WO2012132209A1

WO2012132209A1 - 鋳鋼注湯装置

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Publication number: WO2012132209A1
Application number: PCT/JP2012/001174
Authority: WO
Inventors: 高浩佐藤; 慎一長松軒; 鐘植張; 徹花井; 秀人寺田; 加藤　正之
Original assignee: Sintokogio Ltd; Aisin Takaoka Co Ltd; Fujiwa Denki Co Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd; Aisin Takaoka Co Ltd; Fujiwa Denki Co Ltd
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2013-09-29
Also published as: US20140015174A1; US9095897B2; CN103338878B; JP2012206134A; CN103338878A; JP5492129B2

Abstract

　鋳鋼の溶鋼を鋳型の湯口に鋳込む鋳込み時間を短縮させるのに貢献できる鋳鋼注湯装置を提供する。第１旋回軸の第１軸線は、炉体本体の外周壁面の第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体の耐火ライニング材の内周壁面の第２仮想延長線よりも径外側に位置している。出鋼樋部は炉体から上方または斜め上外方に突出しつつ、出鋼樋部の出鋼先端は、炉体本体の外周壁面の第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体の耐火ライニング材の内周壁面の第２仮想延長線よりも径外側に位置している。

Description

鋳鋼注湯装置

　本発明は、凝固開始温度が鋳鉄よりも高い鋳鋼の溶鋼を鋳型に鋳込むための鋳鋼注湯装置に関する。

　炭素含有量が鋳鉄よりも少ない鋳鋼の溶鋼を鋳込み、不良率を低減させつつ良品状態の鋳鋼製品を製造するのは、必ずしも容易ではないと言われている。これは、炭素含有量が少ない鋳鋼の溶鋼は、鋳鉄と異なり、高い凝固開始温度をもつため、溶鋼の鋳込み温度が高いこと等に起因する。このような事情を考慮すると、鋳鋼の溶鋼はできるだけ短時間のうちに鋳込みが完了することが要請されている。

　特許文献１は、鋳鋼に限定されるものではないが、鋳造装置を開示する。この鋳造装置は、鋳鋼の溶鋼を保持する保持室を区画する耐火ライニング材をもつ炉体と、横方向に沿って配向する第１旋回軸と、第１旋回軸を旋回中心として縦方向に沿って炉体を旋回させる第１旋回駆動源とを有する。第１旋回駆動源が駆動すると、第１旋回軸を旋回中心として炉体を旋回させ、保持室に保持されている溶湯を炉体の開口から鋳型の湯口に向けて吐出させる。このものによれば、炉体から吐出される溶湯の落下位置が変化するため、これに対処すべく、鋳型を前後および左右方向に移動させることにしている。

特開平８－２５０２４号公報

　しかしながら特許文献１に係る技術では、炉体は溶湯を吐出させる出鋼樋部を有していないため、溶湯が落下する落下位置の特定が容易ではなく、鋳込み時間を短縮させるには限界がある。

　本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、鋳鋼の溶鋼を鋳型の湯口に鋳込む鋳込み時間を短縮させるのに貢献できる鋳鋼注湯装置を提供することを課題とする。

　（１）様相１の鋳鋼注湯装置は、（ｉ）鋳鋼の溶鋼を保持する保持室を区画する耐火ライニング材をもつ炉体本体と前記炉体本体から外方に向けて突出すると共に樋長が前記保持室の上面開口の内径の２／３以下に設定された出鋼樋部とをもつ炉体と、（ｉｉ）前記炉体を縦方向に沿って旋回させる横方向に沿って配向する第１軸線をもつ第１旋回軸と、（ｉｉｉ）前記第１旋回軸の前記第１軸線を旋回中心として縦方向に沿って前記炉体を旋回させ、旋回させた前記炉体の前記出鋼樋部から溶鋼を鋳型の湯口に対して吐出させる第１旋回駆動源とを具備しており、（ｉｖ）前記炉体の中心線が鉛直方向に沿って配向するように前記炉体が配置されている待機状態において、（ｖ）前記第１旋回軸の前記軸線は、前記炉体本体の外周壁面の第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、前記炉体本体の前記耐火ライニング材の内周壁面の第２仮想延長線よりも径外側に位置しており、且つ、（ｖｉ）前記出鋼樋部は前記炉体から上方または斜め上外方に突出しつつ、前記出鋼樋部の前記出鋼先端は、前記炉体本体の前記外周壁面の前記第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、前記炉体本体の前記耐火ライニング材の前記内周壁面の前記第２仮想延長線よりも径外側に位置していることを特徴とする。第１旋回駆動源としてはモータ装置、流体圧シリンダ装置が例示される。

　本様相によれば、炉体の中心線が鉛直方向に沿って配向するように炉体が配置されている待機状態において、第１旋回軸の第１軸線は、炉体本体の外周壁面の第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体の耐火ライニング材の内周壁面の第２仮想延長線よりも径外側に位置している。

　更に、出鋼樋部は炉体から上方または斜め上外方に向けて突出している。上記待機状態において、出鋼樋部の出鋼先端は、炉体本体の外周壁面の第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体の耐火ライニング材の内周壁面の第２仮想延長線よりも径外側に位置している。

　本様相によれば、出鋼時には、第１旋回駆動源が駆動して第１旋回軸の第１軸線を旋回中心として炉体を出鋼方向に旋回させ、保持室の溶鋼を炉体の出鋼樋部の出鋼先端から吐出させる。吐出された溶鋼は鋳型（溶鋼受け部）の湯口に受けられる。このように出鋼させるにあたり、出鋼樋部の出鋼先端と第１旋回軸の第１軸線との間の距離を短縮でき、出鋼樋部の出鋼先端を旋回させる旋回半径を小さくできる。このため、炉体の保持室の溶鋼を短時間のうちに鋳型の湯口に対して狙い通りに効率良く吐出させることができる。これにより鋳鋼の溶鋼の鋳込み時間を短縮できる。出鋼樋部の出鋼先端を旋回させる旋回半径を小さくできるため、注湯速度のばらつきも低減できる。このため鋳型の湯口に鋳込むとき、炉体の保持室に保持されている溶鋼の保持温度を過剰に高温にせずとも良く、炉体の保持室に保持されている溶鋼の保持温度をできるだけ低めに設定できる。

　（２）様相２の鋳鋼注湯装置によれば、上記様相において、炉体を縦方向に沿って旋回させる横方向に沿って配向する第２軸線をもつと共に旋回前期において保持室の溶鋼を吐出させずに炉体を出鋼方向に向けて旋回させる第２旋回軸が炉体本体に設けられており、旋回前期において保持室の溶鋼を出鋼樋部から出鋼させることなく、第２旋回軸を旋回中心として炉体を出鋼方向に旋回させ、且つ、旋回後期において第１旋回駆動源は第１旋回軸を旋回中心として炉体を旋回させつつ保持室の溶鋼を出鋼樋部から鋳型の湯口に向けて吐出させることを特徴とする。

　旋回前期において、第２旋回軸を中心として炉体を出鋼方向に旋回させる。この場合、モータ装置等の第２旋回駆動源を使用しても良いし、あるいは、クレーンなどで炉体を吊持させつつ炉体を出鋼方向に旋回させることにしても良い。但し、旋回前期においては保持室の溶鋼を吐出させない。旋回後期において、第１旋回駆動源は第１旋回軸を旋回中心として炉体を旋回させつつ、保持室の溶鋼を鋳型の湯口に向けて吐出させて鋳込みを行う。

　（３）様相３の鋳鋼注湯装置によれば、上記様相において、旋回前期において第２旋回軸の第２軸線を旋回中心として炉体を出鋼方向に旋回させる第２旋回駆動源が設けられていることを特徴とする。炉体を旋回させる旋回前期において、第２旋回駆動源が駆動すると、第２旋回軸を旋回中心として炉体を出鋼方向に旋回させることができる。第２旋回駆動源としてはモータ装置、流体圧シリンダ装置が例示される。

　（４）様相４の鋳鋼注湯装置によれば、上記様相において、固定部と、固定部に第２旋回軸を旋回中心として出鋼方向に旋回可能に支持された外枠と、外枠に第１旋回軸を旋回中心として出鋼方向に旋回可能に支持され炉体を保持する内枠とを有することを特徴とする。旋回前期では、第２旋回軸を旋回中心として外枠が出鋼方向に旋回する。次に旋回後期では、第１旋回軸を旋回中心として内枠が炉体と共に出鋼方向に旋回する。このようにして炉体の保持室に保持されている溶鋼が鋳型の湯口に注湯される。

　以上説明したように本発明によれば、出鋼時には、第１旋回駆動源が駆動して第１旋回軸の第１軸線を旋回中心として炉体を出鋼方向に旋回させ、保持室の溶鋼を炉体の出鋼樋部の出鋼先端から吐出させる。吐出された溶鋼は鋳型の湯口に受けられる。このように出鋼させるにあたり、出鋼樋部の出鋼先端と第１旋回軸の第１軸線との間の距離を短縮でき、出鋼樋部の出鋼先端を旋回させる旋回半径を小さくできる。

　このように出鋼樋部の出鋼先端の旋回半径を小さくできるため、鋳型に対して溶鋼を注湯させる注湯角度のばらつきも低減でき、単数の鋳型において溶鋼を鋳込むにあたり、溶鋼を短時間のうちに鋳型の湯口に対して狙い通りに効率良く吐出させることができる。更に、複数の鋳型に溶鋼を鋳込むときであっても、溶鋼を短時間のうちに各鋳型の湯口に対して狙い通りに効率良く吐出させることができる。これにより鋳型に対して溶鋼を鋳込むにあたり、更には、複数の鋳型へ鋳込むにあたり、鋳型に溶鋼を鋳込む鋳込み時間を短縮できるため、炉体の保持室に保持する溶鋼の保持温度をできるだけ低めに設定できる。ひいては溶鋼を溶解炉で溶解させるにあたり溶解温度をできるだけ低く設定でき、溶解コストの低減に貢献できる。更に、出鋼樋部の樋長の短縮も図り得るため、溶鋼の鋳込み速度のばらつきを低減させるのに貢献できる。

　上記したように本発明によれば、鋳鋼の溶湯の鋳込みにあたり、溶鋼の鋳込み温度をできるだけ低めにできるため、鋳型の鋳物砂等の材料と溶鋼との反応を抑えることができ、鋳物砂が鋳鋼の鋳肌に焼き付く焼き付き現象を抑制でき、鋳鋼の鋳肌の改善に貢献できる。更に、溶鋼の鋳込み温度をできるだけ低めにできるため、鋳鋼における引け不良を低減できる。

実施形態１に係り、待機位置にある炉体を模式的に示す概念図である。実施形態１に係り、鋳込み位置にある炉体から鋳型の湯口に注湯している状態を模式的に示す図である。実施形態２に係り、待機位置にある炉体を異なる方向から模式的に示す概念図である。実施形態２に係り、ピニオンとラック歯との噛み合いを模式的に示す概念図である。実施形態２に係り、待機位置にある鋳鋼注湯装置を模式的に示す概念図である。実施形態２に係り、旋回前期において、鋳鋼注湯装置を出鋼方向に旋回している状態を模式的に示す概念図である。実施形態２に係り、旋回後期において、鋳鋼注湯装置の炉体から鋳型の湯口に出鋼している状態を模式的に示す概念図である。実施形態３に係り、待機位置にある炉体を異なる方向から模式的に示す概念図である。実施形態３に係り、待機位置にある炉体を模式的に示す概念図である。実施形態４に係り、待機位置にある炉体を模式的に示す概念図である。実施形態４に係り、鋳込み位置にある炉体から鋳型の湯口に注湯している状態を模式的に示す図である。比較形態に係り、待機位置にある炉体を模式的に示す概念図である。比較形態に係り、鋳込み位置にある炉体から鋳型の湯口に注湯している状態を模式的に示す図である。

　炉体の中心線が鉛直方向に沿って配向するように炉体が配置されている待機状態において、第１旋回軸の第１軸線は、炉体本体の外周壁面の第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体の耐火ライニング材の内周壁面の第２仮想延長線よりも径外側に位置している。更に、出鋼樋部の出鋼先端は、炉体本体の外周壁面の第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体の耐火ライニング材の内周壁面の第２仮想延長線よりも径外側に位置している。炉体は、誘導加熱コイルを有していても良いし、有していなくても良い。第１旋回駆動源および第２旋回駆動源としては、モータ装置でも良いし、炉体を旋回させ得る限り流体圧シリンダ装置でも良い。

　（実施形態１）
　図１および図２は、本発明の請求項１および２に係る実施形態１の概念を示す。鋳鋼注湯装置１は、溶鋼を形成する溶解炉として機能できる炉体２と、第１旋回軸３と、第１旋回駆動源４と、第２旋回軸５と、第２旋回駆動源６とを有する。炉体２は、鋳鋼の溶鋼を保持する上面開口の保持室２０を区画する耐火ライニング材２１をもつ炉体本体２２と、炉体本体２２の上端部から外方の斜め上方に向けて突出する出鋼樋部２４とをもつ。図１は、炉体２の中心線２７に且つ鉛直方向に沿った断面図を示す。図１に示すように、炉体本体２２の上端部から出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅまでの最短距離ＬＸは、保持室２０の上面開口の内径ＤＸの２／３以下、あるいは、１／２以下、あるいは、１／３以下に設定されている。従って、出鋼樋部２４の樋長は短縮されており、保持室２０の上面開口の内径ＤＸの２／３以下、あるいは、１／２以下、あるいは、１／３以下に設定されている。

　耐火ライニング材２１および炉体本体２２は、有底筒形状をなす。炉体本体２２は、中心線２７の回りに巻回された誘導加熱コイル２２０をもつ。出鋼樋部２４は、溶鋼を吐出させるための出鋼通路２５と、出鋼通路２５の底壁面よりも深くなるように出鋼通路２５の底壁面に設けられた凹状部２６（図１参照）とを有する。注湯を完了して出鋼方向（矢印Ａ方向）と逆方向に炉体２を旋回させて湯切れさせるとき、出鋼通路２５の溶鋼が出鋼樋部２４の凹状部２６に溜まるため、湯切れ性が良い。

　図１に示すように、第１旋回軸３は、炉体２を縦方向に沿って出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回させるために横方向（水平方向）に沿って配向する第１軸線３０をもつ。図１に示す炉体２の待機位置においては、第１旋回軸３は、炉体２の上部側に設けられており、炉体２の重心Ｇの高さ位置よりも上方に位置するように設けられており、高さ方向（矢印Ｈ方向）において出鋼樋部２４付近に設けられている。第１旋回駆動源４は、第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として縦方向に沿って出鋼方向（矢印Ａ方向）に炉体２を旋回させ、旋回させた炉体２の出鋼樋部２４から溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に対して吐出させる。第１旋回駆動源４はモータ装置で形成されている。鋳型１００としては、生砂型、シェルモールド型等が例示される。

　図１は、炉体２の中心線２７が鉛直方向に沿って配向するように炉体２が待機されている状態を示す。この待機状態において、出鋼樋部２４は、炉体２の上部から斜め上外方に向けて突出しており、従って、出鋼樋部２４の出鋼通路２５の底面の延長線ＳＡは、炉体２の中心線２７に対して角度θ１傾斜している。

　図１に示すように、炉体２の中心線２７が鉛直方向に沿って配向するように炉体２が待機されて配置されている状態によれば、第１旋回軸３の第１軸線３０は、保持室２０の径方向（矢印Ｄ方向）において、炉体本体２２の外周壁面２８の第１仮想延長線Ｐ１よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体２２の耐火ライニング材２１の内周壁面２９の第２仮想延長線Ｐ２よりも径外側に位置している。

　図１に示すように、炉体２の中心線２７が鉛直方向に沿って配向するように炉体２が配置されている待機状態において、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅは、径方向（矢印Ｄ方向）において、炉体本体２２の外周壁面２８の第１仮想延長線Ｐ１よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体２２の耐火ライニング材２１の内周壁面２９の第２仮想延長線Ｐ２よりも径外側に位置している。このように出鋼樋部２４の樋長は短く設定されており、保持室２０の上面開口の内径ＤＸよりも小さく設定されている。

　第２旋回軸５は、炉体２を縦方向に沿って旋回させるために横方向（水平方向）に沿って配向する第２軸線５０をもつ。第２旋回軸５は、旋回前期において保持室２０の溶鋼を吐出させずに、炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に向けて旋回させるために炉体本体２２に設けられている。第２旋回駆動源６は、第２旋回軸５の第２軸線５０を旋回中心として炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回させる。第２旋回駆動源６は、モータ装置、減速機構付きのモータ装置で形成できる。

　鋳鋼の高温の溶鋼が保持室２０に保持されている炉体２が待機している（図１参照）。溶鋼は、耐熱鋳鋼、ステンレス鋳鋼等の鋳鋼製品を形成する。この状態において、鋳込み時には、鋳鋼の高温の溶鋼が炉体２の保持室２０に保持されている状態（図１参照）において、旋回前期では、第１旋回駆動源４の駆動が停止している状態で、第２旋回駆動源６が駆動する。すると、第２旋回軸５の第２軸線５０を旋回中心として、炉体２が縦方向に沿って出鋼方向（矢印Ａ方向）に向けて旋回する。この場合、第２旋回軸５の第２軸線５０を旋回中心として、炉体２の底部２ｂが持ち上げられると共に出鋼樋部２４が下降する。炉体２が目標旋回位置までに旋回されると、第２旋回駆動源６の回転駆動が停止し、旋回前期が終了する。

　次に旋回後期に移行する。すなわち、旋回後期では、第２旋回駆動源６の回転駆動が停止している状態において、第１旋回駆動源４が回転駆動し、第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として、炉体２が縦方向に沿って出鋼方向（矢印Ａ方向）に更に旋回する。これにより図２に示すように、炉体２の中心線２７は更に傾斜し、炉体２の底部２ｂが更に持ち上げられると共に出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅが更に下降する。

　このように本実施形態によれば、出鋼時において、旋回前期には、第１旋回駆動源４の駆動を停止させつつ、第２旋回駆動源６を駆動させて第２旋回軸５の第２軸線５０を旋回中心として炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回させる。炉体２が旋回前期の終了位置に到達したら、第２旋回駆動源６の駆動を停止させる。その後、旋回後期に移行し、第２旋回駆動源６の駆動を停止させた状態において、第１旋回駆動源４を駆動させて第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に更に旋回させる。これにより炉体２の保持室２０に保持されている溶鋼を、炉体２の出鋼樋部２４の先端から吐出させる。吐出された溶鋼は鋳型１００の湯口１０１に受けられる。

　このような本実施形態によれば、旋回後期において、炉体２の保持室２０に保持されている溶鋼を出鋼させるにあたり、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅが旋回する旋回半径を小さくできる。よって、鋳型に対して溶鋼を注湯させる注湯角度のばらつきも低減でき、出鋼した溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に鋳込むときにおいて、鋳型１００の湯口１０１における溶鋼漏れが抑えられる。

　このため本実施形態によれば、注湯速度のばらつきを抑えつつ、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅから吐出される溶鋼を、短時間のうちに目標位置、即ち、鋳型１００の湯口１０１に対して狙い通りに効率良く吐出させることができる。これにより溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に鋳込む鋳込み時間を短縮できる。このため炉体２の保持室２０に保持される溶鋼の温度をできるだけ低めにでき、ひいては溶鋼の溶解温度を低めにでき、溶解コストを低減できる。なお、湯口１０１をもつ鋳型１００は炉体２に隣設されている（図２参照）。

　以上説明したように本実施形態によれば、出鋼時において、旋回後期には、第１旋回駆動源４が駆動して第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回させ、炉体２の保持室２０に保持されている溶鋼を炉体２の出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅから矢印Ａ１方向（吐出方向）に吐出させる。出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅから吐出された溶鋼は、これの目標位置、即ち、鋳型１００の湯口１０１に受けられる。このように鋳型１００の湯口１０１に炉体２の保持室２０の溶鋼を出鋼させるにあたり、第２旋回軸５の第２軸線５０ではなく、第２旋回軸５よりも出鋼樋部２４に近い位置に設定されている第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として出鋼方向（矢印Ａ方向）に炉体２を旋回させるため、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅが旋回する旋回半径を小さくできる。このように出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅの旋回半径を小さくできるため、鋳型１００の湯口１０１に溶鋼を鋳込むにあたり、溶鋼を短時間のうちに鋳型１００の湯口１０１に対して狙い通りに効率良く吐出させることができ、溶鋼の注湯速度のばらつきも低減できる。このため、複数の鋳型１００に溶鋼を鋳込むときであっても、溶鋼を短時間のうちに各鋳型１００の湯口１０１に対して狙い通りに効率良く吐出させることができる。これにより単数の鋳型１００へ鋳込むにあたり、更には、複数の鋳型１００へ鋳込むにあたり、鋳型１００の湯口１０１に溶鋼を鋳込む鋳込み時間を短縮できるため、炉体２の保持室２０に保持する溶鋼の保持温度をできるだけ低めに設定でき、ひいては溶鋼の溶解温度をできるだけ低めにでき、溶解コストを低減できる利点が得られる。

　上記した本実施形態によれば、溶鋼の鋳込みにあたり、溶鋼の鋳込み温度をできるだけ低めにできるため、鋳型１００の鋳物砂等の材料と鋳型１００内の溶鋼との反応を抑えることができ、鋳物砂が鋳鋼に焼き付く焼き付き現象を抑制できる。更に、溶鋼の鋳込み温度をできるだけ低めにできるため、鋳鋼における引け不良を低減できる。

　また本実施形態によれば、前述したように出鋼樋部２４の樋長さも短縮できるため、注湯速度のばらつきを低減させるのに貢献できる。更に本実施形態によれば、炉体２を縦方向に沿って旋回させる横方向（水平方向）に沿って配向する第２旋回軸５が炉体本体２２に設けられている。第２旋回軸５は第２軸線５０をもつと共に、旋回前期において保持室２０の溶鋼を吐出させずに炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に向けて旋回させる。そして、旋回後期に移行したら、第１旋回駆動源４は、旋回後期において第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として炉体２を旋回させつつ保持室２０の溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に向けて吐出させることができる。換言すると、旋回前期において、第１旋回軸３の第１軸線３０ではなく、第２旋回駆動源６を駆動させて第２旋回軸５の第２軸線５０（第１旋回軸３の第１軸線３０よりも炉体２の重心Ｇに近い）を中心として炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回させる。このような旋回前期においては、炉体２の保持室２０の溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に向けて吐出させない。そして、旋回後期に移行すると、第１旋回駆動源４は第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回させつつ、保持室２０の溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に向けて吐出させて鋳込みを行う。

　仮に、炉体２の待機位置から炉体２の出鋼位置まで、すなわち、旋回前期の開始時期から旋回後期の終了時期まで、第１旋回駆動源４により第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心とさせて炉体２を旋回させることにより出鋼させることも考えられる。しかしこの場合には、炉体２の待機位置（旋回前期の開始時期）から炉体２の出鋼位置（旋回後期）まで炉体２を旋回させる間において、第１旋回軸３の第１軸線３０と炉体２の質量中心までの距離ｒ（図２参照）が増加するため、第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として旋回させるモーメントが大きくなり、第１旋回駆動源４および第１旋回軸３にかかる荷重負荷が大きくなり、しかも第１旋回軸３に荷重負荷が負荷される時間が長くなるおそれがあり、第１旋回軸３の長寿命化には不利である。

　この点本実施形態によれば、図１に示すように、第２旋回軸５の第２軸線５０は、溶鋼を保持する炉体２の質量中心に対して第１旋回軸３よりも近い位置に存在する。そして前述したように、旋回前期には、まず、第２旋回駆動源６を駆動させて第２旋回軸５の第２軸線５０を旋回中心として炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回させる。その後、旋回後期に移行させ、第１旋回駆動源４を駆動させて第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として炉体２を出鋼方向（矢印Ａ方向）に向けて更に旋回させる。これにより旋回前期において、旋回に要するモーメントの増加をできるだけ抑制でき、第１旋回駆動源４および第１旋回軸３にかかる荷重負荷をできるだけ抑えることができ、第１旋回軸３の長寿命化に貢献できる。

　（比較形態）
　図１２および図１３は比較形態に係る鋳鋼鋳込装置を示す。この装置は、鋳鋼の溶鋼を保持する保持室２０をもつ炉体本体２２と炉体本体２２から外方の上方に向けて突出する出鋼樋部２４とをもつ炉体２と、炉体２を縦方向に沿って旋回させる横方向に沿って配向する第１旋回軸３と、第１旋回軸３を旋回中心として縦方向に沿って炉体２を旋回させ、旋回させた炉体２の出鋼樋部２４から溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に対して吐出させる第１旋回駆動源（図示せず）と、炉体２を縦方向に沿って旋回させる横方向に沿って配向する第２旋回軸５と、第２旋回軸５を旋回中心として縦方向に沿って炉体２を旋回させ、旋回させた炉体２の出鋼樋部２４から溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に対して吐出させる第２旋回駆動源（図示せず）と、を備えている。このものによれば、炉体２の中心線２７が鉛直方向に沿って配向するように炉体２が配置されている待機状態（図１２参照）において、出鋼樋部２４は斜め上方に延設されている。

　図１２に示す待機位置において、第１旋回軸３の第１軸線３０は、炉体本体２２の外周壁面２８付近に位置しているものの、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅは、炉体本体２２の外周壁面２８の第１仮想延長線Ｐ１よりも、水平方向において寸法Ｄ１０分、外側に位置している。このため比較形態では、出鋼樋部２４の長さが長い。具体的には、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅと第１旋回軸３の第１軸線３０との間の距離ｒ５（図１２参照）が大きい。このため、保持室２０の溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に注湯する鋳込み時において、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅの位置が旋回方向（図１３に示す矢印Ｗ方向）において振れ、鋳型１００の湯口１０１に対して狙い定めるのに時間を要する。このため比較形態によれば、溶鋼を鋳型１００の湯口１０１に注湯する鋳込み時間が長くかかる不具合がある。更に、鋳型に対して溶鋼を注湯させる注湯角度のばらつきも増加し、注湯速度のばらつきも増加する。

　このため、炉体２の保持室２０に保持する溶鋼の保持温度、ひいては溶鋼の溶解温度を過剰に高くしなければならない不具合があり、溶鋼の溶解コストが増加する。更に、溶鋼の注湯温度が高くなるため、鋳型１００を構成している砂と溶鋼とが反応し、溶鋼が凝固した鋳鋼の製品の鋳肌を低下させるおそれがある。更には、溶鋼を高い位置から注湯することになり、鋳込み時の溶湯速度が過剰に速くなりやすく、鋳型１００における溶鋼漏れの要因となり易い。

　（実施形態２）
　図３～図７は実施形態２の概念を模式的に示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有するため、図１および図２を準用できる。第１旋回軸３の第１軸線３０は、炉体本体２２の外周壁面２８の第１仮想延長線Ｐ１よりも炉体本体２２の径方向において径内側に位置しており、且つ、炉体本体２２の耐火ライニング材２１の内周壁面２９の第２仮想延長線Ｐ２よりも径外側に位置している。第１旋回軸３は、炉体２を縦方向に沿って出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回させるために横方向（水平方向）に沿って配向する第１軸線３０をもつ。第２旋回軸５は、炉体２を縦方向に沿って出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回させるために横方向（水平方向）に沿って配向する第２軸線５０をもつ。準用する図１および図２に示すように、出鋼樋部２４は炉体２から斜め上外方に突出しつつ、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅは、炉体本体２２の外周壁面２８の第１仮想延長線Ｐ１よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体２２の耐火ライニング材２１の内周壁面２９の第２仮想延長線Ｐ２よりも径外側に位置している。

　本実施形態によれば、図３に示すように、鋳鋼注湯装置１は、設置面に設置された固定部７０と、炉体２を一体的に保持する内枠７１と、内枠７１を一体的に保持する外枠７２と、第１旋回駆動源４と、第２旋回駆動源６とを有する。固定部７０は、炉体２の両側に設けられている。外枠７２は底部７２ｖを有しており、固定部７０に第２旋回軸５を介して出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回可能に支持されている。第２旋回駆動源６が回転駆動すると、図６に示すように、第２旋回軸５の第２軸線５０を旋回中心として、外枠７２は出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回する。内枠７１は底部７１ｖを有しており、炉体２を保持しつつ、第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回可能に外枠７２に支持されている。第１旋回駆動源４はモータ装置または減速機構付きモータ装置で形成されており、外枠７２に固定されており、第１ピニオンギヤ４３をこれのギヤ中心線４３ｃ回りで回転させる。第２旋回駆動源６はモータ装置または減速機構付きモータ装置で形成されており、固定部７０に固定されており、第２ピニオンギヤ６３をギヤ中心線６３ｃ回りで回転させる。なお、第１旋回駆動源４が駆動すると、図略の伝達機構を介して第１ピニオンギヤ４３がこれのギヤ中心線４３ｃを中心として回転する。第２旋回駆動源６が駆動すると、図略の伝達機構を介して第２ピニオンギヤ６３がこれのギヤ中心線６３ｃを中心として回転する。

　図５は、炉体２の中心線２７が鉛直方向に沿って配向するように炉体２が配置されている待機状態を示す。図５に示すように、第２旋回軸５は第１旋回軸３よりも下方に配置されている。そして、第２旋回体７５が外枠７２の側方に固定されている。第２旋回体７５は辺７５ａ，７５ｂ，７５ｃをもつ。第２旋回体７５は、第２旋回軸５を中心とする旋回軌跡に沿って円弧状に延設された第２ガイド溝７７をもつ。更に図５に示すように、第１旋回体７４が内枠７１の側方に固定されている。第１旋回体７４は第２旋回体７５の上側に位置しており、辺７４ａ，７４ｂ，７４ｃをもつ。第１旋回体７４は、第１旋回軸３を中心とする旋回軌跡に沿って円弧状に延設された第１ガイド溝７６をもつ。

　なお、本実施形態によれば、図４に示すように、第１ガイド溝７６の外周側の縁壁７６ｗには、第１ピニオンギヤ４３が回転しつつ噛み合うラック歯７８が形成されている。第２ガイド溝７７のうち外周側の縁壁７７ｗには、第２ピニオンギヤ６３が回転しつつ噛み合うラック歯７８が形成されている。図４から理解できるように、ピニオンギヤ４３，６３がラック歯７８に噛み合いつつ回転すると、ガイド溝７６，７７の上側の始端部７６ｉ，７７ｉから下側の終端部７６ｅ，７７ｅまでガイド溝７６，７７に沿って移動できる。ガイド溝７６，７７のうち外周側の縁壁７６ｗ，７７ｗにラック歯７８が形成されているため、ピニオンギヤ４３，６３の保持性を高め、動力伝達性を確保するのに貢献できる。

　次に、溶鋼の鋳込みについて説明を加える。まず、図５に示すように、炉体２の保持室２０に溶鋼が保持された状態で、炉体２の中心線２７が鉛直方向に沿って配向するように、炉体２は待機している。誘導加熱コイル２２０が給電されて保持室２０の溶鋼が加熱されていても良いし、されていなくても良い。この場合、図５に示すように、第２ピニオンギヤ６３は、第２ガイド溝７７のラック歯７８に噛み合いつつ第２ガイド溝７７の上側の始端部７７ｉに位置する。同様に、第１ピニオンギヤ４３は、第１ガイド溝７６のラック歯７８に噛み合いつつ第１ガイド溝７６の上側の始端部７６ｉに位置する。

　鋳鋼注湯装置１は、この待機状態から旋回前期に移行する。この場合、まず、上側の第１旋回駆動源４の駆動を停止させた状態で、下側の第２旋回駆動源６を回転駆動させて第２ピニオンギヤ６３をこれのギヤ中心線６３ｃの回りで回転させる。この場合、第２ピニオンギヤ６３がその高さ位置に保持されている状態で、第２ガイド溝７７の第２ラック歯７８に噛み合いつつギヤ中心線６３ｃの回りで回転する。このため、下側の第２旋回体７５は、下側の第２旋回軸５の第２軸線５０を旋回中心として出鋼方向（矢印Ａ方向）に向けて上側に旋回する（図６参照）。この場合、第２ピニオンギヤ６３は、定位置に維持された状態でギヤ中心線６３ｃの回りでラック歯７８と噛み合いつつ回転するため、第２ガイド溝７７および第２旋回体７５は、出鋼方向（矢印Ａ方向）に向けて一体的に上側に旋回する（図６参照）。このように第２旋回体７５は持ち上がるため、第２旋回体７５のガイド溝７７の終端部７７ｅは第２ピニオンギヤ６３に至る（図６参照）。

　このように旋回前期においては、図６に示すごとく、第２旋回体７５が第２旋回軸５の第２軸線５０を旋回中心として出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回する。この場合、第２旋回体７５を一体的に保持する外枠７２も同方向に旋回する。同様に、図６から理解できるように、外枠７２に保持されている内枠７１も、更に、内枠７１に保持されている炉体２も同方向に同旋回角度で旋回する。このように旋回前期の段階では、第２旋回駆動源６が回転駆動するものの、第１旋回駆動源４が回転駆動していないため、図６に示すように、第１ピニオンギヤ４３は第１ガイド溝７６の始端部７７ｉに位置したままの状態とされている。

　次に、鋳鋼注湯装置１は、旋回前期から旋回後期に移行する。即ち、第２旋回駆動源６の回転駆動を停止させた状態で、第１旋回駆動源４を回転駆動させる。この結果、第１ピニオンギヤ４３がこれのギヤ中心線４３ｃの回りを第１ガイド溝７６のラック歯７８と噛み合いつつ回転する。この場合、図７に示すように、第１ガイド溝７６をもつ第１旋回体７４は、第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として出鋼方向（矢印Ａ方向）に更に上側に向けて旋回する。このため第１ガイド溝７６の終端部７６ｅは第１ピニオンギヤ４３に至る（図７参照）。

　この結果、図７に示すように、第１旋回体７４をもつ内枠７１は、内枠７１に保持されている炉体２と共に、第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回する。この場合、第２旋回駆動源６の回転駆動は停止されているため、第２旋回体７５を保持する外枠７２は、旋回前期終了時点の旋回位置で停止したままである（図７参照）。このような旋回後期では、外枠７２を旋回前期の終了位置に残留させたまま、内枠７１の第１旋回体７４、ひいては、内枠７１に保持されている炉体２は出鋼方向（矢印Ａ方向）に更に旋回する。この結果、炉体２の保持室２０に保持されている溶鋼が鋳型１００の湯口１０１に向けて注湯されて鋳込まれる（図７参照）。

　このような実施形態では、旋回駆動源４，６の駆動力はピニオンギヤ４３，６３に入力される。ここで、図５から理解できるように、ピニオンギヤ４３のギヤ中心線４３ｃと第１旋回軸３の第１軸線３０との距離ｒ１が確保される。同様に、ピニオンギヤ６３のギヤ中心線６３ｃと第２旋回軸５の第２軸線５０との距離ｒ２とが確保される。このように距離ｒ１，ｒ２が確保されるため、旋回モーメントを増加できる。よって、保持室２０の溶鋼の重量が重いときであっても、旋回駆動源４，６の駆動力を過剰に増加させずとも良い利点が得られ、旋回駆動源４，６の小型化に貢献できる。

　図５～図７に示すように、炉体２のうち鋳型１００に対向する領域には凹状の退避部２ｘが形成されている。退避部２ｘは炉体２の中心線２７に対して傾斜している。このような本実施形態によれば、炉体２を鋳型１００に接近させつつ旋回させて出鋼させるときでも、炉体２（退避部２ｘ）が鋳型１００に干渉することが抑制される。従って、炉体２を鋳型１００に接近させつつ出鋼するのに有利である。

　（実施形態３）
　図８および図９は実施形態３の概念を模式的に示す。本実施形態は実施形態１，２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有するため、図１および図２を準用する。準用する図１および図２（炉体２の中心線２７に且つ鉛直方向に沿った断面図）から理解できるように、第１旋回軸３の第１軸線３０は、炉体本体２２の外周壁面２８の第１仮想延長線Ｐ１よりも炉体本体２２の径方向（矢印Ｄ方向）において径内側に位置しており、且つ、炉体本体２２の耐火ライニング材２１の内周壁面２９の第２仮想延長線Ｐ２よりも径外側に位置している。実施形態１と同様に、出鋼樋部２４は炉体２から斜め上外方に突出しつつ、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅは、炉体本体２２の外周壁面２８の第１仮想延長線Ｐ１よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体２２の耐火ライニング材２１の内周壁面２９の第２仮想延長線Ｐ２よりも径外側に位置している。

　本実施形態によれば、図８および図９から理解できるように、第１旋回軸３の第１軸線３０の延長線上には、第１旋回駆動源４が炉体２および外枠７２の外側に位置するように設けられている。第２旋回軸５の第２軸線５０の延長線上には、第２旋回駆動源６が炉体２および外枠７２の外側に位置するように設けられている。第１旋回駆動源４および第２旋回駆動源６は、減速機構付きのモータ装置で形成されている。上記したように第１旋回軸３の第１軸線３０の延長線上には第１旋回駆動源４が同軸的に設けられている。第２旋回軸５の第２軸線５０の延長線上には第２旋回駆動源６が同軸的に設けられている。このため駆動力伝達のための構造が簡素化される。

　図９は、炉体２の中心線２７が鉛直方向に沿って配向するように炉体２が待機している状態を示す。この場合、鋳鋼注湯装置１は、この待機状態から旋回する。この場合、まず、旋回前期では、第１旋回駆動源４の駆動を停止させた状態で、第２旋回駆動源６を回転駆動させて鋳鋼注湯装置１を旋回前期にさせる。次に鋳鋼注湯装置１は、旋回前期から旋回後期に移行する。即ち、第２旋回駆動源６の回転駆動を停止させた状態で、第１旋回駆動源４を回転駆動させる。このように第１旋回駆動源４が回転駆動すると、第１旋回軸３の第１軸線３０を旋回中心として出鋼方向（矢印Ａ方向）に旋回する。この場合、第２旋回駆動源６の回転駆動は停止されている。

　（実施形態４）
　図１０および図１１は実施形態４を示す。本実施形態は実施形態１，２と基本的には同様の構成、同様の作用効果を有する。本実施形態は保持室２０の容量が小さな場合に適する。実施形態１と同様に、待機位置を示す図１０において、出鋼樋部２４は炉体２の上部から斜め上外方に突出している。そして径方向（矢印Ｄ方向）において、第１旋回軸３の第１軸線３０は、炉体本体２２の外周壁面２８の第１仮想延長線Ｐ１よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体２２の耐火ライニング材２１の内周壁面２９の第２仮想延長線Ｐ２よりも径外側に位置している。更に、実施形態１と同様に、待機位置を示す図１０によれば、径方向において、出鋼樋部２４の出鋼先端２４ｅは、炉体本体２２の外周壁面２８の第１仮想延長線Ｐ１よりも径内側に位置しており、且つ、炉体本体２２の耐火ライニング材２１の内周壁面２９の第２仮想延長線Ｐ２よりも径外側に位置している。但し、第２旋回軸５および第２旋回駆動源６は搭載されていない。従って、待機位置から鋳込み位置まで、第１旋回駆動の回転駆動により実施される。尚、炉体２は、溶鋼を保持する保持室２０を有する取鍋である。但し、炉体２は、誘導加熱コイルを有していないため、保持室２０の溶鋼を積極的に加熱させる機能を有していない。

　（その他）本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。固定部７０は設置面に固定されていても良いし、設置面に沿って搬送される可動式の固定部でも良い。

　１は鋳鋼注湯装置、２は炉体、２０は保持室、２１は耐火ライニング材、２２は炉体本体、２４は出鋼樋部、２４ｅは出鋼先端、２７は炉体の中心線、２８は外周壁面、２９は内周壁面、Ｐ２は第２仮想延長線、３は第１旋回軸、３０は第１軸線、４は第１旋回駆動源、５は第２旋回軸、５０は第２軸線、６は第２旋回駆動源、１００は鋳型、１０１は湯口を示す。

Claims

　鋳鋼の溶鋼を保持する保持室を区画する耐火ライニング材をもつ炉体本体と前記炉体本体から外方に向けて突出すると共に樋長が前記保持室の上面開口の内径の２／３以下に設定された出鋼樋部とをもつ炉体と、
　前記炉体を縦方向に沿って旋回させる横方向に沿って配向する第１軸線をもつ第１旋回軸と、
　前記第１旋回軸の前記第１軸線を旋回中心として縦方向に沿って前記炉体を旋回させ、旋回させた前記炉体の前記出鋼樋部から溶鋼を鋳型の湯口に対して吐出させる第１旋回駆動源とを具備しており、
　前記炉体の中心線が鉛直方向に沿って配向するように前記炉体が配置されている待機状態において、
　前記第１旋回軸の前記第１軸線は、前記炉体本体の外周壁面の第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、前記炉体本体の前記耐火ライニング材の内周壁面の第２仮想延長線よりも径外側に位置しており、且つ、
　前記出鋼樋部は前記炉体から上方または斜め上外方に突出しつつ、前記出鋼樋部の前記出鋼先端は、前記炉体本体の前記外周壁面の前記第１仮想延長線よりも径内側に位置しており、且つ、前記炉体本体の前記耐火ライニング材の前記内周壁面の前記第２仮想延長線よりも径外側に位置していることを特徴とする鋳鋼注湯装置。
　請求項１において、前記炉体を縦方向に沿って旋回させる横方向に沿って配向する第２軸線をもつと共に旋回前期において前記保持室の前記溶鋼を吐出させずに前記炉体を出鋼方向に向けて旋回させる第２旋回軸が前記炉体本体に設けられており、
　旋回前期において前記保持室の前記溶鋼を前記出鋼樋部から出鋼させることなく、前記第２旋回軸を旋回中心として前記炉体を出鋼方向に旋回させ、且つ、
　旋回後期において前記第１旋回駆動源は前記第１旋回軸を旋回中心として前記炉体を旋回させつつ前記保持室の前記溶鋼を前記出鋼樋部から前記鋳型の前記湯口に向けて吐出させることを特徴とする鋳鋼注湯装置。
　請求項２において、前記旋回前期において、前記第２旋回軸の前記第２軸線を旋回中心として前記炉体を前記出鋼方向に旋回させる前記第２旋回駆動源が設けられていることを特徴とする鋳鋼注湯装置。
　請求項２または３において、固定部と、前記固定部に前記第２旋回軸を旋回中心として出鋼方向に旋回可能に支持された外枠と、前記外枠に前記第１旋回軸を旋回中心として出鋼方向に旋回可能に支持され前記炉体を保持する内枠とを有することを特徴とする鋳鋼注湯装置。