米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 加工処理操作 -> 日本鋼管株式会社

発明の名称 ノズル孔砂詰め方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−29057
公開日 平成10年(1998)2月3日
出願番号 特願平8−185151
出願日 平成8年(1996)7月15日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】佐々木 宗治 (外3名)
発明者 村上 直彦 / 高杉 英登 / 石井 健司
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 取鍋の底部に装着されたノズル開閉装置のノズルに必要量の砂が貯蔵されている砂貯蔵タンクの吐出口が接続され、しかる後に砂貯蔵タンクに設けられている砂押込み装置により砂貯蔵タンク内の砂に空気を注入し、さらに空気によって流動化させた砂をノズル内に押し込み挿入することを特徴とするノズル孔砂詰め方法。
【請求項2】 上記砂押込み装置は、砂貯蔵タンク内に配設され、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する上下動可能な底板と、底板に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中に複数箇所からエアを吹き込むエア吹込口部と、エア供給源に接続され、エア吹込口部にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンク内の底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなることを特徴とする請求項1記載のノズル孔砂詰め方法。
【請求項3】 上記砂押込み装置は、砂貯蔵タンク内に上下動可能に配設された底板と、底板に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中に複数箇所からエアを吹き込むエア吹込口部と、エア供給源に接続され、エア吹込口部にエアを供給するエア供給管と、一端を砂貯蔵タンクの上部内周面に固定し、他端を砂貯蔵タンクの底板の外周縁に固定し、底板とで砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する可撓性を有する円筒状のフレキシブルチューブと、底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなることを特徴とする請求項1記載のノズル孔砂詰め方法。
【請求項4】 上記砂押込み装置は、砂貯蔵タンク内に配設され、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する上下動可能な多孔性の耐火部材で形成された底板と、砂貯蔵タンクの底部に挿着され、砂貯蔵タンク内にエアを取り入れるエア供給管接続口と、エア供給源に接続され、エア供給管接続口にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンクの内の底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなることを特徴とする請求項1記載のノズル孔砂詰め方法。
【請求項5】 上記砂押込み装置は、砂貯蔵タンクの上部内周面と底部内周面との間を、一端を砂貯蔵タンクの上部内周面に固定し、他端を砂貯蔵タンクの底部底面に固定し、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する可撓性を有する円筒状のフレキシブルチューブと、砂貯蔵タンクの底部には底部中央を貫通して挿着され、フレキシブルチューブ内の砂の中にエアを吹き込むエア吹込み管部と、エア供給管に接続され、エア吹込み管部にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンクの側壁に流体パイプを介して接続され、砂貯蔵タンクとフレキシブルチューブとの間に非圧縮性流体を流入或いは砂貯蔵タンクとフレキシブルチューブとの間から非圧縮性流体を流出させる流体制御シリンダとからなることを特徴とする請求項1記載のノズル孔砂詰め方法。
【請求項6】 上記砂押込み装置は、砂貯蔵タンクに内蔵された内部に充填されている砂を吐出口に向けて押し出す押出スクリュウと、押出スクリュウを回転駆動するモータと、砂貯蔵タンクの底部に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中にエアを吹き込む複数のエア吹込口と、エア供給源に接続され、各エア吹出口にエアを供給するエア供給管とからなることを特徴とする請求項1記載のノズル孔砂詰め方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄所における製鋼で使用する取鍋の受鋼準備として溶融金属容器の上ノズル孔に砂詰めするノズル孔砂詰め装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は溶融金属容器に行われる従来のノズル孔砂詰方法を示す断面図である。取鍋1の底部には、図5に示すように、鋳造された溶鋼の排出を制御するノズル開閉装置、即ちロータリーノズル4或いはスライディングノズルが装着されている。このロータリーノズル4或いはスライディングノズルは、上ノズル4a、ボトム板4b(固定板)、スライド板4c(摺動板)注入ノズル4d(シュートノズル)から構成されている。転炉より取鍋1に受鋼する際には、ロータリーノズル4のスライド板4cを閉とし、このスライド板4cの保護或いは取鍋1よりの溶鋼の流出を良くする等の目的で、ロータリーノズル4のスライド板4cから上ノズル4aまでの間に砂5を挿入する。
【0003】この砂5を挿入する方法としては、人力或いは機械による自動挿入などの方法があり、挿入する方向としては、上ノズル4aの上部から挿入する方法と注入ノズル4dの下部から挿入する方法との2種類がある。上ノズル4aの上部から挿入する方法としては、図10に示すように砂貯蔵ホッパー20から定量の砂5を定量切出し装置21により切出し、砂投入ホッパー22へ入れ、取鍋1の上部から上ノズル4aの位置を探し、上ノズル4aから4〜5m上部にある砂投入ホッパー22から砂5を落下させて上ノズル4aのノズル孔に挿入する。次に、注入ノズル4dの下部から砂5を挿入する方法としては、カプセルに入れた砂を挿入する方法或いは気送により挿入する方法等がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のノズル孔砂詰め方法のうち、図10に示す方法や実開昭55−143963号公報等に記載される上部から投入する方法では、次のような問題点がある。
■人力で行う場合、高熱の取鍋上部に立ち、身を乗り出して上ノズルのノズル孔を探しながらの作業になるため非常に暑く、きつい危険な作業となっている。
■また、砂を上ノズルの4〜5m上部より落下させて挿入するため、当然砂は拡散する上、高所より上ノズルのノズル孔を探すために正確でないことから、砂はノズル孔に正確に挿入されないために多目に投入されることとなり、そのため砂の歩留りを悪くしている。
【0005】■また、その挿入の際、周辺にある異物も巻き込みながら挿入されることも推察される。この状態で受鋼すると、溶鋼が異物部分に差し込み、固まりとなって出鋼時にノズル孔に詰まる。また、異物が出鋼時にノズル孔に詰まり、出鋼出来なくなるという問題点も生じる。その場合、次行程の鋳造作業ができなくなり、操業上非常に大きな損失となるものであった。
【0006】なお、ノズル下部から砂を挿入する方法として、特開昭62−118966号公報に記載のものでは、スクリュコンベア、または、加圧シリンダにより押込む等の提案もあるが、実験の結果、砂を機械的に押込むことは不可能であることが分かった。また、気送によりノズル孔内へ砂を挿入する方法として、特開平1−166878号公報、特開平6−192717号公報に記載のものがあるが、この気送による方法では、微粒の砂はほとんど飛ばされ狙った粒度構成はできない。また、ノズル孔内に砂吐出ノズルが残留するため、これに地金が差し込むきっかけとなり、不開孔となることが予想される。本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、ノズル下部から必要量の砂を流動性を持たせて無駄なくスムーズにノズル孔に挿入できるノズル孔砂詰め方法を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のノズル孔砂詰め方法は、取鍋の底部に装着されたノズル開閉装置のノズルに必要量の砂が貯蔵されている砂貯蔵タンクのノズルに吐出口を装着し、しかる後に砂貯蔵タンクに設けられている砂押込み装置により砂貯蔵タンク内の砂に空気を注入し、さらに空気によって流動化させた砂をノズル内に押し込み挿入するようにしたものである。
【0008】また、本発明のノズル孔砂詰め方法に用いる砂押込み装置は、砂貯蔵タンク内に配設され、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する上下動可能な底板と、底板に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中に複数箇所からエアを吹き込むエア吹込口部と、エア供給源に接続され、エア吹込口部にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンク内の底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなる。
【0009】さらに、本発明のノズル孔砂詰め方法に用いる砂押込み装置は、砂貯蔵タンク内に上下動可能に配設された底板と、底板に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中に複数箇所からエアを吹き込むエア吹込口部と、エア供給源に接続され、エア吹込口部にエアを供給するエア供給管と、一端を砂貯蔵タンクの上部内周面に固定し、他端を砂貯蔵タンクの底板の外周縁に固定し、底板とで砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する可撓性を有する円筒状のフレキシブルチューブと、底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなる。
【0010】さらにまた、本発明のノズル孔砂詰め方法に用いる砂押込み装置は、砂貯蔵タンク内に配設され、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する上下動可能な多孔性の耐火部材で形成された底板と、砂貯蔵タンクの底部に挿着され、砂貯蔵タンク内にエアを取り入れるエア供給管接続口と、エア供給源に接続され、エア供給管接続口にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンクの内の底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなる。
【0011】また、本発明のノズル孔砂詰め方法に用いる砂押込み装置は、砂貯蔵タンクの上部内周面と底部内周面との間を、一端を砂貯蔵タンクの上部内周面に固定し、他端を砂貯蔵タンクの底部底面に固定し、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する可撓性を有する円筒状のフレキシブルチューブと、砂貯蔵タンクの底部には底部中央を貫通して挿着され、フレキシブルチューブ内の砂の中にエアを吹き込むエア吹込み管部と、エア供給管に接続され、エア吹込み管部にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンクの側壁に流体パイプを介して接続され、砂貯蔵タンクとフレキシブルチューブとの間に非圧縮性流体を流入或いは砂貯蔵タンクとフレキシブルチューブとの間から非圧縮性流体を流出させる流体制御シリンダとからなる。
【0012】さらに、そのノズル孔砂詰め方法に用いる砂押込み装置は、砂貯蔵タンクに内蔵された内部に充填されている砂を吐出口に向けて押し出す押出スクリュウと、押出スクリュウを回転駆動するモータと、砂貯蔵タンクの底部に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中にエアを吹き込む複数のエア吹込口と、エア供給源に接続され、各エア吹出口にエアを供給するエア供給管とからなる。
【0013】本発明においては、取鍋の底部に装着されたノズル開閉装置のノズルに必要量の砂が貯蔵されている砂貯蔵タンクの吐出口を装着し、しかる後に砂貯蔵タンクに設けられている砂押込み装置により砂貯蔵タンク内の砂に空気を注入し、さらに空気によって流動化させた砂をノズル内に押し込み挿入するようにしたから、ノズル孔の下部から必要量の砂を流動性を持たせて無駄なくスムーズにノズル孔に挿入でき、しかも暑く、墜落の危険性のある作業が回避できる。
【0014】また、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンク内に配設され、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する上下動可能な底板と、底板に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中に複数箇所からエアを吹き込むエア吹込口部と、エア供給源に接続され、エア吹込口部にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンク内の底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなる第1の砂押込み装置を用いることにより、ノズル孔への砂の挿入は、砂押込みシリンダが底板を上昇させ、それによって底板が砂貯蔵タンク内の砂を押込みながらノズル孔に挿入するため、ノズル孔の不開孔の原因である異物が取鍋傾転の際にノズル孔に入ったとしてもノズル孔への異物巻込みが防止できるため、常に安定した自然開孔が可能となって安定した操業ができる。さらに、砂押込み装置によるノズル孔への砂の挿入は、貯蔵タンクの吐出口を注入ノズルに接続した状態で、常にノズル孔を中心として行われるから、砂は周辺に飛散することはなく、最小限の挿入量でよいために砂を合理的に使用することができる。
【0015】さらに、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンク内に上下動可能に配設された底板と、底板に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中に複数箇所からエアを吹き込むエア吹込口部と、エア供給源に接続され、エア吹込口部にエアを供給するエア供給管と、一端を砂貯蔵タンクの上部内周面に固定し、他端を砂貯蔵タンクの底板の外周縁に固定し、底板とで砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する可撓性を有する円筒状のフレキシブルチューブと、底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなる第2の砂押込み装置を用いることにより、砂貯蔵タンクの内周面と底板の外周面との間にできる隙間よりも砂の粒度が細かいときにはその隙間に入るのをフレキシブルチューブが阻止するため、砂の粒度が細かいときに最適である。
【0016】さらにまた、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンク内に配設され、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する上下動可能な多孔性の耐火部材で形成された底板と、砂貯蔵タンクの底部に挿着され、砂貯蔵タンク内にエアを取り入れるエア供給管接続口と、エア供給源に接続され、エア供給管接続口にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンクの内の底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなる砂押込みシリンダとからなる第3の砂押込み装置を用いることにより、底板が多孔性の耐火部材で形成されいるため、底板に砂の中にエアを吹き込むエア吹込口部を設けなくとも済み、簡単な構造となる。
【0017】また、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンクの上部内周面と底部内周面との間を、一端を砂貯蔵タンクの上部内周面に固定し、他端を砂貯蔵タンクの底部底面に固定し、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する可撓性を有する円筒状のフレキシブルチューブと、砂貯蔵タンクの底部には底部中央を貫通して挿着され、フレキシブルチューブ内の砂の中にエアを吹き込むエア吹込み管部と、エア供給管に接続され、エア吹込み管部にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンクの側壁に流体パイプを介して接続され、砂貯蔵タンクとフレキシブルチューブとの間に非圧縮性流体を流入或いは砂貯蔵タンクとフレキシブルチューブとの間から非圧縮性流体を流出させる流体制御シリンダとからなる第4の砂押込み装置を用いることにより、砂貯蔵タンクと流体制御シリンダは流体パイプを介して接続されているために流体制御シリンダを砂貯蔵タンクから離れた所に置くことができ、その砂貯蔵タンク内にはフレキシブルチューブが配設されるだけであるため、装置全体がコンパクトとなり、狭いスペースにも設置可能となり、設備費も安価になる。
【0018】さらに、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンクに内蔵された内部に充填されている砂を吐出口に向けて押し出す押出スクリュウと、押出スクリュウを回転駆動するモータと、砂貯蔵タンクの底部に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中にエアを吹き込む複数のエア吹込口と、エア供給源に接続され、各エア吹出口にエアを供給するエア供給管とからなる第5の砂押込み装置を用いることにより、砂貯蔵タンクに押出スクリュウとモータとを内蔵させるという簡単な機械的構成でノズル孔への砂の挿入が実現できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
実施形態1.本発明の実施形態1のノズル孔砂詰め方法は、取鍋の底部に装着されたノズル開閉装置のノズルに必要量の砂が貯蔵されている砂貯蔵タンクのノズルに吐出口を装着し、しかる後に砂貯蔵タンクに設けられている砂押込み装置により砂貯蔵タンク内の砂に空気を注入し、さらに空気によって流動化させた砂をノズル内に押し込み挿入するようにしたものである。本発明の実施形態1のノズル孔砂詰め方法では、砂貯蔵タンクに設けられている砂押込み装置により砂貯蔵タンク内の砂に空気を注入し、さらに空気によって流動化させた砂をノズル内に押し込み挿入するようにしたから、ノズル孔の下部から必要量の砂を流動性を持たせて無駄なくスムーズにノズル孔に挿入でき、しかも暑く、墜落の危険性のある作業が回避できる。
【0020】実施形態2.図1は本発明の実施形態1の方法に用いるノズル孔砂詰め装置の全体構成を示す断面図、図2は同ノズル孔砂詰め装置の要部を示す断面図、図3は同ノズル孔砂詰め装置のエア吹込み口を示す断面図、図4は同ノズル孔砂詰め装置の第1の砂押込み装置の砂挿入工程を示す断面図である。図において、従来例と同一の構成は同一符号を付重複した構成の説明を省略する。本発明の実施形態1の方法に用いるノズル孔砂詰め装置は、自走する走行台車6と、走行台車6に載置され、走行台車6の走行方向と直交方向に移動する横行移動台車7と,横行移動台車7に搭載された昇降装置8と、昇降装置8上に設けられ、ロータリーノズル4の開閉動作に追従するノズル開閉追従装置9と、ノズル開閉追従装置9上に有底円筒状の支持脚台10を介して搭載され、上部に吐出口11aを有する砂を貯蔵する砂貯蔵タンク11と、砂貯蔵タンク11の上下動可能な底板12に設けられ、砂貯蔵タンク11内の砂の中に複数箇所から僅かなエアを吹き込むエア吹込口部13と、エア供給源23に接続され、エア吹込口部13にエアを供給するエア供給管14と、砂貯蔵タンク11の底板12を上下動させる砂押込みシリンダ15と、エア供給源23に接続され、砂押込みシリンダ15を駆動する押込みシリンダ切換弁17とにより構成されている。なお、ノズル砂詰め装置の第1の砂押込み装置は、底板12と、エア吹込口部13と、砂押込シリンダ15とで構成されている。
【0021】16は砂押込みシリンダ15と押込みシリンダ切換弁17との間に設けられ、砂押込みシリンダ15の押込み力を検出する砂押込み力検出センサー、24はエア供給源23と押込みシリンダ切換弁17との間に設けられた圧力調整弁である。走行台車6は、台車本体6aと、台車本体6aに取り付けられた車輪6bと、車輪6bを駆動するモータ6cと、モータ6cと車輪6bとを連結するプーリー6dとで構成されている。横行移動台車7は、台車本体7aと、台車本体7aに取り付けられた車輪7bと、車輪7bが転接するガイドレール7cと、車輪7bを駆動するモータ7dとモータ7dと車輪7bとを連結する連結軸7eとで構成されている。昇降装置8は、横行移動台車7上に設置された一対のジャッキ8aと、これらのジャッキ8aを連結し、且つ回転することによってこれらのジャッキ8aを昇降させる昇降軸8bと、昇降軸8bを回転駆動するモータ8cとで構成されている。
【0022】ノズル開閉追従装置9は、一対のジャッキ8a上に取り付けられた受台9aと、受台9aに敷設され、支持脚台10を支持する多数の鋼球9bと、支持台10の周壁に取り付けられた一対のL字上のアーム9cと、各アーム9cの先端と受台9aの各端部とにそれぞれ張設された位置決め用スプリング9dとで構成されている。砂押込みシリンダ15は支持脚台10の底部中央に設置され、砂押込みシリンダ15のシリンダロッド15aの先端は砂貯蔵タンク11の底板12と接続されている。その底板12の外周面には該砂貯蔵タンク11の内周面と底板12外周面との隙間をシールするゴムパッキンが取り付けられている。また、底板12の裏面にはラックギヤ12bが垂下して設けられ、支持脚台10にはラックギヤ12bと歯合してシリンダロッド15aの押込み量を検出する押込み量検出センサ19が設けられている。
【0023】また、底板12にはエア吹込口部13が設けられており、そのエア吹込口部13は底板12の外周縁表面に等角度間隔で設けられた6個のエア吹込口13aと、底板12中に設けられ、6個のエア吹込口13aを連通させる連通孔13bと、底板12の裏面に設けられ、連通孔13bと連通すると共にエア供給管14と接続されるエア受口13cと、各エア吹込口13a上に配置されたエア圧力により浮遊する円板13dと、底板12の表面に設けられた円板13dを抜止めする抜止め部13eとで構成されている。さらに、エア供給管14の途中にはエア流量調整装置18が設けられている。
【0024】次に、本発明の実施形態1のノズル孔砂詰め方法を図1〜図4に示す第1の砂押込み装置を有するノズル孔砂詰め装置を用いて実施した場合について説明する。鋳造が終わった取鍋1は、取鍋整備場内の取鍋傾転スタンドに乗せられ、横向きに傾転される。この状態で、ノズル開閉装置であるロータリーノズル4の整備作業が行われ、整備を終えると、ロータリーノズル4を全開とし取鍋1を直立とする。次に、待機位置にあるノズル孔砂詰め装置の砂貯蔵タンク11へ、上ノズル4aの溶損状態に合せた必要量の砂5を砂貯蔵ホッパー20及び砂切出し装置21を経由して入れる。
【0025】砂貯蔵タンク11へ必要量の砂5を入れたら、取鍋1の注入ノズル4d部分を映すテレビ画面を見ながら、取鍋1の注入ノズル4dの孔センター位置まで走行台車6を走行させ、さらに横行移動台車7を移動させて走行台車6に搭載されている砂貯蔵タンク11の吐出口11aと注入ノズル4dのノズル孔との芯を合わせる。しかる後に、昇降装置8を駆動させて砂貯蔵タンク11及び砂押込みシリンダ15を上昇させ、貯蔵タンク11の吐出口11aを注入ノズル4dに押し付けて接続する。この状態で、砂押込みシリンダ15を動作させてそのシリンダロッド15aを上昇させる。そうすると、図4に示すようにシリンダロッド15aの先端に接続されている底板12が砂貯蔵タンク11内を上昇し、砂貯蔵タンク11内の砂5を上方に押し上げ、それによって砂貯蔵タンク11内の必要量の砂5が注入ノズル4dより上ノズル4aまでの間のノズル孔に押込み挿入され、ロータリーノズル4のノズル孔への砂の挿入を完了させる。この完了は押込み量検出センサー19により検出する。
【0026】このようにロータリーノズル4のノズル孔への砂の挿入は、貯蔵タンク11の吐出口11aを注入ノズル4dに接続した状態で、砂貯蔵タンク11内の底板12と接続されているシリンダロッド15aを有する砂押込みシリンダ15を用いてノズル孔の下部から行っているから、必要量の砂を流動性を持たせて無駄なくスムーズにノズル孔に挿入でき、しかも暑く、墜落の危険性のある作業が回避できて大がかりな防熱対策も必要としないために装置を小型化でき、設備費も少額で済む。また、ロータリーノズル4のノズル孔への砂の挿入は、砂貯蔵タンク11内の底板12が砂押込みシリンダ15のシリンダロッド15aによって上昇し、それによって砂貯蔵タンク11内の砂5がノズル孔に押込みながらの砂挿入となるため、ノズル孔の不開孔の主原因である異物が取鍋傾転の際にノズル孔に入ったとしてもノズル孔への異物巻込みが防止できるため、常に安定した自然開孔が可能となって安定した操業ができる。
【0027】さらに、ロータリーノズル4のノズル孔への砂の挿入は、貯蔵タンク11の吐出口11aを注入ノズル4dに接続した状態で、常にノズル孔を中心として行われるから、砂は周辺に飛散することはなく、最小限の挿入量でよいために砂を合理的に使用することができる。なお、その挿入の際に、エア供給源23からエア供給管14を介して送られてきたエアを砂貯蔵タンク11の底板12に設けられたエア吹込口部13の6個のエア吹込口13aから砂貯蔵タンク11内の砂5の中に僅かに吹き込む。この時に、押込み力検出センサー16より押込みピストン16の押込み力を検出し、その力が弱いと砂5の中へのエアー吹込み量を調整するエアー流調装置18は、流量を増加させ、その力が強いと砂5の中へのエアー吹込み量を調整するエアー流調装置18は、流量を増加させるように働く。この場合の押込み力は1.6〜2.3kgf/ cm2 であり、エアー吹込み量は1.7Nl/ 分・cm2 である。
【0028】このようにエア流量調整装置18は砂押込み力検出センサー16が検出した押込み力に反比例させてエア供給管14に流れるエアのエア吹込み量を調整するから、押込み力が変化しても砂の流動性を維持しながら効率よく砂押込みできる。また、ロータリーノズル4のノズル孔への砂の挿入は、砂貯蔵タンク11の底板12に設けられたエア吹込口部13の6個のエア吹込口13aから砂貯蔵タンク11内の砂5の中にエアを僅かに吹き込むことによって行われるから、砂の流動性が確保されてノズル孔へ砂が挿入されることとなり、気送により砂を挿入する場合に比べて微粒の砂を飛散させることはなく、適正な粒度分布の状態が保たれることによって開孔率が向上する。また、エアー吹込み量は気送方法の場合に比べて約1/ 80の流量で済む。さらに、エア吹込口部13上にエア圧力により浮遊する円板13dを抜け止めして配置されているから、エア吹込口13aから砂5の中に僅かに吹き込むときに、砂貯蔵タンク11内の砂5が部分的に吹き出すことがなく、砂5の流動化を図ることができる。
【0029】このようにして、ロータリーノズル4のノズル孔への砂の挿入が完了したら、ロータリーノズル4のスライド板4cを図示しないのノズル駆動装置により閉作動させる時に必要な本装置の移動量を予め計算により求めておき、スライド板4cが閉作動させられたときに、それと連動するように走行台車6を予め計算により求めておいた移動量だけ自走させる。このとき、スライド板4cの閉作動の動きとこれに連動させられる走行台車6の動きに僅かなズレがあった場合、ノズル開閉追従装置9はそのズレを吸収する。即ち、走行台車6に搭載されている昇降装置8にノズル開閉追従装置9の受台9aが載置されており、その受台9aには多数の鋼球9bを介して砂貯蔵タンク11を搭載した支持脚台10が載置されており、常時は位置決め用スプリング9dの付勢力によって受台9aに対して支持脚台10が静止した状態であるが、スライド板4cの閉作動の動きと走行台車6の動きに僅かなズレがあると、受台9aの多数の鋼球9bに対して支持脚台10が動くことによってかかるズレを吸収するように作用するからである。
【0030】しかる後に、砂押込みシリンダ15を動作させてシリンダロッド15aを下降させ、その後に昇降装置8を駆動させて砂貯蔵タンク11及び砂押込みシリンダ15を下降させ、さらに走行台車6を自走させて待機位置まで戻し、砂挿入作業が完了することとなる。このように本装置を用いれば、ノズル孔の下部からの砂の挿入作業について、待機位置から取鍋1の注入ノズル4dの孔センター位置までいき、孔センター位置でノズル孔への砂の挿入を実施し、その後に再び待機位置に戻るという自動化を図ることができる。
【0031】実施形態3.図5は本発明の実施形態1の方法に用いるノズル孔砂詰め装置の第2の砂押込み装置による砂挿入工程を示す断面図である。この第2の砂押込み装置では、底板12の外径を砂貯蔵タンク11の内径より少し小径にしておき、可撓性を有する円筒状のフレキシブルチューブ25の一端を砂貯蔵タンク11の上部内周面に固定し、その他端を底板12の外周縁に固定して砂貯蔵タンク11の内周面と底板の外周面との隙間をシールするようにしたものである。
【0032】なお、第2の砂押込み装置の場合、エア吹込口部13にエア供給管14を接続しても実施できるが、シリンダロッド15aにより、底板12が砂貯蔵タンク11内を上昇するときにフレキシブルチューブ25が砂貯蔵タンク11の内周と底板12の外周との隙間に砂5の重みで噛み込むことがある。そこで、かかる噛み込みを防止し、押込み力を軽減するために、砂貯蔵タンク11の底部にシリンダロッド15aを貫通させて底板12を覆い、且つ砂貯蔵タンク11の底部を密閉する底板覆板26を設け、その底板覆板26にエア供給管14が接続されるエア供給管接続口27を設けている。
【0033】このように構成することにより、砂貯蔵タンク11の底部、即ち、底板12と底板覆板26との空間が密閉され、底板覆板26のエア供給管接続口27にエア供給管14からのエアが供給されると、そのエアは空間を経て底板12のエア受口13cに達し、連通孔13bを経て各エア吹込口13aからエアが砂貯蔵タンク11の砂に吹き出される。また、底板12と底板覆板26との空間に入ったエアはフレキシブルチューブ25を常に上方に押し上げているため、底板12が上昇しても砂貯蔵タンク11の内周面と底板の外周面との隙間に噛み込むことが防止され、押込み力に悪影響を与えることもない。このように第2の砂押込み装置は、底板12と、エア吹込口部13と、エア供給管14と、フレキシブルチューブ25と、砂押込みシリンダ15とで構成されている。
【0034】上述した第1の砂押込み装置か第2の砂押込み装置のいずれを採用するかは、例えば、押込む砂の粒度の状況により選択するもので、砂貯蔵タンク11の内周面と底板の外周面との隙間を第1の砂押込み装置のようにゴムパッキン12aでシールしたときに、ゴムパッキン12aと砂貯蔵タンク11の内周面との間にできる隙間よりも、砂5の粒度が細かいときには第1の砂押込み装置を採用するとその隙間に砂5が入るため、第2の砂押込み装置が採用される。
【0035】実施形態4.図6は本発明の実施形態1の方法に用いるノズル孔砂詰め装置の第3の砂押込み装置を示す断面図である。この第3の砂押込み装置では、図5に示す第2の砂押込み装置と同様に砂貯蔵タンク11の底部を密閉する底板覆板26を設け、その底板覆板26にエア供給管14が接続されるエア供給管接続口27を設けている。そして、砂貯蔵タンク11の内部に底板覆板26に対して砂押込みシリンダ15のシリンダロッド15aを貫通させ、そのシリンダロッド15aの先端に可動する底板32が接続されている。この底板32は例えば、軽石のような多孔性の耐火部材で形成されている。また、底板32の外周面には該砂貯蔵タンク11の内周面と底板32の外周面との隙間をシールするゴムパッキン12aが取り付けられている。かかる第3の砂押込み装置は底板32と、エア供給管接続口27と、エア供給管14と、砂押込みシリンダ15とで構成されている。
【0036】この第3の砂押込み装置では、底板32が多孔性の耐火部材で形成されているから、底板覆板26のエア供給管接続口27にエア供給管14からのエアが供給されると、そのエアは空間を経て底板32に達し、底板32の多孔を通ってエアが砂貯蔵タンク11の砂に吹き出されるため、上記第1及び第2の砂押込み装置のようなエア吹込口部13を設けなくとも済み、簡単な構成となる。
【0037】実施形態5.図7は本発明の実施形態1の方法に用いるノズル孔砂詰め装置の第4の砂押込み装置を示す断面図、図8は同砂押込み装置のエア吹込み管部を示す断面図である。この第4の砂押込み装置では、砂貯蔵タンク40は上部に吐出口40aを有し、底部が閉塞されている。その砂貯蔵タンク40の底部には底部中央を貫通して一端にフランジを有するエア吹込み管部41が挿着されている。そのエア吹込み管部41のタンク内に位置するフランジ側端部がエア吹込口41aであり、外部に位置する端部がエア取入口41bである。エア吹込口41a上には配置されたエア圧力により浮遊する円板41cが配置され、エア吹込み管部41のフランジ表面には円板41cを抜止めする抜止め部41dが設けられている。42は砂貯蔵タンク40の内径より少し小径の可撓性を有し、且つ弾力性を有する円筒状のフレキシブルチューブである。そのフレキシブルチューブ42の一端は砂貯蔵タンク40の吐出口40aの内周面に固定され、その他端は砂貯蔵タンク40の底部とエア吹込み管部41のフランジとの間に挿着され、砂貯蔵タンク40の底部とエア吹込み管部41のフランジとに螺合するボルト41eとナット41fとで締着固定されている。
【0038】43は砂貯蔵タンク40とフレキシブルチューブ42との間に充填された例えば、水、油等の非圧縮性流体、44は砂貯蔵タンク40の側壁に流体パイプ40bを介して接続された吸引シリンダ、45は吸引シリンダ44のシリンダロッド44aを駆動するシリンダ駆動モータである。シリンダロッド44aの先端側に形成されたラックギヤ44bとシリンダ駆動モータ45の回転軸に取り付けられたピニオンギヤ45aとが歯合させられている。46はシリンダロッド44aの移動量からノズル孔への砂挿入量を示す砂挿入量ゲージで、シリンダロッド44aの先端に設けられた針46aが砂挿入量ゲージ46を指し示す位置で砂挿入量を知ることもできるものである。なお、当然ピニオンギヤ45aの回転により電気的に砂挿入量を把握することも可能である。
【0039】47aはエアー供給源23とエア吹込み管部41のエア取入口41bとの間に設けられた第1エア供給管、47bはエアー供給源23と吸引シリンダ44のエのエア受入口44cとの間に設けられた第2エア供給管である。第1エア供給管47aにはエアー供給源23側より順次吹込エアー側減圧弁48a、吹込エアー側切換弁49aが設けられており、第2エア供給管47bにはエアー供給源23側より順次吹込エアー側減圧弁48b、吹込エアー側切換弁49bが設けられている。この第4の砂押込み装置は、フレキシブルチューブ42と、エア吹込み管部41と、第1のエア供給管47aと、主として吸引シリンダ44で構成された流体制御シリンダとで構成されている。
【0040】次に、本発明の実施形態1のノズル孔砂詰め方法を図7及び図8に示す第4の砂押込み装置を用いて実施した場合について説明する。まず、待機位置にあり、図示しない昇降装置を有するタンク運搬台車に搭載されている砂貯蔵タンク40に対して、吹込エアー側切換弁49aの圧力は押込エアー切換弁49bの圧力より高く設定した状態で、吹込エアー側切換弁49aと押込エアー切換弁49bを閉とし、シリンダ駆動モータ45をシリンダロッド44aを引き込む方向に回転駆動し、砂貯蔵タンク40とフレキシブルチューブ42との間にある非圧縮性流体43の全量をシリンダ側へ抜き取る。そうすると、フレキシブルチューブ42は膨らんで砂貯蔵タンク40の内壁に張り付くことになる。
【0041】この状態で待機位置の砂貯蔵タンク40内のフレキシブルチューブ42へ、上ノズル4aに必要量の砂5を砂貯蔵ホッパー20及び砂切出し装置21を経由して入れる。フレキシブルチューブ42へ必要量の砂5を入れたら、取鍋1の注入ノズル4d部分を映すテレビ画面を見ながら、取鍋1の注入ノズル4dの孔センター位置までタンク運搬台車を走行させ、砂貯蔵タンク40の吐出口40aと注入ノズル4dのノズル孔との芯を合わせる。しかる後に、タンク運搬台車の昇降装置を駆動させて砂貯蔵タンク40を上昇させ、貯蔵タンク40の吐出口40aを注入ノズル4dに押し付けて接続する。
【0042】次に、吹込エアー側切換弁49aを開く。そうすると、エア供給源23のエアは第1エア供給管47aを介して吹込エアー側減圧弁48a、吹込エアー側切換弁49aを通ってエア吹込み管部41のエア取入口41bに達し、エア吹込み管部41のエア吹込口41aからフレキシブルチューブ42中の砂内にエアーを吹き込む。しかる後に、押込エアー切換弁49bを開くと、エア供給源23のエアは第2エア供給管47b を介して吹込エアー側減圧弁48b、吹込エアー側切換弁49bを通ってエア吹込み管部41のエア受入口44cから吸引シリンダ44内に入り、吸引シリンダ44内に入ったエアによって吸引シリンダ44のシリンダロッド44aをストロークエンドまで押し込む。その時、シリンダ駆動モータ45はフリーな状態としておく。
【0043】そうすると、吸引シリンダ44内の非圧縮性流体43が砂貯蔵タンク40内に入り、砂貯蔵タンク40内に入った非圧縮性流体43がフレキシブルチューブ42を周囲から圧縮するため、膨らんでいたフレキシブルチューブ42が縮み、そのためフレキシブルチューブ42内の砂が全量注入ノズル4dより上ノズル4aまでの間のノズル孔に押込み挿入され、ロータリーノズル4のノズル孔への砂の挿入を完了させる。なお、砂挿入量は、砂挿入量ゲージ46により把握される。
【0044】この第4の砂押込み装置では、第1及び第2の砂押込み装置に用いる砂押込みリンダ15を砂貯蔵タンク40の直下とする必要がなく、狭いスペースに設置することが可能になる。また、砂挿入時に吹込むエアの量は第1、第2等の底板のあるものに比べ、砂の挿入の進行に従って徐々に減少することが可能であるため、微粉の砂の飛散をより低減できる。
実施形態6.図9は本発明の実施形態1の方法に用いるノズル孔砂詰め装置の第5の砂押込み装置を示す断面図である。この第5の砂押込み装置では、砂貯蔵タンク50は上部に吐出口50aを有し、底部が閉塞されている。その砂貯蔵タンク50には内部に充填されている砂をその吐出口50aに向けて押し出す押出スクリュウ51が内蔵されている。
【0045】この押出スクリュウ51は、砂貯蔵タンク50の吐出口50aに挿着され、一端側の拡径の接続部52aが吐出口50aから外部に突出し、他端側の砂受入口52bが砂貯蔵タンク50の底部に位置するスクリュウ筒52と、砂貯蔵タンク50の底部中央を貫通してスクリュウ筒52内に挿入されているスクリュウロッド53と、スクリュウロッド53につる巻き状に巻き付けられているスクリュウ羽根54と、砂貯蔵タンク50の底部に取付部材55を介して取り付けられ、スクリュウロッド53を回転駆動するモータ56とから構成されている。57は砂貯蔵タンク50の底部に設けられた複数のエア吹出口である。58はエア供給管で、その一端側の枝分かれした枝管58aは各エア吹出口57に接続され、その他端側は図示しないエアー流量調整装置を介してエア供給源に接続されている。この第5の砂押込み装置は、押出スクリュウ51と、モータ56と、複数のエア吹込口57と、第1のエア供給管58とで構成されている。
【0046】次に、本発明の実施形態1のノズル孔砂詰め方法を図9に示す第5の砂押込み装置を用いて実施した場合について説明する。まず、待機位置にあり、図示しない昇降装置を有するタンク運搬台車に搭載されている砂貯蔵タンク50内に、上ノズル4aに必要量の砂5を砂貯蔵ホッパー20及び砂切出し装置21を経由して入れる。このとき、押出スクリュウ51が砂5を砂貯蔵タンク50の底部に向けて押し出すようモータ56を回転させる。砂貯蔵タンク50へ必要量の砂5を入れたら、取鍋1の注入ノズル4d部分を映すテレビ画面を見ながら、取鍋1の注入ノズル4dの孔センター位置までタンク運搬車を走行させ、押出スクリュウ51の拡径の接続部52aと注入ノズル4dのノズル孔との芯を合わせる。しかる後に、タンク運搬車の昇降装置を駆動させて砂貯蔵タンク50を上昇させ、押出スクリュウ51の拡径の接続部52aを注入ノズル4dに押し付けて接続する。
【0047】次に、図示しないエア流量調整装置によりエア流量を調整する。そうすると、エア供給源のエアはエア供給管58を介してその枝管58aからエア吹出口57に達し、エア吹出口57から砂貯蔵タンク50中の砂内にエアーを吹き込む。しかる後に、押出スクリュウ51が砂5を砂貯蔵タンク50の上部に向けて押し出すようモータ56を回転させる。そうすると、砂貯蔵タンク50の底部の砂はスクリュウ筒52内のスクリュウ羽根54によって砂貯蔵タンク50の上部に順次運ばれ、注入ノズル4dより上ノズル4aまでの間のノズル孔に押込み挿入され、ロータリーノズル4のノズル孔への砂の挿入を完了させる。この第5の砂押込み装置は、第1及び第2の砂押込み装置の砂押込みシリンダ15が不要となり、砂貯蔵タンク50と押出スクリュウ51とモータ56とを内蔵させるという簡単な機械的構成でノズル孔への砂の挿入が実現できるため、装置の高さを低くすることが可能であり、狭いスペースに設置することが可能である。また、押込み底面積に比例して必要な吹込みエアの量は、押出スクリュウ51の直径分でよいため、一定量の少量のエア量で押込み可能である。
【0048】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、取鍋の底部に装着されたノズル開閉装置のノズルに必要量の砂が貯蔵されている砂貯蔵タンクの吐出口を装着し、しかる後に砂貯蔵タンクに設けられている砂押込み装置により砂貯蔵タンク内の砂に空気を注入し、さらに空気によって流動化させた砂をノズル内に押し込み挿入するようにしたから、ノズル孔の下部から必要量の砂を流動性を持たせて無駄なくスムーズにノズル孔に挿入でき、しかも暑く、墜落の危険性のある作業が回避できるという効果を有する。
【0049】また、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンク内に配設され、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する上下動可能な底板と、底板に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中に複数箇所からエアを吹き込むエア吹込口部と、エア供給源に接続され、エア吹込口部にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンク内の底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなる第1の砂押込み装置を用いることにより、ノズル孔への砂の挿入は、砂押込みシリンダが底板を上昇させ、それによって底板が砂貯蔵タンク内の砂を押込みながらノズル孔に挿入するため、ノズル孔の不開孔の原因である異物が取鍋傾転の際にノズル孔に入ったとしてもノズル孔への異物巻込みが防止できるため、常に安定した自然開孔が可能となって安定した操業ができるという効果を有する。さらに、砂押込み装置によるノズル孔への砂の挿入は、貯蔵タンクの吐出口を注入ノズルに接続した状態で、常にノズル孔を中心として行われるから、砂は周辺に飛散することはなく、最小限の挿入量でよいために砂を合理的に使用することができるという効果を有する。
【0050】さらに、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンク内に上下動可能に配設された底板と、底板に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中に複数箇所からエアを吹き込むエア吹込口部と、エア供給源に接続され、エア吹込口部にエアを供給するエア供給管と、一端を砂貯蔵タンクの上部内周面に固定し、他端を砂貯蔵タンクの底板の外周縁に固定し、底板とで砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する可撓性を有する円筒状のフレキシブルチューブと、底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなる第2の砂押込み装置を用いることにより、砂貯蔵タンクの内周面と底板の外周面との間にできる隙間よりも砂の粒度が細かいときにはその隙間に入るのをフレキシブルチューブが阻止するため、砂の粒度が細かいときに最適であるという効果を有する。
【0051】さらにまた、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンク内に配設され、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する上下動可能な多孔性の耐火部材で形成された底板と、砂貯蔵タンクの底部に挿着され、砂貯蔵タンク内にエアを取り入れるエア供給管接続口と、エア供給源に接続され、エア供給管接続口にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンクの内の底板を上下動させる砂押込みシリンダとからなる第3の砂押込み装置を用いることにより、底板が多孔性の耐火部材で形成されいるため、底板に砂の中にエアを吹き込むエア吹込口部を設けなくとも済み、簡単な構造となるという効果を有する。
【0052】また、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンクの上部内周面と底部内周面との間を、一端を砂貯蔵タンクの上部内周面に固定し、他端を砂貯蔵タンクの底部底面に固定し、砂貯蔵タンク内の砂を密閉状態に貯留する可撓性を有する円筒状のフレキシブルチューブと、砂貯蔵タンクの底部には底部中央を貫通して挿着され、フレキシブルチューブ内の砂の中にエアを吹き込むエア吹込み管部と、エア供給管に接続され、エア吹込み管部にエアを供給するエア供給管と、砂貯蔵タンクの側壁に流体パイプを介して接続され、砂貯蔵タンクとフレキシブルチューブとの間に非圧縮性流体を流入或いは砂貯蔵タンクとフレキシブルチューブとの間から非圧縮性流体を流出させる流体制御シリンダとからなる第4の砂押込み装置を用いることにより、砂貯蔵タンクと流体制御シリンダは流体パイプを介して接続されているために流体制御シリンダを砂貯蔵タンクから離れた所に置くことができ、その砂貯蔵タンク内にはフレキシブルチューブが配設されるだけであるため、装置の高さを低くでき、狭いスペースでも設置することが可能であるという効果を有する。
【0053】さらに、本発明のノズル孔砂詰め方法を実施するために、砂貯蔵タンクに内蔵された内部に充填されている砂を吐出口に向けて押し出す押出スクリュウと、押出スクリュウを回転駆動するモータと、砂貯蔵タンクの底部に設けられ、砂貯蔵タンク内の砂の中にエアを吹き込む複数のエア吹込口と、エア供給源に接続され、各エア吹出口にエアを供給するエア供給管とからなる第5の砂押込み装置を用いることにより、砂貯蔵タンクに押出スクリュウとモータとを内蔵させるという簡単な機械的構成でノズル孔への砂の挿入が実現できるという効果を有する。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013