JP4987465B2 - 下部槽又は中間槽の芯合わせ装置および芯合わせ方法 - Google Patents

Description

本発明は、二次精錬に用いる真空槽の下に取付けられる下部槽又は中間槽を，前記真空槽に取り付ける際に芯合わせを行なうための下部槽又は中間槽の芯合わせ装置および芯合わせ方法に関するものである。

例えば、製鉄所内の製鋼工場で行う溶鋼二次精錬プロセスである脱ガス処理を行う真空脱ガス装置においては、真空脱ガス装置の真空槽の下部に取り付けられる下部槽、及び中間リングと称される中間槽は定期的に交換されている。かかる場合、真空槽は厳格な真空度を確保する必要があり、真空槽とこれら下部槽又は中間槽とは、確実にかつ強固に取り付け固定するため、真空槽の取り付けフランジと下部槽又は中間槽の上部に設けられている取り付けフランジとは、周方向に沿ってボルト、ナット等の多数の締め付け固定部材によって、取り付け固定されている。

したがって、新たな下部槽又は中間槽を真空槽に固定するにあたっては、前記した多数のボルト−ナットの固定位置が全て一致するように、真空槽と下部槽又は中間槽とを厳格に芯合わせする必要がある。

この点に関し、例えば従来、真空槽の取付けフランジの直下位置に移動可能な台車と、昇降手段によって前記台車上を昇降する昇降架台と、前記昇降架台上に前後左右の４方向に移動可能に載置され、前記真空槽の下位置に取付ける前記連結管を直立状態で保持可能なスライドテーブルと、前記スライドテーブルを前後及び左右の方向に移動可能な横移動手段とを有する芯合わせ装置が提案されている（特許文献１）。

特開２００５−２７２８８９号公報

しかしながら特許文献１に記載された芯合わせ装置は、基本的にはＸ−Ｙ方向に移動するスライドテーブル上に下部槽を設置し、当該スライドテーブルを適宜Ｘ−Ｙ方向に移動させることで芯合わせを行なうものであるため、回転方向であるθ方向の位置合わせは構造上できなかった。

前記したように、芯合わせは、周方向に設定された多数のボルト−ナットの固定位置が全て一致しなければならないので、Ｘ−Ｙ方向の位置が適合していても、θ方向にずれている場合には、これらボルト−ナットの固定が行なえない。そのため従来はθ方向のズレがあった場合には、作業員が手動操作式のジャッキ等の工具を用いて、スライドテーブル上の下部槽をθ方向に移動させるなどして調整していた。しかしながら下部槽や中間槽は極めて大きい質量を有するため、かかる調整作業にはかなりの負担、時間を要していた。そのうえ、Ｘ−Ｙ方向の位置は、油圧シリンダによるスライドテーブルの移動のみによって定まるため、Ｘ−Ｙ方向の位置合わせ自体も正確に行う必要があり、それに伴った相応な時間を要していた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、下部槽又は中間槽を，真空槽に取り付ける際の芯合わせを、従来よりも容易に、しかも迅速に行なう事を目的としている。

前記目的を達成するため、本発明は、二次精錬に用いる真空槽の下に取付けられる下部槽又は中間槽を，前記真空槽に取り付ける際の芯合わせを行なうための装置であって、前記真空槽の下方においてＸ方向に移動可能な台車と、前記台車上に設置される下部架台と、前記下部架台の上に載置され、かつ前記下部槽又は中間槽を載置する上部架台と、前記下部架台と上部架台との間に設けられたエアベアリングと、前記上部架台のＸ方向に離間している両側面の中央にそれぞれ固定された被押圧部と、前記下部架台のＸ方向に離間している両側面に固定され、前記各被押圧部を挟んで押圧部が対向するようにそれぞれ配置された各２本のシリンダ装置と、前記下部架台に対して上部架台をＹ方向に案内する取り外し自在なガイド部材と、を有することを特徴としている。ここでＸ方向とは、台車が移動可能に設定された直線方向を意味しており、Ｙ方向とは、Ｘ方向と水平面上で直交する方向を意味している。

本発明によれば、Ｘ方向の位置合わせは台車の移動によって行なわれる。そして下部槽又は中間槽を載置する上部架台と下部架台との間に、エアベアリングが配置されているので、このエアベアリングを作動させて上下方向に膨張させることで、エアベアリングを介して上部架台を下部架台から浮かせることができる。この状態でシリンダ装置を作動させることで、Ｙ方向の位置合わせを行なうことができる。このときガイド部材によって、Ｙ方向への移動が確実かつ円滑に行なえる。そして上部架台はエアベアリングを介して下部架台から浮いた状態になっているので、ガイド部材を取り外すことで、上部架台を下部槽ごと作業員の人力によって容易に任意の方向に移動させることができる。したがって、θ方向への調整も容易であり、芯合わせ作業を従来よりも大幅に簡易、迅速に行なうことができる。しかもエアベアリングを作動させて、上部架台を下部架台から浮かせた状態では、θ方向のみならず、Ｘ方向、Ｙ方向を含む任意の方向への移動調整が可能であるから、台車によるＸ方向の位置合わせ、並びにシリンダ装置Ｙ方向の位置合わせ自体も、その段階で厳格に行う必要はなく、エアベアリングが許容する移動可能範囲に収まるようにこれを行なえばよい。したがって、かかる点でも、従来より作業が容易であり、要する時間も短縮することができる。

前記下部槽又は中間槽の上部には、前記真空槽の取り付けフランジの所定位置に設けられたガイドピンが案内されるガイド孔を設けることにより、芯合わせの際の指標とすることができ、芯合わせ作業をより容易に行なうことができる。

別な観点によれば、本発明は、前記した下部槽又は中間槽の芯合わせ装置を用いて、前記下部槽又は中間槽を真空槽に対して芯合わせを行う方法であって、前記下部架台および上部架台を台車に設置して、当該上部架台上に下部槽又は中間槽を載置する工程と、その後前記台車を前記真空槽の下方に移動させてＸ方向の位置合わせを行う工程と、その後前記エアベアリングを作動させて上部架台を下部架台から持ち上げる工程と、その後前記ガイド部材を取り付けた状態で前記シリンダ装置を作動させてＹ方向の位置合わせを行う工程と、その後前記ガイド部材を取り外した状態で上部架台ごと前記下部槽又は中間槽をθ方向に移動させて最終位置合わせを行う工程と、を有している。ここでθ方向とは、回転方向を意味している。

かかる特徴を有する本発明の下部槽又は中間槽の芯合わせ方法によれば、従来よりも芯合わせ作業を容易に、かつ短時間に実施することができる。発明者らの検証によれば、台車に下部槽等を設置した後、芯合わせ作業が完了するまでの時間を、従来の１／２以下に短縮する事ができた。

またかかる方法を実施する場合、前記したＸ方向の位置合わせを行う工程と、Ｙ方向の位置合わせを行う工程においては、所定の芯合わせ位置に対して各々Ｘ方向、Ｙ方向のズレが好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下の範囲となるように位置合わせしておけば、エアベアリングを作動させた後の人力による最終調整で、十分所定の芯合わせ位置に芯合わせすることができる。

本発明によれば、下部槽又は中間槽を，真空槽に取り付ける際の芯合わせを、従来よりも容易に、しかも迅速に行なう事が可能である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、実施の形態にかかる芯合わせ装置１の側面を模式的に示しており、この芯合わせ装置１における台車２は、車輪３を有する基台部４と、昇降機構５によって、基台部４から自在なテーブルリフター６とを有している。この台車２は、床面７に設置されたレール８に沿って、Ｘ方向に走行可能であり、また任意の位置にて停止自在である。

台車２のテーブルリフター６の上面には、平面形態が方形の下部架台１１が設置され、さらに下部架台１１の上には、平面形態が方形の上部架台１２が載置されている。上部架台１２の上面には、図２にも示したように、圧縮バネ１３を有する支持体１４が、所定間隔で８本設けられている。

そして下部架台１１と上部架台１２の間の空間内には、４つのエアベアリング２１が設けられている。本実施の形態においては、これらエアベアリング２１は、上部架台１２の下面側に、取り付けプレート２２を介して取り付けられている。このエアベアリング２１は、公知である各種のエアベアリングを使用することができるが、本実施の形態においては、常態、すなわち収縮時には図３に示したようにほぼ扁平な形態となり、作動時、すなわち膨張時には、図４に示したように縦断面が楕円形となる、ゴム製のバルーン構造のものを採用している。このように本発明で使用するエアベアリングは、ゴムや合成樹脂からなり、内部へのガスの供給によって膨張する膨張体を用いることが好ましいが、必ずしもそのようなゴム、合成樹脂などからなる膨張体に限定されるものではない。

このエアベアリング２１を膨張させるには、エア供給管２３を通じて、エアベアリング２１内に圧縮空気を供給すればよい。またこのエアベアリング２１には、微小なリリーフ孔（図示せず）が形成されており、作動時においては常時圧縮空気を供給することで、当該リリーフ孔から微量の空気を漏出させつつ膨張状態が維持され、また圧縮空気の供給を停止させることで当該リリーフ孔からエアベアリング２１内の空気が放出されて、常態、すなわち扁平状態に戻る機能を有している。

そしてエアベアリング２１内に圧縮空気を供給すると、図４に示したように、エアベアリング２１が上下方向に膨張し、その際の圧力によって上部架台１２が下部架台１１から持ち上げられる。

なお本実施の形態では、下部架台１１と上部架台１２の間の空間内に、４つのエアベアリング２１を納め入れた構成となっているが、エアベアリング２１の数は任意である。また本実施の形態では、図２に示したように、各エアベアリング２１に対しては、独立したエア供給管２３によって圧縮空気が供給されるようになっているが、必ずしもそのように独立供給系によって供給する必要はない。

下部架台１１の両側面には、図２、図３に示したように、シリンダ装置として４本の油圧シリンダ３１、３２、３３、３４が、各々ブラケット３５、３６、３７、３８を介して固定されている。より詳細に説明すると、上部架台１２の両側面の中央には、被押圧部３９、４０が固定されている。これら被押圧部３９、４０は、上部架台１２から下部架台１１側に垂下する形態を有している。

そして例えば被押圧部３９側について言うと、油圧シリンダ３１、３２は、この被押圧部３９を挟んで、各油圧シリンダ３１、３２の伸縮駆動されるシリンダロッドに設けられた押圧部３１ａ、３２ａが対向するように配置されている。被押圧部４０側についても同様にして、各油圧シリンダ３３、３４の伸縮駆動されるシリンダロッドに設けられた押圧部３３ａ、３４ａが対向するように、油圧シリンダ３３、３４が配置されている。

上部架台１２の一側端部近傍には、前出Ｘ方向と直交するＹ方向に沿って、直線状のガイド溝４１、４２が形成されており、例えばガイド溝４１について説明すると、図５に示したように、ガイド溝４１内に挿入される突出部４３ａを持ったガイド部材４３が、下部架台１１の側端部に対して、図中の矢印で示した箇所にて仮固定されている。この仮固定の解除により、ガイド部材４３は、下部架台１１から取り外すことができる。仮固定の手段は、ボルト、ピン等適宜の方法を採用できる。ガイド溝４２側についても同様に、下部架台１１に仮固定されたガイド部材４４の突出部が挿入されている。

本実施の形態にかかる芯合わせ装置１は、以上の構成を有しており、次にこの芯合わせ装置１を使用した芯合わせ方法について説明する。まず図６に示したように、待機位置において台車２のテーブルリフター６上の所定位置に下部架台１１、上部架台１２を設置し、次いで新たに取り付けようとする下部槽５１、中間リング５２を上部架台１２に載置させる。

この例では、下部槽５１と中間リング５２とは予め一体に取り付けられており、下部槽５１のトラニオン軸５３に、クレーンのフック５４を係止して、クレーンの操作によって、上部架台１２の所定位置に載置するようにしている。そして下部槽５１の下面に取り付けられている防熱板５５の下面に形成されている穴（図示せず）内に、各支持体１４の上部を挿入するようにして下部槽５１を各支持体１４で支持させることで、下部槽５１を上部架台１２上に載置する。このとき圧縮バネ１３によって円滑にかつ水平に下部槽５１は載置される。

次いで下部槽５１、中間リング５２を載置した台車２をレール８に沿ってＸ方向に移動させて、図７に示したように、真空槽の上部槽６１の下方の所定位置で停止させる。かかる場合、停止位置は、上部槽６１と下部槽５１、中間リング５２との正しい芯合わせ位置に対して、好ましくは５０ｍｍ以下の範囲、より好ましくは２０ｍｍ以下の範囲内であればよい。すなわち、図７に示したように、Ｘ方向のズレ量ｄが、好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは２０ｍｍ以下で停止させればよい。

次いでその停止位置で、台車２の昇降機構５を作動させて、テーブルリフター６を上昇させる。そして図８に示したように、吊り足場７１上に待機している作業員７２が、中間リング５２の取り付けフランジ５６と、上部槽６１の取り付けフランジ６２との芯合わせ状況を確認できる位置にて、テーブルリフター６の上昇を停止させる。

そのような芯合わせ状況の確認、およびその後の中間リング５２の取り付けフランジ５６と上部槽６１の取り付けフランジ６２との接続作業の便を考慮して、図９に示したように、予め上部槽６１の取り付けフランジ６２の周方向に沿った所定位置（芯合わせ位置）の複数個所にガイドピン６３を取り付け、一方中間リング５２の取り付けフランジ５６にこのガイドピン６３が案内、挿入されるガイド孔５７を形成しておくと非常に作業がしやすい。

すなわち、上部槽６１の取り付けフランジ６２に設けられるガイドピン６３は、その先端部６３ａの径が小さく成形されており、一方ガイドピン６３が案内、挿入されるガイド孔５６は、上部側がテーパ状に開口した開口部５７ａを有している。このようなガイドピン６３とガイド孔５７を設ける事で、芯合わせ状況を確認する際、ガイドピン６３の先端部６３ａが、ガイド孔５７の開口部５７ａ上方に位置する範囲で、Ｘ方向や、さらには後述の方法によりＹ方向、ならびにθ方向に移動させて中間リング５２側を調整すればよく、またそのようにガイドピン６３の先端部６３ａが、ガイド孔５７の開口部５７ａ上方に位置する範囲で位置合わせの調整ができれば、後はそのままテーブルリフター６を上昇させて、中間リング５２、下部槽５１を上昇させることで、ガイドピン６３全体がガイド孔５７内に案内され、中間リング５２、下部槽５１が、上部槽６１との正しい芯合わせ位置に案内される。

前記したように、台車２の移動による所定範囲（ズレ量ｄが例えば５０ｍｍ以下の範囲）でのＸ方向の位置合わせが終了すると、次にＹ方向の位置合わせ作業を行う。

Ｙ方向の位置合わせ作業を行うにあたっては、まず、上部架台１２と下部架台１１との間に配置されているエアベアリング２１に対して圧縮空気の供給を行なう。そうすると、図４に示したように、エアベアリング２１が下方側に膨張し、その際の圧力によって上部架台１２が下部架台１１から持ち上げられる。この状態では、上部架台１２は、エアベアリング２１を介して下部架台１１から浮き上がった状態となり、その結果摩擦抵抗は極めて小さいものとなっていて、上部架台１２を人力によって任意の方向に押したり、あるいはθ方向に回したりすることが可能な程になっている。

この状態で油圧シリンダ３１、３２、３３、３４を操作して、上部架台１２をＹ方向に移動させることで、中間リング５２および下部槽５１のＹ方向の位置合わせを行う。すなわち、たとえば図２に即して言えば、上部架台１２を太矢印で示したＹ方向の負方向（図中の下方）に移動させる場合には、油圧シリンダ３２、３４を作動させて、その押圧部３２ａ、３４ａで上部架台１２の両側に設けられている被押圧部３９、４０をＹ方向の負方向（図中の下方）に押圧する。そうすると、上部架台１２は、載置している中間リング５２および下部槽５１ごと押圧部３２ａ、３４ａのストローク量に応じてＹ方向の負方向に移動する。

かかる場合、前記したように、上部架台１２は、エアベアリング２１を介して下部架台１１から浮き上がり、人力によって任意の方向に押すことが可能なまでになっているので、油圧シリンダ３２、３４によるＹ方向への移動は、極めて容易に行なえる。

しかも本実施の形態では、上部架台１２の上面にＹ方向に沿ったガイド溝４１、４２が形成され、これらガイド溝４１、４２内には、下部架台１１に設けられたガイド部材４３、４４の突出部４３ａ等が挿入されているので、これらガイド溝４１、４２に沿って、上部架台１２を正しくかつ円滑にＹ方向に移動させることができる。なおＹ方向の正方向（図中の上方）に上部架台１２を移動させる場合には、油圧シリンダ３１、３３側を作動させて、被押圧部３９、４０をＹ方向の正方向（図２の下方）に押圧すればよい。

そして前記した油圧シリンダ３１、３２、３３、３４による上部架台１２のＹ方向への移動による位置合わせは、正しい芯合わせ位置に対して、ズレ量が好ましくは５０ｍｍ以下の範囲、より好ましくは２０ｍｍ以下の範囲に収まる程度で行なえばよい。

そのようにしてＹ方向の位置合わせが終了すると、ガイド部材４３、４４を取り外す。その後は、吊り足場７１上にいる作業員７２が、人力によって中間リング５２等を例えば手で押したり、回したりすることで、中間リング５２および下部槽５１をθ方向に移動させることができる。かかる場合上部架台１２が、エアベアリング２１を介して下部架台１１から浮き上がっている状態であるから、θ方向のみならず、もちろんＸ方向、Ｙ方向へも、中間リング５２および下部槽５１を容易に移動させることができる。

このような作業員７２による手作業による最終位置合わせによって、中間リング５２、並びに下部槽５１の上部槽６２に対する芯合わせをおこなうことができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、作業員の人力によって容易にθ方向の位置合わせを行なうことができるので、従来ジャッキ等の工具を使用して行なっていたそのようなθ方向の位置合わせを、極めて容易にかつすばやく実施することができる。またＸ方向、Ｙ方向の位置合わせを行った後のθ方向の位置合わせにおいては、Ｘ方向、Ｙ方向への移動も可能であるから、台車２の移動によるＸ方向の位置合わせ精度、並びに油圧シリンダ３１、３２、３３、３４によるＹ方向の位置合わせ精度を、正しい芯合わせ位置に対するズレ量が、好ましくは５０ｍｍ以下となる程度に確保すればよいので、従来よりも容易、かつ迅速にこれを行なうことができる。したがって、中間リング５２や下部槽５１の上部槽６２に対する芯合わせを従来よりも極めて短時間で行なうことができる。

なお上記実施の形態は、中間リング５２と下部槽５１と一体にしたものの芯合わせ作業に即して説明したが、もちろん中間リング５２のみ、下部槽５１のみの場合も全く同様にして本発明は実施できる。

本発明は、二次精錬に用いる真空槽の下に取付けられる下部槽や中間槽を，さらには浸漬管等の質量の大きい構造物の芯合わせ作業に有用である。

実施の形態にかかる芯合わせ装置を模式的に示した側面図である。 実施の形態にかかる芯合わせ装置を模式的に示した平面図である。 エアベアリングが作動していないときの実施の形態にかかる芯合わせ装置の上部架台、下部架台を模式的に示した側面図である。 エアベアリングが作動したときの実施の形態にかかる芯合わせ装置の上部架台、下部架台を模式的に示した側面の断面図である。 実施の形態にかかる芯合わせ装置におけるガイド部材の要部の縦断面図である。 実施の形態にかかる芯合わせ装置の上部架台上にクレーンで中間リングと下部槽を吊り下ろしている様子を示す側面図である。 実施の形態にかかる芯合わせ装置を上部槽の下方に移動させた様子を示す側面図である。 実施の形態にかかる芯合わせ装置を上部槽に向けて上昇した後の様子を示す側面図である。 上部槽の取り付けフランジに設けられたガイドピンと中間リングの取り付けフランジに形成されたガイド孔を示す要部の縦断面図である。

符号の説明

１ 芯合わせ装置
２ 台車
６ テーブルリフター
１１ 下部架台
１２ 上部架台
２１ エアベアリング
３１、３２、３３、３４ 油圧シリンダ
３９、４０ 被押圧部
４１、４２ ガイド溝
４３、４４ ガイド部材
５１ 下部槽
５２ 中間リング
５６ 取り付けフランジ
６１ 上部槽
６２ 取り付けフランジ

Claims (4)

1. 二次精錬に用いる真空槽の下に取付けられる下部槽又は中間槽を，前記真空槽に取り付ける際の芯合わせを行なうための装置であって、
   前記真空槽の下方においてＸ方向に移動可能な台車と、
   前記台車上に設置される下部架台と、
   前記下部架台の上に載置され、かつ前記下部槽又は中間槽を載置する上部架台と、
   前記下部架台と上部架台との間に設けられたエアベアリングと、
   前記上部架台のＸ方向に離間している両側面の中央にそれぞれ固定された被押圧部と、
   前記下部架台のＸ方向に離間している両側面に固定され、前記各被押圧部を挟んで押圧部が対向するようにそれぞれ配置された各２本のシリンダ装置と、
   前記下部架台に対して上部架台をＹ方向に案内する取り外し自在なガイド部材と、
   を有することを特徴とする、下部槽又は中間槽の芯合わせ装置。
   ここでＸ方向とは、台車が移動可能に設定された直線方向を意味しており、Ｙ方向とは、Ｘ方向と水平面上で直交する方向を意味している。
2. 前記下部槽又は中間槽の上部には、前記真空槽の取り付けフランジの所定位置に設けられたガイドピンが案内されるガイド孔が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の下部槽又は中間槽の芯合わせ装置。
3. 請求項１または２に記載の下部槽又は中間槽の芯合わせ装置を用いて、前記下部槽又は中間槽を真空槽に対して芯合わせを行う方法であって、
   前記下部架台および上部架台を台車に設置して、当該上部架台上に下部槽又は中間槽を載置する工程と、
   その後前記台車を前記真空槽の下方に移動させてＸ方向の位置合わせを行う工程と、
   その後前記エアベアリングを作動させて上部架台を下部架台から持ち上げる工程と、
   その後前記ガイド部材を取り付けた状態で前記シリンダ装置を作動させてＹ方向の位置合わせを行う工程と、
   その後前記ガイド部材を取り外した状態で上部架台ごと前記下部槽又は中間槽をθ方向に移動させて最終位置合わせを行う工程と、
   を有することを特徴とする、下部槽又は中間槽の芯合わせ方法。
   ここでθ方向とは、回転方向を意味している。
4. 前記Ｘ方向の位置合わせを行う工程と、Ｙ方向の位置合わせを行う工程においては、所定の芯合わせ位置に対するＸ方向、Ｙ方向のズレ量が５０ｍｍ以下の範囲となるように位置合わせすることを特徴とする、請求項３に記載の下部槽又は中間槽の芯合わせ方法。

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