JPH08239707A - 熱風炉内の点検装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱風炉の炉壁を形成する耐火レンガの劣化状
態を精度良く点検し得る点検装置を提供する。 【構成】 内管1aと外管1bとの間の空間部に冷却水供給
通路２と冷却水排出通路３とを周方向に交互に形成して
なる水冷ジャケット１内に、先端部にカメラ14を内蔵し
ているペリスコープ10を一定の隙間13を介して挿入し、
該カメラ14をペリスコープ10内に挿入した冷却空気供給
管20によって冷却すると共にカメラレンズ16を一定温度
の雰囲気に保持された上記隙間13に臨ませて陽炎現象に
よる映像の歪みをなくした状態で水冷ジャケット１の下
端部に設けた耐火レンズ７を通じて熱風炉21の耐火レン
ガ22の劣化度合いを点検するように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炉に熱風を供給する熱
風炉内の炉壁を点検するための点検装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】燃焼室内で高温空気を発生させ、この高
温空気を熱風として高炉に供給する熱風炉は、その炉壁
を1200℃の熱風に耐えることができるように耐火レンガ
によって形成しているが、この耐火レンガは熱風による
損耗やレンガ自体の膨張、収縮による亀裂の発生等によ
り数年で劣化するので、一定の劣化度に達した時に、こ
の熱風炉の稼働を停止し、予備の熱風炉から高炉に熱風
を供給してその間に補修を行わなければならない。

【０００３】上記熱風炉の劣化の進行度合いは、古くか
ら経験によって確認していたが、補修の時期が遅れると
熱風炉全体を改修、築造しなければならなくなってコス
トがかかる一方、早すぎると無駄になるので、使用中に
熱風炉の耐火レンガの劣化状態を点検する装置が開発さ
れた。このような装置としては従来から、例えば、実開
平２ー３３２４１号に開示されているように、内管と外
管との間に中間管体を介在させて内管と中間管体との間
に供給した冷却水を外管と中間管体との間を通じて排出
するように構成してなる水冷ジャケットの下端部に、内
外管に連通する透視孔を穿設すると共に内管内に光ファ
イバーを挿入してなる点検装置が知られており、この点
検装置を熱風炉の適所から炉内に挿入して上記光ファイ
バーにより透視孔を通じて耐火レンガを点検している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の点検装置では、水冷ジャケットが内外管に中
間管体を配設した構造としているために、全体的に大径
な装置となって取扱い難くなるばかりでなく、光ファイ
バーによる炉内の点検では拡大写真や縮小写真を得るこ
とができず、従って、耐火レンガよりなる炉の内壁の細
部の点検や全体的な点検が困難となってその劣化度を的
確に点検することができないという問題点があった。

【０００５】このような問題点は、光ファイバーに替え
て先端にカメラを装着してなるパイプを水冷ジャケット
内に挿入し、パイプ内に冷却水を供給しながら該カメラ
を上記透視孔に合わせて耐火レンガの写真を撮るように
構成すれば解消し得るが、この場合、冷却空気がカメラ
レンズの前方を流動し、その周囲の高温空気との間に生
じる密度の差によって陽炎現象が発生し、耐火レンガの
映像が歪んだ状態で写されてきれいな撮影画面を得るこ
とができなくなり、上記同様に耐火レンガの劣化度を的
確に点検することができなくなるという問題点があっ
た。本発明はこのような問題点を全面的に解消し得る熱
風炉内の点検装置の提供を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発意の熱風炉内の点検装置は、先端を密閉した内
管と外管との間に複数の冷却水供給通路と冷却水排出通
路とを設けて基端側から上記供給通路を通じて供給した
冷却水を先端側で迂回させて上記排出通路を通じて外管
の基端部から外部に排出するように形成してなる水冷ジ
ャケットと、この水冷ジャケットの先端部の適所に配設
されてその内外端周縁部を内外管に設けた透窓に固着し
てなる耐火レンズと、水冷ジャケットの内管内に一定の
隙間を介して挿入され、且つ先端が閉止していると共に
該先端部内にカメラレンズを上記隙間を介して上記耐火
レンズに気密的に臨ませたカメラを内蔵してなるペリス
コープと、このペリスコープ内に基端側から上記カメラ
近傍部に達する位置まで挿入された冷却空気供給管とか
ら構成している。なお、カメラの画像伝送線は、請求項
２に記載したように、炉外の適所に設置したモニター及
び制御装置に接続している。

【０００７】

【作用】熱風炉の適所に穿設している小径の点検孔を通
じて使用中の熱風炉内に上記水冷ジャケットを挿入し、
その基端側から供給通路に冷却水を供給してジャケット
を高温熱風から保護する。水冷ジャケットは内外二重管
からなり、外管と内管との間に冷却水供給通路と排出通
路とを円周方向に交互に設けた構造としているので、従
来のように内側に冷却水供給通路を、外側に排出通路を
設けている水冷ジャケットに比べて全体が小径に形成す
ることができて取扱性が良くなるばかりでなく、内外管
を効率良く冷却することができて熱風による内部温度の
上昇を効果的に抑制することができる。

【０００８】さらに、先端部にカメラを内蔵したペリス
コープを水冷ジャケットの内管内に挿入し、そのカメラ
レンズを水冷ジャケットの先端部に装着した耐火レンズ
を通じて熱風炉の耐火レンガを撮影する。この際、ペリ
スコープ内に挿入する冷却空気供給管によってカメラ全
体が冷却されるが、ペリスコープの先端が閉止している
ので、冷却空気はペリスコープ内を流通するだけでペリ
スコープと内管との隙間に流動しないから、該ペリスコ
ープと水冷ジャケットの内管との隙間の温度は一定に保
持され、従って、この隙間に気密的に臨ませているカメ
ラレンズの前方には陽炎現象が生じることがない。

【０００９】そのため、耐火レンガの映像に歪みが生じ
ることなくその拡大写真や縮小写真を撮影することがで
き、耐火レンガの劣化の度合いを的確に点検し得るもの
である。また、装置外の適所に設置したモニターによっ
て耐火レンガの損傷状態や亀裂個所を確認することがで
きると共に制御装置を介して水冷ジャケット及びペリス
コープを円周方向、並びに長さ方向に一体的に移動させ
て熱風炉内の耐火レンガ全体の点検が可能となる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１において、水冷ジャケット１は、内管1aと外管1bと
の間に複数の冷却水供給通路２と冷却水排出通路３とを
円周方向に交互に設けていると共に、外管1bの上端部に
冷却水供給通路２に連通する供給口４と冷却水排出通路
３に連通する排水口５とを設けてなるものである。この
水冷ジャケット１の構造をさらに詳しく説明すると、内
外管1a、1bは一定径と長さを有する円形鋼管からなり、
外管1bの先端（下端）開口部を半球状蓋部1cによって閉
止していると共に内管1aの先端（下端）開口部を円板形
状の蓋部1dによって閉止し、また、内外管1a、1bの基端
（上端）間を環状板1eによって連結、密閉している。

【００１１】さらに、該環状板1eから長さ方向に小間隔
を存した基端部に、図２に示すように、内外管1a、1b間
の環状空間を閉止するフランジ体６を気密的に固着して
このフランジ体６から基端側（上方側）寄りにおける外
管1bの適所に上記冷却水供給口４を連結、連通させてい
ると共に内外管1a、1b間の環状空間部内に上記冷却水供
給通路２を形成する複数本の小径鋼管を周方向に一定間
隔毎に配設してその外周面を内外管1a、1bの対向面に密
接させ、隣接する冷却水供給通路２、２間の環状空間部
内を上記冷却水排出通路３に形成している。

【００１２】また、冷却水供給通路２を形成する各小径
鋼管の基端（上端）開口部を上記フランジ体６を貫通し
て供給口４側に連通させ、先端（下端）開口部を円板形
状の上記蓋部1dから下方側における半球状蓋部1c内に空
間に連通させて該空間部28を通じて排出通路３に連通さ
せていると共に、これらの排水通路３の基端側における
上記フランジ体６の下方近傍部の外管1bの適所に排水通
路３と連通する上記排水口５を連結しているものであ
る。

【００１３】７はこの水冷ジャケット１の先端部におけ
る冷却水通路中の一部を貫通して該水冷ジャケット１の
内外面間に亘って配設された耐火レンズで、内外管1a、
1bの下端部適所に透窓8a、8bを開設し、これらの透窓8
a、8bに該耐火レンズ７の外周面に一体的に固着した耐
熱性窓枠９の内外端外周縁部を気密的に固着してなるも
のである。

【００１４】10は水冷ジャケット１の内管1aよりも小径
で且つ長さが内管1aよりも長い鋼管よりなるペリスコー
プで、その基端部及び先端部の外周面数個所にスペーサ
部材11、12を一体的に突設し、これらのスペーサ部材1
1、12を内管1aの内周面に摺接させることによって該ペ
リスコープ10と内管1aとの間に環状の隙間13を設けた状
態で内管1aと同一管軸上で該内管1a内に挿入するように
構成している。

【００１５】このペリスコープ10の先端開口部は円板形
状の蓋部10a によって閉止されている共にペリスコープ
10の先端部に内蔵したカメラ14を該蓋部10a の上面に固
定させてあり、さらに、このカメラ14の伸縮自在なレン
ズ筒15の外周面をペリスコープ10の先端周壁部適所に穿
設した開口孔10b に気密的に摺動自在に挿通させ、該レ
ンズ筒15内に配設しているカメラレンズ16を上記耐火レ
ンズ７に臨ませるように構成している。

【００１６】カメラ14には、該カメラ14のシャッタ動作
やレンズ筒15の伸縮動作等のカメラ動作を遠隔操作する
と共に映像を伝送するための操作伝送線17が接続され、
この操作伝送線17はペリスコープ10内から外部に延出し
て熱風炉外の適所に設置されたモニター兼制御装置18に
接続している。19はペリスコープ10の蓋部10a の外底面
に固着した当接部材で、内管1aの内底面上に当接させる
ことによってカメラ14のレンズ16の高さ位置を上記耐火
レンズ７の中心線上に合致させるものである。20はペリ
スコープ10内に基端側から上記カメラ14の近傍部に達す
る位置まで挿入された冷却空気供給管である。

【００１７】このように構成した点検装置によって点検
される熱風炉21の構造は、図３に示すように、その炉壁
の内壁が耐火レンガ22によって形成されていると共に炉
内の一部に燃焼室23を設けて熱風炉21の下端部に開口し
ている空気供給口24から燃焼室23内に供給される空気を
燃焼室下端の燃焼釜25により加熱し、この高温空気を熱
風炉21の下端部適所に開口した供給口26を通じて高炉
（図示せず）側に熱風として供給するように構成してい
る。そして、この熱風炉21の炉壁の１個所〜数個所（図
においては頂部）に、上記点検装置の水冷ジャケット１
が挿入可能な小径点検孔27を穿設している。

【００１８】この点検孔27に点検装置の水冷ジャケット
１を挿入し、稼働中の熱風炉21の耐火レンガ22の劣化状
態をカメラ14によって点検する。この際、水冷ジャケッ
ト１は炉外の冷却水供給源（図示せず）から供給ホース
を通じて炉壁から突出している該水冷ジャケット１の基
端部の供給口４に冷却水を供給することによって冷却
し、炉内の高温空気から保護する。

【００１９】即ち、供給口４から供給された冷却水は、
内外管1a、1b間におけるフランジ体６の上方空間部内に
流入し、該フランジ体６の上面に開口している複数の冷
却水供給通路２を通じて流下して水冷ジャケット１の先
端空間部28内に充満し、さらにこの空間部28から隣接す
る冷却水供給通路２、２間で形成された冷却水排出通路
３を通じて上昇し、炉外の排水口５から適宜な排水ホー
ス（図示せず）を通じて排出される。このように、内外
管1a、1b間の空間部に冷却水を充満させた状態で流通さ
せることによって水冷ジャケット１が効率よく冷却され
る。

【００２０】なお、冷却水供給通路２は小径管によって
形成しているが、このような管体を使用することなく、
例えば、内外管1a、1b間の空間部を円周方向に一定間隔
毎に縦仕切板で区画して隣接する仕切板間でフランジ体
６を介して供給口４に連通する冷却水供給通路と、排水
口５に連通する冷却水排出通路とを円周方向に交互に設
けた構造としておいてもよい。

【００２１】こうして冷却される水冷ジャケット１の内
管1a内にペリスコープ10を挿入し、その先端当接部材19
を内管1aの蓋部1d上に当接させると、このペリスコープ
10に内蔵しているカメラ14が水冷ジャケット１の先端部
に設けている耐火レンズ７の高さ位置に達する。そし
て、ペリスコープ10の先端周壁部適所に穿設した開口孔
10b に気密的に摺動自在に挿通しているレンズ筒15を耐
火レンズ７側に向けてカメラレンズ16で該耐火レンズ７
を通じて炉内を透視し、操作伝送線17を通じてカメラレ
ンズ16でとらえた耐火レンガ22をモニターに写し出し、
その劣化度合を確認すると共に制御装置18を操作してレ
ンズ筒15を伸縮させると共にシャッター操作を行うこと
により耐火レンガ22の所定部分の拡大写真や縮小写真を
撮影する。また、水冷ジャケット１をその軸心回りに回
動させることにより、炉壁の円周方向にカメラ14の向き
を変えて各部の耐火レンガ22を撮影する。

【００２２】熱風炉21内には1200℃に達する高温空気が
生じており、この高熱からペリスコープ10内のカメラ14
を保護するために水冷ジャケット１を使用しているが、
水冷ジャケット１の管壁等を通じて加熱されるペリスコ
ープ10内の高温空気による影響をなくするために、ペリ
スコープ10内に挿入した冷却空気供給管20に冷却空気20
を圧送してその先端からカメラ14に向かって吹き付け、
カメラ14を常時冷却する。

【００２３】この際、カメラ14を冷却する冷却空気は、
ペリスコープ10内の高温空気と混合してペリスコープ10
内を流動し、ペリスコープ10の開口基端から炉外に排出
される一方、カメラ14の近傍部においては冷却空気と高
温空気との間の密度の差により光が屈折して陽炎現象が
生じるが、カメラレンズ16はペリスコープ10内に設けら
れてなく、該レンズ16を冷却空気が流通しなくて一定の
温度環境にある水冷ジャケット１の内管1aとペリスコー
プ10との間の隙間13に気密的に露出させているので、陽
炎現象の影響を受けることはない。従って、耐火レンガ
の映像に歪みが生じさせることなくその拡大写真や縮小
写真を撮影することができ、また、モニターに正確よく
写しだすことができ、耐火レンガの損傷状態等の劣化度
合いを精度のよい点検し得るものである。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明の熱風炉内の点検装
置によれば、カメラを内蔵してなる水冷ジャケットは、
先端を密閉した内管と外管との間に複数の冷却水供給通
路と冷却水排出通路とを円周方向に交互に設けて基端側
から上記供給通路を通じて供給した冷却水を先端側で迂
回させて上記排出通路を通じて外管の基端部から外部に
排出するように形成しているので、従来のように内側に
冷却水供給通路を、外側に排出通路を設けている二重構
造の水冷ジャケットに比べて全体の形状を小径に形成す
ることができ、従って、取扱性が良くなるばかりでなく
安価に製作し得るものであり、その上、冷却水供給通路
と排出通路を内外管に直接接触させた構造となって効率
良く冷却することができ、熱風による内部温度の上昇を
効果的に抑制することができるものである。

【００２５】さらに、カメラは水冷ジャケットの内管内
に挿入するペリスコープの先端部に内蔵されていると共
にこのペリスコープ内に冷却空気供給管を挿入して該カ
メラを冷却空気の吹き付けにより冷却させるように構成
しているので、ペリスコープ内の高温空気からカメラを
確実に保護することができるものであり、その上、カメ
ラレンズを空気の流通が行われない水冷ジャケットの内
管とペリスコープの外周面との間の隙間に臨ませている
ので、該カメラレンズの前方には陽炎現象が生じること
がなく、従って、水冷ジャケットの下端部に設けている
耐火レンズを通じて歪みの生じていない耐火レンガの映
像を正確に写し出すことができると共にその拡大写真や
縮小写真を撮影することができて耐火レンガの劣化の度
合いを的確に点検し得るものである。

【００２６】また、装置外の適所に設置したモニターに
よって耐火レンガの損傷状態や亀裂個所を確認すること
ができると共に制御装置を介して水冷ジャケット及びペ
リスコープを円周方向、並びに長さ方向に一体的に移動
させることにより熱風炉内の耐火レンガ全体の点検が可
能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】点検装置の縦断側面図、

【図２】そのＡーＡ線における横断面図、

【図３】点検状態を示す簡略縦断側面図。

【符号の説明】

１ 水冷ジャケット 1a、1b 内外管 ２ 冷却水供給通路 ３ 冷却水排出通路 ７ 耐火レンズ 8a、8b 透窓 10 ペリスコープ 13 隙間 14 カメラ 16 カメラレンズ 20 冷却空気供給管 21 熱風炉 22 耐火レンガ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 葛西 勝輝 千葉県富津市新富20ー１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 古長 達廣 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株 式会社奥村組内 (72)発明者 吉川 賢治 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株 式会社奥村組内 (72)発明者 遠藤 良彦 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株 式会社奥村組内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端を密閉した内管と外管との間に複数
   の冷却水供給通路と冷却水排出通路とを設けて基端側か
   ら上記供給通路を通じて供給した冷却水を先端側で迂回
   させて上記排出通路を通じて外管の基端部から外部に排
   出するように形成してなる水冷ジャケットと、この水冷
   ジャケットの先端部の適所に配設されてその内外端周縁
   部を内外管に設けた透窓に固着してなる耐火レンズと、
   水冷ジャケットの内管内に一定の隙間を介して挿入さ
   れ、且つ先端が閉止していると共に該先端部内にカメラ
   レンズを上記隙間を介して上記耐火レンズに気密的に臨
   ませたカメラを内蔵してなるペリスコープと、このペリ
   スコープ内に基端側から上記カメラ近傍部に達する位置
   まで挿入された冷却空気供給管とからなることを特徴と
   する熱風炉内の点検装置。
2. 【請求項２】 カメラを画像伝送線を介して炉外の適所
   に設置したモニター及び制御装置に接続していることを
   特徴とする請求項１記載の熱風炉内の点検装置。