TWI262944B - Device and method for diagnosing coke oven carbonizing chamber - Google Patents

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1262944 五、發明說明（4) 又，藉著包括雷射輸出裝置、雷射感光裝置以及雷射感光 位置識別裝置，在炭化室内引入内部觀察裝置時，可特定 炭化室内之内部觀察裝置之執跡。 特定炭化室内之内部觀察裝置之執跡後，自將内部觀 察裝置作為基準位置量測之至左右之各爐壁為止之各自之 實測量測距離，可計算自炭化室縱向中心線至左右各爐壁 為止之距離，可個別的得到左右之各爐壁狀態之資訊。 在本發明之診斷裝置，使得該雷射輸出裝置設置於該 焦炭擠壓機本體，用該擠壓撞桿所設置之雷射感光裝置接 收自該雷射輸出裝置照射之雷射係較好之形態。又，該内 部觀察裝置包括距離量測裝置及影像攝影裝置較好。此 外，該内部觀察裝置具有耐熱外殼，在該耐熱外殼内包括 距離量測裝置、影像攝影裝置、供電裝置以及量測資料處 理裝置也係較好之形態。藉著在耐熱外殼内包括各裝置， 可自炭化室内部之高熱保護各裝置。 該内部觀察裝置也可還包括雷射感光位置識別裝置。 在該雷射感光位置識別裝置上較好的例如係影像攝影裝 置。該耐熱外殼由1層以上之隔熱層構成，該隔熱層之至 少1層係由陶竞纖維構成之層較好。又，該财熱外殼由1層 以上之隔熱層構成，該隔熱層之至少1層係由真空隔熱層 也係較好之形'態。 本發明之焦炭爐炭化室之診斷方法，其特徵在於：使 用焦炭爐炭化室之内部觀察裝置量測在焦炭爐炭化室之任 意高度之縱向多個位置至爐壁為止之距離，求自炭化室縱

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、發明說明（6) 及/或由炭化室縱向之設計爐壁距離位移線和 五 積之總和後’依照該面積之總和也二 $厌化至之爐壁狀態。 積之總和係在任意尚度之炭化室之各愤辟 之狀態之指標，藉著將該面積之總和料心u 於焦炭爐炭化室之左右之各爐壁之；對 還可相對的評估各炭化室之爐壁狀態。仃“之汗估， 【實施方式] 1 ·焦㊁：炭化室之診斷裝置 Iί明：=t:?之焦炭爐炭化室之診斷裝置。 擠壓機本體、：:=厂:化室之診斷裝置之特徵為包括焦炭 擠壓撞桿之内;;擠壓；本體，擠壓撞桿、設置於該 該擠壓撞桿側之+二=置、没置於該焦炭擠壓機本體側或 射之雷射“；輪出裝4、接受自該雷射輪出裝置照 位置之裝置置以及識別該雷射感光裝κ雷射感光 本發明之診壯 一 爐炭化室之爐壁狀^，错著利用焦炭擠壓冑，可診斷焦炭 炭擠壓機上，口要不會令焦炭生產效率降低。在該隹 本體所設置之擠壓^ i f炭擠壓機本體和在該焦炭擠壓機 圖3係舉例表示本:即可，切別限定。 圖。該診斷裝置包括農*明之焦炭爐診斷裝置之概略側視 利用該擠壓機本體〗i，、有雷射輸出裝置4之擠壓機本體1及 本體"丨入炭化室内之擠屬撞桿2，在該擠虔

MS 2014-5585-PF(Nl).ptd 第10頁 1262944 五、發明說明（9) 熱層也是較好之形態。該真空隔熱層例如係可嵌入耐熱外 殼内部之層狀之密閉容器，只要係降壓至具有隔熱效果之 程度的，未特別限定。在此情況，由依據影像觀察爐壁之 狀態或者向爐壁照射雷射之觀點，層狀密閉容器之材質用 耐熱玻璃等透明構件形成較好。又，只有層狀密閉容器之 材質之一部分用透明構件形成，或將層狀密閉容器之一部 分作為開口部，將這種部分作為自雷射測距儀11照射雷射 光之透射部或雷射感光位置識別裝置6及影像攝影裝置1 4 之視野部也是較好之形態。在該耐熱外殼1 0，還在内層上 設置金屬製之導架，又在外層上設置目的在於保護該隔熱 層以免發生機械式受損之多孔體層也可。 在該内部觀察裝置，為了照射左右兩側之爐壁，包括 至少2台之雷射測距儀11、1 1較好。因為在包括2台雷射測 距儀1 1、11之情況，可同時量測至兩側各自之爐壁為止之 距離。在只包括1台之情況，首先量測至一方之爐壁為止 之距離後，改變雷射測距儀1 1之方向，量測至另一方之爐 壁為止之距離即可。又，在圖5之形態，在構造上在雷射 測距儀1 1之前方設置反射鏡1 7，自雷射測距儀1 1照射之雷 射光被反射鏡1 7反射後，照射爐壁2 0，但是設置成將雷射 直接照射爐壁也可。又，在雷射測距儀1 1之前方設置只令 波長位於自雷'射測距儀1 1照射之雷射之波長所屬之特定波 長區域之光線透射之帶通濾光器1 6，提高量測精度，這也 是較好之形態。 該量測資料處理裝置1 2只要係儲存用雷射測距儀1 1或

2014-5585-PF(Nl).ptd 第13頁 1262944 —一 ------ 五、發明說明（11) __ 撞桿側設置雷射或 用陶…鋼板况，因要求耐熱性，例如使 該雷射感光位詈氕丨# 被照射之雷射感光位ί二;=:識:;雷射感光裝ΐ 射之雷射或攝影褒置上，拍攝雷射感光裝置被照 體或硬碟1影己二拍攝之影像資料儲存於記憶 機、光纖反Γ鏡=例（數位式）影像照相機、㈣照相 之位ί，ί::ΐ i ΐ識別雷射感光裝置之雷射感光位置 野或解析I攝影裝置（雷射感光位置識別裝置）之視 射感定雷射感光裝置和影像攝影裝置(雷 影i攝$壯:別衮置）之距離較好，例如雷射感光裝置和 好㈣短（例如約〇·2ϋ)而且固定更 定之产:在田射感光裝置和影像攝影裝置之距離短而且固 射成ί位晋景“象攝影裝置之焦點設定變得容易’可提高雷 对α先位置之位移之量測精度。 f本發明，可在擠壓機本體侧或擠壓撞桿側設置雷射 剧置’例如在擠壓機本體側設置雷射輸出裝置，係用 在擠壓撞桿所置之感光裝置接受自雷射輸出裝置照射之雷 $之形態’或者在擠壓撞桿或内部觀察裝置設置雷射輪出 衣置用在擠壓機本體所設置之感光裝置接受自雷射輪出 衣置射之雷射之形態也可。因為係任一種情況都可特定 在炭化室内之内部觀察裝置之位置。 <

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如圖3所不’將雷射感光位置識別裝置6和内部觀察裝 置3分開的設置於擠壓撞桿2之情況，將雷射感光位置識別 裝置6裝入和在内部觀察裝置使用的同一耐熱外殼内係較 好之形態。 〜 又 將Μ射輸出裝置設置於在擠壓機本體所設置之执 架或在擠壓機本體側和擠壓機本體分開的設置之機架也係 較好之形態。因為若設置於和擠壓機本體分開的設置之機 架，可使焦炭擠壓時之擠壓機之搖動等之影響變小。 =:明之焦炭爐炭化室之診斷裝置 ，内 2察裝置3設置於擠壓撞桿上，但是也可變更成如下之 如圖 部觀察裝 炭化室内 其次 形態。若 在檢查焦 觀察裝置 照使用内 可求自炭 在使 之縱向中 含如下之 將擠 w #堅撞桿或撞桿頭7之多個高度設置户 一-欠，〜較好之形怨。因為只是將擠壓撞桿2插/ 二：硯察在多個高度之爐壁之狀態。 焦炭爐炭化室之診斷 炭爐炭化室時，可特定被匕1匕=斷裝置， 之轨跡。而，若知道該内之内旬 部觀察裝置所量測之至左右；::執跡’仿 化室之縱向中心線至左右之2 =止之距離， 用本發明之焦炭爐炭化室之：：=離。 製程之方法。 距離之方法上可列舉包 壓撞桿插入全長（丁）之隹户金 王長⑴之焦厌爐炭化室，使用在該 1262944 五、發明說明（13) 擠壓撞桿所設置之内部觀察裝置量測自在與炭化室入口之 距離L之内部觀察裝置至爐壁為止之距離（)，求自在炭化 室入口（L = 0)之炭化室縱向中心線至内部觀察裝置為止之 距離（DQ)和在炭化室出口（ L二T )之該中心線至内部觀察裝置 為止之距離（DT)之製程； 使用該雷射感光位置識別裝置，量測在炭化室入口之 雷射感光位置和在與炭化室入口之距離L之雷射感光位置 之位移（)及在炭化室入口之雷射感光位置和在炭化室出 口之雷射感光位置之位移（Χτ)之製程； 自該距離（D。）和（DT)及該位移（)和（Χτ)特定在與炭化 室入口之距離L之内部觀察裝置之執跡（)之製程；以及 依照該執跡（)修正該量測距離（)，求自炭化室縱 向中心線至爐壁為止之距離之製程。 在此，該執跡（)係自在與炭化室入口之距離L之炭化 室縱向中心線至内部觀察裝置為止之距離。關於該軌跡 (DL)和該距離（D。、DT)，權宜上，自炭化室入口（ Μ/S :機械 側）往出口（ C/S :焦炭側），對自炭化室縱向中心線向左側 之距離賦與正的符號，對右側之距離賦與負的符號。又， 關於該位移（XL)、（ Χτ)，在與炭化室入口之距離L及T之雷 射感光位置相對於在炭化室入口之感光位置，在向右側移 動之情況設為j的符號，在相反之情況設為負的符號。 即，在擠壓撞桿（或内部觀察裝置）向左爐壁側移動下去之 情況為正的符號。又，關於量測距離（YL )，自炭化室入口 朝出口 ，以正的符號表示自内部觀察裝置至左爐壁為止之

2014-5585-PF(Nl).ptd 第17頁 1262944 五、發明說明（14) 量測距離，以負的符號表示至右爐壁為止之量測距離。自 内°卩觀察叙置至爐壁為止之距離（Y L )之量測如上述所示， 同時量測自内部觀察裝置至右爐壁為止之距離和至左爐壁 為止之距離較好。 至爐壁爐壁為止之距離（YL )可使用上述之測距裝置量 測，用雷射測距儀量測較好。在使用雷射測距儀量測之情 況’該距離（YL)係依照雷射測距儀之雷射照射路徑之距離 換算為自内部觀察裝置之中心至爐壁為止之距離。 涊距 好，但是 之多點進 炭時、在 插入擠壓 設為固定 相關聯。 移動速度 置時刻之 法。或者 驅動部之 可在 之量測距 資料處理 其次 及炭化室

離（YL)之量測在炭化室之全長（τ)連續的進行較 使得按照測距裝置之性能，在炭化室之全長（丁） 行也可。又，該量測例如可在用擠壓撞桿擠壓焦 擠壓焦炭後拉回擠壓撞桿時，或者在空窯之狀態 撞桿後進行。量測時，若將擠壓撞桿之移動速度 速度’可使量測距離（YL)和與炭化室入口之距離: 關於與炭化室入口之距離L，例如將擠壓撞桿之 設為定值，在量測資料處理裝置或擠壓機本體設 計數功能，自該速度和時刻之積求移動距離之方

’在擠壓機本體部，自驅動擠壓撞桿時之馬達或 ，速等計算也可。

蓋/則資料處理裝置儲存在與炭化室入口之距離L 離（Y、 1 、 士 l ’和上述之時刻或距離L相關的儲存於量注 裝置較好。 ’依照該量測距離（Yl)，求自在炭化室入口（L = 〇 出口（L = T)之炭化室縱向中心線21至内部觀察裝

2014-5585-PF(Nl).ptd 第18頁 1262944 五、發明說明（15) 置為止之距離（DG)、（ DT)(參照圖7 )。設在炭化室入口 (L二0)之量測距離為（Yq)、在炭化室出口（L = T)之量測距離 為（Υτ)時’利用下式（1 )及（2 )計算（D〇)、（ h )。 D0二1 / 2 (炭化室入口之爐寬）—γ〇 (J ) DT二1/2(炭化室出口之爐寬）—I (2) &在气（）及式（2)中，γ◦或Υτ採用至左爐壁為止之距離 (正符號的），炭化室入口及出口之爐寬能以在炭化室入口 及出口之左右之量測距離之絕對值之和表示。又，炭化室 入口和出口之爐寬也可採用在炭化室入口 之 金屬製機架之寬度值。 所Λ

^ ^ ^ "兒明使用上述之雷射感光位置識別裝置，量測 2之雷射感光位置和在與炭化室入口之距離L 署知i山…ΐ L)在厌化室入口之雷射感光位 置和在厌化至出口之雷射感光位置之位移（Χτ)之 攝自雷射感光位置識別裝置之影像照相機拍 攝自苗射輸出叙置照射雷射感光裝置之雷射之 以目視比較在炭化室入口之雷射感光位置之影二 丄 化室入口之距離L之雷射感光位置之影像，可Υϋ、厌 以目視比較在炭化室入口之雷射感光位置之立私（xL); 室出口之雷射感光位置之影像，可求位移（x义和在厌化 影像分析裝置〈例如具有影像分析軟體之電腦。又，利用 之影像，求在炭化室入口之雷射感光位置 2理所拍攝 口之距離L·之雷射感光位置之位移（\)及在炭二厌化室入 射感光位置和在炭化室出口之雷射感置"I入口之雷 直之位移（Χτ)也

2014-5585-PF(Nl).ptd 第19頁 1262944 五、發明說明（16) 係較好之形態。此外，位移（Xl、& )係水平方向之位移。 利用該雷射感光位置識別裝置之雷射感光位置之拍攝 和至上述之爐壁為止之距離（YL)之量測同時進行較好。 如，在用擠壓撞桿擠壓焦炭時、在擠壓焦炭後拉回擠壓撞 桿時，或者在空窯之狀態插入擠壓撞桿後進行即可。又里 利用該雷射感光位置識別裝置之雷射感光位置之拍攝在4 化室之全長（T )連續的量測較好，但是使得按照雷射 1 位置識別裝置之性能在炭化室之全長⑴之多個點量測也 .口〇 圖8係舉例表示擠壓撞桿在炭化室内移時之擠 ，插入狀態及雷射感光位置之變化之說明圖 8，= ，入之擠壓撞桿接近炭化室之左爐壁，在圖8(& 斤— 自在該情況之擠壓機側看到 ）表不 你罢十㈣〜 ^ ’巧之每射感光裝置5之雷射咸朵 位置之變化之情況。圖8(a) 田耵砍九 射感光位置的，在雷射残、：表不在厌化至入口之雷 當於在炭化室入口之ΐ =置之棋盤眼所示之黑圓點相 撞桿在炭化室内移動；圖8(b)舉例表示擠壓 雷射感光位置。在圖8⑻，因擠壓 之右側。 田射感光位置（黑圓點）移向棋盤眼 圖8 ( c )係表示在炭化金 的，黑圓點係在炭化ίϊ^：；α=τ)之雷射感光位置 嶋炭化室左爐壁側出2 =感光位=因擠壓撞桿 附近。此外，白圓之點/至棋盤眼狀之刻度之大致中心 白回之占表不在炭化室入口之雷射感光位 1262944 五、發明說明（17) 置。在此，在炭化室入口之雷射感光位置和在與炭化室入 口之距離L之雷射感光位置之位移（)意指在圖8 ( b )之白圓 點和黑圓點之間在水平方向之距離。又，在炭化室入口之 雷射感光位置和在炭化室出口之雷射感光位置之位移（Χτ) 意指在圖8 ( c)之白圓點和黑圓點之間在水平方向之距離。 其次，說明自該距離（D。）和（DT)及該位移（XL)和（Χτ)特 定在與炭化室入口之距離L之内部觀察裝置之執跡（DL)之製 程。 首先，依據XD二DT — D。計算XD。XD如圖7所示，表示在炭 化室入口和出口之内部觀察裝置在炭化室之寬度方向之實 際之位移。其次，依據W = XT — XD，求W。在此，Χτ可依據上 述之方法計算，成為表示内部觀察裝置本身在雷射之照射 方向之位移之量。因此，依據W = Χτ — XD求得之W表示雷射本 身相對於炭化室縱向中心線之傾斜。 圖9係舉例表示雷射本身相對於炭化室縱向中心線之 傾斜之說明圖。如圖9所示，W意指在炭化室入口所照射之 雷身ί在前方1 6 m之炭化室出口只偏移W，在W為正之情況， 自炭化室縱向中心線之右側向左側方向傾斜的自炭化室入 口侧照射雷射；在W為負之情況，雷射自炭化室縱向中心 線之左側向右側方向傾斜的自炭化室入口側照射雷射。在 此，在與炭化‘室入口之距離L之雷射之偏移可用Wx (L/T) 表示，藉著自位移（)及距離（D〇)修正雷射之傾斜量，可 求真正之内部觀察裝置之執跡（W )。 而，該内部觀察裝置之軌跡（DL)可用下式（3 )表示。

2014-5585-PF(Nl).ptd 第21頁 1262944 五、發明說明（18)

Dl = D0 + XL -(Wx (L/T)) (3) 在：’該…係自在與炭化室入口之距離L之炭化室縱 $ :：至内部觀察裝置為止之距離，係表示内部觀察裝 置之厌化至内部之軌跡的。若利用該執跡（， 化室縱向中心線至各爐壁為止之正確之距離（§ )。 = 於至右爐壁為止之量測距離（YL)和至左爐壁為1止之量距 離各距離，依據Sl = yl + Dl修正該量測距離（^),可 自厌化至之中心至爐壁為止之正確之距 離(YL)及位移(XL)使求量測距離(Yl;及該軌： 之式千適當的變形也可。 尸拆測距離(Yl)及位移(Xl)之量測完了後自擠壓撞 觀察裝置，將量測資料處理裝置或影像攝影裝 等：二電腦使得計算 2.焦炭爐炭化室之診斷方法 隹炭ί J: ”、炭爐炭化室之診斷方法其特徵在於，使用 高度之縱向多位置之；；：：：測在焦炭爐炭化室之任意 向中心線至爐壁為止之距；(之距離「，:“炭化室之縱 線」）後，依照該量測距離位移γ為「-測距離位移 者比較該量測距離位移線和平求之千均化位移線，措 化室縱向之設計爐壁距離位移：句化位移線及/或比較炭 移、線和該平均化位移線，診斷 2014-5585-PF(Nl).ptd 1262944 五、發明說明（19) 炭化室之爐壁狀態。又5依照該量測距離位移線，求量測 距離位移線之平均化位移線，再求該平均化位移線和該量 測距離位移線所包圍之面積之總和及/或炭化室縱向之設 計爐壁距離位移線和該平均化位移線所包圍之面積之總和 後，依照該總和診斷該炭化室之爐壁狀態也係較好之形 態。 在本發明之診斷方法使用之焦炭爐炭化室之内部觀察 裝置未特別限定，但是例如使用和上述之本發明之焦炭爐 炭化室之診斷裝置包括的相同的較好。 關於在焦炭爐炭化室之任意高度之縱向多個位置之至 爐壁為止之距離之量測，在炭化室縱向在多個位置進行， 在至少2點以上之位置量測即可。又，藉著無限的進行在 該多個位置之量測，在炭化室縱向連續的量測爐壁間距離 也係本發明之較好之形態。又，關於至該爐壁為止之距離 之量測，按照焦炭爐炭化室之高度在任意之高度量測即 可。例如，在量測只有一點之高度之情況，在量測在炭化 室高度之約1 / 2之高度之爐壁間距離及在多個高度之爐壁 間距離之情況，使得量測高度之間大致平均較好。 在本發明之診斷方法，關於量測在焦炭爐炭化室之任 意高度之縱向多個位置之至爐壁為止之距離，求自炭化室 縱向中心線至j盧壁為止之距離位移線之方法，未特別限 定，但是如上述所示，利用本發明之焦炭爐炭化室之診斷 裝置求係極好之形態。 其次，說明依照各距離位移線診斷爐壁之狀態之方

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發明說明（20) _ 法。本發明之診斷方法藉 距離位移線求量測距離之 ^和用該量測所得到之量測 離位移線和平均化位移線立移線後，比較該量測距 距離位移線，' "較平均化位移線和設計 該平均/斷厌化室之爐壁狀態。 該内部觀察裝置所包括盧ς j止之距離之量測一起使用 置之爐壁 之衫像攝影裝置，顴R扃兮夕_ μ 罝< I 土面之表面變形 一衣罝蛻祭在该多個位 離位移線之該表面變形之：二’错者將相當於在該量測距 之表面變形例如係焯辟=形°卩=平均而求得較好。爐壁 表面之凹凸，利 ·"厌之附者或受損等所引起之爐壁 像攝影裝置丨4彡2刀不之内部觀察裝置3所包括之係影 量測結果斜比下’^ β如、相機拍攝，在和量測距離位移線之 變形之變形部分平3將相當於在量測距離位移線之該表面 關於該旦、、丨W句 體而言，比二二，離位移線和平均化位移線之比較，更具 距離和量測 厌化至縱向同一位置之該平均化位移線之 爐壁，在自爷+ h移、、泉之距離。例如，對於炭化室之左側 距離之差值^正均化位移線之距離減去量測距離位移線之 該位置之燐辟置，至爐壁為止之距離短，可診斷在 去量測矩μ Γ附著反。又’在自該平均化位移線之距離減 之距離長，可、“之距離之差值為負之位置，至爐壁為止 距離位移線之爐壁受損。此外…該設計 可診斷因煻辟 g化位移線之距離之差值為正之位置’ 短；在差i ί 身之變形或移動而至爐壁為止之距離變 …、、之位置，可診斷因爐壁本身之變形或移動

2〇14-5585. pf(ni). 第24頁 1262944 五、發明說明（21) 而至爐壁為止之距離變長。對於至炭化室之右側爐壁之距 離位移線，權宜上以負值表示，但是在本發明之診斷方 法，只要使用量測距離位移線、平均化位移線、設計距離 位移線之絕對值比較可一樣的診斷。 若依據本發明，藉著比較該平均化位移線和量測距離 位移線及/或比較該設計距離位移線和該平均化位移線， 並藉著將爐壁整體之變形分離成炭附著或受損等爐壁表面 之變化所引起之變形或爐壁本身之移動或變形所引起之位 移，可定量的診斷爐壁之狀態。

圖1 0係舉例表示爐壁狀態之炭化室在任意高度之水平 剖面圖。斜線部分3 7係利用剖面圖在概念上表示炭化室之 爐壁變形後之炭化室内部之空間的，虛線3 8表示設計時之 爐壁之位置。 、因至爐壁為止之量測距離39按照炭化室長度方向之量 測位置變動’依照各位移線之比較之爐壁狀態之診斷係對 於在炭化室爐壁之特定位置（任意高度、炭化室縱 之距離）之爐壁狀態進行。 用作診斷之基準，π診斷在任音高；：：平方向之截1

此太㈣：： 度之各爐壁之狀態 此右依據本發明，在炭化室之水平方 上，對於各爐壁求該平均化位移線面 包圍之面積之總和及/或設計距離位里冽距離位移》 線所包圍之面積之總和後’可依照該夕面線和該平均化位 室之爐壁之狀態。該平均化位移線:之總和診斷， v夏測距離位移矣

1262944 五、發明說明（24) 好，但是只有爐壁間距離之量測在焦炭製造前後另外進行 也可。 本發明之焦炭爐炭化室之診斷方法還可變更成如下所 示之形態。 使用焦炭爐炭化室之内部觀察裝置，在各焦炭製造量 測在焦炭爐炭化室之任意高度之炭化室縱向多個位置之至 爐壁為止之距離後，求自炭化室縱向中心線至爐壁為止之 距離位移線（以下稱為「量測距離位移線」），依照所得到 之量測距離位移線求量測距離位移線之平均化位移線，進 一步求該平均化位移線和該量測距離位移線所包圍之面積 之總和，依照隨著焦炭製造次數之增加之該面積之總和之 變化可診斷爐壁狀態之轉移。藉著經常的比較該面積之總 和，炭化室爐壁狀態之轉移之診斷變得容易。該至爐壁為 止之距離之量測在各焦炭製造進行，在每次之焦炭製造量 測較好，但是例如按照每2〜多次焦炭製造一次之比例之可 診斷之程度量測爐壁狀態之轉移也可。又，在排出所產生 之焦炭時量測較好，但是只有爐壁間距離之量測在焦炭製 造前後另外進行也可。 又，依照本發明之診斷方法之診斷結果，判定爐壁之 需要修補位置、修補方法或修補時期也係本發明之較好之 實施形態。在名炭化室之修補方法例如有填補爐壁之受損 部之熔射修補法、燒掉除去炭等附著物之方法等，按照爐 壁之狀態選擇修補方法即可。 實施例

2014o585-PF(Nl).ptd 第28頁 1262944 五、發明說明（25) 以下，依據實施例更具體的說明本發明，但是本發明 未受到以下之實施例限定，在未超出本發明之主旨之範圍 之變更、實施形態都包含於本發明之範圍。 (1 )焦炭爐炭化室之診斷裝置之構造 如圖4所示，在焦炭擠壓機本體1設置雷射輸出裝置 4、在擠壓撞桿2設置内部觀察裝置3和係加工了棋盤眼之 刻度之鋼板之雷射感光裝置5。如圖5所示，使用包括了雷 射測距儀1 1、係雷射感光位置識別裝置6之影像照相機、 係量測資料處理裝置1 2之可程式電腦、供電裝置1 3、係影 像攝影裝置1 4之影像照相機以及雷射式位置檢測開關1 5 的。对熱外殼1 〇採用由陶瓷纖維構成之隔熱層之3層構 造。 (2)焦炭爐炭化室之至各爐壁為止之距離之量測例 使用該焦炭爐炭化室之診斷裝置，將擠壓撞桿以約 448匪/ s之固定速度插入全長15560mm之炭化室後，令雷射 測距儀1 1 (量測週期：1 0次/秒）、係雷射感光位置識別裝 置6之影像照相機（量測週期：1次/秒）等動作，量測至爐 壁為止之距離（)及雷射感光位置之位移（1、Χτ)。在爐壁 之檢查需要約3 5秒（3 4. 7秒）。 依照在炭化室入口及出口所量測之距離之結果，計算 自在炭化室入‘口之炭化室縱向中心線至内部觀察裝置為止 之距離（DQ)及自在炭化室出口之中心線至内部觀察裝置為 止之距離（DT)後，分別得到 D。= — 1 4 · 6 3 m m、DT = 2 8 . 0 6 m m。 又，在圖1 3表示使用係雷射感光位置識別裝置6之影

2014-5585-PF(Nl).ptd 第29頁 1262944 五、發明說明（26) 像照相機量測了炭化室入口之雷射感光位置和在與炭化室 入口之移動距離L之雷射感光位置之位移（XL)之結果。自圖 13，在炭化室入口之雷射感光位置和在炭化室出口之雷射 感光位置之位移（Χτ)係\二—2 7 m m。自其結果得知’内部 觀察裝置在炭化室出口附近，外觀上（假設雷射和炭化室 縱向中心線平行的照射）向右側偏移約2 7 m m。 自如上述所示求得之XT、DT以及D。，計算XD和界，結果 如下所示。

Xd = Dt — D0 = 28· 06 — ( — 14· 63 ) = 42. 69mm。 W = XT — XD= — 27 — 42.69 = — 69. 69mni 自其結果得知，自擠壓機本體所照射之雷射在炭化室 出口附近向右側偏移約7 0 m m。然後，將W = — 6 9 . 6 9 m m、 T二15560mm代入下式，對於圖13所示之距離（XJ之各值，依 據— W X (L/T)求得内部觀察裝置之執跡（队）。在圖 14表示其結果。自圖14得知，實際上，内部觀察裝置在炭 化室出口附近自炭化室之中心線向左壁面側偏移約3 0mm。 又，依據在炭化室内之内部觀察裝置之軌跡（)，分別修 正至右爐壁為止之實測量測距離（Yt)和至左爐壁為止之實 測量測距離（)，在圖1 5表示自炭化室縱向中心線至爐壁 為止之距離（)之結果。圖1 5中以「△」所畫之曲線表示 實測量測距離\ Yt)，以「〇」所畫之曲線表示依照執跡 (DL)修正後之距離（SL)。又，在表1表示該位移（XL)、執跡 (DL)、量測距離（YL)以及自該中心線至爐壁為止之距離（SL) 之量測結果。

2014-5585-PF(Nl).ptd 第30頁 1262944 五、發明說明（27) f表11 移動距離 位移 執跡 至左側爐壁為止 之距離 至右側爐璧為止 之距離 貧測後 修正後 實測後 修正後 (L) (Xl) (Dl) (Yl) (Sl) (SL) 0 0 -14.63 206.95 192.32 -177.69 -192.32 448 -5 -17.62 220.92 203.30 -191.17 -208.79 897 -12 -22.61 220.23 197.62 -194.42 -217.03 1345 -9 -17.60 212.53 194.93 -205.02 -222.62 1794 -2 -8.60 204.33 195.73 -219.68 -228.28 2242 -8 -12.59 212.74 200.15 -213.69 -226.28 2690 1 -1.58 209.25 207.67 -217.41 -218.99 3139 -5 -5.57 200.32 194.75 -231.29 -236.86 3587 -5 -3.56 203.64 200.08 -227.02 -230.58 4036 2 5.45 195.62 201.07 -236.24 -230.79 4484 5 10.45 192.78 203.23 -241 -230.55 4933 3 10.46 199.7 210.16 -256-76 -246.30 5381 1 10.47 192.44 202.91 -248.77 -238.30 5829 0 11.48 193 ' 204.48 -248.25 -236.77 6278 -4 9.49 198.23 207.72 -247.43 -237.94 6726 -7 8.50 195.35 203.85 -245.17 -236.67 7175 -6 11.50 191.47 202.97 -249.88 -238.38 7623 -5 14.51 193.9 208.41 -252.24 -237.73 8071 -1 20.52 197.87 218.39 -254.33 -233.81 8520 -6 17.53 190.57 208.10 -254.43 -236.90 8968 -7 18.54 189.49 208.03 -263.02 -244.48 9417 -4 23.55 191.51 215.06 -255.33 -231.78 9865 -5 24.55 194.08 218.63 -254.63 -230.08 10314 -7 24.56 195.22 219.78 -254.84 -230.28 10762 -8 25.57 197.94 223.51 -253.76 -228.19 11210 -7 28.58 199.32 227.90 -255.61 -227.03 11659 -11 26.59 206.49 233.08 -247.6 -221.01 12107 -13 26.60 200.1 226.70 -254.88 -228.28 12556 -16 25.60 203.53 229.13 -254.95 -229.35 13004 -22 21.61 207.49 229.10 -249.67 -228.06 13452 -26 19.62 217.65 237.27 -246.06 -226.44 13901 -25 22.63 213.82 236.45 -253.68 -231.05 14349 -26 23.64 208.59 232.23 -258.39 -234.75 14798 -34 17.65 209.71 227.36 -256.34 -238.69 15246 -27 26.65 204.89 231.54 -256.56 -229.91 15560 -27 28.06 199.28 227.34 -255.41 -227.35 單位：mm ΐϋηιι 2014-5585-PF(Nl).ptd 第31頁 1262944 五、發明說明（28) 自圖1 5及表1之結果得知，修正後之至左爐壁面為止 之距離（)在炭化室出口側，比特定在炭化室内之内部觀 察裝置之位置之前之量測距離（)稍大，而修正後之至右 爐壁面為止之距離（sL :絕對值）在炭化室出口側，比該量 測距離（Yi :絕對值）小。於是，特定檢查炭化室之内部觀 察裝置之執跡，進一步依照所特定之執跡修正至所實測之 各爐壁為止之距離後，可得到自炭化室縱向中心線至各爐 壁為止之正確之距離。 此外，使用量測週期為1 0次/秒之雷射測距儀在炭化 室之全長（T)之約3 5 0點量測該量測距離（YL)，而使用量測 週期為1次/秒之數位影像照相機只在炭化室之全長（T)之 約3 5點量測該位移（)。因此，在圖1 5及表1，只表示量測 距離（)之量測點和位移（)之量測點一致之點之資料。 關於該量測距離（YL)之量測點和位移（XL)之量測點不一致 之量測距離（Yb)之修正，權宜上引用兩者一致時之執跡 (DL)之值也可。例如，表1中在與炭化室入口之距離（L)為 4 4 8 mm〜8 9 7mm之間，量測距離（)之量測點另外存在9點（在 表1未記載），權宜上，對於這些量測點引用在移動距離 44 8mm之執跡（D448 )= - 1 7. 6 2mm，求自中心線至爐壁為止之 距離（)。 (3 )焦炭爐炭化室之診斷例 使用該焦炭爐炭化室之診斷裝置，量測焦炭製造次數 為100週期之在炭化室之高度3，500mm之縱向多個位置之至

2014-5585-PKNl).ptd 第32頁 1262944 五、發明說明（29) 左右爐壁為止 之距離位移線 1 7表示炭化室 之圖1 7，以絕 在圖1 8表示將 價結果。 自圖1 6， 各自如以下所 量測距離 平均化位 設計距離 在此，因 之距離之差值 知在爐壁附著 均化位移線之 向炭化室之内 之距離變短。 圖1 7係以 的，在距離炭 所示。 量測距離 平均化位 設計距離 因自平均 之距離，求自炭化室縱向中心線至爐壁為止 。在圖16表示炭化室之左壁面之結果，在圖 之右壁面之結果。此外，在係右壁面之結果 對值（正之符號）表示各位移線之結果。又， 在圖1 6及圖1 7所得到之結果合計之爐寬之評 例如在自炭化室入口約7. 5 in之位置之各距離 示。 位移線之距離：2 0 3 m m 移線之距離：2 1 2mm 位移線之距離：2 2 4 m m 自平均化位移線之距離減去量測距離位移線 係9 mm，係正值，至爐壁為止之距離短，得 炭。又，因自設計距離位移線之距離減去平 距離之差值係12mm，係正值，可診斷為爐壁 側移動，自炭化室縱向中心線至各爐壁為止 絕對值表示對於炭化室右側爐壁之各位移線 化室入口約7. 5 m之位置之各距離各自如以下 位移線之距離：2 3 0 m 移線之距離：2 2 9mm 位移線之距離·· 2 2 4 m m 化位移線之距離減去量測距離位移線之距離

2014-5585-PF(Nl).ptd 第33頁 1262944 五、發明說明（30) 之差值係一1 mm，係負值，得知在爐壁發生微小之受損。 又，因自設計距離位移線之距離減去平均化位移線之距離 之差值係一5mm，係負值，可診斷為爐壁向炭化室之外側 移動，自炭化室縱向中心線至各爐壁為止之距離變長。 圖1 8表示關於將炭化室之左右各爐壁之位移線之絕對 值合計之爐寬之位移線，例如在距離炭化室入口約7 · 5 m之 位置之各距離各自如以下所示。 量測距離位移線之距離：4 3 2 m 平均化位移線之距離：4 4 0 m m 設計距離位移線之距離·· 4 4 8 m m 在此，自平均化位移線之距離減去量測距離位移線之 距離之差值係8mm，認為在爐寬整體上在爐壁附著炭。 又，自設計距離位移線之距離減去平均化位移線之距離之 差值係8mm，認為因爐壁之移動，炭化室之爐寬變窄。 可是，若參照圖1 6及圖1 7之對於各爐壁之量測結果， 在爐壁附著炭的只有左側爐壁，在右側爐壁發生微小之受 損。又，關於爐壁本身之移動所引起之爐寬之變動，儘管 右側爐壁和炭化室外側移動，因左側爐壁向炭化室内側之 移動大，抵消右側爐壁之移動量，得知爐寬整體上變窄。 於是，儘管在炭化室之左右之各爐壁發生各自之爐壁 之移動所引起之寬窄或者炭附著或爐壁之受損，依照爐寬 之量測結果診斷時，得知左右各爐壁之結果相抵消，無法 高精度的診斷爐壁狀態。 進行在圖1 6及圖1 7之量測後，進一步製造焦炭，量測

2014-5585-PF(Nl).ptd 第34頁 1262944 五、發明說明（31) 焦炭製造次數為2 0 0週期之在炭化官 縱向多個位置之至左右爐壁為止之距離Ί鬲度j 5 0 0mm之 中心線至爐壁為止之距離位移線。 ’、求自炭化室縱向 果合在一起，在圖1 9及圖2 0表示其結果（=期時之量測結 壁，圖2 0 :右側爐壁（以絕對值表示））。回1 9 ·左側爐 自圖19，比較焦炭製造次數為1〇〇週 測距離位移線，在距離炭化室入口 / # 2 0 0週期之量 近以及約1 3m附近之煤炭裝入孔附近，山制n ^附 2 〇 〇週期之炭化室之量測距離變短 ===以久數為 丄 „ ^ 传知隨著製造次叙+沾 加，在左側爐壁附著炭。於是，藉著 數增 測距離位移線，可掌握爐壁狀態之轉移， 夏 修補時期。 心厌化至之 在表2整理了求由圖丨6及圖丨7之平均化位移線和 距離位移線所包圍之面積之結果。 里刊 [表2] 岌化室左侧 ------- 炭化室右側 爐壁受損部面積 一10445 ----- 一 7948 反附著部面積 35921 ----------- 一 ’ ·—一 — 27752 面積之總和 25476 —一 19804 ----- —-- 自表2，對於炭化室左側爐壁，爐壁受損所引起之面 積之變形係一1 0445mm2，炭附著所引起之面積之變形係 _

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五、發明說明（32) 3 5 9 2 1 mm2，面積之總和變成2 5 4 7 6 mm2，在左側爐壁整體 上，可診斷炭附著之影響大。又，對於右側爐壁，姨辟受 損所引起之面積之變形係一7948mm2，炭附著所弓丨起之面積 之變形係2 7 7 5 2 m m2，面積之總和變成1 9 8 0 4 m m2，在右側少廣' 壁整體上，可診斷炭附著之影響大。 1 在表3表示求由圖1 6及圖1 7之設計距離位移線和平均 化位移線所包圍之面積之結果。 [表3] 岌化室左側 岌化室右側 狭帶部面積 158000 34060 寬帶部面積 0 一 42060 面積之總和 158000 一 8000 面積I mm2

自表3，對於炭化室之左側爐壁，爐壁之狹帶化所引 起之面積之變形係1 5800 0mm2，爐壁之寬帶化所引起之面積 之變形係0 m m2 ’面積之總和變成1 5 8 0 0 0 m m2，在左側爐壁整' 體上，可診斷爐壁顯著狹帶化。 孤土正 而，對於炭化室之右側爐壁，爐壁之狹帶化所引起之 面積之變形係34 0 60mm2，爐壁之寬帶化所引起之面積之變 形係一 420 6 0mm2 ’面積之總和變成—8〇〇〇隱2，在側 整體上，可診斷爐壁寬帶化。 在右側爐土 若將在表2及表3所示之面積作為指標，在左側燐壁或 右側爐壁整體上，可評估各自之爐壁狀態’可進行炭化室

1262944 五、發明說明（33) 之間之劣化狀態之相對評估。 在表4整理了由圖1 6和圖1 9之平均化位移線和量測距 離位移線所包圍之面積（炭化室左側），在表5整理了由圖 1 7和圖2 0之平均化位移線和量測距離位移線所包圍之面積 (炭化室右側）。 [表4] S 炭化室左侧 焦岌絜造次數 100 200 爐壁受損部面積 -10445 -2893 炭附著部面積 35921 77014 面積之總和 25476 74321 面積mm2 [表5] 農化室右側 焦炭製造次數 100 200 爐壁受損部面積 -7948 -1990 岌附著部面積 24871 57569 面積之總和 17023 55779 面積：mm2 自表4及表5，焦炭製造次數為1 0 0週期之炭化室之左

2014-5585-PF(Nl).ptd 第37頁 1262944 圖式簡單說明 圖1係在爐壁無受損之炭化室之水平剖面圖。 圖2係在爐壁有受損及炭附著之炭化室之水平剖面 圖。 圖3係舉例表示本發明之焦炭爐診斷裝置之概略側視 圖。 圖4係舉例表示本發明之焦炭爐診斷裝置之概略側視 圖。 圖5係舉例表示内部觀察裝置之水平剖面圖。 圖6係舉例表示本發明之焦炭爐診斷裝置之別例之側 視圖。 圖7係舉例表示内部觀察裝置之炭化室内之位置關係 之說明圖。 圖8係舉例表示擠壓撞桿之插入狀態及雷射感光位置 之位移之說明圖。 圖9係舉例表示炭化室之雷射光之傾斜之說明圖。 圖1 0係舉例表示爐壁狀態之炭化室在任意高度之水平 剖面圖。 圖1 1係在概念上表示由平均化位移線和設計距離位移 線所包圍之部分之面積之在炭化室之任意高度之水平剖面 圖。 圖1 2係在 >既念上表示由平均化位移線和設計距離位移 線所包圍之部分之面積之在炭化室之任意高度之水平剖面 圖。 圖1 3係表示在與炭化室入口之距離L之雷射感光位置

2014-5585-PF(Nl).ptd 第39頁 1262944 圖式簡單說明 之位移（)之圖形。 圖1 4係表示在與炭 跡（DL)之圖形。 圖1 5係表示自炭化 距離之圖形。 圖1 6係表示對於炭 平均化位移線以及設計 圖1 7係表示對於炭 平均化位移線以及設計 圖1 8係表示對於炭 均化位移線以及設計距 圖1 9係表示對於製 測距離位移線及設計距 圖2 0係表示對於製 測距離位移線及設計距 化室入口之距離L之擠壓撞桿之執 室縱向中心線至左右之爐壁為止之 化室左側爐壁之量測距離位移線、 距離位移線之圖形。 化室右側爐壁之量測距離位移線、 距離位移線之圖形。 化室之爐寬之量測距離位移線、平 離位移線之圖形。 造週期不同之炭化室左側爐壁之量 離位移線之圖形。 造週期不同之炭化室右側爐壁之量 離位移線之圖形。 符號說明 1擠壓機本體、 3内部觀察裝置、 5雷射感光裝置、 1 0而ί熱外殼、 1 2量測資料處理裝置 1 4影像攝影裝置、 1 6 帶通濾光器、 2擠壓撞桿、 4雷射輸出裝置、 6雷射感光位置識別裝置 1 1 測距裝置、 1 3供電裝置、 1 5雷射式位置檢測開關， 1 7 反射鏡、

2014-5585-PF(Nl).ptd 第40頁 1262944 圖式簡單說明 18 視窗、 2 0 爐壁、 21 炭化室縱向中心線、3 7斜線部分 38 虛線

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Claims (1)

1262944 六、申請專利範圍 1 . 一種診斷裝置，係焦炭爐炭化室之診斷裝置，其特 包括： 炭擠壓 壓撞桿 部觀察 射輸出 徵在於 焦 撥 内 雷 側； 雷 以及 雷 感光位 2. 輸出裝 之雷射 3. 觀察裝 4. 觀察裝 置、影 5. 部觀察 6. 感光位 機本體； ，設於焦炭擠壓機本體； 裝置，設置於該擠壓撞桿； 裝置，設置於該擠壓機本體侧或該擠壓撞桿 射感光裝置，接收自該雷射輸出裝置照射之雷射； 射感光位置識別裝置，識別該雷射感光裝置之雷射 置。 如申請專利範圍第1項之診斷裝置，其中，該雷射 置設置於該焦炭擠壓機本體，用該擠壓撞桿所設置 感光裝置接收自該雷射輸出裝置照射之雷射。 如申請專利範圍第2項之診斷裝置，其中，該内部 置包括距離量測裝置及影像攝影裝置。 如申請專利範圍第2項之診斷裝置，其中，該内部 置具有耐熱外殼，在該耐熱外殼内包括距離量測裝 像攝影裝置、供電裝置以及量測資料處理裝置。 如申請專利範圍第3或4項之診斷裝置，其中，該内 裝置還泡括雷射感光位置識別裝置。 如申請專利範圍第5項之診斷裝置，其中，該雷射 置識別裝置係影像攝影裝置。 如申請專利範圍第4項之珍斷裝置，其中，該耐熱

2014-5585-PF(Nl).ptd 第42頁 1262944 六、申請專利範圍 夕卜冗又由1層以 — 瓷纖維構成之^之。隔熱層構成，該隔熱層之至少1層係由陶 外殼8由1如層申利範圍第4項之診斷裝置，其中，該耐熱 空隔熱層。之隔熱層構成，該隔熱層之至少1層係由真 9使用1ί炭爐炭化室之診斷方法，其特徵在於： 室之任意i ^爐炭化室之内部觀察裝置量測在焦炭爐炭化 化室縱向中#、、之縱向夕個仇置至爐壁為止之距離，求自炭 測距離位移:線)至爐壁為止之距離位移線（以下稱為「量 移線ί 量測距離位移線求量測距離位移線之平均化位 /或比較炭化者車乂忒篁測距離位移線和該平均化位移線及 線，診斷兮山縱向之σ又叶距離位移線和該平均化位移 10 _厌化室之爐壁狀態。 使用焦種爐炭化室之診斷方法，其特徵在於： 室之任意高 化室縱向中心線至姨壁為，置至爐壁為土之距離，求自炭 測距離位移線」）· 止之距離位移線（以下稱為「量 依照該量測距離位移 移線後，再求.由線求置測距離位移線之平均化位 圍之面積之總和及/或位移^和該量測距離位移線所包 該平均化位移線所包圍之面/縱向之設計距離位移線和 和診斷該炭化室之爐壁狀能^總和後’依照該面積之總 第43胃 2014-5585-PF(Nl).ptd 1262944 六、申請專利範圍 π. —種焦炭爐炭化室之診斷方法，其特徵在於： 使用焦炭爐炭化室之内部觀察裝置在各焦炭製造量測 在焦炭爐炭化室之任意高度之縱向多個位置至爐壁為止之 距離，求自炭化室縱向中心線至爐壁為止之距離位移線 (以下稱為「量測距離位移線」）； 依照所得到之量測距離位移線之隨著焦炭製造次數之 增加之變化，診斷爐壁狀態之轉移。 1 2. —種焦炭爐炭化室之診斷方法，其特徵在於： 使用焦炭爐炭化室之内部觀察裝置在各焦炭製造量測 在焦炭爐炭化室之任意高度之炭化室縱向多個位置至爐壁 為止之距離，求自炭化室縱向中心線至爐壁為止之距離位 移線（以下稱為「量測距離位移線」）； 依照所得到之量測距離位移線，求量測距離位移線之 、 平均化位移線，再求由該平均化位移線和該量測距離位移 * 線所包圍之面積之總和依照隨著焦炭製造次數之增加之該 面積之總和之變化，診斷該炭化室爐壁狀態之轉移。 1 3 ·如申請專利範圍第9、1 0、1 1或1 2項之診斷方法， 其中，在焦炭爐炭化室内引入包括距離量測裝置和影像攝 影裝置之内部觀察裝置，令量測在焦炭爐炭化室之任意高 φ 度之縱向多個位置至爐壁為止之距離，而且令拍攝在該多 個位置之爐壁扃之表面變形之影像。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之診斷方法，其中，藉著 觀察在該多個位置之爐壁面之表面變形之影像後將該量測 距離位移線平均，求該平均化位移線。

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