JP2819228B2

JP2819228B2 - コークス炉の炉壁補修装置

Info

Publication number: JP2819228B2
Application number: JP29399193A
Authority: JP
Inventors: 惠嗣松田; 哲郎内田; 高橋　　保; 勤松野; 啓治亀川; 誠沼澤; 隆造森谷; 英邦伊藤; 俊雄近藤; 英毅大平; 俊司堀之内; 茂山田; 弘幸白石; 照常西尾; 英明森本
Original assignee: JFE Steel Corp; Kansai Coke and Chemicals Co Ltd; JFE Engineering Corp; Sumitomo Heavy Industries Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Kansai Coke and Chemicals Co Ltd; JFE Engineering Corp; Nippon Steel Corp; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH07126638A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コークス炉の炭化室
と燃焼室とを区画する炉壁の損傷部分を補修する炉壁補
修装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】室炉式コークス炉は、炉体の下部に蓄熱
室があり、その上部に炭化室と燃焼室とが交互に配置さ
れている。燃料ガスおよび空気（富ガスの場合は空気の
み）は蓄熱室で予熱され、燃焼後隣接する蓄熱室で熱回
収されたのち、煙道を経て排出される。炭化室に装入さ
れた石炭は、両側燃焼室から炉壁を介して間接加熱によ
り乾留されてコークス化する。室炉式コークス炉は、大
部分が珪石煉瓦および粘土質煉瓦で構築され、一部断熱
煉瓦、赤煉瓦が使用されている。

【０００３】しかしながら、室炉式コークス炉は、機械
的外力、熱応力、装入石炭水分等の作用等によって、長
年使用しているうちに各部に損傷が発生する。特に炭化
室壁は、前記の諸要因に基づく作用が集中するため、目
地切れ、亀裂の発生、煉瓦の欠落等の損傷が生じ易い。
このような損傷が生じた場合は、炭化室から燃焼室に発
生コークス炉ガスの流入により、不完全燃焼を生じて黒
煙による公害問題や燃焼室温度の局部的低下による生産
性の低下、熱分解カーボンの炉壁への付着量の増大によ
る押詰まり等の問題を招来する。そのため、耐久性が低
いが損傷箇所にモルタルを吹付けたり、損傷が大きな場
合は、高額の補修費を要する煉瓦の積替えを行なってい
た。

【０００４】従来室炉式コークス炉の寿命は、２０〜２
５年程度といわれてきたが、最近では炉壁損傷部を溶射
補修する方法の採用および炉壁損傷部の診断精度のアッ
プによる適切な補修等によって、３０〜３５年は持たせ
られる見通しが立ってきている。一方、コークス炉をリ
プレースするには、少なくとも１炉団数百億円の投資が
必要となり、会社の経営環境を大きく圧迫することとな
ること、また、我が国の各社コークス炉の寿命を３５年
とすると、西暦２０００年前後にリプレースしなければ
ならない炉が多く、珪石煉瓦および築炉工の対応ができ
ないという問題点を有している。このため、コークス業
界においては、室炉式コークス炉の寿命を４０〜４５
年、さらにそれ以上に延命できる汎用性が高く効果的な
補修技術が切望されている。

【０００５】従来、コークス炉の炉壁補修装置として
は、可燃ガス、酸素ならびに耐火物粉の供給管を内挿し
た水冷長筒体の一端に着脱自在に溶射バーナーを設け、
他端に操作ハンドルを嵌設すると共に、該水冷長筒体を
支持枠に転動自在に嵌挿しかつ移動台車上に移動かつ旋
回自在に搭載せしめた装置（実開昭５２−３６７０３号
公報）、冷却ケースに不定形耐火物を炉壁損傷部に吹付
ける溶射ガンと、炉壁損傷部を映し出すテレビカメラ
と、同じく炉壁損傷部と上記溶射ガンとの距離を測定す
る距離計を内装せしめてなる炉内装入ヘッド部と、上記
テレビカメラによる画像を炉外で観察可能な観察装置お
よび上記炉内装入ヘッド部を距離計の測定値に基づいて
三軸方向に移動せしめる移動機構を具備した装置（特開
昭６０−１７６８９号公報）、水冷ボックス内に、溶射
バーナーと監視カメラ等溶射に必要な機能を収め、ブー
ムの先端に着脱自在に設けた装置（特開平２−９９５９
２号公報）、内部に監視用カメラと溶射バーナーを備え
た水冷ボックスを、着脱自在に取付けた長尺ビームを、
中段作業床上の軌条を走行する車輪を有し、前記長尺ビ
ームの支持枠部の旋回および昇降が自在な台車に取付け
て、前後退および傾斜角度を自由に選択することができ
るようにした装置（特開平２−９９５８９号公報）、走
行台車上に設けられた昇降ならびに旋回可能な基台上に
傾動可能にガイドレールを設け、かつ該ガイドレールに
沿って移動するランスホルダーと該ランスホルダー内に
繰り出し自在に装着された溶射ランスを設け、かつ該ラ
ンスホルダー上に補修壁面監視カメラを設けた装置（特
開平４−３２６９０号公報）等多くの提案が行われてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記実開昭５２−３６
７０３号公報に開示の装置は、作業員が炉壁損傷部を肉
眼で観察しながら操作ハンドルを操作し、水冷長筒体の
一端に設けた溶射バーナーにて損傷部を補修する必要が
あり、補修すべき範囲及び補修材吹付量は人間の感覚に
依存しなければならない。また、特開昭６０−１７６８
９号公報に開示の装置は、炉壁損傷部と溶射ガンとの距
離を一定に保持できるが、炉壁損傷部の損傷状況に応じ
た補修を行うことについては開示されていない。さら
に、特開平２−９９５９２号公報、特開平２−９９５８
９号公報に開示の装置は、監視カメラの画像を作業員が
監視しながら溶射バーナーを内蔵したブームを操作する
必要があり、補修すべき範囲及び補修材吹付量は人間の
感覚に依存しなければならない。さらにまた、特開平４
−３２６９０号公報に開示の方法は、特開平２−９９５
８９号公報と同様に監視カメラの画像を作業員が監視し
ながら溶射ランスを操作する必要があり、補修すべき範
囲及び補修材吹付量は人間の感覚に依存しなければなら
ない。また、特公平５−１７２７７公報において使用さ
れている多段伸縮ランス装置は、同心状の円筒体を複数
段伸縮自在に結合し、先端に補修材吹き付けノズルを備
えており、コークス炉の窯口または燃焼室の点検孔から
コークス炉内に挿入され、ランス先端部が補修すべき壁
面部に導かれるように伸縮調整される。このため、１段
目のランスは伸縮用のローラにより狭持され、２段目の
ランスは１段目のランス内を摺動して伸縮可能に構成さ
れているため、多段構造のランスを実現することが難し
い。また、従来の多段伸縮ランスにおいては、断面が円
形の筒体により構成されているため、１段目のランスを
軸の回りに回転させようとする場合、第２段目のランス
との接触面で滑りが生じ、１段目のランスの回転が２段
目のランスに伝達されないという問題があった。また、
炉壁の損耗状況を視覚的に把握するのみで、損耗量、例
えばくぼみ量を定量的に把握していないため、補修すべ
き範囲及び補修材吹付量は人間の感覚に依存しなければ
ならない。

【０００７】しかも、従来のランス装置は、ランスの内
部に多数の冷却管、ホース、ケーブル、計測センサーな
どを内蔵しており、外部との接続ホース、ケーブルも多
種、多様となる。このため、ランス本体およびランスヘ
ッド部は、回動させることができないので、炭化室のよ
うに左右２面の炉壁の観察や補修を行う場合には、１面
に対するランス挿入および観察、補修作業を行ったの
ち、一旦ランス全体を取替えてから、他の面に対して同
様の作業を行わなければならなかった。

【０００８】この発明の目的は、従来のコークス炉内の
壁面補修装置の問題点を除去し、ランス軸の回りの回転
が確実に伝達可能で、しかも多面の観察や補修にも迅速
に対処できるコークス炉の炉壁面補修装置を提案するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、Ｘ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸及びこれらの軸を中心に回転可能な多段伸縮
ランスと該多段伸縮ランスを駆動するランス駆動システ
ムを備え、前記多段伸縮ランスは、断面多角形の筒体か
らなる第１段ランスと、この第１段ランス内に軸方向に
伸縮自在に組み付けられた第２段〜第Ｎ段のランスと、
前記第１段ランスをその内面に嵌合収納することにより
前記第１段〜第Ｎ段のランスを支持する断面多角形の固
定外筒とからなり、前記ランス駆動システムは、前記固
定外筒と第１段〜第Ｎ段ランス間に設けられたランス伸
縮駆動機構と、前記固定外筒を垂直面内で傾動させるた
めの傾動機構と、前記固定外筒を水平面内で旋回させる
ための旋回機構と、前記固定外筒をランス軸の回りに回
転させるための回転機構とを備えた多段伸縮ランスを用
い、かつ、ランス本体の先端にランスヘッド部を設け、
ランス本体を経てランスヘッド部に至るまで内蔵した粉
体供給管の先端に多方向の溶射口を持つノズルヘッドを
設け、該ノズルヘッドの溶射口の一つには吐出ノズル
を、残りの溶射口には閉止プラグを着脱可能に設置する
ことによって、ランス軸の回りの回転が確実に伝達可能
で、しかも多面の観察や補修にも迅速に対処できること
を究明し、この発明に到達した。

【００１０】すなわちこの発明は、多段伸縮ランスを用
いるコークス炉の炉壁補修装置において、上下、前後、
左右方向に移動可能で、かつこれらの方向軸を中心に回
転可能な多段伸縮ランスと、該多段伸縮ランスを駆動す
るランス駆動システムを備え、前記多段伸縮ランスは、
第１段ランスと、この第１段ランス内に軸方向に伸縮自
在に組み付けられた第２段〜第Ｎ段のランスと、前記第
１段ランスをその内面に嵌合収納することにより前記第
１段〜第Ｎ段のランスを支持する固定外筒とからなり、
前記ランス駆動システムは、前記固定外筒と第１段〜第
Ｎ段ランス間に設けられたランス伸縮駆動機構と、前記
固定外筒を垂直平面内で傾動させるための傾動機構と、
前記固定外筒を水平平面内で旋回させるための旋回機構
と、前記固定外筒をランス軸回りに回転させる回転機構
とからなることを特徴とするコークス炉の炉壁補修装置
である。

【００１１】また、ランス伸縮駆動機構は、第１段ラン
スの外周面に固定されたラックと、固定外筒に設けられ
たピニオンと、これらのラックおよびピニオンによる第
１段ランスの前進移動に連動して第２段〜第Ｎ段ランス
を移動させる前進移動機構と、前記第１段ランスの後退
移動に連動して第２段〜第Ｎ段ランスを移動させる後退
移動機構とからなる。さらに、多段伸縮ランスは、断面
多角形の筒体からなる。また、第１段〜第Ｎ段ランス
は、それぞれ長手方向の仕切り部を有する二重の筒体か
らなり、その間に冷却媒体を流通させる冷却ジャケット
構造からなる。さらにまた、第Ｎ段ランスは、長手方向
の仕切り部を有する二重の筒体からなり、その間に冷却
媒体を流通させる冷却ジャケット構造で、かつ先端の採
光部窓の周囲より内筒内の冷却ガスが噴出する構造であ
る。

【００１２】

【作用】この発明においては、前後、左右方向に移動可
能で、かつこれらの方向軸を中心に回転可能な多段伸縮
ランスと、該多段伸縮ランスを駆動するランス駆動シス
テムを備え、前記多段伸縮ランスは、第１段ランスと、
この第１段ランス内に軸方向に伸縮自在に組み付けられ
た第２段〜第Ｎ段のランスと、前記第１段ランスをその
内面に嵌合収納することにより前記第１段〜第Ｎ段のラ
ンスを支持する固定外筒とからなり、前記ランス駆動シ
ステムは、前記固定外筒と第１段〜第Ｎ段ランス間に設
けられたランス伸縮駆動機構と、前記固定外筒を垂直平
面内で傾動させるための傾動機構と、前記固定外筒を水
平平面内で旋回させるための旋回機構と、前記固定外筒
をランス軸回りに回転させる回転機構とからなる多段伸
縮ランス装置を用いることによって、第Ｎ段ランス先端
に設けた補修材吹付けノズルを、コークス炉の任意位置
に移動させることができる。

【００１３】また、この発明においては、ランス伸縮駆
動機構を前記第１段ランスの外周面に固定されたラック
と、前記固定外筒に設けられたピニオンと、これらのラ
ックおよびピニオンによる前記第１段ランスの前進移動
に連動して前記第２段〜第Ｎ段ランスを移動させる前進
移動機構と、前記ラックおよびピニオンによる前記第１
段ランスの後退移動に連動して前記第２段〜第Ｎ段ラン
スを移動させる後退移動機構とにより構成したことによ
って、ラックおよびピニオンによる前記第１段ランスの
前進後退に連動して第２段〜第Ｎ段ランスが同距離前進
後退するから、ランスの伸縮を迅速、正確に行うことが
できる。さらに、この発明においては、多段伸縮ランス
を断面多角形の筒体としたことによって、固定外筒の軸
の回りの回転が各段ランスに確実に伝達される。

【００１４】また、この発明においては、第１段〜第Ｎ
段ランスは、それぞれ長手方向の仕切り部を有する二重
の筒体からなり、その間に冷却媒体を流通させる冷却ジ
ャケット構造としたことによって、第Ｎ段ランス先端部
に内蔵させた溶射ノズル、撮像装置、距離計等の炉壁か
らの輻射熱による損傷を防止することができる。さら
に、この発明においては、第Ｎ段ランスが長手方向の仕
切り部を有する二重の筒体からなり、その間に冷却媒体
を流通させる冷却ジャケット構造で、かつ先端の採光部
窓の周囲より内筒内の冷却ガスを噴出させることによっ
て、さらに第Ｎ段ランス先端部に内蔵させた溶射ノズ
ル、撮像装置、距離計等を冷却できるのみならず、採光
部窓の周囲より噴出する冷却ガスによって、採光部窓へ
のリバウンドした溶射材料の付着を防止でき、溶射状態
を観察することができる。

【００１５】

【実施例】以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図
１ないし図１２に基づいて説明する。図１はこの発明の
コークス炉の炉壁補修装置の多段伸縮ランス装置の斜視
図、図２はこの発明の多段伸縮ランスの動作説明図で、
（ａ）図は傾動機構を説明するための側面図、（ｂ）図
は旋回機構を説明するための平面図、図３はこの発明の
多段伸縮ランス装置の伸縮駆動機構を示す概略縦断面
図、図４はこの発明の多段伸縮ランス装置の伸縮駆動機
構におけるコロの取付け位置を示す概略水平断面図、図
５はこの発明の多段伸縮ランスの先端部の構成を示す水
平断面図、図６は多段伸縮ランスの先端部の撮像装置の
前に設ける遮光フィルター切替え装置の概略説明図、図
７はこの発明の多段伸縮ランスの縦断面図で、（ａ）図
は図４のＡ−Ａ断面図、（ｂ）図は（ａ）図に対応する
断面６角形のランスの断面図、図８は多段伸縮ランスの
先端部の溶射ノズルの取付け位置変更の場合を示すもの
で、（ａ）図は右側壁補修の場合、（ｂ）図は左側壁補
修の場合、（ｃ）図は天井補修の場合、図９はこの発明
のコークス炉の炉壁補修装置の窯前でのランス台車を平
行にする場合の説明図、図１０はランス台車を平行にす
る場合の操作の流れ図、図１１は多段伸縮ランスを窯中
心に位置させる場合の説明図、図１２は多段伸縮ランス
を窯中心に位置させる場合の操作の流れ図である。

【００１６】図１ないし図１２において、１はランス台
車、２はランス台車１上に垂直方向（Ｙ軸方向）の回り
に回転自在に、かつ垂直に設けたマスト、３はマスト２
に垂直方向に昇降自在に設けたランス昇降台で、マスト
２の頂部に設けられたワイヤあるいはチェンおよび巻上
げ機からなる駆動装置４によってマスト２に沿って上下
に昇降する。５はランス昇降台３にランス傾動ギヤ６を
介して固定された水平方向に延長されたランス支持台、
７はランス支持台５の延長方向にスライドするスライド
板８を介して取付けられた断面４角形の固定外筒であ
る。ランス傾動ギヤ６は、図示しない駆動用のモータに
より時計方向あるいは反時計方向に回転し、これによ
り、図２（ａ）に示すとおり固定外筒７がＺ軸の回りに
傾転するよう構成されている。また、固定外筒７は、そ
の内面に断面４角形の筒体からなる第１段ランス９を嵌
合支持している。

【００１７】１０は第１段ランス９の外周面軸方向に固
定されたラックで、固定外筒７に設けたピニオン１１が
ラック１０に係合している。ピニオン１１は、図示しな
い駆動用のモータにより時計方向あるいは反時計方向に
回転し、これにより、第１段ランス９を固定外筒７の軸
方向に沿って前後に移動させる。１２は第１段ランス９
の内面に嵌合された断面４角形筒体からなる第２段ラン
スで、第２段ランス１２の内面にはさらに断面４角形の
筒体からなる第３段ランス１３が嵌合されている。１４
は第３段ランス１３の先端部に連結したランスヘッド部
で、図５に示すとおり、固定外筒７、第１段〜第３段ラ
ンス９、１２、１３を経てランスヘッド部に至るまで内
蔵した空気、酸素あるいは補修材を供給するための複数
のフレキシブルホース１５の先端に分岐した溶射口１６
を持つノズルヘッド１７が設けられ、該ノズルヘッド１
７の溶射口１６の一つには吐出ノズル１８が、残りの溶
射口１６には閉止プラグ１９が着脱可能に設置されてい
る。また、ランスヘッド部１４に設けた吐出ノズル１８
は、ランスヘッド部１４の側面に設けた開口２０に配置
されている。

【００１８】２１、２２はランスヘッド部１４の側面に
設けた開口２０に隣接する開口で、開口２１にはＣＣＤ
カメラ２３、放射温度計２４が、開口２２には炉壁面ま
での距離を計測するレーザ距離計２５が配置されてい
る。また、ランスヘッド部１４には、冷却用圧空配管２
６が連結され、ランスヘッド部１４に吹込まれた冷却用
圧空は、図示していないが開口２１、２２に設けたガラ
スの取付け部に設けたスリットよりガラス外表面に噴出
するよう構成されている。２７はＣＣＤカメラ２３の前
面に設けたモータ２８により回転する回転円盤で、図６
に示すとおり、ＣＣＤカメラ２３へ入力される光源量、
輝度を遮光調整するための複数のフィルターＦが設けら
れ、壁面状況に合わせてフィルターＦを切替え、ＣＣＤ
カメラ２３の露光の調整ならびにバンドパスフィルター
Ｆにより炉壁の光波長を選択的に透過させ、溶射火炎の
光波長をカットすることによって、溶射状況を観察する
ことができる。２９はモータ２８の電源ケーブルであ
る。

【００１９】また、レーザ距離計２５は、炉壁の損耗状
況を損耗量として定量的に把握するためにランス先端部
と壁面との距離を測定するためのものである。すなわ
ち、壁面に損耗による凹部が存在した場合、その凹部の
大きさおよび深さは、レーザ距離計２５の測定データに
より検出することができる。ＣＣＤカメラ２３で撮影さ
れた壁面画像、放射温度計２４で測定された壁面温度お
よびレーザ距離計２５の測定データは、伝送線路３０、
３１および３２によりランスヘッド部１４、第１段から
第３段ランス９、１２、１３および固定外筒７内部を通
過して巻取り機構３３により外部に取り出され、操作室
３４に導かれる。また、ノズルヘッド１７には、フレキ
シブルホース１５を介して補修材が供給されるが、フレ
キシブルホース１５はランスヘッド部１４、第１段から
第３段ランス９、１２、１３および固定外筒７内部を通
過して巻取り機構３３により外部に取り出され、補修材
供給機構に連結される。上記巻取り機構３３は、ランス
の伸縮に応じて延長あるいは巻取るように構成されてい
る。

【００２０】３５は第１段〜第３段ランス９、１２、１
３をその軸（Ｘ軸）の回りに回転させるための固定外筒
７に設けたギヤで、図示しないモータによりギヤ３５を
回転駆動することによって、固定外筒７はＸ軸の回りに
回転する。３６はスライド板８に固定された一対の軸受
け板で、該軸受け板３６に設けた円形孔３７を貫通する
ように固定外筒７が配置されている。一方、マスト２は
ランス台車１上に旋回機構３８を介して取り付けられ、
Ｙ軸の回りに旋回可能に構成されている。

【００２１】図３において、４１は第２段ランス１２を
前進移動されるための第１ワイヤで、該第１ワイヤ４１
の一端は固定外筒７の後端に固定され、他端は第１段ラ
ンス９の前端に固定した第１ホイール４２に掛け回して
第２段ランス１２の後端に固定されている。４３は第３
段ランス１３を前進移動されるための第２ワイヤで、該
第２ワイヤ４３の一端は第１段ランス９の後端に固定さ
れ、他端は第２段ランス１２の前端に固定した第２ホイ
ール４４に掛け回して第３段ランス１３の後端に固定さ
れている。上記第２段ランス１２および第３段ランス１
３を前進移動させるための駆動機構は、図示しない駆動
用のモータによりピニオン１１を回転させて第１段ラン
ス９を前進させれば、第１ワイヤ４１および第１ホイー
ル４２によって第２段ランス１２が、第２ワイヤ４３お
よび第２ホイール４４によって第３段ランス１３がこれ
に連動して同距離前進するよう構成されている。

【００２２】図３において、４５は第２段ランス１２を
後退移動されるための第３ワイヤで、該第３ワイヤ４５
の一端は固定外筒７の前端に固定され、他端は第１段ラ
ンス９の後端に固定した第３ホイール４６に掛け回して
第２段ランス１２の後端に固定されている。４７は第３
段ランス１３を後退移動されるための第４ワイヤで、該
第４ワイヤ４７の一端は第１段ランス９の前端に固定さ
れ、他端は第２段ランス１２の後端に固定した第４ホイ
ール４８に掛け回して第３段ランス１３の後端に固定さ
れている。上記第２段ランス１２および第３段ランス１
３を後退移動させるための駆動機構は、前記の図示しな
い駆動用のモータによりピニオン１１を回転させて第１
段ランス９を後退させれば、第３ワイヤ４５および第３
ホイール４６によって第２段ランス１２が、第４ワイヤ
４７および第４ホイール４８によって第３段ランス１３
がこれに連動して後退移動するよう構成されている。

【００２３】図４において、５１ａ、５１ｂ、５１ｃお
よび５２ａ、５２ｂ、５２ｃは固定外筒７と第１段ラン
ス９間、第１段ランス９と第２段ランス１２間および第
２段ランス１２と第３段ランス１３間に設けた相互の移
動を円滑にするための第１〜第６コロ組である。第１〜
第３コロ組５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、それぞれ４角断
面を有する第１段ランス９、第２段ランス１２および第
３段ランス１３の後端部左右外周面に固定されている。
第４〜第６コロ組５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、それぞれ
４角断面を有する固定外筒７、第１段ランス９および第
２段ランス１２の前端部左右内周面に固定されている。
第１段〜第３段ランス９、１２、１３は、図７（ａ）に
示すとおり、二重の筒体１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３
ｂ（第１段ランス９に対応する筒体は図示省略）からな
り、これらの筒体１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂによ
り形成される隙間は長手方向の仕切り部１２ｃ、１３ｃ
により分割され、複数の冷却水の流路が形成され、水冷
ジャケット構造になっている。冷却水は、第１段〜第３
段ランス９、１２、１３毎にフレキシブルホースで供
給、排出される。第３段ランス１３の先端に連結するラ
ンスヘッド部１４は、同様に二重の筒体１４ａ、１４ｂ
からなり、その隙間には冷却水の流路が形成され、水冷
ジャケット構造となっており、第３段ランス１３とラン
スヘッド部１４の接合面には冷却水結合孔５５が所定数
設けられている。このような水冷ジャケット構造におい
ては、複数の冷却水の流路の内の一部、例えば４角断面
のうちの上下面部の流路から冷却水を供給し、左右側面
部の流路から冷却水を排出することにより、冷却水の偏
流によるランスの変形を防止できる。

【００２４】図９、図１１において、５６、５７はラン
ス支持台５の両側に設けたストロークシリンダで、ラン
ス支持台５とバックステー５８間の距離ａ、ｂを測定
し、ランス支持台５をバックステー５８と平行に位置さ
せるのに使用する。５９は各バックステー５８の所定高
さ位置に設けた反射板で、多段伸縮ランスのランスヘッ
ド部１４に内蔵したレーザ距離計２５により、反射板５
９とランスヘッド部１４間距離を測定し、多段伸縮ラン
ス中心を炭化室６０の炉幅中心に芯合わせするのに使用
する。上記の実施例においては、第１〜第３段のランス
９、１２、１３および固定外筒７は断面４角形の筒体に
より構成したが、図７（ａ）に対応する図７（ｂ）に示
すように、断面６角形の二重の筒体６１ａ、６１ｂ、６
２ａ、６２ｂで構成することもできる。この場合、断面
６角形の二重の筒体６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ
（他は省略）における左右４個の内周面または外周面に
４個の第３コロ組６３ｃが固定されている。また、ラン
ス台車１の走行方式を図１で分かるようにキャタビラー
方式としたが、コークス炉のコークサイドは、コークガ
イド車の軌条が設置されているので、キャタビラー方式
ではなく軌条走行式の台車とし、旋回機構３６から上を
交換可能とすることもできる。

【００２５】上記のとおり構成したことによって、コー
クス炉の炭化室６０の炉壁６４を観察または炉壁６４の
損傷部を補修する場合には、先ずオペレータが操作室３
４でランス台車１を走行させて観察または補修する炭化
室６０の窯前に移動させる。次いでストロークシリンダ
５６、５７を操作してバックステー５８、５８に当接せ
しめ、図１０に示すとおり距離ａ、ｂを読み込ませ、ラ
ンス支持台５の旋回角度を算出してランス支持台５を旋
回させ、距離ａ、ｂが予め定めた所定値λ以下となると
ストロークシリンダ５６、５７を後退させ、ランス支持
台５のコークス炉との平行処理を終了する。ついで、図
示しないモータを駆動してピニオン１１を回転させ、ラ
ック１０を介して多段伸縮ランスを伸長させ、図１２に
示すとおり、ランスヘッド部１４に内蔵したレーザ距離
計２５を反射板５９の対向位置に位置せしめ、レーザ距
離計２５と反射板５９間の距離ｃを読み込み、ランス支
持台５のＺ軸方向の移動距離Ｌを、Ｌ＝Ｒ−（ｌ＋ｃ）ただし、Ｒは炉壁と窯中心間距離、ｌは多段伸縮ランス
中心とレーザ距離計２５間の距離、により演算し、ラン
ス支持台５をＺ軸方向に移動させ、Ｌが予め定めた許容
値ｋ以下になると多段伸縮ランスの窯心合わせを完了
し、伸長前のランス先端部位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の基
準点（０、０、０）として設定する。

【００２６】ついで、図示しないモータを駆動してピニ
オン１１を回転させ、ラック１０を介して多段伸縮ラン
スを炭化室６０内所定位置まで伸長させて挿入し、補修
しようとする炉壁上を走査させ、ランスヘッド部１４に
内蔵したＣＣＤカメラ２３により炉壁の状態を撮影し、
炉壁の画像を図示しない補修用モニタに表示する。補修
用モニタ上の画面には、ランス先端の補修材吹き付け位
置のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の基準点（０、０、０）からのＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動距離に対応する座標のＸ軸、Ｙ軸
の損耗画像が表示される。補修材吹き付け位置原点の絶
対位置は、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の基準点（０、０、
０）を起点とし、図示しないランス駆動システムから操
作室３４内の信号処理制御部に入力される駆動量情報か
ら求め、ランス先端のたわみ量を推定して補正する。次
ぎに、前記信号処理制御部は、レーザ距離計２５から入
力される炉壁の損耗量データと、損耗による炉壁凹部の
位置座標データを画像処理し、炉壁の各部分を損耗の程
度すなわち、凹部の深さにより分類して損耗分布図形を
補修用モニタに表示する。

【００２７】オペレータは、損耗分布図形の観察データ
およびモニタ画面から、炉壁面内の必要な補修範囲を指
示して所定の補修パターンを信号処理制御部に設定入力
しし、所定の補修パターンに基づいてランス駆動システ
ムに制御信号を送出し、ランス駆動システムを制御して
多段伸縮ランス装置による自動補修が行なわれる。この
場合多段伸縮ランスの第１段〜第３段ランス９、１２、
１３およびランスヘッド部１４は、水冷構造であり、か
つ、ＣＣＤカメラ２３、放射温度計２４、レーザ距離計
２５および遮光フィルターを内蔵した回転円盤２７とモ
ータ２８を内蔵したランスヘッド部１４の内部には冷却
用圧空配管２６から冷却用圧空が吹込まれ、開口２１、
２２に設けたガラスの取付け部に設けたスリットよりガ
ラス外表面に噴出し、開口２１、２２のガラス外表面へ
のリバウンド溶射材の付着が防止される。ＣＣＤカメラ
２３の前面に設けたモータ２８により回転する回転円盤
２７の遮光フィルターＦを壁面状況に合わせて切替え、
ＣＣＤカメラ２３の露光の調整ならびにバンドパスフィ
ルターＦにより炉壁の光波長を選択的に透過させ、溶射
火炎の光波長をカットすることによって、溶射状況を観
察することができる。

【００２８】また、ランスヘッド部１４は、第３段ラン
ス１３から取外しでき、しかもランスヘッド部１４に内
蔵したノズルヘッド１７は、分岐した溶射口１６を有す
るから、吐出ノズル１８の取付け位置を変更し、ランス
ヘッド部１４の開口２０の位置を吐出ノズル１８取付け
位置に変更することによって、左右炉壁ならびに天井部
の観察、補修が可能となり、従来のランス全体の取替え
を行う方式に比較し、炉内各面の観察、計測および補修
作業時間を大幅に短縮することができる。さらに、この
発明の多段伸縮ランスは、第１段ランス９の移動距離と
第２段ランス１２、第３段ランス１３の移動距離が同じ
であるから、ランス先端のランスヘッド部１４の吐出ノ
ズル１８位置の演算が容易である。さらにまた、多段伸
縮ランスを断面多角形とすることによって、固定外筒７
の軸回りの回転が第１段〜第３段ランス９、１２、１３
およびランスヘッド部１４に確実に伝達することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
補修材吐出ノズルの位置制御が容易で、かつランスヘッ
ド部の組変えのみで多方面の観察、計測および溶射補修
でき、炉内補修作業時間を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のコークス炉の炉壁補修装置の多段伸
縮ランス装置の斜視図である。

【図２】この発明の多段伸縮ランスの動作説明図で、
（ａ）図は傾動機構を説明するための側面図、（ｂ）図
は旋回機構を説明するための平面図である。

【図３】この発明の多段伸縮ランス装置の伸縮駆動機構
を示す概略側断面図である。

【図４】この発明の多段伸縮ランス装置の伸縮駆動機構
におけるコロの取付け位置を示す概略水平断面図であ
る。

【図５】この発明の多段伸縮ランスの先端部の構成を示
す横断面図である。

【図６】多段伸縮ランスの先端部の撮像装置の前に設け
る遮光フィルター切替え装置の概略説明図である。

【図７】この発明の多段伸縮ランスの縦断面図で、
（ａ）図は断面４角形のランス、（ｂ）図は断面６角形
のランスである。

【図８】多段伸縮ランスの先端部の溶射ノズルの取付け
位置変更の場合を示すもので、（ａ）図は右側壁補修の
場合、（ｂ）図は左側壁補修の場合、（ｃ）図は天井補
修の場合である。

【図９】この発明のコークス炉の炉壁補修装置の窯前で
のランス台車を平行にする場合の説明図である。

【図１０】ランス台車を平行にする場合の操作の流れ図
である。

【図１１】多段伸縮ランスを窯中心に位置させる場合の
説明図である。

【図１２】多段伸縮ランスを窯中心に位置させる場合の
操作の流れ図である。

【符号の説明】

１ランス台車２マスト３ランス昇降台４駆動装置５ランス支持台６傾動ギヤ７固定外筒８スライド板９第１段ランス１０ラック１１ピニオン１２第２段ランス１３第３段ランス１４ランスヘッド部１５フレキシブルホース１６溶射口１７ノズルヘッド１８吐出ノズル１９閉止プラグ２０、２１、２２開口２３ＣＣＤカメラ２４放射温度計２５レーザ距離計２６冷却用圧空配管２７回転円盤２８モータ２９電源ケーブル３０、３１、３２伝送線路３３巻取り機構３４操作室３５ギヤ３６軸受け板３７円形孔３８旋回機構４１第１ワイヤ４２第１ホイール４３第２ワイヤ４４第２ホイール４５第３ワイヤ４６第３ホイール４７第４ワイヤ４８第４ホイール５１ａ第１コロ組５１ｂ第２コロ組５１ｃ、６３ｃ第３コロ組５２ａ第４コロ組５２ｂ第５コロ組５２ｃ第６コロ組１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、６
１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ筒体１２ｃ、１３ｃ仕切り部５５冷却水結合孔５６、５７ストロークシリンダ５８バックステー５９反射板６０炭化室６４炉壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000002107 住友重機械工業株式会社東京都品川区北品川五丁目９番11号 (72)発明者松田惠嗣千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者内田哲郎千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者高橋保千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者松野勤東京都千代田区丸ノ内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者亀川啓治東京都千代田区丸ノ内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者沼澤誠大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (72)発明者森谷隆造大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (72)発明者伊藤英邦大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (72)発明者近藤俊雄和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業株式会社和歌山製鉄所内 (72)発明者大平英毅兵庫県加古川市金沢町７番地関西熱化学株式会社加古川工場内 (72)発明者堀之内俊司兵庫県加古川市金沢町７番地関西熱化学株式会社加古川工場内 (72)発明者山田茂愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者白石弘幸愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者西尾照常愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者森本英明愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (56)参考文献特開平２−99591（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−260685（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−147078（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−40631（ＪＰ，Ａ) 特公平５−17277（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C10B 29/06 C10B 41/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多段伸縮ランスを用いるコークス炉の炉
壁補修装置において、前後、左右方向に移動可能で、か
つこれらの方向軸を中心に回転可能な多段伸縮ランス
と、該多段伸縮ランスを駆動するランス駆動システムを
備え、前記多段伸縮ランスは、第１段ランスと、この第
１段ランス内に軸方向に伸縮自在に組み付けられた第２
段〜第Ｎ段のランスと、前記第１段ランスをその内面に
嵌合収納することにより前記第１段〜第Ｎ段のランスを
支持する固定外筒とからなり、前記ランス駆動システム
は、前記固定外筒と第１段〜第Ｎ段ランス間に設けられ
たランス伸縮駆動機構と、前記固定外筒を垂直平面内で
傾動させるための傾動機構と、前記固定外筒を水平平面
内で旋回させるための旋回機構と、前記固定外筒をラン
ス軸回りに回転させる回転機構とからなることを特徴と
するコークス炉の炉壁補修装置。
【請求項２】ランス伸縮駆動機構は、第１段ランスの
外周面に固定されたラックと、固定外筒に設けられたピ
ニオンと、これらのラックおよびピニオンによる第１段
ランスの前進移動に連動して第２段〜第Ｎ段ランスを移
動させる前進移動機構と、前記第１段ランスの後退移動
に連動して第２段〜第Ｎ段ランスを移動させる後退移動
機構とからなることを特徴とする請求項１記載のコーク
ス炉の炉壁補修装置。
【請求項３】多段伸縮ランスが断面多角形の筒体から
なることを特徴とする請求項１および２記載のコークス
炉の炉壁補修装置。
【請求項４】前記第１段〜第Ｎ段ランスは、それぞれ
長手方向の仕切り部を有する二重の筒体からなり、その
間に冷却媒体を流通させる冷却ジャケット構造としたこ
とを特徴とする請求項１、２および３記載のコークス炉
の炉壁補修装置。
【請求項５】第Ｎ段ランスは、長手方向の仕切り部を
有する二重の筒体からなり、その間に冷却媒体を流通さ
せる冷却ジャケット構造で、かつ先端の採光部窓の周囲
より内筒内の冷却ガスが噴出する構造としたことを特徴
とする請求項１、２、３および４記載のコークス炉の炉
壁補修装置。