JP7310328B2 - 型抜き方法、その方法において用いる鋼塊のクランプ装置およびそのクランプ装置を含む型抜き装置 - Google Patents

Description

本発明は柱状の鋼塊をモールド内から安全に抜き出すことができる型抜き方法、その方法において用いる鋼塊のクランプ装置およびそのクランプ装置を含む型抜き装置に関する。

従来、真空アーク溶解法（ＶＡＲ法）やエレクトロスラグ溶解法（ＥＳＲ法）などでは、長手方向が鉛直方向と平行になるように配置された状態のモールド内で鋼塊が得られる。
ここで、得られる柱状の鋼塊をモールド内から抜き出す場合、初めに柱状のモールドの一方端部をトングで掴み、その長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したままクレーンで吊り上げ、前記モールドを所定の位置まで移動し、前記モールドの他方端部に存するスツール（モールドの蓋に相当）を前記モールドと分離可能とした後、前記クレーンを巻き上げて前記モールドを上方へ移動させることで、前記モールド内から前記鋼塊を抜き出していた。そして、その後、前記鋼塊の上側端部をトングで掴み、その場所に鋼塊を横に倒して置いていた。

なお、鋼材の倒立装置に関して、従来、特許文献１に記載の装置が提案されている。

特開２００８－１８３５８６号公報

従来の方法によってモールド内から鋼塊を抜き出し、前記鋼塊を所定の場所へ移動させた後、その場所に、安全に、鋼塊を横に倒して置くことは可能である。ただし、この作業はより安全に行う必要がある。特に前記鋼塊が長手方向に長い場合は、前記鋼塊を所望の場所に横に倒して置く前に鋼塊が倒れてしまう可能性があるため、より慎重に作業を行う必要がある。

本発明の課題は、真空アーク溶解法（ＶＡＲ法）やエレクトロスラグ溶解法（ＥＳＲ法）などによって得られる柱状の鋼塊を、モールド内から安全に抜き出すことができる型抜き方法、その方法において用いる、鋼塊のクランプ装置およびそのクランプ装置を含む型抜き装置を提供することである。

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明の鋼材を完成させた。
本発明は下記（１）～（３）である。
（１）長手方向が鉛直方向と平行になるように配置された状態でその内部において鋼塊が凝固する柱状のモールドの一方端部を第１トングで掴み、前記モールドの長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したままクレーンで吊り上げ、前記モールドを移動した後、前記モールドの他方端部に存する前記モールドの蓋であるスツールが、前記モールドを乗せたまま鉛直方向へ移動可能な台である鋼塊リフターの上面に接するように、前記モールドを前記鋼塊リフター上に置く第１裁置工程と、
前記スツールを前記モールドと分離可能とした後、前記モールドの長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したまま、前記モールド内から前記鋼塊の一部を抜き出す第１抜出工程と、
前記モールド内から前記鋼塊の一部が抜き出された状態で、クランプ装置によって前記鋼塊の側面を水平方向から挟むことで前記鋼塊が倒れないように支える支持工程と、
前記鋼塊の側面が前記クランプ装置によって挟まれた状態で、前記鋼塊の長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したまま、前記モールド内から前記鋼塊の全てを抜き出す第２抜出工程と、
前記鋼塊の上側端部を第２トングで掴み、前記クランプ装置を前記鋼塊の側面から離し、前記鋼塊をクレーンで吊り上げ、前記鋼塊を所定の場所へ移動させた後、その場所に前記鋼塊を横に倒して置く第２裁置工程と、
を備える、型抜き方法。
（２）上記（１）に記載の型抜き方法において用いる前記クランプ装置であって、
前記鋼塊リフターを水平方向から挟むようにその両サイドに配置され、
鉛直方向において移動可能に構成され、
前記鋼塊の側面を水平方向から挟むことで前記鋼塊が倒れないように支持することができる、クランプ装置。
（３）上記（１）に記載の型抜き方法を行うことができる型抜き装置であって、
前記モールドの一方端部を掴む前記第１トングと、
前記鋼塊の上側端部を掴む前記第２トングと、
前記第１トングおよび／または前記第２トングと連結される前記クレーンと、
前記モールドの他方端部に存する前記スツールが上面に接するように前記モールドを置く、前記モールドを乗せたまま鉛直方向へ移動可能な台である前記鋼塊リフターと、
上記（２）に記載のクランプ装置と、
を有する型抜き装置。

本発明によれば、真空アーク溶解法（ＶＡＲ法）やエレクトロスラグ溶解法（ＥＳＲ法）などによって得られる柱状の鋼塊を、モールド内から安全に抜き出すことができる型抜き方法、その方法において用いる、鋼塊のクランプ装置およびそのクランプ装置を含む型抜き装置を提供することができる。

本発明の型抜き装置の概略図である。 第１裁置工程を説明するための概略図である。 第１抜出工程を説明するための概略図である。 第１抜出工程を説明するための別の概略図である。 支持工程を説明するための概略図である。 第２抜出工程を説明するための概略図である。 第２裁置工程を説明するための概略図である。 第２裁置工程を説明するための別の概略図である。

本発明について説明する。
本発明は、長手方向が鉛直方向と平行になるように配置された状態でその内部において鋼塊が凝固する柱状のモールドの一方端部を第１トングで掴み、前記モールドの長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したままクレーンで吊り上げ、前記モールドを移動した後、前記モールドの他方端部に存する前記モールドの蓋であるスツールが、前記モールドを乗せたまま鉛直方向へ移動可能な台である鋼塊リフターの上面に接するように、前記モールドを前記鋼塊リフター上に置く第１裁置工程と、前記スツールを前記モールドと分離可能とした後、前記モールドの長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したまま、前記モールド内から前記鋼塊の一部を抜き出す第１抜出工程と、前記モールド内から前記鋼塊の一部が抜き出された状態で、クランプ装置によって前記鋼塊の側面を水平方向から挟むことで前記鋼塊が倒れないように支える支持工程と、前記鋼塊の側面がクランプ装置によって挟まれた状態で、前記鋼塊の長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したまま、前記モールド内から前記鋼塊の全てを抜き出す第２抜出工程と、前記鋼塊の上側端部を第２トングで掴み、前記クランプ装置を前記鋼塊の側面から離し、前記鋼塊をクレーンで吊り上げ、前記鋼塊を所定の場所へ移動させた後、その場所に前記鋼塊を横に倒して置く第２裁置工程と、を備える、型抜き方法である。
このような型抜き方法を、以下では「本発明の方法」ともいう。

また、本発明は、本発明の方法において用いるクランプ装置であって、前記鋼塊リフターを水平方向から挟むようにその両サイドに配置され、鉛直方向において移動可能に構成され、前記鋼塊の側面を水平方向から挟むことで前記鋼塊が倒れないように支持することができる、クランプ装置である。
このようなクランプ装置を、以下では「本発明のクランプ装置」ともいう。

また、本発明は、本発明の方法を行うことができる型抜き装置であって、前記モールドの一方端部を掴む前記第１トングと、前記鋼塊の上側端部を掴む前記第２トングと、前記第１トングおよび／または前記第２トングと連結される前記クレーンと、前記モールドの他方端部に存する前記スツールが上面に接するように前記モールドを置く、前記モールドを乗せたまま鉛直方向へ移動可能な台である前記鋼塊リフターと、本発明のクランプ装置と、を有する型抜き装置である。
このような型抜き装置を、以下では「本発明の型抜き装置」ともいう。

以下において単に「本発明」と記した場合、本発明の方法、本発明のクランプ装置および本発明の型抜き装置のいずれをも意味するものとする。

本発明について図を用いて説明する。
図１は本発明の型抜き装置の概略図である。
図１において本発明の型抜き装置１は、モールド３の一方端部３１を掴む第１トング５と、鋼塊７の上側端部７１を掴む第２トング９と、第１トング５および／または第２トング９と連結されるクレーン１１と、モールド３の他方端部３２に存するスツール１３が上面１５１に接するようにモールド３を置く鋼塊リフター１５と、クランプ装置１７と、を有する型抜き装置である。

図１に示した本発明の型抜き装置１を構成する各部の詳細と、本発明の方法を行う手順とについて、図２～図８を用いて説明する。

＜第１裁置工程＞
図２は、長手方向が鉛直方向と平行になるように配置された状態でその内部において鋼塊７が凝固する、柱状のモールド３を示している。
真空アーク溶解法（ＶＡＲ法）やエレクトロスラグ溶解法（ＥＳＲ法）などでは、柱状のモールドを、その長手方向が鉛直方向と平行になるように配置した状態で、その内部において鋼塊が溶解されたり、その後、凝固したりすることによって柱状の鋼塊７が得られる。

鋼塊７は柱状であればよく、その断面（長手方向の中心軸Ｌに垂直な断面）の形状は特に限定されない。円形や矩形などであってよい。また、柱状であって、その断面の直径（円形でない場合は等面積円相当径）よりも、長手方向の長さの方が２倍以上長い態様であってよく、３倍以上長い態様であってよい。断面の直径（円形でない場合は等面積円相当径）に対する長手方向の長さの比は、５０倍以下であってよく、３０倍以下であってよく、１０倍以下であってよい。

ここでモールド３が長手方向が鉛直方向と平行になるように配置されるとき、モールドの蓋に相当するスツール１３が下側となるように配置される。モールド内にて鋼塊を溶解または凝固する際は、スツール１３は閉じられている。
なお、長手方向が鉛直方向と平行になるように配置されたときのモールド３の上部を一方端部３１、下部を他方端部３２という。

また、長手方向は鉛直方向と完全な平行であることを要しない。後述するように、モールド３を鋼塊リフター１５の上に置いたときに、モールド３が倒れない程度に、長手方向と鉛直方向とが略平行であればよい。具体的には、モールドの長手方向の中心軸Ｌが鉛直方向となす角度が２度以内であることが好ましく、１度以内であることがより好ましい。
本発明において、長手方向と鉛直方向とが平行であることは、同様に、略平行であることを意味するものとする。

図２に示したように長手方向が鉛直方向と平行になるように配置された状態のモールド３について、図３（ａ）に示すように、その一方端部３１を第１トング５で掴む。第１トング５はクレーン１１と連結されており、クレーン１１の運転士が第１トング５を操作してモールド３等を掴んだり、移動させたりすることができる。

そして、モールド３の長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したままモールド３をクレーン１１で吊り上げ、モールド３を移動し、図３（ｂ）に示すように、モールド３を鋼塊リフター１５の上に置く。鋼塊リフター１５は、モールド３を乗せたまま鉛直方向へ移動可能な台である。ここでモールド３の他方端部３２に存するスツール１３が、鋼塊リフター１５の上面１５１に接するように鋼塊リフター１５上にモールド３を置く。鋼塊リフターの上面１５１が略水平であって、この上面１５１にモールド１３を置いたときにモールド１３の中心軸Ｌが鉛直方向と略水平であれば、モールド１３が鋼塊リフター１５上にて自立するため好ましい。

＜第１抜出工程＞
次に、スツール１３をモールド３と分離可能とする。前述のように、モールド１３内で鋼塊を溶解させたり凝固させたりする際は、スツール１３はモールド３に強固に固定されているが、この固定を開放することで、スツール１３とモールド３とは分離可能となる。ただし、図３（ｂ）に示す状態ではその固定を開放しても、スツール１３とモールド３とは密着した状態を維持している。

次に、図３（ｂ）に示すように、モールド３の長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したまま、図４に示すように、モールド３内から鋼塊７の一部を抜き出す。

ここで、クレーン１１によって第１トング５を引き上げることでモールド３内から鋼塊７の一部を抜き出すことができるが、逆に、クレーン１１は動かさずに第１トング５によってモールド３を掴んだまま、鋼塊リフター１５が下方へ移動しても、同様に、モールド３内から鋼塊７の一部を抜き出すことができる。
したがって鋼塊リフター１５は、その上面にモールド１３または鋼塊７を乗せた状態で、鉛直方向に移動可能に構成されていることが好ましい。

＜支持工程＞
次に、図５に示すように、モールド３の内部から鋼塊７の一部が抜き出された状態で、クランプ装置１７によって鋼塊７の側面を水平方向から挟む。そして、鋼塊７が倒れないように支える。
クランプ装置１７は鋼塊７の側面を水平方向から挟み、モールド３を完全に抜き出した後であっても鋼塊７が倒れないように支えることができるものであればよい。
また、図５では水平方向（左右方向）から２個のクランプ装置１７によって鋼塊７を挟む態様が示されているが、クランプ装置１７の数は限定されない。例えば３～４個のクランプ装置１７によって水平方向から鋼塊７を囲むようにして支えてもよい。

クランプ装置１７は鉛直方向に移動可能に構成されていることが好ましい。この場合、鋼塊７の側面における所望の位置をクランプ装置１７によって挟むことができるからである。鋼塊７の長手方向の長さは様々であるが、その上方をクランプ装置１７によって挟むことが好ましい。具体的には鋼塊７における長手方向の最上部から４０～６０％の箇所（重心付近）をクランプ装置１７によって挟むことが好ましい。このような箇所をクランプ装置１７によって挟むと、モールド３から鋼塊７を完全に抜き出した後であっても鋼塊７が倒れ難い。

＜第２抜出工程＞
次に、図６に示すように、鋼塊７の側面がクランプ装置１７によって挟まれた状態で、鋼塊７の長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したまま、モールド３内から鋼塊７の全てを抜き出す。
クランプ装置１７が鋼塊７の側面を水平方向から挟んでいるため、モールド３を完全に抜き出した後であっても、鋼塊７は倒れない。

ここで、クレーン１１によって第１トング５を引き上げることでモールド３内から鋼塊７を抜き出すことができる。ただし、逆に、クレーン１１は動かさずに第１トング５によってモールド３を掴んだまま、鋼塊リフター１５を下方へ移動させても、同様に、モールド３内から鋼塊７を抜き出すことができる。

＜第２裁置工程＞
次に、図７（ａ）に示すように、鋼塊７の上側端部７１を第２トング９で掴んだ後、図７（ｂ）に示すように、クランプ装置１７を鋼塊７の側面から離す。ここで第２トング９は第１トング５と異なる態様のものであってよいが、同じものであってもよい。

そして、図８（ａ）に示すように、鋼塊７をクレーン１１で吊り上げ、図８（ｂ）に示すように、鋼塊７を所定の場所へ移動させる。
ここで、鋼塊７をクレーン１１で吊り上げることで、通常、鋼塊７とスツール１３とは分離する。

なお、クレーン１１の個数は限定されない。クレーン１１が１つの場合は、必要に応じて第１トング５または第２トング９をクレーン１１と連結して用いる。クレーン１１が２以上存在する場合は、第１トング５と連結されたクレーンと、第２トング９と連結されたクレーンとが存在していてよい。

その後、クレーン１１を操作して、その場所に鋼塊７を横に倒して置くことができる。

＜実施態様＞
次に、本発明の実施態様を説明する。
次に説明する本発明の実施態様は、２階建ての建屋において、２階に真空アーク溶解炉が存在し、そこで得られた鋼塊を１階の所定の場所へ移動させて、そこに鋼塊を横に倒して置く態様である。
本発明は、次に説明する実施態様に限定されない。

この実施態様では、建屋の２階に真空アーク溶解炉が設置されている。すなわち、柱状のモールド３の上部が、２階の床上に存し、モールド３の上部以外の部分は２階から１階にかけて存在している。
このような状態において柱状の鋼塊７を得た後、図３（ａ）に示したように、その一方端部３１を第１トング５で掴む。そして、モールド３の長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したままクレーン１１で吊り上げ、モールド３を移動し、図３（ｂ）に示したように、モールド３を鋼塊リフター１５の上に置く。ここで鋼塊リフター１５の上面１５１が２階の床レベルとなるように配置されていることが好ましい。そして、２階において作業員がスツール１３をモールド３と分離可能とする。具体的には、例えばスツール１３をモールド３に固定してたボルトや爪を取り外す。

次に、図４に示したように、モールド３内から鋼塊７の一部を抜き出す。
ここで、クレーン１１は動かさずに、第１トング５によってモールド３を掴んだまま、鋼塊リフター１５を下方（１階方向）へ移動させることで、モールド３内から鋼塊７の一部を抜き出す。
次に、図５に示したように、モールド３の内部から鋼塊７の一部が抜き出された状態で、クランプ装置１７によって鋼塊７の側面を水平方向から挟む。そして、鋼塊７が倒れないように支える。ここでクランプ装置１７は鉛直方向に移動可能に構成されており、鋼塊７の側面における長手方向の上方をクランプ装置１７によって挟む。

次に、図６に示したように、鋼塊７の側面がクランプ装置１７によって挟まれた状態で、鋼塊７の長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したまま、クレーン１１によって第１トング５を引き上げて、モールド３内から鋼塊７の全てを抜き出す。

次に、図７（ａ）に示したように、鋼塊７の上側端部７１を第２トング９で掴んだ後、図７（ｂ）に示したように、クランプ装置１７を鋼塊７の側面から離す。
そして、図８（ａ）に示したように、鋼塊７をクレーン１１で吊り上げる。ただし、この時点で鋼塊７は１階のレベルに存在しているため、１階の内部を移動できる程度に鋼塊７をクレーン１１で吊り上げればよい。
その後、図８（ｂ）に示したように、鋼塊７を１階における所定の場所へ移動させ、その場所に鋼塊７を横に倒して置く。

１ 型抜き装置
３ モールド
５ 第１トング
７ 鋼塊
９ 第２トング
１１ クレーン
１３ スツール
１５ 鋼塊リフター
１７ クランプ装置
３１ モールドの一方端部
３２ モールドの他方端部
７１ 鋼塊の上側端部
１５１ 鋼塊リフターの上面
Ｌ 鋼塊の中心軸

Claims (3)

1. 長手方向が鉛直方向と平行になるように配置された状態でその内部において鋼塊が凝固する柱状のモールドの一方端部を第１トングで掴み、前記モールドの長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したままクレーンで吊り上げ、前記モールドを移動した後、前記モールドの他方端部に存する前記モールドの蓋であるスツールが、前記モールドを乗せたまま鉛直方向へ移動可能な台である鋼塊リフターの上面に接するように、前記モールドを前記鋼塊リフター上に置く第１裁置工程と、
   前記スツールを前記モールドと分離可能とした後、前記モールドの長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したまま、前記第１トングによって前記モールドを掴んだまま、前記鋼塊リフターを下方へ移動させることで、前記モールド内から前記鋼塊の一部を抜き出す第１抜出工程と、
   前記モールド内から前記鋼塊の一部が抜き出された状態で、クランプ装置によって前記鋼塊の側面を水平方向から挟むことで前記鋼塊が倒れないように支える支持工程と、
   前記鋼塊の側面が前記クランプ装置によって挟まれた状態で、前記鋼塊の長手方向が鉛直方向と平行である状態を維持したまま、前記クレーンによって前記第１トングを引き上げて、前記モールド内から前記鋼塊の全てを抜き出す第２抜出工程と、
   前記鋼塊の上側端部を第２トングで掴み、前記クランプ装置を前記鋼塊の側面から離し、前記鋼塊をクレーンで吊り上げ、前記鋼塊を所定の場所へ移動させた後、その場所に前記鋼塊を横に倒して置く第２裁置工程と、
   を備える、型抜き方法。
2. 請求項１に記載の型抜き方法において用いる前記クランプ装置であって、
   前記鋼塊リフターを水平方向から挟むようにその両サイドに配置され、
   鉛直方向において移動可能に構成され、
   前記鋼塊の側面を水平方向から挟むことで前記鋼塊が倒れないように支持することができる、クランプ装置。
3. 請求項１に記載の型抜き方法を行うことができる型抜き装置であって、
   前記モールドの一方端部を掴む前記第１トングと、
   前記鋼塊の上側端部を掴む前記第２トングと、
   前記第１トングおよび／または前記第２トングと連結される前記クレーンと、
   前記モールドの他方端部に存する前記スツールが上面に接するように前記モールドを置く、前記モールドを乗せたまま鉛直方向へ移動可能な台である前記鋼塊リフターと、
   請求項２に記載のクランプ装置と、
   を有する型抜き装置。

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