耐火物の吹付システムおよび耐火物の吹付方法
【課題】簡便な構成により、リバウンド材の安定した回収、再使用を可能にする、耐火物の吹付システムおよび耐火物の吹付方法を提供する。
【解決手段】吹付ノズル６は被施工体１６へ耐火物を吹き付ける。吹付ノズル６は第１搬送管２０の先端に接続され、第１搬送管２０内には圧縮気体が吹付ノズル６へ向けて流通している。耐火物送出装置４は投入された耐火物を第１搬送管２０へ送出する。第２搬送管３０内にも圧縮気体が流通している。リバウンド材回収装置５は、吹き付けられた耐火物のうち被施工体１６に接着せず落下したリバウンド材１２が投入され、リバウンド材１２を第２搬送管３０へ送出する。リバウンド材添加器４０は、第１搬送管２０に介在されるとともに第２搬送管３０の搬送方向下流側端部に接続され、第１搬送管２０内を搬送される耐火物に、第２搬送管３０内を搬送されたリバウンド材１２を添加する。
【解決手段】吹付ノズル６は被施工体１６へ耐火物を吹き付ける。吹付ノズル６は第１搬送管２０の先端に接続され、第１搬送管２０内には圧縮気体が吹付ノズル６へ向けて流通している。耐火物送出装置４は投入された耐火物を第１搬送管２０へ送出する。第２搬送管３０内にも圧縮気体が流通している。リバウンド材回収装置５は、吹き付けられた耐火物のうち被施工体１６に接着せず落下したリバウンド材１２が投入され、リバウンド材１２を第２搬送管３０へ送出する。リバウンド材添加器４０は、第１搬送管２０に介在されるとともに第２搬送管３０の搬送方向下流側端部に接続され、第１搬送管２０内を搬送される耐火物に、第２搬送管３０内を搬送されたリバウンド材１２を添加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火物を吹き付け施工するための吹付システムおよび吹付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
壁面等への耐火物の施工方法として、吹付システムを用いて耐火物を施工部位に吹き付ける吹付工法が広く使用されている。吹付工法は、枠組不要、複雑な部位へ施工可能、短施工時間等の利点を有している。
【０００３】
このような吹付工法に使用される吹付システムは、材料供給装置および吹付装置を含む。材料供給装置は、投入されたプラスチック耐火物等の吹付材料を一定の切り出し速度で吹付装置へ供給する。また、吹付装置は、搬送ホースおよび搬送ホースの先端に取り付けられた吹付ノズルを備える。材料供給装置から供給された吹付材料は、搬送ホース内をエア圧送されて、吹付ノズルから被施工体へ吹き付けられる。材料供給装置および吹付装置は比較的大きく、ある程度の設置スペースが必要である。そのため、施工場所に設置スペースを確保できないことが多く、材料供給装置および吹付装置は施工場所とは離れた位置に設置されることが多い。
【０００４】
ところで、吹付工法は、上述の利点を有するが、施工部位へ吹き付けた材料が施工部位に接着せずに跳ね飛ばされて落下する材料、すなわちリバウンド材（ロス）が発生するという問題がある。特に、製鋼用に使用されるプラスチック耐火物においては、施工部位への接着率は７０％程度であり、約３０％ものリバウンド材が発生することになる。そのため、このようなリバウンド材は回収され、材料供給装置において、新しい材料（バージン材）に一定割合で混合することにより吹付施工に再利用されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００５】
例えば、特許文献１は、耐火材のリバウンド材を、吸引パイプを通じてサイクロン吸引部に吸引して回収し、回収したリバウンド材を連続的に定量切出しし、コンベア上でバージン材と混合して吹付施工に再利用する技術を開示している。特許文献２は、取鍋内において、多関節アームにより吸引ノズルを側壁下部の適宜方向に向けて、旋回台を回転させることによりリバウンド材を吸引し、ホースを通じて溶湯排出口から外部に搬送して分離器においてリバウンド材を分離回収するリバウンド材の回収装置を開示している。特許文献３は、吸引と圧送とを併用して、リバウンド材を吹付装置まで搬送して再利用する切り出しエジェクタを開示している。切り出しエジェクタは、リバウンド材を吸引と補助用のエア圧送を併用して搬送するため小型化が可能になっている（例えば、特許文献３ 段落００１３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−１７５８９４号公報
【特許文献２】実開昭６２−０８６９６０号公報
【特許文献３】特開２００９−２４３８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１が開示する技術では、施工現場から材料供給装置までリバウンド材を吸引によって回収・搬送するために必要なエア量を確保するため、吸引装置が大型になり、施工現場近傍に装置を設置することは困難である。また、施工現場近傍に装置を設置することができない結果、施工現場から材料供給装置までリバウンド材を搬送する吸引ホースが長くなり、リバウンド材によって閉塞されるというリスクもある。特に、プラスチック耐火物等の可塑性材料（例えば、粘土）を含む耐火物は、ホース内で、壁面への衝突に起因する付着が発生しやすく、加えて、リバウンド材は足で踏み固められたり、トリミングされたりして塊状になることがあるため閉塞リスクがさらに増大する。ホ−スに閉塞が発生すると、閉塞を解消するまでリバウンド材を搬送できず、再利用することもできない。加えて、閉塞解消のための作業が必要であり、施工効率が低下することになる。特許文献２が開示する技術も、吸引装置が大型になるため、特許文献１と同様の問題がある。
【０００８】
また、特許文献３が開示する技術では、回収装置本体に大型の吸引装置を設置する必要がないため、施工現場近傍に回収装置を設置できる。しかしながら、特許文献１、２と同様に、回収したリバウンド材を吹付装置まで搬送する必要があり、搬送ホースがリバウンド材によって閉塞されるというリスクがある。
【０００９】
本発明は、上記従来の事情を鑑みて提案されたものであって、簡便な構成により、リバウンド材の安定した回収、再使用を可能にする、耐火物の吹付システムおよび耐火物の吹付方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。すなわち、本発明に係る耐火物の吹付システムは、吹付ノズル、第１搬送管、耐火物送出装置、第２搬送管、リバウンド材回収装置およびリバウンド材添加器を備える。吹付ノズルは被施工体へ耐火物を吹き付ける。当該吹付ノズルは第１搬送管の先端に接続される。また、第１搬送管内は、搬送キャリアである圧縮気体が吹付ノズルへ向けて流通している。耐火物送出装置は、投入された耐火物を第１搬送管へ送出する。また、第２搬送管内にも、搬送キャリアである圧縮気体が流通している。リバウンド材回収装置には、吹き付けられた耐火物のうち被施工体に接着せず落下したリバウンド材が投入される。また、リバウンド材回収装置は投入されたリバウンド材を第２搬送管へ送出する。リバウンド材添加器は、第１搬送管に介在されるとともに第２搬送管の搬送方向下流側端部に接続される。また、リバウンド材添加器は、第１搬送管内を搬送される耐火物に、第２搬送管内を搬送されたリバウンド材を添加する。
【００１１】
この耐火物の吹付システムでは、リバウンド材回収装置に投入されたリバウンド材は、圧送により第２供給管内を搬送されるため、従来技術のような大掛かりな吸引装置は不要である。そのため、リバウンド材回収装置の小型化が容易であり、施工現場付近にリバウンド材回収装置を設置することができる。また、第１搬送管の途中、すなわち、耐火物を第１搬送管に送出する耐火物送出装置と吹付ノズルとの間で、第１搬送管を搬送されている耐火物にリバウンド材を添加する構成であるため、リバウンド材添加器を吹付ノズルに近づけて設けることで、リバウンド材回収装置からリバウンド材添加器までの搬送距離を短くすることができる。その結果、リバウンド材による搬送管の閉塞を抑制することができる。さらに、比較的、簡単な構成であるため低コストで実現可能である。
【００１２】
例えば、上記リバウンド材添加器には、第１搬送管に介在される主管部と、当該主管部に連通し、第２搬送管が接続される側管部とを有する構成を採用することができる。この構成において、側管部は、外側管および内側管を備える。外側管は主管部に支持される。また、内側管は、下流側端部を遊動端として外側管に支持されている。第２搬送管内を搬送されたリバウンド材は内側管の内部を通過する。
【００１３】
このリバウンド材添加器によれば、耐火物が主管部内を搬送されるとき、あるいはリバウンド材が側管部内を搬送されるときに、外側管に固定されていない内側管の下流側端部が振動する。当該振動により、内側管へのリバウンド材の付着を抑制でき、閉塞が発生する可能性の高い、第１搬送管と第２搬送管との接続部において、内部にリバウンド材が付着することを防止できる。振動をより好適に発生する観点では、内側管の遊動端と、外側管との間に隙間を設けることが好ましい、また、ゴム弾性を有する弾性材料により内側管を構成することもできる。
【００１４】
一方、他の観点では、本発明は、耐火物の吹付方法を提供することもできる。本発明に係る耐火物の吹付方法では、まず、搬送キャリアである圧縮気体が流通する第１搬送管に耐火物が送出される。当該第１搬送管内を搬送された耐火物は、吹付ノズルを介して被施工体へ吹き付けられる。吹き付けられた耐火物のうち被施工体に接着せず落下したリバウンド材は回収される。回収したリバウンド材は、搬送キャリアである圧縮気体が流通する第２搬送管に送出される。第１搬送管内を搬送される耐火物には、第１搬送管の中間部において、第２搬送管を搬送されたリバウンド材が添加される。そして、リバウンド材が添加された耐火物は、吹付ノズルを介して被施工体へ吹き付けられる。
【００１５】
この耐火物の吹付方法によれば、リバウンド材による搬送管の閉塞を抑制することができ、効率よくリバウンド材を再利用できる。そのため、施工コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リバウンド材を回収するホース内の閉塞リスクを軽減し、リバウンド材を安定して再使用することができる。また、非常に簡便な構成で実現可能であるため、施工コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における耐火物の吹付システムを示す図
【図２】本発明の一実施形態における耐火物の吹付システムに適用されるリバウンド材添加器の構造を示す部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。以下の実施形態では、転炉、溶融還元炉、電気炉、取鍋等の溶融金属容器や各種工業炉等の内部にプラスチック耐火物を吹付施工する事例により本発明を具体化している。なお、プラスチック耐火物は耐火性骨材、耐火粘土および少量の粘着材等を含み、水を適当量添加して混練し、適度な軟らかさに調製したものが材料として使用されている。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態における耐火物の吹付システムを示す概略図である。図１に示すように、本実施形態に係る吹付システム１０は、耐火物送出装置（吹付装置）４に投入されるプラスチック耐火物と、リバウンド材回収装置５に投入されるリバウンド材とを使用して、耐火物を被施工体１６に吹き付ける構成を有する。
【００２０】
なお、本実施形態では、耐火物送出装置４に投入される耐火物は、未使用品（以下、バージン材という。）である。ここでバージン材とは、吹付施工のために調製された耐火物であって、調製後に使用されておらず、吹付施工にあたって再調製の必要もない耐火物を意味する。また、リバウンド材１２は、被施工体１６に吹き付けられた耐火物のうち被施工体１６に接着せず落下した耐火物を指す。図１では、被施工体１６として炉１５の内壁面を例示している。
【００２１】
図１に示すように、コンプレッサ３から供給される圧縮空気が流通する第１搬送管２０に耐火物送出装置４が介設されている。第１搬送管２０は、耐火物送出装置４より上流側の圧縮気体搬送ホース２１、および耐火物送出装置４より下流側の耐火物搬送ホース２２により構成されている。耐火物搬送ホース２２の下流側端部には、被施工体１６へ耐火物を吹き付ける吹付ノズル６が接続されている。なお、圧縮気体搬送ホース２１および耐火物搬送ホース２２は、耐火物送出装置４を介して連通している。
【００２２】
例えば、耐火物送出装置４は、材料送出部４１と、当該材料送出部４１の上方に配置された材料投入部４２とを有し、材料送出部４１が材料投入部４２に投入されたバージン材を、圧縮気体搬送ホース２１と耐火物搬送ホース２２との連結部に送出する。材料送出部４１には、ロータリーバルブ等のエアシール性に優れる構造を採用することが好ましい。これにより、材料投入部４２側への圧縮空気の流出を防止することができる。また、材料投入部４２にはホッパを採用することができる。耐火物送出装置４から送出されたバージン材は圧縮空気により耐火物搬送ホース２２内を圧送されて吹付ノズル６から噴出する。特に限定されないが、本実施形態では、耐火物搬送ホース２２として、内径５０ｍｍ、長さが６０ｍ、壁面厚１０ｍｍのホースを使用している。
【００２３】
耐火物送出装置４へのバージン材の投入は材料供給装置２が行う。材料供給装置２は、フレキシブルコンテナバック１から投入されたバージン材を一定の切り出し速度で切り出して耐火物送出装置４へ投入する。このような材料供給装置２は、特に特殊な構成を有するものではなく、従来から使用されている公知の装置を使用することができる。
【００２４】
一方、コンプレッサ３から供給される圧縮空気が流通する第２搬送管３０にリバウンド材回収装置５が介設されている。第２搬送管３０は、リバウンド材回収装置５より上流側の圧縮気体搬送ホース３１、およびリバウンド材回収装置５より下流側のリバウンド材搬送ホース３２により構成されている。リバウンド材搬送ホース３２の下流側端部には、後述するリバウンド材添加器４０が接続されている。なお、圧縮気体搬送ホース３１およびリバウンド材搬送ホース３２は、リバウンド材回収装置５を介して連通している。
【００２５】
リバウンド材回収装置５は、圧縮気体搬送ホース３１とリバウンド材搬送ホース３２との連結部にリバウンド材を送出する。送出されたリバウンド材は圧縮空気によりリバウンド材搬送ホース３２内を圧送されてリバウンド材添加器４０へ到達する。特に限定されないが、本実施形態では、リバウンド材搬送ホース３２として、φ３２ｍｍ、長さが１０ｍ、壁面厚７．５ｍｍのホースを使用している。
【００２６】
なお、リバウンド材添加器４０から吹付ノズル６までの耐火物搬送ホース２２の長さは、３ｍ〜２０ｍ程度であることが好ましい。３ｍよりも短い場合、作業者による吹付ノズル６のハンドリングに影響（作業範囲が制限される）があるため好ましくない。また、２０ｍよりも長い場合、リバウンド材添加器４０における搬送圧力が高くなる結果、リバウンド材をリバウンド材添加器４０まで搬送するための要する圧力が高くなるため好ましくない。本実施形態では、リバウンド材添加器４０から吹付ノズル６までの耐火物搬送ホース２２の長さは１０ｍとしている。
【００２７】
リバウンド材回収装置５には、例えば、施工現場において、人力または機力により回収されたリバウンド材１２が投入される。なお、図１に示すように、本実施形態では、リバウンド材回収装置５が施工現場である炉１５内に設置されているため、回収したリバウンド材１２の投入作業を比較的容易に実施できる。特に限定されないが、本実施形態では、人手による炉１５内への搬入が可能となるように、リバウンド材回収装置５の幅を５００ｍｍ、高さを６５０ｍｍとしている。
【００２８】
特に限定されないが、本実施形態のリバウンド材回収装置５は、リバウンド材送出部５１と、当該リバウンド材送出部５１の上方に配置されたリバウンド材投入部５２とを有する。耐火物送出装置４と同様に、リバウンド材投入部５２にはホッパを採用することができ、リバウンド材送出部５１には、ロータリーバルブ等のエアシール性に優れる構造を採用することができる。なお、リバウンド材１２が塊状で回収される場合は、リバウンド材投入部５２とリバウンド材送出部５１との間に切り出しコンベア５３を配置することが好ましい。切り出しコンベア５３は、リバウンド材投入部５２に投入されたリバウンド材１２を一定の切り出し速度で切り出してリバウンド材送出部５１へ投入する。また、リバウンド材回収装置５へのリバウンド材１２の投入にスコップ等を使用した人力を採用する場合は、リバウンド材投入部５２の投入口に金網を設置し、ホッパゲート等で詰まりを発生させる大きな塊状のリバウンド材１２を予め除去することが好ましい。
【００２９】
続いて、リバウンド材添加器４０について説明する。図２は、本実施形態におけるリバウンド材添加器４０の構造を示す部分断面図である。図１に示すように、リバウンド材添加器４０は、吹付ノズル６と耐火物送出装置４との間の耐火物搬送ホース２２に介在する状態で設けられる。
【００３０】
図２に示すように、リバウンド材添加器４０は、主管部４１と、当該主管部４１の外周面に設けられ、主管部４１に連通する側管部４２とを備える。主管部４１は、耐火物搬送ホース２２の一部を構成している。また、側管部４２には、リバウンド材搬送ホース３２の下流側端部が接続される。
【００３１】
特に限定されないが、本実施形態では、主管部４１の両端に、リバウンド材添加器４０より上流側の耐火物搬送ホース２２の下流側端部に設けられた継手と嵌合する継手４７、およびリバウンド材添加器４０より下流側の耐火物搬送ホース２２の上流側端部に設けられた継手と嵌合する継手４８がそれぞれ設けられており、これらの継手を介した連結により耐火物搬送ホース２２が構成されるようになっている。同様に、側管部４２の端部には、リバウンド材搬送ホース３２の下流側端部に設けられた継手３５と嵌合する継手４６が設けられており、これらの継手を介してリバウンド材搬送ホース３２とリバウンド材添加器４０とが連結されるようになっている。
【００３２】
また、側管部４２は、外側管４４および内側管４５を備える。リバウンド材搬送ホース３２内を搬送されたリバウンド材１２は内側管４５の内部を通過する。外側管４４は、主管部４１の外周面および外側管４４の外周面に接する支持部材（ケーシング）４３によって主管部４１に固定されている。支持部材４３は、例えば、鉄やアルミニウム等からなる金物により構成することができる。支持部材４３と、主管部４１および外側管４４とは、例えば、ボルトやねじ等により固定することができる。なお、支持部材４３は、外側管４４を主管部４１に固定可能であれば、他の構成を採用可能である。
【００３３】
内側管４５は、その上流側端部４５ｂが外側管４４に支持される。こでは、内側管４５の上流側端部４５ｂにフランジ状の鍔部を設け、当該鍔部を、継手４６のフランジ部４６ａと、当該フランジ部４６ａと外側管４４との間に設置されるリング状のライナー押さえ４６ｂとで、挟み込むことで内側管４５を外側管４４に固定している。なお、内側管４５の下流側端部４５ａは外側管４４に固定されておらず、遊動可能に構成されている。以下、上流側端部４５ｂを固定端４５ｂ、下流側端部４５ａを遊動端４５ａという。
【００３４】
特に限定されないが、本実施形態のリバウンド材添加器４０は、主管部４１の外周面に、主管部４１の軸心に対して軸心が傾斜した貫通孔４９が設けられており、当該貫通孔４９に外側管４４が挿入される構成を有する。ここでは、外側管４４の挿入側端部は、貫通孔４９への挿入時に主管部４１の内壁面と面一になる形状を有している。また、貫通孔４９は、リバウンド材添加器４０より上流側の耐火物搬送ホース２２の軸心（継手４７の軸心）と、リバウンド材搬送ホース３２の軸心（継手４６の軸心）とのなす角θが鋭角となる状態で設けられる。角θは、例えば、１０度〜４５度の範囲内とすることが好ましく、１５度〜２５度の範囲内とすることがより好ましい。このような角度を採用することで、耐火物搬送ホース２２内（主管部４１内）を搬送されるバージン材の進行を阻害することなくリバウンド材を良好に混合できるとともに、バージン材の側管部４２への進入を防止できる。ここでは、角θを２０度としている。
【００３５】
以上のような構成を有するリバウンド材添加器４０では、バージン材が主管部４１内を搬送されるとき、あるいはリバウンド材が側管部４２内を搬送されるときに、搬送キャリアである圧縮空気の移動に伴って内側管４５の遊動端４５ａが振動する。本実施形態のリバウンド材添加器４０のようにト字状に搬送管が合流する構成では、合流部において異方向に進行する材料が互いに衝突するため、合流部の近傍の搬送管内面に、分岐および合流のない搬送管の直進部に比べて多くの材料が衝突する。特に、本実施形態のリバウンド材添加器４０では、主管部４１を直進するバージン材に側管部４２からリバウンド材が進入するため、主管部４１の搬送方向下流側に位置する側管部４２内壁に多くのリバウンド材が衝突する。また、本実施形態では、リバウンド材は可塑性材料である粘土を含むため内壁に付着しやすく、また、リバウンド材は、作業者の足で踏まれるなどして塊状になっていることがあり、閉塞が発生しやすい。しかしながら、本実施形態のリバウンド材添加器４０では、上述のように、内側管４５の遊動端４５ａが振動するため、内壁へのリバウンド材の付着を抑制することができる。加えて、仮に、付着した場合でも振動により離脱されるため、リバウンド材による内側管４５の閉塞を防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、遊動端４５ａと外側管４４との間に隙間を設けている。このような隙間を設けることにより、遊動端４５ａがより容易に振動できるため、リバウンド材による内側管４５の閉塞をより確実に防止することができる。例えば、隙間の間隔（外側管４４の内壁面に垂直な方向）は、１ｍｍ〜２０ｍｍ、より好ましくは、５ｍｍ〜１０ｍｍとすればよい。
【００３７】
このような隙間は、任意の手法により設けることができる。例えば、外側管４４の内径を均一に構成するとともに、内側管４５の固定端４５ｂの外径より内側管４５の遊動端４５ａの外径を小さくする構成を採用することにより実現できる。あるいは、内側管４５の外径を均一に構成するとともに、外側管４４の上流側内径よりも下流側内径を大きくする構成を採用することにより実現できる。本実施形態では、固定端４５ｂから遊動端４５ａに向かって外径および内径が徐々に小さくなる内側管４５を、内径が均一な外側管４４に挿入した構成になっている。例えば、遊動端４５ａの内径を固定端４５ｂの内径の７〜９割程度に設定すると、より容易に遊動端４５ａを振動させることができる。なお、ここでは、遊動端４５ａの内径は、内側管４５の軸心に垂直な面内、かつ断面の全周に壁面が存在する端部（図２中の位置Ａ）における内径を意味する。
【００３８】
内側管４５は、遊動端４５ａが遊動可能であれば任意の材料により構成することができる。リバウンド材の付着をより抑制する観点では、内側管４５は弾性体で構成することが好ましい。内側管４５を弾性体で構成することにより、リバウンド材が衝突してもその衝撃を緩和できるため、付着をより抑制することができる。このような弾性体としては、ゴムやプラスチック（軟質プラスチック）等のゴム弾性を有する材料を使用することができる。なお、この場合、内側管４５の内径の変動を伴う振動が発生する。
【００３９】
弾性体としてゴムを使用する場合、例えば、耐摩耗性ゴム、硬質ゴム、軟質ゴム、合成ゴム、天然ゴム等を適宜選択することができる。付着性や弾性、耐摩耗性の観点では、天然ゴムを使用することがより好ましい。例えば、厚さ１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは厚さ３ｍｍ〜５ｍｍの天然ゴムを使用することができる。
【００４０】
本実施形態では、厚さ４ｍｍの天然ゴムにより内側管４５を構成し、遊動端４５ａの内径を３１ｍｍ、固定端４５ｂの内径を３８ｍｍとしている。また、外側管４４の内径は５０ｍｍとしているため、遊動端４５ａにおける内側管４５と外側管４４との間の隙間の間隔は、５ｍｍ（位置Ａ）〜８ｍｍ（最先端）程度である。
【００４１】
なお、主管部４１と外側管４４には、例えば、ゴムなど、圧送に使用される公知の材質を適宜使用することができる。
【００４２】
以上のような構成を有するリバウンド材添加器４０においてリバウンド材が添加されたバージン材（以下、混合材という。）は、耐火物搬送ホース２２内を圧送され、吹付ノズル６から被施工体１６に向けて吹き付けられる。吹き付けられて被施工体１６に付着した混合材は施工体１１を構成し、被施工体１６に付着せず落下した混合材は、リバウンド材１２として、再度、回収・再利用される。
【００４３】
以上の構成を有する吹付システム１０では、リバウンド材回収装置５に投入されたリバウンド材１２は、圧送によりリバウンド材搬送ホース３２内を搬送されるため、従来技術のような大掛かりな吸引装置を設ける必要がない。そのため、上述のように、非常に小型のリバウンド材回収装置５を構成でき、施工現場である炉１５内にリバウンド材回収装置５を設置することができる。また、施工現場にリバウンド材回収装置５を設置することができるため、バージン材にリバウンド材を添加するリバウンド材添加器４０を吹付ノズル６に近づけて設けることで、リバウンド材回収装置５からリバウンド材添加器４０までの搬送距離を短くすることができる。すなわち、リバウンド材搬送ホース３２を、従来に比べて極めて短くすることができるため、リバウンド材搬送ホース３２の閉塞リスクを著しく軽減することができる。その結果、低コストでの吹付施工を実現することができる。
【００４４】
また、上述のリバウンド材添加器４０を採用することにより、閉塞が発生する可能性が高い、耐火物搬送ホース２２とリバウンド材搬送ホース３２との接続部における、搬送管内部へのリバウンド材の付着を確実に防止することができる。
【００４５】
ここで、以上の構成を有する吹付システム１０により吹付施工を実施する場合の手順について簡単に説明する。
【００４６】
まず、リバウンド材回収装置５が炉１５内に搬入され、吹付システム１０を構成する各部が図１に示す状態に設置される。
【００４７】
被施工体１６に対して耐火物の吹き付けを開始する時点では、当然、リバウンド材１２は存在しない。そのため、吹き付け開始から、継続的に再利用可能な程度にリバウンド材１２が蓄積するまでの期間は、耐火物送出装置４から送出され、耐火物搬送ホース２２内を吹付ノズル６まで圧送されたバージン材のみが被施工体１６に吹き付けられる。この場合であっても、上述の構造を有するリバウンド材添加器４０では、耐火物搬送ホース２２内を高い流速で移動するバージン材が側管部４２に流入することがない。また、一部のバージン材は、側管部４２の、主管部４１の搬送方向下流側に位置する内壁に衝突するが、リバウンド材添加器４０では、上述のように、バージン材が主管部４１内を搬送されるときでも内側管４５の遊動端４５ａが振動する。そのため、バージン材のみを搬送する状況下であっても、閉塞等の不具合は生じない。
【００４８】
当該バージン材の吹き付けにより、継続的に再利用可能な程度にリバウンド材１２が蓄積すると、リバウンド材１２は、リバウンド材回収装置５を通じて、所定の切り出し速度でリバウンド材搬送ホース３２に送出される。リバウンド材搬送ホース３２内を圧送されることによりリバウンド材添加器４０に到達したリバウンド材１２は、耐火物搬送ホース２２内を圧送されているバージン材に添加される。そして、耐火物搬送ホース２２内を吹付ノズル６まで圧送された当該混合材が被施工体１６に吹き付けられる。上述のように、被施工体１６に付着せず落下した混合材は、リバウンド材１２として、再度、回収・再利用される。
【００４９】
以上説明したように、本発明によれば、搬送管に閉塞を発生させることなく、リバウンド材を添加した耐火物を吹き付けることができ、効率よくリバウンド材を再利用できる。その結果、施工コストを低減することができる。
【００５０】
なお、上述した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、プラスチック耐火物の吹付施工について説明したが、吹き付け可能なキャスタブル耐火材等の他の不定形耐火物にも本発明を適用することができる。また、上記では、コンプレッサが供給する圧縮空気によりバージン材およびリバウンド材を圧送したが、搬送キャリアとして使用可能であれば、空気以外の気体を圧送に使用することを妨げない。さらに、耐火物送出装置、コンプレッサ、吹付ノズル等の構成も特に限定されるものではなく、任意の構成のものを使用することができる。加えて、第１および第２搬送管は、金属管等の剛性を有するパイプや柔軟性を有するホース等、任意の材質の配管を採用できる。なお、配管の断面形状は円形であることが好ましいが、他の断面形状を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、簡便な構成により、リバウンド材の安定した回収、再使用を可能であり、耐火物の吹付システムおよび耐火物の吹付方法として有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１ フレキシブルコンテナバック
２ 材料供給装置
３ コンプレッサ
４ 耐火物送出装置
５ リバウンド材回収装置
６ 吹付ノズル
１０ 吹付システム
１１ 施工体
１２ リバウンド材
１５ 炉
１６ 被施工体
２０ 第１搬送管
２１ 圧縮気体搬送ホース
２２ 耐火物搬送ホース
３０ 第２搬送管
３１ 圧縮気体搬送ホース
３２ リバウンド材搬送ホース
４０ リバウンド材添加器
４１ 主管部
４２ 側管部
４４ 外側管
４５ 内側管
４５ａ 遊動端
４５ｂ 固定端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火物を吹き付け施工するための吹付システムおよび吹付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
壁面等への耐火物の施工方法として、吹付システムを用いて耐火物を施工部位に吹き付ける吹付工法が広く使用されている。吹付工法は、枠組不要、複雑な部位へ施工可能、短施工時間等の利点を有している。
【０００３】
このような吹付工法に使用される吹付システムは、材料供給装置および吹付装置を含む。材料供給装置は、投入されたプラスチック耐火物等の吹付材料を一定の切り出し速度で吹付装置へ供給する。また、吹付装置は、搬送ホースおよび搬送ホースの先端に取り付けられた吹付ノズルを備える。材料供給装置から供給された吹付材料は、搬送ホース内をエア圧送されて、吹付ノズルから被施工体へ吹き付けられる。材料供給装置および吹付装置は比較的大きく、ある程度の設置スペースが必要である。そのため、施工場所に設置スペースを確保できないことが多く、材料供給装置および吹付装置は施工場所とは離れた位置に設置されることが多い。
【０００４】
ところで、吹付工法は、上述の利点を有するが、施工部位へ吹き付けた材料が施工部位に接着せずに跳ね飛ばされて落下する材料、すなわちリバウンド材（ロス）が発生するという問題がある。特に、製鋼用に使用されるプラスチック耐火物においては、施工部位への接着率は７０％程度であり、約３０％ものリバウンド材が発生することになる。そのため、このようなリバウンド材は回収され、材料供給装置において、新しい材料（バージン材）に一定割合で混合することにより吹付施工に再利用されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００５】
例えば、特許文献１は、耐火材のリバウンド材を、吸引パイプを通じてサイクロン吸引部に吸引して回収し、回収したリバウンド材を連続的に定量切出しし、コンベア上でバージン材と混合して吹付施工に再利用する技術を開示している。特許文献２は、取鍋内において、多関節アームにより吸引ノズルを側壁下部の適宜方向に向けて、旋回台を回転させることによりリバウンド材を吸引し、ホースを通じて溶湯排出口から外部に搬送して分離器においてリバウンド材を分離回収するリバウンド材の回収装置を開示している。特許文献３は、吸引と圧送とを併用して、リバウンド材を吹付装置まで搬送して再利用する切り出しエジェクタを開示している。切り出しエジェクタは、リバウンド材を吸引と補助用のエア圧送を併用して搬送するため小型化が可能になっている（例えば、特許文献３ 段落００１３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−１７５８９４号公報
【特許文献２】実開昭６２−０８６９６０号公報
【特許文献３】特開２００９−２４３８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１が開示する技術では、施工現場から材料供給装置までリバウンド材を吸引によって回収・搬送するために必要なエア量を確保するため、吸引装置が大型になり、施工現場近傍に装置を設置することは困難である。また、施工現場近傍に装置を設置することができない結果、施工現場から材料供給装置までリバウンド材を搬送する吸引ホースが長くなり、リバウンド材によって閉塞されるというリスクもある。特に、プラスチック耐火物等の可塑性材料（例えば、粘土）を含む耐火物は、ホース内で、壁面への衝突に起因する付着が発生しやすく、加えて、リバウンド材は足で踏み固められたり、トリミングされたりして塊状になることがあるため閉塞リスクがさらに増大する。ホ−スに閉塞が発生すると、閉塞を解消するまでリバウンド材を搬送できず、再利用することもできない。加えて、閉塞解消のための作業が必要であり、施工効率が低下することになる。特許文献２が開示する技術も、吸引装置が大型になるため、特許文献１と同様の問題がある。
【０００８】
また、特許文献３が開示する技術では、回収装置本体に大型の吸引装置を設置する必要がないため、施工現場近傍に回収装置を設置できる。しかしながら、特許文献１、２と同様に、回収したリバウンド材を吹付装置まで搬送する必要があり、搬送ホースがリバウンド材によって閉塞されるというリスクがある。
【０００９】
本発明は、上記従来の事情を鑑みて提案されたものであって、簡便な構成により、リバウンド材の安定した回収、再使用を可能にする、耐火物の吹付システムおよび耐火物の吹付方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明は以下の技術的手段を採用している。すなわち、本発明に係る耐火物の吹付システムは、吹付ノズル、第１搬送管、耐火物送出装置、第２搬送管、リバウンド材回収装置およびリバウンド材添加器を備える。吹付ノズルは被施工体へ耐火物を吹き付ける。当該吹付ノズルは第１搬送管の先端に接続される。また、第１搬送管内は、搬送キャリアである圧縮気体が吹付ノズルへ向けて流通している。耐火物送出装置は、投入された耐火物を第１搬送管へ送出する。また、第２搬送管内にも、搬送キャリアである圧縮気体が流通している。リバウンド材回収装置には、吹き付けられた耐火物のうち被施工体に接着せず落下したリバウンド材が投入される。また、リバウンド材回収装置は投入されたリバウンド材を第２搬送管へ送出する。リバウンド材添加器は、第１搬送管に介在されるとともに第２搬送管の搬送方向下流側端部に接続される。また、リバウンド材添加器は、第１搬送管内を搬送される耐火物に、第２搬送管内を搬送されたリバウンド材を添加する。
【００１１】
この耐火物の吹付システムでは、リバウンド材回収装置に投入されたリバウンド材は、圧送により第２供給管内を搬送されるため、従来技術のような大掛かりな吸引装置は不要である。そのため、リバウンド材回収装置の小型化が容易であり、施工現場付近にリバウンド材回収装置を設置することができる。また、第１搬送管の途中、すなわち、耐火物を第１搬送管に送出する耐火物送出装置と吹付ノズルとの間で、第１搬送管を搬送されている耐火物にリバウンド材を添加する構成であるため、リバウンド材添加器を吹付ノズルに近づけて設けることで、リバウンド材回収装置からリバウンド材添加器までの搬送距離を短くすることができる。その結果、リバウンド材による搬送管の閉塞を抑制することができる。さらに、比較的、簡単な構成であるため低コストで実現可能である。
【００１２】
例えば、上記リバウンド材添加器には、第１搬送管に介在される主管部と、当該主管部に連通し、第２搬送管が接続される側管部とを有する構成を採用することができる。この構成において、側管部は、外側管および内側管を備える。外側管は主管部に支持される。また、内側管は、下流側端部を遊動端として外側管に支持されている。第２搬送管内を搬送されたリバウンド材は内側管の内部を通過する。
【００１３】
このリバウンド材添加器によれば、耐火物が主管部内を搬送されるとき、あるいはリバウンド材が側管部内を搬送されるときに、外側管に固定されていない内側管の下流側端部が振動する。当該振動により、内側管へのリバウンド材の付着を抑制でき、閉塞が発生する可能性の高い、第１搬送管と第２搬送管との接続部において、内部にリバウンド材が付着することを防止できる。振動をより好適に発生する観点では、内側管の遊動端と、外側管との間に隙間を設けることが好ましい、また、ゴム弾性を有する弾性材料により内側管を構成することもできる。
【００１４】
一方、他の観点では、本発明は、耐火物の吹付方法を提供することもできる。本発明に係る耐火物の吹付方法では、まず、搬送キャリアである圧縮気体が流通する第１搬送管に耐火物が送出される。当該第１搬送管内を搬送された耐火物は、吹付ノズルを介して被施工体へ吹き付けられる。吹き付けられた耐火物のうち被施工体に接着せず落下したリバウンド材は回収される。回収したリバウンド材は、搬送キャリアである圧縮気体が流通する第２搬送管に送出される。第１搬送管内を搬送される耐火物には、第１搬送管の中間部において、第２搬送管を搬送されたリバウンド材が添加される。そして、リバウンド材が添加された耐火物は、吹付ノズルを介して被施工体へ吹き付けられる。
【００１５】
この耐火物の吹付方法によれば、リバウンド材による搬送管の閉塞を抑制することができ、効率よくリバウンド材を再利用できる。そのため、施工コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リバウンド材を回収するホース内の閉塞リスクを軽減し、リバウンド材を安定して再使用することができる。また、非常に簡便な構成で実現可能であるため、施工コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における耐火物の吹付システムを示す図
【図２】本発明の一実施形態における耐火物の吹付システムに適用されるリバウンド材添加器の構造を示す部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながらより詳細に説明する。以下の実施形態では、転炉、溶融還元炉、電気炉、取鍋等の溶融金属容器や各種工業炉等の内部にプラスチック耐火物を吹付施工する事例により本発明を具体化している。なお、プラスチック耐火物は耐火性骨材、耐火粘土および少量の粘着材等を含み、水を適当量添加して混練し、適度な軟らかさに調製したものが材料として使用されている。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態における耐火物の吹付システムを示す概略図である。図１に示すように、本実施形態に係る吹付システム１０は、耐火物送出装置（吹付装置）４に投入されるプラスチック耐火物と、リバウンド材回収装置５に投入されるリバウンド材とを使用して、耐火物を被施工体１６に吹き付ける構成を有する。
【００２０】
なお、本実施形態では、耐火物送出装置４に投入される耐火物は、未使用品（以下、バージン材という。）である。ここでバージン材とは、吹付施工のために調製された耐火物であって、調製後に使用されておらず、吹付施工にあたって再調製の必要もない耐火物を意味する。また、リバウンド材１２は、被施工体１６に吹き付けられた耐火物のうち被施工体１６に接着せず落下した耐火物を指す。図１では、被施工体１６として炉１５の内壁面を例示している。
【００２１】
図１に示すように、コンプレッサ３から供給される圧縮空気が流通する第１搬送管２０に耐火物送出装置４が介設されている。第１搬送管２０は、耐火物送出装置４より上流側の圧縮気体搬送ホース２１、および耐火物送出装置４より下流側の耐火物搬送ホース２２により構成されている。耐火物搬送ホース２２の下流側端部には、被施工体１６へ耐火物を吹き付ける吹付ノズル６が接続されている。なお、圧縮気体搬送ホース２１および耐火物搬送ホース２２は、耐火物送出装置４を介して連通している。
【００２２】
例えば、耐火物送出装置４は、材料送出部４１と、当該材料送出部４１の上方に配置された材料投入部４２とを有し、材料送出部４１が材料投入部４２に投入されたバージン材を、圧縮気体搬送ホース２１と耐火物搬送ホース２２との連結部に送出する。材料送出部４１には、ロータリーバルブ等のエアシール性に優れる構造を採用することが好ましい。これにより、材料投入部４２側への圧縮空気の流出を防止することができる。また、材料投入部４２にはホッパを採用することができる。耐火物送出装置４から送出されたバージン材は圧縮空気により耐火物搬送ホース２２内を圧送されて吹付ノズル６から噴出する。特に限定されないが、本実施形態では、耐火物搬送ホース２２として、内径５０ｍｍ、長さが６０ｍ、壁面厚１０ｍｍのホースを使用している。
【００２３】
耐火物送出装置４へのバージン材の投入は材料供給装置２が行う。材料供給装置２は、フレキシブルコンテナバック１から投入されたバージン材を一定の切り出し速度で切り出して耐火物送出装置４へ投入する。このような材料供給装置２は、特に特殊な構成を有するものではなく、従来から使用されている公知の装置を使用することができる。
【００２４】
一方、コンプレッサ３から供給される圧縮空気が流通する第２搬送管３０にリバウンド材回収装置５が介設されている。第２搬送管３０は、リバウンド材回収装置５より上流側の圧縮気体搬送ホース３１、およびリバウンド材回収装置５より下流側のリバウンド材搬送ホース３２により構成されている。リバウンド材搬送ホース３２の下流側端部には、後述するリバウンド材添加器４０が接続されている。なお、圧縮気体搬送ホース３１およびリバウンド材搬送ホース３２は、リバウンド材回収装置５を介して連通している。
【００２５】
リバウンド材回収装置５は、圧縮気体搬送ホース３１とリバウンド材搬送ホース３２との連結部にリバウンド材を送出する。送出されたリバウンド材は圧縮空気によりリバウンド材搬送ホース３２内を圧送されてリバウンド材添加器４０へ到達する。特に限定されないが、本実施形態では、リバウンド材搬送ホース３２として、φ３２ｍｍ、長さが１０ｍ、壁面厚７．５ｍｍのホースを使用している。
【００２６】
なお、リバウンド材添加器４０から吹付ノズル６までの耐火物搬送ホース２２の長さは、３ｍ〜２０ｍ程度であることが好ましい。３ｍよりも短い場合、作業者による吹付ノズル６のハンドリングに影響（作業範囲が制限される）があるため好ましくない。また、２０ｍよりも長い場合、リバウンド材添加器４０における搬送圧力が高くなる結果、リバウンド材をリバウンド材添加器４０まで搬送するための要する圧力が高くなるため好ましくない。本実施形態では、リバウンド材添加器４０から吹付ノズル６までの耐火物搬送ホース２２の長さは１０ｍとしている。
【００２７】
リバウンド材回収装置５には、例えば、施工現場において、人力または機力により回収されたリバウンド材１２が投入される。なお、図１に示すように、本実施形態では、リバウンド材回収装置５が施工現場である炉１５内に設置されているため、回収したリバウンド材１２の投入作業を比較的容易に実施できる。特に限定されないが、本実施形態では、人手による炉１５内への搬入が可能となるように、リバウンド材回収装置５の幅を５００ｍｍ、高さを６５０ｍｍとしている。
【００２８】
特に限定されないが、本実施形態のリバウンド材回収装置５は、リバウンド材送出部５１と、当該リバウンド材送出部５１の上方に配置されたリバウンド材投入部５２とを有する。耐火物送出装置４と同様に、リバウンド材投入部５２にはホッパを採用することができ、リバウンド材送出部５１には、ロータリーバルブ等のエアシール性に優れる構造を採用することができる。なお、リバウンド材１２が塊状で回収される場合は、リバウンド材投入部５２とリバウンド材送出部５１との間に切り出しコンベア５３を配置することが好ましい。切り出しコンベア５３は、リバウンド材投入部５２に投入されたリバウンド材１２を一定の切り出し速度で切り出してリバウンド材送出部５１へ投入する。また、リバウンド材回収装置５へのリバウンド材１２の投入にスコップ等を使用した人力を採用する場合は、リバウンド材投入部５２の投入口に金網を設置し、ホッパゲート等で詰まりを発生させる大きな塊状のリバウンド材１２を予め除去することが好ましい。
【００２９】
続いて、リバウンド材添加器４０について説明する。図２は、本実施形態におけるリバウンド材添加器４０の構造を示す部分断面図である。図１に示すように、リバウンド材添加器４０は、吹付ノズル６と耐火物送出装置４との間の耐火物搬送ホース２２に介在する状態で設けられる。
【００３０】
図２に示すように、リバウンド材添加器４０は、主管部４１と、当該主管部４１の外周面に設けられ、主管部４１に連通する側管部４２とを備える。主管部４１は、耐火物搬送ホース２２の一部を構成している。また、側管部４２には、リバウンド材搬送ホース３２の下流側端部が接続される。
【００３１】
特に限定されないが、本実施形態では、主管部４１の両端に、リバウンド材添加器４０より上流側の耐火物搬送ホース２２の下流側端部に設けられた継手と嵌合する継手４７、およびリバウンド材添加器４０より下流側の耐火物搬送ホース２２の上流側端部に設けられた継手と嵌合する継手４８がそれぞれ設けられており、これらの継手を介した連結により耐火物搬送ホース２２が構成されるようになっている。同様に、側管部４２の端部には、リバウンド材搬送ホース３２の下流側端部に設けられた継手３５と嵌合する継手４６が設けられており、これらの継手を介してリバウンド材搬送ホース３２とリバウンド材添加器４０とが連結されるようになっている。
【００３２】
また、側管部４２は、外側管４４および内側管４５を備える。リバウンド材搬送ホース３２内を搬送されたリバウンド材１２は内側管４５の内部を通過する。外側管４４は、主管部４１の外周面および外側管４４の外周面に接する支持部材（ケーシング）４３によって主管部４１に固定されている。支持部材４３は、例えば、鉄やアルミニウム等からなる金物により構成することができる。支持部材４３と、主管部４１および外側管４４とは、例えば、ボルトやねじ等により固定することができる。なお、支持部材４３は、外側管４４を主管部４１に固定可能であれば、他の構成を採用可能である。
【００３３】
内側管４５は、その上流側端部４５ｂが外側管４４に支持される。こでは、内側管４５の上流側端部４５ｂにフランジ状の鍔部を設け、当該鍔部を、継手４６のフランジ部４６ａと、当該フランジ部４６ａと外側管４４との間に設置されるリング状のライナー押さえ４６ｂとで、挟み込むことで内側管４５を外側管４４に固定している。なお、内側管４５の下流側端部４５ａは外側管４４に固定されておらず、遊動可能に構成されている。以下、上流側端部４５ｂを固定端４５ｂ、下流側端部４５ａを遊動端４５ａという。
【００３４】
特に限定されないが、本実施形態のリバウンド材添加器４０は、主管部４１の外周面に、主管部４１の軸心に対して軸心が傾斜した貫通孔４９が設けられており、当該貫通孔４９に外側管４４が挿入される構成を有する。ここでは、外側管４４の挿入側端部は、貫通孔４９への挿入時に主管部４１の内壁面と面一になる形状を有している。また、貫通孔４９は、リバウンド材添加器４０より上流側の耐火物搬送ホース２２の軸心（継手４７の軸心）と、リバウンド材搬送ホース３２の軸心（継手４６の軸心）とのなす角θが鋭角となる状態で設けられる。角θは、例えば、１０度〜４５度の範囲内とすることが好ましく、１５度〜２５度の範囲内とすることがより好ましい。このような角度を採用することで、耐火物搬送ホース２２内（主管部４１内）を搬送されるバージン材の進行を阻害することなくリバウンド材を良好に混合できるとともに、バージン材の側管部４２への進入を防止できる。ここでは、角θを２０度としている。
【００３５】
以上のような構成を有するリバウンド材添加器４０では、バージン材が主管部４１内を搬送されるとき、あるいはリバウンド材が側管部４２内を搬送されるときに、搬送キャリアである圧縮空気の移動に伴って内側管４５の遊動端４５ａが振動する。本実施形態のリバウンド材添加器４０のようにト字状に搬送管が合流する構成では、合流部において異方向に進行する材料が互いに衝突するため、合流部の近傍の搬送管内面に、分岐および合流のない搬送管の直進部に比べて多くの材料が衝突する。特に、本実施形態のリバウンド材添加器４０では、主管部４１を直進するバージン材に側管部４２からリバウンド材が進入するため、主管部４１の搬送方向下流側に位置する側管部４２内壁に多くのリバウンド材が衝突する。また、本実施形態では、リバウンド材は可塑性材料である粘土を含むため内壁に付着しやすく、また、リバウンド材は、作業者の足で踏まれるなどして塊状になっていることがあり、閉塞が発生しやすい。しかしながら、本実施形態のリバウンド材添加器４０では、上述のように、内側管４５の遊動端４５ａが振動するため、内壁へのリバウンド材の付着を抑制することができる。加えて、仮に、付着した場合でも振動により離脱されるため、リバウンド材による内側管４５の閉塞を防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、遊動端４５ａと外側管４４との間に隙間を設けている。このような隙間を設けることにより、遊動端４５ａがより容易に振動できるため、リバウンド材による内側管４５の閉塞をより確実に防止することができる。例えば、隙間の間隔（外側管４４の内壁面に垂直な方向）は、１ｍｍ〜２０ｍｍ、より好ましくは、５ｍｍ〜１０ｍｍとすればよい。
【００３７】
このような隙間は、任意の手法により設けることができる。例えば、外側管４４の内径を均一に構成するとともに、内側管４５の固定端４５ｂの外径より内側管４５の遊動端４５ａの外径を小さくする構成を採用することにより実現できる。あるいは、内側管４５の外径を均一に構成するとともに、外側管４４の上流側内径よりも下流側内径を大きくする構成を採用することにより実現できる。本実施形態では、固定端４５ｂから遊動端４５ａに向かって外径および内径が徐々に小さくなる内側管４５を、内径が均一な外側管４４に挿入した構成になっている。例えば、遊動端４５ａの内径を固定端４５ｂの内径の７〜９割程度に設定すると、より容易に遊動端４５ａを振動させることができる。なお、ここでは、遊動端４５ａの内径は、内側管４５の軸心に垂直な面内、かつ断面の全周に壁面が存在する端部（図２中の位置Ａ）における内径を意味する。
【００３８】
内側管４５は、遊動端４５ａが遊動可能であれば任意の材料により構成することができる。リバウンド材の付着をより抑制する観点では、内側管４５は弾性体で構成することが好ましい。内側管４５を弾性体で構成することにより、リバウンド材が衝突してもその衝撃を緩和できるため、付着をより抑制することができる。このような弾性体としては、ゴムやプラスチック（軟質プラスチック）等のゴム弾性を有する材料を使用することができる。なお、この場合、内側管４５の内径の変動を伴う振動が発生する。
【００３９】
弾性体としてゴムを使用する場合、例えば、耐摩耗性ゴム、硬質ゴム、軟質ゴム、合成ゴム、天然ゴム等を適宜選択することができる。付着性や弾性、耐摩耗性の観点では、天然ゴムを使用することがより好ましい。例えば、厚さ１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは厚さ３ｍｍ〜５ｍｍの天然ゴムを使用することができる。
【００４０】
本実施形態では、厚さ４ｍｍの天然ゴムにより内側管４５を構成し、遊動端４５ａの内径を３１ｍｍ、固定端４５ｂの内径を３８ｍｍとしている。また、外側管４４の内径は５０ｍｍとしているため、遊動端４５ａにおける内側管４５と外側管４４との間の隙間の間隔は、５ｍｍ（位置Ａ）〜８ｍｍ（最先端）程度である。
【００４１】
なお、主管部４１と外側管４４には、例えば、ゴムなど、圧送に使用される公知の材質を適宜使用することができる。
【００４２】
以上のような構成を有するリバウンド材添加器４０においてリバウンド材が添加されたバージン材（以下、混合材という。）は、耐火物搬送ホース２２内を圧送され、吹付ノズル６から被施工体１６に向けて吹き付けられる。吹き付けられて被施工体１６に付着した混合材は施工体１１を構成し、被施工体１６に付着せず落下した混合材は、リバウンド材１２として、再度、回収・再利用される。
【００４３】
以上の構成を有する吹付システム１０では、リバウンド材回収装置５に投入されたリバウンド材１２は、圧送によりリバウンド材搬送ホース３２内を搬送されるため、従来技術のような大掛かりな吸引装置を設ける必要がない。そのため、上述のように、非常に小型のリバウンド材回収装置５を構成でき、施工現場である炉１５内にリバウンド材回収装置５を設置することができる。また、施工現場にリバウンド材回収装置５を設置することができるため、バージン材にリバウンド材を添加するリバウンド材添加器４０を吹付ノズル６に近づけて設けることで、リバウンド材回収装置５からリバウンド材添加器４０までの搬送距離を短くすることができる。すなわち、リバウンド材搬送ホース３２を、従来に比べて極めて短くすることができるため、リバウンド材搬送ホース３２の閉塞リスクを著しく軽減することができる。その結果、低コストでの吹付施工を実現することができる。
【００４４】
また、上述のリバウンド材添加器４０を採用することにより、閉塞が発生する可能性が高い、耐火物搬送ホース２２とリバウンド材搬送ホース３２との接続部における、搬送管内部へのリバウンド材の付着を確実に防止することができる。
【００４５】
ここで、以上の構成を有する吹付システム１０により吹付施工を実施する場合の手順について簡単に説明する。
【００４６】
まず、リバウンド材回収装置５が炉１５内に搬入され、吹付システム１０を構成する各部が図１に示す状態に設置される。
【００４７】
被施工体１６に対して耐火物の吹き付けを開始する時点では、当然、リバウンド材１２は存在しない。そのため、吹き付け開始から、継続的に再利用可能な程度にリバウンド材１２が蓄積するまでの期間は、耐火物送出装置４から送出され、耐火物搬送ホース２２内を吹付ノズル６まで圧送されたバージン材のみが被施工体１６に吹き付けられる。この場合であっても、上述の構造を有するリバウンド材添加器４０では、耐火物搬送ホース２２内を高い流速で移動するバージン材が側管部４２に流入することがない。また、一部のバージン材は、側管部４２の、主管部４１の搬送方向下流側に位置する内壁に衝突するが、リバウンド材添加器４０では、上述のように、バージン材が主管部４１内を搬送されるときでも内側管４５の遊動端４５ａが振動する。そのため、バージン材のみを搬送する状況下であっても、閉塞等の不具合は生じない。
【００４８】
当該バージン材の吹き付けにより、継続的に再利用可能な程度にリバウンド材１２が蓄積すると、リバウンド材１２は、リバウンド材回収装置５を通じて、所定の切り出し速度でリバウンド材搬送ホース３２に送出される。リバウンド材搬送ホース３２内を圧送されることによりリバウンド材添加器４０に到達したリバウンド材１２は、耐火物搬送ホース２２内を圧送されているバージン材に添加される。そして、耐火物搬送ホース２２内を吹付ノズル６まで圧送された当該混合材が被施工体１６に吹き付けられる。上述のように、被施工体１６に付着せず落下した混合材は、リバウンド材１２として、再度、回収・再利用される。
【００４９】
以上説明したように、本発明によれば、搬送管に閉塞を発生させることなく、リバウンド材を添加した耐火物を吹き付けることができ、効率よくリバウンド材を再利用できる。その結果、施工コストを低減することができる。
【００５０】
なお、上述した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上記実施形態では、プラスチック耐火物の吹付施工について説明したが、吹き付け可能なキャスタブル耐火材等の他の不定形耐火物にも本発明を適用することができる。また、上記では、コンプレッサが供給する圧縮空気によりバージン材およびリバウンド材を圧送したが、搬送キャリアとして使用可能であれば、空気以外の気体を圧送に使用することを妨げない。さらに、耐火物送出装置、コンプレッサ、吹付ノズル等の構成も特に限定されるものではなく、任意の構成のものを使用することができる。加えて、第１および第２搬送管は、金属管等の剛性を有するパイプや柔軟性を有するホース等、任意の材質の配管を採用できる。なお、配管の断面形状は円形であることが好ましいが、他の断面形状を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、簡便な構成により、リバウンド材の安定した回収、再使用を可能であり、耐火物の吹付システムおよび耐火物の吹付方法として有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１ フレキシブルコンテナバック
２ 材料供給装置
３ コンプレッサ
４ 耐火物送出装置
５ リバウンド材回収装置
６ 吹付ノズル
１０ 吹付システム
１１ 施工体
１２ リバウンド材
１５ 炉
１６ 被施工体
２０ 第１搬送管
２１ 圧縮気体搬送ホース
２２ 耐火物搬送ホース
３０ 第２搬送管
３１ 圧縮気体搬送ホース
３２ リバウンド材搬送ホース
４０ リバウンド材添加器
４１ 主管部
４２ 側管部
４４ 外側管
４５ 内側管
４５ａ 遊動端
４５ｂ 固定端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火物の吹付システムであって、
被施工体へ耐火物を吹き付ける吹付ノズルと、
先端に前記吹付ノズルが接続され、搬送キャリアである圧縮気体が前記吹付ノズルへ向けて流通する第１搬送管と、
投入された耐火物を、前記第１搬送管へ送出する耐火物送出装置と、
搬送キャリアである圧縮気体が流通する第２搬送管と、
吹き付けられた耐火物のうち前記被施工体に接着せず落下したリバウンド材が投入され、投入された前記リバウンド材を前記第２搬送管へ送出するリバウンド材回収装置と、
前記第１搬送管に介在されるとともに前記第２搬送管の搬送方向下流側端部に接続され、前記第１搬送管内を搬送される耐火物に、前記第２搬送管内を搬送されたリバウンド材を添加するリバウンド材添加器と、
を備える、耐火物の吹付システム。
【請求項２】
前記リバウンド材添加器は、
前記第１搬送管に介在される主管部と、
前記主管部に連通し、前記第２搬送管が接続される側管部と、
を備え、
前記側管部が、
前記主管部に支持される外側管と、
下流側端部を遊動端として前記外側管に支持され、前記第２搬送管内を搬送されたリバウンド材が内部を通過する内側管と、
を備える、請求項１記載の耐火物の吹付システム。
【請求項３】
前記内側管の遊動端と、前記外側管との間に隙間を備える、請求項２記載の耐火物の吹付システム。
【請求項４】
前記内側管が、ゴム弾性を有する弾性材料からなる、請求項２または３記載の耐火物の吹付システム。
【請求項５】
搬送キャリアである圧縮気体が流通する第１搬送管に耐火物を送出する工程と、
前記第１搬送管内を搬送された耐火物を、吹付ノズルを介して被施工体へ吹き付ける工程と、
吹き付けけられた耐火物のうち前記被施工体に接着せず落下したリバウンド材を回収する工程と、
前記回収したリバウンド材を、搬送キャリアである圧縮気体が流通する第２搬送管に送出する工程と、
前記第１搬送管の中間部において、前記第１搬送管内を搬送される耐火物に、前記第２搬送管を搬送されたリバウンド材を添加する工程と、
前記リバウンド材が添加された耐火物を、前記吹付ノズルを介して被施工体へ吹き付ける工程と、
を有する、耐火物の吹付方法。
【請求項６】
前記リバウンド材の添加が、
前記第１搬送管に介在される主管部と、
前記主管部に連通し、前記第２搬送管が接続される側管部と、
を備え、
前記側管部が、
前記主管部に支持される外側管と、
下流側端部を遊動端として前記外側管に支持され、前記第２搬送管内を搬送されたリバウンド材が内部を通過する内側管と、
を備える、リバウンド材添加器によりなされる、請求項５記載の耐火物の吹付方法。
【請求項１】
耐火物の吹付システムであって、
被施工体へ耐火物を吹き付ける吹付ノズルと、
先端に前記吹付ノズルが接続され、搬送キャリアである圧縮気体が前記吹付ノズルへ向けて流通する第１搬送管と、
投入された耐火物を、前記第１搬送管へ送出する耐火物送出装置と、
搬送キャリアである圧縮気体が流通する第２搬送管と、
吹き付けられた耐火物のうち前記被施工体に接着せず落下したリバウンド材が投入され、投入された前記リバウンド材を前記第２搬送管へ送出するリバウンド材回収装置と、
前記第１搬送管に介在されるとともに前記第２搬送管の搬送方向下流側端部に接続され、前記第１搬送管内を搬送される耐火物に、前記第２搬送管内を搬送されたリバウンド材を添加するリバウンド材添加器と、
を備える、耐火物の吹付システム。
【請求項２】
前記リバウンド材添加器は、
前記第１搬送管に介在される主管部と、
前記主管部に連通し、前記第２搬送管が接続される側管部と、
を備え、
前記側管部が、
前記主管部に支持される外側管と、
下流側端部を遊動端として前記外側管に支持され、前記第２搬送管内を搬送されたリバウンド材が内部を通過する内側管と、
を備える、請求項１記載の耐火物の吹付システム。
【請求項３】
前記内側管の遊動端と、前記外側管との間に隙間を備える、請求項２記載の耐火物の吹付システム。
【請求項４】
前記内側管が、ゴム弾性を有する弾性材料からなる、請求項２または３記載の耐火物の吹付システム。
【請求項５】
搬送キャリアである圧縮気体が流通する第１搬送管に耐火物を送出する工程と、
前記第１搬送管内を搬送された耐火物を、吹付ノズルを介して被施工体へ吹き付ける工程と、
吹き付けけられた耐火物のうち前記被施工体に接着せず落下したリバウンド材を回収する工程と、
前記回収したリバウンド材を、搬送キャリアである圧縮気体が流通する第２搬送管に送出する工程と、
前記第１搬送管の中間部において、前記第１搬送管内を搬送される耐火物に、前記第２搬送管を搬送されたリバウンド材を添加する工程と、
前記リバウンド材が添加された耐火物を、前記吹付ノズルを介して被施工体へ吹き付ける工程と、
を有する、耐火物の吹付方法。
【請求項６】
前記リバウンド材の添加が、
前記第１搬送管に介在される主管部と、
前記主管部に連通し、前記第２搬送管が接続される側管部と、
を備え、
前記側管部が、
前記主管部に支持される外側管と、
下流側端部を遊動端として前記外側管に支持され、前記第２搬送管内を搬送されたリバウンド材が内部を通過する内側管と、
を備える、リバウンド材添加器によりなされる、請求項５記載の耐火物の吹付方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１３２６５６（Ｐ２０１２−１３２６５６Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７５１１（Ｐ２０１０−２８７５１１）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００１９７１）品川リフラクトリーズ株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００１９７１）品川リフラクトリーズ株式会社 (112)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]