JP2680559B2 - 混銑車の耐火物成形法および中子装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は混銑車の耐火物成形法お
よびこの成形法に使用する中子装置に関する。さらに詳
しくは、混銑車の鉄皮の内面に不定形耐火物によって内
張りを施すための方法およびかかる方法に好適な中子装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、混銑車の耐火内張り（たとえば図
１における符号５７）としては多数個の煉瓦が用いられ
ていた。この場合、煉瓦積み前に混銑車の鉄皮（鉄板性
のいわば紡錘状の容器）内面へのモルタル塗布作業、前
記多数個の煉瓦を鉄皮内部へ搬入する作業および煉瓦積
み作業と、多数の工程を必要とする。さらに、前記鉄皮
の最大胴部の直径は４ｍ程度もあることから、とくに煉
瓦積み作業時にはまず下半分を積み終えた後、上半分の
煉瓦積みを行うために足場を組む必要がある。また、煉
瓦積みは、まずいわゆる永久煉瓦を積んだ後に内張り煉
瓦を積むことによって煉瓦層を二層にするのが一般的で
あるため、工数はますます膨大なものとなっていた。以
上を第一従来技術という。

【０００３】そこで近年、特開平６−１０８１３５号公
報に開示されているような、不定形耐火物を用いた混銑
車の内張り方法が提案されるに至っている。

【０００４】この方法は、まず混銑車の鉄皮内部に鉄皮
の中心軸にそってシャフトを回転自在に設置し、つい
で、このシャフトを支持部材として、鉄皮の下半分に中
子として用いる分割型のパネルを、鉄皮内面とのあいだ
に所定間隙を形成するように半紡錘状に人手で組み立て
る。その後、鉄皮の下半分の前記間隙にコンクリート等
の不定形耐火物（以下、コンクリート等という）を流し
込んで養生、固化する。

【０００５】つぎに、固化したコンクリート等から下半
分の分割型パネルを若干上方に変位させて離型した後、
上半分に別途分割型パネルを鉄皮内面との間隙を形成す
るように半紡錘状に人手で組み立てるか、または、分割
型パネルが取り付けられたまま前記シャフトを回動させ
て鉄皮内部の上半分にパネルを位置させる。そして、鉄
皮内面の上半分と分割型パネルとの間隙にコンクリート
を流し込んで養生、固化する。上半分のコンクリート等
が固化した後に分割型パネルを人手によって分解し、混
銑車の外部に搬出する。以上を第二従来技術という。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記第二従来技術によ
れば、第一従来技術に比べた場合は工数が低減されると
思われる。しかしながら、依然としてシャフトの搬入に
始まってシャフトの設置、分割型パネルの搬入、組み付
け、分解および搬出という人手による多数の作業が必要
である。さらに、分割型パネルの段取り替え、コンクリ
ート等の流し込みおよび養生、固化をそれぞれ上部と下
部の二回に分けて行わなければならない。

【０００７】このように、大幅な作業改善および工数低
減には至っていない。

【０００８】本発明はかかる現状に鑑みてなされたもの
であり、混銑車の内張りを不定形のたとえばコンクリー
ト等によって行うに際し、中子の搬入、形成および搬出
を人手に頼ることなく、また、コンクリート等の流し込
みおよび養生、固化を鉄皮内面の上下部にわたって一括
して行うことにより、省力化および生産性を飛躍的に向
上せしめる混銑車の耐火物成形法および該成形法に好適
に使用される中子装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第一態様に係る
混銑車の耐火物成形用中子装置は、入れ子式に且つ伸縮
可能に嵌合された実質的に相似形の複数個の筒状の殻を
有していることを特徴としている。

【００１０】本発明の第二態様に係る混銑車の耐火物成
形用中子装置は、両端から中央に向けてそれぞれ小径か
ら大径へ順に入れ子式に嵌合された実質的に相似形を呈
する複数個の有底円筒状の殻から構成されており、伸長
時に鉄皮の内部空間と実質的に相似形を呈し、収縮時に
は鉄皮の充湯口を通過しうる形状となるように構成され
ている。

【００１１】本発明の第三態様に係る混銑車の耐火物成
形用中子装置は、中央円筒部と、該中央円筒部の両側か
ら両端に向けてそれぞれ伸縮可能に配設された一対の中
子部材と、前記中央円筒部の上部に配設された吊り下げ
支持フレームと、前記一対の中子部材をそれぞれ伸縮駆
動するための駆動装置とから構成されており、前記各中
子部材が、端部から中央円筒部に向けて小径から大径へ
順に入れ子式に嵌合された実質的に相似形を呈する複数
個の有底円筒状の殻から構成されている。

【００１２】該第三態様に係る混銑車の耐火物成形用中
子装置において、前記駆動装置を、中央円筒部および有
底円筒状殻のうち少なくとも中央円筒部に中子装置の中
心軸方向に向けて延設された流体圧シリンダから構成す
るのが、装置の入手が容易であるとともに、中子装置内
のスペースを有効に利用することができ、しかも簡易な
構成によって伸縮駆動装置を構成しうる点で好ましい。

【００１３】前記第一〜三の態様に係る混銑車の耐火物
成形用中子装置において、前記各殻の底部に中子装置の
軸方向にガイド部材を延設し、該ガイド部材を隣接する
殻のガイド部材に摺動可能に嵌合するように形成するの
が、中子装置内のスペースを有効に利用することができ
るうえに、簡易な構成によって良好な案内作用が奏され
る点で好ましい。

【００１４】叙上の中子装置のいずれかに加振装置を付
設するのが耐火物内張り内に不用意なボイドの形成が防
止される点で好ましく、また、中子装置の中心軸方向に
平行に中子装置の両側部に立設される二枚の側板と、前
記充湯口のほぼ幅だけ離間して中子装置の中心軸に垂直
な方向に中子装置の上面に立設される前後板とから構成
される、中子装置と鉄皮の内面との間隙を閉止するため
の閉止枠を、鉄皮の充湯口とほぼ合同な形状に且つ上方
に向けて立設するのが、かかる枠の形成を内張り成形工
事の度に行う必要がない点で好ましい。

【００１５】本発明の第四態様に係る混銑車の耐火物成
形法は、実質的に相似な複数個の有底筒状殻が入れ子式
に嵌合してなる中子装置を、収縮状態でその吊り下げ支
持フレームを介して鉄皮の充湯口を通して鉄皮内に装入
し、中子装置の伸長および該伸長の前または後に中子装
置と混銑車との間隙を確保するための位置決めを行い、
前記間隙に不定形耐火物を充填して養生、固化し、つい
で中子装置を縮小して吊り下げ支持フレームによって前
記充湯口から上方へ抜き取ることを特徴としている。

【００１６】

【作用】本発明（第一〜三態様）の中子装置によれば、
収縮状態にすることができるため、これを鉄皮に形成さ
れた充湯口に相当する開口から容易に装入することがで
きる。装入された前記中子装置を鉄皮の中心軸に沿って
伸長させるだけで容易に中子が形成される。それによっ
て耐火物の内張り用間隙が形成されるので、この間隙に
コンクリート等を充填し、固化することにより耐火物の
内張りを容易に形成することができる。また、内張りが
成形された後は、再度縮小することによって鉄皮の前記
開口から容易に抜き取ることができる。

【００１７】とくに本発明の第三態様に係る中子装置に
よれば、鉄皮内での中子装置の伸縮および固定が容易で
あるため、鉄皮と中子装置との所定の間隙を確保するた
めの位置決めが容易となり、さらに、鉄皮内への装入お
よび抜き取りが容易となる。

【００１８】本発明の第四態様に係る耐火物成形法によ
れば、混銑車の製造および内張りの張り替え作業におい
て、人工および作業工程の低減が可能となり、省力化お
よび生産性が飛躍的に向上する。

【００１９】

【実施例】つぎに、添付の図面を参照しつつ本発明の混
銑車の耐火物成形法の実施例およびこの成形法に好適に
使用される中子装置の実施例を説明する。

【００２０】図１は本発明の中子装置が適用される混銑
車の一例を示しており、（ａ）はその一部断面正面図で
あり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図２は伸長状
態にある本発明の中子装置の一実施例を示す一部断面正
面図、図３は収縮状態にある図２の中子装置の要部を示
す一部断面正面図、図４は図３の中子装置のＢ−Ｂ線断
面図、図５は図２の中子装置における中子殻を示す斜視
図、図６は図２の中子装置における中央円筒部を示す斜
視図、図７は図２の中子装置の要部を示す断面図、図８
は伸長状態にある本発明の中子装置の他の実施例を示す
概略斜視図である。

【００２１】図１（ａ）に示されているのは混銑車であ
って、溶融状態の銑鉄Ｐが注入されるいわば紡錘形のタ
ンク５１がその両端を二台の台車５２、５３で回転可能
に支持されており、一方の台車５２にはタンク５１をそ
の中心軸回りに回転駆動するための駆動装置５４が装備
されている。タンク５１の中央部上面には銑鉄Ｐを充填
するための開口（以下、充湯口という）５５が形成され
ている（図１（ｂ）も併せて参照）。また、タンク５１
は最外層の鉄皮５６の内面に耐火物からなる内張り５７
が形成されている。

【００２２】なお、以下の説明では前記タンク５１を混
銑車５１と呼ぶ。

【００２３】図２には前記鉄皮５６の内部に形成された
伸縮可能な中子装置１の伸長状態が示されている（収縮
状態は図３参照）。前記中子装置１は、中央円筒部２と
その両側に配備された互いに対称の中子部材３ａ、３ｂ
と中央円筒部２の上面に配設された支持フレーム４とか
ら構成されている。支持フレーム４は別途装置または支
持フレームに内蔵される昇降装置によって中子装置１を
昇降しうるようにされている。各中子部材３ａ、３ｂ
は、互いに入れ子式に且つ伸縮可能に嵌合された複数個
の有底円筒状の中子殻５から構成されている。図示のと
おり、伸長時には鉄皮５６にほぼ相似形でしかも若干小
さい寸法の紡錘形を呈している。したがって、中子装置
１と鉄皮５６の内面とのあいだにはほぼ均一な間隙Ｓが
形成される。そして、この間隙Ｓにコンクリート等が充
填され、内張りが形成される。

【００２４】中央円筒部２の内部中央には二枚の円盤状
隔壁６が互いに平行に形成されており、隔壁６間には加
振装置７が装備されている。この加振装置７は、中子装
置１を混銑車内に配置した後、コンクリート等を充填す
るときまたは充填した後に中子装置１全体を振動させて
コンクリート等を満遍なく均一に鉄皮５６内に行きわた
らせるためのものである。加振装置７は、その出力部の
みを前記隔壁６間に配置し、駆動部を前記支持フレーム
４内またはさらに外方に設置してもよい。または、出力
部を隔壁６間に設置してもよい。また、各中子部材３
ａ、３ｂの内部にはそれぞれ二種類の伸縮駆動装置たる
第一油圧シリンダ８および第二油圧シリンダ９が三本ず
つ装備されている（図中には一本ずつ示している）。図
４に示すように、左右の中子部材３ａ、３ｂ内部それぞ
れに第一油圧シリンダ８と第二油圧シリンダ９とが等間
隔で三本ずつ装備されているため、中子装置１の収縮時
には同心円上に十二本の油圧シリンダが整列することと
なる。前記中子部材３ａ、３ｂはその構造および作用が
左右対称であるため、以降は左側の中子部材３ａについ
てのみ説明する。

【００２５】第一油圧シリンダ８はその本体８ａが前記
円盤状隔壁６に取り付けられ、そのスプレッダ８ｂの先
端が一個の中子殻５（図２では左端から六番目の中子
殻）の底板５ａに円筒状ブラケット１０を介して取り付
けられている。また、第二油圧シリンダ９はその本体９
ａが一個の中子殻５（図２では左端から六番目の中子
殻）の底板５ａにブラケット１１を介して取り付けら
れ、そのスプレッダ９ｂの先端が左端の中子殻５の底板
５ａにブラケット１２を介して取り付けられている。

【００２６】したがって、六番目の中子殻の底板５ａは
剛性を増すために厚肉にされている。

【００２７】いずれの中子殻に油圧シリンダを取り付け
るかは中子殻の個数等に応じて選択すればよい。なお、
いずれの油圧シリンダ８、９もいわば二段伸縮式にされ
ている。しかし、本発明では油圧シリンダの本数はもと
より伸縮段数についても限定されるものではない。前記
第一油圧シリンダ８は中子部材３ａの中央円筒部２寄り
の中子殻群を伸縮せしめ、第二油圧シリンダ９は中子部
材３ａの先端寄りの中子殻群を伸縮せしめる。したがっ
て、中子装置全体が短い場合等には中央円筒部にのみ油
圧シリンダを取り付けてもよい。

【００２８】第一油圧シリンダのスプレッダ８ｂ先端が
取り付く円筒状ブラケット１０は、中子部材３ａの収縮
時に図３に示すように第一油圧シリンダの本体８ａの前
部が収容される程の内径を有している。また、図５に示
すように、各中子殻の底板５ａには前記油圧シリンダ
８、９が貫通しうる孔１３が形成されている。この孔１
３は反対側の中子部材（左側の中子部材３ａにとっては
右側の中子部材３ｂ）の油圧シリンダのためにも形成さ
れているので、各中子殻の底板５ａには十二個の孔１３
が形成されていることになる。

【００２９】図２に示すように、中子部材３ａの内部に
は中子部材３ａの伸縮を案内するためのセンターガイド
１４が配設されている。このセンターガイド１４は、各
中子殻５の底板５ａの中心部から中央円筒部２の方向に
突設されたガイド要素１５（図５〜７も併せて参照）か
ら構成されており、大径中子殻ほど大径のガイド要素１
５を有している。そしてこれらガイド要素１５は互いに
入れ子式に嵌合している。

【００３０】また、前記センターガイド１４は左右の中
子部材３ａ、３ｂそれぞれに一組ずつ、図４に示す如く
左方のセンターガイド１４と右方のセンターガイド１４
とが水平方向に中心振り分けで配設されている。もちろ
ん、鉛直方向または他の方向に中心振り分けで配設して
もよい。コンクリート等の充填時に中子装置１の中心軸
回りのモーメント発生を防止するためには鉛直方向に中
心振り分けで配設するのが好ましい。各中子殻の底板５
ａには反対側の中子部材（左側の中子部材３ａにとって
は右側の中子部材３ｂ）のセンターガイドが貫入するた
めの孔１６が形成されている（図５参照）。

【００３１】一方、図６に示すように、中央円筒部２の
前記隔壁６には前述のごとく左右の中子部材３ａ、３ｂ
の第一油圧シリンダ８が三本ずつ合計六本取り付けられ
ているが、その他に第二油圧シリンダのための貫通孔１
７が左右の中子部材３ａ、３ｂ用として三個ずつ合計六
個形成されており、さらに、前記ガイド要素１５が貫入
するための二個の孔１８が形成されている。

【００３２】かかる構成により、中子装置１が収縮した
ときには図３に示すように、中子殻５、油圧シリンダ
８、９およびセンターガイド１４等の内蔵物は全て中央
円筒部２内に収容されてしまう。

【００３３】中子殻５の構造を、前記左端から六番目の
ものを例にとって図７を参照しつつ説明する。中子殻５
は軽量化のために通常鉄板１９等によって中空状に形成
された有底円筒部材であるが、必要であれば中実材でも
よい。なお、最端の中子殻（図２における左端および右
端に配置された最小径の中子殻）５は、その両端面それ
ぞれに底板を備えている。充填されるコンクリート等の
侵入を防止するためである。また、中子装置１の両端近
傍の円錐状部を形成するために、各中子殻５の一端部も
円錐状側面２０を有している。さらに、隣接する中子殻
に伸縮駆動力を伝達するための係合部２１、２２をその
先端内側および後端外側に備えている。

【００３４】もちろん、各底板５ａも収縮駆動力伝達作
用を奏する。そして、各係合部２１、２２同士の当接面
にシール部材２３が配設されており、中子装置１が伸長
したときに作用を奏し、充填されたコンクリート等が中
子装置１の内部に侵入するのを防止する。

【００３５】叙上の構成の中子装置１の使用例を以下説
明する。

【００３６】（１）まず、中子装置１を収縮させた状態
（図３参照）で鉄皮５６の中央上面に形成された混銑車
の充湯口５５（図１参照）の上方に位置するように混銑
車または支持フレーム４を移動させる。

【００３７】（２）ついで外部の装置または支持フレー
ム４内に装備された昇降装置（図示されていない）によ
って中子装置１を下降させて充湯口５５から混銑車内に
挿入する。

【００３８】（３）その状態から、中子装置１の中心軸
と混銑車の中心軸との位置合わせを行う。位置合わせの
方法は色々あるが、たとえば、中子装置１の中央円筒部
２と支持フレーム４とが正確に位置決めされたうえで結
合されているものであれば、支持フレーム４の外面と混
銑車の前記充湯口５５の周縁との位置決めをリミットス
イッチ、光電センサ、寸法計測等の公知の手法によって
行うことができる。または、中央円筒部２の外周部に光
学式または音波式距離センサを内蔵し、混銑車の鉄皮内
面を測距して中子装置１を位置決めすることも可能であ
る。

【００３９】（４）つぎに前記油圧シリンダ８、９を作
動させて左右の中子部材３ａ、３ｂを望ましくは同時に
伸長させる。そうすれば、中子装置１の外面と鉄皮５６
の内面とのあいだにほぼ均一な内張り成形用の間隙Ｓ
（図２）が形成される。なお、中子装置１の固定は支持
フレーム４によってなされているので、混銑車に対する
相対移動の心配はない。

【００４０】（５）つぎに中子装置１の中央上部に閉止
枠を組み立てる。この閉止枠は充湯口周縁における前記
間隙Ｓの開口部分Ｓｏ（図２参照）を閉止するためのも
のである。なお、図８に示すようにこの閉止枠２４を中
央円筒部２に常設しておいてもよい。図示のごとくこの
閉止枠２４は、中央円筒部２の両側部に上方に向けて立
設された、中央円筒部２の中心軸（中子装置１の中心
軸）に沿う互いに平行な二枚の側板２４ａと、中央円筒
部２の上面に立設された、該中心軸に垂直な方向に沿う
互いに平行な二枚の前後板２４ｂとから形成されてお
り、ちょうど充湯口の内縁にほぼ接するような形状に組
み立てられている。

【００４１】（６）つぎに支持フレーム４内を通り且つ
閉止枠２４を貫通して前記間隙Ｓに連通する供給管（図
示していない）から、間隙Ｓ内にコンクリート等を充填
する。

【００４２】そのとき、またはその後に前記加振装置に
よって中子装置１を振動させる。

【００４３】（７）その後、養生してコンクリート等を
固化させ、固化後に前記左右の中子部材３ａ、３ｂを縮
小させる。そうすれば、図４に示すように耐火物の内張
り５７が形成される。図４における内張り５７の内面と
して、図１の中子装置１の外面に対応した多数の段部が
描かれているが、各中子殻５の外面形状を変えることに
よって容易に滑らかな内面の内張りを形成することがで
きる。

【００４４】（８）つぎに、中子装置１を前記充湯口か
ら上方へ退避させる。

【００４５】（９）最後に充湯口の周縁の形状を整える
べく、そこに型枠を組んでコンクリート等を充填して固
化させる。これは従来と同じ作業である。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、中子装置自体が伸縮可
能であるため、混銑車の充湯口から内部に容易に装入す
ることができ、さらに、中子装置を鉄皮の中心軸に沿っ
て伸長させるだけで容易に中子が形成される。したがっ
て、中子装置と混銑車内面とのあいだに形成された間隙
に不定形耐火物を充填、固化するだけで一括して耐火物
の内張りが形成される。しかも、内張りを形成した後は
中子装置を再度縮小することによって前記充湯口から容
易に抜き取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中子装置が適用される混銑車の一例を
示しており、（ａ）はその一部断面正面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図２】伸長状態にある本発明の中子装置の一実施例を
示す一部断面正面図である。

【図３】収縮状態にある図２の中子装置の要部を示す一
部断面正面図である。

【図４】図３の中子装置のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】図２の中子装置における中子殻を示す斜視図で
ある。

【図６】図２の中子装置における中央円筒部を示す斜視
図である。

【図７】図２の中子装置の要部を示す断面図である。

【図８】伸長状態にある本発明の中子装置の他の実施例
を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１・・・中子装置 ２・・・中央円筒部 ３ａ、３ｂ・・・中子部材 ４・・・支持フレーム ５・・・中子殻 ７・・・加振装置 ８・・・第一油圧シリンダ ９・・・第二油圧シリンダ １４・・・センターガイド １５・・・ガイド要素 ２４・・・閉止枠 ５１・・・混銑車 ５５・・・充湯口 ５６・・・鉄皮 ５７・・・内張り Ｓ・・・間隙

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入れ子式に且つ伸縮可能に嵌合された実
   質的に相似形の複数個の筒状の殻を有してなる混銑車の
   耐火物成形用中子装置。
2. 【請求項２】 両端から中央に向けてそれぞれ小径から
   大径へ順に入れ子式に嵌合された実質的に相似形を呈す
   る複数個の円筒状の殻から構成されており、伸長時に鉄
   皮の内部空間と実質的に相似形を呈し、収縮時には鉄皮
   の充湯口を通過しうる形状となるように構成されてなる
   混銑車の耐火物成形用中子装置。
3. 【請求項３】 中央円筒部と、該中央円筒部の両側から
   両端に向けてそれぞれ伸縮可能に配設された一対の中子
   部材と、前記中央円筒部の上部に配設された吊り下げ支
   持フレームと、前記一対の中子部材をそれぞれ伸縮駆動
   するための駆動装置とから構成されており、前記各中子
   部材が、端部から中央円筒部に向けて小径から大径へ順
   に入れ子式に嵌合された実質的に相似形を呈する複数個
   の有底円筒状の殻から構成されてなる混銑車の耐火物成
   形用中子装置。
4. 【請求項４】 前記各殻の底部に中子装置の軸方向にガ
   イド部材が延設されており、該ガイド部材が隣接する殻
   のガイド部材に摺動可能に嵌合するように形成されてな
   る請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の混銑車の
   耐火物成形用中子装置。
5. 【請求項５】 前記駆動装置が、中央円筒部および有底
   円筒状殻のうち少なくとも中央円筒部に、中子装置の中
   心軸方向に向けて延設された流体圧シリンダから構成さ
   れてなる請求項３記載の混銑車の耐火物成形用中子装
   置。
6. 【請求項６】 加振装置が付設されてなる請求項１〜５
   のうちのいずれか一項に記載の混銑車の耐火物成形用中
   子装置。
7. 【請求項７】 中子装置と鉄皮の内面との間隙を閉止す
   るための閉止枠が鉄皮の充湯口とほぼ合同な形状に且つ
   上方に向けて立設されており、該閉止枠が、中子装置の
   中心軸方向に平行に中子装置の両側部に立設された二枚
   の側板と、前記充湯口のほぼ幅だけ離間して中子装置の
   中心軸に垂直な方向に中子装置の上面に立設された前後
   板とから構成されてなる請求項１〜６のうちのいずれか
   一項に記載の混銑車の耐火物成形用中子装置。
8. 【請求項８】 実質的に相似な複数個の有底筒状殻が入
   れ子式に嵌合してなる中子装置を、収縮状態でその吊り
   下げ支持フレームを介して鉄皮の充湯口を通して鉄皮内
   に装入し、中子装置の伸長および該伸長の前または後に
   中子装置と混銑車との間隙を確保するための位置決めを
   行い、前記間隙に不定形耐火物を充填して養生、固化
   し、ついで中子装置を縮小して吊り下げ支持フレームに
   よって前記充湯口から上方へ抜き取ることを特徴とする
   混銑車の耐火物成形法。