(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒度の異なる２以上の吹付け耐火材を一定割合で供給する材料投入用ホッパーと、該材料投入用ホッパーからの吹付け耐火材を搬送する間に混合する混合搬送手段とを具備し、材料投入用ホッパーから供給された前記２以上の吹付け耐火材を前記混合搬送手段で混合して吹付け機に連続的に供給可能な混合供給装置であって、前記材料投入用ホッパー内が仕切板で仕切られており、該仕切板により吹付け耐火材の投入比率を調節し、該投入比率で混合搬送手段に供給することを特徴とする吹付け耐火材の混合供給装置。
【請求項２】
材料投入用ホッパーに粒度の異なる２以上の吹付け耐火材をそれぞれ供給する二次供給手段が設けられている請求項１に記載の吹付け耐火材の混合供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の混合供給装置の混合搬送手段の出口に吹付け機を設置し、混合された吹付け耐火材を前記混合搬送手段により吹付け機に連続的に供給して、吹付け機により吹付けることを特徴とする吹付け耐火材の吹付け方法。
【請求項４】
吹付け耐火材の一つが使用済みの耐火物を破砕し、粒度を調整した廃材である請求項３に記載の吹付け耐火材の吹付け方法。
【請求項５】
廃材の粒度が２０ｍｍ以下である請求項４に記載の吹付け耐火材の吹付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吹付け耐火材を使用する現場で、簡易に粒度の異なる２以上の吹付け材料を任意な比率で混合し、混合しながら吹付け機に連続的に供給できる吹付け耐火材の混合供給装置およびそれを用いた吹付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工場内などで発生する使用済みのレンガおよび耐火材（以下、使用済み耐火物という）の処理方法の一つとして、使用済み耐火物を破砕して粒度を調整した廃材とし、この廃材を流し込み耐火材に混入する方法、または事前にミキサー混練した耐火材を吹付ける湿式吹付けの際、この廃材をミキサーに入れて耐火材と混ぜて、有効的に再利用する方法が取られている。湿式吹付けの場合には、大掛かりなミキサーを準備し、かかるミキサーを使用することによりミキサー混練において廃材を容易に混合できる。
【０００３】
しかし、キャスタブル耐火材等の乾燥した粉粒体材料に、吹付け機で一定割合の水分を加えて攪拌しながら連続的に吹付ける乾式吹付けでは、通常ミキサーの準備がないため、廃材を混入しようとしても耐火材と廃材とを均一に混合できない。廃材を乾式吹付け耐火材に適用しようとすると、規定量をそれぞれ事前に秤量し、その後パドルミキサー等の混合装置に投入して一定時間混合した後に排出し、ベルトコンベアー搬送や、スコップによる手投入等で断続的に吹付け機に供給しなければならない。つまり、廃材を混合して吹付け耐火材として使用するには、混合、搬送、吹付け機への投入という３工程が新たに必要となる。このため、乾式吹付けにおいては吹付け耐火材への廃材の適用はされていないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように耐火材の乾式吹付けにおいて廃材を吹付け耐火材に混合し、吹付け耐火材として再利用するためには、第一に二つの材料を混合する手段、第二に混合したものを吹付け機まで搬送する手段、第三に混合された吹付け耐火材を吹付け機に投入する手段が必要となる。
【０００５】
このために、非常に煩雑な作業となるばかりでなく、これら各手段は一般にそれぞれ単独作業として実施されるために、複数の機器とこれら機器を運転するための人手が必要となる。さらに、各手段を実現する機器の設置に広い場所も必要となり、乾式吹付けに廃材を利用しようとすると、効率が極めて悪いという問題があった。
【０００６】
本発明は、既存の吹付け耐火材搬送装置（例えばプレダンプナー）を廃材の混入に利用することができ、吹付け耐火材と廃材のように粒度分布の異なる２以上の吹付け耐火材を任意の比率で連続的に混合し供給する装置とこの装置を用いた吹付け方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明は、前記目的を達成するためになされたもので、粒度の異なる２以上の吹付け耐火材を一定割合で供給する材料投入用ホッパーと、該材料投入用ホッパーからの吹付け耐火材を搬送する間に混合する混合搬送手段とを具備し、材料投入用ホッパーから供給された前記２以上の吹付け耐火材を前記混合搬送手段で混合して吹付け機に連続的に供給可能な混合供給装置であって、前記材料投入用ホッパー内が仕切板で仕切られており、該仕切板により吹付け耐火材の投入比率を調節し、該投入比率で混合搬送手段に供給することを特徴とする吹付け耐火材の混合供給装置である。さらに、本発明は、前記混合供給装置の混合搬送手段の出口に吹付け機を設置し、混合された吹付け耐火材を該混合搬送手段により吹付け機に連続的に供給して、吹付け機により吹付けることを特徴とする吹付け耐火材の吹付け方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、混合される２以上の吹付け耐火材のうち、一つは乾式吹付けで使用されているキャスタブル耐火材の粉粒体であり、他はこのキャスタブル耐火材とは粒度が異なる耐火材である。この耐火材の代表的なものとして廃材（使用済み耐火物を破砕し、必要に応じて粒度調整したもの）を挙げることができるが、これに限定されない。なお、本明細書において、粒度とはふるい分け等の分級手段で得られる一定の範囲を総称していう。
【０００９】
前記廃材は、工場などで発生する使用済み耐火物を破砕したもので、キャスタブル耐火材に混入すると骨材として機能する。同時に、この廃材の再利用により使用済み耐火物を有効活用できるという大きな利点がある。この場合、廃材の粒度としては２０ｍｍ以下が適当であり、特に１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内が望ましい。粒度が１ｍｍより小さいと、骨材としての効果が得られ難くなるからであって、１ｍｍより細かい廃材の混入を積極的に排除するものではない。したがって、１ｍｍより細かい廃材の混入は許容される。一方、粒度が２０ｍｍを超えると、混合しにくくなるばかりでなく、吹付け性や成形性に支障が生じるおそれがある。
【００１０】
本発明においては、既存の乾式吹付けにおける材料投入用ホッパーと耐火材搬送装置が使用できる。特に、耐火材搬送装置は改善や変更を全くしないで、そのまま混合搬送手段として用いても支障がない。また、材料投入用ホッパーは、２以上の吹付け耐火材を一定の投入比率で混合搬送手段に供給するための手段を付設することにより使用できる。この手段として、最も一般的なものは仕切板、特に望ましいのは可動式仕切板である。この仕切板は、材料投入用ホッパー内を複数個のエリアに仕切り、この仕切板を横方向に移動させることにより、各エリアから送出される耐火材の量を調節して、２以上の吹付け耐火材を一定の投入比率で混合搬送手段に連続的に供給する機能を持っている。仕切板以外の手段としては、２以上の吹付け耐火材を材料投入用ホッパーまたは混合搬送手段に一定割合で定量供給する装置などが使用できる。
【００１１】
次に、本発明を乾式吹付けにおける既存の吹付け耐火材搬送装置を使用して、粒度の異なる２つの吹付け耐火材（吹付け耐火材と廃材）を混合し供給する場合について、図面に従って説明する。
【００１２】
図１は、本例における前記の吹付け耐火材の混合供給装置（本装置）の側面図、図２は本装置の正面図、図３は平面図であり、いずれも概略的に表示したもので一部を断面で示している。本装置の主要部は、吹付け耐火材を入れる材料投入用ホッパー１と、該材料投入用ホッパー１から供給される吹付け耐火材を混合しながら連続的に搬送する混合搬送手段２（混合搬送用スクリューフィーダー）により構成されている。
【００１３】
これら材料投入用ホッパー１と混合搬送手段２は、材料投入用ホッパー１の下部に設けた搬送用スクリューフィーダー３により、材料投入用ホッパー１内の吹付け耐火材を混合搬送手段２に供給できるように、基台１１に取り付けられている。
【００１４】
すなわち、材料投入用ホッパー１の下部には搬送用スクリューフィーダー３が設けられていて、この搬送用スクリューフィーダー３をプーリー６、７およびベルト８を通してモーター５で回転することにより、材料投入用ホッパー１内の吹付け耐火材が混合搬送手段２を囲むゴムトラフ（図示せず）内に連続的に排出される。そして、この混合搬送手段２をモーター９で回転すると、吹付け耐火材は均一に混合されながら下流に向かって搬送され、混合搬送手段２の出口１０（図２）から吹付け機２１に連続的に供給される。なお、以上説明した本装置の主要部およびその関連装置は、材料投入用ホッパー１内に設置する仕切板４を除き、実質的に既存の吹付け耐火材搬送装置が利用でき、混合搬送手段２としては例えばプレダンプナーのような既存のものがそのまま使用できる。
【００１５】
本装置では、図１および図２に示すように材料投入用ホッパー１の内部に仕切板４を設けて、材料投入用ホッパー１内を２つのエリアＡ、Ｂに仕切っている。エリアＡは従来のキャスタブル用吹付け耐火材を入れるエリアであり、エリアＢは廃材を入れるためのエリアである。前記仕切板４は横方向（図３の矢印方向）に可動し、エリアＡ、Ｂにそれぞれ投入されている耐火材と廃材の供給量を一定の比率に調節する混合比可変機構を備えている。この機構により仕切板４の設置位置を移動させ、搬送用スクリューフィーダー３へ落ち込む開口部の面積比を変化させることにより、耐火材と廃材の投入比率を任意に変えることができる。そして、一度その投入比率を設定すると、耐火材と廃材を常に設定された投入比率で混合搬送手段２に送給できる。
【００１６】
本装置は、望ましい実施形態として前記材料投入用ホッパー１の上方に吹付け耐火材と廃材の二次供給手段をそれぞれ設置している。すなわち、図１および図３に明示するように材料投入用ホッパー１のエリアＡの上方には、吹付け耐火材の二次供給手段が設けられている。この二次供給手段は、吹付け耐火材投入用ホッパー１２と供給用スクリューフィーダー１３から構成されており、プーリー１４、１８およびベルト１６を通してモーター１７で供給用スクリューフィーダー１３を回転させることにより、吹付け耐火材を材料投入用ホッパー１のエリアＡに連続的または断続的に投入できるようになっている。
【００１７】
一方、材料投入用ホッパー１のエリアＢの上方には、廃材の二次供給手段が設けられている。この装置も同様に廃材投入用ホッパー１９と供給用スクリューフィーダー２０からなり、図示していないがモーターで前記供給用スクリューフィーダー２０を回転させることにより、廃材を材料投入用ホッパー１のエリアＢに連続的または断続的に投入できるようになっている。
【００１８】
材料投入用ホッパー１の二つに分割されたエリアＡ、Ｂには、これらの各二次供給手段の搬送機能を用いて吹付け耐火材と廃材が供給できるので、吹付け耐火材の供給管理が容易となり、投入比率の安定と作業の効率化が図れる。
【００１９】
次に、本装置を用いて吹付け耐火材と廃材を一定の投入比率で混合して乾式吹付けする場合の操作について説明する。先ず本装置を車輪２２を利用して吹付け機２１の位置に移動させ、混合搬送手段２の出口１０が吹付け機２１の高さに適合するように混合搬送手段２の傾斜角度を調整し、その状態で本装置を基台１１に設けた支脚（図示せず）により固定する。
【００２０】
ついで、吹付け耐火材の二次供給手段の吹付け耐火材投入用ホッパー１２に粉粒体状の吹付け耐火材を、また廃材の二次供給手段の廃材投入用ホッパー１９には、前記耐火材より粒度の大きい廃材をそれぞれ投入する。吹付け耐火材と廃材の混合比率に合わせて材料投入用ホッパー１の仕切板４を横方向に移動し、材料投入用ホッパー１からの吹付け耐火材と廃材の供給量をあらかじめ調整しておく。次に、各二次供給手段の供給用スクリューフィーダー１３および２０を回転させて、吹付け耐火材を材料投入用ホッパー１のエリアＡに、廃材を材料投入用ホッパー１のエリアＢにそれぞれ送給し、さらに搬送用スクリューフィーダー３により吹付け耐火材と廃材を一定割合で混合搬送手段２に連続的に供給する。
【００２１】
供給されたこれらの吹付け耐火材と廃材は、混合搬送手段２で搬送される間に均一に混合されて、出口１０から吹付け機２１に連続的に供給される。そして、この吹付け機２１において一定割合の水分を加え、廃材を混合した吹付け耐火材として連続的に吹付けされる。なお、必要に応じ混合搬送手段２において適量の水を、粉塵の飛散防止のために搬送中の吹付け耐火材に加えてもよい。
【００２２】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記した目的が達成できる範囲で変更できる。例えば、本装置のように吹付け耐火材と廃材を、搬送用スクリューフィーダー３により材料投入用ホッパー１から混合搬送手段２に供給すると、搬送用スクリューフィーダー３で搬送する間にも、吹付け耐火材と廃材が混合されるので好適する。しかし、搬送用スクリューフィーダー３以外の搬送手段で搬送してもよいし、または搬送手段を使用しないで材料投入用ホッパー１から直接混合搬送手段２に供給してもよい。
【００２３】
図４および図５は、本発明の他の実施形態を例示したものである。すなわち、図４は、供給量調節機能を装備したホッパー２３と２５にそれぞれ入っている吹付け耐火材と廃材を、供給用スクリューフィーダー２４と２６を用いて、直接搬送用スクリューフィーダー３に一定の投入比率で連続的に供給するものである。したがって、この場合には、ホッパー２３と２５が材料投入用ホッパーとなる。
【００２４】
図５は、材料投入用ホッパー１には吹付け耐火材と廃材の投入比率を調整するための仕切板４を設けないで、図４と同様に供給量調節機能を装備したホッパー２３および２５により達成する例である。つまり、供給用スクリューフィーダー２４および２６を用いて、ホッパー２３および２５からそれぞれ吹付け耐火材と廃材を一定の投入比率で材料投入用ホッパー１に投入し、必要に応じて例えば攪拌手段２７で均一に攪拌した後に搬送用スクリューフィーダー３に供給する。この結果、材料投入用ホッパー１から搬送用スクリューフィーダー３に供給される吹付け耐火材と廃材は、一定の投入比率となっている。
【００２５】
さらに、本発明は、粒度の異なる３以上の吹付け耐火材の混合搬送手段に対しても、各吹付け耐火材の供給量調節手段を、混合する吹付け耐火材の数に応じて増やすことにより同様に適用できる。また、吹付け耐火材に混合するものとしては廃材が最も一般的であるが、廃材以外のものを混合してもよい。
【００２６】
【実施例】
既存の耐火材搬送装置（２５３５Ｌ×１４３０Ｗ×１５８０Ｈのプレダンプナー）に、図１のように二次供給手段（１２と１３、および１９と２０）を付設するとともに、材料投入用ホッパー１に仕切板４を設けて本発明の装置（２５３５Ｌ×２０００Ｗ×１７００Ｈ）を作製し、次の実験を行った。
【００２７】
実施例１（定量搬送および混合精度の判定）
粒度の異なる２種の投入物を混合して本発明の装置で搬送したとき、投入比率と混合比率の関係、混合比率の安定化度、および従来の吹付け耐火材のみの搬送と同様に搬送量の定量化が得られるかどうかを以下の方法で判定した。
１）試験材料：以下の粒度で構成される吹付け耐火材。
粒度Ａ（１．１８ｍｍ以上）        ４０％
粒度Ｂ（１．１８ｍｍ未満）        ６０％
２）試験廃材：粒度１．１８〜５ｍｍ。
【００２８】
（試験方法）
試験材料から粒度Ａを除き、これを廃材添加対応材とした。試験廃材の設定混合率に合わせて仕切板４をセットし、吹付け耐火材投入用ホッパー１２および廃材投入用ホッパー１９にそれぞれ廃材添加対応材および試験廃材を投入し、本発明の装置を運転した。混合搬送手段すなわち混合搬送用スクリューフィーダー２より排出される試料を３０秒毎に採取し、試料に含まれる廃材添加対応材と試験廃材を１．１８ｍｍ目のふるいで分け、その粒度の比率を投入比率と比較した。その際、単位時間当たりの排出量を質量計量し、１時間当たりの搬送量として比較した。表１はその結果である。
【００２９】
【表１】
0003934932.tif 000002
【００３０】
表１の測定値より、混合比率は、装置運転の３０秒後において投入比率とほぼ同じになり、９０秒以降は実質的に一定となることが判明した。これにより、２種の投入物を混合してもその混合状態が安定していることを検証した。
また、搬送量そのものも実質的に一定であり、定量搬送されていることも確認できた。
【００３１】
実施例２（混合効果の判定）
実施例１において定量搬送、混合比率の安定は確認できたが、その混合度合い（目視ではよく混ざっている）と吹付けして得られる耐火物の物性を調べるため、以下のような実験を行った。
１）試験材料：以下の粒度および成分組成を有する吹付け耐火材。
粒度Ａおよび粒度Ｂの割合は、実施例１と同じそれぞれ４０％および６０％である。
0003934932.tif 000003
２）試験廃材（廃材）：
使用済み耐火物を破砕して得られる、成分組成が粒度Ａとほぼ同じである粒度１．１８ｍｍ〜５ｍｍの廃材。
【００３２】
（試験方法）
吹付け圧力、機械の回転数を同一条件に設定した吹付け機を用いてサンプル１はそのまま吹付けし、サンプル２、３は吹付け機への搬入に本発明の装置を用い、サンプル２は廃材投入比率１５％、サンプル３は廃材投入比率３０％でそれぞれ廃材を混入して吹付け、３種の物性測定ピースを採取した。このテストピースは、縦４００ｍｍ×横４００ｍｍ×深さ１００ｍｍの箱に吹付け、乾燥硬化後に縦１６０ｍｍ×横４０ｍｍ×高さ４０ｍｍのテストピースを切り出した。採取した各ピースについて、物性（嵩密度、線変化率、曲げ強度および見掛け気孔率）を調査した。その結果は、表２の通りである。
【００３３】
【表２】
0003934932.tif 000004
【００３４】
表２より、サンプル１の吹付け耐火材の一部を廃材によりそれぞれ１５％および３０％置き換えたサンプル２および３は、廃材を添加しないサンプル１にほぼ近い物性を示していた。
この物性値が近い値となったことは、廃材の混入された吹付け耐火材が吹付け用耐火材として、実用可能であることを示しており、吹付け耐火材と廃材の混合状態も吹付け耐火材（オリジナル）と同等であることが確認された。
実施例１および実施例２より、本発明が実際の乾式吹付けに適用できることが裏付けられた。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、吹付け耐火材の材料投入用ホッパーに粒度の異なる２以上の吹付け耐火材を一定の投入比率で供給する機能を付加することにより、材料投入用ホッパーから供給される前記吹付け耐火材を、混合搬送手段で搬送する間に均一に混合し吹付け機に連続的に供給できる。これにより次の効果が得られる。
１）既存の耐火材搬送装置の材料投入用ホッパーに仕切板を設けることで、粒度の異なる２以上の吹付け耐火材を、これまでの搬送用フィーダーで搬送する間に混合できるので、粒度の異なる２以上の吹付け耐火材を一定の割合で混合した状態で乾式吹付けの吹付け機に連続的に供給できる。
２）既存の耐火物搬送装置に軽微な改善を加えるのみで、搬送装置から混合搬送手段に機能追加できるので、新たに装置の場所もいらず経済的である。
３）材料投入用ホッパーに可動式仕切板を設けることにより、投入材料の粒度、比重等に合わせて所望の混合比率が容易に得られる。
４）２以上の吹付け耐火材を材料投入用ホッパーに投入するための二次供給手段を付設することにより、吹付け耐火材の供給管理が簡単となるので、混合割合の安定と作業の効率化が図れるとともに、前記二次供給手段を材料投入用ホッパーの上方に設置できるので、装置自体の専有面積はそれほど広くならない。
５）粒度の異なる吹付け耐火材を均一に混合・供給できることにより、乾式吹付けの吹付け耐火材として廃材が利用できるので、例えば廃材を骨材として利用するなどの有効活用が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に関わる吹付け耐火材の混合供給装置の側面図。
【図２】図１の混合供給装置の正面図。
【図３】図１の混合供給装置の平面図。
【図４】本発明の他の実施例における供給用スクリューフィーダー部の部分的断面説明図。
【図５】本発明のさらに他の実施例における供給用スクリューフィーダー部の部分的断面説明図。
【符号の説明】
１：材料投入用ホッパー
２：混合搬送手段
３：搬送用スクリューフィーダー
４：仕切板
５：モーター
６、７：プーリー
８：ベルト
９：モーター
１０：出口
１１：基台
１２：吹付け耐火材投入用ホッパー
１３：供給用スクリューフィーダー
１４、１８：プーリー
１６：ベルト
１７：モーター
１９：廃材投入用ホッパー
２０：供給用スクリューフィーダー
２１：吹付け機
２２：車輪
２３、２５：ホッパー
２４、２６：供給用スクリューフィーダー
２７：攪拌手段
【図１】
0003934932.tif 000005
【図２】
0003934932.tif 000006
【図３】
0003934932.tif 000007
【図４】
0003934932.tif 000008
【図５】
0003934932.tif 000009