JPH0322445B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鉄鋼業における高炉の出銑口開孔に用
いられる酸素開孔装置に関する。

〔従来の技術〕

高炉の出銑口を酸素吹管を用いて開孔するにあ
たり直管状の酸素吹管をピンチロール装置で繰出
し自在に挟持する方式の酸素吹管供給装置を用
い、該酸素吹管供給装置を旋回アームで吊持し出
銑口方向に進退させる手段が特開昭60−135508号
公報に開示されている。

而して、さらに炉前作業の安全性と出銑口開孔
作業の能率を向上する目的で、本発明者等は第５
図の概略説明図に示すように鋼製の酸素吹管１を
繰出し巻戻し自在に巻回する巻取ドラム装置２と
該巻取ドラム装置２に巻回された酸素吹管１を引
出し引戻し自在に挟持するピンチロール装置３と
該ピンチロール装置３から送給される酸素吹管１
を直管に矯正するベンデイングローラ４ａ〜４ｃ
からなる矯正装置５を塔載したフレーム架台６か
ら構成された酸素吹管供給装置７および該酸素吹
管供給装置７を吊持装置８を介して吊持すると共
に出銑口９の方向に進退自在に案内する支持装置
１０からなる高炉出銑口酸素開孔機１１を開発し
て大幅な能率と安全性の向上に成功し特願昭60−
294744号として先願した。

なお、第５図において１２は高炉で、１３は出
銑口９にあらかじめ挿入するか、あるいはマツド
内に残留した開孔用の鋼棒を示す。

また支持装置１０は旋回アーム１４と炉周の架
構物１５に固着された前記旋回アーム１４の支持
用軸受装置１６と吊持装置８を出銑口９に正対さ
せるリンク機構（図示せず）から構成されてい
る。

該高炉出銑口酸素開孔機１１は巻取ドラム装置
２に巻回された酸素吹管１をピンチロール装置３
（駆動装置は図示を省略している）を用いて引出
し、ベンデイングロール４ａ〜４ｃに押込みつつ
直管状に矯正しついで該直管状酸素吹管１を出銑
口９に当接し燃焼開孔が進むにつれて出銑口９内
に進入するように操作される。

開孔作業が終了した場合は旋回アーム１４を駆
動装置（図示せず）を介して作動し出銑作業に支
障を生じ無い位置にまで前記酸素吹管供給装置７
を退避させるが、該酸素吹管供給装置７は吊持装
置８とリンク機構（図示せず）によつて開孔作業
時の姿勢と平行する姿勢を保つて移動される。こ
れを本発明では平行移動させると云う。

この平行移動にあたつて該酸素吹管１はピンチ
ロール装置３によつて移動に差し支えない程度に
まで酸素吹管供給装置７内に引戻しされ、ついで
巻取ドラム装置２に巻戻しされる。

この方式は占有場所が少なくて済むため、通常
非常に狭隘でマツトガンを始めとする諸設備の多
い出銑口周辺における作業の安全性と効率化を保
持するのに効果がある。

さて、前述のような諸操作において酸素吹管１
は前記ピンチロール装置３により挟持された状態
で引出し引戻しされるが、その詳細を図を用いて
説明する。

而して、前記ピンチロール装置３は特開昭60−
135508号公報に開示されているものと同様にスプ
リングによつて酸素吹管を押圧しながら挟持する
ように構成されており、その状況を第６図に示
す。ピンチロール装置３は従動ロール３ａ、駆動
ロール３ｂから構成され、従動ロール３ａはフレ
ーム架台６（全体は図示を省略）にスプリング式
押圧支持装置１７によつて支承されていて、図に
示す通り駆動ロール３ｂ方向に押しつけられつつ
転回する。

駆動ロール３ｂは駆動原動機たとえばエヤーモ
ータ１８によつてチエーン１９を介して転回され
る。

そこで酸素吹管１はたとえば略30〜100Kgの推
力をうけつつ出銑口９の方向に進退し酸素開孔作
業が実施される。

このようにスプリングを有するピンチロール装
置３によつて酸素吹管１を押圧しつつ挟持する装
置として前述のもの以外に特開昭61−87806号公
報にも全く同様な構成のものが示されており、こ
の装置にはスプリングによる押圧力が不足する場
合にのみ付加的に協同するシリンダーが備えられ
ている。

而して、前記高炉出銑口酸素開孔機１１によつ
て酸素吹管１を出銑口９に挿入しつつ燃焼開孔を
行うに当り該酸素吹管１に所定の押圧力を与える
と共に矯正装置５において酸素吹管１を矯正する
ためピンチロール装置３はたとえば200〜400Kgの
押圧力を酸素吹管１に加える。そこで出銑口９内
で酸素吹管１に何等かの原因で反力が生じた場
合、該酸素吹管１を通じて酸素吹管供給装置７を
押し戻す力が働くため、酸素吹管１の挿入を停止
するか、又は該酸素吹管供給装置７を後退させな
いと前記酸素吹管１が挫屈し開孔作業が著しく困
難になるかあるいは不能になる。

さて、このように酸素吹管１に発生する反力は
その発生時期が予測できず、その大きさも変動が
烈しいので、その対策として特開昭60−135508号
公報には可変容量型ピストン、リリーフ弁、トル
クモーターなどを用いる手段が提案され、制限以
上に反力が大きくなるとピンチロール装置を停止
し、該反力が小さくなると作動を開始するような
構成が示されている。而して本発明者等は前記ピ
ンチロール装置３の駆動用エヤーモータ１８を設
定トルクで運転しあらかじめ定められた速度S₁で
酸素吹管１を繰出し、燃焼消耗速度S₂が低くな
り、反力が設定値以上に大きくなつた場合は旋回
アーム１４を作動して後退させると共に前記エヤ
ーモータ１８の速度を低下させ、逆に燃焼消耗速
度S₂が大きくなつたときは該エヤーモータ１８の
速度を増加させる方式を採用し、この際の反力の
検出と制御は旋回アーム１４に付設したカムとリ
ミツトスイツチで実施した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者等は前記高炉出銑口酸素開孔機を用い
て長期間出銑口酸素開孔作業を実施した結果次の
ような改良すべき点があることを知つた。

即ち、前述のピンチロール装置の駆動用エヤー
モータを作動させ酸素吹管を速度S₁で繰出す場
合、出銑口中での酸素吹管の燃焼消耗速度S₂が前
記速度S₁と等しい時は出銑口開孔作業は速度S₁で
実施される。ところで前記燃焼消耗速度S₂の変化
による反力の変動に基づいて旋回アーム１４を的
確に作動し、同時にエヤーモータ１８の速度を適
切な速度に調整するには、かなりの熟練を必要と
し、調整が不適切な場合はハンチング現象を生ず
ると云う問題がある。

また、調整を困難とする他の原因として制御が
空気式によつて行われることが多いと云う点があ
る。

つまり、高炉出銑口と云う高温の火気があり、
また多湿な雰囲気で酸素ガスを使用するので、電
気式制御は事故の懸念から避けられ空気式制御系
が採用されるが、空気式制御系は周知の通り応答
速度が早くかつ微妙な制御には不適であると云う
特性を有するため、前述のような速度制御に対応
できずハンチング現象を生じ易いと云う問題点が
ある。

さらに、本発明者等はハンチング現象の低減を
ねらいとして、第７図に示すように酸素吹管供給
装置７を前傾ガーダ２０に走行自在に吊持しバラ
ンス用エヤーシリンダー２１によつて重力バラン
スをとり、前記反力によつて酸素吹管供給装置７
が円滑に進退する機構を製作し試験した結果、意
外なことに前進は円滑であるが後退には設定反力
1.5〜２倍の力が必要であつて制御が極めて困難
であると云う新知見を得た。

この理由は詳らかでは無いが、機械加工の精度
や潤滑など複雑な諸要因があるものと推定され、
より機構的頑丈さが要求され、かつ雰囲気的に非
常な悪条件下で過酷な取扱いを受ける開孔装置と
して前述の前傾ガーダ方式は適当でなく、改善の
必要のあることが判つた。

本発明は出銑口の開孔にあたり、諸原因による
酸素吹管の燃焼消耗速度および開孔速度の変化に
円滑に追随し短時間に開孔を実現する酸素開孔装
置を提供することにあり、他の目的は酸素吹管に
座屈するような過大な押圧力を加えることなく、
該酸素吹管の繰出し巻戻しが自在で開孔作業が容
易な酸素開孔装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前述の問題点を解決する装置に関し、
その要点とするところは、酸素吹管を繰出し巻戻
し自在に巻回する巻取ドラム装置と前記酸素吹管
を引出し引戻し自在に挟持するピンチロール装置
と該ピンチロール装置から送給する酸素吹管を直
管に矯正する矯正ロールとを塔載したフレーム架
台からなる酸素吹管供給装置と、該酸素吹管供給
装置を傾斜角変更可能に吊持すると共に後記水平
保持ガーダ走行用転輪を備えた吊持装置と、先端
部において前記吊持装置を走行自在に支承する水
平保持ガーダを転回自在に吊持すると共にリンク
機構によつて該水平保持ガーダを平行移動せしめ
る旋回ビームと、炉周架構物に固着され前記旋回
ビームを旋回自在に軸支する軸受装置と、前記水
平保持ガーダと吊持装置間に架設した吊持装置進
退用シリンダー装置とからなることを特徴とする
高炉出銑口酸素開孔装置であつて、前記目的を達
成することを可能とする。

〔作用〕

本発明の装置は酸素吹管供給装置が吊持装置を
介して水平保持ガーダに前傾姿勢を保持した状態
で水平方向に進退自在に吊持され重力バランスが
とれているため極めて円滑に作動することができ
る。

また、水平保持ガーダと吊持装置間に吊持装置
進退用シリンダー装置が架設され、酸素吹管との
相互の力の伝達は前記酸素吹管供給装置と吊持装
置を介して直接的に行われる構成となつているの
で、押圧力調節を迅速的確に実施することが出来
る。

さらに酸素吹管供給装置は傾斜角変更可能に吊
持されているため酸素吹管の繰出し角度を変えて
出銑口の状況に最も適合した角度とし出銑口開孔
作業の能率向上を図ることができる。

また、酸素吹管供給装置は吊持装置、水平保持
ガーダを介して旋回ビームにより開孔位置から待
機位置に迅速に平行移動されるように構成されて
おり操業を安全かつ能率的に行うことが可能であ
る。

〔実施例〕

以下本発明の酸素開孔装置を実施例に従つて詳
細に説明する。

第１図は本発明にかかる高炉出銑口酸素開孔装
置２２（以下単に開孔装置と云う）の開孔姿勢に
おける概略側面図で、酸素吹管１はフレーム架台
６に転回自在に塔載された巻取ドラム装置２に繰
出し巻戻し自在に巻回されている。

而して該酸素吹管１の繰出しはピンチロール装
置３ｃ，３ｄによつて行われ、該酸素吹管１はベ
ンデイングローラ４ａ〜４ｃからなる矯正装置５
を通つて直管に矯正され関節金具２３を有するガ
イドラツク２４に固定されたガイド管２５を通つ
て出銑口（図示せず）に挿入される。

図において２６ａは前記酸素吹管１の横方向ガ
イドロールで、また２６ｂ，２６ｃは横方向ガイ
ドロール、２６ｄは上ガイドロール、２６ｅは挟
持ガイドロールを示す。

前記ピンチロール装置３ｃ，３ｄおよび巻取ド
ラム装置２はフレーム架台６の上部に固定された
エヤーモータ２７で駆動される、２８は動力伝達
用のチエーンホイールであるが駆動用のチエーン
やスプロケツトホイールなどは説明の便宜上図示
を省略する。

次に、前記フレーム架台６および該フレーム架
台６に塔載された前期巻取ドラム装置２とピンチ
ロール装置３ｃ，３ｄ、矯正装置５などからなる
酸素吹管供給装置７はスイング用シリンダー２
９、屈曲自在アーム３０を有する吊持装置３１に
よつて傾斜角変更可能に吊持されている。

前記吊持装置３１は水平保持ガーダ３２に走行
用転輪３３ａ，３３ｂを介して走行自在に支承さ
れており、また該水平保持ガーダ３２は旋回アー
ム１４の先端に設けられた回転吊具３４を介して
転回自在に吊持されている。

また、吊持装置進退用シリンダー装置３５はそ
の基端が前記水平保持ガーダ３２に装着され、そ
の先端シリンダーロツドは前記吊持装置３１に装
着されている。

そこで該吊持装置進退用シリンダー装置３５は
開孔姿勢で前記吊持装置３１を介して酸素吹管供
給装置７を出銑口方向に向けて設定圧力で押しつ
け、また設定反力以上の力が酸素吹管１、酸素吹
管供給装置７を介して伝達された際には直ちに後
退させるように作動する。

さて、このように前記吊持装置３１を水平方向
に進退させた場合、酸素吹管１の繰出し角度をそ
の都度変更しないと出銑口の傾斜角との不一致が
生じ、開孔作業に支障が生ずるように考えられ
る。ところが本発明者等の研究では酸素吹管１が
出銑口９に挿入されている限り、繰出し角度を変
更する必要の無いことが確認された。

従つて、出銑口開孔作業に必要な酸素吹管１の
押圧力制御は機構的に極めて簡易な前記吊持装置
３１の僅かなたとえば500mm以内の水平移動で対
応することが出来るので、応答が極めて迅速でか
つ的確である。なお、図において３６は後述する
ガイドラツク２４の屈曲に用いられる滑車で、３
７は旋回アーム１４の駆動用エヤーモータを示
す。

次に第２図は開孔装置２２の開孔姿勢の概略平
面図で、前記旋回アーム１４と水平保持ガーダ３
２間にリンク機構３８を設け、酸素吹管供給装置
７を平行移動させ開孔作業の効率化と安全性の向
上を図る。

また３９はガイドラツク２４を待機姿勢で折畳
むために用いるワイヤーで水平保持ガーダ３２の
先端部に設けられた滑車３６、旋回アーム１４の
略中央部に装着された案内滑車４０を経て、高炉
周辺に設けられた架構物４１に固着された留金具
４２に連結され、旋回アーム１４を待機位置に旋
回させると前記ガイドラツク２４を関節金具２３
で屈曲させるように機能する。

而して第１図と同符号のものは同一部材である
ので説明を省略する。

次に第３図、第４図において開孔装置２２の開
孔姿勢と待機姿勢について説明する。

第３図の概略側面図では説明の便宜上待機姿勢
を一点鎖線で、かつ右方に若干ずらせて図示して
いる。

前述のように、開孔姿勢ではスイング用シリン
ダー２９を作動させ酸素吹管供給装置７を前傾姿
勢とし、出銑口（図示せず）の傾斜角もしくはそ
れに近い角度で酸素吹管１を繰出す。又待機位置
では７ａで示すように酸素吹管供給装置を水平姿
勢としガイドラツクを２４ａのように屈曲させ先
端部を略直立させ他の作業に支障を与えないよう
にする。

また第４図の概略平面図に示すように、リンク
機構３８によつて前記酸素吹管供給装置７は一点
鎖線で示す待機位置７ａに達するまで平行移動す
るので、待機位置と開孔位置間の移動は極めて円
滑であり、多くの装置があるため通常極めて狭隘
な高炉出銑口付近でも安全かつ迅速に移動するこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明の装置は、酸素吹管の燃焼消耗速度の変
化に対し迅速に応答し、常に適切な押圧力を維持
しつつ開孔を行うことが可能で、また機構が簡易
で故障が極めて少ないので、その実用効果は多大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる高炉出銑口酸素開孔装
置の概略側面図、第２図はその概略平面図、第３
図および第４図は該開孔装置の開孔姿勢と待機姿
勢を説明する概略側面図および平面図を示す。第
５図は先願にかかる高炉出銑口酸素開孔装置の概
略説明図、第６図はピンチロール装置の作動状況
概略説明図、第７図は前傾ガーダ方式にかかる高
炉出銑口酸素開孔装置の概略説明図である。 〔符号の説明〕、１……酸素吹管、２……巻取
ドラム装置、３……ピンチロール装置、３ａ……
従動ロール、３ｂ……駆動ロール、３ｃ，３ｄ…
…ピンチロール装置、４ａ〜４ｃ……ベンデイン
グローラ、５……矯正装置、６……フレーム架
台、７……酸素吹管供給装置、８……吊持装置、
９……出銑口、１０……支持装置、１１……高炉
出銑口酸素開孔機、１２……高炉、１３……鋼
棒、１４……旋回アーム、１５……架構物、１６
……軸受装置、１７……スプリング式押圧支持装
置、１８……エヤーモータ、１９……チエーン、
２０……前傾ガーダ、２１……バランス用エヤー
シリンダー、２２……高炉出銑口酸素開孔装置、
２３……関節金具、２４……ガイドラツク、２５
……ガイド管、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ……横方
向ガイドロール、２６ｄ……上ガイドロール、２
６ｅ……挟持ガイドロール、２７……エヤーモー
タ、２８……チエーンホイール、２９……スイン
グ用シリンダー、３０……屈曲自在アーム、３１
……吊持装置、３２……水平保持ガーダ、３３
ａ，３３ｂ……走行用転輪、３４……回転吊具、
３５……吊持装置進退用シリンダー装置、３６…
…滑車、３７……駆動用エヤーモータ、３８……
リンク機構、３９……ワイヤー、４０……案内滑
車、４１……架構物、４２……留金具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸素吹管を繰出し巻戻し自在に巻回する巻取
   ドラム装置と前記酸素吹管を引出し引戻し自在に
   挟持するピンチロール装置と該ピンチロール装置
   から送給する酸素吹管を直管に矯正する矯正ロー
   ルとを塔載したフレーム架台からなる酸素吹管供
   給装置と、該酸素吹管供給装置を傾斜角変更可能
   に吊持すると共に後記水平保持ガーダ走行用転輪
   を備えた吊持装置と、先端部において前記吊持装
   置を走行自在に支承する水平保持ガーダを転回自
   在に吊持すると共にリンク機構によつて該水平保
   持ガーダを平行移動せしめる旋回ビームと、炉周
   架構物に固着され前記旋回ビームを旋回自在に軸
   支する軸受装置と、前記水平保持ガーダと吊持装
   置間に架設した吊持装置進退用シリンダー装置と
   からなることを特徴とする高炉出銑口酸素開孔装
   置。