JPH0920906A - 高炉炉壁プロフィール測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉体損傷部の補修前後対象範囲に正確で適切
な補修情報を提供すること。 【構成】 ベルレス高炉の炉内を旋回、傾動する分配シ
ュート３に設置した昇降駆動装置４ｄによって炉内を昇
降動され、炉内耐火物までの距離を測定する距離測定セ
ンサー４ｂと、この距離測定センサー４ｂと一体的に昇
降動して距離測定センサー４ｂの位置を確認するテレビ
カメラ４ｃと、高炉本体鉄皮の３次元基準位置から前記
距離測定センサー４ｂまでの相対位置を決定すべく高炉
本体鉄皮に着脱可能なターゲット板４ｈと、前記距離測
定センサー４ｂにより検出した炉内耐火物の表面プロフ
ィールと初期耐火物の表面プロフィールデータを比較演
算する演算装置４ｍを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高炉の炉内壁プロフィー
ルを測定する方法及びこの測定方法に適用する装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉の炉内壁は、一般的に冷却盤または
ステーブと耐火煉瓦との組み合わせからなっている。し
かし、シャフト上部の炉内壁は、温度的に低い条件にあ
り、炉体の過冷却を防止するため、約６００〜８００ｍ
ｍ程度の厚みのシャモット質、あるいは高アルミナ質の
煉瓦で内張りされている。

【０００３】しかし、シャフト上部の炉内壁には、付着
物が付着する場合があり、この付着物が成長すると、炉
内の還元ガスが偏流を起こして適性な還元作用を果たせ
なくなり、炉況不安定操業の要因となる。また、高炉の
炉内内張り耐火物は、鉱石等原料の降下および接触によ
る損耗のほか、炉内の熱負荷変動、侵食性ガスアタック
によって亀裂や剥離が生じ、損耗，消失が生じ易い。

【０００４】この炉壁の損耗は、均一に進行するもので
はなく、円周方向、高さ方向位置によって異なり、炉内
プロフィールが円周方向や高さ方向で不均一となり、コ
ークスと焼結鉱の混合層が発生するばかりでなく、炉内
還元ガスの流れも不均一となる等操業上大きな問題とな
る。また、炉壁の損耗部では、鉄皮にホットスポットを
生じ、変形、亀裂等の発生原因となり、炉体寿命を短縮
させる大きな原因となる。

【０００５】そこで、稼働中の高炉内壁耐火物や冷却装
置の損耗部に耐火物を吹き付ける種々の補修方法を実施
しているが、その補修を効率よく行うために内壁のプロ
フィールを把握する種々の提案がなされている。

【０００６】例えば、特開平４−１３６１１０号公報
には、ベルレス高炉の原料装入用分配シュートに不定形
耐火物吹付ノズルの保持フレームを係止し、(a) 吹付ノ
ズルを前記保持フレームの上下方向に沿って昇降させる
上下走行台車装置を設けたり、さらに、(b) 吹付ノズル
の俯仰角を変更できるようにヒンジ機構を設けて、局所
的な炉内壁面形状に対応させた炉内壁補修装置が提案さ
れている。また、同号公報には、分配シュート用傾斜角
度，フレームの傾斜角度及び吹付ノズルの射程を計測す
るセンサー類を備え、これらの測定データから高炉内壁
のプロフィールを判定する判定装置を具備した炉内壁補
修装置も開示されている。

【０００７】また、特公昭６３−５２３０８号公報に
は、補修材の吹付ノズルを搭載した吹付機に、旋回装
置，テレビカメラ，温度計，レーザ距離測定器等を備
え、損耗部のプロフィールを検出して炉内壁に自動吹付
けして補修する方法が提案されている。

【０００８】また、上記公報以外に精度の良い炉内壁補
修を実現するための検出手段として、「鉄と鋼」CAMP
-ISIJ Vol.7(1994)-975 に、高炉の炉体開口部より、炉
内昇降機を備えたアームにレーザ距離測定器を懸吊して
データ採取と同時に炉内イメージを出力することのでき
る高炉のシャフトプロフィール測定装置が開示されてい
る。

【０００９】特開昭５８−１９６４０６号公報および
特開昭５９−１４３９０５号公報では、レーザ光を用
い、測定用ランスを炉内に回転および軸方向に移動可能
として、三角測量もしくはレーザレーダ法に基づいて炉
壁耐火物の内面プロフィールを測定する装置が提案され
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の特
開平４−１３６１１０号公報に開示された装置は、炉内
壁プロフィールを判定する装置としては、(a) 炉内壁プ
ロフィールを判定するための位置測定データを出力する
センサー類（分配シュートの傾斜角度センサー，フレー
ム傾斜角度センサー，圧力発信器，射程計測センサー
他）が、分配シュートに係止された保持フレームの各位
置にバラバラに配設されているので、各々のセンサー類
の測定誤差が相剰されて、正確なプロフィール測定デー
タの出力ができず、また、(b) プロフィール判定装置と
して最も重要な絶対位置を保証する基準点がないため、
相対的なプロフィール測定はできるものの、各センサー
計測端からのデータを採集して演算処理しても、正確な
定量的炉内壁プロフィールの絶対値的な表示および把握
ができない。すなわち、プロフィール測定データの精度
を保証することができないという問題がある。

【００１１】また、の特公昭６３−５２３０８号公報
に開示された装置も炉内壁プロフィールを判定する装置
としては、(a) 走行装置と走行ビーム（吊り装置）だけ
では、基準となる炉芯軸を中心としてプロフィールを測
定する位置決めの確定ができないため、正確な定量的炉
内壁プロフィールの表示および把握ができず、また、
(b) 前記の装置の(b) と同様に絶対位置を保証する基
準点がないため、正確なプロフィール測定データの精度
を保証することができない、という問題がある。

【００１２】また、の「鉄と鋼」CAMP-ISIJ Vol.7(19
94)-975 に報告されているプロフィール測定装置は、
(a) 前記，の装置と同様に相対的なプロフィール測
定はできるが、基準となる炉芯軸を中心としてプロフィ
ールを測定する位置決めが確定できないため、正確な定
量的炉内壁プロフィールの絶対値的な表示および把握が
できず、また、(b) 前記の装置の(b) と同様に絶対位
置を保証する基準点がないため、正確なプロフィール測
定データの精度を保証することができない、という問題
がある。さらに、の特開昭５８−１９６４０６号公報
および特開昭５９−１４３９０５号公報で開示されてい
る装置も、前記の装置と同様な問題がある。

【００１３】すなわち、上記したような従来方法や装置
にあっては、炉内耐火物の損耗状況を計測する基準位置
がないので、測定精度が悪く実用に耐えなかった。加え
て、従来装置は大型で大重量であるので、分配シュート
への脱着を安全かつ確実に、しかも短時間で行うことが
出来なかった。

【００１４】本発明は、このような問題を全て解決でき
る高炉炉壁プロフィール測定方法及びその装置を提供す
ることを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の高炉炉壁プロフィール測定方法は、ベ
ルレス高炉の炉内を旋回、傾動する分配シュートに距離
測定センサーとテレビカメラを取り付けた昇降駆動装置
を設置して炉内耐火物の表面プロフィールを測定する高
炉炉壁プロフィール測定方法において、分配シュートに
前記昇降駆動装置を設置した後、先ず高炉本体鉄皮の３
次元基準位置から前記距離測定センサーの初期測定基準
位置を決定し、次に分配シュートの旋回動と前記昇降駆
動装置の昇降動によって測定した炉内耐火物の表面プロ
フィールと高炉の初期耐火物の表面プロフィールデータ
を比較して得た差を耐火物の損耗または耐火物への付着
と判定するのである。

【００１６】また、本発明の高炉炉壁プロフィール測定
装置は、ベルレス高炉の炉内を旋回、傾動する分配シュ
ートに設置した昇降駆動装置によって炉内を昇降動さ
れ、炉内耐火物までの距離を測定する距離測定センサー
と、この距離測定センサーと一体的に昇降動して距離測
定センサーの位置を確認するテレビカメラと、高炉本体
鉄皮の３次元基準位置から前記距離測定センサーまでの
相対位置を決定すべく高炉本体鉄皮に着脱可能なターゲ
ット板と、前記距離測定センサーにより検出した炉内耐
火物の表面プロフィールと初期耐火物の表面プロフィー
ルデータを比較演算する演算装置を具備しているのであ
る。

【００１７】

【作用】本発明は、距離測定センサーとテレビカメラ
を、炉芯軸を中心として旋回・傾動するベルレス高炉の
原料装入用分配シュートに係止・固定した昇降駆動装置
によって一体的な昇降動可能に構成することにより、炉
体の基準となる炉芯軸が確定するので、炉内壁の半径方
位の正確な距離が測定でき、プロフィール測定が可能と
なる。そして、分配シュートの旋回操作及び昇降駆動機
構による昇降動作を組み合わせることにより任意の炉内
壁の円周方向および上下方向全域のプロフィール測定を
最大限に拡大することができる。

【００１８】また、炉体との取合寸法が明確な高炉本体
鉄皮に炉体の基準点としてのターゲット板を取り付ける
ことにより、(a) プロフィール測定装置として、最も重
要な絶対位置を保証する基準点として、炉内の座標点、
すなわち円周位置および上下位置の正確な位置決めを確
定することができ、また、(b) プロフィール測定装置の
距離測定センサーの距離信号と実距離の比較・較正及び
検定ができるので、常に正確なプロフィール測定データ
の精度を保証することができ、さらに、(c) ターゲット
板面を炉内壁の測定対象表面に凹凸や色調を模擬した性
状にして、例えばレーザー光線を用いた距離測定センサ
ーの反射率が測定精度に及ぼす測定条件の影響を適正に
補正することにより測定精度を保証、すなわち、休風時
における炉壁残存厚コアボーリングの実測値と比較して
ほぼ同じ値（±５０ｍｍ以内）にすることが可能とな
る。

【００１９】さらに、プロフィール測定用距離測定セン
サーとテレビカメラを併用することにより、距離測定セ
ンサーから出力される２次元もしくは３次元プロフィー
ル画像表示に加え、テレビカメラの目視画像との対比が
可能であり、前記プロフィール画像表示を例えば帯状に
展開出力し、テレビカメラ画像もビデオプリンターにて
同様に帯状に展開して比較することで、より臨場感のあ
る観察用・監視用情報を提供することができる。

【００２０】またさらに、分配シュートに取り付けるプ
ロフィール測定装置の保持機構及び電線，信号ケーブル
や冷却，パージホースを巻き取るケーブルドラム等並び
に距離測定センサーやテレビカメラを格納する収納ケー
スをコンパクトな一体構成とすれば、(a) プロフィール
測定装置をホイスト等の揚重機で運搬・移動したり、分
配シュート取替位置に相当する傾動角を大きくした状態
（６５°〜７０°）で炉外側から分配シュートの変形防
止用スチフナーに、安全かつ確実に，しかも短時間、す
なわち、従来は４〜５時間程度要したものが本発明では
１時間以内で取り付けることができ、(b) 収納ケース
は、距離測定センサーやテレビカメラを格納可能な大き
さとすれば、運搬・移動及び分配シュートへの取付時に
前記収納機器を損傷から保護することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の高炉炉壁プロフィール測定方
法及びその装置を添付図面に示す実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の炉内壁プロフィール測定装置の実
施例における炉体との取合を示す縦断面図、図２は本発
明の炉内壁プロフィール測定装置を分配シュートに係止
・搭載する状況を示す斜視図、図３は本発明の炉内壁プ
ロフィール測定装置を設置する過程を順を追って示す縦
断面取合図、図４は本発明の炉内壁プロフィール測定装
置の実施例における炉体との取合を示す横断面図、図５
は本発明の炉内壁プロフィール測定装置がリンクチェー
ンで懸吊された状態で旋回する時の振れ防止の一例を模
式的に示す図面、図６は本発明の炉内壁プロフィール測
定装置の他の実施例における図３と同様の図、図７は本
発明の炉内壁プロフィール測定装置の他の実施例におけ
る図４と同様の図である。

【００２２】図１は休風時のベルレス高炉における炉芯
軸をＯ−Ｏとする炉体１の炉頂部に設けた分配シュート
用駆動装置２に分配シュート３が設置され、その先端部
に、本発明の炉内壁プロフィール測定装置４が係止・固
定された状態を示す。分配シュート３は、分配シュート
用駆動装置２の傾動モータ２ａおよび旋回モータ２ｂに
よりそれぞれ炉芯軸Ｏ−Ｏを基準にして傾動・旋回動作
が行え、また、炉体１の炉頂部には、分配シュート取替
用開口部１ａや炉体マンホール１ｂが設置されている。

【００２３】炉内壁プロフィール測定装置４は、支持フ
レーム４ａに一体構成されたコンパクトな構造で、分配
シュート３の変形防止用スチフナー３ａに係止・固定で
きる様にしている。そして、距離測定センサー４ｂ，テ
レビカメラ４ｃおよびこれらの機器を炉内上下方向に昇
降する昇降駆動装置４ｄや電源・信号ケーブル及び後述
するケーシング４ｊ内を冷却，パージするフレキシブル
ホース４ｅを巻き取るケーブルドラム４ｆ等で構成され
ている。

【００２４】次に、図１に示した本発明の炉内壁プロフ
ィール測定装置４を用い、本発明方法によって炉内壁耐
火物の損耗等のプロフィールを測定する方法について述
べる。図１中のＭは休風減尺した時の炉内原料レベル
を、１ｃはステーブを、１ｄは炉内壁損耗プロフィール
を示す。この炉内壁損耗プロフィール１ｄより明らかな
ように、円錐形状の初期プロフィール１ｅと比べると、
損耗は均一に進行するものではなく、円周方向、高さ方
向によって不均一となっている。また、炉内壁に付着物
５が付着する場合もある。

【００２５】炉内壁プロフィールを測定するには、その
傾動角をＡ₁ とした分配シュート３に炉内壁プロフィー
ル測定装置４を設置した後、半径方向距離Ｘ₀ なる炉体
１との取合寸法が明確な分配シュート取替用開口部１ａ
のフランジ面に炉内に垂下状に位置すべくターゲット板
用フレーム４ｇを取付け、このターゲット板用フレーム
４ｇに炉体１の半径方位、高さ方向の基準点となるター
ゲット板４ｈを固定する。

【００２６】こうすることで、本発明の構成要素の一つ
であるターゲット板４ｈに予め付けた基準マークＣの位
置、すなわち、炉体１との取合寸法における、Ｘ₁ 及び
Ｙ₁の座標点が炉体１との絶対位置を保証する基準点と
なり、この基準点より炉内の座標点、つまり、円周方向
及び上下方向の正確な位置決めを確定することができ
る。

【００２７】次に、炉内半径方向のプロフィールを判定
するための距離を測定するために、支持フレーム４ａに
設置した昇降駆動装置４ｄを駆動して、距離測定センサ
ー４ｂをターゲット板４ｈの基準マークＣの正面位置ま
で垂下させる。この時、本発明では前記距離測定センサ
ー４ｂの上部に設置したテレビカメラ４ｃによって炉外
に設置したモニター画像（図示せず）を目視し、正確か
つ迅速に距離測定センサー４ｂを基準マークＣに位置決
めすることが可能である。この位置における測定距離Ｘ
₃ の測定データにより、プロフィール測定装置４の炉体
１との位置が確定されるので、炉体１の基準線である炉
芯軸Ｏ−Ｏに対して炉半径方向距離Ｘ₂ は、Ｘ₀ が既知
寸法であるのでＸ₂ ＝Ｘ₀ −（Ｘ₁ ＋Ｘ₃ ）として、演
算処理することができる。

【００２８】この位置では、プロフィール測定装置４に
おける距離測定センサー４ｂの距離信号と実距離の較正
・検定ができるので、常に正確なプロフィール測定デー
タの精度を保証することができる。

【００２９】次に、炉内上下方向のプロフィールを判定
するための距離を測定するために、前記昇降駆動装置４
ｄに昇降距離を検出するエンコーダー（図示せず）を設
置して、炉内垂直方向距離Ｙ₂ の測定データを出力す
る。上記の方法においては、分配シュート３の旋回モー
タ２ｂによる旋回操作及び昇降駆動装置４ｄの昇降機構
による昇降操作を組み合わせることにより、任意の炉内
壁における半径方向距離Ｘの測定データを旋回モータ２
ｂに内蔵した回転角度計（図示せず）によって、円周方
向角度θで出力すると共に、垂直方向距離Ｙの測定デー
タの出力を結合して演算処理することにより、炉体１と
の正確な定量的炉内壁損耗プロフィール１ｄの絶対値的
な表示及び把握をすることができるので、炉内壁の定量
的な残厚測定が可能となる。

【００３０】本実施例における炉内壁プロフィール測定
装置４による炉内壁損耗プロフィール１ｄの炉壁残厚測
定結果は、休風時におけるコアーボーリングによる残存
厚さの実測値と比較してもほぼ同じ値（±５０ｍｍ以
下）となり、良好な結果を得たことを確認した。ここで
適用している距離測定センサー４ｂは、例えばレーザ光
式距離計でレーザ反射波の位相と発射波の位相とのズレ
時間を測定することにより距離を算出するものである。
この距離測定センサー４ｂのセンサーヘッドは垂直方向
に走査角Ｂ（例えば３０°）の範囲を首振り走査できる
ので、同一上下方向レベルで走査角Ｂに相当する幅広い
範囲で、例えば近赤外レーザ光を広範囲に走査させて光
強度に基づく２次元画像、および距離信号に基づく等高
線的表示を行う３次元画像を出力して炉内壁損耗プロフ
ィール１ｄを立体的に表示することも可能である。この
距離測定センサー４ｂは、本実施例のようにレーザ光式
でも、また超音波式でも構わないが信号発信方向と測定
対象壁面とのなす角度が多少変位しても測定精度には影
響のないものが望ましい。

【００３１】また、本実施例に示したようにテレビカメ
ラ４ｃを距離測定センサー４ｂと一緒にケーシング４ｊ
に搭載することにより、距離測定センサー４ｂをターゲ
ット板４ｈの基準マークＣに正確かつ迅速に位置決めす
ることを可能にすると共に、前記炉内壁損耗プロフィー
ル１ｄの２次元ないし３次元画像表示に加えて目視画像
との対比が可能となり、より臨場感のある観察・監視情
報が提供できる。

【００３２】図２は炉内壁プロフィール測定装置４を分
配シュート３に係止・搭載する状況を示した斜視図であ
り、炉内壁プロフィール測定装置４は、支持フレーム４
ａ上の昇降駆動装置４ｄにリンクチェーン４ｉ、もしく
はワイヤーロープで懸吊された距離センサー用ケーシン
グ４ｊ内に収納された距離測定センサー４ｂおよびテレ
ビカメラ４ｃで構成されている。

【００３３】そして、ケーブルドラム４ｆに巻き取られ
たフレキシブルホース４ｅは、ケーブルドラム４ｆ内の
回転継手（図示せず）を経てホース４ｋによって炉外側
の炉体デッキ６上に設置したのバルブスタンド（図示な
し）ないしは制御・操作盤４ｍに接続される。一方、前
記機器の距離測定センサー４ｂ、テレビカメラ４ｃを収
納，搭載しているケーシング４ｊは、通常、プロフィー
ル測定をしていない場合には運搬，移動時に支持フレー
ム４ａ下部の収納ケース４ｎ内に格納し、コンパクトな
一体構造として、ホイスト７で安全にハンドリング可能
としている。

【００３４】また、本実施例における炉内壁プロフィー
ル測定装置４は、支持フレーム４ａの背面側に配設した
カギ形状のフック４ａａによって分配シュート３を所定
傾動角となした時に変形防止用スチフナー３ａに容易か
つ確実に係止，固定できる構造としたものを開示してい
る。

【００３５】図３は本発明の炉内壁プロフィール測定装
置４を設置する過程を順を追って示す縦断面取合図であ
る。 炉体デッキ６上に載置された炉内壁プロフィール測
定装置４は、支持フレーム４ａに一体構成されており、
この支持フレーム４ａを例えば電動チェーンブロック８
と組み合わせたホイスト７で、炉体１の分配シュート取
替用開口部１ａ側に懸吊・移動する。

【００３６】 前記炉内壁プロフィール測定装置４を
炉外側から安全かつ確実に、しかも短時間で分配シュー
ト３に搭載するため、傾動モータ２ａを駆動させて分配
シュート３を分配シュート取替位置の最大傾動角Ａ
₂ （例えば６５〜７０°）となす。その後、ホイスト７
と組み合わせた電動チェーンブロック８の長さを調整操
作して支持フレーム４ａの姿勢を分配シュート３の傾動
姿勢に合わせ、支持フレーム４ａの背面に設置したフッ
ク４ａａを分配シュート３のスチフナー３ａに係止・固
定させる。このようにして炉内壁プロフィール測定装置
４の重量を分配シュート３に完全に預けた後、ホイスト
７を切り離す。

【００３７】 前記炉内壁プロフィール測定装置４を
炉内壁プロフィールを測定する姿勢とする前工程で、分
配シュート３の傾動角をＡ₂ からＡ₁ （例えば５３°）
として距離測定センサー４ｂを格納している収納ケース
４ｎを垂直姿勢とする。なお、この時、分配シュート３
に搭載した支持フレーム４ａに一体的に取り付けた収納
ケース４ｎの最外端軌跡が分配シュート取替用開口部１
ａの下部に干渉しないよう、寸法的取合を決定しておく
ことは言うまでもない。

【００３８】 分配シュート取替用開口部１ａのフラ
ンジ面にターゲット板用フレーム４ｇを垂下状に取り付
け、このターゲット板用フレーム４ｇに炉内基準点とし
てのターゲット板４ｈを固定する。 ターゲット板４ｈの前面に対向するテレビカメラ４
ｃによって基準マークＣを撮影しながら炉外に設置した
モニター（図示せず）にてこれを確認しつつ、昇降駆動
装置４ｄを下降操作して炉内壁プロフィール測定装置４
を降下させ、炉内座標点（Ｘ_1,Ｙ₁ ）にて、距離測定セ
ンサー４ｂの較正・検定を行う。

【００３９】 以上の〜のプロフィール測定準備
過程を経て、では前記した如く分配シュート３の旋回
操作と昇降駆動装置４ｄの昇降操作の組み合わせ、及び
距離測定センサー４ｂにおける垂直方向走査角Ｂ内の首
振り走査を行うことにより、任意炉内壁の全域にわたっ
てプロフィール測定を行う。

【００４０】図４は本発明の炉内壁プロフィール測定装
置４の実施例における炉体１との取合を示す横断面図で
あり、この図４では、炉体１と同心円形状をなした初期
プロフィール１ｅが径年変化で円周方向，上下方向で不
均一となった炉内壁損耗プロフィール１ｄ及び付着物５
が生成したプロフィールを、炉芯軸Ｏを旋回中心とする
分配シュート３の失端部に係止，固定した炉内壁プロフ
ィール測定装置４が、炉半径方向距離Ｘを分配シュート
３の旋回角θによる円周方向に沿って測定している取合
図を示す。なお、ターゲット板４ｈによる距離測定セン
サー４ｂの較正・検定および炉半径方向距離Ｘ₂ を確認
する方法は図１で述べた通りである。

【００４１】図５は本発明の炉内壁プロフィール測定装
置４がリンクチェーン４ｉで懸吊された状態で旋回する
時の振れ防止の一例を模式的に示す図面である。この図
５で開示した振れ防止機構は、コンテナクレーン等で適
用されている方式の改良であり、ケーシング４ｊに収納
された距離測定センサー４ｂやその上部に設置したテレ
ビカメラ４ｃ等の機器荷重の重心Ｇを懸吊用のリンクチ
ェーン４ｉの合力中心に一致させると共に、支持フレー
ム４ａに回転自在に枢支した一対の巻き上げ用チェーン
スプロケット４ｄａの取付間隔を拡げたものである。こ
のようにすることで、炉内壁プロフィール測定装置４は
円周方向の旋回（旋回速度：Max 2rpm）にも殆ど振れな
い結果を得た。なお、リンクチェーン４ｉに代えてワイ
ヤーロープ等を適用することも可能であるが、ワイヤー
ロープは伸びが発生したり、また高温雰囲気での使用制
限があるので、本実施例に示したようにリンクチェーン
を適用することが望ましい。

【００４２】図６は本発明の炉内壁プロフィール測定装
置４の他の実施例における図３と同様の図である。前記
図３の実施例と異なる点は、炉内壁プロフィール測定装
置４’を分配シュート３の先端に係止・固定して搭載す
るも、炉芯軸Ｏ−Ｏを旋回中心とすると共に、該炉芯軸
Ｏ−Ｏの軸線上を昇降することにより、任意炉内全域の
プロフィール測定を可能とするところである。

【００４３】以下、この図６に示す本発明の炉内壁プロ
フィール測定装置４’を設置する過程を順を追って示
す。 炉体デッキ６上に載置された炉内壁プロフィール測
定装置４’は、支持フレーム４ａ’に一体構成されてお
り、電動チェーンブロック８と組み合わせたホイスト７
によって炉体１の分配シュート取替用開口部１ａ側に懸
吊・移動する。

【００４４】 前記炉内壁プロフィール測定装置４’
を炉外側から安全かつ確実に、しかも短時間で分配シュ
ート３に搭載するため、分配シュート３を分配シュート
取替位置の最大傾動角Ａ₂ （例えば６５〜７０°）とな
した後、この姿勢で、支持フレーム４ａ’の背面に設置
したフック４ａａをスチフナー３ａに係止・固定させ
る。このようにして炉内壁プロフィール測定装置４’の
荷重を分配シュート３に完全に預けた後、ホイスト７を
切り離す。

【００４５】 前記炉内壁プロフィール測定装置４’
を炉内壁プロフィールを測定する姿勢とする前工程で、
距離測定センサー４ｂが炉芯軸Ｏ−Ｏに位置する様に、
分配シュート３の傾動角をＡ₂ から所定の傾動角Ａ₁ ’
（例えば６°）となす。これにより、距離測定センサー
４ｂを格納している収納ケース４ｎはリンク機構４ｊａ
により垂直姿勢となる。なお、この時、分配シュート３
に搭載した支持フレーム４ａ’に一体的に取り付けた収
納ケース４ｎの最外端軌跡が分配シュート取替用開口部
１ａの下部に干渉しないよう、寸法的取合を決定してお
くことは言うまでもない。そして、その後分配シュート
取替用開口部１ａのフランジ面に垂下状にターゲット板
用フレーム４ｇを取り付け、このターゲット板用フレー
ム４ｇに炉内基準点としてのターゲット板４ｈを固定す
る。

【００４６】更にこのターゲット板４ｈの前面の位置
で、距離測定センサー４ｂ、テレビカメラ４ｃによって
基点マークＣを確定し、炉内座標点（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ）に
て、距離測定センサー４ｂの較正・検定を行うと共に、
この位置における測定距離Ｘ₃ の測定データより、既知
寸法である炉体１の半径寸法Ｘ₀ 、すなわち、Ｘ₀ ＝Ｘ
₁＋Ｘ₃ を基に再度距離測定センサー４ｂが炉芯軸Ｏ−
Ｏに位置するように、分配シュート３の傾動角Ａ₁ ’を
変更する。

【００４７】 炉内上下方向のプロフィールを判定す
るための距離を測定する方法として、昇降駆動装置４ｄ
に昇降距離を検出するエンコーダー（図示せず）を設置
して、炉内垂直方向距離Ｙ₂ の測定データを出力する。

【００４８】以下、図１の実施例と同様に、分配シュー
ト３の旋回モータ２ｂによる旋回操作および昇降駆動装
置４ｄの昇降機構による昇降操作を組み合わせることに
より、任意炉内壁の半径方向距離Ｘの測定データを旋回
モータ２ｂに内蔵した回転角度計（図示せず）によって
円周方向角度θで出力すると共に、垂直方向距離Ｙの測
定データの出力を結合して演算処理することにより、炉
体１との正確な定量的炉内壁プロフィール１ｄの絶対値
的な表示および把握をして炉内壁の残厚測定が可能とな
る。

【００４９】この場合、距離測定センサー４ｂとしてレ
ーザ光式距離計を適用すれば、センサーヘッドが垂直方
向に走査角Ｂ（例えば３０°）の範囲を首振り操作でき
るので、同一上下方向レベルで走査角Ｂの範囲に相当す
る幅広い炉内壁損耗プロフィール１ｄを具体的に表示す
ることが可能となる。

【００５０】また、この距離測定センサー４ｂにセンサ
ーヘッドの垂直方向走査機能に３６０°回転（旋回）機
能を付与すれば、前述の分配シュート３の旋回操作をし
なくても、上記と同様な円周方向の炉内壁プロフィール
測定が可能となる。すなわち、距離測定センサー４ｂを
支持フレーム４ａ’により分配シュート３に係止・固定
して懸吊し、所定の傾動角Ａ₁ ’として、炉芯軸Ｏ−Ｏ
に一致させることで、同じ炉内壁プロフィール測定の目
的が達成できるのである。

【００５１】図７は本発明の炉内壁プロフィール測定装
置の他の実施例における図４と同様の図であり、この図
７では、炉体１と同心円形状をなした初期プロフィール
１ｅが径年変化で円周方向，上下方向で不均一となった
炉内壁損耗プロフィール１ｄ及び付着物５が生成したプ
ロフィールを、炉芯軸Ｏを旋回中心とし、所定の傾動角
Ａ₁ ’となした分配シュート３の先端部に係止，固定し
た炉内壁プロフィール測定装置４’を構成する距離測定
センサー４ｂが、炉芯軸Ｏに軸線を合わせて、炉半径方
向距離Ｘを分配シュート３の旋回角θによる円周方向に
沿って測定している取合図を示す。なお、ターゲット板
４ｈによる距離測定センサー４ｂの較正・検定および炉
半径方向距離Ｘ₂ を確認する方法は図１で述べた通りで
ある。

【００５２】

【発明の効果】本発明は上記したような構成であるの
で、従来の炉内壁プロフィール測定方法・装置と比較し
て、以下に列挙するような著しい効果が得られる。 1) 距離測定センサーとテレビカメラを、炉芯軸を中心
として旋回・傾動するベルレス高炉の原料装入用分配シ
ュートに係止・固定した昇降駆動装置によって一体的な
昇降動可能に構成することにより、炉体の基準となる炉
芯軸が確定するので、炉内壁の半径方位の正確な距離が
測定でき、プロフィール測定が可能となる。そして、分
配シュートの旋回操作及び昇降駆動機構による昇降動作
を組み合わせることにより任意の炉内壁の円周方向およ
び上下方向全域のプロフィール測定を最大限に拡大する
ことができる。

【００５３】2) また、炉体との取合寸法が明確な高炉
本体鉄皮に炉体の基準点としてのターゲット板を取り付
けているので、(a) プロフィール測定装置として、最も
重要な絶対位置を保証する基準点として、炉内の座標
点、すなわち円周位置および上下位置の正確な位置決め
を確定することができ、また、(b) プロフィール測定装
置の距離測定センサーの距離信号と実距離の比較・較正
及び検定ができるので、常に正確なプロフィール測定デ
ータの精度を保証することができ、さらに、(c) 炉内壁
プロフィールの絶対的表示により、炉内壁残存厚測定及
び定量的な把握をすることが可能である。

【００５４】この様に本発明では、炉体損傷部の補修前
後対象範囲に正確で適切な補修情報が提供でき、高炉の
炉命延長ならびに炉況安定に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の炉内壁プロフィール測定装置の実施例
における炉体との取合を示す縦断面図である。

【図２】本発明の炉内壁プロフィール測定装置を分配シ
ュートに係止・搭載する状況を示す斜視図である。

【図３】本発明の炉内壁プロフィール測定装置を設置す
る過程を順を追って示す縦断面取合図である。

【図４】本発明の炉内壁プロフィール測定装置の実施例
における炉体との取合を示す横断面図である。

【図５】本発明の炉内壁プロフィール測定装置がリンク
チェーンで懸吊された状態で旋回する時の振れ防止の一
例を模式的に示す図面である。

【図６】本発明の炉内壁プロフィール測定装置の他の実
施例における図３と同様の図である。

【図７】本発明の炉内壁プロフィール測定装置の他の実
施例における図４と同様の図である。

【符号の説明】

１ｄ 炉内壁損耗プロフィール １ｅ 所期プロフィール ３ 分配シュート ４ 炉内壁プロフィール測定装置 ４ｂ 距離測定センサー ４ｃ テレビカメラ ４ｄ 昇降駆動装置 ４ｈ ターゲット板 ４ｍ 制御・操作盤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルレス高炉の炉内を旋回、傾動する分
   配シュートに距離測定センサーとテレビカメラを取り付
   けた昇降駆動装置を設置して炉内耐火物の表面プロフィ
   ールを測定する高炉炉壁プロフィール測定方法におい
   て、分配シュートに前記昇降駆動装置を設置した後、先
   ず高炉本体鉄皮の３次元基準位置から前記距離測定セン
   サーの初期測定基準位置を決定し、次に分配シュートの
   旋回動と前記昇降駆動装置の昇降動によって測定した炉
   内耐火物の表面プロフィールと高炉の初期耐火物の表面
   プロフィールデータを比較して得た差を耐火物の損耗ま
   たは耐火物への付着と判定することを特徴とする高炉炉
   壁プロフィール測定方法。
2. 【請求項２】 ベルレス高炉の炉内を旋回、傾動する分
   配シュートに設置した昇降駆動装置によって炉内を昇降
   動され、炉内耐火物までの距離を測定する距離測定セン
   サーと、この距離測定センサーと一体的に昇降動して距
   離測定センサーの位置を確認するテレビカメラと、高炉
   本体鉄皮の３次元基準位置から前記距離測定センサーま
   での相対位置を決定すべく高炉本体鉄皮に着脱可能なタ
   ーゲット板と、前記距離測定センサーにより検出した炉
   内耐火物の表面プロフィールと初期耐火物の表面プロフ
   ィールデータを比較演算する演算装置を具備したことを
   特徴とする高炉炉壁プロフィール測定装置。