(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材を混入させた不定形耐火物を、圧送ポンプにより、可撓性を有する圧送ホースを介して圧送する不定形耐火物の圧送方法において、
圧送ホース内に、不定形耐火物に先行して、液体と潤滑剤を充填し、
圧送ホース内に充填した液体と潤滑剤との境界部、及び潤滑剤と不定形耐火物との境界部に、圧送ホースの内径よりも大きな外径を有する充填部材を介在させ、予め液体及び潤滑剤により圧送ホース内を潤滑させた後に、不定形耐火物の圧送作業を行うことを特徴とする不定形耐火物の圧送方法。
【請求項２】
潤滑剤として、
骨材を含まない不定形耐火物を用いることを特徴とする請求項１記載の不定形耐火物の圧送方法。
【請求項３】
圧送ポンプは、
遠隔操作で起動及び停止可能で、かつ運転速度を微調整可能であるとともに、駆動圧力を測定する駆動圧力センサを備え、
上記駆動圧力センサが、所定以上の圧力を検出すると、オペレータに対して警告を発生し、
所定時間だけ圧送ポンプの逆送動作を行った後に、予め設定した緩速で不定形耐火物の圧送作業を再開することを特徴とする請求項１または請求項２記載の不定形耐火物の圧送方法。
【請求項４】
骨材を混入させた不定形耐火物を、圧送ポンプにより、圧送配管を介して圧送する圧送装置であって、
圧送配管には、可撓性を有する圧送ホースを用い、該圧送ホース内に、不定形耐火物に先行して、液体と潤滑剤が充填され、圧送ホース内に、充填した液体と潤滑剤との境界部、及び潤滑剤と不定形耐火物との境界部を有し、それらの境界部に圧送ホースの内径より大きな外径を有する充填部材を介在させ、予め液体及び潤滑剤により圧送ホース内を潤滑させた後に不定形耐火物の圧送作業を行う機能を有することを特徴とする不定形耐火物の圧送装置。
【請求項５】
圧送ポンプには、
駆動圧力を測定する駆動圧力センサを備え、
オペレータが認識可能な位置に、
上記駆動圧力センサに連絡した圧力表示計と、
上記駆動圧力センサが所定以上の圧力を検出した際に警告を発生する警告装置とを備え、
オペレータが操作可能な位置に、
圧送ポンプによる不定形耐火物の圧送速度を微調整する速度微調整装置を備えたことを特徴とする請求項４記載の不定形耐火物の圧送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樋材等に用いる不定形耐火物の圧送方法及び圧送装置に関し、特に、高粘度の不定形耐火物を圧送することができるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉より出銑された高温に溶融した銑鉄を流すための高炉出銑樋の内面には、耐火物が施工されている。この高炉出銑樋では、高温の溶融した銑鉄やスラグにより、内面に施工した耐火物が磨耗したり、化学的劣化を起こす。また、出銑口の切り替えによる冷却の繰り返し等によっても、内面に施工した耐火物が劣化する。
【０００３】
このため、高炉出銑樋の内面の劣化した耐火物を補修する必要があり、劣化した耐火物を解体して除去するとともに、新たな耐火物を施工している。
【０００４】
従来、高炉出銑樋の内面に新たな耐火物を施工するには、煉瓦等の破砕屑を骨材として混入した不定形耐火物を生成し、この不定形耐火物を圧送ポンプにより圧送していた。
このように、骨材として煉瓦等の破砕屑を利用するのは、廃材を利用することによりコストダウンを図るためである。
また、不定形耐火物の圧送ルートは、複数の金属配管をジョイントにより接続して構成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の不定形耐火物の圧送装置及び圧送方法では、以下に示すような問題点があった。
【０００６】
第１に、圧送ルートが、ジョイントにより接続された金属配管により構成されているので、圧送ルートに制約を受けてしまうという問題点があった。
【０００７】
第２に、不定形耐火物に煉瓦屑等の骨材を混入すると、圧送の不安定要因が発生するという問題点があった。
すなわち、煉瓦等の破砕屑からなる骨材は、水分を吸収しやすいので、不定形耐火物の粘性が高まってしまい、配管の閉塞の可能性が高まる。
また、破砕のために角張った多様な形状となっていて、配管の閉塞を起こしやすい。しかも、骨材の生成コストを下げるため、骨材の径を大きくする必要がある。このため、圧送という手段は便利な供給手段ではあるが、廃材を使いにくいという印象があった。
また、骨材を混入した不定形耐火物をミキサーで混練すると、骨材が偏析して落下し、不定形耐火物の圧送に際して、配管内を骨材が先行してしまう。
さらに、不定形耐火物の粘性を落とすために水分を加えると、却って骨材が分離してしまい、配管の閉塞を起こしやすくなる。
このため、不定形耐火物の粘性の設定における水分調整は、配管が閉塞しない範囲内で、必要十分な最低限の水分添加にする必要がある。すなわち、水分量を増加させると、気孔率が上昇して、施工品質が低下してしまうため、水分調整が重要な課題となっていた。
例えば、気温や湿度、あるいは材料銘柄に応じて、混練時の添加水分の調節や凝固促進の調節が必要である。また、季節等の変化や、凝固促進剤による凝固時間設定や、メタル用耐火物からスラグ用耐火物への切替によっても、不定形耐火物の粘性が大きく変動し、配管の閉塞の危険性が絶えずつきまとう。
しかも、骨材を混入するという条件では、骨材の偏析や分離が、配管の閉塞に影響を及ぼす。
【０００８】
第３に、不定形耐火物の圧送作業では、圧送ポンプを操作する専任の作業者と、配管先端の位置決めを行う作業者とが必要であり、省力化が図れないという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記した従来の技術の有する問題点に鑑み提案されたもので、以下の点を目的とする。
【００１０】
請求項１記載の発明は、不定形耐火物を圧送する配管内を予め潤滑することにより、配管の閉塞が生ぜずに、安定して不定形耐火物の圧送を行うことができる圧送方法を提供することを目的とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記した請求項１記載の発明の目的に加えて、潤滑剤として骨材を加えない不定形耐火物を用いることにより、潤滑剤を容易に生成することが可能な圧送方法を提供することを目的とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記した請求項１または請求項２記載の発明の目的に加えて、配管の閉塞の発生を未然に防止して、さらに安定して不定形耐火物の圧送を行うことができる圧送方法を提供することを目的とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、圧送配管の途中に特定の方法又は構成により配管内を予め潤滑した可撓性を有する圧送ホースを用いることにより、圧送ルートに制約を受けない圧送装置を提供することを目的とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、上記した請求項４記載の発明の目的に加えて、配管の閉塞の発生を未然に防止して、安定して不定形耐火物の圧送を行うことができるとともに、省力化を図ることができる圧送装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を達成するためのものであり、以下にその内容を説明する。
【００１６】
請求項１記載の発明は、骨材を混入させた不定形耐火物を、圧送ポンプにより、可撓性を有する圧送ホースを介して圧送する不定形耐火物の圧送方法において、圧送ホース内に、不定形耐火物に先行して、液体と潤滑剤を充填する。
【００１７】
そして、圧送ホース内に充填した液体と潤滑剤との境界部、及び潤滑剤と不定形耐火物との境界部に、圧送ホースの内径よりも大きな外径を有する充填部材を介在させる。
【００１８】
このようにして、予め液体及び潤滑剤により圧送ホース内を潤滑させた後に、不定形耐火物の圧送作業を行う。
【００１９】
具体的には、この圧送方法では、例えば、骨材を重量比で５０％未満混入した不定形耐火物が用いられる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、上記した請求項１記載の発明の構成に加えて、潤滑剤として、骨材を含まない不定形耐火物を用いる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、上記した請求項１または請求項２記載の発明の構成に加えて、圧送ポンプは、遠隔操作で起動及び停止可能で、かつ運転速度を微調整可能であるとともに、駆動圧力を測定する駆動圧力センサを備えている。
【００２２】
そして、上記駆動圧力センサが、所定以上の圧力を検出すると、オペレータに対して警告を発生し、所定時間だけ圧送ポンプの逆送動作を行った後に、予め設定した緩速で不定形耐火物の圧送作業を再開する。
【００２３】
請求項第４記載の発明は、骨材を混入させた不定形耐火物を、圧送ポンプにより、圧送配管を介して圧送する圧送装置であって、圧送配管の途中に、可撓性を有する圧送ホースを用い、該圧送ホース内に、不定形耐火物に先行して、液体と潤滑剤が充填され、圧送ホース内に、充填した液体と潤滑剤との境界部、及び潤滑剤と不定形耐火物との境界部を有し、それらの境界部に圧送ホースの内径より大きな外径を有する充填部材を介在させ、予め液体及び潤滑剤により圧送ホース内を潤滑させた後に不定形耐火物の圧送作業を行う機能を有する。
【００２４】
具体的には、この圧送装置では、例えば、骨材を重量比で５０％未満混入した不定形耐火物が用いられる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、上記した請求項４記載の発明の構成に加えて、圧送ポンプには、駆動圧力を測定する駆動圧力センサを備える。
【００２６】
また、オペレータが認識可能な位置に、上記駆動圧力センサに連絡した圧力表示計と、上記駆動圧力センサが所定以上の圧力を検出した際に警告を発生する警告装置とを備える。
【００２７】
さらに、オペレータが操作可能な位置に、圧送ポンプによる不定形耐火物の圧送速度を微調整する速度微調整装置を備える。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態の一例を説明する。
図１〜３は、本発明に係る不定形耐火物の圧送装置の一実施例を示したもので、図１は、圧送装置の側面図、図２は、圧送装置の平面図、図３は、圧送ポンプ付近の圧送配管の側面図をそれぞれ示す。
また、図４は、圧送配管内に挿入する充填部材の一実施例を示したもので、図４（Ａ）は、スポンジ、図４（Ｂ）は、ピグをそれぞれ示す。
また、図５は、水打ち用の短管の縦断面図である。
【００２９】
（圧送装置）
本発明に係る不定形耐火物の圧送装置１０は、図１，２に示すように、自走式のマニピュレータ２０の後方に接続して使用するもので、骨材を混練した不定形耐火物を受け入れるホッパー３０と、このホッパー３０から受け入れた不定形耐火物を圧送する圧送ポンプ４０と、この圧送ポンプ４０に連結した圧送配管５０と、ホッパー３０および圧送ポンプ４０を載置するポンプ台車６０とを備えている。
【００３０】
（マニピュレータ）
上記したマニピュレータ２０は、図１，２に示すように、自走式台車２１の上部に、運転室２２を回転可能に設け、運転室２２の前方には、複数の関節を備えたアーム２３を回転可能に取り付け、アーム２３の先端には、圧送配管５０の先端を臨ませるとともに、バイブレータ７０を取り付けてある。
【００３１】
（ホッパー）
上記したホッパー３０は、予めミキサー（図示せず）で骨材を混練した不定形耐火物を受け入れる装置で、詳細には図示しないが、例えば、油圧モータにより正逆回転する撹拌装置を備えている。
【００３２】
なお、不定形耐火物に混入する骨材としては、平均粒径が３０ｍｍ程度に破砕された煉瓦屑等が用いられる。また、不定形耐火物には、この骨材が、重量比で５０％未満混入されていて、スランプ値は、約２０ｃｍとなっている。
【００３３】
（圧送ポンプ）
上記した圧送ポンプ４０は、詳細には図示しないが、例えば、油圧２ピストン式のポンプを用いる。この圧送ポンプ４０は、正逆方向に駆動して、不定形耐火物を正逆方向に圧送することができるとともに、圧送速度を微調整することができる。
また、圧送ポンプ４０には、シリンダ（図示せず）の駆動圧力を測定する駆動圧力センサとしてのシリンダ圧力センサ４１を備えている。
【００３４】
そして、マニピュレータ２０の運転室２２には、圧送ポンプ４０を遠隔で操作するためのポンプ起動停止装置８０が設けてある。
【００３５】
このポンプ起動停止装置８０には、シリンダ圧力センサ４１に連絡した圧力表示計８１と、シリンダ圧力センサ４１が所定以上の圧力を検出した際に警告を発生する警告装置８２とを設けてある。上記した警告装置８２は、例えば、ブザーや、警告ランプ等から構成される。
【００３６】
したがって、マニピュレータ２０を操作するオペレータは、高炉出銑樋内に不定形耐火物を施工しながら、圧送ポンプ４０の駆動圧力を認識することができる。
【００３７】
さらに、ポンプ起動停止装置８０には、圧送ポンプ４０の速度を微調整する速度微調整装置８３を設けてある。したがって、マニピュレータ２０を操作するオペレータにより、圧送ポンプ４０の速度を微調整することができ、オペレータの他に圧送配管５０の操作を行う操作者を必要としない。
【００３８】
なお、圧送ポンプ４０の速度調整や、正逆方向の駆動切換は、オペレータの操作に基づいて行ってもよいし、マイクロコンピュータ等からなる制御装置の制御に基づいて自動的に行ってもよい。
【００３９】
（圧送配管）
上記した圧送配管５０は、図１，２に示すように、ホッパー３０で受け入れた不定形耐火物を、マニピュレータ２０のアーム２３の先端部に導くためのもので、ａ〜ｉの部位から構成されている。
この圧送配管５０の一部あるいは全部は、可撓性を有する圧送ホースにより構成されている。
【００４０】
（不定形耐火物の圧送方法）
上記した構成からなる不定形耐火物の圧送装置１０では、予め骨材を混入してミキサーで混練された不定形耐火物が、ホッパー３０により受け入れられ、圧送ポンプ４０の駆動により、圧送配管５０内を圧送され、アーム２３の先端に位置する圧送配管５０ｉの先端部から、高炉出銑樋内に施工される。このとき、施工された不定形耐火物内にバイブレータ７０が挿入されて、不定形耐火物の圧密が行われる。
【００４１】
（圧送配管の事前潤滑作業）
上記した圧送装置１０により不定形耐火物の圧送を行うに際して、事前に圧送配管５０の潤滑作業が行われる。
【００４２】
この潤滑作業では、まず、圧送配管５０ａ内に、充填部材が挿入されていることを確認する。
【００４３】
この充填部材は、図４（Ａ）に示すように、略円筒状のスポンジ９０からなり、それぞれ、圧送配管５０ａ〜ｉの内径よりも若干大きな最大外径を有している。
【００４４】
なお、充填部材は、上記したスポンジ９０に限られず、可撓性を有するとともに、圧送配管５０ａ〜ｉの内径よりも若干大きく、かつ圧送配管ａ〜ｉ内に形成した潤滑層をこそげ落とさない範囲の外径を有していれば、ゴム製のボール等であっても良い。
【００４５】
充填部材の挿入確認とともに、圧送配管５０ｈ，ｇ内に潤滑液体である水が残留していることを確認する。ここで、圧送配管５０ｈ，ｇ内に水が残留していない場合には、圧送配管５０ｉの先端から注水する。
このように、圧送配管５０ｉに注水するのは、潤滑材の圧送時における脱水による配管の閉塞を回避するためである。
【００４６】
次に、圧送配管５０ｄの下流側から、潤滑剤であるモルタルを注入し、圧送配管５０ｄの出側に充填部材であるスポンジ９０を挿入する。
【００４７】
なお、本実施例では、モルタルの注入及びスポンジ９０の挿入は、圧送配管５０ｅを取り外して行っているが、圧送配管５０ｅを取り外さずに、モルタルの注入及びスポンジ９０の挿入を行うことができる機構を設けても良い。
また、圧送配管５０ｄに挿入するスポンジ９０は、圧送配管５０ａに挿入するスポンジ９０と比較して、若干小さめとなっている。
【００４８】
このようにして、圧送配管５０ａ〜ｄ内にモルタルを充填し、その前後にスポンジ９０を介在させる。
なお、圧送配管５０内には、若干の空気が残留する場合があるが、残留する空気量は少なく、また、送り出される潤滑剤がモルタルであって流動性が良好であるため、不定形耐火物の圧送に支障をきたすことがない。
【００４９】
この状態では、モルタルの前後がスポンジ９０等の充填部材で挟まれているため、圧送配管５０ａ〜ｅの立ち下げ部分であっても、圧送配管５０ａ〜ｅの内面全周を確実に潤滑することができる。
また、圧送配管５０ｆ以降では、残留している水により十分な水分が補給されるため、圧送配管５０ｆ〜ｉの内面全周を確実に潤滑することができる。
【００５０】
（不定形耐火物の圧送作業）
上記した圧送配管５０の事前潤滑作業が終了した後、ホッパー３０内に不定形耐火物を投入して、圧送ポンプ４０を駆動し、不定形耐火物の圧送作業を行う。
【００５１】
そして、圧送配管５０ｉの先端部からスポンジ９０等の充填部材が排出されるまでの間、潤滑材であるモルタルをバケツ等に排出し、充填部材が排出された後は、高炉出銑樋内に不定形耐火物を流し込み、施工作業を行う。
【００５２】
（配管閉塞の回避作業）
上記した不定形耐火物の圧送作業中に、圧送配管５０内で閉塞が発生しそうな場合には、閉塞回避作業を行う。
【００５３】
この閉塞回避作業では、まず、シリンダ圧力センサ４１が所定以上の圧力を検出すると、オペレータに対して、警告装置８２により警告を行う。警告装置８２による警告は、例えば、ブザーにより警報音を発生したり、警告ランプを点灯あるいは点滅させたりすることにより行う。
【００５４】
そして、所定時間だけ圧送ポンプ４０を逆送動作させて、不定形耐火物を逆方向に圧送した後、予め設定した緩速で不定形耐火物の圧送作業を再開する。その後、シリンダ圧力センサ４１が所定以上の圧力を検出しなければ、通常の速度で不定形耐火物の圧送作業を行う。
【００５５】
本実施例では、この閉塞回避作業は、マイクロコンピュータ等からなる制御装置の制御に基づいて自動的に行う。
【００５６】
なお、閉塞回避作業を自動的に行うのではなく、オペレータによるポンプ起動停止装置８０の操作に基づいて、マニュアルで行うようにしてもよい。
【００５７】
このマニュアル操作では、オペレータが、圧力表示計８１を監視して圧力異常に気付いた場合、あるいは警告装置８２により圧力異常に気付いた場合に、ポンプ起動停止装置８０を操作して、圧送ポンプ４０を逆送動作させて、不定形耐火物を逆方向に圧送する。
【００５８】
次に、オペレータが速度微調整装置８３を操作して、予め設定した緩速で不定形耐火物の圧送作業を再開する。
その後、シリンダ圧力センサが所定以上の圧力を検出しなければ、オペレータが速度微調整装置８３を操作して、通常の速度で不定形耐火の圧送作業を行う。
【００５９】
このような操作により、圧送配管５０において閉塞が発生することを未然に防止することができる。
【００６０】
（圧送配管の洗浄作業）
上記した不定形耐火物の施工作業が終了した後には、圧送配管５０の洗浄作業を行う。この圧送配管５０の洗浄作業では、充填部材として、図４（Ａ）（Ｂ）に示したスポンジ９０とピグ１００とを使用する。
【００６１】
圧送配管５０の洗浄作業では、まず、圧送配管５０ａを取り外し、圧送配管５０ｂの上流側に水打ち用の短管１１０を接続する。
水打ち用の短管１１０内には、図５に示すように、その上流側から充填部材であるスポンジ９０とピグ１００とを、この順番で挿入してある。
【００６２】
次に、水打ち用の短管１１０の上流側に水ホース（図示せず）を接続し、圧送ポンプ４０を駆動して、圧送配管５０内に水を送り込む。
そして、圧送配管５０ｉの先端から排出される最初の材料は、高炉出銑樋内に流し込み、充填部材であるスポンジ９０が圧送配管５０の出側に接近したら、圧送される不定形耐火物をバケット内へ排出する。
【００６３】
このようにして、圧送配管５０内の不定形耐火物の排出が終了した後、ホッパー３０の内部を水洗する。
【００６４】
次に、圧送配管５０ａ内に、充填部材であるスポンジ９０及びピグ１００を挿入して、圧送配管５０の事前潤滑作用に備えて、作業を終了する。
このとき、圧送配管５０ｆより下流側には、潤滑液体である水が充填されている。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は、上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏する。請求項１記載の発明では、不定形耐火物を圧送する配管内を、潤滑剤により予め潤滑している。
したがって、圧送配管の閉塞が生ずることがなく、安定して不定形耐火物の圧送を行うことができる。
【００６６】
請求項２記載の発明では、上記した請求項１記載の発明の効果に加えて、次のような効果を奏する。
すなわち、潤滑剤として骨材を加えない不定形耐火物を用いることにより、潤滑剤を容易に生成することが可能となる。また、モルタルが樋材に混入しないようにモルタルを排出する手間を省くことが可能となる。
【００６７】
請求項３記載の発明では、上記した請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、次のような効果を奏する。
すなわち、配管の閉塞の発生を未然に防止して、さらに安定して不定形耐火物の圧送を行うことができる。
【００６８】
請求項４記載の発明では、配管の途中に特定の方法又は構成により配管内を予め潤滑した可撓性を有する圧送ホースを用いている。したがって、圧送ルートに制約を受けることはない。
【００６９】
請求項５記載の発明は、上記した請求項４記載の発明の効果に加えて、次のような効果を奏する。
すなわち、圧送圧力を表示するとともに、圧力異常の警告を行うことにより、配管の閉塞の発生を未然に防止して、安定して不定形耐火物の圧送を行うことができるとともに、省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】不定形耐火物の圧送装置の側面図である。
【図２】不定形耐火物の圧送装置の平面図である。
【図３】圧送ポンプ付近の圧送ホースの側面図である。
【図４】充填部材の説明図で、図４（Ａ）は、スポンジの斜視図、図４（Ｂ）は、ピグの斜視図である。
【図５】水打ち用の短管の縦断面図である。
【符号の説明】
１０  圧送装置
２０  マニピュレータ
２１  自走式台車
２２  運転席
２３  アーム
３０  ホッパー
４０  圧送ポンプ
４１  シリンダ圧力計
５０  圧送配管
６０  ポンプ台車
７０  バイブレータ
８０  ポンプ起動停止装置
８１  圧力表示計
８２  警告装置
８３  速度微調整装置
９０  スポンジ
１００  ピグ
１１０  短管
【図１】
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【図２】
0003549998.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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