JPH0319193Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は消耗電極を用いる電気炉の電極継足
装置の改良に関し、ねじ結合に必要な送りを簡単
な機構で付与できるようにして装置の小形化と継
足作業の能率化をはかるものである。

［従来の技術］ アーク炉等の製鋼用の電気炉では、電極が必要
不可欠であり、一般に黒鉛電極が用いられてい
る。

この黒鉛電極は操業を重ねるにしたがい次第に
消耗してくるため、ある程度短くなつたところで
別の電極を継ぎ足すことが一般に行なわれ、電極
の無駄を無くすとともに、製鋼コストの低減をは
かつている。

このため電極の上下端部にねじ穴を形成し、こ
のねじ穴に連結用のニツプルをねじ込んで２つの
電極を連結することが行なわれている。この電極
の継足作業は、電気炉上の高温の作業環境で行な
わねばならず、しかも高所であり危険を伴う一
方、電気炉の大型化、超大電力化等に伴い電極自
体も大型化し、人力作業では締付けが難しく、締
付トルクにバラツキが生じて折損しやすいことも
あり、電極継足装置によつて行なわれている。

この電極継足装置としては種々の形式のものが
あるが、電気炉への原材料の投入や保守点検等の
ため工場に常設されたクレーンを利用し、このク
レーンに吊り下げて使用する可搬式のものがあ
る。

可搬式の電極継足装置としては、例えば第３図
に示すように、製鋼工場の天井付近の左右一対の
梁上に走行レールを布設し、この走行レール上に
走行装置を具え、両端部がサドル１で連結された
一対のクレーンガーダ２を載置し、さらに一対の
クレーンガーダ２上に布設した横行レール３上に
横行装置を具えたトロリ４を搭載し、このトロリ
４に設置された巻上装置からケーブル５を介して
フツク６が吊り下げられた形式の工場クレーン７
に電極継足装置８の支持フレーム９を吊り下げ、
電気炉１０上の炉上電極１１に継足用電極１２を
ニツプル１３を介して連結する。

この電極継足装置８の支持フレーム９には、ニ
ツプル１３のリードに合せて送りを与えるため昇
降機構を構成する２本の流体圧シリンダ１４が取
付けられ、ロツドの上端部にスライダ１５が取付
けられて昇降可能となつている。このスライダ１
５の上端部には、回転機構を構成する電極ねじ込
み用の油圧モータ１６が取付けられ、この油圧モ
ータ１６の回転軸に自在継手を介して継足用電極
１２を取付ける連結ニツプル１７が固定してあ
る。

さらに、ねじ込みにともなう回転反力を支持す
るため支持フレーム９の上端部にクレーンガーダ
２のホイールベースに対応した長さのアーム１８
が両側に突き出して固定してあり、アーム１８の
先端上面の支持金物１９を工場クレーン７の巻き
上げ力でクレーンガーダ２の下面に押し当てて回
転反力を支持するようにしてある。

したがつて、この電極継足装置８によつて連結
ニツプル１７に取付けられた継足用電極１２を炉
上電極１１に継ぎ足す場合、工場クレーン７を操
縦して両電極１１，１２が同軸上となるようにす
るとともに、支持金物１９をクレーンガーダ２の
下面に押し当てた状態としておく。

そして、流体圧シリンダ１４により継足用電極
１２を下降させて炉上電極１１のねじ穴の直上で
停止させ、ニツプル１３とねじ穴とを合わせた状
態とする。

こののち、油圧モータ１６を回転させると同時
に、流体圧シリンダ１４を調整してニツプル１３
のリードに合せた速度で下降させながら継ぎ足し
を行なう。

ところが、流体圧シリンダを用いて継足用電極
を下降させたり、ニツプルのリードに対応した速
度で下降させて送りを与えるようにしているた
め、流体圧シリンダのストロークが非常に長いも
のが必要で電極継足装置の全体の高さが高くなつ
てしまう。また、下降速度の調整が困難であり、
早すぎる場合には、大きな荷重が炉上電極を介し
て電極ホルダに作用し、これを撓わませる等の問
題を生じ、逆に遅すぎる場合には、ねじ込みがで
きなくなつたりする問題がある。

［考案が解決しようとする問題点］ この考案は上記従来技術に鑑みてなされたもの
で、装置の全高を低くしてねじ結合に必要な送り
を与えることができ、構造も簡単な電気炉の電極
継足装置の提供を目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するためこの考案は、電気炉
の上方に設置されるクレーンに吊り下げられる支
持フレームと、この支持フレームに設けられ先端
部に支持部が形成された反力支持機構を構成する
反力支持アームと、前記電気炉近傍の固定側の吊
上げアーム上に設けられ前記反力支持アームの支
持部と互いに係止され継ぎ足しに伴う回転反力を
支持し得る反力支持機構を構成する反力支持柱
と、前記支持フレーム内に設けられ回転駆動され
る二重筒構造の操作軸を構成する外筒軸と、この
外筒軸の中心部に配置されて外筒軸とスプライン
結合により回転駆動されて摺動可能とされ先端部
に継足用電極が連結される前記操作軸を構成する
スプライン軸と、この操作軸を構成するスプライ
ン軸と外筒軸との間に介装され継足用電極の自重
による圧縮で付勢力を蓄積し且つ継足用電極の継
足完了後の開放による伸長により蓄積した付勢力
でねじ結合のリード送り及び戻しを行なう圧縮コ
イルばねとでなることを特徴とするものである。

［作用］ クレーンに吊り下げられる支持フレームに設け
られ継足用電極が連結される二重筒構造の操作軸
の外筒軸を回転駆動し、これとスプライン結合さ
れるスプライン軸を上下に摺動可能かつ回転駆動
できるようにして先端部に継足用電極を連結し、
さらに、この操作軸のスプライン軸と外筒軸の間
に圧縮コイルばねを介装しておき、この圧縮コイ
ルばねの付勢力により操作軸のスプライン軸に継
足用電極を連結したときには、継足用電極を支持
しながら付勢力を蓄積させ、継足用電極を継ぎ足
したのち操作軸のスプライン軸との連結を外す場
合に、蓄積した付勢力を利用して操作軸のスプラ
イン軸を自動的に上昇させるようにしてねじ結合
に必要な送りを与えるものである。

［実施例］ 以下この考案の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

この考案の電気炉の電極継足装置２０は、第１
図に縦断面構造を示すように、上下に二分割され
た円筒状の支持フレーム２１を具えており、上部
支持フレーム２１ａと下部支持フレーム２１ｂと
がフランジを介してボルトで連結されている。

上部支持フレーム２１ａの上端部外側には、吊
り上げ用ブラケツトが周方向等配に３個溶接して
あり、ワイヤ等を介して工場クレーンのフツク６
にかけられるようになつている。

また、上部支持フレーム２１ａの内周部には、
二重構造とされた操作軸２２の外筒軸２２ａが上
下２箇所の軸受２３により回転可能に取付けてあ
る。この外筒軸２２ａの上端部には、キーを介し
て上部支持フレーム２１ａの上端面にボルトで取
付けられた油圧または電動モータ２４の出力軸が
連結され、外筒軸２２ａを回転駆動する。さら
に、この外筒軸２２ａの中間部の中心軸上には、
雌スプライン２５が形成してある。

そして、この外筒軸２２ａの中心軸上に雄スプ
ラインが形成された操作軸２２を構成するスプラ
イン軸２２ｂがスプライン結合されて上下に摺動
可能かつ回転駆動されるようになつている。

このスプライン軸２２ｂの下端部には、２個の
自在継手２６を介して連結ニツプル２７が取付け
てあり、継足用電極１２を連結できるようになつ
ている。

一方、これら操作軸２２の付勢手段としてスプ
ライン軸２２ｂの上端部にスプリング受２８が一
体もしくは別体として取付けてあり、外筒軸２２
ａの上部内周を案内として上下に摺動する。この
スプリング受２８と外筒軸２２ａの中間部との間
には、圧縮コイルばね２９が介装してある。

この圧縮コイルばね２９は、スプリング受２８
を含むスプライン軸２２ｂの重量をW₁、自在継
手２６の重量をW₂、継足用電極１２の重量をW₃
としたとき、その反力Ｆが次式（１）を満足する
ようにしてある。

Ｆ＜W₁＋W₂＋W₃ ……（１） したがつて、連結ニツプル２７に継足用電極１
２を連結した状態では、圧縮コイルばね２９が縮
められてスプリング受２８が外筒軸２２ａの突起
部３０に当たる状態となり、継足用電極１２を外
した状態ではスプリング受２８が外筒軸２２ａの
上端に位置する状態となる。

また、電極継ぎ足しにともなう回転反力を支持
する反力支持機構として下部支持フレーム２１ｂ
の下端部両外側にブラケツトが溶接され、反力支
持アーム３１が上下方向に回動自在にピンで取付
けてあり、先端部に平面状態でＵ字状の溝が設け
られ、二股状の支持部が形成してある。これら一
対の反力支持アーム３１には、それぞれ下部支持
フレーム２１ｂ上端にピンで取付けられた駆動用
の流体圧シリンダ３２のロツドが連結され、反力
支持アーム３１を退避状態としたり、張出状態と
する。

一方、これら反力支持アーム３１先端部のＵ字
状の支持部が係合される反力支持柱３３が電気炉
の炉蓋を吊り上げるため固定側である炉体架台に
固定設置された吊上げアーム３４上に固定してあ
る。

次に、かように構成した電気炉の電極継足装置
２０による電極継足作業について説明する。

まず、工場クレーンのフツク６に支持フレー
ム２１の吊り上げ用ブラケツトに取付けたワイ
ヤ等をかけ、電極継足装置２０を吊り下げる。

この場合、反力支持アーム３１は下部支持フ
レーム２１ｂ側に退避させた状態とし、工場内
の移動を容易とする。

こののち、工場クレーンを操縦して継足用電
極１２がストツクされている所まで電極継足装
置２０を移動し、連結ニツプル２７にモータ２
４を回転して継足用電極１２を取付ける。

そして、継足用電極１２が取付けられた状態
で電極継足装置２０を吊り上げて電気炉上の継
ぎ足すべき炉上電極１１の所に移動する。

この状態では、第２図ａに示すように、スプ
リング受２８にスプライン軸２２ｂの重量W₁、
自在継手２６の重量W₂および継足用電極１２
の重量W₃が作用し、外筒軸２２ａの突起部３
０に当つた状態となつている。

次に、反力支持アーム３１を流体圧シリンダ
３２のロツドを伸長させて張出させておき、工
場クレーンのフツク６を降下させて反力支持ア
ーム３１のＵ字状の支持部に反力支持柱３３が
入るようにするとともに、継足用電極１２下端
のニツプル１３が炉上電極１１のねじ穴に当た
つた状態とし、ニツプル１３の締込代１がスプ
リング受２８下端から突起部３０までの距離Ｌ
より小さくなるよう電極継足装置２０の降下位
置を調整する。

この降下状態では、第２図ｂに示すように、
炉上電極１１から上向きの反力F₁が継足用電
極１２等を介して圧縮コイルばね２９に加えら
れ、圧縮コイルばね２９に加わる力がこの分だ
け減少する。

例えば、スプリング受２８を含むスプライン
軸２２ｂの重量W₁を100Kg、自在継手２６の重
量W₂を50Kg、継足用電極１２の重量W₃を800
Kgとし、第２図ｂのつり合い状態のばね力F₂
を600Kgとすれば、反力F₁は次式（２）で与え
られる。

F₁＝（W₁＋W₂＋W₃）−F₂＝350Kg
十……（２） つまり、この反力F₁がニツプル１３の初期
押付力である。

こののち、モータ２４を起動して外筒軸２２
ａを回転させ、これとスプライン結合されたス
プライン軸２２ｂを回転する。この結果、自在
継手２６を介して継足用電極１２が回転され、
先端のニツプル１３が炉上電極１１にねじ込ま
れる。

そして、ねじ込みトルクが所定値に達したら
これをロードセル等で検出してモータ２４を停
止する。

この継足用電極１２を炉上電極１１にねじ込
んで締込代１だけ圧縮コイルばね２９が締めら
れると、この圧縮コイルばね２９のばね力F₃
は600Kgより増加し、例えば800Kgになつたと仮
定すれば、反力F₄は350Kgより減少し、次式
（３）で与えられる。

F₄＝（W₁＋W₂＋W₃）−F₃＝950−800＝150Kg
……（３） こうして継ぎ足しがなされたのち、連結ニツ
プル２７と継ぎ足した継足用電極１２との連結
を外すため、電極ホルダ３５を新電極にクラン
プ替えを行ない、新電極を押えた状態でモータ
２４を逆転する。

この結果、圧縮コイルばね２９はスプライン
軸２２ｂと自在継手２６との重量W₁＋W₂に抗
してこれらを上方に押し上げ、連結ニツプル２
７のリードに相当する送りを与えながら第２図
ｃに示すように、スプリング受２８が上端に押
し当てられた状態となつて連結ニツプル２７が
外れる。

これら継足用電極１２のねじ込み時および連
結ニツプル２７の取外し時には、支持フレーム
２１に回転反力が発生するが、この回転反力は
電極継足装置２０側の反力支持アーム３１の先
端部のＵ字状の溝を、固定側である炉蓋吊上げ
アーム３４に固定された反力支持柱３３に被せ
るように係止することで支持され、円滑に継足
用電極１２の締込み、取外しが行なわれる。

こうして１本の電極継ぎ足しが完了するが、
電気炉に複数の炉上電極１１が設置されている
場合には、上記操作を繰り返して全ての電極を
継ぎ足し、その後、電極継足装置２０を炉上よ
り退避させて全ての作業が終了する。

なお、上記実施例では、反力支持機構として支
持フレームに反力支持アームを取付け、吊上げア
ーム上に反力支持柱を設けるようにしたが、反力
支持アームは棒状とし、反力支持柱にＵ字状の溝
を形成するようにしても良い。また、クレーンガ
ーダに反力支持柱を取付け、支持フレームの上部
に反力支持アームを設けるようにすることも可能
であり、電極継足装置とこの近傍の固定側とを干
渉させることができるものであれば良い。

［考案の効果］ 以上実施例とともに具体的に説明したようにこ
の考案によれば、クレーンに吊り下げられる支持
フレームに継足用電極が連結される操作軸を上下
に摺動可能かつ回転駆動可能に設け、この操作軸
に付勢手段を介装して付勢力と荷重とのバランス
で操作軸を摺動させるようにしたので、従来の流
体圧シリンダによりねじ込みに必要な送りを与え
るものに比べ、装置の高さを2/3程度に減少する
ことができ、天井の低い工場での使用も可能で使
用可能範囲が拡大する。

また、構造上も流体圧シリンダを使用しないの
で簡単となり、安価にできるとともに、取扱い上
も何んら操作を必要とせず、工場クレーンのフツ
クの下降位置を定めるだけで継ぎ足しができ、短
時間に継ぎ足しが終了し電気炉の休止時間も流体
圧シリンダを用いるものに比べ約15％短縮でき
る。

さらに、モータ等を昇降させないためケーブル
やホース等を固定式にでき、装置が堅牢かつコン
パクトにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の電気炉の電極継足装置の一
実施例にかかる縦断面図、第２図ａ，ｂ，ｃはそ
れぞれ本装置の動作説明図、第３図は従来装置の
概略構成図である。 １０……電気炉、１１……炉上電極、１２……
継足用電極、１３……ニツプル、２０……電極継
足装置、２１……支持フレーム、２２……操作
軸、２４……モータ、２６……自在継手、２７…
…連結ニツプル、２８……スプリング受、２９…
…圧縮コイルばね、３０……突起部、３１……反
力支持アーム、３２……流体圧シリンダ、３３…
…反力支持柱、３４……吊上げアーム、３５……
電極ホルダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電気炉の上方に設置されるクレーンに吊り下げ
   られる支持フレームと、この支持フレームに設け
   られ先端部に支持部が形成された反力支持機構を
   構成する反力支持アームと、前記電気炉近傍の固
   定側の吊上げアーム上に設けられ前記反力支持ア
   ームの支持部と互いに係止され継ぎ足しに伴う回
   転反力を支持し得る反力支持機構を構成する反力
   支持柱と、前記支持フレーム内に設けられ回転駆
   動される二重筒構造の操作軸を構成する外筒軸
   と、この外筒軸の中心部に配置されて外筒軸とス
   プライン結合により回転駆動されて摺動可能とさ
   れ先端部に継足用電極が連結される前記操作軸を
   構成するスプライン軸と、この操作軸を構成する
   スプライン軸と外筒軸との間に介装され継足用電
   極の自重による圧縮で付勢力を蓄積し且つ継足用
   電極の継足完了後の開放による伸長により蓄積し
   た付勢力でねじ結合のリード送り及び戻しを行な
   う圧縮コイルばねとでなることを特徴とする電気
   炉の電極継足装置。