(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混銑車内の耐火物表面に複数の分割ゾーンを設定するとともに、各分割ゾーンにおける補修厚み条件を設定し、かつ耐火物の予想損耗パターンを作成し、受銑・操業後にプロフィールメータにより耐火物の実績損耗パターンを測定し、実績損耗パターンと予想損耗パターンとを比較して最適補修パターンを選択し、これに基づいて補修厚み条件を再設定して、この条件に基づいて耐火物の自動補修を行うようにしたことを特徴とする混銑車の耐火物補修方法。
【請求項２】
補修厚み条件の再設定において、分割ゾーンの変更が行われる請求項１に記載の混銑車の耐火物補修方法。
【請求項３】
実績損耗パターンがオフライン３次元シュミレータに取り込まれ、最適補修パターンが選択される請求項１または２に記載の混銑車の耐火物補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混銑車等の内部に施工した耐火物の補修を行う混銑車の耐火物補修装置および耐火物補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶銑を運搬する混銑車の鉄皮の内面には、これを保護するために耐火物が施工されている。この耐火物は、高温の溶銑やスラグによって磨耗したり、化学的に劣化するため、従来より、摩耗・劣化した耐火物を補修するための作業が行われている。
従来、混銑車の耐火物を補修するための方法として、混銑車内に中子を設置し、この中子と鉄皮との間に不定形耐火物を流し込んで、新たな耐火物を施工する方法があった。
【０００３】
しかし、中子を使用した耐火物補修方法では、中子の設置及び撤去作業が必要であり、作業効率が悪かった。また、混銑車の溶銑出入口が狭いため、中子の設置及び撤去作業において、混銑車を上下に分割しなければならない場合もあり、作業が面倒であった。
このような中子を使用した耐火物補修方法の欠点を補うために、溶銑出入口から混銑車内部に吹き付けノズルを挿入し、混銑車の内面に不定形耐火物を吹き付ける補修方法が創案された。
【０００４】
例えば、特公平５−５５７９６号公報には、「炉内耐火物のライニング方法」に係る発明が開示されている。この発明は、「炉内耐火物表面全体あるいは任意部分を予め複数の部分に区画して番地を定め、かつ該番地を計算機等に予め記憶させておき、この記憶された番地に基づいてライニング装置を作動させることにより、所定番地の耐火物表面に耐火物をライニングする。」こと、および「炉内耐火物表面全体あるいは任意部分を予め複数の部分に区画して番地を定め、かつ該番地を計算機等に予め記憶させておき、この記憶された番地に基づいてテレビカメラを移動させ、これにより、該炉内耐火物表面をテレビカメラにより撮影して耐火物の表面状況を番地ごとに検出し、必要なる番地の炉内耐火物表面に耐火物をライニングする。」ことを要旨としている。
同公報の発明によれば、人間が炉内に直接入ることなく炉外部にいて耐火物表面を検出し、必要箇所に不定形耐火物をライニングすることができるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特公平５−５５７９６号公報に開示された発明にあっては、ライニング装置を予め区画した番地に基づいて自動作動させているものの、耐火物の表面状況の検出はテレビカメラによる遠隔目視より行っているので、定性的な検出しか行うことができなかった。したがって、不定形耐火物の吹き付け厚み決定が困難であり、テレビカメラでは遠近感がつかめないので、施工品質の確認も困難であった。
【０００６】
また、テレビカメラにより吹き付け厚みの決定および吹き付け後の確認を行っているので、オペレータによる遠隔操作を余儀なくされ、人間が炉内に直接入る必要がないという程度の自動化に過ぎなかった。さらに、耐火物全範囲における吹き付け厚みを管理するという思想はなく、その意味で摩耗部分のみを集中的に補修するという部分補修向けの補修方法であった。
【０００７】
一方、混銑車の場合には溶銑出入口が狭いため、高炉出銑樋等の補修に使用する汎用のマニピュレータを使用することができず、混銑車における不定形耐火物の補修に適した吹き付け装置の開発が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みて鑑み提案されたもので、混銑車における不定形耐火物の補修作業の自動化を容易に達成することができ、耐火物全体において良好な施工品質を保持することができる耐火物補修装置を提供することを目的とする。また、混銑車の耐火物の表面状況を定量的に検出することができ、耐火物全体における吹き付け厚みを管理することができ、良好な施工品質を完全自動補修により達成することができる耐火物補修方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明の混銑車の耐火物補修方法は、混銑車内の耐火物表面に複数の分割ゾーンを設定するとともに、各分割ゾーンにおける補修厚み条件を設定し、かつ耐火物の予想損耗パターンを作成し、受銑・操業後にプロフィールメータにより耐火物の実績損耗パターンを測定し、実績損耗パターンと予想損耗パターンとを比較して最適補修パターンを選択し、これに基づいて補修厚み条件を再設定して、この条件に基づいて耐火物の自動補修を行うようにしたものである。
【００１４】
上記耐火物補修方法において、好ましくは、補修厚み条件の再設定で分割ゾーンの変更が行われるものである。
【００１５】
また、好ましくは、実績損耗パターンがオフライン３次元シュミレータに取り込まれ、最適補修パターンが選択されるものである。
【００１６】
本発明の耐火物補修装置によれば、ベースブロックが吹き付けノズルを混銑車の受銑口位置へと案内し、中間ブロックが吹き付けノズルを受銑口から混銑車内へ挿入して、不定形耐火物の吹き付け時に、先端ブロックが混銑車の中心軸を基軸として吹き付けノズルを回転動作させる。
【００１７】
すなわち、ベースブロックに備えられた走行手段によって混銑車における長手方向位置を調整し、また横行手段によって混銑車における幅方向位置を調整し、さらに回転機構によって周方向位置を調整することにより、中間ブロック、先端ブロック、およびこれに備えられた吹き付けノズルが受銑口へと案内される。
また、中間ブロックに備えられた昇降手段によって先端ブロックが混銑車の中心軸まで降下され、回動可能な複数の関節によって先端ブロックおよびこれに備えられた吹き付けノズルが該中心軸に位置決め調整される。
さらに、先端ブロックは伸縮機構によって伸縮して吹き付けノズルの長手方向位置を調整し、回動可能な複数の関節によって混銑車内の耐火物へノズル口を臨ませて、上記中心軸を基軸として、回転機構によって吹き付けノズルが回転動作されるものである。
【００１８】
このように混銑車の受銑口への移動、受銑口から混銑車内への挿入、および不定形耐火物の吹き付け動作をそれぞれ各ブロックに分担させているので、混銑車における不定形耐火物の補修作業の自動化が容易に達成され、又、吹き付けノズルの回転中心が基軸に固定されるので、耐火物全体において良好な施工品質が保持されることになる。
【００１９】
一方、本発明の耐火物補修方法によれば、まず、混銑車内の耐火物表面に複数の分割ゾーンを設定するとともに、各分割ゾーンにおける補修厚み条件を設定する。この分割ゾーンは混銑車の過去の操業実績に基づいて設定され、その実績損耗状況に基づいて補修厚み条件が設定される。さらに、この実績損耗状況に基づいて、耐火物の予想損耗パターンが作成される。
そして、受銑を開始して操業後に、プロフィールメータにより耐火物の実績損耗パターンが測定される。この実績損耗パターンと予め作成した予想損耗パターンとを比較して、最適補修パターンが選択され、この最適補修パターンに基づいて補修厚み条件が再設定され、この条件に基づいて上記の耐火物補修装置により耐火物の自動補修が行われる。
このような補修サイクルを繰り返すことにより、不定形耐火物の吹き付け技術がスパイラルアップされ、最適化を図ることができるものである。
【００２０】
また、補修厚み条件の再設定において、分割ゾーンの変更を行うことにより、補修厚み条件の最適化が図られるものである。
さらに、実績損耗パターンをオフライン３次元シュミレータに取り込み、最適補修パターンを選択することにより、シュミレータ精度が向上され、補修の長寿命化やオペレーション・ガイド化が達成され、有効な補修が可能となるものである。
【００２１】
このようにプロフィールメータにより耐火物の実績損耗パターンが測定されるので、混銑車の耐火物の表面状況を定量的に検出することができ、又、選択された最適補修パターンに基づいて各分割ゾーンの補修厚み条件が再設定されるので、耐火物全体における吹き付け厚みが管理され、良好な施工品質が完全自動補修により達成されるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の混銑車の耐火物補修装置の一実施形態を示す概略正面図であり、図２はその概略平面図であり、図３はその概略側面図である。
図示するように、本実施形態の耐火物補修装置１１には、混銑車１の上部に開口された受銑口２の位置へと吹き付けノズル４０等を案内するベースブロック２１と、受銑口２から混銑車１内へ吹き付けノズル４０等を挿入する中間ブロック３１と、吹き付けノズル４０による不定形耐火物の吹き付け時に、混銑車１の中心軸を基軸Ｂとして、吹き付けノズル４０を回転動作させる先端ブロック４１とが備えられている。
【００２３】
ベースブロック２１には、混銑車１の幅方向に沿って横行する横行手段２２が備えられている。この横行手段２２は、架台２３上に混銑車１の幅方向に沿って設けられた２条の横行軌道２４ａ，２４ｂ上を横行移動するようになっており、サーボモータ等の不図示の駆動装置により駆動される横行機構が備えられている。この横行機構としては、例えば歯車機構やチェーン機構等が挙げられる。
【００２４】
また、横行軌道２４ａ，２４ｂには、混銑車１の長手方向に沿って走行する走行手段２６が備えられている。この走行手段２６は、横行軌道２４ａ，２４ｂ上に混銑車１の長手方向に沿って設けられた２条の走行軌道２７ａ，２７ｂ上を走行移動するようになっており、サーボモータ等の駆動装置２８により駆動される不図示の走行機構が備えられている。この走行機構としては、例えば歯車減速機構やチェーン機構等が挙げられる。
【００２５】
さらに、走行軌道２７ａ，２７ｂ上には、サーボモータ等の駆動装置２９により回転駆動される回転機構３０が備えられている。この回転機構３０としては、例えば歯車減速機構やチェーン機構等が挙げられる。
したがって、ベースブロック２１に備えられた横行手段２２によって混銑車１における幅方向位置を調整し、また走行手段２６によって混銑車１における長手方向位置を調整し、さらに回転機構３０によって周方向位置を調整することにより、中間ブロック３１、先端ブロック４１、およびこれに備えられた吹き付けノズル４０が受銑口２へと案内されることになる。
【００２６】
中間ブロック３１には、先端ブロック４１を混銑車１の中心軸の位置まで降下させる昇降手段３２が備えられている。この昇降手段３２は、中間フィーダ３３を架台上から垂下させて昇降移動させるようになっており、例えばラック・アンド・ピニオンやチェーン機構等が採用される。
中間フィーダ３３には、例えばスクリュウフィーダや圧送ホース等の不定形耐火物の移送手段が内蔵されている。
【００２７】
中間フィーダ３３の下方部分には、第１の中間関節３４および第２の中間関節３５が回動可能に設けられている。第１の中間関節３４は、例えばサーボモータ等の駆動装置３６によりベルト駆動されるようになっている。第２の中間関節３５は、先端ブロック４１との接続部を構成している。
図１に示すように、第１の中間関節３４を支点として中間フィーダ３３の下端部が回動することにより、先端ブロック４１およびこれに備えられた吹き付けノズル４０が混銑車１の長手方向に沿って進退移動するようになっている。
なお、本実施形態では、中間フィーダ３３の下方部分に２つの関節が回動可能に設けられているが、これに限るものではなく、３つ以上の複数の関節を備えるように構成してもよい。
【００２８】
したがって、中間ブロック３１に備えられた昇降手段３２によって先端ブロック４１が混銑車１の中心軸まで降下され、回動可能な第１の中間関節３４および第２の中間関節３５によって先端ブロック４１およびこれに備えられた吹き付けノズル４０が該中心軸に位置決め調整されることになる。
【００２９】
先端ブロック４１の後方部分には、これを伸縮させる伸縮機構４２が備えられている。この伸縮機構４２は、図４に示すように、先端ブロック４１の後端部から第１の先端フィーダ４３を進出させる第１段の伸縮機構４４と、第１の先端フィーダ４３から第２の先端フィーダ４５を進出させる第２段の伸縮機構４６とからなっている。
第１段の伸縮機構４４は、例えばサーボモータ等の駆動装置４７によって駆動される第１段ラック・アンド・ピニオンによって構成されている。また、第２段の伸縮機構４６は、例えばサーボモータ等の駆動装置４８によって駆動される第２段ラック・アンド・ピニオンによって構成されている。
なお、本実施形態では、先端ブロックに２段階の伸縮機構を備えているが、これに限るものではなく、１段階または３段階以上の伸縮機構を備えるようにしてもよい。
【００３０】
また、先端ブロック４１の後方部分を構成する第１の先端フィーダ４３および第２の先端フィーダ４５は、混銑車１の中心軸が基軸Ｂとなるように固定配置される。さらに、先端ブロック４１の後端部には、当該ブロックのバランスをとるためのウエイト４９が取り付けられている。
【００３１】
先端ブロック４１の前方部分には第３の先端フィーダ５０および吹き付けノズル４０が配置されており、第３の先端フィーダ５０には第１の先端関節５１および第２の先端関節５２が回動可能に設けられている。第１の先端関節５１は第２の先端フィーダ４５との接続部を構成しており、第２の先端関節５２は吹き付けノズル４０との接続部を構成している。
第１の先端関節５１には、混銑車１の中心軸を基軸Ｂとして吹き付けノズル４０を回転させる回転機構５３が備えられている。この回転機構５３は、例えばサーボモータ等の駆動装置５４によって回転駆動される歯車機構によって構成されている。
すなわち、第１の先端関節５１は基軸Ｂ上に配置され、これを回転中心として第３の先端フィーダ５０および吹き付けノズル４０が回転動作するようになっている。
【００３２】
第１の先端フィーダ４３、第２の先端フィーダ４５、および第３の先端フィーダ５０には、例えばスクリュウフィーダや圧送ホース等の不定形耐火物の移送手段が内蔵されており、吹き付けノズル４０へと不定形耐火物が一定供給されるようになっている。
【００３３】
したがって、先端ブロック４１は第１段の伸縮機構４４および第２段の伸縮機構４６によって伸縮して吹き付けノズル４０の長手方向位置を調整し、回動可能な第１の先端関節５１および第２の先端関節５２によって混銑車１内の耐火物へノズル口を臨ませて、回転機構５３によって基軸Ｂを回転中心として吹き付けノズル４０が回転動作することになる。
【００３４】
かくして本実施形態の耐火物補修装置１１によれば、混銑車１の受銑口２への移動、受銑口２から混銑車１内への挿入、および不定形耐火物の吹き付け動作をそれぞれ各ブロック２１，３１，４１に分担させているので、混銑車１における不定形耐火物の補修作業の自動化を容易に達成することができ、又、吹き付けノズル４０の回転中心が基軸Ｂに固定されるので、耐火物全体において良好な施工品質を保持することができるものである。
なお、一般的な高自由度多関節機構では基軸がベース側に設定されており、ベース機構からの複雑かつ大掛かりな制御が必要となるが、本実施形態の耐火物補修装置１１では先端ブロック４１の後方部分を基軸Ｂに設定することにより、先端機構のみで吹き付け作業を行うことができるので、吹き付けノズルの制御が容易になり、吹き付け精度が向上するものである。
【００３５】
以上のように構成された本実施形態の耐火物補修装置１１を使用して、本発明の混銑車の耐火物補修方法は次のように実施される。
図５は、本発明の混銑車の耐火物補修方法の一実施形態を示す概略図である。図示するように、本実施形態の耐火物補修方法は、まず、ステップ▲１▼に示すように混銑車内の耐火物表面に複数の分割ゾーンを設定するとともに、各分割ゾーンにおける補修厚み条件を設定する。この分割ゾーンは混銑車の過去の操業実績に基づいて設定され、その実績損耗状況に基づいて補修厚み条件が設定される。
本実施形態では、例えば５つの分割ゾーンが設定されており、ゾーン１の施工厚は３０ｍｍ、ゾーン２の施工厚は５０ｍｍ、ゾーン３の施工厚は６０ｍｍ、ゾーン４の施工厚は４０ｍｍ、およびゾーン５の施工厚は４０ｍｍに設定されている。
分割ゾーンは１０００ゾーン程度まで分割可能であり、施工厚は損耗速度等を考慮して設定される
【００３６】
さらに、過去の実績損耗状況に基づいて、耐火物の予想損耗パターンが作成され、例えば制御盤に内蔵されたマイクロコンピュータに入力される。
そして、混銑車の受銑を開始して、通常の条件により所定期間の実操業を行う。
【００３７】
操業後に、ステップ▲２▼に示すように、プロフィールメータにより耐火物の実績損耗パターンを測定する。すなわち、プロフィールメータにより混銑車内の耐火物の代表点における残厚計測を行う。例えば、円周２５点を４０断面程度において走査し、１０００点程度の残厚計測を行う。
そして、代表点における計測残厚から実績損耗パターンが作成され、例えば制御盤に内蔵されたマイクロコンピュータに入力される。
【００３８】
次に、ステップ▲３▼に示すように、実績損耗パターンと予め作成した予想損耗パターンとを比較して損耗速度を把握し、ステップ▲４▼に示すように、例えばＣＲＴ等の画像表示装置に表示する。
オペレータは、表示情報に蓄積したノウハウや知能を付加して、最適補修パターンを選択する。或いは、マイクロコンピュータにより画一的に最適補修パターンを選択する。
【００３９】
そして、ステップ▲５▼に示すように、最適補修パターン、受銑回数等に基づいて補修厚み条件を再設定し、ステップ▲６▼に示すように、分割ゾーン毎の厚み設定に基づいて耐火物の自動補修を行う。
また、補修厚み条件の再設定において分割ゾーンのレイアウトの変更を行うこともでき、分割ゾーンの変更を行うことにより、補修厚み条件の最適化を図ることができるものである。
【００４０】
自動補修の完了後、ステップ▲７▼に示すように、必要に応じてプロフィールメータにより施工した耐火物の代表点における確認計測を行う。例えば、円周２５点を４０断面程度において走査し、１０００点程度の確認計測を行う。
このようなステップ▲２▼〜▲７▼の補修サイクルを繰り返すことにより、不定形耐火物の吹き付け技術がスパイラルアップされ、最適化を図ることができるものである。
【００４１】
また、ステップ▲３▼の完了後、ステップ▲８▼に示すように、実績損耗パターンをオフライン３次元シュミレータに取り込み、補修パターンおよび実績損耗パターンを予想損耗パターンのシュミレーションと比較して、最適補修パターンを選択する。
すなわち、実績損耗パターンをオフライン３次元シュミレータに取り込み、最適補修パターンを選択することにより、シュミレータ精度が向上され、補修の長寿命化やオペレーション・ガイド化が達成され、有効な補修が可能となるものである。
そして、ステップ▲９▼に示すように、オフライン３次元シュミレータの蓄積データは普遍的補修技術の確立に寄与するものであり、他所への展開や他工程へのエンジニアリングに利用されるものである。
【００４２】
かくして本実施形態の耐火物補修方法によれば、プロフィールメータにより耐火物の実績損耗パターンが測定されるので、混銑車の耐火物の表面状況を定量的に検出することができ、又、選択された最適補修パターンに基づいて各分割ゾーンの補修厚み条件が再設定されるので、耐火物全体における吹き付け厚みを管理することができ、良好な施工品質を完全自動補修により達成することができるものである。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の混銑車の耐火物補修装置によれば、混銑車の受銑口への移動、受銑口から混銑車内への挿入、および不定形耐火物の吹き付け動作をそれぞれ各ブロックに分担させているので、混銑車における不定形耐火物の補修作業の自動化を容易に達成することができ、又、吹き付けノズルの回転中心が基軸に固定されるので、耐火物全体において良好な施工品質を保持することができるものである。
また、本発明の混銑車の耐火物補修方法によれば、プロフィールメータにより耐火物の実績損耗パターンが測定されるので、混銑車の耐火物の表面状況を定量的に検出することができ、又、選択された最適補修パターンに基づいて各分割ゾーンの補修厚み条件が再設定されるので、耐火物全体における吹き付け厚みを管理することができ、良好な施工品質を完全自動補修により達成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の混銑車の耐火物補修装置の一実施形態を示す概略正面図である。
【図２】本実施形態の耐火物補修装置を示す概略平面図である。
【図３】本実施形態の耐火物補修装置を示す概略側面図である。
【図４】本実施形態の耐火物補修装置における伸縮機構を示す要部拡大図である。
【図５】本発明の混銑車の耐火物補修方法の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１                混銑車
２                受銑口
１１                耐火物補修装置
２１                ベースブロック
２２                横行手段
２３                架台
２４ａ，２４ｂ      横行軌道
２６                走行手段
２７ａ，２７ｂ      走行軌道
２８                駆動装置
２９                駆動装置
３０                回転機構
３１                中間ブロック
３２                昇降手段
３３                中間フィーダ
３４                第１の中間関節
３５                第２の中間関節
３６                駆動装置
４０                吹き付けノズル
４１                先端ブロック
４２                伸縮機構
４３                第１の先端フィーダ
４４                第１段の伸縮機構
４５                第２の先端フィーダ
４６                第２段の伸縮機構
４７                駆動装置
４８                駆動装置
４９                ウエイト
５０                第３の先端フィーダ
５１                第１の先端関節
５２                第２の先端関節
５３                回転機構
５４                駆動装置
Ｂ                基軸
【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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