JPH042390Y2

JPH042390Y2 -

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Publication number: JPH042390Y2
Application number: JP1987010247U
Authority: JP
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1992-01-27
Also published as: JPS63120090U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、電弧炉内の溶湯を攪拌するために、
炉底に設けた不活性ガスの吹込みノズル及び出鋼
用耐火物ノズルを交換する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、炉内に電極を挿し込んでアークによつて
スクラツプ、鉱石原料、及び金属材料等の溶解、
精錬を行う電弧炉では、ランスを介して酸素、不
活性ガス、粉体等を吹き込むことにより、溶湯を
攪拌している。このランスは、その下端が溶湯の
中に浸漬するように、炉側壁に設けられている作
業口から挿入されて、酸素、不活性ガス、粉体等
を溶湯内に吹き込む構造となつている。

このような酸素、不活性ガス、粉体等の吹込み
操作をランスによつて行うのに代えて、近来では
電弧炉の底部側にノズルを設け、該ノズルから吹
込みを行うことが検討されている。したがつて、
このようなノズル構造の場合には、ノズルを炉か
ら着脱する装置が必要となるが、今までのところ
ノズルを炉に設けた実機が稼動していないため、
交換装置も開発されていない状況にある。

他方、電弧炉から出鋼する従来の方式は、炉体
を傾転させて、炉側壁に設けた出鋼口を介して行
つている。しかし、最近では、炉底に出鋼口を設
け、炉体を僅かだけ傾転させることにより、出鋼
を行う方式が検討されている。この炉底に出鋼口
を設けた電弧炉にあつては、出鋼口を構成するノ
ズルれんがを炉体から着脱する装置が必要とな
る。しかし、今までのところ、出鋼口を構成する
ノズルれんがを炉底に備えた実機が稼動し始めた
ばかりであるため、その交換装置は開発されてい
ない状態にある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

溶鋼用の炉に付設されたノズルの交換装置とし
ては、たとえば、実公昭59−32583号公報に記載
されたものがある。これは、転炉用のもので、ノ
ズル煉瓦を把持する機構を進退自在に備え、転炉
に対するノズル煉瓦の交換着脱を機械的に行う構
造となつている。転炉は、その姿勢を90度傾転で
きるため、ノズルの軸線を水平方向になるように
セツトできる。このため、ノズル交換装置は、水
平面内での作業が可能となり、装置構造も比較的
簡単で作業手順も容易である。

ところが、このノズル交換装置は、電弧炉のノ
ズル交換にはそのまま適用できるものではない。
これは、転炉のように電弧炉を90度傾転させるこ
とが不可能であり、炉底を横方向に向けることが
できないためである。つまり、電弧炉の場合で
は、炉の下方から鉛直方向或いは45度以内の斜め
方向に沿つてノズルの着脱を行うことが必要なた
め、水平方向に駆動する転炉用の交換装置は使用
できない。

また、ノズル交換を短時間で終了させることが
必要な場合、炉を十分に冷却しないままでの熱間
の作業となるため、極めて作業環境が悪い。しか
も、電弧炉の炉底下は、スペース的にも狭隘であ
る。このため、ノズル交換を機械的に速やかに行
うことが当面の課題となつていた。

そこで、本考案は、電弧炉の下方から垂直方向
又は45度以内の斜め方向に沿つてノズルの着脱操
作を円滑に行うことができ、且つコンパクトなノ
ズル交換装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本考案のノズル交換装置は、電弧炉の直下又は
斜め下方から該電弧炉の底部に設けたノズル用開
孔に向けて昇降自在に配置され、着脱される不活
性ガス吹込み用ノズル又は出鋼用耐火物ノズルを
前記ノズル用開孔内外に挿入及び引き抜きするノ
ズル着脱シリンダ及び該ノズル着脱シリンダを昇
降駆動する昇降シリンダを備え、更に前記ノズル
用開孔に対して前記ノズルを同軸に設定する芯出
し機構を有することを特徴とする。

このような構成において、交換装置が上昇する
際に、芯出し機構によつてノズル用開孔にノズル
の芯を合致させ、昇降シリンダの駆動によつてノ
ズル着脱シリンダが電弧炉に対するノズルの着脱
位置まで上昇させられる。そして、ノズル着脱シ
リンダによつてノズル用開孔に対する新、旧ノズ
ルの装着、引抜きが行われる。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本考案の特
徴を具体的に説明する。

第１図は本実施例の吹込みノズル交換装置を電
弧炉の直下に配置したときの正面図、第２図はそ
の装置を電弧炉の斜め下方に配置したときの正面
図、第３図は第１図に示したノズル交換装置の平
面図である。

電弧炉Ａの炉底には、鉄皮Ｂ及び耐火物Ｃを貫
通して炉内外を連通させるノズル用開孔Ｄが設け
られている。このノズル用開孔Ｄには、ノズルＮ
が装着されており、このノズルＮを介して不活性
ガスを外部から吹き込むことにより溶湯の攪拌を
行う構造である。

ノズルＮは、その溶損のために定期的に交換す
るもので、この交換作業を電弧炉Ａの直下又は斜
め下方にセツトされるノズル交換装置１によつて
行う。

ノズル交換装置１は、作業床を自在に走行可能
な台車２に昇降するノズル交換機構を備えたもの
である。すなわち、２本の昇降シリンダ３を台車
２に垂設して、該昇降シリンダ３のアクチユエー
タ４に支持金物５を連結し、更に該支持金物５に
ノズルＮをノズル用開孔Ｄに挿入するためのノズ
ル着脱シリンダ６を有している。

支持金物５は、第３図で示すように、枠体状に
形成され、その中心にノズル着脱シリンダ６を配
置している。また、このノズル着脱シリンダ６の
周囲には、電弧炉Ａのノズル用開孔Ｄに対するノ
ズルＮの芯出しを行うためのポスト受け１２と嵌
め合わされる３本のポスト７を台車２に垂設して
いる。また、これらのポスト７は、支持金物５に
設けられた摺動部８により支持金物５が昇降する
ガイドとなるのであり、ノズル着脱シリンダ６の
軸線を中心とする同心円状に台車２上に固定され
ている。

ノズル着脱シリンダ６は、電弧炉Ａのノズル用
開孔ＤへのノズルＮの挿入及び取り外しを行うも
ので、アクチユエータ９の上端にはノズルＮを着
脱自在なコネクタ１０を取り付けている。

更に、電弧炉Ａの底部には、ノズル交換装置１
を引き上げるためのチエーンブロツク等の巻上げ
装置１１、芯出し用のポスト受け１２、及び支持
金物５を鉄皮Ｂに接続するピンコネクタ１３を設
けている。

巻上げ装置１１は、台車２を吊り下げ可能な間
隔をおいて２〜４個所に配置され、ワイヤ１４を
巻回すると共にフツク１５により台車２にこのワ
イヤ１４を着脱自在としている。そして、巻上げ
装置１１の駆動によつて、ノズル交換作業のとき
には、ノズル交換装置１の全体を昇降させる。

ポスト受け１２は、台車２に設けた３本のポス
ト７の上端を挿入することにより、装着しようと
するノズルＮの芯をノズル用開孔Ｄに整合させる
機能を果たす。このため、各ポスト７を下方から
受容できるように、ポスト受け１２は下端が開放
した円筒状であり、ノズル用開孔Ｄを中心とする
同心円上に位置している。

ピンコネクタ１３は、ノズル交換装置１を巻上
げ装置１１により引き上げた後、昇降シリンダ３
により上昇された支持金物５を鉄皮Ｂに固定する
もので、支持金物５に設けた２つの係合孔１６に
嵌入するピンを備えたものである。このピンコネ
クタ１３においては、支持金物５の上端を挟むよ
うな二股形状とすることが好ましい。また、係合
孔１６とピンとが整合したときにこのピンが係合
孔１６内に嵌まり込めるようにスプリング等を備
えたスナツプフツク構造も採用可能である。

次いで、上記のノズル交換機構を持つノズル交
換装置１によるノズルＮの装着作業を説明する。

まず、第１図に示すように台車２を電弧炉Ａの
ノズル用開孔Ｄのほぼ直下に移動させ、フツク１
５をこの台車２の両端に掛ける。次いで、第４図
ａに示すように巻上げ装置１１の駆動により台車
２を上昇させると同時に３本のポスト７をそれぞ
れのポスト受け１２内に挿入させる操作を行い、
ノズル用開孔Ｄに対してノズルＮを同心配置とす
る。

芯出しの後、第４図ｂに示すように、昇降シリ
ンダ３を駆動して支持金物５を上昇させ、支持金
物５の係合孔１６部分をピンコネクタ１３に位置
させてロツクし、支持金物５を鉄皮Ｂに連結す
る。ここで、支持金物５を駆動する昇降シリンダ
３は、支持金物５を移動させることができる程度
の動力を備えておればよく、ノズルＮをノズル用
開孔Ｄに圧着させるための大出力は必要ではな
い。このため、支持金物５を速い速度で昇降させ
ても、小さな力で効率の良い作動が行われる。た
とえば、油圧作動とした場合、昇降シリンダ３と
して小径のもので良いため、少量の油量で支持金
物５を早送りすることが可能となる。

支持金物５を鉄皮Ｂに固定した後、ノズル着脱
シリンダ６を駆動してノズルＮをノズル用開孔Ｄ
内に挿入・圧着する。ここで、このノズル着脱シ
リンダ６は、新ノズルの挿入及び旧ノズルの引き
抜きのため、アクチユエータ９のストロークは小
さくてよいが、作動力はかなり大きなものを採用
する。

ノズルＮにモルタル等のボンドを塗布した後、
第４図ｃに示すように、ノズル着脱シリンダ６に
よつてノズルＮをノズル用開孔Ｄ内の所定の位置
まで挿入し圧着する。そして、コネクタ１０から
ノズルＮを外す。このノズルＮの装着後は、ピン
コネクタ１３及び係合孔１６から係合ピンを外
し、前記と逆の要領で操作し、支持金物５を下降
させると共に巻上げ装置１１によるノズル交換装
置１を下げ更にフツク１５を外してノズル交換装
置１を退避させることにより、ノズルＮの装着が
完了する。

また、溶損した旧ノズルを取り外すときは、以
上と同じ要領で支持金物５を上昇させて鉄皮Ｂに
固定した後、ノズル着脱シリンダ６を用いて旧ノ
ズルを引き抜く作業を行う。

以上のように、支持金物５を昇降シリンダ３に
よつて速い速度で昇降させた後、ノズル着脱シリ
ンダ６によるノズルＮの着脱を行う２段階動作と
なるので、ノズルＮ着脱用の速度が小さいシリン
ダ単独で作業する場合に比べ、短時間で交換作業
が行える結果となる。

第５図は、他の実施例を示すものである。本実
施例においては、巻上げ装置１１に代え、一般に
利用されているリフタ２０に傾動装置２１を付け
た昇降機構２２を利用してノズル交換装置１全体
を昇降させるようにしたものである。リフタ２０
は、前述の実施例と同様に走行自在な台車２３に
設置されている。また、ポスト７が固定され且つ
支持金物５を昇降シリンダ３によつて連接したフ
レーム２４は、リフター上部枠２５と傾動可能に
するための傾動ピン２６で連結されている。その
他の構造は、前記のものと全く同様であり、リフ
タ２０によりフレーム２４を昇降させることによ
り、装置の昇降作業を行う。

更に、第６図に示すものは、前述の実施例にお
けるポスト受け１２を設けずに、ノズル用開孔Ｄ
の下端部に設けた嵌合部３０を利用して芯出しを
行う構造としたものである。３本のポスト７の上
端には上に凸とした芯出し金具３１が固定され、
上面の凸部３２の中心がノズルＮと同軸となつて
いる。一方、ノズル用開孔Ｄの下端には、芯出し
金具３１の凸部３２を挿入可能な下に凹となる嵌
合部３０を設けている。

これらの芯出し金具３１及び嵌合部３０を用い
ることにより、凸部３２を嵌合部３０に挿入する
と、ノズルＮとノズル用開孔Ｄとを同軸に配列で
き、新、旧ノズルの着脱が円滑に行える。

第７図ａは、本実施例の出鋼口耐火物ノズル交
換装置を電弧炉の直下に配置したときの正面図、
同図ｂはその平面図である。

電弧炉Ａの炉底には、鉄皮Ｂ及び耐火物Ｃを貫
通して炉内外を連通させる出鋼口の耐火物ノズル
用開孔Ｈが設けられている。この電弧炉Ａは、耐
火物ノズル用開孔Ｈに耐火物ノズルＳを装着し
て、その中心開孔から溶鋼を炉外に排出させる、
いわゆる炉底出鋼構造である。そして、耐火物ノ
ズルＳは、溶損の程度に応じて定期的に交換する
もので、この交換作業が電弧炉Ａの直下にセツト
されるノズル交換装置１によつて行われる。

このノズル交換装置１は、作業床を自在に走行
することができる台車２に昇降可能なノズル交換
装置を付設したものである。すなわち、２本の昇
降シリンダ３を台車に垂設して、該昇降シリンダ
３のアクチユエータ４に支持金物５を連結し、更
に該支持金物５に耐火物ノズルＳを耐火物ノズル
用開孔Ｈに挿入するためのノズル着脱シリンダ６
を備えている。

支持金物５は、第７図ｂに示したように、ほぼ
枠体状に形成されており、その中心にノズル着脱
シリンダ６を配置している。また、このノズル着
脱シリンダ６の周囲には、電弧炉Ａの耐火物ノズ
ル用開孔Ｈに対する耐火物ノズルＳの芯出しを行
うための３本のポスト７を垂設している。また、
これらのポスト７は、支持金物５に設けられた摺
動部８により支持金物５が昇降するガイドとなる
ものであり、ノズル着脱シリンダ６の軸線を中心
とする同心円状に台車２上に固定されている。

ノズル着脱シリンダ６は、電弧炉Ａの耐火物ノ
ズル用開孔Ｈに対する耐火物ノズルＳの挿入及び
取外しを行うものであり、アクチユエータ９の上
端には耐火物ノズルＳを着脱自在にするコネクタ
１０及びノズル脱着用治具１７を取り付けてい
る。

このノズル脱着用治具１７は、耐火物ノズルＳ
の中心開孔を貫通し、先端に回転引掛け金物１７
ａを備えている。この回転引掛け金物１７ａは、
たとえば第８図ａ〜ｃに示した構造を持つてい
る。すなわち、耐火物ノズルＳを装着する際に
は、同図に示すように引つ掛かりがないように立
てられており、耐火物ノズルＳを下方から押し込
むためだけに使用される。他方、耐火物ノズルＳ
を離脱させる際には、回転引掛け金物１７ａを廻
して耐火物ノズルＳの上面に引つ掛け、その耐火
物ノズルＳが離脱できるように構成されている。

第９図ａ〜ｃは、このノズル離脱作業を順に追
つて説明する図である。

ポスト受け１２は、台車２に設けた３本のポス
ト７の上端を挿入することにより、装着しようと
する耐火物ノズルＳの芯を耐火物ノズル用開孔Ｈ
に整合させる機能を持つ。このため、ポスト受け
１２は、各ポスト７を下方から受容できるよう
に、下端が開放した円筒状となつており、耐火物
ノズル用開孔Ｈを中心とする同心円状に位置して
いる。

なお、第８図及び第９図は、上記のノズル交換
機構を持つノズル交換装置１による耐火物ノズル
Ｓの装着作業を示している。しかし、交換作業の
ほとんどは第１図の例と同様であるので、その説
明は省略する。また、前述した第５図の昇降装置
及び第６図の芯出し装置は、共に出鋼用耐火物ノ
ズル交換装置にも使用できるものである。そし
て、出鋼用耐火物ノズルの交換にこれら昇降装置
及び芯出し装置を採用した場合の作動は、前述の
例と同様であるので省略する。

第１０図は、支持金物５に固定されたノズル着
脱シリンダ６及びノズルＮとのコネクタ１０部分
を示す詳細図である。この第１０図においては、
ノズル着脱シリンダ６は普通型のもので、ノズル
Ｎの引き抜きをアクチユエータ４０の引き動作側
で使用する構造である。この型のシリンダでは、
アクチユエータ４０が突き出ているので、ノズル
着脱シリンダ６の上端とコネクタ１０の上端間の
距離４１が長くなる。したがつて、このように普
通型のものをノズル着脱シリンダ６として使用す
ると、ノズル交換装置１が高くなつてしまう。

このような問題に対しては、第１１図に示すセ
ンターホール型シリンダをノズル着脱シリンダ６
に適用することが有効である。つまり、この第１
１図の構造は、センターホール型シリンダを天地
反対としてノズル着脱シリンダ６を配備し、押し
側作動方向をノズルＮの引き抜き方向に合わせた
ものである。したがつて、センターホール部に雌
ネジ４２を形成し、ノズルＮの連結治具４４をこ
の雌ネジ４２に螺合する固定用金具４３によつて
連結する。このような構造により、ノズル着脱シ
リンダ６の上端とコネクタ１０の上端間の距離４
１が短くなり、ノズル交換装置１の高さが低くな
る。なお、支持金物５の下部から固定用金具４３
等が突き出る配置となるが、下方には台車２が位
置しているので下部には十分なスペースがあり、
装置容量が高くなることはない。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案のノズル交換装
置においては、電弧炉の直下又は斜め下方におい
て昇降するノズル着脱機構を備え、しかも該ノズ
ル着脱機構によつて、ノズルと電弧炉のノズル用
開孔との芯出しを行うようにしている。したがつ
て、ノズルの交換着脱作業を、電弧炉の姿勢を傾
転させることなく機械的に行うことができる。ま
た、芯出しもノズルの着脱に備えて行われるの
で、作業が円滑に行われることになり、作業時間
を大幅に短縮でき、稼動率の向上も可能となる。
更には、センターホール型シリンダを使用すると
き、よりコンパクトな交換装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はノズル交換装置を電弧炉の直下に配置
したときの正面図、第２図は電弧炉の斜め下方に
設置したときの正面図、第３図は該装置の概略平
面図、第４図はノズル交換作業を示す説明図であ
り、第５図及び第６図は他の実施例を示す。第７
図は電弧炉の出鋼用耐火物ノズル交換用とした場
合の正面図及び平面図を示し、第８図及び第９図
は耐火物ノズル交換作業を示す説明図である。更
に、第１０図はノズル着脱シリンダに普通型のシ
リンダを適用したときの要部を示し、第１１図は
センターホール型シリンダを天地反対としてノズ
ル着脱シリンダに適用したものである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

電弧炉の直下から該電弧炉の底部に設けたノズ
ル用開孔に向けて昇降自在に配置され、着脱され
る不活性ガス吹込み用ノズル又は出鋼用耐火物ノ
ズルを前記ノズル用開孔内外に挿入及び引き抜き
するノズル着脱シリンダ及び該ノズル着脱シリン
ダを昇降駆動する昇降シリンダを備え、更に前記
ノズル用開孔に対して前記ノズルを同軸に設定す
る芯出し機構を有することを特徴とする電弧炉用
ノズル交換装置。