JPS6141965B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高炉の炉壁、特にその損傷の激しい炉
壁部分の補修に有効に利用しうる高炉鉄皮内側ス
タツド溶着方法および装置に関する。

従来技術 周知のように高炉の炉壁は、炉体鉄皮の内側に
耐火物を構築してライニング層を形成すると共に
前記ライニング層に箱型冷却盤、あるいはステー
ブ冷却盤等を埋設して構成することが一般的であ
る。ところで前記ライニング層は、使用期間の経
過に伴つて順次損耗する。その損耗が進行すると
冷却盤がライニング層から露出し破損したり、鉄
皮の熱負荷が増大してホツトスポツトを生じるよ
うになる。特に前記冷却盤が破損するとライニン
グ層への熱負荷が加速度的に増大し、その損耗速
度は著しく高まり、この結果、鉄皮が露出する状
態にまで達することも屡々発生し、鉄皮の亀裂破
損を生じる等の事態となつていた。

而してライニング層の損耗が進行すると、例え
ば炉内側より不定形耐火物を吹付けライニング層
を修復する方法、前記損耗部に冷却盤を挿入した
り、鉄皮の散水を行わしめる等して炉壁の冷却を
強化する方法等が実施されていた。

ところがライニング層の内面、あるいは鉄皮内
側には、耐火物の支持機構がないため、吹付けら
れた耐火物が短時間で剥離し、脱落する等して充
分な効果をあげることはできなかつた。このため
従来においても鉄皮の内側に耐火物の支持機構を
設けるため種々の構造のスタツドやその取付法等
が提案されていた。

しかしながら周知のように炉壁近傍は狭隘なス
ペースに多くの配管や機器が設置されており、又
作業者が炉内に這入ることもできないことなどか
ら、従来法ではいずれもその取付けに長時間を要
するうえにスタツドの構造にも制約条件が多く耐
火物の確実な支持機構を発揮することはできなか
つた。

目 的 本発明は前記従来技術の問題点を解決するもの
で秀れた耐火物の支持機能を発揮するスタツドを
短時間で、かつ確実に取付ける方法の提供を第１
の目的とし、前記スタツドを取付けるための効果
的な装置の提供を第２の目的とするものである。

構成・実施例 本発明の構成を、実施例を示す図に基づいて説
明する。

第１図は本発明に基づくスタツド溶着方法の一
実施例を示す高炉々壁の部分断面図である。

図において、１は鉄皮、２は耐火物である。本
実施例においては耐火物２が脱落し鉄皮の露出し
た部分の鉄皮１にアーム挿通孔（以下挿通孔と云
う）３を穿設し、該挿通孔３よりロボツトアーム
１００を挿入した。ロボツトアーム１００は先端
に溶接機構保持具（以下保持具と云う）１０１を
備えており、該保持具１０１が鉄皮内表面で対向
できるよう少なくとも２関節以上で屈曲可能に構
成されている。

第２図〜第４図は前記ロボツトアーム１００の
一実施例を示す構造図である。図において、１０
２はアームであり、後述する押しロツド１０３が
その内側を自在に前後進できるよう中空に形成さ
れている。アーム１０２の後部にはアーム１０２
を容易に回転させるためのハンドル１０４が固着
されている。又、アーム１０２の先端部には関節
ピン１０５が設けられ、該関節ピン１０５を介し
て関節アーム１０６が回動可能に連接されてい
る。本実施例ではアーム１０２の先端に突起アー
ム１０２ａを構成し、第５図（第２図のＡ−Ａ断
面）に示すように突起アーム１０２ａの先端に挿
通孔１０７を設け、該挿通孔１０７に関節ピン１
０５が挿通固定されるよう構成した。又、本実施
例の関節アーム１０６は、後部の板状側板１０６
ａと円環部材１０６を介して先端部に突設された
突起部材１０６ｃとから構成されており、側板１
０６ａに設けられた孔１０６ｄを貫通して前記関
節ピン１０５を挿通することにより、アーム１０
２に回動可能に連接されている。側板１０６ａの
両側面には案内溝１０８が穿設されている。該案
内溝１０８には第６図（第２図のＢ−Ｂ断面）に
示すように連結軸１０９が両側板１０６ａを差し
渡して軸架されている。連結軸１０９は押しロツ
ド１０３の先端および連結ロツド１１０の後端を
軸支し、前記案内溝１０８を自在に前後進する。
尚、第６図において１１１は連結軸１０９の抜け
止め用ピンを示すものである。

さて、関節アーム１０６の先端部の突起部材１
０６ｃには前記アーム１０２と同様に挿通孔１１
２が設けられ、第２の関節ピン１１３が挿通され
ており、該第２の関節ピン１１３を介して保持具
１０１が回動可能に連接されている。保持具１０
１には連結ピン１１４を介して前記連結ロツド１
１０の先端が連結されている。一方押しロツド１
０３はアーム１０２内に挿通され、その先端は前
述の如く連結軸１０９で軸支され、又その後部は
アーム１０２より所定長さ突出するよう構成され
ている。

次に前記ロボツトアーム１００の作動機構につ
いて説明する。

第２図は押しロツド１０３を最後部まで引き、
ロボツトアーム１００を直線状に伸張した状態
（以下伸張状態と云う）を示すものであつて、該
伸張状態で鉄皮１の挿通孔３より挿入される。次
いで押しロツド１０３を前方へ押し出すと連結軸
１０９が案内溝１０８に沿つて前進し、これに伴
つて連結軸１０９に軸支された連結ロツド１１０
も前進する。連結ロツド１１０が前進すると第３
図に示すように保持具１０１が第２の関節ピン１
１３を回動支点として屈曲する。而して、例えば
関節アーム１０６の先端下部にストツパー１１５
を固着し、前記保持具１０１が直線軸芯１１６と
ほぼ直交した状態でストツパー１１５に当接する
よう構成すると保持具１０１を関節アーム１０６
と直交状態に固定保持することができる。（以下
第３図の状態を直交状態と云う）前記直交状態よ
りさらに押しロツド１０３を押し出すと第４図に
示すように関節ピン１０５を回動支点として関節
アーム１０６が屈曲し、保持具１０１の先端面１
０１ａは、第２図の伸張状態より180゜転回し、
鉄皮内側に対向する。（該第４図の状態を以下屈
曲状態と云う）該屈曲状態では、例えばロツクナ
ツト１１７によつて押しロツド１０３とアーム１
０２を固定すると押しロツド１０３に前進力を加
え続けなくてもその状態を維持することができ
る。又、該屈曲状態でハンドル１０４を回転させ
ると保持具１０１は直線軸芯１１６を中心として
回転し、鉄皮１の任意の位置に先端面１０１ａを
対向させることができる。

尚、本実施例では、関節ピン１０５，１１３を
回動支点として連結軸１０９および連結ピン１１
４が回転軌跡を描いて移動することからそれらに
連結された押しロツド１０３、連結ロツド１１０
は前後進動の際に上下方向にも移動する。このた
め、該上下方向の移動でアーム１０２、あるいは
関節アーム１０６の円環部材１０６ｂ等に接触し
ないよう押しロツド１０３および連結ロツド１１
０には適宜曲げ加工して構成した。

さて、第７図は保持具１０１に保持された溶接
機構４の一実施例を示す断面構造図である。

本実施例の溶接機構、又は溶接ガン４１と溶接
ガン４１の先端に装着され、スタツド５を所定の
保持力で保持するチヤツク４２と、吸着コイル４
３とから構成されている。溶接ガン４１は、通常
時はスプリング４４の弾発力で前方へ押出されて
いるが吸着コイル４３に通電するとコイルの吸着
作用により所定量後退する。４５は吸着コイル４
３への通電ケーブル、４６は溶接ガン４１の溶接
用ケーブルである。又本実施例では、後述するス
タツド５と鉄皮表面との間隔を精度よく確保する
ための間隔保持金具４７が調整ロツド４８を介し
て取付けられている。該間隔保持金具４７はその
先端面４７ａがスタツド５の先端位置とほぼ一致
するよう調整されている。

第８図はスタツド５を鉄皮内側表面に当接せし
めた状態を示すもので前記間隔保持金具４７が鉄
皮１に当たるまで保持具１０１を前進（矢印ａ方
向）させることにより炉内状況を観察することな
くスタツド５を鉄皮表面に正確に当接せしめるこ
とができる。次いで通電ケーブル４５を介して吸
着コイル４３に通電するとスタツド５は第９図に
示すように所定量後退し、その先端と鉄皮表面に
ギヤツプｇが形成される。而して該状態で溶接用
ケーブル４６を介して溶接ガン４１に通電すると
スタツド先端にアークが発生し、そのアーク熱に
よつてスタツド５は鉄皮１に溶着される。前記溶
着が行われるとスタツド５は鉄皮１に強固に固定
されるため保持具１０１を後退させるとスタツド
５はチヤツク４２より離脱し、スタツドの溶着作
業が終了する。

以上のように本発明では、まず鉄皮１の挿通孔
３より先端にスタツド５を装置したロボツトアー
ム１００を挿入した後、押しロツド１０３を押し
込み第１図に示すように炉内においてロボツトア
ーム１００を屈曲状態とする。次にハンドル１０
４を操作して保持具先端面１０１ａを鉄皮内側の
所定位置に対向せしめると共にハンドル１０４を
引き戻すことにより、保持具１０１が鉄皮内側方
向へ前進し、前記スタツド５の溶着を実施するこ
とができる。スタツド５の溶着が終ると押しロツ
ド１０３を引き込み、ロボツトアーム１００を伸
張状態とすることにより、ロボツトアーム１００
を炉外に取出す。尚、第１図において６は電源装
置である。

ところで鉄皮１の内側表面には装入物や溶融物
が付着していたり、耐火物２が点在あるいは薄層
で残存していることが多い。而して前記スタツド
５を溶着するに際しては、前記種々の付着物を除
去し、鉄皮表面を奇麗な面にしておくことが必要
である。このため本発明ではスタツド溶着前にあ
らかじめ溶着部位を清掃した。該清掃を行うには
例えばロボツトアーム１００の保持具１０１に後
述する清掃具を取付けることによつて効率的に実
施できる。第１０図は保持具１０１に周知のエア
ーハンマー７を取付けた状態、第１１図は掻取爪
８ａを突設した掻取具８を保持具１０１に取付け
た状態を示すものでエアーハンマー７で付着物を
突落すか、ロボツトアーム１００を回転させ掻取
具８で付着物を掻落すことにより清掃できる。又
第１２図に示すように保持具１０１に噴射ノズル
９を取付け、圧縮気体を吹付けるか、あるいは圧
縮気体にサンド又は金属片等を混入してブラスト
することによつても清掃の実施が可能である。

効 果 本発明の実施により、スタツド５が鉄皮１に強
固に溶着でき、又スタツド溶着に要する時間も極
めて短時間で、かつ容易に行えるようになつた。
このため、スタツド溶着部に不定形耐火物を吹付
けるか、圧入することにより修復したライニング
層はスタツド５の支持機構により長期間、安定し
た保護機能を発揮できるようになつた。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明に基づく実施例を示すもので第１
図はスタツド溶着状況を示す断面構造図、第２図
〜第４図はロボツトアームの構造図で、第２図は
伸張状態、第３図は直交状態、第４図は屈曲状
態、第５図は第２図のＡ−Ａ断面図、第６図は第
２図のＢ−Ｂ断面図、第７は保持具に保持された
溶接機構の構造図、第８図および第９図はスタツ
ドの鉄皮への当接状況を示す部分拡大図、第１０
図、第１１図、第１２図は清掃具のそれぞれ異な
つた実施例を示す構造図である。 １……鉄皮、２……耐火物、３……挿通孔、４
……溶接機構、４１……溶接ガン、４２……チヤ
ツク、４３……吸着コイル、４４……スプリン
グ、４５……通電ケーブル、４６……溶接用ケー
ブル、４７……間隔保接金具、４８……調整ロツ
ド、５……スタツド、６……電源装置、７……エ
アーハンマー、８……掻取具、９……噴射ノズ
ル、１００……ロボツトアーム、１０１……保持
具、１０２……アーム、１０３……挿しロツド、
１０４……ハンドル、１０５……関節ピン、１０
６……関節アーム、１０７……挿通孔、１０８…
…案内溝、１０９……連結軸、１１０……連結ロ
ツド、１１１……抜け止め用ピン、１１２……挿
通孔、１１３……第２の関節ピン、１１４……連
結ピン、１１５……ストツパー、１１６……直線
軸芯、１１７……ロツクナツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高炉鉄皮にアーム挿通孔を穿設し、該挿通孔
   から先端に溶接機構保持具を備えた少なくとも２
   関節以上の関節をもつロボツトアームを挿入し、
   次いで前記ロボツトアームを、前記溶接機構保持
   具の先端面が鉄皮内表面に対向するまで屈曲せし
   め、しかる後前記溶接機構保持具に保持されたス
   タツドを前記鉄皮の内側に溶着せしめることを特
   徴とする高炉鉄皮内側スタツド溶着方法。 ２ スタツド溶着前にあらかじめ溶着部位を清掃
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の高炉鉄皮内側スタツド溶着方法。 ３ 先端部に関節ピンを有し、後部に回転ハンド
   ルを備えた中空のアームと；両側面に案内溝を穿
   設すると共に先端部に第２の関節ピンを有し、前
   記関節ピンを介して前記アームに回動可能に連接
   された関節アームと；前記第２の関節ピンを介し
   て関節アームに回動可能に連接された溶接機構保
   持具と；前記案内溝に軸架された連結軸と；先端
   が連結ピンを介して前記保持具に連結され、後端
   が前記連結軸に軸支された連結ロツドと；前記ア
   ーム内に挿通され先端が前記連結軸に軸支された
   押しロツドとからなり、前記２つの関節ピンを回
   動支点として屈曲可能に構成されたことを特徴と
   するロボツトアーム装置。