JP2657038B2

JP2657038B2 - コークス炉炭化室の内壁観察装置

Info

Publication number: JP2657038B2
Application number: JP5199427A
Authority: JP
Inventors: 晄和田
Original assignee: NISHINIPPON SETSUKEI KOGYO KK; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: NISHINIPPON SETSUKEI KOGYO KK; JFE Steel Corp
Priority date: 1993-08-11
Filing date: 1993-08-11
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JPH07126636A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間中のコークス炉炭
化室における耐火レンガ壁面の損傷状態や、補修作業に
必要な情報を得ることができるコークス炉炭化室の内壁
観察装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉の操業に還元材として使用されるコ
ークスは、一般にコークス炉を用いて石炭を乾留するこ
とによって製造される。このコークス炉炭化室は、高い
熱負荷のため、耐火れんがを主材料として構築されてい
るが、長年の使用によって、機械的外力、熱応力、また
挿入炭の成分の作用等により、炉壁の一部に損傷を来す
場合がある。

【０００３】このため、コークス炉を健全な状態に保
ち、操業効率を長期にわたって高く維持するためには、
コークス炉炭化室の炉壁状態を的確に判断し、必要に応
じて、モルタルの吹き付け等により、れんがの寿命のば
しのための補修を行う必要がある。

【０００４】従来この炉壁の観察に使用される炉内観察
装置として、特開昭６３−２５２２４２号公報には、テ
レビカメラを炉長方向に挿入し、炉壁表面観察及びその
変位量測定を行うものが、また特開昭６１−１１４０８
５号公報には、プリズムを利用し、炉内へのプローブ挿
入方向に対し垂直な位置にある炉内壁面を撮像する炉内
観察装置が、さらに特開昭６３−２６３３９０号公報に
は、観察装置内に回動自在な反射鏡を配置することによ
り、炉壁前面を観察可能としたものが提案されている。

【０００５】このような炉内観察装置を用いることによ
って、熱間における迅速な炉壁状況の確認が可能とな
り、操業効率の向上に寄与している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、コークス炉炭化
室は、例えば、炉高さが約７ｍ，窯幅が約０．４ｍで炉
長が約１６ｍと、奥行きが長くごく狭い空間であるた
め、コークス炉炭化室の全域を撮影するためには、略コ
ークス炉炭化炭化室の全長に等しい長尺ブームが必要
で、さらにこの先端に所定のテレビカメラを装着する必
要がある。

【０００７】ところが上記公報に開示された炉内観察装
置においては、いずれも、長尺ブームの支持はブームの
基端部のみで行われており、特に先端部に重量のあるテ
レビカメラを装着するものであるため、ブーム自体を強
度の強い大断面のものとする必要がある。さらに、基端
部における少しばかりのぶれでも先端部で増幅され、撮
影時にテレビカメラがぶれ易いという問題がある。

【０００８】そこで、本発明において解決すべき課題
は、炉底に摺動可能に当接するブーム支持手段を備える
ことにより、ブームを大断面化にすることなく使用を可
能にし、さらに撮像時におけるぶれを有効に防止するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のコークス炉炭化室の内壁観察装置は、コー
クス炉炭化室の炉底に近接して挿入され同コークス炉炭
化室の全長を撮影可能な長さの挿入用ブームと、同挿入
用ブームの先端部から垂直上方に立設した直立ブーム
と、この直立ブームに設けられた炉壁撮像手段とを備え
ると共に、前記挿入用ブームに、コークス炉炭化室挿入
時に同コークス炉炭化室の炉底に摺動可能に当接して前
記挿入用ブームを支持する複数の摺動式走行支持手段を
備え、かつ前記直立ブームに、コークス炉炭化室両内壁
に当接して前記直立ブームの倒れを防止するサイドガイ
ドシューを備えたことを特徴とする。

【００１０】ここで、走行支持手段としては、基端部を
ブームに可動可能に支持された鉄板製のそり状スライド
シューとすることができる。また、走行支持手段が炉底
と当接する面には、挿入時の摺動抵抗を少なくする目的
で、炉底に落ちているコークス塊を下部に巻き込まない
様に、スクレーパー板を前後に取付けローラー支持とす
ることもできる。

【００１１】

【作用】本発明においては、コークス炉炭化室挿入時に
同コークス炉炭化室の炉底に摺動可能に当接して前記ブ
ームを支持する走行支持手段を備えることによって、ブ
ームそのものの強度を向上させることなく長尺化が可能
となる。またこの走行支持手段によってブームが安定し
て支持されるため、炉壁撮像手段のぶれを効率的に防止
することができる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の特徴を図面に示す実施例に基づ
いて具体的に説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例である内壁観察装
置をコークス炉炭化室に挿入した状態で示す正面図、図
２は図１の平面図、図３は右側面図である。

【００１４】本実施例のコークス炉炭化室の内壁観察装
置は、約１６ｍのコークス炉炭化室が撮影可能な長さの
挿入用ブーム１と、この挿入用ブーム１の先端部から垂
直上方に立設した直立ブーム２と、直立ブーム２に取り
付けられた複数基のプローブ３を備えている。

【００１５】挿入用ブーム１の下部には、コークス炉炭
化室の炉底に摺動可能に当接して挿入用ブーム１を支持
するスライドシュー４を３箇所設けている。このスライ
ドシュー４は、基端部を挿入用ブーム１に可動可能に支
持された、長さが約１５００ｍｍの鋼板製のそり状で、
炉底と当接する底面には、挿入時の摺動抵抗を少なくす
る目的と、炉底の傷つき防止の目的で、スライドシュー
前後は、スキー板状にコーナーの丸みを大きくとる。

【００１６】このようなスライドシュー４を設けること
によって、挿入用ブーム１そのものの強度を向上させる
ことなく長尺化が可能となる。また、直立ブーム２の略
先端部にも、移動時における左右の炉壁への倒れを防止
するため、左右に長さ約１５００ｍｍのサイドガイドシ
ュー５を取り付けている。

【００１７】図１及び図２において、７は、挿入用ブー
ム１の基端部に設けられた車輪６駆動用のモータで、こ
のモータ７を作動させることによって、内壁観察装置を
コークス炉炭化室内に出し入れすることができる。

【００１８】また、挿入用ブーム１及び直立ブーム２は
ともに三重管構造で、図４の断面図に示すように、最も
中心部はＮ₂ガス及び配線ケーブル用管路１ａ，２ａ、
中間は冷却水の供給用流路１ｂ，２ｂ、さらに最も外側
は冷却水の排水用流路１ｃ，２ｃとしている。なお、図
１に示す８は、直立ブーム２と、挿入用ブーム１を接続
する排水斜管であり、各プローグよりの排水斜管として
いる。

【００１９】図５は、プローブ３の詳細を示す断面図
で、カメラ収納ボックス１１を内蔵したカメラ収納ボッ
クス取付ハンガー１０、及び一端を直立ブーム２に接続
され、他端にカメラ収納ボックス１１を回転可能に支持
するカメラ首振り駆動装置収納ボックス１２を備えてい
る。

【００２０】カメラ収納ボックス取付ハンガー１０の基
端部には：内部に冷却水供給路１３ａを形成した回転軸
としてのハンガー軸１３が一体に固定されている。ハン
ガー軸１３は、カメラ首振り駆動装置収納ボックス１２
に内蔵された上下２段のベアリング１４によって支持さ
れ、さらに歯付プーリ１５に接続されている。プローブ
３の外周面は、全て断熱温度１４００℃のセラミックウ
ール１６で覆われ、かつセラミックウール１６は、図示
しないＳＵＳ網により外周全体を覆って固定している。
これによって、プローブ３外周の輻射熱を遮断し冷却水
の冷却効果を高めている。

【００２１】また、カメラ首振り駆動装置収納ボックス
１２の外周には、直立ブーム２の冷却水の供給用流路２
ｂと接続された、二重外枠冷却流路１７を形成し、この
二重外枠冷却流路１７は、さらにハンガ軸１３の冷却水
供給路１３ａに接続されている。

【００２２】１８は、ハンガー軸１３に設けられた漏水
防止用のＯリングである。また、１９はギヤードモータ
で、出力軸に減速機１９ａを介して歯付きプーリー１９
ｂを設け、さらにこれに接続された歯付きプーリ１５に
よって、ハンガー軸１３が回転駆動される。ギヤードモ
ータ１９の出力軸の延長上には、パルスゼネレータ２０
を配置しており、ハンガー軸１３の回転をフィードバッ
クさせている。

【００２３】このような構造によって、カメラ収納ボッ
クス１１を、ハンガー軸１３周りに回転可能としてい
る。これによって、従来の装置では、ボックス内でカメ
ラを回転している為、観察窓内の狭い範囲のみの回転で
あるが、ボックス外にカメラを設置回転可能にした為視
界範囲が広く採れ、撮像中の炉壁損傷状態の見落としが
なくなり、補修作業に必要な情報を確実なものとするこ
とができる。

【００２４】また後述するＣＣＤカメラのコントローラ
２１も駆動装置収納ボックス１２内に配置されており、
全てのケーブル等は、この駆動装置収納ボック１２内に
集められ、さらに直立ブーム２及び挿入用ブーム１のＮ
₂ガス及び配線ケーブル用管路１ａ，２ａを通り外部へ
と接続されている。

【００２５】カメラ収納ボックス取付ハンガー１０の外
周にも、同様に冷却流路２３が形成されており、この冷
却流路２３は、入口側がカメラ収納ボックス１１に接続
されたフレキシブルホース２４に接続され、出口側が排
水斜管８に接続されたフレキシブルホース２５に接続さ
れている。また、ハンガー軸１３の冷却水供給路１３ａ
は、フレキシブルホース２６によってカメラ収納ボック
ス１１に接続されている。このフレキシブルホース２６
の中には、温度センサ用ケーブルＣＣＤカメラ３信号ケ
ーブル、オートアイリスケーブル、Ｎ₂パージケーブル
等を通しており、これによって、カメラ受像を可能とし
ている。もちろんフレキシブルホース内には冷却水が流
れるため、それぞれのケーブルの入口、出口は完全にゴ
ムブッシングでシールされている。

【００２６】図６は、図５に示すカメラ収納ボックス１
１を固定するためのハンガー１０の詳細図で、ハンガー
１０には複数の取付ブラケット２７を設け、この取付ブ
ラケット２７に、上下回転ピン２８ｂを軸として上下方
向に傾動可能な、複数の取り付け孔２８ａを設けた固定
ブラケット２８を取り付け、さらにこれにカメラ収納ボ
ックス１１を固定している。このような構造によって、
ハンガー１０に取付られたカメラ収納ボックス１１は、
上記したハンガー軸１３を回転軸とする水平方向のみの
回転移動だけではなく、上下方向の任意な位置に固定し
また上下方向に傾動させることができる。これによっ
て、カメラの視界に入らない部分を、取付け位置を変え
ることにより回避できることとなる。

【００２７】図７はカメラ収納ボックス１１の詳細図、
図８は図７に示すカメラ収納ボックス１１の窓部の縦断
面図、図９は同窓部の正面図で、カメラ収納ボックス１
１の一方を開口して観察窓３０とし、外周には外枠冷却
流路３１を形成している。内部には、ＣＣＤカメラ３
２，約φ３ｍｍのピンホールレンズ３３を備え、ピンホ
ールレンズ３３の前面位置には、フィルタガラス３４，
耐熱ガラス３５を配置し、これらを押え金物３６によっ
て固定している。押え金物３６はねじ止め構造とし、こ
れによって耐熱ガラス３５を外部から着脱可能にしてい
る。フィルタガラス３４はハレーション，温度等により
ＣＣＤカメラで撮影した情報をモニターに映し出す際、
不必要な波長入力を制御するのに有効である。押え金物
３６は、全周ネジ構造で押えを目的とし、パージ用スリ
ットを持った押え金物３６ａは、必ず上部よりパージで
きるように円周方向任意な点にセットできる構造とし、
一方向パージによる流れの為対流が発生しにくい構造で
あるため、一方向よりＮ₂ガスをガラス表面に漂わせて
パージすることにより、ガラス表面に付着するコークス
粉等を吹き飛ばすことができ、また、押え金物３６ａと
耐熱ガラス３５の押え付け面はＮ₂ガス流路へ通じるヘ
ッダー溝３８ａを全周に設けており、押え金物３６ａの
温度上昇が耐熱ガラス３５に与える影響を最小限にする
ことができる。

【００２８】また３７は窓とピンホールレンズの隙間を
埋めるガードプレートで、これによって、窓からから漏
れて入り込み、ＣＣＤカメラに当たる輻射熱を遮断する
ことができる。

【００２９】またカメラ収納ボックス１１内には、カメ
ラ内の温度が５０℃以上になった時、異常検出するセン
サ３９を設けている。このセンサ３９は、図１に示すモ
ータ７に接続されており、異常温度を検知すると、モー
タ７を作動させて内壁観察装置を炉外に急速に引き戻
し、これによってＣＣＤカメラ３２を保護している。こ
のＣＣＤカメラ３２には電子シャタ機能を取り付けてい
るため、走行中におけるスライドシュー４の振動に影響
されず明瞭な観察が可能となる。

【００３０】ピンホールレンズ３３は、レンズの包括角
度が、水平約５６度、垂直約４３度、対角約６９度先端
レンズ径約φ３ｍｍの広角レンズであり、これによって
窓径をφ２２ｍｍまで小さくすることができ、窓から入
ってくる輻射熱を最小限とすることができる。

【００３１】図８及び図９に明瞭に示すように、耐熱ガ
ラス３５の上部には、Ｎ₂ガス放出用の溝３８を設け、
この溝３８ａよりヘッダー流路３８ｂを流れ上部から耐
熱ガラス３５に添わせた方向にＮ₂ガスを放出させる。
これによって、耐熱ガラス３５表面のダスト付着防止、
及び耐熱ガラスの冷却を行うことができる。

【００３２】また、ＣＣＤカメラ３２をセパレートタイ
プとし、コントローラ部２１とＣＣＤカメラ３２に分割
することにより、レンズ３３部とＣＣＤ素子部３２のみ
とすることによりコンパクト化でき、カメラ収納ボック
ス１１を小さくすることができた。また、ＣＣＤカメラ
信号線等ケーブルは、冷却水供給用のフレキシブルホー
ス２６内を配線することにより冷却される。

【００３３】以上に説明したフレキシブルホース１６，
２５，２６は、ＳＵＳ網巻きとし、その外周は断熱テー
プ（１４００℃）により、テーピングを行い輻射熱を防
いでいる。これは、水路に柔軟性を持たせることによ
り、カメラハンガーの首振りをスムーズにすることに有
効である。

【００３４】本実施例においては、ボックス材料はすべ
てＳＵＳ材を使用し、冷却水と断熱材とＮ₂ガス等によ
り、ＣＣＤカメラの耐熱温度５０℃を充分にクリアでき
たが、銅材を使用することにより、さらに熱伝導が良く
なりカメラ保護にとって有効となる。

【００３５】次いで上記コークス炉炭化室の内壁観察装
置における冷却水の流れについて説明する。

【００３６】挿入用ブーム１の基端部から冷却水供給用
流路１ｂに供給された冷却水は、直立ブーム２の冷却水
供給用流路２ｂを通り、数個のカメラ収納プローブ３に
給水される。カメラ収納プローブ３よりの排水は、フレ
キシブルホース２５によって、挿入用ブーム１の排水用
流路１ｃから行う。

【００３７】図５に示す直立ブーム２のヘッダーパイプ
４０には、上端と下端にノズル孔４０ａを多数設けてお
り、このノズル孔４０ａよりヘッダパイプ４０外側の排
水流路２ｃを通り、挿入用ブーム１の排水流路１ｃへと
流出する。

【００３８】一方、ヘッダパイプ４０よりカメラ首振り
駆動装置収納ボックス１２内に送りこまれた冷却水は、
駆動収納ボックス１２の二重外枠冷却流路１７を流れ、
駆動収納ボックス１２全面を冷却し、ハンガ軸１３の冷
却水供給路１３ａに流れ込む。ここでベアリング１４、
Ｏリング１８等の冷却を行い、次いでフレキシブルホー
ス２６の中を流れて、カメラ収納ボックス１１の二重外
枠冷却流路３１を流れ、カメラ収納ボックス１１全面を
冷却する。さらに、フレキシブルホース２４の中を流れ
てカメラ収納ボックス取付ハンガ１０の二重外枠冷却流
路２３の中を上から下に流れて再度上部に循環し、上部
よりフレキシブルホース２５の中を流れて、排水斜管８
さらには挿入用ブーム１の排水用流路１ｃを通って外部
に排出される。

【００３９】なお、ヘッダパイプ４０から各カメラ収納
プローブ３への上下の高さ差による給水バランスは、冷
却ホース２５の出口に、ホース内径より小さい穴を設け
たＳＵＳ製板状の流量抵抗物のオリフィスを入れること
により給水量のバランスを取ることができる。またカメ
ラ収納ボックス１１への冷却水の供給量は、カメラ本体
の耐熱度（５０度）に影響するものであるため、ヘッダ
ーパイプ４０の上端、下端に設けているノズル孔４０ａ
をプラグでぞれぞれ４の倍数毎盲プラグすることにより
ヘッダ戻り水２ｃを制御し、これによって各プローブ３
の流量を確保することができた。

【００４０】図１０は、コークス炉炭化室の内壁観察装
置のシステム全体図で、５０は、駆モータ７及びカメラ
首振り駆動装置収納ボックス１２内に設けたパルスゼネ
レータ２０と接続された高速カウンタ、５１は高速カウ
ンターで演算された数値を映像出力に変換するするコン
トローラ、５２は映像出力のためのテレビモニターで、
ＣＣＤカメラ３１の撮像をモニタ５２で表し録画し、分
析するための情報として、挿入用ブーム１の駆動軸延長
上にブームの出入り量検出をパルスゼネレータ７により
行い、ブーム先端のカメラ首振り角度検出をパルスゼネ
レータ２０により行い、両方のパルスゼネレータからの
入力を演算してモニタ５２に映し出されているセンター
マークの位置を、炉の入口までの距離でモニターの４角
部に表示し、かつ録画することができる。映し出された
センターマークの距離が判別できることにより、炉壁状
態の目視データ分析及び画像処理手段において有効とな
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００４２】（１）コークス炉炭化室挿入時に同コーク
ス炉炭化室の炉底に摺動可能に当接して前記ブームを支
持する走行支持手段を備えることによって、ブームその
ものの強度を向上させることなく長尺化が可能となり、
装置の軽量化が達成できる。

【００４３】（２）また走行支持手段によってブームが
安定して支持されるため、炉壁撮像手段のぶれを効率的
に防止することができる。

【００４４】（３）ブームの先端部に設けられた炉壁撮
像手段に、リモートコントロールによる左右首降り機構
及び上下移動機構をそなえることにより、高温炉内であ
りながら、あたかも常温状態での観察モニターカメラと
同様に操作できることにより、炉壁状態の目視データ分
析及び画像処置分析効果の向上に寄与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内壁観察装置をコークス炉炭化室に挿
入した状態で示す正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図２の右側面図である。

【図４】挿入用ブーム及び直立ブームの断面図である。

【図５】プローブ部の詳細断面図である。

【図６】ハンガ部の右側面図である。

【図７】カメラ収納ボックスの詳細断面図である。

【図８】図５に示すカメラ収納ボックスの窓部の縦断面
図である。

【図９】図５に示すカメラ収納ボックスの窓部の正面図
である。

【図１０】図１に示すコークス炉炭化室の内壁観察装置
のブロック図である。

【符号の説明】

１挿入用ブーム２直立ブーム１ａ，２ａＮ₂ガス及び配線ケーブル用管路１ｂ，２ｂ冷却水の供給用流路１ｃ，２ｃ冷却水の排水用流路３プローブ４スライドシュー５サイドガイドシュー６車輪７モータ８排水斜管１０カメラ収納ボックス取付ハンガー１１カメラ収納ボックス１２カメラ首振り駆動装置収納ボックス１３ハンガー軸１３ａ冷却水供給路１４ベアリング１５歯付プーリ１６セラミックウール１７二重外枠冷却流路１８Ｏリング１９ギヤードモータ１９ａ減速機１９ｂ歯付きプーリ２０パルスゼネレータ２１コントローラ２３冷却流路２４，２５，２６フレキシブルホース２７取付ブラケット２８固定ブラケット２８ａ取り付け孔３０観察窓３１外枠冷却流路３２ＣＣＤカメラ３３ピンホールレンズ３４フィルタガラス３５耐熱ガラス３６押え金物３７ガードプレート３８ａヘッダー溝３８ｂヘッダー流路３９センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コークス炉炭化室の炉底に近接して挿入
され同コークス炉炭化室の全長を撮影可能な長さの挿入
用ブームと、同挿入用ブームの先端部から垂直上方に立
設した直立ブームと、この直立ブームに設けられた炉壁
撮像手段とを備えると共に、前記挿入用ブームに、コー
クス炉炭化室挿入時に同コークス炉炭化室の炉底に摺動
可能に当接して前記挿入用ブームを支持する複数の摺動
式走行支持手段を備え、かつ前記直立ブームに、コーク
ス炉炭化室両内壁に当接して前記直立ブームの倒れを防
止するサイドガイドシューを備えたことを特徴とするコ
ークス炉炭化室の内壁観察装置。
【請求項２】前記炉壁撮像手段を高さ方向に複数基備
え、かつ同炉壁撮像手段に左右首振り機構、及び又は上
下移動機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のコ
ークス炉炭化室の内壁観察装置。