(57)【要約】【課題】  剥離しにくい被覆層を形成することができるタンディッシュへの被覆材の吹付け施工方法を提供する。【解決手段】  本発明の吹付け施工方法は、ノズルを通じて被覆材をタンディッシュの底面に吹き付けながら、その被吹付領域を底面内で走査させ、底面に被覆層を形成する工程と、被吹付領域をタンディッシュの側面１２に移行させたのち、ノズル２と側面１２とのなす角をα°、ノズルから噴出する被覆材の拡がり角をβ°としたとき、α−β／２≧５０を満たす条件で、被吹付領域を側面に沿って周回させ、一巡する毎に上昇させるサイクルを繰り返すことで、側面に被覆層を形成する工程とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）被覆材をノズルを通じてタンディッシュの底面に吹き付けながら、その被吹付領域を前記底面内で走査させ、前記底面に被覆層を形成する工程と、
（ｂ）前記被吹付領域をタンディッシュの側面に移行させたのち、ノズルと前記側面とのなす角をα°、ノズルから噴出する被覆材の拡がり角をβ°としたとき、α−β／２≧５０を満たす条件で、前記被吹付領域を前記側面に沿って周回させ、一巡する毎に上昇させるサイクルを繰り返すことで、前記側面に被覆層を形成する工程と
を有するタンディッシュへの被覆材の吹付け施工方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）では、α≧９５も満たす請求項１に記載の吹付け施工方法。
【請求項３】
さらに、前記工程（ｂ）の後に、（ｃ）前記側面に形成した被覆層を平滑化する処理、及び前記底面に形成した被覆層の表面から飛散物を取り除く処理の少なくともいずれか一方の処理を行う工程を有する請求項１又は２に記載の吹付け施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンディッシュへの被覆材の吹付け施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造に使用されるタンディッシュは、鉄皮の内側に、内張り耐火物が設けられた構造をもつ。さらに、内張り耐火物には、溶鋼の汚染防止、残鋼処理の容易化、及び内張り耐火物の保護等の目的で、被覆層が形成される。被覆層は、マグネシア粉体等の耐火性粉体と、リン酸塩等の結合剤とを含む被覆材で形成される。
【０００３】
被覆材の施工方法としては、これをノズルを通じて吹付ける吹付け施工方法が採られている。吹付けに際し、例えば、ノズルに至る搬送管内及び／又はノズル内で、被覆材に施工水が添加される。施工水は、被覆材を被施工面に付着させる等の役割をもつ。ノズルをタンディッシュの内面に沿って走査させることで、タンディッシュの内面に被覆層を形成することができる。
【０００４】
図６に、非特許文献１に開示されたノズルの走査パターンを再現する。タンディッシュ１０の側面の上端から施工を開始し、水平方向右回りに施工が進行する。一巡する毎に予め定めた寸法だけ降下するサイクルを十数段繰り返すことで側面に被覆層を形成する。続けて、底面の施工に移行し、底面にも被覆層を形成して施工を終了する。なお、非特許文献２や特許文献１にも、同様の手順が示されている。
【０００５】
このように、従来はタンディッシュの側面の上方から下方に向かって被覆層を形成し、最後に底面に被覆層を形成していた。かかる手順を採る理由は、次の通りである。
【０００６】
第１の理由は、側面に平滑な被覆層を形成するためである。即ち、被覆材は、側面に吹付けられたのち、重力で下方にだれ落ちる場合がある。図６のように、上方から下方に向かって施工を進行させれば、仮にだれ落ちが生じても、いずれその部分に改めて被覆材が吹付けられるので、だれ落ちに起因する被覆層の凸凹化を防止できる。
【０００７】
第２の理由は、底面に飛散物が残留するのを防止するためである。即ち、被覆材を側面に吹付けた際、その一部が側面からリバウンドすることは避けられず、リバウンドした飛散物は下方に落下する。側面を施工した後に底面を施工すれば、側面の施工中に底面に飛散物が堆積しても、最後に底面を施工するときにそれを被覆層で埋め殺すことができる。このため、底面に飛散物が残留するのを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−７０４６１号公報（第５図参照）
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】鎌田ら、「連鋳用タンディッシュにおけるコーティング自動吹付システムの開発」、耐火物、３５−６８７、１９８３年、ｐ１９〜２４（Ｆｉｇ．１１参照）
【非特許文献２】尾崎ら、「タンディッシュ自動吹付機について」、品川技報、Ｎｏ．２８、１９８４年、ｐ９５〜１０４（Ｆｉｇ．６参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
被覆層は、加熱乾燥を経て使用に供される。被覆層は、溶損による寿命をまたずして、加熱乾燥の途中又はタンディッシュの使用時に、内張り耐火物から剥離してしまうことがある。
【００１１】
本発明の目的は、被覆層の剥離を防止することができるタンディッシュへの被覆材の吹付け施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
図５（Ａ）は、被覆材よりなる施工体の正面図である。水平な第１の破線Ｔ１に沿ってノズルを移動させることで、タンディッシュの側面に、水平に延在する施工体２０が形成されている。既述のように、施工体２０の一部が、だれ落ち部２１ａとなることがある。
【００１３】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＺ−Ｚ線の位置における断面図である。施工体２０は、中央が最も厚く、上下端に近づくに従って薄くなった断面形状をもつ。
【００１４】
以下、施工体において厚さが幅方向中央の厚さの１％以上の部分を中央部、１％未満の部分を粉塵付着部と呼ぶことにする。図５（Ｂ）では、符号２１が中央部を示し、符号２２及び２３が粉塵付着部を示す。
【００１５】
図５（Ａ）に戻って説明を続ける。従来、ノズルを第１の破線Ｔ１の高さで一巡させたのち、第１の破線Ｔ１よりも下方の第２の破線Ｔ２に沿ってノズルを走査させる。第２の破線Ｔ２に沿って形成する施工体は、既に形成した施工体２０と一部オーバーラップする。
【００１６】
このため、施工体２０における下方の粉塵付着部２３、及びだれ落ち部２１ａは、第２の破線Ｔ２に沿って形成する新たな施工体によって覆われることとなる。
【００１７】
本発明者らは、鋭意研究の結果、粉塵付着部２３の存在、及びだれ落ち部２１ａの存在が、被覆層に剥離をもたらす一要因となっていることを見出した。
【００１８】
即ち、粉塵付着部２２及び２３は施工水を殆ど含有せず、細かい粒子が被施工面に弱く付着した状態にある。また、だれ落ち部２１ａは施工水を過剰に含有し、被施工面への付着力は弱い。このため、施工体のうち、前回形成した施工体の粉塵付着部２３やだれ落ち部２１ａを覆った部分は、被施工面への付着力が弱く、剥離しやすい。
【００１９】
一般の吹付け施工体の形成においては、剥離の原因として、粉塵付着部やだれ落ち部の存在は無視できる。しかし、タンディッシュの被覆層は、一般の吹付け施工体と異なり、厚さが例えば１０〜３０ｍｍ程度と薄く施工されるため、強度を確保しにくく、粉塵付着部やだれ落ち部の存在も剥離をもたらす要因となりうる。
【００２０】
以下、本発明の説明に先立ち、図１に示す状況を例に挙げて、本明細書で用いる用語の説明をする。
【００２１】
図１は、ノズルとタンディッシュの側面との断面図である。ノズル２を通じて被覆材がタンディッシュの側面１２に吹き付けられている。
【００２２】
被吹付領域とは、被施工面（ここでは側面１２）内において被覆材が吹き付けられている領域をいう。詳細には、ノズルの位置を固定して吹付けを行い、最も厚い部分が２００ｍｍの厚さをもつ施工体を形成したとき、施工厚さ１ｍｍ以上の領域をそのノズル位置における被吹付領域と定義する。
【００２３】
ノズルと側面とのなす角α°とは、ノズル２の中心軸を表す第１の仮想直線Ｓ１、及び第１の仮想直線Ｓ１と側面１２との交点Ｕを通って水平方向（図１の紙面に垂直な方向）に延びる第２の仮想直線の双方を面内に含む仮想平面と、側面１２とが、タンディッシュの底面側に成す角度をいう。
【００２４】
ノズルから噴出する被覆材の拡がり角β°とは、点Ｕを通り側面１２に垂直な第３の仮想直線、及び第１の仮想直線Ｓ１の双方を面内に含む仮想平面（以下、入射面という。）で切った断面視において、即ち、図１の断面図において、被吹付領域の上端Ｖからノズル２の端面２ａまでの距離を表す仮想線分Ｓ２と、被吹付領域の下端Ｗからノズル２の端面２ａまでの距離を表す仮想線分Ｓ３とが側面１２側に成す角度をいう。
【００２５】
以上のように角度α及びβを定義するとき、入射面で切った断面視において、即ち、図１の断面図において、仮想線分Ｓ２と側面１２とがタンディッシュの底面側に成す角度（以下、上側入射角という。）Ｘは、α−β／２で表される。
【００２６】
本発明の一観点によれば、（ａ）ノズルを通じて被覆材をタンディッシュの底面に吹き付けながら、その被吹付領域を前記底面内で走査させ、前記底面に被覆層を形成する工程と、（ｂ）被吹付領域をタンディッシュの側面に移行させたのち、ノズルと側面とのなす角をα°、ノズルから噴出する被覆材の拡がり角をβ°としたとき、α−β／２≧５０を満たす条件で、被吹付領域を側面に沿って周回させ、一巡する毎に上昇させるサイクルを繰り返すことで、側面に被覆層を形成する工程とを有するタンディッシュへの被覆材の吹付け施工方法が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
下方から上方に向かって被覆層を形成するため、施工体にだれ落ち部が生じても、次のサイクルで形成する施工体がそのだれ落ち部を覆うことがない。このため、被覆層と側面との間にだれ落ち部が介在することに起因した剥離を防止することができる。
【００２８】
角度α−β／２（例：図１の上側入射角Ｘ）≧５０°を満たすことで、施工体の上側の粉塵付着部（例：図５（Ａ）の粉塵付着部２２）の幅を狭くすることができる。このため、前回のサイクルで形成した施工体の上側の粉塵付着部を、次のサイクルで形成する施工体が覆うことに起因した剥離を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ノズルとタンディッシュの側面とを示す部分断面図である。
【図２】実施例による走査パターンを示す概略図である。
【図３】実施例による吹付け施工装置の一部を示す断面図である。
【図４】図１の角度Ｘと接着強度との関係を示すグラフである。
【図５】（Ａ）はタンディッシュの側面に形成した施工体の正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＺ−Ｚ線の位置における断面図である。
【図６】従来の走査パターンを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図２に、実施例によるノズルの走査パターンを示す。図２は、タンディッシュの平面図であり、矢印で示した実線は、図１のノズル２の中心軸（第１の仮想直線Ｓ１）とタンディッシュの内面との交点の軌跡を示す。
【００３１】
まず、タンディッシュ１０の底面１１内の始点Ｐと対向する位置にノズル配置し、始点Ｐから施工を開始する。ノズルから底面１１に被覆材を吹き付けながら、その被吹付領域を底面１１内で走査させる。図２の例では、タンディッシュ１０の長手方向にジグザグ状に往復する施工パターンに従って、被吹付領域を走査させる。
【００３２】
底面１１に被覆層を形成すると、被吹付領域を側面１２に移行させる。そして、図１の上側入射角Ｘ≧５０°を満たす条件で、被吹付領域を側面１２に沿ってある高さ位置で周回させ、一巡する毎にある寸法だけ上昇させるサイクルを繰り返す。被吹付領域が側面１２の上端における終点Ｑに達したら、被覆層の形成が完了する。
【００３３】
なお、図２には、便宜上、側面１２の施工を５回の周回で終える例を示したが、周回の回数及び一巡する毎に上昇させる寸法は特に限られない。
【００３４】
以上のように、下方から上方に向かって被覆層を形成してゆく場合、施工体にだれ落ちが生じても、そのだれ落ちは既に形成した施工体の表面上を流れるだけであり、次のサイクルで形成する施工体がそのだれ落ち部を覆うことがない。このため、被覆層と側面との間にだれ落ち部が介在することに起因した剥離を防止することができる。
【００３５】
また、図１の上側入射角Ｘ≧５０°とすることで、図５（Ａ）の施工体２０の上側の粉塵付着部２２の幅を狭くすることができる。このため、前回のサイクルで形成した施工体の上側の粉塵付着部を、次のサイクルで形成する施工体が覆うことに起因した剥離を抑えることができる。
【００３６】
なお、図１で、上側入射角Ｘ≧５０°以上とすることは、角度α及びβの少なくともいずれか一方を調整することで実現できる。
【００３７】
従来、角度αは９０°以下、角度β／２は４５°程度であるので、上側入射角Ｘは高々４５°である。かかる条件下では、角度αを９５°と大きくすることで、角度β／２の既定値４５°を変更することなく、上側入射角Ｘを５０°にすることができる。
【００３８】
また、角度βを小さくすることによっても、上側入射角Ｘ≧５０°以上を実現できる。角度βを小さくすることは、例えば、先絞り状のノズルを使用すること、ノズルの内径を小さくすること、被覆材の吹付け圧力を小さくすること等によって容易に実現できる。
【００３９】
なお、本手法によると、側面１２に形成する被覆層がだれ落ち部をもつ可能性、及び側面１２の施工中にリバウンドした飛散物が底面１１の被覆層に堆積する可能性がある。そこで、側面１２に被覆層を形成した後、その側面１２の被覆層を平滑化する処理、及び底面１１に形成した被覆層の表面から飛散物を除去する処理の少なくともいずれか一方を行うことが好ましい。
【００４０】
図３は、実施例による吹付け施工装置の一部を示す断面図である。被覆材がエアー搬送される搬送管１に、ノズル２が接続されている。ノズル２の中心軸を表す第１の仮想直線Ｓ１は、搬送管１の中心軸を表す第３の仮想直線Ｓ４とコーナー部３において交差する。
【００４１】
施工水供給部４が、搬送管１に設けられている。施工水供給部４は、搬送管１に形成された複数の貫通孔４ａと、搬送管１におけるそれら貫通孔４ａが形成された部分の外周を覆うリング状部材４ｂと、リング状部材４ｂ内に施工水を供給する施工水供給管４ｃとを有する。施工水供給部４において、被覆材に施工水が添加される。
【００４２】
エアー供給部５が、ノズル２に設けられている。エアー供給部５は、ノズル２に形成された複数の貫通孔５ａと、ノズル２におけるそれら貫通孔５ａが形成された部分の外周を覆うリング状部材５ｂと、リング状部材５ｂ内に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給管５ｃとを有する。
【００４３】
振動部材６が、ノズル２の内面に固定されている。振動部材６は、可撓性をもつ材料、具体的にはゴムよりなり、一端の開口が他端の開口よりも絞られたコーン状体の、一端側開口に、他端に向かって延びる切り込みを複数形成した形状をなす。振動部材６は、その一端から他端までの間に、貫通孔５ａから供給される圧縮エアーがあたる位置に配置されている。
【００４４】
振動部材６は、これに被覆材が衝突することで振動し、その振動力によって、被覆材と施工水供給部４で供給された施工水との混合を促進する。また、エアー供給部５から圧縮エアーを供給することで、振動部材６の振動エネルギーを高めることができ、被覆材と施工水との混合をさらに促進することができる。
【００４５】
被覆材と施工水との混ざり具合も、図１の上側入射角Ｘと同様、図５（Ａ）の粉塵付着部２２の幅を左右する因子となる。被覆材と施工水とが良好に混ざり合っている程、粉塵付着部の幅が狭くなる。このため、図３のように振動部材６を備えたノズル２を使用することで、図１の上側入射角Ｘ≧５０とすることと相まって、被覆層の剥離防止効果を一層高めることができる。
【実施例】
【００４６】
被覆層の接着強度と図１の上側入射角Ｘとの関係を調べるために次の実験を行った。
【００４７】
れんがを縦横に積んで形成した垂直なテスト面に対し、図３のノズル２を用い、図１の角度β／２が４５°となる条件で、被覆材を吹付ける。ノズル２をテスト面の一端から他端に向かって水平に走査させた後、所定寸法上昇させ、他端から一端に向かって水平に走査させるサイクルを繰り返し、テスト面に被覆層を形成する。
【００４８】
その後、サイクル間で施工体をオーバーラップさせた部分のれんがを所定個切り出し、１１０℃で加熱乾燥後、れんがと施工体との界面のせん断強さを測定し、かつ切り出したれんが間での測定結果の平均値を求める。
【００４９】
上側入射角Ｘが、３５°、４５°、５０°、５５°、及び７０°である場合の上記せん断強さの平均値をそれぞれ求め、上側入射角Ｘが５０°の場合のせん断強さの平均値で割って１００倍した値（接着強度指数）を求める。なお、上側入射角Ｘの変更は、角度αのみを変更することで行った。
【００５０】
図４に、その結果のグラフを示す。横軸が上側入射角Ｘ、縦軸が接着強度指数を示す。上側入射角Ｘ≧５０のときに、特に接着強度が高まることが分かる。
【００５１】
以上、本発明の具体例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図３には、乾式の吹付け施工装置を示したが、本発明は、予め被覆材を施工水で錬った坏土を吹付ける湿式吹付け施工法にも適用されうる。この他、種々の組み合わせ及び改良が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００５２】
１…搬送管、２…ノズル、２ａ…ノズルの端面、３…コーナー部、４…施工水供給部、４ａ…貫通孔、４ｂ…リング状部材、４ｃ…施工水供給管、５…エアー供給部、５ａ…貫通孔、５ｂ…リング状部材、５ｃ…圧縮エアー供給管、６…振動部材、１０…タンディッシュ、１１…底面、１２…側面、２０…施工体、２１…中央部、２１ａ…だれ落ち部、２２…上方の粉塵付着部、２３…下方の粉塵付着部、Ｔ１…第１の破線、Ｔ２…第２の破線、Ｐ…始点、Ｑ…終点、Ｓ１…第１の仮想直線、Ｓ２，Ｓ３…仮想線分、Ｓ４…第３の仮想直線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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