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公開番号2024160572
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-14
出願番号2023075716
出願日2023-05-01
発明の名称施工計画作成支援システム、施工計画作成システム、施工方法、施工計画作成支援方法、及び、施工計画作成方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類C10B 29/02 20060101AFI20241107BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】コークス炉の築炉において、大ブロックを積み付けるに際し、事前に、ブロック搬送途中の他ブロックや他設備との干渉を防止し、かつ、大ブロックの積み付けの施工時間を短縮する。
【解決手段】部品データベース1と、施工データベース2と、設計システム3と、を有し、設計システム3においては、各ブロックのうち対象となるブロックの搬入動線が決定されるに際し、施工データベース2に格納されたブロックの積み順に従って対象となるブロックよりも積み順が前であるブロックが築造された状態において、対象となるブロックの搬入動線が、施工データベース2に格納された搬入時のブロック動線可動範囲と安全上具備すべき条件を満たす範囲内で設定され、設定された各ブロックの搬入動線で各ブロックを搬入するに際してのブロックの積み付け施工時間の評価に基づき、各ブロックの搬入動線を決定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コークス炉の築炉において、大型耐火物製のブロックを積み付けるための施工計画作成を支援する施工計画作成支援システムであって、
各ブロックの形状及びブロックを築造した状態の形状の一方又は両方を格納する部品データベースと、
安全上具備すべき条件、各ブロックの積み順、ブロック搬入時のブロック動線可動範囲及び資材搬入動線のいずれか一又は二以上を格納する施工データベースと、
前記部品データベース及び前記施工データベースに基づき、各ブロックの搬入動線が決定される設計システムと、を有し、
前記設計システムにおいては、各ブロックのうち対象となるブロックの搬入動線が決定されるに際し、前記施工データベースに格納された各ブロックの積み順に従って前記対象となるブロックよりも積み順が前であるブロックが築造された状態において、前記対象となるブロックの搬入動線が、前記施工データベースに格納されたブロック搬入時のブロック動線可動範囲と安全上具備すべき条件を満たす範囲内で設定され、設定された各ブロックの搬入動線で各ブロックを搬入するに際して、ブロックの積み付け施工時間を評価し、前記積み付け施工時間が短くなる前記各ブロックの搬入動線が決定されることを特徴とする施工計画作成支援システム。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記施工データベースは、安全上具備すべき条件を格納しており、かつ、さらに作業員の動線可動範囲を格納し、
前記設計システムにおいては、各ブロックの搬入動線に基づき、前記施工データベースに格納された安全上具備すべき条件、作業員の動線可動範囲を満たす範囲内で、作業員の動線が決定されることを特徴とする請求項１に記載の施工計画作成支援システム。
【請求項３】
前記部品データベースは各ブロックの形状を格納しており又は前記施工データベースは各ブロックの積み順を格納しており、
前記設計システムは、前記部品データベースに格納された各ブロックの形状及び前記施工データベース中に格納された各ブロックの積み順の一方又は両方を修正し、
修正された結果に応じて、再度前記設計システムによって前記部品データベース及び前記施工データベースに基づき、各ブロックの搬入動線を修正し、
修正された各ブロックの搬入動線と修正前の各ブロックの搬入動線について、ブロックの積み付け施工時間を評価し、前記積み付け施工時間がより短くなるブロックの搬入動線が決定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の施工計画作成支援システム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の施工計画作成支援システムを用いて施工計画を作成する施工計画作成システムであって、
前記施工計画は、各ブロックの搬入動線、各ブロックの位置、各ブロックの形状、各ブロックの積み順及び作業員の動線のいずれか一つ又は二つ以上を含む、
施工計画作成システム。
【請求項５】
コークス炉の築炉において、大型耐火物製のブロックを積み付けるための施工方法であって、
請求項１又は請求項２記載の施工計画作成支援システムにより決定された各ブロックの搬入動線、各ブロックの位置データ、各ブロックの形状のうち一つ又は二つ以上がタグに記録され、
前記タグは前記各ブロック自体又は前記各ブロックが載置されるパレットに付与される、
施工方法。
【請求項６】
コークス炉の築炉において、大型耐火物製のブロックを積み付けるための施工方法であって、
請求項３に記載の施工計画作成支援システムにより決定された各ブロックの搬入動線、各ブロックの位置データ、各ブロックの形状のうち一つ又は二つ以上がタグに記録され、
前記タグは前記各ブロック自体又は前記各ブロックを載置するパレットに付与される、
施工方法。
【請求項７】
コークス炉の築炉において、大型耐火物製のブロックを積み付けるための施工計画作成を支援する施工計画作成支援方法であって、
各ブロックの形状及びブロックを築造した状態の形状の一方又は両方を格納する部品データベースと、
安全上具備すべき条件、各ブロックの積み順、ブロック搬入時のブロック動線可動範囲及び資材搬入動線のいずれか一又は二以上を格納する施工データベースと、
前記部品データベース及び前記施工データベースに基づき、各ブロックの搬入動線が決定される設計システムと、を用い、
前記設計システムにおいては、各ブロックのうち対象となるブロックの搬入動線が決定されるに際し、前記施工データベースに格納された各ブロックの積み順に従って前記対象となるブロックよりも積み順が前であるブロックが築造された状態において、前記対象となるブロックの搬入動線が、前記施工データベースに格納されたブロック搬入時のブロック動線可動範囲と安全上具備すべき条件を満たす範囲内で設定され、設定された各ブロックの搬入動線で各ブロックを搬入するに際して、ブロックの積み付け施工時間を評価し、前記積み付け施工時間が短くなる前記各ブロックの搬入動線が決定されることを特徴とする施工計画作成支援方法。
【請求項８】
前記施工データベースは、安全上具備すべき条件を格納しており、かつ、さらに作業員の動線可動範囲を格納し、
前記設計システムにおいては、各ブロックの搬入動線に基づき、前記施工データベースに格納された安全上具備すべき条件、作業員の動線可動範囲を満たす範囲内で、作業員の動線が決定されることを特徴とする請求項７に記載の施工計画作成支援方法。
【請求項９】
前記部品データベースは各ブロックの形状を格納しており又は前記施工データベースは各ブロックの積み順を格納しており、
前記設計システムは、前記部品データベースに格納された各ブロックの形状及び前記施工データベース中に格納された各ブロックの積み順の一方又は両方の修正を行い、修正された結果に応じて、再度前記設計システムによって前記部品データベース及び前記施工データベースに基づき、各ブロックの搬入動線を修正し、修正された各ブロックの搬入動線と修正前の各ブロックの搬入動線について、ブロックの積み付け施工時間を評価し、前記積み付け施工時間がより短くなるブロックの搬入動線が決定されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の施工計画作成支援方法。
【請求項１０】
請求項７又は請求項８に記載の施工計画作成支援方法を用いて施工計画を作成する施工計画作成方法であって、
前記施工計画は、各ブロックの搬入動線、各ブロックの位置、各ブロックの形状、各ブロックの積み順及び作業員の動線のいずれか一つ又は二つ以上を含む、
施工計画作成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、施工計画作成支援システム、施工計画作成システム、施工方法、施工計画作成支援方法、及び、施工計画作成方法に関するものであって、特に、コークス炉の築炉において、大ブロックを積み付けるための、施工計画作成支援システム、施工計画作成システム、施工方法、施工計画作成支援方法、及び、施工計画作成方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
製銑用コークスを製造する室炉式コークス炉においては、炭化室と燃焼室とが炉団長方向（炉幅方向）に交互に配置され、炭化室と燃焼室の上部には炉頂部、下部には蓄熱室が配列されている。燃焼室と蓄熱室との間の部分は蛇腹部ともいわれる。蓄熱室の下部にはソールフリューが配置されている。通常、炭化室の寸法は、炉高４～７．５ｍ余、炉幅３５０～５５０ｍｍ、炉長１３～１７ｍ程度である。燃焼室は炉長方向に配列された燃焼室フリュー列からなる。炭化室と燃焼室との隔壁および燃焼室フリュー同士の隔壁、炉頂部、蛇腹部、蓄熱室、ソールフリューは、いずれも耐火物煉瓦の煉瓦積み構造で形成される。例えば、炭化室を６４室有する室炉式コークス炉（以下単に「コークス炉」という。）においては、上記耐火物煉瓦を合計で２００万個用いて構成されている。
【０００３】
既存のコークス炉は、現在、全国的に、２０年～３０年の稼働期間を経て老朽化してきており、新たなコークス炉を建設する必要が迫ってきている。
【０００４】
コークス炉の建設は、従来、築炉工が耐火物煉瓦を手積みすることで行っている。手積みによる建設では、耐火物煉瓦の一つ一つにコテでモルタルを塗り、これを積み上げるという作業を繰り返し行う必要がある。さらに、コークス炉に使用される耐火物煉瓦は、一つあたり十数ｋｇの重さがあり、これを積み上げる作業は極めて重労働といえる。
【０００５】
また、コークス炉は、様々な形状、大きさの多種類の耐火物煉瓦を複雑に組み合わせる必要があり、据付精度については、±２ｍｍ以内に抑える必要がある。そのためには、熟練した築炉工が大人数必要であるが、熟練した築炉工は高齢化し、大人数を確保することが難しくなってきている。
【０００６】
このような事情に対し、工期短縮による必要な築炉工の人数削減を目的とし、予め、築炉現場から離れた作業しやすい広い場所で、複数の耐火物煉瓦を所定の大きさまで積み付けてモルタルにより一体化した大ブロックとし、この大ブロックを築炉現場で組み込んでコークス炉を積み付ける、プレハブ工法が知られている。プレハブ工法でブロックを形成するシステム及び方法として、特許文献１には、積み台座の上に定型耐火物を積み上げてブロックを作成する、コークス炉定型耐火物積みシステム、コークス炉定型耐火物積み方法が開示されている。
【０００７】
また、プレハブ工法で耐火物煉瓦を積み上げてブロック化するのではなく、粒状の耐火物組成物に水を加えて混練し、型枠に流し込んで、乾燥させることで耐火物の大ブロックを形成する、プレキャスト工法（プレキャスト大ブロック工法ともいう。）も公知である（特許文献２）。
【０００８】
プレハブ工法、あるいは、プレキャスト工法は、一つあたりの耐火物のブロックが大ブロックになったことにより、築炉現場で積み付けるブロック数が減少し、狭い築炉現場での作業が短縮されるため、作業効率が良く、築炉期間が短くなるとされている。特に、プレキャスト工法は、積み付けるブロック数そのものが減少するため、作業効率がよい。
【０００９】
一般的なコークス炉建設では、同形状のある程度の量の煉瓦を梱包（約１ｔｏｎ）したパレット単位で築炉現場へ移送運搬し、築炉現場で開梱（人力）→配列（人力）→築造（人力）する。取扱う煉瓦が大ブロックと比較して軽量なため、現場での不具合発生時（煉瓦割れ、配列ミスなど）にも人の手で短時間での対応が可能である。
【００１０】
一方、プレキャスト大ブロック工法では、一般的なコークス炉建設で用いられる人の手で積める軽量な煉瓦とは異なり、プレキャストした大ブロック（大型耐火物製のブロック）が最大１ｔｏｎあるいはそれ以上もある重量物であり、人で取扱うことが不可能であるため、人手によらないクレーン等の移送運搬や築炉専用の装置が必要となる。このプレキャストした大ブロックも、一つずつパレットと呼ばれる敷物に載せて扱われる。
（【００１１】以降は省略されています）

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