(57)【要約】【課題】溶融金属を流し込んだ際の漏出を防止でき、かつ施工時間を短縮し、亀裂等のない良好なライニングを形成することが可能であるライニング材の施工装置を提供する。【解決手段】不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置であって、基台上に垂直に立設される柱状のポストと、ポストの外周面に沿って上下に連続的に昇降可能な筒状の昇降機と、筒状の昇降機に固定されて前記昇降機と共に上下に連続的に昇降可能な架台と、架台を取り囲むように複数配置される型枠部材と、型枠部材を筒状容器内周面へ向けて押し付けるための複数の型枠部材支持体と、ライニング材のうち型枠部材下部に位置するライニング材の硬化の有無を判定できる硬化判定装置とを有し、型枠部材は、隣り合う型枠部材同士が、接触又は一部が重なって、全体として前記筒状容器の内周面から離間されて配置された周方向に連続した型枠となることを特徴とする。【選択図】図１
2011122744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状容器内に設置して、前記筒状容器の内周面に不定形耐火物を連続的に流し込みライニングするための移動型枠装置であって、
基台上に垂直に立設される柱状のポストと、
前記ポストに嵌め込まれて前記ポストの外周面に沿って上下に連続的に昇降可能な筒状の昇降機と、
前記筒状容器の内周面サイズよりも小さな水平方向の断面形状を有し、前記筒状の昇降機に固定されて前記昇降機と共に上下に連続的に昇降可能な架台と、
前記架台の水平方向外側に前記架台を取り囲むように複数配置される型枠部材と、
前記架台に前記型枠部材と同数設置されて、前記型枠部材をそれぞれが支持すると共に、前記型枠部材をそれぞれが前記筒状容器内周面へ向けて押し付けるための複数の型枠部材支持体と、
前記筒状容器の内周面に流し込むライニング材のうち少なくとも前記型枠部材下部に位置するライニング材の硬化の有無を判定できる硬化判定装置と、
を有し、
前記型枠部材は、隣り合う型枠部材同士の端部が、接触又は一部が重なって、全体として前記筒状容器の内周面から離間されて配置された周方向に連続した型枠となることを特徴とする不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項２】
前記硬化判定装置が、前記ポストまたは前記昇降機に設置された、前記昇降機を上昇させる際の引揚力を測定する引揚力測定装置であることを特徴とする請求項１に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項３】
前記硬化判定装置が、前記型枠部材に設置され、前記引揚力測定装置、側圧測定装置、温度測定装置、及び、貫入式硬度測定装置のうちから選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項４】
前記複数の型枠部材のそれぞれの上部には、前記型枠部材それぞれを前記筒状容器内周面へ向けて押し付けた際に、前記型枠部材と前記筒状容器内周面との離間距離を一定に保つためのスペーサーが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項５】
前記スペーサーは着脱可能で、別のスペーサーと取り替えることができ、前記型枠部材と前記筒状容器内周面との離間距離を変えることができることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項６】
前記複数の型枠部材のそれぞれには、前記筒状容器内周面と向き合う側の表面に、凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項７】
複数の前記型枠部材支持体が、シリンダのみ、または、シリンダとコイルばねの組み合わせのいずれか一方であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項８】
前記複数配置される型枠部材を偶数個とし、前記複数の型枠部材支持体は、一つ置きに、前記コイルばねとなっていることを特徴とする請求項７に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項９】
前記筒状容器は、水平断面形状が多角形を有する筒状容器であって、前記複数配置される型枠部材のうち、前記多角形の角部に対応して配置された型枠部材を支持する前記型枠部材支持体が、前記コイルばねとなっていることを特徴とする請求項７に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項１０】
前記昇降機には、前記架台の上方に作業架台を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置を使用した不定形耐火物の連続施工方法であって、
前記ポストが前記筒状容器の中心軸と重なるように前記筒状容器内に前記移動型枠装置を設置し、前記筒状容器の最下部において、前記複数の型枠部材を前記複数の型枠部材支持体によって前記筒状容器内周面へ向けて押し付けて、全体として前記筒状容器の内周面から離間されて配置された周方向に連続した型枠体を配置する型枠体配置工程と、
前記容器内周面と前記型枠体との前記離間された隙間に、ライニング材を所定高さまで流し込む第１のライニング材流し込み工程と、
前記流し込んだライニング材のうち、前記硬化判定装置にて前記型枠部材下部における脱枠部の硬化を検知した後、前記型枠体を連続的に上昇させながらライニング材を連続的に流し込んでいく第２のライニング材流し込み工程と、
を有し、
前記第２のライニング材流し込み工程においては、前記硬化判定装置により前記ライニング材の硬化を連続的に検知し、検知結果に基づいて前記型枠部材の上昇速度を調整しながら前記型枠体を連続的に引き上げることを特徴とする不定形耐火物の連続施工方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置を使用した不定形耐火物の連続施工方法であって、
前記筒状容器内に前記移動型枠装置を設置し、前記筒状容器の最下部において、前記複数の型枠部材を前記複数の型枠部材支持体によって前記筒状容器内周面へ向けて押し付けて、全体として前記筒状容器の内周面から離間されて配置された周方向に連続した型枠体を配置する型枠体配置工程と、
前記容器内周面と前記型枠体との前記離間された隙間に、ライニング材を連続的に流し込み、前記硬化判定装置にて前記型枠部材下部におけるライニング材の硬化を検知した後、前記型枠体を上方に移動し、脱枠及びライニング空間の形成を行うライニング材流し込み工程と、
を有し、
前記ライニング材流し込み工程においては、前記ライニング材の硬化を一定の時間間隔で検知し、前記型枠部材の移動判定を行い、判定結果に基づいて前記型枠体を断続的に引き上げることを特徴とする不定形耐火物の連続施工方法。
【請求項１３】
前記ライニング材に急結材を混合しながら流し込むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の不定形耐火物の連続施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属容器、溶融金属処理装置、高温雰囲気炉の内張りライニング手段として用いられる不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置と、その装置を用いた不定形耐火物の連続施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
耐火物は、溶融金属を始めとする高温物質の処理と保持には欠かせない部材であり、耐火物は高温の内容物の出入りにより熱衝撃に曝され、破壊しやすい環境にある。特に、溶融金属精錬工程で使用される取鍋や、連続鋳造工程で使用されるタンディッシュでは、鉄皮内面に耐火物が施工してあるが、このような溶融金属処理用の容器に用いられる耐火物として、れんが、若しくは不定形のライニング材が用いられている。
【０００３】
れんがにより施工された溶融金属処理用の容器では、れんがとれんがの間隙に隙間が発生する。この隙間は施工時にモルタル等により埋めるが、使用中にモルタルが劣化・欠損し目地切れと呼ばれる現象を起こし、溶融金属の漏出の原因となる。また、れんがの施工は熟練作業である上に多量のれんがを１枚ずつ人手で積むため、長い時間を要する。これらの観点から、不定形のライニング材による施工方法を採用するのが好ましい。
【０００４】
不定形のライニング材は吹き付け施工等種々の方法により容器内面に施工することができるが、十分な耐久性、耐溶損性を得るという観点からは、流し込みによる施工方法を採用するのが好ましい。
【０００５】
また、ライニングの目地からの溶融金属の漏出の防止には目地の形成されないライニング方法が望ましい。
【０００６】
さらに、複数層から形成されるライニングの場合、最表層の消失時に第二層の露呈が目視にて明らかであるように、第二層のライニングに一定間隔で耐食性に影響のない範囲で浅い凹凸部で形成される模様があることが望ましい。
【０００７】
取鍋等の円筒状の容器に流し込みによってライニング材を施工する方法としては、従来、取鍋底部から上部開口に至る高さ寸法の型枠を形成し、容器内面と型枠外面との間にライニング材を流し込む方法が提案されている（特許文献１を参照）。
【０００８】
また、円筒容器の内面を型枠を移動させながらライニングする装置として、型枠体の上下方向に取り付けられた複数の無端状のベルト体を用いる装置が開示されている（特許文献２を参照）。
【０００９】
さらに、特許文献２の効率化を図り、型枠体を円筒容器内面に高さ方向に分割された同心円状に設置し、ライニング材を流し込み、流し込んだライニング材が硬化した後、型枠部材を施工面から離間し、型枠部材を上昇させ、型枠体を形成する工程を繰り返すことで施工を行う方法が提案されている（特許文献３を参照）。
【００１０】
このようなライニング材の施工方法を採用することによりライニング材を一気に流し込むだけでよく、効率的に施工することができる上、ライニング厚さを十分に確保して取鍋等の円筒容器の耐久性、耐溶損性を向上させることができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１５９６６７号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８２８５号公報
【特許文献３】特開２００８−１６４２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、容器内面の全面にライニング材を流し込んでいるため、流し込みに時間がかかり、急結剤を用いた施工ができない。そのため、ライニング材の流し込み後、ライニング材が硬化するまでに長時間の養生時間を取らなければならず、その間、容器を製錬工程に用いることができない上に、型枠を容器に設置した状態にしなければならず他の容器の施工に用いることができないという問題がある。
【００１３】
また、取鍋の様に高さは４〜５ｍもある円筒容器では、バイブレーター等を使用しても、型枠と容器内面の隙間にライニング材を十分に充填させることが困難であるという問題がある。この問題は、ライニングの厚みが薄いほど顕著となる。また、タンディッシュの様な円筒ではない筒状容器に実施する場合、角部の充填が困難であるという問題がある。
【００１４】
特許文献２に記載の技術では、容器のライニング作業を周方向に分割して行うので十分な効率化ができているとは言えない。また、周方向に分割された型枠を高さ方向に移動させるために、ライニングに底部から上部開口に至る縦目地が形成されることとなる。
【００１５】
特許文献３に記載の技術では、ライニング材を流し込んだ後、流し込んだライニング材が硬化するまで待つ必要があり、そのために周方向の横目地が発生する。また、特許文献３に記載の施工装置は型枠の移動が連続的ではなく、型枠設置、流し込み、硬化保持、脱枠を繰り返し行うことでライニングを形成するため施工に時間を要し、十分に効率化ができているとは言えない。仮に型枠を連続的に移動させたとしても、硬化判定をする装置を持たないために良好なライニングを形成することが困難である。
【００１６】
本発明の目的は、溶融金属を流し込んだ際の漏出を防止でき、かつ施工時間を短縮し、亀裂等のない良好なライニングを形成することが可能である、ライニング材の施工方法、ライニング材の施工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
特許文献３のような従来技術では、型枠内のライニング材の硬化判定ができないために、型枠の連続的な移動が困難であったが、硬化判定をするための装置を導入することにより型枠移動を効率化することができ、良好なライニングを形成できることを見出して本発明を為すに至った。
【００１８】
本発明の要旨は以下の通りである。
（１）筒状容器内に設置して、前記筒状容器の内周面に不定形耐火物を連続的に流し込みライニングするための移動型枠装置であって、基台上に垂直に立設される柱状のポストと、前記ポストに嵌め込まれて前記ポストの外周面に沿って上下に連続的に昇降可能な筒状の昇降機と、前記筒状容器の内周面サイズよりも小さな水平方向の断面形状を有し、前記筒状の昇降機に固定されて前記昇降機と共に上下に連続的に昇降可能な架台と、前記架台の水平方向外側に前記架台を取り囲むように複数配置される型枠部材と、前記架台に前記型枠部材と同数設置されて、前記型枠部材をそれぞれが支持すると共に、前記型枠部材をそれぞれが前記筒状容器内周面へ向けて押し付けるための複数の型枠部材支持体と、前記筒状容器の内周面に流し込むライニング材のうち少なくとも前記型枠部材下部に位置するライニング材の硬化の有無を判定できる硬化判定装置と、を有し、前記型枠部材は、隣り合う型枠部材同士の端部が、接触又は一部が重なって、全体として前記筒状容器の内周面から離間されて配置された周方向に連続した型枠となることを特徴とする不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（２）前記硬化判定装置が、前記ポストまたは前記昇降機に設置された、前記昇降機を上昇させる際の引揚力を測定する引揚力測定装置であることを特徴とする（１）に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（３）前記硬化判定装置が、前記型枠部材に設置され、前記引揚力測定装置、側圧測定装置、温度測定装置、及び、貫入式硬度測定装置のうちから選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする（１）に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（４）前記複数の型枠部材のそれぞれの上部には、前記型枠部材それぞれを前記筒状容器内周面へ向けて押し付けた際に、前記型枠部材と前記筒状容器内周面との離間距離を一定に保つためのスペーサーが設けられていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（５）前記スペーサーは着脱可能で、別のスペーサーと取り替えることができ、前記型枠部材と前記筒状容器内周面との離間距離を変えることができることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（６）前記複数の型枠部材のそれぞれには、前記筒状容器内周面と向き合う側の表面に、凹凸が設けられていることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（７）複数の前記型枠部材支持体が、シリンダのみ、または、シリンダとコイルばねの組み合わせのいずれか一方であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（８）前記複数配置される型枠部材を偶数個とし、前記複数の型枠部材支持体は、一つ置きに、前記コイルばねとなっていることを特徴とする（７）に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（９）前記筒状容器は、水平断面形状が多角形を有する筒状容器であって、前記複数配置される型枠部材のうち、前記多角形の角部に対応して配置された型枠部材を支持する前記型枠部材支持体が、前記コイルばねとなっていることを特徴とする（７）に記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（１０）前記昇降機には、前記架台の上方に作業架台を有することを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置。
（１１）（１）〜（１０）のいずれかに記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置を使用した不定形耐火物の連続施工方法であって、前記ポストが前記筒状容器の中心軸と重なるように前記筒状容器内に前記移動型枠装置を設置し、前記筒状容器の最下部において、前記複数の型枠部材を前記複数の型枠部材支持体によって前記筒状容器内周面へ向けて押し付けて、全体として前記筒状容器の内周面から離間されて配置された周方向に連続した型枠体を配置する型枠体配置工程と、前記容器内周面と前記型枠体との前記離間された隙間に、ライニング材を所定高さまで流し込む第１のライニング材流し込み工程と、前記流し込んだライニング材のうち、前記硬化判定装置にて前記型枠部材下部における脱枠部の硬化を検知した後、前記型枠体を連続的に上昇させながらライニング材を連続的に流し込んでいく第２のライニング材流し込み工程と、を有し、前記第２のライニング材流し込み工程においては、前記硬化判定装置により前記ライニング材の硬化を連続的に検知し、検知結果に基づいて前記型枠部材の上昇速度を調整しながら前記型枠体を連続的に引き上げることを特徴とする不定形耐火物の連続施工方法。
（１２）（１）〜（１０）のいずれかに記載の不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置を使用した不定形耐火物の連続施工方法であって、前記筒状容器内に前記移動型枠装置を設置し、前記筒状容器の最下部において、前記複数の型枠部材を前記複数の型枠部材支持体によって前記筒状容器内周面へ向けて押し付けて、全体として前記筒状容器の内周面から離間されて配置された周方向に連続した型枠体を配置する型枠体配置工程と、前記容器内周面と前記型枠体との前記離間された隙間に、ライニング材を連続的に流し込み、前記硬化判定装置にて前記型枠部材下部におけるライニング材の硬化を検知した後、前記型枠体を上方に移動し、脱枠及びライニング空間の形成を行うライニング材流し込み工程と、を有し、前記ライニング材流し込み工程においては、前記ライニング材の硬化を一定の時間間隔で検知し、前記型枠部材の移動判定を行い、判定結果に基づいて前記型枠体を断続的に引き上げることを特徴とする不定形耐火物の連続施工方法。
（１３）前記ライニング材に急結材を混合しながら流し込むことを特徴とする（１１）又は（１２）に記載の不定形耐火物の連続施工方法。
【００１９】
なお、本発明でいう「脱枠部」とは型枠体の上昇により、型枠体が形成するライニング空間から抜けた施工体部位を言う。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、容器内面にライニング材を施工するに際して、周方向に分割された複数の型枠部材から成る型枠体をライニング材を連続的に流し込みながら連続的に高さ方向へ移動させることにより、目地の全くないライニングが形成でき、溶融金属の漏出防止に貢献できる。
【００２１】
また、ライニング材に急結剤を含ませて流し込み施工を行うことができるため、流し込み後の養生時間を短くでき、短時間で効率的にライニングを形成することができる。
【００２２】
また、昇降時の引揚力を測定する機構を備えることにより、材料と型枠体との摩擦による引揚抵抗の変化が測定可能となり、すなわち型枠体を移動させるに最適な材料の硬化程度が判定でき、型枠体の移動速度、速度変化のタイミング及び速度変化量の判断を可能とし、亀裂のない良好なライニングを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るライニング材の施工装置１を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るライニング材の施工装置１を示す施工装置の垂直方向側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るライニング材の施工装置１を示す施工装置の垂直方向側面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るライニング材の施工装置１１を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るライニング材の施工装置１１を示す施工装置の垂直方向側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るライニング材の施工装置１１を示す施工装置の垂直方向側面図である。
【図７】硬化判定装置として、引揚力測定装置とは別の形態に係る型枠部材を内側から見た図である。
【図８】硬化判定装置として、引揚力測定装置とは別の形態に係る型枠部材を示す俯瞰図である。
【図９】硬化判定装置として、引揚力測定装置とは別の形態に係る型枠部材を示す側面図である。
【図１０】炉代数を経た後の単位面積当たりの微亀裂の発生本数を、本実施例の新ライニングと耐火煉瓦構造の旧ライニングとで比較したものである。
【図１１】溶損試験の結果を、本実施例の新ライニングと耐火煉瓦構造の旧ライニングとで比較したものである。
【図１２】施工にかかった時間を、本実施例の新ライニングと耐火煉瓦構造の旧ライニングとで比較したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
本発明の移動型枠装置は、筒状容器内の内表面に不定形耐火物を連続的にライニングするためのものであり、筒状であれば、その断面形状は円形でも多角形でも構わない。まずは、断面が矩形状の場合について説明する。
【００２６】
図１〜図３は、溶融金属容器であるタンディッシュＴを例とした場合の本発明の第１実施形態に係るライニング材の施工装置（移動型枠装置）１を示している。図１は平面図であり、図２及び図３は、施工装置の垂直方向側面図である。
【００２７】
この施工装置１は、溶融金属容器であるタンディッシュＴの内側に不定形耐火物であるキャスタブル等のライニング材を流し込みにより施工する装置であり、基台２、ポスト３、架台４、作業用架台５、型枠部材６、油圧シリンダ７、バネ８、スペーサー９、引揚力測定機構１０を備えて構成される。
【００２８】
タンディッシュＴは、上部に行くに従って拡径する鉄皮構造であり、この施工装置１により、ライニングが一層の場合は鉄皮の内側表面にキャスタブル等のライニング材を施工し、ライニングが２層以上の複数層の場合は鉄皮の内側表面、及び耐火物の内側表面にキャスタブル等のライニング材を施工する。
【００２９】
基台２は、施工時にタンディッシュＴの底部に設置される円形板状体から構成され、施工装置１全体の荷重を支持する部分である。
【００３０】
ポスト３は、基台２の円形中心に立設される柱状体から構成され、このポスト３の外周面に沿って、上下に連続的に昇降可能な筒状の昇降機が取り付けられる。そして、後述する架台４と、作業架台５と、型枠部材６と、型枠部材支持体（本実施形態に係るシリンダの一例である油圧シリンダ７と、本実施形態に係るコイルばねの一例であるバネ８）と、スペーサー９と、本実施形態に係る硬化判定装置の一例である引用力測定装置１０とが、昇降機と共に上下に移動することができる。
なお、昇降機の昇降はチェーンブロック等による引揚方式の使用が可能であるが、この限りではない。また、本実施形態においては、引揚力測定装置１０は、筒状の昇降機に内蔵されている。
【００３１】
架台４は、引揚力測定装置１０と型枠部材支持体である油圧シリンダ７及びバネ８の連結部材であり、昇降機に昇降自在に設置される平形板状体である。
型枠部材支持体は、架台４に型枠部材６と同数設置されて、型枠部材６をそれぞれが支持すると共に、型枠部材６をそれぞれが筒状容器内周面へ向けて押し付けるためのものであり、本実施形態では、油圧シリンダ７、若しくはバネ８から成る。
型枠部材支持体と型枠部材６は高さ方向に適当な角度だけ自由に動けるよう接続されており、油圧シリンダ７の押し付け圧とスペーサー９によりタンディッシュＴのテーパーに対応する。
【００３２】
作業用架台５は、必要に応じて設置され、架台４と同様に、昇降機に昇降自在に取り付けられ、作業者が施工作業を行うための足場を提供する平形板状体である。
【００３３】
型枠部材６は、円筒容器の内面との間にライニング材を供給する空間を形成するもので、架台４の水平方向外側に架台４を取り囲むように複数配置され、架台４に設置された型枠部材支持体（本実施形態では、油圧シリンダ７もしくはバネ８）に装着されている。
型枠部材６は対象とする容器の内周を例えば４〜１０分割した周方向寸法を持ち、全ての型枠部材６はライニング材の漏出防止のため隣り合った型枠部材６と左右の端で重なりを持つため、施工装置１は、分割数以上の数の型枠部材６を持つ。
全ての型枠部材６が隣り合った型枠部材６と左右の端で重なりを持つことにより、内径の異なる容器や、耐火物厚さが異なる条件においても、スペーサーの交換により施工ができる。
施工時には、複数の型枠部材６により周方向に目地のないライニング空間を形成し、ライニング空間を形成する型枠部材６の全てを合わせて型枠体と呼ぶ。
【００３４】
油圧シリンダ７は型枠部材６の全て、若しくは一部に設置されており、型枠部材６を半径方向へ進退させる機構を持つ。
油圧シリンダ７は全ての型枠部材６に設置される場合、バネ８は型枠部材６に設置されない。
油圧シリンダ７が一部の型枠部材６に設置されている場合、油圧シリンダ７の設置されていない型枠部材６は、油圧シリンダ７の設置された型枠部材６へ押し付け圧を与えるバネ８が設置されており、油圧シリンダ７の設置された型枠部材６の進退挙動に追随する。
【００３５】
油圧シリンダ７の設置された型枠部材６よりもバネ８の設置された型枠部材６が重なり合った部分において外側にある場合、バネの押し付け圧方向は内側向きであり、油圧シリンダ７の設置された型枠部材６よりもバネ８の設置された型枠部材６が重なりあった部分において内側にある場合、バネの押し付け圧方向は外側向きとなる。
バネ８の設置された型枠部材６に隣り合う型枠部材６には必ず油圧シリンダ７が設置されている必要がある。型枠部材支持体をバネ８とした場合は、基本的に引っ張りのみ、又は、押し付けのみの応力を型枠部材６に付与することになる。そこで、バネ８が支持している型枠部材６をバネ８の作用する力の方向と反対方向へ移動させるためには、バネ８の両側に隣り合う油圧シリンダ７にて、油圧シリンダ７が支持している型枠部材６と一緒に、バネ８が支持している型枠部材６を同伴して移動させるようにする。従って、バネ８が支持している型枠部材６は、両側に隣り合う型枠部材６と一部重なって設置される必要がある。例えば、図１では、バネ８は引っ張り方向に応力が働くように型枠部材６を支持している。そのため、両側に隣り合う油圧シリンダ７が支持する型枠部材６に対して、バネ８が支持する型枠部材６は、相対的に外側に設置されると共に、その両側端部が重なった構造となっている。
なお、バネ８と油圧シリンダ７とは必ずしも一つ置きになっている必要はなく、例えば、図１の角部４箇所をバネ８として、直線部のバネ８は油圧シリンダ７に置き換えても構わない。
【００３６】
また、図１では、バネ８は水平断面形状が多角形を有する筒状容器の角部に配置されるように、各型枠部材６に対して１つ置きに配置されている。
バネ８を筒状容器の角部に配置することで、動力を要する油圧シリンダ７の数を減らし、複数の油圧シリンダ７の動きを、各油圧シリンダ７の間に設置されたバネ８が緩衝することで型枠部材６の故障を防止し、油圧シリンダ７の進退の操作を簡略化している。
【００３７】
異なる円周の円筒容器や複数層のライニング形成に適用するために、油圧シリンダ７による型枠部材６の進退の移動可能量は５００ｍｍ〜１０００ｍｍが好ましい。
型枠部材６の高さ寸法は３００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度とすることが可能であるが、好ましくは運搬、施工性等を考慮し、７００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度とするのが最も効率的である。
【００３８】
型枠部材６に、型枠外面（タンディッシュＴの内周面と向き合う側の面）に型枠下端から上端に一定幅、一定厚で連続した凹凸部をつけることにより、ライニング表面に高さ方向の凹凸の縞模様を形成する。
ライニング表面に形成する縞模様は、任意の凹凸を持つ型枠部材６に交換し使用することで、様々な幅、及び深さの凹凸を形成することができる。
ライニング表面に縞模様を形成することが好ましくない場合は、型枠外面に凹凸を持たない型枠部材６に交換し使用することで、全く平坦なライニング表面を形成することが出来る。
ライニング表面に形成される凹凸部は、耐食性を損なわないよう幅２〜５０ｍｍ、深さ５ｍｍ〜４０ｍｍが好ましい。凹凸の形状は目的により変更され、上部層とのアンカー効果を得る場合には幅１０〜３０ｍｍ、深さ１０〜２０ｍｍの凹凸が好ましい。使用に際する熱膨張の吸収代とする場合には幅２〜５ｍｍ、深さ２０〜４０ｍｍの凹凸が好ましい。上部層が剥離した際の視認用のマーキングとする場合には幅２〜５ｍｍ、深さ５〜２０ｍｍ、若しくは幅２０〜５０ｍｍ、深さ５〜２０ｍｍが好ましい。
【００３９】
型枠部材６は油圧シリンダ７から最も突出させた状態で隣接する型枠部材６と周方向端部が１０ｍｍ〜５０ｍｍの重なりを持って接する状態となり、これよりも突出量を小さくした状態では、隣接する型枠部材の周方向端部の重なり量が増し、周長が変化する構造を持ち、これにより、タンディッシュＴの拡径構造に起因する容器の内径変化へ対応する。
【００４０】
スペーサー９は型枠部材６の外側上端において型枠体と円筒容器表面との間のライニング空間の厚さを規定するものであり、スペーサー９がタンディッシュの施工面に沿って移動することで、下端から上端で厚みのばらつきの少ない一定厚の施工体を形成する。
【００４１】
スペーサー９は型枠部材上端に定間隔で設置され、型枠内へのライニング材の流し込みを阻害しないために、棒状の突起の先に施工面を走るための車輪を持つ。スペーサー９の厚みを２０ｍｍ〜５００ｍｍで任意に変更することで所望のライニング厚みの施工体を形成する。
【００４２】
型枠部材６を上方向へ移動させることから、スペーサー９は型枠部材の上端に設置することが好ましい。
【００４３】
スペーサー９を設置する場合には、型枠部材６を施工対象の筒状容器の内周から離間させた状態で設置し、油圧シリンダ７を動作させ、筒状容器の内周径の変化に添う状態で型枠体を上方移動させる。
スペーサー９を設置しない場合には、型枠部材６を施工対象の筒状容器の内周から離間させた状態で設置し、油圧シリンダ７を動作させず、筒状容器の内周径の変化に添わない状態で型枠体を上方移動させる。
【００４４】
硬化判定装置として、先ずは、引揚力測定装置を用いた例を説明する。
【００４５】
引揚力測定装置１０は、ポスト３に設置され、架台４、作業用架台５、型枠部材６、油圧シリンダ７、バネ８、スペーサー９、引揚力測定装置１０を移動させる際の引揚力を測定するものである。引揚力はロードセル等の使用により測定可能であるが、この限りではない。
ロードセルはポスト３の備える昇降機の昇降がチェーンブロックによるものである場合、チェーンブロックに引張り型ロードセルを介入させることにより設置される。
設置するロードセルの個数は前記チェーンブロックの１本に対して１個である。
【００４６】
引揚力測定装置１０により、ライニング材と型枠体の摩擦による引揚抵抗の変化が測定可能となり、材料の硬化判定できる。引揚抵抗を観測しながら型枠体を移動させることにより、型枠体の移動速度、速度変化のタイミング及び速度変化量の最適化が可能となる。
引揚力は無負荷運転との差分を摩擦抵抗と見なし、亀裂のない良好な施工体を得るためにはこの摩擦抵抗が最適域となるよう施工することが好ましい。
摩擦抵抗の最適域は使用するライニング材、及び型枠部材６の材質により異なる。
【００４７】
引揚力測定装置１０は型枠体の移動中は機動し続け、引揚力測定装置１０により、連続的に摩擦抵抗を検知し、材料の硬化を監視する。
なお、引揚力測定装置１０により、一定の時間間隔で摩擦抵抗を検知し、材料の硬化を監視することもできるが、その場合については、後述する。
【００４８】
材料の搬送方法は、制限はなく、エアー搬送、自由落下、スクリューオーガ等が使用できるが、この限りではない。
【００４９】
図４〜図６は、本発明の第２実施形態に係るライニング材の施工装置１１が示されている。図４は平面図であり、図５及び図６は、施工装置の垂直方向側面図である。
【００５０】
この施工装置１１は、溶融金属容器である取鍋ｔの内側に不定形耐火物であるキャスタブル等のライニング材を流し込みにより施工する装置であり、基台１２、ポスト１３、架台１４、作業用架台１５、型枠部材１６、油圧シリンダ１７、バネ１８、スペーサー１９、引揚力測定装置２０を備えて構成される。
【００５１】
各装置構成の役割は第１実施形態と同様であるので省略するが、本施工方法は施工装置の形状を変えることで、角筒、円筒に使用できるが、対象とする溶融金属容器の形状はこの限りではない。
【００５２】
硬化判定装置は、引揚力測定装置に限定されず、前記型枠部材に設置された、側圧測定装置、温度測定装置、貫入式硬度測定装置のいずれか１つ、もしくは複数の装置を併用しても構わない。
また、引揚力測定装置と側圧測定装置、温度測定装置、貫入式硬度測定装置の複数の装置の併用でも構わない。
【００５３】
図７〜図９は、硬化判定装置として、引揚力測定装置とは別の形態に係る型枠部材６が示している。図７は型枠部材６を内側から見た図であり、図８は俯瞰図、図９は側面図である。
【００５４】
この型枠部材６は図１〜図３で示した実施形態の型枠部材６に硬化判定装置を備えたものであり、側圧または温度測定装置２１、貫入式硬度測定装置支持部材２２、貫入式硬度測定装置２３を備えて構成される。すなわち、本形態は側圧または温度測定装置２１と貫入式硬度測定装置２３とを併用した形態である。
【００５５】
側圧または温度測定装置２１は型枠外面の側圧、または温度を測定するためのものであり、側圧は硬化とともに低下、温度は硬化とともに上昇するため、その変化により硬化判定を行う。側圧または温度の測定は連続的、または所定の時間経過毎の測定が選択できる。
材料が硬化して自立すると型枠にかかる重量が減少するため、側圧は減少する。
【００５６】
施工中は側圧がほぼ一定の値を取るように施工を行う。
材料の硬化不良が発生した場合、硬化が早い場合には側圧が減少し、硬化が遅い場合には側圧が増加する。
【００５７】
貫入式硬度測定装置支持部材２２は貫入式硬度測定装置２３を上下方向に移動自由に支持する部材である。貫入式硬度測定装置２３は棒状の形状を有し、ライニング材中へ貫入したときの抵抗を測定する装置であり、その抵抗により硬化深度を判定する。
また、硬化深度とは打設面から硬化部分までの深さを指す。貫入式硬度の測定は所定の時間経過毎に測定するものである。
貫入した貫入式硬度測定装置２３は硬化した深度まで達すると急激に抵抗が変化するため、抵抗の急激な変化が見られたときの深度を硬化深度と判定する。
【００５８】
硬化判定は、施工体が自立する強度を発現した状態を硬化したと判断する。自立する強度は自重により形状変化を起こさないだけの強度であり、脱枠時にライニング材にかかる重量から算出される。
脱枠時にライニング材にかかる重量は、脱枠時の型枠内の材料の体積と材料の比重から求めることができる。この際、材料の体積は材料の吐出量と枠内寸法、移動速度等から算出できる。
【００５９】
なお、硬化判定の時間間隔が長い場合には、流し込まれた材料が打設面に至るまで硬化して目地ができる可能性があるため、材料の硬化開始時間から硬化判定の時間間隔は、目地ができない時間間隔（例えば、２０秒毎）とすることが好ましい。
【００６０】
ライニング材は、耐火物原料、バインダー、分散剤、急結剤、硬化遅延剤の全て、若しくはその一部から構成される。
【００６１】
ライニング材中の耐火物原料は、対象に制限はないが、主要な耐火物原料であるアルミナ質、シリカ質、アルミナ−シリカ質、アルミナ−スピネル質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−カーボン質、アルミナ−ＳｉＣ質、アルミナ−ＳｉＣ−カーボン質、マグネシア質、マグネシア−カーボン質、カーボン質、炭化ケイ素質、窒化ケイ素質、ジルコニア質、カルシア質、ドロマイト質、クロム、クロム−マグネシア質、マグネシア−ライム質、マグネシア−アルミナ質、及びこれらの組合せである材質に問題なく適用できる。
【００６２】
また、硬化させるためのバインダーとしては、アルミナセメント、りん酸塩、ケイ酸ソーダ、粘土、樹脂、ピッチが一般的に用いられる。
【００６３】
また、水分低減を目的として分散剤が用いられる。分散剤としては、りん酸塩系（ピロリン酸ソーダ、トリポリリン酸ソーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ、酸性ピロリン酸ソーダ、ウルトラポリリン酸ソーダ）、カルボン酸系（クエン酸ソーダ、グルコン酸ソーダ）、アクリル酸系（ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル）、その他（ポリアルコール系、リグニンスルホン酸系）等、およびこれらの組合せである材質に問題なく適用できる。
【００６４】
硬化のタイミングを調整するために急結剤或いは硬化遅延剤を用いる場合がある。
【００６５】
急結剤としてはＮａ、Ｋ、Ｃａの水酸化物、Ｎａ、Ｋのケイ酸塩、希硫酸、０．５〜１．０質量％程度の硫酸塩、硝酸塩、Ｌｉ塩、トリエタノールアミンなどの有機塩基、ポルトランドセメント、アルミナセメント水和物が例示される。
【００６６】
一方、硬化遅延剤としてはＭｇ、Ｂａの水和物、Ｎａ、Ｋ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｃａの塩化物、０．２５質量％以下の硫酸塩、硝酸塩、クエン酸、酒石酸、グルコース酸の塩、ホウ砂、鉛の塩、りん酸塩、糖類、小麦粉、グリセリン、グルコース、セルロースが例示される。
【００６７】
上記のような薬品が使用できるが、この限りではない。
【００６８】
硬化促進剤、硬化遅延剤及び分散剤は、事前にバインダー中に混合する場合、事前に不定形耐火物中に混合する場合、或いは不定形耐火物の混練時に添加する場合、混練された不定形耐火物に流し込み直前に添加する場合がある。
【００６９】
材料の温度は０℃〜５０℃の範囲で施工が可能であり、好ましくは１０℃〜３０℃である。
【００７０】
図１〜３で示される不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置を用いた場合の不定形耐火物の連続施工方法について記載する。ここでは、硬化判定として、引揚力測定装置を用いた場合を示す。
【００７１】
所定厚みのスペーサー９の設置された移動型枠装置１を油圧シリンダ７が縮んだ状態でポスト３がタンディッシュＴの中心軸と重なるように設置する。
【００７２】
油圧シリンダ７によりスペーサー９が筒状容器内面に接触する程度まで型枠部材６を拡径し、前記筒状容器内面より一定寸法離間した型枠体を形成する。
【００７３】
引揚力測定装置１０を起動し、連続的に型枠体とライニング材の摩擦力を検知できる状態にする。
引揚力測定装置１０は一定の時間間隔で摩擦力を検知できる状態としても構わない。
【００７４】
前記離間された隙間に硬化時間の制御されたライニング材の流し込みを開始する。
ライニング材の流し込みは異常が検知されない限りは施工終了まで連続的に行う。
【００７５】
初期に流し込まれたライニング材が十分に硬化する時間が経過した後、型枠体の上方移動を開始する。
【００７６】
ライニング材の打設面の上昇速度と型枠体の上昇速度は同期させ、ライニング材の打設面の上昇速度はライニング材の硬化速度とライニング材の流し込み量から算出する。
【００７７】
引揚力測定装置１０により摩擦力を連続的に検知し、材料の硬化不良が発生した場合、引揚力測定装置１０が異常を検知し、型枠体の上昇速度、及びライニング材の流し込み量を緩やかに変化させることで対応する。
ライニング材の硬化が早い場合には、型枠体の上昇速度、及びライニング材の流し込み量を上げ、ライニング材の硬化が遅い場合には型枠体の上昇速度、及びライニング材の流し込み量を下げる。
【００７８】
硬化の異常検知は事前の確認試験により得られる安定施工のできる摩擦力の領域と引揚力から算出されるライニング材と型枠体の摩擦力により判定される。
安定施工のできる摩擦力の領域とは、少なくとも脱枠部が自立する強度を有し、摩擦力が施工体強度を超えない範囲であり、硬化深度が材料毎に所定深さの範囲である必要がある。
【実施例】
【００７９】
（実施例１）
本発明の技術により、タンディッシュ内面へ施工厚み６５ｍｍのライニングを形成した。
【００８０】
耐火物材料は表１に記載する物質を使用して製造した。添加量は耐火物原料に対しての比で表す。
【００８１】
【表１】
2011122744.tif 000003
【００８２】
使用した装置は図１から図３で示される不定形耐火物ライニング用の移動型枠装置であり、型枠部材の高さは７００ｍｍ、型枠の移動速度は０−５０ｃｍ／ｍｉｎで可変、硬化判定装置として引揚力測定装置を備えたものである。
【００８３】
引揚力測定装置にはロードセルを使用し、型枠体を移動させる際の引揚力を測定した。
【００８４】
耐火物材料はバインダーとともに９．２質量％の水により混練され、タップフロー値２３０ｍｍ程度の流動性を発現するものであった。
【００８５】
耐火物原料、バインダー、水の混練物の重量に対して、２．０質量％のケイ酸ナトリウムが急結剤材料として吐き出し口直前でエアーにより混合され、これをライニング材とする。
【００８６】
ライニング材の流し込みは４箇所から行い、１箇所当たり流し込み量６０ｋｇ／ｍｉｎで図２の装置のライニング空間へ連続的に流し込んだ。
【００８７】
本ライニング材は硬化開始時間が８０秒程度であり、少なくとも脱枠部が硬化した状態を発現させるため、型枠体はライニング材流し込み開始から９０秒間は静止した状態を保った。
【００８８】
ライニング材流し込み開始から９０秒経過後、架台４、作業用架台５、型枠部材６、油圧シリンダ７、バネ８、スペーサー９、引揚力測定装置１０の上昇を開始した。
【００８９】
架台４、作業用架台５、型枠部材６、油圧シリンダ７、バネ８、スペーサー９、引揚力測定装置１０は一体で上昇させた。
上昇速度は２０ｃｍ／ｍｉｎを基本に、必要に応じて変化させた。
【００９０】
変化させるのは、後述する引揚力から得られた摩擦力が規定値範囲内への調整が必要になった場合であり、そのタイミングで行う。
【００９１】
ライニング材の施工高さの上昇速度と施工装置の上昇速度の監視を行い、必要に応じて、施工装置の上昇速度を緩やかに変化させ、このときの引揚力から得られる摩擦抵抗は２．３ｋＮ／ｍ２以下となるように上昇速度を制御した。摩擦抵抗が２．３ｋＮ／ｍ２を超えた場合には、型枠部材とライニングとの摩擦がライニング材の材料強度を超える箇所が部分的に表れ、亀裂の進展する可能性が高くなることが予備試験で判ったためである。
【００９２】
操業の際の摩擦抵抗の限界値は材質により異なるため、事前の確認試験により把握する。
【００９３】
タンディッシュ開口部まで連続的に施工した結果、全く目地のないライニングを得ることができた。
【００９４】
図１０は炉代数を経た後の単位面積当たりの微亀裂の発生本数を、本実施例の新ライニングと耐火煉瓦構造の旧ライニングとで比較したものである。れんが構造である旧ライニングと比較し、本発明の技術による新ライニングでは微亀裂の発生本数を６０％にまで抑えることができた。
【００９５】
図１１は溶損試験の結果を、本実施例の新ライニングと耐火煉瓦構造の旧ライニングとで比較したものである。旧ライニングと比較し、新ライニングでは１５％溶損を抑えることができた。
【００９６】
図１２は施工にかかった時間を、本実施例の新ライニングと耐火煉瓦構造の旧ライニングとで比較したものである。旧ライニングと比較し、新ライニングでは施工にかかる時間を４２％短縮することができた。
【００９７】
（実施例２）
実施例２として、タンディッシュを施工対象として四角形の水平断面形状のうち角部のみの型枠部材を支持する型枠部材支持体がコイルばねであり、他の全ての型枠部材支持体を油圧シリンダとした場合を示す。
【００９８】
その他の装置の仕様は硬化判定装置を除いて全て実施例１と同様である。
硬化判定装置には針状の貫入式硬度測定装置を型枠部材に設置し、作業者が手作業で貫入抵抗を測ることで硬化判定を行った。
【００９９】
流し込み後の貫入抵抗の測定は連続ではなく、９０秒毎の一定の時間間隔毎に行った。
施工厚み、耐火物材料は実施例１と同様である。
【０１００】
ライニング材の流し込みは４箇所から行い、１箇所当たり流し込み量６０ｋｇ／ｍｉｎで図２の装置のライニング空間へ所定高さだけ流し込み、流し込みを停止した。
【０１０１】
ライニング材流し込み開始から９０秒経過後、貫入式硬度測定装置をライニング中へ差し込み、適当な硬化深度が得られたことを確認し、架台４、作業用架台５、型枠部材６、油圧シリンダ７、バネ８、スペーサー９、貫入式硬度測定装置支持部材２２、貫入式硬度測定装置２３の上昇を開始し、新たなライニング空間を形成した。
【０１０２】
材料の硬化開始時間から硬化判定の時間間隔は、流し込まれた材料が硬化して目地ができない２０秒毎とし、目視により打設面を監視し材料の流動性の有無を確認した。
【０１０３】
新たに形成されたライニング空間に材料の流し込みを開始し、硬化判定、移動を繰り返し、良好なライニングを形成した。
【０１０４】
形成されたライニングは実施例１とほぼ同様の性質を示した。
【０１０５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０６】
１  移動型枠装置
２  基台
３  ポスト
４  架台
５  作業用架台
６  型枠部材
７  油圧シリンダ
８  バネ
９  スペーサー
１０  引揚力測定装置
１１  移動型枠装置
１２  基台
１３  ポスト
１４  架台
１５  作業用架台
１６  型枠部材
１７  油圧シリンダ
１８  バネ
１９  スペーサー
２０  引揚力測定装置
２１  側圧または温度測定装置
２２  貫入式硬度測定装置支持部材
２３  貫入式硬度測定装置
【図１】
2011122744.tif 000004
【図２】
2011122744.tif 000005
【図３】
2011122744.tif 000006
【図４】
2011122744.tif 000007
【図５】
2011122744.tif 000008
【図６】
2011122744.tif 000009
【図７】
2011122744.tif 000010
【図８】
2011122744.tif 000011
【図９】
2011122744.tif 000012
【図１０】
2011122744.tif 000013
【図１１】
2011122744.tif 000014
【図１２】
2011122744.tif 000015