JP2003315035A - コークス炉炉壁形状計測方法 - Google Patents
コークス炉炉壁形状計測方法Info
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- JP2003315035A JP2003315035A JP2002117183A JP2002117183A JP2003315035A JP 2003315035 A JP2003315035 A JP 2003315035A JP 2002117183 A JP2002117183 A JP 2002117183A JP 2002117183 A JP2002117183 A JP 2002117183A JP 2003315035 A JP2003315035 A JP 2003315035A
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- coke oven
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コークス炉炭化室の炉壁形状計測を正確に行
うことのできるコークス炉炉壁形状計測方法を提供す
る。 【解決手段】 コークス炉炭化室の入口、出口の炭化室
外部の両壁面に、それぞれ炭化室の中心から等距離にな
るように距離参照用平面板1a、1b及び2a、2bを
取り付ける。そして、操業時に押し出しラム3の先端部
が炭化室の入口および出口を通過する際に、距離計測手
段により、そのセンサ部4aと距離参照用平面板1a、
2a、センサ部4bと距離参照用平面板1b、1bとの
距離をそれぞれ計測する。これにより、入口、出口での
炭化室に対する押出しラム3の先端部の中心部の通過位
置5、6を、平面上で検出することが可能である。入
口、出口におけるラム先端部の中心部の通過位置5、6
を結ぶ直線を走査基準線とする。
うことのできるコークス炉炉壁形状計測方法を提供す
る。 【解決手段】 コークス炉炭化室の入口、出口の炭化室
外部の両壁面に、それぞれ炭化室の中心から等距離にな
るように距離参照用平面板1a、1b及び2a、2bを
取り付ける。そして、操業時に押し出しラム3の先端部
が炭化室の入口および出口を通過する際に、距離計測手
段により、そのセンサ部4aと距離参照用平面板1a、
2a、センサ部4bと距離参照用平面板1b、1bとの
距離をそれぞれ計測する。これにより、入口、出口での
炭化室に対する押出しラム3の先端部の中心部の通過位
置5、6を、平面上で検出することが可能である。入
口、出口におけるラム先端部の中心部の通過位置5、6
を結ぶ直線を走査基準線とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄設備であるコ
ークス炉の劣化診断を行うための炭化室炉壁形状測定方
法に関するものである。
ークス炉の劣化診断を行うための炭化室炉壁形状測定方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コークス炉炭化室の炉壁のプロファイル
を測定する方法として、コークス押出装置の押出しラム
先端部に距離測定手段を取り付け、押出ラムを炭化室に
挿入して移動させ、移動中に前記距離測定手段により炉
壁と前記距離測定手段の間の距離を測定し、そこから炉
壁のプロファイルを測定する方法が開発されている。
を測定する方法として、コークス押出装置の押出しラム
先端部に距離測定手段を取り付け、押出ラムを炭化室に
挿入して移動させ、移動中に前記距離測定手段により炉
壁と前記距離測定手段の間の距離を測定し、そこから炉
壁のプロファイルを測定する方法が開発されている。
【0003】このようなコークス炉炭化室の炉壁形状計
測方法においては、コークス押出し装置のラム先端に取
り付けた距離計測手段のセンサ位置が、炭化室の床面の
状況や、押出しラムの機械的な湾曲により、炭化室挿入
時に、炭化室の幅方向に変化する。
測方法においては、コークス押出し装置のラム先端に取
り付けた距離計測手段のセンサ位置が、炭化室の床面の
状況や、押出しラムの機械的な湾曲により、炭化室挿入
時に、炭化室の幅方向に変化する。
【0004】よって、押出しラム先端部の距離計測手段
のセンサ部と壁面との距離を計測するだけでは、正確な
壁面形状計測を行うことができない。従って、何らかの
方法で押出ラム先端部位置が、炭化室に挿入時にどのよ
うな軌跡を描くのかを測定し、この軌跡と前記距離計測
手段の出力を合わせて、炉壁のプロファイルを測定しな
ければならない。
のセンサ部と壁面との距離を計測するだけでは、正確な
壁面形状計測を行うことができない。従って、何らかの
方法で押出ラム先端部位置が、炭化室に挿入時にどのよ
うな軌跡を描くのかを測定し、この軌跡と前記距離計測
手段の出力を合わせて、炉壁のプロファイルを測定しな
ければならない。
【0005】コークス押出し装置の押出しラム先端部軌
跡計測方法として、例えば特開2002−80852号
公報には、図3に示されるような技術が開示されてい
る。即ち、コークス炉炉体に複数の基準点b1、b2を
設け、押出しラム上の距離計測手段センサ部近傍に参照
点(計測点)Cを設け、これらの基準点b1、b2、及
び参照点Cを同時に視野に収めることができるコークス
押出し装置上の所定の位置に画像撮影手段(カメラ)C
1を設け、この画像計測手段C1と相対的に位置関係が
固定された位置に収束光投射手段(レーザ光源)と反射
光受光手段(反射光検出用スクリーン)と、コークス炉
体の所定の位置に固定された反射鏡(ミラー)をそれぞ
れ設ける。
跡計測方法として、例えば特開2002−80852号
公報には、図3に示されるような技術が開示されてい
る。即ち、コークス炉炉体に複数の基準点b1、b2を
設け、押出しラム上の距離計測手段センサ部近傍に参照
点(計測点)Cを設け、これらの基準点b1、b2、及
び参照点Cを同時に視野に収めることができるコークス
押出し装置上の所定の位置に画像撮影手段(カメラ)C
1を設け、この画像計測手段C1と相対的に位置関係が
固定された位置に収束光投射手段(レーザ光源)と反射
光受光手段(反射光検出用スクリーン)と、コークス炉
体の所定の位置に固定された反射鏡(ミラー)をそれぞ
れ設ける。
【0006】収束光投射手段(レーザ光源)より投射さ
れた収束光は反射鏡(ミラー)により反射され、反射光
受光手段(反射光検出用スクリーン)に投影される。そ
の投影位置をカメラC2により測定することにより、コ
ークス炉押出し装置の位置を測定する。一方、カメラC
1により、基準点b1、b2と、押出しラム上の距離計
測手段センサ部近傍に設けられた参照点(計測点)Cと
を同時に撮影し、これらの相対関係と、押出ラムの押し
出し長さから、参照点Cのコークス炉押し出し装置に対
する位置を測定する。
れた収束光は反射鏡(ミラー)により反射され、反射光
受光手段(反射光検出用スクリーン)に投影される。そ
の投影位置をカメラC2により測定することにより、コ
ークス炉押出し装置の位置を測定する。一方、カメラC
1により、基準点b1、b2と、押出しラム上の距離計
測手段センサ部近傍に設けられた参照点(計測点)Cと
を同時に撮影し、これらの相対関係と、押出ラムの押し
出し長さから、参照点Cのコークス炉押し出し装置に対
する位置を測定する。
【0007】これら測定されたコークス炉押出し装置の
位置と、参照点Cのコークス炉押し出し装置に対する位
置から、参照点Cのコークス炉に対する位置を知り、押
出ラムの押出長さに応じてこれらの測定を行うことによ
り、参照点C、即ち、コークス押出し装置の押出しラム
先端部の軌跡を知ることができる。
位置と、参照点Cのコークス炉押し出し装置に対する位
置から、参照点Cのコークス炉に対する位置を知り、押
出ラムの押出長さに応じてこれらの測定を行うことによ
り、参照点C、即ち、コークス押出し装置の押出しラム
先端部の軌跡を知ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、計測対
象とした窯の炉壁形状の変化を測定する場合には、計測
を行ってから、ある程度の操業を経てから次の計測を行
うので、コークス押出し装置が計測対象窯に戻ってきた
際には、計測の都度、画像撮影手段の視野中心軸が炉体
に対して異なった方向を向いている可能性がある。
象とした窯の炉壁形状の変化を測定する場合には、計測
を行ってから、ある程度の操業を経てから次の計測を行
うので、コークス押出し装置が計測対象窯に戻ってきた
際には、計測の都度、画像撮影手段の視野中心軸が炉体
に対して異なった方向を向いている可能性がある。
【0009】前記特許公報に示されたような押出しラム
先端位置軌跡計測方法では、画像撮影手段の炉体に対す
る方向は計測開始時点の画像撮影手段の視野中心軸方向
が基準となるため、画像撮影手段の視野中心軸が押出し
ラム先端部走査基準線と計測開始時点でずれていた場合
は、押出しラムを炭化室に挿入するにつれて、誤差が累
積してしまい、正確な炉壁形状計測が行えないという問
題がある。
先端位置軌跡計測方法では、画像撮影手段の炉体に対す
る方向は計測開始時点の画像撮影手段の視野中心軸方向
が基準となるため、画像撮影手段の視野中心軸が押出し
ラム先端部走査基準線と計測開始時点でずれていた場合
は、押出しラムを炭化室に挿入するにつれて、誤差が累
積してしまい、正確な炉壁形状計測が行えないという問
題がある。
【0010】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、上記問題点を解決し、コークス炉炭化室の炉壁
形状計測を正確に行うことのできるコークス炉炉壁形状
計測方法を提供することを課題とする。
もので、上記問題点を解決し、コークス炉炭化室の炉壁
形状計測を正確に行うことのできるコークス炉炉壁形状
計測方法を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、コークス炉におけるコークス押出し装
置の押出しラム先端部に、コークス炉炭化室の壁面に対
向する形で距離計測手段のセンサ部を設け、押出ラムを
コークス炭化室内に挿入して、測定された押出ラム位置
と前記距離計測手段の出力よりコークス炉炉壁形状計測
方法を測定する方法であって、炭化室の入口と出口に炭
化室窯口との位置関係が既知なの距離参照用平面板を設
け、炭化室入口と出口において前記距離参照用平面板と
前記距離計測手段のセンサ部との距離をそれぞれ計測す
ることにより、押出しラム先端部の走査基準線を検出す
る工程を含むことを特徴とするコークス炉炉壁形状計測
方法(請求項1)である。
の第1の手段は、コークス炉におけるコークス押出し装
置の押出しラム先端部に、コークス炉炭化室の壁面に対
向する形で距離計測手段のセンサ部を設け、押出ラムを
コークス炭化室内に挿入して、測定された押出ラム位置
と前記距離計測手段の出力よりコークス炉炉壁形状計測
方法を測定する方法であって、炭化室の入口と出口に炭
化室窯口との位置関係が既知なの距離参照用平面板を設
け、炭化室入口と出口において前記距離参照用平面板と
前記距離計測手段のセンサ部との距離をそれぞれ計測す
ることにより、押出しラム先端部の走査基準線を検出す
る工程を含むことを特徴とするコークス炉炉壁形状計測
方法(請求項1)である。
【0012】本手段においては、炭化室の入口と出口に
炭化室窯口との位置関係が既知な距離参照用平面板を設
け、炭化室入口と出口において前記距離参照用平面板と
前記距離計測手段のセンサ部との距離をそれぞれ計測す
る。これより、測定時のラム先端部の中心が、炭化室の
中心からどの程度ずれているかを計測することができ、
逆に炭化室の中心位置がどの位置にあるかが測定でき
る。その測定時のラムの押出位置は、ラム位置測定装置
で分かっているので、炭化室の中心位置が平面的に確定
できる。
炭化室窯口との位置関係が既知な距離参照用平面板を設
け、炭化室入口と出口において前記距離参照用平面板と
前記距離計測手段のセンサ部との距離をそれぞれ計測す
る。これより、測定時のラム先端部の中心が、炭化室の
中心からどの程度ずれているかを計測することができ、
逆に炭化室の中心位置がどの位置にあるかが測定でき
る。その測定時のラムの押出位置は、ラム位置測定装置
で分かっているので、炭化室の中心位置が平面的に確定
できる。
【0013】よって、この2点を平面上で結ぶ直線を走
査基準線として、センサの距離測定信号を、この基準線
を基準にして補正することにより、炉壁の形状を正確に
測定することができる。炉壁の形状を測定する方法その
ものは、例えば、前記特開2002−80852号公報
に記載される技術を使用すればよい。
査基準線として、センサの距離測定信号を、この基準線
を基準にして補正することにより、炉壁の形状を正確に
測定することができる。炉壁の形状を測定する方法その
ものは、例えば、前記特開2002−80852号公報
に記載される技術を使用すればよい。
【0014】前記課題を解決するための第2の手段は、
コークス炉におけるコークス押出し装置の押出しラム先
端部に、コークス炉炭化室の壁面に対向する形で距離計
測手段のセンサ部を設け、押出ラムをコークス炭化室内
に挿入して、測定された押出ラム位置と前記距離計測手
段の出力よりコークス炉炉壁形状計測方法を測定する方
法であって、炭化室の出口に炭化室窯口との位置関係が
既知な距離参照用平面板を設け、炭化室入口に炭化室窯
口との位置関係が既知な基準点を設け、炭化室出口にお
いて前記距離参照用平面板と前記距離計測手段のセンサ
部との距離を測定すると共に、炭化室入口において前記
基準点と押出ラムのセンサ部の近傍に設けられた参照点
との位置関係を光学的手段により測定し、これらの測定
値から押出しラム先端部の走査基準線を検出する工程を
含むことを特徴とするコークス炉炉壁形状計測方法(請
求項2)である。
コークス炉におけるコークス押出し装置の押出しラム先
端部に、コークス炉炭化室の壁面に対向する形で距離計
測手段のセンサ部を設け、押出ラムをコークス炭化室内
に挿入して、測定された押出ラム位置と前記距離計測手
段の出力よりコークス炉炉壁形状計測方法を測定する方
法であって、炭化室の出口に炭化室窯口との位置関係が
既知な距離参照用平面板を設け、炭化室入口に炭化室窯
口との位置関係が既知な基準点を設け、炭化室出口にお
いて前記距離参照用平面板と前記距離計測手段のセンサ
部との距離を測定すると共に、炭化室入口において前記
基準点と押出ラムのセンサ部の近傍に設けられた参照点
との位置関係を光学的手段により測定し、これらの測定
値から押出しラム先端部の走査基準線を検出する工程を
含むことを特徴とするコークス炉炉壁形状計測方法(請
求項2)である。
【0015】本手段においては、炭化室入側における炭
化室の中心点を求めるのに、距離計測手段の出力を使用
せず、光学的手段による測定により求めている。すなわ
ち、炭化室入口に炭化室窯口との位置関係が既知な基準
点を設けておき、それと、炭化室入口において前記基準
点と押出ラムのセンサ部の近傍に設けられた参照点との
位置関係を光学的手段により検出して、これとラムの押
出位置より、押出ラムの先端部が測定時においてどの程
度炭化室の中心からずれているかを検出する。これによ
り、測定時における炭化室の中心位置を平面的に確定す
ることができる。
化室の中心点を求めるのに、距離計測手段の出力を使用
せず、光学的手段による測定により求めている。すなわ
ち、炭化室入口に炭化室窯口との位置関係が既知な基準
点を設けておき、それと、炭化室入口において前記基準
点と押出ラムのセンサ部の近傍に設けられた参照点との
位置関係を光学的手段により検出して、これとラムの押
出位置より、押出ラムの先端部が測定時においてどの程
度炭化室の中心からずれているかを検出する。これによ
り、測定時における炭化室の中心位置を平面的に確定す
ることができる。
【0016】炭化室出側における炭化室の中心点を求め
る方法は前記第1の手段と変わらない。よって、炭化室
入側と出側で測定された炭化室の中心点を結ぶことによ
り、ラム先端部の走査基準線を決定し、センサの距離測
定信号を、この基準線を基準にして補正することによ
り、炉壁の形状を正確に測定することができる。炉壁の
形状を測定する方法そのものは、例えば、前記特開20
02−80852号公報に記載される技術を使用すれば
よい。
る方法は前記第1の手段と変わらない。よって、炭化室
入側と出側で測定された炭化室の中心点を結ぶことによ
り、ラム先端部の走査基準線を決定し、センサの距離測
定信号を、この基準線を基準にして補正することによ
り、炉壁の形状を正確に測定することができる。炉壁の
形状を測定する方法そのものは、例えば、前記特開20
02−80852号公報に記載される技術を使用すれば
よい。
【0017】前記課題を解決するための第3の手段は、
コークス炉におけるコークス押出し装置の押出しラム先
端部に、コークス炉炭化室の壁面に対向する形で距離計
測手段のセンサ部を設け、押出ラムをコークス炭化室内
に挿入して、測定された押出ラム位置と前記距離計測手
段の出力よりコークス炉炉壁形状計測方法を測定する方
法であって、コークス炉炉体上の複数位置に基準点を設
け、前記距離計測手段のセンサ部近傍に参照点を設け、
前記基準点及び前記参照点を同一視野内に収めることが
できるようにコークス押出し装置上の所定位置に画像撮
影手段を設置し、前記画像撮影手段と相互の位置関係が
固定された所定位置に収束光投射手段及び反射光受光手
段を、コークス炉体の所定位置に反射鏡をそれぞれ設
け、前記画像撮影手段は前記基準点、前記参照点を順次
撮影し、また、前記収束光投射手段から収束光を前記反
射鏡に向けて投射して、その反射光を反射光受光手段に
より受光した反射光の座標位置を撮像手段により計測
し、前記画像撮影手段により撮影された炉体の複数の基
準位置及び参照点の画像データと前記撮像手段により計
測された反射光の座標位置とにより押出しラム先端部の
位置の押出しラム先端部走査基準線からの変位を順次算
出する工程を含むことを特徴とするコークス炉炉壁形状
計測方法(請求項3)である。
コークス炉におけるコークス押出し装置の押出しラム先
端部に、コークス炉炭化室の壁面に対向する形で距離計
測手段のセンサ部を設け、押出ラムをコークス炭化室内
に挿入して、測定された押出ラム位置と前記距離計測手
段の出力よりコークス炉炉壁形状計測方法を測定する方
法であって、コークス炉炉体上の複数位置に基準点を設
け、前記距離計測手段のセンサ部近傍に参照点を設け、
前記基準点及び前記参照点を同一視野内に収めることが
できるようにコークス押出し装置上の所定位置に画像撮
影手段を設置し、前記画像撮影手段と相互の位置関係が
固定された所定位置に収束光投射手段及び反射光受光手
段を、コークス炉体の所定位置に反射鏡をそれぞれ設
け、前記画像撮影手段は前記基準点、前記参照点を順次
撮影し、また、前記収束光投射手段から収束光を前記反
射鏡に向けて投射して、その反射光を反射光受光手段に
より受光した反射光の座標位置を撮像手段により計測
し、前記画像撮影手段により撮影された炉体の複数の基
準位置及び参照点の画像データと前記撮像手段により計
測された反射光の座標位置とにより押出しラム先端部の
位置の押出しラム先端部走査基準線からの変位を順次算
出する工程を含むことを特徴とするコークス炉炉壁形状
計測方法(請求項3)である。
【0018】本手段においては、収束光投射手段からの
収束光を前記反射鏡に向けて投射して、その反射光を反
射光受光手段により受光した反射光の座標位置を、撮像
手段により計測することにより、コークス炉体とコーク
ス押出し装置との傾きを測定する。一方、画像撮影手段
により撮影された炉体の複数の基準位置及び参照点の画
像データの関係を、求められたコークス炉体とコークス
押出し装置との傾きによって補正することにより、押出
しラム先端部の位置を知り、これが押出しラム先端部走
査基準線からどれだけずれているかを知る。そして、距
離計測手段の出力をこのずれ量だけ補正する。このよう
にして、距離測定手段の出力を補正しながら、ラムの押
出しに伴って変化する距離測定手段の出力をモニタする
ことにより、炉壁の形状を測定することができる。
収束光を前記反射鏡に向けて投射して、その反射光を反
射光受光手段により受光した反射光の座標位置を、撮像
手段により計測することにより、コークス炉体とコーク
ス押出し装置との傾きを測定する。一方、画像撮影手段
により撮影された炉体の複数の基準位置及び参照点の画
像データの関係を、求められたコークス炉体とコークス
押出し装置との傾きによって補正することにより、押出
しラム先端部の位置を知り、これが押出しラム先端部走
査基準線からどれだけずれているかを知る。そして、距
離計測手段の出力をこのずれ量だけ補正する。このよう
にして、距離測定手段の出力を補正しながら、ラムの押
出しに伴って変化する距離測定手段の出力をモニタする
ことにより、炉壁の形状を測定することができる。
【0019】前記課題を解決するための第4の手段は、
前記第3の手段であって、前記基準点が、コークス押出
し装置上に設けた光投射手段より投光される光を反射す
る光学反射シ−トであることを特徴とするもの(請求項
4)である。
前記第3の手段であって、前記基準点が、コークス押出
し装置上に設けた光投射手段より投光される光を反射す
る光学反射シ−トであることを特徴とするもの(請求項
4)である。
【0020】本手段によれば、基準点自体を発光させる
必要がないので、配線が不要となり、装置を簡単にし、
保守の手間を省くことができる。
必要がないので、配線が不要となり、装置を簡単にし、
保守の手間を省くことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。コークス炉炭化室炉壁形状計
測はコークス炉炭化室内の壁面に対向して非接触の距離
計測手段を挿入、走査しながら距離計測を行う。このと
き、距離計測手段の走査経路を炉体に対して既知の直線
上に維持できれば任意の基準線に対する炉壁までの距離
の変化の把握が可能である。実際の計測においてはコー
クス炉炭化室内における距離計測手段の走査経路を正確
に直線上に維持することは困難であり、振動等の影響に
より走査方向に対して垂直方向の変動が発生する。
を、図を用いて説明する。コークス炉炭化室炉壁形状計
測はコークス炉炭化室内の壁面に対向して非接触の距離
計測手段を挿入、走査しながら距離計測を行う。このと
き、距離計測手段の走査経路を炉体に対して既知の直線
上に維持できれば任意の基準線に対する炉壁までの距離
の変化の把握が可能である。実際の計測においてはコー
クス炉炭化室内における距離計測手段の走査経路を正確
に直線上に維持することは困難であり、振動等の影響に
より走査方向に対して垂直方向の変動が発生する。
【0022】炉体に対する基準線を検出するためには、
図1に示すように、コークス炉炭化室の入口、出口の炭
化室外部の両壁面に、それぞれ炭化室の中心から等距離
になるように距離参照用平面板1a、1b及び2a、2
bを取り付ける。そして、操業時に押し出しラム3の先
端部が炭化室の入口および出口を通過する際に、距離計
測手段により、そのセンサ部4aと距離参照用平面板1
a、2a、センサ部4bと距離参照用平面板1b、2b
との距離をそれぞれ計測する。
図1に示すように、コークス炉炭化室の入口、出口の炭
化室外部の両壁面に、それぞれ炭化室の中心から等距離
になるように距離参照用平面板1a、1b及び2a、2
bを取り付ける。そして、操業時に押し出しラム3の先
端部が炭化室の入口および出口を通過する際に、距離計
測手段により、そのセンサ部4aと距離参照用平面板1
a、2a、センサ部4bと距離参照用平面板1b、2b
との距離をそれぞれ計測する。
【0023】両側に設置した距離参照用平面板1a、1
b、2a、2bの位置は既知であり、かつ、計測時のラ
ムビームの押出位置は、別に設けられたラムビーム位置
計測装置(図示せず)により測定可能であるから、入
口、出口での炭化室に対する押出しラム3の先端部の中
心部の通過位置5、6を、平面上で検出することが可能
である。入口、出口におけるラム先端部の中心部の通過
位置5、6を結ぶ直線を走査基準線とする。
b、2a、2bの位置は既知であり、かつ、計測時のラ
ムビームの押出位置は、別に設けられたラムビーム位置
計測装置(図示せず)により測定可能であるから、入
口、出口での炭化室に対する押出しラム3の先端部の中
心部の通過位置5、6を、平面上で検出することが可能
である。入口、出口におけるラム先端部の中心部の通過
位置5、6を結ぶ直線を走査基準線とする。
【0024】コークス押出し作業に伴う、押出しラム先
端部の走査基準線からの変動は以下のように算出する。
端部の走査基準線からの変動は以下のように算出する。
【0025】図1に示すように、炉体の既知の位置に反
射鏡7を固定し、炉体上の位置が既知な場所に設けた基
準点8a、8bと、複数の炉内に挿入する距離計測手段
のセンサ部4a、4bの近傍に設けた参照点9を視野内
に収めることが可能な撮像手段10を押出機に設ける。
また、収束光(レーザ光)を前記反射鏡7に向け投射す
る光源11と、反射鏡からの反射信号を受光するスクリ
ーン12と、反射光のスクリーン12上での受光位置を
計測する撮像手段13を押出機に設ける。撮像手段1
0、光源11、スクリーン12、撮像手段13は金属フ
レーム上に設置され、相互の位置関係は固定されてい
る。
射鏡7を固定し、炉体上の位置が既知な場所に設けた基
準点8a、8bと、複数の炉内に挿入する距離計測手段
のセンサ部4a、4bの近傍に設けた参照点9を視野内
に収めることが可能な撮像手段10を押出機に設ける。
また、収束光(レーザ光)を前記反射鏡7に向け投射す
る光源11と、反射鏡からの反射信号を受光するスクリ
ーン12と、反射光のスクリーン12上での受光位置を
計測する撮像手段13を押出機に設ける。撮像手段1
0、光源11、スクリーン12、撮像手段13は金属フ
レーム上に設置され、相互の位置関係は固定されてい
る。
【0026】押出機の炉体に対する方向が変化すると、
収束光の炉体に固定された反射鏡7への入射角度が変化
することにより反射光の方向が変化し、スクリーン12
における反射光受光位置が変化する。この位置の変化を
撮像手段13で計測することにより、押出機の炉体に対
する方向の変化を算出することができる。
収束光の炉体に固定された反射鏡7への入射角度が変化
することにより反射光の方向が変化し、スクリーン12
における反射光受光位置が変化する。この位置の変化を
撮像手段13で計測することにより、押出機の炉体に対
する方向の変化を算出することができる。
【0027】ここで、金属フレーム上に固定された撮像
手段10、光源11、スクリーン12、撮像手段13が
炉体に対してある方向を向いている場合の反射鏡7への
収束光の入射角度をθ1とし、光源11と反射鏡7との
距離をL00、反射鏡7とスクリーン12との距離をL01、
そのときのスクリーン12上の反射光の位置(光源位置
を基準とする位置)をaとする。
手段10、光源11、スクリーン12、撮像手段13が
炉体に対してある方向を向いている場合の反射鏡7への
収束光の入射角度をθ1とし、光源11と反射鏡7との
距離をL00、反射鏡7とスクリーン12との距離をL01、
そのときのスクリーン12上の反射光の位置(光源位置
を基準とする位置)をaとする。
【0028】そして、撮像手段10等の方向がθ2だけ
変化し、光源11と反射鏡7との距離がL10に,反射鏡
7とスクリーン12との距離がL11に変化した場合の、
受光手段上の反射光の位置(光源位置を基準とする位
置)をbとすると、当初の入射角度θ1、及び角度の変
化θ2は以下の式で表される。 θ1=tan−1(a/(L00+L01)) θ2=tan−1(b/(L00+L01))-tan−1(a/(L00+L
01)) 但し、L00+L01≒L10+L11 これより、反射鏡への収束光の入射角度、すなわち相互
に固定された撮像手段等の炉体に対する方向(すなわ
ち、炉体に対する押出機の角度)が算出される。
変化し、光源11と反射鏡7との距離がL10に,反射鏡
7とスクリーン12との距離がL11に変化した場合の、
受光手段上の反射光の位置(光源位置を基準とする位
置)をbとすると、当初の入射角度θ1、及び角度の変
化θ2は以下の式で表される。 θ1=tan−1(a/(L00+L01)) θ2=tan−1(b/(L00+L01))-tan−1(a/(L00+L
01)) 但し、L00+L01≒L10+L11 これより、反射鏡への収束光の入射角度、すなわち相互
に固定された撮像手段等の炉体に対する方向(すなわ
ち、炉体に対する押出機の角度)が算出される。
【0029】本実施の形態では、スクリーン12に投射
された反射光の位置を検出するため、撮像手段13を用
い、この撮像手段13は基準点検出用撮影手段10と相
互に固定された位置関係にある。
された反射光の位置を検出するため、撮像手段13を用
い、この撮像手段13は基準点検出用撮影手段10と相
互に固定された位置関係にある。
【0030】撮影手段10では、押出しラム3の押出し
作業とともに順次、画像の撮影を行い、撮影された画像
データは画像処理装置に送られる。画像処理装置では画
像データ中の基準点8a、8bの位置と、前記θ1、θ2
から炉体に対する撮像手段10の相対的な位置を算出
し、画像データ中の参照点9の位置から撮像手段10に
対する参照点9の相対的な位置を算出することにより、
距離計測手段センサ部4a、4bの炉体に対する位置を
算出する。算出された距離計測手段センサ部4a、4b
の位置データは信号処理装置に送られる。
作業とともに順次、画像の撮影を行い、撮影された画像
データは画像処理装置に送られる。画像処理装置では画
像データ中の基準点8a、8bの位置と、前記θ1、θ2
から炉体に対する撮像手段10の相対的な位置を算出
し、画像データ中の参照点9の位置から撮像手段10に
対する参照点9の相対的な位置を算出することにより、
距離計測手段センサ部4a、4bの炉体に対する位置を
算出する。算出された距離計測手段センサ部4a、4b
の位置データは信号処理装置に送られる。
【0031】押し出し機上に設置された撮像手段10の
視野は、窯口の両側にそれぞれ1つずつ設けた基準点8
a、8b及び炉内に挿入された押出ラムに設けられた参
照点9を視野内に収めることが可能なように調整されて
いる。
視野は、窯口の両側にそれぞれ1つずつ設けた基準点8
a、8b及び炉内に挿入された押出ラムに設けられた参
照点9を視野内に収めることが可能なように調整されて
いる。
【0032】図2に撮像手段10の画像の1例を示す。
押出しラム3の炭化室挿入直前(初期位置)に撮像装置
10によって撮影された画像上での参照点9および基準
点8a、8bのx座標をそれぞれx0、x1、x2とする
(a)。この画像は押出しラムの炭化室の挿入に伴い振
動等の影響を受けて(b)のように変化する。そのとき
の画像上での参照点および基準点のx座標をそれぞれ
x'0、x'1、x'2とし、撮像装置10の視野角をθ3と
する。また、カメラの水平方向の視野をX [dot]とす
る。
押出しラム3の炭化室挿入直前(初期位置)に撮像装置
10によって撮影された画像上での参照点9および基準
点8a、8bのx座標をそれぞれx0、x1、x2とする
(a)。この画像は押出しラムの炭化室の挿入に伴い振
動等の影響を受けて(b)のように変化する。そのとき
の画像上での参照点および基準点のx座標をそれぞれ
x'0、x'1、x'2とし、撮像装置10の視野角をθ3と
する。また、カメラの水平方向の視野をX [dot]とす
る。
【0033】撮像装置10から2つの基準点8a、8b
を結ぶ直線におろした垂線の長さをL0、また、撮影を行
った瞬間の押出しラム3の参照点9と撮像装置10との
距離をLとすると、この瞬間の参照点9および基準点8
a、8bの初期位置からのずれd0、d1、d2はそれぞ
れ d0=x'0 − x0 d1=x'1 − x1 d2=x'2 − x2
を結ぶ直線におろした垂線の長さをL0、また、撮影を行
った瞬間の押出しラム3の参照点9と撮像装置10との
距離をLとすると、この瞬間の参照点9および基準点8
a、8bの初期位置からのずれd0、d1、d2はそれぞ
れ d0=x'0 − x0 d1=x'1 − x1 d2=x'2 − x2
【0034】これを角度変化に換算すると、変化分をそ
れぞれΔθ'0、Δθ'1、Δθ'2として Δθ'0=d0/X×2×θ3 Δθ'1= d1/X×2×θ3 Δθ'2= d2/X×2×θ3
れぞれΔθ'0、Δθ'1、Δθ'2として Δθ'0=d0/X×2×θ3 Δθ'1= d1/X×2×θ3 Δθ'2= d2/X×2×θ3
【0035】これらの角度変化量には、撮像装置10の
横ずれと撮像装置10の炉体に対する回転が含まれてい
る。そこで、前記角度変化θ2を用いて、横ずれ(x方
向)の成分のみを算出する。 Δθ"0=Δθ'0 − θ2 Δθ"1=Δθ'1 − θ2 Δθ"2=Δθ'2 − θ2
横ずれと撮像装置10の炉体に対する回転が含まれてい
る。そこで、前記角度変化θ2を用いて、横ずれ(x方
向)の成分のみを算出する。 Δθ"0=Δθ'0 − θ2 Δθ"1=Δθ'1 − θ2 Δθ"2=Δθ'2 − θ2
【0036】これらを長さに換算すると
D0=L×tan(Δθ"0)
D1=L0×tan(Δθ"1)
D2=L0×tan(Δθ"2)
となる。
【0037】簡単化のために、参照点9は押出ラム3の
中心位置に設けられているものとし、距離測定センサ4
a、4bは、押出ラム3の中心軸に対して左右対称に設
けられているものとする。走査基準線は、炭化室入側に
おいて((D1+D2)/2,L0)を通る。炭化室出側で距離測
定センサ4a、4bにより距離参照用平面板2a、2b
までの距離を測定し、その結果により、押出ラム3の中
心位置がどの程度ずれているかを算出する。このずれの
量をdとし、測定時の押出ラム3の押し出し量(参照点
9と撮像装置10との距離)をL2とする。さらに、その
とき、前記撮像手段10により計測されたD0の値をD2と
する。
中心位置に設けられているものとし、距離測定センサ4
a、4bは、押出ラム3の中心軸に対して左右対称に設
けられているものとする。走査基準線は、炭化室入側に
おいて((D1+D2)/2,L0)を通る。炭化室出側で距離測
定センサ4a、4bにより距離参照用平面板2a、2b
までの距離を測定し、その結果により、押出ラム3の中
心位置がどの程度ずれているかを算出する。このずれの
量をdとし、測定時の押出ラム3の押し出し量(参照点
9と撮像装置10との距離)をL2とする。さらに、その
とき、前記撮像手段10により計測されたD0の値をD2と
する。
【0038】すると、走査基準線は、炭化室出口におい
て、(D2-d,L2)を通る。よって、((D1+D2)/2,L0)
と(D2-d,L2)を結ぶ直線を走査基準線として、測定時
に、D0として求められた参照点9の位置が、この走査基
準線より、どの程度左右方向にずれているかを計算す
る。
て、(D2-d,L2)を通る。よって、((D1+D2)/2,L0)
と(D2-d,L2)を結ぶ直線を走査基準線として、測定時
に、D0として求められた参照点9の位置が、この走査基
準線より、どの程度左右方向にずれているかを計算す
る。
【0039】この値と、距離測定センサ4a、4bによ
り測定された測定値を組み合わせることにより、走査基
準線から炉壁までの距離を測定することができる。よっ
て、押し出しラムの押し出しに伴って、上記の方法を用
いて走査基準線から炉壁までの距離を測定することによ
り、コークス炉炉壁形状を測定することができる。
り測定された測定値を組み合わせることにより、走査基
準線から炉壁までの距離を測定することができる。よっ
て、押し出しラムの押し出しに伴って、上記の方法を用
いて走査基準線から炉壁までの距離を測定することによ
り、コークス炉炉壁形状を測定することができる。
【0040】また、炉体上に設置する基準点としては画
像上での判別を容易とするため、自発光光源を用いる
が、光源のための電源確保やメンテナンスの手間を考慮
すると、炉体上に光学反射シートを貼付し、撮像手段近
傍に設置した投射光源より炉体の反射シートが光を投射
し、光学反射シートからの反射光を基準点として用いる
のがよい。この際、投射光源が炉体上に結ぶスポットの
面積は、光学反射シートの面積よりも十分大きいことが
必要である。
像上での判別を容易とするため、自発光光源を用いる
が、光源のための電源確保やメンテナンスの手間を考慮
すると、炉体上に光学反射シートを貼付し、撮像手段近
傍に設置した投射光源より炉体の反射シートが光を投射
し、光学反射シートからの反射光を基準点として用いる
のがよい。この際、投射光源が炉体上に結ぶスポットの
面積は、光学反射シートの面積よりも十分大きいことが
必要である。
【0041】コークス炉操業方法の実施形態としては、
例えば押出しラム先端部の押出し軌跡計測の結果を用い
て補正し、距離計測手段によって計測した炉壁形状計測
結果を、炭化室の入口から出口の間をいくつかの区間に
分割し、異なる操業で計測した結果を比較し、炉壁形状
の変化量があらかじめ定めた値(Δt)を超えたときに
着目した区間の炉壁の補修を行う。また、変化量Δtが
Δt>0であった場合は、炉壁にカーボンが付着したこと
を示しており、この場合はカーボン焼き落とし補修をお
こない、変化量ΔtがΔt<0であった場合は、炉壁損耗が
進んだことを示しており、溶射補修を行う。
例えば押出しラム先端部の押出し軌跡計測の結果を用い
て補正し、距離計測手段によって計測した炉壁形状計測
結果を、炭化室の入口から出口の間をいくつかの区間に
分割し、異なる操業で計測した結果を比較し、炉壁形状
の変化量があらかじめ定めた値(Δt)を超えたときに
着目した区間の炉壁の補修を行う。また、変化量Δtが
Δt>0であった場合は、炉壁にカーボンが付着したこと
を示しており、この場合はカーボン焼き落とし補修をお
こない、変化量ΔtがΔt<0であった場合は、炉壁損耗が
進んだことを示しており、溶射補修を行う。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コークス炉炭化室の炉壁形状計測を正確に行うことので
きるコークス炉炉壁形状計測方法を提供することができ
る。
コークス炉炭化室の炉壁形状計測を正確に行うことので
きるコークス炉炉壁形状計測方法を提供することができ
る。
【図1】本発明の実施の形態の1例であるコークス炉炉
壁形状計測方法を適用する設備の構成を示す図である。
壁形状計測方法を適用する設備の構成を示す図である。
【図2】撮像装置によって撮影された参照点、及び基準
点の位置を示す図である。
点の位置を示す図である。
【図3】従来技術によるコークス炉炉壁形状計測方法を
示す図である。
示す図である。
1a、1b…距離参照用平面板
2a、2b…距離参照用平面板
3…押し出しラム
4a、4b…センサ部
5、6…押出しラム先端部3の中心部の通過位置、
7…反射鏡
8a、8b…基準点
9…参照点
10…撮像手段
11…光源
12…スクリーン
13…撮像手段
フロントページの続き
Fターム(参考) 2F065 AA02 AA32 FF04 GG04 JJ03
JJ05 JJ26 LL12
2F069 AA63 BB40 CC02 GG04 GG51
JJ06
Claims (4)
- 【請求項1】 コークス炉におけるコークス押出し装置
の押出しラム先端部に、コークス炉炭化室の壁面に対向
する形で距離計測手段のセンサ部を設け、押出ラムをコ
ークス炭化室内に挿入して、測定された押出ラム位置と
前記距離計測手段の出力よりコークス炉炉壁形状計測方
法を測定する方法であって、炭化室の入口と出口に炭化
室窯口との位置関係が既知な距離参照用平面板を設け、
炭化室入口と出口において前記距離参照用平面板と前記
距離計測手段のセンサ部との距離をそれぞれ計測するこ
とにより、押出しラム先端部の走査基準線を検出する工
程を含むことを特徴とするコークス炉炉壁形状計測方
法。 - 【請求項2】 コークス炉におけるコークス押出し装置
の押出しラム先端部に、コークス炉炭化室の壁面に対向
する形で距離計測手段のセンサ部を設け、押出ラムをコ
ークス炭化室内に挿入して、測定された押出ラム位置と
前記距離計測手段の出力よりコークス炉炉壁形状計測方
法を測定する方法であって、炭化室の出口に炭化室窯口
との位置関係が既知な距離参照用平面板を設け、炭化室
入口に炭化室窯口との位置関係が既知な基準点を設け、
炭化室出口において前記距離参照用平面板と前記距離計
測手段のセンサ部との距離を測定すると共に、炭化室入
口において前記基準点と、押出ラムのセンサ部の近傍に
設けられた参照点との位置関係を光学的手段により測定
し、これらの測定値から押出しラム先端部の走査基準線
を検出する工程を含むことを特徴とするコークス炉炉壁
形状計測方法。 - 【請求項3】 コークス炉におけるコークス押出し装置
の押出しラム先端部に、コークス炉炭化室の壁面に対向
する形で距離計測手段のセンサ部を設け、押出ラムをコ
ークス炭化室内に挿入して、測定された押出ラム位置と
前記距離計測手段の出力よりコークス炉炉壁形状計測方
法を測定する方法であって、コークス炉炉体上の複数位
置に基準点を設け、前記距離計測手段のセンサ部近傍に
参照点を設け、前記基準点及び前記参照点を同一視野内
に収めることができるようにコークス押出し装置上の所
定位置に画像撮影手段を設置し、前記画像撮影手段と相
互の位置関係が固定された所定位置に収束光投射手段及
び反射光受光手段を、コークス炉体の所定位置に反射鏡
をそれぞれ設け、前記画像撮影手段は前記基準点、前記
参照点を順次撮影し、また、前記収束光投射手段から収
束光を前記反射鏡に向けて投射して、その反射光を反射
光受光手段により受光した反射光の座標位置を撮像手段
により計測し、前記画像撮影手段により撮影された炉体
の複数の基準位置及び参照点の画像データと前記撮像手
段により計測された反射光の座標位置とにより押出しラ
ム先端部の位置の押出しラム先端部走査基準線からの変
位を順次算出する工程を含むことを特徴とするコークス
炉炉壁形状計測方法。 - 【請求項4】 前記基準点が、コークス押出し装置上に
設けた光投射手段より投光される光を反射する光学反射
シ−トであることを特徴とする請求項3に記載のコーク
ス炉炉壁形状計測方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002117183A JP2003315035A (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | コークス炉炉壁形状計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002117183A JP2003315035A (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | コークス炉炉壁形状計測方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003315035A true JP2003315035A (ja) | 2003-11-06 |
Family
ID=29534471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002117183A Pending JP2003315035A (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | コークス炉炉壁形状計測方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003315035A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006258593A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Jfe Steel Kk | コークス炉炉壁形状計測方法及び装置 |
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JPH06229684A (ja) * | 1992-12-09 | 1994-08-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 工業炉の炉体形状変化計測方法およびこれに用いるマーカー |
JPH10279946A (ja) * | 1997-04-08 | 1998-10-20 | Nippon Steel Corp | コークス炉炭化室の炉壁面プロフィール測定方法 |
JP2000329554A (ja) * | 1999-05-17 | 2000-11-30 | Ohbayashi Corp | 掘削断面の内空変位の計測方法 |
JP2002003850A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-09 | Nkk Corp | コークス炉炉壁形状計測方法 |
JP2002080852A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-03-22 | Nkk Corp | コークス炉炉壁形状計測方法 |
-
2002
- 2002-04-19 JP JP2002117183A patent/JP2003315035A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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JP2006258593A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Jfe Steel Kk | コークス炉炉壁形状計測方法及び装置 |
JP4687166B2 (ja) * | 2005-03-17 | 2011-05-25 | Jfeスチール株式会社 | コークス炉炉壁形状計測方法及び装置 |
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