JPH0825089A - 調心機構付溶接台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポールのテーパや支持具の曲がり等があって
も、双方の軸心を一致させた状態での溶接を可能とする
調心機構付溶台を提供する。 【構成】 溶接台本体２０の上部には、受台ローラ３７
によりポール４の前部および後部を支持する、後部受台
２２，２３と前部受台２４，２５とが設置され、前部受
台２４，２５の前方にはスタブクランプ台２７が設置さ
れている。後部受台２２，２３と前部受台２４，２５と
はガイドレール３９上を左右に走行し、スタブクランプ
台２７はガイドレール２９上を前後に自走する。受台２
２，２３および受台２４，２５は、それぞれ互いに接近
あるいは離反してポール４を昇降させる。受台２２には
ポール４を回転駆動する機構が設けられている。第１ラ
イトマーカ５０は上方から第１レーザ光５２を照射し、
第２ライトマーカ５３は側方から第２レーザ光５５を照
射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消耗電極式アーク溶解
炉のスタブに消耗電極を溶接する際等に用いられる調心
機構付溶接台に関する。

【０００２】

【従来の技術】高級鋼材やチタン等の再溶解には、エレ
クトロスラグ再溶解法が従来より多用されている。エレ
クトロスラグ再溶解炉（ＥＳＲ炉）は、図７に示したよ
うに、水冷銅坩堝（以下、単に坩堝）１と、坩堝１の上
部に設置された円筒形の炉体２と、炉体２内を真空引き
する排気装置３と、円柱状の消耗電極（以下、ポール）
４が溶接されたスタブ５を昇降させる電極昇降機構６
と、坩堝１とポール４との間に直流電圧を印加する直流
電源７ａ，７ｂとを主たる構成要素としている。同図
中、８は電極昇降機構６のスティンガーロッド９の下端
に取付けられたスタブホルダ、１０は坩堝１を囲繞する
ウォータジャケット、１１は坩堝１内に投入されたスラ
グである。

【０００３】このＥＳＲ炉では、炉体２内を真空引きす
ると共に、直流電源７ａ，７ｂにより陽極である坩堝１
と陰極であるポール４との間に直流電圧を印加し、電極
昇降機構６によりポール４を徐々に降下させる。する
と、ポール４は、スラグ１１の抵抗発熱により順次溶解
されて融滴となり、スラグ１１を通過して坩堝１の底部
に溜まりながら、冷却されて鋼塊１２となる。この際、
排気装置３によりポール４に含まれていた各種のガスが
排気されると共に、融滴がスラグ１１を通過する過程で
脱酸が進行すると共に、生成された介在物が浮上分離す
る。そして、ポール４が消耗すると、スタブ５はスタブ
ホルダ８から取り外され、その端部に新たなポール４が
溶接される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＥ
ＳＲ炉に用いられるポール４は、粗鋼をアーク炉や高周
波誘導炉等で溶解した後、細長い円筒状の鋳型に流し込
んで鋳造する。したがって、ポール４は、完全な円柱で
はなく、鋳型の抜き勾配によるテーパを有したものとな
る。また、スタブ５も、長期の使用を行った場合には、
アーク熱等により徐々に曲がることが多い。そのため、
水準器等を用いても、溶接の際にスタブ５とポール４と
の軸心を完全に一致させることは困難であり、ずれた状
態で接合されることが多かった。その結果、電極昇降機
構６によってポール４を垂直に降下させると、ポール４
と坩堝１とが接触し、ショートを引き起こす虞があっ
た。

【０００５】そこで、従来は、スティンガーロッド９と
スタブホルダ８との間に首振り機構を設け、溶解中にお
けるポール４と坩堝１との接触を防止すべく、作業者が
直視監視装置１１を覗きながらポール４の位置を修正す
る作業を行っていた。ところが、この修正作業は、作業
者に負担を掛けるため、自動化の大きな妨げとなってい
た。

【０００６】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
ポールのテーパやスタブの曲がり等があっても、双方の
軸心を一致させた状態での溶接を可能とする調心機構付
溶台を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、双
方の軸心を一致させた状態でポールと支持具とを溶接す
るための調心機構付溶接台において、溶接台本体に載置
され、前記支持具が取付けられる支持具クランプ装置
と、前記ポールの軸心が前記支持具の軸心を含む垂直な
平面内に位置するように、当該ポールを前記溶接台本体
上の２か所で回転自在に支持する第１および第２のポー
ル支持手段と、前記ポールを前記第１および第２のポー
ル支持手段による支持位置で個別に昇降させるポール昇
降手段と、前記ポールを回転駆動するポール回転駆動手
段と、前記ポール支持手段に支持されたポールの表面に
上下方向から当該支持具の軸心に沿って可視光線を照射
する第１の光線照射手段と、前記ポール支持手段上のポ
ールの表面に水平方向から当該支持具の軸心に沿って可
視光線を照射する第２の光線照射手段と、前記支持具と
前記ポールとを当該支持具の軸心に沿って接近あるいは
離反させる突き合せ手段とを備えたものを提案する。

【０００８】

【作用】本発明の調心機構付溶接台では、例えば、ポー
ルを第１および第２のポール支持手段上に載置した後、
支持具クランプ手段等に取付けられた第１の光線照射手
段からポールの表面に直線状の可視光線を照射し、その
照射部位の前後２か所にチョーク等で印を付ける。次
に、ポール回転駆動手段によりポールを第２の光線照射
手段側に９０°回転させた後、第２の光線照射手段から
ポールの表面に直線状の可視光線を照射し、その照射部
位に上記２か所の印が位置するように、ポール昇降手段
によりポールを第１および第２のポール支持手段に対し
て適宜昇降させる。これにより、支持具とポールとの軸
心が一致したことを確認したら、突き合せ手段により支
持具とポールとを接近あるいは当接させた後、溶接機に
より双方を溶接する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
詳細に説明する。図１と図２（図１中のII−II階段断面
図）に示した調心機構付溶接台において、２０は溶接台
本体であり、工場の床面２１に固定されている。溶接台
本体２０の上部には、ポールの後部を支持するポール支
持手段である左右一対の後部受台２２，２３と、ポール
の前部を支持するポール支持手段であるこれも左右一対
の前部受台２４，２５とが設置され、前部受台２４，２
５の前方には更にスタブクランプ２６が取付けられたス
タブクランプ台２７が設置されている。図中、５はスタ
ブクランプ２６によって着脱自在に保持されたスタブ
（二点鎖線で示す）であり、ＬS は水平に配置されたス
タブ５の軸心である。図２に示したように、後部受台２
２，２３と前部受台２４，２５とは、下面の前後に取付
けられたガイドローラ３８を介して、溶接台本体２０の
上面に立設され、スタブ５の軸心ＬS と直交する、前後
一対のガイドレール３９上を左右に走行する。また、ス
タブクランプ台２７は、四隅に取付けられた車輪２８を
介して、溶接台本体２０の上面に配設された、スタブ５
の軸心ＬS と平行な、左右一対のガイドレール２９上を
前後に走行する。

【００１０】図１に示したように、溶接台本体２０の前
部右側には、前後一対の減速機付きのモータ３０，３１
が設置されており、これらのモータ３０，３１により、
後部受台２２，２３と前部受台２４，２５との下方に横
架された、前後一対のドライブシャフト３２，３３が正
逆両回転方向にそれぞれ回転駆動される。両ドライブシ
ャフト３２，３３には、右側の受台２３，２５に対応す
る部位に右ねじ３２ａ，３３ａが形成され、左側の受台
２２，２４に対応する部位に左ねじ３２ｂ，３３ｂが形
成されている。そして、図２に示したように、右ねじ３
２ａ，３３ａは、右側の受台２３，２５の下面に取付け
られたナットブロック３４に螺合し、左ねじ３２ｂ，３
３ｂは、左側の受台２２，２４の下面に取付けられたナ
ットブロック３５に螺合している。したがって、例え
ば、後部のモータ３０によりドライブシャフト３２が図
２中で時計回りに回転駆動されると、左右の後部受台２
２，２３が同期した状態で互いに接近することになり、
ドライブシャフト３２が反時計回りに回転駆動される
と、逆に互いに離反することになる。

【００１１】受台２２〜２４の上面内側には、前後一対
のプランマブロック３６内の図示しないベアリングを介
して、スタブ５の軸心ＬS に対して対称に、受台ローラ
３７がそれぞれ回転自在に保持されており、図３（図II
中のIII 矢視図）に示したように、左の受台ローラ３７
と右の受台ローラ３７との間にポール４が支持される。
そして、例えば、上述した手順で左右の受台２２，２３
（２４，２５）が互いに接近すると、受台ローラ３７の
間隔が狭くなり、スタブ５の軸心ＬS を含む平面に沿
い、ポール４が二点鎖線で示したように上昇する。ま
た、図示はしないが、受台２２，２３（２４，２５）が
互いに離反すると、受台ローラ３７の間隔が広くなり、
当然のことながらポール４が下降する。このように、本
実施例では、モータ３０，３１と、ドライブシャフト３
２，３３と、受台２２〜２５の受台ローラ３７とによ
り、ポール昇降手段が構成されている。尚、図３におい
ては、煩雑になることを避けるため、ドライブシャフト
３２やプランマブロック３６等の図示を省略してある。

【００１２】図１，図３に示したように、左側の後部受
台２２には減速機付きのモータ４０が配置されており、
スプロケット４１，４２とチェーン４３とを介して、受
台ローラ３７を回転駆動する。そして、受台ローラ３７
にポール４が接触している場合には、受台ローラ３７が
回転すると、摩擦によりポール４も回転する。すなわ
ち、本実施例では、モータ４０とスプロケット４１，４
２とチェーン４３とにより、ポール回転駆動手段が構成
されている。

【００１３】一方、図２，図４（図２中のIV−IV断面
図）に示したように、スタブクランプ台２７の内部に
は、モータ４４と減速機４５とピニオン４６とからなる
自走機構が配設されている。減速機４５は、モータ４４
の回転を減速すると共に、９０°変換してスタブクラン
プ台２７の下部に突出したピニオン４６に伝達する。ピ
ニオン４６は、溶接台本体２０の上面に設置されたラッ
ク４７に噛み合っており、モータ４４が正逆回転するこ
とにより、スタブクランプ台２７がガイドレール２９す
なわちスタブ５の軸心ＬS に沿って前後に移動する。本
実施例では、この自走機構が、ポール４とスタブ５とを
接近あるいは離反させる突き合せ手段となっている。

【００１４】図１，図２中において、５０は、スタブク
ランプ台２７にコラム５１を介して立設された、第１の
光線照射手段たる第１ライトマーカであり、斜め後上方
から第１レーザ光５２を照射する。また、５３は、床面
２１にコラム５４を介して立設された、第２の光線照射
手段たる第２ライトマーカであり、斜め後側方から第２
レーザ光５５を照射する。第１ライトマーカ５０から照
射される第１レーザ光５２は、スタブ５の軸心ＬS を含
む垂直面に沿い、かつ左右方向の幅が小さいスリット状
となっている。また、第２ライトマーカ５３から照射さ
れる第２レーザ光５５は、スタブ５の軸心ＬS を含んだ
水平面に沿い、かつ上下方向の幅が小さいスリット状と
なっている。

【００１５】以下、本実施例の作用を述べる。本実施例
では、ポール４とスタブ５との溶接に先立ち、作業者
は、先ず、図５に示したように、クレーン等を用いて受
台２２〜２５上にポール４を載置する。この時点では、
ポール４の軸心ＬP とスタブ５の軸心ＬS とは、側面か
ら見た状態では、二点鎖線で示したように必ずしも一致
しておらず、水平となってもいない。ところが、前述し
たように、受台ローラ３７が軸心ＬS に対して対称に配
置されているため、図６に示したように、平面視から見
た状態では、ポール４の軸心ＬP はスタブ５の軸心ＬS
と重なることになる。

【００１６】ポール４を載置したら、作業者は次に、第
１ライトマーカ５０から第１レーザ光５２をポール４の
上面に照射する。第１レーザ光５２は、前述したよう
に、スタブ５の軸心ＬS を含む垂直面に沿っているた
め、平面から見てポール４の軸心ＬP に照射されること
になる。次に、作業者は、チョーク等を用いて、第１レ
ーザ光５２の照射部位の例えば前後２か所に印Ｓ1 ，Ｓ
2 を付ける。

【００１７】作業者は次に、モータ４０を駆動して、左
側の後部受台２２の受台ローラ３７を介して、図３に示
したように、ポール４を第２ライトマーカ５３側に９０
°回動させた後、第２ライトマーカ５３から第２レーザ
光５５をポール４の側面に照射する。第２レーザ光５５
は、前述したように、スタブ５の軸心ＬS を含む水平面
に沿っているため、図５に二点鎖線で示したように、ポ
ール４の軸心ＬP とスタブ５の軸心ＬS とが一致してい
ない場合、その照射部位から印Ｓ1 ，Ｓ2 がずれること
になる。

【００１８】印Ｓ1 ，Ｓ2 が第２レーザ光５５の照射部
位からずれていた場合、作業者は次に、モータ３０，３
１を個別に駆動し、ドライブシャフト３２，３３を介し
て、後部受台２２，２３同士および前部受台２４，２５
同士を接近あるいは離反させる。すると、図３に二点鎖
線で示したように、ポール４の前部および後部が昇降
し、作業者がモータ３０，３１を適宜作動させることに
より、第２レーザ光５５の照射部位に印Ｓ1 ，Ｓ2 が位
置するようになる。これにより、図５に実線で示したよ
うに、ポール４の軸心ＬP とスタブ５の軸心ＬS とは、
側面から見ても重なり、両軸心ＬP ，ＬS が完全に一致
することになる。

【００１９】ポール４の軸心ＬP とスタブ５の軸心ＬS
とが一致したことを確認したら、作業者は、自走機構の
モータ４４を駆動することにより、減速機４５，ピニオ
ン４６およびラック４７を介して、スタブクランプ台２
７を前進させ、図５，図６に二点鎖線で示したようにス
タブ５をポール４に近接あるいは当接させる。しかる
後、図示しない溶接機によりスタブ５とポール４とを溶
接して一体化させる。

【００２０】本実施例では、このような構成を採ったた
め、簡単な作業でスタブ５とポール４との軸心ＬS ，Ｌ
P を一致させられ、ＥＳＲ炉での溶解作業時において、
ポール４と坩堝１との接触を完全に防止することができ
るようになった。以上で具体的実施例の説明を終える
が、本発明の態様はこの実施例に限られるものではな
い。例えば、上記実施例ではポール支持手段として受台
ローラを備えた左右一対の受台を用いたが、左右一対の
ローラを備えた一体型の受台等を用いてもよいし、ポー
ル昇降手段として油圧ジャッキ等を用いてもよい。ま
た、ポール回転駆動手段としてポールの下面等に当接す
る回転式のゴムローラ等を用いてもよい。また、第１お
よび第２の光線照射手段として、レーザ光以外の可視光
線を照射するものを用いてもよいし、第１の光線照射手
段として、ポールの真下から可視光線を照射するものを
採用してもよい。また、両光線照射手段は、設計上の都
合等によっては、溶接台本体等に設置するようにしても
よい。更に、上記実施例では、突き合せ手段としてスタ
ブを移動させるものを採用したが、固定されたスタブに
対して、ポールを接近あるいは離反させるようにしても
よい。

【００２１】

【発明の効果】本発明の調心機構付溶接台によれば、第
１の光線照射手段からポールの表面に直線状の可視光線
を照射し、その照射部位の前後２か所に印を付け、次に
ポール回転駆動手段によりポールを第２の光線照射手段
側に９０°回転させた後、第２の光線照射手段からポー
ルの表面に直線状の可視光線を照射し、その照射部位に
上記２か所の印が位置するように、ポール昇降手段によ
りポールを第１および第２のポール支持手段に対して適
宜昇降させるだけで、双方の軸心を容易に一致させるこ
とができる。そして、その状態で突き合せ手段により支
持具とポールとを接近あるいは当接させて溶接機により
双方を溶接することで、ポールのテーパや支持具の曲が
り等があっても、ずれの無い接合が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る調心機構付溶接台の一実施例を示
した平面図である。

【図２】図１中のII−II断面図である。

【図３】図１中のIII −III 断面図である。

【図４】図２中のIV−IV断面図である。

【図５】実施例の作用を示した側面図である。

【図６】実施例の作用を示した平面図である。

【図７】エレクトロスラグ再溶解炉を示した概略構成図
である。

【符号の説明】

４ ポール ５ スタブ ２２，２３ 後部受台 ２４，２５ 前部受台 ２６ スタブクランプ ２７ スタブクランプ台 ２９ ガイドレール ３０，３１ モータ ３２，３３ ドライブシャフト ３４，３５ ナットブロック ３７ 受台ローラ ４０ モータ ４１，４２ スプロケット ４３ チェーン ４４ モータ ４５ 減速機 ４６ ピニオン ４７ ラック ５０ 第１ライトマーカ ５２ 第１レーザ光 ５３ 第２ライトマーカ ５５ 第２レーザ光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 双方の軸心を一致させた状態でポールと
   支持具とを溶接するための調心機構付溶接台において、 溶接台本体に載置され、前記支持具が取付けられる支持
   具クランプ装置と、 前記ポールの軸心が前記支持具の軸心を含む垂直な平面
   内に位置するように、当該ポールを前記溶接台本体上の
   ２か所で回転自在に支持する第１および第２のポール支
   持手段と、 前記ポールを前記第１および第２のポール支持手段によ
   る支持位置で個別に昇降させるポール昇降手段と、 前記ポールを回転駆動するポール回転駆動手段と、 前記ポール支持手段に支持されたポールの表面に上下方
   向から当該支持具の軸心に沿って可視光線を照射する第
   １の光線照射手段と、 前記ポール支持手段上のポールの表面に水平方向から当
   該支持具の軸心に沿って可視光線を照射する第２の光線
   照射手段と、 前記支持具と前記ポールとを当該支持具の軸心に沿って
   接近あるいは離反させる突き合せ手段とを備えたことを
   特徴とする調心機構付溶接台。