JPH07126635A

JPH07126635A - コークス炉の炉壁補修方法

Info

Publication number: JPH07126635A
Application number: JP29399293A
Authority: JP
Inventors: Keishi Matsuda; 惠嗣松田; Tetsuo Uchida; 哲郎内田; Tamotsu Takahashi; 高橋　　保; Tsutomu Matsuno; 勤松野; Keiji Kamegawa; 啓治亀川; Makoto Numazawa; 誠沼澤; Ryuzo Moriya; 隆造森谷; Hidekuni Ito; 英邦伊藤; Toshio Kondo; 俊雄近藤; Hideki Ohira; 英毅大平
Original assignee: Kansai Coke and Chemicals Co Ltd; Sumitomo Heavy Industries Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd; Kawasaki Steel Corp; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Kansai Coke and Chemicals Co Ltd; JFE Engineering Corp; Nippon Steel Corp; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1995-05-16
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JP2819229B2

Abstract

(57)【要約】【目的】炉壁損傷部を自動的に、しかも、補修後の壁
面を凹凸なく平滑に仕上げる。【構成】機械的または電気的に補修ノズル位置を制御
可能な補修装置を用いるコークス炉の炉壁補修方法にお
いて、ランス制御部に補修ノズル１４の基本動作パター
ンと、補修範囲内の移動パターンを予め設定しておき、
補修開始前に損傷部の損耗情報に基づいて補修範囲を設
定すると共に、補修ノズル１４の基本動作パターンと移
動パターンを組合せた補修パターンを選択し、補修ノズ
ル１４の移動速度および／または補修材料吐出量を制御
し、損傷部の補修を自動的に行う。【効果】健全な煉瓦面との境界部および補修後の平滑
度が向上し、コークス押出し時の押出し抵抗増加を抑制
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コークス炉の炭化室
と燃焼室とを区画する炉壁の損傷部分の補修方法に関す
る

【０００２】

【従来の技術】室炉式コークス炉は、炉体の下部に蓄熱
室があり、その上部に炭化室と燃焼室とが交互に配置さ
れている。燃料ガスおよび空気（富ガスの場合は空気の
み）は蓄熱室で予熱され、燃焼後隣接する蓄熱室で熱回
収されたのち、煙道を経て排出される。炭化室に装入さ
れた石炭は、両側燃焼室から炉壁を介して間接加熱によ
り乾留されてコークス化する。室炉式コークス炉は、大
部分が珪石煉瓦および粘土質煉瓦で構築され、一部断熱
煉瓦、赤煉瓦が使用されている。

【０００３】しかしながら、室炉式コークス炉は、機械
的外力、熱応力、装入石炭水分等の作用等によって、長
年使用しているうちに各部に損傷が発生する。特に炭化
室壁は、前記の諸要因に基づく作用が集中するため、図
１１に示すとおり、縦方向の目地切れ６１、横方向の目
地切れ６２、亀裂６３の発生、面損傷６４、煉瓦の欠落
６５等の損傷が生じ易い。このような損傷が生じた場合
は、炭化室から燃焼室への発生コークス炉ガスの流入に
より、不完全燃焼を生じて黒煙による公害問題や燃焼室
温度の局部的低下による生産性の低下、熱分解カーボン
の炉壁への付着量の増大による押詰まり等の問題を招来
する。そのため、耐久性が低いが損傷箇所にモルタルを
吹付けたり、損傷が大きな場合は、高額の補修費を要す
る煉瓦の積替えを行なっていた。

【０００４】従来室炉式コークス炉の寿命は、２０〜２
５年程度といわれてきたが、最近では炉壁損傷部を溶射
補修する方法の採用および炉壁損傷部の診断精度のアッ
プによる適切な補修等によって、３０〜３５年は持たせ
られる見通しが立ってきている。一方、コークス炉をリ
プレースするには、少なくとも１炉団数百億円の投資が
必要となり、会社の経営環境を大きく圧迫することとな
ること、また、我が国の各社コークスの寿命を３５年と
すると、西暦２０００年前後にリプレースしなければな
らない炉が多く、珪石煉瓦および築炉工の対応ができな
いという問題点を有している。このため、コークス業界
においては、室炉式コークス炉の寿命を４０〜４５年、
さらにそれ以上に延命できる汎用性が高く効果的な補修
技術が切望されている。

【０００５】従来、コークス炉の炉壁溶射補修は、一部
分が開放された補修用炉蓋を装着した高温の窯の前に作
業員が立ち、約２０〜５０ｋｇの補修用ランスを手に持
って手動操作で行なわれていた。このため、補修作業者
は、窯内部からの輻射熱に長時間さらされ、かつ重量物
を手に持って操作するため重筋作業となっており、また
窯の高所補修時には作業台車の上に乗って作業を行なう
ため転落などの危険性をも孕んでおり、典型的な３Ｋ作
業（汚い、きつい、危険な作業）であるという問題があ
った。

【０００６】上記問題点を解決する方法としては、溶射
ガンの位置をテレビカメラおよび観察装置を用いて炉壁
損傷部に対応せしめると共に、この炉壁損傷部と溶射ガ
ンとの距離を測定し、これを予め定めた最適距離になる
ように制御しながら補修する方法（特開昭６０−１７６
８９号公報）、コークス炉の装炭口に昇降可能に設けた
ランスと該ランス先端に炉内観察装置と溶射または吹き
つけ装置を内蔵した水冷耐熱補修装置を炉壁に沿って傾
動可能に設け、該水冷耐熱補修装置を炉外から操作する
ようにしたコークス炉炉壁の遠隔補修装置（特開昭６０
−１８５７２号公報）、走行台車に設けられた昇降並び
に旋回可能な基台上に傾動可能にガイドレールを設け、
かつ該ガイドレールにそって移動するランスホルダー内
に繰りだし自在に装着された溶射ランスを設け、かつ該
ランスホルダー上に補修壁面監視用カメラを設けたこと
を特徴とする室炉式コークス炉の熱間溶射補修装置（特
開平４−３２６９０号公報）、光ファイバまたはテレビ
カメラを備えた耐熱性保護管を炭化室または燃焼室内へ
挿入して炉外にて炭化室または燃焼室壁面の損傷箇所を
検出し、前記保護管内に配置される補修材吹付け用ノズ
ルから補修材を壁面損傷部分に吹付けて補修する方法
（特公平５−１７２７７公報）等が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記特公平５−１７２
７７公報に開示の検査方法および補修方法は、炉壁の損
耗状況を視覚的に把握するのみで、損耗量、例えばくぼ
み量を定量的に把握していないため、補修すべき範囲及
び補修材吹付量は人間の感覚に依存しなければならい等
の欠点を有している。また、特開昭６０−１７６８９号
公報に開示の方法は、溶射ガンと炉壁の損傷部との距離
を最適値とすることによってリバウンドロスを少なくし
て溶射材の付着効率を高めるものであって、炉壁損傷部
の深さ等に応じた最適補修は不可能である。さらに、特
開昭６０−１８５７２号公報、特開平４−３２６９０号
公報に開示の装置を用いて炉壁の損傷部を補修する方法
は、線状の損傷部、例えば、目地切れ、亀裂を損傷に沿
って補修したり、面状の損傷部はランスの往復動によっ
て補修している。このような補修方法では、平滑な面が
つくり難く、補修後の壁面に筋状の凹凸ができ易く、コ
ークス押出し時の摩擦抵抗を増大させ、極端な場合には
押出し止まりや押詰まり等を発生させるという問題点を
有していた。

【０００８】この発明の目的は、上記従来技術の問題点
を解消し、炉壁損傷部を自動的に、しかも、補修後の壁
面を凹凸なく平滑に、かつ健全な煉瓦の面よりも突出す
ることなく仕上げられ、耐久性に優れたコークス炉の炉
壁補修方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、機械的
または電気的に補修ノズル位置を制御可能な補修装置を
用いるコークス炉の炉壁補修方法において、ランス制御
部に補修ノズルの水平往復動、垂直往復動、円運動等の
複数の基本動作パターンと、補修範囲内の移動パターン
を予め設定しておき、補修開始前に損傷部の損耗情報に
基づいて補修範囲、補修パターンを指示、選択すること
によって、損傷部を自動的に補修できると共に、壁面を
凹凸なく平滑に仕上げられることを究明し、この発明に
到達した。

【００１０】すなわちこの発明は、機械的または電気的
に補修ノズル位置を制御可能な補修装置を用いるコーク
ス炉の炉壁補修方法において、ランス制御部に補修ノズ
ルの基本動作パターンと、補修範囲内の移動パターンを
予め設定しておき、補修開始前に損傷部の損耗情報に基
づいて補修範囲を設定すると共に、補修ノズルの基本動
作パターンと移動パターンを組合せた補修パターンを選
択し、補修ノズルの移動速度および／または補修材料吐
出量を制御して損傷部の補修を自動的に行うことを特徴
とするコークス炉の炉壁補修方法である。

【００１１】また、この発明は、機械的または電気的に
補修ノズル位置を制御可能な補修装置を用いるコークス
炉の炉壁補修方法において、ランス制御部に補修ノズル
の基本動作パターンと、補修範囲内の移動パターンを予
め設定しておき、損傷部の損耗情報に基づいて損耗分布
図を作成し、該損耗分布図に基づいて補修範囲を設定す
ると共に、補修ノズルの基本動作パターンと移動パター
ンを組合せた補修パターンを選択し、補修ノズルの移動
速度および／または補修材料吐出量を制御して損傷部の
補修を自動的に行うことを特徴とするコークス炉の炉壁
補修方法である。

【００１２】さらに、この発明は、機械的または電気的
に補修ノズル位置を制御可能な補修装置を用いるコーク
ス炉の炉壁補修方法において、ランス制御部に補修ノズ
ルの基本動作パターンと、補修範囲内の移動パターンを
予め設定しておき、補修開始前に損傷部の損耗情報に基
づいて補修範囲、損傷測定時の距離センサと損傷部周囲
の健全な煉瓦面までの距離を設定すると共に、補修ノズ
ルの基本動作パターンと移動パターンを組合せた補修パ
ターンを選択し、補修ノズルの移動速度および／または
補修材料吐出量を制御し、時々刻々変化する距離センサ
と補修面までの距離を測定し、損傷測定時の距離センサ
位置と補修時の距離センサ位置との距離を演算し、時々
刻々変化する補修面が損傷部における健全な煉瓦面の仮
想線を超えると警報を発することを特徴とするコークス
炉の炉壁補修方法である。

【００１３】

【作用】この発明においては、ランス制御部に補修ノズ
ルの基本動作パターンと、補修範囲内の移動パターンを
予め設定しておき、補修開始前に損傷部の損耗情報に基
づいて補修範囲を設定すると共に、補修ノズルの基本動
作パターンと移動パターンを組合せた補修パターンを選
択し、補修ノズルの移動速度および／または補修材料吐
出量を制御して損傷部の補修を自動的に行うことによっ
て、正常な煉瓦面と境界部および補修面の平滑度が向上
し、コークス押出し時の押出し抵抗の増加を抑制するこ
とができる。

【００１４】また、ランス制御部に補修ノズルの基本動
作パターンと、補修範囲内の移動パターンを予め設定し
ておき、損傷部の損耗情報に基づいて損耗分布図を作成
し、該損耗分布図に基づいて補修範囲を設定すると共
に、補修ノズルの基本動作パターンと移動パターンを組
合せた補修パターンを選択し、補修ノズルの移動速度お
よび／または補修材料吐出量を制御して損傷部の補修を
自動的に行うことによって、損傷部のきめ細かな補修範
囲、補修パターンが設定でき、正常な煉瓦面と境界部お
よび補修面の平滑度をさらに向上させることができる。
なお、上記の方法において、損傷部の画像情報から補修
範囲を特定し、該特定した補修範囲の損耗情報のみを得
ることによって、補修範囲を迅速に特定でき、損傷部の
損耗情報を早期に得ることができ、損傷部を短時間で補
修できると共に、損耗状況に応じた補修範囲および補修
パターンの選択によって、正常な煉瓦面と境界部および
補修面の平滑度を向上させることができる。

【００１５】さらに、ランス制御部に補修ノズルの基本
動作パターンと、補修範囲内の移動パターンを予め設定
しておき、補修開始前に損傷部の損耗情報に基づいて補
修範囲、損傷測定時の距離センサと損傷部周囲の健全な
煉瓦面までの距離を設定すると共に、補修ノズルの基本
動作パターンと移動パターンを組合せた補修パターンを
選択し、補修ノズルの移動速度および／または補修材料
吐出量を制御し、時々刻々変化する距離センサと補修面
までの距離を測定し、損傷測定時の距離センサ位置と補
修時の距離センサ位置との距離を演算し、時々刻々変化
する補修面が損傷部における健全な煉瓦面の仮想線を超
えると警報を発することによって、損傷部の補修材の盛
り過ぎを防止でき、補修後の壁面を凹凸なく平滑に仕上
げられ、正常な煉瓦面と境界部および補修面の平滑度を
さらに向上させることができる。

【００１６】

【実施例】以下にこの発明方法の詳細を実施の一例を示
す図１ないし図１０に基づいて説明する。図１はこの発
明方法の実施に使用する炉壁補修装置の斜視図、図２は
炉壁補修装置の補修ノズルの基本動作パターンを示すも
ので、（ａ）図は水平往復運動、（ｂ）図は垂直往復運
動、（ｃ）図はランスの前後進、上下動の組合せによる
円運動、図３は補修範囲における補修ノズルの基本移動
パターンを示すもので、（ａ）図は水平移動と垂直移動
を組合せた移動、（ｂ）図は垂直移動と水平移動を組合
せた移動、（ｃ）図は外側から内側へ垂直移動と水平移
動を組合せた渦巻移動、（ｄ）図は内側から外側へ垂直
移動と水平移動を組合せた渦巻移動、（ｅ）図は外側か
ら内側への渦巻移動、（ｆ）図は内側から外側への渦巻
移動、図４はこの発明方法による壁面の溶射補修を行う
場合の補修ノズルの移動パターン、図５は炉壁の損傷状
況と補修ノズルの移動パターンと補修ノズルの移動速度
との関係を示すもので、（ａ）図は炉壁の損傷状況、
（ｂ）図は補修ノズルの移動パターン、（ｃ）図は補修
ノズルの移動速度の説明図、図６は炉壁の損傷状況と補
修ノズルの移動パターンと溶射吐出量との関係を示すも
ので、（ａ）図は炉壁の損傷状況、（ｂ）図は補修ノズ
ルの移動パターン、（ｃ）図は溶射吐出量の説明図、図
７は深さの有る補修箇所を損傷の深い順に補修する方法
の説明図で、（ａ）図は小区画化した補修順序の断面説
明図、（ｂ）図は小区画化した補修順序の平面説明図、
（ｃ）図は小区画化した補修順序の補修ノズルの移動パ
ターン、図８は損傷部深さに応じて補修ノズルと炉壁面
の距離を一定に保持する方法の説明図、図９は補修パタ
ーンを設定し自動補修を実施している途中において、自
動を一次停止し任意に補修ノズル位置の変更または修正
を行った位置から、既に補修実施位置を差し引いた残り
の部分を補修ノズルが移動する場合の説明図、図１０は
この発明方法の溶射材の異常盛り上がり防止法の説明図
である。

【００１７】図１において、１はランス台車、２はラン
ス台車１上に垂直方向（Ｙ軸方向）の回りに回転自在
に、かつ垂直に設けたマスト、３はマスト２に垂直方向
に昇降自在に設けたランス昇降台で、マスト２の頂部に
設けられたワイヤあるいはチェンおよび巻上げ機からな
る駆動装置４によってマスト２に沿って上下に昇降す
る。５はランス昇降台３にランス傾動ギヤ６を介して固
定された水平方向に延長されたランス支持台、７はラン
ス支持台５の延長方向にスライドするスライド板８を介
して取付けられた断面４角形の固定外筒である。ランス
傾動ギヤ６は、図示しない駆動用のモータにより時計方
向あるいは反時計方向に回転し、これにより、固定外筒
７がＺ軸の回りに回転するよう構成されている。また、
固定外筒７は、その内面に断面４角形の筒体からなる第
１段ランス９を嵌合支持している。

【００１８】１０は第１段ランス９の外周面軸方向に固
定されたラックで、固定外筒７に設けたピニオン１１が
ラック１０に係合している。ピニオン１１は、図示しな
い駆動用のモータにより時計方向あるいは反時計方向に
回転し、これにより、第１段ランス９を固定外筒７の軸
方向に沿って前後に移動させる。１２は第１段ランス９
の内面に嵌合された断面４角形筒体からなる第２段ラン
スで、第２段ランス１２の内面にはさらに断面４角形の
筒体からなる第３段ランス１３が嵌合されている。１４
は第３段ランス１３の先端部に設けられた補修材吹き付
けノズル、１５はこれらの第１段から第３段ランス９、
１２、１３内に設けられた複数本のフレキシブルホース
で、補修材吹き付けノズル１４に空気、酸素あるいは補
修材を供給する。１６はフレキシブルホース１５を巻取
る巻取り機構で、ランスの伸縮に応じて延長あるいは巻
取るように構成されている。

【００１９】１７は第１段から第３段ランス９、１２、
１３をその軸（Ｘ軸）の回りに回転させるための固定外
筒７に設けたギヤで、図示しないモータによりギヤ１７
を回転駆動することによって、固定外筒７はＸ軸の回り
に回転する。１８はスライド板８に固定された一対の軸
受け板で、該軸受け板１８に設けた円形孔１９を貫通す
るように固定外筒７に配置されている。一方、マスト２
はランス台車１上に旋回機構２０を介して取り付けら
れ、Ｙ軸の回りに旋回可能に構成されている。なお、２
１はランス台車１上に設置された多段伸縮ランスを操作
するための操作室である。

【００２０】図１０において、２２は第３段ランス１３
の先端部に設けた補修材吹付けノズル１４の近傍に設け
たレーザ距離計、２３は同じく第３段ランス１３の先端
部に設けた補修材吹付けノズル１４の近傍に設けたＣＣ
Ｄカメラ、２４は放射温度計である。このレーザ距離計
２２は、炉壁の損耗状況を損耗量データとして定量的に
把握するためにランス先端部と壁面との距離を測定する
ためのものである。すなわち、壁面に損耗による凹部が
存在した場合、その凹部の大きさおよび深さは、レーザ
距離計２２の測定データにより検出することができる。
また、ＣＣＤカメラ２３には、入力される光源量、輝度
を遮光調整するための複数のフィルターが付設され、壁
面状況に合わせてフィルターを切替え、ＣＣＤカメラ２
３の露光の調整ならびにバンドパスフィルターにより炉
壁の光波長を選択的に透過させ、溶射火炎の光波長をカ
ットすることによって、溶射状況を観察することができ
る。さらに放射温度計２４は、壁面温度に応じて補修材
吐出量またはノズル移動速度を変更するために壁面温度
を測定するのである。

【００２１】補修材吹付けノズル１４には、フレキシブ
ルホース１５を介して補修材が供給されるが、フレキシ
ブルホース１５は第１段から第３段ランス９、１２、１
３および固定外筒７内部を通過して巻取り機構１６によ
り外部に取り出され、補修材供給機構に連結される。操
作室２１には、図示していないが、壁面補修用の補修用
モニタ、損耗量の図形処理のための信号処理制御部（コ
ンピュータで実現される）、その図形表示のためのグラ
フィックパネル、その他の計装、操作盤を収納してい
る。なお、多段伸縮ランス装置における各駆動部は、直
流サーボモータなどを利用したランス駆動システムで制
御され、各駆動部の個々の動き（Ｘ軸方向移動量、Ｙ軸
方向移動量、Ｚ軸方向移動量、回転角Ｒ_X、旋回角Ｒ_Y、
傾動角Ｒ_Z）をランス駆動システムにて把握しながら位
置および速度制御を行なうと共に、これらの情報を操作
室２１内の信号処理制御部に出力する。信号処理制御部
は、Ｘ軸方向移動量ｘ、Ｙ軸方向移動量ｙおよびＺ軸回
りの回転角θを入力とし、ランス先端のたわみ量εを出
力とする多層ニューラルネットワークにより、任意の前
記Ｘ軸方向移動量ｘ、Ｙ軸方向移動量ｙおよびＺ軸回り
の回転角θからランス先端のたわみ量εを推定し、この
推定値を用いて前記ランス駆動システムによるランス先
端位置を補正する。

【００２２】前記信号処理制御部は、レーザ距離計２２
からの信号により炉壁面の損耗量データを求めるととも
に、ランス駆動システムにおける駆動量からランス先端
に対する炉壁の損耗部分の位置座標を求め、補修用モニ
タにおける壁面画像情報、損耗量データおよび損耗部分
の位置座標データを用いた画像処理により、炉壁の各部
分を損耗の程度により分類して損耗分布図形として補修
用モニタあるいは別のグラフィックパネルに表示するよ
う構成する。なお、信号処理制御部には、オペレータが
補修用モニタの前記損耗分布図形を観察して炉壁面の必
要な補修範囲、補修パターンを指示、選択することがで
きる操作部をが連結されている。

【００２３】上記炉壁補修装置を用いて補修する場合に
は、図示しない信号処理制御部に予め図２（ａ）に示す
ような水平往復運動３１ａ、（ｂ）図に示すような垂直
往復運動３１ｂ、（ｃ）図に示すような円運動３１ｃの
補修材吹付けノズル１４の基本移動パターンと、図３
（ａ）に示すような補修範囲の水平移動と垂直移動を組
合せた移動３２ａ、（ｂ）図に示すような垂直移動と水
平移動を組合せた移動３２ｂ、（ｃ）図に示すような外
側から内側へ垂直移動と水平移動を組合せた渦巻移動３
２ｃ、（ｄ）図に示すような内側から外側へ垂直移動と
水平移動を組合せた渦巻移動３２ｄ、（ｅ）図に示すよ
うな外側から内側への渦巻移動３２ｅ、（ｆ）図に示す
ような内側から外側への渦巻移動３２ｆの補修材吹付け
ノズル１４の移動パターンを設定入力しておく。

【００２４】そして補修に先立ち、先ずオペレータは、
操作室２１で操作部を操作してランス台車１を所定の炭
化室の窯前に移動させ、図示しない両側のバックスティ
とランス支持台５との距離が所定値以下になるようラン
ス支持台５を所定位置に位置せしめる。次いで図示しな
い両側バックスティの埋込マーカーを基準としてランス
中心が炭化室の中心に位置するようスライド板８を介し
て固定外筒７をＺ軸方向に移動させる。ランス中心が炭
化室の中心に位置した時点での伸長前のランス先端部位
置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の基準点（０、０、０）として設
定する。そしてオペレータは信号処理制御部を介してラ
ンス駆動システムを操作してランスをコークス炉内に挿
入し、補修しようとする炉壁上を走査させ、ランス先端
のＣＣＤカメラ２３により炉壁の状態を撮影し、炉壁の
画像を操作室２１内の補修用モニタに表示する。補修用
モニタ上の画面には、ランス先端の補修材吹き付け位置
のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の基準点（０、０、０）からのＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の移動距離に対応する座標のＸ軸、Ｙ軸
の損耗画像が表示される。ランスの移動は、信号処理制
御部を介してランス駆動システムにより行ない、補修材
吹き付け位置の絶対位置は、このランス駆動システムか
ら信号処理制御部に入力される駆動量情報からＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の基準点（０、０、０）を起点にして求め、ラ
ンス先端のたわみ量を推定して補正する。

【００２５】次ぎに、信号処理制御部は、ランス駆動シ
ステムから入力される駆動量情報およびレーザ距離計２
２から入力される炉壁の損耗量データと、損耗による炉
壁凹部の位置座標データを画像処理し、炉壁の各部分を
損耗の程度すなわち、凹部の深さにより分類して損耗分
布図形を補修用モニタに表示する。オペレータは、損耗
分布図形の観察データ、モニタ画面および放射温度計２
４からの損耗部の壁面温度から、損傷形態、範囲を確認
し、補修する部位の損傷形態および範囲に応じて、図２
および図３に示すパターンの選択、組合せを行い、ラン
ス制御部に炉壁面内の必要な補修範囲、所定の補修パタ
ーンを指示、選択する。信号処理制御部は、指示、選択
された補修範囲、所定の補修パターンに基づいてランス
駆動システムに制御信号を送出し、補修ノズルの移動速
度および／または補修材料吐出量を制御して多段伸縮ラ
ンス装置による自動補修が行なわれる。

【００２６】図４はこの発明方法を用いて壁面の溶射補
修を行う場合の選択したパターンの一例を示すものであ
る。この場合は、補修範囲が約１ｍ²と比較的広いた
め、補修材吹付けノズル１４の基本動作パターンを円運
動３１ｃ、移動パターンを水平移動と垂直移動を組合せ
た移動３２ａを選択し、ランス制御部を介してランス駆
動システムを制御し、面損傷の左上端に補修材吹付けノ
ズル１４を合わせる。補修材吹付けノズル１４は、その
位置で単独に円運動を繰り返し（円運動の直径および回
転速度は溶射の方式、機械装置の特性等により異なる
が、実施例では直径＝５０ｍｍφ、回転速度＝２０ｍｍ
／ｓｅｃとしている）、その円運動の中心を選択したパ
ターンに合わせて左右上下に移動させる。円運動の中心
移動速度は、回転速度とほぼ同じ速度が好ましく、また
移動方向は、水平方向を優先させるのが良く、円運動の
中心を水平方向に一定距離（実施例では約７０ｃｍ）移
動させた後、円運動がラップするようにその中心を下方
に下げ（実施例では約４０ｍｍ下げている）、再度水平
方向に移動させ、この動作を繰り返して、面損傷の全面
の補修を自動的に行う。

【００２７】また、図５は比較的損傷の浅い部位を１回
の溶射で補修する場合のパターンを示すもので、（ａ）
図の損傷深さ３６に対応して補修材吹付けノズル１４の
移動速度を（ｃ）図のとおり変化させて溶射厚みを制御
すれば、１回の溶射で損傷部を補修できる。図６は比較
的損傷の浅い部位を１回の溶射で補修する場合の他のパ
ターンを示すもので、（ａ）図の損傷深さに対応して補
修材吹付けノズル１４からの溶射材吐出量を（ｃ）図の
とおり変化させて溶射厚みを制御すれば、１回の溶射で
損傷部を補修できる。図７は深さの有る補修箇所を損傷
の深い順に補修する場合のパターンを示すもので、深さ
のある補修範囲３３を（ａ）図に示すとおり損傷深さ方
向に小区画３３ａ、３３ｂ、３３ｃし、図７（ｂ）、
（ｃ）に示すように小区画３３ａ、３３ｂ、３３ｃの順
に損傷の深い部分から補修するもので、補修範囲を小区
画３３ａ、３３ｂ、３３ｃ毎に変化させて補修する方法
である。この補修パターンは、面を出しながら補修する
ために盛り過ぎを防止し、健全な煉瓦面との境界を滑ら
かに仕上げることができる。

【００２８】上記損傷部の自動補修においては、炉壁面
３５と補修材吹付けノズル１４との距離３４、炉壁面３
５温度を一定に保持することが、溶射材の接着強度、溶
射体の耐用性を高めるために重要である。このため、レ
ーザ距離計２２から信号処理制御部に連続的に入力され
る補修材吹付けノズル１４と壁面間距離に基づいてラン
ス駆動システムを制御し、ランス伸縮長さ（Ｌ_X）と、
旋回角度Ｒ_Yを制御することによって、図８に示すとお
り補修材吹き付けノズル１４と炉壁面３５間の距離３４
を常に一定にすることができる。また、放射温度計２４
から信号処理制御部に連続的に入力される炉壁面３５の
温度に基づいて、補修材吹付けノズル１４の移動速度お
よび／または溶射材吐出量を制御し、補修面の温度を一
定に保持することができる。また、補修パターンを選択
して自動補修を実施している途中において、コークス炉
の押出機、コークガイド車との干渉により一時的に自動
補修を一時中断し、ランス台車１を一時退避する必要が
生じた場合は、多段伸縮ランスを短縮して任意に補修材
吹付けノズル１４を移動させたのち、ランス台車１を一
時退避させる。そして、押出機、コークガイド車との干
渉が解除された時点で、再度ランス台車１を退避前の位
置に位置させたのち、図９に示すとおり多段伸縮ランス
を伸長させて補修材吹付けノズル１４を中断した位置Ｊ
に位置させ、自動で中断した位置から補修を継続して完
了位置Ｋまで補修する。

【００２９】さらに、図１０に示すとおり、ランスを炉
壁面とほぼ平行に挿入し、損傷部を挟んで健全な煉瓦部
の任意の位置Ｐ₁、Ｐ₂における煉瓦面との距離Ｚ_T1およ
びＺ_T2をレーザ距離計２２により測定して信号処理制御
部に記憶しておき、溶射補修に際し煉瓦面と補修材吹付
けノズル１４を適正距離にするため、前記測定位置より
も動かした距離Ｚ₁をランスの旋回支点から補修材吹付
けノズル１４までの長さと移動角度とから常時演算せし
め、その時位置Ｐ₁とＰ₂間におけるＺ₁と実測距離Ｚ₂に
おいて、Ｚ₁＋Ｚ₂≦Ｚ_T1（もしくはＺ_T2）となった場
合、警報を発するようにしておけば、オペレータに盛り
過ぎ防止の注意を促すことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、損耗状況を定量的に把握して補修範囲、補修パター
ンを選択し、補修ランスを自動操作して補修することが
できると共に、健全な煉瓦面との境界部および補修後の
平滑度が向上し、かつ、盛り過ぎを防止してコークス押
出し時の押出し抵抗増加を抑制でき、しかも補修部の耐
久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明方法の実施に使用する炉壁補修装置の
斜視図である。

【図２】炉壁補修装置の補修ノズルの基本動作パターン
を示すもので、（ａ）図は水平往復運動、（ｂ）図は垂
直往復運動、（ｃ）図は円運動を示す。

【図３】補修範囲における補修ノズルの基本移動パター
ンを示すもので、（ａ）図は水平移動（ストローク）と
垂直移動（ピッチ）を組合せた移動、（ｂ）図は垂直移
動と水平移動を組合せた移動、（ｃ）図は外側から内側
へ垂直移動と水平移動を組合せた渦巻移動、（ｄ）図は
内側から外側へ垂直移動と水平移動を組合せた渦巻移
動、（ｅ）図は外側から内側への渦巻移動、（ｆ）図は
内側から外側への渦巻移動を示す。

【図４】この発明方法による壁面の溶射補修を行う場合
の補修ノズルの移動パターンである。

【図５】炉壁の損傷状況と補修ノズルの移動パターンと
補修ノズルの移動速度との関係を示すもので、（ａ）図
は炉壁の損傷状況、（ｂ）図は補修ノズルの移動パター
ン、（ｃ）図は補修ノズルの移動速度の説明図である。

【図６】炉壁の損傷状況と補修ノズルの移動パターンと
溶射吐出量との関係を示すもので、（ａ）図は炉壁の損
傷状況、（ｂ）図は補修ノズルの移動パターン、（ｃ）
図は溶射吐出量の説明図である。

【図７】深さの有る補修箇所を損傷の深い順に補修する
方法の説明図で、（ａ）図は小区画化した補修順序の断
面説明図、（ｂ）図は小区画化した補修順序の平面説明
図、（ｃ）図は小区画化した補修順序の補修ノズルの移
動パターンの説明図である。

【図８】損傷部深さに応じて補修ノズルと炉壁面の距離
を一定に保持する方法の説明図である。

【図９】補修パターンを設定し自動補修を実施している
途中において、自動を一次停止し任意に補修ノズル位置
の変更または修正を行った位置から、既に補修実施位置
を差し引いた残りの部分を補修ノズルが移動する場合の
説明図である。

【図１０】この発明方法の溶射材の異常盛り上がり防止
法の説明図である。

【図１１】コークス炉の炉壁の損傷形態の概念図であ
る。

【符号の説明】

１ランス台車２マスト３ランス昇降台４駆動装置５ランス支持台６傾動ギヤ７固定外筒８スライド板９第１段ランス１０ラック１１ピニオン１２第２段ランス１３第３段ランス１４補修材吹き付けノズル１５フレキシブルホース１６巻取り機構１７ギヤ１８軸受け板１９円形孔２０旋回機構２１操作室２２レーザ距離計２３ＣＣＤカメラ２４放射温度計３１ａ水平往復運動３１ｂ垂直往復運動３１ｃ円運動３２ａ水平移動と垂直移動を組合せた移動３２ｂ垂直移動と水平移動を組合せた移動３２ｃ外側から内側へ垂直移動と水平移動を組合せた
渦巻移動３２ｄ内側から外側へ垂直移動と水平移動を組合せた
渦巻移動３２ｅ外側から内側への渦巻移動３２ｆ内側から外側への渦巻移動３３補修範囲３３ａ、３３ｂ、３３ｃ小区画３４ノズルと炉壁面との距離３５炉壁面３６損傷深さ６１縦方向の目地切れ６２横方向の目地切れ６３亀裂６４面損傷６５煉瓦の欠落

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年５月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000156961 関西熱化学株式会社兵庫県尼崎市大浜町２丁目23番地 (71)出願人 000002107 住友重機械工業株式会社東京都品川区北品川五丁目９番11号 (72)発明者松田惠嗣千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者内田哲郎千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者高橋保千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者松野勤東京都千代田区丸ノ内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者亀川啓治東京都千代田区丸ノ内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者沼澤誠大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (72)発明者森谷隆造大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (72)発明者伊藤英邦大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (72)発明者近藤俊雄和歌山県和歌山市湊1850番地住友金属工業株式会社和歌山製鉄所内 (72)発明者大平英毅兵庫県加古川市金沢町７番地関西熱化学株式会社加古川工場内 (72)発明者堀之内俊司兵庫県加古川市金沢町７番地関西熱化学株式会社加古川工場内 (72)発明者山田茂愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者白石弘幸愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者西尾照常愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内 (72)発明者森本英明愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械的または電気的に補修ノズル位置を
制御可能な補修装置を用いるコークス炉の炉壁補修方法
において、ランス制御部に補修ノズルの基本動作パター
ンと、補修範囲内の移動パターンを予め設定しておき、
補修開始前に損傷部の損耗情報に基づいて補修範囲を設
定すると共に、補修ノズルの基本動作パターンと移動パ
ターンを組合せた補修パターンを選択し、補修ノズルの
移動速度および／または補修材料吐出量を制御して損傷
部の補修を自動的に行うことを特徴とするコークス炉の
炉壁補修方法。
【請求項２】機械的または電気的に補修ノズル位置を
制御可能な補修装置を用いるコークス炉の炉壁補修方法
において、ランス制御部に補修ノズルの基本動作パター
ンと、補修範囲内の移動パターンを予め設定しておき、
損傷部の損耗情報に基づいて損耗分布図を作成し、該損
耗分布図に基づいて補修範囲を設定すると共に、補修ノ
ズルの基本動作パターンと移動パターンを組合せた補修
パターンを選択し、補修ノズルの移動速度および／また
は補修材料吐出量を制御して損傷部の補修を自動的に行
うことを特徴とするコークス炉の炉壁補修方法。
【請求項３】損傷部の画像情報から補修範囲を特定
し、該特定した補修範囲の損耗情報のみを得ることを特
徴とする請求項１および２記載のコークス炉の炉壁補修
方法。
【請求項４】機械的または電気的に補修ノズル位置を
制御可能な補修装置を用いるコークス炉の炉壁補修方法
において、ランス制御部に補修ノズルの基本動作パター
ンと、補修範囲内の移動パターンを予め設定しておき、
補修開始前に損傷部の損耗情報に基づいて補修範囲、損
傷測定時の距離センサと損傷部周囲の健全な煉瓦面まで
の距離を設定すると共に、補修ノズルの基本動作パター
ンと移動パターンを組合せた補修パターンを選択し、補
修ノズルの移動速度および／または補修材料吐出量を制
御し、時々刻々変化する距離センサと補修面までの距離
を測定し、損傷測定時の距離センサ位置と補修時の距離
センサ位置との距離を演算し、時々刻々変化する補修面
が損傷部における健全な煉瓦面の仮想線を超えると警報
を発することを特徴とするコークス炉の炉壁補修方法。