JPH09248475A - 堆積物の破砕装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】スケール層上を遠隔操作により移動する移動
車と、移動車に担持され、モータにより回転駆動される
破砕ドラムとよりなり、炉内スケール層を作業性よく破
砕できるような破砕装置を提供する。 【解決手段】移動車をクローラタイプの走行部２と、走
行部上に旋回可能に支持される旋回体３とで構成し、ピ
ニオンギヤ１１をエアモータ８により回転駆動させて平
ギヤ１２の周りに転動させることにより旋回体３を水平
に往復旋回運動させ、旋回体３に支持される破砕ドラム
６を首振り運動させる。これによりスケール層の破砕範
囲を広げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、例えば製鉄所、非
鉄関係の製造所、鉱山等の製錬所、発電所等における各
設備の内外に堆積するスラッジ、ダスト、スラグ、スケ
ール、または石油関連施設のタンク底部に溜まったスラ
ッジ、更には養鶏場や養豚場等の畜舎或いは牛馬等の厩
舎に堆積した家畜の糞尿や家畜の保護のため用いたわら
等の堆積物を含む農鉱工業における生産、製造工程で付
随的に発生する堆積物或いは寒冷地で踏み固められた
り、凍結した降雪（本明細書では、これらを「堆積物」
という）を破砕する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来技術】製鉄所を例にとっていえば、製鉄所内に
は、焼結鉱の製造設備やその搬送装置周辺、加熱炉や均
熱炉の炉内等、スケール等の堆積する箇所がある。こう
したスケール等の堆積は、装置本来の所期の能力を低下
しがちである。加熱炉や均熱炉の場合、炉内に堆積する
スケール層は炉内の燃焼状況を悪化し、これがスラブの
偏熱の原因となり、圧延後の寸法精度及び形状不良を伴
なうようになる。そのため、炉内に堆積するスケール層
を定期的に除去する必要があった。

【０００３】炉内に堆積するスケール層の除去作業は従
来、休炉して作業可能な温度まで冷却したのち、作業員
がツルハシや削岩機を用いてスケール層を堀削し、堀削
したスケールの炉外への搬出もスコップ等を用いて運搬
車に積み込み、人力によって行っていたが、スケール層
の堀削によりスケール内部の潜熱が開放されるため、炉
内温度の再上昇が避けられず、そのため炉内での作業は
１回当たり１０数分が限度で、絶えず交代を必要とする
ことから休炉時間が長くなり、また多くの労働力を確保
せねばならないうえ、作業能率も悪かった。

【０００４】スケール層の破砕作業を行う装置も知られ
る。特開平７−１４６０８４号には、スケール層上を移
動する移動車と、移動車に回転可能に軸支される破砕ド
ラムよりなり、破砕ドラムをスケール層上でモータによ
り回転駆動させて破砕ドラムより突設される破砕爪をス
ケール層に食い込ませて掘り起こしながら移動させるこ
とによりスケール層を破砕する装置が提案され、破砕ド
ラムについても、フック状或いは逆台形状の破砕爪を周
方向に一定間隔で突出形成すると共に、側方に舌片状の
破砕爪を反り出して取り付けた破砕爪車、先端周縁に破
砕爪を周方向に一定間隔で形成すると共に、破砕爪近く
の円周上にブレードを一定間隔で側方に突設し、回転軸
線をスケール層に対し傾斜させたもの、破砕爪を螺旋状
に形成して垂直軸線の回りに回転駆動させるようにした
ものなどが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述する従来の破砕装
置で例えば、図１に示すような範囲の堆積物の破砕作業
を行うには通常、破砕装置１を矢印方向に前進させ、端
に達すると、９０°方向転換して向きを変え、更に方向
転換して向きを変えて図示するようにジグザグ状に移動
させ、ジグザグ巾ａは、取り残しを生じないように破砕
ドラムによる破砕巾ｂと同じか、それより小さく、ａ≦
ｂとする必要がある。

【０００６】従来の装置では上述するように、図１に示
すような範囲の堆積物を破砕するのに装置を何度も行き
来させねばならない。本発明は、破砕装置が行き来する
回数を少なくして作業性が向上する堆積物の破砕装置及
び該装置による破砕方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題の解決手段】本発明の破砕装置は、堆積物上を移
動する移動車と、移動車に回転可能に軸支される破砕ド
ラムよりなり、破砕ドラムを堆積物上でモータにより回
転駆動させて破砕ドラムより突設される破砕爪を堆積物
に食い込ませて掘り起こしながら移動させることにより
堆積物を破砕する装置において、破砕ドラムを移動車に
水平に旋回可能に支持させると共に、破砕ドラムを旋回
させる旋回手段を設けたことを特徴とし、本装置による
破砕方法は、破砕ドラムを旋回手段により水平に首振り
運動させながら移動車を前進或いは後退させて堆積物の
破砕を行うことを特徴とし、破砕ドラムの一回の首振り
運動で移動車が前進或いは後退する距離は、好ましくは
破砕ドラムが一回首振り運動したときに破砕搬送するこ
とができる堆積物の移動車進行方向の長さ（量）とされ
る。

【０００８】本装置及び方法によれば、旋回によって破
砕範囲が広がり、一度の前進或いは後退時に破砕される
範囲が広がるため、装置を行き来する回数が少なくな
る。移動車の前進或いは後退は、例えば移動車に設置し
たテレビカメラにより進行方向前方を撮影し、それをモ
ニターテレビで確認しながら遠隔操作して行うか、或い
は移動車を牽引する牽引車を運転者が操縦することによ
って行い、或いはまたマイコンによって自動制御され
る。

【０００９】破砕範囲の端まで前進或いは後退したとき
の方向転換は、例えば装置を遠隔操作する場合、移動車
にテレビカメラを設置し、モニターテレビで進行方向前
方を確認することによって行われ、運転者が移動車或い
は牽引車を操縦する場合には、運転者の視覚による判断
によって行われる。また移動車の動きをマイコンによっ
て制御する場合には、例えば移動車の移動経路、すなわ
ち移動車の前進或いは後退時の移動量、又は方向転換し
てからの移動車の移動量を全て予めプログラムしてお
き、移動車の移動量をロータリエンコーダ、タコメータ
等で検出して移動量が設定値に達したとき方向転換を行
うようにするか、或いは移動車に接触型のタッチセンサ
ー又は超音波距離計、レーザ距離計、放射線距離計、マ
イクロ波距離計等の非接触型のセンサーを設け、移動車
が前進或いは後退して障害物に達したとき方向転換し、
方向転換して一定量移動し、或いは一定時間経過したと
き再度方向転換するようにされる。破砕ドラムを回転駆
動するモータと、旋回手段の動力源として通常用いられ
るモータの電源或いは圧縮空気源には、一般に同じも
の、すなわち両モータには同じ電源或いは圧縮空気源が
用いられる。破砕時に両モータに共通の電源或いは圧縮
空気より一定の電力或いは圧縮空気が供給されるものと
すると、旋回時の負荷が小さい場合は破砕ドラム駆動用
モータへ供給される電力或いは圧縮空気量を減らして破
砕ドラムの回転速度を低下させ、旋回速度を向上させる
方が破砕効率がよく、逆に旋回時の負荷が大きい場合
は、破砕ドラム駆動用モータへ供給される電力或いは圧
縮空気量を増加させて破砕ドラムの回転速度を向上させ
る方が破砕効率がよい。同様に、破砕時の破砕ドラムの
負荷が小さな場合も作業効率を上げるには、破砕ドラム
駆動用モータへ供給される電力或いは圧縮空気量を減少
させて、破砕ドラムの回転速度を下げ、旋回速度を上げ
る一方、破砕時の負荷が大きい場合には、破砕ドラム駆
動用モータへ供給される電力或いは圧縮空気量を増加さ
せて破砕ドラムの回転速度を上げ、旋回速度を下げると
よい。したがって別の破砕装置は、上述の破砕装置にお
いて更に、旋回手段の負荷を検出する検出手段と、検出
手段の検出値に応じて破砕ドラム駆動用モータの回転数
を制御する制御装置を設けたことを特徴とし、更に別の
破砕装置は、破砕ドラム駆動用モータの負荷を検出する
検出手段と、検出手段の検出値に応じて旋回手段を制御
する制御装置を設けたことを特徴とする。上記各装置を
実施する方法は、制御装置により、検出手段によって検
出された負荷に応じて破砕効率が最も増加する破砕ドラ
ムの回転速度を求め、この回転速度となるように破砕ド
ラム駆動用モータを制御することを特徴とし、別の方法
は、検出された破砕ドラム駆動用モータの負荷に応じて
破砕効率が最も増加する破砕ドラムの旋回速度を求め、
この旋回速度となるように旋回手段を制御することを特
徴とする。上記破砕装置及び方法で用いられる検出手段
としては、例えばモータのトルクを検出する手段、モー
タの電流値を検出する手段、モータがエアモータである
場合、エアの供給量或いは圧力を検出する手段等が挙げ
られる。

【００１０】破砕された堆積物は、スコップ等を用いて
運搬車に積み込み、人力によって搬出するようにしても
よいが、好ましくは特開平６−２４０３２４号に示され
るように、別に設けた移動車にバキュームカー等の真空
吸引装置により接続される吸引ホースを担持し、移動車
を走行させて堆積物を吸引搬送するようにされ、より好
ましくは破砕ドラムを支持する移動車に真空吸引装置に
接続される吸引ホースを担持し、堆積物を破砕しながら
吸引搬送させるようにする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２は、炉内スケール層の破砕装
置について示すもので、破砕装置１は、炉外から遠隔操
作され、移動車を構成するクローラタイプの走行部２及
び走行部２上に垂直軸線の回りを水平に旋回可能に支持
される旋回体３と、旋回体３を旋回させる旋回手段と、
旋回体３に俯仰可能に軸支され、図示省略したエアシリ
ンダーの作動により俯仰するブーム４と、ブーム先端に
取付けられ、エアモータ５によって回転駆動される破砕
ドラム６と、旋回体３の前面に取付けられるライト及び
テレビカメラ（図示しない）よりなり、旋回体３を旋回
させる旋回手段は、旋回体３に固着のＬ型のブラケット
７に取着のエアモータ８と、エアモータ８より減速機９
を介して回転駆動されるピニオンギヤ１１と、走行部２
に固着され、ピニオンギヤ１１と噛合する平ギヤ１２と
よりなり、エアモータ８を駆動させると、ピニオンギヤ
１１が平ギヤ１２の回りを転動し、旋回体３と共に平ギ
ヤ１２の回りを周回するようになっている。

【００１２】破砕ドラム６は図４に示すように、逆台形
状の破砕爪１４を周方向に一定間隔で突出形成して凹凸
の歯車状をなし、破砕爪間に互いに逆向きに反り出す一
対の舌片状の破砕爪１５を取り付けた破砕爪車１６より
なり、この破砕爪車１６を一定間隔で並設した構造を有
している。破砕ドラム６はまた図５に示すように、吸引
カバー１８で覆われ、吸引カバー下部には炉外のバキュ
ームカーに接続される吸引ホース１７が接続され、破砕
したスケールを吸引搬出させるようにしてある。本装置
は以上のように構成され、スケール層の破砕は、旋回体
３を旋回させながら破砕ドラム６の破砕爪車１６をスケ
ール層に食い込ませることによって行うが、作業の初期
の段階においては、破砕爪車１６をスケール層の表層部
に当てゝ破砕し、破砕したスケールを吸引ホース１７に
より吸引排出しながら旋回体３に俯仰可能に軸支されて
いるブーム４をエアシリンダーの作動により次第に下
げ、堀込みを深くしていく。破砕はスケール層最下層に
達するまで行われ、最下層に達したときのブームの俯仰
角度で以後の破砕作業が行われる。破砕爪車１６の破砕
爪１４、１５の爪先で炉床や床面を損傷させることのな
いように、爪先がスケール層最下層に達したのを確認す
るための好適な実施形態として図示していないが、破砕
状況を常時監視するテレビカメラと照明設備を設け、破
砕爪車１６直後のスケール層を撮影し、これを炉外のモ
ニターテレビで観察して破砕爪１４、１５の爪先が炉床
に達したと判断したとき、ブーム４のエアシリンダーを
手動にて制御するか、或いはモータの負荷を検出する検
出手段を設け、負荷が急増するか又は負荷がしきい値を
越えたとき、ブーム４のエアシリンダーを制御するよう
にされる。移動時においては、破砕装置１の進行方向前
方をテレビカメラで撮影し、それを炉外のモニターテレ
ビの画面で確認しながら炉壁近くに達すると方向転換
し、炉壁に沿って一定量移動させたのち再度方向転換し
て図１に示すように破砕装置をジグザグ状に移動させる
が、移動中は常時、エアモータ８により旋回体３を破砕
装置１の全幅以上の範囲で、かつ一定速度で往復旋回運
動をさせ、移動車の移動は、一回の旋回で破砕する進行
方向における破砕長さ（量）に相当する量だけ行われ
る。移動車は以上のように破砕ドラム６が図３に示すよ
うに、水平に首振り運動を行いながら前進するため、破
砕ドラムを旋回させないで破砕作業を行った場合の破砕
巾より巾広の巾Ｗでスケール層内の破砕作業を行いなが
ら前進する。したがって図１に示すのと同じ範囲の堆積
物を破砕する場合、図６に示すように破砕巾が広いた
め、移動車が行き来する回数が少なくてすみ、作業性が
向上する。図７は、破砕装置の別の例を示すもので、エ
アモータ８には該モータ８のトルクを検出する検出手段
２１が設けてあり、旋回体３に搭載された制御装置２２
が検出手段２１により検出されたトルク値に基づいて、
破砕効率が最も上がるようなエアモータ５及び８の回転
数を算出し、各エアモータ５、８の流量調整弁２３及び
２４をそれぞれ制御するようにしてある。すなわち、旋
回時のトルク検出値が小さく、旋回負荷が小さいときに
は、制御装置２２はエアモータ５へ供給される圧縮空気
の供給量を減らすと共に、エアモータ８へ供給される圧
縮空気量を増やすように流量調整弁２３及び２４を制御
し、破砕ドラム６の旋回速度を上げる。逆に旋回時のト
ルク検出値が大きく、旋回負荷が大きいときには、エア
モータ５への圧縮空気の供給量を増やして破砕ドラム６
の回転速度を上げると共に、エアモータ８への供給量を
減らすように流量調整弁を制御する。上記装置では、エ
アモータ８のトルクを検出して、各エアモータ５、８の
流量調整弁２３、２４を制御するようにしているが、別
の装置では、エアモータ８の代わりにエアモータ５のト
ルクを検出する検出手段を設けてエアモータ５のトルク
を検出し、この検出値に基づいて各エアモータ５、８の
流量調整弁２３、２４を制御するようにされる。

【００１３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され、次のよ
うな効果を奏する。請求項１記載の装置及び請求項２記
載の方法によれば、破砕範囲が広がるため移動車の移動
量が少なくてすみ、破砕作業が短時間で行われて作業能
率が向上する。

【００１４】請求項３記載の方法によれば、破砕作業を
遠隔操作によって行うことができ、請求項４及び５記載
の方法によれば、破砕作業を自動的に行うことができ
る。請求項６記載の装置及び請求項７記載の方法におい
ては、破砕ドラム旋回時の負荷を検出し、また請求項８
記載の装置及び請求項９記載の方法においては、破砕時
における破砕ドラムの負荷を検出して、その検出値に応
じて破砕ドラムの回転速度及び旋回速度を変えることに
より、破砕効率を上げることができる。請求項１０記載
の装置によれば、破砕された堆積物がそのまゝ搬出され
るようになり、破砕から搬出までの作業が省力化され、
高温の炉内や有害ガスが充満するタンク内等苛酷な作業
雰囲気下での作業が不要となり、作業能率がより向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の装置で破砕作業を行った場合の移動軌跡
を示す図。

【図２】本発明に係わる破砕装置の斜視図。

【図３】同装置の平面図。

【図４】破砕爪車の平面図。

【図５】吸引ホースを取り付けた破砕装置の斜視図。

【図６】本発明に係わる装置で破砕作業を行った場合の
移動軌跡を示す図。

【図７】本発明に係わる破砕装置の別の態様を示す模式
図。

【符号の説明】

１・・破砕装置 ２・・走行部 ３・・旋回体 ４・・ブーム ５・・エアモータ ６・・破砕ドラム ７・・ブラケット ８・・エアモータ １１・・ピニオンギヤ １２・・平ギヤ １４、１５・・破砕爪 １６・・破砕爪車 １７・・吸引ホース １８・・吸引カバー ２１・・トルクの検出手段 ２２・・制御装置 ２３、２４・・流量調整弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２１Ｃ 5/28 Ｃ２１Ｃ 5/28 Ｄ (72)発明者 百岳 武彦 福岡県北九州市小倉北区金鶏町６−29 (72)発明者 井上 義雄 福岡県北九州市小倉南区湯川４−21−14 (72)発明者 栗秋 純一 広島県呉市東畑１丁目２−18−102 (72)発明者 村島 弘芳 福岡県北九州市小倉北区金鶏町５番５− 307

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】堆積物上を移動する移動車と、移動車に回
   転可能に軸支される破砕ドラムよりなり、破砕ドラムを
   堆積物上でモータにより回転駆動させて破砕ドラムより
   突設される破砕爪を堆積物に食い込ませて掘り起こしな
   がら移動させることにより堆積物を破砕する装置におい
   て、破砕ドラムを移動車に水平に旋回可能に支持させる
   と共に、破砕ドラムを旋回させる旋回手段を設けたこと
   を特徴とする堆積物の破砕装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の破砕装置を用い、破砕ドラ
   ムを旋回手段により水平に首振り運動させながら移動車
   を前進或いは後退させて堆積物の破砕を行うことを特徴
   とする堆積物の破砕方法。
3. 【請求項３】移動車の前進或いは後退時の方向転換は、
   移動車に設置したテレビカメラで進行方向前方を撮影
   し、それをモニターテレビで確認して遠隔操作すること
   により行う請求項２記載の堆積物の破砕方法。
4. 【請求項４】移動車の前進或いは後退時の方向転換は、
   検出手段により移動車の移動量を検出し、その検出値が
   マイコンに設定した設定値に達したときに行われる請求
   項２記載の堆積物の破砕方法。
5. 【請求項５】移動車の前進或いは後退時の方向転換は、
   移動車に設置したセンサーが障害物を検出したときに行
   われる請求項２記載の堆積物の破砕方法。
6. 【請求項６】旋回手段の負荷を検出する検出手段と、検
   出手段の検出値に応じて破砕ドラム駆動用モータの回転
   数を制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項
   １記載の堆積物の破砕装置。
7. 【請求項７】請求項６記載の破砕装置を用い、制御装置
   により、検出手段によって検出された負荷に応じて破砕
   効率が最も増加する破砕ドラムの回転速度を求め、この
   回転速度となるように破砕ドラム駆動用モータを制御す
   ることを特徴とする堆積物の破砕方法。
8. 【請求項８】破砕ドラム駆動用モータの負荷を検出する
   検出手段と、検出手段の検出値に応じて旋回手段を制御
   する制御装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   堆積物の破砕装置。
9. 【請求項９】請求項８記載の破砕装置を用い、制御装置
   により、検出手段によって検出された破砕ドラム回転の
   負荷に応じて破砕効率が最も増加する破砕ドラムの旋回
   速度を求め、この旋回速度となるように旋回手段を制御
   することを特徴とする堆積物の破砕方法。
10. 【請求項１０】移動車には、真空吸引装置に接続される
    吸引ホースが担持され、その吸込口が破砕ドラムの近く
    に設けられる請求項１、６又は８記載の堆積物の破砕装
    置。