JPS6186607A - 耐火物内張容器の耐火物溶損形状測定装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は、炉・鍋等耐火物内張容器の耐火物溶損形状
をレーザ光方式により測定する装置に関する。

従来技術 従来、炉・鍋等耐火物を内張した溶融金属容器の耐火物
溶損形状の測定は、生産性向上のため容器の冷却を待た
ず目視により行なっていたが、危険を伴う不正確かつ非
能率的な手段であるため、これに替るものとしてレーザ
光あるいはマイクロ波を用いた測定装置が提案されてい
る。

たとえば、レーザ光方式の装置として、特開昭５４−１
１５１６０号がある。これは、吊下げ管先端にレーザ光
発振器を内蔵したゾンデを取付け、耐火物内張容器内に
昇降及び回転可能に懸吊し、該ゾンデより照射したレー
ザ光の投光角度と受光角度より耐火物裏面とゾンデの位
置関係を演算して耐火物の溶損形状を作成し、該形状よ
り溶損状況を定量的に判定するものである。

又、マイクロ波方式の装置として、特開昭５８−１１５
２９１号がある。これは、ランス先端にマイクロ波距離
計を取付け、耐火レンガ内張容器内に件降及び回転自在
に垂下し、該マイクロ波距離計により検出した耐火レン
ガ壁と距離計との距離を演算器によって耐火レンガ壁の
残厚に換算するものである。

しかし、上記したいずれの装置も測定部は昇降軸の軸心
回りにのみ回転自在とした機構であるため、測定部に相
対する容器の立面部である炉側部は測定できるものの、
特に溶損が心配される底吹き転炉の羽口部や炉側部と炉
底部との継ぎ目コーナ部の異常浸蝕部の検出は不可能で
ある。又、転炉のように狭まった炉口構造では炉口部か
ら１／３り測定する方式もあるが、この場合は、測定部
位に応じた祝野を確保すべく、Ｖ−ザ距離計の位置を変
える必要があり、その都度距離計に対する測定点の絶対
座標を決めるため、予め定められた定点測定作業が必要
となる。

以上のように従来の技術では、転炉等の耐火物内張容器
の内面耐火物の全面測定は不可能であり、しかも、測定
所要時間が長びくという問題があった。

発明の目的 この発明は、炉・鍋等耐火物内張容器の耐火物溶損形状
を容器内全面にわたり測定可能としたレーザ光方式の測
定装置を提案することを目的とするものである。

発明の構成 この発明は、進退自在に走行する測定プローブ挿入出用
台車と、該台車上に配設した測定プローブからなるレー
ザ光方式の耐火物内張容器の耐火物溶損形状測定装置に
おいて、測定プローブ挿入出用台車に配設された連結管
と、連結管の先端部に回動自在に接続された第１の回動
ヘッドと、前記第１の回動ヘッドの先端部に夫々直角方
向に回動自在に接続された第２の回動ヘッドと、前記第
１の回動ヘッドより後方の連結管を含む管内、又は管後
端面のいずれかに配設されたレーザ距離計と、前記第１
の回動ヘッド、及び第２の回動ヘッドを回動させる回動
機構を有することを特徴とする耐火物内張容器の耐火物
溶損形状測定装置を要旨とする。

すなわち、この発明装置は、耐火物内張容器内に挿入出
自在とした測定プローグの先端部に連結管の軸心回りに
回動する第１のヘッドと、該軸心と直交する軸心回りに
回動する第２のヘッドとからなる光軸変更ヘッドを取付
け、該光軸変更ヘッドによりレーザ距離計の光軸を屈折
し、容器内全面の迅速な測定を可能としたものである。

以下、この発明に係る内張耐火物溶損形状測定装置の１
例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の測定装置の全体と、転炉の内底部炉
心近傍の測定状態を示す概略図、第２図は同装置の測定
プローブ先端部分を拡大して示す縦断面図、第３図は同
装置のレーザ光照射方向を示す説明図である。

この発明の測定装置の′１例は、第１図に示すごとく、
進退自在に走行する測定プローブ挿入出用台車（２）と
、この台車（２）上に配設され、台車の進退にともｔ、
Ｃって進退する測定プローブ（３）と、前記測定プロー
ブ（３）の先端部は、光軸変更ヘッド（６）となし、光
軸変更ヘッド（６）は、連結管（７）の先端に回動自在
に第１の回動ヘッド（８）が接続され、更に前記第１の
回動ヘッド（８）の先端に回動自在に直角に接続された
第２の回動ヘッド（９）とで主構成をなし、この例では
、連結管（７）は、支持管（４）を介して測定プローブ
挿入出用台車（２）に配設されているとともに、支持管
（４）の後端面にレーザ距離計（５）が設けられ、又、
測定プローブ挿入出用台車（２）は、軌道車であって、
架台（１）に設けられたレール（１−１）上を台車駆動
用モータ（２−１）によって、進退自在に走行するよう
になっている。

上記測定プローブ（３）の支持管（４）は、第２図に示
すごと（、庁（４２）と有底管（４−３）からなる多重
管の外周を耐火物（４−１）で被覆したもので、中心に
は冷却用ガスを循環させるレーザ光通路（４−７）が、
その外側には冷却用水を循環させる冷却水通路（４−８
）が夫々形成されている。又、支持管（４）の外周後端
近傍は第１図に示すごとくじや熱板（４−９）で仕切ら
れ、該部分には前記レーザ光通路（４−７）に連通ずる
冷却用ガス給排管（４−７１）と、冷却水通路（４−８
）に連通ずる冷却水給排管（４−８１）が夫々接続され
るとともに、測定プローブ挿入出用台車（２）上に立設
した測定プローブ軸心調整用シリンダ（２−２）により
上下動自在に支持管（４）が支持されている。

レーザ距離計（５）は、位相及び振幅の一様なレーザ光
をＡＭ変調して照射し、その反射波の位相差によって距
離を測定するレーザ変調方式、あるいはレンズ系中心線
とレーザ光の交点を測定の基準点とし、そこからの変位
をレンズを通して一次元イメージセンサ上へ輝点結像さ
せ、結像の変位から三角測量の要領で距離を測定するレ
ーザ三角法方式等があるが、いずれの方式のものでもよ
い。

光軸変更ヘッド（６）の連結管（７）は、管（７−２）
の外周を耐火物（７−１）で被覆したもので、先端には
短尺の歯車管（７−３）がベアリング（７−４）を介し
て内嵌されている。該歯車管（７−３）の先端開口には
かさ歯車（７−３１）が、後端開口外周には平歯車（７
−３２）が夫々形成されており、該平歯車（７−３２）
には連結管（７）の内面に設置したパルスモータ（７−
５）のビニオン（７−５１）が噛合し、連結管（７）の
軸心に同心して回転自在になされている。

そして、前記支持管（４）の管（４−２）の先端と連結
管（７）の管（７−２）の後端は、円周方向に多数のポ
ル）　Ｑｌで着脱自在に嵌合接続されている。

第１の回動ヘッド（８）は、Ｌ形管（８−２）の外周を
耐火物（Ｓ−ｔ）で被覆したもので、一方の管端部（８
−２８）が前記歯車管（７−３）にニードルベアリング
（８−４）を介して内嵌されている。該管端部（８−２
ａ）の開口外周には平歯車（８−２２）が形成されてお
り、該平歯車（８−２２）には前記連結管（７）の内面
に設置したパルスモータ（８−５）のビニオン（８−５
１）が噛合し、前記支持管（４）の軸心回りに回動自在
になされている。又、Ｌ形管（８−２）の屈曲内部（８
−２Ｃ）には、前記レーザ距離計（５）から発射された
レーザ光の光軸を９０°屈折させる鏡（８−６）が支点
（８−６１）を基点として傾動し、ねじ（８−６２）に
より光軸調整自在に設けられている。

第２の回動ヘッド（９）は、有底管（９−２）の外周を
耐火’＋’［：９−１）で被覆【７たもので、前記り形
管（８−２）の他方の管端部（８−２ｂ）にベアリング
（９−４）を介して外嵌されている。該有底管（９−２
）の後端開口（こはかさｒＥＪ車（９−２１）が形成さ
れており、前記歯車汀（７−３）のかさ歯車（７−３１
）に噛合して連、枯骨（７）の内面に設置したパルスモ
ータ（７−５）により、前記支持管（４）の軸心に１α
交する軸心回りに回転自在になされている。又、有底管
（９−２）の先端部 近傍周面にはレーザ光の投受光窓（９−７）が設けられ
るとともｌこ、屈曲内部（９−２Ｃ）には前記鏡（８−
６）で屈折させたレーザ光の光軸をさらに９０°屈折さ
せ、投受光窓（９−７）より照射させる鏡（９−６）が
支点（９−６１）を基点として傾動し、ねじ（９−６２
）により光軸調整自在に設けられている。

すなわち、測定プローブ（３）は上記した構成であるか
ら、＠２の回動ヘッド（９）を回動させることによって
屈曲内部（９−２Ｃ）に設けた境Ｃ９−６）と、第１の
回動ヘッド（８）の屈曲内部（８−２Ｃ）に設けた鏡（
８−６）との対向角度を種々変化させることができ、こ
れによりレーザ距離計（５）から発射したレーザ光を第
３図ａ、ｃに示す支持管（４）の軸心と平行する方向、
あるいはｂに示す軸心と直交する方向、すなわちａ　−
、−ｃの範囲を無段階に屈折照射することができる。

本発明装置の他の実施例を第４図に示す。

第４図は、第２図と同様に測定プローブ先端部分を拡大
して示した縦断面図である。

第４図では、連結管（７）の内部にレーザ距離計（５）
を設けたものであり、信号は、連結管（７）内、支持管
内を通って設けた導線により、外部に取り出される。連
結管（７）の先端部には、第１の回動ヘッド（８）が回
動自在に接続されている。（７−６）は、連結管（７）
と第１の回動ヘッド（８）とを回動自在に接続するため
の軸受であり、パルスモータ（８−５）は、レーザ距離
計（５）の軸心と外れて第１の回動ヘッド（８）内に取
り付けられ、前記パルスモータ（Ｓ−Ｓ）のブー　ＩＪ
　（８−５２）とこのプーリに対応するプーリ（７−８
）が、連結管（７）の軸心と同じ軸心に保って連結管（
７）の管端に取りつけられてベルトαυがかけわたされ
、パルスモータ（Ｓ−Ｓ　）の回動によって該ノクルス
モーク（８−５’）が、連結管（７）のプーリ（７−８
）の外周に沿うような形で回動し、第１の回動ヘッド（
８）も回動することになる。又、第１の回動ヘッド（８
）の内部には夫々直角にレーザ光の光軸を変える鏡（８
−６）がアーム（８−７）に支持固定されている。第１
の回動ヘッド（８）の回動範囲は３６０°少々であり、
この範囲において正、逆回転を行ない、（７−７）は正
、逆回転のためのリミットスイッチである。前記第１の
回動ヘッド（８）の先端側には、第２の回動ヘッド（９
）が、第１の回動ヘヅド（８）との間で回動自在に接続
されている。（８−８）は、第１の回動ヘッド（８）と
第２の回動ヘッド（９）間の軸受けであり、又、（８−
９）は第２の回動ヘッド（９）の回動範囲を規制するリ
ミットスイッチである。第２の回動ヘッド（９）用のパ
ルスモータ（７−５）は、第１の回動ヘヅド（８）内に
、レーザ光の光軸を外して設けられており、パルスモー
タ（７−５）のプーリ（７−５２）と第２０回動ヘッド
（９）の端部に設けたプーリ（９−８）にかけわたされ
たベルトＱ３により、パルスモータ（７−５）の回動に
より、第２の回動ヘッド（９）が回動されるように接続
されている。（第２の回動ヘッド（９）の回動範囲が３
６００と少々であり、この範囲において、正、逆回転さ
れる。

又、９５２の回動ヘッド（９）の内部には、＄１の回動
ヘッド（８）からの光軸を９０°変更する鏡（９−６）
が固定され、レーザ距離計からのレーザ光を鏡（９−６
）番こより反射され、レーザ光の投受光窓（９−７）を
透って、第２の回動ヘッド（ｑ）外に投射される。

発明の作用 この発明の測定装置により、炉・鍋等耐火物を内張した
溶融金属容器、たとえば転炉の内張耐火物の溶損形状を
測定するには、第１図に示すように、まず転炉の炉心と
測定装置の軸心を一致させるため、転炉を起重機で本測
定装置前部の所定位置まで運搬し、そこで転炉炉口を本
装置に向けるべく約９０°傾転させて停止する。ついで
測定プローブ挿入出用台車（２）を所定位置まで前進さ
せて測定プローブ（３）を転炉内に挿入して固定したの
ち、測定プローブ軸心調整用シリンダ（２−２）を伸縮
、微調整１７て固定すれば、転炉の炉心と測定装置の軸
心を夫々一致させることができる。

このようにして装置を位置決めしたのち、転炉の炉底部
を測定する場合は、第５図に示すごと（、まずパルスモ
ータ（７−５）により歯車管（７−３）を介して第２の
回動ヘッド（９）を（θ、）の角度内の前もって定めた
測定点にレーザ光を照射できる角度まで回動させたのち
パルスモータ（７−５）を停止し、ついでパルスモータ
（８−５）により第１の回動ヘッド（８）を３６０°回
動させれば同一円周上の多数定点が測定できる。このよ
うにして第２の回動ヘッド（９）の角度を（θ、）の角
度内で種々変化させることにより炉底部の耐火物溶損形
状を同心円的に測定することができる。

又、炉側部を測定する場合は（θ、）の角度内において
、炉肩部を測定する場合は（θ、）の角度内において、
夫々第２の回動ヘッド（９）の角度を種々変化させ、＠
１の回動ヘッド（８）を３６００回動することにより測
定することができる。

このようにして測定したデータを演算器等で処理し、数
値化あるいは図形化することにより炉心を基準とした転
炉の内張耐火物溶損形状が測定できる。

発明の効果 この発明は、上記したようにレーザ光方式の測定プロー
ブの先端に２つの軸心方向に回動自在とした光軸変更ヘ
ッドを設けた構造であるから、炉・鍋等の容器内が全面
にわたり測定でき、内張耐火物の補修時期を的確に把握
して漏鋼等の事故が未然に防止でき、又耐大物自動吹付
機と連動させて補修作業が自動化できるため、保安、省
力、生産性の向上が図れる等多大の効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の測定装置の全体と、転炉の内底部
炉心近傍の測定状態を示す概略図である。 第２図は、同装置の測定プローブ先端部分を拡大して示
す縦断面図である。 第３図は、同装置のレーザ光照射方向を示す説明図であ
る。 第４図は、同装置の他の測定プローブ先端部分を拡大し
て示す縦断面図である。 第５図は、同装置ＩＴの測定範囲を示す説明図である。 図中、２・・・測定プローブ挿入出用台車、３・・・測
定プローブ、５・・・レーザ距離計、７・・・連結管、
８・・・第１の回動ヘッド、９・・・第２の回動ヘッド
。 出願人　　住友金属工業株式会社 代理人　　押　　１）　良　　久１゛ｉ第３図 （α） ら （ｂ） （ｃ） 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 進退自在に走行する測定プローブ挿入出用台車と、該台
   車上に配設した測定プローブからなるレーザ光方式の耐
   火物内張容器の耐火物溶損形状測定装置において、測定
   プローブ挿入出用台車に配設された連結管と、連結管の
   先端部に回動自在に接続された第１の回動ヘッドと、前
   記第１の回動ヘッドの先端部に夫々直角方向に回動自在
   に接続された第２の回動ヘッドと、前記第１の回動ヘッ
   ドより後方の連結管を含む管内、又は管後端面のいずれ
   かに配設されたレーザ距離計と、前記第１の回動ヘッド
   、及び第２の回動ヘッドを回動させる回動機構を有する
   ことを特徴とする耐火物内張容器の耐火物溶損形状測定
   装置。