JP2017122178A - Shaped refractory stacking system, shaped refractory stacking method, and method for constructing coke furnace - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shaped refractory stacking system for joining shaped refractories having a complicated form such as a rectangular form, a trapezoidal shape and an L-shaped form and having ruggedness called as dowel for rubbing prevention on each side, and uniformly coating a surface with mortar to efficiently stack up the shaped refractories, a shaped refractory stacking method, and a method for constructing a coke furnace.SOLUTION: Provided is a shaped refractory stacking system of stacking up shaped refractories 11-14 for a coke furnace, comprising: a robot 30 for grasping shaped refractories provided with a hand 32 for grasping the shaped refractory 14; control means for controlling the robot 30 in a state where the shaped refractory 14 grasped with the hand 32 is separated from a position at which the shaped refractory 14 is stacked; and a mortar injection mozzle 40 for injecting mortar into a gap between the held shaped refractory 14 and a member 12 adjacent to the shaped refractory 14.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コークス炉用定型耐火物を積み上げる定型耐火物積みシステムに関するものであり、特に、定型耐火物を精度よく積み上げることができる定型耐火物積みシステムに関するものである。また、本発明は、定型耐火物積み方法およびコークス炉建設方法に関するものである。   The present invention relates to a fixed refractory stacking system for stacking fixed refractories for a coke oven, and more particularly to a fixed refractory stacking system capable of accurately stacking fixed refractories. The present invention also relates to a standard refractory stacking method and a coke oven construction method.

製鉄に用いられる冶金用コークスは、室炉式コークス炉で石炭を乾留することによって製造される。室炉式コークス炉は、炭化室と、該炭化室に熱を供給する燃焼室とを炉幅方向に交互に配置することによって構成されており、炭化室と燃焼室とを隔てる耐火レンガ等の定型耐火物を介して燃焼室から炭化室へ熱が供給される。室炉式コークス炉には100門以上の炉室を備えるものもあり、その全長は100m以上、高さは10m以上におよぶ巨大レンガ構造物といえる。   Metallurgical coke used for iron making is produced by dry distillation of coal in a chamber furnace type coke oven. A chamber-type coke oven is configured by alternately arranging a carbonization chamber and a combustion chamber that supplies heat to the carbonization chamber in the furnace width direction, such as a refractory brick that separates the carbonization chamber and the combustion chamber. Heat is supplied from the combustion chamber to the carbonization chamber via a fixed refractory. Some furnace-type coke ovens have more than 100 furnace chambers, and can be said to be huge brick structures with a total length of 100 m or more and a height of 10 m or more.

また、コークス炉を構成するレンガ等の定型耐火物は、一般的な建築物用のレンガと異なり、上面から見た形状が長方形、台形、L字型など、複雑な形状をしている。さらに、それらレンガの側面、上面、および底面には、ダボと呼ばれる、ズレ防止用の凹凸が設けられている。コークス炉は、このように極めて複雑な形状を有するレンガを組み合わせて建設される。   In addition, a regular refractory such as a brick constituting a coke oven has a complicated shape such as a rectangular shape, a trapezoidal shape, and an L-shape when viewed from the top, unlike a brick for a general building. Furthermore, unevenness for preventing misalignment, called dowels, is provided on the side, top and bottom surfaces of the bricks. The coke oven is constructed by combining bricks having such extremely complicated shapes.

このような複雑さのため、コークス炉の築炉は、現在、築炉工による手積み作業で行われている。手積みによる築炉では、レンガを積む位置にコテを用いて所定の目地厚になるようにモルタルを塗布し、次いで、モルタル上へレンガを積み上げるという作業を繰り返し行う必要がある。このモルタルは耐火物同士を接合するとともに、その厚み(目地)で耐火物の積み精度を吸収する機能も併せ持つ。このように、複雑な形状のレンガ表面にモルタルを所定の厚みで均一に塗布する必要があり、築炉工には極めて高度な技能が要求されている。しかしながら、そのような技能を有する熟練した築炉工は常に不足している。   Due to this complexity, the construction of coke ovens is currently being carried out by hand-building work by the furnace builder. In the construction by hand stacking, it is necessary to repeat the work of applying mortar to a predetermined joint thickness using a trowel at a position where the brick is stacked, and then stacking the brick on the mortar. This mortar joins refractories together and has a function of absorbing the stacking accuracy of the refractories by its thickness (joint). Thus, it is necessary to uniformly apply mortar with a predetermined thickness on the surface of a brick having a complicated shape, and extremely high skill is required for the furnace builder. However, there is always a shortage of skilled furnace builders with such skills.

そこで、例えば、特許文献1に記載さているようなロボット等を用いたシステムにより、コークス炉用定型耐火物を積む作業を自動化することが求められている。   Therefore, for example, it is required to automate the work of loading the fixed refractory for the coke oven by a system using a robot or the like as described in Patent Document 1.

特表2009−521630号公報Special table 2009-521630

しかし、特許文献1に記載されたシステムは、一般的な建築物の建築におけるレンガ積みのために開発されたものであるため、前述したように定型耐火物の形状が複雑であり、かつ、極めて高い精度で定型耐火物を積上げることが要求されるコークスの建設に用いることはできない。   However, since the system described in Patent Document 1 was developed for brickwork in the construction of a general building, the shape of the fixed refractory is complicated as described above, and It cannot be used for the construction of coke, which requires stacking of regular refractories with high accuracy.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、定型耐火物を精度よく、効率的に積み上げることができる定型耐火物積みシステム、定型耐火物積み方法、およびコークス炉建設方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fixed refractory stacking system, a fixed refractory stacking method, and a coke oven construction method capable of accurately and efficiently stacking fixed refractories. With the goal.

本発明者らは、コークス炉用定型耐火物の積み作業を、ロボットを利用して精度良く行う方法について鋭意検討を行った結果、以下の知見を得た。   As a result of intensive studies on a method for accurately performing a stacking operation of coke oven refractories using a robot, the present inventors have obtained the following knowledge.

図3は、従来築炉工が行っていた作業を、その手順のままロボットを用いて自動化した場合の定型耐火物積み作業を示す模式図である。図3では、3つの定型耐火物100が既に積まれた状態にあり、定型耐火物100同士の間には目地材としてのモルタル110が塗布されている。そこへ、新たな定型耐火物101を積む場合、定型耐火物101はロボットハンド120に把持された状態で、図中に矢印で示したように予め定められた積み位置へ積まれる。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a routine refractory stacking operation in the case where the work conventionally performed by a furnace builder is automated using a robot with the procedure. In FIG. 3, three fixed refractories 100 are already stacked, and a mortar 110 as a joint material is applied between the fixed refractories 100. When a new standard refractory 101 is loaded there, the standard refractory 101 is held by the robot hand 120 and is stacked at a predetermined stacking position as indicated by an arrow in the drawing.

このとき、通常の手順では、定型耐火物101が積まれる位置に予めモルタル130が塗布される。モルタル130は、通常多めに塗布されており、モルタル130を押しつぶすようにロボットハンド120によって定型耐火物101が位置合わせされる。しかし、このような方法では、モルタルの反力が大きいため、定型耐火物を所定の積み位置に高精度に位置合わせすることが困難となる場合がある。例えば、発明者らの検討によれば、目標とする目地厚を4mmとした場合に初期モルタル厚み8mmとすると、耐火物の押し付け反力は数10kg以上となって耐火物を十分に押し付けられずに所定の位置に固定できない場合があった。また、これを避けるために押し付け圧を大きくしようとすると、ロボットを大型化する必要があり、設備の大型化とコストの増加を招く。   At this time, in a normal procedure, the mortar 130 is applied in advance to a position where the standard refractory 101 is stacked. The mortar 130 is usually applied in a large amount, and the fixed refractory 101 is aligned by the robot hand 120 so as to crush the mortar 130. However, in such a method, since the reaction force of the mortar is large, it may be difficult to align the fixed refractory with a predetermined stacking position with high accuracy. For example, according to the study by the inventors, when the target joint thickness is 4 mm and the initial mortar thickness is 8 mm, the pressing reaction force of the refractory becomes several tens of kg or more and the refractory cannot be pressed sufficiently. In some cases, it could not be fixed in place. In order to avoid this, if the pressing pressure is increased, it is necessary to increase the size of the robot, which increases the size of the equipment and the cost.

さらに、コークス炉の強度を確保するためには、定型耐火物同士の間隙におけるモルタルの充填率を高くする必要がある。そこで、高い充填率を得るために、目地材として必要な量以上のモルタルを塗布しておき、そこに定型耐火物を押し付けることによってモルタルを目地からはみ出させ、はみ出した分を除去することが行われる。この除去工程は作業全体の効率を低下させていた。   Furthermore, in order to ensure the strength of the coke oven, it is necessary to increase the filling rate of mortar in the gaps between the regular refractories. Therefore, in order to obtain a high filling rate, it is necessary to apply more mortar than the amount necessary for the joint material and to push the fixed refractory to the mortar so that it protrudes from the joint and removes the excess. Is called. This removal process has reduced the overall efficiency of the work.

以上の知見に基づき検討を行い、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
1.コークス炉用定型耐火物を積み上げる定型耐火物積みシステムであって、
定型耐火物を把持するハンドを備えた定型耐火物把持用ロボットと、
前記ハンドで把持した定型耐火物を、該定型耐火物を積む位置から離した状態で保持するよう前記ロボットを制御する制御手段と、
前記保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間隙にモルタルを注入するためのモルタル注入ノズルとを備える、定型耐火物積みシステム。
Based on the above findings, the present invention has been completed. That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
1. A fixed refractory stacking system for stacking fixed refractories for coke ovens,
A robot for gripping fixed refractories with a hand for gripping fixed refractories,
Control means for controlling the robot to hold the fixed refractory gripped by the hand in a state separated from the position where the fixed refractory is stacked;
A fixed refractory stacking system comprising: the held fixed refractory and a mortar injection nozzle for injecting mortar into a gap between a member adjacent to the fixed refractory.

2.モルタル注入用アームロボットをさらに備え、
前記モルタル注入用アームロボットのアーム先端に前記モルタル注入ノズルが設けられている、前記1に記載の定型耐火物積みシステム。
2. Further equipped with a mortar injection arm robot,
The fixed refractory stacking system according to 1 above, wherein the mortar injection nozzle is provided at an arm tip of the mortar injection arm robot.

3.前記モルタル注入ノズルの先端における短手方向長さが、8mm以下である、前記1または2に記載の定型耐火物積みシステム。 3. The fixed refractory stacking system according to 1 or 2, wherein a length in a short direction at a tip of the mortar injection nozzle is 8 mm or less.

4.コークス炉用定型耐火物を積み上げる定型耐火物積み方法であって、
定型耐火物を把持するハンドを備えた定型耐火物把持用ロボットを用いて、前記ハンドで把持した定型耐火物を、該定型耐火物を積む位置から離した状態で保持し、
モルタル注入ノズルを用いて、前記保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間にモルタルを注入する、定型耐火物積み方法。
4). A standard refractory stacking method for stacking standard refractories for a coke oven,
Using a fixed refractory gripping robot equipped with a hand for gripping a fixed refractory, hold the fixed refractory gripped by the hand in a state separated from the position where the fixed refractory is stacked,
A standard refractory stacking method in which mortar is injected between the held regular refractory and a member adjacent to the regular refractory using a mortar injection nozzle.

5.前記モルタル注入ノズルが、モルタル注入用ロボットのアーム先端に設けられている、前記4に記載の定型耐火物積み方法。 5. 5. The standard refractory stacking method according to 4, wherein the mortar injection nozzle is provided at an arm tip of a mortar injection robot.

6.コークス炉用定型耐火物を積み上げてコークス炉を建設するコークス炉建設方法であって、
定型耐火物を把持するハンドを備えた定型耐火物把持用ロボットを用いて、前記ハンドで把持した定型耐火物を、該定型耐火物を積む位置から離した状態で保持し、
モルタル注入ノズルを用いて、前記保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間にモルタルを注入する、コークス炉建設方法。
6). A coke oven construction method for constructing a coke oven by stacking standard refractories for a coke oven,
Using a fixed refractory gripping robot equipped with a hand for gripping a fixed refractory, hold the fixed refractory gripped by the hand in a state separated from the position where the fixed refractory is stacked,
A method for constructing a coke oven, in which mortar is injected between the held fixed refractory and a member adjacent to the fixed refractory using a mortar injection nozzle.

7.前記モルタル注入ノズルが、モルタル注入用ロボットのアーム先端に設けられている、前記6に記載のコークス炉建設方法。 7). 7. The coke oven construction method according to 6, wherein the mortar injection nozzle is provided at an arm tip of a mortar injection robot.

本発明によれば、モルタルを注入する前に定型耐火物を所定の位置に保持するため、極めて高い精度で定型耐火物を積むことができる。また、モルタルを故意にはみ出させ、はみ出したモルタルを除去する必要がないため、効率的に定型耐火物を積むことができる。   According to the present invention, since the fixed refractory is held at a predetermined position before the mortar is injected, the fixed refractory can be stacked with extremely high accuracy. Further, since it is not necessary to cause the mortar to intentionally protrude and to remove the protruding mortar, it is possible to efficiently load the regular refractory.

本発明の一実施形態における定型耐火物積みシステムを示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a fixed form refractory stacking system in one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態における定型耐火物積みシステムを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fixed form refractory stacking system in other embodiment of this invention. 従来築炉工が行っていた作業を、その手順のままロボットを用いて自動化した場合の定型耐火物積み作業を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fixed refractory stacking operation | work at the time of automating the operation | work which the conventional erection worker has performed using the robot with the procedure.

次に、本発明を実施する方法について具体的に説明する。本発明の定型耐火物積みシステムは、定型耐火物を把持するハンドを備えた定型耐火物把持用ロボットと、前記ハンドで把持した定型耐火物を、該定型耐火物を積む位置から離した状態で保持するよう前記ロボットを制御する制御手段と、前記保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間隙にモルタルを注入するためのモルタル注入ノズルとを備えている。また、本発明の定型耐火物積み方法においては、定型耐火物を把持するハンドを備えた定型耐火物把持用ロボットを用いて、前記ハンドで把持した定型耐火物を、該定型耐火物を積む位置から離した状態で保持し、モルタル注入ノズルを用いて、前記保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間にモルタルが注入される。   Next, a method for carrying out the present invention will be specifically described. The fixed refractory stacking system of the present invention is a state in which a fixed refractory gripping robot having a hand for gripping a fixed refractory and a fixed refractory gripped by the hand are separated from a position where the fixed refractory is stacked. Control means for controlling the robot to hold, and a mortar injection nozzle for injecting mortar into a gap between the held fixed refractory and a member adjacent to the fixed refractory. Further, in the standard refractory stacking method of the present invention, a fixed refractory gripped by the hand using a fixed refractory gripping robot provided with a hand for gripping the fixed refractory, and a position where the fixed refractory is stacked. The mortar is injected between the held fixed refractory and a member adjacent to the fixed refractory using a mortar injection nozzle.

[定型耐火物]
前記定型耐火物としては、特に限定されることなく、レンガやプレキャストブロック等、任意の定型耐火物を用いることができる。なかでも、手積みでコークス炉を建設する際に用いられる通常の定型耐火物を用いることが好ましい。通常の定型耐火物を使用することにより、本発明の方法で築炉する場合においても、従来と同様の炉の設計とすることが可能となり、その結果、少なくとも従来と同等の炉の性能を保証することが可能となる。また、大型のモジュールレンガを用いた場合には、亀裂が入った場合にモジュール全体にわたって亀裂が広がるおそれがあるが、通常の定型耐火物を使用すれば、仮に定型耐火物に亀裂が入ったとしても、その亀裂の伝搬を1つの定型耐火物内でとどめることができる。なお、ここでいう通常の定型耐火物とは、モジュールレンガではない、手積み用の定型耐火物全般を指すが、その寸法は、一般的には、高さ10〜15cm、水平方向の長さが20〜40cmである。
[Standard refractories]
The fixed refractory is not particularly limited, and any fixed refractory such as brick or precast block can be used. Especially, it is preferable to use the normal fixed refractory material used when constructing a coke oven by hand. By using a regular refractory, it is possible to design a furnace similar to the conventional one even when building a furnace by the method of the present invention. As a result, at least the performance of the conventional furnace is guaranteed. It becomes possible to do. In addition, when large module bricks are used, cracks may spread over the entire module when cracks occur. However, if regular regular refractories are used, the regular refractories may be cracked. However, the propagation of the crack can be confined within one fixed refractory. In addition, the normal fixed refractory here refers to general fixed refractories for hand-loading that are not module bricks, but the dimensions are generally 10 to 15 cm in height and the length in the horizontal direction. Is 20 to 40 cm.

[定型耐火物把持用ロボット]
上記定型耐火物把持用ロボットとしては、定型耐火物を把持するハンドを備えたものであれば、任意のロボットを使用することができる。作業効率や設置スペースの観点からは、産業用ロボットの一種であるアーム型ロボットを用いることが好ましく、垂直多関節型ロボットを用いることがより好ましい。
[Standard refractory gripping robot]
As the fixed refractory gripping robot, any robot can be used as long as it has a hand for gripping the fixed refractory. From the viewpoint of work efficiency and installation space, it is preferable to use an arm type robot that is a kind of industrial robot, and it is more preferable to use a vertical articulated type robot.

前記定型耐火物把持用ロボットは、定型耐火物を把持するためのハンドを有している。定型耐火物把持用ロボットとしてアームを有するロボットを用いる場合には、該アームの先端に前記ハンドを備えることが好ましい。ハンドの構造はとくに限定されず、定型耐火物の把持と開放を適切に行えるものであれば任意のものを用いることができる。使用可能なハンドの例としては、平行開閉型ハンド、支点開閉型ハンド、真空吸着型ハンドなどが挙げられる。   The fixed refractory holding robot has a hand for holding the fixed refractory. When a robot having an arm is used as the fixed refractory gripping robot, the hand is preferably provided at the tip of the arm. The structure of the hand is not particularly limited, and any hand can be used as long as it can appropriately hold and release the fixed refractory. Examples of usable hands include a parallel open / close type hand, a fulcrum open / close type hand, and a vacuum suction type hand.

[制御手段]
本発明の定型耐火物積みシステムは、前記ハンドで把持した定型耐火物を、該定型耐火物を積む位置から離した状態で保持するよう前記定型耐火物把持用ロボットを制御する制御手段を備えている。このように定型耐火物を保持した状態で、前記保持された定型耐火物と該定型耐火物に隣接する部材との間隙にモルタルが注入される。前記制御装置は、モルタルの注入が行われている間、定型耐火物が動いてしまわないように前記定型耐火物把持用ロボットを制御することが好ましい。また、前記制御手段は、後述するモルタル注入用アームロボットを制御する制御装置を兼ねていてもよい。
[Control means]
The fixed refractory stacking system of the present invention comprises a control means for controlling the fixed refractory gripping robot to hold the fixed refractory gripped by the hand in a state separated from a position where the fixed refractory is stacked. Yes. In this state where the fixed refractory is held, mortar is injected into the gap between the held fixed refractory and the member adjacent to the fixed refractory. It is preferable that the control device controls the fixed refractory holding robot so that the fixed refractory does not move while the mortar is being injected. Moreover, the said control means may serve as the control apparatus which controls the arm robot for mortar injection | pouring mentioned later.

[モルタル注入用ノズル]
本発明の定型耐火物積みシステムは、定型耐火物把持用ロボットによって保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間隙にモルタルを注入するためのモルタル注入ノズルとを備えている。モルタル注入ノズルの形状は特に限定されず、前記間隙にモルタルを注入することができるものであれば任意のノズルを用いることができる。
[Mortar injection nozzle]
A fixed refractory stacking system according to the present invention includes a fixed refractory held by a fixed refractory grasping robot and a mortar injection nozzle for injecting mortar into a gap between members adjacent to the fixed refractory. Yes. The shape of the mortar injection nozzle is not particularly limited, and any nozzle can be used as long as it can inject mortar into the gap.

前記間隙に隙間なくモルタルを注入するという観点からは、モルタル注入用ノズルの厚さを、前記間隙の厚さよりも小さくすることが好ましい。モルタル注入用ノズルの少なくとも先端部分の厚さが、前記間隙の厚さよりも小さければ、該間隙の内部にモルタル注入用ノズルを挿入してモルタルを注入できるため、モルタルが充填されていない部分が生じることを防止することができる。前記間隙の厚さ、すなわち、定型耐火物把持用ロボットによって保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との距離は、両者の間に形成する目地厚に応じて決定される。したがって、ノズルの厚さも目地厚に応じて調整すれば良いが、一般的なコークス炉の建設であれば、ノズルの厚さを8mm以下とすることが好ましく、5mm以下とすることがより好ましい。一方、ノズルの厚さが小さすぎると、必要な量のモルタルを吐出するのにかかる時間が増加することに加え、モルタルを吐出するために必要な圧力が過大となる場合があるため、ノズルの厚さは2mm以上とすることが好ましい。   From the viewpoint of injecting mortar into the gap without any gap, it is preferable that the thickness of the mortar injection nozzle is smaller than the thickness of the gap. If the thickness of at least the tip of the mortar injection nozzle is smaller than the thickness of the gap, the mortar can be injected by inserting the mortar injection nozzle into the gap, so that a portion not filled with mortar is generated. This can be prevented. The thickness of the gap, that is, the distance between the fixed refractory held by the fixed refractory grasping robot and the member adjacent to the fixed refractory is determined according to the joint thickness formed between them. . Therefore, the thickness of the nozzle may be adjusted according to the joint thickness. However, in the construction of a general coke oven, the thickness of the nozzle is preferably 8 mm or less, and more preferably 5 mm or less. On the other hand, if the nozzle thickness is too small, the time required to discharge the required amount of mortar will increase and the pressure required to discharge the mortar may become excessive. The thickness is preferably 2 mm or more.

同様に、前記間隙に隙間なくモルタルを注入するという観点からは、モルタル注入用ノズルの長さを、定型耐火物の奥行きの50%以上とすることが好ましく、70%以上とすることが好ましい。これにより、該間隙の奥までモルタル注入用ノズルを挿入してモルタルを注入できるため、モルタルが充填されていない部分が生じることを防止することができる。なお、一般的なコークス炉用定型耐火物の奥行きは100mm程度であるため、モルタル注入用ノズルの長さは、50mm以上とすることが好ましく、70mm以上とすることが好ましい。なお、前記長さの全体にわたって、上述した好適な厚さを有していることがさらに好ましい。   Similarly, from the viewpoint of injecting mortar into the gap without any gap, the length of the mortar injection nozzle is preferably 50% or more of the depth of the standard refractory, and preferably 70% or more. Thereby, since the mortar injection nozzle can be inserted into the back of the gap to inject the mortar, it is possible to prevent a portion that is not filled with mortar from occurring. Since the depth of a typical refractory for a coke oven is about 100 mm, the length of the mortar injection nozzle is preferably 50 mm or more, and more preferably 70 mm or more. In addition, it is more preferable that it has the suitable thickness mentioned above over the said whole length.

前記モルタル注入用ノズルへのモルタルの供給は任意の方法で行うことができるが、例えば、ホースなどを通じてモルタル注入用ノズルへ接続されたポンプや、スクリューフィーダー等を用いて行うことができる。   Although the supply of mortar to the mortar injection nozzle can be performed by any method, for example, it can be performed using a pump connected to the mortar injection nozzle through a hose or the like, a screw feeder, or the like.

前記モルタル注入用ノズルを用いたモルタルの注入は、人手で行ってもよく、ロボットを用いて行ってもよい。人手で行う場合には、定型耐火物把持用ロボットが定型耐火物を積む位置から離した状態で保持している状態で、作業者がモルタル注入用ノズルを操作して、前記保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間隙にモルタルを注入すれば良い。   The mortar injection using the mortar injection nozzle may be performed manually or using a robot. When performing manually, the fixed refractory holding robot is held away from the position where the fixed refractory is loaded, and the operator operates the mortar injection nozzle to hold the fixed refractory. What is necessary is just to inject | pour mortar into the clearance gap between a thing and the member adjacent to this fixed form refractory.

図1は、本発明の一実施形態における定型耐火物積みシステムを示す模式図であり、作業者がモルタル注入用ノズルを操作する場合を想定したものである。定型耐火物11、12、13が既に積まれており、それらの間には目地材としてのモルタル20が充填されている。そして、次に、定型耐火物12の上へ新たな定型耐火物14が積まれる。定型耐火物14は、定型耐火物把持用ロボット30のアーム31先端に設けられたハンド32によって把持されている。定型耐火物把持用ロボット30は、図示されない制御手段により制御されており、図に示したように、定型耐火物14を積む位置、すなわち定型耐火物12、13から目地材の厚みの分だけ離れた位置に定型耐火物14を保持して停止する。この状態で、作業者はモルタル注入用ノズル40を操作して、定型耐火物14と12の間、および14と13の間の間隙に、モルタルを注入する。モルタル注入用ノズル40にはホース50とポンプ60が接続されており、モルタルが供給される。モルタルの注入量は、モルタルの吐出動作をオン/オフするためのスイッチを設けておき、作業者が前記スイッチを操作することで調整しても良いし、モルタルが注入される間隙の体積から必要なモルタルの量を予め求めておき、その量を自動的に吐出するようにすることもできる。後者の場合、吐出量を制御するための吐出量制御手段を設けることができる。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a standard refractory stacking system according to an embodiment of the present invention, and assumes a case where an operator operates a mortar injection nozzle. Standard refractories 11, 12, and 13 are already stacked, and mortar 20 as a joint material is filled between them. Then, a new standard refractory 14 is stacked on the standard refractory 12. The fixed refractory 14 is gripped by a hand 32 provided at the tip of an arm 31 of a fixed refractory gripping robot 30. The fixed refractory gripping robot 30 is controlled by a control means (not shown), and as shown in the figure, the position where the fixed refractory 14 is loaded, that is, away from the fixed refractories 12 and 13 by the thickness of the joint material. The fixed refractory 14 is held at the above position and stopped. In this state, the operator operates the mortar injection nozzle 40 to inject mortar into the gap between the standard refractories 14 and 12 and between 14 and 13. A hose 50 and a pump 60 are connected to the mortar injection nozzle 40 to supply mortar. The injection amount of mortar may be adjusted by setting a switch for turning on / off the mortar discharge operation, and the operator may operate the switch, and it is necessary from the volume of the gap into which the mortar is injected. It is also possible to obtain an appropriate amount of mortar in advance and automatically discharge the amount. In the latter case, a discharge amount control means for controlling the discharge amount can be provided.

また、モルタル注入用ノズルを用いたモルタルの注入を、ロボットを用いて行う場合には、該ロボットとしてはアームロボットを使用し、アーム先端に前記モルタル注入ノズルを設けることが好ましく、前記ロボットとして垂直多関節型ロボットを用いることがより好ましい。   In addition, when mortar injection using a mortar injection nozzle is performed using a robot, it is preferable to use an arm robot as the robot, and to provide the mortar injection nozzle at the tip of the arm. It is more preferable to use an articulated robot.

図2は、モルタル注入用アームロボットを用いた場合を想定した、本発明の他の実施形態における定型耐火物積みシステムを示す模式図である。なお、図1と共通するものには、同じ番号を付している。本実施形態においては、モルタル注入用ノズル40は、モルタル注入用アームロボット70のアーム71の先端に取り付けられており、人手によらず自動的にモルタルの注入を行うよう制御される。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a standard refractory stacking system according to another embodiment of the present invention, assuming a case where an arm robot for mortar injection is used. In addition, the same number is attached | subjected to what is common in FIG. In the present embodiment, the mortar injection nozzle 40 is attached to the tip of the arm 71 of the mortar injection arm robot 70 and is controlled so as to automatically inject mortar regardless of human hands.

なお、人手とロボットのいずれを用いる場合においても、モルタル注入用ノズルを前記間隙に挿入した状態で注入を行うことが好ましく、さらに前記間隙内でノズル先端を移動させながら注入を行うことが好ましい。また、形状や寸法の異なるモルタル注入用ノズルを複数用意しておき、注入される間隙の形状や寸法に応じて、モルタル注入用ノズルを持ち替えて使用することもできる。その場合、モルタル注入用アームロボットのアーム先端には、モルタル注入用ノズルを持ち替えることができるハンド等の、ノズル把持手段を設けることが好ましい。   In addition, when using either a human hand or a robot, the injection is preferably performed with the mortar injection nozzle inserted in the gap, and the injection is preferably performed while moving the nozzle tip in the gap. It is also possible to prepare a plurality of mortar injection nozzles having different shapes and dimensions, and change the nozzles for mortar injection depending on the shape and dimensions of the gap to be injected. In this case, it is preferable to provide nozzle gripping means such as a hand that can change the nozzle for mortar injection at the arm tip of the arm robot for mortar injection.

モルタルの注入を行う際に、定型耐火物把持用ロボットによって定型耐火物を保持する位置は、該定型耐火物を積む位置とすることができる。その場合、該定型耐火物は、既に積まれている定型耐火物や定型耐火物を積むための土台等、隣接する部材から目地厚の分だけ上下左右に離れた位置に浮いた状態で保持されることになる。また、該定型耐火物を積む位置よりも任意の距離上方へずれた位置に保持し、モルタル注入が終了した後、積む位置まで押し込むこともできる。その場合、上方へずらす距離は1〜10mmとすることが好ましく、1〜5mmとすることがより好ましい。   When the mortar is injected, the position where the fixed refractory is held by the fixed refractory gripping robot can be a position where the fixed refractory is loaded. In that case, the fixed refractory is held in a state where it is floated up and down and left and right by an amount corresponding to the joint thickness from an adjacent member such as a fixed refractory already loaded or a base for loading the fixed refractory. Will be. Moreover, it can hold | maintain in the position which shifted | deviated arbitrary distance rather than the position which piles up this fixed form refractory, and can push in to the position to pile up after completion | finish of mortar injection | pouring. In that case, the distance shifted upward is preferably 1 to 10 mm, and more preferably 1 to 5 mm.

次に、本発明を実施する方法について、実施例に基づいてさらに具体的に説明する。なお、以下の説明は、本発明の好適な例を示すものであり、本発明は以下の説明によって何ら限定されるものではない。   Next, the method for carrying out the present invention will be described more specifically based on examples. In addition, the following description shows the suitable example of this invention, and this invention is not limited at all by the following description.

(実施例1)
図1に示したように、作業者がモルタル注入用ノズルを操作する形態にて定型耐火物積み作業を行った。使用した耐火物の寸法は250mm×100mm×150mmで、重量は7kgである。耐火物同士の接合面にはダボと呼ばれる凹凸形状が設けられている。
Example 1
As shown in FIG. 1, a regular refractory stacking operation was performed in such a manner that an operator operated a mortar injection nozzle. The dimensions of the refractory used are 250 mm × 100 mm × 150 mm and the weight is 7 kg. The joint surface between the refractories is provided with an uneven shape called a dowel.

定型耐火物把持用ロボットとしては、可搬重量80kg、7軸自由度を有するアーム型ロボットを使用した。アーム先端には、把持板と呼ばれる2枚の板が開閉する構造のハンドが備えられており、該ハンドの把持力は100kgfである。   As a fixed-type refractory gripping robot, an arm-type robot having a loadable weight of 80 kg and 7-axis freedom was used. At the tip of the arm, a hand called a gripping plate that opens and closes is provided, and the gripping force of the hand is 100 kgf.

定型耐火物を積み上げて建設するコークス炉の炉体構造の設計寸法はあらかじめロボットシステムに与えられている。目標目地厚は4mmであり、ロボットハンドに把持された耐火物は隣接する耐火物と横方向に4mm、上下方向に4mmの間隙を有して宙に浮いた状態で固定される。   The design dimensions of the furnace structure of the coke oven, which is constructed by stacking fixed refractories, are given to the robot system in advance. The target joint thickness is 4 mm, and the refractory grasped by the robot hand is fixed in a state of floating in the air with a gap of 4 mm in the lateral direction and 4 mm in the vertical direction with the adjacent refractory.

モルタル注入ノズルの先端は直径2mmの開口を有しており、4mmの目地間隙の中央を狙うようにノズル先端が設置され、モルタルが注入される。モルタルは25〜35%程度に水分量が調整されており、注入に支障がない程度の流動性を有している。モルタルを注入しつつ、ノズルを左右あるいは上下に動かし、間隙内にエアポケットのような充填不良が無いようにする。   The tip of the mortar injection nozzle has an opening with a diameter of 2 mm. The nozzle tip is placed so as to aim at the center of the joint gap of 4 mm, and mortar is injected. The mortar has a water content adjusted to about 25 to 35%, and has fluidity that does not hinder injection. While injecting the mortar, the nozzle is moved left and right or up and down so that there is no filling defect such as an air pocket in the gap.

(実施例2)
第二の実施例
図2に示したように、モルタル注入用アームロボットがモルタル注入用ノズルを操作する形態にて定型耐火物積み作業を行った。定型耐火物と定型耐火物把持用ロボットの仕様は実施例1と同様とした。
(Example 2)
2nd Example As shown in FIG. 2, the fixed refractory stacking operation was performed in the form which the arm robot for mortar injection operates the nozzle for mortar injection. The specifications of the fixed refractory and the fixed refractory gripping robot were the same as those in Example 1.

モルタル注入用アームロボットとしては、可搬重量15kg、7軸自由度を有するアーム型ロボットを使用し、アーム先端にモルタル注入ノズルを設置した。モルタル注入ノズルへは柔軟なホースを通じてモルタルが供給される。   As an arm robot for mortar injection, an arm type robot having a loadable weight of 15 kg and 7 degrees of freedom was used, and a mortar injection nozzle was installed at the tip of the arm. Mortar is supplied to the mortar injection nozzle through a flexible hose.

上記実施例1、2のいずれにおいても、極めて高い精度で、効率的に定型耐火物を積むことができた。   In any of Examples 1 and 2 above, it was possible to efficiently load the regular refractories with extremely high accuracy.

10〜14 定型耐火物
20 モルタル
30 定型耐火物把持用ロボット
31 アーム
32 ハンド
40 モルタル注入用ノズル
50 ホース
60 ポンプ
70 モルタル注入用アームロボット
71 アーム
100、101 定型耐火物
110 モルタル
120 ハンド
130 モルタル
10 to 14 fixed refractory 20 mortar 30 fixed refractory holding robot 31 arm 32 hand 40 mortar injection nozzle 50 hose 60 pump 70 mortar injection arm robot 71 arm 100, 101 fixed refractory 110 mortar 120 hand 130 mortar

Claims (7)

コークス炉用定型耐火物を積み上げる定型耐火物積みシステムであって、
定型耐火物を把持するハンドを備えた定型耐火物把持用ロボットと、
前記ハンドで把持した定型耐火物を、該定型耐火物を積む位置から離した状態で保持するよう前記ロボットを制御する制御手段と、
前記保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間隙にモルタルを注入するためのモルタル注入ノズルとを備える、定型耐火物積みシステム。
A fixed refractory stacking system for stacking fixed refractories for coke ovens,
A robot for gripping fixed refractories with a hand for gripping fixed refractories,
Control means for controlling the robot to hold the fixed refractory gripped by the hand in a state separated from the position where the fixed refractory is stacked;
A fixed refractory stacking system comprising: the held fixed refractory and a mortar injection nozzle for injecting mortar into a gap between a member adjacent to the fixed refractory.
モルタル注入用アームロボットをさらに備え、
前記モルタル注入用アームロボットのアーム先端に前記モルタル注入ノズルが設けられている、請求項1に記載の定型耐火物積みシステム。
Further equipped with a mortar injection arm robot,
The fixed refractory stacking system according to claim 1, wherein the mortar injection nozzle is provided at an arm tip of the mortar injection arm robot.
前記モルタル注入ノズルの先端における厚さが8mm以下である、請求項1または2に記載の定型耐火物積みシステム。   The fixed refractory stacking system according to claim 1 or 2, wherein a thickness at a tip of the mortar injection nozzle is 8 mm or less. コークス炉用定型耐火物を積み上げる定型耐火物積み方法であって、
定型耐火物を把持するハンドを備えた定型耐火物把持用ロボットを用いて、前記ハンドで把持した定型耐火物を、該定型耐火物を積む位置から離した状態で保持し、
モルタル注入ノズルを用いて、前記保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間にモルタルを注入する、定型耐火物積み方法。
A standard refractory stacking method for stacking standard refractories for a coke oven,
Using a fixed refractory gripping robot equipped with a hand for gripping a fixed refractory, hold the fixed refractory gripped by the hand in a state separated from the position where the fixed refractory is stacked,
A standard refractory stacking method in which mortar is injected between the held regular refractory and a member adjacent to the regular refractory using a mortar injection nozzle.
前記モルタル注入ノズルが、モルタル注入用ロボットのアーム先端に設けられている、請求項4に記載の定型耐火物積み方法。   The fixed refractory stacking method according to claim 4, wherein the mortar injection nozzle is provided at an arm tip of a mortar injection robot. コークス炉用定型耐火物を積み上げてコークス炉を建設するコークス炉建設方法であって、
定型耐火物を把持するハンドを備えた定型耐火物把持用ロボットを用いて、前記ハンドで把持した定型耐火物を、該定型耐火物を積む位置から離した状態で保持し、
モルタル注入ノズルを用いて、前記保持された定型耐火物と、該定型耐火物に隣接する部材との間にモルタルを注入する、コークス炉建設方法。
A coke oven construction method for constructing a coke oven by stacking standard refractories for a coke oven,
Using a fixed refractory gripping robot equipped with a hand for gripping a fixed refractory, hold the fixed refractory gripped by the hand in a state separated from the position where the fixed refractory is stacked,
A method for constructing a coke oven, in which mortar is injected between the held fixed refractory and a member adjacent to the fixed refractory using a mortar injection nozzle.
前記モルタル注入ノズルが、モルタル注入用ロボットのアーム先端に設けられている、請求項6に記載のコークス炉建設方法。   The coke oven construction method according to claim 6, wherein the mortar injection nozzle is provided at an arm tip of a mortar injection robot.
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