JP6455504B2 - モルタル塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、定型耐火物を積み上げてコークス炉を築炉する際に、アームロボットを用いて定型耐火物にモルタルを塗布する、自動化に適したモルタル塗布方法に関する。

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。

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、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場合がある。コークス炉は、このように極めて複雑な形状を有する定型耐火物を組み合わせて建設される。

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、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、ロボット等を利用して、モルタルの塗布や定型耐火物の積み上げ作業の労働負荷を低減するとともに、築炉に要する時間を短縮することが求められている。

ロボットを利用したレンガ積み作業の自動化に関しては、例えば、次の特許文献１、２の方法が提案されている。

特許文献１では、転炉炉内のレンガを配設する装置が提案されている。前記装置では、転炉炉体の胴周方向中央部の炉底部から炉体上部にタワーを配置し、タワーに昇降可能な作業デッキを設け、作業デッキの上部または下部に転炉炉体内壁に沿うリンクを配置し、リンクに着脱及び回動可能な築炉ロボットが設けられている。特許文献１に記載された前記装置では、前記築炉ロボットによって、炉底中央部から炉頂までスパイラル状に順次レンガを迅速に配設することが可能となっている。

また、特許文献２では、混銑車炉体のレンガを積む装置が提案されている。前記装置では、多関節アームとその先端にバランサがあり、バランサ先端の吸着パットによりレンガが操作される。前記多関節アームは炉口からマストにより炉内に装入され、マストは炉口部の旋回輪で旋回可能となっている。特許文献２に記載された前記装置では、炉内下部上部円周全体のレンガ積みを機械化することが可能となっている。

特開平１０−２０４５１８号公報 特開２０００−３１９７１４号公報

特許文献１、２で提案されている装置は転炉や混銑車炉体を対象としたものであった。転炉や混銑車炉体は、比較的単純な構造のレンガを規則的に積み上げて建造されるため、作業の機械化が比較的容易である。しかし、コークス炉の築炉においては、上述したように複雑な形状の定型耐火物を複雑に配置する必要があるため、特許文献１、２に記載されているような装置を利用することはできない。

また、コークス炉築炉の作業を自動化するためには、定型耐火物の積み上げだけでなく、定型耐火物へのモルタルの塗布を自動化する必要があるが、複雑な形状を有するコークス炉用定型耐火物へのモルタルの塗布を自動化することは困難であった。

例えば、図６は、定型耐火物の積み上げと、積み上げられた定型耐火物へのモルタルの塗布という、通常の人手による築炉で行われる作業をロボットで行う方法の一例を示した模式図である。この例においては、定型耐火物１０は定型耐火物把持用アームロボット２０のアーム２１の先端に備えられたハンド２２によって把持され、所定の積み位置に積み上げられる。次に、積み上げられた定型耐火物の上面や側面に、モルタル塗布用アームロボット３０によりモルタル４０が塗布される。モルタル塗布用アームロボット３０は、アーム３１の先端にディスペンサ３２を備えており、ディスペンサ３２の先端にはモルタル塗布用ノズル３３が接続されている。ディスペンサ３２はモルタル供給手段５０にホース６０で接続されている。

このように、積まれた状態の定型耐火物にモルタルを塗布する方法は、「迎えトロ」と呼ばれ、人手による作業において一般的に行われている方法である。しかし、図６に示したように、積まれた状態の定型耐火物にロボットでモルタルを塗布する場合には、次のような問題があることが分かった。

まず、積み上げられた定型耐火物の側面にモルタルを塗布するためには、モルタル塗布用ノズル３３を定型耐火物の被塗布面に適切な距離まで近づけた状態でモルタルを吐出しなければ、モルタルが空中に吐出されて定型耐火物の表面に付着しなかったり、定形耐火物の側面からダレ落ちたりしてしまう。そのため、モルタル塗布用ノズル３３の位置を極めて正確に制御する必要がある。

また、コークス炉の築炉においては、上述したように複雑な形状を有する定型耐火物を複雑に組み合わせて積み上げる必要がある。例えば、図７に示すように定型耐火物が積まれている状態において、次の定型耐火物を定型耐火物１１、１２の上に積むためには、定型耐火物１１、１２の上面である１１Ａ、１２Ａと、定型耐火物１４の側面である１４Ａ、１４Ｂにモルタルを塗布する必要がある。しかし、１４Ａにモルタルを塗布する場合には１４Ｂの面が、１４Ｂにモルタルを塗布する場合には１４Ａの面が、モルタル塗布用ノズル３３と干渉する。そのため、図６に示したような装置を用いて塗布を行おうとしても、そもそもモルタル塗布用ノズル３３を適切な距離まで定型耐火物の被塗布面に近づけることができないという問題があった。仮に、モルタル塗布用ノズル３３の形状を工夫して塗布面にモルタル塗布用ノズル３３を近づけられるようにしたとしても、モルタル塗布用アームロボット３０の姿勢とノズルの向きには制約があるため、自由にノズルを動かすことは困難である。さらに、コークス炉およびコークス炉用定型耐火物の形状は、場所によって大きく異なるため、ある部位に対してモルタルを塗布しやすい形状のノズルであっても、他の部位では定型耐火物と干渉して使用できなかったり、ノズルが小さすぎて塗布効率が悪すぎたりするといった問題もある。

本発明は、上記のように、一般建築用のレンガとはまったく異なるコークス炉用定型耐火物に特有の事情に鑑みてなされたものであり、定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、複雑な形状を有する定型耐火物であっても、該定型耐火物と干渉することなくモルタルを均一に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。

すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
１．定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、定型耐火物にモルタルを塗布するモルタル塗布方法であって、
少なくとも１台の定型耐火物把持用アームロボットおよび少なくとも１台のモルタル塗布用アームロボットを使用し、
前記定型耐火物把持用アームロボットによって前記積み位置とは異なる塗布位置において把持された状態の積み上げ前の定型耐火物の少なくとも１面に、前記モルタル塗布用アームロボットでモルタルを塗布する、モルタル塗布方法。

２．定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、定型耐火物にモルタルを塗布するモルタル塗布方法であって、
少なくとも１台のモルタル塗布用アームロボットを使用し、
前記積み位置とは異なる塗布位置に置かれた積み上げ前の定型耐火物の少なくとも１面に、前記モルタル塗布用アームロボットでモルタルを塗布する、モルタル塗布方法。

３．上記１または２に記載のモルタル塗布方法であって、
前記モルタル塗布用アームロボットが、所定の幅の開口を有するモルタル塗布用ノズルを備えており、
前記積み上げ前の定型耐火物の少なくとも１面に、前記モルタル塗布用アームロボットでモルタルを塗布する際に、前記モルタル塗布用ノズルの開口の幅方向を、該モルタル塗布用ノズルの移動方向に対して傾斜させることによってモルタルの塗布幅を調整する、モルタル塗布方法。

４．定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、定型耐火物にモルタルを塗布するモルタル塗布方法であって、
少なくとも１台の定型耐火物把持用アームロボットを使用し、
前記定型耐火物把持用アームロボットで積み上げ前の定型耐火物を把持した状態で、容器内に保持されたモルタルに前記定型耐火物を接触させることによって前記定型耐火物の少なくとも１面にモルタルを塗布する、モルタル塗布方法。

５．定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、定型耐火物にモルタルを塗布する方法であって、
少なくとも１台の定型耐火物把持用アームロボットおよび少なくとも１台のモルタル塗布用アームロボットを使用し、
前記積み位置に積まれた状態の定型耐火物の上面および側面の少なくとも一方に、前記モルタル塗布用アームロボットを用いてモルタルを塗布する工程と、
上記１〜４に記載のモルタル塗布方法の少なくとも一つにより、積み上げ前の定型耐火物の少なくとも一面にモルタルを塗布する工程とを有する、モルタル塗布方法。

本発明のモルタル塗布方法によれば、定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、複雑な形状を有する定型耐火物であっても、該定型耐火物と干渉することなくモルタルを均一に塗布することができる。

第１の実施形態におけるモルタル塗布方法を示す模式図である。 第２の実施形態におけるモルタル塗布方法を示す模式図である。 第３の実施形態におけるモルタル塗布方法を示す模式図である。 第３の実施形態における定型耐火物の回転方法を示す模式図である。 第４の実施形態におけるモルタル塗布方法を示す模式図である。 従来技術による定型耐火物の積み上げとモルタルの塗布の自動化方法の一例を示す模式図である。 コークス炉の築炉における、定型耐火物の形状と配置の一例を示す模式図である。 モルタル塗布用ノズルの形状の一例を示す模式図である。 モルタル塗布用ノズルの開口の幅Ｌが定型耐火物の被塗布面の幅Ｗより大きい場合の模式図である。 モルタル塗布用ノズルの開口の幅Ｌが定型耐火物の被塗布面の幅Ｗより大きい場合における、塗布幅の調整方法を示す模式図である。 モルタル塗布用ノズルの開口の幅Ｌが定型耐火物の被塗布面の幅Ｗより小さい場合の模式図である。 ２回に分けてモルタルを塗布する場合の一例を示す模式図である。 ２回に分けてモルタルを塗布する場合の他の例を示す模式図である。

本発明においては、コークス炉の築炉における定型耐火物へのモルタルの塗布を、次の４つの方法で行うことができる。
（１）ロボットで把持した状態の定型耐火物へ、ロボットにより塗布する方法、
（２）積み位置とは異なる塗布位置に置かれた定型耐火物へ、ロボットにより塗布する方法、
（３）ロボットで把持した定型耐火物を、容器に保持されたモルタルに接触させることにより塗布する方法、および
（４）積み位置に積まれた状態の定型耐火物へのロボットにより塗布する方法と、上記（１）〜（３）の少なくとも１つの方法とを組み合わせて塗布する方法。

前記定型耐火物としては、特に限定されることなく、レンガやプレキャストブロック等、コークス炉に用いられるものであれば任意の、コークス炉用の定型耐火物を用いることができる。前記定型耐火物としては、その表面の少なくとも１面に位置合わせ用のダボを有するものを用いることができる。前記ダボの形状は特に限定されないが、通常は、略直線状に伸びる畝状の凸部および前記凸部と係合する形状の略直線状に伸びる溝の一方または両方である。

以下、上記（１）〜（４）の各モルタル塗布方法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。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態においては、定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、積み上げ前の定型耐火物をロボットで把持し、その状態の定型耐火物にロボットでモルタルを塗布する。

図１は、本実施形態におけるモルタル塗布方法を示す模式図である。なお、図６、７と共通する要素については、共通の番号を付している。以降の図についても同様である。本実施形態においては、少なくとも１台の定型耐火物把持用アームロボット２０と、少なくとも１台のモルタル塗布用アームロボット３０が使用される。定型耐火物把持用アームロボット２０およびモルタル塗布用アームロボット３０としては、アーム型ロボットであれば任意のものを用いることができるが、可動範囲の広さなどの観点からは、垂直多関節型ロボットを用いることが好ましい。

定型耐火物把持用アームロボット２０は、アーム２１の先端に取り付けられたハンド２２により定型耐火物１０を把持することができる。定型耐火物を取り扱う上での自由度の高さから、アーム２１は複数の回転軸を備えていることが好ましい。ハンド２２としては、例えば、空気圧や電気により開閉が可能なものを用いることができる。１度に把持される定型耐火物の個数は特に限定されないが、通常は１つであってよい。定型耐火物把持用アームロボット２０は、積み上げ前の定型耐火物１０をハンド２２で把持し、該定型耐火物１０を塗布位置で保持する。

定型耐火物把持用アームロボット２０は、少なくともモルタルを塗布する際に定型耐火物１０を保持できるものであればよいが、後述するように定型耐火物を塗布位置まで移動させ、塗布終了後はモルタルが塗布された定型耐火物を所定の積み位置に積み上げる機能を兼ね備えていることが好ましい。

定型耐火物把持用アームロボット２０への定型耐火物１０の供給は、任意の方法で行うことができる。例えば、定型耐火物を供給するための配給台上に、定型耐火物の形状ごとに分けて、あるいは積む順番に予め置いておき、該配給台上にある定型耐火物を定型耐火物把持用アームロボット２０で把持し、移動させる用にしても良い。その場合、前記配給台は定型耐火物把持用アームロボット２０のアーム２１が届く範囲内に設置される。また、他の方法としては、ベルトコンベア等の供給手段を用いて、都度、定型耐火物を定型耐火物把持用アームロボット２０のアーム２１が届く範囲内へ供給することもできる。

定型耐火物把持用アームロボット２０は、積み上げ前の定型耐火物を把持した後、必要に応じて任意の位置へ定型耐火物を移動させることができる。そしてその後、定型耐火物把持用アームロボット２０によって把持された状態の定型耐火物１０の少なくとも１面に、モルタル塗布用アームロボット３０によってモルタルが塗布される。塗布を行う際の定型耐火物１０の位置（塗布位置）は、該定型耐火物が積み上げられる予定の位置（積み位置）と異なる位置であれば、定型耐火物把持用アームロボット２０とモルタル塗布用アームロボット３０のアームが届く範囲内であれば任意の位置とすることができ、例えば、図１に示したように空中とすることもできる。

モルタル塗布用アームロボット３０は、そのアーム３１の先端にディスペンサ３２を備えており、ディスペンサ３２の先端にはモルタル塗布用ノズル３３が接続されている。モルタル塗布の自由度の高さから、アーム３１は複数の回転軸を備えていることが好ましい。ディスペンサ３２はモルタル供給手段５０にホース６０で接続されている。モルタル供給手段５０は、モルタル４０を収容するホッパを備えており、図示されないポンプによってディスペンサ３２にモルタル４０を供給する。

モルタル塗布用アームロボット３０によるモルタルの塗布は、図１に示したように、定型耐火物把持用アームロボット２０のハンド２２で把持された状態の定型耐火物１０に、モルタル塗布用アームロボット３０のモルタル塗布用ノズル３３を近づけて行うことができる。この方法を、ノズルによる付けトロと呼ぶこととする。モルタルの塗布は、定型耐火物１０の少なくとも１面に行えばよいが、必要に応じて２以上の面に塗布することもできる。上述したように、積まれた状態の定型耐火物の側面にモルタルを塗布する場合、ノズルの位置制御が特に困難であるため、本発明の方法では、少なくとも定型耐火物の側面の１つ以上にモルタル塗布用アームロボットでモルタルを塗布することが好ましい。

モルタルが塗布された後の定型耐火物１０は、定型耐火物把持用アームロボット２０によって移動され、予め定められた積み位置に積み上げられる。このように、積み上げる前の定型耐火物にモルタルを塗布することにより、図６で説明したように積み上げられた定型耐火物にモルタルを塗布する方法とは異なり、ノズルが定型耐火物と干渉することなく確実に塗布を行うことができる。例えば、図７で示した状況の場合、定型耐火物１４の面１４Ａ、１４Ｂのように凹み部分にモルタルを塗布するのではなく、それらの面に接するように次に積まれる定型耐火物の凸状部分の、面１４Ａ、１４Ｂと対向する面にモルタルを塗布すればよい。

なお、モルタルを塗布する際の定型耐火物１０の向きは特に限定されず、任意の向きとすることができる。例えば、定型耐火物１０をハンド２２である向きに保持した状態で、定型耐火物１０の向きを変更することなく、モルタル塗布用ノズル３３の向きを変えることによって複数の面にモルタルを塗布することもできる。しかし、モルタル塗布の容易さの観点からは、図１に示したように被塗布面を上に向けた状態でモルタルを塗布することが好ましい。被塗布面を上に向けた状態でモルタルを塗布すれば、モルタル塗布用ノズル３３が被塗布面から多少離れていたとしても、吐出されたモルタルが自重によって落下して確実に被塗布面に塗布されるからである。ただし、本発明の方法によれば、周囲の定型耐火物などと干渉することなくモルタル塗布用ノズル３３を定型耐火物の表面に近づけることができるため、被塗布面を垂直方向とした状態で塗布を行うことも支障なく行うことができる。後述する第２の実施形態においても同様である。

図８は、モルタル塗布用ノズル３３の形状の一例を示す模式図であり、図８（ａ）はモルタル塗布用ノズル３３の斜視図、図８（ｂ）はモルタル塗布用ノズル３３の先端の形状を示す図である。モルタル塗布用ノズル３３の先端には、所定の幅Ｌを有するスリット状の開口が設けられており、前記開口からモルタルが吐出される。モルタル塗布用ノズル３３の形状は、図８のものに限定されず任意の形状とできるが、図８に示すような形状とすれば、一定の幅に均一な厚みでモルタルを塗布することができるため好ましい。

コークス炉の築炉においては、上述したように様々な形状を有する定型耐火物が用いられるため、すべてのケースにおいてモルタル塗布用本発明の一実施形態においては、さらに以下に述べるようにモルタルの塗布幅の調整を行うことができる。なお、以下に述べる塗布方法は、後述する第２の実施形態においても同様に採用することができる。

図９は、モルタル塗布用ノズルの開口の幅Ｌが定型耐火物の被塗布面１０ａの幅Ｗより大きい場合の模式図である。図９では、モルタル塗布用ノズル自体は省略し、開口３４とその移動方向（矢印）のみを示している。この図に示した例では、モルタル塗布用ノズル３３を、その開口３４の幅方向（図８に矢印Ｌで示した方向）に対して垂直方向（図９に矢印で示した方向）に移動させながらモルタルを塗布している。図９に示したように、ＬがＷより大きいとモルタルが被塗布面１０ａからはみ出してしまうため、モルタルが無駄になることに加え、場合によってははみ出したモルタルを除去する必要が生じてしまう。

そこで、図１０に示すように、前記モルタル塗布用ノズル３３の開口３４の幅方向を、該モルタル塗布用ノズルの移動方向（図９の矢印）に対して傾斜させることによってモルタルの塗布幅を調整することができる。このように開口３４を傾斜させれば、その角度を調整することによって実際に塗布されるモルタルの幅を被塗布面１０ａの幅Ｗとほぼ一致させることができ、その結果、はみ出してしまうモルタルの量を最小限とすることができる。なお、開口３４の傾斜方法は特に限定されず、所望の塗布幅となるように傾斜させればよい。例えば、開口３４の幅方向をノズルの移動方向と垂直とした状態（図９）を基準として、そこから、所望の塗布幅となるように開口３４の幅方向を傾斜させればよい。また、図１０に示したように、塗布動作の途中で開口３４の傾斜を変更することもできる。

反対に、図１１に示すようにＬがＷより小さい場合には、１度塗布する（１パス）のみでは塗り残しができてしまう。そのため、モルタル塗布用ノズル３３の位置を、被塗布面の幅方向にずらして複数回（複数パス）塗布を行うことによって、塗り残しを防ぐことができる。

例えば、図１２は、２パスに分けて塗布を行う場合の模式図である。１パス目では図１２（ａ）に示したように、開口３４の幅方向の一端が被塗布面１０ａの幅方向の一端に接するように開口３４を配置して塗布を行う。次いで、２パス目では、図１２（ｂ）に示したように、開口３４の幅方向の他端が被塗布面１０ａの幅方向の他端に接するように開口３４を配置して塗布を行う。これにより、被塗布面１０ａの全体にモルタルを塗布することができる。なお、図１２に示した場合のように、（Ｌ×パス数）がＷと一致しない場合には、各パスで塗布されるモルタルが一部（図１２の場合、被塗布面１０ａの幅方向中央）で重なってしまう。そのため、当該部分におけるモルタルの塗布厚が他の部分に比べて厚くなってしまうが、定型耐火物を積む際には隣接する定型耐火物間の距離（目地厚）が適切な厚さとなるように定型耐火物が押し付けられ、余分なモルタルは押し出されるため、問題にはならない。

また、図１２に示した方法では、モルタル塗布用ノズル３３の移動方向に対してモルタル塗布用ノズル３３の開口３４の幅方向を垂直としていたが、図１３に示すように、開口３４の幅方向を、モルタル塗布用ノズル３３の移動方向に対して傾斜させることによってモルタルの塗布幅を調整することもできる。このように開口３４を傾斜させれば、複数パスに分けてモルタルを塗布する場合においても重なって塗布される部分を最小限とすることができるため、押し出されて無駄になるモルタルの量を低減できるため、好ましい。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態においては、定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、前記積み位置とは異なる塗布位置に積み上げ前の定型耐火物を置いておき、該定型耐火物の少なくとも１面にロボットでモルタルを塗布する。

図２は、本実施形態におけるモルタル塗布方法を示す模式図である。まず、モルタルを塗布される積み上げ前の定型耐火物１０が、塗布を行うための位置（塗布位置）に置かれる。次に、前記塗布位置に置かれた定型耐火物１０に、モルタル塗布用アームロボット３０のモルタル塗布用ノズル３３を近づけてモルタルを塗布する。モルタルの塗布は、定型耐火物１０の少なくとも１面に行えばよいが、必要に応じて２以上の面に塗布することもできる。この方法を、定型耐火物静置による付けトロと呼ぶこととする。なお、ここで説明する以外の点については、第１の実施形態と同様とすることができる。

前記塗布位置は、積み位置と異なる位置であれば任意の位置とすることができる。例えば、定型耐火物を移動させることのできるロボット等を用いて、図２に示したようにモルタル塗布用アームロボット３０のアーム３１が届く範囲内に定型耐火物１０を移動させることもできる。また、作業効率の観点からは、定型耐火物を供給するための配給台上に、定型耐火物の形状ごとに分けて、あるいは積む順番に予め置いておき、該配給台上に置かれている定型耐火物にモルタルの塗布を行うこともできる。

第１の実施形態と同様に、本実施形態の方法においても、ノズルが定型耐火物と干渉することなく確実に塗布を行うことができる。また、本実施形態の方法では、モルタルを塗布する際に定型耐火物をロボットで把持し続けている必要がないため、作業効率に優れている。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態においては、定型耐火物把持用アームロボットで積み上げ前の定型耐火物を把持した状態で、容器内に保持されたモルタルに前記定型耐火物を接触させることによって前記定型耐火物の少なくとも１面にモルタルを塗布する。

図３は、本実施形態におけるモルタル塗布方法を示す模式図である。本実施形態では、モルタル４０は容器７０内に収容されており、定型耐火物把持用アームロボット２０で把持した定型耐火物１０をモルタル４０と接触させることによって定型耐火物１０の表面にモルタルが塗布される。この方法を、ドブ付けによる付けトロと呼ぶこととする。

容器７０としては、モルタルを収容することができるものであれば任意のものを用いることができ、例えば、バット等を用いることができる。定型耐火物１０をモルタル４０と接触させる方法は、特に限定されず、少なくとも定型耐火物の被塗布面がモルタル４０の液面と接触し、モルタルが定型耐火物表面に付着すればよく、例えば、定型耐火物１０をモルタルの液面に向かって真っ直ぐ降下させればよい。その際、定型耐火物表面とモルタルとの接触を確実なものとするという観点からは、定型耐火物の被塗布面が、３ｍｍ以上モルタルの液面より下となるまで、定型耐火物をモルタル中へ浸漬させることが好ましい。一方、過度にモルタル中に浸漬させると、塗布を行う必要がない側面へのモルタルの付着が無視できなくなるため、定型耐火物の被塗布面が、２０ｍｍ以上モルタルの液面より下となるまで浸漬しないことが好ましい。言い換えれば、被塗布面の浸漬深さを、３〜２０ｍｍとすることが好ましい。また、定型耐火物１０を把持しているハンド２２にモルタルが付着すると、付着したモルタルが乾燥、固着し、定型耐火物の取り扱いに支障をきたすおそれがあるため、ハンド２２をモルタルに接触させないことが好ましい。

また、定型耐火物の表面に均一にモルタルを付着させるという観点からは、定型耐火物１０をモルタル４０に接触（浸漬）させた状態で、定型耐火物１０を往復運動させることが好ましい。前記往復運動は、上下方向での運動や、揺動、回転など、任意のものとすることができるが、図４に矢印で示すように、モルタル４０の液面に垂直な面内において往復上下運動させてモルタルを塗布面全体に馴染ませ、液面に平行な面内において往復回転運動させモルタルの剥離を防止しながらモルタル液面から引き離すことが好ましい。前記往復回転運動には、アーム２１が備える回転軸を利用することができる。

ドブ付けによる付けトロの動作は、例えば、次のようにして行うことができる。まず、被塗布面がモルタル液面から１０ｍｍ下となるまで定型耐火物をモルタルに浸漬し、往復上下運動をストローク３ｍｍで３回行う。次いで、往復回転運動を定型耐火物の垂直中心軸に対して±１３°の範囲で行いつつ、前記往復回転運動１往復あたり２ｍｍの速度で垂直に引き上げる。前記往復回転運動は、被塗布面がモルタル液面から完全に離れるまで繰り返す。

第１の実施形態と同様に、本実施形態の方法においても、ノズルが定型耐火物と干渉することなく確実に塗布を行うことができる。また、本実施形態の方法では、モルタル塗布用アームロボットが不要であるため、コークス炉の築炉に必要な装置を簡略化することができる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態においては、定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、前記積み位置に積まれた状態の定型耐火物にロボットを用いてモルタルを塗布する方法（迎えトロ）と、付けトロによるモルタル塗布方法を併用してモルタルの塗布が行われる。前記付けトロによるモルタル塗布方法としては、上記第１〜第３の実施形態に対応するモルタル塗布方法の少なくとも一つを用いることができる。また、上記迎えトロによる塗布方法としては、例えば、図６を用いて説明した方法を用いることができる。

ここでは、図５に示す組み合わせで定型耐火物を積む場合について手順を説明する。この例では、８０〜９１の定型耐火物が、この順序で一つずつ図に示した位置に積まれる。その際、図６を用いて説明したような、積まれた定型耐火物にモルタルを塗布する方法（迎えトロ）のみによってモルタル塗布を行おうとすると、次のような動作となる。

（１）定型耐火物８０を設置。
（２）面８０Ａ、８０Ｂにモルタルを塗布。
（３）定型耐火物８１を設置。
（４）面８１Ａにモルタルを塗布。
（５）定型耐火物８２を設置。
（６）面８２Ａにモルタルを塗布。
（７）定型耐火物８３を設置。

ここで、前記（７）の工程の次には、面８３Ａ、８３Ｂにモルタルを塗布することとなるが、面８３Ａに存在する凸状のダボとノズルが干渉するため、モルタル塗布用アームロボットによる面８３Ｂにモルタルを塗布することができない。

これに対して、本実施形態の方法であれば、上記（１）〜（７）の工程は上述の通り迎えトロで行う一方、（７）の次は積まれている定型耐火物８３にモルタルを塗布することに変えて、次に積まれる定型耐火物８４の、面８３Ａ、８３Ｂと対向する面にモルタルを塗布し、その後、図５に示した位置に設置することによって、ノズルの干渉の問題なく定型耐火物の積み作業を進めることができる。このように、隣接する定型耐火物が、２またはそれ以上の側面で接する場合、特に、ダボを除いた上面形状が略Ｔ字型であるような定型耐火物（図５における８１、８３、８８、８６）を用いる場合には、本発明のモルタル塗布方法が極めて有効である。

ここで、定型耐火物８４へのモルタル塗布は、第１〜第３の実施形態に示した方法のいずれかを用いて行うことができる。８５以降の定型耐火物についても、ノズルとの干渉等によって迎えトロが困難である部分については、第１〜第３の実施形態のいずれかの方法を用いてモルタルを塗布することによって、すべての定型耐火物の積み作業を完了することができる。なお、図５の例では定型耐火物１段分のみについて説明したが、複数段の定型耐火物を積む際には、積まれている定型耐火物の上面にも迎えトロによってモルタルを塗布することが好ましい。

このように、積まれた定型耐火物にモルタルを塗布する方法（迎えトロ）と、積まれる前の定型耐火物にモルタルを塗布する方法とを組み合わせることによって、使用する定型耐火物の形状や配置によらず、確実にモルタルを塗布することが可能となる。

１０〜１４ 定型耐火物
２０ 定型耐火物把持用アームロボット
２１ アーム
２２ ハンド
３０ モルタル塗布用アームロボット
３１ アーム
３２ ディスペンサ
３３ モルタル塗布用ノズル
３４ 開口
４０ モルタル
５０ モルタル供給手段
６０ ホース
７０ 容器
８０〜９１ 定型耐火物

Claims (3)

1. 定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、定型耐火物にモルタルを塗布するモルタル塗布方法であって、
   少なくとも１台の定型耐火物把持用アームロボットおよび少なくとも１台のモルタル塗布用アームロボットを使用し、
   前記定型耐火物把持用アームロボットによって前記積み位置とは異なる塗布位置において把持された状態の積み上げ前の定型耐火物の少なくとも１面に、前記モルタル塗布用アームロボットでモルタルを塗布し、
   前記モルタル塗布用アームロボットが、所定の幅の開口を有するモルタル塗布用ノズルを備えており、
   前記積み上げ前の定型耐火物の少なくとも１面に、前記モルタル塗布用アームロボットでモルタルを塗布する際に、前記モルタル塗布用ノズルの開口の幅方向を、該モルタル塗布用ノズルの移動方向に対して傾斜させることによってモルタルの塗布幅を調整する、モルタル塗布方法。
2. 定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、定型耐火物にモルタルを塗布するモルタル塗布方法であって、
   少なくとも１台のモルタル塗布用アームロボットを使用し、
   前記積み位置とは異なる塗布位置に置かれた積み上げ前の定型耐火物の少なくとも１面に、前記モルタル塗布用アームロボットでモルタルを塗布し、
   前記モルタル塗布用アームロボットが、所定の幅の開口を有するモルタル塗布用ノズルを備えており、
   前記積み上げ前の定型耐火物の少なくとも１面に、前記モルタル塗布用アームロボットでモルタルを塗布する際に、前記モルタル塗布用ノズルの開口の幅方向を、該モルタル塗布用ノズルの移動方向に対して傾斜させることによってモルタルの塗布幅を調整する、モルタル塗布方法。
3. 定型耐火物を所定の積み位置に積み上げてコークス炉を築炉する際に、定型耐火物にモルタルを塗布する方法であって、
   少なくとも１台の定型耐火物把持用アームロボットおよび少なくとも１台のモルタル塗布用アームロボットを使用し、
   前記積み位置に積まれた状態の定型耐火物の上面および側面の少なくとも一方に、前記モルタル塗布用アームロボットを用いてモルタルを塗布する工程と、
   請求項１または２に記載のモルタル塗布方法により、積み上げ前の定型耐火物の少なくとも一面にモルタルを塗布する工程とを有する、モルタル塗布方法。

Images