JP2009074819A - Ｒｈ真空脱ガス装置の下部槽内煉瓦厚み測定方法及びこれを用いたｒｈ真空脱ガス装置の操業方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＨ真空脱ガス装置が具備する真空槽の下部槽内面に設けられた煉瓦の厚みを短時間で精度良く測定できる測定方法等を提供する。
【解決手段】本発明に係る煉瓦厚み測定方法は、レーザ光を投光してからその反射光を受光するまでの時間に基づき距離を測定する方式のレーザ距離計を搭載した測定プローブを用いて煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を算出するステップと、測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を測定するステップと、前記煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）と、前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）とに基づき、前記煉瓦の厚みを算出するステップとを含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＲＨ真空脱ガス装置の下部槽内面に設けられた煉瓦の厚みを測定する方法及びこれを用いたＲＨ真空脱ガス装置の操業方法に関する。特に、本発明は、下部槽内面に設けられた煉瓦の厚みを短時間で精度良く測定できる測定方法、及びこの測定方法によって測定された煉瓦の厚みに基づいてＲＨ真空脱ガス装置の操業条件を決定することにより、煉瓦の寿命を向上させることが可能な操業方法に関する。

従来より、溶鋼の脱ガス処理を行うための装置として、図１に示すようなＲＨ真空脱ガス装置が知られている。
図１は、ＲＨ真空脱ガス装置の概略構成を示す正面方向から見た断面図である。図１に示すように、ＲＨ真空脱ガス装置１００は、円筒状の容器である真空槽（脱ガス槽）１０を具備する。真空槽１０は、上部槽（胴部槽）１０１と下部槽１０２とに分割された構成となっている。すなわち、下部槽１０２は上部槽１０１に対して脱着自在とされている。下部槽１０２の下方には、２本の環流管（浸漬管）２０ａ，２０ｂが、下部槽１０２に脱着自在に取り付けられている。２本の環流管２０ａ，２０ｂの内、一方の環流管２０ａは、その内部に流入した溶鋼を上昇させる機能を奏するために上昇管と呼ばれ、他方の環流管２０ｂは、その内部に流入した溶鋼を下降させる機能を奏するために下降管と呼ばれる。上昇管２０ａの側壁には、溶鋼搬送用ガスＧを外部から上昇管２０ａ内に吹き込むための吹込孔２０１が設けられている。

上記の構成を有する真空脱ガス装置１００を用いて溶鋼Ｍの脱ガス処理を行う際には、上昇管２０ａ及び下降管２０ｂを取鍋２００内の溶鋼Ｍに浸漬させると共に、吹込孔２０１を介して上昇管２０ａ内にＡｒ等の溶鋼搬送用ガスＧを吹き込む。吹き込まれたガスＧが上昇管２０ａ内を上昇するのに伴って取鍋２００内の溶鋼Ｍも上昇し、真空槽１０内に到達する。真空槽１０内に到達した溶鋼Ｍは、下降管２０ｂ内を下降して再び取鍋２００内に戻る。以上の動作が繰り返されることにより、溶鋼Ｍは、取鍋２００、上昇管２０ａ、真空槽１０及び下降管２０ｂ内を環流し、真空槽１０内で脱ガス処理が行われる。

以上のように、真空槽１０は、その内部で高温の溶鋼Ｍの脱ガス処理を行うため、その側壁が耐火煉瓦を用いたライニング構造とされている。より具体的に説明すれば、真空槽１０の最外面には、鉄皮が設けられ、その鉄皮の内側に、交換しない永久煉瓦が設けられている。さらに、永久煉瓦の内側には、不定形耐火物を介して、ウエア煉瓦という交換可能な煉瓦が設けられている。すなわち、真空槽１０は、外面側から内面側に向けて、鉄皮、永久煉瓦、不定形耐火物及びウエア煉瓦が積み重ねられた構造を有する。

ここで、溶鋼Ｍに接するのは主として下部槽１０２であるため、下部槽１０２の内面に設けられたウエア煉瓦は、溶鋼Ｍの熱によって溶損する速度が速い。特に、下部槽１０２の内面に設けられた上昇管２０ａ側のウエア煉瓦は、溶鋼搬送用ガスＧを含む高流速の溶鋼Ｍが接するため、機械的な摩耗も顕著となり、局部的な溶損が生じ易い。このため、適当な脱ガス処理回数毎に溶鋼Ｍの環流方向を変更することにより、下部槽１０２のウエア煉瓦全周に亘ってできる限り均等な溶損が生じるように操業することが望ましい。具体的には、適当な脱ガス処理回数毎に上昇管２０ａ及び下降管２０ｂを下部槽１０２から取り外し、これらの取り付け位置を入れ替えて再び下部槽１０２に取り付けることにより、溶鋼Ｍの環流方向を変更することが望ましい。

また、脱ガス処理の時間を短縮する観点からは、溶鋼搬送用ガスＧの流速を高く設定することが望ましい。しかしながら、溶鋼搬送用ガスＧの流速が高すぎると、前述のように上昇管２０ａ付近のウエア煉瓦に局部的な溶損が生じ易くなる。このため、上昇管２０ａ付近のウエア煉瓦の溶損と、これ以外のウエア煉瓦の溶損とが均等に生じるように、溶鋼搬送用ガスＧの流速を設定するのが望ましい。

なお、溶損が進行してウエア煉瓦の厚みが小さくなり、一部分でも永久煉瓦が露出すると、下部槽１０２のウエア煉瓦の寿命が尽きたと判断される。そして、この下部槽１０２は上部槽１０１から取り外され、溶損したウエア煉瓦を新しいウエア煉瓦に交換して積み替える作業が行われる。

下部槽１０２の内面に設けられたウエア煉瓦を全周に亘ってできる限り均等に溶損させ、限界の厚みとなるまで効率良く使用するには、脱ガス処理に使用中の真空槽１０、或いは、使用の合間の待機中である真空槽１０の下部槽１０２に設けられたウエア煉瓦の厚み（厚み分布）を精度良く測定することが望ましい。そして、その測定結果に基づき、溶鋼を環流させる条件、すなわち、溶鋼の環流方向や環流速度（溶鋼搬送用ガスＧの流速）を適切に設定すると共に、下部槽１０２に設けられたウエア煉瓦の交換のタイミングを正確に判断することが望ましい。

従来、下部槽１０２の内面に設けられた煉瓦の厚みを把握する方法として、下部槽１０２の鉄皮表面の温度を測定して煉瓦厚みを推定する方法や、下部槽１０２内にレーザ距離計や観察用カメラを搭載した測定プローブを挿入して、煉瓦の水平方向の内断面形状を測定したり、煉瓦の表面を観察する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平１−１４５５１４号公報 特開２００６−２９９３１４号公報

鉄皮表面の温度を測定して煉瓦厚みを推定する方法は、下部槽の内面に設けられた煉瓦が薄くなり、下部槽内の高い温度が鉄皮表面に伝熱する段階になった場合に適用可能である。具体的には、下部槽の鉄皮表面の最大温度が経験的に決めた基準値を超えた場合に、下部槽の煉瓦の寿命が尽きたと判断して煉瓦を交換する。このため、下部槽の煉瓦が未だ比較的厚い場合において、煉瓦の厚み分布の変化具合や実際の厚みの寸法を把握するのは不可能であり、煉瓦に均等な溶損を生じさせるための溶鋼の環流条件（環流方向や環流速度）の設定には使用できない。結果的に、局部的に生じる溶損によって、下部槽の煉瓦寿命が決まってしまうという問題がある。

特許文献１や２に記載の方法において、観察用カメラによる煉瓦表面の観察に加えて、レーザ距離計による煉瓦の水平方向の内断面形状の測定が行われるのは、煉瓦表面の観察のみでは実際の煉瓦厚みを定量的に求めることができないためである。しかし、レーザ距離計によって煉瓦の水平方向の内断面形状を測定することにより実際の煉瓦厚みを正確に算出するには、以下のような２つの問題がある。

（１）煉瓦表面までの距離測定に関する問題
第１の問題は、レーザ距離計により煉瓦表面までの距離を測定する際の距離測定範囲に関する問題である。下部槽内に測定プローブを挿入可能な位置は、下部槽の中心軸から外れた位置に取り付けられている環流管（浸漬管）の取り付け位置に限られるため、煉瓦表面までの距離を測定するレーザ距離計の測定範囲としては、数百ｍｍと非常に近い距離から２ｍ程度の遠い距離までと、非常に広い測定範囲が必要である。一般的な三角測量方式のレーザ距離計では、上記のような広い距離測定範囲を精度良く測定することは困難である。

より具体的に説明すれば、三角測量方式のレーザ距離計で測定分解能を向上させるためには、レーザ光の光軸と、測定対象物に照射されたレーザスポットの位置を検出するセンサ（一般にＣＣＤカメラや、ＰＳＤが用いられる）の光軸との成す角度を大きくする必要がある。このため、高分解能での距離測定を実現した上で、距離測定範囲を広げようとすると、大きさの限られた測定プローブ内にレーザ距離計を搭載できなくなる。また、前記角度を調整することなく、広い距離測定範囲で煉瓦表面に照射されたレーザスポットの位置を検出できるようにセンサを配置することは困難である。

特許文献１には、一般的な三角測量方式のレーザ距離計における距離測定範囲の不足を補うため、カメラの光軸（視野中心線）上にレーザスポットが位置するように、レーザ光の照射角度（光軸角度）を測定する距離に応じて変更し、カメラの光軸上にレーザスポットが位置するときのレーザ光の照射角度に基づき、煉瓦表面までの距離を求める方法が提案されている。しかしながら、このような方法では、レーザ光の光軸を測定距離に応じて変更することに伴い、１点の距離測定に時間を要するため、実際の運用は困難である。

また、別の方法として、三角測量方式のレーザ距離計を搭載した測定プローブを、２本の環流管のそれぞれから順次挿入して、各挿入位置で測定可能な範囲についてのみ煉瓦の水平方向の内断面形状を測定し、各挿入位置での測定結果を繋ぎ合わせることも考えられる。しかしながら、このような方法では、測定時間が２倍になるため作業効率の点で好ましくない。

（２）下部槽と測定プローブとの相対位置関係に関する問題
第２の問題は、下部槽と測定プローブとの相対位置関係が煉瓦厚みの測定精度に及ぼす影響に関する問題である。一般的にＲＨ真空脱ガス装置の真空槽は上下方向のみならず水平方向にも移動可能とされており、なお且つ、測定プローブを挿入可能な位置が環流管の取り付け位置に限られている。このため、測定プローブと下部槽との相対位置関係（水平方向の相対位置関係）を正確に求めなくては、たとえ煉瓦の水平方向の内断面形状を精度良く測定できたとしても、正確な煉瓦厚みを算出することができない。

特許文献２には、測定プローブの回転軸と環流管の中心軸との位置ずれ量を測定し、レーザ距離計によって測定した煉瓦の水平方向の内断面形状を、前記測定した位置ずれ量を用いて補正する方法が提案されているが、この方法を実際に適用するには困難が生じる。つまり、上記位置ずれ量の測定方法としては、真空槽（特許文献２では、ＲＨ炉）を移動させる移動機構（特許文献２では、台車）と環流管の中心軸との水平方向の相対位置関係を事前に把握しておくと共に、真空槽移動機構と測定プローブの回転軸との水平方向の相対位置関係も事前に把握しておき、真空槽移動機構の水平方向位置を測定することによって間接的に測定する方法が考えられる。しかしながら、真空槽移動機構に対する環流管の中心軸の位置測定が困難であるばかりでなく、大掛かりな真空槽移動機構の位置を正確に測定し制御するのは困難である。

また、上記の位置ずれ量を測定する別の方法として、測定プローブを移動させるための移動機構（台車など）にカメラ等のセンサを取り付け、このセンサによって環流管の中心軸の水平方向位置を直接測定する方法も考えられる。しかしながら、使用中（使用の合間の待機中）の環流管表面には取鍋内のスラグが付着し、且つ、環流管内面は溶損して初期の真円断面とはなっていないため、外面及び内面の何れからも正確な還流管の中心軸の水平方向位置を測定するのは困難である。

本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するためになされたものであり、ＲＨ真空脱ガス装置が具備する真空槽の下部槽内面に設けられた煉瓦の厚みを短時間で精度良く測定できる測定方法、及びこの測定方法によって測定された煉瓦の厚みに基づいてＲＨ真空脱ガス装置の操業条件を決定することにより、煉瓦の寿命（煉瓦の交換が必要になるまでの脱ガス処理の回数）を向上させることが可能な操業方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、ＲＨ真空脱ガス装置が具備する円筒状の真空槽を構成する下部槽の内面に設けられた煉瓦の厚みを測定する方法であって、以下の第１ステップ〜第４ステップを含むことを特徴とするＲＨ真空脱ガス装置の下部槽内煉瓦厚み測定方法を提供する。
（１）第１ステップ：
レーザ光を投光してからその反射光を受光するまでの時間に基づき距離を測定する方式のレーザ距離計を搭載した測定プローブを、煉瓦厚みを測定する対象である下部槽の下方に取り付けられた環流管内に挿入し上昇させて前記測定対象下部槽内に挿入する。
（２）第２ステップ：
前記第１ステップで測定対象下部槽内に挿入した測定プローブをその軸周りに回転させながら、前記レーザ距離計によって前記測定対象下部槽内の煉瓦表面までの水平方向距離を測定し、該距離測定値及び前記測定プローブの回転角度により、前記煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を算出する。
（３）第３ステップ：
前記第２ステップで煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定対象下部槽及び前記測定プローブについて、前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を測定する。
（４）第４ステップ：
前記第２ステップで算出した煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）と、前記第３ステップで測定した前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）とに基づき、前記煉瓦の厚みを算出する。

本発明では、第１及び第２ステップにおいて、測定対象下部槽内の煉瓦（前述したウエア煉瓦に相当）の表面（煉瓦の内面（鉄皮側と反対側の表面））までの水平方向距離を測定するレーザ距離計として、レーザ光を投光してからその反射光を受光するまでの時間に基づき距離を測定する方式のレーザ距離計を用いる。このため、レーザ光の投光部と受光部との距離を短くすることができるので、従来の三角測量方式のレーザ距離計を用いる場合と異なり、測定プローブ内に搭載可能な大きさでも、広い距離測定範囲を精度良く測定可能である。また、広い距離測定範囲を精度良く測定できるので、測定距離に応じてレーザ光の光軸を変更するといった調整が不要であると共に、何れか１本の環流管から挿入した位置で測定対象下部槽の内面に設けられた全ての煉瓦表面までの水平方向距離を測定できるため、短時間での距離測定が可能となる。
以上のように、本発明によれば、測定対象下部槽の内面に設けられた煉瓦表面までの水平方向距離、ひいては煉瓦の水平方向の内断面形状（煉瓦の内面の水平方向断面形状）（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を短時間で精度良く測定することが可能である。

また、本発明は、第３ステップにおいて、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を測定し、第４ステップにおいて、煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）と、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）とに基づき、煉瓦の厚みを算出する。
より具体的に説明すれば、第３ステップにおいて、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を測定（測定プローブの回転軸の水平方向位置と測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置とのずれ量を測定）することにより、第２ステップで測定した煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）（これは、測定プローブの回転軸を基準とする座標系で表される）を、測定対象下部槽の中心軸を基準とする座標系に補正することが可能である。
一方、測定対象下部槽の内面に設けられた煉瓦は、測定対象下部槽の中心軸周りに円筒状に配置されているため、その水平方向の外断面形状（煉瓦の外面（鉄皮側の表面）の水平方向断面形状）は、測定対象下部槽の中心軸を中心とする円形状になる。換言すれば、煉瓦の水平方向の外断面形状は、測定対象下部槽の中心軸を基準とする座標系で表すことができ、その寸法（直径）は、例えば、鉄皮の直径や厚み等の設計値を用いて算出可能である。
従って、第４ステップにおいて、例えば、測定対象下部槽の中心軸を基準とする座標系でそれぞれ表された、煉瓦の水平方向の外断面形状と煉瓦の水平方向の内断面形状との差を算出すれば、その断面における煉瓦の厚みを正確に算出することができる。
また、逆に、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を用いて、測定下部槽の内面に設けられた煉瓦の水平方向の外断面形状を測定プローブの回転軸を基準とする座標系で表し、同じく測定プローブの回転軸を基準とする座標系で表された煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）との差を算出することによっても、煉瓦の厚みを正確に算出することが可能である。

以上のように、本発明によれば、レーザ光を投光してからその反射光を受光するまでの時間に基づき距離を測定する方式のレーザ距離計を用いて煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を精度良く測定すると共に、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を測定し、両測定結果に基づき煉瓦の厚みを算出するため、煉瓦の厚みを短時間で精度良く測定することができる。

なお、本発明において、第３ステップを実行する順番は、第２ステップを実行した後に限るものではなく、第４ステップを実行するよりも前であり、なお且つ第３ステップを実行する際の測定対象下部槽及び測定プローブが第２ステップで煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある限りにおいて、いずれの順番で実行することも可能である。具体的には、例えば、所定の移動機構によって測定対象下部槽及び測定プローブをそれぞれ上記距離測定時と同じ水平方向位置に移動させた後、測定プローブを上昇させる前のタイミング（すなわち、第１ステップの実行前）で第３ステップを実行することも可能であるし、上記距離測定後に測定プローブを下降させたタイミング（すなわち、第２ステップの実行後）で第３ステップを実行することも可能である。

ここで、上記の第３ステップにおいて、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を測定するには、例えば、測定プローブの回転軸の水平方向位置と、測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置との双方をそれぞれ測定すればよい。
測定プローブの回転軸の水平方向位置は、例えば、レーザ距離計（この場合は、三角測量方式のレーザ距離計でもよい）を用いて、所定の基準位置から測定プローブまでの水平方向距離を直接測定し、その距離測定値及び測定プローブの形状寸法から算出することが可能である。或いは、レーザ距離計（この場合は、三角測量方式のレーザ距離計でもよい）を用いて、所定の基準位置から測定プローブを水平方向に移動させるための移動機構までの距離を測定し、その距離測定値及び移動機構と測定プローブの回転軸との水平方向の相対位置関係から算出してもよい。
一方、測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置は、測定対象下部槽の外面に設けられた鉄皮表面（外面）の水平方向位置を測定することによって算出可能である。そして、鉄皮表面の水平方向位置は、例えば、レーザ距離計（この場合は、三角測量方式のレーザ距離計でもよい）を用いて、所定の基準位置から鉄皮表面（外面）までの水平方向距離を測定することによって求めることができる。具体的には、鉄皮の水平方向の外断面形状は、測定対象下部槽の中心軸を中心とする円形状であるため、例えば、鉄皮表面の３箇所以上の水平方向位置（距離）を測定することにより、鉄皮の水平方向の外断面形状を形成する近似円を算出し、その近似円の中心位置を測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置とすることが可能である。鉄皮表面の水平方向位置の測定箇所の数は、測定対象下部槽の移動機構の位置決め精度や、測定対象下部槽の寸法のバリエーション、熱膨張の有無等に応じて決定すればよい。移動機構による測定対象下部槽の移動方向が一方向であり、移動機構への測定対象下部槽の設置再現性が高く、脱ガス処理を繰り返しても鉄皮の変形が殆ど無く、なお且つ鉄皮の直径が常に一定であるならば、鉄皮表面の１箇所の水平方向位置（測定対象下部槽の移動方向の距離）を測定することによっても、測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置を算出することが可能である。

すなわち、好ましくは、前記第３ステップは、以下の第３−１ステップ〜第３−３ステップを含むものとされる。
（１）第３−１ステップ：
前記第２ステップで煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定対象下部槽について、所定の基準位置から前記測定対象下部槽の外面に設けられた鉄皮表面までの水平方向距離を測定し、該距離測定値に基づき、前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置を算出する。
（２）第３−２ステップ：
前記第２ステップで前記測定対象下部槽の煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定プローブについて、所定の基準位置から前記測定プローブまでの水平方向距離を測定し、該距離測定値に基づき、前記測定プローブの回転軸の水平方向位置を算出する。
（３）第３−３ステップ：
前記第３−１ステップで算出した前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置と、前記第３−２ステップで算出した前記測定プローブの回転軸の水平方向位置とに基づき、前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する。

なお、第３−１ステップで鉄皮表面までの水平方向距離を測定する基準位置と、第３−２ステップで測定プローブまでの水平方向距離を測定する基準位置とは、同一の位置に限らず、異なる位置であってもよい。双方の基準位置を同一の位置とすることができれば、測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置と、測定プローブの回転軸の水平方向位置とを、互いに同一の座標系で算出することができるため、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する際に、座標系の補正が不要である点で好都合である。しかしながら、設備上の制約等から、双方の基準位置を同一の位置とすることが難しい場合が多い。この場合には、両基準位置の相対位置関係を予め把握しておけば、算出した測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置及び測定プローブの回転軸の水平方向位置を、前記相対位置関係を用いて同一の座標系に補正することが可能である。

上記の第３ステップにおいて、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を測定する方法としては、上述した第３−１ステップ〜第３−３ステップを含む方法に限らず、内面に設けられた煉瓦が実質的に侵食されておらず且つ煉瓦の厚みが既知である参照用の下部槽を用いる方法を採用してもよい。
この参照用の下部槽（未使用の下部槽や脱ガス処理に用いた回数の少ない下部槽（例えば、１回だけ溶鋼の脱ガス処理に用いた直後の下部槽））は、内面に設けられた煉瓦が実質的に侵食されていないため、その煉瓦の水平方向の内断面形状は、参照用下部槽の中心軸を中心とする円形状になる。従って、測定対象下部槽の場合と同様に、測定プローブを用いて参照用下部槽に設けられた煉瓦の内断面形状を測定すれば、例えば、この内断面形状を形成する近似円を算出して、その近似円の中心位置を参照用下部槽の中心軸の水平方向位置とすることが可能である。
測定プローブを用いて測定した参照用下部槽の煉瓦の内断面形状は、測定プローブの回転軸を基準とする座標系で表されるため、上記のようにして算出した参照用下部槽の中心軸の水平方向位置も、測定プローブの回転軸を基準とする座標系で表される。すなわち、上記のようにして算出した参照用下部槽の中心軸の水平方向位置は、測定プローブの回転軸に対する参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置に相当する。
従って、例えば、測定プローブを用いて下部槽（参照用下部槽及び測定対象下部槽）の煉瓦の内断面形状を順次測定する時に、下部槽及び測定プローブの水平方向位置の再現性が高い（移動機構による下部槽及び測定プローブの水平方向の位置決め精度が高い）場合には、前記算出した測定プローブの回転軸に対する参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置を、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）としてそのまま用いることが可能である。

すなわち、前記第３ステップは、以下の第３−４ステップ〜第３−７ステップを含むものとしてもよい。
（１）第３−４ステップ：
前記レーザ距離計を搭載した測定プローブを、内面に設けられた煉瓦が実質的に侵食されておらず且つ煉瓦の厚みが既知である参照用の下部槽の下方に取り付けられた環流管内に挿入し上昇させて前記参照用下部槽内に挿入する。
（２）第３−５ステップ：
前記第３−４ステップで参照用下部槽内に挿入した測定プローブをその軸周りに回転させながら、前記レーザ距離計によって前記参照用下部槽内の煉瓦表面までの水平方向距離を測定し、該距離測定値及び前記測定プローブの回転角度により、前記煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）を算出する。
（３）第３−６ステップ：
前記第３−５ステップで算出した煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）に基づき、前記測定プローブの回転軸に対する前記参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）を算出する。
（４）第３−７ステップ：
前記第３−６ステップで算出した参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）に基づき、前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する。

この第３−４ステップ〜第３−７ステップを含む方法によれば、前述した第３−１ステップ〜第３−３ステップを含む方法と異なり、測定プローブの回転軸の水平方向位置を測定する必要が無く、測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置さえ測定（算出）すれば、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出できる点で好都合である。換言すれば、第３−４ステップ〜第３−７ステップを含む方法は、第３−１ステップ〜第３−３ステップを含む方法と異なり、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する上で、測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置と測定プローブの回転軸の水平方向位置とを、互いに同一の座標系で測定したり、同一の座標系となるように補正する必要がない点で好都合である。

なお、上記の第３−４ステップ〜第３−７ステップを含む方法において、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）をより一層精度良く算出するには、測定プローブを用いて下部槽（測定対象下部槽及び参照用下部槽）の煉瓦の内断面形状を順次測定する時に、下部槽及び測定プローブの水平方向位置にそれぞれ生じ得る変化量を考慮することが好ましい。換言すれば、測定プローブの回転軸に対する参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）を、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）としてそのまま用いるのではなく、上記の変化量を測定し、この測定値を用いて参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）を補正することにより、測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出することが好ましい。

すなわち、前記第３−７ステップは、以下の第３−７−１ステップ〜第３−７−３ステップを含むことが好ましい。
（１）第３−７−１ステップ：
前記第３−５ステップで煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記参照用下部槽について、所定の基準位置から前記参照用下部槽の外面に設けられた鉄皮表面までの水平方向距離を測定すると共に、前記第２ステップで煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定対象下部槽について、所定の基準位置から前記測定対象下部槽の外面に設けられた鉄皮表面までの水平方向距離を測定し、これら距離測定値の差に基づき、前記第３−６ステップで算出した前記参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）を算出する。
（２）第３−７−２ステップ：
前記第３−５ステップで前記参照用下部槽の煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定プローブについて、所定の基準位置から前記測定プローブまでの水平方向距離を測定すると共に、前記第２ステップで前記測定対象下部槽の煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定プローブについて、所定の基準位置から前記測定プローブまでの水平方向距離を測定し、これら距離測定値の差に基づき、前記測定プローブの回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）を算出する。
（３）第３−７−３ステップ：
前記第３−６ステップで算出した参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）と、前記第３−７−１ステップで算出した測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）と、前記第３−７−２ステップで算出した測定プローブの回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）とに基づき、前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する。

斯かる好ましい方法によれば、参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）のみならず、これに、測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）と、測定プローブの回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）とを考慮して、測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出するため、算出精度がより一層高まるという利点を有する。
なお、この好ましい方法において、測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）と、測定プローブの回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）とは、互いに同一の座標系で測定したり、同一の座標系となるように補正する必要がない。また、測定プローブの回転軸の水平方向位置については、その変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）さえ測定できれば良いため、必ずしも測定プローブの回転軸の水平方向位置自体を測定する必要はない。例えば、所定の基準位置から測定プローブを水平方向に移動させるための移動機構までの距離を測定し、この距離の変化量を（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）とすればよい。

ここで、搭載するレーザ距離計が下部槽内面からの熱放射や下部槽内に存在するヒュームや粉塵に晒されれば、レーザ距離計の故障や測定誤差が発生する虞がある。これを抑制するには、レーザ距離計を囲繞する冷却・断熱構造を具備すると共に、レーザ距離計から投光されたレーザ光及びその煉瓦表面からの反射光を透過させるための光学窓を具備する測定プローブを用いることが好ましい。
しかしながら、本発明において、例えば、波長９００ｎｍで半値幅１０〜２０ｎｓｅｃ程度のパルスレーザ光を測定対象に向けて投光し、該測定対象から戻ってきた反射光を受光するまでの飛行時間を測定して、測定対象までの距離に換算する（距離＝飛行時間／２×光速）方式のレーザ距離計を用いるとすると、パルスレーザ光の長さは３〜６ｍ（１０〜２０ｎｓｅｃ×光速）程度になる。このため、レーザ距離計から投光されたパルスレーザ光の一部が光学窓で反射すると、該光学窓からの反射光と測定対象（本発明では、下部槽内の煉瓦表面）からの反射光とが重なって受光され、両反射光の識別ができなくなる結果、測定誤差が生じる虞がある。
従って、上記測定誤差発生の虞を回避するには、光学窓とレーザ距離計との間に、投光及び受光のそれぞれの光路を仕切るための仕切部材を設け、光学窓からの反射光がレーザ距離計に受光されないようにすることが好ましい。
すなわち、好ましくは、前記測定プローブは、前記レーザ距離計から投光されたレーザ光及びその煉瓦表面からの反射光を透過させるための光学窓と、前記光学窓と前記レーザ距離計との間に設けられ、投光及び受光のそれぞれの光路を仕切るための仕切部材とを備える構成とされる。

また、前記課題を解決するため、本発明は、上記何れかの測定方法によって測定された下部槽内の煉瓦厚みに基づき、溶鋼の環流方向及び／又は溶鋼搬送用ガスの流速を決定することを特徴とするＲＨ真空脱ガス装置の操業方法としても提供される。

斯かる発明によれば、上記何れかの測定方法によって精度良く測定された下部槽内面に設けられた煉瓦の厚みに基づき、溶鋼の環流方向及び／又は溶鋼搬送用ガスの流速を決定するため、煉瓦の寿命（煉瓦の交換が必要になるまでの脱ガス処理の回数）を向上させることが可能である。

本発明によれば、ＲＨ真空脱ガス装置が具備する真空槽の下部槽内面に設けられた煉瓦の厚みを短時間で精度良く測定できると共に、煉瓦の寿命を向上させることが可能である。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

＜本発明の概要＞
図２は、本発明に係るＲＨ真空脱ガス装置の下部槽煉瓦厚み測定方法を実施するための装置（以下、煉瓦厚み測定装置という）の構成例を模式的に示す正面方向から見た断面図である。
ＲＨ真空脱ガス装置の真空槽１０（図２には下部槽１０２のみ図示）は、図１を用いて前述したのと同様の構成を有する。真空槽１０は、図示省略の所定の移動機構（例えば、ターンテーブル等）によって吊設されており、該移動機構によって、溶鋼の脱ガス処理を行う位置（図１参照）から、下部槽１０２の煉瓦厚みを測定する位置（図２に示す位置）に移動する。そして、図２に示す位置において、後述するように、煉瓦厚み測定装置により下部槽１０２の内面に設けられた煉瓦（ウエア煉瓦）１０２ｂの厚みが測定される。この測定結果に基づき、必要に応じて、上昇管２０ａ及び下降管２０ｂの取り付け位置を入れ替えたり、溶損した煉瓦を交換したりした後、真空槽１０は、前記移動機構によって再び溶鋼の脱ガス処理を行う位置に移動し、脱ガス処理に用いられる。

図２に示すように、本実施形態に係る煉瓦厚み測定装置は、レーザ距離計１２を搭載した測定プローブ１と、測定プローブ１を昇降・回転させるための駆動機構２と、測定プローブ１を水平方向に移動させるための移動機構３と、駆動機構２やレーザ距離計１２の動作を制御するためのコントローラ４と、コントローラ４から出力される出力値等に基づき下部槽１０２の煉瓦厚みを演算する演算装置５とを備えている。また、本実施形態に係る煉瓦厚み測定装置は、下部槽１０２の鉄皮１０２ａ表面までの水平方向距離を測定するためのレーザ距離計６と、測定プローブ１を取り付けた移動機構３までの水平方向距離を測定するためのレーザ距離計７とを備える。

図３は、本実施形態に係る測定プローブ１の概略構成を示す正面方向から見た断面図である。図３に示すように、本実施形態に係る測定プローブ１は、レーザ距離計１２を搭載するための筐体１１を具備する。筐体１１の内壁側には冷却水を流通させる配管１１１が設けられ、外壁側には断熱材１１２が設けられている。この筐体１１内には、レーザ距離計１２（具体的には、レーザ距離計１２の光学ヘッド１２１）、ＣＣＤカメラ１３、照明１４、及び一対の反射ミラー１５が取り付けられている。一対の反射ミラー１５は、後述する仕切部材１８を挟んで図３の紙面に垂直な方向に並置されている。また、筐体１１の側壁には、光学ヘッド１２１から投光されたレーザ光及びその煉瓦表面からの反射光を透過させるための光学窓１６が取り付けられている。この光学窓１６は、ＣＣＤカメラ１３による煉瓦１０２ｂ表面の観察用の窓としての機能も奏する。さらに、筐体１１の側壁には、ＣＣＤカメラ１３による煉瓦１０２ｂ表面の観察時に照明１４からの光を煉瓦表面に向けて透過させるための光学窓１７も取り付けられている。

光学窓１６、１７は、下部槽１０２内面からの熱放射によって筐体１１の内部温度が上昇することを抑制するため、１μｍ以上の赤外線を反射する熱線反射コーティングを施すことが好ましい。また、下部槽１０２内に存在するヒュームや粉塵による曇りや汚れを抑制するため、光学窓１６、１７には窒素ガス等のパージガスを常時吹き付けることが好ましい。

上記の構成を有する測定プローブ１に搭載されたレーザ距離計１２の光学ヘッド１２１からレーザ光Ｌを投光すれば、このレーザ光Ｌは、反射ミラー１５及び光学窓１６を介して、測定対象（本実施形態では、下部槽１０２の内面に設けられた煉瓦１０２ｂ表面）に照射される。測定対象からの反射光は、同様の経路を辿って光学ヘッド１２１に受光され、これにより測定対象までの距離が測定される。一方、照明１４から光を投光すれば、この光は、光学窓１７を介して、観察対象（本実施形態では、下部槽１０２の内面に設けられた煉瓦１０２ｂ表面）に照射される。この状態で、ＣＣＤカメラ１３により光学窓１７を介して観察対象を撮像すれば、観察対象の状態を観察することができる。

本発明に係るレーザ距離計としては、レーザ光を投光してからその反射光を受光するまでの時間に基づき距離を測定する方式の距離計が用いられる。この方式のレーザ距離計の中でも、特に本実施形態に係るレーザ距離計１２としては、パルスレーザ光を用いたＴＯＦ（Time Of Flight）方式の距離計が用いられている。すなわち、本実施形態に係るレーザ距離計１２は、パルスレーザ光を測定対象に向けて投光し、該測定対象から戻ってきた反射光を受光するまでの飛行時間を測定して、測定対象までの距離に換算する（距離＝飛行時間／２×光速）方式である。

図４は、本実施形態に係るレーザ距離計１２の概略構成を示す模式図である。図４における光学ヘッド１２１は、上面から見た断面図で表している。図４に示すように、本実施形態に係るレーザ距離計１２は、設置スペースの限られる測定プローブ１内にレーザ距離計を搭載するため、光学ヘッド１２１と距離計本体１２２とが分離された構成とされている。より具体的には、レーザ距離計１２は、光学ヘッド１２１と、距離計本体１２２と、光学ヘッド１２１及び距離計本体１２２の間に光を伝搬させるための光ファイバ１２３とを備えている。そして、光学ヘッド１２１が測定プローブ１に搭載される一方、距離計本体１２２は駆動機構２（具体的には、後述する台車２２）に搭載されている。

光学ヘッド１２１は、投光光学系１２１ａ及び受光光学系１２１ｂを具備する。距離計本体１２２は、パルスレーザ光を出射するレーザ光源１２２ａ、検出器１２２ｂ及び時間差測定器１２２ｃを具備する。レーザ光源１２２ａから出射したパルスレーザ光Ｌは、光ファイバ１２３を伝搬して、投光光学系１２１ａから下部槽１０２の煉瓦１０２ｂ表面に投光される。一方、煉瓦１０２ｂ表面で反射した光Ｌ’は、受光光学系１２１ｂで受光され、光ファイバ１２３を伝搬して、検出器１２２ｂで検出される。時間差測定器１２２ｃは、パルスレーザ光Ｌを投光してからその反射光Ｌ’を受光するまでの時間（すなわち、レーザ光源１２２ａからパルスレーザ光Ｌを出射したタイミングと、検出器１２２ｂで反射光Ｌ’を検出したタイミングとの時間差）を算出し、この時間に基づいて煉瓦１０２ｂ表面までの距離を演算する。演算した煉瓦１０２ｂ表面までの距離は、コントローラ４に出力される。

なお、図４に示すように、本実施形態に係る測定プローブ１は、好ましい構成として、光学窓１６とレーザ距離計１２（光学ヘッド１２１）との間に設けられ、投光及び受光のそれぞれの光路を仕切るための仕切部材１８を備えている。この仕切部材１８を設けることにより、投光光学系１２１ａから投光されたパルスレーザ光Ｌの一部が光学窓１６で反射したとしても、その反射光が受光光学系１２１ｂで受光される虞を回避できる。従って、光学窓１６からの反射光と下部槽１０２内の煉瓦１０２ｂ表面からの反射光とが重なって受光されることがなく、測定精度を良好に維持することができる。

また、本実施形態では、レーザ距離計１２として、パルスレーザ光を用いたＴＯＦ（Time Of Flight）方式の距離計を用いているが、本発明はこれに限るものではなく、レーザ光を投光してからその反射光を受光するまでの時間に基づき距離を測定する方式の距離計である限りにおいて、種々の距離計を用いることが可能である。例えば、連続波のレーザ光の強度を周波数変調したものを測定対象に向けて投光し、この投光光と測定対象から戻ってきた反射光との位相差を測定して、測定対象までの距離に換算する方式のレーザ距離計を用いることも可能である。

本実施形態に係る駆動機構２は、移動機構３に立設された管状の筐体２１と、筐体２１内で昇降可能とされた台車２２と、台車２２に立設された支持体２３とを具備する。支持体２３の上端には、測定プローブ１が取り付けられる。また、支持体２３は、その軸周りに回転可能とされている。台車２２が昇降することにより、支持体２３及びこれに取り付けられた測定プローブ１が昇降することになる。また、支持体２３が回転することにより、これに取り付けられた測定プローブ１もその軸周りに回転することになる。台車２２を昇降させる動力源及び支持体２３を回転させる動力源としては、それぞれモータ（図示せず）が用いられており、各モータの回転軸にはロータリーエンコーダが取り付けられている。これらロータリーエンコーダの計測値は、コントローラ４に出力される。

本実施形態に係る移動機構３としては、水平な一方向に移動可能とされた台車が用いられている。移動機構３を移動させることにより、筐体２１、台車２２及び支持体２３を介して、移動機構３に連結された測定プローブ１も水平方向に移動することになる。

本実施形態に係るコントローラ４は、前述のように、駆動機構２やレーザ距離計１２の動作を制御する機能を有する。また、コントローラ４には、レーザ距離計１２によって測定した煉瓦１０２ｂ表面までの距離測定値や、台車２２を昇降させるモータ及び支持体２３を回転させるモータにそれぞれ取り付けられたロータリーエンコーダの計測値が入力される。そして、コントローラ４は、台車２２を昇降させるモータに取り付けられたロータリーエンコーダの計測値に基づき、台車２２の上下方向位置、ひいては測定プローブ１の上下方向位置を算出可能とされている。また、コントローラ４は、支持体２３を回転させるモータに取り付けられたロータリーエンコーダの計測値に基づき、支持体２３の回転角度、ひいては測定プローブ１の回転角度を算出可能とされている。煉瓦１０２ｂ表面までの距離測定値、測定プローブ１の上下方向位置及び測定プローブ１の回転角度は、演算装置５に出力される。

本実施形態に係る演算装置５は、後述するように、煉瓦１０２ｂの水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）、煉瓦１０２ｂの厚みＴ_Ｗｉ等を算出するためのソフトウェアがインストールされたパーソナルコンピュータ等によって構成される。演算装置５には、前述のように、煉瓦１０２ｂ表面までの距離測定値、測定プローブ１の上下方向位置及び測定プローブ１の回転角度が入力される他、必要に応じてレーザ距離計６及び７による距離測定値が入力される。

本実施形態に係るレーザ距離計６、７としては、測定プローブ１に搭載されるレーザ距離計１２と異なり、測定に要する時間の制約（高速応答速度の必要性）や、高温での測定の必要性がないため、例えば、建築用途等に使用されるハンディタイプの光波測距方式のレーザ距離計を用いることが可能である。レーザ距離計６、７は、例えば、工場建家の柱Ｐ１やデッキＰ２等の適宜の位置に取り付ければよい。レーザ距離計６は、レーザ光の投光方向が下部槽１０２の中心軸近傍を通るように、その向きを設定して取り付けることが好ましい。なお、図２では、１個のレーザ距離計６のみを図示しているが、後述のように、実際には複数個のレーザ距離計６を用いることが好ましい。複数個のレーザ距離計６を用いる場合、各レーザ距離計６は、それぞれのレーザ光の投光方向が下部槽１０２の中心軸近傍を通るように、その向きをそれぞれ設定して取り付けることが好ましい。また、レーザ距離計７は、レーザ光の投光方向が移動機構３の移動方向とほぼ平行になるように、その向きを設定して取り付けることが好ましい。なお、本実施形態と異なり、移動機構３の移動方向が複数の方向である場合には、移動方向に応じた数のレーザ距離計７を用いればよい。そして、複数個のレーザ距離計７を用いる場合、各レーザ距離計７は、それぞれのレーザ光の投光方向が移動機構３の移動方向とほぼ平行になるように、その向きをそれぞれ設定して取り付けることが好ましい。

以上に説明した構成を有する煉瓦厚み測定装置を用いて下部槽１０２の煉瓦厚みを測定するに際しては、まず最初に、移動機構３に取り付けられた測定プローブ１の回転軸が、煉瓦厚みを測定する対象である下部槽（測定対象下部槽）１０２の下方に取り付けられた環流管２０ａ、２０ｂの何れか一方（図２に示す例では、環流管２０ａ）の直下に位置するように、移動機構３を移動させる。次に、駆動機構２により、測定プローブ１を上昇させて環流管２０ａ内に挿入し、さらに測定プローブ１を上昇させて測定対象下部槽１０２内に挿入する。そして、煉瓦厚みを測定したい上下方向位置に到達した時点で測定プローブ１を停止させる。

次に、駆動機構２により、測定対象下部槽１０２内に挿入した測定プローブ１をその軸周りに回転させながら、レーザ距離計１２によって測定対象下部槽１０２内の煉瓦１０２ｂ表面までの水平方向距離を測定する。

図５に示すように、演算装置５は、コントローラ４から入力された上記の距離測定値及び測定プローブ１の回転角度を用いて、下記の式（１）により、煉瓦１０２ｂの水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を算出する。
（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）＝（Ｄ_ｉｃｏｓθ_ｉ，Ｄ_ｉｓｉｎθ_ｉ） ・・・（１）
ここで、Ｄ_ｉはレーザ距離計１２によって測定した距離測定値を測定プローブ１の回転軸からの距離に換算した値を意味する。また、θ_ｉは距離測定時におけるＸ軸方向からの測定プローブ１の回転角度を意味する。
上記の式（１）で算出される煉瓦１０２ｂの水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）は、図５に示すように、測定プローブ１の回転軸を基準とする（測定プローブ１の回転軸の位置を原点（０，０）とする）座標系で表したものである。

一方、演算装置５は、煉瓦１０２ｂ表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある測定対象下部槽１０２及び測定プローブ１について、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する。
この算出した測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）は、図５に示すように、測定プローブ１の回転軸を基準とする座標系で表された測定対象下部槽１０２の中心軸の座標を意味する。
なお、上記測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）の算出方法の具体例については後述する。

最後に、図５に示すように、演算装置５は、煉瓦１０２ｂの水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）と、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）とを用いて、下記の式（２）により、煉瓦１０２ｂの厚みＴ_Ｗｉを算出する。
Ｔ_Ｗｉ＝Ｒ_Ｔ／２−Ｔ_Ｅ−Ｔ_Ｔ−｛（Ｘ_ｉ−Ｘ_Ｃ）^２＋（Ｙ_ｉ−Ｙ_Ｃ）^２｝^１／２ ・・・（２）
ここで、Ｒ_Ｔは測定対象下部槽１０２の鉄皮１０２ａの直径を意味する。Ｔ_Ｅは永久煉瓦及び不定形耐火物の総厚み（設計値）を意味する。Ｔ_Ｔは鉄皮１０２ａの厚み（設計値）を意味する。
なお、測定対象下部槽１０２の鉄皮１０２ａの直径Ｒ_Ｔは設計値を用いても良いし、後述するように、測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する際に鉄皮１０２ａの直径Ｒ_Ｔを測定するのであれば、この測定値を用いることも可能である。

＜測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）の算出方法＞
以下、測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）の算出方法の具体例について説明する。

＜第１の算出方法＞
測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する方法としては、測定対象下部槽１０２の煉瓦１０２ｂ表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある測定プローブ１の回転軸の水平方向位置（Ｘ_Ｄ，Ｙ_Ｄ）と、測定プローブ１で煉瓦１０２ｂ表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ'，Ｙ_Ｃ'）との双方をそれぞれ測定する方法が考えられる。以下、具体的に説明する。

測定プローブ１の回転軸の水平方向位置（Ｘ_Ｄ，Ｙ_Ｄ）は、例えば、レーザ距離計７を用いて、移動機構３までの距離を測定し、その距離測定値及び移動機構３と測定プローブ１の回転軸との水平方向の相対位置関係（この相対位置関係は予め把握しておけばよい）から算出することが可能である。

測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ'，Ｙ_Ｃ'）は、測定対象下部槽１０２の外面に設けられた鉄皮１０２ａ表面（外面）の水平方向位置を測定することによって算出可能である。そして、鉄皮１０２ａ表面の水平方向位置は、例えば、レーザ距離計６を用いて、鉄皮１０２ａ表面までの水平方向距離を測定することによって求めることができる。より具体的に説明すれば、例えば、図６に示すように、複数個のレーザ距離計６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）を配置し、レーザ光の投光方向が下部槽１０２の中心軸近傍を通るように、各レーザ距離計６ａ〜６ｄの向きを設定する。特に、レーザ距離計６ｃ及び６ｄについては、レーザ光の投光方向が互いに逆方向となるように向きを設定する。そして、レーザ距離計６ａで鉄皮１０２ａ表面までのＸ軸方向の距離Ｘ_Ｔを、レーザ距離計６ｂで鉄皮１０２ａ表面までのＹ軸方向の距離Ｙ_Ｔを測定する。また、レーザ距離計６ｃ及び６ｄでそれぞれ鉄皮１０２ａ表面までの距離を測定し、この距離測定値とレーザ距離計６ｃ及び６ｄの離間距離とに基づき、鉄皮の直径Ｒ_Ｔを算出する。以上のパラメータを用いれば、下記の式（３）により、測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ'，Ｙ_Ｃ'）を算出することができる。
（Ｘ_Ｃ'，Ｙ_Ｃ'）＝（Ｘ_Ｔ＋Ｒ_Ｔ／２，Ｙ_Ｔ＋Ｒ_Ｔ／２） ・・・（３）

なお、上記のようにして算出した算出した測定プローブ１の回転軸の水平方向位置（Ｘ_Ｄ，Ｙ_Ｄ）の座標系の基準と、上記のようにして算出した測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ'，Ｙ_Ｃ'）の座標系の基準とが異なっていても、レーザ距離計６及びレーザ距離計７の相対位置関係を予め把握しておきさえすれば、両座標系の基準を同一にすることが可能である。

上記の両座標系の基準が同一であるとすれば、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）は、下記の式（４）により算出することができる。
（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）＝（Ｘ_Ｃ'−Ｘ_Ｄ，Ｙ_Ｃ'−Ｙ_Ｄ） ・・・（４）

＜第２の算出方法＞
測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する方法としては、内面に設けられた煉瓦１０２ｂが実質的に侵食されておらず且つ煉瓦の厚みが既知である参照用の下部槽１０２（以下、測定対象下部槽と区別するため、適宜「参照用下部槽１０２Ａ」という）を用いる方法を採用することも可能である。以下、具体的に説明する。

この参照用の下部槽（未使用の下部槽や脱ガス処理に用いた回数の少ない下部槽（例えば、１回だけ溶鋼の脱ガス処理に用いた直後の下部槽））１０２Ａは、内面に設けられた煉瓦１０２ｂが実質的に侵食されていないため、その煉瓦１０２ｂの水平方向の内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）は、参照用下部槽１０２Ａの中心軸を中心とする円形状になる。従って、測定対象下部槽１０２の場合と同様に、測定プローブ１を用いて参照用下部槽１０２Ａに設けられた煉瓦１０２ｂの内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）を算出すれば、例えば、この内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）を形成する近似円を算出して、その近似円の中心位置を参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）とすることが可能である。

具体的には、下記の式（４）により、参照用下部槽１０２Ａの煉瓦１０２ｂの水平方向の内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）を算出する。
（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）＝（Ｄ_ｉｃｏｓθ_ｉ，Ｄ_ｉｓｉｎθ_ｉ） ・・・ （４）
ここで、Ｄ_ｉはレーザ距離計１２によって測定した距離測定値を測定プローブ１の回転軸からの距離に換算した値を意味する。また、θ_ｉは距離測定時におけるＸ軸方向からの測定プローブ１の回転角度を意味する。

次に、上記のようにして算出した内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）に対して、下記の式（５）で表される直径Ｒ_Ｗの円を最小自乗法等を用いてフィッティングさせる。下記の式（５）で表される直径Ｒ_Ｗは、煉瓦１０２ｂの厚みの設計値（すなわち、初期状態の煉瓦１０２ｂの厚み）に基づいて算出した煉瓦１０２ｂの内面の直径に相当する。従って、この直径Ｒ_Ｗの円を内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）を形成する近似円とすることができる。
Ｒ_Ｗ＝Ｒ_Ｔ０−２×（Ｔ_Ｗ０＋Ｔ_Ｅ＋Ｔ_Ｔ） ・・・（５）
ここで、Ｒ_Ｔ０は参照用下部槽１０２Ａの鉄皮１０２ａの直径を意味する。Ｔ_Ｗ０は煉瓦（ウエア煉瓦）１０２ｂの厚み（設計値）を意味する。Ｔ_Ｅは永久煉瓦及び不定形耐火物の総厚み（設計値）を意味する。Ｔ_Ｔは鉄皮１０２ａの厚み（設計値）を意味する。
なお、参照用下部槽１０２Ａの鉄皮１０２ａの直径Ｒ_Ｔ０は、設計値を用いても良いし、前述した測定対象下部槽１０２の鉄皮１０２ａの直径Ｒ_Ｔの場合と同様に、レーザ距離計６ｃ及び６ｄによって測定した値を用いることも可能である。

以上のようにして、内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）に対してフィッティングさせた直径Ｒ_Ｗの近似円の中心位置を、参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）とすることができる。

測定プローブ１を用いて測定した参照用下部槽１０２Ａの煉瓦の内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）は、測定プローブ１の回転軸を基準とする座標系で表されるため、上記のようにして算出した参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）も、測定プローブ１の回転軸を基準とする座標系で表される。すなわち、上記のようにして算出した参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）は、測定プローブ１の回転軸に対する参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向の相対位置に相当する。

従って、例えば、測定プローブ１を用いて下部槽（参照用下部槽及び測定対象下部槽）１０２の煉瓦１０２ｂの内断面形状を順次測定する時に、下部槽１０２及び測定プローブ１の水平方向位置の再現性が高い（移動機構による下部槽１０２及び測定プローブ１の水平方向の位置決め精度が高い）場合には、測定プローブ１の回転軸に対する参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）を、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）としてそのまま用いることが可能である。

＜第３の算出方法＞
前述した第２の算出方法において、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）をより一層精度良く算出するには、測定プローブ１を用いて下部槽（測定対象下部槽及び参照用下部槽）１０２の煉瓦１０２ｂの内断面形状を順次測定する時に、下部槽１０２及び測定プローブ１の水平方向位置にそれぞれ生じ得る変化量を考慮することが好ましい。換言すれば、測定プローブ１の回転軸に対する参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）を、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）としてそのまま用いるのではなく、上記の変化量を測定し、この測定値を用いて参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）を補正することにより、測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出することが好ましい。以下、この好ましい算出方法について具体的に説明する。

まず、測定プローブ１で煉瓦１０２ｂ表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある参照用下部槽１０２Ａについて、例えば、図６に示すレーザ距離計６ａ及び６ｂを用いて、参照用下部槽１０２Ａの外面に設けられた鉄皮１０２ａ表面までの水平方向距離を測定する。具体的には、レーザ距離計６ａで鉄皮１０２ａ表面までのＸ軸方向の距離Ｘ_Ｔ０を、レーザ距離計６ｂで鉄皮１０２ａ表面までのＹ軸方向の距離Ｙ_Ｔ０を測定する。
一方、測定プローブ１で煉瓦表面１０２ｂまでの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある測定対象下部槽１０２について、例えば、図６に示すレーザ距離計６ａ及び６ｂを用いて、測定対象下部槽１０２の外面に設けられた鉄皮１０２ａ表面までの水平方向距離を測定する。具体的には、第１の算出方法と同様に、レーザ距離計６ａで鉄皮１０２ａ表面までのＸ軸方向の距離Ｘ_Ｔを、レーザ距離計６ｂで鉄皮１０２ａ表面までのＹ軸方向の距離Ｙ_Ｔを測定する。
そして、上記の距離測定値の差に基づき、第２の算出方法と同様にして算出した参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）を算出する。
具体的には、下記の式（６）により、測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）を算出することができる。
（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）＝（Ｘ_Ｔ−Ｘ_Ｔ０，Ｙ_Ｔ−Ｙ_Ｔ０） ・・・（６）

また、参照用下部槽１０２Ａの煉瓦１０２ｂ表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある測定プローブ１について、例えば、レーザ距離計７を用いて、測定プローブ１までの水平方向距離を測定し、測定プローブ１の回転軸の水平方向位置（Ｘ_Ｄ０，Ｙ_Ｄ０）を算出する。ただし、必ずしも測定プローブ１の回転軸の水平方向位置自体を算出する必要はなく、移動機構３の水平方向位置を算出するだけでもよい。
一方、測定対象下部槽１０２の煉瓦１０２ｂ表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある測定プローブ１について、例えば、レーザ距離計７を用いて、測定プローブ１までの水平方向距離を測定し、測定プローブ１の回転軸の水平方向位置（Ｘ_Ｄ，Ｙ_Ｄ）を算出する。ただし、必ずしも測定プローブ１の回転軸の水平方向位置自体を算出する必要はなく、移動機構３の水平方向位置を算出するだけでもよい。
そして、上記の距離測定値の差（算出した水平方向位置の差）に基づき、測定プローブ１の回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）を算出する。
具体的には、下記の式（７）により、測定プローブ１の回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）を算出することができる。
（ΔＸ_Ｄ，ΔＹ_Ｄ）＝（Ｘ_Ｄ−Ｘ_Ｄ０，Ｙ_Ｄ−Ｙ_Ｄ０） ・・・（７）

さらに、参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）と、上記のようにして算出した測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）と、上記のようにして算出した測定プローブ１の回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）とに基づき、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する。
具体的には、下記の式（８）により、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出することができる。
（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）＝（Ｘ_Ｃ０＋ΔＸ_Ｃ−ΔＸ_Ｄ，Ｙ_Ｃ０＋ΔＹ_Ｃ−ΔＹ_Ｄ） ・・・（８）

以上に説明した第１〜第３の算出方法の何れかを用いて、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出すれば、前述のように、式（２）に基づき、煉瓦１０２ｂの厚みＴ_Ｗｉを精度良く算出することが可能である。

以下、実施例を示すことにより、本発明を更に詳述する。ただし、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。

＜実施例の概要＞
本発明に係る測定方法を用いて、下部槽内面に設けられた煉瓦の厚みを測定する試験を行った。ただし、測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）の算出方法としては、前述した第３の算出方法を用いた。
測定プローブ１に搭載するレーザ距離計１２としては、パルスレーザ光を用いたＴＯＦ（Time Of Flight）方式の距離計（距離測定値の出力周波数５Ｈｚ、測定精度σ＝５ｍｍ）を用い、測定プローブ１を約６０秒で一回転させた。従って、測定プローブ１が一回転する間に約３００点の距離測定を行うことができる。
レーザ距離計６（６ａ〜６ｄ）、７としては、ハンディタイプの光波測距方式のレーザ距離計（ライカ社製の商品名「ＤＩＳＴＯ Ａ５」，測定精度２ｍｍ）を用いた。

＜参照用下部槽の測定＞
１回だけ溶鋼の脱ガス処理に用いた直後の下部槽（内部温度８００℃程度）を参照用下部槽１０２Ａとして用い、レーザ距離計６ａで鉄皮１０２ａ表面までのＸ軸方向の距離Ｘ_Ｔ０を、レーザ距離計６ｂで鉄皮１０２ａ表面までのＹ軸方向の距離Ｙ_Ｔ０を測定した。また、レーザ距離計６ｃ及び６ｄによって鉄皮１０２ａの直径Ｒ_Ｔ０も測定した。さらに、レーザ距離計７で測定プローブ１の回転軸の水平方向位置（Ｘ_Ｄ０，Ｙ_Ｄ０）を測定した（実際には、Ｘ軸方向の位置Ｘ_Ｄ０のみを測定した）。直径Ｒ_Ｔ０の測定値は、ほぼ設計値と同じ値であったため、前述した式（５）や後述する式（９）中の直径Ｒ_Ｔ０としては、測定値及び設計値の何れを用いてもよいことが分かった。

次に、所定の上下方向位置に停止させた測定プローブ１を回転させながら、レーザ距離計１２によって上記の参照用下部槽１０２Ａ内の煉瓦１０２ｂ表面までの水平方向距離を測定した。そして、前述した式（４）に基づき、煉瓦１０２ｂの水平方向の内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）を算出した。

図７（ａ）は、内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）の算出結果の一例を示す図である。この内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）は、測定プローブ１の回転軸を基準とする（測定プローブ１の回転軸の位置を原点（０，０）とする）座標系で図示している。なお、図７（ａ）には、煉瓦厚みの設計値Ｔ_Ｗ０等から算出される煉瓦１０２ｂの水平方向の外断面形状も図示している。この外断面形状は内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）と同一の座標系で図示している。図７（ａ）に示すように、参照用下部槽１０２Ａ内の煉瓦１０２ｂは、実質的に侵食されていない（溶損が発生していない）ため、その内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）は、真円に近い形状となっていることが分かる。

次に、上記のようにして算出した内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）に対して、前述した式（５）で表される直径Ｒ_Ｗの近似円を最小自乗法を用いてフィッティングさせ、その近似円の中心位置を、参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）として算出した。算出した参照用下部槽１０２Ａの中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）＝（−７５１ｍｍ，−１５ｍｍ）であった。
そして、算出した（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）を用いて、下記の式（９）により、煉瓦１０２ｂの厚みＴ_ＳＷｉを算出した。
Ｔ_ＳＷｉ＝Ｒ_Ｔ０／２−Ｔ_Ｅ−Ｔ_Ｔ−｛（Ｘ_Ｓｉ−Ｘ_Ｃ０）^２＋（Ｙ_Ｓｉ−Ｙ_Ｃ０）^２｝^１／２ ・・・（９）
ここで、Ｒ_Ｔ０は参照用下部槽１０２Ａの鉄皮１０２ａの直径を意味する。Ｔ_Ｅは永久煉瓦及び不定形耐火物の総厚み（設計値）を意味する。Ｔ_Ｔは鉄皮１０２ａの厚み（設計値）を意味する。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）に基づき煉瓦厚みＴ_ＳＷｉを算出した結果を示す図である。図７（ｂ）に示すように、煉瓦厚みの設計値Ｔ_Ｗ０との差は１０ｍｍ以内であり、良好な測定精度で煉瓦厚みを測定できていることが分かる。

また、測定プローブ１を停止させる上下方向位置を変更し、上記と同様の手順で、５箇所の断面（煉瓦１０２ｂの５段分）について内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）を測定し、各断面の煉瓦厚みＴ_ＳＷｉを算出した。

図８は、５箇所の断面について算出した煉瓦厚みＴ_ＳＷｉと煉瓦厚みの設計値Ｔ_Ｗ０との差を評価した結果を示す図である。図８に示すように、５箇所の断面に亘る測定精度はσ＝７．４ｍｍと非常に良好であり、測定断面の位置が変わっても問題なく煉瓦厚みＴ_ＳＷｉを算出できることが分かる。

＜測定対象下部槽の測定＞
過去の経験から煉瓦を交換すべき直前と判断された下部槽（内部温度８００℃程度）を測定対象下部槽１０２として用い、レーザ距離計６ａで鉄皮１０２ａ表面までのＸ軸方向の距離Ｘ_Ｔを、レーザ距離計６ｂで鉄皮１０２ａ表面までのＹ軸方向の距離Ｙ_Ｔを測定した。また、レーザ距離計６ｃ及び６ｄによって鉄皮１０２ａの直径Ｒ_Ｔも測定した。さらに、レーザ距離計７で測定プローブ１の回転軸の水平方向位置（Ｘ_Ｄ，Ｙ_Ｄ）を測定した（実際には、Ｘ軸方向の位置Ｘ_Ｄのみを測定した）。直径Ｒ_Ｔの測定値は、ほぼ設計値と同じ値であったため、前述した式（２）中の直径Ｒ_Ｔとしては、測定値及び設計値の何れを用いてもよいことが分かった。

次に、所定の上下方向位置に停止させた測定プローブ１を回転させながら、レーザ距離計１２によって上記の測定対象下部槽１０２内の煉瓦１０２ｂ表面までの水平方向距離を測定した。そして、前述した式（１）に基づき、煉瓦１０２ｂの水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を算出した。

この際、前述した式（６）で算出される測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）＝（−９ｍｍ，−２ｍｍ）であり、測定プローブ１の回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＹ_Ｄ）＝（８ｍｍ，０ｍｍ）であった。ただし、ΔＹ_Ｄについては、実際に測定した値ではなく、Ｙ_Ｄ０とＹ_Ｄとの間に差がないと仮定した結果である。

次に、上記のようにして算出した（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）及び（ΔＸ_Ｄ，ΔＹ_Ｄ）を用いて、前述した式（８）により、測定プローブ１の回転軸に対する測定対象下部槽１０２の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出した。さらに、この（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）と上記のようにして算出した内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）とを用いて、前述した式（２）により、煉瓦１０２ｂの厚みＴ_Ｗｉを算出した。なお、煉瓦厚みＴ_Ｗｉを算出した後、測定対象下部槽１０２を上部槽１０１から取り外し、冷間で煉瓦１０２ｂの厚みを実測した。

図９は、測定対象下部槽１０２について算出した内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）及び煉瓦厚みＴ_Ｗｉの一例を示す図である。
図９（ａ）は、内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）の算出結果の一例を示す図である。具体的には、測定プローブ１を停止させる上下方向位置を変更して測定した５箇所の断面（煉瓦１０２ｂの５段分）についての内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）の内、最も煉瓦厚みＴ_Ｗｉの小さかった断面についての内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を示す図である。この内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）は、測定プローブ１の回転軸を基準とする（測定プローブ１の回転軸の位置を原点（０，０）とする）座標系で図示している。なお、図９（ａ）には、煉瓦厚みの設計値Ｔ_Ｗ０等から算出される煉瓦１０２ｂの水平方向の外断面形状も併せて図示している。この外断面形状は、上記のようにして算出した（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を用いて、内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）と同一の座標系に補正して図示している。
また、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）に基づき煉瓦厚みＴ_Ｗｉを算出した結果を示す図である。
なお、図９（ｂ）には冷間での煉瓦厚みの実測値を、図９（ａ）にはこの冷間実測値に基づき算出した内断面形状を併せて図示している。

図９に示すように、算出した煉瓦厚みＴ_Ｗｉと冷間での煉瓦厚みの実測値とは、非常に近い値を示しており、良好な測定精度で煉瓦厚みを測定できていることが分かる。なお、図９（ｂ）に示すように、測定対象下部槽１０２の中心角（測定対象下部槽１０２の中心軸を中心とした角度）９０°付近ではほぼ厚み０ｍｍ近くまで煉瓦が侵食されているのに対し、２７０°付近では厚み２００ｍｍほど煉瓦が残っている。このように、煉瓦の厚み分布が大きく変動している状態で煉瓦の寿命が尽きたと判断され、煉瓦が交換される下部槽は頻繁に存在する。このため、本発明に係る方法によって、定期的に下部槽内の煉瓦厚み分布を精度良く測定し、下部槽内の煉瓦をできるだけ均等に溶損させるように、溶鋼の環流方向や環流速度等の環流条件を決定すれば、煉瓦の寿命を向上させることが可能である。

図１０は、５箇所の断面について算出した煉瓦厚みＴ_Ｗｉと煉瓦厚みの冷間での実測値との差を評価した結果を示す図である。図８に示す参照下部槽１０２Ａの場合と同様に、測定断面の違いによる有意差はなさそうである。しかしながら、５箇所の断面に亘る測定精度はσ＝１８．３ｍｍと、参照下部槽１０２Ａの場合に比べて、測定精度が低下している。これは、交換直前の下部槽１０２の煉瓦には数十ｍｍ程度の凹凸（煉瓦の目地部分が溶損しやすい傾向にある）がある上に、本発明による煉瓦厚みの測定位置と冷間で実測する位置とを完全に一致させることができないために生じたものだと考えられる。従って、これらのことを考慮すると、本発明に係る方法は、良好な測定精度で煉瓦厚みを測定できているといえる。

図１は、ＲＨ真空脱ガス装置の概略構成を示す正面方向から見た断面図である。 図２は、本発明に係るＲＨ真空脱ガス装置の下部槽煉瓦厚み測定方法を実施するための装置の構成例を模式的に示す正面方向から見た断面図である。 図３は、本発明の一実施形態で用いる測定プローブの概略構成を示す正面方向から見た断面図である。 図４は、本発明の一実施形態で用いるレーザ距離計の概略構成を示す模式図である。 図５は、測定対象下部槽内の煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）、測定プローブの回転軸に対する測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）、及び、測定対象下部槽内の煉瓦の厚みＴ_Ｗｉの算出方法を説明するための平面図である。 図６は、測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置（Ｘ_Ｃ'，Ｙ_Ｃ'）の算出方法を説明するための平面図である。 図７は、本発明に係る方法によって算出した参照用下部槽の内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）及び煉瓦厚みＴ_ＳＷｉの一例を示す図である。 図８は、本発明に係る方法によって参照用下部槽の５箇所の断面について算出した煉瓦厚みＴ_ＳＷｉと煉瓦厚みの設計値Ｔ_Ｗ０との差を評価した結果を示す図である。 図９は、本発明に係る方法によって算出した測定対象下部槽１０２の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）及び煉瓦厚みＴ_Ｗｉの一例を示す図である。 図１０は、本発明に係る方法によって測定対象下部槽の５箇所の断面について算出した煉瓦厚みＴ_Ｗｉと煉瓦厚みの冷間での実測値との差を評価した結果を示す図である。

符号の説明

１・・・測定プローブ
２・・・駆動機構
３・・・移動機構
４・・・コントローラ
５・・・演算装置
６・・・レーザ距離計
７・・・レーザ距離計
１０・・・真空槽
１２・・・レーザ距離計
２０ａ，２０ｂ・・・環流管
１０２・・・下部槽
１０２ａ・・・鉄皮
１０２ｂ・・・煉瓦

Claims (6)

1. ＲＨ真空脱ガス装置が具備する円筒状の真空槽を構成する下部槽の内面に設けられた煉瓦の厚みを測定する方法であって、
   レーザ光を投光してからその反射光を受光するまでの時間に基づき距離を測定する方式のレーザ距離計を搭載した測定プローブを、煉瓦厚みを測定する対象である下部槽の下方に取り付けられた環流管内に挿入し上昇させて前記測定対象下部槽内に挿入する第１ステップと、
   前記第１ステップで測定対象下部槽内に挿入した測定プローブをその軸周りに回転させながら、前記レーザ距離計によって前記測定対象下部槽内の煉瓦表面までの水平方向距離を測定し、該距離測定値及び前記測定プローブの回転角度により、前記煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を算出する第２ステップと、
   前記第２ステップで煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定対象下部槽及び前記測定プローブについて、前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を測定する第３ステップと、
   前記第２ステップで算出した煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）と、前記第３ステップで測定した前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）とに基づき、前記煉瓦の厚みを算出する第４ステップとを含むことを特徴とするＲＨ真空脱ガス装置の下部槽内煉瓦厚み測定方法。
2. 前記第３ステップは、
   前記第２ステップで煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定対象下部槽について、所定の基準位置から前記測定対象下部槽の外面に設けられた鉄皮表面までの水平方向距離を測定し、該距離測定値に基づき、前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置を算出する第３−１ステップと、
   前記第２ステップで前記測定対象下部槽の煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定プローブについて、所定の基準位置から前記測定プローブまでの水平方向距離を測定し、該距離測定値に基づき、前記測定プローブの回転軸の水平方向位置を算出する第３−２ステップと、
   前記第３−１ステップで算出した前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向位置と、前記第３−２ステップで算出した前記測定プローブの回転軸の水平方向位置とに基づき、前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する第３−３ステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＨ真空脱ガス装置の下部槽内煉瓦厚み測定方法。
3. 前記第３ステップは、
   前記レーザ距離計を搭載した測定プローブを、内面に設けられた煉瓦が実質的に侵食されておらず且つ煉瓦の厚みが既知である参照用の下部槽の下方に取り付けられた環流管内に挿入し上昇させて前記参照用下部槽内に挿入する第３−４ステップと、
   前記第３−４ステップで参照用下部槽内に挿入した測定プローブをその軸周りに回転させながら、前記レーザ距離計によって前記参照用下部槽内の煉瓦表面までの水平方向距離を測定し、該距離測定値及び前記測定プローブの回転角度により、前記煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）を算出する第３−５ステップと、
   前記第３−５ステップで算出した煉瓦の水平方向の内断面形状（Ｘ_Ｓｉ，Ｙ_Ｓｉ）に基づき、前記測定プローブの回転軸に対する前記参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）を算出する第３−６ステップと、
   前記第３−６ステップで算出した参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）に基づき、前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する第３−７ステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＨ真空脱ガス装置の下部槽内煉瓦厚み測定方法。
4. 前記第３−７ステップは、
   前記第３−５ステップで煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記参照用下部槽について、所定の基準位置から前記参照用下部槽の外面に設けられた鉄皮表面までの水平方向距離を測定すると共に、前記第２ステップで煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定対象下部槽について、所定の基準位置から前記測定対象下部槽の外面に設けられた鉄皮表面までの水平方向距離を測定し、これら距離測定値の差に基づき、前記第３−６ステップで算出した前記参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）を算出する第３−７−１ステップと、
   前記第３−５ステップで前記参照用下部槽の煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定プローブについて、所定の基準位置から前記測定プローブまでの水平方向距離を測定すると共に、前記第２ステップで前記測定対象下部槽の煉瓦表面までの水平方向距離を測定する時と同じ水平方向位置にある前記測定プローブについて、所定の基準位置から前記測定プローブまでの水平方向距離を測定し、これら距離測定値の差に基づき、前記測定プローブの回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）を算出する第３−７−２ステップと、
   前記第３−６ステップで算出した参照用下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ０，Ｙ_Ｃ０）と、前記第３−７−１ステップで算出した測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置の変化量（ΔＸ_Ｃ，ΔＹ_Ｃ）と、前記第３−７−２ステップで算出した測定プローブの回転軸の水平方向位置の変化量（ΔＸ_Ｄ，ΔＸ_Ｄ）とに基づき、前記測定プローブの回転軸に対する前記測定対象下部槽の中心軸の水平方向の相対位置（Ｘ_Ｃ，Ｙ_Ｃ）を算出する第３−７−３ステップとを含むことを特徴とする請求項３に記載のＲＨ真空脱ガス装置の下部槽内煉瓦厚み測定方法。
5. 前記測定プローブは、
   前記レーザ距離計から投光されたレーザ光及びその煉瓦表面からの反射光を透過させるための光学窓と、
   前記光学窓と前記レーザ距離計との間に設けられ、投光及び受光のそれぞれの光路を仕切るための仕切部材とを備えることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のＲＨ真空脱ガス装置の下部槽内煉瓦厚み測定方法。
6. 請求項１から５の何れかに記載の測定方法によって測定された下部槽内の煉瓦厚みに基づき、溶鋼の環流方向及び／又は溶鋼搬送用ガスの流速を決定することを特徴とするＲＨ真空脱ガス装置の操業方法。

Images