JPH05240588A - スラグの除去方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶湯の上面に浮遊するスラグを、安全かつ簡
単に除去する。 【構成】 溶解炉１２における開口１２ａの上方に、耐
火材を材質とする円盤状の除去具４２を臨ませる。この
除去具４２を水平に下降させ、溶湯の上面に浮遊するス
ラグ４４中に所要深さだけ没入させる。次いで除去具４
２を回転することにより、該除去具４２により熱が奪わ
れて冷却固化する周囲のスラグ４４が除去具表面に付着
する。 【効果】 作業者を、危険を伴なう重労働から解放する
ことができる。また効率的なスラグ除去を達成して、生
産能率を向上させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スラグの除去方法お
よび装置に関し、更に詳しくは、金属溶解炉の如き容器
中に貯留される溶湯の上面に浮遊するスラグを、安全か
つ簡単に除去し得るスラグの除去方法および装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来技術】誘導炉やアーク炉等の溶解炉で各種金属の
装入母材を溶解した際に、溶湯の上面に浮遊するＦｅ
Ｏ,ＳｉＯ₂,ＡｌＯ₃その他ＣａＯ等の鉱滓や鋼滓(スラ
グ)は、これを定期的に除去する必要がある。このスラ
グを除去するには、先ず溶湯にシリカ(ＳｉＯ₂)等の耐
火材を粒状にした添加剤を投入し、該添加剤とスラグと
の化学反応を利用してスラグの融点を上昇させる。次い
で作業者が金属棒をスラグ中に差込んでこれを回転させ
ることにより、融点の上昇により次第に固化するスラグ
を金属棒に付着して除去している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したスラグの除去
作業では、作業者が極めて高温となる溶解炉に近づいて
手作業によりスラグを除去しており、極めて危険を伴な
う煩雑な作業となっている。またスラグが付着した重い
金属棒を取扱う必要があり、作業者に重労働を強いる欠
点もあった。更に、定期的なスラグの除去作業を手作業
に頼っているため、この作業に時間が掛かって生産能率
が低下する問題も指摘される。

【０００４】

【発明の目的】そこで本願の発明者は、前述したスラグ
の除去作業に内在している前記欠点を解決するべく検討
を重ねた結果、耐火材を粒状にした添加剤をスラグに投
入しなくても、板状に形成した耐火物をスラグに没入す
ることにより、該耐火物の周囲のスラグが冷却固化され
てその表面に付着することを突止めた。

【０００５】すなわち本発明は、前述したスラグの除去
作業に内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解決
するべく提案されたものであって、危険を伴なう重労働
から作業者を解放すると共に、効率的なスラグ除去を達
成して生産能率を向上させ得るスラグの除去方法および
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を克服し、所
期の目的を達成するため本発明に係るスラグの除去方法
は、溶解炉の如く溶湯を貯留した容器における溶湯の上
面に層状に浮遊するスラグを除去する方法であって、耐
火材を材質として所要厚みの板状に形成した除去具を水
平に降下させて、前記スラグ中に所要深さだけ没入さ
せ、次いで除去具を回転させることにより、前記スラグ
を除去具の表面に付着させて除去するようにしたことを
特徴とする。

【０００７】また前述の方法を好適に実施するため本願
の別の発明に係るスラグの除去装置は、溶解炉の如く溶
湯を貯留した容器における溶湯の上面に層状に浮遊する
スラグを除去する装置であって、耐火材を材質として所
要厚みの板状に形成した除去具と、この除去具を、前記
スラグ中に所要深さで没入する位置およびスラグの上方
に離間する位置の間で水平に昇降移動させる手段と、前
記除去具を回転させる駆動手段とからなり、前記スラグ
中に所要深さで没入した除去具を回転させることによ
り、該除去具の表面に周囲のスラグを付着させるよう構
成したことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】次に、本発明に係るスラグの除去方法につ
き、これを好適に実施させ得る装置との関係において、
好適な実施例を挙げて以下説明する。

【０００９】(第１実施例について）図１は、本発明の
第１実施例に係るスラグの除去装置１０の概略構成を示
す側面図であって、誘導炉等の溶解炉１２に近接する位
置に、回転テーブル１４が回転自在に配置されると共
に、この回転テーブル１４に隣設して位置決めモータ１
８が配置されている。モータ１８の回転軸に配設された
歯車２０は、回転テーブル１４の回転軸１４ａに配設し
た歯車２２と噛合され、位置決めモータ１８を正逆方向
に付勢することにより、回転テーブル１４を所要角度範
囲で正逆方向に回転するようになっている。そして回転
テーブル１４の正逆回転により、後述する除去具４２
を、溶解炉１２における開口１２ａの上方に臨む作業位
置と、開口１２ａの上方から離間する退避位置との間を
移動させるよう設定されている。

【００１０】前記回転テーブル１４の上面に支持台１６
が立設され、該支持台１６の一側面(図１において正面
側)には、上下方向に延在する一対のガイドレール２４,
２４が左右に所定間隔離間して平行に配設され、該ガイ
ドレール２４,２４に移動台２６が摺動自在に配設され
ている。また支持台１６の上面に、流体圧シリンダ２８
が倒立配置され、該シリンダ２８のピストンロッド２８
ａが移動台２６に連結してある。従って、流体圧シリン
ダ２８を正逆付勢することにより、移動台２６はガイド
レール２４,２４に沿って昇降移動する。

【００１１】前記移動台２６には駆動モータ３０が配置
されると共に、該移動台２４の一側に所定長さでカバー
３２が延出するよう配設され、カバー内部に回転自在に
枢支した駆動軸３４が、駆動モータ３０により回転駆動
されるよう構成されている。またカバー３２には、前記
溶解炉１２における開口１２ａの上方に臨み得る位置
に、所定長さだけ垂下する垂直軸３８が回転自在に枢支
されている。そしてこの垂直軸３８のカバー内部に臨む
軸端に配設した傘歯車４０が、駆動軸３４に対応的に配
設した傘歯車３６と噛合するようになっている。すなわ
ち、駆動モータ３０を付勢することにより、駆動軸３４
を介して垂直軸３８が所定方向に回転する。

【００１２】前記垂直軸３８の下端には、図２に示す如
く、例えばシリカ等の耐火材を材質として円盤状に形成
された除去具４２が水平状態で着脱自在に装着されてい
る。すなわち、垂直軸３８の下端に、所定長さの固定具
４６がその長手方向中央部で回転自在に枢支されると共
に、固定具４６の枢支部より上方の垂直軸３８にナット
４８が螺合してある。また除去具４２の上面中央部に、
耐火材を材質として半球状に形成された中空の保持体５
０が接着固定され、該保持体５０の頂部には通孔５０ａ
が穿設してある。この通孔５０ａの直径は、前記固定具
４６をその長手方向が垂直軸３８と平行になる状態(図
２の二点鎖線で示す状態)での固定具４６の挿通は許容
するが、固定具４６の長手方向を垂直軸３８に対して直
交した状態(図２の実線で示す状態)での固定具４６の挿
通は阻止する寸法に設定されている。従って、除去具４
２の装着に際しては、垂直軸３８に対して固定具４６を
平行とした状態で、該固定具４６を垂直軸３８と共に通
孔５０ａを介して保持体５０の内部に挿入する。次い
で、固定具４６を垂直軸３８に対して直交する状態とし
た後、前記ナット４８を締付けることにより、該ナット
４８と固定具４６とにより保持体５０が挟持され、垂直
軸３８の下端に除去具４２が水平状態で一体回転可能に
固定される。

【００１３】前記除去具４２の直径は、図１に示す如
く、前記溶解炉１２の開口１２ａに挿通可能な寸法に設
定され、前記回転テーブル１４を回転して除去具４２を
溶解炉１２の上方に臨ませた後、流体圧シリンダ２８を
付勢して移動台２６を下降させることにより、該除去具
４２を水平状態で溶湯上面に層状に浮遊するスラグ４４
中に所要深さだけ没入させることができる。そしてこの
状態で前記駆動モータ３０を付勢して除去具４２を水平
回転させることにより、当該除去具４２の表面にスラグ
４４を付着させるようになっている。なお駆動モータ３
０は、除去具４２を低速(例えば１０ｒｐｍ)で回転させ
て、その表面に付着するスラグ４４が回転力(遠心力)に
より千切れることがないよう設定してある。

【００１４】なお除去装置１０には、除去具４２がスラ
グ４４中に所要深さだけ没入したことを検出する検知手
段(図示せず)が配設され、該検知手段の検出信号により
前記流体圧シリンダ２８を付勢制御するよう設定されて
いる。これにより、湯面レベルが変化した場合において
も、除去具４２を常に所要深さでスラグ４４中に没入す
ることができる。この検知手段としては、除去具４２が
スラグ４４中に没入した際の浮力を検出したり、レーザ
によりスラグ４４の上面レベルを検出するものが好適に
使用される。

【００１５】(第１実施例の作用)次に、このように構成
した第１実施例に係るスラグの除去装置の作用につき説
明する。なお、前記除去具４２は、溶解炉１２の上端面
から所定高さのレベルで、かつ開口１２ａの上方から離
間した退避位置に待機しているものとする。

【００１６】前記溶解炉１２で溶解された溶湯の上面に
は、スラグ４４が層状(約１ｃｍ)に浮遊しているので、
該スラグ４４を除去するには、先ず前記位置決めモータ
１８を付勢して回転テーブル１４を回転することによ
り、除去具４２を溶解炉１２における開口１２ａの上方
に臨む作業位置に移動させる。次いで前記流体圧シリン
ダ２８をピストンロッド２８ａが延出する方向に付勢
し、前記移動台２６をガイドレール２４,２４に沿って
下降させることにより、垂直軸３８の下端に装着された
除去具４２は水平に下降する。そして、図３(ａ)に示す
如く、除去具４２がスラグ４４中に所要深さ(例えば２
ｍｍ程度)だけ没入した状態を前記検知手段が検出する
と、流体圧シリンダ２８が停止制御される。このとき、
除去具４２の周囲のスラグ４４は、該除去具４２により
熱が奪われて次第に固化するに至る。

【００１７】次に、前記駆動モータ３０を付勢し、図３
(ｂ)に示す如く、除去具４２を時計方向に水平回転させ
ることにより、除去具４２の表面にスラグ４４が付着し
て次第に成長する。そして除去具４２に所要量のスラグ
４４が付着したことを適宜の検知手段が検出すると、前
記駆動モータ３０を停止すると共に、流体圧シリンダ２
８を逆付勢して除去具４２を上昇させる。更に、前記位
置決めモータ１８を所定方向に付勢し、回転テーブル１
４を回転して除去具４２を溶解炉１２の上方から離間す
る退避位置に移動させることにより、スラグ４４の除去
作業が完了する。

【００１８】なお、前記駆動モータ３０の停止および流
体圧シリンダ２８の逆付勢を制御する検知手段として
は、除去具４２を回転した際に加わる負荷の変動を検出
するものが好適に使用される。すなわち、スラグ４４が
次第に固化するとその粘性が増して除去具４２の回転に
対する負荷が大きくなるので、この負荷が予め設定した
値に達したことを検出してモータ３０やシリンダ２８を
制御する。

【００１９】また１回目のスラグ除去を行なった除去具
４２は、次回のスラグ除去作業にも使用可能であるの
で、ランニングコストを低減することができる。なお、
除去具４２を連続使用して表面に付着したスラグ４４に
より直径が大きくなり、前記溶解炉１２の開口１２ａか
ら内部に挿入不能となったときには、前記垂直軸３８か
ら当該除去具４２を取外して新たな除去具４２を装着す
る。

【００２０】(第２実施例について)図４は、本発明の第
２実施例に係るスラグの除去装置の概略構成を示す側面
図であって、該実施例では除去具４２を、コンピュータ
により制御される多関節形ロボット５２により支持する
よう構成されている。すなわち、溶解炉１２に近接配置
したロボット本体５４には、該本体５４から延出して３
次元動作を行なう多関節アーム５６が配設されると共
に、このアーム５６の先端に旋回および傾動自在にリス
ト５８を備えている。またリスト５８に配設した保持部
材６０の上面に駆動モータ６２が配設されると共に、該
モータ６２により回転駆動される垂直軸３８が、保持部
材６０から所定長さだけ垂下するよう枢支されている。

【００２１】前記垂直軸３８の下端には、前記第１実施
例と同様の手段を介して除去具４２が着脱自在に装着さ
れ、該除去具４２を水平状態でスラグ４４中に所要深さ
だけ没入した状態で、駆動モータ６２を付勢して除去具
４２を回転することによりスラグ４４を除去するよう構
成される。なお除去具４２は、図５に示す如く、溶解炉
１２における開口１２ａの内径の半分程度の直径に設定
されており、後述する如く、該除去具４２を回転させな
がら溶解炉１２の内壁面に沿って水平に移動するようロ
ボット５２が制御されるようになっている。この場合に
おいて、除去具４２の回転方向と、該除去具４２が内壁
面に沿って移動する方向とが相互に逆方向となるよう設
定することにより、スラグ４４を効率的に除去すること
ができる。

【００２２】(第２実施例の作用)次に、このように構成
した第２実施例に係るスラグの除去装置の作用につき説
明する。

【００２３】先ず、ロボット５２に装着した除去具４２
を、図５に示す如く、溶解炉１２の内壁面に周接した状
態でスラグ４４中に所要深さだけ没入させる。次いで前
記駆動モータ６２を付勢して除去具４２を反時計方向に
水平回転させることにより、該除去具４２により熱が奪
われて冷却固化する周囲のスラグ４４が除去具表面に付
着する。このとき、多関節アーム５６およびリスト５８
を作動し、除去具４２を水平状態に保持したまま該除去
具４２を溶解炉１２の内壁面に沿って時計方向に移動さ
せる。これにより、溶湯の上面に浮遊するスラグ４４は
効率的に除去される。すなわち、除去具４２自体の回転
により周囲のスラグ４４は、該除去具４２の移動方向前
側の溶解炉内壁面に移動して除去具４２に巻き込まれる
ので、該スラグ４４は除去具４２に効率的に付着する。

【００２４】前記除去具４２に加わる負荷を検出する検
知手段が検出信号を出力すると、前記駆動モータ６２を
停止すると共に、ロボット５２を作動制御して除去具４
２を溶解炉１２の上方から退避させることにより、スラ
グ４４の除去作業が完了する。なお除去具４２は、スラ
グ４４の付着により直径が大きくなった際には新たな除
去具４２と交換する。

【００２５】(変形例について)なお実施例では、溶解炉
１２に貯留した溶湯の上面に浮遊するスラグ４４を除去
する場合につき説明したが、本発明はこれに限定される
ものでなく、例えば溶解炉から取鍋に分注した溶湯の上
面に浮遊するスラグの除去にも好適に使用可能である。
また除去具４２と垂直軸３８との装着手段は、実施例に
示す保持体５０と固定具４６とを使用する以外の各種の
手段が採用可能である。例えば図６に示す如く、円盤状
に形成した除去具４２の上面に突部６４を一体的に成形
し、この突部６４を垂直軸３８の下端に開閉可能に配設
したハンド６６により着脱自在に把持するようにしても
よい。

【００２６】前記除去具４２は板状であれば、図７(ａ)
および図７(ｂ)に示す如く、適宜のパターンで複数の通
孔４２ａを穿設したものでもよく、この場合には除去具
４２とスラグ４４との接触面積を稼いでスラグ４４の付
着量を増すことができる。また除去具４２は、円形以外
に矩形状や星形状であってもよいことは勿論である。

【００２７】更に、第１実施例において、リンク機構等
を介して水平に回転する除去具４２を溶解炉１２の内壁
面に沿って移動させるようにすることも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るスラグ
の除去方法および装置によれば、スラグの除去作業を自
動化し、危険を伴なう重労働から作業者を解放すること
ができる。また定期的に行なわれるスラグの除去作業に
要する時間を短縮して、生産能率を向上させ得る。更
に、除去具を回転させながら容器の内壁に沿って移動さ
せることにより、溶湯に浮遊するスラグを除去具に効率
的に付着させて除去し得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るスラグの除去装置の
概略側面図である。

【図２】垂直軸と除去具との装着部を示す要部説明図で
ある。

【図３】第１実施例に係るスラグの除去装置の除去具に
スラグを付着させる状態を示す説明図である。

【図４】本発明の第２実施例に係るスラグの除去装置の
概略側面図である。

【図５】第２実施例に係るスラグの除去装置の除去具に
スラグを付着させる状態を示す説明図である。

【図６】垂直軸と除去具との装着手段の変形例を示す要
部説明図である。

【図７】除去具の変形例を示す平面図である。

【符号の説明】

１２ 溶解炉 ２８ 流体圧シリンダ ３０ 駆動モータ ４２ 除去具 ４４ スラグ ５２ 多関節形ロボット ６２ 駆動モータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶解炉の如く溶湯を貯留した容器(12)に
   おける溶湯の上面に層状に浮遊するスラグ(44)を除去す
   る方法であって、 耐火材を材質として所要厚みの板状に形成した除去具(4
   2)を水平に降下させて、前記スラグ(44)中に所要深さだ
   け没入させ、 次いで除去具(42)を回転させることにより、前記スラグ
   (44)を除去具(42)の表面に付着させて除去するようにし
   たことを特徴とするスラグの除去方法。
2. 【請求項２】 前記除去具(42)を回転させながら、容器
   (12)の内壁面に沿って水平に移動させるようにした請求
   項１記載のスラグの除去方法。
3. 【請求項３】 溶解炉の如く溶湯を貯留した容器(12)に
   おける溶湯の上面に層状に浮遊するスラグ(44)を除去す
   る装置であって、 耐火材を材質として所要厚みの板状に形成した除去具(4
   2)と、 この除去具(42)を、前記スラグ(44)中に所要深さで没入
   する位置およびスラグ(44)の上方に離間する位置の間で
   水平に昇降移動させる手段(28)と、 前記除去具(42)を回転させる駆動手段(30)とからなり、 前記スラグ(44)中に所要深さで没入した除去具(42)を回
   転させることにより、該除去具(42)の表面に周囲のスラ
   グ(44)を付着させるよう構成したことを特徴とするスラ
   グの除去装置。
4. 【請求項４】 前記除去具(42)を容器(12)の内壁面に沿
   って水平に移動させる手段を備え、該除去具(42)を回転
   させながら容器(12)の内壁面に沿って移動させるよう構
   成した請求項３記載のスラグの除去装置。