JPS6017688A - 窯炉の炉壁補修方法および装置 - Google Patents

窯炉の炉壁補修方法および装置

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JPS6017688A
JPS6017688A JP12520683A JP12520683A JPS6017688A JP S6017688 A JPS6017688 A JP S6017688A JP 12520683 A JP12520683 A JP 12520683A JP 12520683 A JP12520683 A JP 12520683A JP S6017688 A JPS6017688 A JP S6017688A
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furnace
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俊彦 酒井
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばコークス炉等の窯炉の炉壁損傷部を補
修する方法およびこれを実施するための装置に関するも
のである。
従来、コークス炉、精錬炉や高炉等の窯炉の炉壁損傷部
を熱間で補修するに際し、特に耐火度の高い補修材料を
使用し得るプラズマ溶射方式においては、溶射ガンと炉
壁面との距離の制御が溶射効率を高めるために重要であ
ることを本出願人は特開昭58−49889号にて開示
した。
ところで、従来の補修時における前記溶射ガン等の位置
制御は、目視観六により行なうもの(7着開昭53−8
2802号、特開昭57−48611号)や、窯炉内に
挿入し念1台の撮像装置により炉壁損傷部と溶射ガンと
の位置関係を大略押押して行なうもの(実公昭57−4
6360号)が開示されているが、これらは共に位置制
御精度が悪くプラズマ溶射方式には採用できない。これ
に代る方法として水出願人1d2台のテレビカメラとレ
ーザースポット光の発射装置を用いて3次元的に溶射ガ
ン等の位置を制御する方法を先に述べた特開昭58−4
9889号にて開示したが、この方法においても溶射ガ
ンと炉壁面との最適距離については、予め実活により得
た結果に基づいた値を用いている。
しかし、前記最適距離は補修材料が炉壁面に当る際の速
度と温度とが付着するのに最も良い条件となることで決
定されるものであり、従って溶射前の炉壁面の温度によ
って条件が変化する為、先に述べたように予め実験によ
り得た結果に基づいた値では付着効率等の点においては
未だ十分とけいい難かった。また従来方法では、溶射中
に溶射フレームの長さが変化していないが否かについて
はガス流量等で制御するのみであった為、その実体は判
明していなかつ念。
なお、炉壁損傷の程度をレーザ一式プロフィル計を用い
て補修in前に測定する方法が特開昭57−16647
5号に開示されているが、この方法は溶射ガンの作動中
においてその位置を制御することは不可能であり、前記
した従来方法と何等変わることがない。
本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであシ、補修
材の炉壁面への付着効率並びに溶射後の接着強度が最適
となるように溶射ガンにおける各種制御を高精度に行な
える窯炉の炉壁補修方法およびこの方法を実施するため
の装置を提供せんとするものである。
すなわち本発明は、窯炉内に溶射ガンを挿入せしめ、こ
れを遠隔操作することにより炉壁損傷部を補修する方法
において、テレビカメラを用いて溶射中のフレームを観
察し、前記フレームの長さおよび前記溶射ガンのノズル
と炉壁面との相対関係を検知することにより、前記ノズ
ルと炉壁面との距離およびフレーム長さを、また前記フ
レームの観察と共に溶射直前における炉壁面の表面温度
を測定することにより補修材料の供給計を、更に前記と
同様にフレームの観察と表面温度の測定値に基づいて前
記ノズルの移動速度を、補修材料の炉壁面への付着効率
および付着強度が最適となるように夫々制御しながら補
修することを特徴とする窯炉の炉壁補修方法およびこの
方法を実施するための装置である。
以下本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する8 第1図は本発明方法を実施する炉壁補修装置の構成例を
示すもので、補修材料供給装置f1)から供給すiル例
LJd 810.、A40.1.ZrO* % MyO
sCaOゝ5iC1などの補修材料を炉壁(2)の損傷
部に溶射せしめるプラズマ溶射ガン(3)と、該プラズ
マ溶射ガン(3)の側部に配設され、プラズマ溶射ガン
(3)の溶射中のフレームを映し出すテレビカメ−y(
5)と、該テレビカメラ(5)の前記プラズマ溶射ガン
(3)の反対側側部に配設され、前記補修材料を溶射す
る直前の炉壁(2)の表面温度を測定する温度計(4)
を一体として冷却ケース(6)に内装して成る炉内装入
ヘッド部(7)と、該炉内装入ヘッド部(7)のテレビ
カメラ(5)における画像を表示する炉外に配設さ1し
た例えばモニター等の観察装置(以下単に「モニター」
と云う〕(8)と、前記補修材料供給装置(1)、温度
計(4)およびモニター(8)からの入力値に基づき、
前記炉内装入ヘッド部(7)を三軸方向に移動せしめる
移動機構(9)とプラズマ溶射ガン(3)のプラズマ制
御装置(10)に夫々制御信号を出力する制御装置(I
llとか−ら成っている。なお、図中(121(131
は前記温度計(4)、テレビカメラ(5)部分の冷却ケ
ース(6)に設けられた窓部であり、また前記テレビカ
メラ(5)にはフレームを直視できるようなフィルター
が取付けられている。また、本実施例では、温度計(4
)およびモニター(8)と制御装置αυの間に温度表示
計Iおよびフレーム状況判定装置a9が夫々介装されて
いる。
而して、本発明方法は前記した構成の炉壁補修装置を用
いて行なうものであり、具体例に基づいて更に詳細に説
明する。なお、本具体例に−おいては、温度計(4)と
して輻射温度計を、またテレビカメラ(5)として固体
素子撮像装置を用いて行なった。
先ず、窯炉内の炉壁損傷部に挿入せしめ念炉内装入ヘッ
ド部(7)のテレビカメラ(5)で、プラズマ溶射ガン
(37の溶射フレームを撮像する。ところで、本具体例
の場合には、テレビカメラ(5)に光量を減らすフィル
ターを取付けている為、モニター(8)でハ前記フレー
ムおよびその近傍のみが撮像できる。そして、フレーム
状況判定装置0ωにおいて例えば前記撮像内の予め定め
た照度以上の像だけを2値化して取り出した後、その像
のフレーム長さaおよび幅すをめてフレームの状態を検
知する(@2図参照)。
このようにして得たフレーム状況についてのデータと共
に温度計(4)で得た炉壁(2)の表面温度を制御装置
Uυに入力する。
そして、制御装置aυでは実験結果により得た補修材料
の供給速度(供給量)、炉壁表面温度、プラズマ溶射ガ
ン移動速度およびフレームの炉壁面に癲った時の形状と
補修材料の付着効率との関係を用いて、最も付着効率お
よび付着後の付着強度、の高い状態となるようにプラズ
マ溶射ガン(3)のプラズマ制御装置(11と3軸方向
の位置および移動速度、並びにフレーム長さ、補修材料
の供給速度(供給量)の制御を関連して行な込ながら補
修するのである。
前記フレームの最適先端位置は、 ■プラズマの出力値 ■補修材料のプラズマ溶射ガン(3)への供給量1′、 ■補修材量の材質 ■溶射補修する炉壁(2)の材質 により ■補修材料の付着効率が最も高いこと ■溶射補修する炉壁(2)を溶融して損傷を与えること
がないこと を基準として決定されるものである。例えば、ケイ石(
SiOいレンガの炉壁(2)にロー石(Sin、 78
%、AAlρJ22%)の粉末を溶射する場合には、オ
フラインによる実験結果(第3図参照)によれば、プラ
ズマ溶射ガン+11先端と炉壁面との距離は40朋の時
が最適であると判断された(プラズマの出力値50KW
、粉末供給量40 F/min )。
すなわち、前記フレームは実際には第4図に示す構造と
なっており、IZ1000程度のフィルターを介してテ
レビカメラ(5)で撮像すると先に述べた第2図に示す
形状となる。つまり、斜め方向よりテレビカメラ(5)
で見ると、フレーム先端と炉壁面上で高温になっている
部分とがつながって見え、そしてクレーム位置が炉壁面
に近すぎたり(第5図(イ))、遠すぎたり(第5図(
ロ)(ハ)フすると第5図に示すような画像となる。従
って、第2図に示すようにモニター(8)に映し出され
たフレームのa。
bを測定することによりプラズマ溶射ガン(3)の最適
位置をめることができるのである。
このようにモニター(8)に映し出され念画像の解析に
よりプラズマ溶射ガン(3)の位置を制御するのである
が、その制御手段としては、 ■移動機構(9)によりプラズマ溶射ガン(3)の位置
を移動させる。
■作動ガスでろるN、ガスの量を制御するの2らの方法
があり、どちらを採用してもよい。
例えば前記■の方法においては、プラズマの作動ガスは
通常Arガス5oun/minに対してN、ガスO〜0
.6Nl/n1inが用いられており、このNtガス量
を変化大せることによりフレーム長さを制御することが
できる(第6図参照)。
また、前記したフレームの観察および炉壁(21の表面
温度に基づく補修材料の供給量の制御は、温度が高けれ
ば供給量を増加せしめる如く行なうのである。例えば6
00℃の場合に40y/minの景を供給していた場合
には、800℃になると70V而nにする等の如くであ
る。
更に、前記と同様にフレームの観察および表面温度の測
定値に基づくプラズマ溶射ガン(3)の移動速度の制御
は、表面温度が高ければ移動速度を速くする等の如く行
なうのである。また、仁れに代えてプラズマの供給電流
を制御することにより行なうことも可能である。
87図はプラズマ溶射ガン(3)等を内装した炉内装入
ヘッド部(7)の移動機構(9)の一実施例を示したも
のであり、コークス炉αeに用いたものである。
この移動機構(9)は、コークス炉ttr9の土壁に所
要の間隔を存して敷設されたレールαηと、このレール
側上を転動し、その上面に前記レールαηと直角方向の
レール0υを敷設した移動基台(IIと、該移動基台住
(ト)の前記レールOQ上を転動してコークス炉06)
の装炭口(イ)より前記炉内装入ヘッド部(6)を挿入
せしめる昇降機構(財)を備えた台車(イ)とから構成
している。
以上述べた如く本発明によれば、溶射フレームの観察と
溶射前の炉壁の表面温度に基づいて常に最適の溶射状態
となるよう溶射フレームの長さ、ノズルと炉壁面との距
離、補修材料の供給速度(供給量)、前記ノズルの移動
速度等を夫々制量するようにした為、長時間の補修によ
り炉壁の表面温度が低下した場合においても補修部に溶
射せしめた補修材の付着効率および付着強度が低下する
ことなく炉壁損傷部の補修が行なえる極めて大なる効果
を有する発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の構成図、第2図はモニターによシ
映し出されるフレームの2値化した画像例の説明図、@
3図はプラズマ溶射ガン先端と炉壁との距離の変化によ
る補修材料の付着効率の変化を示す関係図、第4図はプ
ラズマ溶射ガンより溶射されたフレームの模式図、第5
図は第2図と同様の説明図で、同図(イ)はフレームが
炉壁に近すぎた場合、同図←)(ハ)はフレームが炉壁
より遠すぎ念場合、第6図1l−tN、ガス量の変化に
対するフレーム長さΩ変化を示す関係図、第7図は炉内
装入ヘッド部の移動機構の一実施例を示す概略図である
。 (2)は炉壁、(3)はプラズマ溶射ガシ、(4)は温
度計、(5)はテレビカメラ、(6)は冷却ケース、(
7)は炉内装入ヘッド部、(8)はモニター、(9)は
移動機構、αυは制御装置。 特許出願人 住友金属工業株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、窯炉内に溶射ガンを挿入せしめ、これを遠隔操
    作することにより炉壁損傷部を補修する方法において、
    テレビカメラを用いて溶射中のフレームを観察し、上記
    フレームの長さおよび上記溶射ガンのノズルと炉壁面と
    の相対関係を検知することにより、上記ノズルと炉壁面
    との距離およびフレーム長さを、また上記フレームの観
    察と共に溶射直前における炉壁面の表面温度を測定する
    ことにより補修材料の供給量を、更に上記と同様にフレ
    ームの観察と表面温度の測定値に基づいて上記ノズルの
    移動速度を、補修材料の炉壁面への付着効率および付着
    強度が最適となるように夫々制御しながら補修すること
    を特徴とする窯炉の炉壁補修方法。
  2. (2)、窯炉内に溶射ガンを挿入せしめ、これを遠隔操
    作することによシ炉壁損傷部を補修する方法に使用する
    装置であって、冷却ケースに、補修材料を上記炉壁損傷
    部に溶射せしめる溶射ガンと、上記溶射中のフレームを
    映し出すテレビカメラと、上記炉壁の表面温度を測定す
    る温度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上記フレームの観察およ
    び温度計の測定値に基づいて三軸方向に移動制御せしめ
    る制御装置および移動機構を具備して成ることを特徴と
    する窯炉の炉壁補修装置。
JP12520683A 1983-07-08 1983-07-08 窯炉の炉壁補修方法および装置 Granted JPS6017688A (ja)

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JPS6325275B2 JPS6325275B2 (ja) 1988-05-24

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013057429A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Jfe Steel Corp 溶射補修部位の観察装置および観察方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013057429A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Jfe Steel Corp 溶射補修部位の観察装置および観察方法

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JPS6325275B2 (ja) 1988-05-24

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