(57)【要約】【課題】  溶融炉、転炉、焼却炉等の炉体内部に配設されたレンガ等の構造物を破砕することにより、当該炉を解体する炉解体機において、特に解体する炉の温度を比較的高温に維持しながら作業を実行する。【解決手段】  炉体内部に配設されたレンガ等の構造物を破砕することにより、当該炉を解体する炉解体機であって、構造物を破砕するためのエアブレーカ１１と、少なくとも作業員がエアブレーカ１１を操作するための耐熱運転室３２を有する機器本体２と、横転させた炉体に対して機器本体２を移動させ又は旋回させるためのるための移動機構３、旋回部４０と、機器本体２から炉体に対してブーム４を伸縮、回転させることにより、その先端に角度可変に取り付けられたエアブレーカ１１の位置制御を行うマニピュレータ５とを備え、機器本体２は、供給された冷却用エアを上記ブームに沿って配設されたホース２７を介して上記マニピュレータ５の内部並びにエアブレーカ１１に噴射する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉、転炉、焼却炉等の炉体内部に配設されたレンガ等の構造物を破砕することにより、当該炉を解体する炉解体機において、
上記構造物を破砕するためのエアブレーカと、
少なくとも作業員が上記エアブレーカを操作するための耐熱運転室を有する機器本体と、
横転させた炉体に対して上記機器本体を移動させ又は旋回させるためのるための移動旋回手段と、
上記機器本体から上記炉体に対してブームを伸縮、回転させることにより、その先端に角度可変に取り付けられた上記エアブレーカの位置制御を行うマニピュレータとを備え、
上記機器本体は、供給された冷却用エアを上記ブームに沿って配設されたホースを介して上記マニピュレータの内部並びに上記エアブレーカに噴射すること
を特徴とする炉解体機。
【請求項２】
上記マニピュレータは、上記噴射された冷却用エアを上記エアブレーカへ導くためのカバーが設けられてなること
を特徴とする請求項１記載の炉解体機。
【請求項３】
上記冷却用エアを噴射するためのノズルが上記ホースの先端に設けられてなること
を特徴とする請求項１又は２記載の炉解体機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融炉、転炉、焼却炉等の炉体内部に配設されたレンガ等の構造物を破砕することにより、当該炉を解体する炉解体機に関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉は、溶融状態の銑鉄（溶銑）を受け入れて酸素を吹き込むことにより、その溶銑中の不純物を燃焼させて除去するという製鋼用の精錬炉であり、水平の支持軸を中心として炉体が回転する構造とされている。
【０００３】
図７に示すように、転炉１９３は、中空同心形状の容器からなり、大きく開口した炉口１９４が炉頂中央に形成されている。通常、この炉口１９４を通して精錬用の酸素が吹き込まれ、あるいは炉内で発生するガスが排出されることになる。また、この転炉では、外面を形成する鉄皮の内側表面をレンガ１９５で覆い、さらにその内側に耐火用のレンガを築造することにより、高温の溶融金属に耐えられるように設計されている。
【０００４】
ところで、このような転炉の内側表面に配設されたレンガ１９５は、主に耐火レンガ等が用いられるものの、高温により損傷してしまう場合も少なからずあることから、損傷したレンガ１９５を破砕することにより解体作業、さらに新しいレンガ１９５を炉内に配設する補修作業等が頻繁に行われている。
【０００５】
ところで従来では、作業員が炉の内部に乗り込んでこのような解体作業を行っていたが、出鋼直後の炉の内部は非常に高温であり、約５００℃〜１０００℃にまで至る。しかも冷め難く、水を注入して４時間経過しても、８０℃近くもあり、作業者が炉の内部で作業を行う上で耐えることができる温度に下がるまで、長きにわたる待ち時間が必要となっていた。
【０００６】
このような問題点を解決するために、例えば特許文献１に示される溶融炉解体装置等が提案されている。
【０００７】
この溶融炉解体装置１０１は、図８に示すように、電気炉１０３の上方において略水平に設置された桁部１０７と、軸Ｐの回りに３６０°旋回可能に設けられた旋回体１０９と、旋回体１０９に揺動可能に設けられたアウターブーム１１１と、インナーブーム１１３と、ブレーカ１１５とを主要部として構成されており、ブレーカ１１５を稼働させて耐火レンガ１０５を破砕する。旋回体１０９の旋回やアウターブーム１１１の揺動などは、図示しない操作部から行う。この溶融炉解体装置１０１によれば、電気炉１０３の外から操作ができるため、作業者が入れないほどの高温であっても、作業を開始することができる。
【特許文献１】特開平１１−２３０６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１における開示技術では、炉解体のマニュピレータを装備した水平移動可能な桁とその桁に回転装置を装備することが必須となるところ、装置構成が複雑化し、ひいてはシステム全体のコストが大幅に増加してしまうという問題点があった。
【０００９】
また、かかる特許文献１における開示技術では、装置の運転につき、解体作業を行う炉から離れて行うことになり、運転者の熱対策は十分になされている一方で、解体作業の詳細を視認するすることができない部分も出てくるという問題点もあった。
【００１０】
さらに、特許文献１における開示技術では、炉の内部の温度が、ブレーカ１１５先端の耐熱温度、マニュピレータの耐熱温度にまで下がるまで、実際の作業を開始することができなかった。この待ち時間を含めると工事時間がいきおい増加してしまうという問題点もある。即ち、炉の冷却を待つことなく作業を開始することで、工事時間の短縮を図る必要もあった。
【００１１】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、溶融炉、転炉、焼却炉等の炉体内部に配設されたレンガ等の構造物を破砕することにより、当該炉を解体する炉解体機において、特に解体する炉の温度を比較的高温に維持しながら作業を実行することが可能な炉解体機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明を適用した炉解体機は、上述した課題を解決するために、溶融炉、転炉、焼却炉等の炉体内部に配設されたレンガ等の構造物を破砕することにより、当該炉を解体する炉解体機において、構造物を破砕するためのエアブレーカと、少なくとも作業員がエアブレーカを操作するための耐熱運転室を有する機器本体と、横転させた炉体に対して上記機器本体を移動させ又は旋回させるためのるための移動旋回手段と、機器本体から上記炉体に対してブームを伸縮、回転させることにより、その先端に角度可変に取り付けられた上記エアブレーカの位置制御を行うマニピュレータとを備え、機器本体は、供給された冷却用エアを上記ブームに沿って配設されたホースを介して上記マニピュレータの内部並びに上記エアブレーカに噴射する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を適用した炉解体機では、炉体内部が高温状態にある場合であっても、エアブレーカの熱被害を抑えることが可能となる。特にアームの周囲にガードを周設することにより、エアブレーカに対して冷却用エアを高効率に送り込むことができ、エアブレーカの耐熱特性をより向上させることも可能となるとともに、高温状態にある炉体からの熱被害を抑えることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１５】
図１〜４は、本発明を適用した炉解体機１の構成を示している。即ち、図１は炉解体機１の斜視図であり、図２は炉解体機１の側面図であり、図３は炉解体機１の平面図であり、さらに図４は炉解体機１の正面図である。
【００１６】
炉解体機１は、溶融炉、転炉、焼却炉等の炉体内部に配設されたレンガ等の構造物を破砕することによりこれを解体するものであり、機器本体２と、当該構造物を破砕するためのエアブレーカ１１と、横転させた炉体に対して機器本体２を移動させるための移動機構３と、機器本体２の上部に取り付けられたブーム４を有するとともにその先端に角度可変に取り付けられたエアブレーカ１１の位置制御を行うマニピュレータ５とを備えている。
【００１７】
移動機構３は、キャタピラ３１を備え、該キャタピラ３１を駆動させることにより地上を走行する。移動機構３は、その上部に配設された機器本体２を、旋回部４０を介して同移動機構３の上面に対して平行に旋回可能に支持している。機器本体２は、油圧モータ等により移動機構３に対して３６０゜旋回されるようになっている。また、この移動機構３は、機器本体２につき図２、３中Ａ方向へ自在に移動させることも可能としている。このため、機器本体２そのものを、炉に対して自在に近接離間させることが可能となる。
【００１８】
機器本体２には、ブーム４が回動、起伏可能に支持されており、機器本体２とブーム４の中間にはブームシリンダ３９が連結されている。機器本体２の前側には耐熱運転室３２が設けられている。この耐熱運転室３２は、少なくとも作業員がエアブレーカ１１を操作するに足りる図示しない操縦装置が配設されている。作業員は、この耐熱運転室３２からエアブレーカ１１を直接的に目視することができるため、作業を確実に実行することが可能となる。また、この耐熱運転室３２の前面には、耐熱ガラス等からなるガード３３が設けられており、耐熱運転室３２内に対して外部からの熱を伝わり難くしている。
【００１９】
また、この機器本体２には、エアコンプレッサー２４が取り付けられている。このエアコンプレッサー２４には、エアブレーカ１１の動作に必要なエアが圧縮させた状態で詰められている。
【００２０】
マニュピレータ５は、ブーム４と、このブーム４の先端部において回動自在に支持されてなり、上記エアブレーカ１１が取り付けられるアーム６とからなる。
【００２１】
ブーム４は、アウターブーム４１と、回転ブーム４２と、伸縮ブーム４３とを有し、この伸縮ブーム４３の先端において上述したアーム６が支持されることになる。さらにブーム４の中間部とアーム６との間にはアームシリンダ（アクチュエータ）９が連結されている。即ち、このアーム６は、アームシリンダ９の伸縮に基づいてブーム４とアーム６との連結部３ａを中心に回動可能とされている。
【００２２】
アウターブーム４１は、ブームシリンダ３９の伸縮に基づいて機器本体２との連結部４ａを中心に起伏自在となるように配設されている。また、このアウターブーム４１の先端には、かかるアウターブーム４１に対して旋回自在となるようにベアリング４６を介して回転ブーム４２が配設されている。この回転ブーム４２は、旋回モータ４７により発生させられる動力に基づいて、任意の方向に自転することになる。
【００２３】
このアウターブーム４１並びに回転ブーム４２内には、伸縮ブーム４３が収納される。伸縮ブーム４３には、油圧シリンダ４５が連結されてなり、この油圧シリンダ４５が伸張することにより、伸縮ブーム４３がアウターブーム４１並びに回転ブーム４２に対して突出して伸びていくことになり、油圧シリンダ４５が収縮することにより、伸縮ブーム４３がアウターブーム４１並びに回転ブーム４２に対して縮んでいくことになり、ひいてはこれらアウターブーム４１並びに回転ブーム４２内に収められることになる。ちなみに、この伸縮ブーム４３は、回転ブーム４２の先端に設けられたローラ４８により介装されて設けられていてもよく、このローラ４８の回転を通じてアウターブーム４１並びに回転ブーム４２に対してこの伸縮ブーム４３より円滑に伸縮させるようにしてもよい。
【００２４】
アーム６は、伸縮ブーム４３先端にある連結部３ａに取り付けられた回転軸９５を介して回動自在に取り付けられてなる。伸縮ブーム側に取り付けられたアームシリンダ９は、収納ケース９１内に伸縮自在な軸部９２と、この軸部９２に形成された支点ピン９３ａ，９３ｂを介して回動自在に取り付けられた２本の支軸９４ａ，９４ｂとを備え、さらにこの支軸９４ａの先端には、連結部３ａにおいて挿通されてなる回転軸９５が回動自在に設けられている。この回転軸９５の回動に応じてアーム６全体が回転し、これに応じてエアブレーカ１１先端の角度方向も変化することになる。即ち、このアーム６では、アームシリンダ９において、軸部９２を収納ケース９１に対して伸縮させることにより、支点ピン９３ａ，９３ｂを介して支軸９４ａ，９４ｂとを動作させ、ひいては回転軸９５を回動させることによりアーム６全体を回転させることが可能となる。
【００２５】
エアブレーカ１１は、エアシリンダ１２を作動させることにより上下方向に揺動可能に軸支されてなる。エアシリンダ１２は、エアコンプレッサー２４から送出されてきたエアに基づき伸縮作動することになる。また、このエアブレーカ１１の径につき先端に近づくにつれて小さくなるように構成されたタガネを設けておくことにより、構造物の破砕効率を向上させるようにしてもよい。また、このエアブレーカ１１は、図示しない軸支部を中心として左右方向へ首振運動が可能となるようにしてもよい。
【００２６】
上述した構成に加えて、本発明を適用した炉解体機１では、冷却用エアを送り込むためのホース２７がブーム４に沿って配設されている。このホース２７は、アウターブーム４１の内周壁４１ａに沿って配設され、さらにこのアウターブーム４１から突出された後にホースガイド２８により他のコード等とともにエアブレーカ１１へ向けてガイドされる。このホース２７先端にはノズル２９が取り付けられ、外部から供給されてきた冷却用エアは、このホース２７により搬送されてノズル２９から噴射されることになる。その結果、伸縮ブーム４３中に冷却用エアが行き渡ることになる。即ち、このノズル２９から噴射された冷却用エアは、図２中矢印で示される経路を経てエアブレーカ１１に到達することになる。この冷却用エアによりエアブレーカ１１は冷却されることになり、エアブレーカ１１本体を高温から守ることが可能となるとともに、タガネの磨耗を少なくすることが可能となる。なお、このノズル２９の構成は省略することも可能となる。
【００２７】
なお、本発明を適用した炉解体機１では、上述した構成に加えて、図１、２に示すようにアーム６の周囲にガード６１を周設するようにしてもよい。このガード６１は、アーム６の全ての面を覆うようにして配設されていてもよいし、少なくとも位置の面を覆うようにして配設されていてもよい。これにより、ホース２７から噴射された冷却用エアを外部に逃散させることなくエアブレーカ１１へと導くことが可能となり、ひいてはエアブレーカ１１への冷却効率を向上させることが可能となる。
【００２８】
次に、本発明を適用した炉解体機１により、炉体５１内部に配設されたレンガ等の構造物５２を破砕する動作につき、図５を用いて説明をする。
【００２９】
先ず、炉体５１における炉口部５３付近まで炉解体機１本体につき移動機構３により移動させる。そして、この移動機構３をＣ方向へ駆動させることにより、機器本体２を炉体５１に対して近接させる。
【００３０】
次に、図５に示すように油圧シリンダ４５を伸張させることにより、これに連結されてなる伸縮ブーム４３そのものをアウターブーム４１並びに回転ブーム４２に対して突出させて伸ばしていく。その結果、この伸縮ブーム４３の先端に取り付けられたアーム６が、破砕すべき構造物５２付近に到達することになる。このとき、回転ブーム４２をアウターブーム４１に対して自転させるようにしてもよい。
【００３１】
次に、アームシリンダ９を伸縮させることにより回転軸９５を回動させ、アーム６そのものを回転させる。これにより、エアブレーカ１１先端を所望の角度方向へ向けることが可能となるが、このとき上述した回転ブーム４２の回転動作を同時に並行させてもよい。次に、エアコンプレッサー２４から送出されてきたエアによりエアシリンダ１２を伸縮作動させる。その結果、炉体５２内部に配設された構造物５２を破砕することが可能となる。
【００３２】
このように本発明を適用した炉解体機１では、作業性を向上させるべく移動機構３による自走式で構成したことにより、水平移動可能な桁とその桁に回転装置を装備する従来例と比較して装置構成を大幅に簡略化させることが可能となり、ひいてはシステム全体のコストを縮減させることが可能となる。また、この炉解体機１を自走式で構成したことにより、機器本体２を炉設備に合わせて最適な位置へ配置することも可能となる。
【００３３】
また、この炉解体機１では、マニピュレータ５につき、スライド機能回転や、回転機能を設けることにより、炉体５１における所望の位置へエアブレーカ１１先端を的確に合わせることが可能となり、当該所望の位置にある構造物５２壁面に対してエアブレーカ１１を介した的確な打撃も可能となる。
【００３４】
また、図６は、このブームシリンダ３９を伸縮させることにより、ブーム４を起伏させる場合につき示している。このブームシリンダ３９を伸縮させることにより、アウターブーム４１を連結部４ａを中心に起伏させる。これにより、炉体５１の側面に配設された構造物５２をも効果的に破砕させることが可能となる。
【００３５】
ちなみに、この構造物５２を破砕している際に、ホース２７から冷却用エアを噴射させることにより、伸縮ブーム４３中に冷却用エアが行き渡り、ひいてはかかる破砕作業を実行するためのエアブレーカ１１周囲にまで冷却用エアを送り込むことが可能となる。その結果、エアブレーカ１１は、かかる冷却用エアにより冷却されることになる。ちなみに、この冷却用エアは、このエアシリンダ１１、或いは伸縮ブーム４３に行き渡る場合のみならず、このマニピュレータ２４全体に至るまで行き渡るようにしてもよい。
【００３６】
このため、本発明を適用した炉解体機１では、炉体５１内部が高温状態にある場合であっても、エアブレーカ１１の熱被害を抑えることが可能となる。特にアーム６の周囲にガード６１を周設することにより、エアブレーカ１１に対して冷却用エアを高効率に送り込むことができ、エアブレーカ１１の耐熱特性をより向上させることも可能となるとともに、高温状態にある炉体５１からの熱被害を抑えることも可能となる。即ち、炉体５１の内部の温度がエアブレーカ１１の耐熱温度を超えていても、冷却用エアによりエアブレーカ１１そのものを当該耐熱温度以下まで冷却させることができる。これにより炉体５１の内部の温度が、エアブレーカ１１先端の耐熱温度、さらにはマニュピレータ５の耐熱温度にまで下がるまで待機することなく、解体作業を開始することが可能となる。さらにエアブレーカ１１を長持ちさせることが可能となる、修理費の低減をも図ることが可能となる。
【００３７】
特にこの炉解体機１では、かかる冷却機能をホース２７、さらにはノズル２９等、極めて安価な構成で実現することが可能となり、システム全体の製作をより安価に行うことが可能となる。また、システム全体を複雑化することがなくなるため、補修作業も容易に行うことが可能となる。
【００３８】
従って、解体作業の待ち時間を減縮することも可能となり、工事時間を短縮化することができる。また、炉の温度を高く保持したまま解体作業を行うことができるため、再び溶融を行うときに温度を上昇させるための時間や燃料を節約することが可能となり、コストダウンを図ることも可能となる。
【００３９】
特に、本発明を適用した炉解体機１では、耐熱運転室３２内に作業員が乗り込み、炉体５１内部の作業状況を直接的に確認することが可能となるが、この耐熱運転室３２は、上述の如き耐熱対策が施されているため、かかる作業環境をより改善させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明を適用した炉解体機の斜視図である。
【図２】本発明を適用した炉解体機の側面図である。
【図３】本発明を適用した炉解体機の平面図である。
【図４】本発明を適用した炉解体機の正面図である。
【図５】本発明を適用した炉解体機の動作につき説明するための図である。
【図６】本発明を適用した炉解体機の動作につき説明するための他の図である。
【図７】従来技術につき説明するための図である。
【図８】従来技術につき説明するための他の図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  炉解体機
２  機器本体
３  移動機構
４  ブーム
５  マニュピレータ
６  アーム
１１  エアブレーカ
２４  エアコンプレッサー
２７  ホース
３１  キャタピラ
３２  耐熱運転室
３３  ガード
３９  ブームシリンダ
４０  旋回部
４１  アウターブーム
４２  回転ブーム
４３  伸縮ブーム
４５  油圧シリンダ
４８  ローラ
【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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