JP6808042B2 - 溶融金属を収容することを目的とした容器の耐火ライニングの摩耗を測定するための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、溶鋼を収容することを目的とした容器、特に取鍋、電気アーク炉（以後ＥＡＦ）または転炉の耐火ライニングの摩耗を測定する方法に関する。

本発明はまた、容器を含む対応する設備に関する。

取鍋取鍋およびＥＡＦのような容器は、容器が溶鋼を含むときに高温に対する保護として作用する耐火ライニングを含む。しかしながら、耐火ライニングは、溶鋼から生じる摩耗または堆積物を受けやすい。

耐火ライニングを制御することは、容器の連続的かつ安全な操作を達成するために重要な役割を果たす。空のときに容器の目視検査を行うことは、耐火ライニングの状態およびそれがどのように変化するかを制御するための最も一般的な方法であった。

しかしながら、この方法は、塵埃および温度の点で容器の環境に起因して、また定量的ではないため、いくらか困難であることが証明されている。

制御を定量的にするために、レーザビームエミッタ、レーザビームを偏向させるためのミラー、および耐火ライニングの表面によって反射されたレーザビームを受光するためのレーザビームレシーバを有するレーザスキャナを使用することを、米国特許第６９２２２５１号明細書は開示している。レーザスキャナによるレーザビームの放射と受光との間の経過時間は、放射されたレーザビームの方向に耐火ライニングとレーザスキャナとの間の距離を提供する。これにより、レーザスキャナに対する耐火ライニングの表面の一点の位置が得られる。

走査面を表す複数の点を得るために、第１の回転軸を中心としてミラーを回転させ、第２の回転軸を中心としてレーザスキャナ自体を回転させることによって、耐火ライニングを互いに垂直な２方向に走査することができる。これを表面の「３Ｄ画像」と呼ぶ。表面の連続した画像を比較することによって、レーザスキャナが非常に正確であるので、耐火ライニングのどの部分が摩耗したか、または堆積物によって成長したかを決定することが可能である。

しかしながら、容器の形状、容器の内部の幾何学的制約、およびレーザスキャナがまだ熱い容器に近づきすぎることができないという事実のために、レーザスキャナは通常、対象の表面の全体像を得ることができない。例えば、取鍋の使用中、スラグの縁は、取鍋の開口部に沿って形成される傾向がある。このスラグの縁が、その真下に位置する取鍋の内面の領域を上から取鍋の内部を走査するスキャナに対して隠す影領域を形成する。

この問題を克服するために、レーザスキャナは、いくつかの３Ｄ画像を提供するところから、異なる位置に連続的に移動される。その後、これらの３Ｄ画像は全体的な「画像」にマージされる。連続する３Ｄ画像をマージするには、レーザスキャナの連続する位置に関する非常に正確な知識が必要である。これは、特に摩耗管理のような経時的な微分解析ついて、プロセス全体を複雑にし、全体像はそれほど正確ではなくなる。

米国特許第６９２２２５１号明細書

本発明の目的は、より正確な方法で耐火ライニングの摩耗を測定するための方法を提供することである。

この目的のために、本発明は、溶融金属を収容することを目的とした容器の耐火ライニングの摩耗を測定するための方法を提案し、この方法は：
第１の表面を表す第１の初期データセットを得るために、第１のレーザスキャナを使用して耐火ライニングの第１の表面を走査するステップと、
第２の表面を表す第２の初期データセットを得るために、第１のレーザスキャナとは異なる第２のレーザスキャナを使用して耐火ライニングの第２の表面を走査するステップであって、第２の表面は、第１のレーザスキャナのためのグレーゾーンを含み、容器は第１のレーザスキャナによる走査中に第１のレーザスキャナとグレーゾーンとの間に位置する障害物を画定する、ステップと、
第１の初期データセットおよび第２の初期データセットを使用して最終データセットを計算するステップであって、最終データセットは、第１の表面および第２の表面を含む耐火ライニングの表面を表す、ステップと、
を含む。

他の実施形態では、方法は、単独でまたは任意の技術的に実現可能な組み合わせで採用される、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含む。すなわち、
−容器は取鍋、電気アーク炉、または転炉である、
−第１の表面の走査と第２の表面の走査が同時である、
−方法が、第１のレーザスキャナの基部と第２のレーザスキャナの基部とを支持フレームに固定するステップを含み、基部は支持フレームの横断方向に沿って固定的に離間しており、第１の表面と第２の表面の走査中に、支持フレームを容器に対して同じ固定位置に維持する、
−第１の表面および第２の表面を走査するステップが、
レーザビームエミッタを使用してレーザビームを放射するステップと、
レーザビームレシーバを使用して、耐火ライニングからの反射レーザビームを受光するステップと、
レーザビームの放射と反射レーザビームの受光との間の経過時間を測定するステップと、
放射されたレーザビームを２つの互いに垂直な方向に偏向させるステップと、
を含む、
−放射されたレーザビームを偏向させるステップが、レーザビームエミッタに対して第１の回転軸の周りにミラーを回転させるステップと、基部に対して第２の回転軸の周りにレーザビームエミッタを回転させるステップと、を含む、
−最終データセットを計算するステップが、第１のレーザスキャナの基部に対する第２のレーザスキャナの基部の位置を表すパラメータを使用するステップを含む、
−最終データセットを計算するステップが、第１の初期データセット内の少なくとも３つの点と第２の初期データセット内の他の３つの点とを検出するステップを含み、３つの点および他の３つの点は表面内または表面の周りの３つのランドマークを表す。

本発明はまた、設備に関し、
設備は、
−溶融金属を収容することを目的とした容器であって、容器は、耐火ライニングを有する、容器と、
−溶融金属を収容することを目的とした容器の耐火ライニングの摩耗を測定するための装置であって、
装置は、
支持フレームと、
支持フレームによって支持され、支持フレームの横断方向に沿って間隔を置いて配置され、第１の表面を表す第１の初期データセットおよび第２の表面を表す第２の初期データセットを提供するために、耐火ライニングの第１の表面および第２の表面をそれぞれ走査するように構成された、第１のレーザスキャナおよび第２のレーザスキャナであって、第２の表面は、第１のレーザスキャナためのグレーゾーンを含み、容器は、第１のレーザスキャナとグレーゾーンとの間に位置する障害物を画定する、第１のレーザスキャナおよび第２のレーザスキャナと、
第１の初期データセットおよび第２の初期データセットを使用して最終データセットを生成するように構成されたコンピュータであって、最終データセットは耐火ライニングの表面を表す、コンピュータと、
を備える、装置と、
を備える、設備。

他の実施形態では、設備は、単独でまたは任意の技術的に可能な組み合わせで採用される、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含む。すなわち、
−第１のレーザスキャナおよび第２のレーザスキャナのそれぞれが、
支持フレーム上に固定された基部と、
レーザビームを放射するためのレーザビームエミッタと、
耐火ライニングからの反射レーザビームを受光するためのレーザビームレシーバと、
レーザビームの放射と反射レーザビームの受光との間の経過時間を測定するための時間測定システムと、
放射されたレーザビームを偏向するための偏向器であって、
偏向器はレーザビームエミッタに対して第１の回転軸を中心に回転可能なミラーと、
基部に対して第２の回転軸を中心にレーザビームエミッタを回転させるように構成されたユニットと、を含む偏向器と、
を備える、
−第１のレーザスキャナおよび第２のレーザスキャナの第２の回転軸が、横断方向に対して実質的に垂直であり、好ましくは互いに平行である、
−第１の初期データセット内の少なくとも３つの点および第２の初期データセット内の他の３つの点を検出し、これらの３つの点および他の３つの点は、耐火ライニングの前記表面の内部または周囲の３つのランドマークを表すように、または、第１のレーザスキャナの基部に対する第２のレーザスキャナの基部の位置を表すパラメータを使用して最終データセットを計算するように、コンピュータが適合されている、
−支持フレームが、少なくとも１つの開口部を画定する主要部と、開位置と閉位置との間で主要部に対して移動可能な閉鎖システムと、を有するボックスを含み、第１のレーザスキャナおよび第２のレーザスキャナは、閉鎖システムが開位置にあるときに開口部を通して耐火ライニングを走査するためにボックス内に配置され、閉鎖システムが閉位置にあるときにボックスは好ましくは防水性で塵埃から保護されている、
−設備が、以下のうちの１つまたは複数の熱保護システムをさらに含む。すなわち、
・ボックス内に配置されて、横断方向に沿って開口部より狭い少なくとも２つの走査窓を画定する内部保護スクリーン、
・閉鎖システムを形成して、閉鎖システムが閉位置にあるときに容器から来る熱放射の少なくとも８０％を反射するように適合されている外部保護パネルを有する、ボックスの主要部に回転可能に取り付けられたカバー、
・ボックスと周囲の大気との間の熱交換を促進するために外側に向けられたフィンと、任意選択的に背面に固定されフィン上にまたはフィンから空気を吹き出すまたは取り出すように構成された少なくとも１つのファンと、を備える、ボックスの背面、および、
・圧縮空気源と、圧縮空気源に接続されて、圧縮空気源から第１のレーザスキャナおよび第２のレーザスキャナに向けて空気を吹き出すように構成された少なくとも２つのノズル、
−設備が、基部と、ボックスを保持して基部に固定されたアームと、をさらに備え、アームは好ましくは、アームが垂直になるように意図されている第１の位置とアームが水平になるように意図されている第２の位置との間で基部上に回転可能に取り付けられている。

本発明の他の特徴および利点は、例として添付の図面を参照しながら与えられる以下の説明を読めば明らかとされよう。

本発明の第１の実施形態による設備の概略側面図である。 図１に示す設備の別の概略側面図である。 図１および図２に示すボックスの前面に向かった概略図である。 図１〜図３に示すボックスの側面図である。 図３に示すレーザスキャナによって提供される画像の概略図である。 図１〜図４に示すボックスの別の側面図である。 図１および図２に示された設備の変形例の概略図である。 本発明の第２の実施形態による設備の概略図である。 図８に示す設備から得られた２つの耐火ライニングプロファイルを示すグラフである。

次に、本発明による方法を図１から図５を参照して説明する。

本目的は、図１および図２に示される容器２の耐火ライニング１の摩耗を測定することである。容器２は、例えば溶融金属を収容することを目的とした取鍋である。変形例として、容器２はＥＡＦ（図７に示す）または転炉（図示せず）である。

耐火ライニング１は、容器２を高温の溶融金属から保護するように適合されている。容器２を空にした後、例えば容器が充填されたときに溶融金属の自由表面があった場所に、堆積物３（図２）が残ることがある。

方法は、耐火ライニングの第１の表面を表す第１の初期データセット５Ａ（図５）を得るために、第１のレーザスキャナ２１Ａを使用して耐火ライニング１の第１の表面４Ａを走査するステップと、耐火ライニングの第２の表面を表す第２の初期データセット５Ｂ（図５）を得るために、第１のレーザスキャナとは異なる第２のレーザスキャナ２１Ｂを使用して耐火ライニングの第２の表面４Ｂを走査するステップと、を含む。

堆積物３は、第１のレーザスキャナによる走査中に第１のレーザスキャナとグレーゾーン６Ｂとの間に位置する障害物を形成するので、第２の表面４Ｂは、第１のレーザスキャナ２１Ａのためのグレーゾーン６Ｂを含む。図示の例では、同様に、第２のレーザスキャナによる走査中に堆積物３も第２のレーザスキャナとグレーゾーン６Ａとの間に位置する障害物を形成するので、第１の表面４Ａは第２のレーザスキャナ２１Ｂのためのグレーゾーン６Ａを含む。

この方法はまた、第１の初期データセット５Ａおよび第２の初期データセット５Ｂを使用して最終データセット７を計算するステップを含む。最終データセット７は、第１の表面４Ａと第２の表面４Ｂとを含む耐火ライニング１の表面４を表す。表面４は、例えば、第１の表面４Ａと第２の表面４Ｂとの和である。

初期データセット５Ａは、グレーゾーン６Ａが認識できない（存在しない）第１の表面４Ａの３Ｄ（三次元）画像であり、第２の初期データセット５Ｂは、グレーゾーン６Ｂが認識できない第２の表面４Ｂの３Ｄ画像である。

少なくとも２つのレーザスキャナを使用し、それらの測定値をマージすることは、第２のレーザスキャナ２１Ｂが耐火ライニング１上で第１のレーザスキャナ２１Ａとは異なる視角を有するので、全表面４の３Ｄ画像である最終データセット７を得ることを可能にする。

最終データセット７は、耐火ライニング１の摩耗を測定することを可能にする情報を提供する。最終データセット７は、例えば、表面４を表す以前の３Ｄ画像などの基準セットと比較される。比較により、表面４が摩耗したゾーン、および堆積物が生じたゾーンを検出することが可能になる。

さらに、グレーゾーン６Ａおよび６Ｂに属さない表面４の部分は少なくとも２回走査され、これは最終データセット７の解像度を改善すること、またはシングルレーザスキャナより迅速に最終データセットを得ることを可能にする。

第１の表面４Ａの走査と第２の表面４Ｂの走査とは同時に行われるのが好適であり、これにより時間を節約し、レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂを高温で埃の多い環境にさらす時間を短縮することができる。

方法は、第１のレーザスキャナ２１Ａおよび第２のレーザスキャナ２１Ｂ（図３および図４）の基部１０４を支持フレーム６８上に固定するステップであって、基部は支持フレームの横断方向Ｔに沿って間隔をあけて固定されている、ステップと、第１の表面４Ａと第２の表面４Ｂの走査中に、容器２に対して同じ固定位置に支持フレームを維持するステップと、を含むことができる。そうすることによって、第１のレーザスキャナ２１Ａに対する第２のレーザスキャナ２１Ｂの相対位置は既知であり、予め決定されている。

他の特定の実施形態（図示せず）によれば、第１のレーザスキャナ２１Ａおよび第２のレーザスキャナ２１Ｂを容器２に対して固定位置に維持するための他の技術が使用されてもよい。例えば、第１のレーザスキャナ２１Ａと第２のレーザスキャナ２１Ｂとを別々の支持フレームに取り付けてもよい。

第１の表面４Ａおよび第２の表面４Ｂの走査は同じ方法で好適に実行されるので、第１の表面４Ａについて以下に詳細に説明する。

第１の表面４Ａの走査は、例えば、レーザビームエミッタＥ（図４）を用いてレーザビーム８（図２）を放射し、レーザビームレシーバＲを用いて耐火ライニング１から反射レーザビーム９を受光し、レーザビームの放射と反射レーザビームの受光との間の経過時間を測定し、放射されたレーザビームを２つの互いに垂直な方向Ａ、Ｂに偏向することを含む。

放射されたレーザビーム８を偏向させることは、レーザビームエミッタＥに対して第１の回転軸Ａを中心にミラーＭ（図４）を回転させ、基部１０４に対して第２の回転軸Ｂを中心にレーザビームエミッタを回転させることによって行われてもよい。

最終データセット７を計算することは、例えば、第１のレーザスキャナ２１Ａの基部１０４に対する第２のレーザスキャナ２１Ｂの基部１０４の位置を表すパラメータを使用して実行される。前記パラメータは、１つまたは複数の座標変更を実行するために使用され、その結果、最終データセット７を取得するために、同じ座標系で表現された第１の初期データセット５Ａおよび第２の初期データセット５Ｂを加算することができる。

別の実施形態によれば、最終データセット７を計算することは、第１の初期データセット５Ａ内の少なくとも３つの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３（図５）および第２の初期データセット５Ｂ内の３つの点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’を検出することを含む。３つの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３および３つの点Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’は、第１の表面４Ａおよび第２の表面４Ｂ内またはその周りに配置された３つのランドマークＬ１、Ｌ２、Ｌ３を表す。

図５に示すように、３つの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ１’、Ｐ２’、Ｐ３’が重ね合わされるように、最終データセット７が計算される。

図１および図２を参照して、本発明の第１の実施形態による設備１０を説明する。

設備１０は、容器２と、耐火ライニングの摩耗を測定するための装置１２と、装置が上に置かれる床１４とを備える。

容器２は、例えば電気アーク炉（図示せず）から来る、例えば溶鋼を収容することを目的とした鋼製取鍋である。取鍋は、垂直方向Ｖを中心にしてほぼ対称的である。取鍋は、溶鋼を受けるための容積１６を画定し、例えば、その開口部の周りに堆積物３を有する。

装置１２は、ボックス２０と、ボックス内に配置された２つのレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂと、基部２２と、ボックスを保持し基部からほぼ水平に長手方向Ｌに沿って突出するアーム２４とを備える。

この例では、ボックス２０は取鍋の上方に配置されている。

基部２２は、好適には、地面１４上を転がるように構成されている。

基部２２は、コンピュータ２９と、任意選択で１つまたは複数の制御スクリーンを有する制御ユニット３０と、圧縮空気源３２と、電源３４とを含む。基部２２は、好適には、防塵フィルタ（図示せず）を有する１つまたは複数の冷却ファン（図示せず）を備えている。

変形例として、制御ユニット３０は遠隔制御ユニット（図示せず）に置き換えられる。

基部２２およびアーム２４は、好適には、特に容器２に面する側で保護マット（図示せず）により覆われている。例えば、マットはアルミナイズドガラス布または任意の絶縁材料を含む。

電源３４は、好適には、装置１２が電力供給に関して自立していることを可能にする。電源３４は、例えばインバータである。

変形例によれば、電源３４は電力網（図示せず）への接続部に置き換えられる。

圧縮空気源３２は、例えばシリンダである。

コンピュータ２９は、レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂを監視するのに適している。好適には、コンピュータ２９は、レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂによって実行された測定値を分析し、最終データセット７を生成するための１つまたは複数の専用ソフトウェアを含む。

変形例（図示せず）として、コンピュータ２９は基部２２から離れている。

図３および図６を参照すると、ボックス２０は、取鍋の開口部に下方を向く前面３７を有する。アーム２４に固定された主要部３８と、ボックスがレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂの周りで閉じられている閉位置と主要部３８は前面３７に少なくとも１つの開口部４４を画定する開位置（図３および図６）との間で主要部に対して移動可能な閉鎖システム４０と、をボックス２０はまた備えている。

特定の実施形態では、ボックス２０は、長手方向Ｌの周りで基部２２に回転可能に取り付けられている。

閉鎖システム４０が閉位置にあるとき、ボックス２０の内部は塵埃に対して、そしてあらゆる方向からの水の投射から保護されている。

開口部４４は、長手方向Ｌに沿ってかつ長手方向に垂直であり、例えば水平である横断方向Ｔに沿って延びる。

例えば、開口部４４は、平面の好適には長方形の形状を有する。開口部４４は好適には横断方向Ｔと平行であり、例えば４５°〜８０°の範囲の長手方向Ｌに対して角度α（図６）を画定する。

閉鎖システム４０は、軸Ｒ（図６）を中心に主要部３８に回転可能に取り付けられたカバー４６と、例えば図４および図６に示すようにカバーを開位置に保持するように構成されている１つまたは２つのガススプリング４８とを備える。

閉鎖システム４０は、好適には、カバー４６と主要部３８との間に設置されたフルオロエラストマーのシール（図示せず）を含む。フルオロエラストマーは、−２０℃から２００℃の温度範囲に耐えることができるフルオロカーボン系合成ゴムである。

変形例（図示せず）として、シールは、装置１２の背面に向かって熱を伝導するように、そして容器２からの熱放射Δを反射するように適合されたコーティングを含む。

本明細書において「容器からの熱放射を反射するように適合されている」とは、レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂが容器２によって放射される熱放射から保護されることを意味する。軸Ｒは、例えば横断方向Ｔとほぼ平行である。

カバー４６は、好適には、閉鎖システム４０が閉位置にあるときに容器２から来る熱放射Δを反射するように適合されている外部保護パネル５２を含む。

一実施形態では、カバー４６は、閉鎖システム４０を閉位置から開位置へ、またその逆に移動させるために手動で動かされるように構成されている。その目的のために、カバー４６は、好適には、ハンドル５４とファスナ５６、例えばフッククランプを含む。他の実施形態では、カバー４６は自動制御される。

保護パネル５２は、例えば、ステンレス鋼、磨かれたステンレス鋼、アルミニウム、または磨かれたアルミニウムなどの反射性金属でできており、セラミック繊維などの絶縁材料を含むことができる。図６に最もよく示されているように、外部保護パネル５２は、好適には、カバー４６の残りの部分から離間されている。

ボックス２０の主要部３８は、容器２に対して前面３７の反対側の後面５８（図６）を有し、好適にはボックスと周囲の大気との間の熱交換を促進するために外側に向けられたフィン６０を有する。

特定の実施形態では、２つのファン６２が後面５８に固定されており、フィン６０の冷却を高めるためにフィン６０上に空気を吹き出すまたは取り出すように構成されている。

主要部３８はまた、例えば実質的に平坦であり、好適にはボックス２０とアーム２４とを機械的に接続するための接続インタフェースを形成する底壁６４を有する。主要部３８は上壁６５を有する。

主要部３８は、例えばボックス２０の内部に向かって底壁６４に固定され、横断方向に延びる支持フレーム６８を含む。

主要部３８は、好適には、圧縮空気をレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂに向けてそれぞれ吹き付けるための圧縮空気源３２に接続された２つのノズル７８（図４）を含む。

装置１２は、任意選択で、容器２から前面３７の開口部４４を通って来る熱放射Δのエネルギーの少なくとも８０％を反射するように適合されている内部保護スクリーン８０を含む。

内部保護スクリーン８０は、例えば横断方向Ｔに沿って分散配置された複数のモジュール８２、および任意選択で支持フレーム６８を熱放射Δから保護するように適合されている横断方向モジュール８４を含む。

横断方向モジュール８４は、支持フレーム６８と容器２との間に介在している。横断方向モジュール８４は、開口部４４を横切って横断方向に延びる。

各モジュール８２は、容器２から来る熱放射Δのエネルギーの少なくとも７０％を反射するように適合されている。

モジュール８２は、好適には、レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂの前方にそれぞれ２つの走査窓８６Ａ、８６Ｂを画定するために、オペレータ（図示せず）によって横断方向Ｔに沿って容易に移動可能であるように、主要部３８の下壁６４および上壁６５に固定される。

例えば、各モジュール８２は横断方向Ｔに沿って「Ｌ」字形を有する。各モジュール８２は「Ｌ」を形成する２つのパネル８８を備える。パネル８８のうちの一方は、例えば長手方向Ｌに対してほぼ垂直であり、他方のパネル８８は垂直方向Ｖに対してほぼ垂直である。パネル８８は、開口部４４を通って横断方向Ｔに関して実質的に半径方向に容器２から来る熱放射Δを反射するように適合されている。

好適には、モジュール８２および横断方向モジュール８４は、少なくとも５０重量％の磨かれたアルミニウムを含む。

熱伝導を制限するために、いくつかのワッシャ（図示せず）、例えば「Ｄｅｌｒｉｎワッシャ」として知られているものが支持フレーム６８と下壁６４との間に挿入されている。

レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、支持フレーム６８に取り付けられている。それらは横断方向Ｔに沿って離間している。

レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、例えば、Ｆａｒｏから市販されているＦｏｃｕｓ^３Ｄレーザスキャナ、または同様のものである。レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、好適には、それらの壁に貼り付けられた反射性接着テープ（図示せず）で保護されている。接着テープは、好適には、アルミナイズドガラス織物、例えば３Ｍ社により３６３で示されるものである。

レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、コンピュータ２９によって監視されるように構成されている。

それらは好適には類似しているので、以下ではレーザスキャナ２１Ａのみを詳細に説明する。レーザスキャナ２１Ｂは、横断方向Ｔに沿って平行移動されたレーザスキャナ２１Ａと同等のものである。

レーザスキャナ２１Ａは、レーザビームエミッタＥとレーザビームレシーバＲとを備えている（図４）。レーザスキャナ２１Ａはまた、レーザビーム８の放射と反射レーザビーム９の受光との間の経過時間を測定するための時間測定システム９８と、レーザビーム８を互いに直交する２つの方向Ａ、Ｂに偏向するための偏向器１００とを備える。

偏向器１００は、レーザビームエミッタＥに対して第１の回転軸Ａを中心に回転可能なミラーＭと、支持フレーム６８に対して第２の回転軸Ｂを中心にレーザビームエミッタＥを回転させるように構成されたユニット１０２とを含む。

ユニット１０２は、支持フレーム６８上に取り付けられた基部１０４と、レーザビームエミッタＥとレーザビームレシーバＲにしっかりと固定された回転部１０６とを備える。

回転部１０６は、第２の回転軸Ｂを中心に回転し、レーザビームエミッタＥ、レーザビームレシーバＲおよびミラーＭを第２の軸Ｂを中心に回転させる。

第２の軸Ｂは、例えば横断方向Ｔに対して、および、この例では好適には水平面に対して、垂直である。第１のレーザスキャナ２１Ｂの第２の軸Ｂは、第２のレーザスキャナ２１Ｂの第２の軸Ｂと平行であり、走査中に固定された距離Ｄだけ離れている。

第１の軸Ａは、第２の軸Ｂに対して垂直であり、支持フレーム６８に対して第２の軸Ｂを中心に回転する。レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂがアイドル状態のとき、第１の軸Ａは例えば横断方向Ｔと平行である。

アーム２４は、レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂが取鍋対称軸に対して横断方向Ｔに沿って偏心している（図２）ように構成される。

特定の実施形態によれば、アーム２４の長さは調整可能である。

好適には、アーム２４は、アームがほぼ水平である第１の位置（図１）と、アームがほぼ垂直である第２の位置（図６）との間で基部２２に対して回転可能である。

次に設備１０の使用方法を説明する。

取鍋（以前に空にされたもの）および装置１２は、図１および図２に示される相対位置にもたらされる。例えば、装置１２は床１４上の固定位置を占め、取鍋は装置の下にもたらされ、取鍋は垂直位置にある。

レーザ２１Ａおよび２１Ｂがアイドル状態のとき、閉鎖システム４０は、取鍋から放射される塵埃および熱から保護されるように、好適には閉位置にある。

内部保護スクリーン８０、保護パネル５２、後面５８およびファン６２の構造、ならびに圧縮空気吹付けノズル７８などの任意選択の熱保護システムは、レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂをさらに保護する。

耐火ライニング１を走査するために、閉鎖システム４０は開位置に置かれる。

レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、好適には、埃および熱への暴露時間を短縮するために同時に作動する。走査は上述のように実行される。

走査が終了すると、閉鎖システム４０は閉位置に置かれる。

次に、図７を参照して、本発明の変形例による設備１００について説明する。設備１００は、図１〜図４および図６に示す設備１０と類似している。同様の要素は同じ参照符号を有する。相違点のみ詳細に説明する。

設備１００では、容器２は依然として例えば取鍋であるが、異なる位置にある。取鍋はその側面にあり、その対称軸はほぼ水平である。装置のアーム２４は垂直方向Ｖに沿って延びる。

例えば、図１および図３に示される構成と比較して、アーム２４は基部２２に対して横断方向Ｔの周りに回転されている。この例では、ボックス２０の前面３７は取鍋に水平に面している。この装置は容器を上からまたは横から走査するのに適しているので、これは装置１２に柔軟性を与える。

設備１００の使用および利点は設備１０のものと同様である。

次に、図８を参照して、本発明の第２の実施形態による設備２００について説明する。設備２００は、図７に示される設備１００に類似している。同様の要素は同じ参照符号を有する。相違点のみ詳細に説明する。

設備２００は、耐火ライニング２０１を有する電気アーク炉である容器２０２と、ドア２０３とを備える。

装置１２は、図１および図２に示すものと同じ構成であり、アーム２４は長手方向Ｌ（水平方向）に沿って延びているので、ボックスは炉の内側に配置されている。

設備２００の使用および利点は設備１０および１００のものと同様であるが、以下の違いがある。

使用する前に、装置１２は、ドア２０３を介して容器２０２内にボックス２０を導入するために床１４上を移動する。次に、前述と同じ方法で走査が行われ、同じ結果および利点が得られる。

特に、装置１２は、第１のレーザスキャナ２１Ａに対して灰色であることになるゾーンを走査可能にする。

図９に示すグラフにおいて、曲線Ｃ１は、図８に示す電気アーク炉を走査した後に装置１２によって提供された最終データセットから得られたプロファイルの一例である。プロファイルは、横断方向Ｔに垂直な平面Ｐでとられる。曲線Ｃ１は、容器２０２の側壁２０４の垂直プロファイルを表す。

数週間後、同様にして第２の曲線Ｃ２を得た。曲線Ｃ１とＣ２との間の差は、壁２０４がどのように摩耗したかを非常に正確に示している。

Claims (15)

1. 溶融金属を収容することを目的とした容器（２、２０２）の耐火ライニング（１）の摩耗を測定するための方法であって、方法は、
   第１の表面（４Ａ）を表す第１の初期データセット（５Ａ）を得るために、第１のレーザスキャナ（２１Ａ）を使用して耐火ライニング（１）の第１の表面（４Ａ）を走査するステップと、
   第２の表面（４Ｂ）を表す第２の初期データセット（５Ｂ）を得るために、第１のレーザスキャナ（２１Ａ）とは異なる第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）を使用して耐火ライニング（１）の第２の表面（４Ｂ）を走査するステップであって、第２の表面（４Ｂ）は第１のレーザスキャナ（２１Ａ）に対するグレーゾーン（６Ｂ）を含み、容器（２、２０２）上に位置する堆積物（３）は第１のレーザスキャナ（２１Ａ）による走査中に第１のレーザスキャナ（２１Ａ）とグレーゾーン（６Ｂ）との間に位置する障害物（３）を画定し、グレーゾーン（６Ｂ）は、当該障害物によって第１のレーザスキャナ（２１Ａ）の走査の影となるゾーンである、ステップと、
   第１の初期データセット（５Ａ）および第２の初期データセット（５Ｂ）を使用して最終データセット（７）を計算するステップであって、最終データセット（７）は、第１の表面（４Ａ）および第２の表面（４Ｂ）を含む耐火ライニング（１）の表面（４）を表す、ステップと、
   を含む、方法。
2. 容器（２、２０２）が取鍋、電気アーク炉または転炉である、請求項１に記載の方法。
3. 第１の表面（４Ａ）の走査と第２の表面（４Ｂ）の走査とが同時である、請求項１または２に記載の方法。
4. 方法が、
   第１のレーザスキャナ（２１Ａ）の基部（１０４）および第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）の基部（１０４）を支持フレーム（６８）上に固定するステップであって、基部（１０４）は支持フレーム（６８）の横断方向（Ｔ）に沿って間隔をあけて固定されている、ステップと、
   第１の表面（４Ａ）と第２の表面（４Ｂ）の走査中に、容器（２、２０２）に対して同じ固定位置に支持フレーム（６８）を維持するステップと、
   を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 第１の表面（４Ａ）および第２の表面（４Ｂ）を走査するステップが、
   レーザビームエミッタ（Ｅ）を用いてレーザビーム（８）を放射するステップと、
   レーザビームレシーバ（Ｒ）を用いて耐火ライニング（１）から反射レーザビーム（９）を受光するステップと、
   レーザビーム（８）の放射と反射レーザビーム（９）の受光との間の経過時間を測定するステップと、
   放射されたレーザビーム（８）を２つの互いに垂直な方向（Ａ、Ｂ）に偏向するステップと、
   を含む、請求項４に記載の方法。
6. 放射されたレーザビーム（８）を偏向するステップが、レーザビームエミッタ（Ｅ）に対して第１の回転軸（Ａ）を中心にミラー（Ｍ）を回転させるステップと、第１のレーザスキャナ（２１Ａ）のまたは第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）の基部（１０４）に対して第２の回転軸（Ｂ）を中心にレーザビームエミッタ（Ｅ）を回転させるステップと、を含む、請求項５に記載の方法。
7. 設備（１０、１００、２００）であって、
   設備は、
   −溶融金属を収容することを目的とした容器（２、２０２）であって、耐火ライニングを有する、容器と、
   −容器（２；２０２）上に位置する堆積物（３）と、
   −耐火ライニング（１）の摩耗を測定するための装置（１２）であって、
   装置は、
   支持フレーム（６８）と、
   支持フレーム（６８）によって支持され、支持フレーム（６８）の横断方向（Ｔ）に沿って間隔を置いて配置され、第１の表面（４Ａ）を表す第１の初期データセット（５Ａ）および第２の表面（４Ｂ）を表す第２の初期データセット（５Ｂ）を提供するために、耐火ライニング（１）の第１の表面（４Ａ）および第２の表面（４Ｂ）をそれぞれ走査するように構成された、第１のレーザスキャナ（２１Ａ）および第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）であって、第２の表面（４Ｂ）は、第１のレーザスキャナ（２１Ａ）に対するグレーゾーン（６Ｂ）を含み、堆積物（３）は、第１のレーザスキャナ（２１Ａ）とグレーゾーン（６Ｂ）との間に位置する障害物（３）を画定し、グレーゾーン（６Ｂ）が、当該障害物によって第１のレーザスキャナ（２１Ａ）の走査の影となるゾーンである、第１のレーザスキャナ（２１Ａ）および第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）と、
   第１の初期データセット（５Ａ）および第２の初期データセット（５Ｂ）を使用して最終データセット（７）を生成するように構成されたコンピュータ（２９）であって、最終データセット（７）は耐火ライニング（１）の表面（４）を表す、コンピュータ（２９）と、
   を備える、装置（１２）と、
   を備える、設備（１０、１００、２００）。
8. 第１のレーザスキャナ（２１Ａ）および第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）のそれぞれが、
   支持フレーム（６８）に固定された基部（１０４）と
   レーザビーム（８）を放射するためのレーザビームエミッタ（Ｅ）と、
   耐火ライニング（１）から反射レーザビーム（９）を受光するためのレーザビームレシーバ（Ｒ）と、
   レーザビーム（８）の放射と反射レーザビーム（９）の受光との間の経過時間を測定するための時間測定システム（９８）と、
   放射されたレーザビーム（８）を偏向するための偏向器（９９）であって、偏向器（９９）は、レーザビームエミッタ（Ｅ）に対して第１の回転軸（Ａ）を中心に回転可能なミラー（Ｍ）を備え、ユニット（１０２）は、第１のレーザスキャナ（２１Ａ）のまたは第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）の基部（１０４）に対して第２の回転軸（Ｂ）の周りにレーザビームエミッタ（Ｅ）を回転させるように構成されている、偏向器（９９）と、
   を備える、請求項７に記載の設備（１０、１００、２００）。
9. 第１のレーザスキャナ（２１Ａ）および第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）の第２の回転軸（Ｂ）が、横断方向（Ｔ）に対して実質的に垂直である、請求項８に記載の設備（１０、１００、２００）。
10. コンピュータ（２９）が、
    第１の初期データセット（５Ａ）内の少なくとも３つの点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）および第２の初期データセット（５Ｂ）内の他の３つの点（Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’）を検出し、３つの点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）および他の３つの点（Ｐ１’、Ｐ２’、Ｐ３’）は、耐火ライニング（１）の前記表面（４）内若しくは前記表面（４）の周りの３つのランドマーク（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を表すように、または
    第１のレーザスキャナ（２１Ａ）の基部（１０４）に対する第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）の基部（１０４）の位置を表すパラメータを使用して最終データセット（７）を計算するように、
    構成されている、請求項８または９に記載の設備（１０、１００、２００）。
11. 支持フレーム（６８）が、少なくとも１つの開口部（４４）を画定する主要部（３８）と、開位置と閉位置との間の主要部（３８）に関して移動可能な閉鎖システム（４０）とを有するボックス（２０）を含み、第１のレーザスキャナ（２１Ａ）および第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）は、閉鎖システム（４０）が開位置にあるときに開口部（４４）を通して耐火ライニング（１）を走査するためにボックス（２０）内に配置されている、請求項７から１０のいずれか一項に記載の設備（１０、１００、２００）。
12. ボックス（２０）内に配置され、横断方向（Ｔ）に沿って開口部（４４）よりも狭い少なくとも２つの走査窓（８６Ａ、８６Ｂ）を画定する内部保護スクリーン（８０）、
    閉鎖システム（４０）を形成し、閉鎖システム（４０）が閉位置にあるときに容器から来る熱放射（Δ）の少なくとも８０％を反射するように構成されている外部保護パネル（５２）を有する、ボックス（２０）の主要部（３８）に回転可能に取り付けられたカバー（４６）、
    ボックス（２０）と周囲の大気との間の熱交換を促進するために外側に向けられたフィン（６０）を備えるボックス（２０）の背面（５８）、および
    圧縮空気源（３２）と、前記圧縮空気源（３２）に接続され、圧縮空気源（３２）から第１のレーザスキャナ（２１Ａ）および第２のレーザスキャナ（２１Ｂ）に向けて空気を吹き出すように構成された少なくとも２つのノズル（７８）、
    のうちの１つまたは複数の熱保護システムをさらに備える、請求項１１に記載の設備（１０、１００、２００）。
13. 背面（６８）に固定され且つフィン（６０）上にまたはフィン（６０）から空気を吹き出すまたは取り出すように構成された少なくとも１つのファン（６２）をさらに備える、請求項１２に記載の設備（１０、１００、２００）。
14. 装置（１２）の基部（２２）と、ボックス（２０）を保持し且つ装置（１２）の基部（２２）に固定されたアーム（２４）と、をさらに備えている、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の設備（１０、１００、２００）。
15. アーム（２４）は、
    アーム（２４）が垂直になるように意図されている第１の位置と、アーム（２４）が水平になるように意図されている第２の位置との間で装置（１２）の基部（２２）上に回転可能に取り付けられている、請求項１４に記載の設備（１０、１００、２００）。

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