JPH0517277B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコークス炉炭化室又は燃焼室壁の損傷
個所の補修方法に関するものである。

コークス炉は、その高い熱負荷のために、現在
では耐火煉瓦を主材料として構築されている。し
かしながら、機械的外力、熱応力、装入炭水分等
の作用その他によつて永年使用しているうちに各
部に損傷をきたすものである。特に炭化室壁は、
前記の諸要因にもとづく作用が集中するために損
傷し易い。このような損傷が生じた場合、損傷個
所にモルタを吹き付けたり、損傷の程度が大きい
場合には耐火煉瓦の取換えを行なわねばならな
い。そのために、まず炭化室又は燃焼室壁に損傷
が生じたかどうかを検査する必要があり、更に損
傷個所及び状況を正確に把握しなければならな
い。

従来は、このような損傷個所を発見するために
炭化室の窯口又は装入口あるいは燃焼室の覗き穴
より室内を覗き込む人為的な方法で行なつてい
た。したがつて損傷個所の発見並びに正確な把握
は容易ではなく、しかも高温など作業環境の良く
ない所での人為的な検査は好ましくない。更に損
傷個所を発見した時には、炭化室の場合補修する
壁面とは反対側を断熱材で覆つた上で炭化室内で
補修作業を行なわなければならない。したがつて
補修作業が面倒であつて時間を要し、又高熱の悪
い環境下で行なわねばならない欠点を有してい
る。

本発明は以上のような事情に鑑みなされたもの
であつて、光フアイバー又はテレビカメラを備え
た耐熱性保護管を炭化室又は燃焼室内へ挿入して
炉外にて炭化室又は燃焼室壁面（側壁面以外に天
井及び炉底を含む）の損傷個所を検出し、前記保
護管内に配置される補修材吹付用ノズルより補修
材を吹付けて補修するようにしたコークス炉炉壁
の補修方法を提供するものである。

以下本発明方法を採用した補修装置の一実施例
を基にして本発明方法の詳細な内容を説明する。
第１図乃至第６図は上記実施例の一例を示す図
で、そのうち第１図は正面図、第２図は第１図に
おける−線断面図、第３図は後に述べる操作
台より上の部分の平面図、第４図はその中に光フ
アイバー等を収納したランスを炭化室内に挿入し
た状態を示す図、第５図は第４図における−
線断面図、第６図はランスの先端部の拡大縦断面
図である。これら図のうち第１図乃至第３図にお
いて、１は損傷位置検出補修用ランス、２はラン
スの補強用リブ、３はサイドローラー、４は操作
台、５は軸受け、６はランス１を検査するもの
（例えば炭化室）に挿入する時に用いるラツク６
ａとピニオン６ｂで、ピニオン６ｂを回転させて
ランス１に固定されたラツク６ａを前後動させる
ことによつてランス１の前進後退を行なう。７は
ワイヤー、８はランス１の後端部に配置されたカ
メラ、９はアンカー、１０はランス１を傾斜させ
る時等に利用される傾斜用ギヤー、１１はギヤー
１０を回転させるモーター、１２は操作台４を上
下動するために用いる油圧シリンダー、１３は防
熱壁、１４は空気タンク、１５は走行用車輪、１
６は走行用モーター、１７は冷却水用タンク、１
８は補修材フイーダー、１９は酸素ボンベ、２０
は油タンク、２１はモニターテレビ、２２は制御
板である。

ランス１の内部および第４図ににて示すラン
ス１の先端部分は、夫々第５図および第６図に示
すような構造で、これら図において２４は石英製
覗き窓、２５は赤外線用フイルター（赤外線カツ
トフイルター）、２６は空気又は酸素吹付用ノズ
ルで前述の空気タンク１４及び酸素ボンベ１９に
切換弁を介して接続されている。２７は補修材吹
付用ノズル、２８は断熱材、２９は冷却水供給
管、３０は冷却水回収管でこれら管は冷却水用タ
ンク１７に接続されている。３１は光フアイバー
バンドルよりなるライトガイド、３２は光フアイ
バーバンドルよりなるイメージガイド、３３は集
光部を構成するレンズ、３４は反射鏡である。又
第３図において、３５は補修材輸送管で、フレキ
シブルなチユーブ等で形成されておりその一方の
端は補修材吹付用ノズルに接続されている。この
補修材輸送管は、操作台４上に設置された巻取り
ドラム３６に巻かれた後に補修材フイーダー１８
へ連結されている。したがつてランス１が移動し
て例えば補修材輸送管３５が引張られると巻取り
ドラム３６に巻かれた輸送管３５が伸びる。同様
にランス１の移動により輸送管３５がたるんだ時
は巻取りドラム３６が回転して巻かれる。尚輸送
管３５の巻取りドラム３６からフイーダー１８ま
では第１図において制御板２２等の背後に位置す
るので図面にあらわれていない。

次に以上説明した構造の補修装置を用いての炭
化室の補修作業について説明する。まず走行用モ
ーター１６を駆動させて検査すべき炭化室のコー
クス側又は押出し側の窯口の前まで補修装置を移
動させる。その後油圧シリンダー１２を働かせて
操作台４を上下動させ、又モーター１１を駆動し
てランス１の傾斜具合いを調整してランス１を所
定の高さに水平状態にて保持する。続いてピニオ
ン６ｂを回転させてランス１を前進させこれを窯
口より炭化室内に挿入して第４図に示すようにす
る。つまりランス１の先端部に形成された開口１
ａが炭化室４０の検査すべき壁面４１に向いて位
置するようになる。ここでライトガイド３１を通
して照明光をあてて壁面４１を照明する。壁面４
１よりの反射光は覗き窓２４を通り更に赤外線用
フイルター２５を通り反射鏡３４にて反射された
後結像レンズ３３にて壁面４１の像をイメージガ
イド３２の端面３２ａに結像させる。イメージガ
イド３２の端面３２ａに形成された像はイメージ
ガイド３２を通つてその他端に伝送される。伝送
された像は炉内観察用カメラ８に撮影される。又
モニターテレビ２１にて観察される。モニターテ
レビでの観察に代えて、接眼レンズを介しての観
察を行なうようにしてもよい。このようにして炭
化室壁面の様子は炭化室外にて観察され損傷個所
を直ちに検出出来る。

以上のようにして観察し壁面の損傷個所を発見
すると、補修材吹付用ノズル２７が損傷個所に正
しく向くようにランス１の位置を調整した後に補
修材フイーダー１８内に収能されている補修材を
加圧等の方法にて補修材輸送管３５を介して輸送
し、補修材吹付用ノズル２７より噴射せしめる。
これによつて壁面の損傷個所に補修材を吹き付け
てその個所の補修作業を完了する。尚補修材吹付
用ノズル２７による噴射方向が壁面の観察位置の
中心を向くように結像レンズ３３の位置と補修材
吹付用ノズル２７の向きとを予め定めておけば、
壁面の損傷個所が観察視野の中心に位置した状態
で吹き付けられるので正確に補修出来る。

なお、補修材として易酸化性のものを用い、補
修材を燃焼により熔融状態にして吹付ける場合
は、ノズル２６より酸素ガス又は空気を噴出させ
る。

補修作業完了後は再びランス１を前進させて観
察補修を続ける。又或る高さでの観察、補修がす
べて完了すると、油圧シリンダー１２により操作
台４の高さを変えてから同様にして次の高さでの
壁面の観察、補修が行なわれる。かくしてすべて
の壁面に対する観察、補修が行なわれる。

壁面の損傷は主として目地部分に起るので、目
地の位置をコンピユーターに記憶させておき、集
光部が目地の上を走行するように油圧シリンダー
１２及びピニオン６ｂを作動させれば、壁面の観
察、補修時間を大幅に短縮することができる。

以上の補修作業に際して、ランス１は前進後退
や上下動等の移動が行なわれるのに対して、補修
材フイーダー１８は走行車に固定され移動しな
い。したがつてランス１と補修材フイーダー１８
の相対的な位置関係は変化するが、前述のように
両者の間はフレキシブルな補修材輸送管３５にて
接続されているため、ランスの移動は自由に行な
われる。しかも補修材輸送管３５は途中で巻取り
ドラム３６に巻かれているので、ランス１と補修
材フイーダー１８との間の距離が短くなつて余分
の補修材輸送管が出来ても邪魔になることはな
い。又上記の距離が長くなつて行く時にはドラム
３６に巻かれている輸送管が伸びて行くので余分
な輸送管が引掛つてランス１の移動が阻害される
ことなく、ランス１はスムーズに移動し得る。

この実施例では、ランス内に冷却水供給管２
９、冷却水回収管３０が配置されていて、冷却水
用タンク１７より冷却水を供給管２９より供給
し、回収管３０より回収するので、ライトガイド
３１やイメージガイド３２等は冷却され、したが
つてランス１を高温である炭化室内に挿入しても
損傷することはない。

又炭化室内の煉瓦と目地は共に同程度の輝度を
有し識別が困難な場合がある。その場合はライト
ガイド３１や直接炉内にて挿入した光源（図示せ
ず）によつて観察面を照射し、イメージガイド入
射光中の赤外領域の光をフイルター２５などで遮
ぎれば識別が容易になる。また空気又は酸素吹付
用ノズル２６を通してガスを斜め方向又は正面等
から炭化室壁面に吹付ければ、煉瓦と目地とで温
度差が生じ、輝度が異なるので識別し得るように
なる。特に目地が切れていると温度差が一層大に
なり識別が容易になる。この場合、吹きつけるガ
スとしては空気のほかに窒素等が考えられる。し
かし空気の方が識別が一層容易になるので好まし
い。これは目地の切れている部分にはカーボンが
良く付着するのでこれが燃焼してその部分の温度
が高くなるからではないかと思われる。なお、空
気以外に酸素ガス又は種々の濃度の酸素含有ガス
を用いることもできる。一般に炭化室とサービス
プラツトホームの関係から操作台に搭載されたラ
ンスの高さは炭化室の底よりも高い。そのために
上記の実施例の装置で前述のような方法で観察及
び補修を有する場合は、ランスを最も下降せしめ
た時よりも更に下の僅かな部分は観察及び補修を
することが出来ない。しかし傾斜用ギヤー１０を
回転させることによつてランス１を水平位置より
傾斜させてやれば、ランスの最下位よりも低い部
分の観察及び補修を行なうことが出来る。

上記の実施例のランス１は、炭化室の一端の窯
口から挿入して炉長方向中央部にまで届く長さの
細長い筒状体よりなつている。したがつて炭化室
壁面を走査するにあたつてこの長いランスをラン
ス全体にわたつて移動させることとなる。

このようなランスの長さを短くししたがつてラ
ンス全体を炭化室内で移動させる距離も少くし、
かつ炭化室外での移動を簡便化するためには第７
図に示すような構造の伸縮式ランス１′とすれば
よい。（詳細な構造は後述する）。この場合、例え
ば空気又は酸素吹付け用ノズル等のランス内に配
置するものが金属等の硬い材料にて作られている
ことは好ましくない。したがつてライトガイド、
イメージガイドを覆う管や空気又は酸素吹付用ノ
ズルに接続するガス供給管等はすべて耐熱性のフ
レキシブルチユーブを用い、第３図に示す巻取ド
ラム３６のようなものを走行車上に設置して上記
のすべてのフレキシブルチユーブをこれに巻取る
ようにし、ランスの伸縮や操作台の移動に際して
全く支障をきたさないようにする必要がある。

以上の説明ではランスを炭化室の窯口より挿入
して炭化室壁面を観察補修する方法について述べ
たが、例えば炉上より炭化室に設けられた各装入
口や燃焼室の各覗き穴を通してランスを挿入して
炭化室壁面を観察、補修するようにしてもよい。

本発明の補修方法にて利用し得る補修材吹付法
としては次のようなものが考えられる。つまり(1)
粉粒状のモルタルと水とを混合しながら吹付ける
湿式法、(2)粉粒状のモルタルを高温の火焔で溶融
状として吹付ける溶射法、(3)粉粒状モルタルをそ
のまま吹付ける方法等である。又補修材としては
モルタルの外、金属酸化物の粉末にガラス原料粉
末を混合したもの、上記金属酸化物の粉末に更に
金属粉末を加えたもの等を用いることができる。
又これら補修材料を吹き付ける場合加圧によるこ
とを既に述べたが、この加圧のためには液体、気
体が用いられる。液体として水を使用することに
よつて湿式法とすることが可能である。又気体と
しては空気等の他キヤリアーガスを用いることが
考えられ、キヤリアーガスを用いることによつて
そのまま溶射法とすることが出来る。

実施例においては、ランス内に光フアイバー
（イメージガイド）を配置しこれによつて像を伝
送して炉外にて観察するものについて述べたが、
テレビカメラを用いても炉外での観察は可能であ
る。つまりランスの先端部に配置した結像レンズ
による像をテレビカメラにより撮像し、これを炉
外のモニターテレビにて観察するようにすればよ
い。

また、この像をビデオテレビやコンピユーター
などに記録または記憶させた後に、必要な時に自
動的に補修させる事もできる。赤外線フイルター
２５の設置位置は、前述した以外に反射鏡３４と
結像レンズ３３との間、又はイメージガイド３２
とカメラ８との間に設けることができる。

また、集光部は反射鏡、プリズム、レンズ等を
単体で又は組合わせて構成されるが、反射鏡３４
の代りに全反射プリズムを用いることもできる。

以上検査装置を専用の走行車に設置した場合に
ついて説明したが、検査装置は押出機、ガイド車
又は装入車へ搭載することもできる。

次に他の実施例を第８図乃至第１５図について
説明する。第８図は本発明に用いる他の例の補修
装置の正面図、第９図は同側面図、第１０図は第
８図におけるランスの拡大縦断面図、第１１図は
第１０図における−線断面図、第１２図
は同−線断面図、第１３図は同−
線断面図、第１４図はランス支持装置の他の例
の正面図、第１５図は同側面図である。これら図
のうち第８図及び第９図において、１０１及び１
０２は損傷位置検出補修用の第１ランス及び第２
ランスで、第１ランス１０１は第２ランス１０２
内に摺動して収納又は繰出可能に設置される。１
０３は第２ランス１０２を支持し、水平方向及び
上下方向に移動させるためのランス支持装置であ
る。第２ランス１０２は、ランス支持装置１０３
に設けられた４個のローラー１０６で上下方向よ
り挾持されて水平方向に支持され、駆動装置（図
示せず）にてローラー１０６を回転することによ
り水平方向に前進又は後退される。ランス支持装
置１０３は、台車１０９上のマスト１０７の両側
面に当接するギヤ１０４及びローラー１０５を用
いてマスト１０７に取付けられ、駆動装置（図示
せず）にてギア１０４を回転させるか、あるいは
ランス支持装置１０３を直接引き上げ又は引き下
げることにより、上下方向に移動される。１０８
は輻射熱遮蔽板、１１０は走行用車輪である。

第１ランス１０１及び第２ランス１０２の内部
は、第１０図乃至第１３図に示すような構造で、
これらの図において、第１ランス１０１は、外面
を断熱材１３０で覆つた外筒１２８と該外筒１２
８内に間隙を設けて同軸に設置された内筒１２７
より構成され、第２ランス１０２はそれぞれ間隙
を設けて同軸に設置された外筒１１８、中筒１１
９及び内筒１２０より構成される。

第１ランス１０１は、第１２図に示すように、
外筒１２８の外面軸方向に設けられた３本のガイ
ドシユー１１４を第２ランス１０２の先端部に設
けられたリング１１６で支持することにより、第
２ランス１０２内に出入可能に保持される。第１
ランス１０１の先端は断熱材１１３で覆われた着
脱可能なキヤツプ１１２で封止され、窓１３１が
設けられる。キヤツプ１１２内には窓１３１の方
向に開口する補修材吹付用のノズル１３２が設置
され、該ノズル１３２は第１ランス１０１及び第
２ランス１０２内に設けられたホース１２９に接
続される。第１ランス１０１の後端には冷却流体
供給用のホース１２５及び駆動用チエーン１２１
が取付けられる。チエーン１２１は駆動源（図示
せず）により、第２ランス１０２内の軸方向に設
置されたチエーンガイド１２２に沿つて移動され
るので、チエーン１２１の他端を駆動装置（図示
せず）により引張れば第１ランス１０１は第２ラ
ンス１０２内に引込まれランス全体は短かくな
る。反対にチエーン１２１を押出せば第２ランス
１０２内より押出されるので、ランス全体は長く
なる。

冷却用流体は、第１ランス１０１と第２ランス
１０２で供給系路が別れている。第１ランス１０
１の冷却用流体は、第１０図中に矢印で示すよう
に、ホース１２５より内筒１２７とホース１２９
との間の空隙を進み先端の孔１１５より内筒１２
７と外筒１２８との間の空隙を戻り、次に孔１２
６より第２ランス１０２内へ放出され、第２ラン
スの末端より系外へ放出される。第２ランス１０
２の冷却用流体は、導管１２４より供給され、外
筒１１８と中筒１１９の間の空隙を進み、孔１１
７より中筒１１９と内筒１２０の間の空隙を戻
り、孔１２３より第２ランス１０２の末端を経て
系外へ放出される。

第８図〜第１３図に示す装置は、炉壁への補修
材の吹付のみに用いることもできるが、例えば第
６図に示すように反射鏡、イメージガイド、補修
材吹付ノズル等をランス内に設置し、前述したよ
うな方法で使用することができる。また、好まし
い使用方法として次の方法がある。先ずホース１
２９及びノズル１３２をランスより抜き出し、そ
の後へ例えば第６図に示すような反射鏡、イメー
ジガイド等の検査機構を装着して検査装置として
用いる。炉壁の損傷個所が見出されたらランスを
一旦炉外へ引戻し、検査機構をホース１２９及び
ノズル１３２と交換する。次いでランスを炉内の
旧の位置へ挿入して損傷個所に補修材を吹付け
る。この場合ランスの駆動源としてパルスモータ
を使用すればランス先端の位置の記憶が容易であ
る。

次にランス支持装置１０３の他の例を第１４図
及び第１５図について説明する。第２ランス１０
２は、ランス支持装置１０３の軸受１３４により
放射状に設置された合計６個のローラー１０６に
より水平方向に支持され、前述したと同様の方法
で水平方向又は上下方向に移動される。１３３は
第２ランス１０２を水平方向から上向き又は下向
きに30度程度迄の範囲で傾斜させるための角度調
整用ジヤツキである。

以上説明したように本発明の方法によれば、イ
メージガイドによつて伝送された後、又はテレビ
カメラによつて撮像された像を炉外の観察系又は
モニターテレビにより観察しながら損傷個所を補
修することができる。したがつて作業はすべて炉
外にて行ない得てしかも直接観察しながら直ちに
行ない得るので短時間でしかも確実性があり、補
修材の無駄がない。しかもすべてが機械にて行な
われるために従来方法に比べ人手をあまり必要と
しない等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を利用した検査装置の正
面図、第２図は第１図における−線断面図、
第３図は上記検査装置の操作台の部分の平面図、
第４図は上記検査装置のランス部分の平面図、第
５図は第４図における−線断面図、第６図は
ランスの先端部の拡大縦断面図、第７図はランス
の他の例の縦断面図、第８図は検査装置の他の例
の正面図、第９図は同側面図、第１０図は第８図
のランスの拡大縦断面図、第１１図は第１０図に
おける−線断面図、第１２図は同−
線断面図、第１３図は同−線断面
図、第１４図はランス支持装置の他の例の正面
図、第１５図は同側面図である。 １……損傷位置検出補修用ランス、４……操作
台、８……炉内観察用カメラ、１２……油圧シリ
ンダー、２１……モニターテレビ、２４……石英
製覗き窓、２５……赤外線用フイルター、３１…
…ライトガイド、３２……イメージガイド、３３
……結像レンズ、３４……反射鏡、１０１……第
１ランス、１０２……第２ランス、１０３……ラ
ンス支持装置、１０７……マスト、１１４……ガ
イドシユー、１１６……リング、１２１……チエ
ーン、１２２……チエーンガイド、１３２……ノ
ズル、１３３……角度調整用ジヤツキ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 耐熱性保護管と、該保護管の先端部に設けら
   れる集光部および該集光部の前に配置された赤外
   線カツトフイルターと、前記保護管内に収納され
   前記集光部より結像された像を伝送する光フアイ
   バー又は前記の像を撮像するテレビカメラと、前
   記保護管内に収納される補修材吹付用ノズルおよ
   びガス吹付用ノズルとよりなる装置を用い、前記
   保護管をコークス炉炭化室又は燃焼室内へ挿入し
   て該室壁面の像を前記光フアイバー又は前記テレ
   ビカメラを介して炉外にて観察して壁面の損傷個
   所を検出し該損傷個所に前記補修材吹付用ノズル
   より補修材を吹付けるようにし前記観察に際して
   赤外線カツトフイルターを通して又ガス吹付用ノ
   ズルにより前記壁面にガスを吹付けて行なうよう
   にしたことを特徴とするコークス炉炉壁の補修方
   法。 ２ 集光部、光フアイバー又はテレビカメラ、及
   び補修材吹付用ノズルが耐熱性保護管内に同時に
   収納されている装置を用いることを特徴とする特
   許請求の範囲１のコークス炉炉壁の補修方法。 ３ 耐熱性保護管が軸方向に伸縮式であり、かつ
   光フアイバー又はテレビカメラと補修材吹付用ノ
   ズルとが耐熱性保護管内に、それぞれ個別に挿入
   及び脱着可能である装置を用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲１のコークス炉炉壁の補修方
   法。