JPS6050104A - 高炉鉄皮内側スタツド溶着方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高炉の炉壁、特にその損傷の激しい炉壁部分の
補修に有効に利用しうる高炉鉄皮内１１１１１スタッド
溶着方法および装置に関ゴる。

従来技術 胸知のように高炉の炉壁は、炉体鉄皮の内側に耐火物を
構築してライニング層を形成すると共に前記ライニング
層に箱型冷却盤・あるいはステーブ冷却盤等を埋設して
構成することが一般的である。ところで前記ライニング
層は、使用期間の経過に伴って順次損耗する。その１１
１粍が進行すると冷却盤がライニング層ｉから臓出し破
損したり、鉄皮の熱負荷が増大してホットスポットを生
じるようになる。特に前記冷却盤が破損するとライニン
グ層への熱負荷が加速度的に増大し、その損耗速度は著
しく高まり、この結果、鉄皮が露出する状態にまで達す
ることも屡々発生し、鉄皮の亀裂破損を生じる等の事態
となっていた。

而してライニング層の損耗が進行すると、例えば炉内側
より不定形耐火物を吹伺はシイニング１１を修復する方
法、前記損耗都に？♀却盤を’ｌＩｌ＋人したり、鉄皮
の散水を行わしめる等しで炉壁の冷却を強化する方法等
が実施されていた。

ところがライニング層の内面、あるいは鉄皮内側には、
耐火物の支持機構がないため、吹付けられた耐火物が短
時間で剥離し、脱落する等して充分な効果をあげること
はできなかった。このため従来においても鉄皮の内側に
耐火物の支持機構を設けるため種々の構造のスタッドや
その数句法等が提案されていた。

しかしながら周知のように炉壁近傍は狭隘なスペースに
多くの配管や機器が設置されており、又作業省が炉内に
混入ることもできないことなどから、従来法ではいずれ
もその数句りに長時間を要するうえにスタッドの構造に
も制約条件が多く耐火物の確実な支持機構を覚揮するこ
とはできなかった。

目的 本発明は前記従来技術の問題点を解決するもので秀れた
耐火物の支持機能を発揮するスタンドを短時間で、かつ
確実に数句ける方法の提供を第１の目的とし、前記スタ
ッドを取付けるための効果的な装置の提供を第２の目的
とするものである。

構成・実施例 本発明の構成を、実施例を示す図に基ついて説明する。

第１図は本発明に基づくスタッド溶着方法の一実施例を
示す高炉々壁の部分断面図である。

図において、■は鉄皮、２は耐火物である。本実施例に
おいては耐火物２が脱落し鉄皮の捲出したｍ９の鉄皮１
にアーム挿通孔（以下挿通孔と云う）３を穿設し、該挿
通孔３よりロボットアーム１００を挿入した。ロボット
アーム、１００は先端に溶接機構保持具（以下保持具と
云う）ｌＯｌを備えており、該保持具１０１が鉄皮表面
に対向できるよう少なくとも２関節以上でノ１１（曲可
能に構成されている。

第２図〜第４図は前記ロボットアーム１００の一実施例
を示す構造図である。図において、１０２はアームであ
り、後述する押しロッド１０３がその内側を自在に前後
進できるよう中をに形成されている。アーム１０２の後
部にはアーム１０２を容易に回転さぜるための）・ンド
ル１０４が固着されている。又、アーム１０２の先端部
には関節ビン１０５が設けられ、該関節ビン１０５を介
して関節アーム１０６が回動可能に連接されている。

本実施例ではアーム１０２の先端に突起アーム１０２ａ
を構成し、第５図（第２図のＡ−Ａ断面）しく示すよう
に突起アーム１０２ａの先端に挿通孔コ。０′７を設け
、該挿通孔１０７に関節ビン１０５が挿通固定されるよ
う構成した。又、本実施例の関節アーム１０６は、後部
の板状側板コ０６ａと円環部材１０６ｂを介して先端部
に突設された突起）η１ｌＩ４Ｊ１０６Ｃとから構成さ
れておシ、側板１０６ａに設けられた孔１０６ｄを貫辿
して前記関節ビン］０５を挿通することにより、アーム
ｌ　Ｏ２ＶＣ回動可能に連接されている。側板１０６ａ
の両１ｔ（！１面には案内溝１０８が穿設されている。

該案内溝１０８には第６図（第２図のＢ−Ｂ断面〕に示
すように連結軸１０９が両側板１０６ａを差］−渡して
軸架されている。連結軸１０９は押しロッド１０３の先
端および連結ロッド１１０の後端を軸支し、前記案内溝
１０日を自在に前後進する。尚、第６図において１１１
は連結軸１０９の抜は止め用ビンを示すものである。

さて、関節アーム１０６の先端部の突起部材１０６Ｃに
は前記アーム１０２と同様に挿通孔１１２が設けられ、
第２の関節ピン１１３が挿通されており、該第２の関節
ピン１１３を介して保持具１０１が回動可能に連接され
ている。保持具１０１には連結ピン１１４を介して前記
連結ロッドｌ　」、　Ｏの先端が連結されている。一方
押しロッド１０３はアーム１０２内に挿通され、その先
Ｑ：Ｍは前述の如く連結軸］０９で軸支され、又その後
部はアーム１０２より所定長さ突出するよう構成されて
いる。

次に前記ロボットアーム１００の作動機構について説明
する。

第２図は押しロッド１０３を最後部まで引き・ロボット
アーム１００を直線状に伸張した状態（以下伸張状態と
云う）を示すものであって、該伸張状態で鉄皮１の挿通
孔３より挿入される。次いで押しロッド１０３を前方へ
押１〜出すと連結軸１０９が案内溝１０８に涜って前進
し、これに伴って連結軸１０９に軸支された連結ロッド
１１０も前進する。連結ロッド１１０が前進すると第３
図に示すように保持具１０１が第２の関節ピン１１３を
回動支点として屈曲する。面して、例えば関節アーム１
０６の先端下部にストッパー１１５を固着し・前記保持
具１０１が直線軸芯］−１６とほぼ直交した状態でスト
ッパー１１５に当接するよう構成すると保持具１０１を
関節アーム１０６と直交状態に固定保持することかでき
る。（以下第３図の状態を直交状態と云う）前記直交状
態よりさらに押しロッド］０３を押し出すと第４図に示
すように関節ピン１０５を回動支点として関節アーム１
０６が屈曲し、保持具１０１の先端面１０１ａは・第２
図の伸張状態より１８０°転回し、鉄皮内（ＩＩＩに対
向する。（該第４図の状態を以下屈曲状態と云う〕該屈
曲状態では・例えばロックナツトｎ７によって押しロッ
ド１０３とアーム１０２を固定すると押しロッド１０３
に前進力を加え続けなくてもその状態を維持することが
できる。父、該屈曲状態でハンドル１０４を回転さぜる
と保持具１０１は直線軸芯１１６を中心とし−Ｃ回転し
、鉄皮１の任意の位置に先端Ｕ　１０１　ａを対向させ
ることができる。

尚、本実施例では、関節ピン１０５．１１３を回動支点
としで連結軸１０９および連結ピン１１４が回転軌跡を
描いて移動することからそれらに連結された押しロッド
１０３．連結ロッド１１０は前後進動の際に上下方向に
も移動する。このため、該上下方向の移動でアーム１０
２、あるいは関節アーム１０６の内環部制御０６ｂ等に
接触しないよう押しロッド１０３および連結ロッド１１
０には適宜曲げ加工して構成した。

さて、第７図は保持具１０１　Ｋ保持された溶接機構４
の一実施例を示す断面構造図である０本実施例の溶接機
構、又は溶接ガン４１と溶接ガン４１の先端に装着され
、スタッド５を所定の保持力で保持するチャック４２と
、吸着コイル４３とから構成されている。溶接ガン４１
は、通常時はスプリング４４の弾発力で前方へ押出され
ているが吸着コイル＋３に通電するとコイルの吸着作用
により肪定量後退する。４５は吸着コイル４３への通電
ケーブル４−６は浴接ガン４１の溶接用ケーブルである
。又本実施例では、後述するスタッド５と鉄皮表面との
間隔を精度よく確保するだめの間隔保持釜具４７が調整
ロッド４Ｂをフ１゛シて取付けられている。該間隔保持
飯具４７はその先端面４’７ａがスタッド５の先端位置
と？１は一致するよう調整されている。

第８図はスタッド５を鉄皮内側表面に当接せしめた状態
を示すもので前記間隔保持金具４・／が鉄ｉ１に当たる
まで保持具１０１を前進（矢印ａ方向うさせることによ
シ炉内状況を観察することなくスタッド５を鉄皮表面に
正確に当接ぜしめることができる。次いで通電ケーブル
４５を弁して吸着コイル４３に通電するとスタッド５は
第９図に示すように所定量後退し、その先端と鉄皮表面
にギャップ７が形成される。而して該状態で溶接用ケー
ブル４６を介して溶接ガン４１に通電するとスタッド先
端にアークが発生し、そのアーク熱によってスタッド５
は鉄皮１に溶着される。前記溶着が行われるとスタッド
５は鉄皮］に強固に固定されるため保持具１０１紮後退
さぜるとスタッド５はチャック４２よシ離脱し、スタッ
ドの溶着作業が終了する。

以上のように本発明では、まず鉄皮１の挿通孔３より先
端にスタッド５を装置したロボットアーム１００を挿入
した後・押しロッド］、０３を押し込み第１図に示すよ
うに炉内においてロボットアーム１００を屈曲状態とす
る。次に７・ンドル１０４を操作して保持具先端面１０
１ａを鉄皮内１１１１の所定位置に対向せしめると共に
ノンドル１０４を引き戻すことによシ、保持具１０１が
鉄皮内側方向へ前進し、前記スタッド５の溶着を実施す
ることができる。スタッド５の溶着が終ると押しロッド
１０３を引き込み、ロボットアーム１００を伸張状態と
することにより、ロボットアーム１００を炉外に取出す
。尚、＠１図ｇｃおいて６は電源装置である。

ところで鉄皮ｌの内側表面には装入物や溶融物が付着し
ていたり、耐火物２が点在あるいは薄層で残存している
ことが多い。而して前記スタッド５を溶着するに際して
は、前記種々の付着物を除去し、鉄皮表面を奇麗な面に
しておくことが必要である。このため本発明ではスタッ
ド溶着前にあらかじめ溶着部位を清掃した。該楯”掃を
行うには例えばロボットアーム１００の保持具１０１に
後述する清１に？具を数句けることによって効率的に実
施できる。第１Ｏ図は保持具１０１に周知のエアーハン
マー１を数句けた状態、第１１図は掻取爪８ａを突設し
た掻取具８を保持具１０１に取付けた状態を示すもので
エアーハンマー７で付着物を突落すか、ロボットアーム
１００を回転さぜ掻取具８で付着物を掻落すことにより
７Ｉ１１掃できる。又第１２図に示すように保持具１０
１に噴射ノズル９を数句け、圧縮気体を吹付けるか、あ
るいは圧縮気体にザンド又は蛍属片等を混入してプラス
Ｉ・することによっても清掃の実施が用能である。

効果 本発明の実施により、スタッド５が鉄皮１に強固に溶着
でき、又スタッド溶着に要する時間も極めて短時間で、
かつ容易に行えるようになった。

このため、スタッド溶着部に不定形耐火物を吹伺けるか
・圧入することにより修複したライニーング層はスタッ
ド５の支持機構により長期間、安定した保護機能を発揮
できるようになった。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明に基づ〈実施例を示すもので第１図はスタ
ッド溶着状況を示す断面構造図、第２図〜第４図はロボ
ットアームの構造図で、第２図は伸張状態、第３図は直
交状態、第４図は屈曲状態、ｍ５図は第２図のＡ−Ａ断
面図、第６図は第２図のＢ−Ｂ断面図、第７は保持具Ｖ
Ｃ保持された溶接機構の構造図、第８図および第９図は
スタッドの鉄皮への当接状況を示す部分拡大図、第１０
図。 第１１図、第１２図は清掃具のそれぞれ異なった実施例
を示す構造図である。 ｌ・・・・・・鉄皮 ２・・・・・・耐火物 ３・・・・・・挿通孔 俟・・・・　・・溶接機構 ４１・・・・・溶接ガン ４２　・・・・チャック ４３・・・・・吸着コイル ４４・・・・　・スプリング ４５・・・　・・通電ケーブル ４６・・・・・溶接用ケーブル ４′７・・・　・・間隔保接金具 ４８・・・・・調整ロッド ５・・・・・・スタッド ６・・・・・・電源装置 ７・・　・・　・・エアーハンマー ８・・・・・　・掻取具 ９・・・・・・噴射ノズル １００・・・・　・ロホ゛ットアーム １０１・・・　・・保持具 １０２・・・・・アーム １０３・・・・・挿しロッド １０４・・・　・　・ハンドル １０５・・・・・関節ピン １０６・・・・・関節アーム １０７・・・・・挿通孔 １０Ｂ・・・・・案内溝 １０９・・・・・連結軸 １１０・・・・・連結ロッド １１１・・・・・抜は止め用ビン １１２・・・・・挿通孔 １１３・・　・・第２の関節ピン １１４・・　・・・連結ピン 工１５・・・・・ストッパー １１６・・・・・直線軸芯 １１’７・・　・・・ロックナツト 出　願　人　新日本製鐵株式会社 第５図 第６図 第７図 第８図　第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　高炉鉄皮にアーム挿通孔を穿設し、該挿通孔か
   ら先端に溶接機構保持共を備えた少なくとも２関節以上
   の関節をもつロボットアームを挿入し、前記鉄皮内側に
   スタッドを溶着せしめることを特徴とする高炉鉄皮内側
   スタッド溶着方法。
2. （２）スタッド溶層前にあらかじめ溶着部位を清掃する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高炉鉄皮
   内側スタッド溶着方法。
3. （３）先端部に関節ビンを有し、後部に回転ノンドルを
   備えた中空のアームと；両側面に案内溝を穿設すると共
   に先端部ＶＣ第２の関節ビンを有し、前記関節ビンを介
   して前記アームに回動可能に連接された関節アームと；
   前記第２の関節ビンを介して関節アームに回動可能に連
   接された溶接機構保持具と；前記案内溝に軸架された連
   結軸と；先端が連結ビンを介して前記保持具に連結され
   、後端が前記連結軸に軸支された連結ロッドと；前記ア
   ーム内に挿通され先端が前記連結軸に軸支された押しロ
   ッドとからなり、前記２つの関節ビンを回動支点として
   屈曲可能に構成されたことを特徴とするロボットアーム
   装置