KR100312905B1

KR100312905B1 - 코우크스로의보수방법및장치

Info

Publication number: KR100312905B1
Application number: KR1019950702683A
Authority: KR
Inventors: 야마다시게루; 시라이시히로유끼; 니시오데루쯔네; 모리모또히데아끼; 마쯔다게이지; 우찌다데쯔로; 다까하시다모쯔; 마쯔노쯔또무; 가메가와게이지; 누마자와마꼬또; 모리따니류조; 이또히데꾸니; 곤도도시오; 오히라히데끼; 호리노우찌슌지
Original assignee: 에모또 간지; 가와사끼 세이데쓰 가부시키가이샤; 테라오까겐고; 간사이네쯔카가꾸가부시끼가이샤; 닛뽄고오깐가부시끼가이샤; 고지마 마따오; 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드; 오자와 미토시; 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 1993-10-29
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 2001-12-28
Also published as: AU681915B2; EP0677566A1; DE69529186D1; EP0677566B1; TW265406B; EP0677566A4; DE69529186T2; US5745969A; AU8003794A; WO1995011950A1

Abstract

코우크스로의 화로벽면을 보수하는 랜스를 구비한 보수방법에 있어서, 랜스선단부에 거리센서를 구비하며 이 거리센서에 의해 손모부분의 깊이를 정량적으로 측정하고, 측정결과에 따라 보수노즐로부터 보수부재를 손모부분에 분무함으로써 손모부분을 보수하는 보수방법을 얻을 수 있다. 또한, 상기 보수방법이 사용되는 랜스는, 단면이 다각형상인 다단의 구성을 구비하며, 신축 가능하여 화로벽면을 직선적으로 혹은 평면적으로 주사할 수 있다. 랜스선단부를 기본동작 패턴 및/또는 이동패턴을 따라 이동할 수 있도록 해두면, 복잡한 형상의 보수범위를 용이하게 보수할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

코우크스로의 보수방법 및 장치

[기술분야]

본 발명은 실내화로식 코우크스로의 탄화실과 연소실을 구획하는 화로벽의 손상부를 보수하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

[배경기술]

실내화로식 코우크스로는, 화로체의 하부에 축열실이 있고, 그 상부에 탄화실과 연소실이 서로 교대로 배치되어 있다. 연료가스 및 공기(가스가 풍부한 경우는 공기만)는 축열실에서 예열되고, 연소 후 인접하는 축열실에서 열이 회수된 다음, 연도를 거쳐 배출된다. 탄화실에 장입된 석탄은, 양측 연소실로부터 화로벽을 통해 간접가열에 의해 건류되어 코우크스화 한다.

실내화로식 코우크스로는, 대부분이 규석벽돌 및 점토질 벽돌로 구축되며, 일부에 단열벽돌 및 붉은 벽돌이 사용된다.

실내화로식 코우크스로는, 여러해 사용되는 동안 기계적 외력, 열응력 장입된 석탄의 수분등, 제반요인에 의해 화로벽에 손상이 발생한다. 특히, 탄화실의 화로벽은, 상기한 제반요인에 의한 작용이 집중하기 때문에 벽돌사이의 이음매가 끊어지거나, 균열, 벽돌의 결함등의 손상이 발생하기 쉽다. 이러한 손상이 발생하면, 탄화실에서 발생한 가스가 연소실로 유입할 경우가 있고, 불완전 연소를 일으켜 검은 연기로 인한 공해문제를 야기시키거나, 연소실온도의 국부적 저하로 인해 생산성 저하를 초래한다. 그러므로, 손상된 개소에 보수재로서 모르타르를 분무하거나, 손상이 클 때에는, 고액의 보수비를 요하게 되는 벽돌 다시 쌓기를 수행하였다.

이제까지, 실내화로식 코우크스로의 수명은 20-25년 정도이었다. 그런데, 최근에는 화로벽 손상부의 진단 정밀도가 향상함에 따라 적절한 보수 및 보수방법의 개량에 의해, 30-35년은 유지될 수 있다는 전망이 서게되었다.

한편, 코우크스로를 교체하려면, 적어도 한대의 화로당 많은 액수의 돈의 투자를 필요로 하게 되어, 회사의 경영환경을 크게 압박하게 된다. 또한 일본의 코우크스로 수명을 35년이라 하면, 서기 2000년을 전후하여 교체해야 할 화로가 많은데, 규석벽돌 및 축로공(oven constructor)이 이에 대응하지 못한다는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 코우크스 제조업계에서는, 실내화로식 코우크스로 수명을 40-45년, 혹은 그 이상으로도 연장할 수 있는, 범용성이 높고 효과적으로 보수할 수 있는 기술이 절실히 요망되고 있다.

종래, 코우크스로의 화로벽 보수방법으로서는, 아래와 같은 방법이 알려져 있다. 제 1의 수정방법에서는, 일본국 특허공개 소 58-206681호에 개시되어 있는 바와 같이, 선단부에 광파이버를 포함한 광학계를 고정시킨 랜스장치를 코우크스로의 탄화실 또는 연소실내로 삽입하고 화로벽의 절대위치에 관련지어 화로벽상을 주사하게 함으로써 화로벽의 화상을 얻으며, 얻어진 화상을 통해 탄화실 또는 연소실내의 화로벽을 관찰하여 손상부를 검출함과 동시에, 화로벽의 화상데이터를 화로벽의 절대위치와 함께 컴퓨터 메모리에 기억하고 있다.

제 2 보수방법은, 일본국 특허공보 평 5-17277호에 개시되어 있는 바와 같이, 광파이버를 포함한 광학계 또는 텔레비젼 카메라를 구비한 내열성 보호관을 탄화실 또는 연소실에 삽입하여, 화로 밖에서 탄화실 또는 연소실 내의 화로벽의 손상부를 검출하고, 보호관내에 배치된 보수재 분무용 노즐로부터 보수재를 화로벽의 손상부에 분무하여 보수한다.

제 3 보수방법은, 일본국 특허공개 소 60-17689호에 개시되어 있는 바와 같이, 분무 건의 위치를 텔레비젼 카메라 및 관찰장치를 사용하여 화로벽의 손상부에 배치시키고, 동시에 화로벽 및 그 손상부와 분무 건과의 거리를 측정하여, 이 거리를 미리 정한 최적거리가 되도록 제어하면서 보수한다.

한편, 화로벽의 보수장치로서는, 이하와 같은 장치가 알려져 있다. 제 1보수장치로서는, 일본국 실용신안공개 소 52-36703호에 개시된 것이 있다. 상기 제 1 보수장치는, 가연가스, 산소 및 내화물 분말의 공급관을 내장한 수냉식의 긴 통형체를 구비하고 있다. 이 긴 통형체의 일단에는 착탈가능하도록 분무 버너가 구비되어 있고, 타단에는 조작 핸드를 구비하고 있다. 긴 통형체는 지지틀에 회전운동 가능하도록 장착되며, 이동 트럭 위에 이동. 선회 가능하게 탑재된다.

제 2 보수장치는, 상술한 제 3보수방법과 관련하여 설명한 일본국 특허공개 소 60-17689호에 개시되어 있다. 이 보수장치는, 화로내에 삽입용 헤드부를 구비하며, 이 헤드부는 부정형의 내화물을 화로벽 손상부에 분무하는 분무 건과, 화로벽 손상부를 투영해 내는 텔레비젼 카메라와, 화로벽 및 그 손상부와 분무 건과의 거리를 측정하는 거리계를 냉각 케이스에 내장하고 있다. 제 2 보수장치는 또한, 텔레비젼 카메라에 의한 화상을 화로 밖에서 관찰할 수 있는 관찰장치와 헤드부를 거리계의 측정치를 바탕으로 세축방향으로 이동시키며, 화로벽 및 손상부와, 분무 건과의 거리가 최적거리가 되도록 제어하고 있다.

제 3보수장치는, 일본국 특허공개 평 2-99592호에 개시되어 있는 바와 같이, 붐(boom)의 선단에 착탈가능하게 수냉식 박스를 구비하고, 이 박스내에는, 분무 버너와 감시 카메라 등이 분사하는데 필요한 요소를 수납하고 있다.

제 4보수장치는, 일본국 특허공개 평 2-99589호에 개시되어 있는 바와 같이, 감시용 카메라와 분무 버너를 내장한 수냉식 박스를 구비하고 있다. 이 박스는 장척 빔에 착탈가능하게 고정되며, 상기 장척 빔(elongated beam)은 트럭에 고정된다. 트럭은, 작업바닥 위의 레일을 주행하는 차륜을 가지며, 장척 빔의 지지틀부의 선회 및 상승이 가능하고, 전후진 및 장척 빔의 경사각도를 선택할 수 있다.

제 5 보수장치는, 일본국 특허공개 평 4-32690호에 개시되어 있는 바와 같이, 주행트럭을 구비한다. 이 주행트럭 위에는 승강 및 선회가능한 기초대를 구비하며, 이 기초대 위에 기울어 움직일 수 있도록 가이드 레일을 구비함과 동시에, 가이드 레일을 따라 이동하는 랜스 홀더가 구비되어 있다. 랜스 홀더내에는 반복할 수 있도록 분무 랜스가 장착된다. 랜스 홀더 위에는 화로벽 감시용 카메라를 구비한다.

그러나 상기 제 1, 2의 보수방법은, 화로벽의 손상상황을 시각적으로 파악하기만 하는 것으로, 손상량, 예를 들어 움푹패인 양을 정량적으로 파악하지 못한다. 그리하여, 보수해야할 범위 및 보수재의 분무량을 작업원의 감각에 의존해야 하며, 광학계의 의한 화상 데이터를 모두 컴퓨터 메모리에 기억하려면 메모리의 용량을 최대한 크게 하지 않으면 안된다. 게다가, 보수작업은 화로안이 다 식어버리기 전에 수행되므로, 작업원이 화로내에 들어가는 것은 불가능하다. 이에 반해, 보수작업 중에는, 보수재의 분무에 따른 분말먼지, 연기의 발생 및 고온화염에 의해, 광학계는 거의 도움이 되지 않는다. 따라서, 보수작업을 실질적으로 작업원의 감각에 의존할 수밖에 없다. 더욱이, 코우크스로내의 화로벽의 검사, 보수에 사용되는 랜스장치는, 다수단의 랜스를 신축가능하게 구성하고 있다. 각 단의 랜스는 단면이 원형인 통형체에 의해 구성되어 있으므로, 회전운동하도록 구동시키기 힘들다. 즉, 첫째단의 랜스를 축 둘레에 회전시키도록 할 경우, 첫째단의 랜스와 둘째단의 랜스의 접촉면에 미끄러짐이 발생하여, 첫째단 랜스의 회전이 둘째단의 랜스에 전달되지 않는 결점이 있다.

또한, 상기 제 3의 보수방법은, 분무 건과 화로벽의 손상부와의 거리를 최적치로 함으로써 분무 부재의 리바운드로 인한 손실을 줄이고 분무 부재의 부착효율을 높이는 것으로서, 화로벽의 손상부 깊이에 따른 최적보수는 불가능하다.

한편, 상기 제 1보수장치는, 작업원이 화로벽의 손상부를 육안으로 관찰하면서 조작핸들을 조작하고, 수냉식 긴 통형체의 일단에 구비한 분무버너로 손상부를 보수할 필요가 있다. 따라서, 보수해야 할 범위 및 보수재의 분무량은 작업원의 감각에 의존하여야 한다.

또한, 상기 제 2의 보수장치는, 화로벽의 손상부와 분무 건과의 거리를 일정하게 유지할 수 있으나, 화로벽 손상부의 손상상황을 정량적으로 파악하여, 손상상황에 따른 보수를 행하는 것에 대해서는 개시되어 있지 않다.

더욱이, 상기 제 3, 제 4의 보수장치는, 감시 카메라로 얻어진 화로벽의 화상을 작업원이 감시하면서 분무 버너를 내장한 붐(boom)혹은 장척 빔을 조작할 필요가 있다. 따라서, 보수할 범위 및 보수재의 분무량을 작업원의 감각에 의존하여야만 한다.

또한, 상기 제 5의 보수장치는, 상기 제 4의 보수장치와 마찬가지로, 감시 카메라의 화상을 작업원이 감시하면서 분무 랜스를 조작할 필요가 있다. 따라서, 보정할 범위 및 보수재의 분무량은 작업원의 감각에 의존해야만 한다.

종래의 보수장치 및 보수방법은, 모든 경우에 있어서, 화로벽면의 평면화상에 의존하여 손상부를 보수하고 있으나, 이러한 평면화상으로부터 손상부의 깊이를 정량적으로 파악하고 것은 사실상 곤란하다는 것이 판명되었다. 더욱이, 보수작업이 고온의 코우크스 로내에서, 또한 시각적으로 거의 볼 수 없는 상황에서 수행된다는 것을 고려하면, 평면화상만으로부터 손상부를 시각적으로 판별하는 것도 곤란하다. 여기서 사용된 용어 손상부는 마모에 의한 손상 등을 모두 포함하는 의미로 사용되어 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 종래의 코우크스로의 화로벽 검사방법 및 보수방법, 보수장치의 문제점을 제거하고, 화로벽의 손상상황, 및 손상량을 정량적으로 파악할 수 있는 코우크스 화로벽의 보수방법 및 보수장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은, 고온의 악 조건하에서도 화로벽을 보수할 수 있는 보수방법 및 보수장치를 제공하는 것이다.

[발명의 개시]

본 발명자들은, 상기 목적을 달성할 여러 가지 시험연구를 반복한 결과, 아래와 같은 공정을 실시함으로써 자동보수가 가능해짐을 규명해 내었다. 우선, 랜스 선단부에 구비한 거리센서에 의해 랜스 선단부와 화로벽과의 거리를 측정하여 화로벽의 손상량 데이터를 구한다. 이 경우, 보수재의 토출 노즐을 가지는 랜스 선단부에는, 텔레비젼 카메라 또는 파이버스코프 등의 촬상 장치를 구비해두고, 이 촬상장치에 의해 화로벽을 주사하여 손상부를 특정해 두어도 좋다. 더욱이, 랜스를 구동하는 랜스 구동 시스템에 손상부 위치 좌표를 구한다.

다음에, 화로벽의 손상부 위치좌표, 손상량 데이터를 바탕으로 필요한 보수범위와 소정의 보수패턴을 지시선택하고, 랜스 구동 시스템을 제어하여 랜스 선단을 이동시키고, 보수재를 손상부에 분무하여 보수한다.

즉, 본 발명은, 코우크스로의 화로벽을 랜스를 사용하여 보수하는 방법에 있어, 거리센서를 랜스 선단부에 설치해 두고, 이 거리센서에 의해 화로벽면의 손상부의 깊이를 측정하며, 거리센서의 상기 측정결과를 바탕으로, 상기 손상부에 상기 랜스 선단부에 구비한 보수 노즐로부터 보수재를 토출하여 보수하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 기계적 또는 전기적으로 보수 노즐의 위치를 제어할 수 있는 보수장치를 사용한 코우크스로의 화로벽 보수방법에 있어, 랜스 제어부에 보수노즐의 기본동작 패턴과, 보수범위내의 이동패턴을 미리 설정해 두고, 보수개시 전에 손상부의 손상정보를 바탕으로 보수범위를 설정함과 동시에, 보수노즐의 기본 동작 패턴과 이동패턴을 조합시킨 보수패턴을 선택하여, 보수노즐의 이동속도 및/또는 보수재료의 토출량을 제어하고 손상부의 보수를 자동적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법이 제공된다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 기계적 또는 전기적으로 보수노즐의 위치를 제어할 수 있는 보수장치를 사용한 코우크스로의 보수방법에 있어서, 랜스 제어부에 보수노즐의 기본동작패턴과, 보수범위내의 이동패턴을 미리 설정해 두고, 손상부의 손상정보를 바탕으로 손상 분포도를 작성하며, 상기 분모분포도를 바탕으로 보수범위를 설정함과 동시에, 보수노즐의 기본동작 패턴과 이동패턴을 조합한 보수패턴을 선택하고, 보수노즐의 이동속도 및/또는 보수재료의 토출량을 제어하여 손상부의 보수를 자동적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법에 제공된다.

본 발명에 따르면, 기계적 또는 전기적으로 보수노즐의 위치를 제어할 수 있는 보수장치를 사용한 코우크스로의 보수방법에 있어서, 랜스 제어부에 보수노즐의 기본동작 패턴과, 보수범위내의 이동패턴을 미리 설정해 두고, 보수 개시전에 손상부의 손상정보를 바탕으로 보수범위, 손상측정시의 거리센서와 주위의 건전한 벽돌면까지의 거리를 설정함과 동시에, 보수노즐의 기본동작패턴과 이동패턴을 조합시킨 보수패턴을 선택하여, 보수노즐의 이동속도 및/또는 보수재료의 토출량을 제어하고, 시시각각 변화하는 거리센서와 보수면까지의 거리를 측정하며, 손상측정시의 거리센서 위치와 보수시의 거리센서 위치와의 거리를 산출하여, 시시각각 변화하는 보수면이 손상부의 건전한 벽돌면의 가상선을 넘는 것을 감시하는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 보수재를 토출하는 보수노즐을 가지는 랜스 선단부에 구비한 촬상장치에 의해 화로벽면을 주사하여 모니터에 표시함과 동시에, 상기 랜스 선단부에 구비한 거리센서에 의해, 상기 랜스 선단과 화로벽과의 거리를 측정하여 화로벽면의 손상량 데이터를 구하고, 랜스를 구동하는 랜스구동 기구의 구동량으로부터 상기 랜스 선단에 대한 상기 화로벽면의 손상부의 위치의 좌표를 구하며, 상기 벽면화상정보, 손상량 데이터, 및 손상부의 위치 좌표 데이터로부터, 화로벽면의 필요한 보수범위와 보수패턴을 지시, 선택하고, 상기 화로벽면의 손상부를 소정 보수패턴을 따라 분무보수하도록 한 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법이 제공된다.

본 발명에 따른 코우크스로의 보수장치는, 보수재를 토출할 수 있고, 평면적으로 이동 가능한 보수노즐을 선단부에 구비한 다단의 신축 랜스장치와, 이 다단의 신축랜스장치를 구동하는 랜스구동기구와, 상기 다단의 신축랜스장치 선단부에, 상기 노즐에 인접하여 구비된 화로벽면과의 거리를 측정하는 거리센서와, 상기 거리센서로부터의 화로벽면의 손상량 데이터를 구하고, 이 손상량 데이터 및 손상부의 위치좌표 데이터로부터 상기 화로벽면의 손상부위를 상기 노즐이 이동하도록, 상기 랜스를 조작하는 랜스 조작부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 또한 다단의 신축랜스장치를 사용한 코우크스로의 보수장치에 있어서, 미리 정해진 방향으로 연장된 축을 구비한 다단의 신축랜스장치와, 이 다단의 신축랜스장치를 구동하는 랜스구동시스템을 구비하며, 상기 다단의 신축랜스장치는, 제 1단 랜스와, 이 제 1단 랜스내에 축방향으로 신축 가능하게 맞붙인 제 2단 - 제 N단 랜스와, 상기 제 1단 랜스를 그 내면에 끼워 수납함으로써 상기 제 1단 - 제 N단의 랜스를 지지하는 고정된 외통으로 이루어지며, 상기 랜스구동 시스템은, 상기 고정된 외통과 제 1단 - 제 N단의 랜스간에 구비된 랜스 신축구동기구와 상기 고정된 외통을 수직평면내에서 기울여 움직일 수 있도록 하기 위한 경사이동 기구를 가지는 것을 특징으로 한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 코우크스로의 보수장치인 다단의 신축랜스장치의 사시도이다.

제2도는 제1도에 도시된 다단의 신축랜스장치의 경사이동 기구를 설명하기 위한 평면도이다.

제3도는 제1도에 도시된 다단의 신축랜스장치의 선회기구를 설명하기 위한 평면도이다.

제4도는 제1도에 도시된 다단의 신축랜스장치 선단부의 구성을 도시한 횡단면도이다.

제5도는 제4도에 도시된 다단의 신축랜스장치 선단부의 촬상장치를 앞에 구비한 차광필터 전환장치의 개략적인 설명도이다.

제6도는 제1도에 도시된 다단의 신축랜스장치의 신축구동기구를 도시한 개략적인 측단면도이다.

제7도는 제2도에 도시된 다단의 신축 랜스장치의 신축구동기구에서 롤러가 고정된 위치를 도시한 개략적인 수평방향 단면도이다.

제8도는 제7도의 선 A-A를 따라 절단한 다단의 신축랜스장치의 제1실시예의 종단면도이다.

제9도는 제7도의 선 A-A를 따라 절단한 다단의 신축랜스장치의 제2실시예를 도시한 종단면도이다.

제10도는 제7도의 선 A-A를 따라 절단한 다단의 신축랜스장치의 제3실시예를 도시한 종단면도이다.

제11도는 보수장치의 랜스트럭을 가마 앞에서 평행하게 할 경우의 설명도이다.

제12도는 다단의 신축랜스장치를 가마의 중심에 위치시킬 경우의 설명도이다.

제13도는 제11도에 있어서 랜스트럭을 평행으로 할 경우의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

제14도는 제12도에 있어서 다단의 신축랜스장치를 가마의 중심에 위치시킬 경우의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

제15(a)(b)(c)도는 다단의 신축랜스장치 선단부의 토출노즐을 고정하는 위치의 변경을 설명하기 위한 도면이다.

제16도는 본 발명에 따른 보수장치의 신호 처리 제어부를 중심으로 한 처리계통을 도시한 블럭선도이다.

제17도는 본 발명에 따른 보수장치에 의해 얻어진 한정된 범위의 화로벽의 화상이다.

제18도는 본 발명에 따른 보수장치에서 사용되는 광범위 카메라에 의한 비교적 광범위의 화로벽의 화상이다.

제19도는 본 발명에 있어 작성되는 손상부의 손상 분포도형을 관찰한 데이터를 도시한 화상이다.

제20도는 본 발명에 있어서 사용되는 보수범위와 보수패턴의 일실시예를 도시한 화상이다.

제21도는 본 발명의 제 2방법에 의해 분무재료가 지나치게 쌓이는 것을 방지하기 위한 동작을 설명하기 위한 도면이다.

제22도는 본 발명에 따른 보수장치의 토출노즐의 기본동작패턴을 도시한 도면이다.

제23도는 보수범위에서의 토출노즐의 기본동작패턴을 도시한 도면이다.

제24도는 본 발명의 제 2방법에 의해 화로벽을 보수할 경우의 토출노즐의 이동패턴을 도시한 도면이다.

제25도는 화로벽의 손상 상황과 토출노즐의 이동패턴과 토출노즐의 이동속도와의 관계를 도시한 도면이다.

제26도는 화로벽의 손상 상황과 토출노즐의 이동패턴과 분무부재의 토출량과의 관계를 도시한 도면이다.

제27도는 깊이를 가지는 보수개소를 손상이 깊은 순으로 보수하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

제28도는 손상부의 깊이에 따라 토출노즐과 화로벽면의 거리를 일정하게 유지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

제29도는 보수패턴을 설정하여 자동보수를 실시하는 도중에 보수를 일시적으로 중단한 후, 자동보수를 재개하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

[발명을 실시하기 위한 형태]

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 설명하기로 한다. 제 1도 - 제 3도는 본 발명에 따른 보수장치를 도시하며, 여기서는, 다단의 신축랜스장치에 의해 구성되어 있음을 알 수 있다. 우선 제 1도에는, 수평면을 따라 X축, 수평면에 수직인 방향으로 Y축, 및 X축.Y축으로 규정되는 평면에 대하여 수직인 방향으로 Z축을 갖는 직교좌표계가 도시되어 있으며, 여기서는 상기 직교좌표계에 관련하여, 본 발명에 관한 보수장치를 개략적으로 설명한다. X축 및 Y축에 의해 규정되는 평면은, 코우크스로의 화로면에 대하여 평행하게 되도록 보수장치를 배치하며, 이 상태에서, 평면상을 직선적으로, 혹은, 2차원적으로 이동할 수 있다. 또한 보수종료시에는, Z축방향으로 보수장치를 이동시켜 별도의 코우크스로내에 인도할 수 있다.

더욱이, 제 1도에 도시된 보수장치는, 랜스 트럭(1)을 구비하며, 상기 랜스 트럭(1)은 Y축 방향으로 직립하고, Y축 둘레로 회전가능하게 구비된 마스트(2)를 가진다. 마스트(2)에는, 랜스 승강대(3)가 수직방향, 즉 Y축방향으로 승강가능하게 구비되어 있다. 랜스 승강대(3)는, 마스트(2)의 꼭대기부에 구비된 와이어 혹은 체인에 의한 권상기로 이루어지는 구동장치(4)에 의해 마스트(2)를 따라 상하로 승강한다.

랜스 지지대(5)는, 랜스 승강대(3)에 랜스 경사이동기어(6)를 통해 고정되어 있다. 랜스 지지대(5)에는 단면이 4각형인 고정된 외통(7)이 구비되며, 상기 고정된 외통(7)은 랜스 지지대(5)의 연장방향으로 슬라이드하는 슬라이드판(8)을 통해, 랜스 지지대(5)에 고정되어 있다.

랜스 경사이동기어(6)는, 도시하지 않는 구동용 모터에 의해 시계방향 혹은 반시계방향으로 회전하며, 이렇게 함으로써, 제 2도에 도시하는 바와 같이, 고정된 외통(7)이 Z축 둘레로 기울어 회전하도록 구성되어 있다.

여기서, 고정된 외통(7)은, 그 중심에 랜스축을 규정하고 있으며, 그 내면에 단면이 4각형인 통형체로 이루어지는 제 1단 랜스(9)를 지지하고 있다. 제 1단 랜스(9)의 외주면의 축방향에는 래크(10)가 고정되며, 이 래크(10)에는, 고정된 외통(7)에 구비된 피니언(11)이 결합되어 있다. 피니언(11)은, 도시하지 않은 구동용 모터에 의해 시계방향 혹은 반시계방향으로 회전하며, 이렇게 함으로써, 제 1단 랜스(9)를 고정된 외통(7)의 랜스축 방향을 따라 전후로 이동시킨다.

제 1단 랜스(9)의 내면에는 단면이 4각형인 통형체로 이루어지는 제 2단 랜스(12)가 수납되어 있고, 제 2단 랜스(12)의 내면에는 또한 단면이 4각형인 통형체로 이루어지는 제 3단 랜스(13)가 수납되어 있다. 제 3단 랜스(13)의 선단부에는 랜스 헤드부(14)가 구비되어 있다.

제 4도에 도시한 바와 같이, 랜스 헤드부(14)에는 보수재 분무용(즉, 토출용) 보수노즐(14-1)이 구비되며, 이 보수노즐(14-1)에는, 다수개의 플렉시블 호스(flexible hose)(15)(제 4도에서는 한 개만 도시)를 통해 공기, 산소나 보수재가 공급된다. 플렉시블 호스(15)는 당겨감기 기구(16)로, 랜스의 신축에 따라 연장 혹은 당겨 감도록 구성되어 있다.

고정된 외통(7)에는 제 1단에서 제 3단 랜스(9,12,13)를 그 중심을 지나는 랜스축 둘레로 회전시키기 위하여 기어(17)가 구비되어 있다. 모터(도시 생략)에 의해 기어(17)를 회전 구동함으로써, 제 3도에 도시한 바와 같이, 고정된 외통(7)은 랜스축 둘레를 회전한다. 랜스 축이 X축과 일치하도록, 고정된 외통(7)이 배치된 상태, 즉, 고정 외통(7)이 수평으로 배치된 상태에서는, 고정된 외통(7)은 X축 둘레를 회전하게 된다.

또한, 슬라이드 판(8)에는 한 쌍의 축받이판(18)이 고정되며, 고정된 외통(7)은 축받이판(18)에 구비한 원형구멍(18-1)을 관통하도록 배치되어 있다. 고정된 외통(7) 위에는, 보수작업시의 화로벽의 상황을 관찰하기 위한 광범위 카메라(19)가 구비되어 있다. 상기 광범위 카메라(19)는, 내열대책을 시행하면 제 2단 랜스(12)의 선단부등의 임의의 위치에 설치할 수 있다.

한편, 마스트(2)는 랜스트럭(1) 위에 선회기구(20)를 통해 고정되며, 상기한 바와 같이, Y축 둘레에 선회 가능하게 구성되어 있다. 또한, 랜스트럭(1)위에는 다단의 신축랜스장치를 조작하기 위한 조작실(21)이 설치되어 있다.

본 실시예에서는 랜스트럭(1)의 주행방식을 캐터필러(caterpillar) 방식으로 하고 있다. 그러나, 코우크스로의 코우크스 사이드는 코우크스 가이드차의 레일이 설치되어 있으므로, 캐터필러 방식이 아닌 레일 주행방식의 트럭으로 하며, 선회기구(20)로부터 위를 교환가능하게 할 수도 있다.

제 4도에서, 랜스 헤드부(14)에는, 다수의 플렉시블 호스(15)의 선단에 분기한 분무구(20-1)를 갖는 노즐헤드(22)가 구비되어 있다. 노즐헤드(22)의 분무구(22-1)중 하나에는 보수노즐(14-1)이 연결되며, 나머지 분무구(22-1)에는 크로즈다운 플러그(Closedown plug)(22-3)가 착탈 가능하게 설치되어 있다. 보수노즐(14-1)을, 랜스헤드부(14)의 측면을 향해 열려 있다.

랜스 헤드부(14)의 측면에는 보수노즐(14-1)에 인접하여 개구(14-2), (14-3)가 구비되어 있다. 랜스 헤드부(14)내에는 개구(14-2) 방향을 향한 CCD카메라(23)와, 방사온도계(24)가 배치되며, 개구(14-3) 방향을 향해 화로벽면까지의 거리를 계측하는 레이저 거리계(25)가 배치되어 있다. 또한, 랜스 헤드부(14)에는, 냉각용 압축공기배관(26)이 연결되어 있다.

랜스 헤드부(14)에 불어넣어진 냉각용 압축공기는, 도시하지는 않았으나 개구(14-2,14-3)를 폐쇄하도록 구비한 유리(14-4,14-5) 고정부에 구비한 슬릿으로부터 유리의 외표면에 분출하도록 구성되어 있다.

더욱이, CCD카메라(23)의 전면에는 모터(28)에 의해 회전하는 회전원반(27)이 구비되어 있다.

여기서, 제 4도에 추가적으로 제 5도를 참조해 보면, 회전원반(27)에는 CCD 카메라(23)에 입력되는 광원량, 휘도(輝度)를 차광 조정하기 위한 다수의 밴드패스필터(F1-F4)가 같은 각도 간격을 두고 구비되어 있다. 화로벽면의 상황에 맞게 CCD 카메라(23)의 노광을 조정함과 동시에, 밴드패스 필터(F1-F4)를 교체함으로써 화로벽으로부터의 광 파장을 선택적으로 투과시킨다. 이렇게 하여, 분무화염의 광 파장을 차단함으로써, 보수재의 분무 상황을 정확히 관찰할 수 있다.

또한, 레이저 거리계(25)는, 화로벽의 손상상황을 손상량으로서 정량적으로 파악하기 위하여, 랜스의 선단부와 화로벽면과의 거리를 계측함과 아울러, 손상부의 깊이도 측정하기 위한 것이다. 즉, 화로벽에 손상에 따른 오목부가 존재할 경우에, 그 오목부의 깊이 및 크기는, 레이저 거리계(25)의 측정데이터로부터 검출할 수 있다.

CCD카메라(23)로 촬영된 화로벽면 화상, 방사온도계(24)로 측정된 화로벽의 온도 및 레이저 거리계(25)의 측정데이터는, 전송선로(30, 31 및 32)에 의해 랜스 헤드부(14), 제 1단에서 제 3단 랜스(9,12,13) 및 고정된 외통(7)의 내부, 및 당겨감기 기구(16)를 통과하여 외부로 취출되어 조작실(21)로 인도된다.

또한, 노즐헤드(22)에는, 플렉시블 호스(15)를 통해 보수재가 공급된다. 플렉시블 호스(15)는 랜스헤드부(14), 제 1단에서 제 3단 랜스(9,12,13) 및 고정된 외통(7)의 내부를 통과하고 당겨감기 기구(16)를 통해 외부로 취출되어, 보수재 공급기구(도시 안함)에 연결되어 있다.

이상과 같은 다단의 신축랜스장치에 의해 제 2도, 제 3도에 도시하는 바와 같이, 랜스 헤드부(14)를 탄화실(100)내에서 화로벽(101)을 따라 자유롭게 이동하게 하고 보수재를 화로벽(101)의 손상부에 분무 함으로써 보수를 수행한다.

이 같은 사실로부터 알 수 있듯이, 보수중, 랜스헤드부(14)는 화로벽(101)을 따라, 직선적 혹은 2차원적으로 이동할 수 있으면 좋다. 따라서, 보수중, 랜스 헤드부(14)는 Z축 둘레로 기울어 움직이고 회전함과 동시에, 랜스축을 따라 신축하는 것만으로도, 화로벽(101)의 손상부를 보수할 수 있다. 이 경우, Y축 방향으로의 승강 동작은 필요치 않게 된다.

제 6도를 참조하여, 다단의 신축 랜스 장치의 제 1예에 관해 설명하기로 한다. 제 1와이어(41)는 제 2단 랜스(12)를 전진 이동시키기 위한 것이다. 제 1와이어(41)의 일단을 고정된 외통(7)의 후단에 고정되며, 타단은 제 1단 랜스(9)의 전단에 고정시킨 제 1호일(42)에 돌려감아 제 2단 랜스(12)의 후단에 고정되어 있다.

제 2와이어(43)는 제 3단 랜스(13)를 전진 이동시키기 위한 제 2와이어이다. 제 2와이어(43)의 일단은 제 1단 랜스(9)의 후단에 고정되며, 타단은 제 2단 랜스(12)의 전단에 고정시킨 제 2호일(44)에 돌려감아 제 3랜스(13)의 후단에 고정되어 있다. 제 2단 랜스(12) 및 제 3단 랜스(13)를 전진 이동시키기 위한 구동기구는, 도시하지 않은 구동용 모터에 의해 피니언(11)을 회전시키고 제 1단 랜스(9)를 전진시키면, 제 1와이어(41) 및 제 1호일(42)에 의해 제 2단 랜스(12)가, 제 2와이어(43) 및 제 2호일(44)에 의해 제 3단 랜스(13)가 여기에 연동하여 동거리 전진하도록 구성되어 있다.

제 3와이어(45)는 제 2단 랜스(12)를 후퇴이동시키기 위한 것이다. 제 3와이어(45)의 일단은 고정된 외통(7)의 전단에 고정되며, 타단은 제 1단 랜스(9)의 후단에 고정시킨 제 3호일(46)에 돌려감아 제 2단 랜스(12)의 후단에 고정되어 있다.

제 4와이어(47)는 제 3단 랜스(13)를 후퇴이동시키기 위한 와이어이다. 제 4와이어(47)의 일단은 제 1단 랜스(9)의 전단에 고정되며, 타단은 제 2단 랜스(12)의 후단에 고정시킨 제 4호일(48)에 돌려감아 제 3단 랜스(13)의 후단에 고정되어 있다.

제 2단 랜스(12) 및 제 3단 랜스(13)를 후퇴이동시키는 것은, 아래와 같이 하여 수행된다. 상기 도시하지 않은 구동용 모터에 의해 피니언(11)을 회전시키고 제 1단 랜스(9)를 후퇴시키면, 제 3와이어(45) 및 제 3호일(46)에 의해 제 2단 랜스(12)가 후퇴하고, 제 4와이어(47) 및 제 4호일(48)에 의해 제 3단 랜스(13)가 이에 연동하여 후퇴이동한다.

제 7도를 참조하여, 다단의 신축 랜스 장치의 이동안내기구에 관해 설명하기로 한다. 고정된 외통(7)과 제 1단 랜스(9) 사이, 제 1단 랜스(9)와 제 2단 랜스(12) 사이, 및 제 2단 랜스(12)와 제 3단 랜스(13)사이의 상호 이동을 원활히 하기 위해, 제 1- 제 6의 각 롤러쌍(51a-51c, 52a-52c)이 구비된다. 제 1-제 3의 롤러 쌍 (51a,51b,51c)은, 각각 제 1단 랜스(9), 제 2단 랜스(12) 및 제 3단 랜스(13)의 후단부에 있어서 서로 대향하는 좌우의 외주면에 고정되어 있다. 제 4- 제 6의 롤러쌍 (52a, 52b, 52c)은, 각각 고정된 외통(7), 제 1단 랜스(9) 및 제 2단 랜스(12)의 전단부에 있어서 서로 대향하는 좌우의 내주면에 고정되어 있다.

제 8도를 참조하면, 제 2단 및 제 3단 랜스(12,13)는 각각 단면이 4각형인 2중 통형체(12a,12b,13a,13b)로 이루어진다. 이들 통형체 (12a와 12b, 13a와 13b)로 형성되는 간격은 각각, 랜스의 중심축 방향으로 연장된 다수의 분할부(12c, 13c) 에 의해 분할되어 다수의 냉각수의 유로가 형성되며, 수냉 재킷 구조가 실현되어 있다. 한편, 제 8도에서는 제 1단의 랜스와 고정된 외통(7)은 도시가 생략되어 있으나, 이와 같은 구조는 제 1단 랜스(9)에도 적용된다. 냉각수는, 제 1단 - 제 3단 랜스(9,12,13)마다에 플렉시블 호스로 공급, 배출된다.

제 4도에 돌아와서, 제 3단 랜스(13)의 선단부에 연결된 랜스 헤드부(14)는, 상기 수냉 재킷 구조와 마찬가지로 이중 통형체 (14a,14b)로 이루어지며, 그 간격에는 냉각수의 유로가 형성되어 수냉 재킷구조가 실현되어 있다. 따라서, 제3단 랜스(13)와 랜스헤드부(14)와의 접합면에는 냉각수 통로구멍(55)이 소정개수 구비되어 있다. 이러한 수냉 재킷구조에 있어서는, 다수의 냉각수 유로내의 일부 예를 들어 상하좌우의 면중 상하면 부분의 유로로부터 냉각수를 공급하고, 좌우측면부의 유로로부터 냉각수를 배출시킴으로서 냉각수의 편류에 의한 랜스 변형을 방지할 수 있다.

제 8도에 있어서는 제1 ∼ 제3단의 랜스(9,12,13) 및 고정된 외통(7)을 단면이 4각형인 통형체에 의해 구성되었으나, 제9도에 도시하는 바와 같이, 다면이 6각형인 이중통형체 (61a, 62b)로 구성할 수도 있다. 이 경우, 제2단 랜스내측의 통형체(61b)의 내주면과 제3단 랜스 외측의 통형체(62b)의 외주면과의 사이에 만들어지는 좌우네개의 공간에 4개의 롤러(63c)가 배치되어 있다. 또한 이중통형체 (61a와 61b) 사이 및 이중통형체 (62a와 62b)와의 사이에는 각각 중심축 방향으로 연장된 다수의 분할부(61c,62c)가 구비되어 있다.

제10도에 있어서, 제1단, 제2단 랜스(9,12)는 단면이 8각형인 이중통형체(71a와 71b) 그리고 (72a와 72b)로 구성되고, 제3단 랜스(13)는 단면이 원형인 3중 통형체(73a,73b,73c)로 구성되어 있다. 이 경우에도, 제1단 랜스내측의 통형체(71b)의 내주면과 제2단 랜스 외측의 통형체(72a)의 외주면과의 사이에 만들어지는 공간에 네개의 롤러(74)가 배치되어 있다. 제2단 랜스 내측의 통형체(72b)의 내주면과 제3단 랜스 외측의 통형체(73b)의 외주면과의 사이에 만들어지는 공간에도 네개의 롤러(75)가 배치되어 있다. 롤러(74,75)의 배치는 하부에 3개 상부에 1개와 같이 비대칭으로 한다. 이는 랜스의 중량을 고려하여 배치한 것으로, 각단의 신축에는 영향이 없다. 또한, 이중통형체 (71a 과 71b) 사이 및 이중통형체 (72a 와 72b) 사이에는 각각 중심축 방향으로 연장된 다수의 분할부(77,78)가 구비되어 있다.

제11도 및 제12도를 참조하면, 다단의 신축 랜스장치의 위치를 맞추는 것에 관하여 설명하기로 한다. 코우크스로의 입구에는, 통상, 한 쌍의 벅스테이(buck stay)가 구비되어 있다. 이같은 사실을 고려하여 랜스지지대(5)의 양측에, 벅스테이(58)에 대응하도록 스트로크 실린더(56,57)가 구비되어 있다.

스트로크 실린더(56,57)는 랜스지지대(5)와 벅스테이(58)간의 거리(La,Lb)를 측정하고, 랜스 지지대(5)를 벅스테이(58)와 평행하게 위치시키는데 사용된다. 한편, 벅스테이(58)의 소정 높이의 위치에는 반사판(59)(제12도)이 구비되어 있다. 다단의 신축랜스장치의 랜스헤드부(14)에 내장한 레이저 거리계(25)(제14도)에 의해, 반사판(59)과 랜스헤드부(14)간의 거리를 측정하고, 다단의 신축랜스장치의 중심을 탄화실(100)의 화의 폭중심에 맞추는데 사용한다.

제13도를 참조하여, 다단의 신축랜스장치의 위치맞춤 동작에 관하여 설명하기로 한다. 코우크스로의 탄화실(100)의 화로벽(101)을 관찰 또는 화로벽(101)의 손상부를 보수할 경우에는, 우선 작업원이 조작실(21)에서 랜스트럭(1)을 주행시켜 관찰 또는 보수하는 탄화실(100)의 가마, 즉 코우크스로 앞으로 이동시킨다. 다음으로, 스트로크 실린더(56,57)를 조작하여 벅 스테이(58,58)에 맞붙이고(스텝S1), 거리 (La, Lb)를 기록하게 한다(스텝S2). 스텝(S3)에서는 랜스지지대(5)의 선회 각도를 산출하여 랜스 지지대(5)를 선회시킨다(스텝S4). 스텝S5에서는, 거리 (La, Lb)가 미리 정한 소정치 (λ)이하 인지를 판정한다. 판정결과 소정치 (λ)이하가 되면 스트로크 실린더(56,57)를 후퇴시키고(스텝S6), 랜스지지대(5)와 코우크스로와의 평행위치 맞춤처리를 종료한다.

제12도에 추가적으로 제14도를 참조해보면, 스텝S11에서는 모터(도시 생략)를 구동하여 피니언(11)을 회전시키고, 래크(10)를 통해 다단의 신축랜스 장치를 신장시킨다. 그리고, 랜스헤드부(14)에 내장한 레이저거리계(25)를 반사판(59)의 대향위치에 위치시킨다(스텝 S12). 다음으로, 레이저거리계(25)와 반사판(59)간의 거리 (Lc)를 기입하고(스텝S13), 랜스지지대(5)의 Z축방향의 이동거리 (Lz)를 다음식에 의거하여 연산한다(스텝 S14).

L = R - (Lz + Lc)

단, R은 화로벽면과 가마 중심간의 거리, Lz는 다단의 신축랜스 장치의 중심과 레이저거리계(25)간의 거리이다.

스텝S15에서는 랜스지지대(5)를 z축방향으로 이동시키고, 스텝(S16)으로 이행하여 Lz이 미리 정한 허용치 Lk 이하인지의 여부를 판정한다. 판정결과 Lz이 미리 정한 허용치 Lk이하가 되면 다단의 신축랜스장치의 가마 중심맞춤을 완료하고, 신장전의 랜스 선단부위치를 X 축, Y 축, Z 축의 기준점(0,0,0)으로 설정한다.

다음으로, 모터(도시 생략)를 구동하여 피니언(11)을 회전시키고, 래크(10)를 통해 다단의 신축랜스 장치를 탄화실(100)내의 소정위치까지 신장시켜 삽입하여, 보수하고자 하는 화로벽 위로 주사시킨다. 그리고 랜스 헤드부(14)에 내장한 CCD 카메라(23)에 의해 화로벽의 상태를 촬영하고, 화로벽의 화상을 후술하는 보수용 모니터에 표시한다. 보수용 모니터상의 화면에는, 랜스 선단부의 보수재 분무위치의 X 축, Y 축, Z 축의 기준점(0,0,0)으로부터의 X 축, Y 축, Z 축의 이동거리에 대응하는 좌표의 X 축, Y 축의 손상화면이 표시된다. 보수재 분무위치의 절대위치는, X 축, Y 축, Z 축의 기준점(0,0,0)을 기점으로 하여, 후술하는 랜스구동 시스템으로 부터 조작실(21)내의 신호 처리 제어부에 입력되는 구동량 정보로부터 구하고, 랜스 선단부의 탄성량을 측정하여 보정한다.

다음에, 신호처리 제어부는, 레이저 거리계(25)로부터 입력되는 화로벽의 손상량 데이터와, 손상에 의한 화로벽 오목부의 위치좌표 데이터를 화상 처리하고, 화로벽의 각 부분을 손상의 정도 즉, 오목부의 깊이에 따라 분류하여 손상분포도형을 보수용 모니터에 표시한다.

작업원은, 손상분포도형을 관찰한 데이터 및 모니터 화면으로부터, 화로벽면의 필요한 보수범위를 지시하여 소정의 보수패턴을 신호처리 제어부에 설정하여 입력한다. 그 결과, 소정의 보수패턴을 바탕으로 랜스구동 시스템에 제어신호가 송출되며, 랜스구동 시스템은 제어신호를 바탕으로 다단의 신축랜스장치를 제어함으로써 자동보수가 이루어진다.

다단의 신축랜스 장치의 제 1단 ∼ 제 3단 랜스(9,12,13) 및 랜스헤드부(14)는, 수냉구조이다. 또한, CCD 카메라(23), 방사온도계(24), 레이저 거리계(25) 및 차광용 밴드 패스 필터를 구비한 회전원반(27)과 모터(28)를 내장한 랜스헤드부(14) 내부에는 냉각용 압축공기배관(26)으로부터 냉각용 압축공기가 주입된다. 상기 냉각용 압축공기는 개구(14-2,14-3)에 구비한 유리(14-4,14-5) 부착부에 구비한 슬릿으로부터 유리외표면으로 분출하여, 유리(14-4,14-4)의 외표면으로의 리바운드에 따른 분무부재의 부착이 방지된다.

CCD 카메라(23)의 전면에 구비한 모터(28)에 의해 회전하는 회전원반(27)의 밴드패스필터(F1∼F4)중 하나를 벽면의 상황에 맞추어 선택하고, CCD 카메라(23)의 노광조정 및 선택한 차광필터에 의해 화로벽의 광파장을 선택적으로 투과시키며, 분무화염의 광파장을 차단함으로써, 보수재의 분무상황을 관찰할 수 있다. 또한, 랜스헤드부(14)는, 제 3단 랜스(13)로 부터 떼어낼 수 있다. 한편, 랜스헤드부(14)에 내장한 노즐헤드(22)는, 상기한 바와 같이, 분기된 다수의 분무구(22-1)를 갖는다. 따라서, 제 15도에 도시한 바와 같이, 보수노즐(14-1)의 부착 위치를 변경함으로써, 좌우의 화로벽(101) 및 천정부의 관찰 및 보수가 가능하게 된다.

즉, 제 15도(a)는 우측 화로벽(101-1)을 관찰, 보수할 경우의 보수노즐(14-1)의 부착위치를 도시하며, 제 15도(b)는 우측의 화로벽(101-2)을 관찰, 보수할 경우의 보수노즐(14-1)의 부착위치를 도시한다.

한편, 제 15도(c)는 천정의 화로벽(101-3)을 관찰, 보수할 경우의 보수노즐(14-1)의 부착위치를 도시하고 있다.

본 발명에 관련한 보수장치를 구성하는 다단의 신축랜스장치는, 제 1단 랜스(9)의 이동거리와 제 2단 랜스(12), 제 3단 랜스(13)의 이동거리가 같기 때문에, 랜스 선단부의 랜스헤드부(14)의 보수노즐(14-1) 위치의 연산이 용이하다. 더욱이, 다단의 신축랜스장치를 단면이 다각형이 되도록 함으로써, 고정된 외통(7)의 축 둘레의 회전이 제 1단 ∼ 제 3단 랜스(9,12,13) 및 랜스헤드부(14)에 확실히 전달될 수 있다.

다음에, 제 16도 ∼ 제 20도를 참조로 하여, 상기 다단의 신축랜스장치를 사용한 보수방법에 관하여 설명하기로 한다.

제 16도에 있어서, 조작실(21)(제 1도)에는, 벽면 보수용의 보수용 모니터(34), 손상량의 도형처리를 위한 신호처리제어부(35), 처리된 도형을 표시하기 위한 그래픽패널(도시 안함), 그 밖의 계측장치, 조작판이 설치되어 있다.

신호처리제어부(35)는 컴퓨터로 실현되며, 이후의 설명으로 분명히 알수 있듯이, 적어도 아래의 기능을 가지고 있다. 즉, 신호처리제어부(35)는, 손상부의 위치좌표를 연산하는 손상부 위치좌표 연산부(35-1), 손상량을 연산하는 손상량 데이터 연산(35-2), 손상부 도형의 작성하는 손상부 도형작성부(35-3), 보수범위와 패턴을 결정하는 보수범위와 패턴결정부(35-4), 랜스제어부(35-5), 및 랜스 선단부의 탄성량을 연산하는 탄성량 연산부(35-6)의 기능을 갖는다. 고정된 외통(7)(제 1도)위에 구비된 광범위 카메라(19)(제 1도)의 촬영화상은 광범위 모니터(37)에 표시된다. 게다가, 도시된 신호처리 장치(35)에는, 상기한 각부를 제어하기 위한 프로그램을 저장한 메모리(35-7), 및 후술하는 메모리(35-8)가 구비되어 있다.

다단의 신축랜스장치에 있어서, 각 구동부는 서보모터등을 이용한 랜스구동시스템(38)으로 제어된다. 즉, 랜스구동시스템(38)은, 제 1도에 도시된 X 축 방향 이동량 Lx, Y 축 방향 이동량 Ly, Z 축 방향이동량 Lz, 회전각 Rx, 선회 Ry, 경사이동각 Rz을 파악하면서 각 구동부에 대하여 위치 및 속도제어를 수행함과 동시에, 이들 정보를 조작실(21)내의 신호처리제어부(35)에 출력한다. 신호처리제어부(35)는, 상기한 기능 외에도, X 축 방향의 이동량 Lx, Y 축 방향의 이동량 Ly 및 Z 축 둘레의 회전각 θ을 입력하고, 랜스선단부의 탄성량 ε을 출력하는 다층 뉴럴네트워크의 기능을 가진다.

상기 다층 뉴럴 네트워크는, 임의의 X 축 방향 이동량 Lx, Y 축 방향 이동량 Ly 및 Z 축 둘레의 회전각 θ으로부터 랜스 선단부의 탄성량 ε을 추정하고, 이 추정치를 사용하여 랜스구동 시스템(38)에 의한 랜스 선단부 위치를 보정한다.

신호처리제어부(35)는, CCD 카메라(23)로 부터의 벽면화상을 표시하기 위한 보수용 모니터(34), 광범위 카메라(19)로부터의 화상을 표시하기 위한 광범위 모니터(37)에 접속되어 있다.

상기한 구성에 있어서, 신호처리제어부(35)는, 레이저 거리계(25)로부터의 신호에 의해 화로벽면의 손상량 데이터를 구함과 동시에, 레이저 거리계(25)의 검출신호와, 랜스구동시스템(38)에서의 구동량으로부터 랜스 선단부에 대한 화로벽의 손상부의 위치좌표를 구한다.

또한 신호처리제어부(35)는 보수용 모니터(34)이 벽면화상정보, 손상량데이터 및 손상부의 위치좌표 데이터를 사용한 화상처리에 의해, 화로벽의 각 부분을 손상의 정도에 따라 분류하고 손상 분포도형으로서 보수용 모니터(34) 혹은 별도의 그래픽 패널에 표시한다.

조작부(39)는, 작업원이 보수용 모니터(34)의 손상 분포도형을 관찰하여 화로벽면의 필요한 보수범위, 보수패턴을 지정, 입력하기 위한 것이다.

코우크스로내 화로벽의 손상부를 보수할 경우에는, 우선 작업원이 조작실(21)에서 조작부(39)를 조작하고 랜스트럭(1)을 소정의 탄화실의 코우크스로 앞으로 이동시킨다. 그리고, 제 11도, 제 13도에 관련하여 설명한 바와 같이, 양측의 벅 스테이(58)와 랜스 지지대(5)와의 거리가 소정치 이하가 되도록, 랜스트럭(1)을 소정위치로 위치시킨다.

다음으로, 제 12도 및 제 14도에 관련하여 설명하였듯이, 랜스중심이 탄화실의 중심에 위치하도록 슬라이드판(8)을 통해 고정된 외통(7)을 Y 축 및 Z 축 방향으로 이동시킨다. 이 결과, 랜스 중심이 탄화실의 중심에 위치하면, 이 시점에서의 신장전의 랜스 선단부 위치를 X 축, Y 축, Z 축의 기준점(0,0,0)으로서 설정한다.

기준점이 설정되면, 작업원은 랜스구동시스템(38)을 조작하여 랜스를 코우크스로내에 삽입하며, 보수하고자 하는 화로벽위를 주사하게 하고, 랜스선단부, 즉, 랜스헤드부의 CCD 카메라(23)에 의해 화로벽의 상태를 촬영한다. 이 촬영에 의해 제 17도에 도시한 바와 같이 한정된 범위(예를 들어 사방 1m)의 화로벽 화상이 보수용 모니터(34)에 표시된다. 보수용 모니터(35) 위의 화면에는, 랜스 선단부의 보수재 분무위치의 X 축, Y 축, Z 축의 기준점(0,0,0)으로부터의 X 축, Y 축, Z 축의 이동거리에 대응하는 좌표에 있어서의 X 축, Y 축의 손상화상이 표시된다.

상기한 랜스의 이동은 랜스구동 시스템(38)에 의해 이루어지며, 보수재 분무위치의 절대위치는, 상기 랜스구동시스템(38)으로부터 신호처리 제어부(35)로 입력되는 각 구동부의 구동량 정보로부터, X 축, Y 축, Z 축의 기준점(0,0,0)을 기점으로 하여 구하며, 랜스 선단부의 탄성량 ε을 추정하여 보정한다. 더욱이, 광범위 모니터(37)에는, 광범위 카메라(19)에 의해 제 18도에 도시한 바와 같이 비교적 광범위한 화로벽 화상을 표시한다.

다음에, 신호처리제어부(35)는, 제 17도에 도시된 한정된 범위의 화로벽 화상정보, 레이저 거리계(25)로부터 입력되는 화로벽의 손상량 데이터와, 손상에 의한 화로벽 오목부의 위치좌표 데이터를 화상처리한다. 이 화상처리에 의해, 신호처리제어부(35)는, 제 19도에 도시하는 바와 같이, 화로벽의 각 부분을, 손상의 정도 즉, 오목부의 깊이에 따라 분류하여 손상분포도형을 보수용 모니터(34)에 표시한다.

작업원은, 제 19도의 손상분포도형의 관찰 데이터, 방사온도계(24)에 의한 화로벽온도 및 제 18도의 모니터 화면으로부터, 제 10도에 도시하는 바와 같이 조작부(39)에 의해 화로벽면의 필요한 보수범위를 지시하고 소정의 보수패턴을 설정한다. 신호처리제어부(35)는, 조작부(39)로부터 입력되는 보수패턴을 바탕으로 랜스구동 시스템(38)에 제어신호를 송출하고, 랜스구동시스템(38)을 제어하여 다단의 신축랜스장치에 의한 자동보수가 이루어진다.

제 20도에 있어서, 네개의 X 표를 잇는 직사각형으로 지정된 부분은, 필요한 보수범위이다. 보수패턴은, 그 보수범위내를 위쪽에서 아래쪽으로 뱀형상으로 주사하는 듯한 패턴으로 되어 있다. 이 보수패턴은, 임의로 정해도 좋고, 미리 설정되거나, 또한 작업원의 수동조작에 의해 정해도 좋다. 이 보수동작 중에는, 광범위 카메라(19)에 의해 비교적 광범위한 화로벽의 화상을 광범위 모니터(37)에 표시한다. 이렇게 함으로써, 보수재의 분사에 의한 분진, 연기의 발생 및 고온화염에 영향을 받지 않고, 보수작업의 상황을 화로 밖에서 확인할 수 있다.

또한, 랜스 승강대(3)를 최하한까지 내려도 랜스가 화로바닥에 도달하지 않는 경우에는, 신호처리 제어부(35)를 통해 랜스구동시스템(38)을 조작하고, 랜스신축길이와, 경사이동각도 Rz를 삼각함수의 관계에서 상대적으로 변화하도록 위치 제어함으로써 랜스 선단부를 화로바닥 가까이 까지 근접시켜 보수할 수 있다.

또한, 화로내에 삽입한 랜스와 벽면의 거리가 설정거리로 되지 않을 경우에는, 상기한 바와 동일하게 신호처리제어부(35)를 통해 랜스구동 시스템(38)을 조작하고, 랜스신축길이와, 선회각도 Ry를 제어함으로써, 보수노즐(14-1)과 화로벽면간을 항상 일정하게 할 수 있다. 그 결과, 사전에 검출된 손상부를 임의의 패턴으로 자동보수할 수 있다.

다음에, 제 21도 ∼ 제 29도를 참조하여, 자동보수방법의 제 2실시예에 관해 설명하기로 한다. 본 예에서도 제 16도에 도시된 구성의 다단의 신축랜스장치가 사용된다.

제 21도에 있어서, 레이저 거리계(25)는, 화로벽(101)의 손상상황을 손상량 데이터로서 정량적으로 파악하기 위해 랜스 선단부와 벽면과의 거리를 측정한다. 즉, 벽면에 손상에 따른 오목부가 존재할 경우, 그 오목부의 크기 및 깊이는, 레이저 거리계(25)의 측정데이터에 의해 검출할 수 있다.

제 16도에서 설명한 바와 같이, 신호처리제어부(35)는, 레이저 거리계(25)로부터의 신호에 의해 화로벽면의 손상량 데이터를 구함과 동시에, 랜스구동 시스템(38)에서의 구동량 데이터로부터 랜스 선단부에 대한 화로벽의 손상부의 위치좌표를 구한다. 신호처리제어부(35)는 또한, 보수용 모니터(34)에서의 화로벽면의 화상정보, 손상량 데이터 및 손상부의 위치좌표 데이터를 사용한 화상처리에 의해, 화로벽의 각 부분을 손상의 정도에 따라 분류하고 손상분포도형으로서 보수용 모니터(34) 혹은 별도의 그래픽 패널에 표시한다.

신호처리제어부(35)는, 상기한 바와 같이, 메모리(35-8)를 가진다. 이 메모리(35-8)에는, 미리 보수노즐(14-1)의 기본동작 패턴으로서, 제 22도(a)에 도시한 바와 같은 수평왕복 운동패턴, 제 22도(b)에 도시한 바와 같은 수직왕복 운동패턴, 제 22도(c)에 도시한 바와 같은 원운동 패턴, 제 22도(d)에 도시한 바와 같은 정지패턴이 기억되어 있다.

더욱이, 신호처리제어부(35)의 메모리(35-8)에는, 제 23도에 도시한 바와 같은 이동패턴이 기억되어 있다. 이동패턴의 예로서, 제 23도(a)에는 보수범위의 수평이동과 수직이동을 조합시킨 이동패턴의 도시되어 있다. 한편으로는, 제 23도(b)에는 수직이동과 수평이동을 조합시킨 이동패턴이 도시되어 있고, 제 23도(c)에는 외측에서 내측으로 수직이동과 수평이동을 조합시킨 나선형 이동패턴이 도시되어 있다. 또한, 제 23도(d)에는 내측에서 외측으로 수직이동과 수평이동을 조합한 나선형 이동패턴이 도시되어 있다. 제 23도(e)에는 외측에서 내측으로의 나선형 이동패턴, 제 23도(f)에는 내측에서 외측으로의 나선형 이동패턴이 각각 도시되어 있다. 이와 같은 이동패턴은, X 축, Y 축 및 Z 축에 관하여 상기한 동작을 수행할 수 있는 다단의 신축랜스장치를 사용하여 용이하게 실현할 수 있다.

보수를 수행할 경우, 작업원은 조작실(21)에서 조작부(39)를 조작하여 랜스트럭(1)을 소정의 탄화실의 가마앞으로 이동시킨다.

다음에, 제 11도, 제 13도에 관련하여 설명한 바와 같이, 양측의 벅스테이(58)와 랜스지지대(5)와의 거리가 소정치 이하가 되도록 랜스지지대(5)를 소정위치에 위치시킨다. 이어서, 제 11도, 제 14도에 관련하여 설명한 바와 같이, 랜스중심이 탄화실의 중심에 위치하도록 슬라이드판(8)을 통해 고정된 외통(7)을 Z 축 방향으로 이동시킨다. 그리고, 랜스중심이 탄화실의 중심에 위치한 시점에서의 신장전의 랜스 선단부 위치를 X 축, Y 축, Z 축의 기준점(0,0,0)으로서 설정한다.

작업원은, 계속하여, 신호처리제어부(35)를 통해 랜스구동 시스템(38)을 조작하여 랜스를 코우크스로내에 삽입시키고, 보수하고자 하는 화로벽위로 주사시켜, 랜스 선단부의 CCD 카메라(23)에 의해 화로벽의 상태를 촬영하고, 촬영된 화로벽의 화상을 보수용 모니터(34)에 표시한다. 보수용 모니터(34)상의 화면에는, 랜스 선단부의 보수재 분무위치인 X 축, Y 축, Z 축의 기준점(0,0,0)으로부터의 X 축, Y 축, Z 축의 이동거리에 대응하는 좌표에서의 X 축, Y 축의 손상전 화상이 표시된다.

랜스의 이동은, 신호처리제어부(35)의 제어하에 랜스구동시스템(38)에 의해 이루어지는 것은, 상기한 실시예와 같다. 보수재 분무위치의 절대위치는, 상기 랜스구동시스템(38)으로부터 신호처리제어부(35)에 입력되는 각 구동부의 구동량 정보로부터 X 축, Y 축, Z 축의 기준점(0,0,0)을 기점으로 하여 구하며, 랜스 선단부의 탄성량 ε을 추정하여 보정한다.

다음에, 신호처리 제어부(35)는, 랜스구동시스템(38)으로부터 입력되는 구동량 정보 및 레이저 거리계(25)로부터 입력되는 화로벽 손상량 데이터와, 손상에 의한 화로벽 오목부의 위치좌표 데이터를 화상처리하고, 화로벽의 각부분을 손상의 정도 즉, 오목부의 깊이에 따라 분류하여 제 19도에서 설명한 바와 같은 손상분포도형을 보수형 모니터(34)에 표시한다.

작업원은, 표시된 손상분포 도형을 관찰한 데이터, 모니터 화면 및 방사온도계(24)로부터 알 수 있는 손상부의 벽면온도로부터, 손상형태 및 범위를 확인하고, 보수할 부위의 손상형태 및 범위에 따라, 제 22도 및 제 23도에 도시한 기본동작패턴, 이동패턴을 선택 조합하고, 랜스구동 시스템(38)에 화로벽면내의 필요한 보수범위, 소정의 보수패턴을 지시, 선택한다.

신호처리제어부(35)는, 지시, 선택된 보수범위, 소정의 보수패턴을 바탕으로 랜스구동시스템(38)에 제어신호를 송출하고, 보수노즐(14-1)의 이동속도 및/또는 보수재료의 토출량을 제어하여 다단의 신축랜스장치에 의한 자동보수가 이루어진다.

제 24도는 상기 방법을 사용하여 화로벽을 분무에 의해 보수하는 경우의 선택된 보수패턴의 일례를 도시한다. 이 경우에는, 보수범위가 약 1㎡로 비교적 넓기 때문에, 보수노즐(14-1)의 기본동작 패턴으로서 제 22도(c)에 도시한 원운동패턴, 이동패턴으로서 제 23도(a)에 도시한 수평이동패턴과 수직이동패턴을 조합한 이동패턴을 선택하였다. 신호처리제어부(35)는 선택된 이동패턴을 바탕으로 랜스구동시스템(38)을 제어하고, 손상부의 좌측상단에 보수노즐(14-1)을 맞춘다. 보수노즐(14-1)은, 그 위치에서 단독적으로 원운동을 반복하고, 그 원운동의 중심을 선택한 이동패턴에 맞추어 좌우 상하로 이동시킨다.

원운동의 직경 및 회전속도는 분무 방식, 기계장치의 특성 등에 따라 다른데, 실시예에서는 직경 = 500mmψ, 회전속도 = 20mm/sec 로하고 있다. 원운동의 중심이동속도는, 회전속도와 거의 같은 속도가 바람직하다. 이동방향은, 수평방향을 우선시키는 것이 좋다. 원운동의 중심을 수평방향으로 일정거리(실시예에서는 약 70cm)만큼 이동시킨 후, 원운동이 오버랩되도록 그 중심을 아래쪽으로 내린다(실시예에서는 약 40mm 내려가 있다). 그리고, 다시, 수평방향으로 이동시켜 이 동작을 반복하여, 손상부 앞면의 보수를 자동적으로 수행한다.

제 25도를 참조하여, 비교적 손상이 얕은 손상부를 1회의 분무로써 보수할 경우의 동작에 관하여 설명하기로 한다. 제 25도(a)에 도시한 손상깊이(D1)에 대응하여 보수노즐(14-1)의 이동속도를 제 25도(c)와 같이 변화시켜 분무두께를 제어함으로써, 한번의 분무로써 손상부를 보수할 수 있다. 이동패턴으로는, 제 25도(b)에 도시한 범위에 관하여 제 23도(a)의 이동 패턴이 선택되고 있다.

제 26도를 참조하여, 비교적 손상이 얕은 손상부를 한 번의 분무로써 보수할 경우의 다른 동작에 관하여 설명하기로 한다. 제 26도(a)에 도시한 손상깊이(D1)에 대응하여 보수노즐(14-1)로부터의 분무 부재의 토출량을 제 26도(c)와 같이 변화시켜 분무두께를 제어함으로써 한 번의 분무로써 손상부를 보수할 수 있다. 이동패턴으로는, 제 25도(b)와 동일한 이동패턴이 선택되었다.

제 27도를 참조하여, 깊이가 큰 손상부의 손상의 깊은 순으로 보수할 경우의 동작에 관하여 설명하기로 한다. 제 27도(a)(b)에 도시하는 바와 같이, 보수범위(Ar)를 손상깊이 방향으로 다수로 구획한다. 여기서는, 제 1 ∼ 제 3의 구획(Ar-1 ∼ Ar-3)으로 구획하고 있다. 이 경우, 제 27도(c)에 도시하듯이, 제 1 ∼ 제 3의 구획 Ar-1, Ar-2, Ar-3 의 순으로 손상이 깊은 부분부터 보수한다. 보수범위는 제 1 ∼ 제 3구획 Ar-1, Ar-2, Ar-3 마다 변화한다. 상기 보수패턴은, 면을 형성하면서 보수하기 때문에 보수재가 너무 많이 쌓이게 되는 것을 방지하며, 손상이 없는 벽돌면과의 경계를 매끈하게 마무리할 수 있다. 너무 많이 쌓이는 것을 방지하는 것 등은, 보수면까지의 거리를 레이저 거리계(25)에 의해 감시함으로써, 용이하게 수행할 수 있다.

상기한 바와 같은 손상부의 자동보수에 있어서는, 화로벽(101)과 보수노즐(14-1)과의 거리 Lm 및 화로벽(101)의 온도를 일정하게 유지하는 것이, 분무 부재의 접착강도, 분무체의 내용성을 높이는 데 중요하다. 따라서, 제 28도에 도시하는 바와 같이, 레이저 거리계(25)로 부터 신호처리제어부(35)에 연속적으로 입력되는 보수노즐(14-1)과 벽면간의 거리 Lm를 바탕으로 랜스구동시스템(38)을 제어하고, 랜스신축길이와, 선회각도 Ry를 제어한다. 이와 같이 제어함으로써 보수노즐(14-1)과 화로벽(101)간의 거리 Lm를 항상 일정하게 할 수 있다. 또한, 방사온도계(24)로부터 신호처리 제어부(35)로 연속적으로 입력되는 화로벽면(101)의 온도를 바탕으로, 보수노즐(14-1)의 이동속도 및/또는 분무 부재의 토출량을 제어하여 보수면의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 보수패턴을 선택하여 자동보수를 실시하고 있는 도중에, 코우크스로의 압출기, 코우크스 가이드차와의 간섭에 의해 일시적으로 자동보수를 중단하고, 랜스트럭(1)을 일시 후퇴시킬 필요가 생긴 경우에는, 이하와 같은 동작이 실행된다. 다단의 신축랜스 장치를 단축하여 임의로 보수노즐(14-1)을 이동시킨 후, 랜스트럭(1)을 일시 후퇴시킨다. 그리고 압출기, 코우크스 가이드 차와의 간섭이 해제된 시점에서, 다시 랜스트럭(1)을 퇴피전의 위치로 위치시킨다. 그후, 제 29도에 도시하는 것과 같이, 다단의 신축랜스장치를 신장시켜서 보수노즐(14-1)을 중단된 위치(Pj)에 위치시킨다. 그리고, 중단된 위치로부터 자동보수를 계속하여 완료위치 P4까지 보수한다.

제 21도로 돌아가, 랜스를 화로벽(101)과 거의 평행하게 삽입하고, 손상부를 사이에 둔 정상적인 벽돌부의 임의의 위치(P₁,P₂)에서의 화로벽면(101)과의 거리(Z_T1) 및 (Z_T2)를 레이저 거리계(25)에 의해 측정하여 신호처리 제어부(35)의 메모리에 기억해둔다. 분무 보수 시에, 화로벽(101)과 보수노즐(14-1)을 적정거리로 유지시키기 위해, 상기 측정시의 위치보다도 화로벽면(101)에 근접시킨 거리(Z1)를 랜스의 선회지점으로부터 보수노즐(14-1)까지의 길이와 이동각도로부터 항시로 산출한다. 여기서 위치 P₁과 P₂사이의 거리 Z₁과 실측거리 Z₂에 관하여, Z₁+ Z₂≤ Z_T1(혹은 Z_T2)이 되었을 경우, 경보를 발생시키도록 해두면, 작업원으로 하여금 지나치게 쌓이는 것을 방지하기 위해 주의를 촉구하게 할 수 있다.

이상에서 기술한 실시예에서는, 기본동작패턴 및 이동패턴을 조합시킴으로써, 제 24도에 도시하는 바와 같은 보수패턴을 선택하는 경우에 관하여 설명했으나, 기본동작패턴, 혹은, 이동패턴만을 사용하여, 레이저 거리계에 의해 측정된 손상부의 깊이만큼, 화로벽을 점형상, 또는 선형상으로 보수할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 보수방법을 사용하여, 한곳만을 보수하는 것도 가능하다. 더욱이, 손상부의 손상분포도를 촬상장치 및 모니터를 사용하여, 벽면화상 정보의 화상처리로 작성할 경우에 관해서만 설명하였는데, 손상부의 위치좌표 데이터 및 레이저 거리계로 측정한 손상량 데이터만을 사용하더라도 손상부의 손상분포도를 작성할 수 있다. 또한, 이와 같이 하여 얻어진 손상분포도에 따라, 기본동작 패턴 및/또는 이동패턴을 선택, 결정하는 것도 가능하다.

그리고, 보수시의 보수노즐의 이동속도, 또는 보수재료의 분무량(즉, 토출량)을 제어할 경우에 관해 설명하였는데, 보수노즐의 이동속도 및 보수재료의 분무량 모두를 제어하여, 손상부를 보수해도 좋다. 또한, 화로벽을 보수하는 동안, 시시각각으로 변화하는 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 것을 레이저 거리계로 항상 감시하면서 보수하는 경우에 관하여 설명하였는데, 보수재료의 분무량 혹은 보수시간을 감시함으로써도, 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 것을 감시할 수 있다. 더욱이, 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 것이 검출된 경우, 단순히 경보를 발생시키는 것뿐만 아니라, 보수재료의 분무를 정지시키는 명령을 발생하여 보수재료가 분무되는 것을 정지시키도록 구성하여도 좋다.

상기한 실시예에서는, 거리센서로서 레이저 거리계를 사용한 경우에 관해 설명하였으나, 초음파 센서 등을 사용해도 좋음은 물론이다. 또한, 촬상장치로서, 단일 CCD 카메라를 랜스 헤드부에 구비한 경우에 관하여 설명하였는데, 다수의 CCD 카메라를 랜스헤드부에 탑재하여 입체화상을 얻고 이 입체화상으로부터 손상분포도를 작성할 수도 있고, 혹은, 상기 입체화상으로부터 보수범위를 결정할 수도 있다.

또한, 보수장치로서, Y축 방향으로도 승강 가능한 예를 들었는데, 도시된 바와 같이, Z축 둘레로 회전 및 경사이동 가능한 경우에는, Y축 방향으로는 반드시 승강하지 않아도 된다. 어떤 경우라 하더라도, 본 발명에 관한 화로벽 보수장치는 화로벽면을 따라 직선적으로, 혹은 평면적으로 이동할 수 있는 랜스를 구비하고 있으면 된다.

[발명의 효과]

본 발명의 화로벽 보수장치에 따르면, 보수노즐의 위치를 용이하게 제어할 수 있고, 랜스헤드부를 재편성하는 것만으로도 화로내의 다방면을 관찰, 계측, 보수할 수 있으며, 보수작업시간을 대폭적으로 단축할 수 있다. 또한, 본 발명의 화로벽 보수방법에 따르면, 손상상황을 정량적으로 파악하여 보수범위, 보수패턴을 선택하고, 보수랜스를 자동 조작하여 보수할 수 있음과 동시에, 정상인 벽돌면과의 경계부 및 보수후의 평활도(平滑度)가 향상되며, 너무 많이 쌓이는 것을 방지하여 코우크스 압출시의 압출저항의 증가를 억제할 수 있고, 또한 보수부의 내구성이 향상된다.

[산업상의 이용가능성]

이상과 같이, 본 발명에 따른 코우크스로의 보수방법 및 장치는, 코우크스로의 화로벽을 보수함으로서 코우크스로의 수명을 현저하게 연장시킬 수 있다.

Claims

코우크스로의 화로벽을 랜스를 사용하여 보수하는 방법에 있어서, 거리센서를 랜스 선단부에 설치하는 단계와, 상기 거리센서로부터 방출되는 빔에 의해 화로벽면을 계속적으로 주사함으로써 화로벽면의 손상부의 깊이를 계속적으로 측정하는 단계와, 상기 거리센서의 측정결과를 바탕으로 보수재의 양을 결정하는 단계와, 그리고 상기 보수재의 양을 상기 손상부에 보수노즐로부터 토출하여 상기 손상부를 보수하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제1항에 있어서, 상기 거리센서를 화로벽면을 따라 이동시킴으로써 상기 손상부의 위치좌표 데이터를 구하는 단계와, 그리고 상기 위치좌표 데이터와 손상부의 깊이를 바탕으로 손상부의 보수를 수행하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제2항에 있어서, 상기 거리센서의 측정결과와 상기 위치좌표 데이터로부터 상기 화로벽면위의 보수범위를 결정하는 단계와, 그리고 결정된 상기 보수범위 내에서 상기 보수노즐을 이동시켜 손상부를 보수하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제3항에 있어서, 다수의 보수패턴을 준비하는 단계와, 상기 결정된 보수범위에 따른 보수패턴을 선택하는 단계와, 그리고 선택된 보수패턴을 따라 보수범위 내에서 상기 보수노즐을 이동시킴으로써 손상부의 보수를 수행하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제3항에 있어서, 다수 종류의 기본동작 패턴을 준비하는 단계와, 그리고 상기 보수노즐을 상기 기본동작 패턴중 어느 하나를 따라 보수범위내에서 이동시킴으로써 손상부의 보수를 수행하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제3항에 있어서, 다수 종류의 이동패턴을 준비하는 단계와, 그리고 상기 보수노즐을 상기 이동패턴중 어느 하나를 따라 보수범위내에서 이동시킴으로써 손상부의 보수를 수행하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제3항에 있어서, 상기 보수범위에 대응한 상기 랜스의 다수의 이동패턴을 미리 설정하는 단계와, 각각의 이동패턴과 기본동작 패턴의 조합에 따라 상기 보수범위내에서 상기 보수노즐을 이동시킴으로써 손상부를 보수를 수행하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 거리센서를 사용하여 상기 손상부의 손상분포도를 작성하는 단계와, 그리고 상기 손상분포도를 따라 손상부를 보수하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제8항에 있어서, 상기 보수노즐의 이동속도 및/또는 보수재의 토출량을 제어함으로써 상기 손상부를 보수하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보수노즐의 이동속도및/또는 보수재의 토출량을 제어함으로써 상기 손상부를 보수하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제1항에 있어서, 상기 거리센서의 측정결과를 바탕으로 시시각각으로 변화하는 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 것을 감시하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제11항에 있어서, 상기 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 경우에 경보 및/또는 보수재의 토출정지명령을 발생하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제12항에 있어서, 상기 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 것을 보수재의 토출량 및/또는 보수시간을 감시함으로써 검출하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제1항에 있어서, 상기 거리센서에 의해 상기 손상부 주위의 건전한 화로벽면 까지의 거리를 설정하는 단계와, 그리고 보수시 시시각각으로 변화하는 상기 거리센서와 보수면과의 사이의 거리를 측정하여 시시각각으로 변화하는 보수면이 손상부에서의 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 것을 감시하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제14항에 있어서, 상기 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 경우에 경보 및/또는 보수재의 토출정지명령을 발생하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제15항에 있어서, 상기 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 것을 보수재의 토출량 및/또는 보수시간을 감시함으로써 검출하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
보수노즐 위치를 제어가능한 보수장치를 사용한 코우크스로의 화로벽 보수방법에 있어서, 랜스 제어부에 보수노즐의 기본동작 패턴 및 보수범위내의 이동패턴을 미리 설정하는 단계와, 거리 검출빔에 의해 화로벽의 손상부를 주사함으로서 손상부의 손상정보를 검출하는 단계와, 보수개시전에 상기 손상부의 상기 손상정보를 바탕으로 보수범위를 설정하는 단계와, 보수노즐의 기본동작 패턴중 하나와 이동패턴중 하나를 조합한 상기 손상부의 보수패턴을 선택하는 단계와, 그리고 상기 보수노즐의 이동속도와 보수재의 토출량중 하나 이상을 제어하여 손상부의 보수를 수행하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제17항에 있어서, 상기 손상부의 화상정보로 부터 보수범위를 특정하는 단계와, 그리고 상기 특정한 보수범위의 손상정보를 얻는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제17항에 있어서, 상기 손상부의 손상정보를 바탕으로 손상분포도를 작성하여 상기 보수범위를 선정하는 단계와, 상기 보수노즐의 기본동작 패턴과 이동패턴을 조합한 보수패턴을 선택하는 단계와, 그리고 상기 보수노즐의 이동속도 및/또는 상기 보수재의 토출량을 제어하여 손상부의 보수를 수행하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제17항 내지 제19항중 어느 한 항에 있어서, 시시각각으로 변화하는 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 것을 감시하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제20항에 있어서, 상기 시시각각으로 변화하는 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 경우에 경보 및/또는 보수재의 토출정지명령을 발생하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
제20항에 있어서, 상기 거리센서를 사용하여 상기 보수면이 건전한 화로벽면의 가상선을 넘는 것을 감시하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
코우크스로의 보수방법에 있어서, 보수재를 토출하는 보수노즐을 가지는 랜스 선단부에 구비한 촬상장치에 의해 화로벽면을 주사하여 모니터에 표시하는 단계와, 계속해서, 상기 화로벽면을 주사하면서 상기 랜스 선단부에 구비한 거리센서에 의해 상기 랜스 선단부와 화로벽면과의 거리를 측정하여 손상부의 위치, 크기 및 깊이를 포함하는 화로벽면의 손상량 데이터를 구하는 단계와, 상기 랜스를 구동하는 랜스구동기구에서의 구동량으로부터 상기 랜스 선단부에 대한 상기 화로벽면의 손상부의 위치좌표 데이터를 구하는 단계와, 상기 벽면의 화상정보, 손상량 데이터 및 손상부의 위치좌표 데이터로부터 상기 화로벽면의 필요한 보수범위에 대한 보수재의 양을 결정하고 손상부로 상기 랜스의 이동에 대한 보수 패턴을 선택하는 단계와, 그리고 상기 화로벽면의 손상부를 소정의 보수패턴에 따라 분무함으로써 보수하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수방법.
코우크스로의 보수 장치에 있어서, 보수재를 토출할 수 있으며 선단부에 이동 가능한 보수노즐을 구비한 신축랜스장치와, 상기 다단의 신축랜스장치를 구동하는 랜스구동수단과, 상기 다단의 신축랜스장치의 선단부에 구비된 화로벽면과의 거리를 측정하는 거리센서와, 그리고 상기 거리센서로부터 공급된 신호로에 대응하여 화로벽면의 손상량 데이터를 구하고 상기 손상량 데이터 및 손상부의 위치좌표 데이터를 참고로 상기 화로벽면의 손상부 위를 상기 노즐이 이동하도록 상기 랜스를 조작하는 랜스조작수단을 포함하고 있으며, 상기 랜스조작수단은 상기 랜스구동수단에서의 구동량으로부터, 다시 상기 랜스 선단부에 대한 상기 화로벽의 손상부의 위치좌표 데이터를 구하고 상기 손상부의 위치좌표 데이터 및 손상량 데이터를 참고로 화로벽면의 손상부의 위치, 크기 및 깊이를 결정하고 보수패턴을 선택하는 신호처리제어 수단을 포함하며, 그리고 상기 신호처리제어부로부터의 명령을 바탕으로 상기 화로벽의 손상부 위를 상기 보수패턴에 따라서 상기 보수노즐이 이동하도록 상기 랜스를 조작하면서 상기 손상부상에 상기 보수 노즐의 이동 속도와 보수재의 토출량중 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제24항에 있어서, 상기 보수장치는 다시 상기 랜스 선단부에 구비한 상기 화로벽면을 촬상하는 촬상장치와, 그리고 상기 촬상장치로 촬상된 화로벽면 화상을 표시하는 모니터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 다단의 신축랜스장치는, X-Y-Z 좌표계로 나타낸 경우 적어도 두개의 축을 따라 화로벽면에 대하여 평면적(2차원적)으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 다단의 신축랜스 장치는 신축 및 이동이 가능하며 Z축 둘레로 회전하며 경사이동 가능한 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제26항에 있어서, 상기 다단의 신축 랜스장치는 랜스축 및 Y축 둘레로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
다단의 신축랜스장치를 사용한 코우크스로의 보수장치에 있어서, 미리 정해진 방향으로 연장된 축을 구비한 다단의 신축랜스 장치와, 그리고 상기 다단의 신축랜스장치를 구동하는 랜스구동 시스템을 포함하고 있으며, 상기 다단의 신축랜스장치는 제 1단 랜스와, 상기 제 1단 랜스내에 축방향으로 신축가능하게 고정된 제 2단 내지 제 N단의 랜스와, 그리고 상기 제 1단 랜스를 그 내면에 끼워 수납함으로써 상기 제 1단 내지 제 N단 랜스를 지지하는 고정된 외통으로 이루어져 있으며, 상기 랜스구동 시스템은 상기 고정된 외통과 싱기 제 1단 내지 제 N단 랜스간에 구비된 랜스 신축 구동기구와, 그리고 상기 고정된 외통을 수직인 평면내에서 기울여 움직이게 하기 위한 경사이동기구를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제29항에 있어서, 상기 랜스 신축구동기구는 제 1단 랜스의 외주면에 고정된 래크와, 상기 고정된 외통에 구비된 피니언과, 상기 래크 및 피니언에 의한 제 1단 랜스의 전진이동에 연통하여 제 2단 ∼ 제 N단 랜스를 이동시키는 전진이동기구와, 그리고 상기 제 1단 랜스의 후퇴이동에 연동하여 제 2단 내지 제 N단 랜스를 이동시키는 후퇴 이동기구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 제 1단 내지 제 N단 랜스는 각각 길이 방향의 분할부를 가지는 다중 통형체로 이루어지며, 그 사이에 냉각매체를 유통시키는 냉각 재킷구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 다단의 신축랜스장치의 단면이 다각형인 통형체로 이루어진 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제32항에 있어서, 상기 제 1단 내지 제 N단 랜스는 각각 길이 방향의 분할부를 갖는 다중 통형체로 이루어지며, 그 사이에 냉각매체를 유통시키는 냉각 재킷구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제29항에 있어서, 상기 제 N단 랜스는 길이방향의 분할부를 갖는 다중 통형체로 이루어지며, 그 사이에 냉각매체를 유통시키는 냉각 재킷 구조이며, 동시에 선단의 채광부의 창주위로부터 내통내의 냉각매체가 분출하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제29항에 있어서, 상기 랜스구동 시스템은 상기 고정된 외통을 수평 평면내에서 선회시키기 위한 선회기구와, 그리고 상기 고정된 외통을 랜스축 둘레로 회전시키는 회전기구를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.
제29항에 있어서, 상기 제 N단 랜스의 선단부에는, 보수재를 토출하는 노즐과, 그리고 상기 화로벽면까지의 거리를 측정하기 위한 거리센서가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 코우크스로의 보수장치.