KR101345487B1

KR101345487B1 - 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법 및 보수 장치

Info

Publication number: KR101345487B1
Application number: KR1020117007547A
Authority: KR
Inventors: 신따로오 고바야시; 쥰 나까시마; 야스히꼬 아와
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2013-12-27
Also published as: JPWO2010041429A1; CN102171311B; KR20110059746A; BRPI0920710B1; CN102171311A; BRPI0920710A2; WO2010041429A1; JP4528361B2

Abstract

본 발명의 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법은 코크스로 탄화실의 노 바닥에 근접하는 벽면의 손상부를 보수하는 방법이며, 상기 코크스로 탄화실 내에서 그 노 길이 방향을 따라서 노 바닥 형상 계측 장치를 이동시키면서, 이 노 바닥 형상 계측 장치와 상기 노 바닥 사이의 연직 방향 거리를 계측함으로써, 상기 노 바닥의 요철 형상을 구하고, 상기 노 바닥을 근사하는 노 바닥 근사 곡선을 구하는 노 바닥 형상 계측 공정과, 상기 노 바닥 근사 곡선에 대한 노벽 형상 계측 장치 외각의 최단 거리가 제1 소정 거리 이상으로 되도록 상기 노벽 형상 계측 장치를 상기 노 바닥 근사 곡선에 평행하게 이동시키면서, 상기 노벽의 요철 형상을 구하는 노벽 형상 계측 공정과, 상기 노 바닥 근사 곡선에 대한 용사 장치 외각의 최단 거리가 제2 소정 거리 이상으로 되도록 상기 용사 장치를 상기 노 바닥 근사 곡선에 평행하게 이동시키면서, 이 용사 장치로부터 보수재를 상기 손상부에 대해 용사하는 보수 공정을 구비한다.

Description

코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법 및 보수 장치 {REPAIR METHOD AND REPAIR DEVICE FOR WALL SURFACE OF COKE OVEN CHAMBER AT BOTTOM EDGE THEREOF}

본 발명은 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법 및 보수 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 코크스로의 탄화실과 연소실 사이를 이격하는 노벽의, 노 바닥에 근접하는 손상부를, 탄화실측으로부터 열간에 의해 보수하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

코크스로는 탄화실에 석탄을 장입하여, 연소실로부터 가열하여, 석탄을 건류하는 장치이다. 연소실과 탄화실 사이를 이격시키는 노벽은 규석 벽돌로 형성되어 있고, 두께가 100㎜ 정도, 높이가 4 내지 7m, 안길이가 15m 정도이다. 코크스로의 구조상, 탄화실측의 벽면에는 코크스 압출 시의 압출력 및 코크스의 자중이 측압으로 되어 부하되므로, 이 벽면이 손상되기 쉽다.

특히, 노 바닥 근처의 벽면에는 측압이 크게 부하되므로, 탄화실 벽면의 노 바닥 근처, 즉 노 바닥으로부터 300 내지 400㎜ 이하의 벽면에서는, 노벽의 두께 감소, 노벽면의 요철 확대 및/또는 벽돌의 모서리 절결이 진행되어, 벽면이 현저하게 손상된다.

노벽 손상부를 보수하지 않으면, 손상이 벽돌의 다웰(dowel)까지 도달하여 벽돌이 빠져, 연소실까지 관통 구멍이 생기는 파공(破孔)이 발생하고, 또한 노벽의 붕괴를 초래할 가능성이 있다.

종래, 탄화실에 삽입하여, 노벽 손상부를 보수하는 장치로서, 노 밖의 대차에 적재한 외팔보 빔을 노 밖에서 노 길이 방향 이동 및 부앙 구동시켜, 빔 선단의 보수 머니퓰레이터로 노벽 손상부를 보수하는 장치가 제안되어 있다(특허 문헌 1을 참조).

또한, 탄화실 내에서, 노 높이 방향, 노 길이 방향 및 노 폭 방향으로 정밀하게 동작하는 3축 보수 머니퓰레이터도 제안되어 있다(특허 문헌 2 및 3을 참조). 이 제안에 따르면, 탄화실에 삽입한 3축 보수 머니퓰레이터에 의해, 노벽 손상부의 요철 깊이를 계측하여, 요철 깊이에 따라서 보수재의 용사 패딩량을 조정하여 노벽 손상부를 보수하여, 노벽을 평탄하게 할 수 있다.

보수 머니퓰레이터의 선단에 설치된 노벽 형상 계측 장치 및 용사 장치를 사용하여, 노 바닥에 근접하는 노벽 손상부를 보수하는 경우, 양 장치의 외각과 노 바닥의 접촉을 피하면서 노 바닥에 최대한 접근하여 손상부의 계측 및 손상부로의 용사를 행할 필요가 있다. 그러나, 코크스로의 탄화실의 노 바닥 높이에는 경년 변화에 의해 탄화실마다 수㎝ 내지 수십㎝의 편차가 있고, 또한 하나의 탄화실에서도 노 길이 방향의 높이에 편차가 존재한다.

또한, 특허 문헌 1의 장치에 있어서는, 노 밖에 설치한 2개의 궤조 상을 이동하는 대차에 탑재한 보수 장치를 노 길이 방향으로 이동시켜 탄화실에 삽입하지만, 2개의 궤조는 각각이 수평이 아니라, 서로 높이에 편차가 발생하고 있으므로, 탄화실마다 보수를 행할 때, 용사 장치를 노 길이 방향으로 이동시키면 용사 장치의 노 높이 방향의 위치가 변화되므로, 빔 선단 위치를 고정밀도로 위치 결정하는 것이 곤란했다.

또한, 장척의 캔틸레버 빔은 휘거나 진동하므로, 이 점에서도, 빔 선단 위치를 고정밀도로 위치 결정하는 것이 곤란하다.

특허 문헌 2 내지 4의 장치는 탄화실 내에서, 장치에 설치한 다리부를 노 바닥에 착지시켜 장치를 지지하는 구조를 채용하는 것으로, 보수 머니퓰레이터의 선단 부근에 설치한 정밀 구동 장치에 의해 고정밀도의 위치 결정이 가능하다. 그러나, 노 바닥에 착지한 다리부(지지점)와 대차 상의 지지점의 2점으로, 장치를 지지하는 지지 구조이므로, 노 바닥 높이의 편차 및 궤조 기인의 대차 상의 지지점의 높이의 편차에 의해, 노 바닥에 착지하는 다리부의 높이가 탄화실마다 달라지게 된다.

즉, 특허 문헌 2 내지 4의 장치에 있어서는, 보수 장치의 삽입 각도가 변화되고, 또한 노 길이 방향의 삽입 스트로크에 의해서도, 보수 장치의 삽입 각도가 변화되게 된다.

이와 같이, 노 바닥의 수평면에 대한 노 길이 방향 각도와, 보수 장치의 수평면에 대한 노 길이 방향의 삽입 각도가 다른 상태에 있어서, 노 바닥에 근접하는 노벽 손상부를 보수하려고 하는 경우, 보수 장치를 노 길이 방향으로 구동했을 때, 보수 머니퓰레이터 선단에 있는 노벽 형상 계측 장치 또는 보수 장치와 노 바닥 사이의 거리를 소정 범위로 유지할 수 없다.

즉, 노벽 형상 계측 장치 또는 보수 장치와 노 바닥이 지나치게 이격되어, 보수하려고 하는 노 바닥 근처의 손상부를 보수할 수 없거나, 또한 상기 장치와 노 바닥이 지나치게 접근함으로써 발생하는 접촉의 우려를 회피할 수 없다.

특허 문헌 4에는 압출 램 또는 이동식 노 내 진단 장치에 설치한 비접촉식 거리계를 사용하여 노 바닥의 요철 형상을 측정하여, 노 바닥을 보수하는 장치가 제안되어 있다. 그러나, 특허 문헌 4의 장치는 노 바닥의 보수를 목적으로 하는 것이므로, 측벽 손상부의 계측 및/또는 보수를 행하기 위해 필요한 장치의 위치를 정밀하게 제어하는 것이 불가능하다.

특허 문헌 2에 개시되어 있는 종래의 보수 장치의 측면도를, 도 1에 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 종래의 보수 장치는 코크스로의 압출기측에 배치된 궤조 상의 대차에 적재되어 있다. 이 보수 장치는 지상에 부설된 복수개의 궤조(103)와, 이들 궤조(103) 상을 따라서 이동하는 동시에 복수의 고정 롤러(119')를 갖는 대차(117)와, 이 대차(117) 상에 상기 각 고정 롤러(119')를 통해 적재되는 동시에 노 길이 방향(112)을 따라서 진퇴 가능한 장척 빔(109)과, 이 장척 빔(109)의 선단에 설치된 보수 제어 장치(105)를 구비하고 있다.

보수 제어 장치(105)의 선단에는 노벽 형상 계측 장치(106)와 용사 장치(107)가 설치된 보수 머니퓰레이터(111z)를 노 높이 방향(111a)을 따라서 구동하는 노 높이 방향 정밀 구동 장치(111)를, 노 길이 방향(110a)을 따라서 구동하는 노 길이 방향 정밀 구동 장치(110)가 설치되어 있다.

보수 제어 장치(105)의 하부에는 이 보수 제어 장치(105)를 탄화실(101) 내에 삽입했을 때에, 탄화실(101)의 노 바닥(104)에 착지하여 보수 제어 장치(105)를 지지하는 다리부(108)가 설치되어 있다.

또한, 참조 부호 102는 축열실이고, 참조 부호 PS는 탄화실(101)의 코크스 압출기측을 나타내고, 참조 부호 CS는 탄화실(101)의 코크스 배출측을 나타낸다.

도 2a 및 도 2b에 상기 종래의 보수 장치를 사용하여 코크스로의 탄화실의 벽면에 있어서의 노 바닥 근처 손상부를 보수하는 경우를 도시한다. 도 2a는 보수 부분의 정면도를 도시하고, 도 2b는 보수 부분을 포함하는 탄화실의 종단면도를 도시한다.

탄화실(101)과 연소실(114) 사이를 이격시키는 노벽에 있어서, 노 바닥(104)으로부터 300 내지 400㎜ 이하의 벽면에서, 노벽의 두께 감소, 벽면의 요철 확대 또는 벽돌의 모서리 절결이 진행되어, 벽돌 줄눈(116)을 걸치는 손상부(115)가 형성되어 있다.

상기 종래의 보수 장치를 사용하여 노 바닥 근처 벽면의 손상부(115)를 보수하려고 하는 경우, 용사 장치(107)의 주사 방향(113)(도 2a 참조)이 노 바닥(104)과 평행하지 않으므로, 보수 영역의 일단부에서는 노벽 형상 계측 장치(106) 또는 용사 장치(107)와 노 바닥(104)이 지나치게 이격됨으로써 노 바닥 근처 손상부(115)의 전체 영역을 보수할 수 없고, 또한 타단부에서는, 노벽 형상 계측 장치(106) 또는 용사 장치(107)와 노 바닥(104)이 지나치게 접근하는 것에 의한 접촉의 우려가 있다.

일본 특허 출원 공개 제2003-321679호 공보 일본 특허 출원 공개 제2000-212566호 공보 일본 특허 출원 공개 제2004-277527호 공보 일본 특허 출원 공개 제2003-41258호 공보

본 발명의 과제는 지금까지 보수하는 것이 곤란했던 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 손상부의 위치를 정밀하게 계측하여, 이 손상부에 보수재를 용사하여 보수하는 것이다. 그것을 위해서는, 노벽 형상 계측 장치 및 용사 장치를 노 바닥에 비접촉으로 최대한 접근시켜 주사하고, 계측 및 보수가 가능한 영역을 노 바닥 근처의 벽면까지 확장하는 것이 필요하다.

또한, 노벽 손상부에 대해 수직으로 용사하는 경우, 용사 장치의 외각으로 인해 용사의 분출구 위치를 노 바닥 근처까지 내리는 것은 어렵지만, 용사의 분출구 높이보다 아래에 위치하는 노 바닥 근처 손상부에 대해서도 보수할 필요가 있다.

또한, 노벽 손상부의 보수에 있어서는, 계측 시간을 단축하고, 또한 정밀한 용사를 행하기 위해서는, 노벽 형상 계측 장치 및 용사 장치를 고속으로 주사할 필요가 있다. 또한, 계측 및 보수는 노 길이 방향 전체 영역에 있어서의 임의의 범위의 노 바닥 근처에 대해 행할 수 있을 필요가 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 노 바닥 근처까지 고정밀도로 계측하여 보수할 수 있는 방법 및 장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하여 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명자는 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 고정밀도로 계측하여 보수하는 방법 및 장치에 대해 예의 연구하였다. 그 결과, 이하의 지식을 얻는 데 이르렀다.

(w) 노 바닥으로부터 300㎜ 정도 이하의 범위의 벽돌이 현저하게 손상된다.

(x) 각 탄화실의 노 바닥 높이의 고저차는 기껏해야 100㎜ 정도이다.

(y) 노벽에 대해 경사 하향으로 용사를 행할 때, 용사 방향이, 노벽에 대해 70° 이상이면, 양호한 용사 시공체를 얻을 수 있다. 한편, 용사 방향이 노벽에 대해 70° 미만이면, 노벽에 도달한 용사 재료의 절반 이상이 부착되지 않고, 또한 용사 시공체 표면의 요철이 거칠어지는 등, 양호한 용사 시공체를 얻는 것이 곤란해진다.

(z) 노벽 형상을 계측하는 장치로서 레이저 거리계를 사용하면, 레이저 거리계와 노벽 사이의 거리를 고속으로 고정밀도로 측정할 수 있다. 단, 레이저광은 노벽에 대해 대략 수직으로 조사하는 것이 바람직하다.

노벽에는 벽돌의 모서리 절결 등에 의해 발생한 단차가 큰 요철이 존재하고, 레이저광을 비스듬히 조사하면, 노벽의 볼록부가 레이저광을 차단하므로, 노벽의 오목부의 형상을 정확하게 측정할 수 없다. 노벽에 대해 레이저광을 비스듬히 조사하는 경우, 노벽의 요철에 의해 발생하는 계측 오차를 저감시키기 위해서는, 노벽에 대한 수직 방향으로부터 20° 이하의 범위 내의 조사 방향으로부터 조사하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 지식에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법은 코크스로 탄화실의 노 바닥에 근접하는 벽면의 손상부를 보수하는 방법이며, 상기 코크스로 탄화실 내에서 그 노 길이 방향을 따라서 노 바닥 형상 계측 장치를 이동시키면서, 이 노 바닥 형상 계측 장치와 상기 노 바닥 사이의 연직 방향 거리를 계측함으로써, 상기 노 바닥의 요철 형상을 구하고, 상기 노 바닥을 근사하는 노 바닥 근사 곡선을 구하는 노 바닥 형상 계측 공정과, 상기 노 바닥 근사 곡선에 대한 노벽 형상 계측 장치 외각의 최단 거리가 제1 소정 거리 이상으로 되도록 상기 노벽 형상 계측 장치를 상기 노 바닥 근사 곡선에 평행하게 이동시키면서, 상기 노벽의 요철 형상을 구하는 노벽 형상 계측 공정과, 상기 노 바닥 근사 곡선에 대한 용사 장치 외각의 최단 거리가 제2 소정 거리 이상으로 되도록 상기 용사 장치를 상기 노 바닥 근사 곡선에 평행하게 이동시키면서, 이 용사 장치로부터 보수재를 상기 손상부에 대해 용사하는 보수 공정을 구비한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법에서는, 상기 제1 소정 거리 및 상기 제2 소정 거리의 각각을, 0㎜를 초과하고 50㎜ 이하로 해도 좋다.

(3) 상기 (1)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법에서는, 상기 노벽을 그 벽면에 대해 수직인 단면에서 본 경우의, 상기 손상부에 대한 상기 보수재의 용사 방향이 이루는 각도를 70° 이상 110° 이하로 해도 좋다.

(4) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법에서는, 상기 보수를 700℃ 이상의 분위기 중에서 행해도 좋다.

(5) 본 발명의 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치는 코크스로 탄화실의 노 바닥에 근접하는 노벽의 요철 형상을 노벽 형상 계측 장치로 구하고 상기 노벽의 손상부를 용사 장치에 의해 보수하는 장치이며, 상기 코크스로 탄화실 내에 삽입되는 장척 빔과, 이 장척 빔의 선단에 정밀 구동 장치를 통해 설치된, 노 바닥 형상 계측 장치 및 상기 노벽 형상 계측 장치 및 상기 용사 장치와, 상기 노 바닥 형상 계측 장치 및 상기 노벽 형상 계측 장치 및 상기 용사 장치의, 상기 코크스로 탄화실 내에서의 노 길이 방향 위치 및 노 높이 방향 위치를 조정하는 상기 정밀 구동 장치와, 상기 코크스로 탄화실 내를 그 노 길이 방향을 따라서 이동하면서, 자신과 상기 노 바닥 사이의 연직 방향 거리를 계측함으로써 노 바닥 근사 곡선을 구하는 상기 노 바닥 형상 계측 장치와, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치 사이의 거리를 조정하는 거리 조정 장치를 구비한다.

(6) 상기 (5)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 노 바닥 근사 곡선에 대한 상기 노벽 형상 계측 장치 외각의 최단 거리 및 상기 용사 장치 외각의 최단 거리의 각각을, 0㎜를 초과하고 50㎜ 이하로 해도 좋다.

(7) 상기 (5)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 노 바닥과 상기 노벽 형상 계측 장치의 계측점의 연직 방향 거리 및 상기 노 바닥과 상기 용사 장치의 용사점의 연직 방향 거리가, 적어도 0㎜를 초과하고 100㎜의 범위를 포함하도록 위치 결정 가능한 장치 외각 구조를 가져도 좋다.

(8) 상기 (5)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 노벽을 그 벽면에 대해 수직인 단면에서 본 경우의, 상기 손상부에 대한 상기 보수재의 용사 방향이 이루는 각도가 70° 이상 110° 이하라도 좋다.

(9) 상기 (5)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 정밀 구동 장치가, 상기 노 길이 방향 위치를 조정하는 노 길이 방향 정밀 구동 장치와, 상기 노 높이 방향 위치를 조정하는 노 높이 방향 정밀 구동 장치를 구비해도 좋다.

(10) 상기 (5)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 거리 조정 장치가, 상기 장척 빔의 선단에 설치되는 동시에 상기 노 바닥에 착지하여 지지점을 이루는 다리부와, 상기 코크스로 탄화실 밖에서 상기 장척 빔의 후단부를 승강 가능하게 지지하는 승강 롤러를 구비하고, 또한 상기 노 바닥의 요철 형상에 기초하여, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 승강 롤러를 승강시킴으로써 상기 장척 빔의 상기 선단의 위치 결정을 행하는 구성을 채용해도 좋다.

(11) 상기 (5)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 거리 조정 장치가, 상기 코크스로 탄화실 밖에 상기 노 길이 방향을 따라서 배치되는 동시에 상기 장척 빔을 승강 가능하게 지지하는 복수의 승강 롤러를 구비하고, 또한 상기 노 바닥의 요철 형상에 기초하여, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 각 승강 롤러를 승강시킴으로써 상기 장척 빔의 상기 선단의 위치 결정을 행하는 구성을 채용해도 좋다.

(12) 상기 (5)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 용사 장치가, 상기 벽면에 대한 상기 보수재의 용사 방향을 수평으로부터 하향으로 변경하기 위한 회전 기구를 구비해도 좋다.

(13) 상기 (5)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 노벽 형상 계측 장치가, 상기 노벽 및 상기 노 바닥에 대해 수직으로 라인 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사 장치와, 상기 코크스로 탄화실 내의 상기 노 바닥으로부터 50㎜ 내지 300㎜의 높이 범위 내에 설치되어, 상기 노벽에 조사된 상기 라인 레이저에 의해 형성되는 라인 레이저선의 연직 방향 중앙 위치를 시야 중심의 기준 위치로 하고, 또한 이 기준 위치에 대해 연직 방향을 따라서 －10°~＋10°의 범위 내에서 상기 시야 중심이 각도 조정 가능한 관찰 카메라를 구비해도 좋다.

(14) 본 발명의 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치는 제1 장척 장치와 제2 장척 장치를 구비하고, 상기 제1 장척 장치가, 상기 코크스로 탄화실 내에 삽입되는 상기 장척 빔인 제1 장척 빔과, 이 제1 장척 빔의 선단에 상기 노 길이 방향 정밀 구동 장치인 제1 노 길이 방향 정밀 구동 장치를 통해 설치되어, 상기 노 바닥과 자신 사이의 거리를 계측함으로써, 상기 노 바닥의 요철 형상을 구하는 상기 노 바닥 형상 계측 장치와, 이 노 바닥 형상 계측 장치의, 상기 코크스로 탄화실 내에 있어서의 노 길이 방향의 위치를 조정하는 상기 노 길이 방향 정밀 구동 장치인 상기 제1 노 길이 방향 정밀 구동 장치와, 이 제1 노 길이 방향 정밀 구동 장치의 구동 방향과 수평 방향이 이루는 각도를 계측하는 제1 경사각 센서를 구비하고, 상기 제2 장척 장치가, 상기 코크스로 탄화실 내에 삽입되는 상기 장척 빔인 제2 장척 빔과, 이 제2 장척 빔의 선단에 상기 정밀 구동 장치를 통해 설치된 상기 노벽 형상 계측 장치 및 상기 용사 장치와, 상기 노벽 형상 계측 장치 및 상기 용사 장치의, 상기 코크스로 탄화실 내에 있어서의 노 길이 방향 위치 및 노 높이 방향 위치를 조정하는 상기 정밀 구동 장치와, 이 정밀 구동 장치에 의해 상기 노 길이 방향 위치를 조정할 때의 구동 방향과 수평 방향이 이루는 각도를 계측하는 제2 경사각 센서와, 상기 제1 경사각 센서로 계측된 값과, 상기 노 바닥의 요철 형상으로부터 구한 노 바닥 근사 곡선과, 상기 제2 경사각 센서로 계측된 값을 사용하여, 상기 정밀 구동 장치와 상기 노 바닥 근사 곡선 사이의 거리를 조정하는 상기 거리 조정 장치를 구비한다.

(15) 상기 (14)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 거리 조정 장치가, 상기 제2 장척 빔의 상기 선단에 설치되는 동시에 상기 노 바닥에 착지하여 지지점을 이루는 다리부와, 상기 코크스로 탄화실 밖에서 상기 제2 장척 빔의 후단부를 승강 가능하게 지지하는 승강 롤러를 구비하고, 또한 상기 노 바닥의 요철 형상에 기초하여, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 승강 롤러를 승강시킴으로써 상기 제2 장척 빔의 상기 선단의 위치 결정을 행하는 구성을 채용해도 좋다.

(16) 상기 (15)에 기재된 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치에서는, 상기 거리 조정 장치가, 상기 코크스로 탄화실 밖에 상기 노 길이 방향을 따라서 배치되고, 상기 제2 장척 빔을 승강 가능하게 지지하는 복수의 승강 롤러를 구비하고, 또한 상기 노 바닥의 요철 형상에 기초하여, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 각 승강 롤러를 승강시킴으로써 상기 제2 장척 빔의 상기 선단의 위치 결정을 행하는 구성을 채용해도 좋다.

본 발명에 따르면, 노벽 형상 계측 장치의 외각을 노 바닥에 접촉시키지 않고 노 바닥 근사 곡선과 평행하게 계측점을 주사할 수 있고, 보수 장치의 외각을 노 바닥에 접촉시키지 않고 노 바닥 근사 곡선과 평행하게 노벽의 손상부를 용사할 수 있으므로, 보수 가능한 범위를 노 바닥 근처까지 최대한 확보할 수 있다.

본 발명에 따르면, 보수를 700℃ 이상의 분위기 중에서 행하므로, 보수를 실온까지 내림으로써 발생하는 코크스로 탄화실의 노벽의 손상을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 위치 조정 수단으로서, 코크스로 탄화실 밖에서 상기 장척 빔의 후단부를 승강 가능하게 지지하는 승강 롤러를 사용하므로, 노벽 손상부의 계측 또는 보수를 행할 때에, 노벽 형상 계측 장치 또는 용사 장치의 주사 방향을 노 바닥 근사 곡선에 대해 평행하게 설정할 수 있다. 따라서, 노벽 형상 계측 장치 또는 용사 장치와 노 바닥 사이의 충돌을 회피하면서, 노벽 형상 계측 장치 또는 용사 장치를 고속으로 노 길이 방향으로 주사하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 위치 조정 수단으로서, 노 높이 방향으로 회전하는 구동축을 구비하는 정밀 구동 장치를 사용하므로, 노벽 형상 계측 장치 및 용사 장치를 구비하는 보수 머니퓰레이터를 노 높이 방향으로 위치 제어시키면서, 노 길이 방향으로 구동함으로써, 노벽 형상 계측 장치 또는 용사 장치를, 보수 범위의 노 바닥 근사 곡선과 평행하고, 또한 노 바닥과의 충돌을 회피하면서, 노벽 손상부의 계측 또는 보수를 행할 수 있다.

본 발명에 따르면, 위치 조정 수단으로서, 장척 빔을 승강 가능하게 지지하고, 또한 위치 결정하는 것이 가능한, 노 밖에서 노 길이 방향으로 배치한 적어도 1쌍의 승강 롤러를 사용하므로, 보수 장치의 다리부가 노 바닥에 착지하고 있지 않은 경우라도, 노벽 형상 계측 장치 또는 용사 장치의 주사 방향을 노 바닥 근사 곡선에 대해 평행하게 설정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 용사 장치가, 용사 방향을 비스듬히 설정하는 것이 가능한 회전축을 구비하고 있으므로, 노벽을 그 벽면에 대해 수직인 단면에서 본 경우의, 손상부에 대한 보수재의 용사 방향이 이루는 각도를 70° 이상 110° 이하로 설정할 수 있다. 이 경우, 노 바닥 근처까지 보수할 수 있다.

본 발명에 따르면, 노 바닥과 노벽 형상 계측 장치의 계측점의 연직 방향 거리 및 노 바닥과 용사 장치의 용사점의 연직 방향 거리가, 적어도 0㎜를 초과하고 100㎜의 범위를 포함하도록 위치 결정 가능한 장치 외각 구조를 가짐으로써, 용사 장치를 노 바닥 근처까지 접근시켜 용사재를 용사할 수 있다.

본 발명에 따르면, 촬영된 카메라 영상을 화상 처리하여 얻어지는 라인 레이저가 그리는 곡선으로부터, 노벽의 손상 형상을 노 바닥의 높이까지 고속으로 계측할 수 있다.

도 1은 종래의 보수 장치의 측면도이다.
도 2a는 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 종래의 보수 장치로 보수하는 형태를 도시하는 도면이며, 보수 부분을 포함하는 탄화실의 정면도를 도시한다.
도 2b는 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 종래의 보수 장치로 보수한 경우를 도시하는 도면이며, 보수 부분을 포함하는 탄화실의 종단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 보수 장치를 사용하여 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 보수하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 보수 머니퓰레이터의 선단에 설치된 노벽 형상 계측 장치, 노 바닥 형상 계측 장치 및 용사 장치의 배치를 도시하는 부분 확대도이다.
도 5는 상기 실시 형태에 있어서, 보수 제어 장치의 선단에 설치된 노 길이 방향 정밀 구동 장치를 탄화실 내로 삽입한 상태를 도시하는 도면이다.
도 6은 상기 실시 형태에 있어서, 노 길이 방향 정밀 구동 장치를 구동하여 노 바닥 형상 계측 장치를 주사시켜, 노 바닥의 요철 형상을 계측하는 상태를 도시하는 도면이다.
도 7은 상기 실시 형태에 있어서, 노 길이 방향 정밀 구동 장치의 주사 방향과 노 바닥 근사 곡선이 평행해지도록, 승강 롤러의 높이 위치를 제어하는 상태를 도시하는 도면이다.
도 8은 상기 실시 형태에 있어서, 노 높이 방향 정밀 구동 장치를 구동하여 노벽 형상 계측 장치의 위치를 내려 노 바닥에 근접한 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는 노 바닥 형상 계측 장치를 사용하여 노 바닥 형상을 계측하는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 10은 노 바닥 형상을 도시하는 그래프이다.
도 11a는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 보수 장치를 도시하는 도면으로, 상기 보수 장치에서는 노 바닥 형상 계측 장치와, 노벽 형상 계측 장치 및 용사 장치를 각각의 장척 빔에 배치하고 있다. 그리고, 이 도 11a에서는, 제1 장척 빔에 노 바닥 형상 계측 장치가 배치되어 있다.
도 11b는 상기 실시 형태에 관한 보수 장치를 도시하는 도면으로, 제2 장척 빔에 노벽 형상 계측 장치 및 용사 장치가 배치되어 있다.
도 12는 상기 실시 형태에 있어서, 노 바닥 형상 계측 장치를 구비하는 제1 장척 빔이 탄화실 내에 삽입되어 있고, 또한 노벽 형상 계측 장치 및 용사 장치를 구비하는 제2 장척 빔이 탄화실의 밖에서 대기하고 있는 상태를 도시하는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 보수 장치를 도시하는 도면으로, 상기 보수 장치의 다리부가 노 바닥에 착지하고 있지 않은 경우의 자세 제어의 형태를 도시하는 도면이다.
도 14a는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 보수 장치를 사용한, 노 바닥 근처 벽면의 보수의 형태를 도시하는 도면이며, 노벽의 요철 형상을 계측하고 있는 상태를 도시한다.
도 14b는 상기 보수 장치를 사용한, 노 바닥 근처 벽면의 보수의 형태를 도시하는 도면이며, 용사하고 있는 상태를 도시한다.
도 15는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 보수 장치를 사용하여 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 보수하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 16a는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 보수 장치를 사용하여 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 계측하고 있는 상태를 도시하는 도면이며, 라인 레이저 조사 장치와 관찰 카메라의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도 16b는 상기 보수 장치를 사용하여 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 계측하고 있는 상태를 도시하는 도면이며, 관찰 카메라로부터 라인 레이저선을 본 사시도이다.

이하, 본 발명의 각 실시 형태에 대해, 도면에 기초하여 설명한다.

본 발명은 이하에 설명한 바와 같이, 노 바닥 근처 손상부의 전체 영역을 보수할 수 있다.

[제1 실시 형태]

도 3에 본 발명의 보수 장치를 사용하여 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 보수하는 제1 실시 형태를 도시한다. 선단에 보수 제어 장치(5)를 구비하고, 노 길이 방향(10a)으로 진퇴 가능한 장척 빔(9)이, 궤조(3) 상의 대차(17)에 배치한 승강 롤러(19)에 의해, 승강 가능하게 지지되어 있다.

보수 제어 장치(5)의 선단에는 노벽 형상 계측 장치(6), 노 바닥 형상 계측 장치(18) 및 용사 장치(7)를 구비하는 보수 머니퓰레이터(11z)를 노 높이 방향(11a)으로 구동하는 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)를, 노 길이 방향(10a)으로 구동하는 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)가 연결되어 있다. 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10) 및 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)는 정밀 구동 장치를 구성한다.

보수 제어 장치(5)의 하부에는 보수 제어 장치(5)를 탄화실(1) 내에 삽입했을 때에 노 바닥(4)에 착지하여 보수 제어 장치(5)를 지지하는 다리부(8)가 설치되어 있다.

도 4에 보수 머니퓰레이터(11z)의 선단에 설치된 노벽 형상 계측 장치(6), 노 바닥 형상 계측 장치(18) 및 용사 장치(7)의 배치 형태를 도시한다. 본 발명은 이 배치 형태를 기초로, 노 바닥 근처 벽면의 손상부의 전체 영역을 보수할 수 있다.

통상, 조업 시의 탄화실의 온도는 약 1000℃이지만, 보수는 탄화실의 온도를 700℃ 이상으로 유지한 상태에서 행한다. 여기서, 탄화실의 온도를 700℃ 이상으로 유지하여 행하는 보수의 수순을 도 5로부터 도 8에 도시한다.

노 바닥 근처 벽면의 손상부의 보수를 행할 때, 우선, 도 5에 도시한 바와 같이 대차(17) 상에 배치한 승강 롤러(19)에 의해 승강 가능하게 지지한 장척 빔(9)의 후단부를 노 밖의 구동 장치(도시하지 않음)로 밀어, 보수 제어 장치(5)의 선단에 연결한 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)를 탄화실(1) 내로 삽입한다.

이 삽입 시, 보수 제어 장치(5)의 하부에 설치한 다리부(8)가 노 바닥(4)과 간섭하지 않도록, 노 바닥 높이 및 궤조 높이의 편차를 고려하여, 다리부(8)의 바닥이 노 바닥(4)으로부터 소정의 거리 이격된 높이에 위치하도록 설정한다.

다음에, 도 6에 도시한 바와 같이, 보수 제어 장치(5)에 설치된 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)를 구동하여, 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11) 및 보수 머니퓰레이터(11z)를 통해 배치한 노 바닥 형상 계측 장치(18)를 도면 중 화살표 방향으로 주사하여, 노 바닥(4)의 형상을 계측한다.

노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)의 스트로크는 1 내지 2m 정도이다. 이 스트로크 범위 1 내지 2m에서 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)를 조작하여, 노 바닥 형상 계측 장치(18), 노벽 형상 계측 장치(6) 및 용사 장치(7)가 노 바닥(4)에 접촉하지 않도록 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)를 제어하고, 노 바닥(4)으로부터 소정 거리 이격된 높이에 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)를 보유 지지하여, 노 바닥(4)의 형상을 계측한다.

노 바닥 형상 계측 장치(18)에 의한 노 바닥 형상의 계측 위치는, 이 계측 장치의 외각과 노 바닥이 가장 접근하는 부근에 있어서의, 노 길이 방향의 노 바닥 줄눈(38)의 근방을 피한 선 상이거나, 또는 가능한 한 광폭의 띠(39) 상이 바람직하다(도 9를 참조). 노 바닥 줄눈(38)의 근방에서는 벽돌이 손모되어 있을 가능성이 커서, 노 바닥 줄눈(38)의 근방을 노 바닥으로 하여 계측하면, 노 바닥 형상 계측 장치(18)를 노 바닥에 근접시켜 주사했을 때, 이 계측 장치의 외각이 노 바닥과 접촉할 위험이 있다. 노 바닥 형상의 계측 위치를 광폭의 띠(39) 상으로 함으로써, 노 바닥 줄눈(38)에 의한 계측 오차를 저감시킬 수 있다. 또한, [0097] 기재의, 라인 레이저를 사용한 노벽 형상 계측 장치와 동일한 계측 원리를 사용하여 노 바닥면 전체의 프로파일을 측정하고, 그 측정 결과를 근사 곡선의 작성에 이용해도 좋다.

보수 제어 장치(5)의 하부에 설치한 다리부(8)가, 노 바닥(4)에 착지하고 있을 때에는, 노 바닥(4)에 착지한 다리부(8)가, 보수 장치의 한쪽의 지지점으로 된다.

장척 빔(9)을 승강 가능하게 지지하는 승강 롤러(19)는 대차(17) 상에 2조 이상 배치하고, 보수 제어 장치(5)의 노 길이 방향에 있어서의 삽입 위치에 따라서, 승강ㆍ지지에 사용하는 승강 롤러(19)를 선택하고[도 6의 종이면 좌측의 승강 롤러(19)를 참조], 선택하지 않은 승강 롤러[도 6의 종이면 우측의 승강 롤러(19)를 참조]는 장척 빔(9)에 간섭하지 않는 위치로 퇴피시킨다.

보수 장치의 전체는, 지지점으로 되는 다리부(8)와, 1조의 승강 롤러(19)[도 6의 종이면 좌측의 승강 롤러(19)를 참조]에 의해 지지되므로, 승강 롤러(19)의 높이를 제어함으로써, 보수 제어 장치(5)의 경사각, 즉 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)의 구동 방향(주사 방향)을 조절할 수 있다.

도 10에 기재된 바와 같이, 노 바닥 형상 계측 장치(18)로 노 바닥(4)의 형상을 계측한 결과는, 직선이 아니라, 노 바닥 벽돌의 미소한 돌기 또는 모서리 절결 등에 의한 노 바닥의 요철 형상이지만, 측정 데이터를 근사하거나, 또는 볼록부를 연결하여 얻어진 직선 또는 곡선을 노 바닥으로서 이용한다. 이 측정 데이터를 사용하여, 예를 들어 최소 이승법에 의해 노 바닥 근사 곡선을 구한다.

다음에, 도 7에 도시한 바와 같이, 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)의 주사 방향과, 노 바닥 근사 곡선이 평행해지도록, 승강 롤러(19)를 승강하여, 장척 빔(9)의 후단부를 위치 결정한다.

다음에, 도 8에 도시한 바와 같이, 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)를 구동하여, 노벽 형상 계측 장치(6)의 위치를 내려 노 바닥(4)에 근접시킨다. 이때, 노벽 형상 계측 장치(6)를 노 바닥에 가장 근접시킨 상태에서, 노벽 형상 계측 장치(6)의 외각 및 용사 장치(7)의 외각과, 노 바닥(4)의 간격은 0 내지 50㎜(0은 포함하지 않음)의 범위로 제어하는 것이 바람직하다.

노벽 형상 계측 장치(6)로서는, 노벽에 대해 수직으로 레이저를 조사하는 레이저 거리계가 바람직하지만, 레이저 거리계를 사용하는 경우, 노벽 형상 계측 장치(6)의 외각의 두께, 즉 계측점과 장치 외각의 거리는 적어도 50 내지 100㎜는 필요하다. 따라서, 노벽 형상 계측 장치(6)의 외각과 노 바닥의 간격이 50㎜를 초과하면, 노 바닥으로부터 100㎜ 정도까지의 노 바닥 근처의 손상 영역을 측정할 수 없게 된다.

노벽 형상 계측 장치(6)로서 레이저 거리계를 사용하는 경우, 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10) 및 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)를 구동하여 레이저 거리계를 주사하여, 노벽의 요철 형상을 3차원적으로 계측한다.

노벽 형상의 계측 데이터에 기초하여, 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10) 및 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)를 구동하여 용사 장치(7)를 구동하여, 노벽 손상부를 보수하지만, 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 보수할 때에는, 용사 방향이 벽면에 대해 경사지도록 용사 장치(7)를 회전시켜(도 14b를 참조), 손상 깊이에 따라서, 노 바닥 근처 벽면의 손상부에 보수재를 용사하여, 벽면을 평활하게 한다.

용사 장치(7)의 회전은 용사 장치(7)의 선단에 있는 버너 헤드를 회전시켜 행한다. 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 보수할 때, 용사 방향이 벽면에 대해 70° 이상 110° 이하로 되도록 용사 장치(7)를 회전시키는 것이 바람직하다. 용사 장치(7)의 용사 방향이, 벽면에 대해 70° 미만인 경우, 용사 효율이 저하되거나, 시공 상태가 악화된다.

[제2 실시 형태]

도 11a 내지 도 12에 하나의 대차(17) 상에 적재한 2개의 장척 장치를 사용하는 본 발명의 제2 실시 형태를 도시한다.

제1 장척 장치는 코크스로 탄화실(1) 내에 삽입되는 제1 장척 빔(20)과, 이 제1 장척 빔(20)의 선단에 제1 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)를 통해 설치되어, 노 바닥(4)과 자신 사이의 거리를 계측함으로써, 노 바닥(4)의 요철 형상을 구하는 노 바닥 형상 계측 장치(18)와, 이 노 바닥 형상 계측 장치(18)의, 코크스로 탄화실(1) 내에 있어서의 노 길이 방향의 위치를 조정하는 제1 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)와, 이 제1 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)의 구동 방향과 수평 방향이 이루는 각도를 계측하는 제1 경사각 센서(22)를 구비한다.

한편, 제2 장척 장치는 코크스로 탄화실(1) 내에 삽입되는 제2 장척 빔(21)과, 이 제2 장척 빔(21)의 선단에 정밀 구동 장치[노 길이 방향 정밀 구동 장치(10) 및 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)]를 통해 설치된 노벽 형상 계측 장치(6) 및 용사 장치(7)와, 노벽 형상 계측 장치(6) 및 용사 장치(7)의, 코크스로 탄화실(1) 내에 있어서의 노 길이 방향 위치 및 노 높이 방향 위치를 조정하는 정밀 구동 장치와, 이 정밀 구동 장치에 의해 노 길이 방향 위치를 조정할 때의 구동 방향과 수평 방향이 이루는 각도를 계측하는 제2 경사각 센서(23)와, 제1 경사각 센서(22)에 의해 계측된 값과, 노 바닥(4)의 요철 형상으로부터 구한 노 바닥 근사 곡선과, 제2 경사각 센서(23)에 의해 계측된 값을 사용하여, 정밀 구동 장치와 노 바닥 근사 곡선 사이의 거리를 조정하는 거리 조정 장치를 구비한다.

도 11a에, 제1 장척 빔(20)에 노 바닥 형상 계측 장치(18)를 배치하여 노 바닥 형상을 계측하는 형태를 도시하고, 도 11b에, 제2 장척 빔(21)에 노벽 형상 계측 장치(6)와 용사 장치 배치(7)를 배치하여 노벽 형상을 계측하여 용사를 행하는 형태를 도시한다.

도 12는 하나의 대차(17) 상에 있는 고정 롤러(19')에 의해 지지되어, 노 바닥 형상 계측 장치(18)를 구비하는 제1 장척 빔(20)이, 탄화실(1) 내에 삽입되어 있고, 한쪽의 승강 롤러(19)에 의해 승강 가능하게 지지되어, 노벽 형상 계측 장치(6) 및 용사 장치(7)를 구비하는 제2 장척 빔(21)이, 탄화실(1)의 외부에서, 대차(17) 상에서 대기하고 있는 상태를 도시한다.

도 11a에 도시한 바와 같이, 제1 장척 빔(20)에 배치한 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)의 구동 방향과 수평이 이루는 각도를 제1 경사각 센서(22)에 의해 계측하고, 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)에 배치한 노 바닥 형상 계측 장치(18)를 노 길이 방향(도 11a의 화살표를 참조)으로 주사한다. 이 주사에 의해, 노 바닥(4)에 착지한 제1 다리부(24)의 위치를 지나는 노 길이 방향에 있어서, 수평을 기준으로 하는 임의의 노 길이 방향 위치의 노 바닥 형상을 구할 수 있다. 이 노 바닥 형상에 기초하여 노 바닥 근사 곡선을 구한다.

노 바닥 형상을 계측한 후에는, 제1 장척 빔(20)을 탄화실(1)로부터 빼내고, 대차(17)를 궤조 방향으로 이동하여(도 12의 화살표를 참조), 노벽 형상 계측 장치(6) 및 용사 장치(7)를 구비하는 제2 장척 빔(21)을, 도 11b에 도시한 바와 같이 노 바닥 형상을 계측한 탄화실(1) 내에 삽입한다.

노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)와 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)가 배치되어 있는 제2 장척 빔(21)에는 제2 경사각 센서(23)가 배치되어 있고, 이 제2 경사각 센서(23)로, 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)의 구동 방향과 수평이 이루는 각도를 계측한다.

제2 경사각 센서(23)의 계측값과, 노 바닥 형상 데이터 및 보수 장치의 노 바닥(4)에 있어서의 착지 위치와, 노벽 형상 계측 장치(6), 또는 용사 장치(7)의 위치 관계로부터, 계측 또는 용사를 행하는 범위에 있어서, 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)의 주사 방향과 노 바닥(4)이 평행해지도록, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 대차(17) 상의 승강 롤러(19)의 높이 위치를 제어한다.

이 제어에 의해, 노벽 형상 계측 장치(6) 및 용사 장치(7)를 노 바닥(4)에 접근시켜 주사하는 것이 가능해진다.

이 제어 시, 노 바닥 형상 데이터에 대해서는, 제2 장척 빔(21)의 노 바닥(4)에 착지한 제2 다리부(25)의 위치와, 노 바닥 형상을 계측했을 때의 제1 장척 빔(20)의 제1 다리부(24)의 위치의 차로부터, 노 바닥 형상 계측 장치(18)에 의해 계측한 노 바닥 형상을, 제2 장척 빔(21)의 제2 다리부(25)의 착지 위치를 기준으로 하는 노 바닥 형상으로 변환하여 사용한다.

제1 실시 형태와 마찬가지로, 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 보수할 때에는, 용사 방향이 벽면에 대해 경사지도록 용사 장치(7)를 회전시켜(도 14b를 참조), 손상 깊이에 따라서, 노 바닥 근처 벽면의 손상부에 보수재를 용사하여, 벽면을 평활하게 한다. 용사 장치(7)의 회전은 용사 장치(7)에 구비한 회전축을, 보수 머니퓰레이터(11z)에 내장한 회전 기구(도시 없음)로 구동하여 행한다.

노 바닥 근처 벽면의 손상부를 보수할 때, 용사 방향이 벽면에 대해 70° 이상 110° 이하로 되도록 용사 장치(7)를 회전시키는 것이 바람직하다. 용사 장치(7)의 용사 방향이, 벽면에 대해 70° 미만인 경우, 용사 효율이 저하되거나, 시공 상태가 악화된다.

[제3 실시 형태]

도 13에 본 발명의 보수 장치의 다리부가 노 바닥에 착지하고 있지 않은 경우에 있어서의 보수 장치의 자세 제어의 형태를 도시한다. 승강 가능한 제1 승강 롤러(26)의 높이 위치와, 마찬가지로 승강 가능한 제2 승강 롤러(27)의 높이 위치를, 각각 독립으로 제어하여, 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)의 주사 방향과 노 바닥 근사 곡선이 평행해지도록, 보수 제어 장치(5)의 위치 결정을 행한다. 이때, 보수 장치의 무게 중심(28)이, 제1 승강 구동 롤러(26)와 제2 승강 구동 롤러(27) 사이에 위치하도록 위치 결정을 행한다.

[제4 실시 형태]

도 14a 및 도 14b에 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 보수하는 형태(제4 실시 형태)를 도시한다. 도 14a에 노벽 형상의 계측 형태를 도시하고, 도 14b에 용사의 형태를 도시한다.

도 14a에 도시한 바와 같이, 노벽 형상 계측 장치(6)로서 레이저 거리계를 사용하여 노벽 형상을 계측할 때, 레이저의 조사 방향(29)을 경사 하향으로 하여 계측을 행함으로써, 노 바닥(4)까지 도달하는 노 바닥 근처 벽면의 손상부(15)의 노벽 형상을 계측할 수 있다.

또한, 도 14b에 도시한 바와 같이, 용사 장치(7)로 용사를 행할 때, 용사 방향(30)을 경사 하향으로 하여 용사를 행한다. 이 경사 하향의 용사에 의해, 노 바닥 근처 벽면의 손상부(15)를 보수할 수 있다.

또한, 노벽 형상 계측 장치(6)는 좌우의 노벽에 대응 가능하고, 용사 장치(7)는 회전에 의해 용사 방향을 반전할 수 있다.

[제5 실시 형태]

도 15에 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 보수하는 다른 형태(제5 실시 형태)를 도시한다. 장척 빔(도시하지 않음)을 지지하는 대차 상의 롤러는 고정 타입이고, 보수 장치는 도 1에 도시한 보수 형태와 마찬가지로, 노 내에 삽입한 상태 그대로이다.

우선, 노 바닥 형상 계측 장치(18)를, 노 바닥(4)으로부터 충분히 이격된 높이로 유지하여 주사하고, 주사 범위의 노 바닥의 요철 형상을 계측하여, 이 노 바닥의 요철 형상을 근사한 노 바닥 근사 곡선을 구한다.

그리고, 노벽 형상 계측 장치(6)의 외각 및 용사 장치(7)의 외각과 상기 노 바닥 근사 곡선 사이의 최단 거리를, 0 내지 50㎜(0은 포함하지 않음)의 범위 내로 제어하고, 또한 주사 방향이 노 바닥 근사 곡선과 평행해지도록, 노 길이 방향 정밀 구동 장치(10)와 노 높이 방향 정밀 구동 장치(11)의 2축을 동조 제어하고, 노벽 형상 계측 장치(6) 및 용사 장치(7)를 주사하여, 노벽 형상의 계측 및 노벽 손상부로의 용사를 행한다.

본 실시 형태에 따르면, 노벽 형상 계측 장치 및 용사 장치의 주사 방향을 제어하는 기계 장치를 새롭게 설치하지 않고, 노 바닥 근처 벽면의 손상부의 노벽 형상을 계측하여, 이 손상부를 보수할 수 있다.

[제6 실시 형태]

도 16a 및 도 16b에 노 바닥 근처 벽면의 손상부를 계측하는 형태(제6 실시 형태)를 도시한다. 노벽 형상 계측 장치로서, 라인 레이저 조사 장치(32)와 관찰 카메라(34)를 사용한다. 도 16a에 라인 레이저 조사 장치(32)와 관찰 카메라(34)의 위치 관계를 도시한다. 또한, 관찰 카메라(34)로부터 라인 레이저선(33)을 본 모습을 도 16b에 도시한다. 라인 레이저선(33)은 노벽에 대해 수직으로 조사되도록 배치한다. 그때, 장치의 주사 방향이 노 길이 방향이므로, 노벽에 조사된 라인 레이저선(33)이 주사 방향(13)(도 16a 참조)에 수직으로 되도록, 라인 레이저 조사 장치(32)를 배치한다. 관찰 카메라(34)는 노 바닥(4)으로부터의 거리를 50 내지 300㎜의 범위에 설치하여, 라인 레이저선(33)의 중심 부근을 시야로 하고, 시선의 각도를 수평±10°로 한다. 얻어진 화상을 처리하여, 레이저광과 카메라의 기하적 관계를 사용하여, 광절단법에 의해 형상 계측을 행한다. 라인 레이저선(33)의 파장은 단파장의 가시광으로 하고, 관찰 카메라(34)측에, 라인 레이저선(33)의 파장보다도 장파장의 성분을 컷트하는 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 라인 레이저 조사 장치(32)와 관찰 카메라(34)를 사용하여 노 바닥 형상을 측정할 수도 있다.

1 : 탄화실
2 : 축열실
3 : 궤조
4 : 노 바닥
5 : 보수 제어 장치
6 : 노벽 형상 계측 장치
7 : 용사 장치
8 : 다리부
9 : 장척 빔
10 : 노 길이 방향 정밀 구동 장치
10a : 노 길이 방향
11 : 노 높이 방향 정밀 구동 장치
11a : 노 높이 방향
11z : 보수 머니퓰레이터
12 : 노 길이 방향
13 : 주사 방향
14 : 연소실
15 : 손상부
16 : 벽돌 줄눈
17 : 대차
18 : 노 바닥 형상 계측 장치
19 : 승강 롤러
19' : 고정 롤러
20 : 제1 장척 빔
21 : 제2 장척 빔
22 : 제1 경사각 센서
23 : 제2 경사각 센서
24 : 제1 다리부
25 : 제2 다리부
26 : 제1 승강 롤러
27 : 제2 승강 롤러
28 : 무게 중심 위치
29 : 레이저 조사 방향
30 : 용사 방향
31 : 주사 방향
32 : 라인 레이저 조사 장치
33 : 라인 레이저선
34 : 관찰 카메라
35 : 관찰 카메라의 시선 방향
37 : 퇴적물
38 : 노 바닥 줄눈
39 : 띠
101 : 탄화실
102 : 축열실
103 : 궤조
104 : 노 바닥
105 : 보수 제어 장치
106 : 노벽 형상 계측 장치
107 : 용사 장치
108 : 다리부
109 : 장척 빔
110 : 노 길이 방향 정밀 구동 장치
110a : 노 길이 방향
111 : 노 높이 방향 정밀 구동 장치
111a : 노 높이 방향
111z : 보수 머니퓰레이터
112 : 노 길이 방향
114 : 연소실
115 : 손상부
116 : 벽돌 줄눈
117 : 대차
119' : 고정 롤러
PS : 탄화실의 코크스 압출기측
CS : 탄화실의 코크스 배출측

Claims

코크스로 탄화실의 노 바닥에 근접하는 벽면의 손상부를 보수하는 방법이며,
상기 코크스로 탄화실 내에서 그 노 길이 방향을 따라서 노 바닥 형상 계측 장치를 이동시키면서, 이 노 바닥 형상 계측 장치와 상기 노 바닥 사이의 연직 방향 거리를 계측함으로써, 상기 노 바닥의 요철 형상을 구하고, 상기 노 바닥의 요철 형상을 근사하는 노 바닥 근사 곡선을 구하는 노 바닥 형상 계측 공정과,
상기 노 바닥 근사 곡선에 대한 노벽 형상 계측 장치 외각의 최단 거리가 제1 소정 거리 이상으로 되도록 상기 노벽 형상 계측 장치를 상기 노 바닥 근사 곡선에 평행하게 이동시키면서, 상기 노벽의 요철 형상을 구하는 노벽 형상 계측 공정과,
상기 노 바닥 근사 곡선에 대한 용사 장치 외각의 최단 거리가 제2 소정 거리 이상으로 되도록 상기 용사 장치를 상기 노 바닥 근사 곡선에 평행하게 이동시키면서, 이 용사 장치로부터 보수재를 상기 손상부에 대해 용사하는 보수 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 소정 거리 및 상기 제2 소정 거리의 각각을, 0㎜를 초과하고 50㎜ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법.
제1항에 있어서, 상기 보수 공정에서는, 상기 노벽을 그 벽면에 대해 수직인 단면에서 본 경우의, 상기 손상부에 대한 상기 보수재의 용사 방향이 이루는 각도를 70° 이상 110° 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보수를 700℃ 이상의 분위기 중에서 행하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 방법.
코크스로 탄화실의 노 바닥에 근접하는 노벽의 요철 형상을 노벽 형상 계측 장치로 구하고 상기 노벽의 손상부를 용사 장치에 의해 보수하는 장치이며,
상기 코크스로 탄화실 내에 삽입되는 장척 빔과,
이 장척 빔의 선단에 정밀 구동 장치를 통해 설치된, 노 바닥 형상 계측 장치 및 상기 노벽 형상 계측 장치 및 상기 용사 장치와,
상기 노 바닥 형상 계측 장치 및 상기 노벽 형상 계측 장치 및 상기 용사 장치의, 상기 코크스로 탄화실 내에서의 노 길이 방향 위치 및 노 높이 방향 위치를 조정하는 상기 정밀 구동 장치와,
상기 코크스로 탄화실 내를 그 노 길이 방향을 따라서 이동하면서, 자신과 상기 노 바닥 사이의 연직 방향 거리를 계측함으로써 노 바닥 근사 곡선을 구하는 상기 노 바닥 형상 계측 장치와,
상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치 사이의 거리를 조정하는 거리 조정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제5항에 있어서, 상기 노 바닥 근사 곡선에 대한 상기 노벽 형상 계측 장치 외각의 최단 거리 및 상기 용사 장치 외각의 최단 거리의 각각을, 0㎜를 초과하고 50㎜ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제5항에 있어서, 상기 노 바닥과 상기 노벽 형상 계측 장치의 계측점의 연직 방향 거리 및 상기 노 바닥과 상기 용사 장치의 용사점의 연직 방향 거리가, 적어도 0㎜를 초과하고 100㎜의 범위를 포함하도록 위치 결정 가능한 장치 외각 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제5항에 있어서, 상기 노벽을 그 벽면에 대해 수직인 단면에서 본 경우의, 상기 손상부에 대한 보수재의 용사 방향이 이루는 각도가 70° 이상 110° 이하인 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제5항에 있어서, 상기 정밀 구동 장치가,
상기 노 길이 방향 위치를 조정하는 노 길이 방향 정밀 구동 장치와,
상기 노 높이 방향 위치를 조정하는 노 높이 방향 정밀 구동 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제5항에 있어서, 상기 거리 조정 장치가,
상기 장척 빔의 선단에 설치되는 동시에 상기 노 바닥에 착지하여 지지점을 이루는 다리부와, 상기 코크스로 탄화실 밖에서 상기 장척 빔의 후단부를 승강 가능하게 지지하는 승강 롤러를 구비하고,
또한, 상기 노 바닥의 요철 형상에 기초하여, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 승강 롤러를 승강시킴으로써 상기 장척 빔의 상기 선단의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제5항에 있어서, 상기 거리 조정 장치가,
상기 코크스로 탄화실 밖에 상기 노 길이 방향을 따라서 배치되는 동시에 상기 장척 빔을 승강 가능하게 지지하는 복수의 승강 롤러를 구비하고,
또한, 상기 노 바닥의 요철 형상에 기초하여, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 각 승강 롤러를 승강시킴으로써 상기 장척 빔의 상기 선단의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제5항에 있어서, 상기 노벽 형상 계측 장치가,
상기 노벽 및 상기 노 바닥에 대해 수직으로 라인 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사 장치와,
상기 코크스로 탄화실 내의 상기 노 바닥으로부터 50㎜ 내지 300㎜의 높이 범위 내에 설치되어, 상기 노벽에 조사된 상기 라인 레이저에 의해 형성되는 라인 레이저선의 연직 방향 중앙 위치를 시야 중심의 기준 위치로 하고, 또한 이 기준 위치에 대해 연직 방향을 따라서 －10°~＋10°의 범위 내에서 상기 시야 중심이 각도 조정 가능한 관찰 카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제5항에 있어서, 제1 장척 장치와 제2 장척 장치를 구비하고,
상기 제1 장척 장치가,
상기 코크스로 탄화실 내에 삽입되는 상기 장척 빔인 제1 장척 빔과,
이 제1 장척 빔의 선단에 상기 노 길이 방향 정밀 구동 장치인 제1 노 길이 방향 정밀 구동 장치를 통해 설치되어, 상기 노 바닥과 자신 사이의 거리를 계측함으로써, 상기 노 바닥의 요철 형상을 구하는 상기 노 바닥 형상 계측 장치와,
이 노 바닥 형상 계측 장치의, 상기 코크스로 탄화실 내에 있어서의 노 길이 방향의 위치를 조정하는 상기 노 길이 방향 정밀 구동 장치인 상기 제1 노 길이 방향 정밀 구동 장치와,
이 제1 노 길이 방향 정밀 구동 장치의 구동 방향과 수평 방향이 이루는 각도를 계측하는 제1 경사각 센서를 구비하고,
상기 제2 장척 장치가,
상기 코크스로 탄화실 내에 삽입되는 상기 장척 빔인 제2 장척 빔과,
이 제2 장척 빔의 선단에 상기 정밀 구동 장치를 통해 설치된 상기 노벽 형상 계측 장치 및 상기 용사 장치와,
상기 노벽 형상 계측 장치 및 상기 용사 장치의, 상기 코크스로 탄화실 내에 있어서의 노 길이 방향 위치 및 노 높이 방향 위치를 조정하는 상기 정밀 구동 장치와,
이 정밀 구동 장치에 의해 상기 노 길이 방향 위치를 조정할 때의 구동 방향과 수평 방향이 이루는 각도를 계측하는 제2 경사각 센서와,
상기 제1 경사각 센서로 계측된 값과, 상기 노 바닥의 요철 형상으로부터 구한 노 바닥 근사 곡선과, 상기 제2 경사각 센서로 계측된 값을 사용하여, 상기 정밀 구동 장치와 상기 노 바닥 근사 곡선 사이의 거리를 조정하는 상기 거리 조정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제13항에 있어서, 상기 거리 조정 장치가,
상기 제2 장척 빔의 상기 선단에 설치되는 동시에 상기 노 바닥에 착지하여 지지점을 이루는 다리부와, 상기 코크스로 탄화실 밖에서 상기 제2 장척 빔의 후단부를 승강 가능하게 지지하는 승강 롤러를 구비하고,
또한, 상기 노 바닥의 요철 형상에 기초하여, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 승강 롤러를 승강시킴으로써 상기 제2 장척 빔의 상기 선단의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
제13항에 있어서, 상기 거리 조정 장치가,
상기 코크스로 탄화실 밖에 상기 노 길이 방향을 따라서 배치되어, 상기 제2 장척 빔을 승강 가능하게 지지하는 복수의 승강 롤러를 구비하고,
또한, 상기 노 바닥의 요철 형상에 기초하여, 상기 노 바닥 근사 곡선과 상기 정밀 구동 장치의 노 길이 방향 주사 방향이 평행해지도록, 상기 각 승강 롤러를 승강시킴으로써 상기 제2 장척 빔의 상기 선단의 위치 결정을 행하는 것을 특징으로 하는, 코크스로 탄화실의 노 바닥 근처 벽면의 보수 장치.
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