JP2008201993A - Device and method for evaluation of wall surface of coke oven, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークス炉の壁面評価装置、コークス炉の壁面評価方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、コークス炉の炭化室の壁面の状態を評価するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a coke oven wall evaluation device, a coke oven wall evaluation method, and a computer program, and is particularly suitable for use in evaluating the state of the coke oven wall surface.
石炭を乾留してコークスを生成するためのコークス炉は、耐火レンガ等で形成された炉壁を介して、多数の炭化室と燃焼室とが交互に配置されて構成される。このようなコークス炉でコークスを生成する場合には、まず、炭化室の頂部にある石炭装入口から石炭を装入する。そして、ガスを燃やすことにより燃焼室で発生した熱によって、1000℃以上の高温を凡そ20時間、炭化室内の石炭に加える。これにより石炭が乾留され、コークスケーキ(以下、単にコークスと称する)が製造される。コークスが製造されると、炭化室の両端にある扉を開けて、炭化室の側方から押出機によりコークスを押し出し、コークスを炭化室から取り出す。このようにしてコークスを製造するための炭化室は、例えば、長さが15m、高さが6m、幅が0.4m程度の大きさを有しており、長さと高さに比較して幅が狭い構造を有しているのが特徴である。 A coke oven for carbonizing carbon to produce coke is configured by alternately arranging a number of carbonization chambers and combustion chambers via a furnace wall formed of refractory bricks or the like. When producing coke in such a coke oven, first, coal is charged from a coal charging inlet at the top of the carbonization chamber. A high temperature of 1000 ° C. or higher is added to the coal in the carbonization chamber for about 20 hours by the heat generated in the combustion chamber by burning the gas. As a result, the coal is carbonized to produce a coke cake (hereinafter simply referred to as coke). When coke is manufactured, the doors at both ends of the carbonization chamber are opened, the coke is pushed out from the side of the carbonization chamber by an extruder, and the coke is taken out from the carbonization chamber. The coking chamber for producing coke in this way has a size of, for example, a length of 15 m, a height of 6 m, and a width of about 0.4 m, and is wider than the length and height. Is characterized by a narrow structure.
操業効率の観点から、長年連続的に稼動しているコークス炉では、炭化室の炉壁に損傷が発生することがある。したがって、炭化室の炉壁の状態を把握することは、炭化室の損傷による操業の中断や遅滞等によってコークスの生産能力を低下させないようにするという観点から、極めて重要である(以下では、炭化室の炉壁を、必要に応じて炉壁と略称する)。
炉壁の状態を診断する従来の技術として、特許文献1に記載の技術がある。かかる技術では、まず、炭化室のある高さにおいて、炉壁間の距離を測定し、測定した結果から、炭化室の奥行方向の距離と、炉壁間の距離との関係を表す実測距離変位線を求め、更に、求めた実測距離変位線をスムージング化した平準化変位線を求める。そして、これら実測距離変位線と平準化変位線とによって囲まれた部分の面積の総和を求め、求めた面積から、炉壁の状態を診断する。
From the viewpoint of operational efficiency, in a coke oven that has been operating continuously for many years, the furnace wall of the coking chamber may be damaged. Therefore, it is extremely important to understand the state of the furnace wall of the coking chamber from the viewpoint of preventing the production capacity of coke from being reduced due to operation interruption or delay due to damage to the coking chamber (hereinafter referred to as carbonization). The furnace wall of the chamber is abbreviated as the furnace wall as necessary).
As a conventional technique for diagnosing the state of the furnace wall, there is a technique described in
ところで、コークス炉を操業する上では、コークスを押し出す際に生じる押出負荷が小さいことが望ましい。押出負荷が一定値以上になると、コークスの押し詰まりが発生して、コークスの生産能力が著しく低下するからである。このような押出負荷を決定する要因には様々なものがある。具体的に、炉壁の凹凸、炉壁の耐力、炉壁とコークスとの隙間量、コークスを構成する各コークス塊の大きさ、コークスの炭化室における充填量、押出時に炉壁とコークスとの間に生じる摩擦力、石炭の配合や石炭に含まれる水分量、及び石炭の乾留状態等の様々な要因が複雑に絡み合って押出負荷が生じる。 By the way, when operating a coke oven, it is desirable that the extrusion load generated when coke is extruded is small. This is because when the extrusion load exceeds a certain value, coke clogging occurs and the coke production capacity is significantly reduced. There are various factors that determine the extrusion load. Specifically, the unevenness of the furnace wall, the proof stress of the furnace wall, the gap between the furnace wall and the coke, the size of each coke lump constituting the coke, the filling amount in the carbonization chamber of the coke, and between the furnace wall and the coke during extrusion Various factors such as frictional force generated in the middle, the amount of water contained in the coal, the amount of water contained in the coal, and the dry distillation state of the coal are complicatedly intertwined to cause an extrusion load.
そして、炉壁の凹凸が押出負荷にどのような影響を与えているのかを定量的に把握することができれば、押出負荷が炉壁の凹凸によって増大しているのか、それとも炉壁の凹凸以外の要因によって増大しているのかを把握することができるので、コークス炉の操業を、これまでよりも適切に管理することができる。 And if it is possible to quantitatively grasp how the unevenness of the furnace wall affects the extrusion load, whether the extrusion load is increased by the unevenness of the furnace wall or other than the unevenness of the furnace wall Since it is possible to grasp whether the increase is caused by the factor, the operation of the coke oven can be managed more appropriately than before.
しかしながら、前述したように押出負荷を決定する要因は複雑である。したがって、従来は、押出負荷と炉壁の凹凸の状態との関係を定量的に把握することができなかった。前述した特許文献1に記載の技術でも、炉壁の状態をある程度客観的に把握することができるだけであり、押出負荷と炉壁の凹凸の状態とを定量的に対応付けることはできなかった。
However, as described above, the factors that determine the extrusion load are complicated. Therefore, conventionally, it has not been possible to quantitatively grasp the relationship between the extrusion load and the unevenness of the furnace wall. Even with the technique described in
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、コークス炉の炭化室からコークスを押し出す際に生じる押出負荷と、炭化室の炉壁の凹凸の状態との関係を定量的に把握することができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and quantitatively grasps the relationship between the extrusion load generated when coke is extruded from the coking chamber of the coke oven and the unevenness state of the furnace wall of the coking chamber. The purpose is to be able to.
本発明のコークス炉の壁面評価装置は、コークス炉の炭化室の側壁面の状態を評価するコークス炉の壁面評価装置であって、前記炭化室の側壁面の画像信号に基づいて、前記炭化室の側壁面に生じている凹凸に関わる凹凸情報を導出する凹凸情報導出手段と、前記凹凸情報導出手段により導出された凹凸情報に基づいて、前記炭化室の側壁面における、コークスの押出方向に対する勾配に関わる勾配情報を導出する勾配情報導出手段と、前記勾配情報導出手段により導出された勾配情報を用いて、コークスが押出時に受ける抵抗を指標化した抵抗指標を導出する指標化手段とを有することを特徴とする。 The coke oven wall surface evaluation apparatus of the present invention is a coke oven wall surface evaluation apparatus for evaluating the state of the side wall surface of the coking chamber of the coke oven, and is based on the image signal of the side wall surface of the coking chamber. The unevenness information deriving means for deriving unevenness information related to the unevenness occurring on the side wall surface of the steel sheet, and the gradient with respect to the coke extrusion direction on the side wall surface of the carbonization chamber based on the unevenness information derived by the unevenness information deriving means Gradient information deriving means for deriving the gradient information related to the coke, and using the gradient information derived by the gradient information deriving means, indexing means for deriving a resistance index that indexes the resistance that coke receives during extrusion It is characterized by.
本発明のコークス炉の壁面評価方法は、コークス炉の炭化室の側壁面の状態を評価するコークス炉の壁面評価方法であって、前記炭化室の側壁面の画像信号に基づいて、前記炭化室の側壁面に生じている凹凸に関わる凹凸情報を導出する凹凸情報導出ステップと、前記凹凸情報導出ステップにより導出された凹凸情報に基づいて、前記炭化室の側壁面における、コークスの押出方向に対する勾配に関わる勾配情報を導出する勾配情報導出ステップと、前記勾配情報導出ステップにより導出された勾配情報を用いて、コークスが押出時に受ける抵抗を指標化した抵抗指標を導出する指標化ステップとを有することを特徴とする。 The coke oven wall surface evaluation method according to the present invention is a coke oven wall surface evaluation method for evaluating the state of the side wall surface of the coking chamber of the coke oven, and is based on the image signal of the side wall surface of the coking chamber. The unevenness information deriving step for deriving unevenness information related to the unevenness occurring on the side wall surface of the coke, and the gradient with respect to the coke extrusion direction on the side wall surface of the carbonization chamber based on the unevenness information derived by the unevenness information deriving step A gradient information deriving step for deriving gradient information related to the slab, and an indexing step for deriving a resistance index obtained by indexing the resistance that coke receives during extrusion using the gradient information derived by the gradient information deriving step. It is characterized by.
本発明のコンピュータプログラムは、コークス炉の炭化室の側壁面の状態を評価するための処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記炭化室の側壁面の画像信号に基づいて、前記炭化室の側壁面に生じている凹凸に関わる凹凸情報を導出する凹凸情報導出ステップと、前記凹凸情報導出ステップにより導出された凹凸情報に基づいて、前記炭化室の側壁面における、コークスの押出方向に対する勾配に関わる勾配情報を導出する勾配情報導出ステップと、前記勾配情報導出ステップにより導出された勾配情報を用いて、コークスが押出時に受ける抵抗を指標化した抵抗指標を導出する指標化ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。 A computer program of the present invention is a computer program for causing a computer to execute a process for evaluating a state of a side wall surface of a coking chamber of a coke oven, and based on an image signal of the side wall surface of the coking chamber, An unevenness information deriving step for deriving unevenness information relating to the unevenness occurring on the side wall surface of the carbonization chamber, and an extrusion direction of coke on the side wall surface of the carbonization chamber based on the unevenness information derived by the unevenness information deriving step. A gradient information deriving step for deriving gradient information related to the gradient with respect to, and an indexing step for deriving a resistance index that indexes the resistance that coke receives during extrusion using the gradient information derived by the gradient information deriving step. The computer is executed.
本発明によれば、炭化室の側壁面における勾配であって、コークスの押出方向に対する登り勾配の情報を導出し、導出した登り勾配の情報を用いて、コークスが押出時に受ける抵抗を指標化することにより、コークスの押出時に生じる押出負荷と、炭化室の炉壁の凹凸の状態との関係を定量的に把握することが可能になる。 According to the present invention, it is a gradient on the side wall surface of the coking chamber, and information on the climb gradient with respect to the coke extrusion direction is derived, and the resistance that the coke receives during extrusion is indexed using the derived climb gradient information. This makes it possible to quantitatively grasp the relationship between the extrusion load generated during the coke extrusion and the unevenness of the furnace wall of the carbonization chamber.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
図1は、コークス炉の構成の一例を示す図である。具体的に、図1(a)は、コークス炉100全体のうち、炭化室の奥行き方向に見たときの、測定対象の炭化室付近の様子の一例を示す縦断面図である。図1(b)は、コークス炉100全体のうち、コークス炉100の上側から見たときの、図1(a)に示した部分の横断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a coke oven. Specifically, FIG. 1A is a longitudinal cross-sectional view showing an example of the state of the vicinity of the carbonization chamber to be measured when viewed in the depth direction of the coking chamber in the
図1(a)に示すように、コークス炉100は、炉壁14を介して炭化室11a、11bと燃焼室16a、16b、16cとが交互に配置されている。石炭装入口13aから、炭化室11a内に石炭が装入され、コークス15が製造される。コークス15は、ガス燃焼を行う燃焼室16a、16bからの熱によって、石炭が乾留されることにより製造される。
As shown in FIG. 1A, in the
炉壁14は、例えば耐火レンガを積み重ねることによって形成される。操業中における炉壁14の温度は、燃焼室16a、16b、16cからの熱によって、1000℃以上の高温となっている。また、炭化室11a、11b内も1000℃以上の高温となっている。
炉壁14の上には、天井耐火物18が形成されている。本実施形態のコークス炉100の炭化室11a、11b(炉壁14)の高さは6mであり、天井耐火物18の高さは1.5mであり、石炭装入口13a、13bの直径は0.4mである。また、図1(b)に示すように、炭化室11bの奥行方向における両端部には、押出機側扉19aと排出側扉19bとが設けられている。本実施形態では、これら押出機側扉10aと排出側扉19bとの間の距離(すなわち、炭化室11の奥行方向の長さ)は、16mである。尚、以下の説明では、必要に応じて、押出機側(押出元側)をPS側と称し、排出側(押出先側)をCS側と称する。
尚、炭化室11a、11bの石炭装入口13a、13bは、蓋12a、12bで塞がれている。更に、燃焼室16の開口部も蓋17で塞がれている。
The
A ceiling refractory 18 is formed on the
In addition, the coal charging inlets 13a and 13b of the
また、図1(b)に示すように、例えばコークス15aが製造されると、押出機側扉19aと排出側扉19bとが開けられる。そして、PS側から炭化室11aの奥行方向に押出機(図示を省略)に搭載されている押出ラム20を挿入して、コークス15aをCS側に押し出す。これによりコークス15aがコークス炉100から取り出される。
このようにしてコークス15aをコークス炉100から取り出す際に、前述したような様々な要因によって、押出負荷が変化する。この押出負荷は、押出ラム20を駆動するモータの電力や、モータと押出ラム20とを接続するシャフトに生じるトルク等に基づいて測定することができる。
Further, as shown in FIG. 1B, for example, when the
Thus, when taking out the
本実施形態では、以上のような構成を有するコークス炉100の炭化室11の両側壁面(炉壁)全体に亘る凹凸を観測するために、図2に示す壁面観察装置を用いる。図2は、壁面観察装置の外観構成の一例を示す図である。図2では、炭化室11のPS側から、炭化室11の奥行方向に、壁面観察装置200が挿入されたときの様子を示している。
In this embodiment, the wall surface observation apparatus shown in FIG. 2 is used in order to observe the unevenness over the both side wall surfaces (furnace wall) of the carbonization chamber 11 of the
図2において、壁面観察装置200は、ベースビームBBと、アッパビームUBと、垂直柱1と、ミラー管2とが一体となって形成された水冷ランスを有している。水冷ランスは、高耐熱のステンレス製の2重管であり、内管と外管との間に冷却水が流されるようになっている。このようにして、冷却水が流されるようにすることによって、水冷ランスの内部が高熱に曝されないようにしている。
In FIG. 2, the wall
具体的に、炭化室11の奥行方向に延設されているアッパビームUBの先端面と、同じく炭化室11の奥行方向に延設されているベースビームBBの先端上面に、炭化室11の高さ方向に延設される垂直柱1が取り付けられている。また、ベースビームBBの先端面と、垂直柱1の上端側面に、炭化室11の高さ方向に延設されるミラー管2が取り付けられている。前述したように、垂直柱1と、ミラー管2と、アッパビームUBと、ベースビームBBとは、一体で形成されており、互いに共通の内空間を有している。
Specifically, the height of the carbonization chamber 11 is formed on the tip surface of the upper beam UB extending in the depth direction of the carbonization chamber 11 and the top surface of the base beam BB extending in the depth direction of the carbonization chamber 11. A
垂直柱1の側面には、透光板3a〜3dが、所定の間隔で高さ方向に設けられている。垂直柱1の内部に設けられた4つのリニアイメージカメラ5は、夫々透光板3a〜3dを通して、ミラー管2に映し出された画像を撮影する。すなわち、リニアイメージカメラ5は、炭化室11の右側・左側の炉壁14R、14Lの画像を撮影する(図3及び図4を参照)。
また、透光板3a、3bの間と、透光板3c、3dの間には、夫々透光板4a、4bが設けられている。垂直柱1の内部に設けられた、例えば複数の半導体レーザからなるレーザ投光器群8は、透光板4a、4bを通して、ミラー管2を介して、炭化室11の右側・左側の炉壁14R、14L上のリニアイメージカメラ5の視野に、レーザ光を投光する(図3及び図4を参照)。
また、垂直柱1の底面の先端側には、炭化室11の炉壁(床面)14Fに乗ったシューSHが形成されている。このシューSHを介して水冷ランスの先端部が炭化室11の炉壁(床面)14Fで支持される。尚、水冷ランスの後端部は、水冷ランス挿入装置(図示を省略)に装着され支持されている。
Moreover, the
Further, a shoe SH riding on the furnace wall (floor surface) 14F of the carbonization chamber 11 is formed on the front end side of the bottom surface of the
炭化室11のPS側から、ミラー管2を先頭にして水冷ランスを、炉外の水冷ランス挿入装置(図示を省略)を用いて炭化室11の奥行方向に挿入する。これにより、水冷ランスが、炭化室11の奥行方向(CS側の方向)に進入する。
From the PS side of the carbonization chamber 11, the water cooling lance is inserted in the depth direction of the carbonization chamber 11 using a water cooling lance insertion device (not shown) outside the furnace with the
図3は、垂直柱1の内部であって、透光板3a、4aが設けられた部分の様子の一例を示す図である。
図3に示すように、垂直柱1の内部の位置であって、透光板3aと対向する位置に、第1のリニアイメージカメラ5aが設けられている。また、垂直柱1の内部の位置であって、透光板4aと対向する位置には、11個のレーザ投光器からなるレーザ投光器群8aと、同じく11個のレーザ投光器からなるレーザ投光器群8bとが設けられている。第1のリニアイメージカメラ5aと、レーザ投光器群8a、8bとの間には、減速機を内蔵した第1の電気モータ6aが設けられている。この第1の電気モータ6aは、垂直柱1に固定されている。また、第1の電気モータ6aの回転軸(出力軸)に、第1のリニアイメージカメラ5aと支持板7aとが結合されている。そして、支持板7aに、レーザ投光器群8a、8bが固定されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a state of the portion provided with the light-transmitting
As shown in FIG. 3, a first
レーザ投光器群8aは、その上方にある第1のリニアイメージカメラ5aで撮影されるレーザスポットを、炉壁14上に形成するためのものである。一方、レーザ投光器群8bは、その下方にある図示しない第2のリニアイメージカメラ5で撮影されるレーザスポットを形成するためのものである。レーザ投光器群8bの下方にある第2のリニアイメージカメラは、垂直柱1の内部の位置であって、透光板3bと対向する位置に設けられている。この第2のリニアイメージカメラ5は、第1のリニアイメージカメラ5aと同様に、減速機を内蔵した図示しない第2の電気モータ6の回転軸に結合されている。また、第2の電気モータ6は垂直柱1に固定されている。尚、第2の電気モータ6と、第2のリニアイメージカメラ5には、レーザ投光器群8a、8bは結合されていない。
The
第1のリニアイメージカメラ5aと、レーザ投光器群8a、8bとがミラー管2の管軸をねらっている状態で、第1の電気モータ6aが正転すると、第1のリニアイメージカメラ5aと、レーザ投光器群8a、8bは、炭化室11の左側の炉壁14Lと対面する位置まで回動する。一方、第1の電気モータ6aが逆転すると、第1のリニアイメージカメラ5aと、レーザ投光器群8a、8bは、炭化室11の右側の炉壁14Rと対面する位置まで回動する。
When the first
第1の電気モータ6aの正転に伴い、第2の電気モータ6も正転する。これにより、第2のリニアイメージカメラ5も、炭化室11の左側の炉壁14Lと対面する位置まで回動する。同様に、第1の電気モータ6aの逆転に伴い、第2の電気モータ6も逆転する。これにより、第2のリニアイメージカメラ5も、炭化室11の右側の炉壁14Rと対面する位置まで回動する。
As the first
以上のような第1及び第2のリニアイメージカメラ5と、レーザ投光器群8a、8bと、第1及び第2の電気モータ6と同様の構成が、垂直柱1の内部の領域であって、透光板3c、3d、4bが形成されている領域にも形成されている。このように、本実施形態では、垂直柱1の内部に、リニアイメージカメラ5とレーザ投光器群8との組みが、4組設けられている。
The same configuration as the first and second
図4は、垂直柱1とミラー管2の配置関係の一例を示す図である。前述したように、垂直柱1の内部には、リニアイメージカメラ5とレーザ投光器群8との組みを4組設けるようにしているが、各組は、撮影する場所が異なるだけであるので、以下では、第1のリニアイメージカメラ5aと、レーザ投光器群8との組みの説明を行い、その他の組みの詳細な説明を必要に応じて省略する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an arrangement relationship between the
前述したように、第1のリニアイメージカメラ5aとレーザ投光器群8aは、垂直柱1の管軸を回転軸として旋回駆動をし得る。ミラー管2には、炭化室11の左側の炉壁14Lを正面から観察するための左鏡面9Lと、炭化室11の右側の炉壁14Rを正面から観察するための右鏡面9Rとが形成されている。これらの鏡面9L、9Rは、ステンレス製の外管の表面を鏡面研磨して鏡面化した後、クロムメッキを施すことにより形成される。
As described above, the first
第1のリニアイメージカメラ5aと、レーザ投光器群8aとを、例えば左鏡面9Lをねらう位置に回動させると、レーザ投光器群8aから出射されるレーザ光線が、左鏡面9Lに当って反射され、炭化室11の左側の炉壁14Lに当る。そうすると、炭化室11の左側の炉壁14Lに、レーザスポット52が現われる(図5を参照)。本実施形態では、例えば、水平方向の長さ(幅)が30mm、高さ方向の長さ(厚み)が2mmの線状のレーザスポット52が現われる。前述したように、レーザ投光器群8aは、11個のレーザ投光器からなるので、11個のレーザスポット52a〜52kが、炉壁14の高さ方向に現われる。
When the first
そして、本実施形態では、炭化室11の炉壁14が平らである場合には、これら11個のレーザスポット52a〜52kと、レーザ投光器群8a以外の3つのレーザ投光器群8によって形成されるレーザスポットとが、概ね130mm間隔で、炉壁14の高さ方向に現われるように、合計44個のレーザ投光器から投光されるレーザ光線の投光角度が調整されている。
And in this embodiment, when the
本実施形態では、リニアイメージカメラ5aは、炭化室11の炉壁14の高さ方向を撮影する1次元カメラである。例えば、第1のリニアイメージカメラ5aと、レーザ投光器群8aとが、左鏡面9Lをねらっているときには、図5(a)に示すように、炭化室11の炉壁14の高さ方向に、第1のリニアイメージカメラ5aの撮影視野51が形成される。
水平方向(炭化室14の奥行方向)に長さを有するレーザスポット52を形成することにより、レーザスポット52が形成される領域が、炭化室14の奥行方向に多少ずれても、リニアイメージカメラ5の視野51から完全に逸脱しない範囲にレーザスポット52があればよい。
In the present embodiment, the
By forming the
炭化室11の炉壁14は粗面であるので、レーザスポット52から各方向にレーザ光が散乱する。この散乱したレーザ光の一部が、例えば左鏡面9Lに当って反射され、第1のリニアイメージカメラ5aに入る。
Since the
尚、炉壁14の赤熱発光に対してレーザスポット52を強調するため、狭帯域の特定波長のみを透過する光学干渉フィルタをカメラに取り付けてある。この光学干渉フィルタは斜めから光が入射すると透過波長が短波長側にシフトする特性がある。そこで、本実施形態では、波長685nm付近の光を透過するフィルタを採用し、レーザ投光器群8を構成するレーザ投光器のうち、撮影視野51の中心付近にレーザスポットを形成するレーザ投光器は、フィルタの透過帯域と合致した685nmの波長のレーザ光を投光し、撮影視野の周辺部にスポットを形成するレーザ投光器は、670nmの波長のレーザ光を投光するようにしている。
In order to emphasize the
ここで、炭化室11の炉壁14に凹部が存在していると、炉壁14が平らな場合に比べて、鏡面9Lと炉壁14との間の距離が増大する。すると、図5(b)に示すように、リニアイメージカメラ5aの画面上では、レーザスポット52の像52´が上方向にシフトする。レーザ光がリニアイメージカメラ5aの下方から斜めに投光されているためである。一方、炭化室11の炉壁14に凸部が存在していると、炉壁14が平らな場合に比べて、鏡面9Lと炉壁14との間の距離が増大する。したがって、図5(c)に示すように、リニアイメージカメラ5aの画面上では、レーザスポット52の像52´が下方向にシフトする。
Here, if there is a recess in the
尚、第1のリニアイメージカメラ5aのように、対応するレーザ投光器群8よりも上方にあるリニアイメージカメラ5では、前述したように、凹部が存在している所で、撮影画面上のレーザスポット像52´が上方向にシフトし、凸部が存在している所で、影画面上のレーザスポット像52´が下方向にシフトする。一方、第2のリニアイメージカメラ5のように、対応するレーザ投光器群8よりも下方にあるリニアイメージカメラ5では、凹部が存在している所で、撮影画面上のレーザスポット像52´が下方向にシフトし、凸部が存在している所で、撮影画面上のレーザスポット像52´が上方向にシフトする。
Incidentally, in the
以上のようにして、炭化室11の炉壁14に形成されたレーザスポット像52´を撮影するに際し、リニアイメージカメラ5と、レーザ投光器群8との指向方向を左鏡面9Lにすると、炭化室11の左側の炉壁14Lを正面から見る画像が得られる。また、レーザ投光器群8との指向方向を右鏡面9Rにすると、炭化室11の右側の炉壁14Rを正面から見る画像が得られる。
As described above, when the
次に、壁面観察装置200の使用態様の一例を説明する。各リニアカメラ5の指向方向を、右鏡面9Rに設定して、炭化室11内に水冷ランスを前進させる。水冷ランスが40mm移動する度に発せられる移動同期パルスが1パルス発生すると、壁面観察装置200に設けられたA/D変換器は、各リニアイメージカメラ5の1ライン分の画像信号をA/D変換する。そして、壁面観察装置200に設けられたCPUは、A/D変換された画像信号を、どのリニアイメージカメラ5で撮影されたものであるのかを区別できる状態で、RAMにより構成される右壁面用メモリ領域に書き込む。
Next, an example of a usage mode of the wall
炭化室11の奥行方向の略全長に渡って、以上の処理を終えると、各リニアカメラ5の指向方向を、左鏡面9Lに設定して、水冷ランスを後退させながら、同様に計測を行う。
尚、壁面観察装置200については、例えば、国際公開第00/55575パンフレットや、特開2005−249698号公報等に記載されている。
When the above processing is completed over substantially the entire length of the carbonization chamber 11 in the depth direction, the directivity direction of each
The wall
次に、コークス炉の壁面評価装置について説明する。図6は、コークス炉の壁面評価装置の機能構成の一例を示す図である。尚、コークス炉の壁面評価装置300のハードウェアは、例えば、パーソナルコンピュータ等、CPU、ROM、RAM、ハードディスク、及び画像入出力ボードを備えた装置である。そして、図6に示す各ブロックは、例えば、CPUが、ROMやハードディスクに記憶されている制御プログラムを、RAMを用いて実行することにより実現することができる。
Next, a wall evaluation apparatus for a coke oven will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the coke oven wall surface evaluation apparatus. The hardware of the coke oven wall
炉壁3次元プロフィールデータ導出部301は、前述したようにして壁面観察装置200で得られた画像信号に基づいて、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体の炉壁3次元プロフィールデータを導出する。炉壁3次元プロフィールデータでは、凹凸損傷のない健全部をゼロとして、炭化室11に張出している凸部を正の値、逆に陥没している凹部を負の値として凹凸量が表される。図7は、炉壁3次元プロフィールデータの一例を説明する図である。尚、ここでは、炭化室11の奥行方向(PSからCSまで)の長さをD0[m]とし、炭化室11の高さをH0[m]と表記する。
The furnace wall three-dimensional profile data deriving unit 301 based on the image signal obtained by the wall
図7において、壁面観察装置200における炉壁14R、14Lの撮影領域に対応した複数の領域(図7では(p×q)個(p、qは2以上の自然数)の領域)それぞれに、壁面観察装置200で得られた画像信号に基づいて、凹凸量(z(1,1)〜z(p,q))を求めたものが、炉壁3次元プロフィールデータ701となる。
In FIG. 7, a plurality of areas corresponding to the imaging areas of the
具体的に説明すると、炉壁3次元プロフィールデータ導出部301は、壁面観察装置200に設けられた右壁面用メモリ領域に記憶されている画像信号を順次読み出す。そして、読み出した画像信号から、輝度が最も高い位置(ピーク位置)を特定することにより、レーザスポット52を、炭化室11の奥行方向(PS側からCS側に向かう方向)に追跡する。前述したように本実施形態では、44個(11個×4セット)のレーザスポット52が得られるので、レーザスポット52の追跡結果が、44個得られることになる。
More specifically, the furnace wall three-dimensional profile data deriving unit 301 sequentially reads out image signals stored in the right wall surface memory area provided in the wall
図8は、レーザスポット52の追跡結果の一例を示す図である。図8において、レーザスポット52の追跡結果801は、炭化室11の高さ方向におけるレーザスポット52の位置と、炭化室11の奥行方向の位置とをパラメータとする曲線となる。前述したようにレーザスポット52それぞれは、炭化室11の炉壁14に凹凸部が存在していると、炭化室11の高さ方向において上下にシフトする。したがって、レーザスポット52の追跡結果801を用いることにより、炭化室11の右側の炉壁14R全体に亘って凹凸量を検出することができる。一方、炭化室11の左側の炉壁14Lについても、壁面観察装置200に設けられた左壁面用メモリ領域に記憶されている画像信号を用いて、右壁面用メモリ領域に記憶されている画像信号に対する処理と同様の処理を行うことによって、凹凸量を検出することができる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the tracking result of the
そして、本実施形態の炉壁3次元プロフィールデータ導出部301は、以上のようにして求めた炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体に亘る凹凸量を、互いに対向する領域同士で合算し、合算した凹凸量(z(1,1)〜z(p,q))を炉壁3次元プロフィールデータ701としている。なお、合算した凹凸量の符号は、炉壁14が凹凸のない健全な状態から広がる向きが負、逆に狭まる向きが正となる。このようにするのは、コークス51が炭化室11から押し出される際には、左右のどちらの炉壁が変形していても、同じ引っかかり抵抗が発生するので、左右別々に計算を行う場合よりも、その後の計算が簡便になるからである。
以上のように本実施形態では、凹凸情報として、凹凸行列データの一例である炉壁3次元プロフィールデータ701が用いられ、炉壁3次元プロフィールデータ導出部301を用いて凹凸情報導出手段が実現される。
And the furnace wall three-dimensional profile data derivation | leading-out part 301 of this embodiment makes the uneven | corrugated amount over the
As described above, in this embodiment, furnace wall
領域指定部302は、炉壁3次元プロフィールデータ導出部301で導出された炉壁3次元プロフィールデータ701の各領域(凹凸行列データ要素)を順次指定する。図7に示した例では、(p×q)個の領域を、(1,1)、・・・、(p,1)、(2,1)、・・・(p,q)の順で指定し、指定した領域(局所指標化対象領域)の炉壁3次元プロフィールデータ701を段差算出部303に出力する。
前述したように、壁面観察装置200は、炭化室11の奥行方向(PS側からCS側に向かう方向)においては、40mm間隔で画像信号を得るようにしている。また、壁面観察装置200は、炭化室11の高さ方向においては、130mm間隔で画像信号を得るようにしている。したがって、図7に示した炉壁3次元プロフィールデータ701の各領域における凹凸量(z(1,1)〜z(p,q))は、横(炭化室11の奥行方向)が40mm、縦(炭化室11の高さ方向)が130mmの大きさを有する長方形の領域の凹凸量を代表する値である。
The area designating unit 302 sequentially designates each area (unevenness matrix data element) of the furnace wall
As described above, the wall
段差算出部303は、領域指定部302から出力された炉壁3次元プロフィールデータ701に基づいて、領域指定部302で指定された領域の段差ΔZ[mm]を求める。
図9は、炭化室11の壁面14の凹凸の様子の一例を示す図である。具体的に図9(a)は、炭化室11の一部の横断面図を示す図であり、図9(b)は、図9(a)の破線で囲まれた部分をモデル化して示す図である。
The level difference calculation unit 303 obtains a level difference ΔZ [mm] of the region specified by the region specification unit 302 based on the furnace wall three-
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the unevenness of the
前述したように、領域指定部302は、図7に示した炉壁3次元プロフィールデータ701において、(p×q)個の領域を、(1,1)、・・・、(p,1)、(2,1)、・・・(p,q)の順で指定する。そこで、段差算出部303は、領域指定部302によって今回指定された領域の凹凸量と、前回指定された互いに隣接する領域の凹凸量とから、今回指定された領域と、前回指定された領域との段差ΔZを導出する。例えば、図9(b)において、領域nが指定された場合、領域nの凹凸量と、領域(n−1)の凹凸量とから、領域nの凹凸量と、領域(n−1)との段差ΔZnを導出する。尚、炉壁3次元プロフィールデータ701において、1列目の領域については、その領域の凹凸量が段差ΔZとなる。あるいは、段差ΔZnは2列目から計算するようにしてもよい。
前述したように、炭化室11の奥行方向(PS側からCS側に向かう方向)においては、40mm間隔で画像信号を得るようにしている。したがって、段差ΔZは、領域指定部302で指定された領域における勾配であって、コークス15の押出方向に対する勾配を示す情報となる。すなわち、凹凸行列の要素間の差分値である段差ΔZは、局所的な勾配を示す情報となる。
以上のように本実施形態では、段差算出部303を用いて勾配情報導出手段が実現される。
As described above, the region designating unit 302 defines (p × q) regions as (1, 1),..., (P, 1) in the furnace wall three-
As described above, in the depth direction of the carbonization chamber 11 (direction from the PS side toward the CS side), image signals are obtained at intervals of 40 mm. Accordingly, the step ΔZ is information indicating the gradient in the region designated by the region designating unit 302 and the gradient with respect to the
As described above, in the present embodiment, the gradient information deriving unit is realized using the level difference calculating unit 303.
局所抵抗指数導出決定部304は、領域指定部302で指定された領域について、局所抵抗指数ki,jを導出するか否かを決定する。具体的に局所抵抗指数導出決定部304は、段差算出部303で導出された段差ΔZが、閾値δより大きい場合に、局所抵抗指数ki,jを導出すると決定する。ここで、局所抵抗指数ki,jとは、押出ラム20によって押し出されているコークス15が、領域指定部302で指定された領域の登り勾配から受ける抵抗を指標化したものである。このように本実施形態では、局所抵抗指標として局所抵抗指数ki,jが用いられる。
The local resistance index derivation determining unit 304 determines whether to derive the local resistance index k i, j for the region specified by the region specifying unit 302. Specifically, the local resistance index derivation determination unit 304 determines to derive the local resistance index k i, j when the step ΔZ derived by the step calculation unit 303 is larger than the threshold δ. Here, the local resistance index k i, j is an index of the resistance that the
一方、段差算出部303で今回導出された段差ΔZがδ(δ>0)以下の場合には、局所抵抗指数ki,jを0(ゼロ)とする。
段差算出部303で今回導出された段差ΔZが0(ゼロ)以下である場合には、領域指定部302で指定された領域が、コークス15の押出方向に対して下り勾配を有している。このような場合、押出ラム20によって押し出されているコークス15が、領域指定部302で指定された領域の勾配によって受ける抵抗は発生しない。したがって、段差算出部303で今回導出された段差ΔZが0(ゼロ)未満である場合には、その抵抗を指標化した局所抵抗指数ki,jを0(ゼロ)とする。また、段差算出部303で今回導出された段差ΔZが、正の値を示していたとしても、その値が小さければ、押出ラム20によって押し出されているコークス15が、領域指定部302で指定された領域の勾配によって受ける抵抗は無視できる。なぜならば、コークス15と炉壁14の間には焼き減りと呼ばれる1〜2mm程度の隙間が生じているからである。したがって、本実施形態では、段差算出部303で今回導出された段差ΔZが、正の値を示していたとしても、その値が小さければ局所抵抗指数ki,jを0(ゼロ)とする。尚、閾値δは焼き減り量に対応させて、例えば、1mm以上2mm以下の任意の値とすることができる。
On the other hand, when the step ΔZ derived this time by the step calculation unit 303 is δ (δ> 0) or less, the local resistance index k i, j is set to 0 (zero).
When the step ΔZ derived this time by the step calculation unit 303 is 0 (zero) or less, the region specified by the region specifying unit 302 has a downward gradient with respect to the
局所抵抗指数導出部305は、局所抵抗指数導出決定部304で、局所抵抗指数ki,jを導出すると決定された場合に、領域指定部302で指定された領域の局所抵抗指数ki,jを導出する。
具体的に局所抵抗指数導出部305は、以下の(1)式を用いて、領域(i,j)における局所抵抗指数ki,jを導出する(iは、1以上p以下の自然数であり、jは、1以上q以下の自然数である)。
Local resistance
Specifically, the local resistance
ここで、D0は、炭化室11の奥行方向(PSからCSまで)の長さ[m]であり、H0は、炭化室11の高さ[m]である。これらD0、H0は炭化室11の形状によって定まるものであり、コークス炉の壁面評価装置300に設けられたROMに予め記憶されている。
dは、領域指定部302で指定された領域の位置であって、炭化室11の奥行方向の位置[m]であり、hは、領域指定部302で指定された領域の位置であって、炭化室11の高さ方向の位置[m]である(図10を参照)。これらd、hは、領域指定部302によって指定された領域に対応する位置であり、炉壁3次元プロフィールデータ導出部301で導出された炉壁3次元プロフィールデータ701から得ることができる。
Here, D 0 is the length [m] in the depth direction (from PS to CS) of the carbonization chamber 11, and H 0 is the height [m] of the carbonization chamber 11. These D 0 and H 0 are determined by the shape of the carbonization chamber 11 and are stored in advance in a ROM provided in the coke oven wall
d is the position of the region specified by the region specifying unit 302, which is the position [m] in the depth direction of the carbonization chamber 11, and h is the position of the region specified by the region specifying unit 302, This is the position [m] in the height direction of the carbonization chamber 11 (see FIG. 10). These d and h are positions corresponding to the region specified by the region specifying unit 302, and can be obtained from the furnace wall three-
αは、領域指定部302によって今回指定された領域の段差ΔZに与える定数である。βは、領域指定部302によって前回指定された領域の局所抵抗指数ki-1,jに与える定数である。本実施形態では、段差ΔZが大きくなるにつれて、指数関数的に局所抵抗指数ki,jが増大するという本願発明者らの知見に基づいて、領域指定部302によって今回指定された領域の段差ΔZの累乗(定数α乗)を演算するようにしている。 α is a constant given to the step ΔZ of the region specified this time by the region specifying unit 302. β is a constant given to the local resistance index k i−1, j of the region previously specified by the region specifying unit 302. In the present embodiment, based on the inventors' knowledge that the local resistance index k i, j increases exponentially as the level difference ΔZ increases, the level difference ΔZ of the region designated this time by the region designating unit 302 is determined. Is calculated as a power of (constant α power).
また、本実施形態では、領域指定部302によって前回指定された領域(領域指定部302によって今回指定された領域とコークス15の押出元側で隣接する領域)の局所抵抗指数ki-1,jも考慮して、領域指定部302によって今回指定された領域の局所抵抗指数ki,jを導出する。このようにするのは、例えば、登り勾配の領域と下り勾配の領域とが交互に存在する場合に比べ、登り勾配の領域が連続する場合の方が、押出ラム20によって押し出されているコークス15が、領域指定部302で指定された領域の勾配によって受ける抵抗が大きくなるからである。そして、本実施形態では、領域指定部302によって前回指定された領域の局所抵抗指数ki-1,jに定数βを乗じることにより、領域指定部302によって前回指定された領域の局所抵抗指数ki-1,jによる影響を調整するのが好ましいという本願発明者らの知見に基づいて、定数βを定義している。
In the present embodiment, the local resistance index k i−1, j of the region previously designated by the region designating unit 302 (the region designated this time by the region designating unit 302 and the region adjacent on the extrusion source side of the coke 15). also in consideration, to derive the local resistance index k i, j of this specified region by the area specifying unit 302. This is because, for example, the
εは、炭化室11の奥行方向(PS側からCS側に向かう方向)の位置に値が依存する重み係数であり、γは、炭化室11の炉壁14の高さ方向の位置に値が依存する重み係数である。図10は、重み係数ε、γを説明する図である。具体的に図10(a)は、炭化室11の炉壁14を示す図であり、図10(b)は、重み係数εと、炭化室11の奥行方向における位置dとの関係の一例を示す図であり、図10(c)は、重み係数γと、炭化室11の高さ方向における位置hとの関係の一例を示す図である。
ε is a weighting factor whose value depends on the position of the carbonization chamber 11 in the depth direction (the direction from the PS side to the CS side), and γ has a value at the height direction position of the
図10(b)に示すように、重み係数εは、PS側(押出元)から遠ざかる程大きくなる。このようにするのは、PS側から遠ざかる位置である程、押出ラム20の押出ラムからの距離が長くなり、その位置にあるコークス15が押出ラム20から受ける力が伝播ロスにより小さくなるからである。すなわち、炉壁14やコークス15の状態が同じであっても、PS側から遠ざかる位置にあるコークス15である程、余計に押出負荷が必要になる。本実施形態では、炭化室11の奥行方向における位置dの増加に伴い、重み係数εが直線的に増加するように、重み係数εを定義している。
As shown in FIG. 10B, the weight coefficient ε increases as the distance from the PS side (extrusion source) increases. This is because the distance from the
また、図10(c)に示すように、重み係数γは、高さが低い位置である程大きくなる。このようにするのは、高さが低い位置にあるコークス15程、その上にあるコークス15の自重による拘束が発生し、段差を通過するためのコークス15の変形が起こりにくくなるからである。すなわち、炉壁14やコークス15の状態が同じであっても、低い位置にあるコークス15である程、余計に押出負荷が必要になるからである。本実施形態では、炭化室11の高さ方向の位置hの増加に伴い、重み係数γが直線的に減少するように、重み係数γを定義している。
Further, as shown in FIG. 10C, the weighting factor γ increases as the height is lower. This is because the
以上のような定数α、βと、重み係数ε、γは、炭化室11にコークス15を押し出す操業をモデル化して行った数値シミュレーションの結果や、実際の操業の結果等に基づいて決定される任意の実数であり、コークス炉の壁面評価装置300に設けられたROMに予め記憶されている。コークス押出性の観点から炉壁状態を精度高く指標化することができるα、β、ε、γを定める必要がある。本願発明者らは、限定的な操業データで定数α、βと重み係数ε、γの概略の範囲を調査したところ、例えば、αは1.2以上2.5以下、βは0.1以上1.0以下、εは0以上5以下、γは0以上5以下の範囲の値であった。
尚、炉壁3次元プロフィールデータ701の1列目の領域が領域指定部302によって指定されている場合、局所抵抗指数導出部305は、(1)式において、前回指定された領域の局所抵抗指数ki-1,jを0(ゼロ)として、局所抵抗指数ki,jを導出する。
The constants α and β and the weighting factors ε and γ as described above are determined based on the result of numerical simulation performed by modeling the operation of pushing the
When the region in the first column of the furnace wall three-
また、炉壁3次元プロフィールデータ701が測定ノイズを含んでいる場合は、データをスムージング処理することが望ましい。例えば、領域指定部302により指定された領域の炉壁3次元プロフィールデータ701と、その炉壁3次元プロフィールデータ701と奥行き方向や縦方向で隣り合う領域の炉壁3次元プロフィールデータ701とを平均した値を、領域指定部302により指定された領域の炉壁3次元プロフィールデータ701として用いて局所抵抗指数ki,jを導出するのが好ましい。
In addition, when the furnace wall three-
局所抵抗指数導出部305は、以上のようにして導出した局所抵抗指数ki,jを、コークス炉の壁面評価装置300に設けられたRAMによって構成される局所抵抗指数記憶部306に一時的に記憶する。
以上のように本実施形態では、第1の重み係数として重み係数γが用いられ、第2の重み係数として重み係数εが用いられる。
The local resistance
As described above, in this embodiment, the weighting factor γ is used as the first weighting factor, and the weighting factor ε is used as the second weighting factor.
局所抵抗指数導出終了判定部307は、炉壁3次元プロフィールデータ701の全ての領域について、局所抵抗指数導出部305により局所抵抗指数ki,jが導出されたか否かを判定する。炉壁3次元プロフィールデータ701の全ての領域について、局所抵抗指数導出部305により局所抵抗指数ki,jが導出されていない場合、局所抵抗指数導出終了判定部307は、そのことを示す局所抵抗指数導出未完了信号を、領域指定部302に送信する。そして、領域指定部302は、炉壁3次元プロフィールデータ導出部301で導出された炉壁3次元プロフィールデータ701の次の領域を指定する。本実施形態において、炉壁3次元プロフィールデータ701の領域を指定する順序は、前述したように、(1,1)、・・・、(p,1)、(2,1)、・・・(p,q)の順である(図7を参照)。
Local resistance index derivation completion judging portion 307 judges for all regions of the oven wall three-
一方、炉壁3次元プロフィールデータ701の全ての領域について、局所抵抗指数導出部305により局所抵抗指数ki,jが導出された場合、すなわち、図7に示す例では、領域指定部302により領域(p,q)が指定され、局所抵抗指数導出部305により局所抵抗指数kp,qが導出された場合、局所抵抗指数導出終了判定部307は、そのことを示す局所抵抗指数導出完了信号を抵抗指数決定部308に出力する。局所抵抗指数導出完了信号を入力した抵抗指数決定部308は、局所抵抗指数記憶部306に記憶されている全ての局所抵抗指数ki,jを読み出し、読み出した局所抵抗指数ki,jから、以下の(2)式を用いて抵抗指数kを導出する。そして、抵抗指数決定部308は、導出した抵抗指数kを、例えばハードディスクに記憶する。
On the other hand, when the local resistance index k i, j is derived by the local resistance
以上のように本実施形態では、抵抗指標として抵抗指数kが用いられ、局所抵抗係数導出決定部304、局所抵抗係数導出部305、局所抵抗係数記憶部306、及び抵抗係数決定部308を用いて指標化手段が実現される。
抵抗指数表示部309は、抵抗指数決定部308により導出された抵抗指数kを、LCD(Liquid Crystal Display)等のコンピュータディスプレイを備えた表示装置400に表示する。
As described above, in this embodiment, the resistance index k is used as the resistance index, and the local resistance coefficient derivation determination unit 304, the local resistance
The resistance index display unit 309 displays the resistance index k derived by the resistance index determination unit 308 on the display device 400 including a computer display such as an LCD (Liquid Crystal Display).
図11は、以上のようにしてコークス炉の壁面評価装置300により導出される炉壁3次元プロフィールデータ701a(図11(a))と、その炉壁3次元プロフィールデータ701aに基づいてコークス炉の壁面評価装置300により導出される局所抵抗指数ki,j(図11(b))の一例を示す図である。また、図12は、図11(a)に示す炉壁3次元プロフィールデータ701aを含む、右側及び左側の炉壁14R、14L全体の炉壁3次元プロフィールデータ701で示される凹凸量を、等高線を用いて画像化した図である。尚、図11では、炭化室11における左右の炉壁14の一部14aについて、炉壁3次元プロフィールデータ701aと局所抵抗指数ki,jとを示している。また、図11(a)に示す炉壁3次元プロフィールデータ701aの数値の単位は[mm]である。
FIG. 11 shows the coke oven furnace
図11(b)において、例えば、炉壁3次元プロフィールデータ701aの領域(12,3)、(13,3)、(14,3)における局所抵抗指数ki,jは、夫々「30」、「51」、「34」である。このように、コークス15を炭化室11から押し出す方向に対して、炭化室11の炉壁の勾配が、閾値δで定まる勾配よりも急な登り勾配であると、局所抵抗指数ki,jが発生することが分かる。
In FIG. 11B, for example, the local resistance indices k i, j in the regions (12, 3), (13, 3), (14, 3) of the furnace wall three-
前述したように、壁面観察装置200は、炭化室11の奥行方向(PS側からCS側に向かう方向)においては、40mm間隔で画像信号を得るようにしている。このように、炭化室11の奥行方向において、40mm間隔で画像信号を得るようにしているのは、本実施形態では、コークス15を構成するコークス塊の、炭化室11の奥行方向における長さの最小値が80mmであると見積もっているからである。
As described above, the wall
図13は、コークス15が、炭化室11の右側の炉壁14Rに生じている凹凸の影響を受けて押し出されることを説明する図である。
図13(a)は、コークス塊15Cの位置にコークス塊15Cの長さLminより小さい開口幅の凹部1301がある様子を示している。図13(a)に示すように、コークス15を構成するコークス塊15A〜15Dのうち、炭化室11の奥行方向における長さが最小値Lminを示すコークス塊は、コークス塊15Cである。このコークス塊15Cの長さLminより開口幅が小さい凹部1301が炉壁14Rにあったとしても、コークス塊15A〜15Dは凹部1301に入り込めないので、実質的に凹部1301の影響を受けずに炭化室から押し出される。
FIG. 13 is a diagram for explaining that the
FIG. 13A shows a state where there is a
一方、図13(b)は、コークス塊15Cの位置にコークス塊15Cの長さLminと同じ開口幅の凹部1302がある様子を示している。この場合、コークス塊15cは開口幅の凹部1302に入り込んで形成されるので、押し出される時に抵抗を生じる。開口幅がLminの凹部を捉えることができる最低限の奥行方向に画像信号間隔は、サンプリング定理に従い、コークス塊15Cの長さLminの1/2倍(=Lmin÷2)以下である。奥行方向の画像信号間隔を必要以上に小さくすると炉壁3次元プロフィールデータ701のデータサイズが大きくなり演算する上で好ましくない。そこで、本実施形態では、奥行方向の画像信号間隔を、コークス塊15Cの長さLminの1/2倍の40mmにした。
On the other hand, FIG. 13B shows a state where there is a
次に、図14のフローチャートを参照しながら、コークス炉の壁面評価装置300の処理動作の一例を説明する。この図14のフローチャートは、コークス炉の壁面評価装置300に設けられたCPUが、ROMやハードディスクに記憶された制御プログラムを実行することにより実現される。
Next, an example of the processing operation of the coke oven wall
まず、ステップS1において、炉壁3次元プロフィールデータ導出部301は、壁面観察装置200によって、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体の画像信号が得られるまで待機する。炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体の画像信号が得られると、ステップS2に進む。
First, in step S <b> 1, the furnace wall three-dimensional profile data deriving unit 301 waits until the wall
ステップS2に進むと、炉壁3次元プロフィールデータ導出部301は、壁面観察装置200で得られた画像信号に基づいて、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体の炉壁3次元プロフィールデータ701を導出する(図7、図11を参照)。
次に、ステップS3において、領域指定部302は、変数i,jを夫々1に設定する。変数i,jは、例えば、コークス炉の壁面評価装置300に設けられているRAMやレジスタ等に記憶される。
When proceeding to step S2, the furnace wall three-dimensional profile data deriving unit 301 based on the image signal obtained by the wall
Next, in step S3, the area designating unit 302 sets the variables i and j to 1, respectively. The variables i and j are stored in, for example, a RAM or a register provided in the coke oven wall
次に、ステップS4において、段差算出部303は、炉壁3次元プロフィールデータ701に基づいて、領域(i,j)における段差ΔZを求める(図9を参照)。
次に、ステップS5において、局所抵抗指数導出決定部304は、ステップS4で求められた段差ΔZが閾値δよりも大きいか否かを判定する。この判定の結果、ステップS4で求められた段差ΔZが閾値δよりも大きい場合には、後述するステップS14に進む。
Next, in step S4, the level difference calculating unit 303 obtains a level difference ΔZ in the region (i, j) based on the furnace wall three-dimensional profile data 701 (see FIG. 9).
Next, in step S5, the local resistance index derivation determination unit 304 determines whether or not the step ΔZ obtained in step S4 is larger than the threshold δ. As a result of the determination, if the step ΔZ obtained in step S4 is larger than the threshold δ, the process proceeds to step S14 described later.
一方、ステップS4で求められた段差ΔZが閾値δ以下である場合には、ステップS6に進む。ステップS6に進むと、局所抵抗指数導出決定部304は、領域(i,j)における局所抵抗指数ki,jを0(ゼロ)に設定する。
次に、ステップS7において、局所抵抗指数導出部305は、ステップS6で設定された局所抵抗指数ki,jを局所抵抗指数記憶部306に一時的に記憶する。
次に、ステップS8において、局所抵抗指数導出終了判定部307は、変数iが、規定値pか否かを判定する。規定値pは、炉壁3次元プロフィールデータ701の横方向(PS側からCS側に向かう方向)の数によって定まる値である。この判定の結果、変数iが、規定値pでない場合には、ステップS9に進み、領域指定部302は、変数iに「1」を加算する。そして、ステップS4移行の処理を再度行う。
On the other hand, if the step ΔZ obtained in step S4 is equal to or smaller than the threshold δ, the process proceeds to step S6. In step S6, the local resistance index derivation determination unit 304 sets the local resistance index k i, j in the region (i, j) to 0 (zero).
Next, in step S7, the local resistance
Next, in step S8, the local resistance index derivation end determination unit 307 determines whether or not the variable i is a specified value p. The specified value p is a value determined by the number in the horizontal direction (direction from the PS side to the CS side) of the furnace wall three-
一方、変数iが、規定値pである場合には、ステップS10に進む。ステップS10に進むと、局所抵抗指数導出終了判定部307は、変数jが、規定値qか否かを判定する。規定値qは、炉壁3次元プロフィールデータ701の縦方向(高さ方向)の数によって定まる値である。この判定の結果、変数jが、規定値qでない場合には、ステップS11に進み、領域指定部302は、変数jに「1」を加算する。そして、ステップS4移行の処理を再度行う。
On the other hand, if the variable i is the specified value p, the process proceeds to step S10. In step S10, the local resistance index derivation end determination unit 307 determines whether or not the variable j is the specified value q. The specified value q is a value determined by the number in the vertical direction (height direction) of the furnace wall three-
一方、変数jが、規定値qである場合には、全ての局所抵抗指数ki,jを導出したと判定し、ステップS12に進む。ステップS12に進むと、抵抗指数決定部308は、ステップS7で局所抵抗指数記憶部306に記憶された全ての局所抵抗指数ki,jを読み出し、読み出した局所抵抗指数ki,jから、(2)式を用いて抵抗指数kを導出する。
次に、ステップS13において、抵抗指数表示部309は、ステップS12で算出された抵抗指数kを表示装置400に表示する。
On the other hand, when the variable j is the specified value q, it is determined that all the local resistance indices k i, j are derived, and the process proceeds to step S12. In step S12, the resistance index determination unit 308 reads all the local resistance indexes k i, j stored in the local resistance index storage unit 306 in step S7, and from the read local resistance indexes k i, j , ( 2) The resistance index k is derived using the equation.
Next, in step S13, the resistance index display unit 309 displays the resistance index k calculated in step S12 on the display device 400.
ステップS5において、ステップS4で求められた段差ΔZが閾値δよりも大きいと判定された場合には、ステップS14に進む。ステップS14に進むと、局所抵抗指数導出終了判定部307は、領域(i−1,j)の局所抵抗指数ki-1,jを局所抵抗指数記憶部306から読み出し、読み出した局所抵抗指数ki-1,jが0(ゼロ)でないか否かを判定する。この判定の結果、局所抵抗指数ki-1,jが0(ゼロ)である場合には、後述するステップS16に進む。 If it is determined in step S5 that the step ΔZ obtained in step S4 is larger than the threshold δ, the process proceeds to step S14. In the step S14, the local resistance index derivation completion judging portion 307, area read the local resistance index k i-1, j of the (i-1, j) from the local resistance index storage unit 306, the read local resistance index k It is determined whether i-1, j is not 0 (zero). As a result of this determination, if the local resistance index k i−1, j is 0 (zero), the process proceeds to step S16 described later.
一方、局所抵抗指数ki-1,jが0(ゼロ)でない場合には、ステップS15に進む。ステップS15に進むと、局所抵抗指数導出部305は、定数α、βと、重み係数ε、γと、炭化室11の奥行方向の長さD0と、炭化室の高さH0と、領域(i,j)により定まる位置d、hとを読み出す。そして、局所抵抗指数導出部305は、読み出したパラメータと、ステップS14で読み出した局所抵抗指数ki-1,jとを(2)式に代入して、局所抵抗指数ki,jを算出する。そして、前述したステップS7に進み、局所抵抗指数導出部305は、ステップS15で算出した局所抵抗指数ki,jを一時的に記憶する。
On the other hand, when local resistance index k i-1, j is not 0 (zero), the process proceeds to step S15. Proceeding to step S15, the local resistance
ステップS14において、局所抵抗指数ki-1,jが0(ゼロ)であると判定された場合には、ステップS16に進む。ステップS16に進むと、局所抵抗指数導出部305は、ステップS15と同様に、定数α、βと、重み係数ε、γと、炭化室11の奥行方向の長さD0と、炭化室の高さH0と、領域(i,j)にり定まる位置d、hとを読み出す。そして、局所抵抗指数導出部305は、読み出したパラメータを(2)式に代入すると共に、局所抵抗指数ki-1,jとして0(ゼロ)を(2)式に代入して、局所抵抗指数ki,jを算出する。そして、前述したステップS7に進み、局所抵抗指数導出部305は、ステップS16で算出した局所抵抗指数ki,jを一時的に記憶する。尚、ステップS14に進んだ場合、局所抵抗指数ki-1,jは0(ゼロ)であり、(2)式の右辺の第2項は0(ゼロ)となるので、このステップS14では、定数βを読み出さないようにしてもよい。
If it is determined in step S14 that the local resistance index k i−1, j is 0 (zero), the process proceeds to step S16. When proceeding to step S16, the local resistance
図15は、以上のようにして求めた抵抗指数kと、押出負荷との関係を示した図である。コークス15の乾留時間の不足といった押出負荷を変動させる他の要因が極力ない炭化室11を選んで、炉壁3次元プロフィールデータ701を導出し、その炉壁3次元プロフィールデータ701を用いて前述したようにして抵抗指数kを算出する。一方、その炭化室11から実際にコークス15を取り出した際に生じた押出負荷を、押出ラム20のモータ軸に取り付けたトルク計の計測値に基づいて求める。具体的には、トルク計測値と押出ラム駆動機構の減速比から押出負荷(力)を計算する。ここでは、コークス15を押し出す過程で押出負荷が最大値となるところを単に押出負荷最大値と言う。そして、このようにして得られた抵抗指数kと押出負荷とに対応する位置をプロットする。以上のような処理を多数の炭化室11に対して行った結果、図15に示すように多数のプロットが得られる。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the resistance index k determined as described above and the extrusion load. The carbonization chamber 11 having no other factors that fluctuate the extrusion load such as the shortage time of the
前述したように、押出負荷を決定する要因には石炭の配合や乾留時間など様々なものがあり、従来は、炉壁14の凹凸の状態が押出負荷にどの程度影響を与えているのかを他の要因と分離して評価することができなかった。しかしながら、図15に示すように、抵抗指数kと押出負荷(押出力)とには、明瞭な相関が得られることが分かる。つまり、炭化室11を診断するに際し、抵抗指数kを導出すれば、押出負荷に影響を与える炉壁14の状態を定量的に評価して管理することができる。
As described above, there are various factors that determine the extrusion load, such as coal blending and carbonization time. Conventionally, how much the unevenness of the
図16は、重み係数γを0(ゼロ)とした場合の抵抗指数kと、押出負荷との関係を示した図である。図16に示すように、重み係数γを考慮しなくても、抵抗指数kと押出負荷とに相関が見られる。ただし、図15と図16とを比較しても分かるように、重み係数γを考慮した方が、抵抗指数kと押出負荷とに、より明瞭な相関が得られる。したがって、重み係数γを考慮して抵抗指数kを求めるのが好ましいことが分かる。 FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the resistance index k and the extrusion load when the weighting coefficient γ is 0 (zero). As shown in FIG. 16, even if the weighting factor γ is not taken into account, there is a correlation between the resistance index k and the pushing load. However, as can be seen from a comparison between FIGS. 15 and 16, a clearer correlation can be obtained between the resistance index k and the pushing load when the weighting factor γ is taken into consideration. Therefore, it can be seen that it is preferable to obtain the resistance index k in consideration of the weight coefficient γ.
従来から、炭化室11の炉壁14の状態と押出負荷との関係が調べられてきたが、その方法としては、炉壁14に発生している凹凸の面積を炉壁14の状態を表す指標とするといった単純なものであった。例えば、図17は、炭化室11の炉壁14に生じている陥没もしくは張り出しの凹凸量が20mm以上の領域が、炉壁14全体に占める割合と、押出負荷との関係を示した図である。図17の横軸の凹凸面積割合合計とは、陥没もしくは張り出しの凹凸量が20mm以上ある領域の面積の合計値を、炭化室11の炉壁14全体の面積で割った値に、100を乗じた値を面積割合としている。図17に示すように、面積割合と押出負荷との相関は、図15及び図16に示した抵抗指数kと押出負荷との相関よりも明らかに劣る。本願発明者らは、炉壁凹凸がコークス移動時の抵抗となる物理的現象を鋭意検討し、抵抗量すなわち押出負荷はコークスが当る凹凸部の上り勾配の形状や位置に依存するとしたモデルに基づき抵抗指数という指標を定義することを考案した。この結果、今回初めて炭化室11の炉壁14の状態と、押出負荷との間に明瞭な相関が得られるようになった。
Conventionally, the relationship between the state of the
以上のように本実施形態では、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体に亘る凹凸量を示す炉壁3次元プロフィールデータ701を、壁面観察装置200で得られた画像信号を用いて生成する。そして、炉壁14に登り勾配があることによって、押し出されるコークス15が受ける抵抗を指標化した抵抗指数kを、炉壁3次元プロフィールデータ701を用いて求めるようにした。そして、この抵抗指数kと押出負荷とに相関があることが確認できた。
As described above, in the present embodiment, the furnace wall three-
したがって、押出負荷に影響を与える炉壁14の状態を定量的に評価することができ、鉄鋼製造プロセスの操業において最も重要なものの1つであるコークス15の押出性という観点から、炭化室11の炉壁14の凹凸状況を評価・管理することができる。そして、炭化室11に装入する石炭の量を減らして押出負荷を下げたり、置時間を長くして押出負荷を下げたりする等の操業アクションの必要性を、抵抗指数kに基づいて定量的に判断することができる。例えば、抵抗係数kが閾値を超えた場合には、抵抗係数kの値に応じて、炭化室11に装入する石炭の量を減らすようにすることができる。
凹凸が顕著な炉壁については、凹部を溶射により穴埋めしたり凸部のレンガを削ったりする等して平滑面を回復する補修を行うこともある。しかしながら、炉壁の補修作業は多大な時間と労力を要し、コークス15の減産も余儀なくされる。このため、補修の必要性を客観的に判断する指標として、本実施形態で説明した抵抗指数を使えば有効である。
以上の結果、炭化室11におけるコークス15の押し詰まりが発生することを防止することができることに加えて、炭化室11に装入する石炭の量を減らし過ぎたり、置時間を長くし過ぎたりすることを防止することができ、コークス15の生産性が低下することも防止することができる。
Therefore, the state of the
For furnace walls with conspicuous irregularities, repair may be performed to recover the smooth surface by filling the concave portions with thermal spraying or shaving the convex bricks. However, the repair work of the furnace wall requires a great amount of time and labor, and the production of
As a result, in addition to preventing clogging of the
また、本実施形態では、コークス15の押出方向から見た炉壁14の登り勾配に、コークス15が当る(引っかかる)ことにより生じる抵抗を、炉壁14の各領域について指標化した局所抵抗指数ki,jを導出するに際し、コークス15の押出元側に隣接する領域の局所抵抗指数ki-1,jを考慮するようにした。したがって、例えば、登り勾配の領域と下り勾配の領域とが交互に存在する場合と、登り勾配の領域が連続する場合とで、抵抗指数ki,jを異ならせることができる。よって、実際の凹凸の状態を、抵抗指数kに反映させることが可能になり、抵抗指数kの精度をより向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the local resistance index k is obtained by indexing the resistance generated when the
更に、本実施形態では、局所抵抗指数ki,jの導出対象となる位置に応じて重み付けを行って局所抵抗指数ki,jを導出するようにした。具体的には、コークス15の押出元から遠ざかる位置にある領域の局所抵抗指数ki,j程、局所抵抗指数ki,jが大きくなるように、重み係数εを用いて局所抵抗指数ki,jに重み付けを行った。また、高さが低い位置にある領域の局所抵抗指数ki,j程、局所抵抗指数ki,jが大きくなるように、重み係数γを用いて局所抵抗指数ki,jに重み付けを行った。したがって、コークス15が押出ラム20から受ける力を、抵抗指数kに反映させることが可能になり、抵抗指数kの精度をより向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the local resistance index k i, j is derived by weighting according to the position from which the local resistance index k i, j is derived. Specifically, the local resistance index k i of the region located away from the extrusion original coke 15, as j, the local resistance index k i, so j is increased, the local resistance index k i with the weighting coefficients ε , it was weighted to j. Also, performing local resistance index k i of the area in the height lower position, as j, the local resistance index k i, so j is increased, the weighted local resistance index k i, j using the weight coefficients γ It was. Therefore, the force that the
また、本実施形態では、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体に亘る凹凸量を、互いに向かい合う領域同士で加算し、加算した凹凸量(z(1,1)〜z(p,q))を炉壁3次元プロフィールデータ701とした。したがって、抵抗係数kを導出する際の計算負荷を低減させることができる。
Further, in the present embodiment, the amounts of unevenness over the entire right and left
また、前述した特許文献1では、炭化室のある高さにおいて、炭化室の奥行方向の炉壁間の距離を測定しているだけであるので、測定している高さと別の高さにある凹凸を把握することができない。したがって、特許文献1に記載の技術では、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14Lの状態を正確に把握することができない。これに対して、本実施形態では、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体に亘る凹凸量を、壁面観察装置200で撮影された画像信号から求めるようにしているので、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14Lの状態を正確に反映させて、抵抗指数kを導出することができる。
Moreover, in
尚、本実施形態では、(1)式、(2)式を用いて、抵抗指数kを求めるようにしたが、必ずしも(1)式、(2)式を用いて、抵抗指数kを求めなくてもよい。すなわち、炉壁14に登り勾配があることによって、押し出されるコークス15が受ける抵抗を指標化した指標値であれば、必ずしも(1)式、(2)式を用いて、抵抗指数kを求めなくてもよい。
In this embodiment, the resistance index k is obtained using the equations (1) and (2). However, the resistance index k is not necessarily obtained using the equations (1) and (2). May be. That is, as long as the index value is obtained by indexing the resistance received by the extruded
また、前述したように炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体に亘る凹凸量を、互いに向かい合う領域同士で加算し、加算した凹凸量(z(1,1)〜z(p,q))を炉壁3次元プロフィールデータ701とすれば、計算負荷を軽減することができ好ましい。しかしながら、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14Lの夫々について炉壁3次元プロフィールデータを算出し、それら2つの炉壁3次元プロフィールデータを用いて、局所抵抗指数ki,j、抵抗指数kを求めるようにしてもよい。
Further, as described above, the unevenness amount over the entire right and left
また、本実施形態のように、局所抵抗指数ki,jの導出対象となる位置に応じて重み付けを行って局所抵抗指数ki,jを導出すれば、抵抗指数kをより精度良く求めることができ好ましい。しかしながら、局所抵抗指数ki,jの導出対象となる位置に応じて重み付けを行わずに、局所抵抗指数ki,jを導出してもよい。例えば、重み係数ε、γの少なくとも何れか一方を0(ゼロ)にして、局所抵抗指数ki,jを導出してもよい。
また、重み係数ε、γは、必ずしも直線的に変化しなくてもよい。例えば、重み係数ε、γが指数関数的に変化するようにしてもよい。
Further, if the local resistance index k i, j is derived by weighting according to the position from which the local resistance index k i, j is derived as in the present embodiment, the resistance index k can be obtained more accurately. This is preferable. However, the local resistance index k i, j may be derived without performing weighting according to the position from which the local resistance index k i, j is derived. For example, the local resistance index k i, j may be derived by setting at least one of the weighting coefficients ε and γ to 0 (zero).
Further, the weight coefficients ε and γ do not necessarily change linearly. For example, the weight coefficients ε and γ may change exponentially.
また、本実施形態のように、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体に亘る凹凸量を、壁面観察装置200で撮影された画像信号から求めるようにすれば、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14Lをより正確に評価することができるので好ましい。しかしながら、必ずしも、炭化室11の右側及び左側の炉壁14R、14L全体に亘る凹凸量を、壁面観察装置200で撮影された画像信号から求める必要はない。
Further, as in the present embodiment, if the amount of unevenness over the entire right and left
また、壁面観察装置200が行う画像処理の一部又は全部を、コークス炉の壁面評価装置300で行うようにしてもよい。
また、本実施形態では、閾値δが0(ゼロ)よりも大きい値を有するようにしたが、閾値δを0(ゼロ)にしてもよい。
また、本実施形態では、炭化室11の奥行方向における画像信号を得る間隔を、炭化室11の奥行方向における長さが最小値であるコークス塊15Cの表面性状に基づいて決定するようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、炭化室11の奥行方向における長さが、全コークス塊の平均値(又は代表値)であるコークス塊の表面性状に基づいて、炭化室11の奥行方向における画像信号を得る間隔を決定するようにしてもよい。
Further, part or all of the image processing performed by the wall
Further, in the present embodiment, the threshold δ has a value larger than 0 (zero), but the threshold δ may be set to 0 (zero).
In the present embodiment, the interval for obtaining the image signal in the depth direction of the carbonization chamber 11 is determined based on the surface property of the coke lump 15C having the minimum length in the depth direction of the carbonization chamber 11. This is not always necessary. For example, the length in the depth direction of the coking chamber 11 is the average value (or representative value) of all the coke blocks, and the interval for obtaining the image signal in the depth direction of the coking chamber 11 is determined. You may do it.
以上説明した本発明の実施形態のうち、CPUが実行する部分は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したCD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。上記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
Of the embodiments of the present invention described above, the part executed by the CPU can be realized by the computer executing the program. Further, a means for supplying the program to the computer, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM recording such a program, or a transmission medium for transmitting such a program may be applied as an embodiment of the present invention. it can. A program product such as a computer-readable recording medium in which the program is recorded can also be applied as an embodiment of the present invention. The above programs, computer-readable recording media, transmission media, and program products are included in the scope of the present invention.
In addition, the above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
11 炭化室
14 炉壁
15 コークス
16 燃焼室
20 押出ラム
100 コークス炉
200 壁面観察装置
300 コークス炉の壁面評価装置
400 表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Claims (17)
前記炭化室の側壁面の画像信号に基づいて、前記炭化室の側壁面に生じている凹凸に関わる凹凸情報を導出する凹凸情報導出手段と、
前記凹凸情報導出手段により導出された凹凸情報に基づいて、前記炭化室の側壁面における、コークスの押出方向に対する勾配に関わる勾配情報を導出する勾配情報導出手段と、
前記勾配情報導出手段により導出された勾配情報を用いて、コークスが押出時に受ける抵抗を指標化した抵抗指標を導出する指標化手段とを有することを特徴とするコークス炉の壁面評価装置。 A coke oven wall surface evaluation apparatus for evaluating the state of the side wall surface of a coke oven carbonization chamber,
Unevenness information deriving means for deriving unevenness information related to unevenness occurring on the side wall surface of the carbonization chamber based on the image signal of the side wall surface of the carbonization chamber;
Gradient information deriving means for deriving gradient information related to the gradient with respect to the extrusion direction of coke on the side wall surface of the carbonization chamber, based on the unevenness information derived by the unevenness information deriving means;
An apparatus for evaluating a wall surface of a coke oven, comprising: indexing means for deriving a resistance index obtained by indexing the resistance that coke receives during extrusion using the gradient information derived by the gradient information deriving means.
前記勾配情報導出手段は、前記勾配情報を、前記複数の領域毎に導出し、
前記指標化手段は、前記炭化室の側壁面における、前記コークスの押出方向に対する登り勾配から、コークスが押出時に受ける前記複数の領域毎の局所的な抵抗を指標化した局所抵抗指標を導出し、導出した局所抵抗指標を集計して、前記炭化室の側壁面全体における前記抵抗指標を導出することを特徴とする請求項1に記載のコークス炉の壁面評価装置。 The concavo-convex information deriving means derives concavo-convex information related to the concavo-convex for each of a plurality of regions at predetermined distance intervals set in advance with respect to the side wall surface of the carbonization chamber,
The gradient information deriving means derives the gradient information for each of the plurality of regions,
The indexing means derives a local resistance index obtained by indexing local resistance for each of the plurality of regions received by the coke from the climbing gradient with respect to the coke extrusion direction on the side wall surface of the carbonization chamber, 2. The coke oven wall surface evaluation apparatus according to claim 1, wherein the derived local resistance index is aggregated to derive the resistance index for the entire side wall surface of the coking chamber.
前記勾配情報導出手段は、前記凹凸情報導出手段により合算された凹凸情報を用いて、前記勾配情報を導出することを特徴とする請求項2に記載のコークス炉の壁面評価装置。 The concavo-convex information deriving means derives concavo-convex information by adding together the amounts of concavo-convex occurring in regions facing each other of the one side wall surface and the other side wall surface of the carbonization chamber among the plurality of regions.
The coke oven wall surface evaluation apparatus according to claim 2, wherein the gradient information deriving unit derives the gradient information using the unevenness information added by the unevenness information deriving unit.
前記指標化手段は、前記隣接する領域の凹凸の段差を累乗した値を用いて、前記局所指標化対象領域における局所抵抗指標を導出することを特徴とする請求項2又は3に記載のコークス炉の壁面評価装置。 The gradient information includes information on the unevenness between the regions adjacent to each other in the coke extrusion direction, which occurs on the side wall surface of the carbonization chamber,
4. The coke oven according to claim 2, wherein the indexing unit derives a local resistance index in the local indexing target region using a value obtained by raising a step of the unevenness of the adjacent region to a power. Wall evaluation equipment.
前記指標化手段は、前記隣接する領域の局所抵抗指標を定数倍した値を用いて、前記局所指標化対象領域における前記局所抵抗指標を導出することを特徴とする請求項2〜4の何れか1項に記載のコークス炉の壁面評価装置。 The gradient information includes information on the unevenness between the regions adjacent to each other in the coke extrusion direction, which occurs on the side wall surface of the carbonization chamber,
The indexing means derives the local resistance index in the local indexing target region using a value obtained by multiplying a local resistance index of the adjacent region by a constant. The apparatus for evaluating a wall surface of a coke oven according to item 1.
前記炭化室の側壁面の画像信号に基づいて、前記炭化室の側壁面に生じている凹凸に関わる凹凸情報を導出する凹凸情報導出ステップと、
前記凹凸情報導出ステップにより導出された凹凸情報に基づいて、前記炭化室の側壁面における、コークスの押出方向に対する勾配に関わる勾配情報を導出する勾配情報導出ステップと、
前記勾配情報導出ステップにより導出された勾配情報を用いて、コークスが押出時に受ける抵抗を指標化した抵抗指標を導出する指標化ステップとを有することを特徴とするコークス炉の壁面評価方法。 A coke oven wall surface evaluation method for evaluating the state of the side wall surface of a coke oven carbonization chamber,
Unevenness information deriving step for deriving unevenness information related to unevenness occurring on the side wall surface of the carbonization chamber based on the image signal of the side wall surface of the carbonization chamber;
Based on the unevenness information derived by the unevenness information deriving step, a gradient information deriving step for deriving gradient information related to the gradient with respect to the coke extrusion direction on the side wall surface of the carbonization chamber;
An indexing step for deriving a resistance index obtained by indexing a resistance that coke receives during extrusion using the gradient information derived by the gradient information deriving step.
前記勾配情報導出ステップは、前記勾配情報を、前記複数の領域毎に導出し、
前記指標化ステップは、前記炭化室の側壁面における、前記コークスの押出方向に対する登り勾配から、コークスが押出時に受ける前記複数の領域毎の局所的な抵抗を、指標化した局所抵抗指標を導出し、導出した局所抵抗指標を集計して、前記炭化室の側壁面全体における前記抵抗指標を導出することを特徴とする請求項9に記載のコークス炉の壁面評価方法。 The concavo-convex information derivation step derives concavo-convex information related to the concavo-convex for each of a plurality of regions at a predetermined distance interval set in advance with respect to the side wall surface of the carbonization chamber,
The gradient information derivation step derives the gradient information for each of the plurality of regions,
The indexing step derives a local resistance index that indexes the local resistance of each of the plurality of regions that the coke receives during extrusion from the climbing slope with respect to the coke extrusion direction on the side wall surface of the carbonization chamber. 10. The coke oven wall surface evaluation method according to claim 9, wherein the derived local resistance index is aggregated to derive the resistance index for the entire side wall surface of the coking chamber.
前記勾配情報導出ステップは、前記凹凸情報導出ステップにより合算された凹凸情報を用いて、前記勾配情報を導出することを特徴とする請求項10に記載のコークス炉の壁面評価方法。 The concavo-convex information derivation step derives concavo-convex information by adding together the amounts of concavo-convex generated in regions facing each other of the one side wall surface and the other side wall surface of the carbonization chamber among the plurality of regions.
The coke oven wall surface evaluation method according to claim 10, wherein the gradient information deriving step derives the gradient information using the unevenness information added by the unevenness information deriving step.
前記指標化ステップは、前記隣接する領域の凹凸の段差を累乗した値を用いて、前記局所指標化対象領域における前記局所抵抗指標を導出することを特徴とする請求項10又は11に記載のコークス炉の壁面評価方法。 The gradient information includes information on the unevenness between the regions adjacent to each other in the coke extrusion direction, which occurs on the side wall surface of the carbonization chamber,
The coke according to claim 10 or 11, wherein the indexing step derives the local resistance index in the local indexing target region using a value obtained by raising a level difference of the unevenness of the adjacent region. Method for evaluating the wall of the furnace.
前記指標化ステップは、前記隣接する領域の局所抵抗指標を定数倍した値を用いて、前記局所指標化対象領域における局所抵抗指標を導出することを特徴とする請求項10〜12の何れか1項に記載のコークス炉の壁面評価方法。 The gradient information is information on the uneven step between the regions that are adjacent to each other in the coke extrusion direction, occurring on the side wall surface of the carbonization chamber,
The indexing step derives a local resistance index in the local indexing target region using a value obtained by multiplying a local resistance index of the adjacent region by a constant. Coke oven wall surface evaluation method according to item.
前記炭化室の側壁面の画像信号に基づいて、前記炭化室の側壁面に生じている凹凸に関わる凹凸情報を導出する凹凸情報導出ステップと、
前記凹凸情報導出ステップにより導出された凹凸情報に基づいて、前記炭化室の側壁面における、コークスの押出方向に対する勾配に関わる勾配情報を導出する勾配情報導出ステップと、
前記勾配情報導出ステップにより導出された勾配情報を用いて、コークスが押出時に受ける抵抗を指標化した抵抗指標を導出する指標化ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program for causing a computer to execute a process for evaluating a state of a side wall surface of a coking chamber of a coke oven,
Unevenness information deriving step for deriving unevenness information related to unevenness occurring on the side wall surface of the carbonization chamber based on the image signal of the side wall surface of the carbonization chamber;
Based on the unevenness information derived by the unevenness information deriving step, a gradient information deriving step for deriving gradient information related to the gradient with respect to the coke extrusion direction on the side wall surface of the carbonization chamber;
A computer program for causing a computer to execute an indexing step for deriving a resistance index obtained by indexing the resistance that coke receives during extrusion using the gradient information derived by the gradient information deriving step.
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