JP6901363B2 - スライディングノズル装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶鋼の流量を制御するスライディングノズル装置に関する。

スライディングノズル装置は、例えば取鍋の排出口部に取り付けられ、一般的にノズル孔を有する上下２枚の耐火物製のプレート（上プレート及び下プレート）を重ねて面圧を負荷した状態で、その下プレートを上プレートに対して直線的に摺動させてノズル孔の開度を変化させることで溶鋼の流量を制御している。

このようなスライディングノズル装置は一般的に、上プレートを保持する固定金枠と、下プレートを保持し当該下プレートを上プレートに対して摺動させるために直線的にスライドするスライド金枠と、スライド金枠をスライド可能に保持する開閉金枠と、上下のプレート間に面圧を負荷するための弾性体と、スライド金枠を駆動するための駆動装置とを有する。

このスライディングノズル装置においては、駆動装置としては油圧シリンダや電動シリンダが使用されており、これらのシリンダは進退するロッドを有しており、このロッドの先端部がスライド金枠に取り付けられている。そして、スライド金枠は駆動装置のロッドの進退によって駆動される。

スライディングノズル装置の中には、駆動装置がスライディングノズル装置本体に対して着脱式になっているタイプもある。具体的には、プレートの交換作業場と鋳造場との２ヶ所にそれぞれ駆動装置を配備しておき、それぞれの場所でスライディングノズル装置本体に駆動装置を着脱して使用する。１つの駆動装置で複数のスライディングノズル装置を駆動できるため低コストとなるメリットがある。また、溶鋼容器（取鍋等）の移動中の熱影響や作動油の汚れを防ぐこともできる。さらに、スライディングノズル装置を取り付けた溶鋼容器を予熱する場合にも駆動装置の過熱を防止するために駆動装置を外す場合もある。

例えば特許文献１には、摺動金枠（２５）に連結された連結ロッド（５）と駆動シリンダ装置（３）との着脱機構が開示されている。具体的には油圧シリンダケース（３２）のフランジ（３２ｄ）を保持ケース（９）のコ形部材（９ｂ）のコ形溝（９ｃ）に摺動係合させるとともに、ピストンロッド（３１）の雌結合部材（７）を連結ロッド（５）の雄結合部材（６）に摺動係合させる着脱機構が開示されている。

この特許文献１の機構では、駆動シリンダ装置（３）のピストンロッド（３１）が前進限又は後退限の位置で駆動シリンダ装置（３）を着脱するように設計されており、通常、その位置合わせはスムーズに行く。ところが、作業者がピストンロッド（３１）を前進限と後退限との中間の位置にした状態で駆動シリンダ装置（３）を取り外した場合には、次に違う駆動シリンダ装置を取り付けようとするときに、摺動金枠（２５）の連結ロッド（５）の雄結合部材（６）と駆動シリンダ装置（３）のピストンロッド（３１）の雌結合部材（７）との位置が合わなくなる問題がある。

また、特許文献２では、駆動装置を着脱する際に駆動装置のロッドの位置決めにストッパーを使用する機構が開示されている。しかしこの機構では、作業者がストッパーの使用を忘れて間違えた位置で駆動装置を外してしまった場合には、別の駆動装置を取り付ける際に位置がずれている問題がある。

実願昭５４−０９７４０９号（実開昭０３−０１５０００号）のマイクロフィルム 国際公開第２０１７／０３３９５３号

本発明が解決しようとする課題は、駆動装置を着脱するスライディングノズル装置において、駆動装置を取り外す際に駆動装置のロッドの進退の位置を間違えることのない機構を提供することにある。

本発明によれば、以下の（１）〜（３）のスライディングノズル装置が提供される。
（１）駆動装置をスライド金枠の駆動方向に対して垂直方向に移動してスライディングノズル装置本体へ着脱するスライディングノズル装置であって、
駆動装置のロッドの先端連結部の幅が当該駆動装置のロッドの本体部の幅よりも大きく形成され、
駆動装置をスライディングノズル装置本体から取り外す際に、前記先端連結部の位置が駆動装置の着脱位置にない場合には前記先端連結部が、固定金枠に設けた障害部に接触して駆動装置を取り外すことができず、
前記先端連結部の位置が駆動装置の着脱位置にある場合にのみ前記ロッドが前記障害部に接触せずに駆動装置を取り出すことができるスライディングノズル装置。
（２）前記障害部は第一の障害部と第二の障害部とを含み、
第一の障害部は第一の障害部前面と第一の障害部後面とを含み、第一の障害部前面と第一の障害部後面とは、前記先端連結部の最大長さに駆動装置の着脱時に必要な隙間寸法を加えた距離を離して設置され、
第二の障害部は駆動装置の着脱時に前記ロッドの本体部のみが通過でき前記先端連結部が通過できないように第一の障害部から駆動装置の本体部側に設置された（１）に記載のスライディングノズル装置。
（３）前記障害部は固定金枠の延長部に設けられ、固定金枠のスライド金枠とは反対側から駆動装置を着脱する（１）又は（２）に記載のスライディングノズル装置。

本発明によれば、固定金枠に設けた障害部によって、駆動装置のロッドの先端連結部の位置が駆動装置の着脱位置にある場合にのみ駆動装置を取り出すことができるようにしている。これにより、駆動装置を取り外す際に駆動装置のロッドの進退の位置を間違えることのない機構を提供できる。

本発明の第１の実施例であるスライディングノズル装置の要部を示す斜視図であり、スライディングノズル装置を固定金枠側から見た斜視図及び駆動装置（油圧シリンダ）の斜視図である。 図１の部分拡大図である。 図１において油圧シリンダを装着した状態の斜視図である。 図３をスライド金枠側から見た斜視図である。 本発明の第２の実施例であるスライディングノズル装置の要部を示す斜視図であり、スライディングノズル装置を固定金枠側から見た斜視図である。 本発明の第３の実施例であるスライディングノズル装置の要部を示す斜視図であり、スライディングノズル装置を固定金枠側から見た斜視図である。

以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の第１の実施例であるスライディングノズル装置の要部を示す斜視図である。同図において駆動装置としての油圧シリンダ１６のロッド１６２及び先端連結部１６３がスライディングノズル装置本体１０の固定金枠１１の空間１３３、１４３を通過して、油圧シリンダ本体１６４の基板１６１が固定金枠１１の駆動部ホルダ１７へ嵌合し同時に油圧シリンダ１６のロッド１６２の先端連結部１６３がスライド金枠１２のスライド金枠側連結部１２１に嵌合することで着脱可能となっている。

油圧シリンダ１６には矩形の基板１６１が、油圧シリンダの円柱状のロッド１６２が貫通ししかもこのロッド１６２の進退方向に対して垂直になるように取り付けられている。油圧シリンダ１６のロッド１６２の先端には連結部として円柱状の先端連結部１６３を有する。この先端連結部１６３の幅（外径）Ｂはロッド１６２の本体部の幅（外径）Ｃよりも大きい。そして油圧シリンダ１６は、基板１６１の縁部を駆動部ホルダ１７の隙間１７８に挿入することで駆動部ホルダ１７に着脱可能に取り付けられることができる。

図１の部分拡大図である図２に示すように、駆動部ホルダ１７は前壁１７１、後壁１７２、２つの横壁１７３，１７４、及び底壁１７５によって形成される箱型をしており、前壁１７１にはロッド１６２の本体部が入るための切り欠き１７６を、後壁１７２には油圧シリンダ本体１６４が入るための切り欠き１７７を有している。前壁１７１と後壁１７２との間の隙間１７８には油圧シリンダ１６の基板１６１が嵌合し固定される。そして前壁１７１の内面と後壁１７２の内面とに基板１６１が当接することで油圧シリンダ１６がスライド金枠１２をスライドする際の反力を受けることができるようになっている。このように、油圧シリンダ１６の基板１６１はスライド金枠１２のスライド方向（スライド面）に対して垂直になるように嵌合しているため、油圧シリンダ１６の着脱はスライド金枠１２のスライド方向すなわち油圧シリンダ１６のロッド１６２の進退方向に対して垂直方向に移動することで行われる。

図２に示すように、固定金枠１１の延長部１１１には、障害部として第一の障害部１３と第二の障害部１４とが設けられている。このうち第一の障害部１３は第一の障害部前面１３１と第一の障害部後面１３２とを含み、これらの面によって先端連結部１６３が通過する空間１３３が形成されている。一方、第二の障害部１４は第一の障害部１３から油圧シリンダ本体側に設けられた第二の障害部面１４１，１４２を含み、これらの面で空間１４３が形成されている。第一の障害部前面１３１と第一の障害部後面１３２との距離Ｄは、先端連結部１６３の最大長さＡに油圧シリンダの着脱時に必要な隙間寸法を加えた距離としている。第二の障害部面１４１，１４２どうしの距離Ｅは、ロッド１６２の本体部の幅（外径）Ｃよりも大きく先端連結部１６３の幅（外径）Ｂより小さい距離としている。なお、本実施例は第二の障害部面１４１，１４２を対向して設けているが、片方のみを設けることとしても良い。さらに、本実施例ではロッド１６２の本体部及び先端連結部１６２の形状が円柱状であるが、円柱状以外の形状の場合には、第二の障害部をロッドの本体部は通過可能であるが、ロッドの先端連結部は通過できない位置に設けると良い。

図３及び図４は、スライディングノズル装置本体１０に油圧シリンダ１６を取り付けた状態であり、油圧シリンダ１６は駆動部ホルダ１７にその基板１６１を嵌合することで固定され、しかも油圧シリンダ１６の先端連結部１６３はスライド金枠側連結部１２１に嵌合している。また、図示していないが固定金枠１１とスライド金枠１２にはそれぞれプレートが保持されており、スライド金枠１２は油圧シリンダ１６によってスライドすることができる。なお、図１から図４では、発明の構成をわかりやすくするためにスライド金枠１２を保持して固定金枠１１側に押付けるための開閉金枠や弾性体等を省略しているが、これらは公知技術を採用することができる。また、図４においては、駆動部ホルダの底壁１７５は着脱可能になっており、スライド金枠１２側からも油圧シリンダ１６を取り外すことができる。

次に図１から図４を参照して、油圧シリンダの着脱手順を説明する。以下の説明は、同じストローク長さの２つの油圧シリンダを着脱する場合である。

図１から図４の状態は、油圧シリンダ１６は前進限の位置となりしかもスライド金枠１２の位置は２枚のプレートのノズル孔どうしの距離が最も遠い全閉の位置である。この状態で、第一の障害部１３の位置は油圧シリンダ１６の先端連結部１６３が通過できる位置（油圧シリンダの前進限の位置）になるようにあらかじめ設計されている。ここで、第一の障害部１３を形成する第一の障害部前面１３１と第一の障害部後面１３２との距離Ｄが先端連結部１６３の最大長さＡよりも僅かに大きくなっている。具体的には距離Ｄが３１ｍｍで先端連結部の最大長さは３０ｍｍで片側０．５ｍｍの隙間になるように製造されている。このとき幅方向には先端連結部１６３の通過に障害にならない程度の空間があれば良い。この図３及び図４の状態で油圧シリンダ１６を駆動部ホルダ１７から抜くことで同時にスライド金枠側連結部１２１から先端連結部１６３が外れるため油圧シリンダ１６を取り外すことができる。このとき油圧シリンダ１６のロッド１６２の進退の位置を間違えていると先端連結部１６３は第一の障害部１３あるいは第二の障害部１４に接触して空間１３３、１４３を通過することができないため、スライド金枠１２の位置（油圧シリンダ１６のロッド１６２の進退位置）の間違いに気づくことでスライド金枠の位置を修正することができる。

具体的に本実施例では、ロッド１６２の先端連結部１６３の幅（外径）Ｂがロッド１６２の本体部の幅（外径）Ｃよりも大きく形成されているため、油圧シリンダ１６が前進限の位置にない、すなわち先端連結部１６３の位置が油圧シリンダ１６の着脱位置にない場合には、先端連結部１６３が第二の障害部１４に接触し油圧シリンダ１６を取り出すことができなくなる。なお、先端連結部の幅及びロッドの本体部の幅とは、油圧シリンダの着脱方向の投影図における最大幅とする。

一方、本実施例において第二の障害部１４はロッド１６２の本体部には接触しないため、油圧シリンダ１６が前進限の位置にある（先端連結部１６３の位置が油圧シリンダ１６の着脱位置にある）場合には、必ず油圧シリンダ１６を取り出すことができる。なお、油圧シリンダ１６を取り外すときには２枚のプレートは高圧で挟まれた状態にあるため、油圧シリンダ１６を取り外した後にスライド金枠１２がずれることはない。

次に油圧シリンダ１６を取り付ける場合には、図１のように油圧シリンダ１６の先端連結部１６３を前進限の位置にしておく。この油圧シリンダ１６は前進限の位置になっていれば、そのロッドの先端連結部１６３及び本体部は固定金枠１１に設けた空間１３３，１４３を通過することができるため固定金枠１１を通過して、先端連結部１６３をスライド金枠１２のスライド金枠側連結部１２１に嵌合することができる。

油圧シリンダ１６は溶鋼の排出後にプレートの交換作業場（整備場）と鋳造前後に鋳造場のターレット上との２ヶ所で着脱される。ターレート上では、スライディングノズル装置の固定金枠の延長部１１１は溶鋼容器よりも外側に出ているので、固定金枠１１の上方から油圧シリンダ１６をクレーンで吊って人の手で補助しながらあるいはロボットなどで取り付けることができる。油圧シリンダ１６を駆動部ホルダ１７へ装着した後は、そのままタンディッシュへ注入する場合などではスライディングノズル装置が傾斜したり反転することはないので特に油圧シリンダ１６を固定する必要はないが、必要に応じて脱落防止のために固定しても良い。

このように、油圧シリンダ１６を取り外すことができるための油圧シリンダ１６のロッド１６２の進退位置が決められているため、ロッド１６２の進退位置を間違えたことに必ず気がつくことができ、直ぐに位置を修正できる。これにより、次の場所で油圧シリンダ１６を装着するときもスムーズに装着することができる。

図５は、図１から図４の実施例において、先端連結部１６３が通過可能な障害部を油圧シリンダ側にもう１箇所、第三の障害部１５として設けた例を示している。第一の障害部１３はスライド金枠１２の全閉位置で、第三の障害部１５はスライド金枠１２の全開位置で、それぞれ先端連結部１６３が通過可能である。ここで全閉位置とは２枚のプレートのノズル孔同士の位置が最も離れしかも油圧シリンダが前進限となる位置であり、全開位置とは２枚のプレートのノズル孔が合致ししかも油圧シリンダが後退限となる位置である。また、第三の障害部１５の幅と長さは第一の障害部１３と同じ寸法である。

このように第三の障害部１５を設けることで、溶鋼容器の予熱時に油圧シリンダ１６を取り外すことができるため、油圧シリンダ１６の過熱を防止することができる。すなわち、溶鋼容器を予熱するときにはスライド金枠１２を全開位置にするため、全開位置でも油圧シリンダ１２を着脱可能としたものである。

さらに、第三の障害部１５には図６のように誤着脱防止蓋１５１を着脱可能に取り付けることができる。このように誤着脱防止蓋１５１を取り付けると、図１から図４の実施例と同様に先端連結部１６３は全閉位置でのみ通過可能となる。一方、誤着脱防止蓋１５１を取り外すと、図５の実施例のように、先端連結部１６３は全閉位置と全開位置の両位置で通過可能となる。

なお、以上の実施例では駆動装置（油圧シリンダ１６）を固定金枠の背面側（スライド金枠とは反対側）から着脱する例を説明したが、特許文献１及び特許文献２のような横から駆動装置を着脱する場合にも、以上の実施例と同様な方法で障害部を設けることで駆動装置の取り外し位置間違い防止機構とすることができる。同様にスライド金枠側からの着脱も可能であり、駆動装置の着脱方向で制限を受けることはない。
また、以上の実施例はストロークの長さが同じ油圧シリンダを使用した例であるが、ストロークの長さが異なる油圧シリンダを使用することもできる。この場合、特許文献２に開示されているように、ストッパーを使用してロッドの先端連結部の位置決めを行うようにすることができる。

１０ スライディングノズル装置本体
１１ 固定金枠
１１１ 固定金枠の延長部
１２ スライド金枠
１２１ スライド金枠側連結部
１３ 第一の障害部
１３１ 第一の障害部前面
１３２ 第一の障害部後面
１３３ 空間
１４ 第二の障害部
１４１ 第二の障害部面
１４２ 第二の障害部面
１４３ 空間
１５ 第三の障害部
１５１ 誤着脱防止蓋
１６ 油圧シリンダ
１６１ 基板
１６２ ロッド
１６３ 先端連結部
１６４ 油圧シリンダ本体
１７ 駆動部ホルダ
１７１ 前壁
１７２ 後壁
１７３ 横壁
１７４ 横壁
１７５ 底壁
１７６ 切り欠き
１７７ 切り欠き
１７８ 隙間
Ａ 先端連結部の最大長さ
Ｂ 先端連結部の幅（外径）
Ｃ ロッドの本体部の幅（外径）
Ｄ 第一の障害部前面と第一の障害部後面との距離
Ｅ 第二の障害部面どうしの距離

Claims (3)

1. 駆動装置をスライド金枠の駆動方向に対して垂直方向に移動してスライディングノズル装置本体へ着脱するスライディングノズル装置であって、
   駆動装置のロッドの先端連結部の幅が当該駆動装置のロッドの本体部の幅よりも大きく形成され、
   駆動装置をスライディングノズル装置本体から取り外す際に、前記先端連結部の位置が駆動装置の着脱位置にない場合には前記先端連結部が、固定金枠に設けた障害部に接触して駆動装置を取り外すことができず、
   前記先端連結部の位置が駆動装置の着脱位置にある場合にのみ前記ロッドが前記障害部に接触せずに駆動装置を取り出すことができるスライディングノズル装置。
2. 前記障害部は第一の障害部と第二の障害部とを含み、
   第一の障害部は第一の障害部前面と第一の障害部後面とを含み、第一の障害部前面と第一の障害部後面とは、前記先端連結部の最大長さに駆動装置の着脱時に必要な隙間寸法を加えた距離を離して設置され、
   第二の障害部は駆動装置の着脱時に前記ロッドの本体部のみが通過でき前記先端連結部が通過できないように第一の障害部から駆動装置の本体部側に設置された請求項１に記載のスライディングノズル装置。
3. 前記障害部は固定金枠の延長部に設けられ、固定金枠のスライド金枠とは反対側から駆動装置を着脱する請求項１又は請求項２に記載のスライディングノズル装置。

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