JPH04135943U - コークス炉炭化室炉長寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コークス炉炭化室長さを高精度で、しかも短
時間で測定できる炉長寸法測定装置を提供する。 【構成】 炭化室４を介して炉長寸法を光波距離計５に
より測定する装置において、光波距離計５および反射鏡
の先端と同一線上に設けた旋回自在の所定長さの指示棒
９、１０と、該指示棒９、１０に連結した垂直角度検出
器１３、１４および水平角度検出器１１、１２と、指示
棒９、１０先端が窯口煉瓦１５、１６の端面に接触時の
垂直角度および水平角度と指示棒９、１０寸法に基き、
測定ポイントでの光波距離計５および反射鏡の先端と窯
口煉瓦１５、１６までの距離を演算し、光波距離計５と
反射鏡間距離からこれを差引き、炉長寸法を演算する演
算部１７からなる。 【効果】 炭化室の炉長寸法を高精度で、迅速に測定で
きるから、炉体膨脹率の変動を把握し、炉体膨張状況に
対応して早期に適切な補修を実施でき、老朽化防止に効
果的である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、コ−クス炉炭化室の炉長寸法を高精度で、短時間に直接測定でき る炭化室炉長寸法測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

コ−クス炉は、ほとんどがケイ石煉瓦と粘土質煉瓦で構築され、一部断熱煉瓦 と赤煉瓦が使用されている。このため、コークス炉は、炉体保護のため炉団方向 両端の炉端擁壁に沿って所定間隔で垂直にバックスティを配設し、対向するバッ クスティの上下２ケ所にクロスタイロッドを通し、また炉長方向の炉端壁に沿っ て所定間隔で垂直にバックスティを配設し、対向するバックスティの上下２ケ所 にクロスタイロッドを通し、両端からスプリング等の締込み機構により所定荷重 で締付け、バックスティを介して炉体煉瓦を締付けている。

【０００３】 しかしながらコークス炉は、操業を開始すると老朽化して停止するまで、長年 に亘って常温の装入炭の装炭、１０００℃を超える赤熱コークスの窯出しが繰返 され、しかもコークス炉の炉上には、総重量１５０〜３００トンの装炭車が１日 数十ないし百余回往復走行している。このためコークス炉は、乾留サイクルに応 じて作用する機械的、熱的応力などによる炉体の損傷と弛みが起因し、最終的に 炉寿命を迎えることとなる。

【０００４】 現状におけるコークス炉の更新は、１回の投資額が非常に大きいので、安価な 新コークス製造法の検討などの中期的判断を待つという観点から、当面は現有コ ークス炉の寿命延長が重要な課題となっている。したがって現状は、コークス炉 の炉体のどの部位がどの程度損傷しているかを測定して劣化度を評価し、適正な タイミングで補修することが重要である。

【０００５】 このようにコークス炉炉体管理面において重要な劣化度の評価の一つに炉体膨 張率があり、炉体煉瓦の目地切れや亀裂部へのカーボンの侵入、コークス押出し 時における外圧の増加などにより進行すると考えられている。一般的に炉体膨張 率と炉齢は相関がよく、炉体劣化の目安になり得るほど重要なものである。

【０００６】 従来、上記コークス炉の炉体膨張率の測定は、人手によりトランシットとスケ ールを用いて定期的に測定されている。このトランシットとスケールによる炉体 膨張率の測定は、図４に示すとおり、コークス炉２１端部の４ケ所に基準点Ａを 設け、コークサイドおよびマシンサイドの炉団端部の基準点Ａの一つにトランシ ットを設置し、他方の炉団端部の基準点Ａとを結ぶ基準線Ｂと各バックステー裏 の保護板表面間の距離Ｃをスケールにより測定し、基準線Ｂ、Ｂ間の距離から基 準線Ｂと各バックステー裏の保護板表面間の距離Ｃ、Ｃを差引き炉長寸法を求め ている。

【０００７】 上記トランシットとスケールを用いる人手による炉長寸法の測定は、当該炉団 の周囲から押出機、コークガイド車等が所定位置に退避する窯出間断中に測定し なければならず、しかも測定に長時間を有する。また、コークス炉からの放熱に よるかげろうの影響や、炉長を直接測定するのではなく、間接的に差引計算によ り演算するため、計測上高精度が得られない。さらに測定箇所は、図５に示すと おり、窯口煉瓦２２端でなく、バックステー裏の煉瓦押え保護板２３表面である ため、窯口煉瓦２２端と保護板２３間に膨張によるスペース２４がある場合、正 確に炉長寸法を測定することができないという欠点を有している。

【０００８】 上記欠点を解消する方法として、図６に示すとおり、高精度でしかも取扱いが 容易な光波距離計を使用し、コークス押出し後の炭化室窯口の一方に光波距離計 ３１を、他方にプリズムからなる反射鏡３２を設置することにより、光波距離計 ３１と反射鏡３２間距離ａを測定し、光波距離計３１と窯口間距離ｂおよび反射 鏡３２と窯口間距離ｃを求め、炭化室寸法ｄ＝ａ−ｂ−ｃにより演算する方法を 見い出し、既に特許出願（特願平３−４２６０４号）している。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

上記特願平３−４２６０４号の方法は、光波距離計３１と反射鏡３２間距離ａ は光波距離計３１により正確に求められるが、光波距離計３１と窯口間距離ｂお よび反射鏡３２と窯口間距離ｃについては、窯口煉瓦端のコーナー部の測定ポイ ントを正確、迅速に求めなければならない。しかし、コークス炉炭化室からの輻 射熱が強くて近づけず、測定ポイントが見づらいことから、作業性が悪く、測定 精度が悪いのが現状である。

【００１０】 例えば、図７に示すように、炉幅方向に張出した水平棒４１を前進させ、測定 ポイントである窯口煉瓦端のコーナー部４２に来たところで停止させ、その出入 りの寸法を求める方法が考えられるが、炭化室４３の左右壁を別々に測定するの が困難で、また、水平棒４１の先端と測定ポイントとが接触しないため、最終の 測定ポイントの確認は操作員が行うこととなり、個人差が生じる。さらに、測定 に時間がかかる等の問題点がある。

【００１１】 この考案の目的は、コークス炉の炭化室長さを高精度で、しかも短時間で測定 できるコークス炉炭化室炉長寸法測定装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った。その結果、コークス 押出し後の炭化室窯口の一方に光波距離計を、他方にプリズムからなる反射鏡を 設置し、炭化室長さを測定するに際し、光波距離計および反射鏡の先端と同一線 上に旋回自在の一定長さの指示棒を設け、該指示棒先端が測定ポイントの窯口煉 瓦端面に接触時の垂直角度および水平角度と指示棒寸法に基き、測定ポイントで の光波距離計および反射鏡の先端と窯口煉瓦端面までの距離が演算でき、直接短 時間で、しかも高精度で測定できることを見い出し、この考案に到達した。

【００１３】 すなわちこの考案は、コークス炉のマシンサイドおよびコークサイドの窯口に 沿って移動自在の作業機械の一方に、光波距離計を昇降自在に設置し、他方に反 射鏡を昇降自在に設置し、炭化室を介して炉長寸法を光波距離計により測定する 装置において、光波距離計および反射鏡の先端と同一線上に設けた旋回自在の所 定寸法の指示棒と、該指示棒に連結した垂直角度検出器および水平角度検出器と 、指示棒先端が窯口煉瓦端面に接触時の垂直角度および水平角度と指示棒寸法に 基き、測定ポイントでの光波距離計および反射鏡の先端と窯口煉瓦端面までの距 離を演算し、窯口煉瓦端面間寸法を演算する演算部とからなるコ−クス炉炭化室 炉長寸法測定装置である。

【００１４】

【作用】

この考案においては、コークス炉のマシンサイドおよびコークサイドの窯口に 沿って移動自在の作業機械の一方に設置した光波距離計と、他方に設置した反射 鏡によりコークス押出し後の炭化室を介して炉長寸法を測定するに際し、光波距 離計および反射鏡の先端と同一線上に旋回自在の所定寸法の指示棒を設け、該指 示棒に垂直角度検出器および水平角度検出器を連結したから、指示棒先端が窯口 煉瓦端面の測定ポイントに接触時の指示棒の垂直角度および水平角度と指示棒寸 法に基き、測定ポイントでの光波距離計および反射鏡の先端と窯口煉瓦端面まで の距離を短時間で、しかも正確に演算することができる。 したがって、光波距離計と反射鏡間距離から測定ポイントでの光波距離計およ び反射鏡の先端と窯口煉瓦端面までの距離を差引くことにより、正確に、しかも 短時間で窯口煉瓦端面間寸法、すなわち真の炭化室寸法を測定することができる 。 したがって、炭化室寸法の経時変化をチェックすれば、炉体膨張率の変動を把 握することができ、炉体膨張状況に応じて適正な炉体補修を早期に実施すること ができる。

【００１５】 なお、光波距離計および反射鏡は、所定寸法のガイド枠を介して窯口に接触可 能で、かつ昇降自在に設置することにより、上記同様各炭化室長さ寸法を高精度 、短時間で測定でき、しかも光波距離計および反射鏡の防熱対策を簡略化するこ とができる。

【００１６】 この考案において光波距離計または反射鏡を設置する窯口に沿って移動自在の 作業機械としては、押出機およびコークガイド車の他に、窯口前の作業デッキに 沿って炉団方向に移動自在で、昇降装置を有する台車が考えられる。また、光波 距離計または反射鏡を昇降自在に設置することにより、炭化室の高さ方向の任意 位置の炉長寸法を測定することができる。

【００１７】 したがって、この考案の装置によって、コークス炉の窯毎の炭化室高さ方向任 意位置の真の炉長寸法を経時的に把握することができ、炉体膨張率の変動状況に 応じて適正な炉体補修を早期に実施することができ、コークス炉の寿命延長に極 めて効果的である。 また、この考案において使用する光波距離計としては、レーザービームまたは 赤外線使用のものを挙げることができる。なお、この考案装置による測定は、炭 化室を介しての熱間測定となるが、赤熱煉瓦からの外乱光波の影響が少なく、さ らに光波の出力および波長を適正に選択することにより、十分計測可能である。

【００１８】

【実施例】

以下にこの考案の詳細を実施の一例を示す図１ないし図３に基いて説明する。 図１はこの考案の炭化室炉長寸法測定装置の配置説明図、図２はこの考案の指示 棒の垂直角度および水平角度を説明するための斜視図、図３は光波距離計設置部 の測定装置の配置説明図である。 図１において、１はコークス炉で、その炉長方向両端の全ての炭化室窯口両側 にはバックステー２、３が立設され、対向するバックステー２、３の上下は図示 しないクロスタイロッドにより所定荷重で締付けられている。コークス炉１の炭 化室４の両側窯口の一方には、光波距離計５を移動自在の台車６に昇降可能に設 置し、他方には光波距離計５に対向して反射鏡７を移動自在の台車８に昇降可能 に設置する。

【００１９】 上記光波距離計５の先端と同一線上には、図２および図３に示すとおり、旋回 自在の所定長さの指示棒９、１０が設置され、該指示棒９、１０には、水平角度 計１１、１２および垂直角度計１３、１４が連結され、測定時、指示棒９、１０ を旋回せしめて任意レベルの測定ポインの窯口煉瓦１５、１６の端面に接触させ 、垂直角度計１３、１４で垂直角度θ₁を、また、水平角度計１１、１２で水平 角度θ₂を検出し、演算部１７に入力するよう構成する。また、図示していない が、反射鏡７の先端と同一線上にも、図２および図３に示すと同じ、指示棒、水 平角度計、垂直角度計、演算部が設けられている。なお、１８、１９は鏡である 。

【００２０】 上記のとおり構成したから、炉室寸法を測定時は、図示しない炉蓋を取外して 押出ビームにより炭化室４から赤熱コークスを押出したのち、指示棒９、１０を 旋回せしめて鏡１８、１９を見ながら任意レベルの測定ポインの窯口煉瓦１５、 １６の端面に接触させる。そして垂直角度計１３、１４で垂直角度θ₁を、また 、水平角度計１１、１２で水平角度θ₂を検出して演算部１７に入力する。また 、光波距離計５から反射鏡７に光を照射して光波距離計５と反射鏡７の間の距離 ａを測定し、演算部１７に入力する。 演算部１７は、入力される各指示棒９、１０の垂直角度θ₁と水平角度θ₂およ び予め入力されている指示棒９、１０の長さＬに基き、測定ポイントでの光波距 離計５と窯口煉瓦１５、１６の端面間の距離ｂを、ｂ＝Ｌ・ｃｏｓθ₁・ｃｏｓ θ₂により演算し記憶する。同様に反射鏡７側の演算部でも反射鏡７と測定ポイ ントでの窯口煉瓦の端面間の距離ｃを、ｃ＝Ｌ・ｃｏｓθ₁・ｃｏｓθ₂により演 算し記憶している。

【００２１】 測定完了後、上記演算部１７に反射鏡７側の演算部で演算された反射鏡７と測 定ポイントでの窯口煉瓦の端面間の距離ｃを入力し、光波距離計５と反射鏡間７ 間の距離ａから測定ポイントでの光波距離計５と窯口煉瓦１５、１６の端面間の 距離ｂおよび反射鏡７と測定ポイントでの窯口煉瓦の端面間の距離ｃを差引くこ とにより、窯口煉瓦端面間寸法、すなわち真の炭化室寸法ｄを測定することがで きる。 通常、炭化室寸法の測定は、高さ方向３ケ所で測定するが、図７に示す測定方 法では、ｂ、ｃの寸法測定に１ケ所５〜１０分、３ケ所では１５〜３０分必要で あるが、本考案の前記装置を用いることによって、１ケ所１〜２分、３ケ所で３ 〜６分で測定終了する。 また、測定精度は、図７に示す測定方法では水平棒４１と測定ポイントの間に スペースがあり、３〜５ｍｍであるのに対し、本考案装置では、測定ポイントに 直接指示棒が接触するから、測定誤差を１ｍｍ以内に抑制することができる。

【００２２】

【考案の効果】

以上述べたとおり、この考案によれば、コークス炉炭化室の炉長寸法を高精度 で、短時間に測定することができるから、コークス炉の炉体膨張率の変動を把握 し、炉体膨張状況に対応して早期に適正な炉体補修を実施することができる。し たがってコークス炉の炉体老朽化防止に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の炭化室炉長寸法測定装置の配置説明
図である。

【図２】この考案の指示棒の垂直角度および水平角度を
説明するための斜視図である。

【図３】この考案の光波距離計設置部の測定装置の配置
説明図である。

【図４】従来のトランシットとスケールによる測定方法
の説明図である。

【図５】従来のトランシットとスケールによる測定時の
計測端の説明図である。

【図６】光波距離計と反射鏡による炉長寸法測定の説明
図である。

【図７】光波距離計と反射鏡による炉長寸法測定装置の
説明図である。

【符号の説明】

１、２１ コークス炉 ２、３ バックスティ ４、４３ 炭化室 ５、３１ 光波距離計 ６、８ 台車 ７、３２ 反射鏡 ９、１０ 指示棒 １１、１２ 水平角度計 １３、１４ 垂直角度計 １５、１６、２２ 窯口煉瓦 １７ 演算部 １８、１９ 鏡 ２３ 保護板 ２４ スペース ４１ 水平棒 ４２ コーナー部 Ａ 基準点 Ｂ 基準線

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉のマシンサイドおよびコーク
   サイドの窯口に沿って移動自在の作業機械の一方に、光
   波距離計を昇降自在に設置し、他方に反射鏡を昇降自在
   に設置し、炭化室を介して炉長寸法を光波距離計により
   測定する装置において、光波距離計および反射鏡の先端
   と同一線上に設けた旋回自在の所定寸法の指示棒と、該
   指示棒に連結した垂直角度検出器および水平角度検出器
   と、指示棒先端が窯口煉瓦端面に接触時の垂直角度およ
   び水平角度と指示棒寸法に基き、測定ポイントでの光波
   距離計および反射鏡の先端と窯口煉瓦端面までの距離を
   演算し、窯口煉瓦端面間寸法を演算する演算部とからな
   るコ−クス炉炭化室炉長寸法測定装置。