JP6350487B2 - Mortar application method, mortar application nozzle, and arm type robot for mortar application - Google Patents
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Description
本発明は、モルタル塗布方法に関するものであり、特に、コークス炉に用いられるようなタボを有する定型耐火物の表面に、効率的かつ均一にモルタルを塗布することのできるモルタル塗布方法に関するものである。また、本発明は、前記モルタル塗布方法に用いるためのモルタル塗布用ノズル、および前記モルタル塗布用ノズルを備えたモルタル塗布用アーム型ロボットに関するものである。 The present invention relates to a mortar coating method, and more particularly, to a mortar coating method capable of efficiently and uniformly coating mortar on the surface of a standard refractory having a tub as used in a coke oven. . The present invention also relates to a mortar coating nozzle for use in the mortar coating method and a mortar coating arm type robot provided with the mortar coating nozzle.
製鉄に用いられる冶金用コークスは、室炉式コークス炉で石炭を乾留することによって製造される。室炉式コークス炉は、炭化室と、該炭化室に熱を供給する燃焼室とを炉幅方向に交互に配置することによって構成されており、炭化室と燃焼室とを隔てる耐火レンガ等の定型耐火物を介して燃焼室から炭化室へ熱が供給される。室炉式コークス炉には100門以上の炉室を備えるものもあり、その全長は100m以上、高さは10m以上におよぶ巨大レンガ構造物といえる。 Metallurgical coke used for iron making is produced by dry distillation of coal in a chamber furnace type coke oven. A chamber-type coke oven is configured by alternately arranging a carbonization chamber and a combustion chamber that supplies heat to the carbonization chamber in the furnace width direction, such as a refractory brick that separates the carbonization chamber and the combustion chamber. Heat is supplied from the combustion chamber to the carbonization chamber via a fixed refractory. Some furnace-type coke ovens have more than 100 furnace chambers, and can be said to be huge brick structures with a total length of 100 m or more and a height of 10 m or more.
また、コークス炉を構成する定型耐火物は、一般的な建築物用のレンガと異なり、上面から見た形状が長方形、台形、L字型など、複雑な形状をしている。さらに、それら定型耐火物の側面、上面、および底面には、ダボと呼ばれるズレ防止用の凹凸が設けられている。このように極めて複雑な形状を有する定型耐火物を、前記ダボの凹部と凸部が嵌合するように組み合わせながら積み上げることによってコークス炉は建設される。 In addition, the regular refractory constituting the coke oven has a complicated shape such as a rectangular shape, a trapezoidal shape, and an L-shape when viewed from the top, unlike a brick for a general building. Furthermore, unevenness for preventing misalignment called dowels is provided on the side, top and bottom surfaces of these standard refractories. A coke oven is constructed by stacking the standard refractories having such extremely complicated shapes as they are combined so that the concave and convex portions of the dowels are fitted.
このような複雑さのため、コークス炉の築炉は、現在、築炉工による手積み作業で行われている。手積みによる築炉では、定型耐火物を積む位置にコテを用いて所定の目地厚になるようにモルタルを塗布し、次いで、該モルタル上へ定型耐火物を積み上げるという作業を繰り返し行う必要がある。その際には、複雑な形状の定型耐火物表面にモルタルを均一に塗布する必要があるなど、極めて高度な技能が要求されるが、そのような技能を有する熟練した築炉工は常に不足している。また、手作業でモルタルの塗布と定型耐火物の積み上げを行う築炉作業は極めて重労働といえる。そのため、モルタルの塗布や定型耐火物の積み上げ作業を機械化、自動化し、労力を低減することが求められている。 Due to this complexity, the construction of coke ovens is currently being carried out by hand-building work by the furnace builder. In the construction by hand, it is necessary to apply the mortar to the specified joint thickness using a trowel at the position where the standard refractory is to be stacked, and then repeat the work of stacking the standard refractory on the mortar. . In that case, it is necessary to apply mortar uniformly to the surface of the fixed-shaped refractory with a complicated shape, but extremely advanced skills are required. However, there is always a shortage of skilled furnaces with such skills. ing. In addition, it is extremely hard work to build a furnace by manually applying mortar and stacking regular refractories. Therefore, there is a demand for reducing labor by mechanizing and automating the application of mortar and stacking of regular refractories.
一方、モルタル塗布の自動化技術に関しては、例えば、特許文献1、2に記載されているような技術が提案されている。 On the other hand, for the automation technology of mortar application, for example, technologies as described in Patent Documents 1 and 2 have been proposed.
特許文献1では、連続鋳造工程において使用される溶融金属容器に上ノズルを取り付ける際に、該上ノズルの外周面に一定厚さのモルタルを塗布するための装置が提案されている。前記装置は、ターンテーブル状に置かれた上ノズルに対して、モルタルを噴射して塗布する塗布ノズルを備えている。 Patent Document 1 proposes an apparatus for applying a fixed thickness of mortar to the outer peripheral surface of an upper nozzle when the upper nozzle is attached to a molten metal container used in a continuous casting process. The apparatus includes an application nozzle that sprays and applies mortar to an upper nozzle placed in a turntable shape.
また、特許文献2では、上ノズルの外周面にモルタルを塗布するための塗布ノズルと、塗布されたモルタルの厚みを均一にするためのモルタルガイドを備えた装置が提案されている。 Patent Document 2 proposes an apparatus including a coating nozzle for applying mortar to the outer peripheral surface of the upper nozzle and a mortar guide for making the thickness of the applied mortar uniform.
特許文献1、2で提案されている方法によれば、鋳造用上ノズルのような、比較的単純な形状のものに対しては、自動的に、均一にモルタルを塗布することができる。
しかし、上述したように、コークス炉は複雑な形状の定型耐火物を組み合わせて建設されるため、特許文献1、2に記載されているような従来のモルタル塗布装置では、定型耐火物の表面に均一にモルタルを塗布することは困難である。
According to the methods proposed in Patent Documents 1 and 2, mortar can be automatically and uniformly applied to a relatively simple shape such as an upper nozzle for casting.
However, as described above, since the coke oven is constructed by combining fixed-shaped refractories having a complicated shape, in the conventional mortar coating apparatus described in Patent Documents 1 and 2, the surface of the fixed-type refractory is applied. It is difficult to apply mortar uniformly.
例えば、図1は、コークス炉の築炉において、積み上げられる定型耐火物の形状の一例を示したものである。このように、既に定型耐火物11、12、および13が積まれている状態のところへ、新たな定型耐火物14を積む場合、定型耐火物11、12の上面と、定型耐火物14の側面とに、予め均一にモルタルを塗布する必要がある。しかし、特許文献1に記載されているように、モルタルを噴射して塗布する装置では、定型耐火物12の上面と定型耐火物13の側面とが交わる部分(コーナー部)等におけるモルタルの厚みを均一にすることが難しい。
For example, FIG. 1 shows an example of the shape of a fixed refractory that is stacked in the construction of a coke oven. As described above, when a new
また、特許文献2に記載の装置ではコーナー部等において、ノズルやモルタルガイドが定型耐火物と干渉するため、塗布を行うことができない。 Further, in the apparatus described in Patent Document 2, since the nozzle and the mortar guide interfere with the fixed refractory material at the corner or the like, the coating cannot be performed.
加えて、定型耐火物の上面や側面にはダボとしての凸状のダボ15と凹状のダボ16が形成されているが、特許文献1、2に記載の装置では、このように複雑な凹凸を有する面に均一にモルタルを塗布することは困難である。
In addition, a
このように凹凸を有する面に、定型耐火物との干渉を避けつつモルタルを塗布するためには、小型で先細形状のノズルを用いることも考えられるが、ノズルを凹凸形状に合わせて複雑に動かす必要がある。また、定型耐火物の表面全体に均一にモルタルを塗布するには、ノズルの位置を正確に制御しつつ往復させながらモルタルを吐出する必要がある。そのため、そのようなノズルでは塗布にかなりの時間を要するうえに、自動化も困難である。 In order to apply mortar to the uneven surface in this way while avoiding interference with the standard refractory, it is conceivable to use a small and tapered nozzle, but the nozzle is moved in a complicated manner according to the uneven shape. There is a need. Further, in order to uniformly apply the mortar to the entire surface of the fixed refractory, it is necessary to discharge the mortar while reciprocating while accurately controlling the position of the nozzle. Therefore, such a nozzle requires a considerable amount of time for application and is difficult to automate.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コークス炉等に用いられる、ダボを有する定型耐火物の表面に、効率的かつ均一にモルタルを塗布することができるモルタル塗布方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、前記モルタル塗布方法に用いるためのモルタル塗布用ノズル、および前記モルタル塗布用ノズルを備えたモルタル塗布用アーム型ロボットを提供することを目的とする。 This invention is made in view of the said situation, and provides the mortar coating method which can apply | coat mortar efficiently and uniformly on the surface of the fixed refractory material which has a dowel used for a coke oven etc. For the purpose. Furthermore, an object of the present invention is to provide a mortar application nozzle for use in the mortar application method and a mortar application arm type robot provided with the mortar application nozzle.
すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
1.ノズルの先端に設けられたスリット状の吐出口からモルタルを吐出して、ダボを有する定型耐火物の被塗布面に前記モルタルを塗布するモルタル塗布方法であって、
前記被塗布面の幅と前記吐出口の幅との差を20mm以内とし、
前記吐出口は、凹状および凸状の湾曲部の少なくとも一方を有し、
前記湾曲部を前記ダボに嵌合させた状態で前記吐出口からモルタルを吐出する、モルタル塗布方法。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
1. A mortar application method in which mortar is discharged from a slit-like discharge port provided at the tip of a nozzle, and the mortar is applied to the application surface of a standard refractory having a dowel,
The difference between the width of the coated surface and the width of the discharge port is within 20 mm,
The discharge port has at least one of a concave and convex curved portion,
A mortar application method, wherein mortar is discharged from the discharge port in a state where the curved portion is fitted to the dowel.
2.前記1に記載のモルタル塗布方法に使用するためのモルタル塗布用ノズルであって、
前記モルタル塗布用ノズルの先端にスリット状の吐出口を有し、
前記吐出口の、長手方向における幅が75〜120mmであり、
前記吐出口が、凹状および凸状の湾曲部の少なくとも一方を長手方向に伸びる側面に有している、モルタル塗布用ノズル。
2. A mortar application nozzle for use in the mortar application method described in 1 above,
Having a slit-like discharge port at the tip of the mortar application nozzle,
The discharge port has a width in the longitudinal direction of 75 to 120 mm,
The mortar coating nozzle, wherein the discharge port has at least one of a concave and convex curved portion on a side surface extending in the longitudinal direction.
3.前記吐出口が、長手方向に伸びる側面の一方の側に凹状の湾曲部を有し、他方の側に凸状の湾曲部を有する、前記2に記載のモルタル塗布用ノズル。 3. The nozzle for mortar application according to 2, wherein the discharge port has a concave curved portion on one side of a side surface extending in the longitudinal direction and a convex curved portion on the other side.
4.吐出口が設けられた先端部に向けて先細りとなるテーパー部を先端に有している、前記2または3に記載のモルタル塗布用ノズル。 4). 4. The nozzle for mortar application according to 2 or 3 above, wherein the nozzle has a tapered portion that tapers toward a tip portion provided with a discharge port.
5.前記モルタル塗布用ノズル内へモルタルを供給するための供給口を一つ有しており、
前記供給口と前記吐出口とをむすぶ流路の少なくとも一部分が2つ以上に分岐している、前記2〜4のいずれか一項に記載のモルタル塗布用ノズル。
5. It has one supply port for supplying mortar into the mortar application nozzle,
The mortar coating nozzle according to any one of 2 to 4, wherein at least a part of a flow path connecting the supply port and the discharge port is branched into two or more.
6.アームと、
前記アームの先端に取り付けられたディスペンサと、
前記アームの先端に取り付けられた前記2〜5のいずれか一項に記載のモルタル塗布用ノズルとを有する、モルタル塗布用アーム型ロボット。
6). Arm,
A dispenser attached to the tip of the arm;
A mortar coating arm type robot having the mortar coating nozzle according to any one of 2 to 5 attached to a tip of the arm.
7.前記モルタル塗布用ノズルが、該モルタル塗布用ノズルの吐出方向を軸として回転可能である、前記6に記載のモルタル塗布用アーム型ロボット。 7). 7. The arm robot for mortar application according to 6, wherein the mortar application nozzle is rotatable about the discharge direction of the mortar application nozzle.
本発明のモルタル塗布方法およびモルタル塗布用ノズルによれば、コークス炉等に用いられる、ダボを有する定型耐火物の表面に、効率的かつ均一にモルタルを塗布することができる。さらに、本発明のモルタル塗布用アーム型ロボットを使用すれば、コークス炉建設におけるモルタル塗布作業を自動化することもできる。 According to the mortar coating method and the mortar coating nozzle of the present invention, mortar can be efficiently and uniformly applied to the surface of a standard refractory having dowels used in a coke oven or the like. Furthermore, if the arm type robot for mortar application of the present invention is used, the mortar application work in the construction of the coke oven can be automated.
次に、本発明を実施する方法について具体的に説明する。なお、以下の説明は、本発明の好適な一実施態様を示すものであり、本発明は、以下の説明によって何ら限定されるものではない。 Next, a method for carrying out the present invention will be specifically described. The following description shows a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following description.
本発明のモルタル塗布方法は、ノズルの先端に設けられたスリット状の吐出口からモルタルを吐出して、ダボを有する定型耐火物の被塗布面に前記モルタルを塗布するモルタル塗布方法であり、その際、前記被塗布面の幅と前記吐出口の幅との差を20mm以内とし、前記吐出口は、凹状および凸状の湾曲部の少なくとも一方を有し、前記湾曲部を前記ダボに嵌合させた状態で前記吐出口からモルタルを吐出する。 The mortar application method of the present invention is a mortar application method in which mortar is discharged from a slit-like discharge port provided at the tip of a nozzle, and the mortar is applied to a surface to be coated of a standard refractory having a dowel. At this time, the difference between the width of the coated surface and the width of the discharge port is within 20 mm, the discharge port has at least one of a concave and convex curved portion, and the curved portion is fitted to the dowel The mortar is discharged from the discharge port in a state of being allowed to enter.
[定型耐火物]
上記定型耐火物としては、特に限定されることなく、ダボを有するものであれば、レンガやプレキャストブロック等、任意の定型耐火物を用いることができる。ダボを有する定型耐火物の一例としては、上述したようにコークス炉用定型耐火物が挙げられるが、それに限らず、ダボを有する定型耐火物であれば本発明を適用することができる。ダボの形状は特に限定されないが、一般的なコークス炉用定型耐火物の場合には、定型耐火物の表面に、畝(うね)状に直線的に伸びる凸部、または溝状に直線的に伸びる凹部として設けられている。
[Standard refractories]
The fixed refractory is not particularly limited, and any fixed refractory such as a brick or a precast block can be used as long as it has a dowel. As an example of the fixed refractory having a dowel, the fixed refractory for a coke oven is mentioned as described above, but the present invention can be applied to any fixed refractory having a dowel. The shape of the dowel is not particularly limited, but in the case of a typical refractory for a coke oven, the surface of the fixed refractory has a convex shape that extends linearly in a ridge shape or a linear shape in the shape of a groove. It is provided as a recess extending in the direction.
[吐出口]
本発明では、スリット状の吐出口を有するノズルを使用し、該吐出口からモルタルを吐出して定型耐火物の表面(被塗布面)に塗布する。その際、積み上げられる定型耐火物同士を確実に固着させるためには、被塗布面全体に均一な厚さでモルタルを塗布することが望ましい。しかし、前記吐出口の幅が被塗布面の幅に比べて狭すぎると、被塗布面の一部にしかモルタルが塗布されないため、定型耐火物同士の固着が不十分となる。また、そのような吐出口のノズルを用いて被塗布面全体にモルタルを塗布しようとすれば、位置を変えてノズルを複数回往復させる必要が生じる。
[Discharge port]
In the present invention, a nozzle having a slit-like discharge port is used, and mortar is discharged from the discharge port and applied to the surface (surface to be coated) of the fixed refractory. At that time, in order to securely fix the fixed refractories to be stacked, it is desirable to apply mortar with a uniform thickness over the entire surface to be coated. However, if the width of the discharge port is too narrow compared to the width of the surface to be coated, the mortar is applied only to a part of the surface to be coated, so that the fixed refractories are not sufficiently fixed. In addition, if mortar is to be applied to the entire surface to be applied using the nozzle of such a discharge port, it is necessary to change the position and reciprocate the nozzle a plurality of times.
[[吐出口の幅]]
そこで本発明では、吐出口の幅を被塗布面の幅と略同一とする。具体的には、図2に示すように、被塗布面17の幅(WB)と吐出口20の幅(WS)との差(|WB−WS|)を20mm以内とする。これにより、一度に被塗布面の幅の略全体に対してモルタルを塗布することができるため、短時間で効率的にモルタルを塗布することができる。また、ノズルを複数回往復させる必要がなく、単純な動作でモルタルを塗布できるため、ロボット等を用いた塗布作業の自動化にも適している。被塗布面17の幅と吐出口20の幅との差は、15mm以内とすることがより好ましく、10mm以内とすることがさらに好ましい。また、吐出口20の幅が被塗布面17の幅がよりも大きいと、塗布したモルタルが定型耐火物からはみ出てしまうため、吐出口20の幅を被塗布面17の幅以下とする(WS≦WB)ことが好ましい。
[[Discharge port width]]
Therefore, in the present invention, the width of the discharge port is made substantially the same as the width of the surface to be coated. Specifically, as shown in FIG. 2, the difference (| W B −W S |) between the width (W B ) of the
なお、図2においては、吐出口20の形状のみを模式的に示しており、ノズル自体の形状については図示していない。ノズルの好適な形状については後述する。また、ここで「被塗布面の幅」とは、ノズルの移動方向と垂直な方向における被塗布面の幅を指すものとする。同様に、「吐出口の幅」とは、ノズルの移動方向と垂直な方向における吐出口の幅を意味する。言い換えると、吐出口の幅方向と垂直な方向に、被塗布面に沿うようにノズルを移動させながらモルタルの塗布を行うことが好ましい。
In FIG. 2, only the shape of the
[[湾曲部]]
定型耐火物の被塗布面にダボの凹凸が存在していると、図2(e)に示したような直線形状の吐出口30では、均一な厚みでダボの凹凸に沿うようにモルタルを塗布することはできない。そこで、本発明では前記吐出口の形状を、凹状および凸状の湾曲部の少なくとも一方を有するものとし、前記湾曲部を前記ダボの凸部または凹部に嵌合させた状態で吐出口からモルタルを吐出する。
[[Curved part]]
When dowel irregularities are present on the surface of the regular refractory, the mortar is applied with a uniform thickness along the dowel irregularities at the
例えば、図2(a)に示したように、定型耐火物10の被塗布面17に凸状のダボ15が存在する場合には、吐出口20に凹状の湾曲部21を設け、凹状の湾曲部21を凸状のダボ15と嵌合させた状態で吐出口20からモルタルを吐出する。これにより、凸状のダボと干渉することなく、均一な厚みでダボの表面に沿うようにモルタルを塗布することができる。
For example, as shown in FIG. 2A, when a
同様に、図2(b)に示したように、定型耐火物10の被塗布面17に凹状のダボ16が存在する場合には、吐出口20に凸状の湾曲部22を設け、凸状の湾曲部22を凹状のダボ16と嵌合させた状態で吐出口20からモルタルを吐出する。これにより、凹状のダボの部分においても、均一な厚みでダボの表面に沿うようにモルタルを塗布することができる。
Similarly, as shown in FIG. 2 (b), when the
なお、ここで「湾曲部」とは、図2に示したように吐出口が曲線的に湾曲している部位だけでなく、複数の直線からなる多角形や、直線と曲線との組み合わせで構成される凹状または凸状の部分も包含するものとする。 Here, the “curved portion” is not only a portion where the discharge port is curved as shown in FIG. 2 but also a polygon composed of a plurality of straight lines, or a combination of straight lines and curves. Also included are concave or convex portions.
前記湾曲部の寸法は、ダボの大きさに応じて決定すればよいが、一般的なコークス炉用定型耐火物へモルタルを塗布する場合には、凸状の湾曲部の高さおよび凹状の湾曲部の深さを10〜25mmとすることが好ましく、15〜20mmとすることがより好ましい。また、湾曲部の幅については、凸状の湾曲部の場合には、25〜40mmとすることが好ましく、30〜35mmとすることがより好ましい。凹状の湾曲部の場合には、15〜32mmとすることが好ましく、20〜27mmとすることがより好ましい。 The dimensions of the curved portion may be determined according to the size of the dowel. However, when mortar is applied to a typical refractory for a coke oven, the height of the convex curved portion and the concave curved shape are used. The depth of the part is preferably 10 to 25 mm, and more preferably 15 to 20 mm. Moreover, about the width | variety of a curved part, in the case of a convex curved part, it is preferable to set it as 25-40 mm, and it is more preferable to set it as 30-35 mm. In the case of a concave curved portion, it is preferably 15 to 32 mm, and more preferably 20 to 27 mm.
前記湾曲部は、被塗布面のダボと嵌合させることができる位置であれば吐出口の任意の位置に設けることができるが、通常は、吐出口の長手方向に伸びる側面に設ければよい。また、湾曲部の位置は、ダボと湾曲部とを嵌合させた際に吐出口が被塗布面からはみ出さない位置とすることが好ましい。例えば、図2に示したように、ダボが被塗布面の幅方向中心位置に設けられている場合には、吐出口の幅方向中心位置に湾曲部を設けることが好ましい。 The curved portion can be provided at any position of the discharge port as long as it can be fitted with the dowel on the surface to be coated, but it is usually provided on a side surface extending in the longitudinal direction of the discharge port. . Further, the position of the bending portion is preferably a position where the discharge port does not protrude from the surface to be coated when the dowel and the bending portion are fitted. For example, as shown in FIG. 2, when the dowel is provided at the center position in the width direction of the application surface, it is preferable to provide a curved portion at the center position in the width direction of the discharge port.
[モルタル塗布用ノズル]
また、本発明のモルタル塗布用ノズルは、上記モルタル塗布方法に好適に使用することができるものであり、ノズルの先端にスリット状の吐出口を有し、前記吐出口の、長手方向における幅が75〜120mmであり、前記吐出口が、凹状および凸状の湾曲部の少なくとも一方を長手方向に伸びる側面に有している。一般的なコークス炉用定型耐火物の幅は75〜120mm程度であるため、それに合わせて吐出口の幅を75〜120mmとする。これにより、一度に被塗布面の幅の略全体に対してモルタルを塗布することができるため、短時間で効率的にモルタルを塗布することができる。なお、前記吐出口の幅は、90〜110mmとすることがより好ましい。
[Nozzle for mortar application]
Further, the mortar coating nozzle of the present invention can be suitably used in the mortar coating method, has a slit-shaped discharge port at the tip of the nozzle, and the width of the discharge port in the longitudinal direction is The discharge port has at least one of a concave and convex curved portion on a side surface extending in the longitudinal direction. Since a typical refractory for a coke oven has a width of about 75 to 120 mm, the width of the discharge port is set to 75 to 120 mm accordingly. Thereby, since mortar can be apply | coated with respect to the substantially whole width of a to-be-coated surface at once, mortar can be apply | coated efficiently in a short time. The width of the discharge port is more preferably 90 to 110 mm.
なお、前記吐出口のスリット幅は、特に限定されず、必要なモルタルの塗布厚さなどに応じて適宜設定すればよいが、一般的には、10mm以下とすることが好ましく、5mm以下とすることが好ましい。このように、吐出口のスリット幅を狭くすることにより、吐出されるモルタルに対する抵抗となるため、吐出されるモルタルの、吐出口幅方向における厚さのばらつきを抑制することができる。なお、ここで「スリット幅」とは、湾曲部を除いた部分における、吐出口の長手方向と垂直な方向での吐出口の幅を指すものとする(図2(a)参照)。 In addition, the slit width of the discharge port is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the necessary coating thickness of the mortar. In general, the slit width is preferably 10 mm or less, and 5 mm or less. It is preferable. Thus, since the resistance to the mortar to be discharged is reduced by narrowing the slit width of the discharge port, variation in the thickness of the discharged mortar in the discharge port width direction can be suppressed. Here, the “slit width” refers to the width of the discharge port in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the discharge port in the portion excluding the curved portion (see FIG. 2A).
前記湾曲部は、図2(c)に示したように、吐出口20の長手方向に伸びる一方の側面に、凹状の湾曲部21を備えており、他方の側面は平坦であってもよい。また、図2(d)に示したように、吐出口20の長手方向に伸びる一方の側面に、凸状の湾曲部22を備えており、他方の側面は平坦であってもよい。図2(c)、(d)のような形状の吐出口を用いた場合、ダボを有する被塗布面にモルタルを塗布する際には湾曲部を有する側の側面を使用し、ダボを有しない被塗布面にモルタルを塗布する場合には湾曲部を有しない側の側面を使用するという使い分けが可能となる。
As shown in FIG. 2C, the curved portion may include a concave
しかしながら、ダボを有する定型耐火物の多くは、ズレを防止するための凸状のダボと凹状のダボを併せ持っているため、図2(a)、(b)に示したように、長手方向に伸びる側面の一方の側に凹状の湾曲部21を有し、他方の側に凸状の湾曲部22を有する吐出口20を用いることが好ましい。このような吐出口形状とすることにより、凸状のダボ15が存在する被塗布面には、吐出口20に設けられた凹状の湾曲部21を凸状のダボ15に嵌合させた状態でモルタルを塗布し、凹状のダボ16が存在する被塗布面には、吐出口20に設けられた凸状の湾曲部22を凹状のダボ16に嵌合させた状態でモルタルを塗布することができる。そのため、1つのノズルで、凸状のダボが存在する被塗布面と凹状のダボが存在する被塗布面のいずれにも、均一にモルタルを塗布することができる。
However, since many of the fixed refractories having dowels have both a convex dowel and a concave dowel to prevent misalignment, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), in the longitudinal direction, It is preferable to use a
[[テーパー部]]
本発明においては、モルタル塗布用ノズルが、吐出口が設けられた先端部に向けて先細りとなるテーパー部を先端に有していることが好ましい。図3に示すように、モルタル塗布用ノズル40が先端にテーパー部41を有していれば、定型耐火物10が組み合わさってできたコーナー部にも、ノズル40が定型耐火物10と干渉することなくモルタルを塗布することができる。このようなコーナー部への塗布を容易にするという観点から、前記テーパー部は、ノズルの吐出口の長手方向に対して垂直な面(図3の紙面)内におけるノズルの厚みが、ノズル先端に行くに従って小さくなるように設けられていることが好ましい。また、図3(a)に示したように、テーパー部41を吐出口20の片側に設けられた1つの傾斜面で構成することもできるが、ノズルの両方向における定型耐火物との干渉をなくすという観点からは、図3(b)に示したように、テーパー部41を吐出口20の両側に設けられた2つの傾斜面で構成することが好ましい。
[[Tapered part]]
In this invention, it is preferable that the nozzle for mortar application has a taper part which tapers toward the front-end | tip part in which the discharge port was provided at the front-end | tip. As shown in FIG. 3, if the
テーパー部の角度は特に限定されず、定型耐火物やノズルの形状などを考慮して適宜決定すればよいが、例えば、図3(a)に示した形態の場合にはテーパー部の角度θaを45°以下とすることが好ましい。また、図3(b)に示した形態の場合にはテーパー部の角度θbを75°以下とすることが好ましく、65°以下とすることがより好ましい。 The angle of the tapered portion is not particularly limited, and may be appropriately determined in consideration of the shape of the fixed refractory or the nozzle. For example, in the case of the form shown in FIG. It is preferable to make it 45 degrees or less. In the case shown in FIG. 3B, the taper angle θb is preferably 75 ° or less, and more preferably 65 ° or less.
[[供給口]]
上記モルタル塗布用ノズルには、ノズル内へモルタルを供給するための供給口を設けることができる。前記供給口の位置は特に限定されないが、ノズルの後端部、すなわち、吐出口が設けられている先端部とは反対側の端部に設けることが好ましい。また、供給口の数は1または複数とすることができる。しかし、供給口が複数あると、構造が複雑になることに加えて、吐出口全体から偏りなくモルタルを吐出するためには該複数の供給口のそれぞれへ均一にモルタルを供給する必要が生じるため、吐出口は1つとすることが好ましい。
[[Supply port]]
The mortar application nozzle may be provided with a supply port for supplying mortar into the nozzle. The position of the supply port is not particularly limited, but it is preferably provided at the rear end of the nozzle, that is, at the end opposite to the front end where the discharge port is provided. The number of supply ports can be one or more. However, when there are a plurality of supply ports, the structure becomes complicated, and in order to discharge mortar from the entire discharge port without deviation, it is necessary to supply the mortar uniformly to each of the plurality of supply ports. The number of discharge ports is preferably one.
[[流路]]
モルタル塗布用ノズルの内部には、上記供給口と吐出口とをむすぶ流路を設けることができる。前記流路の形状は特に限定されないが、該流路の少なくとも一部分が2つ以上に分岐していることが好ましい。一般的に定型耐火物に用いられるモルタルは粘度が高いため、供給口からモルタルを供給すると、供給口の幅をほぼ保ったままの状態で吐出口まで進み、その結果、吐出口の幅方向において偏った状態で吐出される場合がある。例えば、供給口を、吐出口の幅方向における中央に対応する位置に設けた場合、吐出口の中央付近からの吐出口が多くなる一方、吐出口の幅方向両端部からの吐出量が少なくなり、モルタルを均一に塗布できないことがある。そこで、上述のように流路を分岐させることによって、モルタルの流れを分断し、ノズルの幅方向に分散させることにより、より均一にモルタルを吐出することができる。分岐の形態については特に限定されず、ノズル幅方向におけるモルタル吐出量が均一となるように調整すればよいが、流路形状が流路幅方向において左右対称となるように分岐させることが好ましい。
[[Flow path]]
A flow path connecting the supply port and the discharge port can be provided inside the mortar coating nozzle. The shape of the channel is not particularly limited, but it is preferable that at least a part of the channel is branched into two or more. In general, mortar used for regular refractories has a high viscosity, so when mortar is supplied from the supply port, it proceeds to the discharge port while maintaining the width of the supply port substantially. As a result, in the width direction of the discharge port In some cases, the ink is discharged in a biased state. For example, when the supply port is provided at a position corresponding to the center in the width direction of the discharge port, the discharge port from the vicinity of the center of the discharge port increases, while the discharge amount from both ends of the discharge port in the width direction decreases. The mortar may not be applied uniformly. Therefore, the flow of the mortar is divided as described above to divide the flow of the mortar, and the mortar can be discharged more uniformly by dispersing in the width direction of the nozzle. The form of branching is not particularly limited, and may be adjusted so that the mortar discharge amount in the nozzle width direction is uniform, but it is preferable to branch so that the flow path shape is symmetrical in the flow path width direction.
[[材質]]
本発明において、モルタル塗布用ノズルの材質は特に限定されず、金属、セラミック、樹脂等、任意の材質とすることができるが、モルタル吐出時にかかる圧力や、モルタルとの摩擦に対する耐久性の観点からは、金属とすることが好ましく、ステンレス鋼またはアルミニウムとすることがより好ましい。また、モルタル塗布用ノズルは単一の材質で構成されていてもよいし、複数の材質で構成されていてもよい。
[[Material]]
In the present invention, the material of the nozzle for mortar application is not particularly limited and may be any material such as metal, ceramic, resin, etc., but from the viewpoint of durability against pressure applied during mortar discharge and friction with the mortar. Is preferably a metal, more preferably stainless steel or aluminum. The mortar application nozzle may be made of a single material or may be made of a plurality of materials.
[モルタル塗布用アーム型ロボット]
本発明のモルタル塗布用ノズルは、手作業によるモルタルの塗布に用いることもできるが、ロボット等に取り付けて使用することもできる。前記ロボットとしては、特に限定されず、任意のロボットを用いることができるが、塗布の自由度の高さから、アームを備えたロボット(アーム型ロボット)を用いることが好ましく、産業用に用いられる垂直多関節型ロボットを用いることがより好ましい。
[Arm type robot for mortar application]
The mortar application nozzle of the present invention can be used for manual application of mortar, but can also be used by attaching to a robot or the like. The robot is not particularly limited, and any robot can be used. However, from the viewpoint of high degree of freedom of application, it is preferable to use a robot having an arm (arm type robot), which is used for industrial purposes. It is more preferable to use a vertical articulated robot.
アーム型ロボットにノズルを取り付けて使用する場合には、該アームの先端にノズルを取り付けることが好ましい。その場合、ノズルはアームへ直接取り付けてもよく、また、モルタルを供給するためのディスペンサをロボットのアーム先端に取り付け、前記ディスペンサの先端にノズルを取り付けることもできる。 When a nozzle is attached to an arm type robot, the nozzle is preferably attached to the tip of the arm. In this case, the nozzle may be directly attached to the arm, or a dispenser for supplying mortar may be attached to the tip of the robot arm, and the nozzle may be attached to the tip of the dispenser.
上記モルタル塗布用アーム型ロボットにおいては、前記モルタル塗布用ノズルが、該モルタル塗布用ノズルの吐出方向を軸として回転可能であることが好ましい。例えば、ノズルがアームへ直接取り付けられている場合には、アーム自体の回転を利用してノズルを回転させることができる。また、ディスペンサを介してノズルがアームに取り付けられている場合には、ディスペンサとノズルとの間に、別途、ノズルを回転させるためのノズル回転手段を設けることもできる。 In the mortar application arm type robot, it is preferable that the mortar application nozzle is rotatable about the discharge direction of the mortar application nozzle. For example, when the nozzle is directly attached to the arm, the nozzle can be rotated using the rotation of the arm itself. Further, when the nozzle is attached to the arm via the dispenser, a nozzle rotating means for rotating the nozzle can be separately provided between the dispenser and the nozzle.
なお、モルタルを供給するためのディスペンサは、アーム型ロボットに据え付けてもよいし、アーム型ロボットと離れて据え付けても良い。モルタルの吐出流量を正確に制御する制御するという観点からは、ノズルとディスペンサの距離を短くすることが好ましく、具体的には、ノズルとディスペンサをつなぐホース等の長さを2m以内とすることが好ましく、1m以内とすることがより好ましい。 The dispenser for supplying mortar may be installed on the arm type robot or may be installed apart from the arm type robot. From the viewpoint of controlling the mortar discharge flow rate accurately, it is preferable to shorten the distance between the nozzle and the dispenser. Specifically, the length of the hose or the like connecting the nozzle and the dispenser should be within 2 m. Preferably, it is more preferably within 1 m.
(第1の実施形態)
次に、図面を用いて、本発明の実施形態についてさらに具体的に説明する。なお、図面において、共通する部分には同一の番号を付している。
(First embodiment)
Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In the drawings, common parts are denoted by the same reference numerals.
図4、5は、本発明の第1の実施形態におけるモルタル塗布用ノズル40の模式図であり、図4はモルタル塗布用ノズル40の外観を、図5はモルタル塗布用ノズル40の内部に設けられている流路50の形状を、それぞれ示している。
4 and 5 are schematic views of the
モルタル塗布用ノズル40は、略直方体形状の基部の一方の端部に供給口51を備えており、他方の端部にはテーパー部41と、テーパー部41の先端に設けられた吐出口20を備えている。供給口51は、モルタル塗布用ノズル40の幅方向中央に設けられている。また、テーパー部41の、ノズル側面側から見た角度θは、60°とした。吐出口20は、その長手方向に伸びる側面の一方の側に凹状の湾曲部21を有し、他方の側に凸状の湾曲部22を有しており、凹状の湾曲部21と凸状の湾曲部22とは、いずれも吐出口20の幅方向中央に設けられている。また、吐出口20の幅は100mm、吐出口20のスリット幅は3mmとした。
The
流路50は、供給口51と吐出口20を接続するように設けられており、モルタルは流路50の内部を吐出口20へ向かって流れる。本実施形態においては、吐出口20の長手方向における流路50の幅が、供給口51側から吐出口20側へ向かって連続的に増加するように構成されている。また、流路50の厚さ(側面視における幅)は、流路50の途中までは一定であるが、ある地点からはモルタル塗布用ノズル40の先端へ行くほど狭くなるように構成されている。このような形状とすることにより、幅方向におけるモルタルの流れを均一化し、より均一にモルタルを塗布することができる。
The
さらに本実施形態においては、吐出口20の長手方向両端に接するモルタル塗布用ノズル40の側面を切り欠いて、切り欠き部23を設けている。切り欠き部23を設けていない場合、例えば図6に示すように定型耐火物13の被塗布面17を塗布する場合、被塗布面18が干渉するため、ノズル幅を被塗布面17より狭くする必要があり、最端部までは塗布できないことになる。また切り欠き部23を設けることにより、切り欠き部23にモルタルが回りやすくなり、より均一にモルタルを塗布することが可能となる。なお、切り欠き部の深さは左右同じとし、具体的には1〜10mmとすることが好ましく、2〜8mmとすることが好ましいが、本実施形態においては左右とも5mmとした。
Furthermore, in this embodiment, the side surface of the
図7は、上記モルタル塗布用ノズル40を用いたモルタル塗布用アーム型ロボット100の模式図である。モルタル塗布用アーム型ロボット100は、そのアーム110の先端にディスペンサ120を備えており、ディスペンサ120の先端にモルタル塗布用ノズル40が接続されている。アーム110には複数の回転軸が設けられており、モルタルを塗布する位置へモルタル塗布用ノズル40を移動させることができる。また、ディスペンサ120とモルタル塗布用ノズル40の接続部には、ディスペンサ120の中心軸を中心としてノズル40を回転させる回転手段(図示されない)が設けられており、モルタルを塗布する面の向きに合わせてノズル40を回転させることができる。
FIG. 7 is a schematic diagram of a mortar coating
モルタル塗布用アーム型ロボット100には、モルタル供給手段200が接続されている。モルタル供給手段200は、モルタル210を収容したタンク220と、配管230とを備えており、図示されないポンプを用いてモルタル210を、モルタル塗布用アーム型ロボット100のディスペンサ120へ圧送する。
A mortar supply means 200 is connected to the
なお、さらに別の形態として、図8に示すように、モルタル塗布用アーム型ロボット100のアーム110の先端にモルタル塗布用ノズル40を直接取り付けることもできる。この場合、モルタル210は、アーム110の側部に取り付けられたディスペンサ120によってモルタル塗布用ノズル40へ供給される。また、通常の垂直多関節型ロボットであれば手首軸の回転が可能であるため、これを利用してモルタル塗布用ノズル40を吐出方向を軸として回転させることができるが、別途回転手段を設けてモルタル塗布用ノズル40を回転させることもできる。
As another embodiment, as shown in FIG. 8, a
図9は、本実施形態のモルタル塗布用ノズル40を用いてモルタルを塗布する方法を示した模式図である。本実施形態においては、モルタル塗布用ノズル40の先端面に設けられている吐出口20の長手方向がモルタル塗布用ノズル40の移動方向と垂直になるように、モルタル塗布用ノズル40を被塗布面に接近させ、被塗布面と略平行にモルタル塗布用ノズル40を移動させつつモルタルを吐出する。その際、定型耐火物13の側面のように、凸状のダボ15を有する被塗布面にモルタルを塗布するときには、吐出口20の凹状の湾曲部21を凸状のダボ15と嵌合させた状態で塗布を行う。また、定型耐火物11の上面のように、凹状のダボ16を有する被塗布面にモルタルを塗布するときには、吐出口20の凸状の湾曲部22を凹状のダボ16と嵌合させた状態で塗布を行う。
FIG. 9 is a schematic view showing a method of applying mortar using the
被塗布面と吐出口の間の距離、ノズルの移動速度、およびモルタルの吐出速度は、所望のモルタル厚みとなるように調整すればよい。例えば、一般的な条件下では、被塗布面と吐出口の間の距離を1〜11mmとすることが好ましい。 What is necessary is just to adjust the distance between a to-be-coated surface and a discharge port, the moving speed of a nozzle, and the discharge speed of a mortar so that it may become desired mortar thickness. For example, under general conditions, the distance between the application surface and the discharge port is preferably 1 to 11 mm.
(第2の実施形態)
図10は、本発明の第2の実施形態におけるモルタル塗布用ノズルの内部に設けられた流路の形状を表す図である。本実施形態においては、流路50の内部に分流部材52が設けられており、その結果、流路50の途中部分が左右2つに分岐している。前記分流部材52を設けたこと以外は、上記第1の実施形態と同様とした。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating the shape of the flow path provided inside the mortar coating nozzle according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the
分流部材52は、流路50の厚さと同じ厚さを有しており、流路50の内部を完全に分断している。分流部材52の形状は正面視で二等辺三角形であり、底辺が供給口51へ、頂点が吐出口20へ、それぞれ向くように流路50の幅方向中央に配置されている。前記二等辺三角形の寸法は、底辺gが30mm、高さfが70mmとし、供給口51から前記底辺までの距離eを20mmとした。このように流路を分岐させることにより、モルタルの流れが分断され、ノズルの幅方向に分散される結果、より均一にモルタルを吐出することが可能となる。
The
(第3の実施形態)
図11は、本発明の第3の実施形態におけるモルタル塗布用ノズルの内部に設けられた流路の形状を表す図である。本実施形態においては、流路50の内部に分流部材52が設けられている点は上記第2の実施形態と同様であるが、分流部材52の形状を円柱形とした点が異なっている。それ以外の点については、上記第1、第2の実施形態と同様とした。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a diagram illustrating the shape of a flow path provided inside a mortar coating nozzle according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
分流部材52は、流路50の厚さと同じ厚さを有しており、流路50の内部を完全に分断している。分流部材52の形状は正面視で円形であり、流路50の幅方向中央に配置されている。前記円の直径iは40mmであり、供給口51から前記円の中心までの距離hは46mmとした。このように、分流部材52の形状が異なっていても、流路50が2つ以上に分岐していれば、モルタルの流れを分断し、ノズルの幅方向に分散させて均一にモルタルを吐出することができる。
The
なお、分流部材52の形状を、上記第2の実施形態では三角形、第3の実施形態では円形としたが、それ以外の形状(例えば、4以上の頂点を有する多角形等)であっても流路50が2つ以上に分岐していれば、モルタルの流れを分断し、ノズルの幅方向に分散させて均一にモルタルを吐出することができる。また、上記実施の形態では分流部材52の個数を1個としたが、2個以上とすることもできる。
In addition, although the shape of the
(実施例)
次に、本発明の効果を確認するために、上記第1の実施形態に示した構造のモルタル塗布用ノズル40およびモルタル塗布用ノズル40を備えるモルタル塗布用アーム型ロボット100を使用して、実際にモルタルの塗布を行った。モルタルを塗布する定型耐火物の配置は図9に示した通りとし、定型耐火物11〜13としては、幅:100mm、長さ:220mm、高さ:120mmのコークス炉用耐火レンガを用いた。吐出口の幅は定型耐火物の幅と同じ100mm、スリット幅は3mm、先端テーパー部の角度は60°とした。
(Example)
Next, in order to confirm the effect of the present invention, the
(比較例)
さらに、比較のために、図12に示す先細針形状のノズルを使用してモルタルの塗布を行った。ノズル先端の吐出口は、直径5mmの円形である。ノズルの形状が異なる以外は、定型耐火物の配置や寸法を含め、実施例と同様の条件とした。
(Comparative example)
Furthermore, for comparison, mortar was applied using a tapered needle-shaped nozzle shown in FIG. The discharge port at the tip of the nozzle is circular with a diameter of 5 mm. Except for the difference in the shape of the nozzle, the conditions were the same as in the example, including the arrangement and dimensions of the fixed refractories.
実施例においては、図9に示したように水平な被塗布面、垂直な被塗布面共に1回の動作でモルタルを塗布できるが、上記比較例においては、1つの被塗布面にモルタルを塗布するために、図13に示すように複数回ノズルを往復させる必要がある。 In the embodiment, as shown in FIG. 9, the mortar can be applied to the horizontal application surface and the vertical application surface by one operation, but in the comparative example, the mortar is applied to one application surface. In order to do this, it is necessary to reciprocate the nozzle a plurality of times as shown in FIG.
実施例、比較例の両者における、ノズルの動作回数と、塗布に要した時間を表1に示す。実施例においては、水平方向の被塗布面と垂直方向の被塗布面に対して、それぞれ1回ずつノズルを移動させながら塗布を行うのみでモルタルの塗布が完了するため、動作回数は2回であった。これに対して、比較例では50回ノズルを動作させる必要があった。その結果、実施例では9秒で塗布が完了したのに対して、比較例では実施例の約19倍の170秒の時間を要した。
Table 1 shows the number of nozzle operations and the time required for coating in both Examples and Comparative Examples. In the embodiment, since the application of the mortar is completed only by applying the nozzle to the horizontal application surface and the vertical application surface while moving the nozzle once each, the number of operations is two times. there were. On the other hand, in the comparative example, it was necessary to operate the
このように、本発明のモルタル塗布方法およびモルタル塗布用ノズルによれば、コークス炉等に用いられる、ダボを有する定型耐火物の表面に、効率的かつ均一にモルタルを塗布することができる。さらに、本発明のモルタル塗布用アーム型ロボットを使用すれば、コークス炉建設におけるモルタル塗布作業を自動化することもできる。 Thus, according to the mortar coating method and the mortar coating nozzle of the present invention, the mortar can be efficiently and uniformly applied to the surface of a standard refractory having a dowel used in a coke oven or the like. Furthermore, if the arm type robot for mortar application of the present invention is used, the mortar application work in the construction of the coke oven can be automated.
10〜14 定型耐火物
15 凸状のダボ
16 凹状のダボ
17〜18 被塗布面
20 吐出口
21 凹状の湾曲部
22 凸状の湾曲部
23 切り欠き部
30 直線状の吐出口
40 ノズル
41 テーパー部
50 流路
51 供給口
52 分流部材
100 モルタル塗布用アーム型ロボット
110 アーム
120 ディスペンサ
200 モルタル供給手段
210 モルタル
220 タンク
230 配管
10 to 14
Claims (7)
前記被塗布面の幅と前記吐出口の幅との差を20mm以内とし、
前記吐出口は、凹状および凸状の湾曲部の少なくとも一方を有し、
前記湾曲部を前記ダボに嵌合させた状態で前記吐出口からモルタルを吐出する、モルタル塗布方法。 A mortar application method in which mortar is discharged from a slit-like discharge port provided at the tip of a nozzle, and the mortar is applied to the application surface of a standard refractory having a dowel,
The difference between the width of the coated surface and the width of the discharge port is within 20 mm,
The discharge port has at least one of a concave and convex curved portion,
A mortar application method, wherein mortar is discharged from the discharge port in a state where the curved portion is fitted to the dowel.
前記モルタル塗布用ノズルの先端にスリット状の吐出口を有し、
前記吐出口の、長手方向における幅が75〜120mmであり、
前記吐出口が、凹状および凸状の湾曲部の少なくとも一方を長手方向に伸びる側面に有している、モルタル塗布用ノズル。 A mortar application nozzle for use in the mortar application method according to claim 1,
Having a slit-like discharge port at the tip of the mortar application nozzle,
The discharge port has a width in the longitudinal direction of 75 to 120 mm,
The mortar coating nozzle, wherein the discharge port has at least one of a concave and convex curved portion on a side surface extending in the longitudinal direction.
前記供給口と前記吐出口とをむすぶ流路の少なくとも一部分が2つ以上に分岐している、請求項2〜4のいずれか一項に記載のモルタル塗布用ノズル。 It has one supply port for supplying mortar into the mortar application nozzle,
The nozzle for mortar application according to any one of claims 2 to 4, wherein at least a part of a flow path connecting the supply port and the discharge port is branched into two or more.
前記アームの先端に取り付けられた請求項2〜5のいずれか一項に記載のモルタル塗布用ノズルとを有する、モルタル塗布用アーム型ロボット。 Arm,
The arm type robot for mortar application | coating which has the nozzle for mortar application | coating as described in any one of Claims 2-5 attached to the front-end | tip of the said arm.
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