(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉内面に煉瓦を敷設するための高炉煉瓦積み装置において、
前記高炉炉腹部内に天井から懸架されて前記高炉炉底側に煉瓦を運び込むための昇降装置と、
前記高炉炉側面に設けた開口部から煉瓦を搬入するための搬入装置と、
前記昇降装置で運び込まれた煉瓦を前記高炉炉腹部の外周部に向かって払い出すための払い出しコンベアと、
前記天井下面の外周部に沿って旋回して前記高炉内周に煉瓦を積むための旋回クレーンと、
前記高炉炉腹部内に天井から懸架され、高さ方向の位置と水平方向の径を変更可能で、下面に旋回ホイストを取り付けた昇降デッキとを備え、
前記記昇降装置により搬入された煉瓦を前記払い出しコンベアを用いて前記昇降デッキの外周部に向かって払い出し、前記旋回ホイストを用いて高炉炉底に煉瓦積みを行うことを特徴とする高炉煉瓦積み装置。
【請求項２】
前記払い出しコンベアと前記旋回クレーンと前記旋回ホイストをそれぞれ２台以上設け、
前記払い出しコンベアと前記旋回クレーンと前記旋回ホイストの各組毎に、前記高炉を中心として軸対称に配置あるいは区分された範囲に対して煉瓦積みを行うことを特徴とする請求項１記載の高炉煉瓦積み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉煉瓦積み装置に関し、特に煉瓦積み作業の迅速化を図りつつ、作業の安全性を向上することができる高炉煉瓦積み装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉内には多数の煉瓦が敷設されているが、操業を続けるうちに煉瓦が劣化する。そこで、一定期間が経過すると、劣化した煉瓦を取り除いて新しい煉瓦に張り替える高炉改修工事が行われる。
こうした高炉の改修工事は数ヶ月にわたる長期間を要するため、生産弾力性の改善や設備稼働率の改善の要求に対して工期短縮が求められている。
高炉の改修工事において、煉瓦積み作業は、作業対象物がトン規模の重量物であり、扱う数量が多く、さらに前後や周囲の作業との取り合いや干渉などの影響を受けやすく、改修工事においてネックの工程になりやすい。すなわち、煉瓦積み作業は、改修工事において全体工期を大きく左右する作業であり、しかも工事期間のほぼ中間にあるため、前後作業の制約を受けやすい作業となっている。
そこで、煉瓦積み作業の迅速化を図るためには、煉瓦の搬入口が制約される条件下で、運搬機械やホイストを用いて高炉炉内の空間をいかに有効に使うかがポイントとなる。
【０００３】
また、煉瓦積み作業は、熟練した作業者の勘と経験を必要としながら、繰り返し作業を主体とする重筋作業であり、労働集約的作業の典型である。しかも、最近では、熟練技能者の高齢化が急速に進行し、経験ある人材の確保は困難となっており、経験の浅い作業者の応援がなければ全体作業が成立しない状況になりつつある。
こうした作業の迅速化や省力化の要求に対して各種の提案がなされている。
例えば、特開昭６１−１９００１０号公報に、高炉の炉腹部内に設けられた仮設デッキの下面にホイストクレーンを取り付けた高炉煉瓦積み装置が開示されている。この高炉煉瓦積み装置では、炉内の操縦者がホイストクレーンを操作することにより、数トンもある重い煉瓦を積み上げ位置まで移動させ、その後、クレーンにより煉瓦を吊り下ろしたまま、多数の作業者により煉瓦を押して位置決めするようになっている。
【０００４】
また、機械化を図った装置としては、例えば、特開平７−３１６６１３号公報に、炉腹部内に取り付け可能な仮設デッキと、炉内に煉瓦を搬入する搬入装置と、前記仮設デツキの中心部に設けられて、搬入された煉瓦を炉底側に運び込む昇降装置と、旋回手段により炉心を中心に旋回可能な旋回基板と、該旋回基板に設けられて、炉半径方向に移動可能な上下伸縮ビームと、該上下伸縮ビームに取り付けられて、煉瓦を把持し位置調整するマニピユレータと、前記煉瓦の位置計測手段と、これらの装置類の制御部とを備えた高炉煉瓦積み装置が開示されている。この高炉煉瓦積み装置によれば、煉瓦積み作業の自動化や遠隔操作化を図ることができ、煉瓦積みの作業性および安全性を向上できるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の煉瓦積み装置を用いた煉瓦積み作業では、以下に示す問題点があった。
第１に、煉瓦を位置決めする際に、ホイストクレーンにより煉瓦を吊り下ろした状態で、作業者が数トンもある煉瓦を正しい積み上げ位置まで押さなければならないので、１つの煉瓦の設置作業に対して受け入れから位置決めまで最低６人程度の作業者が拘束され、作業性が悪いとともに、重い煉瓦を扱うのために安全性に問題があった。
【０００６】
第２に、煉瓦積み作業の自動化を図ったとしても、この自動煉瓦積み装置は、炉底からリングまで一貫して使用可能な装置ではないため、事前や事後の段取り作業が煉瓦積み作業の合間に断続的に入り、煉瓦積み作業負荷にピークが生じやすい。
【０００７】
第３に、煉瓦を吊り下げて搬送する際における搬送装置の下方や、自動化作業中は人手立ち入りが制限されるため、人手で行うモルタル打設作業や各段で行う攻め煉瓦積み作業を断続的かつ順次行わなければならない。このため、自動化作業が煉瓦積み各段におけるネックとなり、機器稼働率を高めることができず、工程が逐次繰り延べされる結果、作業全体として時間短縮を図ることが困難となる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、煉瓦の運搬および底部からリングまでの煉瓦積み作業を煉瓦物流全体としてとらえ、作業空間利用の最適化によるネック工程の解消を通じて工程の短縮を図るとともに、煉瓦積み作業中における作業負荷ピークをなくして作業負担を平均化することが可能な煉瓦積み装置を提供することを目的とする。
【０００８】
さらに、本発明は、熟練作業者が少数しかいない場合であっても、技量を必要とする作業とさほど技量を必要としない作業とを、各作業者が扱う搬送機器により区分することにより、全体としての作業能率を確保することが可能な煉瓦積み装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明に係る高炉煉瓦積み装置は、高炉内面に煉瓦を敷設するための高炉煉瓦積み装置において、前記高炉炉腹部内に天井から懸架されて前記高炉炉底側に煉瓦を運び込むための昇降装置と、前記高炉炉側面に設けた開口部から煉瓦を搬入するための搬入装置と、前記昇降装置で運び込まれた煉瓦を前記高炉炉腹部の外周部に向かって払い出すための払い出しコンベアと、前記天井下面の外周部に沿って旋回して前記高炉内周に煉瓦を積むための旋回クレーンと、前記高炉炉腹部内に天井から懸架され、高さ方向の位置と水平方向の径を変更可能で、下面に旋回ホイストを取り付けた昇降デッキとを備え、前記記昇降装置により搬入された煉瓦を前記払い出しコンベアを用いて前記昇降デッキの外周部に向かって払い出し、前記旋回ホイストを用いて高炉炉底に煉瓦積みを行うことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、この高炉煉瓦積み装置において、前記払い出しコンベアと前記旋回クレーンと前記旋回ホイストをそれぞれ２台以上設け、前記払い出しコンベアと前記旋回クレーンと前記旋回ホイストの各組毎に、前記高炉を中心として軸対称に配置あるいは区分された範囲に対して煉瓦積みを行うことも可能である。
本発明に係る高炉煉瓦積み装置は、上述した構成をとることにより、煉瓦搬入と煉瓦積み全体としての整流化が行われて、作業性が改善され、作業時間の短縮を図りつつ安全性を向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明に係る高炉煉瓦積み装置の好適な実施形態を説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限りこれらの態様に限られるものではない。
図１は、本発明の一実施例に係る高炉煉瓦積み装置の側面図である。
本発明の一実施例に係る高炉煉瓦積み装置は、図１に示すように、高炉炉腹部の内部中央に取り付けられた天井３から懸架されて煉瓦１を炉底側に運び込むための昇降装置５と、当該昇降装置５に対して高炉の側方に設けた開口部２から煉瓦１を搬入するための搬入装置４と、当該搬入装置４の下方で天井３から懸架されその高さ方向の位置と水平方向の径を変えることができる昇降デッキ６と、当該昇降デッキ６上に取り付けられて昇降装置５で搬入された煉瓦１を昇降デッキ６の外周部に向かって払い出すための払い出しコンベア７と、天井３の下面外周部に取り付けられた軌条１５に懸架され、天井３の下面外周を旋回できる旋回クレーン８と、昇降デッキ６の下面に取り付けられた旋回ホイスト９とを備えている。
【００１３】
搬入装置４は、天井３から支持部材１０により懸架されており、高炉の側方に設けた開口部２から炉内へ煉瓦１を搬入することができる。尚、高炉の開口部２は、養生作業がネック工程となるため１ケ所に限られる。本実施例では、羽口と環状管の間に開口部２を設けたが、この開口部２は天井３とともに相対的に最適な位置に設けられる。
搬入装置４の上部にはローラコンベア１１が敷設されており、このローラコンベア１１を電動駆動することにより煉瓦１を炉内へ搬入する。このローラコンベア１１の操作は、基本的には手動により行うが、例えば、手動で送りを開始し、機械的リミッタや光電管等を用いて煉瓦１を検出して自動停止を行うようにしてもよい。搬入装置４の側面には、安全対策としてネット（図示せず）を張設することが好ましい。このネットにより、ローラコンベア１１の突発停止や煉瓦１の蛇行などの異常時に、煉瓦１が下方に落下することを防止できる
【００１４】
搬入装置４で高炉中心まで運ばれた煉瓦１は、昇降装置５へ運ばれる。この昇降装置５は、上端が搬入装置４、下端が昇降デッキ６の高さに一致しており、高さ方向に伸縮可能な機構になっている。また、昇降装置５には、ゴンドラ１２が設けられており、このゴンドラ１２にはローラコンベア１３が設けられている。
ローラコンベア１３の終端部には、機械的リミッタ（図示せず）や光電管（図示せず）等が設けられており、機械的リミッタや光電管が煉瓦１を検出することによりローラコンベア１３の自動停止を行う。
ゴンドラ１２は、天井３に設けられたワイヤシーブを介して昇降装置５の昇降ストロークにおける上端から下端まで昇降することができる。ゴンドラ１２の昇降は、電動駆動により行う。このゴンドラ１２の操作は、基本的には手動により行うが、例えば、手動で起動を開始し、機械的リミッタや光電管等を用いて煉瓦１を検出することにより自動停止を行うようにしてもよい。
【００１５】
昇降装置５の側面には、安全対策としてネット（図示せず）を張設することが好ましい。このネットにより、ゴンドラ１２の突発停止や煉瓦１の転倒などの異常時に、煉瓦１が下方に落下することを防止できる。
昇降デッキ６は、天井３からワイヤ１４を介して懸架され、昇降装置５の下方で連結されており、その高さ方向の位置と水平方向の径を変えることができる。高さ方向の位置は、天井３から懸垂されたワイヤ１４を巻き上げたり、繰り出すことにより調節することができる。また、水平方向の径は、周辺部に追加デッキを張り出すことにより拡張することができる。
【００１６】
この昇降デッキ６は、リング煉瓦積み作業を行う場合の主な作業足場となり、積み上げるリング煉瓦の高さとほぼ同じ高さになるように高さを上げていく。尚、昇降デッキ６の揺れ止め対策として、外周に接する積み終えた煉瓦１との間に支持部材を設けてもよい。
昇降デッキ６上には、中心から少なくとも２方向へ払い出しコンベア７ａ，ｂが取り付けられており（図９，１０参照）、この払い出しコンベア７ａ，ｂにより、昇降装置５で搬入された煉瓦１を昇降デッキ６の外周部に向かって払い出す。払い出しコンベア７ａ，ｂは、搬入装置４と同様にローラコンベアからなり、各払い出しコンベア７ａ，ｂはそれぞれ独立に作動する。
【００１７】
旋回クレーン８は、天井３の下面外周に取り付けられた環状の軌条１５，１５に懸架されており、天井３の下面外周を旋回する旋回基板１６と、半径方向に移動可能なホイスト１７とからなる。尚、作業能率の改善を目指すために、この旋回クレーン８を２台あるいは４台設けることが効果的である（図７，１０参照）。
旋回クレーン８の半径方向のストロークは、外周端部においては最外周の煉瓦１の重心位置により決定し、内周端部においては払い出しコンベア７の終端位置における煉瓦１の重心位置で決定する。
【００１８】
旋回ホイスト９は、昇降デッキ６の下面に取り付けられており、中心軸１８で支えられた旋回基板２０が、昇降デッキ６の下面に取り付けられた環状の軌条１９を外周における案内機構として旋回可能となっている。また、半径方向には、旋回基板２０に沿った旋回ホイスト９の横行により移動することができる。
この旋回ホイスト９の台数は、２台以上４台までが好ましい（図９，１０参照）。また、旋回ホイスト９の最外周のストロークは、水平方向の径が最小の場合における昇降デッキ６の外縁越しに、旋回クレーン８で搬入された煉瓦１を吊り換えることができる位置まで届くものとする。
次に、本発明の一実施例に係る高炉煉瓦積み装置を用いた煉瓦積み作業の手順を説明する。
【００１９】
図２〜６は、本発明の一実施例に係る高炉煉瓦積み装置の側面図であり、図２は、炉底煉瓦積み作業中の機器配置を示した図、図３は、リング煉瓦積み作業中の機器配置を示した図、図４は、リング煉瓦積み作業において旋回ホイストを取り外し、昇降デッキ径を拡大した際の機器配置を示した図、図５は、リング煉瓦積み作業において羽口レベル以下の煉瓦積み作業中の機器配置を示した図、図６は、リング煉瓦積み作業において羽口レベル以上の煉瓦積み作業中の機器配置を示した図である。
また、図７は、旋回クレーン８の平面図、図８は、搬入装置４の平面図、図９は、昇降デッキ６と払い出しコンベア７及び旋回ホイスト９の平面図、図１０は、旋回クレーン８と搬入装置４及び昇降デッキ６の平面図である
【００２０】
尚、図２〜１０において、図１及び図２に示す部材と同様の部材には同一の符号を付して説明を行う。
まず、炉底における煉瓦積み作業について説明する。
炉底における煉瓦積み作業では、図２，３に示すように、煉瓦１ａは、昇降デッキ６上に取り付けられた払い出しコンベア７により、昇降デッキ６の外周部に向かって払い出される。尚、払い出しコンベア７は、図１０に示すように、搬入装置４に対し、直交する配置が好ましい。
【００２１】
次に、天井３の下面外周部に取り付けられた旋回クレーン８により煉瓦１ａを一旦吊り上げ、昇降デッキ６の外周をかわして炉底に仮置きする（煉瓦１ｂ）。そして、昇降デッキ６の下面に取り付けられた１台の旋回ホイスト９により、最終的な煉瓦積み位置へ煉瓦積みを行う（煉瓦１ｃ）。
尚、図７，１０に示すように、旋回クレーン８ａ〜ｃ及び旋回ホイスト９ａ〜ｃは、払い出しコンベア７ａ，ｂを対称軸として、９０度分割の範囲を守備範囲とするように配置することが効果的である。
次に、リング煉瓦積み作業について説明する。
リング煉瓦積み作業では、作業に先だち旋回ホイスト９を取り外し、昇降デッキ６の水平方向の径を拡大する。
【００２２】
リング煉瓦積み作業では、図４，５に示すように、煉瓦１ｆは、昇降デッキ６上に取り付けられた払い出しコンベア７により、昇降デッキ６の外周部に向かって払い出される。次に、天井３の下面外周部に取り付けられた旋回クレーン８により煉瓦１ｆを吊り上げて、所定位置に積み上げる（煉瓦１ｇ）。尚、リング煉瓦の内周が大きくなる場合には、昇降デッキ６においてデッキ拡張を行う。
次に、羽口煉瓦積み作業について説明する。
羽口煉瓦積み作業では、図６に示すように、旋回クレーン８の旋回基板１６に取り付けられた半径方向に移動可能なホイスト１７を用いて煉瓦１ｉを吊り上げ、このホイスト１７の最外周位置で煉瓦積みを行う。
上述した手順により、高炉の炉底部、炉腹部、羽口において煉瓦積みを行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る高炉煉瓦積み装置は、上述した構成を有するので、下記の効果を奏する。
第１に、 煉瓦積みを行う旋回クレーンあるいは旋回ホイストが、煉瓦搬入口１ケ所へ集中せず、複数箇所で煉瓦を受け取りできる配置になっているため、煉瓦受け入れの際の待ち時間ロスが生じ難く、各機器相互の干渉を配慮せず個々の作業の迅速化を図ることにより、煉瓦積み時間を短縮することができる。
第２に、搬入煉瓦を昇降するために、高炉の中央に昇降装置を配置しているので、昇降デッキにおいて作業員の上方を煉瓦が通過しないですむ。また、リング煉瓦積みは、炉内周囲のみを走行するクレーンで行われるため、重い吊り荷の荷重が昇降デッキ上にかかることがなく、昇降デッキ上において制約を受けず安全に作業を行うことができるとともに、煉瓦積み作業の負荷を平均化することができる。
【００２４】
第３に、煉瓦受け入れから煉瓦積みの各分担範囲が重ならないように、各旋回クレーンや各旋回ホイストを配置することができ、各旋回クレーンや各旋回ホイストの稼働率をほぼ均等に向上することができる 。
第４に、攻め煉瓦を積む箇所を段毎に半径方向で任意の場所とすることができ、しかも律速箇所を複数箇所で平面的に変えることができるので、律速となりやすい攻め煉瓦積み作業において、当該作業が全体作業の律速となることを解消することができる。
第５に、リング煉瓦積み作業において昇降可動な足場を設けたため、煉瓦積み作業中の合間に生じる仮設足場のかけ払いの待ち時間を最小にすることができ、しかも従来の仮設足場を用いる場合に必要であった最後の撤去作業等の段取り時間の短縮を図ることができる。
【００２５】
第６に、煉瓦搬入と煉瓦積みの機能を機器で区分することができ、技量が比較的必要とされない煉瓦搬入を自動化することにより、技量が必要となる煉瓦積み作業の負荷を軽減することができる。
第７に、搬送機器が複数台設けられているので、搬送機器の故障による煉瓦積み作業の能力低下の影響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】炉底煉瓦積み作業（取り込み〜払い出し）を説明するための本発明に係る高炉煉瓦積み装置の側面図。
【図２】炉底煉瓦積み作業（払い出し〜炉底煉瓦積み）を説明するための本発明に係る高炉煉瓦積み装置の側面図。
【図３】炉底煉瓦積み作業〜リング煉瓦積み作業を説明するための本発明に係る高炉煉瓦積み装置の側面図。
【図４】リング煉瓦積み作業（旋回ホイスト取り外し、デッキ径拡大）を説明するための本発明に係る高炉煉瓦積み装置の側面図。
【図５】リング煉瓦積み作業（羽口レベル以下）を説明するための本発明に係る高炉煉瓦積み装置の側面図。
【図６】リング煉瓦積み作業（羽口レベル以上）を説明するための本発明に係る高炉煉瓦積み装置の側面図。
【図７】旋回クレーンの平面図。
【図８】搬入装置の平面図。
【図９】昇降デッキ、払い出しコンベア及び旋回ホイストの平面図。
【図１０】旋回クレーン、搬入装置及び昇降デッキ配置の平面図。
【符号の説明】
１  煉瓦
２  開口部
３  天井
４  搬入装置
５  昇降装置
６  昇降デッキ
７  払い出しコンベア
８  旋回クレーン
９  旋回ホイスト
１０  支持部材
１１  ローラコンベア
１２  ゴンドラ
１３  ローラコンベア
１４  ワイヤ
１５  軌条
１６  旋回基板
１７  ホイスト
１８  軸受け
１９  軌条
２０  旋回基板
【図１】
0004041244.tif 000002
【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】
0004041244.tif 000008
【図８】
0004041244.tif 000009
【図９】
0004041244.tif 000010
【図１０】
0004041244.tif 000011