JP4246473B2 - 炉内壁補修装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉等の竪型工業炉における炉内壁の損耗部を吹付け補修する際に使用する炉内壁補修装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉等の竪型大形工業炉においては、定期的あるいは臨時的に炉内壁の耐火物を補修する必要があり、この際、補修個所に耐火物を炉内部から吹付けて補修を行っている。
【０００３】
従来の炉内壁補修装置としては、炉の上部からワイヤで吹付ノズルを炉内に吊り下げ、その吹付ノズルから耐火物を補修個所に吹付けるものがある。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
前記特許文献１に記載の炉内壁補修装置は、図６に示すように、一端がＲで固定され他端がウインチ６１ａにセットされ、炉１の上部の開口部５を通って炉１内の下方に延びるワイヤ６０ａ、６０ｂと、このワイヤ６０ａ、６０ｂに滑車ブロック５８を介して吊り下げられ、炉１の中心部から水平方向に延びる直線状の吹付ノズル５６と、炉１の上部のマンホール４を経由して吹付ノズル５６に耐火物を供給するホース５７とを備えており、ウインチ６１ａの操作によって吹付ノズル５６の高さ位置を炉１の炉壁２に生じた補修個所３に合わせ、吹付ノズル５６の先端から耐火物を補修個所３に吹付けて補修を行うようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特公平１−４６７９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常、竪型工業炉において炉内壁を補修する際には、炉内には内装物が残っているので、内装物の炎や熱によって炉内壁補修装置が影響を受けないように、炉内壁補修装置を内装物から１〜２ｍ以上離す必要がある。
【０００７】
一方、内装物の残り方は炉内で一様ではなく、炉中心部が高く炉壁側が低い状態で残る場合が多い。
【０００８】
そのため、前記特許文献１に記載された炉内壁補修装置を用いた場合、水平方向に延びる直線状の吹付ノズル５６の高さ位置を炉中心部の内装物９の上方１〜２ｍまでしか下げることができず、炉内壁２側は内装物９が下がって露出しているにも関わらず、吹付ノズル５６から耐火物を吹付けることができず、吹付け補修ができない炉壁範囲が生じてしまうという問題がある。
【０００９】
仮に、内装物をさらに下げようとすると、その作業は炉全体に関わるので、手間と時間がかかるものとなる。しかも、内装物を下げたとしても、その残り方をコントロールすることは事実上不可能である。そのため、内装物の残り方によって吹付け補修がどれだけできるようになるかは偶然に頼るしかないという不確かな状況にある。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、竪型工業炉の内装物が炉中央部の方が炉内壁側に比べて高い状態で残存した場合でも、広範囲な炉内壁の吹付け補修を行うことができる炉内壁補修装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１２】
請求項１記載の発明は、懸架手段により炉内に昇降可能に懸架される炉壁補修材吹付機と、該炉壁補修材吹付機に炉壁補修材を供給する炉壁補修材供給手段とを備え、前記炉壁補修材吹付機が、前記懸架手段により懸架される吹付機本体と、前記吹付機本体から炉内壁方向に延出する、先端に噴射口を有する管状の吹付ノズルとを備えた炉内壁補修装置であって、前記吹付ノズルは、炉内壁に対して直角に炉壁補修材が吹き付けられるようにした、ノズル先端を構成する水平管部と、前記吹付機本体側の水平管部と、前記両水平管部を連絡する傾斜管部とから構成され、前記噴射口は、前記吹付機本体側の前記水平管部よりも下方に位置し、前記ノズル先端を構成する前記水平管部と前記傾斜管部との間で形成される屈曲部と、前記吹付機本体側の前記水平管部と前記傾斜管部との間で形成される屈曲部の曲率半径が、前記吹付ノズルの管内径の３倍以上であることに特徴を有するものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ノズル先端を構成する前記水平管部と前記傾斜管部との間で形成される屈曲部と、前記吹付機本体側の前記水平管部と前記傾斜管部との間で形成される屈曲部の外周に耐摩耗性を有する耐火材が配されていることに特徴を有するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る炉内壁補修装置の一実施形態を図１〜図３に示す。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る炉内壁補修装置は、図１に示すように、一端が炉１の上部に設けられた固定部１４に固定され、他端が炉１の上部に設置されたウインチ１５にセットされ、炉１の上部の開口部５を通って炉１内の下方に延びるワイヤ１３と、上部に取り付けられた滑車１０ａを介してワイヤ１３によって炉１の中心部に吊り下げられた吹付機本体１０と、吹付機本体１０の下部に取り付けられ管状の吹付ノズル１１と、炉壁補修材供給装置１６から炉１の上部のマンホール４を経由して吹付機本体１０に炉壁補修材を供給するためのホース１７とを備えている。
【００１８】
そして、吹付機本体１０からの炉壁補修材を炉内壁２の補修個所３に吹付ける吹付ノズル１１は、ノズル先端の噴射口の位置が吹付機本体１０側のノズル部分に比べて距離Ｘだけ下方に位置するとともに、炉内壁２に対して直角方向に吹付けられるように噴射方向が水平方向になっている。
【００１９】
なお、吹付ノズル１１の後端には、吹付ノズル１１のバランスをとるためのカウンタウエイト１２が取り付けられている。
【００２０】
また、吹付ノズル１１は、吹付機本体１０に搭載されたモータ（図示せず）によって、吹付機本体１０側を中心にして炉１の周方向に旋回できるようになっている。
【００２１】
吹付ノズル１１の詳細を図２に示す。
【００２２】
図２において、吹付ノズル１１は、吹付機本体１０側の水平管部１１ａと、ノズル先端側の水平管部１１ｅと、水平管部１１ａと水平管部１１ｅを連絡する傾斜管部１１ｃと、水平管部１１ａと傾斜管部１１ｃとの間で形成される屈曲部１１ｂと、水平管部１１ｅと傾斜管部１１ｃとの間で形成される屈曲部１１ｄとからなっている。
【００２３】
前記屈曲部１１ｂの部分拡大図を図３に示す。（ａ）は縦断面、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【００２４】
図３において、屈曲部１１ｂの曲率半径Ｒは、屈曲部１１ｂの管内径Ｄの３倍以上となっている。また、屈曲部１１ｂの外周の上下面には、コンクリート等の耐摩耗性を有する耐火材２１が配されている。
【００２５】
なお、屈曲部１１ｄも屈曲部１１ｂと同様に、曲率半径Ｒが管内径Ｄの３倍以上となっており、外周の上下面にはコンクリート等の耐摩耗性を有する耐火材２１が配されている。
【００２６】
上記のように構成された炉内壁補修装置においては、ウインチ１５によってワイヤ１３を巻き上げたり巻き下したりすることにより、ワイヤ１３で炉１内の中央部に懸架された吹付機本体１０の高さ方向位置を調整し、炉壁補修材供給装置１６からホース１７及び吹付機本体１０を経由して吹付ノズル１１に炉壁補修材を供給し、供給された不定形耐火物を吹付ノズル１１の先端から炉内壁２の補修個所３に吹付けて補修を行う。なお、炉壁補修材としては、通常、水と混合された不定形耐火物を用いる。
【００２７】
そして、炉中心部が高く炉壁側が低い状態で内装物９が残り、吹付機本体１０が炉中心部の内装物９の上方１〜２ｍまでしか下げることができない場合でも、吹付ノズル１１の噴射口の位置は、吹付機本体１０側のノズル部分に比べて下方に位置しているので、内装物９が下がって露出している炉内壁２に吹付ノズル１１から炉壁補修材を吹付けることができる。
【００２８】
すなわち、図１において、従来の水平方向に延びる直線状の吹付ノズルを有する炉内壁補修装置では、内装物９上方１〜２ｍの高さ位置（図中のＭの位置）のり上方の範囲までしか吹付け補修ができないのに対して、この実施形態に係る炉内壁補修装置では、内装物９上方１〜２ｍの高さ位置からさらに距離Ｘ下方の高さ位置（図中のＮの位置）まで吹付け補修が可能である。
【００２９】
また、吹付ノズル１１の噴射方向が水平方向で、炉内壁２に対して直角方向に吹付けるようになっているので、吹付けた炉壁補修材が炉内壁２に的確に付着する。逆に、吹付ノズル１１の噴射方向が炉内壁２に対して直角方向でない場合には、吹付けた炉壁補修材が炉内壁２に付着する力が弱くなり、炉内壁２から跳ね返ってしまう耐火物（リバウンドロス）が増え、適切な補修ができなかったり、余分な耐火物を使用して不経済となる。
【００３０】
さらに、吹付ノズル１１の屈曲部１１ｂ、１１ｄが滑らかな曲線を描くように、その曲率半径Ｒを管内径Ｄの３倍以上にしているので、炉壁補修材として供給された不定形耐火物が屈曲部１１ｂ、１１ｄで詰まることが無くスムースに流動することができる。
【００３１】
また、屈曲部１１ｂ、１１ｄの外周の上下面には、耐摩耗性を有する耐火材２１を配しているので、内部を通過する不定形耐火物によって屈曲部１１ｂ、１１ｄが摩耗して管厚が薄くなった場合でも、外面に配された耐火材２１がその代替をすることができる。なお、耐火材２１の配置を屈曲部１１ｂ、１１ｄの外周の上下面に限ったのは、上下面が摩耗し易いのと、吹付ノズル１１全体の自重を必要以上に重くしないためである。
【００３２】
このように、この実施形態に係る炉内壁補修装置においては、吹付ノズル１１の先端の噴射口を吹付機本体１０側のノズル部分より下方に位置するようにするともに、吹付ノズル１１からの噴射方向を水平方向としているので、炉１内の内装物９が炉中央部の方が高い状態で残存した場合でも、広範囲な炉内壁の吹付け補修を良好に行うことができる。
【００３３】
【実施例】
上記の本発明の一実施形態に係る炉内壁補修装置を用いて、高炉の内壁の吹付け補修を行った実施例を以下に示す。
【００３４】
図４に示すような、噴射方向が水平方向になっている吹付ノズルを用いた場合を本発明例とし、比較のために、図５に示すような、噴射方向が斜め方向になっている吹付ノズルを用いた場合を比較例とした。
【００３５】
本発明例及び比較例とも、吹付ノズルの水平方向の長さを６ｍとし、吹付機本体側のノズル部分と噴射口の高低差Ｘを変化させた。ちなみに、高炉下部の半径は９ｍであった。
【００３６】
それぞれの吹付ノズルについて、吹付ノズルを補修個所に安定して位置させる操作性と、吹付けた炉壁補修材の補修個所への付着充填度合とを比較した結果を表１に示す。なお、上記の操作性については、吹付ノズル先端の上下方向の揺れ幅でみた。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１に示すように、本発明例は比較例に比べて操作性及び付着充填度に優れている。そして、操作性及び付着充填度からみて、本発明例における吹付ノズルの高低差Ｘは２ｍ以内にするのが好適である。
【００３９】
本発明においては、吹付ノズルの先端の噴射口を吹付機本体側のノズル部分より下方に位置するようにするともに、吹付ノズルからの噴射方向を水平方向としているので、竪型工業炉の内装物が炉中央部の方が炉内壁側に比べて高い状態で残存した場合でも、広範囲な炉内壁の吹付け補修を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態における吹付ノズルの詳細図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】本発明の実施例において、本発明例として用いた吹付ノズルの概略図である。
【図５】本発明の実施例において、比較例として用いた吹付ノズルの概略図である。
【図６】特許文献１に開示された炉内壁補修装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 炉
２ 炉内壁
３ 補修個所
４ マンホール
５ 開口部
９ 内装物
１０ 吹付機本体
１０ａ 滑車
１１ 吹付ノズル
１１ａ 水平管部
１１ｂ 屈曲部
１１ｃ 傾斜管部
１１ｄ 屈曲部
１１ｅ 水平管部
１２ カウンタウエイト
１３ ワイヤ
１４ 固定部
１５ ウインチ
１６ 炉壁補修材供給装置
１７ ホース
２１ 耐摩耗性を有する耐火材
Ｄ 屈曲部の管内径
Ｒ 屈曲部の曲率半径
Ｘ 高低差

Claims (2)

1. 懸架手段により炉内に昇降可能に懸架される炉壁補修材吹付機と、該炉壁補修材吹付機に炉壁補修材を供給する炉壁補修材供給手段とを備え、前記炉壁補修材吹付機が、前記懸架手段により懸架される吹付機本体と、前記吹付機本体から炉内壁方向に延出する、先端に噴射口を有する管状の吹付ノズルとを備えた炉内壁補修装置であって、前記吹付ノズルは、炉内壁に対して直角に炉壁補修材が吹き付けられるようにした、ノズル先端を構成する水平管部と、前記吹付機本体側の水平管部と、前記両水平管部を連絡する傾斜管部とから構成され、前記噴射口は、前記吹付機本体側の前記水平管部よりも下方に位置し、前記ノズル先端を構成する前記水平管部と前記傾斜管部との間で形成される屈曲部と、前記吹付機本体側の前記水平管部と前記傾斜管部との間で形成される屈曲部の曲率半径が、前記吹付ノズルの管内径の３倍以上であることを特徴とする炉内壁補修装置。
2. 前記ノズル先端を構成する前記水平管部と前記傾斜管部との間で形成される屈曲部と、前記吹付機本体側の前記水平管部と前記傾斜管部との間で形成される屈曲部の外周に耐摩耗性を有する耐火材が配されていることを特徴とする、請求項１に記載の炉内壁補修装置。

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