JP4508813B2 - 高炉出銑樋の耐火物の補修装置及びその補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、高炉の出銑口から流出する溶銑を他の場所に導くための高炉出銑樋の耐火物の補修に適した補修装置およびこれを使用した補修方法に関するものである。

高炉出銑口から流出する溶銑は、高温であるためこれを流す出銑樋は、耐火性の煉瓦で構築され、その内表面はキャスタブルなどの不定形耐火材料により被覆されているが、高温の溶銑やスラグによる侵食や劣化のため、耐火物が凹状に侵食部が形成されるほか表面は劣化層が生じる。このため、定期的に補修する必要がある。
従来、高炉出銑樋の耐火物の補修は、樋の温度が低下するのを待って作業者がブレーカーなどを用いて劣化層を除去し、新たな耐火物を充填する方法により行われていたが、この作業は高温、粉塵、振動などを伴う劣悪な作業環境で行われ、かつ非能率であるため、補修装置などが提案されている。

特許文献１には、図１１に示すように、例えばクローラのような移動台車８０に旋回可能に設けられたブーム８１〜８３の先端に削岩機等の破砕装置１を取り付けた構成の補修装置が提案されている。
この破砕装置１は、打撃用ピストンでシャンクロッドを前向きに打撃し、このシャンクロッドの先端部に装着した打撃及び回転工具８７で破砕箇所を打撃回転破砕する削岩機８８を備えた高炉出銑樋などの耐火物補修装置であって、削岩機の前部所定の油圧を保持する油圧室を設け、その油圧室の油圧でシャンクロッドを後ろ向きに押圧する持ち上げピストンを備えたものである。

また、特許文献２には、削岩機のシャンクロッド先端部に装着した打撃回転工具で破砕箇所を打撃回転破砕し、補修する出銑樋の耐火物補修方法において、削岩機を出銑樋の内側でほぼ水平、かつ左右揺動自在に支持し、出銑樋の側壁に沿う方向とこの側壁に食い込む方向の分力が生じる打撃方向で打撃を与えつつ、樋左右の側壁部の劣化層を破砕除去することが開示されている。

そして、特許文献３には、特許文献１または２に例示された打撃回転破砕工具の具体例が開示されている。この回転破砕工具８７は、図１２に示すように側面視で半球状を成すホルダー８９の先端面及び外周面に複数の破砕刃９０を植設した掘削体であり、これを駆動軸の先端に取り付け、掘削体の先端部を耐火物に圧接させつつ駆動軸をその軸線回りに回転させると共に、その軸線に沿って往復運動させることによって破砕掘削するものである。

特開平９−１３１１４号公報 特開平９−１３１１５号公報 特開平９−５３３７８号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の破砕装置は、破砕装置の打撃軸方向長さが出銑樋の内幅より大きいため、出銑樋の内側面には、打撃軸方向に対して斜にしか破砕工具を当てることができないという問題点がある。これを改善するために、破砕工具の形状を上述のように半球状に形成することが提案されている。

しかしながら、この場合には、出銑樋の内側面と工具の外周面とは点で接触することとなり、打撃軸の方向と接触面とが直交せず、打撃力が有効に作用し難く、また、内側面と接触する破砕工具の刃が限定されることとなる。打撃方向の力のロス、破砕工具の広範囲な刃が接触できないことなどがあり、破砕効率の低下は避けられない。

また、破砕装置は、基端において水平方向に旋回可能な長いブームの先端に取り付けられているため、モーメントが一定であれば、先端の旋回力は、基端から遠い位置では小さく、手元では大きくなり、ブームの伸張する長さによって破砕装置が出銑樋に及ぼす押し付け力が変化する。このため、破砕装置の位置の変化、すなわち、ブームの長さによらず安定した破砕作業効率を得ることが困難であった。

本発明は、上述のような従来の問題点を解決し、破砕効率に優れると共に、破砕工具の広範囲の刃が十分に接触しうる破砕装置を備えた高炉出銑樋の耐火物の補修装置を及びこれを用いた補修方法を提供することを課題とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
（１）移動体に旋回及び進退可能に設けられたブームの先端に、打撃用ピストンでシャンクロッドを前向きに打撃し、該シャンクロッドの先端部に装着した打撃回転工具で耐火物を打撃および回転破砕する破砕装置を備えた高炉出銑樋の耐火物の補修装置において、前記ブームの先端のブラケットに設けられた支持軸に回動自在に支持された支持ヘッドと該支持ヘッドを回動させる駆動装置とを設け、該支持ヘッドに打撃軸方向が支持軸の方向と直交するように破砕装置を取り付け、打撃用ピストンの動きを制御するバルブグループをシリンダーの外部に設けると共に、該破砕装置の打撃軸方向の長さを高炉出銑樋の内幅より小さく構成したことを特徴とする高炉出銑樋の耐火物の補修装置。

（２）前記打撃回転工具には、その前面に複数の破砕刃が、その軸方向が破砕装置の打撃軸方向に平行であり、かつ進退可能であると共に、破砕刃の軸の回りに回転可能に設けられていることを特徴とする（１）に記載の高炉出銑樋の耐火物の補修装置。
（３）前記打撃回転工具には、その前面に複数の破砕刃が、その先端を結んで形成される面が平面又は前方に凸な曲面となるように設けられていることを特徴とする（１）または（２）に記載の高炉出銑樋の耐火物の補修装置。

（４）前記打撃回転工具は、その前面に、先端が円錐状であるビットを有する複数の破砕刃を備えていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の高炉出銑樋の耐火物の補修装置。

（５）前記破砕装置は、高炉出銑樋への押し付け力を検出する押し付け力センサーを備えた押し付け力検出シリンダーと、この押し付け力検出シリンダーの検出信号に基づきブームの旋回力を制御する押し付け力制御機構とを備えることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の高炉出銑樋の耐火物の補修装置。

（６）請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐火物の補修装置により高炉出銑樋の内面の耐火物を破砕補修する方法において、破砕装置の打撃回転工具の高炉出銑樋内面への押し付け力を所定の値に制御しつつ、破砕装置を高炉出銑樋の長手方向、高さ方向および左右方向に移動させ、高炉出銑樋の内面の耐火物を破砕除去することを特徴とする高炉出銑樋の耐火物の補修方法。

本発明の高炉の出銑樋の補修装置は、破砕装置の打撃軸方向の長さが従来に比べて短く、出銑樋の内幅よりも短く構成されているので、破砕装置に打撃軸方向を出銑樋の内側面に対してほぼ垂直に配置することができ、打撃力を出銑樋の内側面に垂直に作用させることができるので打撃効率に優れている。

また、補修装置の破砕装置は、その打撃回転工具のデイスクの前面に複数の破砕刃が、その先端を結んで形成される面が平面又は前方に凸な曲面となるように配列されるため、広範囲の破砕刃が出銑樋の内側面に接触でき、破砕効率が優れている。

また、打撃回転工具のデイスクに装着する破砕刃を打撃軸方向に進退可能とするとともに、破砕刃の軸まわりに回転可能にすれば、破砕刃が耐火物により深く喰い込んで破砕を効率的にすると共に、デイスクの回転と破砕刃の自転によって、破砕刃がその軸のまわりで一様に使用でき、破砕効率が向上するほか、破砕刃の磨耗を均一にすることができ、保守の点でも好ましい。

また、破砕刃をコニカル形状のビットとすれば、打撃力が刃の先端に集中して伝わり、破砕効率が更に向上して好ましい。

また、補修装置の破砕装置に出銑樋への押付け力を検出する押付け力センサーと、押付け力検出センサーの検出信号に基づき、ブームの旋回力を制御する押し付け力制御機構とを備えることにより、補修装置のブームの長さの変化によらず、出銑樋への破砕装置の押し付け力を一定に調整することができ、補修装置位置によらず、適切な打撃力を及ぼすことができるので補修作業の効率が向上する。

本発明の実施例の図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、破砕装置を移動体の先端に取付けた本発明の補修装置の全体概要図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。なお、図１には、出銑樋Ｇを仮想線で示している。図２は、本発明の破砕装置の概要図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
以下の説明では、樋補修時の樋の長手方向を前後方向、これに直交する方向を左右とする。なお、図１、図２において白抜き矢印は、破砕装置の打撃軸の方向を示すものとする。

クローラを有する移動体３０上に水平方向に旋回可能に設けられた台車３１には、第１ブーム３２が水平軸（図示せず）で軸留めされ、第１ブーム３２の先端に第２ブーム３３が水平軸３５で、更に第２ブーム３３の先端には第３ブーム３４の水平軸３６でそれぞれ留めされている。台車３１と第１ブーム３２、第１ブーム３２と第２ブーム３３との間にはそれぞれ、第１油圧シリンダー３７及び第２油圧シリンダー３８が設けられている。

また、第２ブーム３３と第３ブーム３４の間には、リンク機構が設けられており、第２ブーム３３にはリンク部材４１、第３ブーム３４にはリンク部材４０がそれぞれ水平軸４２，４３で軸留めされ、リンク部材４０と４１は、水平軸４４で第２ブームに固定された第３油圧シリンダー３９に連結されている。これによりブーム先端は、水平軸回りに旋回可能であると共に、垂直方向及び前後方向に移動可能である。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、この第３ブーム３４の先端には、ブラケット７が設けられており、ブラケット７を介して支持ヘッド４に支持された破砕装置１が取り付けられている。

ブラケット７には支持軸６が回転自在に設けられており、支持軸６の先端には支持軸の方向と直交して延びる支持ヘッド４の一端が連結されている。支持ヘッド４とブラケット７の間には、支持軸６を回転させる回転駆動部５が、支持軸と同軸に固定されている。

破砕装置１は、削岩機に設けられた取付部材８を介して、支持ヘッド４の他端側において、破砕装置の打撃方向が支持軸６と直交するように、すなわち図では、支持ヘッドの長手方向と平行に、取り付けられている。

また、ブラケットの回転駆動部５には、例えば、油圧モーターなどが設けられ、油圧モーターにより支持軸６を回転させることによって支持ヘッドを回動させ、これに取り付けられた破砕装置１をブーム先端においてブームの長手方向の軸の回りに旋回させることができる。

次に、本発明の補修装置における破砕装置について説明する。
図１、２に示すように、破砕装置１は、削岩機２とその先端に設けた打撃回転工具３とからなり、その長さ、すなわち打撃軸方向の全長Ｌ、すなわち、削岩機の後端から打撃回転工具の先端までの長さ、は出銑樋の内幅Ｗ、但し、出銑樋の底部の内幅とする、より小さくなるように設定されている。

これは、上述の支持ヘッド４の旋回動作により出銑樋の内側において破砕装置１を左右に、すなわち出銑樋Ｇの長手方向と直交する面内で、旋回させることを可能とし、破砕装置１の打撃回転工具３の打撃軸方向が出銑樋の底面、側面に垂直となるように配置することができるようにするためである。これによって、従来に比べ、破砕効率は格段に向上する。

本発明においては、この構成を実現するために削岩機のバルブグループをシリンダーの外部に設け、シャンクロッドを短くするようにして、破砕装置の打撃軸方向の全長を出銑樋の内幅より短くしている。

図３は、削岩機の概要を示す図であり、（ａ）は本発明の破砕装置の削岩機、（ｂ）は、従来の削岩機を示すものである。これらの図から判るように、従来の削岩機はバルブグループ９がシリンダー内のピストンの後部に設けられているのに対し、本発明の破砕装置の削岩機２は、バルブグループ９が削岩機のシリンダーの外部に設けられており、これによって全長が通常の削岩機に比べてＬ′の分だけ短くなっている。その結果、破砕装置の打撃軸方向、すなわち、ピストンの進退方向の長さ（以下、軸方向長さとも記す）を短くすることができ、出銑樋の内幅より短くすることができるのである。

図４（ａ）（ｂ）、図５（ａ）（ｂ）、及び図６は、本発明の破砕装置１の削岩機２の動作を説明する部分断面図である。なお以下の説明においては、シャンクロッドＲの側を前方側または前部とし、図の矢印は、ピストンの進行方向、または打撃軸の方向を示すものとする。

削岩機２は、シリンダー１０の外部に設けられたバルブグループ９と、シリンダー１０内に軸方向に摺動可能に挿入された、ピストンＰおよびその軸方向前方側に設けられたシャンクロッドＲとからなる。

ピストンＰの外径は、ピストンの軸方向の中間部Ｐｍ２より前方側、Ｐｍ１より後方側、及びＰｍ１とＰｍ２の間において中間部Ｐｍ１、Ｐｍ２の外径よりも小さく形成されている。一方ピストンの軸方向中間部の２個所Ｐｍ１、Ｐｍ２は、シリンダー１０の軸方向の中間部において、また、ピストンＰｍ２より前方側、Ｐｍ１より後方側は、シリンダー１０の前方側、後方側において、それぞれシリンダー１０の内面と摺動するようになっている。また、シリンダー１０の内面とピストンとの間にピストン前室Ｓ２、ピストン後室Ｓ１が、その受圧面積がピストン後室Ｓ１＞Ｓ２となるように形成されている。

シリンダー１０には、ポートＤ１、Ｄ２、Ｄ５、及び切替ポートＤ３、Ｄ４が設けられており、後述するバルブグループ９のポートに連通している。また、シリンダー１０には、アキュームレーターＡが設けられ、ポートＤ５に連通している。

バルブグループ９は、バルブシリンダーＶｃと、この中を軸方向に摺動し、その軸方向中間部に小径部を備えたバルブＶを備えており、バルブシリンダーＶｃの上側には、油圧装置の高圧ラインＨＰ及び低圧ラインＬＰに連通するポートが設けられ、その下側には、ポートＤ１’、Ｄ２’、Ｄ５’ 及びバルブ切替室Ｓ４が設けられており、削岩機のシリンダー１０の各ポートＤ１，Ｄ２，Ｄ５ 及び切替ポートＤ３，Ｄ４にそれぞれ連通している。

次に、削岩機２の打撃機構の作動について説明する。
図４（ａ）において、ピストンＰは、後死点に達しており、ポートＤ１を通してピストン後室Ｓ１に高圧ラインＨＰから高圧オイルが流入する。このときバルブＶは前死点にある。
ピストン後室Ｓ１とピストン前室Ｓ２の受圧面積はＳ１＞Ｓ２の関係にあるため、これにより、ピストン後室Ｓ１に高圧ラインが通じると、ピストン後部に働く力がピストン前部に働く力より大きくなって、ピストンは矢印で示すように前進を始め、打撃工程に転じる。

図４（ｂ）において、ピストンＰは前進を継続し、この間、アキュームレーターＡは、所要のオイルの不足分を補給する。
ピストンＰがさらに前進し、ピストンの小径部がバルブ切替ポートＤ３を開き、低圧ラインＬＰのポートＤ２と通じると、バルブ切替室Ｓ４が低圧となり、バルブＶが後方へ切替を開始する。

図５（ａ）において、矢印のように前進しピストンＰは打撃点に達し、シャンクロッドＲを打撃して打撃工程中に得た運動エネルギーをシャンクロッドＲに伝達する。
この時点でバルブＶは後死点で完全に前方への動きへ切り替わった直後であり、各ポートＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、全て低圧ラインＬＰと通じ、ピストンＰの前部に働く力がピストンＰ後部に働く力より大きくなり、ピストンは後退工程に転じる。

なお、空打ちでピストンＰが打撃点よりもさらに前進すると、ピストンはポートＤ５を閉じることとなり、クッション室Ｓ３を形成して停止後、後退工程に転じる。

図５（ｂ）において、ピストンは矢印で示すように後退運動を継続する。ピストンがさらに後退し、小径部がバルブ切替ポートＤ４を開き、高圧ラインＨＰのポートＤ５と通じると、バルブ切替室Ｓ４が高圧となりバルブＶが前進を開始する。

図６において、矢印で示すようにピストンが後退を続け、バルブが前進を継続すると、ポートＤ１は高圧ラインＨＰと通じ、ピストン後室Ｓ１に高圧オイルが流入する。ピストン後室はピストンが後退工程中に得た慣性エネルギーで高圧ラインにクッション室を形成し、アキュームレーターＡにオイルを蓄圧する。
バルブＶの切替も完了してピストンがクッションによって停止する後死点に達すると図４（ａ）の状態に戻る。

このようにして、削岩機２のピストンＰは、シャンクロッドＲに軸方向の打撃力を連続して与えることができ、削岩機２のシャンクロッドＲの先端に取り付けられた打撃回転工具３を軸方向に打撃することができる。

また、本発明の破砕装置の削岩機２は、前述の打撃機構に加えて、シャンクロッドＲの先端に取付けられた打撃回転工具３に回転を与えるシャンクロッドの回転機構を有している。図７は、本発明の破砕装置の削岩機の構成を示す図であり（ａ）は一部断面を含む平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ視断面図である。

図７、（ａ），（ｂ）に示すように、削岩機２の回転機構１１には油圧モーター１３が２台組み込まれており、モーター１３と直結してピニオンギア１４が設けられている。また、スピンドルギア１５がシャンクロッドＲの周りに設けられており、このスピンドルギア１５にはピニオンギア１４が噛み合わされている。また、スピンドルギア１５の内面には、シャンクロッドＲがはまり込んでいる。

油圧モーター１３の回転力は、モーターと直結しているピニオンギア１４を介してスピンドルギア１５に伝えられ、スピンドルギア１５の内面にはまりこんでいるシャンクロッドＲを回転させることができる。

このように、本発明の補修装置に備えられた破砕装置の削岩機は、シャンクロッドに打撃力を与えるのみならず、回転力をも与えることができ、シャンクロッドの先端に取り付けた破砕工具の打撃回転作用を可能とする。従って、破砕効率が極めて高いものである。

次に、破砕装置の打撃回転工具３について説明する。
図８は、打撃回転破砕工具の構成概要を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ視断面図である。図９は、破砕刃を示す図である。

図８（ａ）〜（ｃ）において、打撃回転工具３は、多段状の平坦面１７を有するほぼ円形のデイスク（円盤状体）１８と、円形の先端部の中心と同軸をなすように一体に構成された円筒状ホルダー１９と、デイスク前面開口部を有して設けられ、ホルダーの軸と軸が平行な有底の複数の円筒状の保持穴２０にそれぞれ取り付けられた複数の破砕刃２１とから構成されている。

この打撃回転工具のホルダー１９には内面にスプライン加工されたシャンクロッド挿入穴１６が設けられており、削岩機２のスプライン加工（図示せず）されたシャンクロッドＲの先端部が挿入され、ホルダー１９のピン２８を押し込むことにより、打撃回転工具３と削岩機２（図示せず）とが連結される。なお、打撃回転工具３のデイスク１８には、上述のように複数の破砕刃２１が装着される。

次に、破砕刃２１について説明する。図９は破砕刃２１の概要を示す図である。図９に示すように、破砕刃２１は、軸方向に、先端に円錐状のチップＴを備えた頭部２２、刃首部２３、前部係止部２４、胴部２５、後部係止部２６とが形成された棒状体と、胴部２５に遊嵌されるワッシャー２７とから構成される。

破砕刃２１の頭部２２の先端には、チップＴとして超硬チップが、通常、埋め込まれている。

また、前部係止部２４の外径は、頭部２２の最大径と同じかあるいはこれより若干大きく形成され、かつ、打撃回転工具３の保持穴２０の内径より大きく形成される。すなわち、破砕刃２１を保持穴２０の前縁において係止し、胴部の後端がデイスクの保持穴２０の底に衝突することがないようにしている。

また、胴部２５の径は、保持穴２０の内径より小さく、かつ後述するように、胴部の外面に設けられるワッシャー２７の内面との間に若干の間隙、すなわちワッシャー２７内を胴部が軸方向に自在に移動できる間隙、を確保するように設定される。

一方、ワッシャー２７は、軸方向に切り欠かれたスリットＭを有する筒状部材として形成される。このスリットＭにより形成された径方向の間隙ｍにより、ワッシャーは弾性的に径方向に拡縮可能とする。従って、ワッシャーはバネ鋼など弾性を有する材料で形成するのが好ましい。

ワッシャー２７は、拡大時においては、その外面が保持穴２０の内面に密着し、その内面は、破砕刃２１の胴部２５の外面との間で間隙を形成するように形成すると共に、縮小時には、その外面は保持穴２０の内面との間には間隙を生じ、その内面は破砕刃２１の胴部２５の外面に近接するように形成される。

更に、上述のように、ワッシャーの拡大時においては、ワッシャー２７の軸方向の後端面は、破砕刃の後部係止部２６の前面に接触して、破砕刃２１の抜け出しを防ぐストッパーの機能を果たすようになっているので、ワッシャー拡大時の内径は、後部係止部２６の径よりも小さくなるようにワッシャーの径並びにその板厚を設定する。

更に、ワッシャー２７の軸方向の長さは、図９に示すように、破砕刃２１の前部係止部２４と後部係止部２６との間の軸方向長さよりも短く形成されている。
すなわち、破砕刃２１の前部係止部２４と後部係止部２６との間で、ワッシャー２７との間に軸方向の間隙２９が形成され、この間において破砕刃２１の胴部２５が、図９の矢印で示すように、軸方向に移動でき、破砕刃の移動代、或いはストローク２９を提供している。

また、刃首部２３は、頭部２２と前部係止部２４との間において、頭部２２および前部係止部２６の径よりも縮径して形成されている。刃首部２３は、破砕刃２１の着脱を容易にするために形成されるものであり、刃首部２３の軸方向長さおよび径は、破砕刃２１をデイスクに着脱する際に、着脱工具が刃首部２３に進退でき、かつこの工具を挿入でき、頭部２２或いは前部係止部２４に係止できる程度に形成すればよい。

ワッシャー２７を、スリットの間隙を押し拡げることによって拡径し、破砕刃２１の胴部２５に装着することによって本発明の補修装置に使用する破砕刃２１を好適に構成することができる。

このように構成された破砕刃２１は、ワッシャー２７の外周を抑えて縮径し、打撃回転工具３のデイスク１８に設けられた保持穴２０に挿入し、破砕刃２１の頭部を軽く叩きながら保持穴２０に押し込んで打撃回転工具のデイスクに装着する。なお、ワッシャー２７は前端がデイスクの前面に突出しない位置まで保持穴に押し込むことが好ましい。

ワッシャー２７は、保持穴１８内において拡大して保持穴の内面に弾性的に密着し、かつ、ワッシャーの内面と破砕刃２１の胴部２５の外面との間に間隙を有しつつ、破砕刃２１を遊嵌状態で打撃回転工具３のデイスク１８に保持する。

このようにして破砕刃を取り付けた打撃回転工具３を前述のように、削岩機２のシャンクロッドＲに取り付けて本発明の補修装置９１とし、補修を行なう。

このとき、ワッシャー２７の軸方向長さは、破砕刃２１の前後の係止部２４，２６の軸方向長さよりも短く、両者の間に軸方向のストローク２９があるため、削岩機２のシャンクロッドＲの前後振動により生じた加速度により、破砕刃２１がストローク間で進退して耐火物表面に食い込み、破砕を行う。上記の間隙すなわちストロークは２〜３ｍｍ程度となるように設定することが好ましく、削岩機の振動数との相乗効果により食い込みに必要な加速度が得られる。

また、上述のように破砕刃２１とワッシャー２７との間に、径方向の間隙があるため、破砕刃２１は、保持穴２０の中でその軸の回りに回転可能となっている。これによって破砕刃の先端は均一に磨耗或いは研磨されるようになる。

すなわち、上述のように本発明の補修装置９１の削岩機はシャンクロッドＲがその軸の回りに回転させる回転機構を有しており、従って、シャンクロッドＲの先端に取り付けられた打撃回転工具３もその回転により一定の方向に回転することになる。

そして、打撃回転工具３が回転すると、上述のように破砕刃２１が打撃回転工具３の保持穴２０において軸の回りに回転可能に装着されているため、補修対象である不定形耐火物と破砕刃２１との間の摩擦力により、破砕刃２１もその軸の回りに回転する。すなわち、打撃回転工具３のシャンクロッドＲの回りに対する回転を公転とすると、破砕刃２１は自転する関係となる。このため、破砕刃２１はその軸を中心として一様に研磨され或いは磨耗する。

破砕刃２１の先端のチップＴが一様に磨耗する間は、破砕刃２１を交換する必要はなく、チップが短くなった場合に、その破砕刃のみを交換すればよい。

破砕刃２１の交換は、交換対象の破砕刃２１の刃首部２３に着脱工具（図示せず）を係止して、この作用を利用して前方に引き抜き取り外すことができる。

このように、本発明の補修装置９１における打撃回転工具３は、複数の破砕刃２１が、打撃回転工具３のデイスク１８に設けられた回転軸と平行な軸を有する複数の保持穴２０に、軸方向前後に進退可能であり、かつ軸の回りに回転可能にそれぞれ設けられているので、削岩機の振動に加えて、破砕刃２１が進退して耐火物の表面に食い込み、効率良く破砕することができる。

また、破砕刃２１は一様に磨耗し、偏った磨耗がないので、破砕位置によることなく一様な破砕効率を得ることがで、また、破砕刃先端のチップＴが短くなるまで使用することができる。更に、破砕刃２１の着脱交換が容易であるため、磨耗した破砕刃のみを迅速に交換可能である。

デイスク１８の前面に取り付けられる複数の破砕刃２１は、その先端を結んで形成される面が、平面を形成するように取り付けても良いが、上述のようにデイスク前面を中央部側が他の面よりやや高くなるように、多段状の平面により構成し、各面に破砕刃２１を取り付けることによって、複数の破砕刃２１の先端を結んで形成される面が前方に緩やかに突出する曲面を形成するようにしても良い。複数の刃の先端により形成される面が平面状又は緩やかに突出する曲面状とすることにより、広範囲の破砕刃２１が出銑樋の側面、底面に接触することができ、破砕効率が向上する。

次に、出銑樋の補修における耐火物の破砕方法について説明する。
出銑樋の補修においては、補修装置９１の移動体３０を、そのブーム３２〜３４及び破砕装置１の軸方向が補修対象とする出銑樋Ｇの長手方向の軸とほぼ同軸ないしは平行となるように移動させ、破砕装置１の先端を出銑樋Ｇの補修所定箇所に位置させる。なお、破砕装置の軸は、樋の長手方向に対して垂直な面内で刃先を下向きにしてから作業を開始する。

次いで、破砕装置１の削岩機２を起動させ、打撃回転工具３に軸方向の打撃振動と回転を与えて出銑樋Ｇの底面のライニングを破砕する。

また、補修装置９１のブラケット７の回転駆動部５を回転させ、出銑樋Ｇの内側において側面と破砕装置１の打撃軸方向とがほぼ垂直となるように、破砕装置１を旋回させて側面のライニングを破砕する。

上述のように、破砕装置１の軸方向の長さが樋の内幅より短く構成されており、樋Ｇの内側において破砕装置１の打撃回転工具３の打撃軸方向が樋Ｇの側面に垂直になるようにすることができる。

更に、第１〜第３の各油圧シリンダー３７〜３９を作動させ、破砕装置１の軸方向の水平位置、垂直位置を調整することにより出銑樋内面のライニングを前後方向、上下方向ならびに左右方向に破砕することが出来る。

本発明の補修装置９１においては、補修作業において補修装置９１の破砕装置１が出銑樋に対して与える押しつけ力を調整できるようにすることが好ましい。
すなわち、破砕装置１に出銑樋Ｇへの押付け力を検出する押付け力センサー４５を備えた押付け力検出シリンダー４６を設け、その検出信号に基づき、押付け力を制御する押し付け力制御機構、例えば、移動体の台車の旋回力を制御する機構を備えるものである。

図１０は、本発明の補修装置９１における押しつけ力制御機構の構成の一例を示す図である。
図１０に示すように、破砕装置１と支持ヘッド４との間には、押しつけ力センサー４５を備えた押しつけ力検出シリンダー４６が、支持ヘッド４上に前後方向に、取り付けられている。

破線で示すように、押しつけ力検出シリンダーの検出信号は、操作室、例えば台車３１キャビンの操作レバー４７で設定した値と比較され、シーケンサー４８から比例電磁減圧弁４９を介して、旋回用コントロールバルブ５０に送られ、実線で示したように、油圧ポンプ５２の油圧を調整して台車の旋回モーター５１が制御され、ブームの旋回力すなわち、破砕装置の樋の内面への押し付け力が制御される。

例えば、作業位置が現在の位置より遠くなって移動体のブームを延ばした場合、樋に対する押しつけ力が弱くなるが、押しつけ力検出シリンダー４６は押しつけ力の低下を検知し、その信号を比例電磁弁４９を介して、旋回用コントロールバルブ５０に送り、旋回モータを起動させることにより所要の押しつけ力を発生させることができる。

これによって破砕装置１を取り付けたブーム３２〜３４の長さの変化によらず、出銑樋への押し付け力を調整することができる。従って、破砕装置１の位置によらず、適切な打撃力を樋内側面に及ぼすことができ補修作業の効率が向上する。

（ａ）（ｂ）は、破砕装置を移動体の先端に取付けた本発明の補修装置の全体概要図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明の補修装置における破砕装置の概要図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）（ｂ）は、削岩機の概要を示す図であり、（ａ）は本発明の補修装置における破砕装置の削岩機、（ｂ）は、従来の削岩機を示す。 （ａ）（ｂ）本発明の補修装置における破砕装置の削岩機の動作を説明する部分断面模式図であり、（ａ）は、前進開始状態、（ｂ）は、前進状態を示す。 （ａ）（ｂ）は、本発明の補修装置における破砕装置の削岩機の動作を説明する部分断面模式図であり、（ａ）は、打撃状態、（ｂ）は、後退開始状態を示す。 は、本発明の補修装置における破砕装置の削岩機の動作を説明する部分断面模式図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明の補修装置における破砕装置の削岩機の概要を示す図であり、（ａ）は一部破断部を含む平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ視断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の補修装置における破砕装置の打撃回転破砕工具の構成概要を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ視断面図である。 本発明の補修装置における破砕装置の破砕刃の形状を示す図である。 本発明の補修装置における破砕装置の押し付け力の制御機構を説明する図である。 従来の補修装置の概要を示す図である。 従来の補修装置の破砕工具を示す図である。

符号の説明

１…破砕装置
２…削岩機
３…打撃回転工具
４…支持ヘッド
５…回転駆動部
６…支持軸
７…ブラケット
８…取付部材
９…バルブグループ
１０…シリンダー
１１…回転機構
１２…打撃機構
１３…油圧モーター
１４…ピニオンギア
１５…スピンドルギア
１６…シャンクロッド挿入穴
１７…平坦面
１８…デイスク（円盤状体）
１９…ホルダー
２０…保持穴
２１…破砕刃
２２…頭部
２３…刃首部
２４…前部係止部
２５…胴部
２６…後部係止部
２７…ワッシャー
２８…ピン
２９…軸方向の間隙（移動代（ストローク））
３０…移動体
３１…台車
３２…第１ブーム
３３…第２ブーム
３４…第３ブーム
３５、３６…水平軸
３７…第１油圧シリンダー
３８…第２油圧シリンダー
３９…第３油圧シリンダー
４０、４１…リンク部材
４２、４３、４４…水平軸
４５…押し付け力センサー
４６…押し付け力検出シリンダー
４７…操作レバー
４８…シーケンサー
４９…比例電磁減圧弁
５０…旋回用コントロールバルブ
５１…台車旋回モーター
５２…油圧ポンプ
８０…移動台車
８１〜８３…ブーム
８３…ブラケット
８４…回転軸
８５…取り付けヘッド
８６…油圧シリンダー
８７…打撃回転工具
８８…削岩機
８９…ホルダー
９０…刃体
９１…本発明の補修装置
Ａ…アキュームレーター
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ５…ポート（シリンダー側）
Ｄ１’、Ｄ２’、Ｄ５’…ポート（バルブシリンダー側）
Ｄ３，Ｄ４…切替ポート
Ｇ…出銑樋
ＨＰ…高圧ライン
ＬＰ…低圧ライン
Ｌ…破砕装置の軸方向長さ
Ｌ′…短縮長さ
Ｍ…スリット
ｍ…スリットの間隙
Ｐｍ１，ｐｍ２…ピストンの大径部
Ｒ…シャンクロッド
Ｓ１…ピストン後室
Ｓ２…ピストン前室
Ｓ３…クッション室
Ｓ４…バルブ切替室
Ｔ…チップ
Ｖ…バルブ
Ｖｃ…バルブシリンダー
Ｗ…出銑樋の内幅

Claims (6)

1. 移動体に旋回及び進退可能に設けられたブームの先端に、打撃用ピストンでシャンクロッドを前向きに打撃し、該シャンクロッドの先端部に装着した打撃回転工具で耐火物を打撃および回転破砕する破砕装置を備えた高炉出銑樋の耐火物の補修装置において、前記ブームの先端のブラケットに設けられた支持軸に回動自在に支持された支持ヘッドと該支持ヘッドを回動させる駆動装置とを設け、該支持ヘッドに打撃軸方向が支持軸の方向と直交するように破砕装置を取り付け、打撃用ピストンの動きを制御するバルブグループをシリンダーの外部に設けると共に、該破砕装置の打撃軸方向の長さを高炉出銑樋の内幅より小さく構成したことを特徴とする高炉出銑樋の耐火物の補修装置。
2. 前記打撃回転工具には、その前面に複数の破砕刃が、その軸方向が破砕装置の打撃軸方向に平行であり、かつ進退可能であると共に、破砕刃の軸の回りに回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高炉出銑樋の耐火物の補修装置。
3. 前記打撃回転工具には、その前面に複数の破砕刃が、その先端を結んで形成される面が平面又は前方に凸な曲面となるように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の高炉出銑樋の耐火物の補修装置。
4. 前記打撃回転工具は、その前面に、先端が円錐状であるビットを有する複数の破砕刃を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高炉出銑樋の耐火物の補修装置。
5. 前記破砕装置は、高炉出銑樋への押し付け力を検出する押し付け力センサーを備えた押し付け力検出シリンダーと、この押し付け力検出シリンダーの検出信号に基づきブームの旋回力を制御する押し付け力制御機構とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の高炉出銑樋の耐火物の補修装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐火物の補修装置により高炉出銑樋の内面の耐火物を破砕補修する方法において、破砕装置の打撃回転工具の高炉出銑樋内面への押し付け力を所定の値に制御しつつ、破砕装置を高炉出銑樋の長手方向、高さ方向および左右方向に移動させ、高炉出銑樋の内面の耐火物を破砕除去することを特徴とする高炉出銑樋の耐火物の補修方法。

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