(57)【要約】【課題】耐火物の内張りライニング施工、補修施工として好適に用いることのできる不定形耐火物の連続施工装置の提供。【解決手段】連続混練装置と材料投射装置Ｃとを備えた連続施工装置において、材料投射装置Ｃは、複数の羽根板１４が装着されたインペラ６と、一部に耐火物を外部に投射する投射口７が形成されるように、インペラ６の外周に巻回される無端平ベルト１５と、無端平ベルト１５を案合いする複数のプーリ１６と、複数のプーリ１６が枢着される取付板１７と、投射口７近傍に配置され、耐火物を衝突させて外部に投射する投射板１８とを備えている。投射板１８の耐火物に対する角度を変更することで、各種の耐火物容器の内張りライニング施工を任意の厚みで施工することができ、被施工体に耐火物を衝突させた際のリバウンドロスも軽減することができる。【選択図】図３
2008241236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火原料と水を連続的に供給しながらスラリー状の混練物を連続的に得るための耐火物の連続混練装置と、前記連続混練装置の下流側に配置され、該連続混練装置で混練された耐火物を被施工体に投射する材料投射装置とを備えた耐火物の連続施工装置であって、
前記連続混練装置は、
円筒形の容器を有する材料搬送部と、円筒形又は下流方向に拡径する円錐台形の容器を有する材料混練部とを備え、
前記材料搬送部は、前記円筒形の容器に耐火原料を連続供給可能な供給機構と、前記容器内の耐火原料に水を添加する水添加機構と、前記容器の中心軸方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる板状部材とを備え、
前記材料混練部は、前記円錐台形の容器の中心軸方向でかつ水平方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる棒状部材とを備え、
前記材料投射装置は、
複数の羽根板が装着され、所定の軸周りに回転可能なインペラと、
一部に前記耐火物を外部に投射する投射口が形成されるように前記インペラの外周に巻回される無端平ベルトと、
前記無端平ベルトを案内する複数のプーリと、
前記複数のプーリが枢着される取付板と、
前記投射口近傍に配置され、前記耐火物を衝突させて外部に投射する投射板とを備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【請求項２】
耐火原料と水を連続的に供給しながらスラリー状の混練物を連続的に得るための耐火物の連続混練装置と、前記連続混練装置の下流側に配置され、該連続混練装置で混練された耐火物を被施工体に投射する材料投射装置とを備えた耐火物の連続施工装置であって、
前記連続混練装置は、
円筒形の容器を有する材料搬送部と、円筒形又は下流方向に拡径する円錐台形の容器を有する材料混練部とを備え、
前記材料搬送部は、前記円筒形の容器に耐火原料を連続供給可能な供給機構と、前記容器内の耐火原料に水を添加する水添加機構と、前記容器の中心軸方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる板状部材とを備え、
前記材料混練部は、前記円錐台形の容器の中心軸方向でかつ水平方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる棒状部材とを備え、
前記材料投射装置は、
複数の羽根板が装着され、所定の軸周りに回転可能なインペラと、
一部に前記耐火物を外部に投射する投射口が形成されるように前記インペラの外周に巻回される無端平ベルトと、
前記無端平ベルトを案内する複数のプーリと、
前記複数のプーリが枢着される取付板と、
一対のプーリ及びこの一対のプーリに巻回された無端ベルトを備えた投射ベルトとを備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記投射板又は前記投射ベルトの前記耐火物に対する角度を変更して、前記投射口から投射される耐火物の拡散角を制御する拡散角制御機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記投射口から投射される耐火物の投射流を挟んで、前記投射板又は前記投射ベルトの反対側の位置には、一対のプーリに巻回され、前記耐火物の投射により生じる耐火物微粉末の飛散を防止する微粉飛散防止ベルトが設けられ、
前記微粉飛散防止ベルトは、前記投射口に対して傾動可能又は進退可能に支持されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、前記無端ベルトを案内する複数のプーリの外側に配置され、前記無端ベルトを案内する前出しプーリを備え、
前記前出しプーリは、前記投射口から投射される耐火物の投射流を挟んで、前記投射板又は前記投射ベルトの反対側で、かつ前記耐火物の投射流の下流側に突出して配置されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、前記連続混練装置に着脱可能に設けられていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記投射口を、前記インペラの回転軸周りに回転させる旋回機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記インペラの回転軸を、前記連続混練装置の回転軸の直交方向に回動させる回動機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記インペラ、前記投射ベルト、前記微粉飛散防止ベルトのうち、少なくともいずれか１つの速度を制御する速度制御機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記インペラには、４枚〜２０枚の羽根板が装着されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【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、あるいはその補修手段として用いられる不定形耐火物の連続施工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶融金属容器、溶融金属処理装置にライニングする不定形耐火物は、耐火原料と水をバッチ式の混練機(ミキサー)に所定量投入して、所定時間混練した後、排出して流し込み施工や吹き付け施工を行っている。混練機(ミキサー)による混練が終了すると、次のバッチを混練する非連続的な混練を行っているのが一般的である。そのため、流し込み施工や吹き付け施工は混練タイミングに合わせて、一時的に施工作業を中断させる必要があった。
【０００３】
一方、不定形耐火物の施工方法として、乾式吹き付け施工方法と湿式吹き付け施工方法があるが、それぞれの長所を考慮して用途に応じて使用されている。
乾式吹き付け施工は、吹き付けノズル先端部において乾粉の不定形材料に混練水を添加する方式であるため、作業終了後にミキサーの洗浄作業など、後片付けがほとんど不要であり、熱間で稼動中の耐火物設備に対する、現場での補修施工に適している。
しかし、乾式吹き付け施工の欠点は、ノズル先端部において水を添加するため、耐火原料と添加水の混ざりが悪く、その結果、添加水分量をかなり多くした状態で使用しているのが一般的である。
また、耐火原料と水の混ざりが悪いため、施工中に耐火原料が粉塵として発生しやすい。さらに、添加水分量が多いと、乾燥後の施工体の組織は緻密質ではなく、多孔質な組織になり易いため、施工体の強度も低く、溶融金属との耐食性も低いため、吹き付け施工体の耐用性は充分とはいえない。
【０００４】
一方、湿式吹き付け施工方法は、事前に不定形耐火物と水を混練するため、前述の乾式吹き付け施工より添加水分量を減少させることが可能であり、耐火原料と混練水との混ざりも良いことから、施工中の粉塵も少なく、施工体の組織も緻密質な組織が得られ、耐用性も乾式吹き付け施工方法に比べ優れる。
このことより、近年、不定形耐火物と水を事前に混練機(ミキサー)で混練したスラリー状の不定形耐火物をコンクリートポンプで圧送しながら、ノズル先でエアーと急結剤を導入して吹き付ける工法が発達してきた。
【０００５】
図３２に従来の湿式吹き付け施工装置を示しているが、混練水分を添加し、予め混練した不定形耐火物を圧送ポンプ１０１から搬送ホース１０２、圧送管１０３を介して、ノズル１０４に移送し、急結剤槽１０５からの急結剤をエアーコンプレッサ１０６の圧搾空気を用いてノズル内に添加し、吹き付ける施工方法である。
但し、湿式吹き付け施工方法の問題点としては、事前に不定形耐火物と水とを混練するため、事前の混練作業が必要であり、施工後に混練機(ミキサー)やコンクリートポンプで圧送する際に使用する搬送ホースの洗浄作業等の後片付け作業が発生するため、乾式吹き付け施工方法と比べると、簡便な施工方法とはいえず、熱間で稼動中の耐火物設備に対する、現場における吹き付け補修施工については、乾式吹き付け施工の方が使い易い。
【０００６】
したがって、湿式吹き付け補修施工の適用は主に冷間補修、すなわち耐火物設備の稼動を終了させた後の、整備作業場での補修などに限られる。
また、湿式吹き付け施工方法は、添加水分に関しても、乾式補修施工に比べると低水分化が可能であるが、従来の不定形耐火物の流し込みによる施工に比べると、湿式吹き付け施工方法はコンクリートポンプを使って搬送ホース内をスラリー状態で圧送させるため、混練物は適度の流動性が必要であり、一般的な流し込み施工法に比べ、添加水分が増加する傾向にある。そのため、流し込み施工による施工体と比べると、湿式吹き付け施工体の方が、実際に溶融金属容器などに施工した場合、その耐用性はやはりかなり劣る。
【０００７】
一般的に従来の湿式吹き付け施工方法と乾式吹き付け施工方法は、水と混ざった耐火物原料をエアーによって被施工体に吹き付けるため、施工体へのエアーの巻き込みによる施工体内の気孔の発生や、エアー圧の変動による材料吐出流の脈動、材料吐出量のばらつきが発生し、良好な施工体が形成されないという問題がある。
例えば、耐火物の混練機(ミキサー)に関するもので、特許文献１に記載の発明では、ホッパー状容器の中でスクリュー羽根が高速回転する方法が提案されている。
また、特許文献２に記載の発明では、従来の二軸ミキサーに改良を加え、混練性能を向上させる提案がされている。
さらに、特許文献３に記載の発明では、耐火物の連続的な混練方法に関する提案がされている。
【０００８】
一方、吹き付け工法としては、例えば、湿式吹き付け用ノズルに関するもので、特許文献４に記載の発明では、ノズル内でエアーと急結剤の圧力バランスが変動するのを防ぐ方法として、エアーと急結剤を別の位置から導入するようなノズル形状が提案されている。
また、特許文献５に記載の発明では、湿式吹き付け施工において均質性に優れた施工体を得るために、ノズル先端から被施工面までの距離やスラリー状の耐火物量と圧縮空気の流量比の条件が提案されている。
さらに、特許文献６に記載の発明では、吹き付け材の供給量に対し、適正な粘性調整剤の添加量をポンプの回転制御を可能としたシステムが提案されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−７７５９号公報
【特許文献２】特開平１１−２２１８１８号公報
【特許文献３】特開２００４−５３１９５号公報
【特許文献４】特開平１１−９４４７３号公報
【特許文献５】特開２０００−１９２１２１号公報
【特許文献６】特開平１１−１０１５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、例えば、耐火物の混練機(ミキサー)に関するもので、上記特許文献１と特許文献２に記載の発明では、いずれも所定量の混練を行うバッチ式の混練方法であるため、前記の通り、混練タイミングに合わせて、一時的に施工作業を中断させる等の問題がある。
また、特許文献３に記載の発明の混練装置は、上段ミキサー部と下段ミキサー部などから構成されているため、上段から下段に混練材料が乗り移る必要がある他、その際、材料の移動方向が逆方向になる等、材料の混練工程が長く、装置構成が複雑であるため、装置は施工現場に据え置く固定方式であり、混練材料を施工場所までホースなどを介して搬送しなくてはいけないという問題がある。
【００１１】
一方、吹き付け工法に関する、上記特許文献４に記載の方法では、エアーの変動による不具合の解決に過ぎず、湿式吹き付け施工の本質的な解決になっていないため、前記に記載した様な問題点は依然として残ったままである。
また、吹き付け工法において、材料の粒度分布、リバウンドによるロス或いは施工体の緻密度などの重要な施工条件に対して、従来のエアーを用いた方法では吹き付け距離や投射流束寸法等の影響が大きいにもかかわらず、エアーの量の調整では速度、幅或いは塊寸法等を最適条件に調整できないという問題がある。
【００１２】
さらに、上記特許文献５に記載の方法では、吹き付け施工体の品質、すなわち耐用性および均質性を向上させるために、吹き出し口から被施工体までの距離や圧縮空気の流量比を定めているが、事前に耐火物と水の混練が必要であり、エアーを使うなど、作業性の大きな改善にはならない。
また、上記特許文献６に記載の方法も、湿式吹き付けに関する施工性を向上させるために、吹き付け材の供給量に対し、急結剤、バインダーなど、粘性調整剤の添加量をポンプの回転制御で行うものである。この発明では、急結剤の供給は改善されるものの、耐火物と水の混練性を改善させるのは困難である。
【００１３】
本発明は、溶融金属容器、溶融金属処理装置、高温雰囲気炉の耐火物の内張りライニング施工、補修施工として好適に用いることのできる不定形耐火物の連続施工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、次の構成を具備するものである。
（１）  耐火原料と水を連続的に供給しながらスラリー状の混練物を連続的に得るための耐火物の連続混練装置と、前記連続混練装置の下流側に配置され、該連続混練装置で混練された耐火物を被施工体に投射する材料投射装置とを備えた耐火物の連続施工装置であって、
前記連続混練装置は、
円筒形の容器を有する材料搬送部と、円筒形又は下流方向に拡径する円錐台形の容器を有する材料混練部とを備え、
前記材料搬送部は、前記円筒形の容器に耐火原料を連続供給可能な供給機構と、前記容器内の耐火原料に水を添加する水添加機構と、前記容器の中心軸方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる板状部材とを備え、
前記材料混練部は、前記円錐台形の容器の中心軸方向でかつ水平方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる棒状部材とを備え、
前記材料投射装置は、
複数の羽根板が装着され、所定の軸周りに回転可能なインペラと、
一部に前記耐火物を外部に投射する投射口が形成されるように前記インペラの外周に巻回される無端平ベルトと、
前記無端平ベルトを案内する複数のプーリと、
前記複数のプーリが枢着される取付板と、
前記投射口近傍に配置され、前記耐火物を衝突させて外部に投射する投射板とを備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【００１５】
（２）  耐火原料と水を連続的に供給しながらスラリー状の混練物を連続的に得るための耐火物の連続混練装置と、前記連続混練装置の下流側に配置され、該連続混練装置で混練された耐火物を被施工体に投射する材料投射装置とを備えた耐火物の連続施工装置であって、
前記連続混練装置は、
円筒形の容器を有する材料搬送部と、円筒形又は下流方向に拡径する円錐台形の容器を有する材料混練部とを備え、
前記材料搬送部は、前記円筒形の容器に耐火原料を連続供給可能な供給機構と、前記容器内の耐火原料に水を添加する水添加機構と、前記容器の中心軸方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる板状部材とを備え、
前記材料混練部は、前記円錐台形の容器の中心軸方向でかつ水平方向に延びる回転軸と、該回転軸周りに設けられる棒状部材とを備え、
前記材料投射装置は、
複数の羽根板が装着され、所定の軸周りに回転可能なインペラと、
一部に前記耐火物を外部に投射する投射口が形成されるように前記インペラの外周に巻回される無端平ベルトと、
前記無端平ベルトを案内する複数のプーリと、
前記複数のプーリが枢着される取付板と、
一対のプーリ及びこの一対のプーリに巻回された無端ベルトを備えた投射ベルトとを備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【００１６】
（３）  （１）又は（２）に記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記投射板又は前記投射ベルトの前記耐火物に対する角度を変更して、前記投射口から投射される耐火物の拡散角を制御する拡散角制御機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
（４）  （１）乃至（３）のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記投射口から投射される耐火物の投射流を挟んで、前記投射板又は前記投射ベルトの反対側の位置には、一対のプーリに巻回され、前記耐火物の投射により生じる耐火物微粉末の飛散を防止する微粉飛散防止ベルトが設けられ、前記微粉飛散防止ベルトは、前記投射口に対して傾動可能又は進退可能に支持されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
（５）  （１）乃至（４）のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、前記無端ベルトを案内する複数のプーリの外側に配置され、前記無端ベルトを案内する前出しプーリを備え、
前記前出しプーリは、前記投射口から投射される耐火物の投射流を挟んで、前記投射板又は前記投射ベルトの反対側で、かつ前記耐火物の投射流の下流側に突出して配置されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【００１７】
（６）  （１）乃至（５）に記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、前記連続混練装置に着脱可能に設けられていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
（７）  （１）乃至（６）のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記投射口を、前記インペラの回転軸周りに回転させる旋回機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【００１８】
（８）  （１）乃至（７）のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記材料投射装置は、
前記インペラの回転軸を、前記連続混練装置の回転軸の直交方向に回動させる回動機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
（９）  （１）乃至（８）のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記インペラ、投射ベルト、微粉飛散防止ベルトのうち、少なくともいずれか１つの速度を制御する速度制御機構を備えていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
（１０）  （１）乃至（９）のいずれかに記載の耐火物の連続施工装置において、
前記インペラには、４枚〜２０枚の羽根板が装着されていることを特徴とする耐火物の連続施工装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、従来のミキサー内でのバッチ式混練では非連続的な混練のため、流し込み施工や吹き付け施工が連続的に行うことが出来なかった施工形態を、連続的に行うことのできる耐火物の連続施工方法に貢献できる。
また、従来の耐火物の乾式吹き付け施工と比較して、大幅な低水分化が図れ、施工体の組織の緻密化に貢献できる。
一方、従来の湿式吹き付け施工方法に比べ、事前の混練工程が不要であり、湿式吹き付け施工では事前に混練した混練物をすべて吹き付け施工するのが一般的であるのに対して、本発明では必要量施工すれば任意に施工を終了できる。
【００２０】
また、湿式吹き付け施工では混練物はホース内を圧送しなければいけないため、ホース内の混練物の流動性を確保するために、過剰な水分の添加が必要であるが、本発明では、乾粉を直接混練した後、そのまま吹き付けするため、過剰な水分の添加は不要とすることができる。
加えて、従来の湿式方法で不可欠の事前混練に用いる混練機(ミキサー)が不要のため、施工後の混練機(ミキサー)の清掃、搬送ホースの清掃も不要となる。特に、従来の湿式施工方法では、混練を所定量毎に行うバッチ混練であるため、吹き付け施工も中断しなくてはならないが、本発明では、連続的な混練であるため、施工も中断せずに連続的に行える。
【００２１】
耐火物施工体の材料特性面から見ると、従来の乾式、湿式施工方法ではエアーにより吹き付けているため、施工体中に気孔が残りやすい傾向にあるが、本方法では回転を利用した遠心力による吹き付けであるため、エアーの巻き込みもほとんど起きない。
また、拡散幅制御機構により耐火物に対する投射板の角度を変更することで、材料の粒度分布や吹き付け距離等の吹きつけ条件の変動に対し、リバウンドロスを最小におさえつつ、緻密度を高めるための施工条件の最適化が投射速度、投射幅或いは投射中の塊粒径分布の調整を通じて行うことができる。
以上のように、製鉄用耐火物の不定形耐火物補修方法として、耐火物の低水分施工による組織の緻密化が図れ、耐用性を向上させることができ、耐火物コストの削減、窯炉設備の安定稼動に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
［１］連続施工装置の構造
(1-1)連続混練装置
図１には、本発明の第１実施形態に係る連続施工装置Ｓが示されている。但し、本発明は図１に示す装置に限定されるものではない。
粉粒状の耐火原料は、一定の切り出しにより、材料供給口１から材料搬送部Ａへ連続的に供給され、供給量に見合った最適な水分量は、注水孔２から材料搬送部へ連続的に添加される。
【００２３】
ここで、最適な水分量とは、耐火物が所望の耐用性を保持できる範囲であれば特に規定するものではないが、従来の乾式吹き付け施工、湿式吹き付け施工方法よりも低い水分量である、７質量％〜９質量％程度（耐火原料に対する質量％で外掛け）が例示できる。
また、粉粒状の耐火原料は、耐火原料を破砕などにより所定の粒度配合に篩い分けし、その後、粒度別、種類別に調合することにより得られ、吹き付け性、施工体品質の点からトップサイズが５ｍｍもしくは３ｍｍ以下が吹き付け材として好ましい。
また、粉粒状の耐火原料のサイズの下限値は、適宜、設定すれば良く、特に規定するものではない。
【００２４】
さらに、耐火原料の切り出しはテーブルフィーダ等を用いて、水分の添加はバルブ式の流量計等用いて行うことができる。
尚、材料搬送部Ａでは、耐火原料は容器の任意の位置から添加して良く、例えば、図１に示す様に上部から添加することができる。
また、材料搬送部Ａでの水の添加は容器の外部から注水孔２の１箇所で添加されているものを例示しているが、複数箇所から水を添加しても良い。あるいは、水の添加を容器の外部から行うのではなく、後述の混合手段を構成している回転可能な軸に、添加口を１箇所以上設置したものを用いて、内部から水を添加しても良い。
【００２５】
次に、連続的に供給された粉粒状の耐火原料と水は、まず、材料搬送部Ａで、容器の中心軸方向に延びる回転可能な回転シャフト３と、その軸周りに板状部材３１を備えた混合手段を用いて、この混合手段を回転させることにより、凝集された微粒子成分が板状部材３１との衝突により分散され、同時に、添加される水も高速で回転する板状部材３１との衝突により霧状に分散され、その両者が衝突することにより混合・分散されて、ペースト状の混合物を生成しながら、下流の材料混練部Ｂへ搬送させることができる。
材料搬送部Ａの容器の形状は、円筒形とすることで、淀みがほとんどなく混合・分散し易いという点で好適である。
【００２６】
ここで、材料搬送部Ａの板状部材３１とは、その形状として平面を有する直方体や羽根状のものを意味しており、この様な形状のものであれば、下流の材料混練部と比較して、弱い攪拌を実現でき、ペースト状の混合物を得ることができる。
また、板状部材３１のサイズは、対象とする耐火原料の性状等に応じて、事前の実験等により、適宜、設定することができる。
また、回転シャフト３の回転数は、特に規定するものではないが、実験的な知見から、６００〜１２００ｒｐｍ程度が推奨される。
【００２７】
次に、材料混練部Ｂでは、中心軸方向に延びる回転可能な回転軸と、その軸周りに設けられる撹拌棒４を備えた混練手段を用いて、この混練手段を回転させることにより、材料搬送部Ａから搬送されたペースト状の混合物は、材料混練部Ｂの容器としての外筒５の内壁面に遠心力により付着し、さらに撹拌棒４によって押し込まれることにより効率的な混練が行われながら、外筒５の内壁に接した状態で下流に送られて、スラリー状の混練物を連続的に得ることができる。
材料混練部Ｂの外筒５の形状は、円筒形或いは下流方向へ拡大する円錐台状とすることで、淀みがほとんどなく混練し易いという点で好適である。
【００２８】
ここで、混練手段の撹拌棒４とは、その形状として、円柱状や角柱状のものを意味しており、この様な形状のものであれば、外筒５の内面に付着した材料を撹拌棒４によって強い力で押し込み、練り込む力が発生して混練性が向上するため、上流の材料搬送部Ａの混合手段と比較して、より強い攪拌を実現でき、スラリー状の混練物を連続的に得ることができるものと考えられる。
ここで、撹拌棒４のサイズは、対象とする耐火原料の性状等に応じて、事前の実験等により、適宜、設定することができる。
【００２９】
また、回転シャフト３の回転数は、特に規定するものではないが、実験的な知見から、６００〜１２００（ｒｐｍ）程度が推奨される。なお、撹拌棒４の先端の周速としては８５０〜１７００（ｃｍ／ｓｅｃ）程度が推奨される。
尚、材料混練部Ｂの回転軸は、材料搬送部Ａの回転シャフト３と、同じ回転数で使用可能な場合は、これらが同軸で構成されていると装置上、簡略化できるため好ましい。
ここで、材料混練部Ｂの外筒５は必ずしも回転する必要はないが、この外筒５を横向きに配置した場合などは、外筒５を低速で回転させると、混練物は外筒５の内面により接しやすくなり、均一な混練を行うことができるため、より好ましい。
【００３０】
尚、材料混練部Ｂの外筒５の回転数も、特に規定するものではないが、実験的な知見から、１００〜２００（ｒｐｍ）程度が推奨される。なお、その際の周速は４５〜９０（ｃｍ／ｓｅｃ）程度が推奨される。
ちなみに、本発明の装置は、乾燥状態の粉粒状の耐火原料と添加水を直接、かつ連続的に供給しながら、連続混練することが可能であり、コンパクトな装置とすることができる。
【００３１】
(1-2)材料投射装置
材料混練部Ｂを通過したスラリー状の混練物は、例えば、図１に示す様に、投射円盤としてのインペラ６を含む材料投射部Ｃに移動し、ここで、必要に応じて投入孔８から急結剤が投与され、投射円盤の回転による遠心力で材料吐出部７から吐出され、製鋼工程で冷間もしくは熱間で稼動中の溶融金属容器である溶鋼鍋などの耐火物側壁等の被施工面に、連続的に吹き付け施工を行うことができる。
【００３２】
具体的には、図２に示すような材料投射装置が例示できるので、これに基づいて詳細に説明する。
材料投射部Ｃは、材料混練部Ｂの外筒５の開口に対向して開口のあるインペラ６と投射口が開口される状態でインペラ６に外周面に巻き付けられる無端平ベルト１５と、インペラ６の外周囲に配置して無端平ベルト１５を案内する複数個（たとえば５個）のプーリ１６と、プーリ１６が枢着される取付板１７とで構成される。
【００３３】
インペラ６は、図３に示されるように、円板状の底板６Ｂと、底板６Ｂから一定間隔離間して配置されるリング状の枠体６Ｃと、底板６Ｂ及び枠体６Ｃの間に挟持され、底板６Ｂの円周方向に沿って所定間隔毎に放射状に設けられる複数枚の（たとえば６枚）の羽根板１４とを備え、底板６Ｂ及び枠体６Ｃの間の羽根板１４が設けられていない側面部分には、開口部６Ｄが形成されている。
ここで、本実施形態においては、図２に示されるように、羽根板１４の数は、６枚に設定されているが、本発明はこれに限られず、投射する耐火物の材質、粉体粒度分布、水分量、被施工体への施工量、厚さ等に応じて適宜変更することが可能である。例えば、図４に示されるように、１２枚の羽根板１４を装着したインペラ６Ａを用いて材料投射部Ｃを構成してもよい。適切な羽根板１４の枚数は４枚〜２０枚程度である。
【００３４】
無端平ベルト１５は、インペラ６の側板の開口を塞ぐようにインペラ６に巻回され、最も近い間隔で配置される一対のプーリ１６において、互いに反対方向に巻き付けられ、その間に材料吐出部７が形成される。
プーリ１６は、無端平ベルト１５がインペラ６に巻き付けられることにより生じる摩擦力により、インペラ６から回転が伝達され回転を行う。
【００３５】
材料混練部Ｂの出口である外筒５の開口部とインペラ６との配置関係は、外筒５の下流側終端部がインペラ６内に収納される構成であるので、材料は開口部から遠心力によりインペラ６の側板へ移送され、更に羽根板１４の回転方向において前方に配置された間隙を通して無端平ベルト１５の内面に遠心力により押しつけられ、無端平ベルト１５の移動速度と同調して回転移動する。
材料吐出部７近傍には、吐出角度を制限して投射方向を画定する投射板１８を配置させている。
従って、無端平ベルト１５とともに回転移動した材料は、材料吐出部７近傍のプーリ１６により設けられた解放部から慣性力によりプーリ１６の接線方向に放出され、無端平ベルト１５から離れ飛翔した材料は投射板１８に衝突することにより投射方向が決められる。
尚、投射方向の調整は、後述する取付板１７の回転によって調整することが可能であり、投射板１８がなくとも投射方向の調整が可能である。
【００３６】
ここで、投射板１８は、インペラ６側の基端部で取付板１７に対して回転可能に支持されており、図２では図示を略したが、投射板１８の耐火物衝突面とは反対側の面には、拡散角制御機構としての油圧シリンダ等が設けられ、油圧シリンダの進退量を変更することにより、インペラ６内から投射される耐火物に対する角度を変更することができるようになっている。
このような拡散角制御機構を用いて投射板１８の角度を変更することにより、図５に示されるように、投射される耐火物の拡散角θを大きくするように制御したり、図６に示されるように、投射される耐火物の拡散角θを小さくするように制御することが可能となる。
【００３７】
拡散角θを大きくした場合、幅Ｗという広い範囲で材料Ｍの吹き付けが可能となり、被施工体に施工された耐火物の吹き付け厚を薄くすることができる。また、拡散させることで、被施工体との投射距離Ｌが小さい場合に被施工体に材料Ｍを吹き付けてもリバウンドロスを少なくすることができる。
一方、拡散角θを小さくした場合、被施工体に施工された耐火物の吹き付け厚を厚く、かつ緻密に吹き付けすることができ、また、遠距離での吹き付けも可能となり、さらに、被施工体に施工された耐火物の塊粒径を均一にすることができる。
【００３８】
無端平ベルト１５から離れ、飛翔した材料は、投射板１８に衝突することにより投射方向が決められるが、図７及び図８に示すように、この投射板１８の幅方向における中央では速度が速いが、端に近づくと衝突により飛散方向への速度成分が遅くなるため、特に粘性の高いペースト状の混合物が付着堆積する傾向にある。尚、図８は、図７における投射板１８を矢印方向からみた正面図であり、投射板１８に衝突する材料Ｍの流れを表す図である。
これらの堆積物は落下するため材料ロスとなる。この材料ロスは、単なる材料ロスというだけでなく、スラリー状の混合物の内の粗粒成分を付着させるペースト状の混合物のロスになるためスラリー状の混合物全体の相乗的なロスの原因となる。また、同様にこのペースト状の混合物は周囲の装置に付着するので稼働後に定期的な清掃作業が必要になる。
【００３９】
そこで、材料吐出部７から投射される耐火物を衝突させて外部に投射する投射板１８の替わりに、図９及び図１０に示されるように、投射ベルト１８Ｂを設けることにより、材料ロスを低減することが可能となる。投射ベルト１８Ｂは、一対のプーリ１８Ｃ、１８Ｄと、この一対のプーリ１８Ｃ、１８Ｄに巻回される無端ベルト１８Ｅとを備え、不図示の駆動手段によって無端ベルト１８Ｅを所望の速度で回転させることができる。
この投射ベルト１８Ｂの無端ベルト１８Ｅを飛翔する材料とほぼ同速度で駆動させることにより、衝突したスラリー状の混練物の内、幅方向に広がった材料も無端ベルト１８Ｅに接触することで、無端ベルト１８Ｅの移動速度とほぼ同調して飛翔するので、堆積することがなく飛翔する耐火物に合流させることができる。こうすることにより、ペースト状の混合物が有効に利用されるため、材料ロスを最小限にすることが可能となる。
【００４０】
投射ベルト１８Ｂの移動速度は、飛翔する耐火物とほぼ同速度であることが好ましく、移動速度が落ちると堆積のベルトへの付着が増すため、ペースト状の混合物のロスが増えることになる。
また、この投射ベルト１８Ｂは、飛散するペースト状の混合物の角度に応じて位置を決めるため、図１１及び図１２に示されるように、取付板１７に対して、傾動可能、進退可能に支持するのが好ましく、投射ベルト１８Ｂの傾動、進退には油圧シリンダ等を用いることが可能である。
【００４１】
図５乃至図１２に示されるように、無端平ベルト１５とともに回転移動した耐火物は、材料吐出部７近傍のプーリ１６により設けられた解放部から、慣性力によりプーリ１６の接線方向に放出される。
この投射される耐火物は、スラリー状の混練物であるが、主に粗粒と微粉からなるペースト状の混合物とからなっている。
この投射されたスラリー状の混練物の内、慣性力が比較的大きい粗粒成分はプーリ１６に巻き付けられる位置の接線方向に放出され、投射板１８や投射ベルト１８Ｂに衝突し、更に主流Ｓ１となって投射される。
【００４２】
このとき、慣性力が比較的小さく粘性の大きいペースト状の混合物は、プーリ１６に巻き付けられた無端平ベルト１５からの離れが比較的遅くなるため、投射板１８や投射ベルト１８Ｂがある位置と耐火物を挟んで逆の方向にある角度をもって飛散する。この飛散角度の限界が微粉飛散限界Ｂ１である。
この微粉からなるペースト状の混合物は、単なる材料ロスというだけでなく、粗粒成分を付着させるためのペースト状の混合物のロスとなるためスラリー状の混合物全体にとって相乗的なロスの原因となる。また、このペースト状の混合物は周囲の装置に付着するので稼働後に定期的な清掃作業が必要になる。
【００４３】
そこで、図１３及び図１４に示されるように、材料吐出部７から投射される耐火物に対して、投射ベルト１８Ｂを挟んだ位置に、微粉飛散防止ベルト１９を設けることにより、材料ロスを低減することができる。微粉飛散防止ベルト１９は、一対のプーリ１９Ａ、１９Ｂに無端ベルト１９Ｃを巻回して構成され、不図示の駆動手段によって無端ベルト１９Ｃを所望の速度で回転させることができるようになっている。
無端ベルト１９Ｃを、飛翔する材料とほぼ同速度で駆動させることにより、微粉飛散限界Ｂ１の近傍まで飛散したペースト状の混合物はベルトに一旦接触し、更にベルトの移動速度と同調して飛翔し、スラリー状の混練物である耐火物の主流Ｓ１に合流させることができる。こうすることにより、微粉からなるペースト状の混合物の殆どが主流Ｓ１の中に収まり、粗粒成分の付着に有効に利用されるため、材料ロスを最小限にすることが可能となる。
【００４４】
微粉飛散防止ベルト１９の移動速度は、飛翔する耐火物とほぼ同速度であることが好ましく、速度を落とすとベルトへ一旦衝突したペースト状の混合物のベルトへ付着する比率が増すため、ペースト状の混合物のロスが増えることになる。
また、微粉飛散防止ベルト１９は、飛散する微粉からなるペースト状の混合物の飛散角度とスラリー状の混練物である耐火物の主流Ｓ１との相対的位置を決めるため、図１３及び図１４に示されるように、傾動又は進退の機構により位置を調整することができるように支持されるのが好ましい。具体的には、微粉飛散防止ベルト１９の主流Ｓ１’が主流Ｓ１と交差しないことが望ましい。
【００４５】
さらに、図１５に示されるように、取付板１７上に、前出しプーリ１６Ｂを設けることにより、微粉飛散限界Ｂ１を主流Ｓ１に沿って下流に移動させることができる。
前出しプーリ１６Ｂは、複数のプーリ１６の外側に取付板１７に回転自在に支持されており、無端平ベルト１５を主流Ｓ１の下流側に案内している。
このような前出しプーリ１６Ｂを設けることにより、材料吐出部７の近傍に配置されるプーリ１６で生じる微粉は、無端平ベルト１５によって拡散することを遮られ、主流Ｓ１に沿って下流に移動し、微粉飛散限界Ｂ１を下流側に移動させることができる。
前出しプーリ１６Ｂは、単独でも効果的ではあるが、図１６に示されるように、前述した微粉飛散防止ベルト１９と組み合わせて用いると、微粉飛散防止ベルト１９のベルト長さを調整したり、微粉飛散限界Ｂ１を任意に調整するための位置決めや姿勢の自由度を高めることができ、微粉飛散防止ベルト１９を更に効果的に活用することができる。
【００４６】
また、この連続施工装置において、材料投射部Ｃの中心に設けた開口部から急結剤を添加する機能を持たせ、この開口部から急結剤を添加することが、装置の簡略化の点で好ましい。
即ち、図１に示されるように、急結剤は投入孔８が設けられた回転軸端部にある開口部８１から噴出し、回転シャフト３の端部に衝突するとともに遠心力により外周方向へ飛散し、無端平ベルト１５の内面に遠心力により押しつけられ移動する材料に混合される。
また、急結剤の投入は、例えば、予め急結剤をタンクに貯蔵しておき、このタンクからホース等を介して搬送することで実施できる。
急結剤の搬送は、急結剤タンクと材料投射部Ｃとの高低差を用いても良いが、定量的添加にはポンプを用いて搬送することが望ましく、さらにポンプとエアーを併用することがより望ましい。
【００４７】
本実施形態においては、上述した材料投射部Ｃは、材料混練部Ｂから着脱可能に構成されており、図１では図示を略したが、材料混練部Ｂから取り外した際は、材料混練部Ｂの出口開口部と材料投射部Ｃの材料投入口とを連結し、材料混練部で混練された耐火物を漏れなく材料投射部Ｃに供給できるようにする。
また、材料投射部Ｃを外すと、吹き付け施工として使用せずに、連続混練機能を活用して、耐火物の流し込み工法として活用できる。
この様に、連続的に混練することが可能であるため、異なる材料の切り替えや従来の混練機を持ち込めない現場において、流し込み工法としての混練機(ミキサー)として使用できる。
【００４８】
前述した連続施工装置Ｓでは、対象とする耐火原料の材質には制限はない。
主要な耐火原料であるアルミナ質、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−カーボン質等、およびこれらの組み合わせである材質に問題なく適用できる。
また、急結剤としては、液状、粉末のいずれものものでも使用でき、具体的な種類は何ら特定されるものではない。主要な急結剤としては、例えばアルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウム、珪酸ソーダ、珪酸カリウム、リン酸ソーダ等が例示できる。
【００４９】
［２］連続施工装置Ｓを搭載した耐火物施工装置
前述のような連続施工装置Ｓは、取鍋等の容器内面に不定形耐火物のライニングを行う耐火物施工装置として好適に用いることができる。
本実施形態の耐火物施工装置２０は、図１７に示されるように、取鍋Ｔ内部に設置され、連続施工装置Ｓを、取鍋Ｔ内部で上下に施工させることにより、耐火物の吹き付け施工を行う装置であり、基台２１と、昇降架台２２と、連続施工装置Ｓと、材料供給装置２３とを備えて構成される。
基台２１は、取鍋Ｔの底部に設置され、昇降架台２２を含む装置本体を支持する部分であり、設置台２１１と、設置台２１１に対して回転可能に取り付けられる回転台２１２と、この回転台２１２の四隅に立設される支持柱２１３とを備えて構成される。尚、基台２１、昇降架台２２の平面形状や、支持柱２１３の本数に制約はないが、本実施例はそれぞれ矩形で４本の場合で説明する。
【００５０】
昇降架台２２は、図１８に示されるように、四隅近傍が支持柱２１３に上下に摺動自在に支持される矩形板状体から構成され、不図示の駆動源によって支持柱２１３に沿って上下に昇降するようになっている。この昇降架台２２には、材料搬送部Ａ及び材料混練部Ｂの回転シャフト３が水平方向に向くように施工装置Ｓが設置され、さらに昇降架台２２には、矩形板状体の１つの辺の中間部分に該辺の直交方向内側に延びる切欠部２２１が形成され、連続施工装置Ｓは、この切欠部２２１に材料投射部Ｃが臨むように設置される。
また、この昇降架台２２上には、連続施工装置Ｓの回転駆動部を駆動する駆動源としての駆動モータ２２２、２２３、２２４、２２５が設置され、各駆動モータ２２２、２２３、２２４、２２５は、昇降架台２２上に設置された操作盤２２６によって駆動制御される。
【００５１】
具体的には、駆動モータ２２２は、連続施工装置Ｓの回転シャフト３を回転させる駆動源であり、駆動モータ２２３は、材料混練部Ｂの外筒５を回転させる駆動源である。
また、駆動モータ２２５は、材料投射部Ｃのインペラ６を回転させる駆動源である。
駆動モータ２２４は、インペラ６の回転軸周りに材料投射部Ｃを回転させる旋回機構として機能するものであり、材料投射部Ｃの先端部分で接続されている。
この駆動モータ２２４は、インペラ６の軸周りに材料投射部Ｃを３６０deg回転させることが可能であり、図１７に示されるように、傾動角度φを調整することにより、材料投射部Ｃの材料吐出部７を斜め下の方向に向けて、昇降架台２２よりも低い位置に耐火物を吹き付けることができる。
また、前述した切欠部２２１に材料吐出部７を向けることにより、真下に耐火物を吹き付けることができる。
【００５２】
材料供給装置２３は、図１７では図示を略したが昇降架台２２上に設置される支持台上に設置され、図１９、図２０に示されるように、ホッパ２３１と、スクリューオーガ２３２を備えて構成される。
ホッパ２３１内には、乾式粉体からなる耐火物原料が収納されており、下端に設けたテーブルフィーダ等の定量供給機構２３１aから切り出された材料は、スクリューオーガ２３２内部に配置されるスクリューを回転させることにより、ホッパ２３１内の耐火原料が下流側に搬送される。
スクリューオーガ２３２の下流側端部には、連続施工装置Ｓの材料供給口１が接続され、これにより、連続施工装置Ｓに耐火物原料が連続的に供給されることとなる。
また、図示を略したが、昇降架台２２上には、連続施工装置Ｓに水を供給するための水供給装置、及び、連続施工装置Ｓに急結剤を供給するための急結剤供給装置が設置されている。
【００５３】
このような耐火物施工装置２０によれば、連続施工装置Ｓの材料投射部Ｃを旋回させる旋回機構としての駆動モータ２２４を備えていることにより、連続施工装置Ｓの材料吐出部７をインペラ６の回転軸周りに３６０deg自由に回転させることができるため、取鍋Ｔのような側壁全体を吹き付けるため吹き付け方向範囲が広い場合でも、連続施工装置Ｓによる耐火物の吹き付け施工を行うことが可能となる。
また、連続混練装置Ｓの材料搬送部Ａ及び材料混練部Ｂの回転シャフト３が水平方向に設置されているため、重力と遠心力の組合せを利用して耐火物を材料混練部Ｂの外筒５の面に内接させることができるため、材料混練部Ｂ内での混練を確実にかつ十分に行うことができる。
【００５４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述した第１実施形態に係る耐火物施工装置２０は、図１７に示されるように、取鍋Ｔ内底部に基台２１を設置し、昇降架台２２を基台２１に対して昇降させることにより、連続施工装置Ｓを移動させていた。
これに対して、本実施形態に係る耐火物施工装置３０は、図２１に示されるように、取鍋Ｔの上部開口から連続施工装置Ｓを吊り下げ、この状態で連続施工装置Ｓによる耐火物の施工を行っている点が相違する。以下、本実施形態について詳述する。
【００５５】
本実施形態に係る耐火物施工装置３０は、図２１及び図２２に示されるように、取鍋Ｔの上部開口端部間に架設される基台３０Ａと、基台３０Ａの下面に回転可能に支持される回転フレーム３２と、回転フレーム３２の下面から下方に延びる縦レール部材３３と、この縦レール部材３３に摺動自在に保持される一対の横レール部材３４と、一対の横レール部材３４に対して摺動自在に支持されるフレーム体３５とを備えて構成される。
基台３０Ａは、取鍋Ｔの上部開口端面上に設置される一対の端部板状体３１１と、この端部板状体３１１の先端に設置され、端部板状体３１１よりも上方に突出する中央部板状体３１２とを備えて構成され、端部板状体３１１には、ホッパ２３１、操作盤２２６が設置されている。
【００５６】
回転フレーム３２は、基台３０Ａの中央部板状体３１２の下面に回転自在に支持され、図示を略したが、内部にインナーギアが形成されたリング状体から構成されている。インナーギアには、中央部板状体３１２上に設けられた駆動モータ３５３の回転軸に接続されたピニオンギアが噛合し、ピニオンギアが駆動モータ３５３によって回転すると、それに伴い回転フレーム３２が回転する。
縦レール部材３３は、回転フレーム３２の端部から垂下する軸状体から構成され、本実施形態では４本設けられている。この縦レール部材３３は、その側面部分で横レール部材３４を上下方向に摺動自在に支持している。尚、横レール部材３４の上下は、縦レール部材３３に内蔵されたボールスクリューの回転（駆動モータは図示略）により行われる。
【００５７】
一対の横レール部材３４は、水平方向に延びる部材でありフレーム体３５を水平方向に摺動自在に支持している。
フレーム体３５は、基体枠３５１と、基体枠３５１の端部に設けられた側枠３５２とを備え、基体枠３５１上に連続施工装置Ｓが設置されている。また、図２１では図示を略したが、基体枠３５１上には、連続施工装置Ｓの回転シャフト、インペラを回転させる駆動モータや、材料投射部Ｃを旋回させる駆動モータが設置されている。
【００５８】
連続施工装置Ｓへの乾式粉体原料の供給は、乾式粉体原料をホッパ２３１からスクリューオーガ２３２を介して基台３０Ａの略中央に搬送し、基台３０Ａの中央部板状体３１２を貫通して設けられるロッド式の伸縮搬送管３６から下に搬送され、伸縮搬送管３６の下端に接続される中間ホッパ３７に一旦捕集される。
伸縮搬送管３６は、上から下に行くに従って次第に管径の大きくなる複数の配管部材をつなぐことにより形成され、伸縮搬送管３６の上端は、空気抜き用の孔が形成された蓋部材によって塞がれている。
中間ホッパ３７には、下端にテーブルフィーダ等の定量供給機構が設けられ、図２１では図示を略したが、スクリューフィーダ等の搬送手段が設けられている。中間ホッパ３７に捕集され、定量的に切り出された乾式粉体原料は、搬送手段によって中間ホッパ３７の下端に接続された配管３８に押し出され、配管３８を介して連続施工装置Ｓの材料供給口に投入される。
【００５９】
このような耐火物施工装置３０において、フレーム体３５を縦レール部材３３に沿って上昇させると、図２３に示されるように、連続施工装置Ｓを自在に移動させることが可能である。尚、伸縮搬送管３６は、下部側の配管部材が上部側の配管部材を順次収納し、その長さを短縮しつつ、同時にホッパ２３１から中間ホッパ３７への乾式粉体原料の搬送を維持する。
また、回転フレーム３２を回転させると、連続施工装置Ｓを自由に回転させることができ、フレーム体３５を横レール部材３４に沿って移動させると、連続施工装置Ｓを水平方向に移動させることができる。
さらに、連続施工装置Ｓの材料投射部Ｃを回転させると、材料吐出口を旋回させ、耐火物の吹き付け方向を自由に傾動させることができる。
【００６０】
このような耐火物施工装置３０によれば、耐火物施工装置３０が取鍋Ｔの上部開口に跨って設置されるため、取鍋Ｔの底部に耐火物施工装置を設置することなく不定形耐火物の吹き付け施工を行うことができ、設置作業を簡単に行うことができる。
また、回転フレーム３２、縦レール部材３３、横レール部材３４、材料投射部Ｃの旋回により、耐火物の投射を三次元的にあらゆる方向に行うことができるため、被施工体の自由度が大幅に向上し、特に取鍋Ｔの底部を施工することが可能であり、一回の作業で取鍋Ｔの内面すべてに耐火物を吹き付け施工することができる。
【００６１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
前述した第２実施形態では、耐火物施工装置３０は、縦レール部材３３によって連続施工装置Ｓを上下に昇降させていた。
これに対して、本実施形態に係る耐火物施工装置４０は、図２４に示されるように、ワイヤ４３によって連続施工装置Ｓを昇降させている点が相違する。
【００６２】
また、前述した第２実施形態では、連続施工装置Ｓの材料投射部Ｃは、垂直方向に配置され、垂直面内で３６０deg旋回できるようになっていた。
これに対して、本実施形態に係る耐火物施工装置４０では、連続施工装置Ｓの材料投射部Ｃは水平方向に配置され、水平面内で３６０deg旋回できるようになっている点が相違する。以下、耐火物施工装置４０について詳述する。
【００６３】
耐火物施工装置４０は、図２４に示されるように、取鍋Ｔの上部開口端面に架設される基台４１と、基台４１上に設けられる支持フレーム４２と、この支持フレーム４２に取り付けられるワイヤ４３と、ワイヤ４３の下端に取り付けられる昇降架台４４とを備えている。
基台４１は、端部が取鍋Ｔの上部端面に当接する矩形板状体から構成され、略中央には、昇降架台４４を上げ下げするために孔４１１が形成されている。この基台４１上には、乾式粉体原料を供給するためのホッパ２３１、スクリューオーガ２３２が設置されている。
支持フレーム４２は、孔４１１の周縁部分に立設されたボックス状の鋼製体であり、支持フレーム４２の上部には、ワイヤ４３の巻き取り用のモータ４５が設けられている。
【００６４】
ワイヤ４３は、モータ４５の巻き取りによって昇降架台４４を昇降させる案内手段であり、鋼製のワイヤ材からなり、支持フレーム４２の上端から４本下方に延びている。
昇降架台４４は、矩形板状体から構成され、四隅部分にワイヤ４３が接続されて、基台４１の下に吊り下げられている。この昇降架台４４の略中央には、孔が形成されており、その下には、連続施工装置Ｓの材料投射部Ｃが設けられている。
材料投射部Ｃは、昇降架台４４の下面に水平方向に配置され、連続施工装置Ｓの材料混練部を含む本体側とは、搬送管によって接続されている。
また、昇降架台４４上には、駆動モータ２２５が設置され、この駆動モータ２２５により材料投射部Ｃを水平面内に旋回させている。
【００６５】
このような耐火物施工装置４０では、モータ４５によりワイヤ４３の巻き取り状態を調整することにより、昇降架台４４を上下方向に昇降させて耐火物の吹き付け施工を行うことができるようになっている。
また、耐火物の吹き付け施工中、駆動モータ２２５により材料投射部Ｃを水平面内に３６０deg旋回させることにより、材料投射部Ｃの材料吐出部の向きを水平面内で旋回させて耐火物の吹き付け施工を行うことができる。
【００６６】
このような耐火物施工装置４０によれば、ワイヤ４３により昇降架台４４を吊り下げているので、昇降架台４４を昇降させる機構が極めて簡素であり、耐火物施工装置４０の軽量化を図る上で好ましい。
また、材料投射部Ｃを水平面内で３６０deg旋回できるように設置したことにより、素垂直壁への耐火物の施工が容易となり、特に取鍋Ｔのような円筒形状の容器の側壁に耐火物を施工する際に好適に用いることができる。
【００６７】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
前述した第１実施形態では、連続施工装置Ｓを昇降架台２２上に設置した耐火物施工装置２０を取鍋Ｔの底部に設置し、耐火物の吹き付け施工を行うものであった。
これに対して、本実施形態に係る耐火物施工装置５０は、図２５に示されるように、クレーン５１の多段ブーム５３の先端に連続施工装置Ｓ’を設け、転炉Ｔ１等の底部が曲面状に形成された容器内面に不定形耐火物のライニングを行う点が相違する。以下、本実施形態について詳述する。
【００６８】
耐火物施工装置５０は、自走式のクレーン５１と連続施工装置Ｓとを備え、クレーン５１は、クレーン５１自身の操縦と連続施工装置Ｓ’の操作を行う操縦室５２と、操縦室５２の前方にクレーン５１に揺動自在に設けられる多段ブーム５３とを備えて構成される。
多段ブーム５３は、連続施工装置Ｓを被施工体である転炉Ｔ１の内部に移動させる移動手段であり、クレーン５１の前方方向に伸長させることができるように、角形鋼管をロッド状に収納した構成を具備している。
【００６９】
連続施工装置Ｓ’は、図２６に示されるように、基本的な構成は、第１実施形態に係る連続施工装置Ｓと同様に、材料搬送部Ａ、材料混練部Ｂ、材料投射部Ｃから構成されているが、連続施工装置Ｓ’の先端側に駆動モータ等の配置ができないため、すべての駆動モータ５４、５５、５６、５７を連続施工装置Ｓ’の後方側に配置した構成を採用している。
駆動モータ５４は、回転シャフト３に直結され、回転シャフト３を回転させている。
駆動モータ５５は、回転軸に円錐台状の外筒５の基端側から延びる筒状部５５１に巻回されるベルト５５２が取り付けられ、駆動モータ５５を駆動させるとベルト５５２によって筒状部５５１が回転し、これにより外筒５が回転する。
【００７０】
駆動モータ５６は、回転軸に先端が材料投射部Ｃのインペラに接続される筒状部５６１に巻回されるベルト５６２が取り付けられ、駆動モータ５６を駆動させるとベルト５６２によって筒状部５６１が回転し、これによりインペラが回転する。尚、図２６における連続施工装置Ｓ’は構造が複雑なため、内部のインペラの符号を省略している。
駆動モータ５７は、回転軸に筒状部５７１に巻回されるベルト５７２が取り付けられ、駆動モータ５７を駆動させると、ベルト５７２によって筒状部５７１が回転し、これにより材料投射部Ｃの材料吐出口が回転し、材料投射部Ｃから投射される耐火物の方向を変更させることができる。
【００７１】
このような耐火物施工装置５０によれば、自走式のクレーン５１に連続施工装置Ｓ’を搭載しているため、クレーン５１を操縦することで任意の場所で耐火物の吹き付け施工を行うことができる。
また、多段ブーム５３を伸縮させることにより、転炉Ｔ１の底部、開口部周縁等種々の容器内面に耐火物の吹き付け施工を行うことができる。
【００７２】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
前述した第４実施形態では、クレーン５１に連続施工装置Ｓ’を搭載した構成を採用し、連続施工装置Ｓ’は、伸縮する多段ブーム５３の先端部分に設置されていた。
これに対して本実施形態に係る耐火物施工装置６０は、図２７に示されるように、自走式のクレーン６１の操縦室６２前方に設けられる第１ブーム６３の先端に第２ブーム６４が設けられ、この第２ブーム６４の先端に連続施工装置Ｓ’が設けられている点が相違する。以下、本実施形態について詳述する。
【００７３】
耐火物施工装置６０は、自走式のクレーン６１と、クレーン６１の略中央に設けられる操縦室６２と、操縦室６２の側方から前方に延びる第１ブーム６３と、第１ブーム６３の先端に設けられる第２ブーム６４とを備えて構成される。
操縦室６２は、クレーン６１の操縦及び連続施工装置Ｓ’の操作を行う部分であり、この操縦室６２の後方に配置される材料供給装置２３の操作も行うことができるようになっている。
【００７４】
第１ブーム６３は、クレーン６１の車体に対して上下に揺動自在に設けられている。
第２ブーム６４は、第１ブーム６３の先端近傍で水平方向に揺動自在に設けられ、さらに伸縮可能な多段ブームとして構成される。
連続施工装置Ｓ’は、この第２ブーム６４の先端に水平方向に回転自在に設けられている。
【００７５】
このような本実施形態の耐火物施工装置６０では、図１８及び図１９に示されるように、まず、第２ブーム６４を最も短くした状態で混銑車Ｔ２の内部に連続施工装置Ｓ’を挿入し、第２ブーム６４を９０deg旋回させた後、第２ブーム６４を伸長させ、連続施工装置Ｓ’による耐火物の施工を行う。
さらに、図１８に示されるように、連続施工装置Ｓ’を水平方向に９０deg回動することにより、混銑車Ｔ２の端部側壁面への耐火物の吹き付け施工を行うことができ、元に戻した場合、混銑車Ｔ２の円筒側壁面への耐火物の吹き付け施工を行うことができる。
すなわち、耐火物施工装置６０によれば、混銑車Ｔ２のような端部側壁面を有する複雑な形状の施工面にも耐火物の吹き付け施工を行うことができる。
【００７６】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
前述した第１実施形態では、連続施工装置Ｓを昇降架台２２に設置し、昇降架台２２を上下に昇降させることにより、連続施工装置Ｓによる耐火物の施工を垂直壁に沿って吹き付け施工できるように構成していた。
これに対して、第６実施形態に係る耐火物施工装置７０は、図３０に示されるように、連続施工装置Ｓの材料投射部Ｃは、その材料吐出部が下向きに配置され、専ら水平方向に移動する点が相違する。以下、本実施形態を詳述する。
【００７７】
耐火物施工装置７０は、図３０に示されるように、基台７１と、この基台７１の下部に設けられる車輪７２とを備え、レール７３上を水平方向に移動自在に設置されている。
基台７１は矩形状の鋼製フレームとこの鋼製フレームの下部から下方に延びる脚部から構成され、基台７１の上部には、材料供給装置２３や、操作盤２２６が設置されており、連続施工装置Ｓは、基台７１の下部に吊り下げられるように設置されている。
また、基台７１の下部には、連続施工装置Ｓの回転シャフトを駆動する駆動モータ７４、外筒を回転させるための駆動モータ７５が設けられ、さらに、図３１に示されるように、材料投射部Ｃの前方には、材料投射部Ｃのインペラを駆動する駆動モータ７７と、材料投射部Ｃを旋回させる駆動モータ７６が設けられている。
【００７８】
このような耐火物施工装置７０は、図３１に示されるように、樋、タンディッシュ等のあまり深さのない容器Ｔ３の内面に耐火物を吹き付けるのに好適である。
具体的には、材料投射部Ｃから耐火物を投射した状態で駆動モータ７６によって材料投射部Ｃの材料吐出部を旋回させ、容器の幅方向に連続的に吹き付けを行う。一定幅の吹き付けが終了したら、耐火物施工装置７０をレール７３に沿って水平移動させ、新たな部分の吹き付け施工を開始する。
このような本実施形態によれば、材料投射部Ｃの材料吐出部の旋回、レール７３上の移動によって連続的に耐火物の吹き付け施工を行うことができるため、樋等の長い容器Ｔ３に耐火物を吹き付けるのに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る連続施工装置の構造を表す側断面模式図。
【図２】前記実施形態における材料投射部の構造を表す正面図。
【図３】前記実施形態における材料投射部の構造を表す分解斜視図。
【図４】前記実施形態における材料投射部の別の形態を表す正面図。
【図５】前記実施形態における材料投射部から投射される耐火物の拡散角を説明するための模式図（拡散角が大きい場合）。
【図６】前記実施形態における材料投射部から投射される耐火物の拡散角を説明するための模式図（拡散角が小さい場合）。
【図７】前記実施形態における材料投射部から投射される耐火物の投射板上における速度分布を説明するための模式図。
【図８】図７における矢印方向から見た投射板の正面図。
【図９】前記実施形態の変形となる投射ベルトを説明するための模式図。
【図１０】図９における矢印方向から見た投射ベルトの正面図。
【図１１】投射ベルトの拡散角の変更を説明するための模式図（拡散角が大きい場合）。
【図１２】投射ベルトの拡散角の変更を説明するための模式図（拡散角が小さい場合）。
【図１３】前記実施形態における材料投射部に微粉飛散防止ベルトを設けた模式図。
【図１４】前記実施形態における材料投射部に微粉飛散防止ベルトを設けた模式図。
【図１５】前記実施形態における材料投射部に前出しローラを設けた模式図。
【図１６】前記実施形態における材料投射部に微粉飛散防止ベルト及び前出しローラを設けた模式図。
【図１７】前記実施形態における連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す側面図。
【図１８】前記実施形態における連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す平面図。
【図１９】前記実施形態における連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す側面図。
【図２０】前記実施形態における連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す側面図。
【図２１】本発明の第２実施形態に係る連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す側面図。
【図２２】前記実施形態における連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す平面図。
【図２３】前記実施形態における連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す側面図。
【図２４】本発明の第３実施形態に係る連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す側面図。
【図２５】本発明の第４実施形態に係る連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す側面図。
【図２６】前記実施形態における連続施工装置の構造を表す断面図。
【図２７】本発明の第５実施形態に係る連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す側面図。
【図２８】前記実施形態における連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す平面図。
【図２９】前記実施形態における連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す平面図。
【図３０】本発明の第６実施形態に係る連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す側面図。
【図３１】前記実施形態における連続施工装置を搭載した耐火物施工装置の構造を表す正面図。
【図３２】従来の湿式吹き付け施工方法を説明するための模式図。
【符号の説明】
【００８０】
１…材料供給口、２…注水孔、３…回転シャフト、４…撹拌棒、５…外筒、６、６Ａ…インペラ、６Ｂ…底板、６Ｃ…枠体、６Ｄ…開口部、７…材料吐出部、８…投入孔、１４…羽根板、１５…無端平ベルト、１６…プーリ、１６Ｂ…前出しプーリ、１７…取付板、１８…投射板、１８Ｂ…投射ベルト、１８Ｃ、１８Ｄ…プーリ、１８Ｅ…無端ベルト、１９…微粉飛散防止ベルト、１９Ａ、１９Ｂ…プーリ、１９Ｃ…無端ベルト、２０…耐火物施工装置、２１…基台、２２…昇降架台、２３…材料供給装置、３０…耐火物施工装置、３０Ａ…基台、３１…板状部材、３２…回転フレーム、３３…縦レール部材、３４…横レール部材、３５…フレーム体、３６…伸縮搬送管、３７…中間ホッパ、３８…配管、４０…耐火物施工装置、４１…基台、４２…支持フレーム、４３…ワイヤ、４４…昇降架台、４５…モータ、５０…耐火物施工装置、５１…クレーン、５２…操縦室、５３…多段ブーム、５４…駆動モータ、５５…駆動モータ、５６…駆動モータ、５７…駆動モータ、６０…耐火物施工装置、６１…クレーン、６２…操縦室、６３…第１ブーム、６４…第２ブーム、７０…耐火物施工装置、７１…基台、７２…車輪、７３…レール、７４…駆動モータ、７５…駆動モータ、７６…駆動モータ、７７…駆動モータ、８１…開口部、１０１…圧送ポンプ、１０２…搬送ホース、１０３…圧送管、１０４…ノズル、１０５…急結剤槽、１０６…エアーコンプレッサ、２１１…設置台、２１２…回転台、２１３…支持柱、２２１…切欠部、２２２…駆動モータ、２２３…駆動モータ、２２４…駆動モータ、２２５…駆動モータ、２２６…操作盤、２３１…ホッパ、２３１ａ…定量供給機構（テーブルフィーダ）、２３２…スクリューオーガ、３１１…端部板状体、３１２…中央部板状体、３５１…基体枠、３５２…側枠、３５３…駆動モータ、４１１…孔、５５１…筒状部、５５２…ベルト、５６１…筒状部、５６２…ベルト、５７１…筒状部、５７２…ベルト、Ａ…材料搬送部、Ｂ…材料混練部、Ｂ１…微粉飛散限界、Ｃ…材料投射部、Ｌ…投射距離、Ｓ、Ｓ’…連続施工装置、Ｓ１…主流、Ｓ１’…微粉飛散防止ベルトの主流、Ｔ…取鍋、Ｔ１…転炉、Ｔ２…混銑車、Ｔ３…容器、θ…拡散角、Ｗ…投射幅
【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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【図３１】
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【図３２】
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