JPS62429B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気炉内ライニングの熱間補修装置に
関し、詳しくは、吹付ノズルをほぼ炉軸に保持し
て、炉内ライニングに向けて炉材を噴出させるこ
とができると共に、格納時の占有面積を小さくで
きる熱間補修装置に関する。これは、電気炉のラ
イニングが浸蝕された場合、炉が高熱状態を維持
している出鋼直後に、損耗ライニング面に粉末炉
材を吹き付け補修する技術分野で利用されるもの
である。

〔従来技術〕

電気製鋼炉における精錬は、装入されているス
クラツプを電極から発するアークでもつて溶解す
ることによつて行なわれる。その溶解時には高熱
の溶鋼や溶滓などによつて、炉壁や炉底のライニ
ングがしばしば浸蝕される。そのようにして損耗
したライニングは、出鋼直後の高温状態下で、粉
末炉材をスラリ状にして吹付けることにより補修
される。その作業は、吹付ノズルを先端に取付け
た長尺なランスを作業者が炉側口より挿入するこ
とによつて行なわれるので、作業者には高熱状況
下にある極めて作業環境の悪いところでの重労働
が強いられる。また、広範囲なライニング面にお
ける所望の補修技術は容易でなく、吹付け作業に
熟練が要求される。

このような作業者による補修作業を回避したも
のに、第３図に示すような熱間補修装置３２があ
る。これは、電気炉３の横に支持コラム８が立設
され、これに沿つて昇降しかつ支持コラム８を中
心に水平旋回する作業アーム３３が設けられ、そ
の先端において垂下するノズル保持体３４が、炉
体内で炉軸線に沿つて上下動するようになつてい
る。そのノズル保持体３４の下端には取替え可能
な吹付ノズル３５が装着され、一点鎖線で示す格
納状態から、実線で示す炉上進出状態、さらに二
点鎖線で示す吹付け状態へと移行させ、さらには
ノズル保持体３４を矢印３６のように回転させる
ことにより、所望高さにおけるライニング面を補
修できるようになつている。なお、炉底のライニ
ングを補修する場合には、一点鎖線の状態に戻さ
れ、炉底部への吹付けに適した設定角度の吹付ノ
ズルに取替えられ、再度同様な移行が繰り返さ
れ、炉材供給ホース１４を介して圧送された粉末
炉材が噴出される。吹付けられた炉材は高熱状態
にあるライニング面に付着すると共にその水分は
蒸発されて炉材が固まり、所望個所のライニング
が修復される。

このような補修装置によれば、高熱下における
作業が機械的かつ遠隔的に行なわれるので、作業
者の負担を軽減でき、また、炉周において均等な
修復が要求される場合でも、ノズル保持体が垂直
かつ炉軸に維持されているので、その回転によつ
て容易に補修できる利点がある。しかし、電気炉
の大きさによつては作業アームが７メートルにも
及ぶことがあり、それを炉前や炉上で旋回させる
ための空間が、建屋内に確保される必要があるこ
と、一点鎖線で示す格納状態においても装置が嵩
張つて占有面積が大きく、付帯設備の設置に制約
が課せられること、などの問題がある。さらに、
吹付ノズルは補修個所に応じて取替えなければな
らず、その取替え作業や時間が必要となつて熱間
補修の遅延を招き、その改善が望まれる。

ところで、吹付ノズルを支持する長尺なノズル
保持部を伸縮自在とし、またそれを水平回転させ
たり傾動させ、さらには吹付ノズルの噴出角度を
任意に変えるように首振りさせる揺動機構を採用
した耐火材の吹付け補修装置が提案されている。
しかし、回転、傾動、伸縮、首振りの各機構に流
体圧シリンダなどの駆動体が必要とされ、吹付ノ
ズルを支持しかつそれを揺動させる駆動装置が多
くなり、しかも全体の機構が交差するかのように
入り組んで配置され、極めて複雑化し嵩張つたも
のとなる。したがつて、補修装置が使用されない
ときには、別途スペースに余裕のある場所へ退避
させて保管しなければならないことや、使用する
際には炉上に一々搬入しなければならないことか
ら、吊りアーチのようなものまで必要となり、電
気炉設備の工場建屋の上部空間に大きな搬入スペ
ースを確保しておかなければならない問題があ
る。その結果、取鍋やタンデイツシユなどの容器
に適用する場合はともかく、移動が不可能でしか
も簡単に同一物と置き換えることができない電気
炉では、その炉壁の補修の迅速さや確実さが一層
強く要求されるにも拘わらず、それに十分対応す
ることができない欠点がある。一方、吹付ノズル
を移動させる手段として４節平行リンク機構を採
用したものが、例えば実公昭58―46398号公報に
記載されている。そのような機構によれば、例え
ば炉外壁を補修する場合に炉壁内にある吹付ノズ
ルを炉外壁側に移動させることができる。しか
し、吹付ノズルを炉横の格納位置と補修対象物内
との間で移動させたり、補修対象物である例えば
電気炉の炉内でほぼ炉軸線に沿つて上下変位させ
ることができない欠点を有している。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、そ
の目的は、電気炉の近傍で占有面積を小さくして
格納できる一方、稼働時には炉材を噴出する吹付
ノズルが鉛直姿勢を維持してほぼ炉軸線に沿つて
昇降でき、しかも噴出角度を容易に変更できるこ
とによつて所望の補修作業を迅速に熱間で行なう
ことができる電気炉耐火壁の熱間補修装置を提供
することである。

〔発明の構成〕

本発明の電気炉耐火壁の熱間補修装置の特徴
を、第１図ａ，ｂを参照して説明すると、揺動駆
動されるリンク９Ａを含む２つの支持部材９が、
電気炉３炉横に立設された支持コラム８上の異な
る２点でそれぞれ回動自在に支承され、 これらの支持部材９と支持コラム８と共に平行
四辺形リンク機構６を構成するように作業アーム
１０が設けられ、 その作業アーム１０の下端が電気炉３内ではほ
ぼその炉軸線に沿つて上下変位すると共に電気炉
３外では炉横上部へ退避するように、上記平行四
辺形リンク機構６が配置され、 その作業アーム１０の下端部に、鉛直方向に延
びる粉末炉材圧送用の炉材搬送管１２を、水平回
転可能に軸承するノズル保持体５が取付けられ、 炉材搬送管１２の下端に関節継手２０を介して
吹付ノズル２が装着され、 水と混合されたスラリ状炉材を噴出する吹付ノ
ズル２が、炉材搬送管１２に沿つて移動するスラ
イダ２８を介して遠隔的に操作され、それによつ
て鉛直面内で揺動可能に設けられていることであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説
明する。第１図ａは熱間補修装置１の全体概略図
で、その構成は大別して吹付ノズル２を電気炉３
内に進退させるためのアーム移行体４とそれを構
成する後述の作業アーム１０の先端に取付けられ
たノズル保持体５とからなる。

アーム移行体４は、炉材を噴出する吹付ノズル
２を炉外における格納状態から電気炉３内での補
修態勢に移行させるもので、平行四辺形リンク機
構６とそれを駆動する駆動源７からなつている。
駆動源７は動力伝達機構を伴う電動機など所望の
ものを採用することができるが、本例においては
油圧シリンダが採用され、その基部が電気炉３の
傍に立設された支持コラム８に回動自在に取付け
られている。一方、平行四辺形リンク機構６は、
支持部材９である２つのリンク９Ａ，９Ｂ、支持
コラム８および作業アーム１０からなつている。
すなわち、２つのリンク９Ａ，９Ｂは、それぞれ
支持コラム８の先端屈曲部８ａの両端に設けられ
た異なる２つの支点、およびその２支点間距離に
等しい間隔でかつ先端屈曲部８ａに平行となるよ
う配置された作業アーム10上の異なる２点で回動
自在に支持されている。そして、リンク９Ａは油
圧シリンダ７の伸縮により揺動するように、支点
Ｍを境にして作業アーム１０の反対側にそのピス
トンロツド７ａが取付けられている。なお、ピス
トンロツド７ａの先端はリンク９Ａの作業アーム
側に取付けられていても差し支えなく、その場合
には油圧シリンダ７の伸縮によるリンク９Ａの上
下の揺動が逆になるだけである。このようにリン
ク９Ａの揺動により、平行四辺形リンク機構６に
おける作業アーム１０は、常に支持コラム８の先
端屈曲部８ａの傾斜方向に平行な姿勢を維持しな
がら上下動することができる。

なお、リンク９Ｂに油圧シリンダ７のピストン
ロツド７ａを取付けても同様に作動させることが
できるし、また、リンク９Ａを揺動駆動する場合
にはリンク９Ｂに引張力のみ作用するので、リン
クに代えてロープなどの支持部材を用いることも
できる。また、支持コラム８は先端屈曲部８ａが
形成されていなくても、２つの支持部材９が真直
な支持コラム上の異なる２点で回動支持されてれ
ば、同様に機能させることができる。

このような平行四辺形リンク機構６により上下
動する作業アーム１０の先端には、常時鉛直姿勢
を維持する角度で、第１図ｂに示すようなノズル
保持体５が取付けられている。これは、例えば鋼
板製の箱体で、補修作業中に炉体から受ける輻射
熱を保護するためのウオータジヤケツト１１が適
宜形成され、その内部に鉛直方向に延びる水平回
転可能な粉末炉材圧送用の炉材搬送管１２が装着
されている。そして、この搬送管１２の下端に水
と混合されたスラリ状炉材を噴出する吹付ノズル
２が、鉛直面内で揺動可能に設けられている。

炉材搬送管１２は、ノズル保持体５の上部にお
いて回転継手１３を介して、粉末炉材を圧縮空気
により圧送する炉材供給ホース１４に接続され、
上下２つの軸受１５Ａ，１５Ｂによつて回転可能
にかつ鉛直に支承されている。この炉材搬送管１
２にはベベルギヤ１６が固着され、第１図ａに示
す電動機１７によつて駆動される伝動軸１８に取
付けられたベベルギヤ１９との噛み合いにより、
回転されるようになつている。その下端には関節
継手２０が形成され、吹付ノズル２の揺動の如何
によらず炉材を吹付ノズル２内へ導出させること
ができるように配慮されている。すなわち、関節
継手２０は、例えば円筒状に形成されて炉材搬送
管１２と一体となつているノズル支持部２０ａ
と、それに外嵌された円筒状のノズル基部２０ｂ
とからなつている。ノズル支持部２０ａには炉材
を導出するための広角の孔２１が開口され、吹付
ノズル２の如何なる揺動角度においても炉材搬送
管１２と連通が可能となつている。なお、ノズル
基部２０ｂには炉材搬送管１２と干渉することな
く吹付ノズル２が揺動できるように、周方向に搬
送管１２の径よりやや広幅の切欠き孔２２が設け
られている。この切欠き孔２２を通して粉末炉材
に水を供給する給水パイプ２３の先端がノズル支
持部２０ａに開口され、その給水パイプ２３はノ
ズル保持体５に取付けられている回転継手２４に
接続されている。その結果、給水ホース２５から
の水は、炉材搬送管１２と共に給水パイプ２３が
回転していても回転継手２４を介してノズル支持
部２０ａ内に供給される。なお、粉末炉材をスラ
リ状にするための水は関節継手２０に限らず、炉
材搬送管１２の他の個所や吹付ノズル２内へ供給
するようにしてもよい。このようなスラリ状の炉
材を噴出する吹付ノズル２のノズル基部２０ｂに
は小さなブラケツト２６が一体化され、それにピ
ン連結されたロツド２７が炉材搬送管１２に外嵌
されたスライダ２８に取付けられている。したが
つて、図示しない上下動機構によつてスライダ２
８が変位すると、ロツド２７を介して吹付ノズル
２がノズル支持部２０ａの回りで、すなわち、鉛
直面内で揺動することができる。

このような構成の実施例によれば、次のように
して電気炉３のライニング面を補修することがで
きる。

電気炉３が稼働状態にあり熱間補修装置１が休
止しているときは、第１図ａに示す油圧シリンダ
７が縮小され、リンク９Ａが支持コラム８の先端
屈曲部８ａの下側の支点Ｍを中心にして矢印２９
方向に回転され、第２図のような状態とされる。
このような状態においては、平行四辺形リンク機
構６が支持コラム８の直上に位置され、長尺な作
業アーム１０は炉横の上方空間に退避される。そ
の結果、本装置の格納時の占有面積は小さくな
り、電気炉３の近傍に精錬などのために必要な付
帯設備をを設置する余地が確保される。

一方、電気炉３内にスクラツプなどが装入さ
れ、精錬が行なわれる間に炉に内張りされている
ライニングが浸蝕される。そこで、出鋼直後の未
だ溶解後の熱が残つている状態で、炉壁の損耗個
所に炉材を吹付けると、それがライニング面に付
着すると共に水分は蒸発されて炉材が固まり、ラ
イニングを補修することができる。そのために、
油圧シリンダ７が第１図ａのように伸長され、リ
ンク９Ａの矢印２９の反対方向への揺動により、
平行四辺形リンク機構６が電気炉３側に傾斜され
る。そのような作動において作業アーム１０の姿
勢は常に一定の傾斜、すなわち、本例の場合には
支持コラム８の先端屈曲部８ａに平行な傾斜が維
持されながら、炉上に移行する。作業アーム１０
に固着一体化されているノズル保持体５は、常に
鉛直に維持されることになり、それが炉軸に至る
まで油圧シリンダ７が伸長される。なお、ノズル
保持体５を炉軸線に沿つて上下させながら補修で
きることが望ましいので、補修作業におけるノズ
ル保持体５の炉内上限位置を下限位置において、
ノズル保持体５が炉軸に位置するように平行四辺
形リンク機構６の寸法と電気炉３からの距離を選
定しておく。そうすれば、例えばリンク９Ａの支
持間距離Ｌが3.7メートルで、ノズル保持体５を
1.2メートル上下させる場合でさえ、ノズル保持
体５が炉軸線より炉体の半径方向に変位する最大
の変位量は、僅か25ミリメートルで済む。したが
つて、後述するように吹付ノズルを回転させて
も、炉壁への噴出距離は全周ほぼ等しくなり、補
修の均等を図ることができる。

このようにして炉軸にノズル保持体５が配置さ
れると、第１図ｂに示す炉材供給ホース１４から
は粉末炉材が圧送され、給水ホース２５からは水
が供給される。炉材は炉材搬送管１２の下端に設
けられた関節継手２０のノズル支持部２０ａに供
給され、水は給水パイプ２３を介して炉材に混ぜ
られる。炉材供給ホース１４には例えば５Kg／cm²
Ｇの圧力が作用しているので、その力によつてス
ラリ状となつている炉材が、ノズル支持部２０ａ
の広角な孔２１を通して吹付ノズル２に供給さ
れ、その噴出口より勢いよくライニング面に向け
て噴出される。ノズル保持体５の位置を保持して
周壁を補修するときは、電動機１７が駆動され、
２つのベベルギヤ１９，１６を介して炉材搬送管
１２が回転される。その際、炉材供給ホース１４
からの炉材および給水ホース２５からの水は、そ
れぞれ回転継手１３，２４を介して供給され、炉
材搬送管１２の回転が阻害されたり炉材などの供
給が跡絶えることはない。この炉材搬送管１２の
回転によつて、吹付ノズル２はその噴出角度を維
持したまま関節継手２０を介して回転される。

ノズル保持体５を上下させて吹付ノズル２を炉
底方向に変位させる場合には、油圧シリンダ７が
さらに伸長される。上述したようにこのノズル保
持体５の上下動による炉軸線から炉壁への変位量
は無視できるほど少ないものであるので、たと
え、ノズル保持体５が変位していても、吹付け距
離に殆ど差が生じなく、その高さ位置における全
周補修も均等に行なわれる。また、図示しないが
別途プツシユプルケーブルを用いるなどしてレバ
ーを揺動させ、炉材搬送管１２に外嵌されたスラ
イダ２８を上下させれば、吹付ノズル２はロツド
２７を介してノズル支持部２０ａを中心に揺動す
るので、その噴出口を所望の方向とすることがで
きる。したがつて、炉底を補修する場合などに
は、噴出口を破線で示すように下方に向けること
ができる。もちろん、その状態で炉材搬送管１２
を回転することもできるので、噴出口をやや傾斜
させれば、炉底をサークル状に補修することもで
きるのは言うまでもない。したがつて、ライニン
グ全域にわたつて隈無く補修することができる。
なお、このような作業において、炉材を圧送する
炉材供給ホース１４のたるみ量が少なく、かつ、
平行四辺形リンク機構６の変位によるその曲折の
変化も少ないので、炉材の吹付量に変動の生じる
のが回避される。さらには、吹付ノズルを長くし
て、ノズル保持体の昇降運動と吹付ノズルの揺動
運動を組み合せれば、噴出口からライニング面ま
での吹付け距離を、炉体の形状の如何によらずほ
ぼ一定とすることができる。その結果、一定量で
供給される炉材の単位時間当りの吹付け面積や吹
付け厚みが同等となり、例えば、別途設けられた
コントロールボツクスに補修個所を指定するなど
すれば、全ライニング面の如何なる個所において
も、自動的に同一条件で同等の精度を得る補修を
行なわせることができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の実施例の説明から判るように、
揺動駆動されるリンクを含む２つの支持部材が、
支持コラム上の異なる２点でそれぞれ回動自在に
支承され、これら支持部材と支持コラムと共に平
行四辺形リンク機構を構成する作業アームの先端
にノズル保持体が取付けられているので、電気炉
の近傍で占有面積を小さくして格納でき、加え
て、稼働時には炉材を噴出する吹付ノズルの鉛直
姿勢を維持してほぼ炉軸線に沿つて上記平行四辺
形リンク機構を使用して昇降させることができ
る。また、ノズル保持体内に鉛直方向に延びる水
平回転可能な粉末炉材圧送用の炉材搬送管が装着
され、この炉材搬送管の下端に水と混合されたス
ラリ状炉材を噴出する吹付ノズルが、鉛直面内で
揺動可能に設けられているので、噴出角度を容易
に変更できると共に、炉壁や炉底の全ライニング
面ならびにある高さ位置における全周壁の均等な
所望の補修が、正確かつ迅速に熱間で、作業者に
重労働を強いることなく行なうことができる。も
ちろん、吹付ノズルに至る炉材はノズル保持体で
遮熱された状態で搬送され、熱を受けると固化す
るスラリ状炉材の性状が安定する。

さらに、吹付ノズルが炉材搬送管に沿つて移動
するスライダを介して遠隔的に操作され、それに
よつて鉛直面内で揺動可能となつているので、駆
動装置が高熱雰囲気中にあれば起こりやすい作動
障害も回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の熱間補修装置を電気炉横に
設置した全体および作動説明図、第１図ｂは作業
アームの先端に取付けられたノズル保持体ならび
に吹付ノズルなどの断面図、第２図は熱間補修装
置の格納状態図、第３図は従来の電気炉耐火壁の
熱間補修装置の全体および作動説明図である。 ２……吹付ノズル、３……電気炉、５……ノズ
ル保持体、６……平行四辺形リンク機構、８……
支持コラム、９……支持部材、９Ａ……リンク、
１０……作業アーム、１２……炉材搬送管、２０
……関節継手、２８……スライダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 揺動駆動されるリンクを含む２つの支持部材
   が、電気炉炉横に立設された支持コラム上の異な
   る２点でそれぞれ回動自在に支承され、 これら支持部材と前記支持コラムと共に平行四
   辺形リンク機構を構成するように作業アームが設
   けられ、 その作業アームの下端が電気炉内ではほぼその
   炉軸線に沿つて上下変位すると共に電気炉外では
   炉横上部へ退避するように、上記平行四辺形リン
   ク機構が配置され、 その作業アームの下端部に、鉛直方向に延びる
   粉末炉材圧送用の炉材搬送管を、水平回転可能に
   軸承するノズル保持体が取付けられ、 上記炉材搬送管の下端に関節継手を介して吹付
   ノズルが装着され、 水と混合されたスラリ状炉材を噴出する吹付ノ
   ズルが、炉材搬送管に沿つて移動するスライダを
   介して遠隔的に操作され、それによつて鉛直面内
   で揺動可能に設けられていることを特徴とする電
   気炉内ライニングの熱間補修装置。