特開 2024-180197 スラグ除滓装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024180197

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】スラグ除滓装置

(51)【国際特許分類】

   F27D 25/00 20100101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

F27D25/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023099697

(22)【出願日】2023-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(72)【発明者】

【氏名】増渕 浩太

(72)【発明者】

【氏名】三家本 司

【テーマコード（参考）】

4K056

【Ｆターム（参考）】

4K056AA05

4K056BA02

4K056BB08

4K056EA02

(57)【要約】

【課題】掻き板および除滓口の破損を防ぐスラグ除滓装置を提供する。
【解決手段】ベース部材と、前記ベース部材に一端側が接続されたアームと、前記アームの他端側に取り付けられた掻き板と、を備えるスラグ除滓装置であって、前記掻き板の前記ベース部材側に、底部の前記ベース側の端部に前記ベース部材側に向かった傾斜部を有するガイド部材を備えるスラグ除滓装置。ガイド部材は、掻き板を溶融金属の湯面に浸漬させて引き戻した際に、掻き板よりも先に除滓口の傾斜部に当接する位置に配される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベース部材と、
前記ベース部材に一端側が接続されたアームと、
前記アームの他端側に取り付けられた掻き板と、
を備えるスラグ除滓装置であって、
前記掻き板の前記ベース部材側に、
底部の前記ベース側の端部に前記ベース部材側に向かった傾斜部を有するガイド部材を備えるスラグ除滓装置。

【請求項2】

さらに、前記アームの一端側を支点とし他端側を上下に傾動させるアクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載のスラグ除滓装置。

【請求項3】

前記アクチュエータおよび前記アームのうち一方に長孔を有し、
前記アクチュエータおよび前記アームのうち他方に係止ピンを有し、
前記長孔に前記係止ピンが遊挿されていることを特徴とする請求項２に記載のスラグ除滓装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載のスラグ除滓装置は、
さらに、前記アームの引き上げを補助するための弾性部材を備えることを特徴とするスラグ除滓装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶融金属の浴面に浮遊するスラグを除滓する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、鋼の製鋼は転炉や電気炉で行われる。代表的な電気炉であるアーク炉は、上から見ると円筒形をしており、黒鉛の電極と鉄スクラップの間で大電流のアーク放電を起こして熱を供給し、金属を溶融させる。

【0003】

アーク炉で製錬する時は、不純物の少ない鋼を製造するために、溶融した金属の表面に浮遊するスラグを除去する（この作業をスラグ除滓作業と呼ぶ）。スラグ除滓作業は、先端に掻き板を備えた掻き棒を排出口（以下、除滓口という。）から挿入し、掻き板を浴面に浸漬させて引き出すことで浴面に浮遊するスラグを掻き出す。

【0004】

特許文献１には、プレート状のスクレーパを備えた管を円筒形の溶解炉の開口から炉内へ差し込み、溶解物質上のスラグを掻き出す方法が開示されている。かかる発明によれば、管と連結されている２つの旋回アームの動作により、管が溶融物質の全表面を放射線状に覆うように移動でき、比較的狭幅の炉開口に干渉せずにスラグを掻き出すことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５２－１２６０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

スラグ除滓作業は、溶湯の温度が下がらない内に速やかに終える必要がある。しかし、掻き出す際に、掻き板がアーク炉の除滓口に当たると、除滓口の底面に固着したスラグに引っかかったり、衝突の衝撃により掻き板または除滓口が破損する恐れがある。また、特許文献１に示すようなスクレーパ（掻き棒）を放射線状に移動させると、スクレーパ（掻き棒）が除滓口に斜めに当たるため、局所的に衝撃が加わり、さらに破損しやすくなる。

【0007】

本発明は、以上のような課題に鑑み、掻き板および除滓口の破損を防ぐスラグ除滓装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、ベース部材と、前記ベース部材に一端側が接続されたアームと、前記アームの他端側に取り付けられた掻き板とを備えるスラグ除滓装置であって、前記掻き板の前記ベース部材側に、底部の前記ベース側の端部に前記ベース部材側に向かった傾斜部を有するガイド部材を備えるスラグ除滓装置である。

【0009】

また、前記アームの一端側を支点とし他端側を上下に傾動させるアクチュエータを備えることが好ましい。
また、前記アクチュエータおよび前記アームのうち一方に長孔を有し、前記アクチュエータおよび前記アームのうち他方に係止ピンを有し、前記長孔に前記係止ピンが遊挿されていることが好ましい。
また、前記アームの引き上げを補助するための弾性部材を備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、掻き板および除滓口の破損を防ぐことができる。これにより、掻き板や除滓口の寿命を延ばし、交換頻度を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】スラグ除滓装置をスラグ除滓作業に適用するときの実施形態である。

【図2】スラグ除滓装置の一例を示す模式図である。

【図3】除滓口の傾斜面にガイド部材が乗り上げた状態を示す模式図である。

【図4】ガイド部材の形状の変形例である。

【図5】アクチュエータを備えたスラグ除滓装置の模式図である。

【図6】アクチュエータとアームの接続部の詳細を示す図である。

【図7】弾性部材を備えたスラグ除滓装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明のスラグ除滓装置は、例えば車両の上部に備え、アーク炉内の溶融金属の湯面を浮遊するスラグを除滓する作業（以下、スラグ除滓作業と呼ぶ）に使用する。図１は、本発明のスラグ除滓装置を車両の上部に備え、スラグ除滓作業に適用するときの実施形態である。（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。

【0013】

車両１００は、少なくとも前後方向に移動できる車両である。アーク炉２０１は、正面に除滓口２０２と、除滓口２０２の対向する位置に出鋼口２０３を備えており、除滓口２０２の下にスラグポット２０６が設置されている。また、アーク炉２０１の内部に溶融金属２０４があり、その湯面に酸化したスラグ２０５が浮遊している。本実施形態におけるスラグ除滓装置１０は、車両１００によってアーク炉２０１に接近し、除滓口２０２から挿入して溶融金属２０４の表面に浮遊するスラグ２０５を掻き出して、スラグポット２０６に落下させる装置である。

【0014】

図１（ｂ）では、以下の段落で説明しやすいように、溶融金属がある領域を便宜的に９つに区切る。すなわち、除滓口から炉内を見たとき（紙面左から右を見たとき）中央の領域を領域ａ、ｂ、ｃ、それ以外を領域ｄ、ｅ、ｆとする。さらに除滓口２０２に近い側を領域ａ、ｄ、中央を領域ｂ、ｅ、出鋼口２０３に近い側を領域ｃ、ｆと表す。
除滓作業時、スラグが除滓口から掻き出されると溶融金属の流れが生じ、スラグはその流れにのって移動する。例えば、図１の構成では、手前（領域ａ）のスラグを掻き出すと、周囲の領域ｂ，ｄ，ｅのスラグが領域ａに寄ってくる。これを繰り返すことで、炉内全域のスラグを除滓することができる。

【0015】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0016】

本実施形態は、ベース部材と、前記ベース部材に一端側が接続されたアームと、前記アームの他端側に取り付けられた掻き板と、を備えるスラグ除滓装置であって、前記掻き板の前記ベース部材側に、底部の前記ベース側の端部に前記ベース部材側に向かった傾斜部を有するガイド部材を備えるスラグ除滓装置である。

【0017】

図２はスラグ除滓装置の一例を示す模式図である。（ａ）はスラグ除滓装置の全体概略図であり、（ｂ）は（ａ）の点線部の拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）の左側面図である。図２（ａ）に示すように、スラグ除滓装置１０は、ベース部材１１と、ベース部材１１に一端が接続されたアーム１２と、アーム１２の他端側に取り付けられた掻き板１３と、掻き板１３のベース部材１１側に取り付けられたガイド部材１４を有している。

【0018】

（ベース部材）
ベース部材１１は、図１で示した車両１００とアーム１２を連結する部材である。また、ベース部材１１は、スラグ除滓装置１０を略水平に一端で支えるときの支点になる。スラグ除滓装置１０は、ベース部材１１の中心Ｐを軸として、ベース部材１１に時計回りの回転モーメントを与えることになる。そのため、ベース部材１１は前記回転モーメントに耐えうるだけの剛性を有することが好ましい。

【0019】

スラグ除滓装置は、アーム１２を水平方向に移動させる機構や、上下方向に傾動させる機構を備えても良い。水平方向に移動させる機構は、例えば、リニアガイドやスカラロボット等が使用できる。上下方向に傾動させる機構は、例えば、長尺部材であるアームの一端を支点とし、支点以外の一端をアクチュエータで上下方向に動かして傾動させても良い。

【0020】

ベース部材１１は、溶融金属に接近するため輻射熱や粉塵、火の粉を浴びやすい。また、アーム１２からの熱伝導により、温度が上昇しやすい。そのため、上述の剛性の観点に加えて、耐熱性を十分有する材質が好ましく、ベース部材１１は鉄系合金が好ましい。

【0021】

（アーム）
アーム１２は任意の断面形状の長尺部材であり、例えば、丸棒、丸パイプ、角棒、角パイプ、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼等が使用できる。アーム１２の一端がベース部材１１によって支持される際、アーム１２は、アーム自体の自重と、他端に備える掻き板１３およびガイド部材１４の自重による撓みを減らすために、ベース部材１１に近い方を肉厚にし、ベース部材から遠くなるにつれて徐々に肉薄にするなどして、アーム１２の重心をベース部材１１に寄せても良い。

【0022】

アーム１２は一端に掻き板１３およびガイド部材１４を取り付けた状態で保持され、炉内の高温環境に長時間晒されても自重による変形が起こりにくい材質あるいは構造であることが好ましい。

【0023】

アーム１２は溶融金属に接近するため、輻射熱を浴びやすく、掻き板からの熱伝導もあるため、温度が上昇しやすい。そのため、耐熱性を十分有する鉄系合金が好ましい。すなわち、アーム１２は高温環境下において形状維持するために肉厚で、剛性が高くなるような断面形状であることが好ましい。例えば中空パイプなどが好ましい。また、アームの周囲に断熱材を巻き付けて、輻射による温度上昇を抑えることが好ましい。

【0024】

また、丸パイプや角パイプのように、中空の部材にして軽量化することもできる。さらに、内部にエアーや水を流すことで冷却機能を持たせても良い。例えば、中空部を有する基材の内部に螺旋状の突起部が配された冷却部材を適用することで過度な温度上昇を抑制できる。

【0025】

また、アーム１２は下面（図１における溶融金属２０４と対向する面）の方が上面よりも多くの熱輻射を受けて変形しやすいため、長手方向に反る可能性がある。このような反りを抑制するため、アームの上下面にリブを入れることや、アーム上面よりも下面を肉厚にすることが好ましい。

【0026】

上述したように、アーム１２の一端はベース部材１１によって支えられているため、ベース部材１１にかかる負荷をなるべく軽減することが好ましい。また、図１に示したベース部材１１を支える車両１００が走行する場合、車両１００の加減速時の負荷を低減し、素早い動作をするためには、アーム１２はなるべく軽い方が好ましい。

【0027】

アーム１２の好ましい長さは、図１に示した除滓口２０２からベース部材１１までの距離によって変わる。すなわち、図１から分かるように、車両１００はスラグポット２０６の上部にあたる床面の開口部より除滓口２０２に近づくことができないため、この車両１００が除滓口２０２に最も近づいたときのベース部材１１の位置を基準とし、そこから掻き板１３が図１（ｂ）に示す領域ａに届くように、アーム１２の長さを決定すれば良い。換言すると、アーム１２の長さは、ベース部材の基準位置から溶融金属の手前側（図１（ｂ）における領域ａ）に届く長さとすることが好ましい。また、領域ａに届くだけでは一度に掻き寄せられる量が少ないので、領域ｂまたは領域ｃに届く長さ、すなわち溶融金属（アーク炉炉内）の中央よりも出鋼口側まで届く長さであると、さらに好ましい。

【0028】

（掻き板）
図２（ｂ）（ｃ）を用いて掻き板１３について説明する。掻き板１３に付した符号は、それぞれ、掻き板の高さＨｇ（アーム１２の中心から掻き板１３の下端までの距離）、掻き板１３のベース部材側の側面１３１、底面１３２である。

【0029】

掻き板１３は、溶融金属の湯面に浮遊するスラグを掻き出す際に、スラグに直接接する板である。具体的には、除去したいスラグの位置よりも奥側（図１に示す出鋼口２０３側）に掻き板１３を降ろし、掻き板１３の底面１３２を溶融金属の湯面に浸漬させて、手前側（図１に示す除滓口２０２側）に掻き板を移動させることで、スラグを除滓口に引き寄せる板である。

【0030】

掻き板１３の最も単純な形状は、図２に示すような断面一様な矩形の平板である。しかし、断面一様でなくても良いし、平板でなくても良いし、矩形でなくても良い。すなわち、側面１３１は平面でも良いが、好ましくは、側面１３１がガイド部材１４を向くように、すなわち側面１３１の両端側がベース部材側に湾曲していると良い。

【0031】

掻き板の面積は、除滓口から容易に出し入れできる大きさであることが好ましい。特にアームが長尺の場合、アームが上下左右に揺れて除滓口の内壁に衝突しないよう、除滓口の上面、また両側面との余裕が十分に確保できる程度の大きさが好ましい。例えば、掻き板の高さは、除滓口の高さ（縦寸法）の３０～６０％、掻き板の幅は、除滓口の幅（横寸法）の３０～６０％が好ましい。また、掻き板の厚さは例えば３０～８０ｍｍが好ましい。

【0032】

掻き板の材質は、掻き板が溶湯に直接接触するため、溶湯に長時間浸漬しても変形や溶解が発生しないような材質であることが好ましい。例えば溶湯よりも高融点な金属、セラミックスなどである。

【0033】

アーム１２と掻き板１３の締結方法は、高温環境下に曝されてアームや掻き棒が熱変形しても、容易に外れない締結方法が良い。例えば、ボルトを使用する場合はゆるみ止めナットを使用することが好ましい。材質は耐熱性が高い材質（例えば、ステンレス）が好ましい。

【0034】

（ガイド部材）
図２（ｂ）（ｃ）を用いてガイド部材１４について説明する。ガイド部材１４に付した符号は、底部１４１とベース部材側の側面１４２、傾斜面１４３、傾斜面１４３の傾斜の開始点１４４、終了点１４５、ガイド部材の高さＨｇである。ガイド部材１４は、掻き板１３のベース部材１１側に配置され、アーム１２に固定される。

【0035】

ガイド部材１４は、掻き板を溶融金属の湯面に浸漬させて引き戻した際に、掻き板よりも先に除滓口の傾斜部に当接する位置に配される。ガイド部材１４は底面（底部１４１）からベース部材１１に向うような傾斜面１４３を有する。この傾斜面１４３により、図１に示したアーク炉の除滓口の傾斜部（斜面２０７）を掻き板１３が滑らかに乗り上げることができる。仮に、掻き板１３の側面１３１が除滓口の斜面２０７に直接当たった場合、固着したスラグに引っかかるなどして、破損しやすいが、ガイド部材１４を備えると、掻き板の側面は除滓口の傾斜部に直接衝突することを防ぐことができるので破損し難い。

【0036】

ガイド部材１４の取付位置は、アーム１２にかかる負荷を左右均等にすることを考慮し、アームの軸に対して左右対称な位置にすると良い。例えば、図２（ｃ）のように中央（対称軸上）に１つ備える構成、対称軸から一定の距離離れた位置に左右対称に１対以上備える構成の少なくとも一方を備えることが好ましい。軽量化の観点からは、図２（ｃ）のように中央（対称軸上）に１つ備える構成がより好ましい。

【0037】

ガイド部材１４は、その底部のベース側端部に向かった傾斜部を有している。傾斜部はガイド部材の底面（底部１４１）からベース部材側の側面１４２まで連続的に続いている。図２（ａ）の構成では、アームの長手方向（軸方向）の垂直な左右方向から見たとき、ガイド部材１４はベース部材側の角に面取りを有する矩形の形状である。

【0038】

図３に除滓口の斜面２０７にガイド部材が乗り上げた場合の模式図を示す。（ａ）、（ｂ）は掻き板の高さＨｓよりもガイド部材の高さＨｇが高い場合（ガイド部材の高さＨｇ＞掻き板の高さＨｓ）の除滓口の斜面２０７との位置関係、（ｃ）、（ｄ）は掻き板とガイド部材の隙間Ｗが大きい場合の除滓口の斜面との位置関係、（ｅ）、（ｆ）はガイド部材の高さＨｇと掻き板の高さＨｓとが等しく、かつ掻き板とガイド部材の隙間Ｗが（ｃ）（ｄ）よりも小さい場合の除滓口の斜面との位置関係、である。また（ａ）（ｃ）（ｅ）は、ガイド部材が除滓口の斜面を乗り上げている途中の状態（掻き板およびガイド部材が湯面に浸漬している状態）であり、（ｂ）（ｄ）（ｆ）は掻き板が除滓口の斜面を乗り上げた後（掻き板およびガイド部材が湯面から出た状態）である。いずれの場合も、ガイド部材が配置されることによって、掻き板が直接除滓口に衝突することが回避される。

【0039】

図３（ａ）（ｂ）の例について説明する。ガイド部材の高さＨｇ＞掻き板の高さＨｓの場合、スラグ掻き出し時に、除滓口底面に接触した際に掻き板の底面が浮き上がり、スラグの逃げが多くなる傾向になる。スラグが逃げないためには、スラグ除滓装置が（ｂ）の位置にあるときに、ガイド部材の底面と掻き板の底面が同じ高さであることが好ましい。すなわち、掻き棒であるアーム１２の中心からガイド部材の底部１４１までの距離（ガイド部材の高さＨｇ）と、アーム１２の中心から掻き板の底面１３２までの距離（掻き板の高さＨｓ）が等しいことが好ましい。

【0040】

図３（ｃ）（ｄ）の例について説明する。ガイド部材の傾斜の終了点１４５と掻き板１３の距離が離れすぎている場合、掻き板が炉の斜面２０７に沿う前に持ち上がってしまうため、除滓口まで運べるスラグの量が少なる傾向になる。そのため、スラグを効率よく除去する観点からは、ガイド部材の傾斜の終了点１４５は掻き板１３の近傍に配置するのが好ましい。ガイド部材と掻き板は接した状態で配置しても良い。但し、ガイド部材と掻き板が直接接触するような配置にした場合、アーム取付時やスラグ除滓作業時の衝撃により互いに破損する可能性がある。そのため、掻き板とガイド部材は離間させ、それぞれをアームに固定することが好ましい。この場合、例えば掻き板とガイド部材の隙間Ｗは２～１０ｍｍ程度である。

【0041】

図３（ｅ）（ｆ）の例について説明する。ガイド部材と掻き板の位置関係を好ましい形態にした場合、掻き板１３はスラグをより多く掻き集めたまま、除滓口の斜面２０７に接近し、ガイド部材１４が除滓口の斜面に衝突することで斜面に沿って持ち上がり、スラグを炉外まで掻き出すことができる。

【0042】

図４にガイド部材１４の形状（板状のガイド部材の、アームの長手方向に平行な主面形状）の変形例を示す。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、傾斜部が直線で、（ｅ）は傾斜部が曲線である。具体的には、図４（ａ）は傾斜面１４３がｃ面取り（θ＝４５°）のとき、（ｂ）は傾斜面１４３の角度が急（４５°＜θ＜９０°）なとき、（ｃ）は傾斜面１４３の角度が緩やか（０°＜θ＜４５°）のとき、（ｄ）は傾斜面が二段階（０°＜θ１、θ２＜９０°、θ１＜θ２）のとき、（ｅ）は円弧上（０°＜θ＜９０°）のときである。これらの形状は、アームの長手方向に垂直な左右方向から見たとき、底部のベース部材側に面取り又はアールを有する形状である。本実施形態のガイドはいずれの形状でも良い。

【0043】

ガイド部材の傾斜面１４３が除滓口の斜面２０７に当たってガイド部材が乗り上げやすくするため、ガイド部材は、図４（ａ）に示す側面１４２が短い（傾斜の開始点１４４の位置が高い、換言すると傾斜の開始点１４４はアーム１２に近い）方が好ましい。また、ガイド部材が、除滓口の斜面２０７に当接した後、滑らかに持ち上がりやすくするため、ガイド部材の傾斜面１４３の角度θは４５°以下が好ましく、さらに３０°以下が好ましい。すなわち、図４（ａ）の形状より（ｂ）の形状の方が好ましく、さらに（ｃ）の形状の方が好ましい。

【0044】

ガイド部材１４の材質は溶湯、またはスラグと直接接触するため、溶湯に長時間浸漬しても変形や溶解が発生しないような材質であることが好ましい。すなわち、掻き板１３と同じ材質が好ましい。また、剛性と軽量化のバランスの観点から、ガイド部材の厚さは例えば、掻き板の厚さの２０～８０％が好ましい。ガイド部材の具体的な大きさは、例えば、幅１００～４００ｍｍ、厚さ１０～５０ｍｍ、高さ１００～５００ｍｍである。

【0045】

アーム１２とガイド板１４の締結方法は、高温環境下に曝されてアームや掻き棒が熱変形しても、容易に外れない締結方法が良い。例えば、ボルトを使用する場合はゆるみ止めナットを使用することが好ましい。材質は耐熱性が高い材質（例えば、ステンレス）が好ましい。

【0046】

本実施形態は、さらに、アームの一端側（ベ―ス部材側）を支点とし他端側を上下に傾動させるアクチュエータを備えることが好ましい。

【0047】

図５にアクチュエータ１５を備えたスラグ除滓装置の実施形態の一例の模式図を示す。図５（ａ）はアーム１２を水平とした状態の模式図、図５（ｂ）はアクチュエータを縮め、アームを上側に傾斜させた状態の模式図、図５（ｃ）はアクチュエータを伸ばし、アームを下側に傾斜させた状態の模式図である。

【0048】

図５に示すアクチュエータ１５は、ロッドが一方向に伸縮するタイプのアクチュエータであり、サーボモータの出力軸にボールねじを結合し、ボールねじにてロッドを前後移動させる。かかる構造は所謂電動シリンダーの仕組みであるが、アクチュエータの構造はこれに限らない。アクチュエータの駆動源はエアー式でも良いし電動式でも良く、種々選択できる。

【0049】

図５の場合、アクチュエータ１５の本体をベース部材１１に固定し、ロッドの先端をアーム１２の途中（支点となるベース部材との接続点から離間した位置）に連結しており、ロッドの伸縮によって、アームの一端側を支点とし、アームの他端側を上下に傾動させることができる。すなわち図５（ａ）では、アームは水平に静止しており、（ｂ）ではロッドが伸びることで、アームが下向きに傾動し、（ｃ）ではロッドが縮むことで、アームが上向きに傾動する。

【0050】

アクチュエータを伸縮させたときにアーム１２をスムーズに傾動させるため、アクチュエータ１５は一部をベース部材１１に回転自由な形で固定され、先端部はアーム１２に回転自由な形で固定されていることが好ましい。アームの傾動角度は都度変わる溶融金属面の高さに対して微調整する必要があるため、アクチュエータ１５は直線上の任意の位置で停止する機能を有するものが好ましい。

【0051】

傾動の上限は除滓口にぶつからずに掻き板を炉内に挿入できる程度にアームを持上げられる角度であり、傾斜の下限は炉が最も傾動した状態で掻き板が溶湯面に浸漬する角度としている。傾斜角の範囲は、水平を０°とし、上方向を+（プラス）、下方向を－（マイナス）とした場合、例えば－１２°～＋５°などが有りうる。

【0052】

本実施形態は、アクチュエータ１５およびアーム１２のうち一方に長孔を有し、アクチュエータ１５およびアーム１２のうち他方に係止ピンを有し、長孔に係止ピンが遊挿されていることが好ましい。

【0053】

図６にアクチュエータ１５とアーム１２の接続部１６の詳細を示す。接続部１６はアクチュエータの伸縮方向に伸びた長孔１６１を有し、係止ピン１７を通してアーム１２に接続している。

【0054】

長孔１６１は、アクチュエータの伸縮方向に伸びた、かかる伸縮方向を長手方向とする孔であり、開口形状は例えばレーストラック状である。図６の実施形態では、長孔１６１は、アームの側面方向（図６中のX方向及びZ方向に垂直なＹ方向）より空いている。アーム１２に荷重がかかっていない状態のとき、アーム１２の自重により係止ピン１７は接続部１６の長孔１６１の最下の状態であるため、アクチュエータ１５の駆動によりアーム１２を傾動させることが出来る。具体的には、サーボモータを正転すると、アーム１２は上方向に傾動動作を行い、サーボモータを逆転すると、アーム１２は下方向に傾動動作を行う。

【0055】

係止ピンが遊びがある状態で挿入された、接続部１６の長孔構造により、アーム１２を後退時（掻き出し時）、ガイド部材１４が除滓の斜面２０７に衝突した際は、ガイド部材１４が除滓口の斜面に倣うようにアーム１２を自動的に上方向へ逃げる動きとなり、掻き集めたスラグを逃がすことなく除滓口の外へ掻き出すことができる。さらには、ガイド部材１４と除滓口の底面２０７との衝突による強い衝撃を回避することができるので、掻き板１３の破損等を防ぐ事ができる。

【0056】

本実施形態は、スラグ除滓装置に、さらに、アームの引き上げを補助するための弾性部材を備えることが好ましい。

【0057】

図７に弾性部材１８を備えたスラグ除滓装置を示す。弾性部材１８はベース部材１１とアーム１２の双方に、例えば係止ピンで固定されており、アーム引き上げを補助する役割を持つ。弾性部材とは、例えば引張ばねやエアシリンダなどである。

【0058】

弾性部材１８は端部をベース部材１１、他端部をアーム１２と接続されている。この時のアーム１２と弾性部材１８の接続方法、およびベース部材１１と弾性部材１８の接続方法は、支点は不動で回転自由な構造が好ましい。例えば弾性部材１８の両端をフック形状とし、アーム上面に係止ピンを通す箇所を作り、フックを係止ピンにかけて接続するなどである。

【0059】

アーム１２は片持ち構造となるが、先端部分に掻き板１３やガイド部材１４などを取り付ける関係から重量が増加し、アームを持上げる機能を持つアクチュエータ１５に大きな負荷がかかる。このとき弾性部材はアームを上方向に引き上げるように張力が働き、アクチュエータ１５の負荷を軽減する。

【0060】

弾性部材１８の張力がアーム１２を上方向に持上げるほど強い場合、接続部１６の長孔構造によりアーム１２が浮き上がり、アーム先端に位置する掻き板１３の位置が不安定になる。そのため、弾性部材１８の張力はアーム１２の自重により持ち上げない程度のものが好ましい。

【0061】

ここまで実施形態について述べてきたが、本発明は上記の実施形態に限定されない。以上、本発明のスラグ除滓装置によれば、掻き板および除滓口の破損を防ぐことができる。

【符号の説明】

【0062】

１０：スラグ除滓装置
１１：ベース部材
１２：アーム
１３：掻き板
１３１：掻き板の側面
１３２：掻き板の底面
１４：ガイド部材
１４１：底部（ガイド部材の底面）
１４２：側面（ガイド部材のベース部材側の側面）
１４３：傾斜面
１４４：傾斜の開始点
１４５：傾斜の終了点
１５：アクチュエータ
１６：接続部
１６１：長孔
１７：係止ピン
１８：弾性部材
１００：車両
２０１：アーク炉
２０２：除滓口
２０３：出鋼口
２０４：溶融金属
２０５：スラグ
２０６：スラグポット
２０７：除滓口の斜面
Ｈｓ：掻き板の高さ
Ｈｇ：ガイド部材の高さ
Ｗ：掻き板のガイド部材の隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】