JPH0821689A - 炉壁溶射補修部周辺の観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属粉の酸化燃焼熱を用いる炉壁の溶射補修
部周辺の観察を可能とする。 【構成】 金属粉の酸化燃焼熱を用いる炉壁耐火物の溶
射補修において、補修部ならびに補修部周辺を観察する
テレビカメラの照明装置９に、色温度が５５００°Ｋ以
上のランプを用いる。 【効果】 金属粉の酸化燃焼部周辺の壁面のブルーミン
グ現象が防止され、細かな観察を要する目地補修のよう
な線的補修に適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属粉の酸化燃焼熱
を用いる炉壁耐火物の溶射補修において、溶射補修部周
辺の観察装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】製鉄工業やガラス工業における各種加熱
炉、高炉、コークス炉等の炉壁煉瓦は、長年使用してい
るうちに各部に目地切れ、亀裂の発生、煉瓦の欠落等の
損傷が発生する。このような損傷が生じた場合は、該損
傷部に耐久性が低いが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炉壁煉瓦の積替えを
行なっていた。

【０００３】このような炉壁面の検査方法あるいはその
補修方法としては、例えば、先端部に光ファイバを含む
光学系を取り付けたランスをコークス炉炭化室または燃
焼室内に挿入して壁面の絶対位置に関連付けて壁面上を
走査させ、炭化室または燃焼室内壁面の各位置を観察し
て損傷部を検出するとともに、壁面の観察データを前記
壁面の絶対位置と共にコンピュータに記憶する方法（特
開昭５８−２０６６８１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）、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６０−１７６８９号公報）等
が開示されている。

【０００４】また、炉壁補修装置としては、可燃ガス、
酸素ならびに耐火物粉の供給管を内挿した水冷長筒体の
一端に着脱自在に溶射バーナーを設け、他端に操作ハン
ドルを嵌設すると共に、該水冷長筒体を支持枠に転動自
在に嵌挿しかつ移動台車上に移動かつ旋回自在に搭載せ
しめた装置（実開昭５２−３６７０３号公報）、冷却ケ
ースに不定形耐火物を炉壁損傷部に吹付ける溶射ガン
と、炉壁損傷部を映し出すテレビカメラと、同じく炉壁
損傷部と上記溶射ガンとの距離を測定する距離計を内装
せしめてなる炉内装入ヘッド部と、上記テレビカメラに
よる画像を炉外で観察可能な観察装置および上記炉内装
入ヘッド部を距離計の測定値に基づいて三軸方向に移動
せしめる移動機構を具備した装置（特開昭６０−１７６
８９号公報）、水冷ボックス内に、溶射バーナーと監視
カメラ等溶射に必要な機能を収め、ブームの先端に着脱
自在に設けた装置（特開平２−９９５９２号公報）、内
部に監視用カメラと溶射バーナーを備えた水冷ボックス
を、着脱自在に取付けた長尺ビームを、中段作業床上の
軌条を走行する車輪を有し、前記長尺ビームの支持枠部
の旋回および昇降が自在な台車に取付けて、前後進およ
び傾斜角度を自由に選択することができるようにした装
置（特開平２−９９５８９号公報）、走行台車上に設け
られた昇降なら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沿って移動する
ランスホルダーと該ランスホルダー内に繰り出し自在に
装着された溶射ランスを設け、かつ該ランスホルダー上
に補修壁面監視カメラを設けた装置（特開平４−３２６
９０号公報）等多くの提案が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記炉壁面の補修のう
ち金属粉の酸化燃焼熱を用いる溶射補修においては、補
修部周辺の観察にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅ
ｄ Ｄｅｖｉｃｅ＝電荷結合素子）カメラを用いる場
合、ＣＣＤカメラの明暗のダイナミックレンジは１００
倍程度である。一方、金属粉の酸化燃焼している部分と
その周辺とでは、１０００倍程度になっているため、明
暗のダイナミックレンジが百倍を超えた部分は、ブルー
ミング現象を起こして補修部周辺の観察は不可能であっ
た。ブルーミング現象を防止するには、金属粉の酸化燃
焼部分からの光量を減少させるために減光フィルターを
用いる方法があるが、減光フィルターにかくれる範囲が
補修部よりも大きいものとなり、補修部周辺の観察は不
可能であった。このため、金属粉の酸化燃焼熱を用いる
炉壁の溶射補修は、補修部周辺の観察を必要としない面
的補修に限られていた。

【０００６】この発明の目的は、上記の各問題点を解消
し、金属粉の酸化燃焼熱を用いる炉壁の溶射補修におい
て、補修部周辺の観察を可能とした炉壁溶射補修部周辺
の観察装置を提供することにある。

【０００７】

【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行った。その結果、金属粉
の酸化燃焼している周辺に所定の照明を当て、レンズの
絞りを絞り込み、ブルーミング現象を抑える方法におい
て、所定の光源を用い、所定照度で金属粉の酸化燃焼し
ている補修部周辺を照射することによって、ブルーミン
グ現象を抑制でき、補修部周辺の観察が可能となること
を確認し、この発明に到達した。

【０００８】すなわちこの発明は、金属粉の酸化燃焼熱
を用いる炉壁耐火物の溶射補修において、補修部ならび
に補修部周辺を観察するテレビカメラの照明装置に、色
温度が５５００°Ｋ以上のランプを用いることを特徴と
する炉壁溶射補修部周辺の観察装置である。

【０００９】

【作用】本発明者らの実験の結果、炉壁面が１０００℃
位で赤熱している炉は、色温度的には２５００°Ｋ以下
である。また、観察したい補修部周辺壁面の法線照度
は、５００００ｌｘ以上必要であることが確認された。
このため、補助照明としては、３６００°Ｋの色温度を
持つハロゲンランプと、５５００°Ｋの色温度を持つキ
セノンランプとの比較によって、色温度的に高いものが
テレビカメラの照明として有効であることが確認でき
た。この発明においては、補修部ならびに補修部周辺を
観察する工業用テレビカメラの照明装置として色温度が
５５００°Ｋ以上のランプを用いることによって、観察
したい補修部周辺壁面の法線照度を５００００ｌｘ以上
とすることができ、ブルーミング現象を抑制してテレビ
カメラによる補修部周辺の観察が可能となる。

【００１０】この発明において補修部ならびに補修部周
辺を観察するテレビカメラとしては、ＣＣＤカメラ、Ｍ
ＯＳカメラ、ＣＰＤカメラ等を用いることができる。ま
た、色温度が５５００°Ｋ以上のランプとしては、補修
部周辺を５００００ｌｘ以上の照度にできればよく、特
に限定されないが、キセノンランプ、メタルハライドラ
ンプを用いることができる。さらに、この発明における
テレビカメラの照明装置の構成としては、色温度が５５
００°Ｋ以上のランプと楕円面反射鏡とフロスト加工し
たフィルターとの組合せからなる。

【００１１】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図１ないし図
２に基づいて説明する。図１はこの発明の溶射補修に用
いる溶射ノズルとＣＣＤカメラの観察範囲と照明装置の
照射範囲を示すもので、（ａ）図は概略側断面図、
（ｂ）図は溶射補修部とＣＣＤカメラの観察範囲と照明
装置の照射範囲を示す平面図、図２はこの発明の照明装
置の構成図である。図１において、１は冷却機構を付加
した溶射ランス、２は溶射ランス１の先端に設けた溶射
材吹付ノズルで、金属酸化物を含む溶射材が酸素と共に
炉壁３の補修面に吹付けられ、金属酸化物の酸化燃焼熱
によって溶融した壁面に溶射材が溶着する。４は溶射ラ
ンス１の先端近傍に設けたレンズ５を介して溶射材吹付
ノズル２の金属酸化物の酸化燃焼部６をレンズ視野７内
に収めて撮影するＣＣＤカメラで、ＣＣＤカメラ４の視
野範囲８は台形状で、中心下部に酸化燃焼部６が位置す
るよう配置されている。９は酸化燃焼部６の一部と台形
状の観察範囲１０を含む照明範囲１１を５００００ｌｘ
以上の照度に照射する照明装置で、溶射ランス１の先端
近傍に設けた窓ガラス１２を介して溶射ランス１内に設
置する。上記照明装置９は、図２に示すとおり、色温度
５５００°Ｋ以上のキセノンランプ２１と楕円面反射鏡
２２とフィルター２３およびスタータ２４からなり、図
１（ａ）に示すとおり、楕円面反射鏡２２により一度光
束１３を絞ったのち広がりを持つようにして、光束１３
の中心が炉壁３に対して所定の角度で照射するよう構成
する。

【００１２】上記のとおり構成したことによって、溶射
ランス１の溶射材吹付ノズル２を炉壁３の損傷面に対応
させ、溶射材吹付ノズル２から金属酸化物を含む溶射材
を酸素と共に炉壁３の補修面に吹付け、金属酸化物の酸
化燃焼熱によって溶融した壁面に溶射材を溶着させるに
際し、金属酸化物の酸化燃焼部６の周辺部の観察範囲１
０は、照明装置９によって楕円面反射鏡２２により一度
光束１３を絞ったのち広がりを持って光束１３の中心が
炉壁３に対して所定の角度で照射され、５００００ｌｘ
以上の照度の照明範囲１１内に位置しており、ＣＣＤカ
メラ４による撮影における観察範囲１０のブルーミング
現象が防止され、酸化燃焼部６の周辺部の観察範囲１０
の観察は可能となる。なお、図１（ａ）に示すとおり、
楕円面反射鏡２２により一度光束１３を絞ったのち広が
りを持つようにしたため、溶射ランス１の窓ガラス１２
の大きさを小さくでき、炉壁３から溶射ランス１内に入
る輻射熱を少なくできる。

【００１３】実施例２ 上記実施例１の照明装置として５００Ｗの色温度５５０
０°Ｋのキセノンランプと、外径：１５３ｍｍ、第一焦
点：２８ｍｍ、第二焦点：２５２ｍｍの楕円面反射鏡
と、フロスト加工したフィルターを用い、外径１３０ｍ
ｍの金属酸化物の酸化燃焼部の一部と上辺２２０ｍｍ、
下辺３３０ｍｍ、高さ２２０ｍｍの台形状の観察範囲が
照明範囲に含まれるよう照明装置を配置し、前記金属酸
化物の酸化燃焼部が上辺２２０ｍｍ、下辺３９０ｍｍ、
高さ３４０ｍｍの台形状視野範囲の中心下部に位置する
ようＣＣＤカメラを配置し、約１０００℃で赤熱してい
るコークス炉炭化室の壁面に、楕円面反射鏡により一度
光束を絞ったのち広がりを持つようにして、外径５０ｍ
ｍの窓ガラスを介して光束の中心を炉壁に対して３０°
の角度で照射し、金属酸化物の酸化燃焼熱によって溶融
した壁面に溶射材を溶着させた際の楕円面反射鏡前面か
ら６００ｍｍ離れた光束中心面の左右の照度分布を測定
した。その結果を図３に示す。図３に示すとおり、楕円
面反射鏡前面から６００ｍｍ離れた光束中心面の左右の
照度は、５００００〜７５０００ｌｘの範囲であり、酸
化燃焼部の周辺部の観察範囲をＣＣＤカメラで撮影した
が、ブルーミング現象の発生は認められず、観察は可能
であった。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
金属粉の酸化燃焼部周辺の壁面のブルーミング現象が防
止されて観察が可能となり、溶射補修における大まかな
観察でよい面的補修だけでなく、細かな観察を要する目
地補修のような線的補修まで、金属粉の酸化燃焼熱を用
いる溶射補修を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の溶射補修に用いる溶射ノズルとＣＣ
Ｄカメラの観察範囲と補助照明装置の照射範囲を示すも
ので、（ａ）図は概略側断面図、（ｂ）図は溶射補修部
とＣＣＤカメラの観察範囲と補助照明装置の照射範囲を
示す平面図である。

【図２】この発明の照明装置の構成図である。

【図３】実施例２における光束中心からの左右への距離
と照度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 溶射ランス ２ 溶射材吹付ノズル ３ 炉壁 ４ ＣＣＤカメラ ５ レンズ ６ 酸化燃焼部 ７ レンズ視野 ８ 視野範囲 ９ 照明装置 １０ 観察範囲 １１ 照明範囲 １２ 窓ガラス １３ 光束 ２１ キセノンランプ ２２ 楕円面反射鏡 ２３ フィルター ２４ スタータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属粉の酸化燃焼熱を用いる炉壁耐火物
   の溶射補修において、補修部ならびに補修部周辺を観察
   するテレビカメラの照明装置に、色温度が５５００°Ｋ
   以上のランプを用いることを特徴とする炉壁溶射補修部
   周辺の観察装置。