JP2008201993A5 - - Google Patents
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Description
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16m、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 applied 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 16 m, a height of 6 m, and a width of about 0.4 m, compared to the length and height. It is characterized by having a narrow structure.
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。
The coke oven is operating long years continuously, it may damage the oven wall of the coking chamber is generated. 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 Patent Document 1. In such a technique, first, the distance between the furnace walls is measured at a certain height of the carbonization chamber, and the measured distance displacement representing the relationship between the distance in the depth direction of the carbonization chamber and the distance between the furnace walls is measured. A line is obtained, and a leveled displacement line obtained by smoothing the obtained actual distance displacement line is obtained. And the sum total of the area of the part enclosed by these measured distance displacement lines and leveling displacement lines is calculated | required, and the state of a furnace wall is diagnosed from the calculated | required area.
本発明のコークス炉の壁面評価装置は、製造したコークスを押出機で排出して操業する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 that discharges and operates the produced coke with an extruder . Concavity and convexity information deriving means for deriving concavity and convexity information related to the concavity and convexity generated on the side wall surface of the carbonization chamber based on the image signal of the sidewall surface, and the carbonization based on the concavity and convexity information derived by the concavity and convexity information deriving means. Gradient information deriving means for deriving gradient information related to the gradient with respect to the coke extrusion direction on the side wall surface of the chamber, and the gradient information derived by the gradient information deriving means, are used to index the resistance that coke receives during extrusion. And an indexing means for deriving a resistance index.
本発明のコークス炉の壁面評価方法は、製造したコークスを押出機で排出して操業する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 of the present invention is a coke oven wall surface evaluation method for evaluating the state of the side wall surface of the coke oven of the coke oven in which the produced coke is discharged and operated by an extruder . An unevenness information deriving step for deriving unevenness information related to unevenness occurring on the sidewall surface of the carbonization chamber based on an image signal of the side wall surface, and the carbonization based on the unevenness information derived by the unevenness information deriving step. Using the 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 chamber, and the gradient information derived by the gradient information deriving step, the resistance that coke receives during extrusion is indexed. And an indexing step for deriving a resistance index.
本発明のコンピュータプログラムは、製造したコークスを押出機で排出して操業する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。 The computer program of the present invention is a computer program for causing a computer to execute a process for evaluating the state of the side wall surface of a coking chamber of a coke oven that discharges and operates the produced coke with an extruder. Based on the image signal of the side wall surface of the chamber, based on the unevenness information derivation step derived from the unevenness information related to the unevenness occurring on the side wall surface of the carbonization chamber, the unevenness information derived by the unevenness information derivation step, Using the gradient information derivation step for deriving gradient information related to the gradient with respect to the coke extrusion direction on the side wall surface of the coking chamber, and the gradient information derived by the gradient information derivation step, the resistance that coke receives during extrusion is used as an index. An indexing step for deriving a resistance index that has been converted to a computer is executed.
垂直柱1の前面には、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)。 The front surface of the vertical pole 1, the transparent plate 3a~3d are provided in the height direction at predetermined intervals. The four linear image cameras 5 provided in the vertical column 1 take images projected on the mirror tube 2 through the light transmitting plates 3a to 3d, respectively. That is, the linear image camera 5 captures images of the right and left furnace walls 14R and 14L of the carbonization chamber 11 (see FIGS. 3 and 4).
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。レーザスポット52の像52´が上下にシフトする量は、凹凸量とレーザ投光角度とにより決まる。各レーザの投光角度は固定されているので、像52´のシフト量から炉壁14の凹凸量を知ることができる。 Here, if there is a recess in the furnace wall 14 of the carbonization chamber 11, the distance between the mirror surface 9 </ b> L and the furnace wall 14 increases as compared with the case where the furnace wall 14 is flat. Then, as shown in FIG. 5B, the image 52 ′ of the laser spot 52 is shifted upward on the screen of the linear image camera 5a. This is because the laser light is projected obliquely from below the linear image camera 5a. On the other hand, when the convex part exists in the furnace wall 14 of the carbonization chamber 11, the distance between the mirror surface 9L and the furnace wall 14 increases as compared with the case where the furnace wall 14 is flat. Therefore, as shown in FIG. 5C, the image 52 ′ of the laser spot 52 is shifted downward on the screen of the linear image camera 5a. The amount by which the image 52 ′ of the laser spot 52 shifts up and down is determined by the unevenness amount and the laser projection angle. Since the projection angle of each laser is fixed, the unevenness of the furnace wall 14 can be known from the shift amount of the image 52 ′.
次に、壁面観察装置200の使用態様の一例を説明する。各リニアイメージカメラ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 surface observation apparatus 200 will be described. The directivity direction of each linear image camera 5 is set to the right mirror surface 9 </ b> R, and the water cooling lance is advanced into the carbonization chamber 11. When one movement synchronization pulse is generated every time the water-cooled lance moves 40 mm, the A / D converter provided in the wall surface observation apparatus 200 converts the image signal for one line of each linear image camera 5 into an A / D. Convert. Then, the CPU provided in the wall surface observation device 200 is for the right wall surface constituted by the RAM in a state in which the image signal obtained by A / D conversion can be distinguished by which linear image camera 5 was captured. Write to memory area.
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、各リニアイメージカメラ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 linear image camera 5 is set to the left mirror surface 9L, and the measurement is similarly performed while the water-cooled lance is retracted. .
The wall surface observation apparatus 200 is described in, for example, International Publication No. 00/55575 pamphlet, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-249698, and the like.
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として領域指定部302に出力する。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 furnace wall 14R, 14L whole of the right side and the left side of the carbonization chamber 11 calculated | required as mentioned above in the mutually opposing area | regions. summed, summed the amount of unevenness (z (1,1) ~z (p , q)) you output to the area specifying unit 302 as the oven wall three-dimensional profile data 701. In addition, the sign of the combined unevenness amount is negative when the furnace wall 14 spreads from a healthy state without unevenness, and positive when the furnace wall 14 narrows. This is because when the coke 51 is pushed out from the carbonization chamber 11, the same catching resistance is generated regardless of which of the left and right furnace walls is deformed. This is because the subsequent calculation becomes simple.
As described above, in this embodiment, furnace wall 3D profile data 701 that is an example of the unevenness matrix data is used as the unevenness information, and the unevenness information deriving unit is realized using the furnace wall 3D profile data deriving unit 301. The
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、定数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 constant δ. Here, the local resistance index k i, j is an index of the resistance that the coke 15 pushed out by the extrusion ram 20 receives from the climbing gradient of the region designated by the region designation unit 302. Thus, in the present embodiment, the local resistance index k i, j is used as the local resistance index.
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、定数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 coke 15 extrusion direction. In such a case, the resistance which the coke 15 extruded by the extrusion ram 20 receives due to the gradient of the region designated by the region designation unit 302 does not occur. Therefore, when the step ΔZ derived this time by the step calculation unit 303 is less than 0 (zero), the local resistance index k i, j obtained by indexing the resistance is set to 0 (zero). Even if the step ΔZ derived this time by the step calculation unit 303 shows a positive value, if the value is small, the coke 15 pushed out by the extrusion ram 20 is designated by the region designating unit 302. The resistance experienced by the slope of the region is negligible. This is because there is a gap of about 1 to 2 mm called burn-out between the coke 15 and the furnace wall 14. Therefore, in the present embodiment, even if the step ΔZ derived this time by the step calculation unit 303 shows a positive value, if the value is small, the local resistance index k i, j is set to 0 (zero). The constant δ can be set to an arbitrary value of 1 mm or more and 2 mm or less, for example, corresponding to the burn-out amount.
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、(1)式の右辺の1つめのかっこ(1+(ε×d)/D 0 )が奥行方向の位置に対応する重みを表す。また、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り、(1)式の右辺の2つめのかっこ(1+[γ(H 0 −h)/H 0 ])が高さ方向の位置に対する重みを表す。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 coefficient whose value depends on the position of the carbonization chamber 11 in the depth direction (direction from the PS side to the CS side ). The first parenthesis (1+ (ε × d) / D 0 ) represents the weight corresponding to the position in the depth direction. Also, gamma is the weighting factor der value to the position in the height direction is dependent of the oven wall 14 of the coking chamber 11 is, (1) The second parenthesis on the right side of (1+ [γ (H 0 -h ) / H 0 ]) represents the weight for the position in the height direction . FIG. 10 is a diagram for explaining the weighting factors ε and γ. Specifically, FIG. 10A is a view showing the furnace wall 14 of the carbonization chamber 11, and FIG. 10B is an example of the relationship between the weighting coefficient ε and the position d in the depth direction of the carbonization chamber 11. FIG. 10C is a diagram illustrating an example of the relationship between the weighting coefficient γ and the position h in the height direction of the carbonization chamber 11.
図10(b)に示すように、重み係数εを使って表現される奥行方向の位置に対する重みは、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、押出抵抗となる凹凸が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 for the position in the depth direction expressed using the weighting coefficient ε increases as the distance from the PS side (extrusion source) increases. This is because the distance from the extrusion ram 20 to the extrusion ram 20 becomes longer as the unevenness that becomes the extrusion resistance moves away from the PS side, and the force received by the coke 15 at that position from the extrusion ram 20 propagates. It is because it becomes small by loss. That is, even if the state of the furnace wall 14 and the coke 15 is the same, the more the coke 15 is located away from the PS side, the more extrusion load is required. In the present embodiment, the weighting factor ε is defined so that the weighting factor ε increases linearly as the position d in the depth direction of the coking chamber 11 increases.
また、図10(c)に示すように、重み係数γを使って表現される高さ方向の位置に対する重みは、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、凹凸部の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 weight for the position in the height direction expressed using the weighting factor γ increases as the position is lower in height. This is because the coke 15 at a lower height is more restrained by its own weight, and the deformation of the coke 15 to pass through the uneven portion is less likely to occur. It is. That is, even if the state of the furnace wall 14 and the coke 15 is the same, the lower the coke 15 is, the more extrusion load is required. In the present embodiment, the weighting factor γ is defined such that the weighting factor γ decreases linearly as the position h in the height direction of the carbonization chamber 11 increases.
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εが用いられ、第2の重み係数として重み係数γが用いられる。
The local resistance index deriving unit 305 temporarily stores the local resistance index k i, j derived as described above in the local resistance index storage unit 306 configured by the RAM provided in the coke oven wall surface evaluation apparatus 300. Remember.
As described above, in this embodiment, the weighting factor ε is used as the first weighting factor, and the weighting factor γ is used as the second weighting factor.
図11(c)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、定数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. 11 ( c ), for example, the local resistance index k i, j in the regions (12, 3), (13, 3), (14, 3) of the furnace wall three-dimensional profile data 701a is “30”, respectively. “51” and “34”. As described above, when the gradient of the furnace wall of the coking chamber 11 is higher than the gradient determined by the constant δ with respect to the direction in which the coke 15 is pushed out from the coking chamber 11, the local resistance index k i, j is It can be seen that it occurs.
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が定数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が定数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 a constant δ. As a result of this determination, when the step ΔZ obtained in step S4 is larger than the constant 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が定数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 less than the constant 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 index deriving unit 305, the local resistance index k i set in step S6, temporarily stores the j in the local resistance index storage unit 306.
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-dimensional profile data 701. If the variable i is not the specified value p as a result of this determination, the process proceeds to step S9, where the area designating unit 302 adds “1” to the variable i. Then, the process of step S4 is performed again.
ステップS5において、ステップS4で求められた段差ΔZが定数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、局所抵抗指数導出部305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 constant δ, the process proceeds to step S14. In the step S14, the local resistance index guide out section 30 5 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(1)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 index deriving unit 305 determines the constants α and β, the weighting factors ε and γ, the length D 0 in the depth direction of the coking chamber 11, the height H 0 of the coking chamber, The positions d and h determined by (i, j) are read out. Then, the local resistance index deriving unit 305 calculates the local resistance index k i, j by substituting the read parameter and the local resistance index k i−1, j read in step S14 into the equation ( 1 ). . Then, the process proceeds to step S7 described above, and the local resistance index deriving unit 305 temporarily stores the local resistance index k i, j calculated in step S15.
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(1)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(1)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S16に進んだ場合、局所抵抗指数ki-1,jは0(ゼロ)であり、(1)式の右辺の第2項は0(ゼロ)となるので、このステップS16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 index deriving unit 305, like step S15, constants α and β, weighting factors ε and γ, length D 0 in the depth direction of the coking chamber 11, and the height of the coking chamber are set. H 0 and the positions d and h determined in the region (i, j) are read out. Then, the local resistance index deriving unit 305 substitutes the read parameter into the expression ( 1 ), and substitutes 0 (zero) into the expression ( 1 ) as the local resistance index k i−1, j. k i, j is calculated. Then, the process proceeds to step S7 described above, and the local resistance index deriving unit 305 temporarily stores the local resistance index k i, j calculated in step S16. Incidentally, if the process proceeds to step S1 6, the local resistance index k i-1, j is 0 (zero), since the expression (1) 0 (zero) in the second term on the right side, this step S1 6 Then, the constant β may not be read.
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 coke 15 is selected as much as possible, and the furnace wall three-dimensional profile data 701 is derived, and the furnace wall three-dimensional profile data 701 is used as described above. Thus, the resistance index k is calculated. On the other hand, the extrusion load generated when the coke 15 is actually taken out from the carbonization chamber 11 is obtained based on the measured value of a torque meter attached to the motor shaft of the extrusion ram 20. Specifically, the extrusion load (force) is calculated from the torque measurement value and the reduction ratio of the extrusion ram drive mechanism. Here, it says simply extrusion load a place where the pushing load in the process of pushing the coke 15 is maximized. Then, the positions corresponding to the resistance index k and the extrusion load obtained in this way are plotted. As a result of performing the above-described processing on a large number of carbonization chambers 11, a large number of plots are obtained as shown in FIG.
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 furnace wall 14 of the carbonization chamber 11 and the extrusion load has been investigated. As a method for this, the area of the unevenness generated on the furnace wall 14 is an index representing the state of the furnace wall 14. It was as simple as For example, FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the ratio of the depression or overhanging unevenness generated in the furnace wall 14 of the carbonization chamber 11 to an area of 20 mm or more in the entire furnace wall 14 and the extrusion load. . The horizontal axis of the uneven area percentage of 17, the total value of the area of the region irregularity of depressions or overhang is more than 20 mm, divided by the oven wall 14 across the area of the coking chamber 11, multiplied by 100 Value . As shown in FIG. 17, the correlation between the area ratio and the extrusion load is clearly inferior to the correlation between the resistance index k and the extrusion load shown in FIGS. 15 and 16. The inventors of the present application have intensively studied a physical phenomenon in which the furnace wall unevenness becomes a resistance during coke movement, and based on a model that the amount of resistance, that is, the extrusion load, depends on the shape and position of the ascending slope of the unevenness to which the coke hits. We devised to define an index called resistance index. As a result, for the first time, a clear correlation can be obtained between the state of the furnace wall 14 of the carbonization chamber 11 and the extrusion load.
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、定数δが0(ゼロ)よりも大きい値を有するようにしたが、定数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 surface observation apparatus 200 may be performed by the wall surface evaluation apparatus 300 of the coke oven.
In the present embodiment, the constant δ has a value larger than 0 (zero), but the constant δ may be 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.
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 the coking chamber of the coke oven that discharges and operates the produced coke with an extruder ,
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,
Said indexing means, the wall surface of the coke oven according to claim 2 or 3, wherein the using the values raised to the power level difference of the irregularities of the adjacent region, to derive the local resistance index before Symbol area Evaluation device.
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, by using said multiplied by a constant local resistance index of the adjacent regions value, any one of claims 2-4, characterized in that deriving the local resistance index before Symbol area The coke oven wall surface evaluation apparatus according to claim 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 the coking chamber of the coke oven that discharges and operates the produced coke with an extruder ,
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, the side wall surface of the coking chamber, from uphill for pushing direction of the coke, derives the local resistance index local resistance of each of the plurality of regions and a finger Shirubeka experienced when coke extrusion 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 indexing step, by using the value raised to the power a step of irregularities of the adjacent areas, according to claim 10 or 11, wherein the deriving the local resistance index before Symbol area of the coke oven Wall evaluation method.
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, the use value of the local resistance index by a constant multiple of the adjacent regions, in any one of claims 10 to 12, characterized in that to derive the local resistance index before Symbol area Coke oven wall surface evaluation method as described.
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 the state of the side wall surface of a coking chamber of a coke oven that discharges and operates the produced coke with an extruder ,
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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