CN101111759A - 异物检测装置及检测方法,以及异物去除装置及去除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的异物检测装置是用于检测混入在焦炭中的固形异物的异物检测装置,具有:X射线照射装置,其对有可能混入了固形异物的被测定焦炭照射X射线;X射线强度测定装置,其测定穿透被测定焦炭的X射线的规定区域内的穿透X射线强度;判定装置,其通过将穿透X射线强度的数值与规定阈值比较,根据其比较结果判定上述规定区域内的被测定焦炭是否混入了固形异物。

Description

异物检测装置及检测方法,以及异物去除装置及去除方法
技术领域
本发明涉及混入在焦炭中的异物的异物检测装置及检测方法,以及去除异物的装置及去除方法。
背景技术
焦炭以石油或煤炭为原材料制造,由于原材料的不同,分为石油焦及煤焦。其中,石油焦经过用500℃右右的高温热分解石油的重质沉淀部分的焦化工序,即可与分解汽油及分解轻油一道制造出。用焦化工序获得的石油焦含有10%左右的挥发成分,此种状态的石油焦称之为生焦。若将生焦用煅烧装置以1500℃左右的高温加热处理,去除生焦中的挥发成分,即可获得煅烧焦。
在从生焦制造煅烧焦的煅烧装置之中,其内壁使用的是耐火砖。存在该耐火砖从内壁脱落,耐火砖的碎片及安装在焦传送用带式传送机周边设备上的各种金属片等固形异物作为杂质混入到煅烧焦内的可能性。
然而,煅烧焦被作为多种用途的炭材料使用,例如可作为通过融化废铁重新利用铁的电炉的石墨电极材料使用。在铁的重新利用中使用的电炉之中,由于需要用高温融化废铁,因而石墨电极的表面温度甚至可高达3000℃。要想提高此种高温条件下使用的石墨电极的性能及使之长寿命化,就要求作为原材料的煅烧焦中的杂质少。因此,当煅烧焦中混入了杂质的情况下,希望尽最大可能去除该杂质。
多年来,混入在煅烧焦中的耐火砖碎片及金属片等是通过工作人员肉眼识别并用手工操作去除的。
此外,作为检测焦中的固形异物的装置,专利文献1中公示出成品焦从焦传送部的终端排出,检测排出的成品焦碰到壁部时产生的冲击震动,检测成品焦中的固形异物的装置。
(专利文献1):特开平9-95674号公报
然而,用肉眼很难高精度地识别砖块等。尤其由于煅烧焦炭通常是整日连续性生产及传送的,因而如果让工作人员识别并去除砖块碎片则过于劳累。
此外,专利文献1的固形异物检测装置,识别成品焦和固形异物时使用的是冲击震动。因此,构成检测对象的固形异物仅局限于粒径约在300mm以上,质量约30~50kg的较大团块形的砖块。因此,用专利文献1的固形异物检测装置很难检测比上述范围小的砖块碎片及金属片等。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种能够高精度地检测混入在焦中的固形异物的异物检测装置及检测方法以及能够充分去除检测的固形异物的异物去除装置及去除方法。
本发明是用于检测混入在焦中的固形异物的异物检测装置,具有:
X射线照射装置,其对有可能混入了固形异物的被测定焦炭照射X射线;
X射线强度测定装置,其测定穿透被测定焦炭的X射线的规定区域内的穿透X射线强度;
判定装置,其通过将穿透X射线强度的数值与规定阈值比较,根据其比较结果判定上述规定区域内的被测定焦炭是否混入了固形异物。
若采用本发明的异物检测装置,可对被测定焦炭照射X射线,可测定穿透被测定焦炭的穿透X射线强度。这样即可获得测定穿透X射线强度的规定区域(下文称之为“X射线强度测定区域”)的穿透X射线强度分布。
此处的固形异物是指耐火砖碎片及金属片等。由于这些固形异物的密度比焦高,因而照射在固形异物上的X射线的穿透量变少。因此,若在X射线强度测定区域内存在异物,与照射在焦上的X射线的穿透强度相比,照射在固形异物上的X射线的穿透强度低。其结果是可将穿透强度比规定阈值低的部分作为固形异物检测。而作为阈值,可根据焦及固形异物的密度差加以设定。
此外,在本发明的异物检测装置之中,X射线强度测定装置最好具有:
多个检测元件,其呈直线性配置;
变换装置,其将多个检测元件检测的X射线变换为电信号。
若采用如此配置的多个检测元件,可连续性检测穿透相对于这些多个检测元件,以规定的相对速度移动的被测定焦炭的X射线(穿透X射线)。并且由于用多个检测元件连续性检测的穿透X射线可用变换装置变换为电信号,因而可向输出装置输出时间序列性穿透X射线强度。
此外,由于可通过增加检测元件的个数,容易拓宽X射线强度测定区域,因而能以充分覆盖应测定穿透X射线强度的区域的形态容易构成设定X射线强度测定区域。X射线强度测定区域若能充分覆盖应测定穿透X射线强度的区域,则无论固形异物混入在被测定焦炭中的何处,均可将此充分检测。
此外,本发明的异物检测装置,最好还具有模拟固形异物配置装置,其配置具有与固形异物相同密度的模拟固形异物。
该模拟固形异物配置装置是用于检查判定装置能否将该模拟固形异物判定为固形异物的装置。模拟固形异物未被判定为固形异物的情况下,可通过调节阈值,使之将模拟固形异物判定为固形异物,重新设定阈值,以便能有效检测固形异物。
之所以在X射线强度测定区域内配置模拟固形异物,其目的在于调节阈值。模拟固形异物的密度“与固形异物相同”是指在能够实现该目的的范围内模拟固形异物的密度与固形异物的密度相同。
此外,本发明的异物检测装置最好还具有传送焦炭的传送装置,前述被测定焦炭可利用该传送装置传送。
如果异物检测装置配置了传送装置,即可把被测定焦炭传送到X射线强度测定区域,可在此处对被测定焦炭照射X射线,以及测定穿透被测定焦炭的X射线的穿透X射线强度。因此很容易使混入在被测定焦炭中的固形异物的检测自动化。
此外,本发明的异物检测装置最好还具有传送焦的传送装置,被测定焦炭可利用该传送装置传送,多个检测元件直线性配置在垂直于前述传送装置的传送方向的方向上。
如果异物检测装置配置了传送装置,即可把被测定焦炭传送到X射线强度测定区域内,可在此处对被测定焦炭照射X射线,以及测定穿透被测定焦炭的X射线的穿透X射线强度。因此很容易使混入在被测定焦炭中的固形异物的检测自动化。
若采用如上配置的多个检测元件,可连续性检测穿透相对于这些多个检测元件以规定的相对速度移动的被测定焦炭的X射线的穿透X射线。因此,例如即使在作为穿透X射线强度测定对象的被测定焦炭以规定速度移动,需要连续性测定该穿透X射线强度的情况下也可应对。并且由于多个检测元件连续性检测的穿透X射线可用变换装置变换为电信号,因而可向输出装置输出时间序列性穿透X射线强度。
此外,由于可通过增加检测元件的个数充分拓宽X射线强度测定区域的宽度,因而很容易以充分覆盖应测定穿透X射线强度的区域的形态设定X射线强度测定区域。如果X射线测定区域充分覆盖了应测定穿透X射线强度的区域,则无论固形异物混入在被测定焦炭中的何处,均可将此充分检测。
此外,本发明的异物检测装置,其传送装置最好是带式传送机,其具有承载被测定焦炭的传送带部,以及驱动该传送带部的驱动辊。
若采用带式传送机作为传送装置,可将被测定焦炭连续性传送到X射线强度测定区域。这样即可在X射线强度测定区域内对被测定焦炭照射X射线,以及连续性测定穿透被测定焦炭的X射线的穿透X射线强度。因此可连续性检测混入在被测定焦炭中的固形异物。此外,若采用带式传送机,很容易把被测定焦炭的传送速度设为固定。
本发明的异物去除装置是配置有上述异物检测装置的异物去除装置,具有固形异物去除装置,其从异物检测装置的判定装置判定为混入了固形异物的被测定焦炭中去除固形异物。
本发明的异物去除装置配置有上述本发明的异物检测装置。在本发明的异物检测装置之中,可对被测定焦炭照射X射线,可测定穿透被测定焦炭的穿透X射线强度。这样即可获得X射线强度测定区域的穿透X射线强度分布。由于耐火砖的碎片及金属片等固形异物的密度比焦高,因而照射在固形异物上的X射线的穿透量少。因此,如果X射线强度测定区域内存在固形异物,与照射焦的X射线的穿透强度相比,照射固形异物的X射线的穿透强度低,可将穿透强度低于规定阈值的部分作为固形异物检测。
若采用本发明的异物去除装置,由于配置了去除采用上述方法检测的固形异物的固形异物去除装置,因而可获得固形异物混入量极低的焦炭。
此外,本发明的异物去除装置是还配置了传送被测定焦炭的传送装置的异物去除装置,具有固形异物去除装置,其从异物检测装置的判定装置判定为混入了固形异物的被测定焦炭中去除固形异物。该固形异物去除装置具有收容固形异物的固形异物收容部,和传送目的地变更装置,其将被测定焦炭的传送目的地变更为固形异物收容部。
若采用本发明的异物去除装置,可利用传送目的地变更装置把被测定焦炭的传送目的地变更为固形异物收容部,把固形异物与一部分焦一并去除。因此可更加有效地去除混入在被测定焦炭中的固形异物。
此外,在本发明的异物去除装置之中,传送目的地变更装置最好从固形异物处于X射线强度测定区域内的时间点算起,经过规定时间后将被测定焦炭的传送目的地自动变更为固形异物收容部。
若采用本发明的异物去除装置,只要判定装置判定为X射线强度测定区域内不存在固形异物,则被测定焦炭的传送目的地仍然是收容焦的槽等。另外一旦判定装置判定为X射线强度测定区域内存在固形异物,即可在经过规定时间后利用传送目的地变更装置将被测定焦炭的传送目的地自动变更为固形异物收容部。因此很容易使检测的固形异物的去除自动化。
此外,本发明是一种用于检测混入在焦中的固形异物的异物检测方法,其特征在于,具有:X射线照射工序,其对有可能混入了固形异物的被测定焦炭照射X射线;X射线强度测定工序,其测定穿透被测定焦炭的X射线的规定区域内的穿透X射线强度;判定工序,其通过比较穿透X射线强度的数值和规定阈值,根据其比较结果,判定规定区域内的被测定焦炭是否混入了固形异物。
若采用本发明的异物检测方法,可对被测定焦炭照射X射线,可测定穿透被测定焦炭的穿透X射线强度。这样即可获得X射线强度测定区域内的穿透X射线强度分布。由于耐火砖碎片及金属片等固形异物的密度比焦高,因而照射在固形异物上的X射线的穿透量变少。因此,如果X射线强度测定区域内存在固形异物,与照射在焦上的X射线的穿透强度相比,照射在固形异物上的X射线的穿透强度低,可将穿透强度低于规定阈值的部分作为固形异物检测。作为阈值,可根据焦及固形异物的密度差加以设定。
此外,在本发明的异物检测方法之中,最好在X射线强度测定工序之中,用直线性配置的多个检测元件检测穿透X射线强度,将检测的穿透X射线强度作为电信号输出。
若采用如此配置的多个检测元件,可连续性检测穿透相对于这些多个检测元件,以规定的相对速度移动的被测定焦炭的X射线的穿透X射线。如果把用检测元件检测的穿透X射线强度作为电信号输出,即可获得X射线强度测定区域内的穿透X射线强度的时间序列性分布此外,由于通过增加检测元件的个数,很容易拓宽X射线强度测定区域的宽度,因而很容易以充分覆盖应测定穿透X射线强度的区域的形态设定X射线强度测定区域。如果X射线强度测定区域充分覆盖了应测定穿透X射线强度的区域,则无论固形异物混入在被测定焦炭中的何处,均可将此充分检测。
此外,在本发明的异物检测方法之中,最好还具有以规定的时间间隔将具有与前述固形异物相同密度的模拟固形异物配置到X射线强度测定区域内的工序。
如果以规定的时间间隔在X射线强度测定区域内配置模拟固形异物,则可在判定工序中以规定的时间间隔检查该模拟固形异物是否被判定为固形异物。模拟固形异物未被判定为固形异物的情况下,可通过调节阈值使之将模拟固形异物判定为固形异物,重新设定阈值,以便能有效检测固形异物。
之所以在X射线强度测定区域内设定模拟固形异物其目的在于通过此法来调节阈值。模拟固形异物的密度“与固形异物相同”是指在能够实现该目的范围内模拟固形异物的密度与固形异物的密度相同。
此外,在本发明的异物检测方法之中,被测定焦炭最好是传送中的焦,如果对传送中的被测定焦炭照射X射线,就可依次测定穿透传送中的被测定焦炭的穿透X射线强度。因此很容易使混入在被测定焦炭中的固形异物的检测自动化。
此外,本发明的异物检测方法,最好在X射线照射工序中,对传送中的被测定焦炭照射X射线,在X射线强度测定工序中,用直线性配置在垂直于被测定焦炭的传送方向的方向上的前述多个检测元件检测前述穿透X射线。
如果对传送中的被测定焦炭照射X射线,就可依次测定穿透传送中的被测定焦炭的X射线的穿透X射线强度。因此很容易使混入在被测定焦炭中的固形异物的检测自动化。
此外,如采用上述配置的多个检测元件,则可连续性检测穿透相对于这些多个检测元件,以规定的相对速度移动的被测定焦炭的X射线的穿透X射线。并且如果把用检测元件检测的穿透X射线强度作为电信号输出,就可获得X射线强度测定区域内的穿透X射线强度的时间序列性分布。
此外,由于通过增加检测元件的个数,很容易拓宽X射线强度测定区域的宽度,因而很容易以充分覆盖应测定穿透X射线强度的区域的形态设定X射线强度测定区域。如果X射线强度测定区域充分覆盖了应测定穿透X射线强度的区域,则无论固形异物混入在被测定焦炭中的何处,均可将此充分检测。
本发明的异物去除方法具有用上述异物检测方法检测固形异物的异物检测工序,以及将检测的固形异物从被测定焦炭中去除的异物去除工序。
在上述本发明的异物检测方法之中,可对被测定焦炭照射X射线,可测定穿透被测定焦炭的穿透X射线强度。这样即可获得X射线强度测定区域内的穿透X射线强度分布。由于耐火砖碎片及金属片等固形异物的密度比焦高,因而照射在固形异物上的X射线的穿透量变少。因此,如果X射线强度测定区域内存在固形异物,与照射在焦上的X射线的穿透强度相比,照射在固形异物上的X射线的穿透强度低,可将穿透强度低于规定阈值的部分作为固形异物检测。
若采用本发明的异物去除方法,在异物检测工序中采用了上述异物检测方法,在异物检测工序中检测的固形异物可经异物去除工序从被测定焦炭中去除。因此可获得固形异物的混入量极低的焦。
此外,本发明的异物去除方法具有:通过用对传送中的被测定焦炭照射X射线的异物去除方法检测固形异物的移动异物检测工序,以及变更混入了固形异物的被测定焦炭的传送目的地的传送目的地变更工序。
若采用本发明的异物去除方法,由于可通过经移动异物检测工序检测固形异物,进而在传送目的地变换工序中变更被测定焦炭的传送目的地,因而可将检测的固形异物与部分焦一并去除。因此可有效去除混入在被测定焦炭中的固形异物。
此外,本发明的异物去除方法最好在传送目的地变更工序中从固形异物存在于规定区域内的时间点算起,经过规定时间后自动变更被测定焦炭的传送目的地。
若采用本发明的异物去除方法,一旦在判定工序中判定为X射线强度测定区域内存在固形异物,则可在经过规定时间后自动变更混入了固形异物的被测定焦炭的传送目的地。因此,很容易使检测的固形异物的去除自动化。
(发明效果)
若采用本发明,可提供能够高精度地检测混入在焦中的固形异物的异物检测装置及检测方法,以及能够有效去除检测的固形异物的异物去除装置及去除方法。
附图说明
图1是表示本发明的涉及的固形异物检测装置的实施方式的斜视图。
图2是表示使用了图1所示的固形异物检测装置的情况下的X射线强度测定区域以及测定出的穿透X射线强度的分布图。
图3是表示本发明涉及的固形异物检测装置的另一种实施方式的斜视图。
图4是表示本发明涉及的固形异物去除装置的实施方式的模式图。
图5是表示本发明涉及的固形异物去除装置正在去除固形异物时的状态的模式图。
(图中标号说明)
1、固形异物,2、煅烧焦,3、被测定焦炭,5、X射线照射装置(X射线照射装置),6、线性传感器摄像机(X射线检测装置),6a、检测元件,6b、A/D变换装置(变换装置),8、X射线,10、带式传送机(传送装置),16、判定系统(判定装置),20、异物检测装置,30、模拟固形异物驱动装置(模拟固形异物配置装置),35a、b、模拟固形异物,40、异物去除机构(固形异物去除装置),41、异物收容器(异物收容部),42、闸板(传送目的地变更装置),50、异物去除装置。
具体实施方式
下面参照附图,详细说明本发明的实施方式。而在附图的说明之中,相同或相当的要素标注同一标号并省略重复的说明。
在说明本发明涉及的异物检测装置的实施方式之前,首先,就提供给本实施方式的异物检测装置的焦以及有可能混入在其中的固形异物加以说明。
提供给本实施方式的异物检测装置的焦是从石油的重质沉积部分中制造出的煅烧焦,有可能混入在其中的固形异物是耐火砖的碎片以及金属片。
煅烧焦可通过把用450~550℃的温度热分解石油的重质沉积部分后获得的生焦进一步用煅烧装置热处理后制造出。将生焦热处理后制造煅烧焦的煅烧装置通常具有被称之为窑的加热炉和冷却热处理过的焦的冷却器。
窑是一种在水平方向上有几度倾斜的圆筒形的加热炉,能以圆筒的的长度方向的轴为中心回转。在制造煅烧焦时,从以一定速度回转的窑的上部开口供给生焦。窑的内部温度不同位置温度被控制在1000~1500℃之间,提供的生焦边沿倾斜向下移动,边进行煅烧,可从窑的下部开口部获得高温状态的煅烧焦。
高温状态的煅焦被送往冷却器。冷却器是在水平方向有几度倾斜的圆筒形的冷却装置,能以圆筒形的长度方向的轴为中心回转。高温状态的煅烧焦可被在冷却器内循环的冷却水冷却。
可在此种回转的装置内边移动边进行热处理及冷却处理的煅烧焦含有针状的初级粒子,此种初级粒子凝集成的煅烧焦有时被称之为针状焦。
有可能混入在用以上方法制造的煅烧焦中的固形异物是耐火砖及金属片。这些固形异物的混入主要产生于上述煅烧装置的窑内。窑的内壁上作为耐热材料使用了耐火砖,该耐火砖从内壁上脱落,砖的碎片及带式传送机的周边设备上使用的金属片等作为固形异物混入煅烧焦中。
有可能混入的耐火砖的粒径为100mm以下,其密度为2~5g/cm3。此外,有可能混入的金属片为螺钉、螺帽、喷头等,其长边的长度为100mm以下,其密度为5~10g/cm3。金属片的金属为不锈钢、钨、铁、碳素钢等。
另外,在煅烧装置中制造的煅烧焦的粒径为1~30mm,其密度为0.5~1.5g/cm3
(异物检测装置)
下面参照图1说明本发明涉及的异物检测装置的实施方式。图1是表示本发明的固形异物检测装置的最佳实施方式的斜视图,示出正在对传送中的被测定焦炭照射X射线的状态。
正如图1所示,异物检测装置20具有带式传送机(传送装置)10、X射线照射装置(X射线照射装置)5、线性传感器摄像机(X射线强度测定装置)6、以及具有判定装置的个人电脑(判定装置)15。
固形异物1和焦2混入在一起的被测定焦炭3从上述煅烧装置的出口提供给带式传送机10。带式传送机10具有表面可承载被测定焦炭3的传送带部11、以及与传送带部11的内表面抵接,可驱动传送带部11的辊部12a、b。
传送带部11的宽度最好在10~100cm之间。传送带部11的宽度不足10cm的情况下,由于可用带式传送机10传送的单位时间内的煅烧焦的量少,因而存在异物检测装置的煅烧焦的处理能力不足的倾向。另外,当传送带部11的宽度超过100cm的情况下,由于X射线强度测定区域的宽度变宽,需要使用可测定范围很宽的线性传感器摄像机,存在设备成本增大的倾向。
辊部12a与马达等回转驱动装置(未图示)连接。辊部12a通过向图1所示的R方向回转,驱动传送带部11,承载在传送带部11上的被测定焦炭即向图1所示的A方向传送,从煅烧装置连续性地提供给辊部12b一侧的传送带部11上的被测定焦炭3,通过带式传送机10向图1所示的A方向传送从辊部12a一侧的终端提供给后续装置。
X射线照射装置5以及线性传感器摄像机6设置在用带式传送机10传送的被测定焦炭3的传送路径的中途。
X射线照射装置5是对承载在传送带部11上的被测定焦炭3照射X射线8的装置,配置在传送带部11的上方。作为X射线照射装置5可使用例如工业用X射线检查装置MG165/2.25(产品名,国际X射线照射仪公司制造)等。作为X射线照射装置,使用上述工业用X射线检查装置的情况下,X射线照射装置5和传送带部11表面间的距离最好设置在距传送带部11表面50~150cm上方。这样可更充分地确保到达被测定焦炭3的X射线强度以及X射线照射区域。
另外,线性传感器摄像机6是测定穿透被测定焦炭3和传送带部11的X射线8的穿透X射线强度的装置,设置在传送带部11的下方。作为线性传感器摄像机6,可使用C8750-05FC、C8750-10FC(产品名,均为浜松光电子股份公司制造)等市售的产品。设置线性传感器摄像机6的位置并无特殊限定,只要能检测穿透被测定焦炭3的X射线的位置均可。不过,出于充分保证线性传感器摄像机6的穿透X射线强度的考虑,最好设置在承载被测定焦炭3的传送带部11的承载部11a和向与A方向相反方向移动的传送带部11的回馈部11b之间。
线性传感器摄像机6具有多个检测元件6a和A/D变换器(变换装置)6b。由于多个检测元件6a直线性配置在垂直于传送带部11的传送方向的方向上,因而用线性传感器摄像机6测定穿透X射线强度的区域(X射线强度测定区域)为带状。安装在线性传感器摄像机6中的检测元件6a的个数,可按照应设定的X射线强度测定区域的宽度决定。作为检测元件6a的检测方式,可采用闪烁体方式。在闪烁体方式之中可利用入射到检测元件6a中的X射线引起的闪烁。即,线性传感器摄像机6的检测元件6a通过接受X射线,用A/D变换器6b将因接受X射线而产生的电荷变换为数字数据。即可获得穿透X射线强度分布的数字数据。该数字数据可从线性传感器6的数据输出端子通过电缆12传送给配置判定装置的个人电脑(下文简称为“PC”)15。
在PC15内,把测定出的X射线强度测定区域内的穿透X射线强度分布纳入进行数据处理及图像处理的判定系统(判定装置)。利用该判定系统,判定X射线强度测定区域内是否存在固形异物。
(异物检测方法)
下面参照图1,用上述实施方式的异物检测装置20,说明检测混入在被测定焦炭3中的固形异物1的方法。在固形异物1的检测之中,对用带式传送机10传送中的被测定焦炭3照射X射线(X射线照射工序),测定穿透被测定焦炭3的X射线的穿透X射线强度(X射线强度测定工序)。根据X射线强度测定区域内的穿透X射线强度分布,若存在穿透X射线强度低于规定阈值的部分,则将此判定为固形异物(判定工序)。
首先,在从煅烧装置向带式传送机10开始提供被测定焦炭3之前,预先使传送带部11以规定的传送速度运转。并将带式传送机10上设定的传送速度作为测定条件数据预先设定在判定系统中。
带式传送机10的传送速度最好设定在线性传感器摄像机6能够相当高精度地测定测定对象物被测定焦炭的范围内。也就是说,采用带式传送机10的被测定焦炭3的传送速度最好是4~40m/分钟。当被测定焦炭3的传送速度低于4m/分钟的情况下,线性传感器摄像机6拍摄的穿透X射线有不清楚的倾向。除此而外,由于可用带式传送机10传送的每一单位时间内的煅烧焦的量减少,因而出现异物检测装置的煅烧焦的处理能力不足的倾向。另外,当被测定焦炭3的传送速度超过40m/分钟的情况下,用线性传感器摄像机6拍摄的穿透X射线有不清楚的倾向。
从煅烧装置一开始给带式传送机10提供被测定焦炭3,即从X射线照射装置5中发出X射线,向传送中的被测定焦炭3照射X射线8。X射线由X射线照射装置照射到被测定焦炭3的区域(下文称之为“X射线照射区域”),能够充分覆盖呈带状承载在传送带部11上的被测定焦炭3的宽度。通过X射线照射区域的被测定焦炭,可在其整个承载宽度内用线性传感器摄像机6测定穿透X射线。
穿过被测定焦炭3的X射线的强度可用线性传感器6的多个检测元件6a测定。测定出的X射线强度的模拟数据可用A/D变换装置6b变换为数字数据,从线性传感器摄像机6通过电缆12时间序列性传送给PC15。
下面说明用PC15进行的固形异物的判定方法。
参照图2就判定是否存在固形异物的方法加以说明。图2示出使用了本实施方式的异物检测装置20时的X射线强度测定区域以及测定出的穿透X射线的强度分布。正如图2所示,由于向A方向传送中的固形异物1一进入X射线强度测定区域,照射在固形异物1上的X射线的穿透量即变少,因而存在固形异物1的部分的穿透X射线强度比其它部分低。当使用安装在PC15中的判定系统,判定固形异物的存在时,预先在判定系统中设定阈值。当测定到比该阈值小的穿透X射线强度时,判断为固形异物穿过了X射线强度测定区域。判定固形异物时使用的数据未必是穿透X射线强度本身的值的分布,也可以使用将该穿透X射线强度的分布数据处理过的。
下面说明阈值的设定。阈值可根据煅烧焦以及固形异物的密度差异造成的穿透X射线的强度差异来决定。为了应对煅烧焦的特性变动以及线性传感器摄像机性能的经时性变化等因素,最好定期性检查用设定的阈值是否能有效检测固形异物。该检查方法为定期性地使模拟固形异物通过X射线强度测定区域。模拟固形异物是与检测对象的耐火砖具有同样密度的物质。最好将粒径为耐火砖的大小的检测下限的粒径10mm左右的碎片作为模拟固形异物使用。也可将实际检测的固形异物作为模拟固形异物使用。
使此种模拟固形异物通过X射线强度测定区域时,可在X射线强度区域上流一侧把模拟固形异物投到传送带部11上的被测定焦炭3之中。或者也可使用图3所示的模拟固形异物驱动装置(模拟固形异物配置装置)30。
图3是表示把模拟固形异物驱动装置30安装到异物检测装置20上的斜视图。模拟固形异物驱动装置30具有:驱动链条31、可驱动驱动链条31的辊32a~d、与驱动链连接的棒状件33a、b、分别用绳索34a、b梱扎在棒状件33a、b顶端部的模拟固形异物35a、b。
辊32a与马达等回转驱动装置(未图示)连接。通过辊32a向图3所示的R2方向回转,驱动链条31驱动,与驱动链条31连接的棒状件33a、b以及捆扎在其上的模拟固形异物35a、35b向图3所示的B方向移动。向B方向移动的棒状件33的速度最好与向A方向移动的传送带部11a的速度相同。棒状件33a、b最好由能充分穿透X射线的材料构成。可使用苯酚甲醛树脂(商品名称为电木)等。绳索34a、b可调节到模拟固形异物35a、b通过X射线测定区域时,模拟固形异物35a、b承载于被测定焦炭3的表面上的长度。模拟固形异物35a、b也可收容在对X射线透明的袋中。
通过使用上述模拟固形异物定期性检查PC15的判定系统的固形异物的检测状况,即使出现混入在煅烧焦中的固形异物未被判定为固形异物的概率上升的倾向,也能迅速掌握。这样即可在PC15上重新设定适当的阈值。PC15除上述判定系统之外,最好还具有发送信号的发送装置,其发送判定系统判定为X射线强度测定区域内存在固形异物的信号(下文称为“异物检测信号”)。如果PC15具有发信装置,很容易构成可通过使用于去除异物检测装置20检测的固形异物的后述的异物去除机构(固形异物去除装置)与异物检测装置20联动,自动去除固形异物的异物去除装置。即通过与发信装置发出的异物检测信号联动,使异物去除机构动作,构成自动去除固形异物的异物去除装置。
当采用上述异物检测装置20以及与之联动的异物去除机构自动去除固形异物的构成情况下,异物检测装置20的PC15最好具有发送使异物去除机构动作的信号的装置(下文称之为“动作装置”),当作为异物去除机构使用后述闸板的情况下,动作装置从接到异物检测信号起经过规定时间后,给异物去除机构发送使异去除机构动作的信号(下文称之为“动作信号”)。并在经过规定时间后,动作装置发送使异物去除机构恢复动作前状态的信号(下文称之为“恢复信号”)。
动作装置收到异物检测信号之后到发送动作信号的时间间隔可根据X射线强度测定区域到异物去除机构的距离以及带式传送机10的传送速度计算出后决定。动作装置还可根据带式传送机10的辊部12a的直径,以接收到异物检测信号后辊部12a回转的次数导出检测的固形异物的移动距离。据此,动作装置在固形异物到达带式传送机10终点附近的时间点上发送动作信号。
(异物去除装置)
下面参照图4说明本发明涉及的异物去除装置的实施方式。图4是本发明的固形异物去除装置的最佳实施方式的模式图。
图4所示的本实施方式的异物去除装置50具有异物检测装置20、以及用于去除异物检测装置20检测的固形异物的异物去除机构(固形异物去除装置)40。图4所示的异物检测装置20的PC15除判定系统16之外,还具有上述发信装置17以及动作装置18。一旦判定系统16判定出X射线强度测定区域内存在固形异物,发信装置17即发送异物检测信号。并且动作装置18一收到异物检测信号。即给异物去除机构40发送动作信号以及恢复信号。
异物去除机构通过控制电缆22与异物检测装置20连接,具体而言,异物去除机构40与异物检测装置20的PC15的动作装置18连接。
异物去除机构40具有收容固形异物1的异物收容器(固形异物收容部)41、以及用于把固形异物1收容到收容器41中的闸板(传送目的地变更装置)42。
作为异物收容器41并无特殊限定,只要是能够收容固形异物的设备即可。
闸板42具有可动斜面43、斜面44、以及可动斜面动作机构45。可动斜面43是用来接受从带式传送机10的终端排出的固形异物1的装置,具有接受固形异物1的斜面43s。斜面44是用于把可动斜面43接受的固形异物1引导到异物收容器41中的装置。可动斜面动作机构45是用于使可动斜面43动作的机构。一旦异物检测装置20的判定系统判定为X射线强度测定区域内存在固形异物,可动斜面动作机构45即在经过规定时间后使可动斜面43动作,并在经过规定时间后恢复动作前的状态。
(异物去除方法)
下面参照图4及图5说明使用异物去除装置50去除混入在被测定焦炭3中的固形异物1的方法。只要判定系统16判定为X射线强度测定区域内不存在固形异物,正如图4所示,煅烧焦2的传送目的地即为收容煅烧焦的煅烧焦收容器60。
另外,一旦判定系统16判定为X射线强度测定区域内存在固形异物,即如图5所示,闸板42成为动作状态,即闸板42的可动斜面43成为可接受固形异物1的状态。
可动斜面动作机构45一收到动作装置18的动作信号,可动斜面43即利用可动斜面动作机构45动作。如图5所示,可动斜面43的斜面43s改变到固形异物及煅烧焦从带式传送机10的终端排出并下落的位置上。这样一来,从带式传送机10的终端排出的固形异物1以及一部分煅烧焦的传送目的地被变更,这些经斜面44被收容到异物收容器41中。此后,经过规定时间,可动斜面动作机构45一接收到动作装置18的恢复信号,可动斜面43即通过可动斜面动作机构45恢复到图4所示的原先的状态。
可动斜面43以连接部43a为支点可回动地连接在斜面44上。作为使可动斜面43按上述动作的可动斜面动作机构45,可使用利用空气压力的汽缸活塞等。
可动斜面43动作的时间间隔,即,可动斜面动作机构45接收到动作信号之后到接收恢复信号为止的时间间隔最好在0.8~1.2秒之间。如果比0.8秒短,则有可能无法充分有效地去除固形异物1,如果比1.2秒长,则有可能增加与固形异物一并去除的煅烧焦的量。
在上述实施方式中,说明了有可能混入在煅烧焦中的固形异物的检测及去除,但作为处理对象的焦,既可以是煤焦也可以是煅烧焦以外的石油焦。
此外,可利用本发明检测及去除的固形异物并不一定是耐火砖及金属片。如上所述,本本发明的异物检测装置是根据焦以及固形异物的密度差异引起的穿透X射线的强度差异识别二者的。因此,较之密度为0.5~1.5g/cm3的焦,如果是密度差别在某种程度以上的物质,即可作为异物检测。具体而言,当密度是焦的2~3倍以上的物质混入在焦中的情况下,可将此检测并去除。
此外,在本发明的异物检测装置之中,也可配置用于使承载在传送带部11的承载部11a上的焦平坦化,使焦的承载高度均匀化的装置。由于如果焦以均匀的承载高度承载在承载部11a上,则可充分防止因焦的承载厚度不均引起的穿透X射线强度的不均匀性,因而可更有效地检测混入在焦中的固形异物。
本发明的固形异物检测装置为了能够高精度地检测固形异物,最好设置在靠近被测定焦炭的位置上,但这样又会置于存在焦产生的粉尘环境中。因此,为了防止粉尘,可将X射线照射装置及线性传感器摄像机组件化,预先使这些组件内处于加压状态。这样即可充分防止粉尘进入装置内部,提高装置的性能稳定性,以及实现长寿命化。当随着组件化组件内的温度上升的情况下,可用循环冷却水冷却组件内。
上述异物去除装置50没有图3所示的模拟固形异物驱动装置30,但在异物去除装置50之中也可使用具有模拟固形异物驱动装置30的异物检测装置。
(产业化前景)
若采用本发明,可提供一种能高精度地检测混入在焦中的固形异物的异物检测装置及检测方法,以及能有效去除检测的固形异物的异物去除装置及去除方法。

Claims (17)

1.一种异物检测装置,用于检测混入在焦炭中的固形异物,其特征在于,包括:
X射线照射装置,用于对有可能混入了固形异物的焦炭作为被测定焦炭照射X射线;
X射线强度测定装置,用于测定穿透被测定焦炭的X射线的规定区域内的穿透X射线强度;
判定装置,用于通过将穿透X射线强度的数值与规定阈值比较,根据其比较结果判定上述规定区域内的被测定焦炭是否混入了固形异物。
2.根据权利要求1所述的异物检测装置,其特征在于:前述X射线强度测定装置包括:
多个检测元件,其呈直线性配置;
变换装置,用于将前述多个检测元件检测的X射线变换为电信号。
3.根据权利要求1或2所述的异物检测装置,其特征在于:还具有模拟固形异物配置装置,用于将具有与前述固形异物相同密度的模拟固形异物配置到前述规定区域内。
4.根据权利要求1~3任一项所述的异物检测装置,其特征在于:还具有传送焦炭的传送装置,前述被测定焦炭可利用该传送装置传送。
5.根据权利要求2所述的异物检测装置,其特征在于:还具有传送焦炭的传送装置,前述被测定焦炭可利用该传送装置传送,前述多个检测元件直线性配置在垂直于前述传送装置的传送方向的方向上。
6.根据权利要求4或5所述的异物检测装置,其特征在于:前述传送装置是带式传送机,具有承载前述被测定焦炭的传送带部件,以及驱动前述传送带的驱动辊部件。
7.一种异物去除装置,是配置有前述权利要求1~6任一项所述的异物检测装置的异物去除装置,具有固形异物去除装置,其从前述判定装置判定为混入了前述固形异物的前述被测定焦炭中去除前述异物。
8.一种异物去除装置,是配置有前述权利要求4~6任一项所述的异物检测装置的异物去除装置,
具有固形异物去除装置,用于从前述判定装置判定为混入了前述固形异物的前述被测定焦炭中去除前述异物,
前述固形异物去除装置具有收容前述固形异物的固形异物收容部,和传送目的地变更装置,用于将前述被测定焦炭的传送目的地变更为前述固形异物收容部。
9.根据权利8所述的异物去除装置,其特征在于:前述传送目的地变更装置,从前述固形异物处于前述规定区域内的时间点算起,经过规定时间后将前述被测定焦炭的传送目的地自动变更为前述固形异物收容部。
10.一种用于检测混入在焦中的固形异物的异物检测方法,其特征在于包括:
X射线照射工序,用于对有可能混入了固形异物的焦炭作为被测定焦炭照射X射线;
X射线强度测定工序,用于测定穿透前述被测定焦炭的前述X射线的规定区域内的穿透X射线强度;
判定工序,用于通过比较前述穿透X射线强度的数值和规定阈值,根据其比较结果,判定前述规定区域内的被测定焦炭是否混入了前述固形异物。
11.根据权利要求10所述的异物检测方法,其特征在于:在前述X射线强度测定工序之中,用直线性配置的多个检测元件检测前述穿透X射线强度,将检测的前述穿透X射线强度作为电信号输出。
12.根据权利要求10或11所述的异物检测方法,其特征在于,还具有以规定的时间间隔将具有与前述固形异物相同密度的模拟固形异物配置到前述规定区域内的工序。
13.根据权利要求10~12任一项所述的异物检测方法,其特征在于:前述被测定焦炭是传送中的焦炭。
14.根据权利要求11所述的异物检测方法,其特征在于:在前述X射线照射工序中,对传送中的前述被测定焦炭照射X射线,在前述X射线强度测定工序中,用直线性配置在垂直于前述被测定焦炭的传送方向的方向上的前述多个检测元件检测前述穿透X射线强度。
15.一种异物去除方法,其特征在于包括:
用权利要求10~14任一项所述的异物检测方法检测前述固形异物的异物检测工序;
将检测的前述固形异物从前述被测定焦炭中去除的异物去除工序。
16.一种异物去除方法,其特征在于包括:
用权利要求13或14所述的异物检测方法,检测前述固形异物的移动异物检测工序;
变更混入了前述固形异物的被测定焦炭的传送目的地的传送目的地变更工序。
17.根据权利要求16所述的异物去除方法,其特征在于:在前述传送目的地变更工序中,从前述固形异物处于前述规定区域内的时间点算起,经过规定时间后自动变更前述被测定焦炭的传送目的地。
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