JPH1094924A - タンディッシュの浸漬ノズル熱間自動交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡潔な装置構成にして高い精度下に熱間で自
動的かつ短時間に浸漬ノズルをタンディッシュ底部に装
着することができる装置を提供する。 【解決手段】 主レール上を走行自在な主台車１１に搭
載された横行台車１４と、横行台車１４に上下動可能に
設けられた昇降架台２０と、昇降架台２０に水平方向に
移動可能に設けられたフローティングテーブル２５と、
フローティングテーブル２５の周囲に立設された一次ガ
イドピン２６と、フローティングテーブル２５に自動調
心ころ軸受２７及び球面受け座２８を介して傾動可能に
取付けられ、しかも、上部には取付けフランジ３６を備
えると共に取付けフランジ３６には浸漬ノズル支持機構
３７の下部に突出して設けられた二次ガイドピン３８が
嵌入する二次ガイド穴３９が設けられた浸漬ノズル保持
金具３４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンディッシュの
下部に装着される浸漬ノズルを熱間で自動的に交換する
ことができるタンディッシュの浸漬ノズル熱間自動交換
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、溶鋼を連続鋳造してスラブ或は
ブルームを得るプロセスにおいては、取鍋から溶鋼が供
給され、その下部に装着されている浸漬ノズルを介して
鋳型に溶鋼を注入するタンディッシュが用いられる。従
来、タンディッシュは一回あるいは複数回の連続鋳造が
行なわれ、浸漬ノズルの交換が必要となったときに冷却
され、常温まで降温した後、浸漬ノズルの交換が行われ
ていた。また、タンディッシュ下部への新品の浸漬ノズ
ルの装着は、人手によってなされることが多い。タンデ
ィッシュ下部への新品浸漬ノズルの装着は、所定の寸法
公差内で遂行される必要がある。たとえば、タンディッ
シュ内底部に設けられる耐火物製の羽口とこれに円錐面
で嵌合し装着される浸漬ノズル上部間の耐火物目地の厚
さは２〜３ｍｍで均一でなければならない。また、浸漬
ノズルの鉛直度は、下げ振りを用いる芯出し治具によっ
て、浸漬ノズルの下端において±５ｍｍ以内に調整され
る。さらに、タンディッシュ底部鉄皮からの浸漬ノズル
下り寸法は、基準寸法に対し＋１ｍｍ、−０ｍｍ以内と
なるように浸漬ノズルを装着しなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、浸漬
ノズルのタンディッシュ下部への装着が、タンディッシ
ュを常温にまで冷却した後になされるので、タンディッ
シュ内面の耐火物ライニングは常温から１５００℃まで
の温度変化を繰返し受けることとなり、耐火物の劣化が
速くこのことに起因して耐火物原単位が高くなるという
問題がある。また、タンディッシュが高温の状態で浸漬
ノズルを交換できれば、タンディッシュを常温にまで冷
却して浸漬ノズルを交換する場合に比し、予備タンディ
ッシュの手持ち在庫量が少なくて済むほか耐火物の損傷
が軽減されることに起因してタンディッシュ築造作業の
省力化が図れる等の利点がある。そこで、タンディッシ
ュを常温にまで冷却することなく高温の状態で浸漬ノズ
ルを交換することが要求されるようになってきた。

【０００４】一方、従来の人手による浸漬ノズルの交換
作業は、タンディッシュが冷却された後であるとはいえ
相当の残熱がある状態での作業であるので、高温で粉塵
の発生を伴う環境下での重筋作業であるのみならず、長
時間を要するという問題があった。また、浸漬ノズル装
着における寸法精度を出し難いという問題もあった。さ
らに、浸漬ノズルのタンディッシュ内底部の羽口への嵌
装押し付け力不足と固定の不十分さから浸漬ノズルと羽
口間の目地が弛み溶鋼が漏洩する事故が発生する問題が
あった。本発明は、従来技術における上述の問題を解決
し、簡潔な装置構成にして高い精度下に熱間で自動的か
つ短時間に浸漬ノズルをタンディッシュ底部に装着する
ことができる装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のタンディッシュの浸漬ノズル熱間自動交換装置
は、下部に車輪を備え、タンディッシュの下部に配置さ
れた主レール上を走行自在な主台車と、前記主台車に搭
載され、該主台車の走行方向に直交する方向に延在する
ガイドレール上を移動自在な横行台車と、前記横行台車
に立設されるガイドシャフトに拘束案内され、昇降機構
によって上下動可能な昇降架台と、前記昇降架台に設け
られたフリーベアリングを介して水平方向に一定の範囲
で自在に移動可能に配置されたフローティングテーブル
と、前記フローティングテーブルの周囲に立設され、前
記タンディッシュの下部に設けられた浸漬ノズル支持機
構に備えられたらっぱ状穴からなる一次ガイド穴に嵌入
する一次ガイドピンと、中央には、前記タンディッシュ
の下部に配置された羽口に嵌入する浸漬ノズルが装着さ
れた状態で、前記フローティングテーブルに、自動調心
ころ軸受及び球面受け座を介して傾動可能に取付けら
れ、しかも、上部には前記浸漬ノズル支持機構の進退可
能な締め付け金具に係合する取付けフランジを備えると
共に該取付けフランジには前記浸漬ノズル支持機構の下
部に突出して設けられた下部縮径の二次ガイドピンが嵌
入する二次ガイド穴が設けられた浸漬ノズル保持金具と
を有している。また、請求項２記載のタンディッシュの
浸漬ノズル熱間自動交換装置は、請求項１記載の装置に
おいて、前記昇降架台を上下する前記昇降機構には、前
記浸漬ノズル保持金具に搭載された前記浸漬ノズルを前
記羽口に押し付ける押圧力の制御手段が設けられてい
る。

【０００６】請求項１及び２記載のタンディッシュの浸
漬ノズル熱間自動交換装置は、上述の構成からなって、
予熱炉によって加熱されている新品の浸漬ノズルをタン
ディッシュ下部に装着するときは、主レール上を走行す
る主台車と、この主台車の走行方向に直交する方向に延
在するガイドレール上を走行する横行台車とによって、
浸漬ノズル保持金具を介して搭載された前記浸漬ノズル
をタンディッシュの羽口の略直下に案内する。そして、
横行台車に立設されたガイドシャフトによって拘束案内
され、例えば、流体圧シリンダ等の昇降機構によって昇
降する昇降架台には、フリーベアリングを介して水平方
向に一定範囲で移動可能なフローティングテーブルが設
けられ、このフローティングテーブル上に自動調心ころ
軸受及び球面受け座を介して傾動可能に浸漬ノズル保持
金具が搭載され、この浸漬ノズル保持金具に前記浸漬ノ
ズルが垂直状態で搭載されている。従って、昇降機構を
用いて昇降架台を上昇させると、フローティングテーブ
ルの周囲に設けられている一次ガイドピンが、タンディ
ッシュの下部に設けられた浸漬ノズル支持機構の備えら
れたラッパ状の一次ガイド穴に嵌入すると、これにガイ
ドされてフローティングテーブルに浸漬ノズル保持金具
を介して搭載されている浸漬ノズルの軸心がタンディッ
シュの底部に設けられている羽口の軸心と一致する。な
お、この一次ガイド穴とガイドピンによって、例えば±
２５ｍｍ程度の平面位置ずれを吸収できるようになって
いる。

【０００７】前記フローティングテーブルには、自動調
心ころ軸受及び球面受け座を介して、その底部に前記球
面受け座と同一半径の球状面を有する浸漬ノズル保持金
具が搭載されているので、浸漬ノズル保持金具に搭載さ
れている浸漬ノズルは自動的に鉛直状態になる。他方、
浸漬ノズル支持機構には先部が細くなった二次ガイドピ
ンが設けられ、浸漬ノズル保持金具には、前記二次ガイ
ドピンが嵌入する二次ガイド穴が穿設されているから、
昇降架台の上昇によって、精密に浸漬ノズルの軸心と羽
口の軸心とが一致する。そして、前記昇降機構を構成す
る例えば流体圧シリンダには、羽口へ浸漬ノズルを嵌装
押圧させるときの押し付け力を調節する機構、たとえば
流体圧シリンダの作動流体圧力の設定を変化せしめる圧
力調整弁が設けられている。嵌合面へ目地を塗布されて
いる浸漬ノズルが羽口へ嵌装され所定の押圧力で装着し
た後、浸漬ノズル支持機構の締め付け金具を前進させ
て、浸漬ノズル保持金具の取付けフランジに係合させ
て、浸漬ノズルの装着された浸漬ノズル保持金具を浸漬
ノズル支持機構に固定する。このようにして、予熱され
た新品の浸漬ノズルがタンディッシュ底部の羽口に装着
される。これら一連の作業は、後述するシーケンス制御
装置によって遂行される。

【０００８】一方、交換すべき使用済みの浸漬ノズルを
タンディッシュ底部の羽口から取外すときは、フローテ
ィングテーブルの平面中心と羽口の軸心を一致せしめる
操作を行った後、球面受け座が、浸漬ノズル保持金具下
部の球状面に当接するまで昇降架台を上昇させる。そし
て、締め付け金具を後退させて浸漬ノズル保持金具の取
付けフランジのロック状態を解いた後、昇降架台を降下
させて使用済み浸漬ノズルを浸漬ノズル保持金具と共に
フローティングテーブル上に受載する。この後、使用済
み浸漬ノズルを例えば、揚重機によって浸漬ノズル保持
金具から抜取り、所定場所へ搬送する。

【０００９】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るタンディッシュの浸漬ノズル熱間自動交換装置
の断面図である。

【００１０】図１には本発明の一実施の形態に係るタン
ディッシュの浸漬ノズル熱間自動交換装置１０を示す
が、図において、１１は主台車であり、駆動モータ１２
によって回転駆動される車輪１３によって、図示しない
主レール上を走行する。１４は横行台車であって、主台
車１１上に主台車１１の走行方向に直交する方向に延在
するように固設された対となるガイドレール（リニアガ
イド）１５に密にかつ摺動自在に嵌合するガイド受け部
材１７を介して搭載される。１８は横行台車１４の駆動
機構の一例である流体圧シリンダである。なお、１３ａ
は従動車輪、１２ａは駆動モータ１２の出力軸に固定さ
れているスプロケット、１２ｂは車輪１３の回転軸に取
付けられているスプロケット、１２ｃはこれらを連結す
るチェーンである。

【００１１】前記横行台車１４の両側には直立フレーム
１９が設けられ、この直立フレーム１９の上部には昇降
架台２０を上下する昇降機構の一例である対となる流体
圧シリンダ２１が揺動可能にそれぞれ取付けられてい
る。一方、横行台車１４には前後左右に４本のガイドシ
ャフト２２が立設され、このガイドシャフト２２への嵌
合部分を有する昇降架台２０がガイドシャフト２２に拘
束案内され、流体圧シリンダ２１によって上下するよう
になっている。昇降架台２０の上面には、自由な方向に
転がるボールを頂部に備えるフリーベアリング２３が同
心円上に３箇所以上好ましくは周方向において等間隔に
配置されている。昇降架台２０には、前記フリーベアリ
ング２３及びこれに嵌装される受座面２４を介してフロ
ーティングテーブル２５が搭載されている。

【００１２】前記受座面２４は、その平面中央部にフラ
ットな部分を有する皿状のものを伏せた形状を有してお
り、この実施の形態においては、±２５ｍｍ、フリーベ
アリング２３と受座面２４間で２次元的な変位があって
も昇降架台２０上にフローティングテーブル２５を支承
することができるよう構成されている。フローティング
テーブル２５上には、前後左右に４本の一次ガイドピン
２６が立設されると共に、その中心部には自動調心ころ
軸受２７が搭載されさらに、その上部に球面受け座２８
を有する軸受部材２９が設けられている。フローティン
グテーブル２５の平面中央部及びこれに搭載される軸受
部材２９の中央には、浸漬ノズル３１が軸方向に通過し
得る孔が設けられる。フローティングテーブル２５の外
周部には複数個のスプリング３２が埋設され昇降架台２
０の端部に設けられた支持柱３３に弾支されている。

【００１３】３４は浸漬ノズル保持金具であり、その下
部に前記球面受け座２８の半径と同一半径の球状面３５
を有すると共に、その取付けフランジ３６には、図示し
ない支持架台に支持された浸漬ノズル支持機構３７の下
部に設けられた二次ガイドピン３８が嵌入する二次ガイ
ド穴３９が穿設されている。浸漬ノズル保持金具３４
は、その下部の球状面３５を介してその上部に前記した
球面受け座２８をもつフローティングテーブル２５に傾
動可能に支承されている。以上の構造とすることによっ
て、タンディッシュ４０の鉄皮の変形に起因する羽口４
１の軸心の傾きがあってもこれを吸収し得ると共に、浸
漬ノズル３１の装着に際して、点支持におけるような押
圧力に起因する応力集中を避けることができる。

【００１４】タンディッシュ４０の底面に固着された浸
漬ノズル支持機構３７は、その下部には前記した二次ガ
イドピン３８、及びフローティングテーブル２５に立設
されている複数の一次ガイドピン２６がそれぞれ嵌入す
る一次ガイド穴４２、並びに浸漬ノズル保持金具３４の
上部の四角形の取付けフランジ３６を、それぞれが複数
方向から締め付け固定する複数の締め付け金具４３をそ
れぞれ進退する進退駆動手段の一例である流体圧シリン
ダ４４が対向して設けられている。このような構成によ
って、溶鋼の連続鋳造が終了したとき、羽口４１が、図
示しないストッパーによって閉塞されるときの鉛直下方
向の荷重、例えば３トンといった荷重を、前記した複数
の締め付け金具４３で支承することができる。

【００１５】羽口４１は耐火物で形成され、タンディッ
シュ４０内部底面に設けられ、浸漬ノズル３１が嵌入す
る孔を備えている。なお、自動調心ころ軸受２７に回転
可能に載置され、上面は球面受け座２８となっている軸
受部材２９、又はフリーベアリング２３の取付け部分
に、ロードセル等の荷重センサーを設け、羽口４１に浸
漬ノズル３１を嵌入して押し付けるときの力、例えば２
〜３トンといった荷重を検出するようにしてもよい。前
記押し付け力を所望の値とするために、前記流体圧シリ
ンダ２１の押し上げ側には圧力調整弁が設けられ、自由
に流体圧シリンダの作動圧力が調整できるようになって
いる。また、タンディッシュ４０の羽口４１に新品の浸
漬ノズル３１を装着するに先立ってこれを予熱するため
の図示しない加熱炉が設けられる。

【００１６】上に述べた浸漬ノズルの熱間自動交換装置
１０の図示しない制御装置には、この装置を自動的に作
動させるためのプログラムが記載されたコンピュータ又
はシーケンサを備えている。従って、主台車１１、横行
台車１４の停止位置を検出する位置センサー、昇降架台
２０の上昇限及び下降限を検出する位置センサー、昇降
機構の一例である流体圧シリンダ２１の押し付け力を制
御する液圧センサー及び／又はロードセルが設けられて
いる。また、前記制御装置からのプログラムされた所定
の信号によって、主台車１１の駆動モータ１２、横行台
車１４の駆動機構の一例である流体圧シリンダ１８を制
御する電磁弁、流体圧シリンダ２１を制御する電磁弁、
締め付け金具４３を進退する流体圧シリンダ４４を制御
する電磁弁が設けられている。

【００１７】次に、本発明の一実施の形態に係るタンデ
ィッシュの浸漬ノズル熱間自動交換装置１０の作用及び
動作について、更に詳しく説明する。加熱炉によって予
熱された新品の浸漬ノズル３１をタンディッシュ４０の
下部羽口４１に装着するときは、先ず、主台車１１を駆
動モータ１２によってタンディッシュ４０の下部まで移
動させる。次いで、横行台車１４を流体圧シリンダ１８
によって、ガイドレール１５上を移動するガイド受け部
材１７に拘束案内せしめながらセット位置まで移動させ
て、停止させる。流体圧シリンダ２１を縮めることによ
って昇降架台２０が上昇すると、昇降架台２０にフリー
ベアリング２３及びそれに接する受座面２４を介して搭
載されているフローティングテーブル２５に立設されて
いる一次ガイドピン２６が、浸漬ノズル支持機構３７の
下部に設けられている一次ガイド穴４２に嵌入する。一
次ガイド穴４２の下部は下方に拡径するらっぱ管形状と
なっているので、例えば、±２５ｍｍの昇降架台２０の
停止位置の変動を吸収することができる。

【００１８】更に、昇降架台２０が上昇すると、浸漬ノ
ズル支持機構３７の下面に固設されている複数の二次ガ
イドピン３８が、フローティングテーブル２５に自動調
心ころ軸受２７及び球面受け座２８を介して支承され、
浸漬ノズル３１を鉛直に支持している浸漬ノズル保持金
具３４の取付けフランジ３６に穿設されている二次ガイ
ド穴３９に嵌入し、短時間に高い精度で羽口４１の軸心
と浸漬ノズル３１の軸心が一致する。このように、一次
ガイドピン２６及び二次ガイドピン３８を備える二段ガ
イド方式とすることによって、簡潔な装置構成で高い精
度のセンタリングを短時間内に行うことができる。押圧
力を制御された流体圧シリンダ２１によって羽口４１へ
の浸漬ノズル３１の装着が完了すると、締め付け金具４
３の進退を行う流体圧シリンダ４４によって締め付け金
具４３が前進して、浸漬ノズル保持金具３４の上部に設
けられている取付けフランジ３６の固定を行う。なお、
この実施の形態においては、締め付け金具４３が取付け
フランジ３６を固定保持した後、更に、締め付け金具４
３に図示しない流体圧シリンダによって、ロックピンが
嵌入されて浸漬ノズル３１のタンディッシュ４０下部へ
の装着が完了するようになっている。

【００１９】

【発明の効果】請求項１及び２記載のタンディッシュの
浸漬ノズル熱間自動交換装置は、以上の説明からも明ら
かなように、簡潔な装置構成にして短時間で高い精度下
にタンディッシュにおける浸漬ノズルの交換を熱間で自
動的に行うことができる。また、浸漬ノズルの羽口への
押圧力を精密に制御できるようにしたので、羽口をタン
ディッシュ底面から持ち上げることなくかつ、目地寸法
公差を基準値以内に精度高くセットできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るタンディッシュの
浸漬ノズル自動交換装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ タンディッシュの浸漬ノズル熱間自動交換装置 １１ 主台車 １２ 駆動モー
タ １２ａ スプロケット １２ｂ スプロ
ケット １２ｃ チェーン １３ 車輪 １３ａ 従動車輪 １４ 横行台車 １５ ガイドレール １７ ガイド受
け部材 １８ 流体圧シリンダ（駆動機構） １９ 直立フレ
ーム ２０ 昇降架台 ２１ 流体圧シ
リンダ（昇降機構） ２２ ガイドシャフト ２３ フリーベ
アリング ２４ 受座面 ２５ フローテ
ィングテーブル ２６ 一次ガイドピン ２７ 自動調心
ころ軸受 ２８ 球面受け座 ２９ 軸受部材 ３１ 浸漬ノズル ３２ スプリン
グ ３３ 支持柱 ３４ 浸漬ノズ
ル保持金具 ３５ 球状面 ３６ 取付けフ
ランジ ３７ 浸漬ノズル支持機構 ３８ 二次ガイ
ドピン ３９ 二次ガイド穴 ４０ タンディ
ツシュ ４１ 羽口 ４２ 一次カイ
ド穴 ４３ 締め付け金具 ４４ 流体圧シリンダ（進退駆動手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部に車輪を備え、タンディッシュの下
   部に配置された主レール上を走行自在な主台車と、 前記主台車に搭載され、該主台車の走行方向に直交する
   方向に延在するガイドレール上を移動自在な横行台車
   と、 前記横行台車に立設されるガイドシャフトに拘束案内さ
   れ、昇降機構によって上下動可能な昇降架台と、 前記昇降架台に設けられたフリーベアリングを介して水
   平方向に一定の範囲で自在に移動可能に配置されたフロ
   ーティングテーブルと、 前記フローティングテーブルの周囲に立設され、前記タ
   ンディッシュの下部に設けられた浸漬ノズル支持機構に
   備えられたらっぱ状穴からなる一次ガイド穴に嵌入する
   一次ガイドピンと、 中央には、前記タンディッシュの下部に配置された羽口
   に嵌入する浸漬ノズルが装着された状態で、前記フロー
   ティングテーブルに、自動調心ころ軸受及び球面受け座
   を介して傾動可能に取付けられ、しかも、上部には前記
   浸漬ノズル支持機構の進退可能な締め付け金具に係合す
   る取付けフランジを備えると共に該取付けフランジには
   前記浸漬ノズル支持機構の下部に突出して設けられた下
   部縮径の二次ガイドピンが嵌入する二次ガイド穴が設け
   られた浸漬ノズル保持金具とを有することを特徴とする
   タンディッシュの浸漬ノズル熱間自動交換装置。
2. 【請求項２】 前記昇降架台を上下する前記昇降機構に
   は、前記浸漬ノズル保持金具に搭載された前記浸漬ノズ
   ルを前記羽口に押し付ける押圧力の制御手段が設けられ
   ている請求項１記載のタンディッシュの浸漬ノズル熱間
   自動交換装置。