
１６ 突起
１８ 噴出口
２０ 排出溝
２２ 噴出口
３０ 通路
３２、３４ 分岐通路
４０ 取付穴
５０ マッド
６０ 削岩機
６２ 中空ロッド
７０ 鋳型
７０ａ、７０ｂ 凹部
７０ｃ 凸部
７２ 鋳型
７２ａ 凹部
７２ｂ 凸部
７４ 注入口
８０ 鋳型
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ 凹部
８２ 鋳型
８２ａ 凹部
８２ｂ 凸部
８４ 注入口

Claims (3)

1. 溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを穿孔するための穿孔用ビットの製造方法であって、
   前記穿孔用ビットの中空形状の本体部分および前記本体部分の先端面の中心に設けられる棒状部材の各形状に対応する凹部が設けられた鋳型を準備する工程と、
   前記鋳型を用いることにより前記穿孔用ビットの前記本体部分および前記棒状部材を鋳造により一体的に成型する工程と、
   鋳造により一体的に成型された前記本体部分および前記棒状部材のうち前記本体部分の先端面における前記棒状部材の周囲に複数の突起を取り付ける工程と、
   を備えた、穿孔用ビットの製造方法。
2. 前記本体部分の先端面に複数の前記突起を取り付ける工程において、溶接または黄銅ろう付けにより各前記突起が前記本体部分の先端面に取り付けられる、請求項１記載の穿孔用ビットの製造方法。
3. 溶鉱炉の出銑口に充填されているマッドを穿孔するための穿孔用ビットであって、
   中空形状の本体部分と、
   前記本体部分の先端面の中心に設けられた棒状部材と、
   前記本体部分の先端面における前記棒状部材の周囲に設けられた複数の突起と、
   を備え、
   前記本体部分および前記棒状部材は一体的に成型されることにより継ぎ目がないよう構成されており、
   前記本体部分の先端面における前記棒状部材の周囲に複数の突起が溶接または黄銅ろう付けにより取り付けられている、穿孔用ビット。

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