JP4225147B2 - Furnace wall surface deposit identification method and furnace wall repair method - Google Patents

Furnace wall surface deposit identification method and furnace wall repair method Download PDF

Info

Publication number
JP4225147B2
JP4225147B2 JP2003204195A JP2003204195A JP4225147B2 JP 4225147 B2 JP4225147 B2 JP 4225147B2 JP 2003204195 A JP2003204195 A JP 2003204195A JP 2003204195 A JP2003204195 A JP 2003204195A JP 4225147 B2 JP4225147 B2 JP 4225147B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
wall surface
wall
deposit
furnace wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003204195A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005047999A (en
Inventor
友彦 伊藤
浩一 手塚
泉 下山
宏樹 石黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2003204195A priority Critical patent/JP4225147B2/en
Publication of JP2005047999A publication Critical patent/JP2005047999A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4225147B2 publication Critical patent/JP4225147B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Coke Industry (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用炉の炉体寿命に影響を及ぼす炉内壁面付着物の判別方法および炉壁補修方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
工業用炉の炉体寿命に影響を及ぼす炉内壁面付着物には、例えば製鉄プロセスにおけるコークス炉のカーボンがある。コークス炉では、炉内に投入した石炭を一定時間乾留し、出来上がった赤熱コークスを、コークス押出し装置によって炉外へ排出するという操業を繰り返し行う。このような操業を行っていくと、コークス炉炭化室の炉内壁面上にカーボンが析出し、不均一に成長する。そしてこの成長が進むと、析出カーボンの一部が剥離を起こして、炉内に脱落する場合がある。
【0003】
また一方、壁面を構成している耐火煉瓦は、石炭投入時の機械的、熱的な衝撃や、耐火煉瓦の一部が壁面に成長したカーボンとともに剥離するなどして徐々に侵食される。このように壁面は凹凸となり、コークス押出し作業の際には窯詰まりの原因となる。この窯詰まりは、コークス炉の操業効率を低下させるだけでなく、炉体に対して大きな負荷をかけてしまい、さらには炉体の寿命を縮めてしまう。特に、炉内壁面上に付着、成長したカーボンが剥離すると、壁面上に生じた凹凸による段差が大きくなる場合が多いため、コークス押出し時に窯詰まりが発生しやすくなる可能性が大きい。従って、コークス炉炭化室において壁面の平滑度を保つことは、コークス炉の操業上たいへん重要である。
【0004】
現在行われている操業では、コークス炉において壁面に凹凸が生じることは不可避である。炉体の寿命をできるだけ長く延ばすためには、壁面に生じた凹凸を把握し、効率良く凹凸を平滑化するような補修を適宜行っていく必要がある。
【0005】
コークス炉における炉壁の凹凸を把握する従来の技術としては、例えば特開平2002-080852号公報(特許文献1)に開示されているようなコークス炉炉壁形状計測方法がある。図6は特許文献1に開示されたコークス炉炉壁形状計測装置の構成図である。
【0006】
図6の6,7,8は、3台の非接触の距離計測手段として、それぞれマイクロ波またはミリ波帯域の電磁波の送受信により各自のアンテナから炭化室壁面までの距離を計測する3台の距離計測装置であり、1,2,3は、前記距離計測装置6,7,8がそれぞれ個別に電磁波の送信と受信を行うためのアンテナである。4は、各アンテナ1,2,3にそれぞれ一端が結合された3個の導波管をまとめて示している。5は、3個の導波管の他端と3台の距離計測装置6,7,8を個別に接続する3本の同軸ケーブルである。なお、導波管4と同軸ケーブル5は、アンテナ1,2,3を押出しラム先端11及びラムビーム18と共に押出して炭化室内に挿入する際に、この押出・挿入動作に支障が生じないように十分な長さを設けている。
【0007】
9はコークス炉炉壁形状を計測するための信号処理装置であり、10はコークス炉炭化室壁面、13は押出しラム位置計測装置、14はのカメラ、15は画像処理装置である。16は炉体に設けられた一対の基準点(以下炉体基準輝点という)を一括して示す。この炉体基準点16の各位置を示す標識として、ここでは発光ダイオード(LED)を各地点に設ける。17はアンテナ位置を示す参照点(以下アンテナ位置参照輝点という)であり、ここではアンテナ1,2,3の位置をまとめて示す標識として1個の半導体ダイオード(例えばレーザーダイオードLD)を設ける。なお発光ダイオードと半導体ダイオードは共にカメラ14に向けて発光する。19はコークスの押出装置であり、ラムビーム18等を押出してコークス炉内に挿入する。
【0008】
特許文献1に開示された技術では、押出しラム先端に取り付けた非接触式距離計で押出しラムの押出し作業とともに、距離計と炉壁間の距離を計測する。また、押出しラム先端部は押出し作業とともに、コークス炉の窯幅方向に蛇行することが想定されるが、炉体に取り付けた炉体基準輝点と、押出しラム先端のアンテナ位置参照輝点を、押出し機上に設置したカメラ等の画像撮影手段で順次撮影し、アンテナ位置参照輝点と炉体上の基準輝点に対する画像上での重心を求めて、押出しラムの蛇行によるアンテナ位置参照輝点の炉体基準輝点に対する位置の変化を計算する。このようにして炉壁形状計測を行うことが可能で、壁面上に発生した凹凸を定量的に把握することができる。
【0009】
【特許文献1】
特開平2002-080852号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1で示された技術によって壁面上に発生した凹凸を把握しても、凹凸の原因がカーボンの不均一な成長による場合、または成長したカーボンの一部剥離による場合と、耐火煉瓦の損耗による場合では補修方法が異なる。カーボンの局所的な成長による場合、または成長したカーボンの一部剥離による場合は、カーボン焼落しなどの補修を行い、耐火煉瓦の損耗による場合は溶射補修を行う。炉壁形状計測では、測定結果から炉内壁面上の凹凸の存在とその位置を確認することは可能であるが、壁面上に生じた凹凸の原因を特定し、適切な補修方法を選択して、効率的な補修を行うことは不可能である。
【0011】
本発明は以上のような課題を解決し、炉体延命に大きく寄与する炉内壁面付着物判別方法および炉壁補修方法を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は次の発明により解決される。
【0013】
請求項1に記載の発明は、炉内壁面に壁面を構成する物質とは異なる導電性を持つ物質の付着が生じる工業用の炉において、電磁波送受信用アンテナを炉内壁面に対向させる形で走査し、送信用アンテナから発せられた電磁波信号の炉内壁面からの反射信号を受信用アンテナで受信し、受信した反射信号の強度から炉内壁面の表面付着物の有無を判別することを特徴とする炉内壁面付着物判別方法である。
【0014】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の炉内壁面付着物判別方法において、壁面を構成する物質が絶縁体であり、付着物が電気伝導体である場合には、反射信号強度が設定した閾値よりも大きければ付着物があると判定し、該閾値よりも小さければ付着部がないと判定することを特徴とする炉内壁面付着物判別方法である。
【0015】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の炉内壁面付着物判別方法において、壁面を構成する物質が電気伝導体であり、付着物が絶縁体である場合には、反射信号強度が設定した閾値よりも小さければ付着物があると判定し、該閾値よりも大きければ付着部がないと判定することを特徴とする炉内壁面付着物判別方法である。
【0016】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の炉内壁面付着物判別方法を用いて、炉内壁面付着物判別を行い、壁面上に生じた凹凸の原因を把握し、補修方法を選択および実施することを特徴とする炉壁補修方法である。
【0017】
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の炉壁補修方法において、炉内壁面上にカーボンの不均一な成長によって凹凸が生じた場合、または、前記成長したカーボンの一部が壁面から剥離して凹凸が生じた場合には、カーボン落し補修を行い、炉壁を構成する耐火煉瓦に凹凸が生じた場合には、煉瓦補修を行うことを特徴とする炉壁補修方法である。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下に図を用いて詳説する。先ず、図2は、耐火煉瓦表面で反射した電磁波信号の受信波形(カーボン付着なし)と耐火煉瓦表面に付着したカーボンで反射した電磁波信号の受信波形(カーボン付着あり)を同時に模式的に示したものである。横軸は押出しラムの進行時間(距離)、縦軸は反射信号の強度を表し、縦軸の数値は電磁波信号の0〜5(V)のアナログの出力信号に所定の演算を施した結果である。
【0020】
図2のように、壁面にカーボンが付着した場合と付着していない場合で反射信号の大きさが異なることから、反射信号の大きさに閾値を設けることによって炉内壁面上の付着物の有無を判定することが可能である。図2においては、炉内壁面上に付着するカーボンは導電性を持ち、逆に炉壁を構成する耐火煉瓦は導電性を持たないことから、閾値よりも反射信号が大きい場合は付着物カーボンが炉壁壁面上に付着しており、反射信号の大きさが閾値よりも小さい場合は付着物が存在しないと判定する。
【0021】
図3は、特許文献1で開示されたコークス炉炉壁形状計測方法を用いた炉壁形状計測結果と炉壁からの反射信号の大きさを同時に示したものである。横軸は押出しラムの進行量、縦軸の左側は炉壁形状計測結果すなわち窯中心軸からの距離(炉壁形状の絶対量)、右側は反射信号の大きさを表している。また、縦軸の反射信号強度の数値は電磁波信号の0〜5(V)のアナログの出力信号に所定の演算を施した結果を表す。反射信号強度は、ラム進行量に対して得られる図2に示されるような反射波形の最大値を示している。図3においては、炉内壁面の炉内全区間において反射信号が大きいことから、全体的にカーボンが付着していると判定できる。局所的に反射信号の大きさが減少している地点が存在するが(図中の丸で囲った部分)、これは炉内壁面形状により電磁波が散乱されて反射信号が受信アンテナで受信しきれない場合を示しており、この場合はデータの平滑化を行うことによって、壁面付着物の判別が可能である。
【0022】
また、図4は、コークス炉における炉壁上に付着したカーボンを焼落とした直後の炉壁形状計測結果と炉壁からの反射信号の大きさを同時に示している。図3の場合と同様に、横軸は押出しラムの進行量、縦軸の左側は炉壁形状の絶対量、右側は反射信号の大きさを表している。また、縦軸の反射信号強度の数値は、電磁波信号の0〜5(V)のアナログの出力信号に所定の演算を施した結果を表す。反射信号強度は図3の場合に比べ小さいことから、カーボン焼落しによって炉内壁面上に付着したカーボンが焼け落ちており、炉壁形状計測結果に現れている凹凸は炉壁を構成している耐火煉瓦の損耗によるものであると判定することが可能である。
【0023】
図5は、コークス炉でのカーボン焼落し前の反射信号強度のデータの一例を示す。横軸は押出しラムの進行量、縦軸は反射信号の大きさを表す。また、縦軸の反射信号強度の数値は電磁波信号の0〜5(V)のアナログの出力信号に所定の演算を施した結果を表す。押出しラム進行量が580〜860cmの間で反射信号強度に着目すると、この区間における反射信号強度はその他の区間の反射信号強度に比べて極端に低下していることが分かる。この他の区間では壁面にカーボンが付着していると判別できることから、押出しラム進行量が580〜860cmの区間においては付着したカーボンが局所的に剥離したと判断することが可能である。また、この区間(付着カーボン剥離部)で反射信号が大きくなっている部分(図中の丸で囲った部分)も見られるが、この部分では炉内壁面上に剥離しきらなかったカーボンが残っているものと考えられる。
【0024】
本発明においては、炉内壁面上の付着物の有無を判定するためには、電磁波送受信用アンテナまたは電磁波距離計のアンテナ部は、炉壁に十分近い場所を走査する必要がある。このとき望ましいアンテナ炉壁間距離は、電磁波信号の搬送周波数の波長およびアンテナ形状によって決まるが、ここで示した例においては、150〜300mmの範囲である。
【0025】
300 mm以上炉壁から離れた地点を走査した場合は、炉内壁面の表面状態によっては、電磁波が散乱され、効率的な反射信号の受信が不可能となり、受信信号の大きさから炉内壁面上に付着物があるかどうかの判定が行えなくなってしまう。 また、距離が150mm以下になると、アンテナ炉壁間距離が近づきすぎるため、多重反射等の影響から効率的な受信が行えなくなる。ここで示した例ではアンテナから炉壁までの距離は最小で170mm、最大で250mm程度である。
【0026】
カーボン付着の有無の判別に関しては、反射信号強度に閾値を設定して考えると、付着物の判別を行うことが可能である。人間がパターンを確認して閾値を設定するようにしてもよいが、閾値の自動設定も可能である。例えば、一窯の反射信号強度データ中の最大信号強度を各窯のデータについて調べ、各窯において最大値が等しくなるように、各データに係数をかけることで、全窯統一した閾値の設定が実現できる。上記は、ソフト的に可能であるが、ハード的にも実現可能である。すなわち、増幅率が変更可能なアンプ、または減衰率が変更可能なアッテネータを、窯毎に挿入しておくことも考えられる。
【0027】
図5のようにカーボンの剥離と判断するには、押出しラムの速度に対する電磁波距離計のデータ取り込み速度によって決定されるコークス炉長手方向の最少有効計測範囲の30倍以上の範囲で、周囲の反射信号レベルの1/10以下に減少した場合に、剥離が発生していると判断する。ここで示した例における、長手方向の最少有効計測範囲は10mmである。
【0028】
次に、炉内壁面付着物判別を行い、炉壁補修方法の選択・実行に至る一連の流れの一例を図に示す。先ず、ステップ100において、電磁波送受信用アンテナを炉内壁面に対向させる形で走査する電磁波距離計による炉内壁面形状計測による壁面形状の測定を行う。壁面形状の凹凸が大きいなどの理由で、炉の補修が必要と判断される(ステップ101)と、ステップ102の炉内壁面付着物判別を行う。
【0029】
ここで、反射信号強度が設定した閾値より大きい場合は、ステップ110の反射信号強度大の流れに進む。また、反射信号強度が設定した閾値より小さい場合は、ステップ120の反射信号強度小の流れに進む。ステップ110の場合は、壁面凹凸は付着カーボンによるものである(ステップ111)と判断し、ステップ112のカーボン落し補修の補修方法を選択・実行する。通常、カーボン落し補修には、火炎にてカーボンを焼落とす方法や凸部をカッティングする方法などが選択・実行される。また、ステップ120の場合は、壁面凹凸は耐火煉瓦自体によるものである(ステップ121)と判断し、ステップ122の耐火煉瓦の溶射補修等の煉瓦補修方法を選択・実行する。
【0030】
図3のように、付着カーボンの不均一な成長によって生じた炉内壁面の凹凸はカーボン焼落し補修を行って、壁面を平滑にする。図4のように耐火煉瓦自体に凹凸が生じた場合は溶射補修などの煉瓦補修を行い、壁面を平滑にする。また、図5のような炉内壁面上に成長したカーボンの局所的な剥離が発生した際には迅速にカーボン焼落しなどの補修を行うことが可能である。
【0031】
以上の説明は、導電性をもたない炉内壁面に、導電性をもつ付着物が着く場合について説明を行ってきたが、これとは逆の場合、すなわち、導電性をもつ炉内壁面に、導電性をもたない付着物が着く場合についても、本発明を適用可能である。すなわち、炉内壁面と付着物の誘電率が大きく異なる場合に、本発明は有効である。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、工業用の炉、特に製鉄プロセスにおけるコークス炉において、炉壁形状計測を行うとともに、炉内壁面からの電磁波反射信号強度を測定することで、炉内壁面付着物を判別することが可能となり、壁面上に生じた凹凸の成長程度と原因を把握し、適切な補修方法を選択して効率的な壁面の補修を行うことにより、炉体の延命に大きく寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による炉壁補修方法の一例を説明するフロー図である。
【図2】炉壁付着物の判別方法を説明するための模式図である。
【図3】コークス炉炉壁付着物の判別方法を説明するための図である。
【図4】コークス炉炉壁付着物の判別方法を説明するための図である。
【図5】炉内壁面付着カーボンの剥離状態の判別方法を説明する図である。
【図6】従来の炉壁形状計測方法を説明する図である。
【符号の説明】
1、2、3 アンテナ
4 導波管
5 同軸ケーブル
6、7、8 距離計測装置
9 信号処理装置
10 コークス炉炭化室壁面
11 押出しラム先端
12 コークス
13 押出しラム位置計測装置
14 カメラ
15 画像処理装置
16 炉体基準輝点
17 アンテナ位置参照輝点
18 ラムビーム
19 押出し装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for discriminating deposits on the inner wall of a furnace that affects the lifetime of an industrial furnace, and a method for repairing a furnace wall.
[0002]
[Prior art]
Examples of the deposits on the inner wall of the furnace that affect the life of the furnace of an industrial furnace include coke oven carbon in an iron making process. In the coke oven, the operation is repeated in which coal charged in the furnace is dry-distilled for a certain period of time, and the resulting red hot coke is discharged out of the furnace by a coke extrusion device. When such an operation is performed, carbon deposits on the inner wall surface of the coke oven carbonization chamber and grows unevenly. As this growth proceeds, some of the precipitated carbon may peel off and fall into the furnace.
[0003]
On the other hand, the refractory bricks constituting the wall surface are gradually eroded by mechanical and thermal impacts when coal is introduced, or part of the refractory brick is peeled off together with the carbon grown on the wall surface. In this way, the wall surface becomes uneven, which causes clogging of the kiln during the coke extrusion operation. This clogging of the kiln not only lowers the operation efficiency of the coke oven, but also places a heavy load on the furnace body and further shortens the life of the furnace body. In particular, when carbon that adheres to and grows on the inner wall surface of the furnace is peeled off, the level difference due to the unevenness generated on the wall surface is often increased, so that there is a high possibility that kiln clogging is likely to occur during coke extrusion. Therefore, maintaining the smoothness of the wall surface in the coke oven carbonization chamber is very important in the operation of the coke oven.
[0004]
In the current operation, it is inevitable that the coke oven is uneven. In order to extend the life of the furnace body as long as possible, it is necessary to grasp the unevenness generated on the wall surface and appropriately perform repairs to smooth the unevenness efficiently.
[0005]
As a conventional technique for grasping the unevenness of the furnace wall in the coke oven, for example, there is a coke oven furnace wall shape measuring method as disclosed in JP-A-2002-080852 (Patent Document 1). FIG. 6 is a configuration diagram of a coke oven furnace wall shape measuring apparatus disclosed in Patent Document 1.
[0006]
6, 7, and 8 are three non-contact distance measuring means that measure the distance from each antenna to the carbonization chamber wall surface by transmitting and receiving electromagnetic waves in the microwave or millimeter wave band, respectively. 1, 2 and 3 are antennas for the distance measuring devices 6, 7 and 8 to individually transmit and receive electromagnetic waves. 4 collectively shows three waveguides each having one end coupled to each of the antennas 1, 2, and 3. Reference numeral 5 denotes three coaxial cables that individually connect the other ends of the three waveguides and the three distance measuring devices 6, 7, and 8. The waveguide 4 and the coaxial cable 5 are sufficient so that the antennas 1, 2 and 3 are pushed together with the pushing ram tip 11 and the ram beam 18 and inserted into the carbonizing chamber so that the pushing / inserting operation is not hindered. Length.
[0007]
9 is a signal processing device for measuring the shape of the coke oven furnace wall, 10 is a coke oven wall surface, 13 is an extrusion ram position measuring device, 14 is a camera, and 15 is an image processing device. Reference numeral 16 denotes a pair of reference points (hereinafter referred to as furnace body reference bright points) provided in the furnace body. Here, a light emitting diode (LED) is provided at each point as a mark indicating each position of the furnace body reference point 16. Reference numeral 17 denotes a reference point indicating the antenna position (hereinafter referred to as an antenna position reference bright spot). Here, one semiconductor diode (for example, a laser diode LD) is provided as a marker for collectively indicating the positions of the antennas 1, 2, and 3. Both the light emitting diode and the semiconductor diode emit light toward the camera 14. Reference numeral 19 denotes a coke extrusion device which extrudes the ram beam 18 and inserts it into the coke oven.
[0008]
In the technique disclosed in Patent Document 1, the distance between the distance meter and the furnace wall is measured together with the extrusion operation of the extrusion ram with a non-contact distance meter attached to the tip of the extrusion ram. Also, the extrusion ram tip is assumed to meander in the kiln width direction of the coke oven along with the extrusion operation, but the furnace body standard luminescent spot attached to the furnace body and the antenna position reference luminescent spot at the tip of the extrusion ram, Take images sequentially with an image capturing means such as a camera installed on the extruder, find the center of gravity on the image with respect to the antenna position reference luminescent spot and the standard luminescent spot on the furnace body, and antenna position reference luminescent spot by meandering of the extrusion ram The change in position with respect to the furnace body reference bright spot is calculated. Thus, the furnace wall shape measurement can be performed, and the unevenness generated on the wall surface can be quantitatively grasped.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-080852
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the unevenness generated on the wall surface is grasped by the technique shown in Patent Document 1, the unevenness is caused by uneven growth of carbon, or by partial peeling of the grown carbon, The repair method differs depending on the wear and tear. In the case of local growth of carbon, or in the case of partial peeling of the grown carbon, repair such as carbon burnout is performed, and thermal spray repair is performed in the case of refractory brick wear. In the furnace wall shape measurement, it is possible to confirm the presence and position of the unevenness on the wall surface of the furnace from the measurement results, but identify the cause of the unevenness that occurred on the wall surface and select an appropriate repair method. It is impossible to perform efficient repairs.
[0011]
An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a method for discriminating deposits on the inner wall of a furnace and a method for repairing a furnace wall that greatly contribute to the life extension of the furnace body.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above problems are solved by the following invention.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, in an industrial furnace in which adhesion of a substance having conductivity different from that constituting the wall surface occurs on the inner wall surface of the furnace, the electromagnetic wave transmitting / receiving antenna is scanned in a manner facing the inner wall surface of the furnace. And receiving the reflected signal of the electromagnetic wave signal emitted from the transmitting antenna from the inner wall of the furnace with the receiving antenna, and determining the presence or absence of surface deposits on the inner wall of the furnace from the intensity of the received reflected signal. This is a method for discriminating deposits on the furnace inner wall surface.
[0014]
Further, the invention according to claim 2 is the method of determining the deposit on the wall surface in the furnace according to claim 1, wherein the substance constituting the wall surface is an insulator and the deposit is an electric conductor. If the signal intensity is larger than a set threshold value, it is determined that there is an adhering substance, and if the signal intensity is smaller than the threshold value, it is determined that there is no adhering part .
[0015]
Further, the invention according to claim 3 is the method for determining the deposit on the wall surface in the furnace according to claim 1 , wherein the substance constituting the wall surface is an electric conductor and the deposit is an insulator. If the signal intensity is smaller than a set threshold value, it is determined that there is an adhering substance, and if it is larger than the threshold value, it is determined that there is no adhering part .
[0016]
Further, the invention described in claim 4 uses the furnace wall surface deposit determination method according to any one of claims 1 to 3 to perform furnace wall surface deposit discrimination, and the unevenness generated on the wall surface. It is a furnace wall repairing method characterized by grasping the cause of the problem and selecting and implementing a repairing method .
[0017]
Further, the invention according to claim 5 is the furnace wall repair method according to claim 4, wherein unevenness is generated on the inner wall surface of the furnace due to uneven growth of carbon, or a part of the grown carbon. The furnace wall repair method is characterized in that if the surface is peeled off from the wall surface and unevenness is generated, carbon drop repair is performed, and if unevenness occurs in the refractory brick constituting the furnace wall, brick repair is performed. is there.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, FIG. 2 schematically shows the reception waveform of the electromagnetic wave signal reflected on the surface of the refractory brick (without carbon adhesion) and the reception waveform of the electromagnetic wave signal reflected on the carbon attached to the surface of the refractory brick (with carbon adhesion) simultaneously. Is. The horizontal axis represents the extrusion ram travel time (distance), the vertical axis represents the intensity of the reflected signal, and the vertical axis represents the result of a predetermined calculation performed on the analog output signal of 0 to 5 (V) of the electromagnetic wave signal. is there.
[0020]
As shown in FIG. 2, the magnitude of the reflected signal differs depending on whether or not carbon is attached to the wall surface. Can be determined. In FIG. 2, the carbon adhering to the inner wall of the furnace has conductivity, and conversely, the refractory bricks constituting the furnace wall have no conductivity. Therefore, when the reflected signal is larger than the threshold value, the adhering carbon is not present. When it adheres on the wall surface of the furnace wall and the magnitude of the reflected signal is smaller than the threshold value, it is determined that no deposit is present.
[0021]
FIG. 3 shows simultaneously the result of the furnace wall shape measurement using the coke oven furnace wall shape measurement method disclosed in Patent Document 1 and the magnitude of the reflected signal from the furnace wall. The horizontal axis represents the amount of progress of the extrusion ram, the left side of the vertical axis represents the furnace wall shape measurement result, that is, the distance from the furnace center axis (absolute amount of the furnace wall shape), and the right side represents the magnitude of the reflected signal. Moreover, the numerical value of the reflected signal intensity on the vertical axis represents the result of performing a predetermined calculation on the analog output signal of 0 to 5 (V) of the electromagnetic wave signal. The reflected signal intensity indicates the maximum value of the reflected waveform as shown in FIG. In FIG. 3, since the reflection signal is large in the entire section of the furnace inner wall surface, it can be determined that the carbon is adhered as a whole. There is a point where the magnitude of the reflected signal is locally reduced (the circled part in the figure), but this is because the electromagnetic wave is scattered by the shape of the inner wall of the furnace and the reflected signal can be received by the receiving antenna. In this case, it is possible to determine the deposit on the wall surface by smoothing the data.
[0022]
FIG. 4 simultaneously shows the result of measuring the shape of the furnace wall immediately after the carbon adhering to the furnace wall in the coke oven is burned off, and the magnitude of the reflected signal from the furnace wall. As in FIG. 3, the horizontal axis represents the amount of progress of the extrusion ram, the left side of the vertical axis represents the absolute amount of the furnace wall shape, and the right side represents the magnitude of the reflected signal. Moreover, the numerical value of the reflected signal intensity on the vertical axis represents the result of performing a predetermined calculation on the analog output signal of 0 to 5 (V) of the electromagnetic wave signal. Since the reflected signal intensity is smaller than in the case of FIG. 3, the carbon adhering to the inner wall surface of the furnace is burned off due to carbon burning, and the irregularities appearing in the furnace wall shape measurement result constitute the furnace wall. It can be determined that this is due to wear of the refractory bricks.
[0023]
FIG. 5 shows an example of reflected signal intensity data before carbon burning in a coke oven. The horizontal axis represents the amount of progress of the extrusion ram, and the vertical axis represents the magnitude of the reflected signal. Moreover, the numerical value of the reflected signal intensity on the vertical axis represents the result of performing a predetermined calculation on the analog output signal of 0 to 5 (V) of the electromagnetic wave signal. Focusing on the reflected signal intensity when the extrusion ram progress is between 580 and 860 cm, it can be seen that the reflected signal intensity in this section is extremely lower than the reflected signal intensity in the other sections. Since it can be determined that carbon is attached to the wall surface in other sections, it is possible to determine that the attached carbon is locally peeled in the section where the amount of progress of the extrusion ram is 580 to 860 cm. In addition, there is a part where the reflected signal is large (the part circled in the figure) in this section (attached carbon peeling part), but in this part, carbon that could not be peeled off remains on the furnace inner wall surface. It is thought that.
[0024]
In the present invention, in order to determine the presence / absence of deposits on the inner wall surface of the furnace, the electromagnetic wave transmitting / receiving antenna or the antenna part of the electromagnetic distance meter needs to scan a place sufficiently close to the furnace wall. A desirable distance between antenna furnace walls at this time is determined by the wavelength of the carrier frequency of the electromagnetic wave signal and the antenna shape, but in the example shown here, it is in the range of 150 to 300 mm.
[0025]
When scanning a point more than 300 mm away from the furnace wall, electromagnetic waves may be scattered depending on the surface condition of the inner wall surface of the furnace, making it impossible to efficiently receive a reflected signal. It will not be possible to determine whether there are any deposits on the top. On the other hand, if the distance is 150 mm or less, the distance between the antenna furnace walls becomes too close, and efficient reception cannot be performed due to the influence of multiple reflection or the like. In the example shown here, the distance from the antenna to the furnace wall is a minimum of 170 mm and a maximum of about 250 mm.
[0026]
With regard to the determination of the presence / absence of carbon adhesion, it is possible to determine the adhering matter when a threshold value is set for the reflected signal intensity. A human may check the pattern and set the threshold value, but the threshold value can be automatically set. For example, by checking the maximum signal intensity in the reflected signal intensity data of one kiln with respect to the data of each kiln and multiplying each data by a coefficient so that the maximum value is equal in each kiln, the unified threshold setting for all kilns can be made. realizable. The above is possible in software, but can also be realized in hardware. That is, it is also conceivable to insert an amplifier capable of changing the amplification factor or an attenuator capable of changing the attenuation factor for each kiln.
[0027]
As shown in FIG. 5, in order to determine that carbon is peeled off, the ambient reflection is within a range of 30 times or more of the minimum effective measurement range in the coke oven longitudinal direction determined by the data acquisition speed of the electromagnetic rangefinder with respect to the speed of the extrusion ram When the signal level is reduced to 1/10 or less, it is determined that peeling has occurred. In the example shown here, the minimum effective measurement range in the longitudinal direction is 10 mm.
[0028]
Next, FIG. 1 shows an example of a series of flows for determining the furnace wall surface deposits and selecting and executing the furnace wall repair method. First, in step 100, the wall surface shape is measured by measuring the shape of the wall surface in the furnace using an electromagnetic distance meter that scans the electromagnetic wave transmitting / receiving antenna so as to face the wall surface in the furnace. If it is determined that the furnace needs to be repaired due to large irregularities in the wall surface shape (step 101), the furnace wall surface deposits are determined in step 102.
[0029]
Here, when the reflected signal intensity is larger than the set threshold value, the flow proceeds to the flow of reflected signal intensity of step 110. On the other hand, when the reflected signal intensity is smaller than the set threshold value, the process proceeds to the flow of the reflected signal intensity low in step 120. In the case of step 110, it is determined that the wall surface unevenness is due to attached carbon (step 111), and the repair method of the carbon drop repair in step 112 is selected and executed. In general, for carbon removal repair, a method of burning off carbon with a flame or a method of cutting convex portions is selected and executed. In the case of step 120, it is determined that the wall surface unevenness is due to the refractory brick itself (step 121), and a brick repair method such as thermal spray repair of the refractory brick in step 122 is selected and executed.
[0030]
As shown in FIG. 3, the unevenness of the inner wall surface of the furnace caused by the uneven growth of the attached carbon is burnt down and repaired to smooth the wall surface. When the refractory brick itself is uneven as shown in FIG. 4, brick repair such as thermal spray repair is performed to smooth the wall surface. Further, when the carbon grown on the inner wall surface of the furnace as shown in FIG. 5 is locally peeled off, it is possible to quickly repair the carbon by burning off.
[0031]
The above explanation has been given for the case where deposits with conductivity adhere to the inner wall surface of the furnace that has no conductivity, but in the opposite case, that is, to the inner wall surface of the furnace with conductivity. The present invention can also be applied to cases where deposits that do not have conductivity are attached. That is, the present invention is effective when the dielectric constants of the furnace inner wall surface and the deposit are greatly different.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, in an industrial furnace, particularly a coke oven in an iron making process, the furnace wall shape is measured, and the electromagnetic wave reflection signal intensity from the furnace inner wall surface is measured to determine the deposit on the furnace wall surface. It is possible to make a significant contribution to the life extension of the furnace body by grasping the extent and cause of the unevenness on the wall surface and selecting an appropriate repair method to efficiently repair the wall surface. It becomes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating an example of a furnace wall repair method according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method of discriminating furnace wall deposits.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method for discriminating coke oven furnace wall deposits.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method for discriminating coke oven furnace wall deposits.
FIG. 5 is a diagram for explaining a method for determining a peeling state of carbon attached to a furnace inner wall surface.
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional furnace wall shape measuring method.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3 Antenna 4 Waveguide 5 Coaxial cable 6, 7, 8 Distance measuring device 9 Signal processing device 10 Coke oven carbonization chamber wall surface 11 Extrusion ram tip 12 Coke 13 Extrusion ram position measuring device 14 Camera 15 Image processing device 16 Furnace body standard bright spot 17 Antenna position reference bright spot 18 Ram beam 19 Extruder

Claims (5)

炉内壁面に壁面を構成する物質とは異なる導電性を持つ物質の付着が生じる工業用の炉において、電磁波送受信用アンテナを炉内壁面に対向させる形で走査し、送信用アンテナから発せられた電磁波信号の炉内壁面からの反射信号を受信用アンテナで受信し、受信した反射信号の強度から炉内壁面の表面付着物の有無を判別することを特徴とする炉内壁面付着物判別方法。In an industrial furnace where a substance having conductivity different from that constituting the wall surface is deposited on the inner wall surface of the furnace, the electromagnetic wave transmitting / receiving antenna was scanned so as to face the inner wall surface of the furnace and emitted from the transmitting antenna. A method for discriminating a deposit on an inner wall of a furnace, wherein a reflected signal of the electromagnetic wave signal from the inner wall of the furnace is received by a receiving antenna, and the presence / absence of a deposit on the inner wall of the furnace is discriminated from the intensity of the received reflected signal. 請求項1に記載の炉内壁面付着物判別方法において、壁面を構成する物質が絶縁体であり、付着物が電気伝導体である場合には、反射信号強度が設定した閾値よりも大きければ付着物があると判定し、該閾値よりも小さければ付着部がないと判定することを特徴とする炉内壁面付着物判別方法。 In the furnace wall surface deposit | attachment discrimination | determination method of Claim 1, when the substance which comprises a wall surface is an insulator and the deposit | attachment is an electrical conductor, if a reflected signal strength is larger than the set threshold value, it will be attached. It is determined that there is a kimono, and if it is smaller than the threshold value, it is determined that there is no adhering portion. 請求項1に記載の炉内壁面付着物判別方法において、壁面を構成する物質が電気伝導体であり、付着物が絶縁体である場合には、反射信号強度が設定した閾値よりも小さければ付着物があると判定し、該閾値よりも大きければ付着部がないと判定することを特徴とする炉内壁面付着物判別方法。 In the furnace wall surface deposit | attachment discrimination | determination method of Claim 1, when the substance which comprises a wall surface is an electrical conductor and the deposit | attachment is an insulator, it is attached if the reflected signal intensity is smaller than the set threshold value. It is determined that there is a kimono, and if it is larger than the threshold value, it is determined that there is no adhering portion. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の炉内壁面付着物判別方法を用いて、炉内壁面付着物判別を行い、壁面上に生じた凹凸の原因を把握し、補修方法を選択および実施することを特徴とする炉壁補修方法。 Using the furnace wall surface deposit determination method according to any one of claims 1 to 3, the furnace wall surface deposit determination is performed, the cause of irregularities on the wall surface is grasped, and a repair method is selected and A furnace wall repairing method characterized by being implemented. 請求項4に記載の炉壁補修方法において、炉内壁面上にカーボンの不均一な成長によって凹凸が生じた場合、または、前記成長したカーボンの一部が壁面から剥離して凹凸が生じた場合には、カーボン落し補修を行い、炉壁を構成する耐火煉瓦に凹凸が生じた場合には、煉瓦補修を行うことを特徴とする炉壁補修方法。 The method for repairing a furnace wall according to claim 4, wherein unevenness occurs due to uneven growth of carbon on the inner wall surface of the furnace, or unevenness occurs when a part of the grown carbon peels from the wall surface. A method for repairing a furnace wall, comprising repairing a dropped carbon and repairing bricks when the refractory bricks constituting the furnace wall are uneven.
JP2003204195A 2003-07-31 2003-07-31 Furnace wall surface deposit identification method and furnace wall repair method Expired - Fee Related JP4225147B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003204195A JP4225147B2 (en) 2003-07-31 2003-07-31 Furnace wall surface deposit identification method and furnace wall repair method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003204195A JP4225147B2 (en) 2003-07-31 2003-07-31 Furnace wall surface deposit identification method and furnace wall repair method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005047999A JP2005047999A (en) 2005-02-24
JP4225147B2 true JP4225147B2 (en) 2009-02-18

Family

ID=34263266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003204195A Expired - Fee Related JP4225147B2 (en) 2003-07-31 2003-07-31 Furnace wall surface deposit identification method and furnace wall repair method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4225147B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2950181A1 (en) * 2014-06-11 2015-12-17 Paneratech, Inc. Device and method for evaluation of a material
JP7135765B2 (en) * 2018-11-19 2022-09-13 日本製鉄株式会社 Furnace wall management device and furnace wall management method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005047999A (en) 2005-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4757408B2 (en) Coke furnace bottom irregularity measuring device, furnace bottom repair method and repair device
KR101463590B1 (en) Method and apparatus for length measurement at an electrode
JP4225147B2 (en) Furnace wall surface deposit identification method and furnace wall repair method
US10705196B2 (en) Method and apparatus for measuring the length of an electrode in an electric arc furnace
JP2012150103A (en) Furnace wall shape measuring device, furnace wall shape measuring system and furnace wall shape measuring method
US20230152243A1 (en) Method and apparatus for evaluation of a status of a material in metallurgical vessels
JP5461768B2 (en) Coke oven carbonization chamber diagnostic method
JP4362352B2 (en) Furnace wall observation device
KR100497765B1 (en) Device for measuring the oven-width of a coke oven chamber
JP2004137416A (en) Method and apparatus for detecting coking of wall surface of carbonization chamber in coke oven
JP2014035106A (en) Furnace wall deposit detection method and apparatus
US10634699B2 (en) Device for removing a test contact of a test contact arrangement
JP4142333B2 (en) Coke oven coking chamber diagnostic method
JP3917930B2 (en) Coke oven broken hole detection device and extruder
JP4188919B2 (en) Diagnostic equipment for coke oven carbonization chamber
JP2006036958A (en) Method for operating coke oven
JP4073281B2 (en) Coke oven carbonization chamber wall thickness evaluation method
JP5509944B2 (en) Surface condition measuring apparatus and method for measuring surface condition of granular deposit
JPH1161138A (en) Detection of carbon adhered to oven wall of coke oven carbonizing chamber
KR20150014698A (en) Diagnostic apparatus and diagnostic method for refractories of coke oven
JP7347889B1 (en) Device for measuring electrode length of carbon electrode in electric resistance melting furnace and method for operating electric resistance melting furnace
JP2004061104A (en) Oxygen washer for residue in waste melting furnace
JP4220800B2 (en) Method for identifying the trajectory of internal observation means for inspecting a coke oven carbonization chamber using an inspection apparatus for the coke oven carbonization chamber and an inspection method for the coke oven carbonization chamber
Zalesińska et al. Evaluation of the durability of selected LED lamps
CN117760346A (en) System and method for measuring thickness of bottom of glass kiln

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060526

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20060921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080826

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081006

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081104

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081117

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111205

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121205

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121205

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131205

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees