(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の出銑樋の溶銑等に接触する敷部及び壁部に所定の吹付け材を所定の吐出圧力で吹付けてワーキングライニングを施工する出銑樋形成用吹付け材吹付装置において、ブームを有する自走台車と、該自走台車のブーム先端にチャッキング装置によって着脱自在に保持され、ノズルヘッドを旋回自在に保持するヘッド回転装置と、該ヘッド回転装置を摺動自在に保持するスライド装置とを有する吹付けユニットとを備え、前記吹付ユニットは、前記スライド装置を介してチャッキング装置によって前記ブームに保持されると共に、前記ノズルヘッドは、前記吹付けによるワーキングライニング施工時に吹付け材を吐出するノズルをその先端が円旋回するように駆動するノズル旋回機構を有し、前記ノズル旋回機構でノズルを吹付面に対して円旋回させながら前記スライド装置で吹付面と平行に摺動させて吹付けを行うことを特徴とする出銑樋形成用吹付け材吹付装置。
【請求項２】
前記チャッキング装置は、ブーム先端に取付けられる基部とこの基部に対して着脱自在の分解体とを有し、前記基部は半径方向に複数のボールを移動可能に保持すると共に、該ボールを半径方向に外方に突出させるカム部材が上下方向に摺動自在に保持され、前記分割体にはボールの一部を収納するボール収納部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の出銑樋形成用吹付け材吹付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉からの熔銑・滓が流れる大樋などの所謂出銑樋の溶銑等が接触するワーキングライニングを吹付け材の吹付けによって形成する出銑樋形成用吹付け材吹付装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の出銑樋の概要構造を図２８に示す。この出銑樋の最も外殻になる外殻部分Ａは耐火煉瓦で構成され、その内側に所定の樋形状を有する所定厚さのキャスタブル層からなるライニングＢが構成されている。このライニングＢのうち、出銑が接触する部位は次第に損耗してしまうから、例えば既に出銑樋が実際の出銑に供され、当該ライニングＢの損耗が所定の管理値以上となると、出銑を止め、図２９に示すように、損耗している古いライニングＢのキャスタブル層を解体して除去し、その内側に前記所定の樋形状の中枠Ｃをセットし、この中枠Ｃと耐火煉瓦層からなる外殻部分Ａとの間に流し込み材Ｄと称される流動性材料を流し込み、この流し込み材Ｄが或る程度固化した状態で中枠Ｃを脱枠し、必要に応じてバーナ等の加熱手段を用いて当該流し込み材Ｄを加熱しながら乾燥させ、これを完全に乾燥・固化させて前記キャスタブル層からなるライニングＢを復元施工する。なお、出銑樋を新規作成する際には、前記耐火煉瓦層からなる外殻部分Ａを作成したのち、中枠Ｃのセットすることから開始される。
【０００３】
このような流し込み材のキャスタブル層からなるライニングＢは、一般に気孔率が低く、従ってかさ比重が大きく、機械的強度に優れ、特に出銑に伴う損耗速度が小さいことから、前回の復元施工や新規施工から次の復元施工までの耐用時間が長く、従来、出銑樋の構成としては最も実用的とされている。
なお、前記キャスタブル層からなるライニングＢの部分的或いは局所的な損耗に対しては、接着性を有する粉粒材料を水と混練した吹付け材と称される補修材を、当該損耗部位に比較的低い吐出圧力で吹付けて応急的に補修している。但し、この従来の吹付け材は、一般に気孔率が高く、かさ比重が小さく、強度や損耗速度の点から実際の出銑に長く耐用できるものではないとされており、あくまでも次回の復元施工までの応急的な補修材として使用されている。勿論、こうした応急的な補修で、長時間出銑を止めることはできないから、比較的短時間のうちに、即ち出銑樋が未だ熱い状態で吹付け材を吹付けて補修を行うことから、この吹付け施工を熱間吹付け施工とも称している。
【０００４】
このような吹付け施工を行う装置として、例えば特開平６−１１６６１１号公報に記載されているものがある。
この吹付施工装置は、大樋の両側に配設した軌道上に門型架構をクレーン等で吊り上げて大樋を跨ぐように設置すると共に、その近傍に耐火物供給タンクを設置し、門型架構及び耐火物供給タンクを供給ホースやエアーホース等で接続した状態で、大樋の局部損傷箇所の損傷状態を正確に検出し、その損傷状態に応じて門型架構に設けたノズルを自動制御より駆動して耐火物供給タンクに貯留されている不定形耐火物を噴出することにより、大樋の熱間補修作業を半自動化により、遠隔操作によって行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の出銑樋の構成並びにその復元施工や新規施工には、例えば中枠をセットしたり、復元施工にあっては古いライニングを解体除去したりするために大変な時間と労力を必要とする。また、ライニングの施工体を乾燥させる際には、前述のように流し込み材からなるキャスタブル層の気孔率が低い分だけ、当該流し込み材の揮発成分や水蒸気或いは加熱によって蒸発しようとする不揮発成分の逃げが悪いことになるから、これらの蒸発成分が集積したり、更にそれが加熱によって膨張したりしてキャスタブル層そのものが破裂（これを爆裂とも言う）しないように、或いは流し込み材が急激に乾燥して体積変化し、これが所謂収縮亀裂の原因となったりしないように、ゆっくりと時間をかけて行う必要がある。勿論、この間に必要とする労力も多大である。更には、前記流し込み材を流し込む工程においては、図３０に示すように当該流し込み材の混練に要する人員、それを移動するための人員、これをバケットに投入し、上架し、施工するための人員を必要とし、これだけでも相応の時間と労力を必要とすることが分かる。このように従来の出銑樋の構成及び施工には多大の時間と労力を必要とするばかりでなく、流し込み材の単価が高い上にその使用量も多いため、全体的にコスト高であり、しかも出銑を長時間止めておかなければならないことから、生産効率や歩留りの面でも大いに問題がある。
【０００６】
そこで、流し込み材に代えて従来補修材として使用されていた安価な吹付け材を使用してワーキングライニングを形成することが考えられ、この場合に、本発明者等は種々の実験の結果、吹付け材の吐出圧力を比較的高い３kgf/cm2 以上でノズル先端を円旋回させながら横方向に移動させて螺旋状に吹付けることにより、緻密なワーキングラインを形成することができ、流し込み材に代えてワーキングライニングの施工を行うことができることを見いだした。
【０００７】
このようにワーキングライニングを形成するために、高吐出圧力で吹付け材を吹付け施工する場合には、人手でノズルを保持しながら吹付け施工することは殆ど不可能に近く、前述した従来例のように大樋を跨ぐように門型架構を配置すると共に、その近傍に耐火物供給タンクを設置する方式を採用することになるが、この従来方式は、大樋の部分的な補修用には好適であるが、ワーキングライニングを連続して施工する場合には、門型架構自体を大樋に沿って移動させる必要があり、所定の範囲を往復しながら吹付け施工することには向いていないと共に、門型架構に設けたノズル等に異常が発生したときには、門型架構を軌道上から外してノズル等の異常箇所を修理する必要があり、修理時間が長くなって吹付け施工に大きな影響を与えるという未解決の課題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、出銑樋のワーキングライニングを吹付け材で形成する際に、ノズル等に異常が発生したときに容易に交換を行って、修理時間を短縮することができると共に、所定の距離間での往復吹付けを容易正確に行うことができる出銑樋形成用吹付け材吹付装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
而して、本発明のうち請求項１に係る出銑樋形成用吹付け材吹付装置は、高炉の出銑樋の溶銑等に接触する敷部及び壁部に所定の吹付け材を所定の吐出圧力で吹付けてワーキングライニングを施工する出銑樋形成用吹付け材吹付装置において、ブームを有する自走台車と、該自走台車のブーム先端にチャッキング装置によって着脱自在に保持され、ノズルヘッドを旋回自在に保持するヘッド回転装置と、該ヘッド回転装置を摺動自在に保持するスライド装置とを有する吹付けユニットとを備え、前記吹付ユニットは、前記スライド装置を介してチャッキング装置によって前記ブームに保持されると共に、前記ノズルヘッドは、前記吹付けによるワーキングライニング施工時に吹付け材を吐出するノズルをその先端が円旋回するように駆動するノズル旋回機構を有し、前記ノズル旋回機構でノズルを吹付面に対して円旋回させながら前記スライド装置で吹付面と平行に摺動させて吹付けを行うことを特徴としている。
【００１０】
このように請求項１の装置においては、自走台車のブームにチャッキング装置によって吹付けユニットが着脱自在に支持されているので、吹付け材の高吐出圧の吹付け施工を容易確実に行うことができると共に、吹付けユニットに異常が発生したときには、チャッキング装置によって吹付ユニットを取り外し、新たな吹付けユニットを装着することにより、吹付けユニットの異常をブームに装着した状態で修理する場合に比較して吹付け作業の中断時間を大幅に短縮することができる。
【００１２】
また、ノズル旋回機構でノズルを吹付面に対して円旋回させながらスライド機構によってノズルヘッドを吹付面と平行にスライドさせるので、自走台車を停車させた状態で、所定長さの施工区画で自動的に吹付け施工を行うことができる。このとき、ノズルの先端が円旋回しながら吹付面に沿って移動されるので、吹付け材を螺旋状に吹付けることができる。
【００１３】
また、請求項２に係る出銑樋形成用吹付け材吹付装置は、請求項１の発明において前記チャッキング装置は、ブーム先端に取付けられる基部とこの基部に対して着脱自在の分解体とを有し、前記基部は半径方向に複数のボールを移動可能に保持すると共に、該ボールを半径方向に外方に突出させるカム部材が上下方向に摺動自在に保持され、前記分割体にはボールの一部を収納するボール収納部が形成されていることを特徴としている。
【００１４】
この請求項２においては、基部と分割体とを複数のボールで連結することができ、この連結状態及びその離脱状態をカム部材を上下方向に摺動させることにより容易に切換えることができ、吹付けユニットの着脱を容易確実に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る出銑樋施工装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、図１に本実施形態の出銑樋施工装置の全体構成を示す。この実施形態は、主として高炉から送出される溶銑が溶滓と分別される以前に流れる大樋部分の施工に供されるものであり、特に複雑な地面環境でも十分な機動性が発揮されるように、吹付け材を噴射するノズル部分を単独の自走移動台車に設けた出銑樋形成用吹付け材吹付装置としての吹付車両１と、この吹付車両１に吹付け材を送出する当該吹付車両１とは別個の台車上に載置されたに吹付け材を送出する吹付材供給装置２とで構成されている。
【００１６】
前記吹付材供給装置２には、固定された個別の水供給源３から水ホース４を介して水が、また個別に設置されたエアコンプレッサ５からエアホース６を介して加圧空気が、また固定された個別の電源７から電源盤８及び電源ケーブル９を介して電力が供給される。また、吹付材供給装置２には、コンテナバッグ１０に梱包された吹付け材の原料が投入される。一方、前記吹付車両１には、前記吹付材供給装置２に投入された吹付け材が材料ホース１１を介して当該吹付材供給装置２に供給された空気輸送用の加圧空気で圧送され、また水ホース１２を介して水が、電源ケーブル１３を介して電力が供給されると共に、当該吹付車両１の各装置を制御する制御信号が制御ケーブル１４を介して伝送される。
【００１７】
前記吹付車両１は図２に明示するように通常のクローラ型重機を改造したものであり、既存のキャタピラ推進装置２１の上方に配設された車台２２には周知の油圧源２３が設置され、当該車台２２は、この油圧源２３からの供給油圧で作動する油圧モータ２４のピニオン２５とリングギヤ２６とからなる旋回装置２７によって車両横方向に３６０°旋回することができる。また、車台２２の前方には３分割されたブーム２８が取付けられ、その夫々に油圧シリンダ２９ａ，２９ｂ，２９ｃを備えてブーム２８の先端部を任意の車両高さ方向平面内の所定の範囲で移動させることができる。
【００１８】
そして、前記ブーム２８の先端部には、図３に示すような吹付け材の吹付けユニット３０が取付けられている。より具体的には、ブーム２８の先端に配設された平行リンク３１により常に車両横方向に平坦になるように設置されたプレート３２の下方にチャッキング装置３３を介して吹付けユニット３０が取付けられている。このチャッキング装置３３について、図４を用いながら説明すると、取付プレート３４を介して前記プレート３２側に水平方向に固定された基部３５と、分割体３６とに大別される。まず、前記基部３５は、前記取付プレート３４に支持された中空軸部３７と、その中空軸部３７の下端部に形成されたフランジ部３７ａに接合されたセンサ取付部材３８と、同じく前記中空軸部３７のフランジ部３７ａに取付けられた円筒状のシリンダハウジング３９と、このシリンダハウジング３９の下端部に固定され且つシリンダハウジング３９のシリンダ３９ａの下端開口部を閉塞するボール支持部材４０と、前記シリンダハウジング３９のシリンダ３９ａ内に内装されたピストン部材４１と、このピストン部材４１から下方に突設されたピストンロッド４２に固定され且つ前記ボール支持部材４０の下方でボール４３を押圧するカム部材４４とを備え、これらはボルト部材４５によって一体に締結されている。
【００１９】
前記センサ取付部材３８から前記中空軸部３７の内孔内に突設された円筒部３８ａの上下二箇所には夫々近接スイッチ４６ａ，４６ｂが取付けられ、その信号線は中空軸部のフランジ部を通り外部の制御装置に接続されている。また、前記ピストン部材４１の上端部に螺合固定され且つそれから上方に突設されたセンサバー４７は、前記センサ取付部材３８を通ってその円筒部３８ａの内孔内まで貫通され、その上端部には、それよりも外径の大きい感知部４７ａが形成されている。また、前記センサ取付部材３８で閉塞されたシリンダハウジング３９のシリンダ３９ａの上端部及び前記ボール支持部材４０で閉塞された当該シリンダ３９ａの下端部には、夫々加圧空気を供給するためのピストン下降用給気穴３９ｂ及びピストン上昇用給気穴３９ｃが形成されており、外部の加圧空気供給制御装置に接続されている。
【００２０】
また、前記シリンダハウジング３９に取付けられているボール支持部材４０の取付フランジ部４０ａの下端面には、２本の位置決めピン４０ｂが突設されている。また、このボール支持部材４０から下方に延設された円筒部４０ｃの下端部には、その円周方向所定角度毎に貫通穴４０ｄが形成され、各貫通穴４０ｄ内にボール４３が支持されている。また、前記ボール支持部材４０の円筒部４０ｃの内孔内まで貫通されたピストンロッド４２に前記カム部材４４がボルト部材４５によって固定されているわけであるが、このカム部材４４の外周面は、前記円筒部４０ｃの内孔内に緊密に嵌入する最大外径部４４ａとそれより外径の小さい段部４４ｂと、両者を連結するスロープ部４４ｃと、前記段部４４ｂから更に下方先細りとなるスロープ部４４ｄとを備えるカム面４４ｅになっていて、このカム面４４ｅに前記ボール４３が常に当接するように構成されている。なお、前記センサ取付部材３８とシリンダハウジング３９との接合部、センサバー４７のセンサー取付部材３８への貫通部、ピストン４１とシリンダ内壁との接触部、ピストンロッド４２のボール支持部材４０への貫通部、及びボール支持部材４０とシリンダハウジング３９との接合部には夫々Ｏリングが介装されて、後述するようにシリンダ３９ａ内に供給される加圧空気が漏洩しないようにしてある。
【００２１】
一方、前記分割体３６は肉厚のリング状に形成され、その外周には、後述する吹付けユニット旋回用のギヤ４８が取付けられている。また、この分割体３６の上端面のうち、前記基部３５のボール支持部材４０から下方に突設されたピン４０ｂに対応する位置には、当該分割体３６の下端面まで到達し且つ前記ピン４０ｂが緊密に嵌入する内径の貫通穴３６ａが形成されている。また、この分割体３６の内孔面には、前記ボール支持部材４０の円筒部４０ｃの外径より僅かに大きい内径のボール通過部３６ｂと、それより更に内径の大きいボール収納部３６ｃと、両者を連結するスロープ部３６ｄと、前記ボール収納部から下方に向けて内径の小さくなるスロープ部３６ｅとが形成されている。
【００２２】
そこで、まず前記ギヤ４８が外嵌された分割体３６が前記基部３５から分離されている状態で、前記シリンダ３９ａの下端部に連通するピストン上昇用給気穴３９ｃから加圧空気を供給すると、図４左半部に示すようにピストン４１が上昇し、これに伴ってカム部材４４が上昇するから、ボール支持部材４０に支持されているボール４３は、前記カム面４４ｅの最下端のスロープ部４４ｄに当接するようにして当該ボール４３が支持されている貫通穴４０ｄから円筒部４０ｃの径方向内側に引き込まれる。なお、ピストン４１がシリンダ３９ａの上端まで上昇すると、前記センサバー４７の感知部４７ａが前記上方の近接スイッチ４６ａから外れるから、その信号からピストン上昇端を検出することができる。この状態で前記ギヤ４８が外嵌されている分割体３６の貫通穴３６ａの位置を前記基部３５から突設されているピン４０ｂの位置に合わせ、当該分割体３６の内孔内に前記基部３５のボール支持部材４０の円筒部４０ｃを挿入するようにして当該分割体３６を下方から押し上げると、前記ボール４３は前記内孔面のボール通過部３６ｂより内側に引き込まれているからここを通過して、当該ボール４３が前記ボール収納部３６ｃに対向する位置まで分割体３６を押し上げることができる。
【００２３】
この状態で、前記シリンダ３９ａの上端部に連通するピストン下降用給気穴３９ｂから加圧空気を供給すると、図４右半部に示すようにピストン４１が下降し、これに伴ってカム部材４４が下降するから、ボール支持部材４０に支持されていボール４３は、前記カム面４４ｅの段部４４ｂ及び上方のスロープ部４４ｃを通って最大外径部４４ａに当接するようにして当該ボール４３が支持されている貫通穴４０ｄから円筒部４０ｃの径方向外側に押し出される。すると、当該ボール４３は前記分割体３６の内孔面の収納部３６ｃと二つのスロープ部３６ｄ，３６ｅとに点接触し、同時に前記カム面４４ｅのスロープ部４４ｃが楔効果を発揮して、カム部材４４と分割体３６とがボール４３を介して強固に固定される。なお、ピストン４１がシリンダ３９ａの下端まで下降すると、前記センサバー４７の感知部４７ａが前記下方の近接スイッチ４６ｂから外れるから、その信号からピストン下降端を検出することができる。
【００２４】
そして、前記ギヤ４８が外嵌された分割体３６を再び基部３５から分離するためには、前記と逆の手順で操作を実施すればよいから、後述するように吹付けユニット３０を交換する際には、予め個々の吹付けユニット３０に夫々の分割体３６を取付けておけば、それをワンタッチで交換することが可能となり、吹付けユニット３０に異常が発生したときには現場で修理することなく、新しい吹付けユニット３０と交換することにより、吹付け施工の中断時間を短縮することができる。
【００２５】
一方、前述のように前記チャッキング装置３３の分割体３６にはギヤ４８が外嵌されているが、このギヤ４８及び分割体３６は吹付けユニット３０全体に固定されている。また、前記ブーム２８側のプレート３２には図３に示すように油圧モータ５０が配設され、その回転軸に取付けられたピニオン５１が前記吹付けユニット３０側のギヤ４８に噛合している。従って、この油圧モータ５０を回転させると、吹付けユニット３０全体を横方向に自在に回転させることができる。
【００２６】
前記吹付けユニット３０は、図３に示すように、前記チャッキング装置３３の分割体３６の下端に取付けられたスライド装置６０と、このスライド装置６０の一端側に取付けられたヘッド回転装置８０と、このヘッド回転装置８０に回転可能に支持されて前記吹付け材を噴出するノズル９０を母線とし且つ当該ノズル先端部を所定半径で円錐状に回転させるノズルヘッド９１とを備えている。
【００２７】
このうち、まずヘッドスライド装置６０は、幅方向両端部が垂下する断面コ字状の本体６１と、当該本体６１の下方開口部内に挿通され且つフランジ部６２ａ，６２ｂが上下で横方向に突設するように配設された断面Ｈ型のスライダ６２とを備え、前記本体６１の上面に前記ギヤ４８及び分割体３６が固定されている。また、スライダ６２の上側フランジ部６２ａの上方には、その長手に沿ってチェーン６３が張り渡され、その両端部は、当該チェーン６３の張力を調整するための既存のチェーンテンショナー６４を介してスライダ６２に連結されている。
【００２８】
一方、前記本体６１から垂下された一方の幅方向端部の中央部には油圧モータ６５が取付けられ、当該本体６１の開口部内に貫通突出する回転軸６５ａにはスプロケット６６が取付けられている。また、このスプロケット６６を挟んだ両側にも軸受を介して回転軸が配設され、各回転軸には前記油圧モータ６５のスプロケット６６と一列になるようにスプロット６７，６８が取付けられ、前記スライダ６２上のチェーン６３は、一方の回転軸のスプロケット６７の下方から油圧モータ６５のスプロケット６６の上方を通って他方の回転軸のスプロケット６８の下方に掛かるようにレイアウトされている。
【００２９】
また、前記本体６１から垂下された幅方向両端部の長手方向両端部からは、前記断面Ｈ型のスライダ６２の上側フランジ部６２ａを上下に臨む支持軸６９が突設され、各支持軸６９には図示されない軸受を介して当該上側フランジ部６２ａの上下面に当接するローラ７０が回転自在に取付けられている。また、前記本体６１の幅方向両端部の長手方向両端部からは、更にその長手方向に向けて上下に並ぶステー７１が延設され、各ステー７１からは下方に向けて支持軸７２が突設され、各支持軸７２には図示されない軸受を介して前記断面Ｈ型の上下フランジ部の幅方向両端面に当接するローラ７３が回転自在に取付けられている。従って、前記油圧モータ６５を回転させると、スライダ６２は各ローラ７０，７３にフランジ部６２ａ，６２ｂを案内されながら、当該油圧モータ６５のスプロケット６６がチェーン６３の巻取りと払出しとを同時に行って当該チェーン６３を手繰るようにしてスライダ６２が移動される。
【００３０】
また、ヘッド回転装置８０は、前記ヘッドスライド装置６０のスライダ６２の左端下面側に取付けられた箱型のフレーム８１を有し、このフレーム８１内に油圧モータ８２と軸受８３とが、夫々の軸線を前記スライダ６２の移動方向に一致させて上下に配設されている。そして、当該フレーム８１から更に左方に突出する油圧モータ８２の回転軸にはピニオン８４が取付けられている。一方、ノズルヘッド９１を支持する支持台８５にはギヤ８６が取付けられ、更にそのギヤ８６の中心に一致する支持軸８７が突設されていて、この支持軸８７が前記フレーム８１内の軸受８３に回転自在に支持されると共に、ギヤ８６は前記油圧モータ８２のピニオン８４に噛合している。従って、この油圧モータ８２を回転させると、ノズルヘッド９１は前記支持軸８７及びギヤ８６回り、即ち前記スライド装置６０の移動方向と直交する平面内で時計及び反時計方向に回転され、支持しているノズルヘッド９１の首振り角度を調整することができる。
【００３１】
また、前記ノズルヘッド９１は、図３及び図５に明示するように、上端部が閉塞された円筒部９２ａとこの円筒部９２ａの下端部に延設された円錐状で且つその先端部が開口している先細り部９２ｂとからなる円筒状の筐体９２内に収納されている。これは、後述する吹付け材の粉塵から各装置や機構の動作を確保するためでもある。
【００３２】
このノズルヘッド９１に使用される吹付け材噴射用ノズル９０は、パイプ内にセラミックホース（５０Ａ）を挿入して耐磨耗性を向上させたものであり、その根幹部に前記材料ホース１１と水ホース１２とが後述する接続機構１１０を介して接続されているのであるが、このノズル９０の外径のうち、前記根幹部の離れた二箇所には所定半径の球部９３，９４が形成されている。そして、更に図６に明示するように、前記ノズル９０の根幹部が前記筐体９２の先細り部９２ｂの開口部から差し込まれ、前記球部９３，９４のうち、よりノズル９０の突出先端部に近い球部９３は、当該先細り部９２ｂ内に設けられた仕切り壁９５の球状凹部９５ａ内に回転或いは摺動自在に支持され、両者の接触面のうち、よりノズル９０の突出端部に近い位置には既存のダストシール９６が配設され、それよりノズル根幹部に近い位置に既存のオイルシール９７が配設されている。
【００３３】
一方、前記球部９３，９４のうち、よりノズルの根幹部に近い球部９４は、ギヤ９８の中心軸から偏心した位置に形成された球状凹部９８ａ内に回転或いは摺動自在に支持され、このギヤ９８は、前記筐体９２の円筒部９２ａ内に所定角度で配設され且つ当該円筒部９２ａ内に突設された二つの対向するブラケット９９ａ，９９ｂ間に軸受等を介して回転自在に支持された三つのピニオン１００ａ〜１００ｃに噛合しており、そのうちの一つのピニオン１００ａは油圧モータ１０１の回転軸に取付けられている。また、前記各ブラケット９９ａ，９９ｂの外側端面からは軸受１０２ａ，１０２ｂを介して、前記ギヤ９８の両端面に臨む支持軸１０３ａ，１０３ｂが回転自在に突設され、各支持軸１０３ａ，１０３ｂには、前記ギヤ９８の両端面に夫々当接するローラ１０４ａ，１０４ｂが取付けられている。なお、ギヤ９８の回転中心軸と前記ノズル先端寄りの球部９３の支持軸とは筐体９２の軸線に一致されている。
【００３４】
従って、油圧モータ１０１を回転させると、ピニオン１００ａの回転に伴ってギヤ９８が回転されるが、この回転中心軸と前記ノズル根幹部寄りの球部９４の支持軸とが偏心していて、しかもギヤ９８の回転中心軸と前記ノズル先端部寄りの球部９３の支持軸とは一致されているから、当該ノズル先端部寄りの球部９３の中心点を中心としてノズル先端部は、図６に実線及び二点鎖線で示すように円錐状に首振り運動される。このとき、首振りによって円運動されるノズル先端部の回転直径は、前記二つの球部９３，９４間距離，ノズル先端部寄りの球部９３からノズル先端部までの距離，ノズル根幹部寄りの球部９４の支持軸のギヤ９８の回転中心軸に対する偏心量によって決定されるから、後述する吹付け材の吹付け円運動直径に応じてこれらの諸元を設定すればよい。また、ノズル先端部の回転半径を可変とする場合に、前記各決定要因となる諸元のうち、ノズル根幹部寄りの球部９４の支持軸のギヤ９８の回転中心軸に対する偏心量は変更設定しにくいので、例えばノズル先端部寄りの球部９３の支持位置を前後、即ち筐体９２の長手方向に移動させて、残りの二つの諸元が相対的に変更設定されるようにすればよい。
【００３５】
また、前述のようにノズル９０の根幹部には図６に示すような接続機構１１０を介して前記材料ホース１１並びに水ホース１２が接続されている。この接続機構１１０そのものは、二つの物質をノズル９０内で混合するための既存のものの改良であり、前記加圧空気と共に圧送された吹付け材用のホース１１は、通常の締結部材によって水ホース連結アタッチメント１１１に取付けられ、このアタッチメント１１１を通常の接続部材によってノズル９０の根幹部に接続すれば、ホース１１の内側はノズル９０の内孔に直接連通される。一方、水ホース連結アタッチメント１１１は、水ホース１２の先端部を接続する突出部１１２と、この突出部１１２に連通し且つ前記ノズル９０の内孔の外側で水を止め、円環状に循環する蓄水部１１３とを備える。そして、この蓄水部１１３とノズル内孔との間に後述する混練部材１１４を介装して当該アタッチメント１１１を接続部材１１５によってノズル９０に接続する。この混練部材１１４には、前記接続部材１１５を介してアタッチメント１１１をノズル９０に接続したときに、前記蓄水部１１３とノズル９０の内孔との間に連通する幾つかの連通穴１１６が形成されており、この連通穴１１６を通ってノズル９０の内孔内に噴射された水と前記材料ホース１１から圧送された吹付け材とが混練されてノズル先端部から噴射される。
【００３６】
そこで、本実施例では、図７に示すように、当該混練部材のうち、前記蓄水部１１３に対向する面の同一円周上に四つの連通穴１１６ａ〜１１６ｄを形成するが、これらの連通穴１１６ａ〜１１６ｄの各ノズル中心軸に対する設定角度θ1 〜θ4 が異なる。更に具体的には、図７で下方の連通穴１１６ａの設定角度θ1 が最も大きく、それから時計回りに連通穴１１６ｂ，１１６ｃの設定角度θ2 ，θ3 が小さくなり、図７で右方の連通穴１１６ｄの設定角度θ4 が最も小さい。従って、各連通穴１１６ａ〜１１６ｄがノズル内孔面に達する長さＬ1 〜Ｌ4 は、前記設定角度θ1 〜θ4 と逆に次第に大きくなることにもなる。従って、各連通穴１１６ａ〜１１６ｄから噴射される水の噴射角度と噴射位置とが時系列の上で螺旋状に変化することになり、その後方から圧送される吹付け材はより効率よく水と混練されてノズル先端部から噴射される。なお、同様の効果を得るためには、例えばノズル９０の内孔内に螺旋状又はその一部をなす邪魔板を配設し、これに当接して流れる水や吹付け材が当該螺旋運動によって効率よく混練されるようにしてもよい。また、制作上での困難が予想されるが、前記連通穴自身を螺旋状に捩じっておくこともより効率のよい混練を達成する。
【００３７】
次に、図８を用いながら前記吹付材供給装置２の構成について説明する。なお、台車２００自体の詳細な説明は割愛する。この吹付材供給装置２には二つのホッパー２０１Ａ，２０１Ｂが設けられている。これは、後述するように、前記出銑樋を流れる出銑中には、溶銑と溶滓とが混在しているが、既知のように両者の比重差から両者は比較的短時間に分離して、溶銑は溶滓の下方を流れるようになる。両者が出銑樋に与える損耗を考慮すると、溶銑と溶滓の各流域で使用される吹付け材の組成や性状を変更する必要が生じた（その理由については後段に詳述する）。かかる事由によって、溶銑流域用吹付け材と溶滓流域用吹付け材との二種類の吹付け材を個別に貯留するホッパーが二つ設けられているのである。なお、各ホッパー２０１Ａ，２０１Ｂの上方には、前述のようにコンテナバッグ１０で搬送される吹付け材を解袋するための解袋用刃２０２が設けられている。
【００３８】
前記各ホッパー２０１Ａ，２０１Ｂの下方には、夫々独立したスクリューフィーダ２０３Ａ，２０３Ｂが設けられている。これらのスクリューフィーダ２０３Ａ，２０３Ｂは既存のものと同様又はほぼ同様の構成及び作用をなし、内装されたスクリュー２０４Ａ，２０４Ｂをモータ２０５Ａ，２０５Ｂの回転駆動力で回転すると、前記ホッパー２０１Ａ，２０１Ｂから滑落した吹付け材がスクリュー２０４Ａ，２０４Ｂの材料推進方向（リード方向）に推し進められるというものである。そして、二つのスクリューフィーダ２０３Ａ，２０３Ｂの材料推進方向先方には落下口が開口され、両スクリューフィーダ２０３Ａ，２０３Ｂの落下口の下方には共通の吹付けガン２１０が設置されている。この吹付けガン２１０は、その上方開口部から滑落する吹付け材を、後述するエアバルブユニット２１２で圧力調整或いは流量調整された加圧空気中に所定量ずつ混入し、当該吹付け材を加圧空気の圧力で前記材料ホース１１内に圧送するものである。従って、この吹付材供給装置２には前記エアバルブユニット２１２を始め、前記水ホース１２からノズル９０に供給される添加水を調圧或いは流量調整するための添加水バルブユニット２１４や、これらを総合的に制御するための制御盤２１６等が備えられている。
【００３９】
次に、図９を用いて前記エアバルブユニット２１２及び添加水バルブユニット２１４の構成について説明する。なお、同図の空圧回路は前記ホッパー２０１Ａ，２０１Ｂや吹付けガン２１０を含めて総合的に記載されている。
エアバルブユニット２１２は、エアコンプレッサ５からの高圧の加圧空気がエア元バルブ２２０を介して供給される電動モータ２２１ａで駆動される減圧弁２２１と、この減圧弁２２１で減圧された加圧空気の供給及び遮断を行うエア開放弁２２２と、このエア開放弁２２２を通じて供給される加圧空気の流量を計測する入側及び出側に夫々止め弁２２３，２２４を有する流量計２２５と、この流量計２２５の出側と吹付けガン２１０の入側との間に介挿された逆止弁２２６と、流量計２２５をバイパスする中途部に止め弁２２７を介挿したバイパス流路２２８とを有する空気輸送系と、エア元バルブ２２０及び減圧弁２２１間の加圧空気がフィルタ２３０を介して供給されこれを所定の空気輸送用加圧空気より低圧の操作圧に減圧する減圧弁２３１と、この減圧弁２３１で減圧された操作圧を前記エア開放弁２２２に供給する３ポート２位置の電磁方向切換弁２３２と、同様に減圧弁２３１で減圧された操作圧を前記吹付けガン２１０のバイブレータ２３３に供給したり遮断したりする電磁開閉弁２３４及びその出側及びバイブレータ間に介挿された止め弁２０５とで構成される操作系とを備えている。
【００４０】
添加水バルブユニット２１４は、所定圧力の添加水が水元バルブ２４０及びフィルタ２４１を介して供給される電磁開閉弁２４２と、この電磁開閉弁２４２の出側に接続されたモータ駆動される可変絞り弁２４３と、この可変絞り弁２４３の出側に接続された添加水の流量を計測する入側及び出側に夫々止め弁２４４，２４５を有する流量計２４６と、この流量計２４６の出側と水ホース１２との間に介挿された逆止弁２４７と、流量計２４６をバイパスする中途部に止め弁２４８を介挿したバイパス流路２４９とを備えている。
【００４１】
そして、エアバルブユニット２１２のエア開放弁２２２を操作する電磁方向切換弁２３２及びバイブレータ２３３を作動させる電磁開閉弁２３４と、添加水バルブユニット２１４の電磁開閉弁２４２及び可変絞り弁２４３が台車２００に搭載された制御盤２１６内に設けられたプログラマブルコントローラ２５０によって駆動制御される。
このプログラマブルコントローラ２５０は、図１０に示すように、その入力側に後述する携帯コントロールボックス２５１からの指令信号を受信して解読する受信回路２５２、吹付けガン２１０のホッパー上部及び下部に夫々配設されたレベルスイッチ２５３，２５４、各ホッパー２０１Ａ，２０１Ｂの下部に配設されたレベルスイッチ２５５Ａ，２５５Ｂが接続され、且つ出力側に携帯コントロールボックス２５１へのランプ点灯指令を送信する送信回路２６１、エアバルブユニット２１２の減圧弁２２１，電磁方向切換弁２３２，電磁開閉弁２３４、添加水バルブユニット２１４の電磁開閉弁２４２及び可変絞り弁２４３、吹付けガン２１０の切り出し用ガンモータ２６２、各スクリューフィーダ２０３Ａ，２０３Ｂの駆動モータ２０５Ａ，２０５Ｂが接続されている。
【００４２】
ここで、携帯コントロールボックス２５１は、図１１に示すように、溶銑樋の吹付け施工を行うオペレータが腰等に携行可能な大きさに選定され、上面に吹付車両１の走行及びブームの移動を遠隔操作して吹付け位置を設定する吹付車両操作部２７１と、吹付車両１及び吹付け材供給装置２を遠隔操作して吹付け施工を操作する吹付け操作部２７２とを備えている。
【００４３】
吹付車両操作部２７１は、吹付車両１の走行、ブーム操作、旋回操作等の作業モードを選択するスイッチ部２７３とこのスイッチ部２７３で選択したモードについての操作方向を指示する２組のジョイスティックレバー２７４，２７５とで構成され、スイッチ部２７３でモードを選択した状態でジョイスティックレバー２７４，２７５を操作することにより、吹付車両の走行、ブームの旋回、屈伸等を遠隔操作することができる。
【００４４】
吹付け操作部２７２は、吹付け作業の操作が可能であるか否かを報知する操作可ランプ２８１と、ノズルヘッド９１の油圧モータ１０１を回転駆動して吹付け材噴射ノズル９０の旋回動作の開始を指示するノズル旋回開始プッシュ釦２８２及び停止を指示するノズル旋回停止プッシュ釦２８３と、ホッパー２０１Ａ，２０１Ｂを選択するホッパ選択スイッチ２８４と、吹付け作業の開始を指示する吹付開始プッシュ釦２８５及び終了を指示する吹付終了プッシュ釦２８６と、非常停止スイッチ２８７と、ノズルヘッド９１の首振りを指示するためのジョイスティックレバー２８８と、添加水の流量を指示するためのジョイスティックレバー２８９と、ノズルヘッド９１のスライド及び旋回を指示するためのジョイスティックレバー２９０と、ノズルヘッド９１のスライド速度を高低２段階或いは多段階に切替えるためのスライド速度選択スイッチ２９１を備えている。
【００４５】
そして、プログラマブルコントローラ２５０は、携帯コントローラボックス２５１からの指令信号に基づいて、図１２に示すタイムチャートに従ってシーケンス制御を行う。
すなわち、時点ｔ1 で携帯コントローラボックス２５１からのスタート信号及び例えばホッパー２０１Ａを選択する選択信号を受信回路２５２で受信すると、選択信号に応じたスクリューフィーダ２０１Ａの駆動モータ２０５Ａを回転駆動させ、これによってホッパー２０１Ａ内の溶銑流域用吹付け材が吹付けガン２１０のホッパー２１０ａに投入開始されると共に、携帯コントロールボックス２５１に対する操作可ランプ２８１を点滅制御するランプ制御信号を送信回路２６１に送出し、携帯コントロールボックス２５１の操作可ランプ２８１を点滅させ、さらにエアバルブユニット２１２の減圧弁２２１の二次側圧力を溶銑流域用吹付け材に応じた圧力に設定する。
【００４６】
そして、時点ｔ2 で吹付けガン２１０の上レベルスイッチ２５３がオン状態となると、これに応じてスクリューフィーダ２０３Ａの駆動モータ２０５Ａの回転が停止され、これによって吹付準備が完了し、これに応じて操作可ランプ２８１が点灯状態に制御される。
この状態で、時点ｔ3 で、携帯コントロールボックス２５１からの吹付開始指令を受信回路２５２で受信すると、先ずエアバルブユニット２１２の電磁方向切換弁２３２がノーマル位置からオフセット位置に切換えられることによりエア開放弁２２２が開操作され、これによって吹付けガン２１０に所定圧力の空気輸送用加圧空気が供給開始される。
【００４７】
次いで、時点ｔ3 から所定時間Ｔ１経過後の時点ｔ4 で添加水バルブユニット２１４の電磁開閉弁２４２が開操作され、これによって吹付車両１の吹付け材噴射ノズル９０に添加水が供給開始される。
その後、時点ｔ4 から所定時間Ｔ２経過後の時点ｔ5 で吹付けガン２１０のガンモータ２６２が回転駆動されてホッパー２１０Ａ内に貯留されている溶銑流域用吹付け材の定量切出しを開始して、吹付車両１の吹付け材噴射ノズル９０に溶銑流域用吹付け材が所定圧力で圧送され、この吹付け材噴射ノズルで添加水と混合されて所定の施工位置に噴射される。
【００４８】
この施工状態を継続することにより、吹付けガン２１０のホッパー２１０Ａ内に貯留されている溶銑流域用吹付け材が減少し、これに応じて吹付けガン２１０の上レベルスイッチ２５３が時点ｔ6 でオフ状態となると、再度スクリューフィーダ２０３Ａの駆動モータ２０５Ａが回転駆動されてホッパー２０１Ａから溶銑流域用吹付け材が吹付けガン２１０のホッパー２１０ａ内に投入され、時点ｔ7 で上レベルスイッチ２５３がオン状態となると、スクリューフィーダ２０３Ａの駆動モータ２０５Ａが停止される。
【００４９】
その後、時点ｔ8 で、溶銑流域の吹付け施工が完了して、携帯コントロールボックス２５１からのストップ信号を受信回路２５２で受信すると、先ず、吹付けガン２１０のガンモータ２６２が停止されて溶銑流域用吹付け材の吹付け材噴射ノズル９０への圧送が停止されると共に、操作可ランプ２８１を点滅状態に復帰させる。
【００５０】
その後、時点ｔ8 から所定時間Ｔ３経過後の時点ｔ9 で添加水バルブユニット２１４の電磁開閉弁２４２が閉操作されて、吹付け材噴射ノズル９０への添加水の供給が遮断され、この時点ｔ9 からさらに所定時間Ｔ４経過後の時点ｔ10でエアバルブユニット２１２の電磁方向切換弁２３２がノーマル位置に切換えられてエア開放弁２２２が閉じることにより、吹付けガン２１０への空気輸送用加圧空気の供給が遮断されると共に、電磁開閉弁２３４が閉操作されてバイブレータ２３３が停止され、さらに操作可ランプ２８１が消灯されて、次の操作例えば溶滓流域用吹付け施工のための操作を開始することが可能な状態となる。
【００５１】
この溶滓流域用吹付け施工は、上述した溶銑流域用吹付け施工において、吹付けガン２１０にホッパー２０１Ａに代えてホッパー２０１Ｂから溶滓流域用吹付け材を投入すると共に、エアバルブユニット２１２の減圧弁２２１の二次圧が溶滓流域用吹付け材に応じた圧力に変更されることを除いては上記と同様の操作が行われる。
【００５２】
なお、吹付け材の吹付施工中に、携帯コントロールボックス２５１からの添加水の流量指令信号を受信回路２５２で受信すると、これに応じて添加水バルブユニット２１４の可変絞り弁２４３が操作されて添加水量が流量指令信号に応じた流量に調整される。
また、吹付け施工時に、吹付けガン２１０のホッパー２１０ａ内で吹付け材のブリッジ現象を生じるか又は何らかの原因でホッパー２０１Ａ，２０１Ｂからの吹付け材の投入されない状態となって、吹付けガン２１０の下レベルスイッチ２５４がオン状態となると、警報回路２６３に警報信号を出力して、異常事態の発生を報知する。
【００５３】
同様に、ホッパー２０１Ａ，２０１Ｂ内の吹付け材が減少してレベルスイッチ２５５Ａ，２５５Ｂがオン状態となると、警報回路２６３に警報信号を出力してホッパ２０１Ａ，２０１Ｂへの吹付け材の投入を促す警告を発する。
次に、本実施例の出銑樋施工装置の作用、施工方法を含む使用例、或いはその作動原理等について説明する。
【００５４】
まず、本実施例で使用する出銑樋は、図１３に示すように、従来既存でも新設でもよいが、従来と同様に樋の最も外殻になる部分を耐火煉瓦３０１で構成する。次いで、従来の流し込み工法を用いて敷部（樋の底に相当する部分）及び壁部（樋の側面に相当する部分）に所定厚さのキャスタブル層からなるバックライニング３０２を構成する。このバックライニング３０２が完全に硬化してから、このバックライニング３０２上に前述の高炉樋施工装置を必要に応じて用いて、後述する吹付け方法の詳細を実施しながら前記吹付け材を樋の敷部及び壁部に吹付け、夫々所定厚さ（例えば２００ｍｍ以上）の吹付け材層からなるワーキングライニング３０３を構成する。
【００５５】
また、図１４に示すように、この出銑樋が実際の出銑に使用されて損耗してきたら、前記ワーキングライニング３０３が所定厚さ残存しているときに、前記出銑樋施工装置を必要に応じて用いて、当該損耗部分に前記吹付け材を吹付け、当該ワーキングライニング３０３を元のように復元する。図１５には、その補修要領の概要を簡潔に示す。まず、損耗したワーキングライニング３０３の表面を清浄にしたり、吹付け材が接合し易くなるように成形したりして、当該ワーキングライニング３０３の表面を整備する。次いで前記吹付け材を古いワーキングライニング３０３の表面に吹付け、更に必要に応じてバーナ等の加熱手段を用いて吹付けられた吹付け材を硬化せしめると共に古いワーキングライニングの吹付け材に接着させて、全体で新しいワーキングライニング３０３を復元する。
【００５６】
ここで、吹付け材の組成について簡潔に記述すると、この種の吹付け材は、その粒度が一定ではなく、種々の粒径のものが混在している。これは、完成される補修層としての吹付け材層の強度，即ち損耗速度を小さくすると共に、発塵量そのものやリバウンドロスと呼ばれる吹付け材の飛散化率を小さくし且つノズル先端部から混練された吹付け材が垂れてしまう現象（以下、ノズルだれと称する）の発生を防止するためであり、より具体的には、吹付圧力が３〜５kgf/cm2 であるときに粒径が７５μｍ以下の微粉と呼ばれる成分が２５〜３０％程度、粒径が１ｍｍ以上の粗粒と呼ばれる成分が２５〜３０％程度、吹付圧力が５〜７kgf/cm2 であるときに微粉が１５〜２０％及び粗粒が１５〜２５％程度含有され、粗粒としては、図１６に示すように粗粒の形状を角張った鋭利な形状とすることで、これらの粗粒が先行して吹付けられている吹付け材に突き立ったり、埋没したりしてリバウンドロスを低減化できるようにしている。なお、このような鋭利な粗粒は、一旦固化した吹付け材を適切なインペラ（羽根状の粉砕装置）で粉砕することにより得ることができる。
【００５７】
また、施工時間を短縮するためには、ノズルからの吹付け材の噴射量を増加或いは確保することが必要であり、そのためには供給される加圧空気の量を増加させ、ホースやノズルの圧力損失を低減することが必要となる。そこで、本実施例では加圧空気の配管径やホース径を大径化させ、材料ホース径やノズル径も大径化している。さらに、吹付け材を混練させるための添加水についても微細な調整が必要であり、当該添加水の圧力や流量が適正でないとノズルだれが発生したり、リバウンドロスが増加したりする弊害が表れるため、より具体的には供給水圧は吹付け材供給圧の約１０％程度高い圧力とし、その流量は、吹付け材供給量の約１２〜１５％程度に設定することが好ましい。また、吹付け材の添加水との混練性を向上するために、前記ノズルの長さも関与していることが判明したが、これは前記混練部材等の使用によって混練効率を向上することで変化するため、当該ノズル内での混練効率に鑑みてノズル長を設定することが必要となる。
【００５８】
次に、実際に施工される施工体の施工手順について説明する。最も概要的には、図１７に示すように、まず、施工体となる敷部３１０に吹付け材を吹付け、次に一方の壁部３１１に吹付け材を吹付け、次に他方の壁部３１２に吹付け材を吹付ける。このとき重要なのは、全ての吹付け材が乾燥或いは硬化してしまう前に次の吹付け材を吹き付けて、乾燥或いは硬化した施工体（ワーキングライニング全体）が一体になるようにする必要のあることである。これは、例えば図１８に示すようにバックライニング３０２が露出している部分の壁部３１１のみに吹付け材を吹付けると、出銑時には、その最も肉厚の薄い境界部分から吹付け材の剥離が開始するためであり、これを可及的に防止するためには吹付けられる吹付け材を一体化して境界部分を作らないようにすることが必要となる。
【００５９】
また、損耗したワーキングライニング上に新たな吹付け材を吹付けてワーキングライニングを復元するときには、古いワーキングライニングの厚さ（以下、これを残厚と記す）にも留意しなければならない。前述のように、出銑樋を流れる出銑は、その下方を溶銑が、その上方を溶滓が流れるように流域が分離する。このうち、図１９に示すように、溶銑の流れる領域をメタルライン（ＭＬ）と記し、溶滓の流れる領域をスラグライン（ＳＬ）と記すこととし、各流域での残厚の状態とそれに新たな吹付け材を吹付けて前記所定厚さのワーキングライニングを復元したときの出銑時の剥離発生率を図２０に示す。同図から明らかなように、古いワーキングライニングの残厚が５０ｍｍより薄い場合には、敷部，スラグライン（ＳＬ），メタルライン（ＭＬ）共に高い剥離発生率を示すが、残厚が５０〜１００ｍｍの範囲では剥離発生率は極端に低減し、残厚が１００ｍｍより厚い場合には全ての部位で剥離が発生しなくなる。そこで、本実施例では、古いワーキングライニングの残厚が５０ｍｍ以上、好ましくは１００ｍｍ以上残っているときに新たな吹付け材を吹付けてワーキングライニングの復元補修を実施することとした。
【００６０】
これに鑑みて、最初に構築される吹付け材層からなるワーキングライニング厚は、補修頻度や現在使用される吹付け材の亀裂或いは爆裂の発生回避等の理由から、少なくとも２００ｍｍ以上であることが望まれる。ここに言う吹付け材の亀裂とは、当該吹付け材が乾燥固化する際に生じる収縮が原因となって施工体に発生する亀裂を示す。また、吹付け材の爆裂とは、当該吹付け材に混在する揮発成分，水，不揮発成分が、前記加熱乾燥時にバックライニングとの間に集積し、それが加熱によって膨張する際、施工体そのものに発生するバックライニングからの破裂を示す。また、こうしたワーキングライニングの損傷から溶銑樋構造全体（耐火煉瓦層までを含む）を保護するために、本実施例では前記流し込み材からなるバックライング厚も１００ｍｍ以上とした。これらの各ライニング厚の最大厚は、本来確保すべき溶銑樋の幅及び深さと、耐火煉瓦層で構成された溝の幅及び深さとから逆算され、本実施例ではワーキングライニング厚を４００ｍｍ以下とした。
【００６１】
また、ワーキングライニングの損耗に伴い、特に出銑を止めてワーキングライニングに吹付け材の吹付け補修を施す際には、古いワーキングライニングの残熱温度を３０〜１２０℃に管理する。
また、前記管理残熱温度範囲で吹付け材を吹付けてワーキングライニングを復元・施工する際には、当該吹付け材の硬化時間も重要な管理項目となる。即ち、吹付け材の硬化が早いと、乾燥時に抜けてゆく水が施工体の背面側，即ち古いワーキングライニングやバックライニング側に多量に集積することとなって、それらとの接着性が阻害される。また、吹付け材の硬化が遅いと、前述した保形性に劣ると共に、施工体に収縮亀裂が発生し易くなる。従って、本実施例では、例えば施工体の硬化を直径５ｍｍの金棒が施工体に針入しないことと定義したときに、前記管理残熱温度範囲での吹付け材の硬化時間を１〜３時間とすることで、上記諸問題を解決できるように設定した。
【００６２】
次に、より具体的な前記吹付け材の吹付け方法について説明する。本実施例では、前述のように樋の敷部と両壁部とを一体化できるように吹付け材を吹付けることが前提であるから、まず敷部、次いで両壁部の順で吹付け施工を行うのであるが、その際には、従来と異なり、まず図２１（ａ）に示すようにノズル先端部を円旋回させながら出銑の流れ方向即ち樋の長手方向に移動させて敷部に吹付け材を吹付け、前回吹付け部位と所定の重なり範囲が発生するようにして、これを所定長，ここでは１〜３ｍに渡って繰り返して敷部の所定範囲（これをブロックと称する）に吹付け材の吹付け施工を行う。次いで、図２１（ｂ）に示すように、何れか一方の壁部に対して、前記と同様にノズル先端部を円旋回させながら出銑の流れ方向（実質的には流れ方向と逆方向でもよい），即ち樋の長手方向に前記ブロック範囲長に渡って移動させて当該壁部の最下段に吹付け材を吹付け、前述と同様に前回吹付け部位と所定の重なり範囲が発生するようにして、これを順次上段に重ねるように前記ブロック範囲内で繰り返して当該壁部に吹付け材の吹付け施工を行い、これと同じ手順で他方の壁部の同等のブロック範囲内に吹付け材の吹付け施工を行う。そして、これら一連の吹付け施工を隣接する樋のブロック範囲内に順次行って樋全体に吹付け施工を完成させる。
【００６３】
特に樋壁部の吹付け材の吹付け施工において、従来のように、ノズルを単に水平移動，即ち出銑の流れ方向又はその逆方向に移動させたのでは、その吹付け範囲のうちの中央部には前記吹付け材の粗粒が、その周囲には吹付け材の微粉が集中することとなって、施工体が不均質になる。そのため、ノズルを円旋回させて吹付け範囲内の吹付け材の不均質を均しながら、その吹付け範囲を次第に移動させて吹付け範囲を広げてゆく。前述したノズルヘッドにおける本実施例でのノズル先端部の円旋回半径は、図２２に示すように吹付け材の吹付け範囲直径が約３００ｍｍ程度になるように設定されている。そして、図２３に示すように、前記壁部１段の吹付けで前記ワーキングライニングの所定厚さが確保されるようにして最下段の吹付け施工を行う。更に、図２２に戻って、下段の吹付け材層に対して、例えば約１００ｍｍ程度の重なりを設けることで両者の段差がなくなるようにして、同じく約３００ｍｍ程度の吹付け範囲直径で上端の吹付け材層を吹付け、これを順次繰り返すことで、下段の吹付け材層の保形性を利用しながら上段の吹付け材層を積層するようにして、壁部のワーキングライニングを崩壊させることなく吹付け施工する。なお、前述した施工装置のヘッド回転装置８０によれば、このように壁部の吹付け施工において、ノズルヘッド９１を回転させるだけで吹付け層を順次上段に移動させてゆくことができる。
【００６４】
更に、図２４に本実施例の前記吹付け施工範囲（ブロック長）と前記リバウンドロスとの関係を示す。同図から明らかなように、或るブロック範囲長より吹付け範囲が長くなると、リバウンドロスが増加する。このように先の吹付け材層と次の吹付け材層とを重ねて吹付け材を吹付けるときに、前記ブロック範囲，即ち吹付け材層の吹付け範囲が長くなり過ぎると、各層の吹付け所要時間が長くなることから、特に先の吹付け材層の前記吹付け円範囲の外周部分が硬化し始め、これに次の吹付け材層の吹付け材が吹付けられると前記リバウンドロスが増加することが確認された。これは、全て吹付け材層の硬化時間に関与することであるから、その要因，即ち吹付け材の施工厚さ、ノズルの吐出能力、吹付け材への添加水量等を含む吹付け材そのものの硬化時間などに応じて、前記リバンウドロスが増加しないブロック範囲長を設定すべきであり、そのようにすることで、先行層と次行層との接着性が確保されて両者に境界が生じなくなる。ちなみに、例えば前記吹付け材の硬化時間が１時間程度で、ノズルによる吹付け材吐出能力が３ｔ／hr、施工体厚さが１００〜３００ｍｍ、吹付けエア圧が３〜７kgf/cm2 であるとき、本実施例の樋形状ではブロック幅を１〜３ｍに設定したとき、リバウンドロスの増加を抑制し且つ前記吹付け施工範囲を一体化せしめることができた。
【００６５】
なお、前述の施工装置によれば、前記スライド装置６０のスライダ６２の移動方向を、前記ノズル９０の移動方向に一致させ、その移動範囲を油圧モータ６５の回転範囲に一致させることで、前記ブロック範囲内での吹付け施工を容易に実施化することができる。
更に、前記ノズル９０からの吹付け材の吹付け距離についても、適切な範囲を設定する必要がある。まず、ノズルからの吹付け材の吹付け距離が短いと、吹付け圧が十分に分散されずに吹付け面への吹付け圧が高くなりすぎてしまい、その結果、吹付け面の吹付け材が吹付け圧でずれてしまうとか、吹付け層が剥落してしまうといった問題が発生する。こうした問題の発生しないノズルからの吹付け材の吹付け距離の下限値は４００ｍｍであった。また、ノズルからの吹付け材の吹付け距離が長いと、未だ水と完全に混練されていない微粉の、吹付け圧の分散に伴って飛散する範囲が広がり、発塵量が増加してしまう。図２５は、ノズルからの吹付け材の吹付け距離と発塵レベルとの関係を示したものであるが、同図から発塵レベルの許容値を満足する本実施例の吹付け距離上限値は１２００ｍｍであった。
【００６６】
このようなノズル９０の動作及び吹付け材の吹付け施工は、前述した携帯コントロールボックス２５１をオペレータが携行し、吹付車両操作部２７１で吹付車両１を吹付け位置に停車させてからブーム２８を制御すると共に、吹付け操作部２７２でスライダ６２の何れか一端を本体６１側に近接した位置に移動させることによって、ノズルヘッド９１を吹付け開始位置にセットすると共に、油圧モータ５０を回転駆動してチャッキング装置３３のギヤ４８を旋回させることにより、スライダ６２の移動方向を吹付け進行方向に一致させた後、吹付け操作部２７２のノズル旋回開始プッシュ釦２８２を押してノズルヘッド９１の油圧モータ１０１を回転駆動させてノズル９０を旋回させ、この状態で吹付開始プッシュ釦２８５を押すことにより、前述したようにプログラマブルコントローラ２５０で吹付け材供給装置２がシーケンス制御されることにより行われる。
【００６７】
このとき、特に、初めて壁部を吹付け施工する場合には、所定の厚み２００ｍｍ以上を得るためには複数層に分けて順次吹付け施工することが望ましく、この場合には先ず、吹付開始時の第１層目（施工厚み約３０ｍｍ程度）については、吹付け材の物理性状に合わせて、ノズル９０からの吐出圧力を３．０〜５．０kgｆ/cm2の低圧にセットし、この状態で先ず吹付開始位置にノズルヘッド９１を固定して、ノズル９０を旋回させながら吹付け材を円形に吹付けて所定厚みに形成し、その後スライダ６２を移動させることにより、前述した図２１（ｂ）に示すように最下段の吹付け施工を行い、次いでスライダ６２を開始位置に戻すと共に、ヘッド回転装置８０でノズルヘッド９１を回動させることにより、順次上段側に所定の重なりを持たせて吹付け施工し、第１層目の吹付け施工が終了すると、ノズル９０からの吐出圧力を吹付け材の物理性状に合わせて５．０〜７．０kgｆ/cm2の高圧にセットして２層目以降の吹付けを第１層目と同様の方法で行う。
【００６８】
このように、第１層目の吹付け圧力を３．０〜５．０kgｆ/cm2の低圧の低圧に設定することにより、硬化したバックライニング３０２に対する吹付け時に、バックライニング３０２に対する粗粒の衝突速度を低下させて、リバウンドロスを低減させることができ、その後の第２層目以降では、５．０〜７．０kgｆ/cm2の高圧で吹付け施工を行うことにより、下記表１に示すように施工体の気孔率を低下させ且つ表２に示すように吐出圧力を３．０kgｆ/cm2時の損耗速度を１００とした相対値で表す損耗速度を低下させて緻密質な施工体を得ることができる。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
【表２】
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また、吹付け施工中に、ノズルヘッド９１を含む吹付けユニット３０において、ノズル詰まりなどの不具合が発生したときには、ブーム２８を旋回させて、吹付ユニット３０のスライド装置６０を出銑樋の脇に設置した所定の載置台上に載置し、この状態で、前述したように、チャッキング装置３３のピストン上昇用給気穴３９ｃから加圧空気を供給して、図４左半部に示すようにピストン４１を上昇させてからブーム２８を上昇させてシリンダハウジング３９を上昇させることにより、ボール４３が分割体３６のスロープ部３６ｄによって貫通穴４０ｄから円筒部４０ｃの径方向内側に引き込まれることにより、シリンダハウジング３９及び分割体３６の係合状態が離脱される。この状態で、ブーム２８を移動させて同様の載置台に載置されている新たな吹付ユニット３０の分割体３６にシリンダハウジング３９を挿入して、ピストン下降用給気穴３９ｂから加圧空気を供給することにより、ピストン４１を下降させて、ボール４３を分割体３６のボール収納部３６ｃに押し出すことにより、シリンダハウジング３９と分割体３６とが一体化される。
【００７１】
このように、吹付ユニット３０全体を前記チャッキング装置３３によってワンタッチで交換できるため、吹付け施工作業への支障を最小限に抑制することができる。
なお、上記実施形態においては、中心軸から偏心した位置に形成された球状凹部９８ａを有する旋回ギヤ９８によってノズル９０の先端を円旋回させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図２６及び図２７に示すように、構成するようにしてもよい。
【００７２】
すなわち、ヘッド回転装置８０の支持台８５の先端側に取付けられた支持ブラケット３０１の上端に軸受３０２によって平面からみてＴ字状の回転軸３０３の長軸部３０３ａが回転自在に支持され、この回転軸３０３の軸受３０２から突出する短軸部３０３ｂにノズルヘッド３０４を構成する支持アーム３０５の先端が回動自在に取付けら、結局支持ブラケット３０１に支持アーム３０５がユニバーサルジョイント構成で連結されている。
【００７３】
ノズルヘッド３０４は、支持アーム３０５の下端側に一体に取付けられた垂直方向に延長する円筒体３０６と、この円筒体３０６の上端に連結された吹付ノズル３０７に材料ホース１１及び水ホース１２を接続する接続機構３０８と、円筒体３０６の下端に円運動を与えるノズル旋回機構３０９とを備えている。
ノズル旋回機構３０９は、前記支持台８５に固定された油圧モータ３１０の回転軸３１０ａにキー結合された偏心回転力を発生するアタッチメント３１１と、このアタッチメント３１１とノズルヘッド３０４の円筒体３０６との間を連結する連結杆３１２とを有する。
【００７４】
ここで、アタッチメント３１１は、油圧モータ３１０の回転軸３１０ａにキー結合された円筒支持体３１４と、この円筒支持体３１４の下端面にその中心軸を通ってこれと直交する半径方向に形成された蟻溝３１５に係合して摺動自在に配設され、且つ下端面に下方に突出する支持軸３１６を有する摺動体３１７と、円筒支持体３１４の下端面における蟻溝３１５の一端側に突設された支持片３１４ａに回転自在で且つ軸方向に移動不能に支持され、一端が摺動体３１７に回動自在に且つ軸方向には不動に係合された調整ボルト３１８と、この調整ボルト３１８に螺合された止めナット３１９とで構成され、摺動体３１７の支持軸３１６に連結杆３１２の一端に形成された係合リング部３１２ａが摺接可能に挿入され、その下端側に抜け止め用のリテーナ３２０が嵌合されている。ここで、摺動体３１７には支持軸３１６を挟んで対称的に長孔３１７ａ，３１７ｂが穿設され、これら長孔３１７ａ，３１７ｂに固定ボルト３１７ｃ，３７１ｄを挿通して円筒支持体３１４に螺合させて締めつけることにより、摺動位置が固定される。
【００７５】
連結杆３１２の他端側にはＴ字部３１２ｂが形成され、このＴ字部３１２ｂがノズルヘッド３０４の円筒体３０６の下面に突出形成された一対のブラケット３２１に回動可能で且つ軸方向に摺動不能に支持されている。
そして、吹付ノズル３０７の吹付け材吐出端部を円旋回させるには、先ず、ノズル旋回機構３０９のアタッチメント３１１の止めナット３１９を緩めて調整ボルト３１８を回転させて摺動体３１７を蟻溝３１５に沿って摺動させることにより、摺動体３１７に突設された支持軸３１６と、油圧モータ３１０の回転軸３１０ａとの偏心量ｅを吹付ノズル３０７の吹付け材吐出端部の旋回半径に応じて設定した。
【００７６】
この状態で、油圧モータ３１０を回転駆動することにより、アタッチメント３１１の支持軸３１６が偏心量ｅに応じた円運動を行い、この円運動が連結杆３１２を介してノズルヘッド３０４の円筒体３０６に伝達される。このため、ノズルヘッド３０４がＴ字状の回転軸３０３で構成されるユニバーサルジョイント部で支持されているので、このジョイント部を支点として、ノズルヘッド３０４が円運動することになり、吹付ノズル３０７の吐出端部がノズル長さに応じた半径で円運動することになる。
【００７７】
ここで、吹付ノズル３０７の先端の円運動半径を変更する場合には、上述したように、アタッチメント３１１の調整ボルト３１８によって支持軸３１６の偏心量を調整すればよい。
また、スライド機構６０の構成も上記構成に限定されるものではなく、リニアガイド装置等を使用した直動案内機構によって案内し、駆動機構もチェーンに変えて油圧モータで回転駆動されるネジ軸とこれに螺合するナットとで構成するようにしてもよく、要は所定区画に相当する距離分以上移動可能に構成されていればよい。
【００７８】
さらに、チャッキング装置３３についても、上記構成に限定されるものではなく、電磁チャックや他のチャック機構を適用することができる。
なおさらに、上記実施形態においては、吹付車両と吹付け材供給装置とが別体である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、吹付車両に吹付け材供給装置を搭載して一体化するようにしてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る出銑樋形成用吹付け材吹付装置によれば、自走台車のブームにチャッキング装置によって吹付けユニットが着脱自在に支持されているので、吹付け材の高吐出圧の吹付け施工を容易確実に行うことができると共に、吹付けユニットに異常が発生したときには、チャッキング装置によって吹付ユニットを取り外し、新たな吹付けユニットを装着することにより、吹付けユニットの異常をブームに装着した状態で修理する場合に比較して吹付け作業の中断時間を大幅に短縮することができるという効果が得られる。
【００８０】
また、ヘッド回転装置でノズルを吹付面に対して円旋回させながらスライド機構によってノズルヘッドを吹付面に沿ってスライドさせることができるので、自走台車を停車させた状態で、所定長さの施工区画で自動的に吹付け施工を行うことができ、このとき吹付け材を螺旋状に吹付けることができるという効果が得られる。
【００８１】
さらに、請求項２に係る出銑樋形成用吹付け材吹付装置によれば、基部と分割体とを複数のボールで連結することができ、この連結状態及びその離脱状態をカム部材を上下方向に摺動させることにより容易に切換えることができ、吹付けユニットの着脱を容易確実に行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の出銑樋施工方法を実施化した出銑樋施工装置の一実施例を示す概略全体構成図である。
【図２】図１の吹付台車の詳細図である。
【図３】図２のノズルユニットの詳細図である。
【図４】図３のチャッキング装置の詳細図である。
【図５】図３のノズルヘッドの全体図である。
【図６】図５のノズルヘッドの詳細図である。
【図７】図６のノズルに用いられた混練部材の詳細図である。
【図８】図１の吹付材供給装置の詳細図である。
【図９】図１の出銑樋施工装置の空圧・水圧回路の説明図である。
【図１０】図１の出銑樋施工装置の制御を司るプログラマブルコントローラのブロック図である。
【図１１】図１の出銑樋施工装置を手動操作するための携帯コントロールボックスの説明図である。
【図１２】図１の出銑樋施工装置の吹付材供給装置のシークエンス制御のタイミングチャートである。
【図１３】本発明の出銑樋施工方法により完成された出銑樋の概略全体構成図である。
【図１４】本発明の出銑樋施工方法により復元された出銑樋の概略全体構成図である。
【図１５】図１４の出銑樋の復元施工の説明図である。
【図１６】本実施例における吹付け材の粗粒形状の詳細説明図である。
【図１７】ライニングの復元施工における吹付け材の吹付け手順の説明図である。
【図１８】復元施工された吹付け材施工体の剥離開始の説明図である。
【図１９】損耗した吹付け材ライニングの残厚の説明図である。
【図２０】本実施例における吹付け材ライニングの残厚と剥離発生率との相関説明図である。
【図２１】吹付け材の吹付け方法の説明図である。
【図２２】ライニング壁部への吹付け材の吹付け方法の詳細説明図である。
【図２３】ライニング壁部への吹付け材の吹付け順序の詳細説明図である。
【図２４】本実施例における吹付け材の吹付け範囲長とリバウンドロスとの特性図である。
【図２５】本実施例において吹付け距離を変化させたときの発塵レベルの特性図である。
【図２６】ノズルヘッドの他の実施形態を示す一部を断面とした正面図である。
【図２７】図２６のアタッチメントの側面図である。
【図２８】従来の出銑樋の概略全体構成図である。
【図２９】従来の出銑樋の復元施工の説明図である。
【図３０】従来の出銑樋の施工に必要な人員の説明図である。
【符号の説明】
１は吹付車両
２は吹付材供給装置
３０は吹付けユニット
３３はチャッキング装置
６０はヘッドスライド装置
８０はヘッド回転装置
９０はノズル
９１はノズルヘッド
１１０は接続機構
１１４は混練部材
３０４はノズルヘッド
３０７は吹付ノズル
３０８は接続機構
３０９はノズル旋回機構
３１０は油圧モータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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