JPWO2010041429A1 - コークス炉炭化室の炉底際壁面の補修方法及び補修装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、参照符号102は、蓄熱室であり、参照符号PSは、炭化室101のコークス押出機側を示し、参照符号CSは、炭化室101のコークス排出側を示す。
炭化室101と燃焼室114との間を隔てる炉壁において、炉底104から300〜400mm以下の壁面で、炉壁の減肉、壁面の凹凸拡大または煉瓦の角欠けが進行して、煉瓦目地116を跨ぐ損傷部115が形成されている。
本発明は、以下に説明するように、炉底際損傷部の全域を補修することができる。
図3に、本発明の補修装置を用いて炉底際壁面の損傷部を補修する第1実施形態を示す。先端に補修制御装置5を備え、炉長方向10aに進退可能な長尺ビーム9が、軌条3上の台車17に配設した昇降ローラー19により、昇降自在に支持されている。
補修制御装置5の先端には、炉壁形状計測装置6、炉底形状計測装置18、及び、溶射装置7を備える補修マニピュレータ11zを炉高方向11aに駆動する炉高方向精密駆動装置11を、炉長方向10aに駆動する炉長方向精密駆動装置10が連結されている。炉長方向精密駆動装置10及び炉高方向精密駆動装置11は、精密駆動装置を構成する。
図11A〜図12に、一つの台車17上に載置した2つの長尺装置を用いる本発明の第2実施形態を示す。
第1の長尺装置は、コークス炉炭化室1内に挿入される第1の長尺ビーム20と、この第1の長尺ビーム20の先端に第1の炉長方向精密駆動装置10を介して設けられ、炉底4と自らとの間の距離を計測することにより、炉底4の凹凸形状を求める炉底形状計測装置18と、この炉底形状計測装置18の、コークス炉炭化室1内における炉長方向の位置を調整する第1の炉長方向精密駆動装置10と、この第1の炉長方向精密駆動装置10の駆動方向と水平方向とがなす角度を計測する第1の傾斜角センサー22と、を備える。
一方、第2の長尺装置は、コークス炉炭化室1内に挿入される第2の長尺ビーム21と、この第2の長尺ビーム21の先端に精密駆動装置(炉長方向精密駆動装置10及び炉高方向精密駆動装置11)を介して設けられた炉壁形状計測装置6及び溶射装置7と、炉壁形状計測装置6及び溶射装置7の、コークス炉炭化室1内における炉長方向位置及び炉高方向位置を調整する精密駆動装置と、この精密駆動装置により炉長方向位置を調整する際の駆動方向と水平方向とがなす角度を計測する第2の傾斜角センサー23と、第1の傾斜角センサー22で計測された値と、炉底4の凹凸形状から求めた炉底近似曲線と、第2の傾斜角センサー23で計測された値とを用いて、精密駆動装置と炉底近似曲線との間の距離を調整する距離調整装置と、を備える。
図13に、本発明の補修装置の脚部が炉底に着地していない場合における補修装置の姿勢制御の態様を示す。昇降可能な第1の昇降ローラー26の高さ位置と、同じく昇降可能な第2の昇降ローラー27の高さ位置とを、それぞれ独立に制御して、炉長方向精密駆動装置10の走査方向と炉底近似曲線とが平行になるように、補修制御装置5の位置決めを行う。このとき、補修装置の重心28が、第1の昇降駆動ローラー26と第2の昇降駆動ローラー27との間に位置するように位置決めを行う。
図14A及び図14Bに、炉底際壁面の損傷部を補修する態様(第4実施形態)を示す。図14Aに、炉壁形状の計測態様を示し、図14Bに、溶射の態様を示す。
図15に、炉底際壁面の損傷部を補修する別の態様(第5実施形態)を示す。長尺ビーム(図示せず)を支持する台車上のローラーは固定タイプであり、補修装置は、図1に示した補修態様と同様に、炉内に挿入した状態のままである。
図16A及び図16Bに、炉底際壁面の損傷部を計測する態様(第6実施形態)を示す。炉壁形状計測装置として、ラインレーザー照射装置32と観察カメラ34とを用いる。図16Aに、ラインレーザー照射装置32と観察カメラ34との位置関係を示す。また、観察カメラ34からラインレーザー線33を見た様子を図16Bに示す。ラインレーザー線33は、炉壁に対して垂直に照射されるように配置する。その際、装置の走査方向が炉長方向であるので、炉壁に照射されたラインレーザー線33が走査方向13(図16A参照)に垂直となるように、ラインレーザー照射装置32を配置する。観察カメラ34は、炉底4からの距離を50〜300mmの範囲に設置し、ラインレーザー線33の中心付近を視野とし、視線の角度を水平±10°とする。得られた画像を処理し、レーザー光とカメラの幾何的関係を用いて、光切断法により形状計測を行う。ラインレーザー線33の波長は短波長の可視光とし、観察カメラ34側に、ラインレーザー線33の波長よりも長波長の成分をカットするフィルターを用いることが望ましい。尚、ラインレーザー照射装置32と観察カメラ34とを用いて炉底形状を測定することもできる。
2 蓄熱室
3 軌条
4 炉底
5 補修制御装置
6 炉壁形状計測装置
7 溶射装置
8 脚部
9 長尺ビーム
10 炉長方向精密駆動装置
10a 炉長方向
11 炉高方向精密駆動装置
11a 炉高方向
11z 補修マニピュレータ
12 炉長方向
13 走査方向
14 燃焼室
15 損傷部
16 煉瓦目地
17 台車
18 炉底形状計測装置
19 昇降ローラー
19’ 固定ローラー
20 第1の長尺ビーム
21 第2の長尺ビーム
22 第1の傾斜角センサー
23 第2の傾斜角センサー
24 第1の脚部
25 第2の脚部
26 第1の昇降ローラー
27 第2の昇降ローラー
28 重心位置
29 レーザー照射方向
30 溶射方向
31 走査方向
32 ラインレーザー照射装置
33 ラインレーザー線
34 観察カメラ
35 観察カメラの視線方向
37 堆積物
38 炉底目地
39 帯
101 炭化室
102 蓄熱室
103 軌条
104 炉底
105 補修制御装置
106 炉壁形状計測装置
107 溶射装置
108 脚部
109 長尺ビーム
110 炉長方向精密駆動装置
110a 炉長方向
111 炉高方向精密駆動装置
111a 炉高方向
111z 補修マニピュレータ
112 炉長方向
114 燃焼室
115 損傷部
116 煉瓦目地
117 台車
119’ 固定ローラー
PS 炭化室のコークス押出機側
CS 炭化室のコークス排出側
Claims (16)
- コークス炉炭化室の炉底に近接する壁面の損傷部を補修する方法であって、
前記コークス炉炭化室内でその炉長方向に沿って炉底形状計測装置を移動させながら、この炉底形状計測装置と前記炉底との間の鉛直方向距離を計測することにより、前記炉底の凹凸形状を求め、前記炉底の凹凸形状を近似する炉底近似曲線を求める炉底形状計測工程と;
前記炉底近似曲線に対する炉壁形状計測装置外殻の最短距離が第1の所定距離以上となるように前記炉壁形状計測装置を前記炉底近似曲線に平行に移動させながら、前記炉壁の凹凸形状を求める炉壁形状計測工程と;
前記炉底近似曲線に対する溶射装置外殻の最短距離が第2の所定距離以上となるように前記溶射装置を前記炉底近似曲線に平行に移動させながら、この溶射装置から補修材を前記損傷部に対して溶射する補修工程と;
を備えることを特徴とする、コークス炉炭化室の炉底際壁面の補修方法。 - 前記第1の所定距離及び前記第2の所定距離のそれぞれを、0mmを超えて50mm以下とすることを特徴とする、請求項1に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修方法。
- 前記補修工程では、前記炉壁をその壁面に対して垂直な断面で見た場合の、前記損傷部に対する前記補修材の溶射方向のなす角度を、70°以上かつ110°以下とすることを特徴とする請求項1に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修方法。
- 前記補修を、700℃以上の雰囲気中で行うことを特徴とする、請求項1又は2に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修方法。
- コークス炉炭化室の炉底に近接する炉壁の凹凸形状を炉壁形状計測装置で求めて前記炉壁の損傷部を溶射装置により補修する装置であって、
前記コークス炉炭化室内に挿入される長尺ビームと;
この長尺ビームの先端に精密駆動装置を介して設けられた、炉底形状計測装置及び前記炉壁形状計測装置及び前記溶射装置と;
前記炉底形状計測装置及び前記炉壁形状計測装置及び前記溶射装置の、前記コークス炉炭化室内での炉長方向位置及び炉高方向位置を調整する前記精密駆動装置と;
前記コークス炉炭化室内をその炉長方向に沿って移動しながら、自らと前記炉底との間の鉛直方向距離を計測することにより炉底近似曲線を求める前記炉底形状計測装置と;
前記炉底近似曲線と前記精密駆動装置の炉長方向走査方向とが平行となるように、前記炉底近似曲線と前記精密駆動装置との間の距離を調整する距離調整装置と;
を備えることを特徴とする、コークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。 - 前記炉底近似曲線に対する前記炉壁形状計測装置外殻の最短距離及び前記溶射装置外殻の最短距離のそれぞれを、0mmを超えて50mm以下とすることを特徴とする、請求項5に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。
- 前記炉底と前記炉壁形状計測装置の計測点との鉛直方向距離及び前記炉底と前記溶射装置の溶射点との鉛直方向距離が、少なくとも0mmを越えて100mmの範囲を含むように位置決め可能な装置外殻構造を有することを特徴とする、請求項5に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。
- 前記炉壁をその壁面に対して垂直な断面で見た場合の、前記損傷部に対する前記補修材の溶射方向のなす角度が、70°以上かつ110°以下であることを特徴とする、請求項5に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。
- 前記精密駆動装置が、
前記炉長方向位置を調整する炉長方向精密駆動装置と;
前記炉高方向位置を調整する炉高方向精密駆動装置と;
を備えることを特徴とする、請求項5に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。 - 前記距離調整装置が、
前記長尺ビームの先端に取り付けられるととともに前記炉底に着地して支点をなす脚部と、前記コークス炉炭化室外で前記長尺ビームの後端を昇降自在に支持する昇降ローラーとを備え、
なおかつ、前記炉底の凹凸形状に基づいて、前記炉底近似曲線と前記精密駆動装置の炉長方向走査方向とが平行となるように、前記昇降ローラーを昇降させることで前記長尺ビームの前記先端の位置決めを行う、
ことを特徴とする、請求項5に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。 - 前記距離調整装置が、
前記コークス炉炭化室外に前記炉長方向に沿って配設されるとともに前記長尺ビームを昇降自在に支持する複数の昇降ローラーを備え、
なおかつ、前記炉底の凹凸形状に基づいて、前記炉底近似曲線と前記精密駆動装置の炉長方向走査方向とが平行となるように、前記各昇降ローラーを昇降させることで前記長尺ビームの前記先端の位置決めを行う、
ことを特徴とする、請求項5に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。 - 前記溶射装置が、前記壁面に対する前記補修材の溶射方向を水平より下向きに変更するための回転機構を備えることを特徴とする、請求項5に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。
- 前記炉壁形状計測装置が、
前記炉壁及び前記炉底に対して垂直にラインレーザーを照射するラインレーザー照射装置と;
前記コークス炉炭化室内の前記炉底から50mm〜300mmの高さ範囲内に設置され、前記炉壁に照射された前記ラインレーザーにより形成されるラインレーザー線の鉛直方向中央位置を視野中心の基準位置とし、さらにこの基準位置に対して鉛直方向に沿って−10°〜+10°の範囲内で前記視野中心が角度調整可能である観察カメラと;
を備えることを特徴とする、請求項5に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。 - 第1の長尺装置と第2の長尺装置とを備え;
前記第1の長尺装置が、
前記コークス炉炭化室内に挿入される前記長尺ビームである第1の長尺ビームと、
この第1の長尺ビームの先端に前記炉長方向精密駆動装置である第1の炉長方向精密駆動装置を介して設けられ、前記炉底と自らとの間の距離を計測することにより、前記炉底の凹凸形状を求める前記炉底形状計測装置と、
この炉底形状計測装置の、前記コークス炉炭化室内における炉長方向の位置を調整する前記炉長方向精密駆動装置である前記第1の炉長方向精密駆動装置と、
この第1の炉長方向精密駆動装置の駆動方向と水平方向とがなす角度を計測する第1の傾斜角センサーと、を備え;
前記第2の長尺装置が、
前記コークス炉炭化室内に挿入される前記長尺ビームである第2の長尺ビームと、
この第2の長尺ビームの先端に前記精密駆動装置を介して設けられた前記炉壁形状計測装置及び前記溶射装置と、
前記炉壁形状計測装置及び前記溶射装置の、前記コークス炉炭化室内における炉長方向位置及び炉高方向位置を調整する前記精密駆動装置と、
この精密駆動装置により前記炉長方向位置を調整する際の駆動方向と水平方向とがなす角度を計測する第2の傾斜角センサーと、
前記第1の傾斜角センサーで計測された値と、前記炉底の凹凸形状から求めた炉底近似曲線と、前記第2の傾斜角センサーで計測された値とを用いて、前記精密駆動装置と前記炉底近似曲線との間の距離を調整する前記距離調整装置と、
を備えることを特徴とする、請求項5に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。 - 前記距離調整装置が、
前記第2の長尺ビームの前記先端に取り付けられるとともに前記炉底に着地して支点をなす脚部と、前記コークス炉炭化室外で前記第2の長尺ビームの後端を昇降自在に支持する昇降ローラーとを備え、
なおかつ、前記炉底の凹凸形状に基づいて、前記炉底近似曲線と前記精密駆動装置の炉長方向走査方向とが平行となるように、前記昇降ローラーを昇降させることで前記第2の長尺ビームの前記先端の位置決めを行う、
ことを特徴とする、請求項14に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。 - 前記距離調整装置が、
前記コークス炉炭化室外に前記炉長方向に沿って配設され、前記第2の長尺ビームを昇降自在に支持する複数の昇降ローラーを備え、
なおかつ、前記炉底の凹凸形状に基づいて、前記炉底近似曲線と前記精密駆動装置の炉長方向走査方向とが平行となるように、前記各昇降ローラーを昇降させることで前記第2の長尺ビームの前記先端の位置決めを行う、
ことを特徴とする、請求項14に記載のコークス炉炭化室の炉底際壁面の補修装置。
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