KR20050117475A - 코크스로 탄화실의 진단장치 및 진단방법 - Google Patents

Abstract

코크스로 탄화실의 진단장치 및 진단방법에 관한 것으로서, 코크스로 탄화실 내부에 도입시키는 내부 관찰수단의 궤적을 특정하여, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 좌우의 각 노벽까지의 거리를 구하는 방법을 제공한다. 또한, 상기 측정거리에 기초하여, 탄화실의 노벽의 상태를 정량적으로 진단하는 방법을 제공한다.

Description

코크스로 탄화실의 진단장치 및 진단방법{DIAGNOSTIC APPARATUS AND DIAGNOSTIC METHOD FOR CARBONIZATION CHAMBER OF COKE OVEN}

본 발명은 코크스로 탄화실의 진단장치 및 진단방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 탄화실의 노벽으로의 탄화물(카본)의 부착이나 노벽의 결손, 노벽의 변형 및 이동 등에 의한 광협화(廣狹化) 등의 노벽상태를 진단하는 데에 적합한 진단장치 및 진단방법에 관한 것이다.

코크스로에는 석탄을 고온건류하기 위한 탄화실과, 탄화실을 가열하기 위한 연소실이 번갈아 배치되어 있고, 코크스의 제조는 원료가 되는 석탄을 탄화실 내에 충전하고, 약 1000℃의 고온에서 20시간 정도 건류한 후, 압출램(extrusion ram)으로 생성 코크스를 탄화실로부터 압출하는 사이클을 반복함으로써 행해진다.

코크스로 탄화실은 탄화실 내에 충전된 석탄으로의 전열효율을 높이기 위해 일반적으로 폭이 약 400∼500㎜, 길이가 약 15000∼20000㎜, 높이가 약 4000∼7000㎜인 협폭의 가늘고 긴 공간이고, 탄화실의 노벽은 내화벽돌로 구성되어 있다. 내화벽돌로 이루어지는 노벽에 있어서도, 상기 가혹한 조건에서의 연속 조업에 의해 결손 부분이 발생하기도 하고, 카본의 부착이 발생하기도 한다. 특히, 원료가 되는 석탄의 충전시나 생성 코크스의 압출시에는, 노벽방향에도 큰 부하(압력)가 걸리기 때문에, 탄화실의 노벽은 결손, 변형, 이동된다. 현재 가동하고 있는 코크스로의 평균 수명은 약 30년이라고 하지만, 코크스로를 새롭게 설비투자하는 비용은 최근 매우 고가이고, 새로운 설비투자는 코크스 제조비용을 현저하게 상승시킨다. 이 때문에 현재의 코크스로를 보수 및 점검함으로써 그 수명을 어떻게든 연장할 수 있다고는 하지만, 코크스 제조업계의 중요한 과제가 되고 있다.

코크스로 탄화실의 노벽의 열화상태로는, 예를 들면, 노벽 자체가 이동 또는 변형하여 노폭에 광협이 발생하는 경우, 노벽의 벽돌에 결손이 발생하여 노폭이 넓어지는 경우, 노벽에 카본이 부착하여 노폭이 좁아지는 경우 등 다양하다.

종래의 보수 및 점검방법은 생성 코크스를 압출할 때의 압출램의 부하 전력값의 관리나 육안관찰에 기초하여 행해져 왔다. 그러나, 탄화실은, 상술한 바와 같은 협폭의 가늘고 긴 공간이기 때문에, 육안관찰로는 탄화실 내부를 상세하게 관찰할 수 없다. 또한, 부하 전력값의 관리에 의해서도, 상술한 바와 같은 다양한 노벽의 열화상태를 특정할 수 없다. 그러므로, 종래의 보수 및 점검방법으로는 탄화실 노벽의 상태를 정확하게 그리고 정량적으로 파악할 수 없다. 또한, 종래의 보수 및 점검방법으로는 정확하게 파알할 수 없으므로, 불필요한 보수에 의한 코크스 생산성의 저하나 부적절한 보수방법에 의한 보수 및 점검 비용의 증대 등의 문제가 염려된다.

최근, 예를 들면, 일본 등록실용신안 제3032354호 공보, 일본 특개 2000-336370호 공보에는, 코크스 압출장치의 압출램상에 비디오 카메라나 레이저 거리계 등을 구비한 내부 관찰수단을 설치하고, 그것을 이용하여 탄화실 내부의 상태를 관찰하는 보수 및 점검방법이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 보수 및 점검방법은, 내부 관찰 수단의 양측의 노벽까지의 거리를 각각 측정하고, 각 노벽까지의 거리를 합하여 노폭의 거리로서 측정하는 것이다. 이러한 노폭을 측정하는 방법으로는, 도 1에 도시된 바와 같은 정상인 탄화실의 노폭과, 도 2에 도시된 바와 같은 한쪽의 노벽(20)에 카본이 부착되고, 다른 쪽의 노벽(20)에 결손이 발생한 바와 같은 탄화실의 노폭을 구별할 수 없다는 문제도 있고, 정밀도상의 문제가 있었다.

탄화실의 노폭밖에 측정할 수 없는 주요 이유는 탄화실 내부로 도입되는 내부 관찰수단의 위치를 특정하는 것이 곤란하기 때문이다. 이는 우선, 코크스 압출기 자체를 탄화실에 대해 일정한 위치와 방향으로 설치하는 것이 곤란하고, 압출램에 설치되어, 탄화실 내부에 도입되는 내부 관찰수단의 위치나 방향을 특정할 수 없기 때문이다. 예를 들면, 압출기가 탄화실에 대해 정면으로 마주보지 않는 경우에는, 내부 관찰수단이 설치되어 있는 압출램이 탄화실에 비스듬하게 삽입된다. 이러한 경우, 압출램의 탄화실 길이방향의 중심선으로부터의 오차가 탄화실 입구에서는 작아도, 탄화실은 가늘고 긴 공간이기 때문에, 탄화실 출구에서의 오차는 커진다. 또한, 압출시의 부하나 카본 부착 등에 의해서는, 압출램이 탄화실 내부를 직진 이동하지 않고, 사행(蛇行)하는 경우도 있다.

도 1은 노벽에 결손이 없는 탄화실의 수평 단면도;

도 2는 노벽에 결손 및 카본의 부착이 있는 탄화실의 수평 단면도;

도 3은 본 발명의 코크스로 진단장치를 예시하는 개략 측면도;

도 4는 본 발명의 코크스로 진단장치를 예시하는 개략 측면도;

도 5는 내부 관찰수단을 예시하는 수평 단면도;

도 6은 본 발명의 코크스로 진단장치의 다른 예를 예시하는 측면도;

도 7은 내부 관찰수단의 탄화실 내의 위치관계를 예시하는 설명도;

도 8은 압출램의 삽입상태 및 레이저 수광위치의 변위를 예시하는 설명도;

도 9는 탄화실 내의 레이저의 경사를 예시하는 설명도;

도 10은 노벽상태를 예시하는 탄화실의 임의 높이에 대한 수평 단면도;

도 11은 평준화 변위선과 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 부분의 면적을 개념적으로 나타내는 탄화실의 임의 높이에 대한 수평 단면도;

도 12는 평준화 변위선과 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 부분의 면적을 개념적으로 나타내는 탄화실의 임의 높이에 대한 수평 단면도;

도 13은 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_L)를 나타내는 그래프;

도 14는 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 압출램의 궤적(D_L)을 나타내는 그래프;

도 15는 탄화실 길이방향 중심선으로부터 좌우의 노벽까지의 거리를 나타내는 그래프;

도 16은 탄화실 좌측 노벽에 대해서의 측정거리 변위선, 평준화 변위선, 및 설계거리 변위선을 나타내는 그래프;

도 17은 탄화실 우측 노벽에 대해서의 측정거리 변위선, 평준화 변위선, 및 설계거리 변위선을 나타내는 그래프;

도 18은 탄화실 노벽에 대해서의 측정거리 변위선, 평준화 변위선, 및 설계거리 변위선을 나타내는 그래프;

도 19는 제조 사이클의 다른 탄화실 좌측노벽에 대해, 측정거리 변위선과 설계거리 변위선을 나타내는 그래프; 및

도 20은 제조 사이클의 다른 탄화실 우측노벽에 대해, 측정거리 변위선과 설계거리 변위선을 나타내는 그래프이다.

본 발명은, 상기 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 종래의 보수 및 점검방법보다 정확하고, 또한, 정량적으로 코크스로 탄화실을 진단하기 위한 진단장치 및 진단방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 코크스로 탄화실의 진단장치는, 코크스 압출기 본체, 코크스 압출기 본체에 설치된 압출램, 상기 압출램에 설치된 내부 관찰수단, 상기 압출기 본체측 또는 상기 압출램측에 설치된 레이저 출력수단, 상기 레이저 출력수단으로부터 조사되는 레이저를 수광하는 수광수단(이하, "레이저 수광수단"이라 칭하는 경우가 있음), 및 상기 레이저 수광수단의 레이저 수광위치를 인식하는 수단(이하, "레이저 수광위치 인식수단"이라 칭하는 경우가 있음)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 진단장치는 코크스 압출기를 이용함으로써 코크스 생성효율을 저하시키지 않고, 코크로 탄화실의 노벽상태를 진단할 수 있다. 또한, 상기 레이저 출력수단, 레이저 수광수단, 및 레이저 수광위치 인식수단을 구비함으로써, 탄화실 내에 내부 관찰수단을 도입했을 때, 탄화실 내의 내부 관찰수단의 궤적을 특정할 수 있다.

탄화실 내의 내부 관찰수단의 궤적이 특정되면, 내부 관찰수단을 기준위치로서 특정한 좌우의 각 노벽까지의 각각의 실측 측정거리로부터, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 좌우의 각 노벽까지의 거리를 산출할 수 있고, 좌우의 각 노벽상태의 정보를 개별적으로 얻을 수 있다.

본 발명의 진단장치에서는, 상기 레이저 출력수단을 상기 압출기 본체에 설치하고, 그 레이저 출력수단으로부터 조사되는 레이저를 상기 압출램에 설치된 레이저 수광수단에서 수광하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 내부 관찰수단은 거리측정수단 및 화상 촬상수단을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 내부 관찰수단은 내열 케이싱을 가지고, 그 내열 케이싱 내에 거리 측정수단, 화상 촬상수단, 급전수단, 및 측정 데이터처리수단을 구비하는 것도 바람직하다. 내열 케이싱 내에 각 수단을 설치함으로써, 탄화실 내부의 고열로부터 각 수단을 보호할 수 있다.

또한, 상기 내부 관찰수단은 상술한 레이저 수광위치 인식수단을 더 구비할 수도 있다. 상기 레이저 수광위치 인식수단으로서 바람직한 것은, 예를 들면, 화상 촬상수단이다. 상기 내열 케이싱은 1층 이상의 단열층으로 이루어지고, 상기 단열층의 적어도 1층은 세라믹스섬유로 이루어진 층인 것이 바람직하다. 또한, 상기 내열 케이싱은 1층 이상의 단열층으로 이루어지고, 상기 단열층의 적어도 1층이 진공단열층인 것도 바람직하다.

본 발명의 코크스로 탄화실의 진단방법은, 코크스로 탄화실의 내부 관찰수단을 이용하여 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 길이방향의 복수위치의 노벽까지의 거리를 측정하고, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리변위선(이하, "측정거리 변위선"이라 칭하는 경우가 있음)을 구하고, 상기 측정거리 변위선에 기초하여, 측정거리 변위선의 평준화 변위선을 구하여, 상기 측정거리 변위선과 상기 평준화 변위선의 비교, 및/또는, 탄화실 길이방향의 설계 노벽거리 변위선(이하, "설계거리 변위선"이라 칭하는 경우가 있음)과 상기 평준화 변위선의 비교에 의해, 상기 탄화실의 노벽상태를 진단하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 측정거리 변위선은 내부 관찰수단에 의해 실제로 측정된 노벽까지의 거리로부터 구해진 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리를 탄화실의 길이방향에 걸쳐 나타내는 선이고, 평준화 변위선은 카본의 부착이나 노벽의 결손 등에 의한 노벽표면의 변위를 평균함으로써, 상기 측정거리 변위선을 평준화(평활화)한 변위선이고, 탄화실 길이방향의 설계 노벽거리 변위선은 코크스로 설계시에 대한 탄화실 길이방향의 중심선으로부터 노벽까지의 거리를 탄화실 길이방향에 걸쳐 나타내는 선이다.

본 발명에서는 상기 측정거리 변위선과 상기 평준화 변위선을 비교함으로써 노벽의 카본 부착이나 결손 등의 노벽 표면의 변위에 의한 변위를 알 수 있고, 상기 탄화실 길이방향의 설계거리 변위선과 상기 평준화 변위선을 비교함으로써 노벽자체가 이동 및 변형하는 것에 의한 변위를 알 수 있다. 노벽의 전체의 변위를 이들 2종류의 변위로 분리함으로써 탄화실의 노벽의 상태를 정량적으로 진단할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 탄화실의 좌우의 각 노벽의 각각의 상태를 진단할 수 있기 때문에, 상술한 바와 같은 노폭 전체로서 이상이 확인되지 않은 경우에도, 각 노벽의 상태에 기초하여 정확하게 진단할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 탄화실의 각 노벽에 대해, 상기 측정거리 변위선에 기초하여, 측정거리 변위선의 평준화 변위선을 구하고, 또한, 상기 평준화 변위선과 상기 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합, 및/또는 탄화실 길이방향의 설계 노벽거리 변위선과 상기 평준화 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합을 구하여, 상기 면적의 총합에 기초하여 상기 탄화실의 노벽상태를 진단할 수도 있다.

상기 면적의 총합은 임의의 높이에 대한 탄화실의 각 노벽의 전체의 상태를 나타내는 것이고, 상기 면적의 총합을 판단기준으로 함으로써, 코크스로 탄화실의 좌우의 각 노벽의 상태에 대해 정량적인 평가를 할 수 있고, 또한, 각 탄화실의 노벽 상태를 상대평가할 수 있다.

1. 코크스로 탄화실의 진단장치

우선, 본 발명의 코크스로 탄화실의 진단장치에 대해 설명한다.

본 발명의 코크스로 탄화실의 진단장치는 코크스 압출기 본체, 코크스 압출기 본체에 설치된 압출램, 상기 압출램에 설치된 내부 관찰수단, 상기 압출기 본체측 또는 상기 압출램측에 설치된 레이저 출력수단, 상기 레이저 출력수단으로부터 조사되는 레이저를 수광하는 수광수단, 및 상기 레이저 수광수단의 레이저 수광위치를 인식하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 진단장치는 코크스 압출기를 이용함으로써, 코크스 생산효율을 저하시키지 않고, 코크스로 탄화실의 노벽상태를 진단할 수 있다. 상기 코크스 압출기로는, 코크스 압출기 본체와 상기 코크스 압출기 본체에 설치된 압출램을 구비하고 있지만, 특별히 한정되지 않는다.

도 3은, 본 발명의 코크스로 탄화실의 진단장치를 예시하는 개략 측면도이다 상기 진단장치는 레이저 출력수단(4)을 구비한 압출기 본체(1), 상기 압출기 본체(1)에 의해 탄화실 내로 도입되는 압출램(2)을 구비하고, 상기 압출램(2)에는 내부 관찰수단(3), 레이저 출력수단(4)으로부터 조사되는 레이저를 수광하는 레이저 수광수단(5), 및 레이저 수광위치 인식수단(6)이 설치되어 있다. 또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 레이저 수광위치 인식수단(6)이 내부 관찰수단(3)에 구비된 것도 바람직하다.

상기 내부 관찰수단이 구비된 검사수단은 진단의 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 예를 들면, 탄화실의 노벽상태를 관찰하기 위한 화상 촬상수단, 또는 탄화실의 벽면까지의 거리를 측정하는 거리 측정수단 등을 들 수 있다. 특히, 상기 내부 관찰수단이 화상 촬상수단과 거리 측정수단을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 화상 촬상수단으로서는 (디지털)비디오 카메라, CCD 카메라, 파이버 스코프(fiberscope) 등을 들 수 있고, 상기 거리 측정수단으로서는 마이크로파 거리계, 레이저 거리계 등의 비접촉식 거리계를 들 수 있다. 마이크로파 거리계는 마이크로파 또는 밀리파 영역의 전자파를 탄화실 벽면으로 조사하여, 반사되어 오는 전자파를 채취할 때까지의 시간을 계측하고, 상기 시간을 거리로 환산하는 것이다. 또한, 레이저 거리계로서는 삼각측정식을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내부 관찰수단은 거리 측정수단이나 화상 촬상수단을 동작시키기 위한 급전수단이나, 거리 측정수단이나 화상 촬상수단으로부터의 측정데이터를 처리 및 보존하는 측정데이터 처리수단 등의 복수의 수단을 더 구비하는 것이어도 좋다. 특히, 상기 내부 관찰수단이 내열 케이싱을 가지고, 그 내열 케이싱 내에 상술한 거리 측정수단, 화상 촬상수단, 급전수단, 및 측정데이터 처리수단을 구비하는 것도 바람직하다. 내부 관찰수단이 내열 케이싱 내에 상기 각 수단을 구비함으로써, 탄화실의 고열로부터 각 수단을 보호할 수 있음과 아울러, 내부 관찰수단을 꺼내는 것이 가능한 휴대용인 것인 것으로 할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 내부 관찰수단이 후술하는 레이저 출력수단 또는 레이저 수광위치 인식수단을 구비하는 것도 바람직하다.

도 5는 압출램(2)에 설치된 내부 관찰수단(3)을 예시하는 수평 단면도이다. 내부 관찰수단(3)은 3층의 단열층으로 이루어진 내열 케이싱(10)을 가지고, 그 내부에 급전수단(13), 레이저 수광위치 인식수단(6)인 비디오 카메라, 거리 측정수단(11)인 레이저 거리계, 측정데이터 처리수단(12), 노벽의 표면변위(요철)를 관찰하기 위한 화상 촬상수단(14)인 비디오 카메라, 및 레이저식 위치 검출스위치(15)를 구비하고, 배선(19)에 의해 접속되어 있다. 상기 레이저 거리계(11)나 급전수단(13) 등을 내열 케이싱(10) 내에 구비함으로써, 내부 관찰수단(3)을 꺼낼 수 있는 휴대용으로 할 수 있다. 또한, 상기 내열 케이싱(10)에는 레이저 거리계(11)로부터 조사되는 레이저의 투과부, 또는 레이저 수광위치 인식수단(6) 및 화상 촬상수단(14)의 시야부가 되는 창(18)이 설치되어 있다. 상기 창(18)은 내열성의 관점에서 금속 증착의 내열유리로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 내열 케이싱(10)은 레이저 거리계(11)나 비디오 카메라(6, 14) 등의 측정수단을 탄화실 내의 열로부터 보호하기 위한 것이고, 1층 이상의 단열층을 가지는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 상기 내열 케이싱(10)을 구성하는 단열층으로서는, 예를 들면, 세라믹스섬유로 이루어지는 단열층이나 진공 단열층 등을 들 수 있다. 세라믹스섬유로 이루어지는 층은 내열 및 내수성, 단열성 등이 우수하기 때문에, 내열 케이싱(10)을 구성하는 단열층의 적어도 1층은 세라믹스섬유로 이루어지는 층으로 하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 내열 케이싱을 복수의 단열층으로 이루어지는 내열 케이싱으로 하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 세라믹스섬유 플레이트 층, 열전도성이 낮은 미공질(微孔質)의 차단 플레이트 층, 및 내화영역으로부터의 높은 사용온도를 가지고 세라믹스섬유로 이루어지는 층을 가지는 것은 내열 케이싱으로서 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 내열 케이싱을 구성하는 단열층의 적어도 1층을 진공 단열층으로 하는 것도 바람직하다. 상기 진공 단열층은, 예를 들면, 내열 케이싱 내부에 끼워 넣을 수 있는 층상의 밀폐용기로서, 단열효과를 가질 정도로 감압되어 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 이 경우, 노벽의 상태를 화상에 의해 관찰하거나, 노벽에 레이저를 조사한다는 점 때문에, 층상 밀폐용기의 재질은 내열유리 등의 투명부재로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 층상 밀폐용기의 재질의 일부만을 투명부재로 형성하거나, 층상 밀폐용기의 일부분을 개구부로 하고, 이러한 부분을 레이저 거리계(11)로부터 조사되는 레이저 광의 투과부, 또는, 레이저 수광위치 인식수단(6) 및 화상 촬상수단(14)의 시야부로 하는 것도 바람직하다. 또한, 상기 내열 케이싱(10)에는 내층으로서 금속제의 가이드 프레임이, 또한, 외층으로서 상기 단열층을 기계적인 손상으로부터 보호할 목적의 다공체층(多孔體層)이 설치되어 있는 것도 좋다.

상기 내부 관찰수단에는 좌우 양측의 노벽에 조사하기 위한 적어도 2대의 레이저 거리계(11, 11)가 구비되어 있는 것이 바람직하다. 레이저 거리계(11, 11)를 2대 구비하고 있는 경우에는, 동시에 양측 각각의 노벽까지의 거리를 측정할 수 있기 때문이다. 1대밖에 구비되어 있지 않은 경우에는, 우선 한쪽의 노벽까지의 거리를 측정한 후, 레이저 거리계(11)의 방향을 바꾸어, 다른 쪽의 노벽까지의 거리를 측정하면 좋다. 또한, 도 5의 태양에서는 레이저 거리계의 전방에 반사경(17)이 설치되고, 레이저 거리계(11)로부터 조사되는 레이저가 반사경(17)에 반사되어 노벽(20)으로 조사되도록 구성되어 있지만, 레이저를 직접 노벽에 조사하도록 설치해도 좋다. 또한, 레이저 거리계(11)로부터 조사되는 레이저의 파장이 속하는 특정 파장 영역의 광선만을 투과시키는 대역 여파기(band-pass filter)(16)를 레이저 거리계(11)의 전방에 설치하여, 측정 정밀도를 높이는 것도 바람직하다.

상기 측정 데이터 처리수단(12)은 레이저 거리계(11)나 비디오 카메라(6, 14) 등으로 측정된 데이터를 보존하는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 메모리, 하드디스크 등의 기록매체를 들 수 있다. 또한, 상기 측정데이터 처리수단(12)은 전자부품을 제어한다거나, 측정 데이터를 처리 및 보존하는 기능 등을 가지는 프로그래밍 가능한 컴퓨터이어도 좋고, 예를 들면, 타이머에 의한 전원의 온ㆍ오프 기능이나, 측정 데이터를 시각에 관련시켜 보존하는 기능이나 측정 데이터의 연산처리가 가능하도록 프로그래밍 할 수 있다.

상기 내부 관찰수단(3)이 탄화실 내부에 들어간 것을 검출하는 레이저식 위치검출 스위치(15)를 구비하는 것도 바람직하다. 상기 레이저식 위치검출 스위치(15)는, 예를 들면, 압출기의 프레임에 부착된 반사판(도시 안됨)을 향해 레이저를 조사하고, 반사판에서 반사된 레이저 반사광을 검출함으로써, 급전수단(13)과 연동하여 내부 관찰 수단내의 전자부품의 전원을 온 또는 오프로 하는 것이다. 상기 반사판으로는 압출램의 복사열을 고려하여, 예를 들면, 내열성의 반사포를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 타이머 기능을 겸용하고, 레이저 반사광을 검출하고나서 일정 시간 후에 내부 관찰수단(3)에 구비된 각 수단의 전원을 온 상태로 하는 것도 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 전자부품의 소비전력을 줄일 수 있다.

다음으로, 본 발명의 진단장치가 구비되는 레이저 출력수단, 레이저 수광수단, 및 레이저 수광위치 인식수단에 대해 설명한다.

상기 레이저 출력수단은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 파장이 635㎚, 출력이 15㎽인 원형 시준(collimate)(평행) 광출력 레이저 마커(laser marker)를 사용할 수 있다.

상기 레이저 수광수단은 레이저 출력수단으로부터 조사되는 레이저를 수광할 수 있는 면을 가지는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 바둑판 눈금 형상의 눈금이 형성된 판상의 것을 들 수 있다. 바둑판 눈금 형상의 눈금을 형성해 두면, 레이저 수광위치 인식수단에 의해, 레이저 수광위치의 변위를 용이하게 측정할 수 있기 때문이다. 또한, 레이저 수광수단을 압출램측에 설치하는 경우에는, 내열성이 요구되기 때문에, 예를 들면, 세라믹판이나 강철판을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 레이저 수광위치 인식수단은 레이저 수광수단에 조사된 레이저 수광위치를 인식할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 화상 촬상수단을 들 수 있다. 상기 화상 촬상수단으로는 레이저 수광수단에 조사된 레이저 수광위치를 촬상하고, 촬상한 화상데이터를 메모리나 하드디스크, 비디오 테이프 등의 기록매체, 또는 상술한 측정데이터 처리수단에 보존할 수 있는 것이 바람직하고, 예를 들면, (디지털) 비디오 카메라, CCD 카메라, 파이버스코프 등을 들 수 있다.

또한, 레이저 수광수단의 레이저 수광위치의 변위를 정밀하게 인식하기 위해, 화상 촬상수단(레이저 수광위치 인식수단)의 시야나 해상도 등의 성능에 따라, 레이저 수광수단과 화상 촬상수단(레이저 수광위치 인식수단)의 거리를 설정하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 레이저 수광수단과 화상촬상수단의 거리는 어느 정도 짧고(예를 들면, 약 0.2∼0.3m), 또한, 일정하게 해 두는 것이 바람직하다. 레이저 수광수단과 화상 촬상수단의 거리가, 짧고, 또한, 일정한 경우에는, 화상 촬상수단의 초점의 설정이 용이해지고, 레이저 수광위치의 변위의 측정 정밀도를 높일 수 있기 때문이다.

본 발명에서는, 레이저 출력수단을 압출기 본체측, 또는 압출램측에 설치할 수 있고, 예를 들면, 레이저 출력수단을 압축기 본체에 설치하고, 레이저 출력수단으로부터 조사되는 레이저를 압출램에 설치된 수광수단에서 수광하는 태양, 또는 레이저 출력수단을 압출램이나 내부 관찰수단에 설치하고, 레이저 출력수단으로부터 조사되는 레이저를 압출기 본체에 설치된 수광수단에서 수광하는 태양이어도 좋다. 어떠한 경우에 있어서도, 탄화실 내에서의 내부 관찰수단의 위치를 특정할 수 있기 때문이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 수광위치 인식수단(6)을 내부 관찰수단(3)과는 별도로 압출램(2)에 설치하는 경우에는, 레이저 수광위치 인식수단(6)을 내부 관찰수단에서 사용하는 것과 동일한 내열 케이싱 내에 넣어 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 레이저 출력수단을 압출기 본체에 설치되어 있는 프레임, 또는 압출기 본체측에 압출기 본체로부터 분리되어 설치된 프레임에 설치하는 것도 바람직하다. 압출기 본체로부터 분리되어 설치된 프레임에 설치하면, 코크스 압출시의 압출기의 흔들림 등의 영향을 줄일 수 있기 때문이다.

본 발명의 코크스로 탄화실의 진단장치는, 도 4의 태양에서는, 내부 관찰수단(3)이 압출램상에 설치되어 있지만, 다음과 같은 태양으로 변경할 수도 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 압출램 또는 램 베드(7)의 복수 높이에 내부 관찰수단(3)을 설치하는 것도 바람직한 태양이다. 압출램(2)을 탄화실 내에 한번 삽입하는 것만으로, 복수 높이에 대한 노벽의 상태를 관찰하는 것이 가능하기 때문이다.

다음으로, 본 발명의 코크스로 탄화실의 진단장치의 동작 태양에 대해 설명한다. 상술한 바와 같은 본 발명의 코크스로 진단장치를 사용하면, 코크스로 탄화실을 검사할 때, 탄화실 내에 도입되는 내부 관찰수단의 궤적을 특정할 수 있다. 그리고, 상기 내부 관찰수단의 궤적이 알려지면, 내부 관찰수단을 이용하여 측정한 좌우의 노벽까지의 거리에 기초하여, 탄화실의 길이방향 중심선으로부터 좌우의 각 노벽까지의 거리를 구할 수 있다.

본 발명의 코크스로 탄화실의 진단장치를 사용하여 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리를 구하는 방법으로는 압출램을 전체길이(T)의 코크스로 탄화실에 삽입하고, 상기 압출램에 설치된 내부 관찰수단을 이용하여, 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 내부 관찰수단으로부터 노벽까지의 거리(Y_L)를 측정하고, 탄화실 입구(L=0)에 대한 탄화실 길이방향 중심선으로부터 내부 관찰수단까지의 거리(D₀)와 탄화실 출구(L=T)에 대한 상기 중심선으로부터 내부 관찰수단까지의 거리(D_T)를 구하는 공정;

상기 레이저 수광위치 인식수단을 이용하여, 탄화실 입구에서의 레이저 수광위치와 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_L) 및, 탄화실 입구에서의 레이저 수광위치와 탄화실 출구에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_T)를 측정하는 공정;

상기 거리(D₀)와 (D_T), 및 상기 변위(X_L)와 (X_T)로부터, 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 내부 관찰수단의 궤적(D_L)을 특정하는 공정; 및

상기 궤적(D_L)에 기초하여 상기 측정거리(Y_L)를 보정하여, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리를 구하는 공정을 포함하는 방법을 들 수 있다.

여기서, 상기 궤적(D_L)은 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 탄화실 길이방향 중심선으로부터 내부 관찰수단까지의 거리이다. 상기 궤적(D_L)과 상기 거리(D₀, D_T)는, 편의상, 탄화실 입구(M/S:Machine Side)로부터 출구(C/S: Cokes Side)를 향해 탄화실의 길이방향 중심선으로부터 좌측의 거리에는 (+)부호를, 우측의 거리에는 (-)부호를 부여하는 것으로 한다. 또한, 상기 변위(X_L), (X_T)에 대해서는, 탄화실 입구로부터의 거리(L) 및 (T)에 대한 레이저 수광 위치가 탄화실 입구에 대한 수광 위치에 대해, 우측으로 이동한 경우를 (+)부호로 하고, 반대의 경우에는 (-)부호로 한다. 즉, 압출램(또는 내부 관찰수단)이 좌측의 노벽측으로 이동해 오는 경우에 (+)부호가 된다. 또한, 측정거리(Y_L)에 대해서는, 탄화실 입구로부터 출구를 향해, 내부 관찰수단으로부터 좌측의 노벽까지의 측정거리를 (+)부호로, 우측의 노벽까지의 측정거리를 (-)부호로 나타내는 것으로 한다. 내부 관찰수단으로부터 노벽까지의 거리(Y_L)의 측정은 상술한 바와 같이 내부 관찰수단으로부터 우측 노벽까지의 거리와 좌측 노벽까지의 거리를 동시에 측정하는 것이 바람직하다.

노벽까지의 거리(Y_L)는 상술한 거리 측정수단을 사용하여 측정할 수 있고, 바람직하게는, 레이저 거리계로 측정한다. 레이저 거리계를 이용하여 측정하는 경우에는, 상기 거리(Y_L)는 레이저 거리계의 레이저 조사경로의 거리에 기초하여 내부 관찰수단의 중심으로부터 노벽까지의 거리로 환산한 거리이다.

상기 거리(Y_L)의 측정은 탄화실의 전체길이(T)에 걸쳐 연속하여 행하는 것이 바람직하지만, 거리 측정수단의 성능에 따라, 탄화실의 전체길이(T)의 복수 지점에서 행하도록 해도 좋다. 또한, 상기 측정은, 예를 들면, 코크스를 압출램에서 압출할 때, 코크스를 압출한 후에 압출램을 되돌릴 때, 또는, 로가 비어있는 상태로 압출램을 삽입하여 행할 수 있다. 측정시에, 압출램의 이동속도를 일정속도로 하면, 측정거리(Y_L)와 탄화실 입구로부터의 거리(L)를 관련시킬 수 있다. 탄화실 입구로부터의 거리(L)는, 예를 들면, 압출램의 이동속도를 일정하게 하고 측정데이터 처리수단 또는 압출기 본체에 시각의 카운트 기능을 설치하여, 상기 속도와 시각의 곱으로부터 이동거리를 구하는 방법, 또는 압출기 본체부에서 압출램을 구동할 때의 모터 또는 구동부의 회전수 등으로부터 산출해도 좋다.

탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 측정거리(Y_L)는 측정데이터 처리수단에 보존할 수 있고, 상술한 시각, 또는 거리(L)와 관련시켜 측정데이터 처리수단에 보존하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 측정거리(Y_L)에 기초하여, 탄화실 입구(L=0) 및 탄화실 출구(L=T)에 대한 탄화실 길이방향 중심선(21)으로부터 내부 관찰수단까지의 거리(D₀), (D_T)를 산출한다(도 7 참조). 탄화실 입구(L=0)에 대한 측정거리를 (Y₀ ), 탄화실 출구(L=T)에 대한 측정거리를 (Y_T)로 하면, (D₀) 및 (D_T)는, 하기 식(1), 및 (2)에 의해 산출된다.

D₀ = 1/2(탄화실 입구의 노폭) - Y₀ …식(1)

D_T = 1/2(탄화실 출구의 노폭) - Y_T …식(2)

식(1) 및 식(2) 중, Y₀ 또는 Y_T는 좌측 노벽까지의 거리((+)부호의 것)를 채용하고, 탄화실 입구 및 출구의 노폭은 탄화실 입구 및 출구에 대한 좌우의 측정거리의 절대값의 합으로 나타낼 수 있다. 또한, 탄화실 입구와 출구의 노폭은 탄화실의 입구나 출구에 설치되어 있는 금속제 프레임의 폭의 값을 채용해도 좋다.

다음으로, 상술한 레이저 수광 위치인식 수단을 이용하여, 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치와 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_L) 및, 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치와 탄화실 출구에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_T)를 측정하는 공정에 대해 설명한다.

예를 들면, 레이저 출력수단으로부터 레이저 수광수단에 조사된 레이저의 수광위치를 레이저 수광위치 인식수단(6)인 비디오 카메라에 의해 촬상하고, 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치의 화상과 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 레이저 수광위치의 화상을 눈으로 비교한 변위(X_L)를, 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치의 화상과 탄화실 출구에 대한 레이저 수광위치의 화상을 눈으로 비교하여 변위(X_T)를 구할 수 있다. 또한, 촬상한 화상을 화상 해석수단(예를 들면, 화상 해석 소프트를 가지는 컴퓨터)에 의해 처리하여, 탄화실 입구에서의 레이저 수광위치와 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_L) 및, 탄화실 입구에서의 레이저 수광위치와 탄화실 출구에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_T)를 구하는 것도 바람직하다. 또한, 변위(X_L, X_T)는 수평방향의 변위이다.

상기 레이저 수광위치 인식수단에 의한 레이저 수광위치의 촬상은 상술한 노벽까지의 거리(Y_L)의 측정과 동시에 행하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 코크스를 압출램으로 압출할 때, 코크스를 압출한 후에 압출램을 되돌릴 때, 또는 로가 빈 상태로 압출램을 삽입하여 행하면 좋다. 또한, 레이저 수광위치 인식수단에 의한 레이저 수광 위치의 촬상은 탄화실의 전체길이(T)에 걸쳐 연속하여 측정하는 것이 바람직하지만, 레이저 수광위치 인식수단의 성능에 따라, 탄화실의 전체길이(T)의 복수 지점에서 측정하도록 해도 좋다.

도 8은 압출램이 탄화실 내를 이동할 때의 압출램의 삽입상태 및 레이저 수광위치의 변화를 예시하는 설명도이다. 도 8에서는 삽입된 압출램이 탄화실의 좌측 노벽에 근접해 있고, 이 경우에 대한 압출기 측에서 본 레이저 수광수단(5)의 레이저 수광위치의 변화의 모양을 도 8의 (a)∼(c)에 나타냈다. 도 8의 (a)는 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치를 예시하는 것이고, 레이저 수광수단의 바둑판 눈금에 나타내어진 흑점의 지점이 탄화실 입구에 대한 레이저의 수광위치에 상당한다. 도 8의 (b)는 압출램이 탄화실 내를 이동하고 있을 때의 레이저 수광위치를 예시하는 것이고, 흑점의 지점은 현재(이동거리 L)의 레이저 수광위치를 나타내고, 백점의 지점은 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치를 나타내고 있다. 도 8의 (b)에서는 압출램이 탄화실 좌측 노벽측에 있기 때문에, 현재의 레이저 수광위치(흑점 지점)는 바둑판 눈금의 우측으로 편이(shift)되어 있다.

도 8의 (c)는 탄화실 출구(L=T)에 대한 레이저 수광 위치를 나타내는 것으로서, 흑점의 지점이 탄화실 출구에 대한 레이저 수광위치이고, 압출램이 탄화실 좌측 노벽측에 상당히 근접하기 위해, 바둑판 눈금 형상의 눈금의 거의 중심 부근까지 편이되어 있다. 또한, 백점의 지점은 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치를 나타내고 있다. 여기서, 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치와 탄화실의 입구로부터의 거리(L)에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_L)는 도 8의 (b)에 대한 백점 지점과 흑점 지점 사이의 수평방향의 거리를 의미한다. 또한, 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치와 탄화실 출구에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_T)는 도 8의 (c)에 대한 백점 지점과 흑점 지점 사이의 수평방향의 거리를 의미한다.

다음으로, 상기 거리(D₀)와 (D_T), 및 상기 변위(X_L)와 (X_T)로부터 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 내부 관찰수단의 궤적(D_L)을 특정하는 공정에 대해 설명한다.

우선, X_D = D_T - D₀에 의해 X_D를 산출한다. X_D는 도 7에 도시된 바와 같이, 탄화실의 입구와 출구에 대한 탄화실의 폭방향의 내부 관찰수단의 실제의 변위를 나타내는 것이다. 다음으로, W = X_T - X_D에 의해 W를 구한다. 여기서, X_T는 상술한 방법에 의해 구할 수 있고, 레이저의 조사방향에 대한 내부 관찰수단 자체의 변위를 나타내는 양이 된다. 따라서, W = X_T - X_D에 의해 구해지는 W는 탄화실 길이방향의 중심선에 대한 레이저 자체의 경사를 나타내는 것이 된다.

도 9는 탄화실의 길이방향 중심선에 대한 레이저의 경사를 예시하는 설명도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, W는 탄화실 입구에 대하여 조사된 레이저가 약 16m 앞의 탄화실 출구에 있어서 W만큼 벗어난 것을 의미하고, W의 부호가 (+)인 경우는 탄화실 길이방향 중심선의 우측으로부터 좌측방향을 향하여 기울어져 탄화실 입구측으로부터 레이저가 조사된 것이고, W의 부호가 -가 되는 경우는 레이저가 탄화실 길이방향 중심선의 좌측으로부터 우측을 향하여 기울어져 탄화실의 입구측으로부터 레이저가 조사된 것이다. 여기서, 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 레이저의 편차는 W ×(L/T)로 나타낼 수 있고, 변위(X_L) 및 거리(D₀)로부터, 레이저의 경사분을 보정함으로써, 진정한 내부 관찰수단의 궤적(D_L)을 구할 수 있다.

그리고, 상기 내부 관찰수단의 궤적(D_L)은,

D_L = D₀ + X_L - W ×(L/T) …식(3)으로 나타낼 수 있다.

여기서, 상기 (D_L)은 탄화실 입구로부터의 거리(L)에 대한 탄화실 길이방향 중심선으로부터 내부 관찰수단까지의 거리로서, 내부 관찰수단의 탄화실 내부의 궤적을 나타내는 것이다. 이 궤적(D_L)을 이용하면, 탄화실의 길이방향 중심선으로부터 각 노벽까지의 정확한 거리(S_L)를 구할 수 있다. 즉, 우측 노벽까지의 측정거리(Y_L)와 좌측 노벽까지의 측정거리(Y_L)의 각각에 대해, S_L = T_L + D_L에 의해 상기 측정거리(Y_L)를 보정하고, 탄화실의 중심으로부터 노벽까지의 정확한 거리(S_L)를 구할 수 있다. 또한, 상기 측정거리(Y_L) 및 상기 궤적(D_L)을 구하는 식은 상기 측정거리(Y_L ) 및 변위(X_L) 등의 측정 데이터의 지점수에 따라 적절히 변형해도 좋다.

상기 측정거리(Y_L) 및 변위(X_L)의 측정종료후에 압출램으로부터 내부 관찰수단을 꺼내어서, 측정데이터 처리수단이나 화상 촬상수단 등에 보존된 측정거리(Y_L) 및 변위(X_L) 등의 측정 데이터를 다른 컴퓨터 등에 판독하고, 그 컴퓨터를 사용하여, D₀, D_T, X_D, W, D_L, 및 S_L 등을 산출하도록 하는 것도 바람직하다.

2. 코크스로 탄화실의 진단방법

본 발명의 코크스로 탄화실의 진단방법은 코크스로 탄화실의 내부 관찰수단을 이용하여 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 길이방향 복수위치의 노벽까지의 거리를 측정하고, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리 변위선(이하, "측정거리 변위선"이라 칭함)을 구하고, 상기 측정거리 변위선에 기초하여, 측정거리 변위선의 평준화 변위선을 구하여, 상기 측정거리 변위선과 상기 평준화 변위선의 비교, 및/또는, 탄화실 길이방향의 설계 노벽거리 변위선과 상기 평준화 변위선의 비교에 의해, 탄화실의 노벽상태를 진단하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 측정거리 변위선에 기초하여, 측정거리 변위선의 평준화 변위선을 구하고, 또한, 상기 평준화 변위선과 상기 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합, 및/또는, 탄화실 길이방향의 설계 노벽거리 변위선과 상기 평준화 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합을 구하여 상기 면적의 총합에 기초하여 상기 탄화실의 노벽상태를 진단하는 것도 바람직하다.

본 발명의 진단방법에 있어서 사용하는 코크스로 탄화실의 내부 관찰수단은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 상술한 본 발명의 코크스로 탄화실의 진단장치에 구비된 것과 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 길이방향 복수 위치의 노벽까지의 거리의 측정은 탄화실 길이방향에 걸쳐 복수 위치에서 행해지고, 적어도 2점 이상의 위치에서 측정하면 좋다. 또한, 상기 복수 위치에 대한 측정을 무한적으로 행함으로써, 노벽간 거리를 탄화실 길이방향에 걸쳐 연속적으로 측정하는 것도 본 발명의 바람직한 태양이다. 또한, 상기 노벽까지의 거리의 측정은 코크스로 탄화실의 높이에 따라, 임의의 높이에서 측정하여도 좋다. 예를 들면, 1점만의 높이를 측정하는 경우에는 탄화실 높이의 약 1/2의 높이에 대한 노벽간 거리를, 또한, 복수의 높이에 대한 노벽간 거리를 측정하는 경우에는 측정하는 높이의 사이가 거의 균등하게 되도록 측정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 진단방법에 있어서, 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 길이 방향 복수위치의 노벽까지의 거리를 측정하여, 탄화실 길이 방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리 변위선을 구하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 상술한 바와 같이 본 발명의 코크스로 탄화실의 진단장치를 이용하여 구하는 것이 매우 바람직한 태양이다.

다음으로, 각 거리 변위선에 기초하여, 노벽의 상태를 진단하는 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 진단방법에서는, 상기 측정에 의해 얻어지는 측정거리 변위선에 기초하여 특정거리의 평준화 변위선을 구하여, 상기측정거리 변위선과 평준화 변위선의 비교, 및/또는 평준화 변위선과 설계거리 변위선의 비교에 의해 탄화실의 노벽 상태를 진단한다.

상기 평준화 변위선은 노벽까지의 거리의 측정과 아울러, 상기 내벽 관찰수단에 구비된 화상 촬상수단을 이용하여, 상기 복수 위치에 대한 노벽면의 표면위치의 화상을 관찰하고, 상기 측정거리 변위선에 대한 상기 표면 변위에 상당하는 변위 부분을 평균함으로써 구하는 것이 바람직하다. 노벽의 표면변위로는, 예를 들면, 노벽의 카본의 부착이나 결손 등에 의한 노벽 표면의 요철이 있고, 도 5에 도시된 내부 관찰수단(3)에 구비된 화살 촬상수단(14)인 비디오 카메라에 의해 촬상되며, 측정거리 변위선의 측정결과와 비교하면서 측정거리 변위선에 대한 노벽의 표면변위에 상당하는 변위부분을 평균할 수 있다.

상기 측정거리 변위선과 평준화 변위선의 비교는, 보다 구체적으로는, 탄화실 길이방향 동일 위치에 대한 상기 평준화 변위선의 거리와 측정거리 변위선의 거리를 비교함으로써 행한다. 예를 들면, 탄화실의 좌측 노벽에 대해, 상기 평준화 변위선의 거리로부터 특정거리 변위선의 거리를 뺀 값이 플러스(+)인 위치에서는 노벽까지의 거리가 짧고, 해당 위치의 노벽에는 카본이 부착되어 있는 것으로 진단할 수 있다. 또한, 상기 평준화 위치선의 거리로부터 측정거리 변위선의 거리를 뺀 값이 마이너스(-)인 위치에서는 노벽까지의 거리가 길고, 해당 위치의 노벽은 결손되어 있는 것으로 진단할 수 있다. 또한, 상기 설계거리 변위선으로부터 상기 평준화 변위선의 거리를 뺀 값이 플러스(+)인 위치에서는 노벽 자체의 변형이나 이동에 의해 노벽까지의 거리가 짧아진 것으로 진단할 수 있다. 또한, 탄화실의 우측 노벽까지의 거리 변위선에 대해서는, 편의상, (-)의 값으로 나타내고 있지만, 본 발명의 진단방법에 있어서는, 측정거리 변위선, 평준화 변위선, 및 설계거리 변위선의 절대값을 이용하여 비교하면 동일한 진단을 할 수 있다.

본 발명의 의하면, 상기 평준화 변위선과 상기 측정거리 변위선의 비교, 및/또는, 상기 설계거리 변위선과 상기 평준화 변위선의 비교에 의해, 노벽 전체의 변위를 카본 부착이나 결손 등의 노벽 표면의 변화에 의한 변위와 노벽 자체의 이동이나 변형에 의한 변위로 분리함으로써, 노벽의 상태를 정량적으로 진단할 수 있다.

도 10은 코크스로 탄화실의 노벽 상태를 예시하는 탄화실의 임의의 높이에 대한 수평 단면도이다. 사선부분(37)은 탄화실의 노벽이 변형된 후의 탄화실 내부의 공간을 단면도에 의해 개념적으로 나타낸 것이고, 파선(38)은 설계시의 노벽의 위치를 나타낸다.

노벽까지의 측정거리(39)는 탄화실 길이방향의 측정위치에 따라 변동하기 때문에, 각 변위선의 비교에 기초하는 노벽상태의 진단은 탄화실 노벽의 특정 부분(임의의 높이, 탄화실 길이방향 특정의 거리)에 대한 노벽상태에 대해 이루어지는 것이다.

그러나, 임의의 높이에 대한 탄화실의 수평방향의 단면적을 진단의 기준으로서 이용하면, 임의의 높이에 대한 각 노벽의 상태를 진단할 수 있다. 그래서, 본 발명에 의하면, 탄화실의 수평방향 단면적의 변위로서 상기 평준화 변위선과 상기 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합, 및/또는 설계거리 변위선과 상기 평준화 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합을 각 노벽에 대해 구하여, 상기 면적의 총합에 기초하여 탄화실의 노벽의 상태에 대해 진단할 수 있다. 상기 평준화 변위선과 상기 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합은 각 노벽의 카본 부착이나 결손 등의 노벽 표면의 변화에 의한 변위를 나타내는 지표이고, 상기 설계거리 변위선과 상기 평준화 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합은 노벽 자체가 이동 및 변형되어 노폭이 광협화되는 것에 의한 변위를 나타내는 지표이다. 상기 면적의 총합은 임의의 높이에 대한 각 노벽의 상태를 정확하고 정량적으로 평가하는 기준으로서 이용할 수 있기 때문에, 이 면적의 총합을 지표로서 이용하면, 예를 들면, 코크스로에 복수 설치되어 있는 탄화실이나 코크스 제조 회수가 다른 탄화실의 열화 및 노후화 등의 상태의 상대평가가 용이해진다.

도 11에는 상기 평준화 변위선(30)과 상기 측정거리 변위선(31)에 의해 둘러싸여진 면적(32, 33)을 탄화실의 임의의 높이에 대한 수평방향 단면도를 이용하여 개념적으로 나타냈다. 상기 면적의 총합은 각 노벽에 대해 해당 부분의 면적 전체의 합으로 나타내어진다. 상기 면적의 총합은, 예를 들면, 탄화실의 좌측의 노벽에 대해 각각의 부분의 면적을 상기 평준화 변위선(30)의 거리로부터 상기 측정거리 변위선(31)의 거리를 뺀 값이 플러스(+)인 경우에는 해당 면적(33)에 플러스(+) 부호를 붙이고, 상기 뺀 값이 마이너스(-)인 경우에는 해당 면적(32)에 마이너스(-)의 부호를 붙여서 총합을 구하면 좋다. 그리고, 상기 면적의 총합이 플러스(+)인 경우에는, 임의의 높이에 대한 각 노벽의 상태는 카본 부착에 의한 영향이 큰 것으로 진단할 수 있고, 상기 면적의 총합이 마이너스(-)인 경우에는, 노벽의 결손에 의한 영향이 큰 것으로 진단할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 탄화실의 우측 노벽에 대해서의 각 변위선에 대해서는, 편의상 (-)의 값으로 나타내고 있지만, 측정거리 변위선, 평준화 변위선, 설계거리 변위선의 절대값을 이용하여 비교하면 동일한 진단을 할 수 있다.

도 12에는 상기 설계거리 변위선(34)과 상기 평준화 변위선(30)에 의해 둘러싸여진 면적(35, 36)을, 탄화실의 임의의 높이에 대한 수평방향 단면도를 이용하여 개념적으로 표시했다. 상기 면적의 총합은 해당 부분의 면적 전체의 합으로 표시된다. 탄화실의 좌측의 노벽에 대해 각각의 부분의 면적을, 상기 설계거리 변위선의 거리로부터 상기 평준화 변위선의 거리를 뺀 값이 플러스(+)인 경우에는 해당 면적(35)에 플러스의 부호를 붙이고, 상기 뺀 값이 마이너스(-)인 경우에는 해당 면적(36)에 마이너스(-)의 부호를 붙여 총합을 구하면 좋다. 그리고, 상기 면적의 총합이 플러스(+)인 경우에는 노벽 자체의 이동 및 변형에 의해 노폭이 좁아진다고 진단할 수 있고, 상기 면적 총합이 마이너스(-)인 경우에는 노벽 자체의 이동 및 변형에 의해 노폭이 넓어진다고 진단할 수 있다. 탄화실의 우측 노벽에 대해서는 측정거리 변위선, 평준화 변위선, 및 설계거리 변위선의 절대값을 이용하여 비교하면 동일한 진단을 할 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 태양으로 변경할 수도 있다.

코크스로 탄화실의 내부 관찰수단을 이용하여 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 길이 방향 복수 위치의 노벽까지의 거리를 코크스 제조마다 측정하고, 탄화실 길이방향 중신선으로부터 노벽까지의 거리 변위선(이하, '측정거리 변위선'이라 칭함)을 구하여, 얻어진 측정거리 변위선의 코크스 제조 회수의 증가에 따른 변화에 기초하여 노벽 상태의 변천을 진단하는 것을 특징으로 한다. 노벽 상태의 변천이라 함은, 코크스 제조 회수에 따른 노벽상태의 경시변화(經時變化)이고, 측정거리 변위선을 경시적으로 비교함으로써 진단할 수 있다. 상기 노벽까지의 거리의 측정은 코크스 제조마다 행해지고, 코크스 제조 매회마다 측정하는 것이 바람직하지만, 노벽상태의 변천을 진단할 정도로, 예를 들면, 코크스 제조 2~수회당 1회의 비율로 측정해도 좋다. 또한, 측정은 상술한 바와 같이, 생성 코크스 압출(배출)시에 행해지는 것이 바람직하지만, 코크스 제조 전후에 노벽간 거리의 측정만을 별도로 행해도 좋다.

또한, 본 발명의 코크스로 탄화실의 진단방법은 다음과 같은 태양으로 변경할 수 있다.

코크스로 탄화실의 내부 관찰수단을 이용하여, 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 탄화실 길이방향 복수 위치의 노벽까지의 거리를 코크스 제조마다 측정하고, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리 변위선(이하, '측정거리 변위선'이라 칭함)을 구하여, 얻어진 측정거리 변위선에 기초하여 측정거리 변위선의 평준화 변위선을 구하고, 또한, 상기 평준화 변위선과 상기 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합을 구하여, 코크스 제조 회수의 증가에 따른 상기 면적의 총합의 변화에 기초하여 상기 탄화실 노벽상태의 변천을 진단할 수 있다. 상기 면적의 총합을 경시적(經時的)으로 비교함으로써 탄화실 노벽상태의 변천의 진단이 용이해진다. 상기 노벽까지의 거리의 측정은 상술한 바와 같이 코크스 제조마다 행해지고, 코크스 제조 매회 측정하는 것이 바람직하지만, 노벽상태의 변천을 진단할 정도로, 예를 들면, 코크스 제조 2~수회당 1회의 비율로 측정해도 좋다. 또한, 측정은 생성 코크스 압출(배출)시에 행해지는 것이 바람직하지만, 코크스 제조 전후에 노벽간의 측정만을 별도로 행해도 좋다.

또한, 본 발명의 진단방법에 의한 진단결과에 기초하여, 노벽의 보수필요부분, 보수방법, 또는 보수시기에 대해 판정하는 것도 본 발명의 바람직한 실시예이다. 상기 탄화실의 보수방법으로서는, 예를 들면, 노벽의 결손부를 메우는 용사보수법(溶射補修法), 카본 등의 부착물을 소각제거하는 방법 등이 있고, 노벽의 상태에 따라 보수방법을 선택하면 좋다.

(실시예)

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위의 변경 및 변형예는 본 발명의 범위 내에 포함된다.

(1) 코크스로 탄화실의 진단장치의 구성

도 4에 도시된 바와 같이, 코크스 압출기 본체(1)에 레이저 출력수단(4)을 압출램(2)에 내부 관찰수단(3)과 바둑판 눈금의 눈금을 새긴 강철제판인 레이저 수광수단(5)을 설치했다. 상기 내부 관찰수단(3)으로서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 레이저 거리계(11), 레이저 수광위치 인식수단(6)인 비디오 카메라, 측정데이터 처리수단(12)인 프로그래밍 가능한 컴퓨터, 급전수단(13), 화상 촬상수단(14)인 비디오 카메라, 및 레이저식 위치검출 스위치(15)를 구비한 것을 사용했다. 내열 케이싱(10)은 세라믹스섬유로 이루어진 단열층의 3층 구조로 했다.

(2) 코크스로 탄화실의 각 노벽까지의 거리의 측정예

상기 코크스로 탄화실의 진단장치를 이용하여, 압출램을 약 448㎜/s의 일정한 속도로, 전체길이 15560㎜의 탄화실에 삽입하고, 레이저 거리계(11)(측정주기: 10회/초), 레이저 수광위치 인식수단(6)인 비디오 카메라(측정주기: 1회/초) 등을 작동시켜, 노벽까지의 거리(Y_L)의 측정, 및 레이저 수광위치의 변위(X_L, X_T)의 측정을 행했다. 노벽의 검사에는 약 35초(34.7초)가 필요했다.

탄화실 입구 및 출구에서 측정한 거리의 결과에 기초하여, 탄화실 입구에 대한 탄화실 길이방향 중심선으로부터 내부 관찰수단까지의 거리(D₀), 및 탄화실 출구에 대한 상기 중심선으로부터 내부 관찰장치까지의 거리(D_T)를 산출한 바, 각각 D₀ = -14.63㎜, D_T = 28.06㎜로 되었다.

또한, 레이저 수광위치 인식수단(6)인 비디오 카메라를 이용하여, 탄화실 입구의 레이저 수광위치와 탄화실 입구로부터의 이동거리(L)에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_L)를 측정한 결과를 도 13에 나타내었다. 도 13으로부터, 탄화실 입구에 대한 레이저 수광위치와 탄화실 출구에 대한 레이저 수광위치의 변위(X_T)는 X_T = -27㎜이었다. 이 결과로부터 내부 관찰수단은 탄화실 출구 부근에서는 외관상(레이저가 탄화실의 길이방향 중심선과 평행하게 조사되어 있다고 가정하면), 우측으로 약 27㎜ 벗어나 있다는 것을 알 수 있다.

상기와 같이 구해진 X_T, D_T, 및 D₀로 부터, X_D와 W를 산출하면 다음과 같이 된다.

X_D = D_T - D₀ = 28.06 - (-14.63) = 42.69㎜,

W = X_T - X_D = -27 - 42.69 = -69.69㎜

이 결과로부터, 압출기 본체로부터 조사된 레이저가 탄화실 출구부근에서는 우측으로 약 70㎜ 벗어나 있다는 것을 알 수 있다. 그리고, W = -69.69㎜, T = 15560㎜을 하기 식에 개입하여, 도 13에 도시된 거리(X_L)의 각 값에 대해, D_L = D₀ + X_L - W ×(L/T)에 의해, 내부 관찰수단의 궤적(D_L)을 구했다. 그 결과를, 도 14에 나타내었다. 도 14로부터, 실제로는, 내부 관찰수단이 탄화실 출구부근에서 탄화실의 중심선으로부터 좌벽면측으로 약 30㎜ 벗어나 있다는 것을 알 수 있었다. 또한, 탄화실 내에서의 내부 관찰수단의 궤적(D_L)에 대해서도, 우측 노벽까지의 실측 측정거리(Y_L)와 좌측 노벽까지의 실측 측정거리(Y_L)의 각각을 보정하고, 탄화실의 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리(S_L)를 구한 결과를 도 15에 나타내었다. 도 15중, 「△」로 도시되어 있는 곡선은 실측 측정거리(Y_L)를, 「」로 도시되어 있는 곡선은 궤적(D_L)에 기초하여 보정한 거리(S_L)를 나타낸다. 또한, 상기 변위(X_L ), 궤적(D_L), 측정거리(Y_L), 및 상기 중심선으로부터 노벽까지의 거리(S_L)의 측정결과를 표 1에 나타내었다.

도 15 및 표 1의 결과로부터, 보정후의 좌측 노벽면까지의 거리(S_L)는 탄화실 출구측에서는 탄화실내에서의 내부 관찰수단의 위치를 특정하기 전의 측정거리(Y_L)보다 다소 커져 있고, 한편, 보정후의 우측 노벽면까지의 거리(S_L: 절대값)는 탄화실 출구측에서, 상기 측정거리(Y_L: 절대값)보다 짧다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 탄화실을 검사하는 내부 관찰수단의 궤적을 특정하고, 또한, 특정된 궤적에 기초하여, 실측한 각 노벽까지의 거리를 보정하면, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 각 노벽까지의 정확한 거리를 얻을 수 있다.

또한, 상기 측정거리(Y_L)는 측정주기가 10회/1초의 레이저 거리계를 사용하여 탄화실의 전체길이(T)에 걸친 약 350지점에서 측정되지만, 상기 변위(X_L)는 측정주기가 1회/1초의 디지털 비디오 카메라를 이용하여, 탄화실의 전체길이(T)에 걸친 약 35지점에서만 측정된다. 따라서, 도 15 및 표 1에서는 측정거리(Y_L)의 측정지점의 데이터와 변위(X_L)의 측정지점이 일치하는 지점의 데이터만을 나타내었다. 상기 측정거리(Y_L)의 측정지점과 변위(X_L)의 측정지점이 일치하지 않는 측정거리(Y_L )의 보정은, 편의상, 양자가 일치할 때의 궤적(D_L)의 값을 채용해도 좋다. 예를 들면, 표 1중, 탄화실의 입구로부터의 거리(L)가 448㎜∼897㎜의 사이에서는 측정거리(Y_L)의 측정지점이 다른 곳에 9점 실재하지만(표 1에는 기재 안됨), 편의상, 이들의 측정지점에 대해서는, 이동거리 448㎜에 대한 궤적(D₄₄₈) = -17.62㎜를 원용하여, 중심선으로부터 노벽까지의 거리(S_L)를 구해도 좋다.

(3) 코크스로 탄화실의 진단예

상기 코크스로 탄화실의 진단장치를 이용하여, 코크스 제조회수가 100사이클의 탄화실의 높이 3,500㎜에 대한 길이방향 복수 위치의 좌우의 각 노벽까지의 거리를 측정하고, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리변위선을 구했다. 탄화실의 좌벽면의 결과를 도 16에, 우벽면의 결과를 도 17에 각각 나타내었다. 또한, 우벽면의 결과인 도 17에 있어서는, 각 변위선의 결과를 절대값((+)의 부호)으로 나타내었다. 또한, 도 18에는 도 16 및 도 17에서 얻어진 결과를 합산한 노폭의 평가결과를 나타내었다.

도 16으로부터, 예를 들면, 탄화실의 입구로부터 약 7.5m의 위치에 대한 각 거리는 각각 아래와 같이 된다.

측정거리 변위선의 거리: 203㎜

평준화 변위선의 거리: 212㎜

설계거리 변위선의 거리: 224㎜

여기서, 평준화 변위선의 거리로부터 측정거리 변위선의 거리를 뺀 값은 9㎜이고 (+)의 값이기 때문에, 노벽까지의 거리가 짧고, 노벽에는 카본이 부착되어 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 설계거리 변위선의 거리로부터 평준화 변위선의 거리를 뺀 값은 12㎜이고 (+)의 값이기 때문에, 노벽이 탄화실의 내측으로 이동하여, 탄화실의 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리가 짧아져 있다고 진단할 수 있다.

도 17은 탄화실 우측의 노벽의 각 변위선을 절대값으로 나타낸 것이고, 탄화실의 입구로부터 약 7.5m의 위치에 대한 각 거리는 각각 아래와 같이 된다.

측정거리 변위선의 거리: 230㎜

평준화 변위선의 거리: 229㎜

설계거리 변위선의 거리: 224㎜

평준화 변위선의 거리로부터 측정거리 변위선의 거리를 뺀 값은 -1㎜으로, (-)의 값이기 때문에, 노벽에는 약간의 결손이 발생되어 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 설계거리 변위선의 거리로부터 평준화 변위선의 거리를 뺀 값은 -5㎜이고 (-)의 값이기 때문에 노벽이 탄화실의 외측으로 이동하여, 탄화실의 길이방향 중심선으로부터 우측 노벽까지의 거리가 길어져 있다고 진단할 수 있다.

도 18은 탄화실의 좌우의 각 노벽의 변위선의 절대값을 합산한 노폭에 대해서의 변위선을 나타낸 것으로서, 예를 들면, 탄화실의 입구로부터 약 7.5m의 위치에 대한 각 거리는 각각 아래와 같이 된다.

측정거리 변위선의 거리: 432㎜

평준화 변위선의 거리: 440㎜

설계거리 변위선의 거리: 448㎜

여기서, 평준화 변위선의 거리로부터 특정거리 변위선의 거리를 뺀 값은 8㎜이고, 노폭 전체로서는, 노벽에는 카본이 부착되어 있는 것으로 생각된다. 또한, 설계거리 변위선의 거리에서 평준화 변위선의 거리의 값을 뺀 값은 8㎜이고, 노벽의 이동에 의해 탄화실의 노폭이 좁아져 있다고 생각된다.

그러나, 도 16 및 도 17의 각 노벽에 대해서의 측정결과를 참작하면, 노벽에 카본이 부착되어 있는 것은 좌측 노벽뿐이고, 우측 노벽에는 결손이 약간 발생되어 있다. 또한, 노벽 자체의 이동에 의한 노폭의 변동은 우측 노벽이 탄화실 외측으로 이동되어 있음에도 불구하고, 좌측 노벽이 탄화실 내측으로 크게 이동되어 있기 때문에, 우측 노벽의 이동량이 상쇄되어, 노폭 전체로서 좁아져 있다는 것을 알 수 있다.

이와 같이, 탄화실의 좌우의 각 노벽에는 각각의 노벽의 이동에 의한 광협이나, 카본의 부착이나 노벽의 결손이 발생되어 있음에도 불구하고, 노폭의 측정결과에 기초하여 진단하면, 좌우 각 노벽의 결과에 상쇄되어, 정밀하고 노벽의 상태를 진단할 수 없다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 16 및 도 17에 대한 측정을 행한 후, 코크스를 제조하여, 코크스 제조회수가 200사이클의 탄화실의 노벽의 높이 3500㎜에 대한 길이방향 복수위치의 좌우의 각 노벽까지의 거리를 측정하고, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리 변위선을 구했다. 그 결과를 100사이클인 때의 측정시의 측정결과와 합쳐 도 19 및 도 20에 도시하였다. (도 19: 좌측노벽, 도 20: 우측노벽(절대값 표시)).

도 19로부터, 코크스 제조회수가 100사이클과 200사이클의 측정거리 변위선을 비교하면, 탄화실의 입구로부터 약 8m 부근, 약 10.2m 부근, 및 약 13m 부근의 석탄장입 구멍 부근에서, 코크스 제조회수가 200사이클의 탄화실의 측정거리가 짧아져 있기 때문에 제조회수의 증가로도 되어, 좌측 노벽에는 카본이 부착되어 있다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 제조회수마다의 측정거리 변위선을 비교함으로써, 노벽상태의 변천을 파악할 수 있어, 탄화실의 보수시기를 정할 수 있다.

표 2에는, 도 16 및 도 17의 평준화 변위선과 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적을 구한 결과를 정리하였다.

표 2로부터, 탄화실의 좌측 노벽에 대해서는, 노벽 결손에 의한 면적의 변위가 -10,445㎟이고, 카본 부착에 의한 면적의 변위는 35,921㎟이고, 면적의 총합은 25,476㎟이 되며, 좌측 노벽 전체로서는, 카본 부착에 의한 영향이 크다고 진단할 수 있다. 또한, 우측 노벽에 대해서는 노벽결손에 의한 면적의 변위가 -7,948㎟이고, 카본 부착에 의한 면적의 변위는 27,752㎟이고, 면적의 총합은 19,804㎟이 되며, 우측 노벽 전체로서는 카본 부착에 의한 영향이 크다고 진단할 수 있다.

표 3에는, 도 16 및 도 17의 설계거리 변위선과 평준화 변위선에 의해 둘러싸여진 면적을 구한 결과를 나타냈다.

표 3에 의해, 탄화실의 좌측 노벽에 대해서는, 노벽의 협대화(狹帶化)에 의한 면적의 변위가 158,000㎟이고, 노벽의 광대화(廣帶化)에 의한 면적의 변위는 0㎟이고, 면적의 총합은 158,000㎟이 되며, 좌측 노벽 전체로서는 노벽이 다소 협대화되어 있다고 진단할 수 있다.

한편, 탄화실의 우측 노벽에 대해서는, 노벽의 협대화에 의한 면적의 변위가 34,060㎟이고, 노벽의 광대화에 의한 면적의 변위는 -42,060㎟이므로, 면적의 총합은 -8,000㎟이 되며, 우측 노벽 전체로서는 노벽이 광대화되어 있다고 진단할 수 있다.

표 2 및 표 3에 나타낸 바와 같은 면적을 지표로 하면, 우측 노벽, 또는 우측 노벽 전체로서, 각각의 노벽상태를 평가할 수 있고, 탄화실끼리의 열화상태의 상대평가가 가능해진다.

표 4에는 도 16과 도 19의 평준화 변위선과 특정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적(탄화실 좌측), 표 5에는 도 17과 도 20의 평준화 변위선과 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적(탄화실 우측)을 각각 정리했다.

표 4 및 표 5로부터, 코크스 제조회수가 100사이클인 탄화실의 좌우의 각 노벽의 면적의 총합은 각각 25,576㎟, 17,023㎟이고, 이미 어느 정도의 카본이 부착되어 있다는 것을 알 수 있다. 그리고, 동일한 탄화실에서 코크스 제조를 더 계속하여, 코크스 제조회수가 200사이클이 되면, 좌우의 각 노벽의 면적의 총합은 각각 74,321㎟, 55,779㎟로 증가되어 있고, 카본의 부착량이 많아지고 보수의 시기가 가까워지고 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 의하면, 코크스로 탄화실의 노벽의 전체의 변위를 노벽의 카본 부착이나 결손 등의 노벽 표면의 변화에 의한 변위와, 노벽 자체가 이동 및 변형하는 것에 의한 변위로 분리함으로써, 탄화실의 노벽의 상태를 정확하고 정량적으로 진단할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 탄화실의 좌우의 각 노벽의 각각의 상태를 진단할 수 있어 노폭 전체로서 이상이 인지되지 않은 경우에도 각 노벽의 상태에 대해 정확한 진단을 할 수 있다.

Claims (14)

1. 코크스로 탄화실의 진단장치에 있어서,

   코크스 압출기 본체;

   상기 코크스 압출기 본체에 설치된 압출램;

   상기 압출램에 설치된 내부 관찰수단;

   상기 압출기 본체측 또는 상기 압출램측에 설치된 레이저 출력수단;

   상기 레이저 출력수단으로부터 조사되는 레이저를 수광하는 레이저 수광수단; 및

   상기 레이저 수광수단의 레이저 수광위치를 인식하는 레이저 수광위치 인식수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 진단장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 레이저 출력수단이 상기 코크스 압출기 본체에 설치되고, 상기 레이저 출력수단으로부터 조사되는 레이저를 상기 압출램에 설치된 상기 레이저 수광수단으로 수광하는 것을 특징으로 하는 진단장치.
3. 제2항에 있어서, 거리 측정수단 및 화상 촬상수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 진단장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 내부 관찰수단은 내열 케이싱을 가지고, 상기 내열 케이싱 내에 거리 측정수단, 화상 촬상수단, 급전수단, 및 측정데이터 처리수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 진단장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 내부 관찰수단은 레이저 수광위치 인식수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진단장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 레이저 수광위치 인식수단은 화상 촬상수단인 것을 특징으로 하는 진단장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 내열 케이싱은 1층 이상의 단열층으로 이루어지고, 상기 단열층 중 적어도 1층은 세라믹스섬유로 이루어지는 층인 것을 특징으로 하는 진단장치.
8. 제4항에 있어서, 상기 내열 케이싱은 1층 이상의 단열층으로 이루어지고, 상기 단열층 중 적어도 1층은 진공 단열층인 것을 특징으로 하는 진단장치.
9. 코크스로 탄화실의 내부 관찰수단을 이용하여 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 길이방향 복수위치의 노벽까지의 거리를 측정하고, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리 변위선(이하, '측정거리 변위선'이라 칭함)을 구하고,

   상기 측정거리 변위선에 기초하여 측정거리 변위선의 평준화 변위선을 구하여, 상기 측정거리 변위선과 상기 평준화 변위선의 비교, 및/또는 탄화실 길이방향의 설계 노벽거리 변위선과 상기 평준화 변위선의 비교에 의해, 상기 탄화실의 노벽상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 코크스로 탄화실의 진단방법.
10. 코크스로 탄화실의 내부 관찰수단을 이용하여 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 길이방향 복수위치의 노벽까지의 거리를 측정하고, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리 변위선(이하, '측정거리 변위선'이라 칭함)을 구하여,

    상기 측정거리 변위선에 기초하여 측정거리 변위선의 평준화 변위선을 구하고, 또한, 상기 평준화 변위선과 상기 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합, 및/또는 탄화실 길이방향의 설계 노벽거리 변위선과 상기 평준화 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합을 구하여, 상기 면적의 총합에 기초하여 상기 탄화실의 노벽상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 코크스로 탄화실의 진단방법.
11. 코크스로 탄화실의 내부 관찰수단을 이용하여, 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 길이방향 복수위치의 노벽까지의 거리를 코크스 제조마다 측정하여, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리 변위선(이하, '측정거리 변위선'이라 칭함)을 구하여,

    얻어진 측정거리 변위선의 코크스 제조회수의 증가에 따른 변화에 기초하여, 노벽상태의 변천을 진단하는 것을 특징으로 하는 코크스로 탄화실의 진단방법.
12. 코크스로 탄화실의 내부 관찰수단을 이용하여, 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 탄화실 길이방향 복수위치의 노벽까지의 거리를 코크스 제조마다 측정하여, 탄화실 길이방향 중심선으로부터 노벽까지의 거리 변위선(이하, '측정거리 변위선'이라 칭함)을 구하여,

    얻어진 측정거리 변위선에 기초하여, 특정거리 변위선의 평준화 변위선을 구하고, 또한, 상기 평준화 변위선과 상기 측정거리 변위선에 의해 둘러싸여진 면적의 총합을 구하여, 코크스 제조회수의 증가에 따른 상기 면적의 총합의 변화에 기초하여, 상기 탄화실 노벽상태의 변천을 진단하는 것을 특징으로 하는 코크스로 탄화실의 진단방법.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 거리 측정수단과 화상 촬상수단을 구비한 내부 관찰수단을 코크스로 탄화실 내에 도입하여, 코크스로 탄화실의 임의의 높이에 대한 길이방향 복수위치의 노벽까지의 거리를 측정함과 아울러, 상기 복수위치에 대한 노벽면의 표면 변위의 화상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 코크스로 탄화실의 진단방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 평준화 변위선은 상기 복수 위치에 대한 노벽면의 표면 변위의 화상을 관찰하고, 상기 측정거리 변위선을 평균함으로써 구해지는 것을 특징으로 하는 코크스로 탄화실의 진단방법.