(57)【要約】【課題】  ダクト、シュート、ホッパーなどの粉粒体の輸送用設備或いは排気ダクトの内壁面に、粉粒体による磨耗を防止するために取り付けられるセラミックチップを、安価に且つ簡単にしかも高い接着強度で取り付けることのできる取り付け方法を提供する。【解決手段】  その内部を粉粒体が流れる粉粒体輸送用設備或いは排気ダクトの鉄皮４に、粉粒体による磨耗防止のためのセラミックチップ１を取り付けるに当たり、表面から裏面に向かって断面が狭くなる貫通孔２を有するセラミックチップを予め準備しておき、該セラミックチップの貫通孔に該貫通孔に嵌合する金属製の押え金物３を嵌め込み、該押え金物によって前記セラミックチップを挟んだ状態で押え金物と前記輸送用設備或いは排気ダクトとを溶接し、かくしてセラミックチップを輸送用設備或いは排気ダクトに固定する。【選択図】            図３
2007139013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部を粉粒体が流れる粉粒体輸送用設備或いは排気ダクトに、粉粒体による磨耗防止のためのセラミックチップを取り付けるに当たり、表面から裏面に向かって断面が狭くなる貫通孔を有するセラミックチップを予め準備しておき、該セラミックチップの貫通孔に該貫通孔に嵌合する金属製の押え金物を嵌め込み、該押え金物によって前記セラミックチップを挟んだ状態で押え金物と前記輸送用設備或いは排気ダクトとを溶接し、かくしてセラミックチップを固定することを特徴とする、セラミックチップの取り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その内部を粉粒体が流れる、ダクト、シュート、ホッパーなどの粉粒体の輸送用設備或いは排ガスを通す排気ダクトの内壁面に、粉粒体による磨耗を防止するために取り付けられるセラミックチップの取り付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼業においては、例えば転炉のような精錬炉から高温の排ガスが大量に発生し、この排ガスを回収するために集塵機が設置されている。排ガスは、精錬炉と集塵機とを連結する排気ダクトによって回収されている。この排ガスには、鉄粒子、スラグ粒子、副原料の合金鉄粒子などが混入し、これらの粉粒体も排気ダクトを通って排出されるので、精錬炉からの排ガス温度が高いことも相まって、排気ダクトの内壁面は鉄粒子や合金鉄粒子などにより著しく磨耗する。同様に、ＲＨ真空脱ガス装置においても、スプラッシュを起源とする鉄粒子や合金鉄粒子が排ガスとともに吸引され、排気ダクトを高速で通過することから、排気ダクトの内壁面は著しく磨耗する。
【０００３】
また、鉄鋼業においては、鉄鉱石、コークス、生石灰、合金鉄などを、主原料或いは副原料として大量に使用している。例えば、溶銑を脱炭精錬する転炉においては、炉上ホッパーに鉄鉱石、コークス、生石灰、合金鉄などを貯留しておき、必要に応じて所定量を炉上ホッパーから切出し、ダクト或いはシュートを介して転炉内に装入している。これらの主副原料は硬くしかも角張っているため、ホッパー、ダクト及びシュートの主福原料との接触面は磨耗し、従って、これらは磨耗が著しくなった時点でその都度取り替えられている。
【０００４】
この磨耗を防止するために、セラミックチップが使用される。セラミックチップは、磨耗が激しくなった部位に特定して設置することができるので、磨耗防止として広く使用されている。
【０００５】
このセラミックチップは、従来、ジェル状のセメント系接着剤で接着して固定されていたが、１０００℃を超える高温下では、接着力が低下してセラミックチップが剥がれてしまうという問題があった。
【０００６】
尚、特許文献１には、ダクトの内壁面に第１層目の耐火物を施工し、この耐火物に埋め込んで固定したアンカーボルトを介して第２層目の耐火断熱材を固定し、更に、耐火断熱材の外側に第３層目となる薄鋼板を前記アンカーボルトで固定したダクトの断熱構造が開示されているが、この構造は複雑であり、第２層目の耐火断熱材は確実に固定されるものの、初期コストが嵩むという問題点がある。
【特許文献１】実開昭５９−１７７８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、その内部を粉粒体が流れる、ダクト、シュート、ホッパーなどの粉粒体の輸送用設備或いは排気ダクトの内壁面に、粉粒体による磨耗を防止するために取り付けられるセラミックチップを、安価に且つ簡単にしかも高い接着強度で取り付けることのできる、セラミックチップの取り付け方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明に係るセラミックチップの取り付け方法は、その内部を粉粒体が流れる粉粒体輸送用設備或いは排気ダクトに、粉粒体による磨耗防止のためのセラミックチップを取り付けるに当たり、表面から裏面に向かって断面が狭くなる貫通孔を有するセラミックチップを予め準備しておき、該セラミックチップの貫通孔に該貫通孔に嵌合する金属製の押え金物を嵌め込み、該押え金物によって前記セラミックチップを挟んだ状態で押え金物と前記輸送用設備或いは排気ダクトとを溶接し、かくしてセラミックチップを固定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、セラミックチップを押え金物によって粉粒体輸送用設備或いは排気ダクトに機械的に取り付けるので、たとえ１０００℃を超える高温度環境下であっても、剥がれることなく長期間安定して固着させることができる。また、セラミックチップを取り付けるための押え金物を溶接という簡単な方法で取り付けるので、取り付け作業が簡単でしかも安価である。その結果、セラミックチップの使用寿命までセラミックチップを有効活用することができ、粉粒体輸送用設備及び排気ダクトの磨耗を未然に防止して長期間に亘って使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明で使用するセラミックチップの概略図で、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ’矢視による断面図であり、図２は、本発明で使用する押え金物の概略図で、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＹ−Ｙ’矢視による断面図である。
【００１１】
図１に示すように本発明で使用するセラミックチップ１には、一方の面から他方の面に貫通する貫通孔２が設置されており、この貫通孔２の開口部は一方の面に比べて他方の面で狭くなっている。本発明では、貫通孔２の開口部の広い方の面を表面とし、狭い方の面を裏面と定義する。この貫通孔２は、セラミックチップ１を成型加工した後に研削機などで穿孔することによって形成することも可能ではあるが、穿孔に長時間を費やして効率的でないことから、耐火物原料の粉体からセラミックチップ１を圧縮成型するときに、貫通孔２を有する形状に圧縮成型することが好ましい。
【００１２】
貫通孔２の設置数は一箇所に限ることはなく、二箇所以上としてもよい。後述するように、貫通孔２に嵌めこまれる押え金物３によってセラミックチップ１は粉粒体輸送用設備或いは排気ダクトの鉄皮４に固定されることから、セラミックチップ１が大きい場合には、一箇所のみの押え金物３では固着力が不足することもありうるので、二箇所以上の貫通孔２を設置した方が好ましい。但し、縦横の長さ寸法がともに２００ｍｍ程度のセラミックチップ１の場合には、貫通孔２は一箇所のみで十分である。貫通孔２を一箇所のみに設置する場合には、セラミックチップ１を安定して固定させる、並びにセラミックチップ１の機械的な割れを防止する観点から、貫通孔２をセラミックチップ１の中心部に設置することが好ましい。
【００１３】
セラミックチップ１の材質は、限定する必要はなく、アルミナ系耐火物、マグネシア系耐火物、粘土質系耐火物、珪石系耐火物など、目的に応じて使用することができる。また、セラミックチップ１のサイズも特に限定する必要はなく、縦横の長さ寸法がともに５００ｍｍ程度以下は当然のこと、縦横の長さ寸法がともに１０００ｍｍを超えるものでも対応することができる。但し、セラミックチップ１の寸法が大きくなると、価格が面積比以上に高くなるので、価格との兼ね合いで決める必要がある。また、本発明で対象とする粉粒体輸送用設備及び排気ダクトは、管状の構造が多いので、セラミックチップ１の寸法が大きくなると鉄皮４との接触面積が小さくなり、セラミックチップ１が粉粒体の通過する際の衝撃で割れやすくなることから、管状構造の輸送用設備或いは排気ダクトに設置する場合には、接触面積を確保するために、余り寸法を大きくすることは好ましくなく、管状構造の内径に応じて決定することが重要である。セラミックチップ１の厚みも限定する必要はなく、目的に応じた厚みに設定することができる。但、薄い場合には、搬送中にセラミックチップ１が割れるなどの不具合が生ずることもあるので、５ｍｍ以上の厚みとすることが好ましい。
【００１４】
一方、本発明で使用する押え金物３の側面は、図２に示すように、セラミックチップ１の貫通孔２と嵌合する形状を有しており、上部は開口部３ａ、下部は開口部３ｂとなっている。つまり、貫通孔２と嵌合する側面以外は空洞となっている。この押え金物３は、厚みが０．６ｍｍないし２ｍｍ程度の鋼板或いはステンレス鋼板をプレス加工することによって容易に製作することができる。尚、押え金物３は、押え金物３の中心部にアーク溶接の際に溶接棒が挿入するだけの空洞部が上下に貫通していればよく、従って、側面が貫通孔２と嵌合し中心部に孔が設置された金属片を、鋳造法によって直接製造してもよく、また、金属片から切削加工法により製作してもよいが、これらは何れも製作費用が嵩むことから、前述したプレス加工によって製作することが好ましい。
【００１５】
このようにしてセラミックチップ１及び押え金物３を予め準備しておき、このセラミックチップ１を押え金物３を用いて粉粒体輸送用設備或いは排気ダクトの鉄皮４に取り付ける。この取り付け方法を図３及び図４に示す。尚、本発明でいう粉粒体輸送用設備とは、その内部を粉粒体が流下する設備であり、具体的には原材料を供給するためのダクト、シュート、ホッパーなどであり、排気ダクトとは、粉粒体が排ガスとともに高速で流れる設備であり、具体的には転炉の排ガスダクトや真空脱ガス設備からの排ガスを排気するための排気ダクトなどである。これらの設備は鉄皮４で構成されている。
【００１６】
図３に示すように、先ず、セラミックチップ１の貫通孔２に押え金物３をセラミックチップ１の表面側から嵌め込み、その状態で押え金物３を粉粒体輸送用設備或いは排気ダクトの鉄皮４に接触させる。次いで、図４に示すように、アーク溶接用の溶接棒５を押え金物３の内部の空洞部を通して鉄皮４に近接させ、押え金物３と鉄皮４とをアーク溶接する。押え金物３と鉄皮４とが溶接されることにより、セラミックチップ１は、押え金物３と鉄皮４とに挟まれた状態で鉄皮４に固定される。この場合、押え金物３はセラミックチップ１を固定する役割をなすものであり、セラミックチップ１が押え金物３から外れてしまわない限り、貫通孔２と押え金物３との間に、多少の間隙が生じても構わない。溶接後、押え金物３の空洞部にモルタルなどを施工し、セラミックチップ１の凹凸を無くするようにしてもよい。押え金物３の空洞部にモルタルなどを施工することにより押え金物３の酸化を抑制することもできる。
【００１７】
本発明では、このようにして磨耗防止のためのセラミックチップ１を輸送用設備或いは排気ダクトの鉄皮４に取り付けるので、たとえ１０００℃を超える高温度環境下であってもセラミックチップ１は剥がれることなく、長期間に亘って安定して固着させることができる。その結果、セラミックチップ１の使用寿命までセラミックチップ１を有効活用することができ、粉粒体輸送用設備及び排気ダクトの磨耗を未然に防止して長期間に亘って使用することが可能となる。
【００１８】
尚、本発明は上記説明の範囲に限られるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記説明では鉄皮４が平坦な場合であるが、円弧状の鉄皮であっても、押え金物３の下端がセラミックチップ１の裏面よりも下方側に突出して鉄皮に接触するように構成し、この押え金物３を鉄皮と溶接することで、本発明を実施できる。
【００１９】
また、溶接方法もアーク溶接に限るものではなく、例えば、抵抗溶接法の１種であるプロジェクション溶接などを利用することができる。プロジェクション溶接とは、押え金物３の先端にプロジェクション（突起）を付け、平たい銅電極で押え金物３を鉄皮４に押さえつけて大電流を流し、接触面を溶着させる方法であり、この場合には、溶接棒５を使用しないことから押え金物３の内部に空洞部を形成する必要はなく、押え金物３を例えば楔状とすることができる、セラミックチップ１の貫通孔２は、押え金物３の形状に応じて変更すればよい。
【実施例１】
【００２０】
クロム鉱石を溶融還元してステンレス溶鋼を溶製する転炉から排出される排ガスを吸引するための排気ダクトに本発明を適用した例を説明する。この精錬は、転炉内にクロム鉱石、溶銑、コークス、造滓剤を装入し、上吹きランスから純酸素を供給してコークスを燃焼させてクロム鉱石を溶融し、溶融したクロム鉱石がコークスによって還元されて溶銑に移行するという精錬である。転炉からは、ＣＯ2 ガス、ＣＯガス、Ｈ2 ガス、未燃のＯ2ガスなどが発生し、これらのガスにコークス粉、クロム鉱石粉、造滓剤の生石灰粉が混入して排出される。しかも排ガス温度は１０００℃を超え、１１００℃以上になることさえもある。
【００２１】
この排気ダクトに縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚み１０ｍｍのアルミナ系セラミックチップを前述した図３及び図４に示すようにして取り付けた。押え金物としては、０．６ｍｍ厚みのステンレス鋼の薄鋼板をプレス成型して得た押え金物を使用した。
【００２２】
セラミックチップの設置から３年経過した時点でも、セラミックチップの剥離はなく、排気ダクトの磨耗が防止されている。従来のジェル状のセメント系接着剤で接着していた場合には、半年程度でセラミックチップの剥離が確認されたが、本発明により長期間に亘ってセラミックチップを固着可能であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明で使用するセラミックチップの概略図である。
【図２】本発明で使用する押え金物の概略図である。
【図３】本発明によるセラミックチップの取り付け方法を示す図である。
【図４】本発明によるセラミックチップの取り付け方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  セラミックチップ
２  貫通孔
３  押え金物
３ａ  開口部
３ｂ  開口部
４  鉄皮
５  溶接棒
【図１】
2007139013.tif 000003
【図２】
2007139013.tif 000004
【図３】
2007139013.tif 000005
【図４】
2007139013.tif 000006