JP6849601B2 - 冶金容器の耐火性スリーブを修理する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる冶金容器の耐火性スリーブを修理する方法及び該方法を実行する装置に関する。

冒頭で特定した種類の耐火性スリーブは、特に、溶融金属を収容する鋳造用取鍋の内側スリーブである。内側スリーブを、耐火性取鍋内張りの有孔レンガに挿入し、外側でスライド閉止部の閉止プレートに隣接させる。

内側スリーブは、鋳造用取鍋の注出路を形成するため、動作中に相当摩耗する。そのため、摩耗したスリーブを新しく、無傷のスリーブに交換することが、頻繁に必要となる。しかしながら、このプロセスは、まず摩耗したスリーブを壊して取出し、有孔レンガの損傷した座面を修理し、それから、新たなスリーブを、容器内で正確に心合せするように嵌合しなければならないため、通常、極めて面倒である。その結果、当該容器のダウンタイムが長くなる。

冶金容器の湯出口を修理する方法は、オーストリア国特許第Ａ−２４２１７５号（特許文献１）から知られており、該方法は、モルタルディスペンサとして湯出口に導入できるパイプ片を用いて実行される。しかしながら、この既知の方法は、注口スリーブを修理するには適さない、というのは、モルタルディスペンサとして機能するパイプ片が、周縁部周りに分布する穿孔を有し、且つ修理する注口の目標径と全く同じ外径を有するからである。その結果、一方では、モルタルを破損した流路壁に均等に塗布できず、他方では、注口にモルタルを塗布した後に、塗布したモルタル層を、有孔パイプ片を取外す際に損傷する危険性がある。

オーストリア国特許第Ａ−２４２１７５号

本発明の基礎となる目的は、摩耗したスリーブを修理する方法であって、該方法によって、修理したスリーブの動作信頼性及び寸法精度を保証するような方法を考案することである。

本発明によると、この目的を、鋳造流路にそれ自体で既知の方法で挿入でき、鋳造流路から引出す際に、流路の全長に亘り流路を調整するモルタルディスペンサを用いて、モルタルをスリーブの鋳造流路に塗布して、スリーブ修理を実行することによって達成するが、モルタルディスペンサを、モルタルの塗布中、鋳造流路と同軸で回転させ、所定期間後に、まだ回転した状態で、鋳造流路から引出す。

本発明による修理方法は、回転するモルタルディスペンサにより、流路壁にモルタルを均等に塗布し、且つ流路壁を精確に調整するため、比較的複雑でない装置を用いて実行できることを特徴とする。

本方法の別の長所は、比較的高い容器温度で修理を実行できるため、及びモルタルの塗布と塗布したモルタル塊の硬化の両方を、迅速に行えるため、所要時間を抑制できる。

また、本方法は、モルタルディスペンサの機能を自動化可能にし、スリーブの組成又は其々使用するモルタルの組成等の基本的なパラメータに適合可能である。

これらの長所は、本発明による方法を、鋳造施設のメンテナンスステーションでロボットによって自動的にメンテナンスを実行するスライド閉止部を取鍋注口に隣接させた状態で、鋳造用取鍋の内側スリーブを修理するのに使用する場合に、特に有意義である。この場合、本発明は、内側スリーブに対する修理を、スライド閉止部のメンテナンス中に、好適には同じロボットで、ここでも自動的に実行するように備える。

このようにして、数回鋳造した後に新たなスリーブと取替える代わりに、全プレートを交換する交換プロセス中に内側スリーブを修理できる。このようにして、耐火性材料のコストを削減し、取鍋のメンテナンスに必要な時間を抑制する。

この文脈では、モルタルをスリーブの鋳造流路に塗布する際に、モルタルディスペンサを、発生する遠心力による強力な遠心分離効果で、モルタル塊をスリーブの流路壁に噴射するような比較的高速な回転速度で回転させると、有利である。

また、モルタルディスペンサを、モルタル硬化プロセスの開始後にモルタルの組成に応じて特定時間回転させるならば、モルタルを一層良好に付着するのに、有利である。

更に、本発明は、回転するモルタルディスペンサを鋳造流路から取出す際に、流路壁に噴射したモルタル塊を、モルタルディスペンサによって螺旋状に払拭し、モルタルディスペンサの回転速度を、モルタルの組成及び流路壁の構造及び組成に応じて設定できるように備える。このようにして、モルタルディスペンサを鋳造流路から取出し易くし、それと同時に、鋳造流路は、無傷の滑らかな内壁を得られる。

モルタル塊の塗布及び平滑化を最適化するために、本発明は、好適には３００℃以上のスリーブ温度でモルタルをスリーブに塗布するようにも備える。

提案した方法を実行するための本発明による装置は、モルタルディスペンサを、長手方向軸周りに回転するパイプ片によって形成し、モルタルディスペンサは、放射状に長手方向に指向する刃を有し、該刃の長さは、修理するスリーブの鋳造流路長さに一致、対応し、モルタルディスペンサの外径は、刃によって画成され、スリーブの鋳造流路径の目標値と等しいことを特徴とする。

モルタルの塗布中、モルタル塊を、回転する刃による遠心力によってスリーブの流路壁に均等に搬送し、それにより流路壁を、コンパクトで良好に付着するモルタル層で被覆する。この文脈では、刃を、パイプ片の回転方向に若干凸状に湾曲させると、有利である。

本装置を取外す際に螺旋状に回転する刃により、無傷で滑らかな流路面を有する鋳造流路の精確な調整を行える。

本発明について、以下で、添付図を参照して例示的実施形態を用いて、より詳細に記述する。

断面図で図式的に説明した、本発明による方法によって内側スリーブを修理する装置を有する取鍋注口。 斜視図での図１による装置。 図２による装置及び内側スリーブの断面図。スリーブ。 スライド閉止部が内側スリーブと鋳造施設の取鍋位置で隣接した状態での取鍋注口の斜め断面図。 本装置の変形例の斜視図。

図１は、鋼鉄製取鍋１の部分領域を示しており、取鍋１の注口２には、スライド閉止部（図示せず）を備えることができる。鋼鉄製取鍋１は、耐火性内張り４付き鋼鉄製外筒３を有し、耐火物製の内側スリーブ６を収容するために、内張り４内に、耐火性有孔レンガ５を嵌合する。

動作中、スリーブ６は、鋳造流路７の領域にある内壁６’で相当摩耗する。この理由で、一定数の鋳造を行った後には、役に立たなくなる。

本発明によると、スリーブの修理は、モルタルディスペンサ９を用いてスリーブ６の内壁６’にモルタルを塗布することによって行うが、モルタルディスペンサ９は、鋳造流路７内に挿入でき、モルタルディスペンサ９を通してモルタルを外側に、モルタルディスペンサ９と内側スリーブ６の摩耗した内壁６’との間に形成された空洞１４内へと搬送する。

次に鋳造流路７からモルタルディスペンサを取外した後、スリーブに十分な接着性を持つモルタルを塗布して、流路の全長に亘りスリーブを調整する。

本発明によると、装置８を、モルタルディスペンサ９が、モルタル塗布中に、比較的迅速に鋳造流路７と同軸で規定時間回転し、モルタルの硬化中に、依然として回転しながら鋳造流路から取出されるように、作動させる。従って、修復する鋳造流路７の内壁６’を、均等に滑らかになるように処理し、鋳造中に流通する溶融金属が、留まり、場合によっては凹凸によって付着するのを防止する。

モルタルディスペンサ９の回転速度は、例えば、毎分約５００〜１，０００回転するハンドドリルに相当する。回転駆動するためにモルタルディスペンサ９に結合させた駆動軸１９を、示している。

これに関する試験中、モルタルディスペンサ９を、例えば、計６０秒間回転すると、及びモルタルを、好適にはスリーブ温度を３００℃超でスリーブの内壁に塗布すると有利であることが立証された。このように、スリーブの修理を、鋳造用取鍋がまだ高温である間に実行できる。

本発明による方法によって内側スリーブを修理するには、同様の目的で一般的に使用するモルタルの種類が考えられる。装置の回転速度を、モルタルの組成、及び流路壁の構造及び組成に応じて、設定できる。

図２及び図３から分かるように、モルタルディスペンサ９は、放射状に長手方向に指向する刃１１を有する円筒形のパイプ片１０から成り、該パイプ片の長さを、スリーブ６の鋳造流路長さに一致、対応させる一方で、刃１１によって画成するパイプ片の外径は、内側スリーブの流路径の目標値と等しくする。記載した例示的実施形態では、刃１１を、パイプ片１０と軸方向に平行に整列させ、円盤状のフランジ１２によって両端で画定し、それにより耐火性モルタルを収容するために、細長空間１３を各刃間に形成する。

パイプ片１０を回転させることによって、モルタルを、遠心力によって、空間１３の外に搬送し、スリーブ６の摩耗した内壁６’に流路全長に亘り均等に塗布し、遠心分離効果によりモルタルを内壁６’及び該内壁６’と円筒部との間に形成された空洞１４にしっかりと接着できる。この遠心分離効果を増大させるのに、刃１１をパイプ片１０の回転方向に若干凸状に湾曲させ、それによりモルタルを、形成した外縁部１１’を超えて押出せるようにし、且つこれらの縁部１１’が切削効果を有すると、有利である。

また、パイプ片１０と共に回転する刃１１は、余分なモルタルを払拭したり、内側スリーブの鋳造流路を、流路壁を損傷せずに、調整したりするのにも役立つ。これと同じことが、その後も、回転し続けるパイプ片１０が、取外しプロセスをかなり支援する螺旋運動を行うため、装置を取外す際にも言える。

有利には、モルタルディスペンサ９のこうした空間１３を、例えば手作業で、所定量のモルタルを空間１３に注入できるような大きさにし、モルタルの量については、モルタルディスペンサとスリーブの内壁との間に形成する空洞１４に略相当する量とし、それにより余分なモルタルを払拭できるようにする。そのために、これらの空間１３をモルタルで充填するが、このモルタルを、刃１１の外周と略面一となり、そこに均等に分布するように、注入して、これを行う。

本発明によるスリーブ修理方法は、特に、取鍋のスライド閉止部のメンテナンス及び準備をメンテナンスステーション−所謂取鍋位置で主にロボットによって実行する鋳造施設に適している。

図４では、鋳造用取鍋１の注口を、メンテナンスステーションに配置し、取鍋１の有孔レンガ５内に内側スリーブ６を挿入しているところを示している。内側スリーブ６に隣接して、スライド閉止部２０があり、該スライド閉止部２０は、それ自体で、鋳造流路７を開閉するものとして知られている。動作中、摩耗領域１５は、有孔レンガ５の自由通過領域から内側スリーブ６の出口、即ち内側スリーブ６に密接するスライド閉止部２０のハウジング２１内に入る耐火性閉止プレート（図示せず）にまで広がる。

図４では、鋳造用取鍋１は、該取鍋１が水平方向にあるメンテナンス位置にある。スライド閉止部２０を、その機構に挿入できる耐火性部品、つまり閉止プレート、スライダプレート及び注口スリーブと共に、部分的に断面図で示している。スライド閉止部のスライダユニット１６を外へと回して、ベースプレートを取外した後、鋳造用取鍋のスリーブ６は、自由に接近可能となり、スライド閉止部のメンテナンス及び準備を行う間、メンテナンスステーションで修理できる。修理は、好適には、プレートを交換するのに使用するロボットを用いて、ここでも自動的に行われる。

図５では、この目的に適する修理装置１７を示している。図２による装置８とは、該装置をロボットに結合するために、モルタル給送装置である第２パイプ片１８を有する点で異なり、該第２パイプ片１８は、パイプ片１０の延伸部として設けられ、同時に、もう一方のパイプ片１０にモルタルを供給できる。修理装置１７を、ロボットで精確に自動的に位置決めし、該装置１７の駆動軸１９によって、鋳造流路７内で、其々最適な回転速度で回転するように、駆動する。

本発明による装置は、上記の例示的な実施形態とは異なる設計が容易にできる。上述したように機能することだけが必須である。

本発明によるスリーブ修理方法は、耐火性容器内張り内に固定し、ここでは摩耗量が大きい他のスリーブ、例えば転炉、電気炉の出鋼口又はタンディッシュにおける他のスリーブ等にも、勿論、適する。有孔レンガ、スリーブ挿入部、修復ノズル又はスリーブとしてスリーブ状噴出路も、本発明による方法で修理できる。

しかしながら、本方法は、自動化した鋳造作業の最中に、各プレートを交換しながら、内側スリーブを迅速に修理可能にし、それにより新たな内側スリーブに対する必要条件を減少可能にするため、鋳造用取鍋の内側スリーブを修理するのに特に有利に適している。スリーブを交換する際に必要となる有孔レンガの掃除は、不要になる。有孔レンガの摩耗は減少し、厄介な溶融も発生しない。

本発明を、上述した例示的実施形態によって十分に表した。しかしながら、他の変形例によっても説明できる。従って、スライド閉止部等の機構に固定する耐火性交換注口も、本発明による方法によって修理できる。

刃の代わりに、空間を画定する他の形の手段、例えば、ねじ状隆起部を、モルタルディスペンサのパイプ部分に設けることもできる。

原理上は、このモルタルを、例えば、筒状の膨張可能な風船体等を用いて外側に押出すことによって、スリーブの内壁へと搬送することもできる。

Claims (11)

1. 容器（１）の耐火性内張り（４）に嵌合する耐火性スリーブ（６）、又は耐火性機構に嵌合する冶金容器の耐火性スリーブを修理する方法であって、前記修理を、前記耐火性スリーブ（６）に挿入できるモルタルディスペンサ（９）を用いて、前記耐火性スリーブ（６）の内壁（６’）に前記モルタルを塗布することによって実行する方法であり、
   前記モルタルディスペンサ（９）のパイプ片（１０）に所定量のモルタルを収容する空間（１３）を設け、前記パイプ片（１０）を回転させることによって遠心力を発生させて、前記空間（１３）の外の前記モルタルディスペンサ（９）と前記スリーブ（６）の摩耗した内壁（６’）との間に形成された空洞（１４）内に前記モルタルを搬送し、さらに、
   前記モルタルディスペンサ（９）の前記パイプ片（１０）を、放射状に長手方向に指向する複数の刃（１１）を付けて前記モルタルを収容する空間（１３）を前記刃間に形成し、前記刃の長さは、修理する耐火性スリーブ（６）の鋳造流路長に一致、対応させる一方で、前記刃によって画成する外径は、修理後のスリーブ鋳造流路径の目標値と等しくする
   ことを特徴とする、方法。
2. 前記モルタルを前記耐火性スリーブ（６）の前記内壁（６’）に塗布する際に、前記モルタルディスペンサ（９）を、前記モルタル塊を、前記空洞（１４）及び前記耐火性スリーブの前記内壁に、遠心力を発生させて搬送又は噴射するような回転速度で回転させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記耐火性スリーブ（６）に挿入した状態で、前記モルタルディスペンサ（９）は、前記モルタルの塗布中に噴射した後一定時間、前記鋳造流路内で同軸で回転することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. モルタル硬化プロセスが始まった後でも、前記モルタルディスペンサ（９）を、前記モルタルの組成に応じて特定時間、前記耐火性スリーブ内で回転させることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 回転する前記モルタルディスペンサ（９）を前記耐火性スリーブから取外す際に、その内壁に噴射した前記モルタル塊を、前記モルタルディスペンサ（９）によって螺旋状に払拭することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
6. 前記モルタルディスペンサ（９）の回転速度は、前記モルタルの組成及び前記内壁の構造及び組成に応じて設定できることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 前記モルタルを、３００℃以上のスリーブ温度で、前記耐火性スリーブ（６）に塗布することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
8. スライド閉止部（２０）を取鍋注口に隣接させた状態で鋳造用取鍋（１０）の前記内側スリーブ（６）を修理するために、前記耐火性スリーブ（６）を、鋳造施設のメンテナンスステーションでロボットによって自動的に保持し、前記モルタルを、前記メンテナンスステーションで前記スライド閉止部（２０）のメンテナンス中に、前記耐火性スリーブ（６）に塗布し、前記ロボットによって、前記スライド閉止部（２０）を操作するために、前記モルタルディスペンサ（９）を自動的に位置決め及び駆動することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法を実行する装置であって、前記モルタルディスペンサ（９）を、パイプ片（１０）によって形成し、前記パイプ片は、長手方向軸周りに回転し、前記パイプ片は、外側に存在し、周縁部周りに分布する空間（１３）を有し、前記空間（１３）を、前記モルタルディスペンサ（９）と前記耐火性スリーブ（６）の前記内壁（６’）との間に形成された前記空洞（１４）に相当する量の所定量の前記モルタルが、前記空間（１３）に注入できるような大きさにすることを特徴とする、装置。
10. 前記刃（１１）を、前記パイプ片の回転方向に凸状に湾曲させることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記刃（１１）間の前記空間（１３）を、前記パイプ片（１０）の延長部に配置するモルタル給送装置によって、前記モルタルの塊で、個別に又は纏めて充填できることを特徴とする、請求項９又は請求項１０に記載の装置。

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