JP5255828B2 - 耐火物の連続施工装置 - Google Patents
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Description
乾式吹き付け施工は、吹き付けノズル先端部において乾粉の不定形材料に混練水を添加する方式であるため、作業終了後にミキサーの洗浄作業など、後片付けがほとんど不要であり、熱間で稼動中の耐火物設備に対する、現場での補修施工に適している。
しかし、乾式吹き付け施工の欠点は、ノズル先端部において水を添加するため、耐火原料と添加水の混ざりが悪く、その結果、添加水分量をかなり多くした状態で使用しているのが一般的である。
また、耐火原料と水の混ざりが悪いため、施工中に耐火原料が粉塵として発生しやすい。さらに、添加水分量が多いと、乾燥後の施工体の組織は緻密質ではなく、多孔質な組織になり易いため、施工体の強度も低く、溶融金属との耐食性も低いため、吹き付け施工体の耐用性は充分とはいえない。
このことより、近年、不定形耐火物と水を事前に混練機(ミキサー)で混練したスラリー状の不定形耐火物をコンクリートポンプで圧送しながら、ノズル先でエアーと急結剤を導入して吹き付ける工法が発達してきた。
但し、湿式吹き付け施工方法の問題点としては、事前に不定形耐火物と水とを混練するため、事前の混練作業が必要であり、施工後に混練機(ミキサー)やコンクリートポンプで圧送する際に使用する搬送ホースの洗浄作業等の後片付け作業が発生するため、乾式吹き付け施工方法と比べると、簡便な施工方法とはいえず、熱間で稼動中の耐火物設備に対する、現場における吹き付け補修施工については、乾式吹き付け施工の方が使い易い。
また、湿式吹き付け施工方法は、添加水分に関しても、乾式補修施工に比べると低水分化が可能であるが、従来の不定形耐火物の流し込みによる施工に比べると、湿式吹き付け施工方法はコンクリートポンプを使って搬送ホース内をスラリー状態で圧送させるため、混練物は適度の流動性が必要であり、一般的な流し込み施工法に比べ、添加水分が増加する傾向にある。そのため、流し込み施工による施工体と比べると、湿式吹き付け施工体の方が、実際に溶融金属容器などに施工した場合、その耐用性はやはりかなり劣る。
例えば、耐火物の混練機(ミキサー)に関するもので、特許文献1に記載の発明では、ホッパー状容器の中でスクリュー羽根が高速回転する方法が提案されている。
また、特許文献2に記載の発明では、従来の二軸ミキサーに改良を加え、混練性能を向上させる提案がされている。
さらに、特許文献3に記載の発明では、耐火物の連続的な混練方法に関する提案がされている。
また、特許文献5に記載の発明では、湿式吹き付け施工において均質性に優れた施工体を得るために、ノズル先端から被施工面までの距離やスラリー状の耐火物量と圧縮空気の流量比の条件が提案されている。
さらに、特許文献6に記載の発明では、吹き付け材の供給量に対し、適正な粘性調整剤の添加量をポンプの回転制御を可能としたシステムが提案されている。
また、特許文献3に記載の発明の混練装置は、上段ミキサー部と下段ミキサー部などから構成されているため、上段から下段に混練材料が乗り移る必要がある他、その際、材料の移動方向が逆方向になる等、材料の混練工程が長く、装置構成が複雑であるため、装置は施工現場に据え置く固定方式であり、混練材料を施工場所までホースなどを介して搬送しなくてはいけないという問題がある。
また、吹き付け工法において、材料の粒度分布、リバウンドによるロス或いは施工体の緻密度などの重要な施工条件に対して、従来のエアーを用いた方法では吹き付け距離や投射流束寸法等の影響が大きいにもかかわらず、エアーの量の調整では速度、幅或いは塊寸法等を最適条件に調整できないという問題がある。
また、上記特許文献6に記載の方法も、湿式吹き付けに関する施工性を向上させるために、吹き付け材の供給量に対し、急結剤、バインダーなど、粘性調整剤の添加量をポンプの回転制御で行うものである。この発明では、急結剤の供給は改善されるものの、耐火物と水の混練性を改善させるのは困難である。
(1) 耐火原料と水を連続的に供給しながらスラリー状の混練物を連続的に得るための耐火物の連続混練装置と、前記連続混練装置の下流側に配置され、該連続混練装置で混練された耐火物を被施工体に投射する材料投射装置とを備えた耐火物の連続施工装置であって、
前記連続混練装置は、
円筒形の容器を有する材料搬送部と、円筒形又は下流方向に拡径する円錐台形の容器を有する材料混練部とを備え、
前記材料搬送部は、前記円筒形の容器に耐火原料を連続供給可能な供給機構と、前記容器内の耐火原料に水を添加する水添加機構と、前記容器の中心軸方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる板状部材とを備え、
前記材料混練部は、前記円筒形又は円錐台形の容器の中心軸方向でかつ水平方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる棒状部材とを備え、
前記材料投射装置は、
複数の羽根板が装着され、所定の軸周りに回転可能なインペラと、
前記インペラの外周の一部に前記耐火物を外部に投射する投射口が形成されるように、前記インペラの外周の他の部分に沿って巻回される無端平ベルトと、
前記無端平ベルトを案内する複数のプーリと、
前記複数のプーリが枢着される取付板と、
前記投射口近傍に配置され、前記耐火物を衝突させて外部に投射する投射板とを備え、前記インペラの回転によって耐火物を放出して前記投射板に衝突させることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
前記連続混練装置は、
円筒形の容器を有する材料搬送部と、円筒形又は下流方向に拡径する円錐台形の容器を有する材料混練部とを備え、
前記材料搬送部は、前記円筒形の容器に耐火原料を連続供給可能な供給機構と、前記容器内の耐火原料に水を添加する水添加機構と、前記容器の中心軸方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる板状部材とを備え、
前記材料混練部は、前記円筒形又は円錐台形の容器の中心軸方向でかつ水平方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる棒状部材とを備え、
前記材料投射装置は、
複数の羽根板が装着され、所定の軸周りに回転可能なインペラと、
前記インペラの外周の一部に前記耐火物を外部に投射する投射口が形成されるように、前記インペラの外周の他の部分に沿って巻回される無端平ベルトと、
前記無端平ベルトを案内する複数のプーリと、
前記複数のプーリが枢着される取付板と、
一対のプーリ及びこの一対のプーリに巻回されて耐火物の移動速度と同調して回転移動する無端ベルトを備えて前記耐火物を衝突させて外部に投射する投射ベルトとを備え、前記インペラの回転によって耐火物を放出して前記投射ベルトに衝突させることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
前記材料投射装置は、
前記インペラの回転によって放出された耐火物の放出方向に対する前記投射板又は前記投射ベルトの角度を変更して、前記投射口から投射される耐火物の拡散角を制御する拡散角制御機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
(4) (1)乃至(3)のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記投射口から投射される耐火物の投射流を挟んで、前記投射板又は前記投射ベルトの反対側の位置には、一対のプーリに巻回され、前記耐火物の投射により生じる耐火物微粉末の飛散を防止する微粉飛散防止ベルトが設けられ、前記微粉飛散防止ベルトは、前記投射口に対して傾動可能又は進退可能に支持されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
(5) (1)乃至(4)のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、前記無端平ベルトを案内する前出しプーリを備え、
前記前出しプーリは、前記投射口から投射される耐火物の投射流を挟んで、前記投射板又は前記投射ベルトの反対側で、かつ前記耐火物の投射流の下流側に突出して配置されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
前記材料投射装置は、前記連続混練装置に着脱可能に設けられていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
(7) (1)乃至(6)のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記投射口を、前記インペラの回転軸周りに回転させる旋回機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
前記材料投射装置は、
前記インペラの回転軸を、前記連続混練装置の回転軸の直交方向に回動させる回動機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
(9) (1)乃至(8)のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記インペラ、投射ベルト、微粉飛散防止ベルトのうち、少なくともいずれか1つの速度を制御する速度制御機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
(10) (1)乃至(9)のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記インペラには、4枚〜20枚の羽根板が装着されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
また、従来の耐火物の乾式吹き付け施工と比較して、大幅な低水分化が図れ、施工体の組織の緻密化に貢献できる。
一方、従来の湿式吹き付け施工方法に比べ、事前の混練工程が不要であり、湿式吹き付け施工では事前に混練した混練物をすべて吹き付け施工するのが一般的であるのに対して、本発明では必要量施工すれば任意に施工を終了できる。
加えて、従来の湿式方法で不可欠の事前混練に用いる混練機(ミキサー)が不要のため、施工後の混練機(ミキサー)の清掃、搬送ホースの清掃も不要となる。特に、従来の湿式施工方法では、混練を所定量毎に行うバッチ混練であるため、吹き付け施工も中断しなくてはならないが、本発明では、連続的な混練であるため、施工も中断せずに連続的に行える。
また、拡散幅制御機構により耐火物に対する投射板の角度を変更することで、材料の粒度分布や吹き付け距離等の吹きつけ条件の変動に対し、リバウンドロスを最小におさえつつ、緻密度を高めるための施工条件の最適化が投射速度、投射幅或いは投射中の塊粒径分布の調整を通じて行うことができる。
以上のように、製鉄用耐火物の不定形耐火物補修方法として、耐火物の低水分施工による組織の緻密化が図れ、耐用性を向上させることができ、耐火物コストの削減、窯炉設備の安定稼動に貢献できる。
[第1実施形態]
[1]連続施工装置の構造
(1-1)連続混練装置
図1には、本発明の第1実施形態に係る連続施工装置Sが示されている。但し、本発明は図1に示す装置に限定されるものではない。
粉粒状の耐火原料は、一定の切り出しにより、材料供給口1から材料搬送部Aへ連続的に供給され、供給量に見合った最適な水分量は、注水孔2から材料搬送部へ連続的に添加される。
また、粉粒状の耐火原料は、耐火原料を破砕などにより所定の粒度配合に篩い分けし、その後、粒度別、種類別に調合することにより得られ、吹き付け性、施工体品質の点からトップサイズが5mmもしくは3mm以下が吹き付け材として好ましい。
また、粉粒状の耐火原料のサイズの下限値は、適宜、設定すれば良く、特に規定するものではない。
尚、材料搬送部Aでは、耐火原料は容器の任意の位置から添加して良く、例えば、図1に示す様に上部から添加することができる。
また、材料搬送部Aでの水の添加は容器の外部から注水孔2の1箇所で添加されているものを例示しているが、複数箇所から水を添加しても良い。あるいは、水の添加を容器の外部から行うのではなく、後述の混合手段を構成している回転可能な軸に、添加口を1箇所以上設置したものを用いて、内部から水を添加しても良い。
材料搬送部Aの容器の形状は、円筒形とすることで、淀みがほとんどなく混合・分散し易いという点で好適である。
また、板状部材31のサイズは、対象とする耐火原料の性状等に応じて、事前の実験等により、適宜、設定することができる。
また、回転シャフト3の回転数は、特に規定するものではないが、実験的な知見から、600〜1200rpm程度が推奨される。
材料混練部Bの外筒5の形状は、円筒形或いは下流方向へ拡大する円錐台状とすることで、淀みがほとんどなく混練し易いという点で好適である。
ここで、撹拌棒4のサイズは、対象とする耐火原料の性状等に応じて、事前の実験等により、適宜、設定することができる。
尚、材料混練部Bの回転軸は、材料搬送部Aの回転シャフト3と、同じ回転数で使用可能な場合は、これらが同軸で構成されていると装置上、簡略化できるため好ましい。
ここで、材料混練部Bの外筒5は必ずしも回転する必要はないが、この外筒5を横向きに配置した場合などは、外筒5を低速で回転させると、混練物は外筒5の内面により接しやすくなり、均一な混練を行うことができるため、より好ましい。
ちなみに、本発明の装置は、乾燥状態の粉粒状の耐火原料と添加水を直接、かつ連続的に供給しながら、連続混練することが可能であり、コンパクトな装置とすることができる。
材料混練部Bを通過したスラリー状の混練物は、例えば、図1に示す様に、投射円盤としてのインペラ6を含む材料投射部Cに移動し、ここで、必要に応じて投入孔8から急結剤が投与され、投射円盤の回転による遠心力で材料吐出部7から吐出され、製鋼工程で冷間もしくは熱間で稼動中の溶融金属容器である溶鋼鍋などの耐火物側壁等の被施工面に、連続的に吹き付け施工を行うことができる。
材料投射部Cは、材料混練部Bの外筒5の開口に対向して開口のあるインペラ6と投射口が開口される状態でインペラ6に外周面に巻き付けられる無端平ベルト15と、インペラ6の外周囲に配置して無端平ベルト15を案内する複数個(たとえば5個)のプーリ16と、プーリ16が枢着される取付板17とで構成される。
ここで、本実施形態においては、図2に示されるように、羽根板14の数は、6枚に設定されているが、本発明はこれに限られず、投射する耐火物の材質、粉体粒度分布、水分量、被施工体への施工量、厚さ等に応じて適宜変更することが可能である。例えば、図4に示されるように、12枚の羽根板14を装着したインペラ6Aを用いて材料投射部Cを構成してもよい。適切な羽根板14の枚数は4枚〜20枚程度である。
プーリ16は、無端平ベルト15がインペラ6に巻き付けられることにより生じる摩擦力により、インペラ6から回転が伝達され回転を行う。
材料吐出部7近傍には、吐出角度を制限して投射方向を画定する投射板18を配置させている。
従って、無端平ベルト15とともに回転移動した材料は、材料吐出部7近傍のプーリ16により設けられた解放部から慣性力によりプーリ16の接線方向に放出され、無端平ベルト15から離れ飛翔した材料は投射板18に衝突することにより投射方向が決められる。
尚、投射方向の調整は、後述する取付板17の回転によって調整することが可能であり、投射板18がなくとも投射方向の調整が可能である。
このような拡散角制御機構を用いて投射板18の角度を変更することにより、図5に示されるように、投射される耐火物の拡散角θを大きくするように制御したり、図6に示されるように、投射される耐火物の拡散角θを小さくするように制御することが可能となる。
一方、拡散角θを小さくした場合、被施工体に施工された耐火物の吹き付け厚を厚く、かつ緻密に吹き付けすることができ、また、遠距離での吹き付けも可能となり、さらに、被施工体に施工された耐火物の塊粒径を均一にすることができる。
これらの堆積物は落下するため材料ロスとなる。この材料ロスは、単なる材料ロスというだけでなく、スラリー状の混合物の内の粗粒成分を付着させるペースト状の混合物のロスになるためスラリー状の混合物全体の相乗的なロスの原因となる。また、同様にこのペースト状の混合物は周囲の装置に付着するので稼働後に定期的な清掃作業が必要になる。
この投射ベルト18Bの無端ベルト18Eを飛翔する材料とほぼ同速度で駆動させることにより、衝突したスラリー状の混練物の内、幅方向に広がった材料も無端ベルト18Eに接触することで、無端ベルト18Eの移動速度とほぼ同調して飛翔するので、堆積することがなく飛翔する耐火物に合流させることができる。こうすることにより、ペースト状の混合物が有効に利用されるため、材料ロスを最小限にすることが可能となる。
また、この投射ベルト18Bは、飛散するペースト状の混合物の角度に応じて位置を決めるため、図11及び図12に示されるように、取付板17に対して、傾動可能、進退可能に支持するのが好ましく、投射ベルト18Bの傾動、進退には油圧シリンダ等を用いることが可能である。
この投射される耐火物は、スラリー状の混練物であるが、主に粗粒と微粉からなるペースト状の混合物とからなっている。
この投射されたスラリー状の混練物の内、慣性力が比較的大きい粗粒成分はプーリ16に巻き付けられる位置の接線方向に放出され、投射板18や投射ベルト18Bに衝突し、更に主流S1となって投射される。
この微粉からなるペースト状の混合物は、単なる材料ロスというだけでなく、粗粒成分を付着させるためのペースト状の混合物のロスとなるためスラリー状の混合物全体にとって相乗的なロスの原因となる。また、このペースト状の混合物は周囲の装置に付着するので稼働後に定期的な清掃作業が必要になる。
無端ベルト19Cを、飛翔する材料とほぼ同速度で駆動させることにより、微粉飛散限界B1の近傍まで飛散したペースト状の混合物はベルトに一旦接触し、更にベルトの移動速度と同調して飛翔し、スラリー状の混練物である耐火物の主流S1に合流させることができる。こうすることにより、微粉からなるペースト状の混合物の殆どが主流S1の中に収まり、粗粒成分の付着に有効に利用されるため、材料ロスを最小限にすることが可能となる。
また、微粉飛散防止ベルト19は、飛散する微粉からなるペースト状の混合物の飛散角度とスラリー状の混練物である耐火物の主流S1との相対的位置を決めるため、図13及び図14に示されるように、傾動又は進退の機構により位置を調整することができるように支持されるのが好ましい。具体的には、微粉飛散防止ベルト19の主流S1’が主流S1と交差しないことが望ましい。
前出しプーリ16Bは、複数のプーリ16の外側に取付板17に回転自在に支持されており、無端平ベルト15を主流S1の下流側に案内している。
このような前出しプーリ16Bを設けることにより、材料吐出部7の近傍に配置されるプーリ16で生じる微粉は、無端平ベルト15によって拡散することを遮られ、主流S1に沿って下流に移動し、微粉飛散限界B1を下流側に移動させることができる。
前出しプーリ16Bは、単独でも効果的ではあるが、図16に示されるように、前述した微粉飛散防止ベルト19と組み合わせて用いると、微粉飛散防止ベルト19のベルト長さを調整したり、微粉飛散限界B1を任意に調整するための位置決めや姿勢の自由度を高めることができ、微粉飛散防止ベルト19を更に効果的に活用することができる。
即ち、図1に示されるように、急結剤は投入孔8が設けられた回転軸端部にある開口部81から噴出し、回転シャフト3の端部に衝突するとともに遠心力により外周方向へ飛散し、無端平ベルト15の内面に遠心力により押しつけられ移動する材料に混合される。
また、急結剤の投入は、例えば、予め急結剤をタンクに貯蔵しておき、このタンクからホース等を介して搬送することで実施できる。
急結剤の搬送は、急結剤タンクと材料投射部Cとの高低差を用いても良いが、定量的添加にはポンプを用いて搬送することが望ましく、さらにポンプとエアーを併用することがより望ましい。
また、材料投射部Cを外すと、吹き付け施工として使用せずに、連続混練機能を活用して、耐火物の流し込み工法として活用できる。
この様に、連続的に混練することが可能であるため、異なる材料の切り替えや従来の混練機を持ち込めない現場において、流し込み工法としての混練機(ミキサー)として使用できる。
主要な耐火原料であるアルミナ質、アルミナ−シリカ質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−カーボン質、アルミナ−SiC質、アルミナ−SiC−カーボン質、マグネシア質、マグネシア−カーボン質等、およびこれらの組み合わせである材質に問題なく適用できる。
また、急結剤としては、液状、粉末のいずれものものでも使用でき、具体的な種類は何ら特定されるものではない。主要な急結剤としては、例えばアルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウム、珪酸ソーダ、珪酸カリウム、リン酸ソーダ等が例示できる。
前述のような連続施工装置Sは、取鍋等の容器内面に不定形耐火物のライニングを行う耐火物施工装置として好適に用いることができる。
本実施形態の耐火物施工装置20は、図17に示されるように、取鍋T内部に設置され、連続施工装置Sを、取鍋T内部で上下に施工させることにより、耐火物の吹き付け施工を行う装置であり、基台21と、昇降架台22と、連続施工装置Sと、材料供給装置23とを備えて構成される。
基台21は、取鍋Tの底部に設置され、昇降架台22を含む装置本体を支持する部分であり、設置台211と、設置台211に対して回転可能に取り付けられる回転台212と、この回転台212の四隅に立設される支持柱213とを備えて構成される。尚、基台21、昇降架台22の平面形状や、支持柱213の本数に制約はないが、本実施例はそれぞれ矩形で4本の場合で説明する。
また、この昇降架台22上には、連続施工装置Sの回転駆動部を駆動する駆動源としての駆動モータ222、223、224、225が設置され、各駆動モータ222、223、224、225は、昇降架台22上に設置された操作盤226によって駆動制御される。
また、駆動モータ225は、材料投射部Cのインペラ6を回転させる駆動源である。
駆動モータ224は、インペラ6の回転軸周りに材料投射部Cを回転させる旋回機構として機能するものであり、材料投射部Cの先端部分で接続されている。
この駆動モータ224は、インペラ6の軸周りに材料投射部Cを360deg回転させることが可能であり、図17に示されるように、傾動角度φを調整することにより、材料投射部Cの材料吐出部7を斜め下の方向に向けて、昇降架台22よりも低い位置に耐火物を吹き付けることができる。
また、前述した切欠部221に材料吐出部7を向けることにより、真下に耐火物を吹き付けることができる。
ホッパ231内には、乾式粉体からなる耐火物原料が収納されており、下端に設けたテーブルフィーダ等の定量供給機構231aから切り出された材料は、スクリューオーガ232内部に配置されるスクリューを回転させることにより、ホッパ231内の耐火原料が下流側に搬送される。
スクリューオーガ232の下流側端部には、連続施工装置Sの材料供給口1が接続され、これにより、連続施工装置Sに耐火物原料が連続的に供給されることとなる。
また、図示を略したが、昇降架台22上には、連続施工装置Sに水を供給するための水供給装置、及び、連続施工装置Sに急結剤を供給するための急結剤供給装置が設置されている。
また、連続混練装置Sの材料搬送部A及び材料混練部Bの回転シャフト3が水平方向に設置されているため、重力と遠心力の組合せを利用して耐火物を材料混練部Bの外筒5の面に内接させることができるため、材料混練部B内での混練を確実にかつ十分に行うことができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。尚、以下の説明では既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述した第1実施形態に係る耐火物施工装置20は、図17に示されるように、取鍋T内底部に基台21を設置し、昇降架台22を基台21に対して昇降させることにより、連続施工装置Sを移動させていた。
これに対して、本実施形態に係る耐火物施工装置30は、図21に示されるように、取鍋Tの上部開口から連続施工装置Sを吊り下げ、この状態で連続施工装置Sによる耐火物の施工を行っている点が相違する。以下、本実施形態について詳述する。
基台30Aは、取鍋Tの上部開口端面上に設置される一対の端部板状体311と、この端部板状体311の先端に設置され、端部板状体311よりも上方に突出する中央部板状体312とを備えて構成され、端部板状体311には、ホッパ231、操作盤226が設置されている。
縦レール部材33は、回転フレーム32の端部から垂下する軸状体から構成され、本実施形態では4本設けられている。この縦レール部材33は、その側面部分で横レール部材34を上下方向に摺動自在に支持している。尚、横レール部材34の上下は、縦レール部材33に内蔵されたボールスクリューの回転(駆動モータは図示略)により行われる。
フレーム体35は、基体枠351と、基体枠351の端部に設けられた側枠352とを備え、基体枠351上に連続施工装置Sが設置されている。また、図21では図示を略したが、基体枠351上には、連続施工装置Sの回転シャフト、インペラを回転させる駆動モータや、材料投射部Cを旋回させる駆動モータが設置されている。
伸縮搬送管36は、上から下に行くに従って次第に管径の大きくなる複数の配管部材をつなぐことにより形成され、伸縮搬送管36の上端は、空気抜き用の孔が形成された蓋部材によって塞がれている。
中間ホッパ37には、下端にテーブルフィーダ等の定量供給機構が設けられ、図21では図示を略したが、スクリューフィーダ等の搬送手段が設けられている。中間ホッパ37に捕集され、定量的に切り出された乾式粉体原料は、搬送手段によって中間ホッパ37の下端に接続された配管38に押し出され、配管38を介して連続施工装置Sの材料供給口に投入される。
また、回転フレーム32を回転させると、連続施工装置Sを自由に回転させることができ、フレーム体35を横レール部材34に沿って移動させると、連続施工装置Sを水平方向に移動させることができる。
さらに、連続施工装置Sの材料投射部Cを回転させると、材料吐出口を旋回させ、耐火物の吹き付け方向を自由に傾動させることができる。
また、回転フレーム32、縦レール部材33、横レール部材34、材料投射部Cの旋回により、耐火物の投射を三次元的にあらゆる方向に行うことができるため、被施工体の自由度が大幅に向上し、特に取鍋Tの底部を施工することが可能であり、一回の作業で取鍋Tの内面すべてに耐火物を吹き付け施工することができる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
前述した第2実施形態では、耐火物施工装置30は、縦レール部材33によって連続施工装置Sを上下に昇降させていた。
これに対して、本実施形態に係る耐火物施工装置40は、図24に示されるように、ワイヤ43によって連続施工装置Sを昇降させている点が相違する。
これに対して、本実施形態に係る耐火物施工装置40では、連続施工装置Sの材料投射部Cは水平方向に配置され、水平面内で360deg旋回できるようになっている点が相違する。以下、耐火物施工装置40について詳述する。
基台41は、端部が取鍋Tの上部端面に当接する矩形板状体から構成され、略中央には、昇降架台44を上げ下げするために孔411が形成されている。この基台41上には、乾式粉体原料を供給するためのホッパ231、スクリューオーガ232が設置されている。
支持フレーム42は、孔411の周縁部分に立設されたボックス状の鋼製体であり、支持フレーム42の上部には、ワイヤ43の巻き取り用のモータ45が設けられている。
昇降架台44は、矩形板状体から構成され、四隅部分にワイヤ43が接続されて、基台41の下に吊り下げられている。この昇降架台44の略中央には、孔が形成されており、その下には、連続施工装置Sの材料投射部Cが設けられている。
材料投射部Cは、昇降架台44の下面に水平方向に配置され、連続施工装置Sの材料混練部を含む本体側とは、搬送管によって接続されている。
また、昇降架台44上には、駆動モータ225が設置され、この駆動モータ225により材料投射部Cを水平面内に旋回させている。
また、耐火物の吹き付け施工中、駆動モータ225により材料投射部Cを水平面内に360deg旋回させることにより、材料投射部Cの材料吐出部の向きを水平面内で旋回させて耐火物の吹き付け施工を行うことができる。
また、材料投射部Cを水平面内で360deg旋回できるように設置したことにより、素垂直壁への耐火物の施工が容易となり、特に取鍋Tのような円筒形状の容器の側壁に耐火物を施工する際に好適に用いることができる。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
前述した第1実施形態では、連続施工装置Sを昇降架台22上に設置した耐火物施工装置20を取鍋Tの底部に設置し、耐火物の吹き付け施工を行うものであった。
これに対して、本実施形態に係る耐火物施工装置50は、図25に示されるように、クレーン51の多段ブーム53の先端に連続施工装置S’を設け、転炉T1等の底部が曲面状に形成された容器内面に不定形耐火物のライニングを行う点が相違する。以下、本実施形態について詳述する。
多段ブーム53は、連続施工装置Sを被施工体である転炉T1の内部に移動させる移動手段であり、クレーン51の前方方向に伸長させることができるように、角形鋼管をロッド状に収納した構成を具備している。
駆動モータ54は、回転シャフト3に直結され、回転シャフト3を回転させている。
駆動モータ55は、回転軸に円錐台状の外筒5の基端側から延びる筒状部551に巻回されるベルト552が取り付けられ、駆動モータ55を駆動させるとベルト552によって筒状部551が回転し、これにより外筒5が回転する。
駆動モータ57は、回転軸に筒状部571に巻回されるベルト572が取り付けられ、駆動モータ57を駆動させると、ベルト572によって筒状部571が回転し、これにより材料投射部Cの材料吐出口が回転し、材料投射部Cから投射される耐火物の方向を変更させることができる。
また、多段ブーム53を伸縮させることにより、転炉T1の底部、開口部周縁等種々の容器内面に耐火物の吹き付け施工を行うことができる。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
前述した第4実施形態では、クレーン51に連続施工装置S’を搭載した構成を採用し、連続施工装置S’は、伸縮する多段ブーム53の先端部分に設置されていた。
これに対して本実施形態に係る耐火物施工装置60は、図27に示されるように、自走式のクレーン61の操縦室62前方に設けられる第1ブーム63の先端に第2ブーム64が設けられ、この第2ブーム64の先端に連続施工装置S’が設けられている点が相違する。以下、本実施形態について詳述する。
操縦室62は、クレーン61の操縦及び連続施工装置S’の操作を行う部分であり、この操縦室62の後方に配置される材料供給装置23の操作も行うことができるようになっている。
第2ブーム64は、第1ブーム63の先端近傍で水平方向に揺動自在に設けられ、さらに伸縮可能な多段ブームとして構成される。
連続施工装置S’は、この第2ブーム64の先端に水平方向に回転自在に設けられている。
さらに、図18に示されるように、連続施工装置S’を水平方向に90deg回動することにより、混銑車T2の端部側壁面への耐火物の吹き付け施工を行うことができ、元に戻した場合、混銑車T2の円筒側壁面への耐火物の吹き付け施工を行うことができる。
すなわち、耐火物施工装置60によれば、混銑車T2のような端部側壁面を有する複雑な形状の施工面にも耐火物の吹き付け施工を行うことができる。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
前述した第1実施形態では、連続施工装置Sを昇降架台22に設置し、昇降架台22を上下に昇降させることにより、連続施工装置Sによる耐火物の施工を垂直壁に沿って吹き付け施工できるように構成していた。
これに対して、第6実施形態に係る耐火物施工装置70は、図30に示されるように、連続施工装置Sの材料投射部Cは、その材料吐出部が下向きに配置され、専ら水平方向に移動する点が相違する。以下、本実施形態を詳述する。
基台71は矩形状の鋼製フレームとこの鋼製フレームの下部から下方に延びる脚部から構成され、基台71の上部には、材料供給装置23や、操作盤226が設置されており、連続施工装置Sは、基台71の下部に吊り下げられるように設置されている。
また、基台71の下部には、連続施工装置Sの回転シャフトを駆動する駆動モータ74、外筒を回転させるための駆動モータ75が設けられ、さらに、図31に示されるように、材料投射部Cの前方には、材料投射部Cのインペラを駆動する駆動モータ77と、材料投射部Cを旋回させる駆動モータ76が設けられている。
具体的には、材料投射部Cから耐火物を投射した状態で駆動モータ76によって材料投射部Cの材料吐出部を旋回させ、容器の幅方向に連続的に吹き付けを行う。一定幅の吹き付けが終了したら、耐火物施工装置70をレール73に沿って水平移動させ、新たな部分の吹き付け施工を開始する。
このような本実施形態によれば、材料投射部Cの材料吐出部の旋回、レール73上の移動によって連続的に耐火物の吹き付け施工を行うことができるため、樋等の長い容器T3に耐火物を吹き付けるのに好適に用いることができる。
Claims (10)
- 耐火原料と水を連続的に供給しながらスラリー状の混練物を連続的に得るための耐火物の連続混練装置と、前記連続混練装置の下流側に配置され、該連続混練装置で混練された耐火物を被施工体に投射する材料投射装置とを備えた耐火物の連続施工装置であって、
前記連続混練装置は、
円筒形の容器を有する材料搬送部と、円筒形又は下流方向に拡径する円錐台形の容器を有する材料混練部とを備え、
前記材料搬送部は、前記円筒形の容器に耐火原料を連続供給可能な供給機構と、前記容器内の耐火原料に水を添加する水添加機構と、前記容器の中心軸方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる板状部材とを備え、
前記材料混練部は、前記円筒形又は円錐台形の容器の中心軸方向でかつ水平方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる棒状部材とを備え、
前記材料投射装置は、
複数の羽根板が装着され、所定の軸周りに回転可能なインペラと、
前記インペラの外周の一部に前記耐火物を外部に投射する投射口が形成されるように、前記インペラの外周の他の部分に沿って巻回される無端平ベルトと、
前記無端平ベルトを案内する複数のプーリと、
前記複数のプーリが枢着される取付板と、
前記投射口近傍に配置され、前記耐火物を衝突させて外部に投射する投射板とを備え、前記インペラの回転によって耐火物を放出して前記投射板に衝突させることを特徴とする耐火物の連続施工装置。 - 耐火原料と水を連続的に供給しながらスラリー状の混練物を連続的に得るための耐火物の連続混練装置と、前記連続混練装置の下流側に配置され、該連続混練装置で混練された耐火物を被施工体に投射する材料投射装置とを備えた耐火物の連続施工装置であって、
前記連続混練装置は、
円筒形の容器を有する材料搬送部と、円筒形又は下流方向に拡径する円錐台形の容器を有する材料混練部とを備え、
前記材料搬送部は、前記円筒形の容器に耐火原料を連続供給可能な供給機構と、前記容器内の耐火原料に水を添加する水添加機構と、前記容器の中心軸方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる板状部材とを備え、
前記材料混練部は、前記円筒形又は円錐台形の容器の中心軸方向でかつ水平方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる棒状部材とを備え、
前記材料投射装置は、
複数の羽根板が装着され、所定の軸周りに回転可能なインペラと、
前記インペラの外周の一部に前記耐火物を外部に投射する投射口が形成されるように、前記インペラの外周の他の部分に沿って巻回される無端平ベルトと、
前記無端平ベルトを案内する複数のプーリと、
前記複数のプーリが枢着される取付板と、
一対のプーリ及びこの一対のプーリに巻回されて耐火物の移動速度と同調して回転移動する無端ベルトを備えて前記耐火物を衝突させて外部に投射する投射ベルトとを備え、前記インペラの回転によって耐火物を放出して前記投射ベルトに衝突させることを特徴とする耐火物の連続施工装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記インペラの回転によって放出された耐火物の放出方向に対する前記投射板又は前記投射ベルトの角度を変更して、前記投射口から投射される耐火物の拡散角を制御する拡散角制御機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記投射口から投射される耐火物の投射流を挟んで、前記投射板又は前記投射ベルトの反対側の位置には、一対のプーリに巻回され、前記耐火物の投射により生じる耐火物微粉末の飛散を防止する微粉飛散防止ベルトが設けられ、
前記微粉飛散防止ベルトは、前記投射口に対して傾動可能又は進退可能に支持されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、前記無端平ベルトを案内する前出しプーリを備え、
前記前出しプーリは、前記投射口から投射される耐火物の投射流を挟んで、前記投射板又は前記投射ベルトの反対側で、かつ前記耐火物の投射流の下流側に突出して配置されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、前記連続混練装置に着脱可能に設けられていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記投射口を、前記インペラの回転軸周りに回転させる旋回機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記インペラの回転軸を、前記連続混練装置の回転軸の直交方向に回動させる回動機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。 - 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記インペラ、前記投射ベルト、前記微粉飛散防止ベルトのうち、少なくともいずれか1つの速度を制御する速度制御機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。 - 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記インペラには、4枚〜20枚の羽根板が装着されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
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