JP3032354U - 変形を測定するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉壁の変形状態並びに損傷像を客観的に測定
することを可能にし、所要コスト費用が僅かであり、可
動に構成されており、したがって直ぐに、および必要な
時に使用可能であり、かつ押出機に設置された冷却装置
および電気作動手段から独立している、変形状態および
損傷像を測定するための測定兼監視装置を見出す。 【解決手段】 給電部および測定値メモリーと接続され
た測定およびまたは監視デバイスが、取外し可能にコー
クス押出機ラム（２）と結合可能であり、しかも保持装
置（４）内へ挿入可能である持運び可能な耐熱ケーシン
グ（５）内に配置されており、かつ蓋（６）で閉鎖可能
な耐熱ケーシング（５）内に測定および監視用の開口
（１６，１７）が設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、変形状態および損傷像、特にコークス炉炉室の変形状態および損傷 像を測定するための測定兼監視装置であって、例えばコークス押出機ラムでもっ て炉室内で種々の高さで炉長にわたって移動可能であり、かつ電気で作動される 測定およびまたは監視デバイスを備えた形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

特に高炉コークスの製造のためのコストについてはコークス炉の寿命が決定的 に影響する。高い投資保守費用によりこのようなコークス炉ではコークス炉壁の 石積み工の変化を早期に見つけて手段を講じることがきわめて重要である。

【０００３】 乾留の過程で種々の力が、例えば装入炭からの推進力、コークス押出し時の剪 断力、または装填時に生じる機械的な力が室壁へ働くので、炉壁の状態を監視す ることは特に重要である。

【０００４】 石積み工目地における運動が緩慢な破壊過程の始りであり、これは先ずいわゆ るグラファイトの石積み工目地の中空部内への侵入によって形成される。例えば 乾留の終了時に圧力状態によって空気が炉内へ吸込まれた場合のまたはコークス 炉炉室内での改修作業中の並びにコークス押出し時の空気の侵入によってこれら グラファイトが燃焼し、これが長期的に石積み工に損傷を生ぜしめる。

【０００５】 さらに炉壁の固定（Einspannung）は固定装置（Verankerung）内の老化現象、 乾留時間の変化または気候の影響に基づく一定の長期的な変化を受ける。

【０００６】 この作用の結果炉壁に一時的または持続的な変形が生じる。さらに持続的な変 形は、困難な炉運転で高い剪断力が押出機ヘッドから室壁へ伝達される場合に生 じることがある。

【０００７】 炉壁の損傷の検出には従来は定期的に炉ドアから炉壁の目視による検査が行わ れており、これが特に場合により遅延している改修実施の決定の基礎に使用され る。この場合１つは石積み工目地の評価、もう１つは壁変形の評価が行われる。 炉壁３分の一の最初の部分の長手積みおよび小口積みの石積み工における損傷は 機械およびコークス側から良く見えるが、変形の評価では極端なジオメトリのた めに著しい主観のミスが起る。このようなミスはやはり炉壁３分の一の中央部分 における損傷の範囲の評価でも生じる、それというのも監視者は損傷の場所をき わめて狭い角度の下で評価しなければならないからである。単に炉の頭部領域に ついてだけ受容可能な精度が得られるにすぎない。しかし上記のように変形の程 度は炉グループの期待される寿命並びに炉押出し時の所要エネルギーにとってき わめて重要である。きわめて著しい変形では炉の継続運転は加熱調節の変更と結 合したより少ない充填量でのみ可能である。炉壁３分の一の中央部分における損 傷の範囲に関する精確な認識が適切な改修方法の点で特に重要である。また多数 ある改修方法の中から適切な改修方法を選択するために室壁の損傷像に関する詳 細な情報もきわめて重要である。適切な改修方法の使用によってコークス炉の耐 用年数を著しく延長せしめ、その結果投資および保守のコストを最小に低減可能 である。

【０００８】 炉壁の変形状態を（損傷像も）測定し得るために、状況の目視評価を越えて定 置の機械的な走査システムを押出機ラムに設置することが公知である。この機械 的な走査システムは押出機に設置された冷却装置並びに電気作動手段と接続され ている。このような機械的な走査システムの欠点は、不動の配置に起因する熱的 および機械的な負荷、さらにはこのような測定システムは炉が変形によって狭め られたのか、またはこれが炭素含有物質、いわゆるグラファイトの沈積によるの かを区別することができないことにある。

【０００９】 さらにビデオカメラを使って炉底上の種々の高さで室壁の損傷を撮影する、定 置の監視装置が公知である。押出し過程の間の監視装置の冷却は押出機上に設置 された冷却装置によって保証される。測定データの検出に必要な電気作動手段は 押出機上に不動に設置される。冷却およびエネルギーの供給には押出機ラム内に 別個に設けられた供給管路が用いられる。この監視装置の欠点は主にこの装置の 不動の配置およびこれに伴う冷却装置および電気的な作動手段のためのコストと 構造費用にある。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、炉壁の変形状態並びに損傷像を客観的に測定することを可能 にし、所要コスト費用が僅かであり、可動に構成されており、したがって短時間 で、および必要な時に使用可能であり、かつ押出機に設置された冷却装置および 電気作動手段から独立している、変形状態および損傷像、特にコークス炉炉室の 変形状態および損傷像を測定するための測定兼監視装置を見出すことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するための本考案の手段は、給電部および測定値メモリーと 接続された測定およびまたは監視デバイスが、取外し可能にコークス押出機ラム と結合可能でしかも保持装置内へ挿入可能である持運び可能な耐熱ケーシング内 に配置されており、かつ蓋で閉鎖可能な耐熱ケーシング内に測定および監視用の 開口が設けられていることである。

【００１２】

【考案の効果】

測定兼監視装置は耐熱ケーシングのために、この装置内の測定デバイスが温度 の影響を受けることなく熱い炉室を通って複数回前後に移動し、かつこの時に炉 壁の測定およびまたは監視を実施することができる。押出し過程の間に収集され た測定データは引続きケーシング内に組込まれた計算器またはビデオ装置内で評 価され、かつ実施される改修手段の客観的な基礎として使用される。

【００１３】 可動の測定兼監視装置は適切な保持装置と結合されてコークス押出機の各押出 機ラム上およびまたは内もおよびまたは各押出機ヘッドの任意の高さに設置可能 であり、したがってコークス炉壁の各高さにおける変形また損傷を測定する。

【００１４】 耐熱ケーシング内に配置された測定兼監視デバイスは測定値メモリーと接続さ れ自給式の給電部（例えば蓄電池の形状）によって自動的にかつ押出機上に設置 された装置に依存せずに働くことができる。

【００１５】 その周囲に種々の絶縁層が配置された内側のガイドフレームから出発する耐熱 ケーシングの構成は、特別な冷却過程を実施せずに複数のコークス炉を連続的に 測定することを可能にする。異なる性質を持つ絶縁層は無機結合剤を含む粉砕セ ラミック繊維からなる特別な接着剤を用いて全面で互いに接着されている。全面 的な接着は安定性を高め、付加的に角隅における重なりによって突き合せ継目に おける熱の漏れが回避される。

【００１６】 装置の曲げ剛性を高めるために内側のガイドフレーム内に組込まれた内側の絶 縁層がセラミック繊維プレートから形成されており、該絶縁層が他の、外側に配 設された絶縁層の支持体として働くと、本考案の範囲内で特に有利であると証明 された。熱の通過を低く抑えるために別の絶縁層として僅かな熱伝導性を持った 微孔質の遮断プレートが内側の絶縁層上へ接着される。高い温度負荷のために外 側の熱絶縁としては耐火領域からの高い使用温度を持つセラミック繊維製品が別 の絶縁層として設けられている。コークス滓の押出し時に生じ得る、そして絶縁 の損傷に導く機械的な損傷に対しては多層から成る絶縁物全体が耐熱性の薄板ま たは例えば多孔板によって全面的に保護されるように構成されている。

【００１７】 本考案による測定兼監視装置を使用するためにコークス押出機ラムまたは押出 機ヘッドに保持装置が設けられ、耐熱ケーシングは適切な高さにおける測定兼監 視過程のためにこの保持装置内に挿入することができる。耐熱ケーシングは有利 には上部に適切に構成された蓋で閉鎖可能であり、測定兼監視過程のために締付 け錠が全周にわたって蓋を耐熱ケーシングに対して確保している。耐熱ケーシン グは適切な測定兼監視デバイスを含めた全体を適切な支持グリップを用いて手で 持運び可能である。

【００１８】 本考案の範囲内で測定兼監視装置の種々の実施形が考えられ、例えばコークス 炉壁変形および損傷組織を両側で測定するために測定デバイスとしてレーザー三 点センサー（Lasertriangulationssensor）が使用され、かつその使用のために 耐熱ケーシングには側壁内に放射および検出用の開口が形成されている。これら の開口は耐熱のために石英ガラスを有しており、パス部材の形で側壁内へ挿入さ れる。あるいは耐熱ケーシング内へ監視デバイスとしてビデオカメラを挿入する ことが考えられ、この場合監視用の開口は有利には耐熱ケーシングの端壁内に配 置される。

【００１９】 レーザー三角センサー使用の場合には、このレーザー三角センサーの放射線が 耐熱ケーシングが炉領域内に入って初めて出るようにするために特別な放射安全 手段を配慮すると有利である。そのためには耐熱ケーシング内に光ダイオードを 、かつコークス炉ドア内にリフレクタを取付けて、反射放射線を耐熱ケーシング 内に受容した際にレーザー三角センサーをスイッチオンするようにすると有利で ある。

【００２０】

【考案の実施の形態】

図１には押出機ヘッド３と結合されたコークス押出機ラム２の部分略示側面図 が示されており、適切な保持装置４内の、測定兼監視デバイス（詳細には示され ていない）を受容した耐熱ケーシング５が室壁１の変形状態および損傷像の完全 な測定のために例えば３つの異なる高さでそれぞれ設置可能である。耐熱ケーシ ング５はもちろん必要により手で適切な保持装置４内へ挿入することができ、コ ークス押出機ラム２でもって測定および監視過程のためにコークス炉炉室内を移 動する。

【００２１】 図２から図５には耐熱ケーシング５の実施例が種々の方向から見た図および種 々の断面図で示されており、耐熱ケーシングの内室１５内には詳しく示されてい ないが給電部および例えば測定値メモリーと接続された測定およびまたは監視デ バイスが配置されている。

【００２２】 耐熱ケーシング５は蓋６を介して多数の締付け錠８によって密に閉鎖可能であ る。蓋は内面に種々の熱絶縁層を有し、かつ支持グリップ１２を備えている。

【００２３】 図４の耐熱ケーシング５の縦断面図から、耐熱ケーシング５の内部に金属のか ご様に形成されたガイドフレーム７が配置されており、この周囲には複数の絶縁 層８，９，１０および最後に外側に多孔板が配置されている。

【００２４】 ガイドフレーム７内には絶縁層８が組込まれており、この絶縁層は安定なセラ ミック繊維プレートから形成されている。続いてこの絶縁層８と全面で接着され た絶縁層９が設けられており、この絶縁層は僅かな熱伝導性を持つ微孔質の遮断 プレートから製作されている。

【００２５】 説明される実施例では外側の熱絶縁にもう１つの絶縁層１０が設けられており 、これは高い使用温度を持つセラミック繊維製品から形成されている。耐熱ケー シング５は外面全面で多孔板１１によって包囲されている。蓋６が支持グリップ １２を備えているように、耐熱ケーシング５は両端面に支持グリップ１２を備え ている。

【００２６】 図２の側面図からは対応する開口内へ挿入されたパス部材１３が見られる。パ ス部材には測定および監視のための開口としてレーザー放射用開口１６ともう１ つの監視用開口１７が配置されている。両開口１６，１７はパス部材１３内に配 置され、パス部材は図５から判るように内側から側壁内へ挿入可能である。

【００２７】 図５に示された横断面図にはもう１つの開口１４が示されており、この開口は 測定デバイスであるレーザー三角センサーとの組合せで重要である。耐熱ケーシ ング５が室壁１の領域内に入った後に初めてレーザー三角センサーを動作させる ために、耐熱ケーシング５内に図示されていない光ダイオードが設けられており 、光ダイオードは光線を外部へ送り、光線はコークス炉ドアの領域内に設置され た相応するリフレクタによって反射される。反射光線が耐熱ケーシング５内へ侵 入すると、室壁１の両側面を測定するレーザー三角センサーがスイッチオンされ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】コークス押出機ラム所の種々の高さ位置に配置
された、測定兼監視デバイスを受容した耐熱ケーシング
の略示図である。

【図２】耐熱ケーシングの実施例を一部断面して示した
側面図である。

【図３】図２に示された実施例の端面の図である。

【図４】図２に示された実施例の縦断面図である。

【図５】図２に示された実施例の横断面図である。

【符号の説明】

１ 室壁、 ２ コークス押出機ラム、 ３ 押出機ヘ
ッド、 ４ 保持装置、 ５ 耐熱ケーシング、 ６
蓋、 ７ ガイドフレーム、 ８，９，１０絶縁層、
１１ 多孔板、 １２ 支持グリップ、 １３ パス部
材、 １４開口、 １５ 内室、 １６，１７ 開口、
１８ 締付け錠

Claims (11)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 変形状態および損傷像を測定するための
   測定兼監視装置であって、例えばコークス押出機ラムで
   もって炉室内で種々の高さで炉長にわたって移動可能で
   あり、かつ電気で作動される測定およびまたは監視デバ
   イスを備えた形式のものにおいて、給電部および測定値
   メモリーと接続された測定およびまたは監視デバイス
   が、取外し可能にコークス押出機ラム（２）と結合可能
   であり、しかも保持装置（４）内へ挿入可能である持運
   び可能な耐熱ケーシング（５）内に配置されており、か
   つ蓋（６）で閉鎖可能な耐熱ケーシング（５）内に測定
   および監視用の開口（１６，１７）が設けられているこ
   とを特徴とする、変形状態および損損傷像を測定するた
   めの測定兼監視装置。
2. 【請求項２】 箱状に成形された耐熱ケーシング（５）
   が内側のガイドフレーム（７）を備えており、ガイドフ
   レームが複数の互いに接着された絶縁層（８，９，１
   ０）によって全面的に包囲されており、かつ外側に多孔
   板（１１）を備えている、請求項１記載の測定兼監視装
   置。
3. 【請求項３】 ガイドフレーム(７)内に組込まれた内側
   の絶縁層（８）がセラミック繊維プレートから製作され
   ている、請求項２記載の測定兼監視装置。
4. 【請求項４】 セラミック繊維プレート（８）と接着さ
   れた、次の絶縁層（９）が小さな熱伝導性を持つ微孔質
   の遮断プレートから形成されている、請求項２記載の測
   定兼監視装置。
5. 【請求項５】 外側の熱絶縁のために少なくとももう１
   つの絶縁層（１０）が設けられており、高い使用温度の
   セラミック繊維製品によって形成されている、請求項２
   記載の測定兼監視装置。
6. 【請求項６】 耐熱ケーシング（５）がこの耐熱ケーシ
   ング（５）内へ上方から部分的に挿入可能であって、す
   べての側に錠（１８）を備えた蓋（６）を用いて閉鎖可
   能であり、かつ蓋（６）が内面に複数の互いに接着され
   た絶縁層を有している、請求項１記載の測定兼監視装
   置。
7. 【請求項７】 絶縁層（８，９，１０）が互いに当接す
   る角隅において交互に重なって互いに接着されている、
   請求項２記載の測定兼監視装置。
8. 【請求項８】 耐熱ケーシング（５）が蓋（６）の上お
   よび少なくとも２つの互いに対向した側面に支持ハンド
   ル（１２）を有している、請求項１記載の測定兼監視装
   置。
9. 【請求項９】 コークス炉壁の変形を両側で測定するた
   めに耐熱ケーシング（５）内にレーザー三角センサーが
   配置されており、かつ放射および検出用の開口（１６，
   １７）が耐熱ケーシング（５）の両側の側壁内に該側壁
   内へ挿入可能なパス部材（１３）として構成されてお
   り、開口（１６，１７）内に耐熱手段としての石英ガラ
   スが配置されている、請求項１記載の測定兼監視装置。
10. 【請求項１０】 ビデオカメラが、コークス炉炉室へ向
    いた端壁内に少なくとも１つの監視開口を設けられた耐
    熱ケーシング（５）内に配置されている、請求項１記載
    の測定兼監視装置。
11. 【請求項１１】 レーザー三角センサーのスイッチオン
    のために耐熱ケーシング（５）内に光ダイオードが、か
    つコークス炉炉室の入口に取付けられたリフレクタによ
    る反射光および反射放射線のために耐熱ケーシング
    （５）内に開口（１４）が配置されている、請求項９記
    載の測定兼監視装置。