KR20230151014A - 선회 슈트 내면 마모 검사 장치 및 선회 슈트 내면 마모 검사 방법 - Google Patents

선회 슈트 내면 마모 검사 장치 및 선회 슈트 내면 마모 검사 방법 Download PDF

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KR20230151014A
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겐타 야마모토
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닛테츠 엔지니어링 가부시키가이샤
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Abstract

선회 슈트 내면 마모 검사 장치(9)는, 고로(10)의 장입 장치(20)에 설치된 슈트(21)의 내면에 붙은 라이너(32)의 표면의 마모를 검사하는 장치이며, 고로(10)의 내부에 도입 가능하고 또한 라이너(32)의 표면까지의 측정 거리를 측정 가능한 비접촉식 거리 측정기(42)와, 거리 측정기(42)로 측정된 측정 거리에 기초하여 라이너(32)의 표면의 마모를 판정하는 마모 판정부(52)를 갖는 거리 측정기(42)로서, 마이크로파 내지 밀리미터파의 측정 빔을 조사하여 고로(10)에 장입된 장입물 표면(24)의 3차원 형상을 측정하는 장입물 표면 형상 측정기(40)를 겸용할 수 있다.

Description

선회 슈트 내면 마모 검사 장치 및 선회 슈트 내면 마모 검사 방법
본 발명은 선회 슈트 내면 마모 검사 장치 및 선회 슈트 내면 마모 검사 방법에 관한 것이다.
고로의 내부에 원재료를 장입하기 위해서, 노정에는 장입 장치가 설치된다. 장입 장치로서 벨식이나 선회 슈트식이 사용되고, 장입물을 동심원상으로 살포함으로써, 노내에 퇴적한 장입물의 표면에 원추면상의 프로필을 형성하고 있다.
또한, 장입물의 표면이 소기의 표면 프로필로 되어 있는지를 검사하기 위해서, 노정 근처의 개구부로부터 검사 장치를 노내로 도입하고, 마이크로파나 밀리미터파의 측정 빔을 조사하여 장입물 표면의 3차원 형상을 검출하는 것이 행해지고 있다(특허문헌 1 참조).
장입 장치에 의해 장입물을 살포할 때에는, 상방으로부터 투입되는 장입물이 살포 부재인 노내 슈트에 충돌하거나, 노내 슈트 내를 흘렀을 때에 마찰이 발생하거나 함에 따른, 노체의 마모를 피할 수 없다. 이와 같은 살포 부재의 마모에 대하여 초경 입자를 주입한 주물 라이너 블록 등의 라이너로 슈트의 내면을 덮는 것이 행해지고 있다(특허문헌 2 참조).
슈트 내면을 라이너로 덮음으로써, 장입물의 충돌에 의한 마모를 피할 수 있다. 단, 내마모성의 라이너여도, 시간의 경과에 수반하여 마모의 진행을 피할 수 없다. 이에, 고로의 휴풍 시에, 노정 근처에 마련한 검사창으로부터 작업원이 라이너 표면을 눈으로 보아 마모의 진행을 검사하고 있다.
일본 특허 공개 제2019-151886호 공보 일본 특허 공개 평10-46220호 공보
전술한 마모의 검사는, 2∼3개월에 한 번씩 휴풍 중에서만 실시할 수 있기 때문에, 조업 중에 마모가 급격히 진행된 경우, 고로 조업에 영향을 미칠 가능성이 있다.
또한, 검사가 눈으로 보아 확인되기 때문에, 정량적인 판단이 어렵고, 갱신 판단이 어렵다.
또한, 노체 개구부로부터의 눈으로 보아 확인되기 때문에, 노내로의 낙하 방지 등 안전면의 대책이 충분히 필요하다.
특히, 슈트의 내면의 라이너를 눈으로 보아 확인할 때에는, 슈트가 노체 개구부를 향하는 상태에서 정지시킬 필요가 있다.
또한, 눈으로 보아 확인하기 위한 노정부 맨홀 등은 중량물이기 때문에, 여러 명의 작업원과 공구를 필요로 하여 대대적으로 작업 비용이 든다.
이상과 같은 과제를 해결하기 위해서, 고로 내면의 마모 검사를, 임의의 시기에, 정량적으로, 또한 효율적으로 실시할 수 있도록 하는 것이 요구되고 있었다.
본 발명의 목적은, 선회 슈트 내면 마모 검사를, 임의의 시기에 정량적으로 또한 효율적으로 실시할 수 있는 선회 슈트 내면 마모 검사 장치 및 선회 슈트 내면 마모 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치는, 고로의 장입 장치에 설치된 슈트의 내면의 마모를 검사하는 장치이며, 상기 고로의 내부에 도입 가능하고 또한 상기 내면까지의 측정 거리를 측정 가능한 비접촉식 거리 측정기와, 상기 거리 측정기로 측정된 상기 측정 거리에 기초하여 상기 내면의 마모를 판정하는 마모 판정부를 갖는다.
이와 같은 본 발명에서는, 마모 판정부의 제어에 의해 거리 측정기를 고로의 내부에 도입하고, 슈트의 내면까지의 측정 거리를 측정함으로써, 측정 거리에 기초하여 슈트 내면의 마모를 판정할 수 있다. 따라서, 고로의 휴풍 시 이외의 임의의 시기에 있어서도, 기계 측정에 의한 정량적인 검사를 효율적으로 실시할 수 있다.
본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치에 있어서, 상기 거리 측정기로서, 마이크로파 내지 밀리미터파의 측정 빔을 조사하여 상기 고로에 장입된 장입물 표면의 3차원 형상을 측정하는 장입물 표면 형상 측정기를 겸용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에서는, 기존의 장입물 표면 형상 측정기를 전용함으로써, 신규로 거리 측정기를 설치할 필요가 없어, 실시가 용이하다.
본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치에 있어서, 상기 마모 판정부는, 상기 슈트를 상기 거리 측정기에 대향하는 소정의 측정 자세로 배치하는 제어를 행하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에서는, 마모 판정부의 제어에 의해 슈트를 소정의 측정 자세로 배치함으로써, 고로의 내부에 도입된 거리 측정기에 대한 슈트의 상대 위치를 일정하게 할 수 있고, 항상 동일한 조건에서 측정 거리를 측정함으로써, 마모 판정의 정밀도를 높일 수 있다.
슈트를 소정의 측정 자세로 배치하는 구성으로서는, 기존의 장입 장치에 설치되어 있는 기구, 즉 슈트를 선회시키는 선회 기구(수직인 축 주위) 및 슈트의 경사 각도를 정하는 틸팅 기구(수평한 축 주위)를 이용할 수 있다.
소정의 측정 자세로서는, 슈트가 거리 측정기를 향하는 선회 각도 위치(수직인 축 주위)에 있고, 또한 슈트의 경사 각도 위치가, 슈트의 연신 방향 축선과 거리 측정기로부터의 측정 빔이 직교 또는 직각에 가까운 각도로 교차하는 경사 각도 위치(수평한 축 주위)에 있는 상태로 할 수 있다.
본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치에 있어서, 상기 슈트는 상기 슈트의 연장 방향의 축선 주위로 회동 가능하며, 상기 마모 판정부는 상기 측정 거리를 측정할 때에 상기 슈트를 회동시키는 제어를 행하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에서는, 측정 거리를 측정할 때에 슈트를 회동시킴으로써, 거리 측정기에 의한 측정 대상 부위를 슈트의 내면을 횡단하도록 전이시킬 수 있다. 예를 들어, 거리 측정기로부터의 측정 빔을 슈트의 횡단 방향으로 흔들어서 슈트의 내면을 주사한 경우, 슈트의 양쪽 단부 근방에서는 측정 빔이 내면을 대하여 얕은 각도로 되고, 마모 판정에는 바람직하지 않은 경우가 있다. 이에 반하여, 슈트를 회동시킴으로써, 측정 빔의 교차 각도가 직각에 가까워지는 영역을 확대할 수 있어, 마모 판정의 정밀도를 높일 수 있다.
슈트를 연장 방향의 축선 주위로 회동시키는 구성으로서는, 기존의 장입 장치에 설치되어 있는 회동 기구를 적절히 이용할 수 있다.
본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치에 있어서, 상기 마모 판정부는, 미리 상기 거리 측정기로 측정된 상기 내면까지의 기준 거리를 기억하고 있으며, 상기 측정 거리를 상기 기준 거리와 비교하여 상기 내면의 마모를 판정하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에서는, 고로의 가동 개시 시 등 슈트의 내면이 갱신된 상태, 즉 마모가 발생하지 않은 슈트 내면까지의 거리를 측정하여 기준 거리로서 기억해 두고, 가동 경과 후에 측정 거리를 측정하여 기준 거리와 비교함으로써, 가동에 의해 발생한 슈트 내면의 마모를 적절하게 측정할 수 있다.
기준 거리의 측정은, 보호 라이너의 교환 등 슈트 내면이 갱신된 상태에서 행할 수 있고, 예를 들어 고로의 신규 설치 시, 개수 후의 가동 개시 시, 혹은 휴풍 후의 가동 재개시 등이다.
본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치에 있어서, 상기 마모 판정부는, 복수의 상기 측정 거리를 측정하고, 측정된 상기 측정 거리 중 최소의 것을 기준 거리로서 선택하고, 상기 기준 거리와 다른 상기 측정 거리의 차분에 기초하여 상기 내면의 마모를 판정해도 된다.
이와 같은 본 발명에서는, 예를 들어 슈트의 횡단 방향의 양쪽 단부 근방에서는 마모가 적거나 거의 없으며, 횡단 방향의 중앙부에서는 마모가 커진다는 점에서, 마모가 적은 양쪽 단부 근방의 최소 거리를 기준으로 하여, 마모가 큰 중앙부의 측정 거리와의 차분을 취하여 마모 판정을 행할 수 있어, 미리 기준 거리를 별도 준비해 두는 처리 등을 생략할 수 있다.
본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 방법은, 고로의 장입 장치에 설치된 슈트의 내면의 마모를 검사하는 방법이며, 상기 고로의 내부에 비접촉식 거리 측정기를 도입하고, 상기 거리 측정기로 상기 내면까지의 측정 거리를 측정하고, 상기 측정 거리에 기초하여 상기 내면의 마모를 판정한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치에 대하여 설명한 바와 같은 작용 효과가 얻어진다.
본 발명에 따르면, 선회 슈트 내면 마모 검사를, 임의의 시기에 정량적으로 또한 효율적으로 실시할 수 있는 선회 슈트 내면 마모 검사 장치 및 선회 슈트 내면 마모 검사 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 전체 구성을 나타내는 모식도.
도 2는 상기 제1 실시 형태의 슈트를 나타내는 평면도.
도 3은 상기 제1 실시 형태의 슈트를 나타내는 정면도.
도 4는 상기 제1 실시 형태의 거리 측정기를 나타내는 모식도.
도 5는 상기 제1 실시 형태의 측정 거리의 측정 동작을 나타내는 모식도.
도 6은 상기 제1 실시 형태의 측정 거리를 나타내는 모식도.
도 7은 상기 제1 실시 형태의 측정 수순을 나타내는 흐름도.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태의 슈트를 나타내는 정면도.
도 9는 상기 제2 실시 형태의 기준 거리 및 측정 거리를 나타내는 모식도.
도 10은 상기 제2 실시 형태의 측정 수순을 나타내는 흐름도.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태의 측정 거리 및 최소 거리를 나타내는 단면도.
도 12는 상기 제3 실시 형태의 측정 수순을 나타내는 흐름도.
〔제1 실시 형태〕
도 1에 있어서, 고로(10)는 노체(11)를 갖고, 노정(12)에는 장입 장치(20)가 설치되어 있다.
고로(10)에는, 제어 장치(50)가 접속되어 있다. 제어 장치(50)는 컴퓨터 시스템으로 구성되고, 설정된 프로그램에 기초하여 장입 장치(20) 이외의 고로(10)의 각부 기기를 제어 가능하다.
장입 장치(20)는 노체(11)의 내부에 선회식 슈트(21)를 가짐과 함께, 노정(12)의 외부에 장입물 공급 장치(22)를 갖는다.
장입물 공급 장치(22)로부터 투입된 장입물(23)은 낙하하여 슈트(21)로 받은 후, 슈트(21)의 경사를 따라 유하되고, 슈트(21)의 선단으로부터 노체(11)의 내부에 살포된다. 슈트(21)로부터 살포되는 장입물(23)은 슈트(21)의 경사 각도에 따라서 장입물 표면(24)에 착지하는 반경 방향 위치가 변화한다.
도 2에도 도시한 바와 같이, 슈트(21)로부터 살포된 장입물(23)은 슈트(21)의 선회에 의해 동심원상으로 살포되고, 노체(11)의 내부에 퇴적하여 장입물 표면(24)을 형성한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 슈트(21)는 기단부의 양측에 한 쌍의 지지 부재(25)가 접속되고, 이 지지 부재(25)를 통해 장입물 공급 장치(22)에 매달아 지지되어 있다.
슈트(21)는 도시하지 않은 선회 구동 기구에 의해 수직인 축선 A1 주위로 회전 가능하며, 이에 의해 슈트(21)의 선회 동작이 행해진다.
또한, 슈트(21)는 도시하지 않은 틸팅 구동 기구에 의해 지지 부재(25)를 수평한 축선 A2 주위로 회동하는 것도 가능하며, 이에 의해 슈트(21)의 경사 각도를 조정하는 틸팅 동작이 행해진다.
슈트(21)의 연장 방향의 축선 A3은, 슈트(21)의 틸팅 동작에 의해 대략 수평으로부터 대략 수직 하향까지 변화한다.
이들 슈트(21)의 선회 동작, 틸팅 동작, 회동 동작은, 각각 제어 장치(50)에 의해 제어된다.
슈트(21)의 내측 표면에는, 초경 입자를 주입한 주물 라이너 블록 등의 라이너(32)가 붙어 있다.
라이너(32)에 의해 슈트(21)의 내면이 형성됨으로써, 장입물(23)의 충돌 혹은 유하에 의한 슈트(21)의 마모가 억제된다. 단, 장입물(23)에 의한 라이너(32)의 마모를 없앨 수는 없고, 정기적인 검사에 의해 마모 판정되었을 때에는 라이너(32)가 교체된다.
도 1 및 도 4에도 도시한 바와 같이, 노체(11)에는, 장입물 표면 형상 측정기(40)가 설치되어 있다.
장입물 표면 형상 측정기(40)는 노체(11)의 개구부(14)로부터 노내로 도입 가능한 측정기 본체(41)를 갖고, 그 선단에는 거리 측정기(42)가 설치되어 있다.
거리 측정기(42)는 측정 대상으로 마이크로파 내지 밀리미터파의 측정 빔(43, 44)을 조사하고, 측정 대상으로 반사된 빔을 검출하는 기존의 비접촉 거리 측정 장치로 되고, 측정 대상까지의 거리를 측정 가능하다.
거리 측정기(42)는, 통상은 고로(10)의 조업 중 또는 휴풍 시에도 노내에 배치되고, 노내의 상황이 통상과 다른 때 등 필요에 따라서 노외로 후퇴한다.
제어 장치(50)에는, 표면 프로파일 측정부(51)가 형성되어 있다. 표면 프로파일 측정부(51)는 거리 측정기(42)를 제어하여 장입물 표면(24)에 측정 빔(43)을 조사하고, 장입물 표면(24)을 주사함으로써 장입물 표면(24)의 3차원 형상(장입물 표면 형상)을 측정 가능하다.
얻어진 장입물 표면(24)의 3차원 형상은, 제어 장치(50)가 장입 장치(20)의 장입 동작을 제어할 때에 참조된다.
제어 장치(50)에는, 추가로 마모 판정부(52)가 형성되어 있다.
마모 판정부(52)는 거리 측정기(42)를 제어하여 슈트(21)의 내면에 측정 빔(44)을 조사하고, 라이너(32)의 표면까지의 거리를 측정함으로써, 라이너(32)의 표면의 마모를 판정 가능하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 판정할 때에는, 마모 판정부(52)는 슈트(21)를 선회시켜 슈트(21)를 거리 측정기(42)에 대향시킴과 함께, 슈트(21)를 틸팅시켜 슈트(21)의 연장 방향과 측정 빔(44)이 대략 직교하는 각도로 배치하고, 이에 의해 슈트(21)를 소정의 측정 자세로 둔다.
소정의 측정 자세로서는, 슈트(21)가 거리 측정기(42)를 향하는 선회 각도 위치(수직인 축선 A1 주위)에 있고, 또한 슈트(21)의 경사 각도 위치(수평한 축선 A2 주위)가 슈트(21)의 연신 방향의 축선 A3과 거리 측정기(42)로부터의 측정 빔(44)이 직교 또는 직각에 가까운 각도로 교차하는 경사 각도 위치에 있는 상태로 한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 전술한 소정의 측정 자세를 유지한 채, 측정 빔(44)의 조사 각도 및 슈트(21)의 틸팅 각도를 각각 변화시킴으로써, 측정 빔(44)의 라이너(32) 표면에 대한 조사 위치를, 슈트(21)의 기단부측으로부터 슈트(21)의 선단측에 이르는 소정 길이에 걸쳐 변화시킬 수 있다.
이와 같은 측정 동작을 행함으로써, 라이너(32)의 표면의 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부에 걸치는 범위의 복수의 점에서 간헐적 또는 연속적으로 측정 거리 Dt를 측정할 수 있고, 측정한 측정 거리 Dt는, 라이너(32)의 표면의 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부에 걸치는 범위의 측정 형상 Pt로서 기억해 둔다.
도 6에 도시한 바와 같이, 라이너(32)의 기단부측으로부터 선단측에 걸친 측정 형상 Pt에 있어서는, 기단부 근방에 측정 거리 Dt의 큰 골이 있고, 선단측을 향해 얕은 영역이 계속된다. 이것은, 슈트(21)의 기단부 근방에서는, 장입물 공급 장치(22)로부터 투입된 장입물(23)이 낙하하여, 라이너(32)의 표면의 마모가 크기 때문이다. 라이너(32)에 접수된 장입물(23)이 슈트(21)의 선단측을 향해 유하함으로써 라이너(32)의 표면에 마모가 발생하지만, 이 영역에서는 기단부 근방보다도 마모의 정도가 작아진다.
한편, 라이너(32)의 기단측의 단부에서는, 장입물(23)의 낙하가 적어 라이너(32)의 표면의 마모가 가장 작아진다. 이에, 이 최소의 측정 거리 Dt를 기준 거리 Dr로 할 수 있다. 그리고, 선택된 기준 거리 Dr과, 측정 형상 Pt에 기록된 다른 지점의 기준 거리 Dr의 차분 Wt=Dt-Dr을 순차 계산하고, 얻어진 차분 Wt 중 어느 것이 이미 정해진 라이너(32)의 마모 판정값 Ws를 초과하고 있으면, 마모 상태에서 교환 등이 필요하다고 판정할 수 있다.
이와 같이, 마모 판정부(52)는 측정 형상 Pt에 기록된 복수의 측정 거리 Dt 중 최소의 것을 기준 거리 Dr로 함과 함께, 다른 측정 거리 Dt와 비교하여 각각의 위치에 있어서의 차분 Wt=Dt-Dr을 계산함으로써, 각 점에서의 마모를 측정할 수 있다. 그리고, 얻어진 각 점의 차분 Wt를, 이미 정해진 라이너(32)의 마모 판정값 Ws와 비교함으로써, 이것을 초과하고 있으면 마모 상태에서 교환 등이 필요하다고 판정할 수 있다.
이들 거리 측정기(42) 및 마모 판정부(52)에 의해, 본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치(9)가 구성되어 있다.
도 7에 있어서, 본 실시 형태에서는 다음과 같은 동작을 행한다.
고로(10)가 가동 상태(조업 중 또는 휴풍 시도 포함함)에 있을 때(처리 P1), 제어 장치(50)는 마모 검사의 실행 타이밍까지 가동을 유지한다(처리 P2). 유저의 지시 또는 정기 실행 시각이 되었을 때, 제어 장치(50)는 마모 판정부(52)에 제어를 전달하고, 마모 판정부(52)가 마모 판정 동작(처리 P3 내지 P6)을 실행한다.
마모 판정 동작에서는, 마모 판정부(52)는 슈트(21)를 소정의 측정 자세로 배치한다(처리 P3).
계속해서, 마모 판정부(52)는 슈트(21)의 틸팅 각도를 변화시키면서 측정 빔(44)의 조사 각도를 변화시켜서, 측정 빔(44)이 연장 방향의 축선 A3과 대략 직교한 상태를 유지한 채, 슈트(21)의 기단부측으로부터 선단측까지의 복수의 점에서 라이너(32)의 표면까지의 측정 거리 Dt를 측정하고, 슈트(21)의 내면의 횡단 형상을 나타내는 측정 형상 Pt로서 기억한다(처리 P4).
마모 판정부(52)는 얻어진 측정 형상 Pt에 기록된 복수의 측정 거리 Dt 중, 최소의 것을 기준 거리 Dr로서 선택한다(처리 P5).
그리고, 선택된 기준 거리 Dr과, 측정 형상 Pt에 기록된 다른 지점의 측정 거리 Dt의 차분 Wt=Dt-Dr을 순차 계산하고, 얻어진 차분 Wt 중 어느 것이 이미 정해진 라이너(32)의 마모 판정값 Ws를 초과하고 있으면, 마모 상태에서 교환 등이 필요하다고 판정한다.
마찰 판정이 끝나면, 마모 판정부(52)는 제어 장치(50)로 제어를 되돌린다.
이와 같은 본 실시 형태에 의하면, 다음과 같은 효과가 얻어진다.
본 실시 형태에서는, 고로(10)의 내부에 도입된 거리 측정기(42)에 의해, 슈트(21)의 내면까지의 측정 거리 Dt를 측정함으로써, 측정 거리 Dt에 기초하여 슈트(21) 내면에 붙은 라이너(32) 표면의 마모를 판정할 수 있다. 따라서, 고로(10)의 휴풍 시 이외의 임의의 시기에 있어서도, 기계 측정에 의한 정량적인 검사를 효율적으로 실시할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 거리 측정기(42)로서, 마이크로파 내지 밀리미터파의 측정 빔을 조사하여 고로(10)에 장입된 장입물 표면(24)의 3차원 형상을 측정하는 장입물 표면 형상 측정기(40)를 겸용함으로써, 신규로 거리 측정기를 설치할 필요가 없어, 실시가 용이하다.
본 실시 형태에서는, 마모 판정부(52)의 제어에 의해 슈트(21)를 소정의 측정 자세로 배치함으로써, 고로(10)의 내부에 도입된 거리 측정기(42)에 대한 슈트(21)의 상대 위치를 일정하게 할 수 있고, 항상 동일한 조건에서 측정 거리 Dt를 측정함으로써, 마모 판정의 정밀도를 높일 수 있다.
본 실시 형태에서는, 마모 판정부(52)가 복수의 측정 거리 Dt를 측정하고, 측정된 측정 거리 Dt 중 최소의 것을 기준 거리 Dr로서 선택하고, 기준 거리 Dr과 다른 측정 거리 Dt의 차분 Wt에 기초하여 라이너(32)의 표면의 마모를 판정하도록 하였기 때문에, 비교 판정의 기준이 되는 기준 거리 Dr을 용이하게 설정할 수 있다.
〔제2 실시 형태〕
도 8 내지 도 10에는 본 발명의 제2 실시 형태가 도시되어 있다.
본 실시 형태는, 전술한 제1 실시 형태의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치(9)와 기본 구성이 마찬가지이며, 공통의 구성에 대해서는 중복되는 설명을 생략하고, 이하에는 상이 부분만 설명한다.
전술한 제1 실시 형태에서는, 슈트(21)의 연장 방향(축선 A3 방향)을 따라 라이너(32)까지의 거리를 측정하고, 동일 방향을 따른 라이너(32)의 마모량의 변화를 검출하고 있었다.
이에 반하여, 본 실시 형태에서는, 슈트(21)의 횡단 방향(축선 A2 방향)을 따라 라이너(32)까지의 거리를 측정하고, 동일 방향을 따른 라이너(32)의 마모량의 변화를 검출한다.
본 실시 형태의 장입 장치(20)는 슈트(21)가 도시하지 않은 슈트 회동 기구에 의해, 그 연장 방향의 축선 A3 주위로 회동 가능하다. 이 경우의 슈트(21)의 회동 각도는 360도로 된다.
또한, 본 실시 형태의 마모 판정부(52)는 슈트(21)를 연장 방향의 축선 A3 주위로 회동시킴으로써, 측정 빔(44)을 라이너(32)의 양측 영역에 대해서도 가능한 한 직각으로 조사시킬 수 있다.
전술한 도 4에 있어서, 거리 측정기(42)로부터 측정 빔(44)을 조사하면서, 슈트(21)를 축선 A3 주위로 회동시킴으로써, 도 8에 도시한 라이너(32)의 내측 표면을 횡단 방향(축선 A2 방향)에 주사하고, 「-90도」 방향으로부터 「0도」 방향을 거쳐 「+90도」 방향까지의 라이너(32)의 표면까지의 거리를 측정할 수 있다. 측정된 거리는, 도 9에 도시한 전개도의 그래프로서 나타낼 수 있다.
도 9의 그래프에서는, 좌측 단부의 「-90도」 위치는, 도 8의 라이너(32)의 「-90도」 측의 단부를 나타내고, 우측의 「+90도」 위치는, 도 3의 라이너(32)의 「-90도」 측의 단부를 나타낸다.
도 9의 (A)와 같이, 라이너(32)가 신품이고 마모가 없는 경우, 라이너(32)의 표면은 신규 표면(321)이다. 신규 표면(321)에 측정 빔(44)을 조사하면서 슈트(21)를 회동시킴으로써, 신규 표면(321)의 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부에 걸치는 범위의 복수의 점에서 간헐적 또는 연속적으로 기준 거리 Ds를 측정할 수 있다. 얻어진 복수의 기준 거리 Ds는, 기준 형상 Ps 즉 신규 표면(321)의 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부에 걸치는 횡단 형상으로서 기록할 수 있다.
도 9의 (B)와 같이, 장입물(23)이 투입됨으로써, 신규 표면(321)이 마모하고, 표면(322, 323)과 같이 변화한다. 표면(322, 323)의 마모는, 통상 자세로 슈트(21)의 저부가 되는 슈트(21)의 횡단 방향의 중앙부(0도 방향의 부근)에서 현저하며, 통상 자세로 슈트(21)의 측부가 되는 슈트(21)의 횡단 방향의 양단부(-90도 방향 및 +90도 방향의 부근)에서는 마모가 적어진다.
도 9의 (C)와 같이, 마모가 진행된 표면(323)에 대하여 측정 빔(44)을 조사하면서 슈트(21)를 회동시킴으로써, 표면(323)의 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부에 걸치는 범위의 복수의 점에서 간헐적 또는 연속적으로 측정 거리 Dt를 측정할 수 있다. 얻어진 복수의 측정 거리 Dt는, 측정 형상 Pt 즉 표면(323)의 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부에 걸치는 횡단 형상으로서 기록할 수 있다.
마모 판정부(52)에 있어서는, 측정 형상 Pt에 기록된 복수의 측정 거리 Dt에 대하여 기준 형상 Ps로부터 대응하는 지점의 기준 거리 Ds를 선택하고, 이들의 차분 Wt=Dt-Ds를 계산함으로써, 각 점에서의 마모를 측정할 수 있다. 얻어진 차분 Wt를, 이미 정해진 라이너(32)의 마모 판정값 Ws와 비교하고, 이것을 초과하고 있으면 마모 상태에서 교환 등이 필요하다고 판정할 수 있다.
이들 거리 측정기(42) 및 마모 판정부(52)에 의해, 본 발명의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치(9)가 구성되어 있다.
도 10에 있어서, 본 실시 형태에서는 다음과 같은 동작을 행한다.
고로(10)가 신규축로 또는 개수를 거쳐서 시운전 상태에 있을 때(처리 P10), 외부 지령 또는 이미 정해진 타이밍에 의해, 제어 장치(50)는 마모 판정부(52)에 제어를 전달하고, 마모 판정부(52)가 기준 형상 측정 동작(처리 P11 내지 P16)을 실행한다.
기준 형상 측정 동작에서는, 마모 판정부(52)는 슈트(21)를 소정의 측정 자세로 배치한다(처리 P11).
계속해서, 마모 판정부(52)는 슈트(21)의 연장 방향인 축선 A3 상의 측정 위치를 선택한다(처리 P12). 측정 위치는, 적어도 슈트(21)에 붙은 라이너(32)의 1매에 대하여 1개소가 되도록 배치한다.
측정 위치를 선택하면, 거리 측정기(42)로 라이너(32)의 표면까지의 기준 거리 Ds를 측정하고(처리 P13), 슈트(21)의 내면의 횡단 형상을 나타내는 기준 형상 Ps로서 기억한다(처리 P14). 측정 위치마다의 기준 형상 Ps에는, 슈트(21)의 횡단 방향의 복수의 점의 기준 거리 Ds가, 슈트(21)의 횡단 방향의 위치(축선 A3 주위의 각도 위치)와 함께 기억된다.
1개의 측정 위치에 대해서의 기준 형상 Ps(복수의 기준 거리 Ds를 포함함)의 측정이 끝나면, 미측정의 측정 위치가 있는지를 판정하고(처리 P15), 있으면 다음 측정 위치를 선택하고(처리 P12), 마찬가지의 처리 P13 내지 P15를 반복한다.
처리 P15에서 미측정의 측정 위치가 없어지면, 마모 판정부(52)는 제어 장치(50)로 제어를 되돌린다.
고로(10)가 가동 상태(조업 중 또는 휴풍 시도 포함함)에 있을 때(처리 P20), 제어 장치(50)는 마모 검사의 실행 타이밍까지 가동을 유지한다(처리 P21). 유저의 지시 혹은 정기 실행 시각이 되었을 때, 제어 장치(50)는 마모 판정부(52)에 제어를 전달하고, 마모 판정부(52)가 마모 판정 동작(처리 P22 내지 P27)을 실행한다.
마모 판정 동작에서는, 마모 판정부(52)는 슈트(21)를 소정의 측정 자세로 배치한다(처리 P22).
계속해서, 마모 판정부(52)는 슈트(21)의 연장 방향인 축선 A3 상의 측정 위치를 선택하고(처리 P23), 선택한 측정 위치의 라이너(32)의 표면까지의 측정 거리 Dt를 측정하고(처리 P24), 슈트(21)의 내면의 횡단 형상을 나타내는 측정 형상 Pt로서 기억한다(처리 P25). 측정 위치마다의 측정 형상 Pt에는, 슈트(21)의 횡단 방향의 복수의 점의 측정 거리 Dt가, 슈트(21)의 횡단 방향의 위치(축선 A3 주위의 각도 위치)와 함께 기억된다.
마모 판정부(52)는 얻어진 측정 형상 Pt의 각 점의 측정 거리 Dt와, 먼저 기억해 둔 기준 형상 Ps가 대응하는 점의 기준 거리 Ds를 비교하고, 각 점에서의 차분 Wt=Dt-Ds를 계산하고, 각각의 차분 Wt 중 어느 것이 미리 설정되어 있는 마모 판정값 Ws보다 크면, 그 지점을 포함하는 라이너(32)가 마모되어 있다고 판정한다(처리 P26).
마모 판정부(52)는 1개의 측정 위치에 대한 마모 검사가 끝나면, 미측정의 측정 위치가 있는지를 판정하고(처리 P27), 있으면 다음 측정 위치를 선택하고(처리 P23), 마찬가지의 처리 P24 내지 P27을 반복한다.
처리 P27에서 미측정의 측정 위치가 없어지면, 마모 판정부(52)는 제어 장치(50)로 제어를 되돌린다.
제어 장치(50)는 고로(10)의 가동(처리 P20 내지 P21)으로 되돌아간다.
이와 같은 본 실시 형태에 의하면, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어짐과 함께, 다음과 같은 효과가 얻어진다.
본 실시 형태에서는, 측정 거리 Dt를 측정할 때에 슈트 회동 기구(28)로 슈트(21)를 축선 A3 주위로 회동시킴으로써, 거리 측정기(42)에 의한 측정 대상 부위를 슈트(21)의 내면을 횡단하도록 전이시킬 수 있다. 예를 들어, 거리 측정기(42)로부터의 측정 빔(44)을 슈트(21)의 횡단 방향으로 흔들어서 슈트(21)의 내면을 주사한 경우, 슈트(21)의 양쪽 단부 근방에서는 측정 빔(44)이 내면이 대하여 얕은 각도가 되고, 마모 판정에는 바람직하지 않은 경우가 있다. 이에 반하여, 슈트(21)를 회동시킴으로써, 측정 빔(44)의 교차 각도가 직각에 가까워지는 영역을 확대할 수 있어, 마모 판정의 정밀도를 높일 수 있다.
슈트(21)를 연장 방향의 축선 A3 주위로 회동시키는 구성으로서는, 기존의 장입 장치(20)에 설치되어 있는 슈트 회동 기구(28)를 이용할 수 있어, 장치의 복잡화를 초래하는 것은 피할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 고로(10)의 가동 개시 시 등 슈트(21)의 내면이 갱신된 상태, 즉 마모를 발생하지 않은 슈트(21)의 내면 즉 신품의 라이너(32)의 표면(도 9의 신규 표면(321))까지의 거리를 측정하여 기준 거리 Ds로서 기억해 두고, 가동 경과 후에 측정 거리 Dt를 측정하여 기준 거리 Ds와 비교하도록 하였으므로, 가동에 의해 발생한 라이너(32)의 마모를 적절하게 측정할 수 있다.
〔제3 실시 형태〕
도 11 및 도 12에는 본 발명의 제3 실시 형태가 도시되어 있다.
본 실시 형태는, 전술한 제2 실시 형태의 선회 슈트 내면 마모 검사 장치(9)와 기본 구성이 마찬가지이며, 공통의 구성에 대해서는 중복되는 설명을 생략하고, 이하에는 상이 부분만 설명한다.
전술한 제2 실시 형태에서는, 슈트(21)를 축선 A3 주위로 회전시키면서 측정 빔(44)을 조사하고, 마모가 없는 라이너(32)의 기준 거리 Ds를 측정해 두고, 마모한 라이너(32)의 측정 거리 Dt와의 차분 Wt에 의해 마모를 판정하고 있었다.
이에 반하여, 본 실시 형태에서는, 슈트(21)를 축선 A3 주위로 회전시키면서 측정 빔(44)을 조사하는 것은 공통되지만, 측정한 측정 거리 Dt 중 최소의 것을 기준 거리 Dr로서 선택하고, 이 기준 거리 Dr과 다른 측정 거리 Dt의 차분 Wt=Dt-Dr에 기초하여 마모를 판정한다.
도 11의 (A)와 같이, 장입물(23)이 투입됨으로써, 신규 표면(321)이 마모하고, 표면(322, 323)과 같이 변화한다(제2 실시 형태의 도 9의 (B)와 마찬가지).
도 11의 (B)와 같이, 마모가 진행된 표면(323)에 대하여 측정 빔(44)을 조사하면서 슈트(21)를 회동시킴으로써, 표면(323)의 한쪽의 단부로부터 다른 쪽의 단부에 걸치는 범위의 복수의 점에서 간헐적 또는 연속적으로 측정 거리 Dt를 측정하고, 얻어진 복수의 측정 거리 Dt는 측정 형상 Pt로서 기록해 둔다(제2 실시 형태의 도 9의 (C)와 마찬가지).
여기서, 표면(323)의 마모는, 통상 자세로 슈트(21)의 저부가 되는 슈트(21)의 횡단 방향의 중앙부(0도 방향의 부근)에서 현저하고, 측정 거리 Dt가 상대적으로 커진다.
한편, 통상 자세로 슈트(21)의 측부가 되는 슈트(21)의 횡단 방향의 양단부(-90도 방향 및 +90도 방향의 부근)에서는 마모가 적어지고, 측정 거리 Dt가 작아진다.
도 11의 (C)와 같이, 마모 판정부(52)에 있어서, 측정 형상 Pt에 기록된 복수의 측정 거리 Dt 중, 최소의 것을 기준 거리 Dr로서 선택한다. 통상은 슈트(21)의 횡단 방향의 양단부에서 측정된 측정 거리 Dt가 해당된다.
선택된 기준 거리 Dr과, 측정 형상 Pt에 기록된 다른 지점의 측정 거리 Dt의 차분 Wt=Dt-Dr을 순차 계산하고, 얻어진 차분 Wt 중 어느 것이 이미 정해진 라이너(32)의 마모 판정값 Ws를 초과하고 있으면, 마모 상태에서 교환 등이 필요하다고 판정할 수 있다.
도 12에 있어서, 본 실시 형태에서는 다음과 같은 동작을 행한다.
고로(10)가 가동 상태(조업 중 또는 휴풍 시도 포함함)에 있을 때(처리 P30), 제어 장치(50)는 마모 검사의 실행 타이밍까지 가동을 유지한다(처리 P31). 유저의 지시 혹은 정기 실행 시각이 되었을 때, 제어 장치(50)는 마모 판정부(52)에 제어를 전달하고, 마모 판정부(52)가 마모 판정 동작(처리 P32 내지 P38)을 실행한다.
마모 판정 동작에서는, 마모 판정부(52)는 슈트(21)를 소정의 측정 자세로 배치한다(처리 P32).
계속해서, 마모 판정부(52)는 슈트(21)의 연장 방향인 축선 A3 상의 측정 위치를 선택하고(처리 P33), 선택한 측정 위치의 라이너(32)의 표면까지의 측정 거리 Dt를 측정하고(처리 P34), 슈트(21)의 내면의 횡단 형상을 나타내는 측정 형상 Pt로서 기억한다(처리 P35). 측정 위치마다의 측정 형상 Pt에는, 슈트(21)의 횡단 방향의 복수의 점의 측정 거리 Dt가, 슈트(21)의 횡단 방향의 위치(축선 A3 주위의 각도 위치)와 함께 기억된다.
마모 판정부(52)는 얻어진 측정 형상 Pt에 기록된 복수의 측정 거리 Dt 중, 최소의 것을 기준 거리 Dr로서 선택한다(처리 P36).
그리고, 선택된 기준 거리 Dr과, 측정 형상 Pt에 기록된 다른 지점의 측정 거리 Dt의 차분 Wt=Dt-Dr을 순차 계산하고, 얻어진 차분 Wt 중 어느 것이 이미 정해진 라이너(32)의 마모 판정값 Ws를 초과하고 있으면, 마모 상태에서 교환 등이 필요하다고 판정한다.
마모 판정부(52)는 1개의 측정 위치에 대한 마모 검사가 끝나면, 미측정의 측정 위치가 있는지를 판정하고(처리 P38), 있으면 다음의 측정 위치를 선택하고(처리 P33), 마찬가지의 처리 P34 내지 P37을 반복한다.
처리 P37에서 미측정의 측정 위치가 없어지면, 마모 판정부(52)는 제어 장치(50)로 제어를 되돌린다.
제어 장치(50)는 고로(10)의 가동(처리 P30 내지 P31)으로 되돌아간다.
이와 같은 본 실시 형태에 의하면, 전술한 제2 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어짐과 함께, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 측정 거리 Dt 중 최소의 것을 기준 거리 Dr로 함으로써, 제2 실시 형태에 있어서의 미리 기준 거리 Ds를 측정하여 기준 형상 Ps로서 기억해 둘 처리가 필요 없어, 제2 실시 형태보다도 처리를 간소화할 수 있다.
〔다른 실시 형태〕
또한, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형 등은 본 발명에 포함된다.
상기 실시 형태에서는, 거리 측정기(42)로서, 마이크로파 내지 밀리미터파의 측정 빔(43)을 조사하여 고로(10)에 장입된 장입물 표면(24)의 3차원 형상을 측정하는 장입물 표면 형상 측정기(40)를 겸용하였지만, 다른 측정 원리의 비접촉식 거리 측정기 등을 전용으로 설치해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 슈트(21)의 내측에 라이너(32)를 설치하고, 그 표면을 슈트(21)의 내면으로 하였지만, 라이너(32)를 생략하고, 슈트(21) 자체의 표면을 슈트(21)의 내면으로 하여 그 마모 검사를 행해도 된다.
본 발명은 선회 슈트 내면 마모 검사 장치 및 선회 슈트 내면 마모 검사 방법에 이용할 수 있다.
9: 선회 슈트 내면 마모 검사 장치
10: 고로
11: 노체
12: 노정
14: 개구부
20: 장입 장치
21: 슈트
22: 장입물 공급 장치
23: 장입물
24: 장입물 표면
32: 라이너
321: 신규 표면
322, 323: 표면
40: 장입물 표면 형상 측정기
41: 측정기 본체
42: 거리 측정기
43, 44: 측정 빔
50: 제어 장치
51: 표면 프로파일 측정부
52: 마모 판정부
A1: 선회 동작의 축선
A2: 틸팅 동작의 축선
A3: 슈트의 연신 방향의 축선
Ds, Dr: 기준 거리
Dt: 측정 거리
Ps: 기준 형상
Pt: 측정 형상
Ws: 마모 판정값
Wt: 차분

Claims (7)

  1. 고로의 장입 장치에 설치된 슈트의 내면의 마모를 검사하는 장치이며,
    상기 고로의 내부에 도입 가능하고 또한 상기 내면까지의 측정 거리를 측정 가능한 비접촉식 거리 측정기와,
    상기 거리 측정기로 측정된 상기 측정 거리에 기초하여 상기 내면의 마모를 판정하는 마모 판정부를 갖는, 선회 슈트 내면 마모 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거리 측정기로서, 마이크로파 내지 밀리미터파의 측정 빔을 조사하여 상기 고로에 장입된 장입물 표면의 3차원 형상을 측정하는 장입물 표면 형상 측정기를 겸용하는, 선회 슈트 내면 마모 검사 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 마모 판정부는, 상기 슈트를 상기 거리 측정기에 대향하는 소정의 측정 자세로 배치하는 제어를 행하는, 선회 슈트 내면 마모 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슈트는 상기 슈트의 연장 방향의 축선 주위로 회동 가능하며, 상기 마모 판정부는 상기 측정 거리를 측정할 때에 상기 슈트를 회동시키는 제어를 행하는, 선회 슈트 내면 마모 검사 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마모 판정부는, 미리 상기 거리 측정기로 측정된 상기 내면까지의 기준 거리를 기억하고 있으며, 상기 측정 거리를 상기 기준 거리와 비교하여 상기 내면의 마모를 판정하는, 선회 슈트 내면 마모 검사 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마모 판정부는, 복수의 상기 측정 거리를 측정하고, 측정된 상기 측정 거리 중 최소의 것을 기준 거리로서 선택하고, 상기 기준 거리와 다른 상기 측정 거리의 차분에 기초하여 상기 내면의 마모를 판정하는, 선회 슈트 내면 마모 검사 장치.
  7. 고로의 장입 장치에 설치된 슈트의 내면의 마모를 검사하는 방법이며,
    상기 고로의 내부에 비접촉식 거리 측정기를 도입하고,
    상기 거리 측정기로 상기 내면까지의 측정 거리를 측정하고,
    상기 측정 거리에 기초하여 상기 내면의 마모를 판정하는, 선회 슈트 내면 마모 검사 방법.
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