JP2014190901A

JP2014190901A - 耐火レンガ異常検出装置

Info

Publication number: JP2014190901A
Application number: JP2013068002A
Authority: JP
Inventors: Tomomichi Yasumatsu; 知道安松; Keisuke Takenaga; 計介武永; Eito Kubo; 英人久保; Takeshi Kitamura; 健北村; Tatsunori Morinaga; 達則守永
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-06

Abstract

【課題】耐火レンガに穿孔することなく、効率的に沈積層を検出可能な耐火レンガ異常検出装置を提供する。
【解決手段】セメント原料を焼成するロータリーキルンと、前記ロータリーキルンの内周面に設けられた耐火レンガと、前記ロータリーキルンの内周面に電磁波を照射することにより、前記耐火レンガの厚みを計測する計測装置とを備え、前記計測装置は、前記電磁波の波長および強さを変更可能に設けられ、かつこの波長および強さを表示する表示手段と、前記電磁波の波長、強度および前記耐火レンガの比誘電率を入力可能に設けられた入力手段とを有することとした。
【選択図】図４

Description

本発明は、ロータリーキルンの内周側に設けられた耐火レンガの異常検出に関する。

従来、特許文献１にあっては、探査装置から地面に対し電磁波を送信し、送信波形と反射波形とを比較することで地面内の埋設物を探査している。

特公平７−１１７５８４号

セメント焼成用ロータリーキルンにあっては、２０００℃を超えるバーナ火炎により、原料を焼成してクリンカーとするため、ロータリーキルンシェルの保護のために、耐火レンガが重要な役目をしており、操業期間中にレンガの脱落が無いように年に１〜２回実施する定期補修期間に目視や残厚測定等で状態を確認している。
しかし、近年廃棄物を燃料や原料として使用するため、多様な物質がロータリーキルン内に持ち込まれ、焼成用の熱によって揮発し、ロータリーキルン内周に設けられた耐火レンガ内で凝集、浸透して沈積層を形成する。その沈積層では、耐火レンガの組成変化により、強度が低下しそこから耐火レンガの割れ、脱落に繋がる。
よって、耐火レンガの寿命測定のため沈積層の検出することが重要であるが、従来の検出方法として、耐火レンガに穿孔する方法があり沈積層の正確な検出は可能であるものの、穿孔により耐火レンガに負担がかかり、耐火レンガのひび割れや破壊を招くという問題がある。
そこで、非接触式の検出方法が必要であるが、上記特許文献１の技術にあっては単に送信波形と反射波形を比較するのみであり、効率的に沈積層を検出することができなかった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、耐火レンガに穿孔することなく、効率的に沈積層を検出可能な耐火レンガ異常検出装置を提供することにある。

本発明では、セメント原料を焼成するロータリーキルンと、前記ロータリーキルンの内周面に設けられた耐火レンガと、前記ロータリーキルンの内周面に電磁波を照射することにより、前記耐火レンガの厚みを計測する計測装置とを備え、前記計測装置は、前記電磁波の波長および強さを変更可能に設けられ、かつこの波長および強さを表示する表示手段と、前記電磁波の波長、強度および前記耐火レンガの比誘電率を入力可能に設けられた入力手段とを有することを特徴とする。

よって、耐火レンガに穿孔することなく、効率的に沈積層を検出可能な耐火レンガ異常検出装置を提供できる。

耐火レンガ異常検出装置のシステム構成図である。ロータリーキルンを示す図である。ロータリーキルン内部の耐火レンガ計測を示す概略図である。沈積層の検出を示す図である。ひびの検出を示す図である。

［システム構成］
図１は耐火レンガ異常検出装置２０のシステム構成図である。耐火レンガ異常検出装置２０は、電磁波３０を送受信するアンテナ２１、電磁波３０の波長を調整する波長調整部２２、電磁波３０の強度を調整する強度調整部２３、コントロールユニット２４、モニタ２５を有する。コントロールユニット２４は電磁波３０の波長、強度が入力可能に設けられ、入力された波長、強度となるよう波長調整部２２および強度調整部２３に指令を出力することで、アンテナ２１から所望の波長、強度を持った電磁波３０が発信される。

電磁波３０を耐火レンガ２等の被測定物に照射し、照射された発信波と反射波を比較することで、被測定物内部の異常（空隙、組成変化等）を検出するものである。被測定物の内部空隙、沈積層に応じた波長、被測定物の厚みに応じた強度、被測定物の材質（組成）に応じた比誘電率を入力することで、被測定物内部の異常を適切に検出可能となっている。入力された波長、強度、比誘電率はモニタ２５に表示される。

［ロータリーキルン］
図２はロータリーキルン１の斜視図、図３はロータリーキルン１の軸方向断面図（図２のＬ軸方向断面）である。ロータリーキルン１ではセメント原料が焼成される。ロータリーキルン１は外周側のキルンシェル１１を有し、このキルンシェル１１の内周側には耐火レンガ２が敷き詰められることでキルンシェル１１はバーナ４の熱から保護される。耐火レンガ２の表面に耐火レンガ異常検出装置２０を配置し、電磁波３０を照射することで耐火レンガ２内部の沈積層４０、ひびまたは空隙４１を検出する（図４、図５参照）。

［耐火レンガ内部の計測］
図４は耐火レンガ２内部の沈積層４０を検出する場合を示す。セメント焼成時、ロータリーキルン１では廃棄物を燃料や原料として使用するため多様な物質（例えばアルカリ、硫黄、鉛等）がロータリーキルン１内に持ち込まれ、これらの物質が耐火レンガ２内部に浸透して沈積層４０を形成する。沈積層４０では耐火レンガ２の組成が変化するため、強度が低下し沈積層４０付近で割れたり、空隙が入りやすくなる。

組成の変化によって、耐火レンガ２内部では沈積層４０と他の部分とで比誘電率が異なることとなる。したがって、内部に沈積層４０が存在する場合、耐火レンガ２に対し電磁波（発信波）３０を照射した際に、沈積層が存在しない場合とは電磁波の往復時間が異なる。
沈積層４０に応じた（例えばアルカリ、硫黄、鉛等）比誘電率をコントロールユニット２４に入力することで、耐火レンガ２に対し電磁波（発信波）３０を照射した際に沈積層４０における反射波４２の測定から沈積層４０の位置や厚さの推定が容易となり、耐火物レンガ４０の取り換え可否の判断に使用できる。（図４参照）。
また、耐火物の材質によって電磁波の吸収がある場合は、周波数を変更することで、精度よく測定することができる。

図５は耐火レンガ２内部のひびまたは空隙４１を検出する場合を示す。（ａ）は電磁波３０が長波長の場合、図５（ｂ）は短波長の場合である（電磁波３０および反射波３１を波として示す）。周波数が異なる電磁波で複数測定することで、ひびまたは空隙４１が微小な場合でも、確実に検出することができる。

１ロータリーキルン
１１キルンシェル
２耐火レンガ
２０耐火レンガ異常検出装置
２１アンテナ
２２波長調整部
２３強度調整部
２４コントロールユニット
２５モニタ
３０電磁波（発信波）
３１反射波
４０沈積層
４１ひびまたは空隙

Claims

セメント原料を焼成するロータリーキルンと、
前記ロータリーキルンの内周面に設けられた耐火レンガと、
前記ロータリーキルンの内周面に電磁波を照射することにより、前記耐火レンガの厚みを計測する計測装置と
を備え、
前記計測装置は、前記電磁波の波長および強さを変更可能に設けられ、かつこの波長および強さを表示する表示手段と、前記電磁波の波長、強度および前記耐火レンガの比誘電率を入力可能に設けられた入力手段と
を有することを特徴とする耐火レンガ異常検出装置。
請求項１に記載の耐火レンガ異常検出装置において、
前記耐火レンガには、前記セメント原料の焼成時に浸透した成分の層である沈積層が形成され、
前比誘電率は、前記耐火レンガおよび前記沈積層の比誘電率であること
を特徴とする耐火レンガ異常検出装置。