CN102171311A - 炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法及修补装置 - Google Patents

Abstract

本发明的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法，修补接近于炼焦炉炭化室的炉底的壁面的损伤部，具备：炉底形状测量工序，通过一边在上述炼焦炉炭化室内沿着其炉长方向使炉底形状测量装置移动，一边测量该炉底形状测量装置与上述炉底之间的铅垂方向距离，求出上述炉底的凹凸形状，求出近似上述炉底的凹凸形状的炉底近似曲线；炉壁形状测量工序，一边以炉壁形状测量装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离为第1规定距离以上的方式使上述炉壁形状测量装置平行于上述炉底近似曲线而移动，一边求出上述炉壁的凹凸形状；修补工序，一边以熔射装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离为第2规定距离以上的方式使上述熔射装置平行于上述炉底近似曲线而移动，一边从该熔射装置对上述损伤部熔射修补材料。

Description

炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法及修补装置

技术领域

本发明涉及炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法及修补装置，具体而言，涉及将炉壁的接近于炉底的损伤部从炭化室侧用热修补的方法及装置，所述炉壁将炼焦炉的炭化室与燃烧室之间分隔。

背景技术

炼焦炉是在炭化室中装入煤、从燃烧室加热、将煤干馏的装置。将燃烧室与炭化室之间分隔的炉壁由硅石砖形成，厚度是100mm左右，高度是4～7m，进深是15m左右。在炼焦炉的构造上，焦炭压出时的压出力及焦炭的自重成为侧压而承载在炭化室侧的壁面上，该壁面容易损伤。

特别是，在炉底附近的壁面上较大地承载有侧压，所以在炭化室壁面的炉底边、即距炉底300～400mm以下的壁面中，炉壁的减薄、炉壁面的凹凸扩大、以及/或砖的缺角逐渐发展，壁面显著地损伤。

如果不将炉壁损伤部修补，则损伤到达砖的销钉而砖脱落，产生贯通孔达到燃烧室的破孔，还有可能导致炉壁的倒塌。

以往，作为插入到炭化室中并修补炉壁损伤部的装置，提出了使载置在炉外的台车上的悬臂梁在炉外进行炉长方向移动及俯仰驱动、用梁前端的修补机械手修补炉壁损伤部的装置(参照专利文献1)。

此外，还提出了在炭化室内、在炉高方向、炉长方向及炉宽方向上精密地动作的3轴修补机械手(参照专利文献2及3)。根据该方案，通过插入在炭化室中的3轴修补机械手测量炉壁损伤部的凹凸深度，根据凹凸深度调节修补材料的熔射料量来修补炉壁损伤部，能够使炉壁变得平坦。

在使用安装在修补机械手的前端的炉壁形状测量装置及熔射装置来修补接近于炉底的炉壁损伤部的情况下，需要一边避免两装置的外壳与炉底的接触一边尽量接近于炉底而进行损伤部的测量及向损伤部的熔射。但是，炼焦炉的炭化室的炉底高度、因老化而而在每个炭化室中存在几cm～几十cm的偏差，此外，即使是一个炭化室，炉长方向的高度也存在离差。

进而，在专利文献1的装置中，使搭载于在设于炉外的两条轨道上移动的台车上的修补装置沿炉长方向移动而插入到炭化室中，但两条轨道不是分别为水平的，而相互在高度上产生偏差，所以在对每个炭化室进行修补时，如果使熔射装置沿炉长方向移动，则熔射装置的炉高方向的位置变化，所以难以将梁前端位置高精度地定位。

此外，由于长条的悬臂梁弯曲或振动，所以在这一点上，也难以将梁前端位置高精度地定位。

专利文献2～4的装置是采用在炭化室内使设在装置上的脚部在炉底上着落而支撑装置的构造的，能够通过安装在修补机械手的前端附近的精密驱动装置进行高精度的定位。但是，由于是通过在炉底上着落的脚部(支撑点)和台车上的支撑点这两点来支撑装置的支撑构造，所以因为炉底高度的偏差及轨道引起的台车上的支撑点的高度的偏差，在炉底上着落的脚部的高度在各炭化室中不同。

即，在专利文献2～4的装置中，修补装置的插入角度变化，此外，根据炉长方向的插入行程，修补装置的插入角度也变化。

这样，在炉长方向相对于炉底的水平面的角度与炉长方向相对于修补装置的水平面的的插入角度不同的状态下，在想要修补接近于炉底的炉壁损伤部的情况下，在将修补装置沿炉长方向驱动时，不能将处于修补机械手前端的炉壁形状测量装置或修补装置与炉底之间的距离保持在规定范围中。

即，炉壁形状测量装置或修补装置与炉底离开过多而不能将想要修补的炉底附近的损伤部修补，或者不能避免因上述装置与炉底过于接近而发生的接触的风险。

在专利文献4中，提出了使用安装在压出滑块或移动式炉内诊断装置上的非接触式距离计来测量炉底的凹凸形状、将炉底修补的装置。但是，专利文献4的装置是以炉底的修补为目的的，不能精密地控制为了进行侧壁损伤部的测量及/或修补而需要的装置的位置。

在图1中表示专利文献2中公开的以往的修补装置的侧视图。如该图1所示，该以往的修补装置载置在配置于炼焦炉的压出机侧的轨道上的台车上。该修补装置具备铺设在地上的多条轨道103，沿着这些轨道103上移动并且具有多个固定辊119′的台车117、通过上述各固定辊119′载置在该台车117上并且能够沿着炉长方向112进退的长条梁109、和设在该长条梁109的前端的修补控制装置105。

在修补控制装置105的前端，安装有沿着炉长方向110a驱动炉高方向精密驱动装置111的炉长方向精密驱动装置110，所述炉高方向精密驱动装置111沿着炉高方向111a驱动安装有炉壁形状测量装置106和熔射装置107的修补机械手111z。

在修补控制装置105的下部，安装有在将该修补控制装置105插入到炭化室101内时、在炭化室101的炉底104上着落而支撑修补控制装置105的脚部108。

另外，标号102是蓄热室，标号PS表示炭化室101的焦炭压出机侧，标号CS表示炭化室101的焦炭排出侧。

在图2A及图2B中，表示使用上述以往的修补装置来修补炼焦炉的炭化室的壁面上的炉底边损伤部的情况。图2A表示修补部分的正视图，图2B表示包括修补部分的炭化室的纵剖视图。

在将炭化室101与燃烧室114之间分隔的炉壁中，在距离炉底104300～400mm以下的壁面上，炉壁的减薄、壁面的凹凸扩大或砖的缺角逐渐发展，形成跨越砖接缝116的损伤部115。

在想要使用上述以往的修补装置来修补炉底边壁面的损伤部115的情况下，由于熔射装置107的扫描方向113(参照图2A)与炉底104不平行，所以在修补区域的一端，因炉壁形状测量装置106或熔射装置107与炉底104离开过多而不能将炉底边损伤部115的全部区域修补，此外，在另一端，炉壁形状测量装置106或熔射装置107与炉底104有因过于接近而带来的接触的风险。

专利文献1：日本特开2003-321679号公报

专利文献2：日本特开2000-212566号公报

专利文献3：日本特开2004-277527号公报

专利文献4：日本特开2003-41258号公报

发明内容

本发明的课题是精密地测量到目前为止难以修补的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的损伤部的位置，对该损伤部熔射修补材料而进行修补。为此，需要使炉壁形状测量装置及熔射装置与炉底不接触但尽量接近地进行扫描，将可测量及修补的区域扩展到炉底边的壁面。

进而，在对炉壁损伤部垂直地熔射的情况下，因为熔射装置的外壳而难以将熔射的喷出口位置降低到炉底附近，但对于位于比熔射的喷出口高度靠下方的炉底边损伤部也需要修补。

另外，在炉壁损伤部的修补中，为了缩短测量时间并且进行精密的熔射，需要将炉壁形状测量装置及熔射装置高速地扫描。此外，测量及修补需要能够对炉长方向全部区域的任意的范围的炉底边进行。

本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种能够高精度地测量并修补炼焦炉炭化室的炉底边壁面的损伤部直到炉底边的方法及装置。

为了解决上述课题并达到该目的，本发明者对高精度地测量并修补炼焦炉炭化室的炉底边壁面的损伤部的方法及装置进行了锐意研究。结果，得到了以下的认识。

(w)距离炉底300mm左右以下的范围的砖显著地损伤。

(x)各炭化室的炉底高度的高低差至多是100mm左右。

(y)在对炉壁朝斜下方进行熔射时，只要熔射方向相对于炉壁是70°以上，就能够得到良好的熔射施工体。另一方面，如果熔射方向相对于炉壁不到70°，则到达炉壁的熔射材料的一半以上不附着，此外，熔射施工体表面的凹凸变粗等，难以得到良好的熔射施工体。

(z)如果作为测量炉壁形状的装置而使用激光距离计，则能够以高速高精度地测量激光距离计与炉壁之间的距离。但是，激光相对于炉壁大致垂直地照射是优选的。

在炉壁上，存在因砖的缺角等产生的阶差较大的凹凸，如果将激光斜向照射，则炉壁的凸部将激光遮挡，所以不能正确地测量炉壁的凹部的形状。在将激光对炉壁斜向照射的情况下，为了降低因炉壁的凹凸产生的测量误差，从距离相对于炉壁的垂直方向20°以下的范围内的照射方向照射是优选的。

本发明是基于上述认识而做出的，其主旨如下。

(1)本发明的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法，修补接近于炼焦炉炭化室的炉底的壁面的损伤部，具备：炉底形状测量工序，通过一边在上述炼焦炉炭化室内沿着其炉长方向使炉底形状测量装置移动，一边测量该炉底形状测量装置与上述炉底之间的铅垂方向距离，求出上述炉底的凹凸形状，求出近似上述炉底的凹凸形状的炉底近似曲线；炉壁形状测量工序，一边使炉壁形状测量装置以炉壁形状测量装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离为第1规定距离以上的方式平行于上述炉底近似曲线而移动，一边求出上述炉壁的凹凸形状；修补工序，一边使熔射装置以熔射装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离为第2规定距离以上的方式平行于上述炉底近似曲线而移动，一边从该熔射装置对上述损伤部熔射修补材料。

(2)在上述(1)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法中，也可以是，将上述第1规定距离及上述第2规定距离分别设为超过0m且50mm以下。

(3)在上述(1)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法中，也可以是，在上述修补工序中，将以相对于炉壁的壁面垂直的截面观察上述炉壁时的、上述修补材料的熔射方向相对于上述损伤部所成的角度设为70°以上且110°以下。

(4)在上述(1)或(2)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法中，也可以是，在700℃以上的环境中进行上述修补。

(5)本发明的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，由炉壁形状测量装置求出接近于炼焦炉炭化室的炉底的炉壁的凹凸形状并通过熔射装置修补上述炉壁的损伤部，具备：长条梁，插入在上述炼焦炉炭化室内；炉底形状测量装置、上述炉壁形状测量装置及上述熔射装置，经由精密驱动装置设在该长条梁的前端；上述精密驱动装置，调节上述炉底形状测量装置、上述炉壁形状测量装置及上述熔射装置的在上述炼焦炉炭化室内的炉长方向位置及炉高方向位置；上述炉底形状测量装置，通过一边在上述炼焦炉炭化室内沿着其炉长方向移动，一边测量自己与上述炉底之间的铅垂方向距离，求出炉底近似曲线；距离调节装置，调节上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置之间的距离，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

(6)在上述(5)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以是，将上述炉壁形状测量装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离及上述熔射装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离分别设为超过0mm且50mm以下。

(7)在上述(5)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以是，具有装置外壳构造，能够进行定位以使上述炉底与上述炉壁形状测量装置的测量点的铅垂方向距离以及上述炉底与上述熔射装置的熔射点的铅垂方向距离至少包括超过0mm到100mm的范围。

(8)在上述(5)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以是，将以相对于炉壁的壁面垂直的截面观察上述炉壁时的、上述修补材料的熔射方向相对于上述损伤部所成的角度是70°以上且110°以下。

(9)在上述(5)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以是，上述精密驱动装置具备：炉长方向精密驱动装置，调节上述炉长方向位置；炉高方向精密驱动装置，调节上述炉高方向位置。

(10)在上述(5)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以采用以下的结构，上述距离调节装置具备：脚部，安装在上述长条梁的前端，并且在上述炉底上着落而形成支点；和升降辊，在上述炼焦炉炭化室外升降自如地支撑上述长条梁的后端；而且，通过基于上述炉底的凹凸形状使上述升降辊升降而进行上述长条梁的上述前端的定位，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

(11)在上述(5)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以采用以下的结构，上述距离调节装置具备多个升降辊，沿着上述炉长方向配设在上述炼焦炉炭化室外，并且升降自如地支撑上述长条梁；而且，通过基于上述炉底的凹凸形状使上述各升降辊升降而进行上述长条梁的上述前端的定位，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

(12)在上述(5)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以是，上述熔射装置具备旋转机构，用来将相对于上述壁面的上述修补材料的熔射方向变更为比水平朝下。

(13)在上述(5)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以是，上述炉壁形状测量装置具备：线性激光照射装置，对上述炉壁及上述炉底垂直地照射线性激光；观察摄像机，设置在距离上述炼焦炉炭化室内的上述炉底50mm～300mm的高度范围内，以照射到上述炉壁的上述线性激光形成的线性激光线的铅直方向中央位置为视野中心的基准位置，进一步能够相对于该基准位置沿着铅直方向在-10°～+10°的范围内对上述视野中心进行角度调节。

(14)在上述(5)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以是，具备第1长条装置和第2长条装置；上述第1长条装置具备：第1长条梁，插入上述炼焦炉炭化室内；上述炉底形状测量装置，经由作为上述炉长方向精密驱动装置的第1炉长方向精密驱动装置设置在该第1长条梁的前端，通过测量上述炉底与自身之间的距离，求出上述炉底的凹凸形状；上述第1炉长方向精密驱动装置，调节该炉底形状测量装置的在上述炼焦炉炭化室内的炉长方向的位置；第1倾斜角传感器，测量该第1炉长方向精密驱动装置的驱动方向与水平方向所成的角度；上述第2长条装置具备：第2长条梁，插入上述炼焦炉炭化室内；上述炉壁形状测量装置及上述熔射装置，经由上述精密驱动装置设在该第2长条梁的前端；上述精密驱动装置，调节上述炉壁形状测量装置及上述熔射装置的在上述炼焦炉炭化室内的炉长方向位置及炉高方向位置；第2倾斜角传感器，测量由该精密驱动装置调节上述炉长方向位置时的驱动方向与水平方向所成的角度；上述距离调节装置，使用由上述第1倾斜角传感器测量的值、根据上述炉底的凹凸形状求出的炉底近似曲线和由上述第2倾斜角传感器测量的值，调节上述精密驱动装置与上述炉底近似曲线之间的距离。

(15)在上述(14)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以采用以下的结构，上述距离调节装置具备：脚部，安装在上述第2长条梁的上述前端，并且在上述炉底上着落而形成支点；和升降辊，在上述炼焦炉炭化室外升降自如地支撑上述第2长条梁的后端；而且，通过基于上述炉底的凹凸形状使上述升降辊升降，进行上述第2长条梁的上述前端的定位，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

(16)在上述(15)中记载的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置中，也可以采用以下的结构，上述距离调节装置具备多个升降辊，沿着上述炉长方向配设在上述炼焦炉炭化室外，升降自如地支撑上述第2长条梁；而且，通过基于上述炉底的凹凸形状使上述各升降辊升降而进行上述第2长条梁的上述前端的定位，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

发明的效果：

根据本发明，能够不使炉壁形状测量装置的外壳与炉底接触而与炉底近似曲线平行地扫描测量点，能够不使修补装置的外壳与炉底接触而与炉底近似曲线平行地熔射炉壁的损伤部，能够将可修补的范围最大限度地确保到炉底边。

根据本发明，由于在700℃以上的环境中进行修补，所以能够防止因将修补降低到室温而发生的炼焦炉炭化室的炉壁的损伤。

根据本发明，由于作为位置调节机构而使用在炼焦炉炭化室外升降自如地支撑上述长条梁的后端的升降辊，所以在进行炉壁损伤部的测量或修补时，能够将炉壁形状测量装置或熔射装置的扫描方向设定为相对于炉底近似曲线平行。由此，能够在避免炉壁形状测量装置或熔射装置与炉底之间的碰撞的同时，将炉壁形状测量装置或熔射装置以高速沿炉长方向扫描。

根据本发明，由于作为位置调节机构而使用具备沿炉高方向旋转的驱动轴的精密驱动装置，所以通过将具备炉壁形状测量装置及熔射装置的修补机械手一边沿炉高方向进行位置控制，一边沿炉长方向驱动，能够使炉壁形状测量装置或熔射装置与修补范围的炉底近似曲线平行，并且在避免与炉底的碰撞的同时进行炉壁损伤部的测量或修补。

根据本发明，作为位置调节机构而使用能够将长条梁升降自如地支撑并定位的、在炉外沿炉长方向配设的至少1对升降辊，所以即使在修补装置的脚部在炉底上着落的情况下，也能够将炉壁形状测量装置或熔射装置的扫描方向设定为相对于炉底近似曲线平行。

根据本发明，由于熔射装置具备能够将熔射方向设定为斜向的旋转轴，所以能够将以相对于炉壁的壁面垂直的截面观察炉壁时的、修补材料的熔射方向相对于损伤部所成的角度设定为70°以上110°以下。在此情况下，能够修补到炉底边。

根据本发明，通过具有能够进行定位以使炉底与炉壁形状测量装置的测量点的铅直方向距离以及炉底与熔射装置的熔射点的铅直方向距离至少包括超过0mm到100mm的范围的装置外壳构造，能够使熔射装置接近到炉底边而熔射熔射材料。

根据本发明，能够根据将摄影的摄像机影像进行图像处理而得到的线性激光的扫描曲线，将炉壁的损伤形状高速地测量直到炉底的高度。

附图说明

图1是以往的修补装置的侧视图。

图2A是表示将炼焦炉炭化室的炉底边壁面的损伤部用以往的修补装置来修补的状况的图，表示包括修补部分的炭化室的正视图。

图2B是表示将炼焦炉炭化室的炉底边壁面的损伤部用以往的修补装置进行了修补的情况的图，表示包括修补部分的炭化室的纵剖视图。

图3是表示使用本发明的第1实施方式的修补装置来修补炉底边壁面的损伤部的状态的图。

图4是表示安装在修补机械手的前端的炉壁形状测量装置、炉底形状测量装置以及熔射装置的配置的部分扩大图。

图5是表示在该实施方式中、将安装在修补控制装置的前端的炉长方向精密驱动装置插入到炭化室内的状态的图。

图6是表示在该实施方式中，驱动炉长方向精密驱动装置使炉底形状测量装置扫描，从而测量炉底的凹凸形状的状态的图。

图7是表示在该实施方式中，控制升降辊的高度位置以使炉长方向精密驱动装置的扫描方向与炉底近似曲线平行的状态的图。

图8是表示在该实施方式中，驱动炉高方向精密驱动装置，降低炉壁形状测量装置的位置而接近于炉底的状态的图。

图9是表示使用炉底形状测量装置测量炉底形状的状态的立体图。

图10是表示炉底形状的曲线图。

图11A是表示本发明的第2实施方式的修补装置的图，在该修补装置中，将炉底形状测量装置和炉壁形状测量装置及熔射装置配置在各个长条梁上。并且，在该图11A中，在第1长条梁上配置有炉底形状测量装置。

图11B是表示该实施方式的修补装置的图，在第2长条梁上配置有炉壁形状测量装置及熔射装置。

图12是表示在该实施方式中，将具备炉底形状测量装置的第1长条梁插入在炭化室内，并且具备炉壁形状测量装置及熔射装置的第2长条梁在炭化室之外待机的状态的俯视图。

图13是表示本发明的第3实施方式的修补装置的图，是表示同修补装置的脚部没有在炉底上着落的情况下的姿势控制的状况的图。

图14A是表示使用本发明的第4实施方式的修补装置来修补炉底边壁面的状况的图，表示测量炉壁的凹凸形状的状态。

图14B是表示使用该修补装置来修补炉底边壁面的状况的图，表示熔射的状态。

图15是表示使用本发明的第5实施方式的修补装置修补炉底边壁面的损伤部的状态的图。

图16A是表示使用本发明的第6实施方式的修补装置来测量炉底边壁面的损伤部的状态的图，是表示线性激光照射装置与观察摄像机的位置关系的图。

图16B是表示使用该修补装置来测量炉底边壁面的损伤部的状态的图，是从观察摄像机观察线性激光线的立体图。

标号说明

1 炭化室

2 蓄热室

3 轨道

4 炉底

5 修补控制装置

6 炉壁形状测量装置

7 熔射装置

8 脚部

9 长条梁

10 炉长方向精密驱动装置

10a 炉长方向

11 炉高方向精密驱动装置

11a 炉高方向

11z 修补机械手

12 炉长方向

13 扫描方向

14 燃烧室

15 损伤部

16 砖接缝

17 台车

18 炉底形状测量装置

19 升降辊

19′ 固定辊

20 第1长条梁

21 第2长条梁

22 第1倾斜角传感器

23 第2倾斜角传感器

24 第1脚部

25 第2脚部

26 第1升降辊

27 第2升降辊

28 重心位置

29 激光照射方向

30 熔射方向

31 扫描方向

32 线性激光照射装置

33 线性激光线

34 观察摄像机

35 观察摄像机的视线方向

37 堆积物

38 炉底接缝

39 带

101 炭化室

102 蓄热室

103 轨道

104 炉底

105 修补控制装置

106 炉壁形状测量装置

107 熔射装置

108 脚部

109 长条梁

110 炉长方向精密驱动装置

110a 炉长方向

111 炉高方向精密驱动装置

111a 炉高方向

111z 修补机械手

112 炉长方向

114 燃烧室

115 损伤部

116 砖接缝

117 台车

119′ 固定辊

PS 炭化室的焦炭压出机侧

CS 炭化室的焦炭排出侧

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的各实施方式进行说明。

本发明如以下所说明，能够修补炉底边损伤部的全部区域。

[第1实施方式]

在图3中表示使用本发明的修补装置来修补炉底边壁面的损伤部的第1实施方式。在前端具备修补控制装置5，能够沿炉长方向10a进退的长条梁9由升降辊19升降自如地支撑，所述升降辊19配设在轨道3上的台车17上。

在修补控制装置5的前端，连结着沿炉长方向10a驱动炉高方向精密驱动装置11的炉长方向精密驱动装置10，所述炉高方向精密驱动装置11沿炉高方向11a驱动具备炉壁形状测量装置6、炉底形状测量装置18、及熔射装置7的修补机械手11z。炉长方向精密驱动装置10及炉高方向精密驱动装置11构成精密驱动装置。

在修补控制装置5的下部，安装有在将修补控制装置5插入到炭化室1内时在炉底4上着落而支撑修补控制装置5的脚部8。

在图4中表示安装在修补机械手11z的前端的炉壁形状测量装置6、炉底形状测量装置18、以及熔射装置7的配置状况。本发明能够基于该配置状况修补炉底边壁面的损伤部的全部区域。

通常，作业时的炭化室的温度是约1000℃，而修补在将炭化室的温度保持为700℃以上的状态下进行。这里，在图5到图8中表示将炭化室的温度保持为700℃以上而进行的修补的次序。

在进行炉底边壁面的损伤部的修补时，首先，如图5所示，将由配设在台车17上的升降辊19升降自如地支撑的长条梁9的后端用炉外的驱动装置(未图示)推压，将连结在修补控制装置5的前端的炉长方向精密驱动装置10向炭化室1内插入。

在该插入时，考虑到炉底高度及轨道高度的偏差而设定为使脚部8的底位于从炉底4离开规定的距离的高度，以使安装在修补控制装置5的下部的脚部8不与炉底4干涉。

接着，如图6所示，驱动安装在修补控制装置5上的炉长方向精密驱动装置10，将经由炉高方向精密驱动装置11及修补机械手11z配置的炉底形状测量装置18沿图中箭头方向扫描，测量炉底4的形状。

炉长方向精密驱动装置10的行程是1～2m左右。以该行程范围1～2m操作炉长方向精密驱动装置10，并且控制炉高方向精密驱动装置11，以使炉底形状测量装置18、炉壁形状测量装置6及熔射装置7不接触炉底4，将炉高方向精密驱动装置11保持为离开炉底4规定距离的高度，测量炉底4的形状。

炉底形状测量装置18进行的炉底形状的测量位置优选的是该测量装置的外壳与炉底最接近的附近的、避开炉长方向的炉底接缝38的附近的线上、或者尽量宽幅的带39上(参照图9)。在炉底接缝38的附近，砖损耗的可能性较大，如果将炉底接缝38的附近作为炉底测量，则在使炉底形状测量装置18接近于炉底而扫描时，有该测量装置的外壳与炉底接触的危险。通过使炉底形状的测量位置为宽幅的带39上，能够降低炉底接缝38带来的测量误差。另外，也可以利用与第6实施方式记载的使用线性激光的炉壁形状测量装置同样的测量原理来测量炉底面整体的轮廓、将该测量结果用于近似曲线的制作。

当安装在修补控制装置5的下部的脚部8在炉底4上着落时，在炉底4上着落的脚部8成为修补装置的一个支点。

升降自如地支撑长条梁9的升降辊19在台车17上配设两组以上，根据修补控制装置5的炉长方向上的插入位置，选择用于升降、支撑的升降辊19(参照图6的纸面左侧的升降辊19)，使没有选择的升降辊(参照图6的纸面右侧的升降辊19)退避到不与长条梁9干涉的位置。

修补装置的整体由作为支点的脚部8和1组升降辊19(参照图6的纸面左侧的升降辊19)支撑，所以通过控制升降辊19的高度，能够调节修补控制装置5的倾斜角，即炉长方向精密驱动装置10的驱动方向(扫描方向)。

如图10中记载那样，由炉底形状测量装置18测量炉底4的形状的结果不是直线，而是炉底砖的微小的突起或缺角等形成的炉底的凹凸形状，但将测量数据进行近似、或连结凸部而得到的直线或曲线作为炉底来利用。使用该测量数据通过例如最小二乘法求出炉底近似曲线。

接着，如图7所示，使升降辊19升降，以使炉长方向精密驱动装置10的扫描方向与炉底近似曲线平行，将长条梁9的后端定位。

接着，如图8所示，驱动炉高方向精密驱动装置11，降低炉壁形状测量装置6的位置而接近于炉底4。此时，在使炉壁形状测量装置6最接近于炉底的状态下，炉壁形状测量装置6的外壳及熔射装置7的外壳与炉底4的间隔优选地控制为0～50mm(不包括0)的范围。

作为炉壁形状测量装置6，优选的是对炉壁垂直地照射激光的激光距离计，但在使用激光距离计的情况下，炉壁形状测量装置6的外壳的厚度，即测量点与装置外壳的距离至少需要50～100mm。因而，如果炉壁形状测量装置6的外壳与炉底的间隔超过50mm，则不能测量从炉底到100mm左右的炉底边的损伤区域。

在作为炉壁形状测量装置6而使用激光距离计的情况下，驱动炉长方向精密驱动装置10及炉高方向精密驱动装置11而扫描激光距离计，3维地测量炉壁的凹凸形状。

基于炉壁形状的测量数据，驱动炉长方向精密驱动装置10及炉高方向精密驱动装置11而驱动熔射装置7，修补炉壁损伤部，但在修补炉底边壁面的损伤部时，使熔射装置7旋转以使熔射方向相对于壁面倾斜(参照图14B)，根据损伤深度对炉底边壁面的损伤部熔射修补材料，使壁面变得平滑。

熔射装置7的旋转是将处于熔射装置7的前端的燃烧器头旋转来进行的。在修补炉底边壁面的损伤部时，优选的是使熔射装置7旋转以使熔射方向相对于壁面为70°以上110°以下。在熔射装置7的熔射方向相对于壁面不到70°的情况下，熔射效率下降，或施工状态恶化等。

[第2实施方式]

在图11A～图12中，表示使用载置在一个台车17上的两个长条装置的本发明的第2实施方式。

第1长条装置具备：第1长条梁20，插入炼焦炉炭化室1内；炉底形状测量装置18，经由第1炉长方向精密驱动装置10设在该第1长条梁20的前端，通过测量炉底4与自身之间的距离来求出炉底4的凹凸形状；第1炉长方向精密驱动装置10，调节该炉底形状测量装置18的在炼焦炉炭化室1内的炉长方向的位置；第1倾斜角传感器22，测量该第1炉长方向精密驱动装置10的驱动方向与水平方向所成的角度。

另一方面，第2长条装置具备：第2长条梁21，插入炼焦炉炭化室1内；炉壁形状测量装置6及熔射装置7，经由精密驱动装置(炉长方向精密驱动装置10及炉高方向精密驱动装置11)设在该第2长条梁21的前端；精密驱动装置，调节炉壁形状测量装置6及熔射装置7的在炼焦炉炭化室1内的炉长方向位置及炉高方向位置；第2倾斜角传感器23，测量由该精密驱动装置调节炉长方向位置时的驱动方向与水平方向所成的角度；距离调节装置，使用由第1倾斜角传感器22测量的值、根据炉底4的凹凸形状求出的炉底近似曲线和由第2倾斜角传感器23测量的值，调节精密驱动装置与炉底近似曲线之间的距离。

在图11A中表示在第1长条梁20上配置炉底形状测量装置18而测量炉底形状的状况，在图11B中表示在第2长条梁21上配置炉壁形状测量装置6和熔射装置配置7而测量炉壁形状而进行熔射的状况。

图12表示由位于一个台车17上的固定辊19′支撑并具备炉底形状测量装置18的第1长条梁20插入在炭化室1内，由一个升降辊19升降自如地支撑并具备炉壁形状测量装置6及熔射装置7的第2长条梁21在炭化室1之外在台车17上待机的状态。

如图11A所示，由第1倾斜角传感器22测量配置在第1长条梁20上的炉长方向精密驱动装置10的驱动方向与水平所成的角度，将配置于炉长方向精密驱动装置10的炉底形状测量装置18沿炉长方向(参照图11A的箭头)扫描。通过该扫描，在通过在炉底4上着落的第1脚部24的位置的炉长方向上，能够求出以水平为基准的任意的炉长方向位置的炉底形状。基于该炉底形状求出炉底近似曲线。

在测量炉底形状后，将第1长条梁20从炭化室1拔出，将台车17沿轨道方向移动(参照图12的箭头)，将具备炉壁形状测量装置6及熔射装置7的第2长条梁21如图11B所示那样插入到测量了炉底形状的炭化室1内。

在配置有炉长方向精密驱动装置10和炉高方向精密驱动装置11的第2长条梁21上配置有第2倾斜角传感器23，通过该第2倾斜角传感器23测量炉长方向精密驱动装置10的驱动方向与水平所成的角度。

根据第2倾斜角传感器23的测量值、炉底形状数据、以及修补装置的在炉底4上的着落位置、炉壁形状测量装置6或熔射装置7的位置关系，在进行测量或熔射的范围中，与上述第1实施方式同样地控制台车17上的升降辊19的高度位置，以使炉长方向精密驱动装置10的扫描方向与炉底4平行。

通过该控制，能够使炉壁形状测量装置6及熔射装置7接近于炉底4而进行扫描。

在该控制时，关于炉底形状数据，根据在第2长条梁21的炉底4上着落的第2脚部25的位置与测量炉底形状时的第1长条梁20的第1脚部24的位置的差，将由炉底形状测量装置18测量的炉底形状变换为以第2长条梁21的第2脚部25的着落位置为基准的炉底形状而使用。

与第1实施方式同样，在修补炉底边壁面的损伤部时，使熔射装置7旋转以使熔射方向相对于壁面倾斜(参照图14B)，根据损伤深度对炉底边壁面的损伤部熔射修补材料，使壁面变得平滑。熔射装置7的旋转通过内置在修补机械手11z中的旋转机构(未图示)驱动熔射装置7中具备的旋转轴来进行。

在修补炉底边壁面的损伤部时，优选的是，使熔射装置7旋转以使熔射方向相对于壁面为70°以上110°以下。在熔射装置7的熔射方向相对于壁面不到70°的情况下，熔射效率下降，或施工状态恶化。

[第3实施方式]

在图13中，表示本发明的修补装置的脚部没有在炉底上着落的情况下的修补装置的姿势控制的状况。分别独立地控制可升降的第1升降辊26的高度位置和同样可升降的第2升降辊27的高度位置，进行修补控制装置5的定位，以使炉长方向精密驱动装置10的扫描方向与炉底近似曲线平行。此时，进行定位，以使修补装置的重心28位于第1升降驱动辊26与第2升降驱动辊27之间。

[第4实施方式]

在图14A及图14B中表示修补炉底边壁面的损伤部的状况(第4实施方式)。在图14A中表示炉壁形状的测量状况，在图14B中表示熔射的状况。

如图14A所示，在作为炉壁形状测量装置6而使用激光距离计来测量炉壁形状时，通过使激光的照射方向29朝向斜下方进行测量，能够测量底边壁面的损伤部15的炉壁形状直到炉底4。

此外，如图14B所示，在用熔射装置7进行熔射时，使熔射方向30朝向斜下方进行熔射。通过该朝向斜下方的熔射，能够修补炉底边壁面的损伤部15。

另外，炉壁形状测量装置6能够应对左右的炉壁，熔射装置7能够通过旋转而将熔射方向反转。

[第5实施方式]

在图15中表示修补炉底边壁面的损伤部的另外的状况(第5实施方式)。支撑长条梁(未图示)的台车上的辊是固定型，修补装置与图1所示的修补状况同样，是插入在炉内的状态的原状。

首先，将炉底形状测量装置18维持为从炉底4充分离开的高度并扫描，测量扫描范围的炉底的凹凸形状，求出近似于该炉底的凹凸形状的炉底近似曲线。

接着，将炉壁形状测量装置6的外壳及熔射装置7的外壳与上述炉底近似曲线之间的最短距离控制为0～50mm(不包括0)的范围内，并且将炉长方向精密驱动装置10和炉高方向精密驱动装置11的两轴同步控制，以使扫描方向与炉底近似曲线平行，扫描炉壁形状测量装置6及熔射装置7，进行炉壁形状的测量以及向炉壁损伤部的熔射。

根据本实施方式，能够不新设置炉壁形状测量装置及控制熔射装置的扫描方向的机械装置而测量炉底边壁面的损伤部的炉壁形状，并将该损伤部修补。

[第6实施方式]

在图16A及图16B中表示测量炉底边壁面的损伤部的状况(第6实施方式)。作为炉壁形状测量装置，使用线性激光照射装置32和观察摄像机34。在图16A中表示线性激光照射装置32与观察摄像机34的位置关系。此外，在图16B中表示从观察摄像机34观察线性激光线33的状况。线性激光线33配置为，使其对炉壁垂直地照射。此时，由于装置的扫描方向是炉长方向，所以将线性激光照射装置32配置为，使对炉壁照射的线性激光线33垂直于扫描方向13(参照图16A)。观察摄像机34将距炉底4的距离设置为50～300mm的范围，将线性激光线33的中心附近作为视场，将视线的角度设为水平±10°。处理得到的图像，利用激光与摄像机的几何关系，通过光切断法进行形状测量。线性激光线33的波长为短波长的可见光，优选的是在观察摄像机34侧使用滤光器，该滤光器将与线性激光线33的波长相比长波长的成分截断。另外，也可以使用线性激光照射装置32和观察摄像机34测量炉底形状。

工业上的实用性：

根据本发明，能够不使炉壁形状测量装置的外壳与炉底接触而与炉底近似曲线平行地扫描测量点，能够不使修补装置的外壳与炉底接触而与炉底近似曲线平行地熔射炉壁的损伤部，所以能够将可修补的范围最大限度地确保到炉底边。

Claims (16)

1.一种炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法，修补接近于炼焦炉炭化室的炉底的壁面的损伤部，其特征在于，具备：

炉底形状测量工序，通过一边在上述炼焦炉炭化室内沿着其炉长方向使炉底形状测量装置移动，一边测量该炉底形状测量装置与上述炉底之间的铅垂方向距离，求出上述炉底的凹凸形状，求出近似上述炉底的凹凸形状的炉底近似曲线；

炉壁形状测量工序，一边使炉壁形状测量装置以炉壁形状测量装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离为第1规定距离以上的方式平行于上述炉底近似曲线而移动，一边求出上述炉壁的凹凸形状；及

修补工序，一边使熔射装置以熔射装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离为第2规定距离以上的方式平行于上述炉底近似曲线而移动，一边从该熔射装置对上述损伤部熔射修补材料。

2.如权利要求1所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法，其特征在于，

将上述第1规定距离及上述第2规定距离分别设为超过0mm且50mm以下。

3.如权利要求1所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法，其特征在于，

在上述修补工序中，将以相对于炉壁的壁面垂直的截面观察上述炉壁时的、上述修补材料的熔射方向相对于上述损伤部所成的角度设为70°以上且110°以下。

4.如权利要求1或2所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补方法，其特征在于，

在700℃以上的环境中进行上述修补。

5.一种炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，由炉壁形状测量装置求出接近于炼焦炉炭化室的炉底的炉壁的凹凸形状并通过熔射装置修补上述炉壁的损伤部，其特征在于，具备：

长条梁，插入上述炼焦炉炭化室内；

炉底形状测量装置、上述炉壁形状测量装置及上述熔射装置，经由精密驱动装置设在该长条梁的前端；

上述精密驱动装置，调节上述炉底形状测量装置、上述炉壁形状测量装置及上述熔射装置的在上述炼焦炉炭化室内的炉长方向位置及炉高方向位置；

上述炉底形状测量装置，通过一边在上述炼焦炉炭化室内沿着其炉长方向移动，一边测量自己与上述炉底之间的铅垂方向距离，求出炉底近似曲线；及

距离调节装置，调节上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置之间的距离，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

6.如权利要求5所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

将上述炉壁形状测量装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离及上述熔射装置外壳相对于上述炉底近似曲线的最短距离分别设为超过0mm且50mm以下。

7.如权利要求5所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

具有如下的装置外壳构造，能够进行定位以使上述炉底与上述炉壁形状测量装置的测量点的铅垂方向距离以及上述炉底与上述熔射装置的熔射点的铅垂方向距离至少包括超过0mm到100mm的范围。

8.如权利要求5所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

以相对于炉壁的壁面垂直的截面观察上述炉壁时的、上述修补材料的熔射方向相对于上述损伤部所成的角度是70°以上且110°以下。

9.如权利要求5所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

上述精密驱动装置具备：

炉长方向精密驱动装置，调节上述炉长方向位置；

炉高方向精密驱动装置，调节上述炉高方向位置。

10.如权利要求5所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

上述距离调节装置具备：

脚部，安装在上述长条梁的前端，并且在上述炉底上着落而形成支点；以及

升降辊，在上述炼焦炉炭化室外升降自如地支撑上述长条梁的后端；

而且，通过基于上述炉底的凹凸形状使上述升降辊升降而进行上述长条梁的上述前端的定位，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

11.如权利要求5所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

上述距离调节装置具备多个升降辊，沿着上述炉长方向配设在上述炼焦炉炭化室外，并且升降自如地支撑上述长条梁；

而且，通过基于上述炉底的凹凸形状使上述各升降辊升降而进行上述长条梁的上述前端的定位，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

12.如权利要求5所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

上述熔射装置具备旋转机构，用来将相对于上述壁面的上述修补材料的熔射方向变更为比水平朝下。

13.如权利要求5所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

上述炉壁形状测量装置具备：

线性激光照射装置，对上述炉壁及上述炉底垂直地照射线性激光；及

观察摄像机，设置在上述炼焦炉炭化室内的距离上述炉底50mm～300mm的高度范围内，以由照射到上述炉壁的上述线性激光形成的线性激光线的铅直方向中央位置为视场中心的基准位置，进一步能够相对于该基准位置沿着铅直方向在-10°～+10°的范围内对上述视野中心进行角度调节。

14.如权利要求5所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

具备第1长条装置和第2长条装置；

上述第1长条装置具备：

第1长条梁，是插入上述炼焦炉炭化室内的上述长条梁；

上述炉底形状测量装置，经由作为上述炉长方向精密驱动装置的第1炉长方向精密驱动装置设置在该第1长条梁的前端，通过测量上述炉底与自身之间的距离，求出上述炉底的凹凸形状；

上述第1炉长方向精密驱动装置，调节该炉底形状测量装置的在上述炼焦炉炭化室内的炉长方向的位置；及

第1倾斜角传感器，测量该第1炉长方向精密驱动装置的驱动方向与水平方向所成的角度；

上述第2长条装置具备：

第2长条梁，是插入上述炼焦炉炭化室内的上述长条梁；

上述炉壁形状测量装置及上述熔射装置，经由上述精密驱动装置设在该第2长条梁的前端；

上述精密驱动装置，调节上述炉壁形状测量装置及上述熔射装置的在上述炼焦炉炭化室内的炉长方向位置及炉高方向位置；

第2倾斜角传感器，测量由该精密驱动装置调节上述炉长方向位置时的驱动方向与水平方向所成的角度；及

上述距离调节装置，使用由上述第1倾斜角传感器测量的值、根据上述炉底的凹凸形状求出的炉底近似曲线和由上述第2倾斜角传感器测量的值，调节上述精密驱动装置与上述炉底近似曲线之间的距离。

15.如权利要求14所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

上述距离调节装置具备：

脚部，安装在上述第2长条梁的上述前端，并且在上述炉底上着落而形成支点；以及

升降辊，在上述炼焦炉炭化室外升降自如地支撑上述第2长条梁的后端；

而且，通过基于上述炉底的凹凸形状使上述升降辊升降，进行上述第2长条梁的上述前端的定位，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

16.如权利要求14所述的炼焦炉炭化室的炉底边壁面的修补装置，其特征在于，

上述距离调节装置具备多个升降辊，沿着上述炉长方向配设在上述炼焦炉炭化室外，升降自如地支撑上述第2长条梁；

而且，通过基于上述炉底的凹凸形状使上述各升降辊升降而进行上述第2长条梁的上述前端的定位，以使上述炉底近似曲线与上述精密驱动装置的炉长方向扫描方向平行。

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