JP5167997B2

JP5167997B2 - コークス炉炭化室の補修順位決定方法、システム及びプログラム

Info

Publication number: JP5167997B2
Application number: JP2008184251A
Authority: JP
Inventors: 敬介入江
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: JP2010024271A

Description

本発明は、コークス炉の炭化室において炉壁補修を必要とする炭化室が複数ある場合に、その補修順位を決定するコークス炉炭化室の補修順位決定方法、システム及びプログラムに関するものである。

石炭を乾留して冶金用コークスを製造するためのコークス炉の炭化室は、長期間使用していると、炉壁を構成する耐火レンガが熱的、化学的、或いは機械的な要因によって劣化し、炭化室の炉壁表面の一部或いは複数箇所に損傷が生じる。

この損傷が原因となってコークスの押出負荷が大きくなり、コークスの押し詰まりが発生することがある。コークスの押し詰まりが発生すると、コークスの生産能力が著しく低下してしまう。

このため、炭化室の炉壁表面に基準以上の陥没がある場合には、その炉壁表面を溶射補修し、炭化室の炉壁表面の平坦度を回復させる必要がある。

しかしながら、この溶射の作業には、１炭化室当たり数時間（例えば３時間程度）を要することから、複数の炭化室が溶射補修を必要とする場合には、生産性の観点から一度に全ての炭化室について溶射補修することはできない。

したがって、炭化室の炉壁補修の順位を決定し、その順位に従って溶射補修を実行する方法が従来から提案されている。例えば特許文献１に記載されているように、炭化室の炉壁の画像や、損傷領域の大きさから、炭化室の炉壁の損傷程度を数値化し、数値化した情報に基づいて、補修の優先順位を決定する方法がある。

特開平１１−２５６１６６号公報特開平１２−２９０６５７号公報特開２００５-２４９６９８号公報

しかしながら、上記特許文献１の方法では、炉壁の損傷面の形状のみを基準にして補修の優先順位を決定しており、精度良い判定を行うことが困難で、押し詰まり等の操業トラブルが依然として発生する問題点があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コークス炉の炭化室の炉壁補修の順位を的確に決定できるようにすることを目的とする。

本発明のコークス炉炭化室の補修順位決定方法は、コークス炉の炭化室からコークスを押出機により押し出す際における押出負荷を導出し、この導出した押出負荷が予め設定した設定値以上になった炭化室を炉壁補修候補窯と判定し、この判定した炉壁補修候補窯が複数ある場合における補修順位を決定するコークス炉炭化室の補修順位決定方法であって、前記各炉壁補修候補窯の炉壁の損傷部の形状、存在位置を測定する測定手順と、前記測定手順で測定した損傷部の形状、存在位置を基にして炭化室内の抵抗指数を求める抵抗指数導出手順と、前記抵抗指数導出手順で求めた抵抗指数と、前記導出した押出負荷とに基づいて、抵抗指数と押出負荷の関係指標を求める抵抗指数−押出負荷対応付け手順と、前記測定手順で測定した炉壁損傷部の一部又は全部を補修したと仮定した後における該損傷部の仮定形状、存在位置を求め、その仮定形状、存在位置を基にして仮定抵抗指数を求め、この仮定抵抗指数から前記求めた関係指標を用いて仮定押出負荷を求め、更に前記仮定押出負荷と前記導出した押出負荷の差を求めて、この差が大きい炉壁補修候補窯ほど補修順位を上位にする決定を行う補修シュミュレーション手順とを有することを特徴とする。
本発明のコークス炉炭化室の補修順位決定システムは、コークス炉の炭化室からコークスを押出機により押し出す際における押出負荷を導出する押出負荷導出手段を備え、前記押出負荷導出手段により導出した押出負荷が予め設定した設定値以上になった炭化室を炉壁補修候補窯と判定し、この判定した炉壁補修候補窯が複数ある場合における補修順位を決定するコークス炉炭化室の補修順位決定システムであって、前記各炉壁補修候補窯の炉壁の損傷部の形状、存在位置を測定する壁面観察手段と、前記壁面観察手段で測定した損傷部の形状、存在位置を基にして炭化室内の抵抗指数を求める抵抗指数導出手段と、前記抵抗指数導出手段で求めた抵抗指数と、前記押出負荷導出手段で導出した押出負荷とに基づいて、抵抗指数と押出負荷の関係指標を求める抵抗指数−押出負荷対応付け処理手段と、前記壁面観察手段で測定した炉壁損傷部の一部又は全部を補修したと仮定した後における該損傷部の仮定形状、存在位置を求め、その仮定形状、存在位置を基にして仮定抵抗指数を求め、この仮定抵抗指数から前記求めた関係指標を用いて仮定押出負荷を求め、更に前記仮定押出負荷と前記押出負荷導出手段で導出した押出負荷の差を求めて、この差が大きい炉壁補修候補窯ほど補修順位を上位にする決定を行う補修シュミュレーション処理手段とを備えたことを特徴とする。
本発明のプログラムは、コークス炉の炭化室からコークスを押出機により押し出す際における押出負荷を導出し、この導出した押出負荷が予め設定した設定値以上になった炭化室を炉壁補修候補窯と判定し、この判定した炉壁補修候補窯が複数ある場合における補修順位を決定するためのプログラムであって、炭化室の炉壁の損傷部の形状、存在位置を測定する壁面観察手段で測定した前記各炉壁補修候補窯の損傷部の形状、存在位置を基にして炭化室内の抵抗指数を求める抵抗指数導出処理と、前記抵抗指数導出処理で求めた抵抗指数と、前記導出した押出負荷とに基づいて、抵抗指数と押出負荷の関係指標を求める抵抗指数−押出負荷対応付け処理と、前記壁面観察手段で測定した炉壁損傷部の一部又は全部を補修したと仮定した後における該損傷部の仮定形状、存在位置を求め、その仮定形状、存在位置を基にして仮定抵抗指数を求め、この仮定抵抗指数から前記求めた関係指標を用いて仮定押出負荷を求め、更に前記仮定押出負荷と前記押出負荷導出手段で導出した押出負荷の差を求めて、この差が大きい炉壁補修候補窯ほど補修順位を上位にする決定を行う補修シュミュレーション処理とをコンピュータに実行させる。

本発明によれば、炉壁の補修を行うことが好ましい炭化室（炉壁補修候補窯）が複数ある場合において、炭化室からコークスを押し出す際に生じる押出負荷と、三次元的な炭化室の炉壁の損傷面の形状から求めた抵抗指数との関係から炉壁補修の順位を的確に決定することが可能となる。その順位に従って溶射補修をすることによって、押止りや押詰りといった操業トラブルの発生を抑制でき、生産性の低下を防止することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
１．コークス炉の構成と炉壁補修候補窯の抽出の説明
図３は、コークス炉１００の炭化室１１内の灼熱コークスを押し出す押出機の構成の一例を示す図である。図３に示すように、炭化室１１から灼熱コークス１５を押し出すに際しては、押出機ＰＳ側の炉蓋とガイド車ＣＳ側の炉蓋（共に図示せず）を取り外した後、押出機ＰＳの押出ラム１３を挿入して、ラムヘッド１２で灼熱コークス１５をＣＳ側に押し出す。

この灼熱コークス１５を炭化室１１から押し出す際におけるコークス押出負荷Ｆ（以下、単に押出負荷と称する）を押出負荷導出部３１０（図１を参照）で求め、対象の炭化室番号と共に記憶させる。押出負荷Ｆは、例えば特許文献２に記載されている手法により求めればよい。すなわち、押出ラム１３のラム速度及びモータ２０の２次抵抗より発生トルクを求め、これを基にラム慣性系の演算を行い、その都度、ラム速度を計算する。そして、計算したラム速度と実績速度とを比較し、反力を推定して、その推定した反力と押出ラム１３を駆動するモータ２０の定格トルク等に基づき、押出負荷を求めることができる。この押出負荷が、予め設定した設定値を継続して予め設定した回数（この例では３回）を超えた炭化室を炉壁補修候補窯と判定する。そして、各炉壁補修候補窯の炉壁の凹凸状態を観察する。尚、押出負荷の設定値としては、炉団の平均押出負荷の１．２倍〜１．５倍程度とすることが好ましい。

２．炉壁補修候補窯の炉壁表面の凹凸状況を観察する方法の説明
図２は、コークス炉１００の炭化室１１の幅方向の両側壁面（炉壁）全体に亘る凹凸を観測するための壁面観察装置２００の構成を示す外観図である。

図２に示すように、壁面観察装置２００は、垂直柱１と、左右の鏡面を有するミラー管２とが一体となった水冷ランスを有する。垂直柱１には、高さ方向に配置された４つのカメラ３ａ〜３ｄが備えられている。また、カメラ３ａとカメラ３ｂとの間にレーザ投光器４ａが、カメラ３ｃとカメラ３ｄとの間にレーザ投光器４ｂが備えられている。

４つのカメラ３ａ〜３ｄは夫々ミラー管２の左右の鏡面に映し出された画像を撮影する。すなわち、カメラ３ａ〜３ｄは、炭化室１１の右側・左側の炉壁１４Ｒ、１４Ｌの画像を撮影する機能を有している。壁面観察装置２００は、該カメラ３ａ〜３ｄで撮影した映像を記憶する映像記憶部２０１（図１を参照）を有している。

図２において、ＢＢはボトムビームであり、この下部にはコークス炉々底部１４Ｆに接触して該コークス炉々底部１４Ｆ上を移動可能とするスライドシューＳＨが設けられている。また、ＵＢはアッパービーム、１４Ｃはコークス炉天井部である。

先ず、カメラ３ａ〜３ｄの指向方向を右鏡面に設定して、水冷ランスを炭化室１１の押出機ＰＳ側からガイド車ＣＳ側の方向（以下、長手方向とも称す）向かって前進させる。そして、ガイド車ＣＳ側の予め設定した位置まで到達すると、各カメラ３ａ〜３ｄの指向方向を左鏡面に設定して、水冷ランスを押出機ＰＳ側の予め設定した位置まで後退させる。これにより、炭化室１１の奥行方向の略全長に渡って、左右の壁面を撮影することができる。この際、水冷ランスが所定距離（例えば４０ｍｍ）移動する毎に移動同期パルスが１パルス発生するようになっており、このパルスが発生する都度、映像記憶部２０１はカメラ３ａ〜３ｄで撮影している画像信号をＡ／Ｄ変換して記憶する。このとき、画像の位置信号（炭化室１１の長手方向の位置）、炭化室番号も同時に記憶する。また、炭化室１１の高さ方向においては、各カメラ３ａ〜３ｄで撮影したものを合成して所定距離間隔で区分して記憶する。

尚、壁面観察装置２００は押出機ＰＳの押出ラム１３の先端部（ラムヘッド１２の前面）に設けてもよく、また、専用の移動台車を設けて載置する方式としてもよい。また、壁面観察装置２００としては、例えば特許文献３に記載されているものを用いることが好ましい。

３．コークス炉の壁面補修支援装置３００の説明
次に、コークス炉の壁面補修支援装置について説明する。図１は、コークス炉の壁面補修支援装置を含むコークス炉炭化室の補修順位決定システムの機能構成の一例を示す図である。

コークス炉の壁面補修支援装置３００は、大別すると、図３に示すように３つの処理を行う処理部により構成される。すなわち、（１）コークスの押出方向に対する登り勾配から、コークスが押出時に受ける抵抗を指標化した抵抗指標の一例である抵抗指数ｋを導出する抵抗指数導出処理部と、（２）複数の炭化室１１における複数の抵抗指数ｋと、それら複数の炭化室１１に生じる押出負荷とを対応付ける抵抗指数−押出負荷対応付け処理部と、（３）炭化室１１の炉壁の補修をシミュレーションする補修シミュレーション処理部とにより構成されている。そこで、以下では、これら３つの処理部について説明する。

３−１．抵抗指数導出処理部
抵抗指数導出処理部は、炉壁３次元プロフィールデータ導出部３０１、炉壁３次元プロフィールデータ記憶部３０６、領域指定部３０２、段差算出部３０３、局所抵抗指数導出決定部３０４、局所抵抗指数導出部３０５、抵抗指数決定部３０８、抵抗指数記憶部３１１により構成されている。

炉壁３次元プロフィールデータ導出部３０１は、映像記憶部２０１から壁面観察装置２００で撮影した炭化室１１別に画像信号及びその画像の位置信号を取り込んで、画像処理して、炭化室１１の右側及び左側の炉壁１４Ｒ、１４Ｌ夫々の炉壁３次元プロフィールデータを導出する。この導出した炉壁３次元プロフィールデータは、炉壁３次元プロフィールデータ記憶部３０６に記憶させる。尚、炉壁３次元プロフィールデータ導出部３０１は、キーボードやマウス等を備える操作装置５００からユーザによる操作指令に基づいて起動することが好ましい。また、映像記憶部２０１から取り込む画像信号は、例えば１ヶ月以内に撮影した映像信号であることが好ましい。

ここで、上記炉壁３次元プロフィールデータの一例について図４を参照して説明する。尚、ここでは、炭化室１１の長手方向（ＰＳからＣＳまで）の長さをＤ₀［ｍ］とし、炭化室１１の高さをＨ₀［ｍ］と表記する。

図４に示すように、炉壁３次元プロフィールデータは、壁面観察装置２００で測定したある１つの炭化室１１の炉壁１４Ｒ、１４Ｌの撮影領域に対応した複数の領域（図４では（ｐ×ｑ）個）に区分され、区分領域の夫々に、壁面観察装置２００で得られた画像信号に基づいて凹凸量を記載したものとなっている。尚、図４の区分領域内に記載した「ｚ」が凹凸量を示し、（）内の数値が炭化室１１内の炉壁位置（番地）を示す。

更に、炉壁３次元プロフィールデータ導出部３０１は、炭化室１１の右側及び左側の炉壁１４Ｒ、１４Ｌ全体に亘る凹凸量を、互いに対向する領域同士（同一（）内番地）で合算し、合算した凹凸量（Ｚ（１，１）〜Ｚ（ｐ，ｑ）を炉壁３次元プロフィールデータとして領域指定部３０２に出力する。尚、合算した凹凸量の符号は、炉壁１４が凹凸のない健全な状態から炉の幅が広がる向きが負、逆に狭まる向きが正となる。このように左右炉壁の凹凸量を合算するのは、コークス１５が炭化室１１から押し出される際には、左右のどちらの炉壁が変形していても、同じ引っかかり抵抗が発生するので、左右別々に計算を行う場合よりも、その後の計算が簡便になるからである。

領域指定部３０２は、入力した炉壁３次元プロフィールデータの各領域（凹凸行列データ要素）を順次指定する。すなわち、図４に示した例では、（ｐ×ｑ）個の領域を、（１，１）、・・・（ｐ，１）、（２，１）、・・・（ｐ，ｑ）の順で指定し、指定した領域（局所指標化対象領域）の合算炉壁３次元プロフィールデータを段差算出部３０３に出力する。

尚、上述したように、壁面観察装置２００は、炭化室１１の長手方向では４０ｍｍ間隔、炭化室１１の高さ方向では１３０ｍｍ間隔で各々画像信号を得ていることから、合算した炉壁３次元プロフィールデータの各区分領域における凹凸量（Ｚ（１，１）〜Ｚ（ｐ，ｑ））は、横（炭化室１１の長手方向）が４０ｍｍ、縦（炭化室１１の高さ方向）が１３０ｍｍの大きさを有する長方形の領域の凹凸量である。

段差算出部３０３は、領域指定部３０２で今回指定された領域の凹凸量と、前回指定された互いに隣接する領域の凹凸量とに基づいて、今回指定された領域と、前回指定された領域との段差ΔＺ［ｍｍ］を導出する。その具体例について図５を参照して説明する。図５は、炭化室１１の壁面１４の凹部分をモデル化した図である。

図５において、上述したように段差算出部３０３には領域指定部３０２から領域ｎ−２、ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２が順次指定され、その指定領域に対応する凹凸量も順次入力される。例えば、領域ｎが指定された場合、領域ｎの凹凸量と、その前に入力した領域（ｎ−１）の凹凸量とから、領域ｎと領域（ｎ−１）との段差ΔＺ_nを導出する。段差ΔＺ_nとしては、領域（ｎ−１）の最深部Ｘと領域ｎの最深部Ｙとの差を求める。

局所抵抗指数導出部３０５は、段差算出部３０３で導出された段差ΔＺに応じて局所抵抗指数ｋ_i,jを導出する。具体的に、局所抵抗指数導出部３０５は、例えば下記（１）式を用いて、領域（ｉ，ｊ）における局所抵抗指数ｋ_i,jを導出する。尚、ｉは１以上ｐ以下の自然数であり、ｊは１以上ｑ以下の自然数である。

この際、段差算出部３０３で導出された段差ΔＺが、予め設定した定数δより小さい場合には局所抵抗指数ｋ_i,jを０（ゼロ）とする。ここで、局所抵抗指数ｋ_i,jとは、押出ラム１３によって押し出されているコークス１５が、領域指定部３０２で指定された領域の登り勾配から受ける抵抗を指標化したものである。そして、この導出された段差ΔＺが、例えば０（ゼロ）以下である場合には、領域指定部３０２で指定された領域が、コークス１５の押出方向に対して平行若しくは下り勾配を有している。このような場合、押出ラム１３によって押し出されているコークス１５が、領域指定部３０２で指定された領域の勾配によって受ける抵抗は発生しない。したがって、段差算出部３０３で今回導出された段差ΔＺが０（ゼロ）、又は、これに近い予め設定した値未満である場合には、その抵抗を指標化した局所抵抗指数ｋ_i,jを０（ゼロ）とする。このように本実施形態では、局所抵抗指標として局所抵抗指数ｋ_i,jが用いられる。尚、定数δは、１以上２以下の値とすることが好ましい。

ここで、Ｄ₀は炭化室１１の奥行方向（ＰＳからＣＳまで）の長さ［ｍ］であり、Ｈ₀は炭化室１１の高さ［ｍ］である。また、ｄは領域指定部３０２で指定された炭化室１１の奥行方向の位置［ｍ］であり、ｈは領域指定部３０２で指定された炭化室１１の高さ方向の位置［ｍ］である（図６（ａ）を参照）。

また、αは各領域の段差ΔＺに与える定数である。εは炭化室１１の長手方向の位置に値が依存する重み係数であり、γは炭化室１１の炉壁１４の高さ方向の位置に値が依存する重み係数である。該重み係数ε、γは、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、炭化室１１内の位置によって異なる。すなわち、炭化室１１内の壁面で、より加重を受けやすい部分程、大きな値とする。

以上のような定数α、重み係数ε、γは、炭化室１１のコークス１５を押し出す操業をモデル化して行った数値シミュレーションの結果や、実際の操業の結果等に基づいて決定される値である。αは１．２以上２．５以下、εは０以上５以下、γは０以上５以下の範囲の値とすることが好ましい。

局所抵抗指数導出部３０５は、以上のようにして導出した局所抵抗指数ｋ_i,jを逐次、抵抗指数決定部３０８に入力する。

抵抗指数決定部３０８は、領域指定部３０２で全ての領域（ｐ，ｑ）が指定され、局所抵抗指数導出部３０５によりその領域の局所抵抗指数ｋ_p,qが入力されると、その各領域の局所抵抗指数ｋ_i,jから、例えば下記（２）式を用いて抵抗指数ｋを導出する。そして、抵抗指数決定部３０８は、導出した抵抗指数ｋを抵抗指数記憶部３１１に炭化室番号と共に出力して記憶させると共に、押出負荷導出部３１７に出力して記憶させる。

本実施形態では、コークス炉１００における複数の炭化室１１について、上述したようにして抵抗指数ｋを各々導出して、抵抗指数記憶部３１１に記憶させる。

炭化室１１の右側及び左側の炉壁１４Ｒ、１４Ｌの夫々について炉壁３次元プロフィールデータを算出し、それら２つの炉壁３次元プロフィールデータを用いて、局所抵抗指数ｋ_i,j、抵抗指数ｋを求め、この炉壁１４Ｒ、１４Ｌの夫々の抵抗指数ｋを合算するようにしてもよい。

３−２．抵抗指数−押出負荷換算処理部
抵抗指数−押出負荷換算処理部は、グラフ作成部３１２、グラフ記憶部３１３により構成されている。

先ず、オペレータの操作により操作装置５００からグラフ作成部３１２に起動信号が入力すると、該グラフ作成部３１２は、押出負荷導出部３１０に記憶されている各炭化室１１の押出負荷Ｆと、抵抗指数記憶部３１１に記憶されている抵抗指数ｋとを炭化室別に対応付けて入力し、押出負荷Ｆと抵抗指数ｋに対応する位置を、図７に示すようにプロットする。そして、これらプロットした結果に基づいて、直線近似した押出負荷と抵抗指数ｋとの関係を示すグラフを作成する。尚、押出負荷及び抵抗指数ｋは、出来る限り直近値に更新し、その更新して値を使用することが好ましい。

更に具体的に説明すると、図７に示すグラフを作成するには、複数の炭化室１１について、コークス炉の操業が安定しているときの押出力（押出負荷）を選定し、合算炉壁３次元プロフィールデータを導出し、その合算炉壁３次元プロフィールデータを用いて上述したようにして抵抗指数ｋを算出する。

一方、その炭化室１１から実際にコークス１５を取り出した際に生じた押出負荷Ｆを求める。押出負荷Ｆの求め方は、既述したように、計算したラム速度と実績速度とを比較し、反力を推定して、その推定した反力と押出ラム１３を駆動するモータ２０の定格トルク等に基づいて求める。ここでは、コークス１５を押し出す過程で最大値となるところの押出負荷を採用することが好ましい。

そして、このようにして得られた抵抗指数ｋと押出負荷Ｆとに対応する位置をプロットする。以上のような処理を多数の炭化室１１に対して行い、図７に示すように多数のプロットを得て、その多数のプロットを直線近似してその直線を得る。そして、グラフ作成部３１２は、この作成したグラフを、グラフ記憶部３１３に記憶させる。

本実施形態では、換算指標（関係指標）として図７に示すように押出負荷と抵抗指数ｋとの関係を示す直線７０１の関数を用いるようにしたが、この直線７０１の関数に変えて、押出負荷と抵抗指数ｋとの関係を示す換算表を用いて押出負荷を推定するようにしてもよい。

３−３．補修シミュレーション処理部
補修シミュレーション処理部は、補修順位決定部３１４、補修範囲取得部３１５、データ変更部３１６、押出負荷導出部３１７により構成されている。

図８のフローチャートを参照しながら、コークス炉の壁面補修支援装置３００の補修シミュレーション処理の一例を説明する。まず、操作装置５００から補修範囲取得部３１５に対して、補修シミュレーションの実行開始及び炉壁補修候補窯とした炭化室の炭化室番号が入力される（ステップＳ３１、Ｓ３２）。これにより、補修範囲取得部３１５は、入力した番号の炭化室１１に対する炉壁３次元プロフィールデータを炉壁３次元プロフィールデータ記憶部３０６から読み出して、表示装置４００に表示する（ステップＳ３３、Ｓ３４）。

そして、この炉壁３次元プロフィールデータの各領域における凹量Ｚが予め設定した設定値（例えば２０ｍｍ）より大きい領域を抽出して、操作装置５００からのオペレータの指示により、その補修領域を決定する（ステップＳ３５）。このとき、その領域の補修量（全部又は一部）を決定し、その決定した仮想の補修領域と補修（以下、バーチャル補修と称す）後の残存凹量（例えば０ｍｍ）をデータ変更部３１６に出力する。

次に、データ変更部３１６は、入力したバーチャル補修した領域と、その領域の残存凹量を基にして、炉壁３次元プロフィールデータ導出部３０１に有る炉壁３次元プロフィールデータ内の前記補修領域に対応する領域の凹量を前記バーチャル補修後の残存凹量（例えば０ｍｍ）に変更する（ステップＳ３６）。

次に、凹凸量を変更した炉壁３次元プロフィールデータを基にして、上述したのと同様に、領域指定部３０２、段差算出部３０３、局所抵抗指数導出決定部３０４、局所抵抗指数導出部３０５、抵抗指数決定部３０８が動作して同様の処理を行って、バーチャル抵抗指数ｋ１を導出し（ステップＳ３７）、この導出したバーチャル抵抗指数ｋ１を押出負荷導出部３１７に出力する。

次に、押出負荷導出部３１７は、グラフ記憶部３１３に記憶されているグラフ（図７）を読み出して（ステップＳ３８）、このグラフを基にして入力したバーチャル抵抗指数ｋ１からバーチャル押出負荷Ｆ１と、上位計算機から入力した抵抗指数ｋから押出負荷Ｆを各々導出して（ステップＳ３９）、補修順位決定部３１４に出力する。

補修順位決定部３１４は、この入力したバーチャル押出負荷Ｆ１と押出負荷導出部３１０からの押出負荷Ｆの差ΔＦを求める（ステップＳ４０）。これを指定された炭化室１１分行って、その差ΔＦを比較して、該差ΔＦの大きい順に炭化室番号と共に表示装置４００に表示する（ステップＳ４１）。

以上述べたように、壁面観察装置２００で測定した炉壁損傷部の一部又は全部を補修したと仮定した後における該損傷部の仮定形状、存在位置を求め、その仮定形状、存在位置を基にして仮定抵抗指数（バーチャル抵抗指数）ｋ１を求め、この仮定抵抗指数ｋ１から関係指標（図７）を用いて仮定押出負荷（バーチャル押出負荷）Ｆ１を求め、更に仮定押出負荷Ｆ１と押出負荷Ｆの差を求めて、この差が大きい炭化室（炉壁補修候補窯）１１ほど補修順位を上位にする決定を行う。

尚、本例では補修候補炭化室番号を補修範囲取得部３１５に対して操作装置５００から指示したが、これに限るものではなく、補修シミュレーションの実行開始指示により全炭化室を対象にしてステップＳ３３〜Ｓ４０の処理を行うようにしても良い。

また、ステップＳ４０において、ステップＳ３６で凹凸量のデータが変更された炉壁３次元プロフィールデータと、その炉壁３次元プロフィールデータからステップＳ３７及びＳ３９で得られた抵抗指数ｋ及び押出負荷とを表示装置４００に表示するようにしても良い。

尚、本発明を適用したコークス炉の壁面補修支援装置は、例えばパーソナルコンピュータ等、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、及び画像入出力ボードを備えた装置により実現される。そして、各手段は、例えばＣＰＵが、ＲＯＭやハードディスクに記憶されている制御プログラムを、ＲＡＭを用いて実行することにより実現することができる。また、本発明を適用したコークス炉の壁面補修支援装置は、一つの装置から構成されても、複数の機器から構成されてもよい。

本発明の実施形態のコークス炉の壁面補修支援装置を含むコークス炉炭化室の補修順位決定の機能構成の一例を示す図である。本発明の実施形態の壁面観察装置の構成を示す外観図である。コークス炉と押出機の関係を示す図である。本発明の実施形態の炉壁３次元プロフィールデータを説明するための図である。本発明の実施形態の炭化室壁面の凹部の段差導出を説明するための図である。本発明の実施形態の重み係数を説明するための図である。本発明の実施形態の抵抗指数と押出負荷との関係を示す図である。本発明の実施形態の補修シミュレーション処理部の処理手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１１：炭化室
１００：コークス炉
２００：壁面観察装置
２０１：映像記憶部
３００：コークス炉の壁面補修支援装置
３０１：炉壁３次元プロフィールデータ導出部
３０２：領域指定部
３０３：段差算出部
３０４：局所抵抗指数導出決定部
３０５：局所抵抗指数導出部
３０６：炉壁３次元プロフィールデータ記憶部
３０８：抵抗指数決定部
３１０：押出負荷導出部
３１１：抵抗指数記憶部
３１２：グラフ作成部
３１３：グラフ記憶部
３１４：補修順位決定部
３１５：補修範囲取得部
３１６：データ変更部
３１７：押出負荷導出部
４００：表示装置
５００：操作装置

Claims

コークス炉の炭化室からコークスを押出機により押し出す際における押出負荷を導出し、この導出した押出負荷が予め設定した設定値以上になった炭化室を炉壁補修候補窯と判定し、この判定した炉壁補修候補窯が複数ある場合における補修順位を決定するコークス炉炭化室の補修順位決定方法であって、
前記各炉壁補修候補窯の炉壁の損傷部の形状、存在位置を測定する測定手順と、
前記測定手順で測定した損傷部の形状、存在位置を基にして炭化室内の抵抗指数を求める抵抗指数導出手順と、
前記抵抗指数導出手順で求めた抵抗指数と、前記導出した押出負荷とに基づいて、抵抗指数と押出負荷の関係指標を求める抵抗指数−押出負荷対応付け手順と、
前記測定手順で測定した炉壁損傷部の一部又は全部を補修したと仮定した後における該損傷部の仮定形状、存在位置を求め、その仮定形状、存在位置を基にして仮定抵抗指数を求め、この仮定抵抗指数から前記求めた関係指標を用いて仮定押出負荷を求め、更に前記仮定押出負荷と前記導出した押出負荷の差を求めて、この差が大きい炉壁補修候補窯ほど補修順位を上位にする決定を行う補修シュミュレーション手順とを有することを特徴とするコークス炉炭化室の補修順位決定方法。
コークス炉の炭化室からコークスを押出機により押し出す際における押出負荷を導出する押出負荷導出手段を備え、
前記押出負荷導出手段により導出した押出負荷が予め設定した設定値以上になった炭化室を炉壁補修候補窯と判定し、この判定した炉壁補修候補窯が複数ある場合における補修順位を決定するコークス炉炭化室の補修順位決定システムであって、
前記各炉壁補修候補窯の炉壁の損傷部の形状、存在位置を測定する壁面観察手段と、
前記壁面観察手段で測定した損傷部の形状、存在位置を基にして炭化室内の抵抗指数を求める抵抗指数導出手段と、
前記抵抗指数導出手段で求めた抵抗指数と、前記押出負荷導出手段で導出した押出負荷とに基づいて、抵抗指数と押出負荷の関係指標を求める抵抗指数−押出負荷対応付け処理手段と、
前記壁面観察手段で測定した炉壁損傷部の一部又は全部を補修したと仮定した後における該損傷部の仮定形状、存在位置を求め、その仮定形状、存在位置を基にして仮定抵抗指数を求め、この仮定抵抗指数から前記求めた関係指標を用いて仮定押出負荷を求め、更に前記仮定押出負荷と前記押出負荷導出手段で導出した押出負荷の差を求めて、この差が大きい炉壁補修候補窯ほど補修順位を上位にする決定を行う補修シュミュレーション処理手段とを備えたことを特徴とするコークス炉炭化室の補修順位決定システム。
コークス炉の炭化室からコークスを押出機により押し出す際における押出負荷を導出し、この導出した押出負荷が予め設定した設定値以上になった炭化室を炉壁補修候補窯と判定し、この判定した炉壁補修候補窯が複数ある場合における補修順位を決定するためのプログラムであって、
炭化室の炉壁の損傷部の形状、存在位置を測定する壁面観察手段で測定した前記各炉壁補修候補窯の損傷部の形状、存在位置を基にして炭化室内の抵抗指数を求める抵抗指数導出処理と、
前記抵抗指数導出処理で求めた抵抗指数と、前記導出した押出負荷とに基づいて、抵抗指数と押出負荷の関係指標を求める抵抗指数−押出負荷対応付け処理と、
前記壁面観察手段で測定した炉壁損傷部の一部又は全部を補修したと仮定した後における該損傷部の仮定形状、存在位置を求め、その仮定形状、存在位置を基にして仮定抵抗指数を求め、この仮定抵抗指数から前記求めた関係指標を用いて仮定押出負荷を求め、更に前記仮定押出負荷と前記押出負荷導出手段で導出した押出負荷の差を求めて、この差が大きい炉壁補修候補窯ほど補修順位を上位にする決定を行う補修シュミュレーション処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。