TWI393773B - Evaluation of the coke oven wall means, the wall of a coke oven repair support apparatus, the coke oven wall surface evaluation method of repairing a coke oven wall support method, and computer program - Google Patents

Evaluation of the coke oven wall means, the wall of a coke oven repair support apparatus, the coke oven wall surface evaluation method of repairing a coke oven wall support method, and computer program Download PDF

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Tomoyuki Nakagawa
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Description

焦炭爐之壁面評估裝置、焦炭爐之壁面修補支援裝置、焦炭爐之壁面評估方法、焦炭爐之壁面修補支援方法、及電腦程式 技術領域
本發明係有關於一種焦炭爐之壁面評估裝置、焦炭爐之壁面修補支援裝置、焦炭爐之壁面評估方法、焦炭爐之壁面修補支援方法、及電腦程式，特別是適合用在給予用以評估焦炭爐之碳化室之壁面的狀態，或是修補焦炭爐之碳化室之壁面之指引者。
 背景技術
用以乾餾煤炭以生成焦炭的焦炭爐係隔著以耐火磚等形成之爐壁，交互地配置多數碳化室與燃燒室而構成。以此種焦炭爐生成焦炭時，首先，自位於碳化室頂部的煤炭裝入口裝入煤炭。接著，藉由在燃燒室燃燒氣體而產生的熱，對碳化室內的煤炭施加1000℃以上的高溫約20小時。藉此可乾餾煤炭，並製造出焦炭塊(以下，僅稱為焦炭)。製造出焦炭後，打開位於碳化室兩端的門，從碳化室的側邊藉由擠壓機擠壓焦炭，將焦炭自碳化室取出。用以如前述般地製造焦炭的碳化室，具有例如長度16m、高度6m、寬度0.4m左右的大小，且其特徵在於具有寬度較長度及高度窄的構造。
長年連續運轉的焦炭爐中，有時碳化室之爐壁會產生損傷。因此，就為了不使焦炭的生產能力因碳化室的損傷所造成之運作中斷或延遲等而降低的觀點來看，掌握碳化 室之爐壁的狀態是非常重要的(以下，會視需要將碳化室之爐壁簡稱為爐壁)。
診斷爐壁狀態的先前技術包括專利文獻1記載之技術。此種技術中，首先，在碳化室的某高度中，測定爐壁間的距離，並從測定結果求出表示碳化室之深度方向的距離與爐壁間的距離之關係的實測距離位移線，接著，求出將求得之實測距離位移線平滑化後的平準化位移線。然後，求出藉由該等實測距離位移線與平準化位移線圍成之部分的面積總和，從求得之面積診斷爐壁的狀態。
此外，在運作焦炭爐方面，期望產生於擠壓焦炭時的擠壓負荷可以很小。這是因為擠壓負荷呈一定值以上的話，焦炭會產生堵塞，使得焦炭的生產能力顯著降低的緣故。決定此種擠壓負荷的主因有很多種。具體而言，會因爐壁的凹凸、爐壁的降伏強度、爐壁與焦炭之間隙量、構成焦炭之各焦炭塊的大小、碳化室的焦炭充填量、擠壓時於爐壁與焦炭之間產生的摩擦力、煤炭的混合或煤炭內含的水份量、以及煤炭的乾餾狀態等各種主因複雜地相互摻雜而產生擠壓負荷。
然後，只要可定量地掌握爐壁的凹凸會對擠壓負荷產生怎樣的影響的話，即可掌握擠壓負荷是否會因爐壁的凹凸而增大，或是因爐壁的凹凸以外的主因而增大，故可較以往更適當地管理焦炭爐的運作。
但是，要如前述般地決定擠壓負荷的主因是複雜的。因此，以往無法定量地掌握擠壓負荷與爐壁的凹凸狀態之 關係。即使是前述專利文獻1記載之技術也只能將爐壁的狀態客觀地掌握到某種程度，無法定量地對應擠壓負荷與爐壁的凹凸狀態。
又，現存的焦炭爐大多均已歷經30年以上的長期運轉，故構成碳化室之爐壁的耐火磚會因熱性、化學性、或機械性主因而劣化，有時會有碳化室之爐壁表面的一部分或多處產生凹陷，或是因焦炭附著而產生凸起的情形。
一旦焦炭的擠壓負荷如前述般地變大，焦炭產生堵塞，則焦炭的生產能力將會顯著降低。因此，碳化室之爐壁表面有凹凸時，必須修補碳化室之爐壁表面，使碳化室之爐壁表面的平坦度恢復。
此外，由於焦炭爐為連續運作，故進行碳化室之爐壁的修補時，得停止該碳化室的運作才行。為了修補碳化室之爐壁可進行噴塗，但該噴塗作業中，每一處需花費數小時(例如3小時)的時間。就生產性的觀點來看可進行噴塗作業的時間有限，故無法輕率地修補全部的凹凸。
因此，必須有效率且適當地修補產生於碳化室之爐壁的凹凸。然後，過去已有人提出決定碳化室之爐壁的修補順序的技術(參照專利文獻2)。專利文獻2記載之技術係自碳化室之爐壁的影像，由損傷領域的大小將碳化室之爐壁的損傷程度數值化，以根據數值化後之資訊，決定修補的優先順位。
如前述般，期望將爐壁的修補進行至焦炭不會產生堵塞的程度。又，一旦焦炭的擠壓負荷變大，則焦炭爐將會 產生堵塞。因此，只要可定量地掌握爐壁的凹凸與擠壓負荷之關係的話，將可有效率地進行爐壁的修補。
但是，前述先前技術中，僅以爐壁的損傷面形狀為標準來決定修補的優先順位。例如，一般認為即使損傷面積很小但凹陷很深的話，對擠壓負荷的影響仍會很大。此外，即使是相同的凹凸，擠壓負荷仍會因爐壁的高度方向位置而有所不同。因此，先前技術有難以真正準確且有效率地進行爐壁的修補的問題點。
【專利文獻1】 特開2003－183661號公報 【專利文獻2】 特開平11－256166號公報
 發明揭示
本發明係有鑒於此問題點而作成者，且以可定量地掌握於自焦炭爐之碳化室擠壓焦炭時產生的擠壓負荷與焦炭爐之爐壁的凹凸狀態之關係為第1目的。
又，本發明以可較以往更有效率地修補焦炭爐之碳化室之爐壁為第2目的。
本發明之焦炭爐之壁面評估裝置，係評估焦炭爐之碳化室之側壁面狀態者，且該焦炭爐以擠壓機排出製成之焦炭而運作，該焦炭爐之壁面評估裝置包含有：根據前述碳化室之側壁面的影像訊號，導出與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關的凹凸資訊的凹凸資訊導出機構；根據由 前述凹凸資訊導出機構所導出之凹凸資訊，導出前述碳化室之側壁面的與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊的斜度資訊導出機構；使用由前述斜度資訊導出機構所導出之斜度資訊，導出將焦炭在擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標的指標化機構。
本發明之焦炭爐之壁面修補支援裝置，係以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之壁面修補支援裝置，包含有：根據前述焦炭爐之碳化室之側壁面的影像訊號，導出與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關的凹凸資訊的凹凸資訊導出機構；將由前述凹凸資訊導出機構所導出之凹凸資訊中，前述碳化室之側壁面之修補對象領域中的凹凸資訊，變更成預先設定之修補值來作為新的凹凸資訊的凹凸資訊變更機構；使用由前述凹凸資訊變更機構所變更之凹凸資訊，導出前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊的斜度資訊導出機構；使用由前述斜度資訊導出機構所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標的指標化機構；從顯示預先設定之前述阻力指標與焦炭之擠壓負荷之對應關係的阻力負荷擠壓負荷相關情報，導出對應由前述指標化機構所導出之阻力指標的擠壓負荷的擠壓負荷導出機構。
本發明之焦炭爐之壁面評估方法，係評估以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之碳化室之側壁面的狀態者，包含有：根據前述碳化室之側壁面的影像訊號，導出與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關的凹凸資訊的凹 凸資訊導出步驟；根據由前述凹凸資訊導出步驟所導出之凹凸資訊，導出前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊的斜度資訊導出步驟；使用由前述斜度資訊導出步驟所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標的指標化步驟。
本發明之焦炭爐之壁面修補支援方法，係以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之壁面修補支援方法，包含有：根據前述焦炭爐之碳化室之側壁面的影像訊號，導出與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關的凹凸資訊的凹凸資訊導出步驟；將由前述凹凸資訊導出步驟所導出之凹凸資訊中，前述碳化室之側壁面之修補對象領域中的凹凸資訊，變更成預先設定之修補值來作為新的凹凸資訊的凹凸資訊變更步驟；使用由前述凹凸資訊變更步驟所變更之凹凸資訊，導出前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊的斜度資訊導出步驟；使用由前述斜度資訊導出步驟所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標的指標化步驟；從顯示預先設定之前述阻力指標與焦炭之擠壓負荷之對應關係的阻力負荷擠壓負荷相關情報，導出對應由前述指標化步驟所導出之阻力指標的擠壓負荷的擠壓負荷導出步驟。
本發明之電腦程式，係用以使電腦執行處理者，前述處理係用以評估以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之碳化室之側壁面的狀態，且該電腦程式使電腦執行以下步驟：根據前述碳化室之側壁面的影像訊號，導出與於前 述碳化室之側壁面產生之凹凸相關的凹凸資訊的凹凸資訊導出步驟；根據由前述凹凸資訊導出步驟所導出之凹凸資訊，導出前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊的斜度資訊導出步驟；使用由前述斜度資訊導出步驟所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標的指標化步驟。
又，本發明之電腦程式之其他態樣，係使電腦執行處理者，前述處理係用以支援以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之壁面的修補，且該電腦程式使電腦執行以下步驟：根據前述焦炭爐之碳化室之側壁面的影像訊號，導出與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關的凹凸資訊的凹凸資訊導出步驟；將由前述凹凸資訊導出步驟所導出之凹凸資訊中，前述碳化室之側壁面之修補對象領域中的凹凸資訊，變更成預先設定之修補值來作為新的凹凸資訊的凹凸資訊變更步驟；使用由前述凹凸資訊變更步驟所變更之凹凸資訊，導出前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊的斜度資訊導出步驟；使用由前述斜度資訊導出步驟所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標的指標化步驟；從顯示預先設定之前述阻力指標與焦炭之擠壓負荷之對應關係的阻力負荷擠壓負荷相關情報，導出對應由前述指標化步驟導出之阻力指標的擠壓負荷的擠壓負荷導出步驟。
圖式簡單說明
第1A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示焦炭爐全 體中往碳化室之深度方向看時，測定對象之碳化室附近情形之一例的縱截面圖。
第1B圖係顯示本發明之第1實施型態，且係焦炭爐100全體中從焦炭爐100之上側看時，第1A圖所示之部分的橫截面圖。
第2圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示壁面觀察裝置外觀構造之一例的圖。
第3圖係顯示本發明之第1實施型態，為垂直柱內部，且顯示設有透光板部分之情形之一例的圖。
第4圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示垂直柱與鏡面管之配置關係之一例的圖。
第5A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示線性影像攝影機的拍攝視野與雷射光點之位置關係之一例的圖。
第5B圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示碳化室之爐壁存在有凹部時，雷射光點之影像變化之一例的圖。
第5C圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示碳化室之爐壁存在有凸部時，雷射光點之影像變化之一例的圖。
第6圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示焦炭爐之壁面評估裝置功能構造之一例的圖。
第7圖係顯示本發明之第1實施型態，且說明爐壁立體輪廓資料之一例的圖。
第8圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示雷射光點之追蹤結果之一例的圖。
第9A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示碳化室11 之部分橫截面圖的圖。
第9B圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示將以第9A圖的虛線圍成之部分模型化的圖。
第10A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示碳化室11之爐壁14的圖。
第10B圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示加權因數與碳化室深度方向位置之關係之一例的圖。
第10C圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示加權因數與碳化室高度方向位置之關係之一例的圖。
第11圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示藉由焦炭爐之壁面評估裝置所導出之合計爐壁立體輪廓資料、及藉由焦炭爐之壁面評估裝置根據該合計爐壁立體輪廓資料所導出之局部阻力指數之一例的圖。
第12圖係顯示本發明之第1實施型態，且使用等高線將以右側及左側之爐壁全體的合計爐壁立體輪廓資料顯示之凹凸量影像化後的圖。
第13A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示在焦炭塊的位置處有開口寬度小於焦炭塊長度的凹部的情形的圖。
第13B圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示在焦炭塊的位置處有開口寬度與焦炭塊長度相同的凹部的情形的圖。
第14圖係顯示本發明之第1實施型態，且說明焦炭爐之壁面評估裝置300處理動作之一例的流程圖。
第15圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示阻力指數與擠壓負荷之關係之一例的圖。
第16圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示將加權因數作為0(zero)時的阻力指數與擠壓負荷之關係的圖。
第17圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示在碳化室之爐壁產生的凹陷或凸出的凹凸量為20mm以上的領域，在爐壁全體佔的比例與擠壓負荷之關係的圖。
第18圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示焦炭爐之壁面修補支援裝置功能構造之一例的圖。
第19圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示阻力指數與擠壓負荷之關係之一例的圖。
第20圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示修補模擬開始前顯示於顯示裝置之「碳化室右側及左側之爐壁各自的爐壁立體輪廓資料」之一例的圖。
第21A圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示第20圖所示之修補對象領域1504內的凹凸量資料被變更時的顯示例的圖。
第21B圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示第20圖所示之修補對象領域1503、1504內的凹凸量資料被變更時的顯示例的圖。
第22圖係顯示本發明之第2實施型態，且說明焦炭爐之壁面修補支援裝置的阻力指數導出處理之一例的流程圖。
第23圖係顯示本發明之第2實施型態，且說明焦炭爐之壁面修補支援裝置的阻力指數－擠壓負荷對應處理之一例 的流程圖。
第24圖係顯示本發明之第2實施型態，且說明焦炭爐之壁面修補支援裝置的修補模擬處理之一例的流程圖。
 實施發明之最佳型態 (第1實施型態)
以下，邊參照圖式邊說明本發明之第1實施型態。
第1圖係顯示焦炭爐之構造之一例的圖。具體而言，第1A圖係顯示焦炭爐100全體中往碳化室之深度方向看時，測定對象之碳化室附近情形之一例的縱截面圖。第1B圖係焦炭爐100全體中從焦炭爐100之上側看時，第1A圖所示之部分的橫截面圖。
如第1A圖所示，焦炭爐100係隔著爐壁14交互地配置有碳化室11a、11b與燃燒室16a、16b、16c。煤炭自煤炭裝入口13a裝入至碳化室11a內，以製造焦炭15。焦炭15係藉由以來自進行氣體燃燒之燃燒室16a、16b的熱乾餾煤炭而製造的。
爐壁14係藉由例如堆積耐火磚而形成的。運作中的爐壁14的溫度，會因來自燃燒室16a、16b、16c的熱而形成1000℃以上的高溫。又，碳化室11a、11b內亦會形成1000℃以上的高溫。
爐壁14的上面形成有耐火天花板18。本實施型態之焦炭爐100之碳化室11a、11b(爐壁14)的高度為6m；耐火天花板18的高度為1.5m；煤炭裝入口13a、13b的直徑為0.4m。 又，如第1B圖所示，碳化室11b之深度方向的兩端部設有擠壓機側門19a與排出側門19b。本實施型態中，該等擠壓機側門19a與排出側門19b之間的距離(亦即，碳化室11之深度方向的長度)為16m。另外，以下說明中，會視需要將擠壓機側(擠壓起始側)稱為PS側，且將排出側(擠壓終止側)稱為CS側。
另外，碳化室11a、11b的煤炭裝入口13a、13b以蓋12a、12b堵著。此外，燃燒室16的開口部也以蓋17堵著。
又，如第1B圖所示，例如製造出焦炭15a後，會打開擠壓機側門19a與排出側門19b。接著，從PS側往碳化室11a之深度方向插入搭載於擠壓機(省略圖式)的擠壓柱塞20，將焦炭15a往CS側擠壓。藉此可從焦炭爐100取出焦炭15a。
如前述般地從焦炭爐100取出焦炭15a時，擠壓負荷會因前述各種主因而改變。該擠壓負荷可根據驅動擠壓柱塞20之馬達的電力、或於連接馬達與擠壓柱塞20的軸產生的轉矩等測定之。
本實施型態中，為了觀察遍及具有前述般構造之焦炭爐100之碳化室11兩側壁面(爐壁)全體的凹凸，而使用第2圖所示之壁面觀察裝置。第2圖係顯示壁面觀察裝置外觀構造之一例的圖。第2圖中，顯示出從碳化室11之PS側往碳化室11之深度方向插入壁面觀察裝置200時的情形。
在第2圖中，壁面觀察裝置200具有底橫桿BB、上橫桿UB、垂直柱1、鏡面管2呈一體所形成之水冷管。水冷管為高耐熱不銹鋼製的雙重管，能使冷卻水在內管與外管之間 流動。如此一來，藉由使冷卻水流動，水冷管內部將不會遭受高熱。
具體而言，往碳化室11之深度方向延伸設置的上橫桿UB的前端面、與同樣地往碳化室11之深度方向延伸設置的底橫桿BB的前端上面安裝有往碳化室11之高度方向延伸設置的垂直柱1。又，底橫桿BB的前端面與垂直柱1的上端側面安裝有往碳化室11之高度方向延伸設置的鏡面管2。如前述般，垂直柱1、鏡面管2、上橫桿UB、底橫桿BB形成為一體，且具有彼此共通的內部空間。
在垂直柱1的前面，往高度方向採預定間隔設有透光板3a~3d。設在垂直柱1內部的4台線性影像攝影機5會分別透過透光板3a~3d，拍攝映出於鏡面管2的影像。亦即，線性影像攝影機5會拍攝碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L的影像(參照第3圖及第4圖)。
又，在透光板3a、3b之間及透光板3c、3d之間，分別設有透光板4a、4b。設在垂直柱1內部的例如，由多數半導體雷射所構成之雷射照射器群8會透過透光板4a、4b，隔著鏡面管2，將雷射光照射至碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L上的線性影像攝影機5的視野(參照第3圖及第4圖)。
又，在垂直柱1底面的前端側，形成有附在碳化室11之爐壁(底面)14F的底板SH，且隔著該底板SH以碳化室11之爐壁(底面)14F支撐水冷管的前端部。另外，水冷管的後端部安裝於水冷管插入裝置(省略圖式)並受到支撐。
使用爐外的水冷管插入裝置(省略圖式)，以鏡面管2為前頭將水冷管從碳化室11之PS側往碳化室11之深度方向插入。藉此，水冷管將會往碳化室11之深度方向(CS側方向)進入。
第3圖為垂直柱1內部，且顯示設有透光板3a、4a部分之情形之一例的圖。
如第3圖所示，在垂直柱1內部位置即與透光板3a相對的位置設有第1線性影像攝影機5a。又，在垂直柱1內部位置即與透光板4a相對的位置設有由11個雷射照射器所構成之雷射照射器群8a、及同樣由11個雷射照射器所構成之雷射照射器群8b。在第1線性影像攝影機5a與雷射照射器群8a、8b之間，設有內建減速機構的第1電動馬達6a，且該第1電動馬達6a固定於垂直柱1。又，在第1電動馬達6a的旋轉軸(輸出軸)結合有第1線性影像攝影機5a及支撐板7a。然後，在支撐板7a固定有雷射照射器群8a、8b。
雷射照射器群8a係用以將以位於其上方之第1線性影像攝影機5a拍攝之雷射光點形成於爐壁14上者。另一方面，雷射照射器群8b係用以形成以位於其下方之未圖示之第2線性影像攝影機5拍攝之雷射光點者。位於雷射照射器群8b下方的第2線性影像攝影機5被設在垂直柱1內部位置即與透光板3b相對的位置。該第2線性影像攝影機5與第1線性影像攝影機5a同樣地結合於內建減速機構的未圖示之第2電動馬達6的旋轉軸。又，第2電動馬達6固定於垂直柱1。另外，雷射照射器群8a、8b並未結合於第2電動馬達6及第2 線性影像攝影機5。
第1線性影像攝影機5a及雷射照射器群8a、8b呈對準鏡面管2之管軸的狀態，一旦第1電動馬達6a正轉，則第1線性影像攝影機5a及雷射照射器群8a、8b會旋動至與碳化室11左側之爐壁14L相對的位置為止。另一方面，一旦第1電動馬達6a反轉，則第1線性影像攝影機5a及雷射照射器群8a、8b會旋動至與碳化室11右側之爐壁14R相對的位置為止。
隨著第1電動馬達6a的正轉，第2電動馬達6亦正轉。藉此，第2線性影像攝影機5亦會旋動至與碳化室11左側之爐壁14L相對的位置為止。同樣地，隨著第1電動馬達6a的反轉，第2電動馬達6亦反轉。藉此，第2線性影像攝影機5亦會旋動至與碳化室11右側之爐壁14R相對的位置為止。
與前述第1及第2線性影像攝影機5；雷射照射器群8a、8b；第1及第2電動馬達6相同的構造亦形成於垂直柱1內部領域即形成有透光板3c、3d、4b之領域。如前述，本實施型態中，在垂直柱1內部設有4組線性影像攝影機5與雷射照射器群8之組合物。
第4圖係顯示垂直柱1與鏡面管2之配置關係之一例的圖。如前述般，雖在垂直柱1內部設置4組線性影像攝影機5與雷射照射器群8之組合物，但由於各組僅拍攝場所不同，故以下進行第1線性影像攝影機5a與雷射照射器群8之組合物的說明，且視需要省略其他組的詳細說明。
如前述般，第1線性影像攝影機5a與雷射照射器群8a將垂直柱1之管軸作為旋轉軸而得以驅動旋轉。鏡面管2中形 成有用以從正面觀察碳化室11左側之爐壁14L的左鏡面9L、及用以從正面觀察碳化室11右側之爐壁14R的右鏡面9R。該等鏡面9L、9R係藉由將不銹鋼製的外管表面鏡面拋光而鏡面化後，施行鍍鉻而形成的。
使第1線性影像攝影機5a與雷射照射器群8a旋動至例如對準左鏡面9L的位置後，從雷射照射器群8a所射出的雷射光線會在射到左鏡面9L後反射，並射到碳化室11左側之爐壁14。如此一來，在碳化室11左側之爐壁14L會出現雷射光點52(參照第5圖)。本實施型態中，會出現例如水平方向長度(寬)為30mm；高度方向長度(厚)為2mm的線狀雷射光點52。如前述般，雷射照射器群8a係由11個雷射照射器所構成，故在爐壁14之高度方向會出現11個雷射光點52a~52k。
然後，本實施型態中，碳化室11之爐壁14呈平坦時，為了使該等11個雷射光點52a~52k、及藉由雷射照射器群8a以外的3組雷射照射器群8所形成之雷射光點能以大約130mm的間隔出現在爐壁14之高度方向，已調整從總計44個雷射照射器所照射之雷射光線的照射角度。
本實施型態中，線性影像攝影機5a係拍攝碳化室11之爐壁14之高度方向的一維攝影機。例如，第1線性影像攝影機5a與雷射照射器群8a對準左鏡面9L時，如第5A圖所示，在碳化室11之爐壁14之高度方向會形成第1線性影像攝影機5a的拍攝視野51。
藉由形成在水平方向(碳化室11之深度方向)具有長度 的雷射光點52，即使雷射光點52所形成之領域多少偏離碳化室14之深度方向，只要雷射光點52有在未完全偏離線性影像攝影機5之視野51的範圍內即可。
由於碳化室11之爐壁14為粗糙面，故雷射光會從雷射光點52往各方向散射。該散射之雷射光的一部分例如會在射到左鏡面9L後反射，並進入第1線性影像攝影機5a。
另外，相對於爐壁14的白熱光，為了要強調雷射光點52，而將僅可透射窄頻帶之特定波長的光學干涉濾器安裝於攝影機。該光學干涉濾器具有從斜向射入光線後，透射波長會往短波長側位移的特性。因此，本實施型態中，採用可穿透波長685nm附近之光線的濾器，且構成雷射照射器群8的雷射照射器中，在拍攝視野51的中心附近形成雷射光點的雷射照射器，會照射與濾器之透射頻帶一致的波長685nm的雷射光，而在拍攝視野的周圍部形成光點的雷射照射器，會照射波長670nm的雷射光。
在此，碳化室11之爐壁14存在有凹部的話，相較於爐壁14呈平坦時，鏡面9L與爐壁14之間的距離會增大。於是，如第5B圖所示，線性影像攝影機5a的畫面上，雷射光點52的影像52′會往上方位移。這是因為雷射光從線性影像攝影機5a的下方斜向地照射的緣故。另一方面，碳化室11之爐壁14存在有凸部的話，相較於爐壁14呈平坦時，鏡面9L與爐壁14之間的距離會增大。因此，如第5C圖所示，線性影像攝影機5a的畫面上，雷射光點52的影像52′會往下方位移。雷射光點52的影像52′往上下位移的量係藉由凹凸量及雷 射照射角度決定的。由於各雷射的照射角度已固定，故可從影像52′的位移量得知爐壁14的凹凸量。
另外，如第1線性影像攝影機5a般，位於對應之雷射照射器群8上方的線性影像攝影機5，如前述般，在存在有凹部的地方，拍攝畫面上的雷射光點影像52′會往上方位移，而在存在有凸部的地方，拍攝畫面上的雷射光點影像52′會往下方位移。另一方面，如第2線性影像攝影機5般，位於對應之雷射照射器群8下方的線性影像攝影機5，在存在有凹部的地方，拍攝畫面上的雷射光點影像52′會往下方位移，而在存在有凸部的地方，拍攝畫面上的雷射光點影像52′會往上方位移。
在如前述般地拍攝形成於碳化室11之爐壁14的雷射光點影像52′時，將線性影像攝影機5及雷射照射器群8的指向方向設為左鏡面9L的話，可得到從正面看碳化室11左側之爐壁14L的影像。又，將線性影像攝影機5及雷射照射器群8的指向方向設為右鏡面9R的話，可得到從正面看碳化室11右側之爐壁14R的影像。
接著，說明壁面觀察裝置200的使用態樣之一例。將各線性影像攝影機5的指向方向設定成右鏡面9R，並使水冷管往碳化室11內前進。當水冷管每移動40mm就會產生的移動同步脈衝產生1脈衝後，設在壁面觀察裝置200的類比/數位轉換器會將各線性影像攝影機5的單線份的影像訊號進行類比/數位轉換。接著，設在壁面觀察裝置200的CPU在可區別是由哪台線性影像攝影機5所拍攝者的狀態下，會將類比 /數位轉換後之影像訊號寫入藉由RAM所構成之右壁面用記憶體領域。
在通過約碳化室11之深度方向的全長，完成以上處理後，將各線性影像攝影機5的指向方向設定成左鏡面9L，邊使水冷管後退邊同樣地進行測量。
另外，有關壁面觀察裝置200，在例如國際公開第00/55575冊子、或特開2005－249698號公報等均有記載。
接著，說明焦炭爐之壁面評估裝置。第6圖係顯示焦炭爐之壁面評估裝置功能構造之一例的圖。另外，焦炭爐之壁面評估裝置300的硬體係例如個人電腦等，具有CPU、ROM、RAM、硬碟、及影像輸出入板的裝置。然後，可藉由例如CPU使用RAM執行記憶於ROM或硬碟的控制程式作成第6圖所示之各方塊。
爐壁立體輪廓資料導出部301會根據如前述般地以壁面觀察裝置200得到之影像訊號，導出碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的爐壁立體輪廓資料。爐壁立體輪廓資料係以無凹凸損傷之健全部為0，且以於碳化室11凸出之凸部為正值，相反地以凹陷之凹部為負值來表示凹凸量。第7圖係說明爐壁立體輪廓資料之一例的圖。另外，在此將碳化室11之深度方向(從PS到CS)的長度標示為D0 [m]，並將碳化室11的高度標示為H0 [m]。
在第7圖中，根據以壁面觀察裝置200得到之影像訊號，分別在多數對應壁面觀察裝置200的爐壁14R、14L之拍攝領域的領域(第7圖為(p×q)個(p、q為2以上的自然數)的領 域)求出凹凸量(z(1,1)~z(p,q))者，會成為爐壁立體輪廓資料701。
具體說明的話，爐壁立體輪廓資料導出部301會依序讀取記憶於設在壁面觀察裝置200的右壁面用記憶體領域的影像訊號。接著，藉由從讀取之影像訊號特定亮度最高的位置(峰值位置)，使雷射光點52往碳化室11之深度方向(從PS側往CS側的方向)追蹤。如前述般，本實施型態中，可得到44個(11個×4組)雷射光點52，故將可得到44個雷射光點52的追蹤結果。
第8圖係顯示雷射光點52的追蹤結果之一例的圖。在第8圖中，雷射光點52的追蹤結果801會成為將碳化室11之高度方向的雷射光點52的位置、與碳化室11之深度方向的位置作為參數的曲線。碳化室11之爐壁14存在有凹凸部的話，雷射光點52將如前述般地分別在碳化室11之高度方向上下地位移。因此，藉由使用雷射光點52的追蹤結果801，可檢測遍及碳化室11右側之爐壁14R全體的凹凸量。另一方面，對於碳化室11左側之爐壁14L，藉由使用記憶於設在壁面觀察裝置200的左壁面用記憶體領域的影像訊號，進行與針對記憶於右壁面用記憶體領域的影像訊號的處理相同的處理，亦可檢側凹凸量。
然後，本實施型態之爐壁立體輪廓資料導出部301在彼此相對之領域合計如前述般地求出之遍及碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的凹凸量，並將合計之凹凸量(z(1,1)~z(p,q))作為爐壁立體輪廓資料701輸出至領域指定 部302。另外，合計之凹凸量的符號，從爐壁14呈無凹凸之健全狀態擴張的方向為負，相反地縮減的方向為正。之所以會如此是因為，焦炭15從碳化室11被擠壓時，即使左右任一之爐壁變形，同樣會產生妨礙阻力，故比起左右各別進行計算，之後的計算會變得簡便的緣故。
如前述般，本實施型態中，可使用作為凹凸矩陣資料之一例的爐壁立體輪廓資料701作為凹凸資訊，且可使用爐壁立體輪廓資料導出部301作成凹凸資訊導出機構。
另外，以下說明中，會視需要將在彼此相對之領域合計遍及碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的凹凸量所得到之爐壁立體輪廓資料701稱為合計爐壁立體輪廓資料701。
領域指定部302會依序指定以爐壁立體輪廓資料導出部301導出之合計爐壁立體輪廓資料701的各領域(凹凸矩陣資料元件)。第7圖所示之例子中，以(1,1)、...、(p,1)、(2,1)、...(p,q)的順序指定(p×q)個領域，並將指定之領域(局部指標化對象領域)的合計爐壁立體輪廓資料701輸出至段差算出部303。
如前述般，壁面觀察裝置200在碳化室11之深度方向(從PS側往CS側的方向)中，能以40mm的間隔得到影像訊號。又，壁面觀察裝置200在碳化室11之高度方向中，能以130mm的間隔得到影像訊號。因此，第7圖所示之合計爐壁立體輪廓資料701之各領域的凹凸量(z(1,1)~z(p,q))，係代表具有寬(碳化室11之深度方向)為40mm；長(碳化室11之高度 方向)為130mm之大小的長方形領域之凹凸量的值。
段差算出部303根據從領域指定部302所輸出之合計爐壁立體輪廓資料701，求出以領域指定部302指定之領域的段差△Z[mm]。
第9圖係顯示碳化室11之壁面14的凹凸情形之一例的圖。具體而言，第9A圖係顯示碳化室11之部分橫截面圖的圖，第9B圖係顯示將以第9A圖的虛線圍成之部分模型化的圖。
如前述般，領域指定部302在第7圖所示之合計爐壁立體輪廓資料701中，以(1,1)、...、(p,1)、(2,1)、...(p,q)的順序指定(p×q)個領域。因此，段差算出部303會從藉由領域指定部302本次指定之領域的凹凸量、及前次指定之彼此相鄰之領域的凹凸量，導出本次指定之領域與前次拍定之領域的段差△Z。例如，在第9B圖中，領域n被指定時，會從領域n的凹凸量、及領域(n－1)的凹凸量，導出領域n的凹凸量與領域(n－1)的凹凸量的段差△Zn 。另外，在合計爐壁立體輪廓資料701中，關於第1列的領域，該領域的凹凸量會成為段差△Z。或是，亦可從第2列計算段差△Zn 。
如前述般，在碳化室11之深度方向(從PS側往CS側的方向)中，能以40mm的間隔得到影像信號。因此，段差△Z會成為顯示出以領域指定部302指定之領域的斜度即相對於焦炭15之擠壓方向的斜度的資訊。亦即，身為凹凸矩陣元件間之差值的段差△Z，會成為顯示出局部性斜度的資訊。
如前述般，本實施型態中，可使用段差算出部303作成 斜度資訊導出機構。
局部阻力指數導出決定部304會決定是否對於以領域指定部302指定之領域導出局部阻力指數ki,j 。具體而言，局部阻力指數導出決定部304在以段差算出部303導出之段差△Z較常數δ大時，會決定導出局部阻力指數ki,j 。在此，局部阻力指數ki,j 係指，將藉由擠壓柱塞20所擠壓之焦炭15，從以領域指定部302指定之領域的上斜度受到的阻力指標化者。如前述般，本實施型態中，可使用局部阻力指數ki,j 作為局部阻力指標。
另一方面，段差算出部303本次導出之段差△Z為δ(δ>0)以下時，將局部阻力指數ki,j 作為0(zero)。
段差算出部303本次導出之段差△Z為0以下時，以領域指定部302指定之領域，相對於焦炭15之擠壓方向具有下斜度。此時，藉由擠壓柱塞20所擠壓之焦炭15，不會產生因以領域指定部302指定之領域的斜度而受到的阻力。因此，段差算出部303本次導出之段差△Z不足0(zero)時，把將該阻力指標化的局部阻力指數ki,j 作為0(zero)。又，即使段差算出部303本次導出之段差△Z顯示正值，但只要該值很小的話，藉由擠壓柱塞20所擠壓之焦炭15，可無視因以領域指定部302指定之領域的斜度而受到的阻力。這是因為，焦炭15與爐壁14之間產生有被稱為垢損耗部(scale loss)的1~2mm左右之間隙的緣故。因此，本實施型態中，即使段差算出部303本次導出之段差△Z顯示正值，但只要該值很小的話，可將局部阻力指數ki,j 作為0(zero)。另外，可使常 數δ對應垢損耗部的量，作為例如1mm以上2mm以下的任意值。
在局部阻力指數導出決定部304決定導出局部阻力指數ki,j 時，局部阻力指數導出部305會導出以領域指定部302指定之領域的局部阻力指數ki,j 。
具體而言，局部阻力指數導出部305使用以下的(1)式，導出領域(i,j)的局部阻力指數ki,j (i為1以上p以下的自然數；j為1以上q以下的自然數)。
在此，Do為碳化室11之深度方向(從PS到CS)的長度[m]，且H0 為碳化室11的高度[m]。該等D0 、H0 係根據碳化室11之形狀決定者，且預先記憶於設在焦炭爐之壁面評估裝置300的ROM。
d為以領域指定部302指定之領域的位置即碳化室11之深度方向的位置[m]，且h為以領域指定部302指定之領域的位置即碳化室11之高度方向的位置[m](參照第10圖)。該等d、h為對應藉由領域指定部302所指定之領域的位置(d＝i×40mm；h＝j×130mm)，可從以爐壁立體輪廓資料導出部301導出之合計爐壁立體輪廓資料701得到。
α為賦予領域指定部302本次指定之領域的段差△Z的常數，且β為賦予領域指定部302前次指定之領域的局部阻 力指數Ki－1,j 的常數。本實施型態中，根據局部阻力指數ki,j 隨著段差△Z變大而指數函數地增大的這種本發明人的發現，來進行領域指定部302本次指定之領域的段差△Z的乘方(常數α次方)運算。
又，本實施型態中，亦考慮到領域指定部302前次指定之領域(在焦炭15之擠壓起始側與領域指定部302本次指定之領域相鄰的領域)的局部阻力指數ki－1,j ，來導出領域指定部302本次指定之領域的局部阻力指數ki,j 。之所以會如此是因為，例如，比起上斜度之領域與下斜度之領域交互地存在時，上斜度之領域連續時，藉由擠壓柱塞20所擠壓之焦炭15，因以領域指定部302指定之領域的斜度而受到的阻力會變大的緣故。然後，本實施型態根據最好是藉由對領域指定部302前次指定之領域的局部阻力指數ki－1,j 乘上常數β，來調整領域指定部302前次指定之領域的局部阻力指數ki－1,j 所造成的影響的這種本發明人的發現，來定義常數β。
ε為數值取決於碳化室11之深度方向(從PS側往CS側的方向)之位置的加權因數，且(1)式右邊第1個括號(1＋(ε×d)/D0 )表示對於深度方向之位置的加權。又，γ為數值取決於碳化室11之爐壁14之高度方向之位置的加權因數，且(1)式右邊第2個括號(1＋{γ(H0 ~h)/H0 })表示對於高度方向之位置的加權。第10圖係說明加權因數ε、γ的圖。具體而言，第10A圖係顯示碳化室11之爐壁14的圖；第10B圖係顯示加權因數ε與碳化室11之深度方向的位置d之關係之一例的圖；第10C圖係顯示加權因數γ與碳化室11之高度方向的位 置h之關係之一例的圖。
如第10B圖所示，越遠離PS側(擠壓起始側)，使用加權因數ε表現之對於深度方向之位置的加權會變得越大。之所以會如此是因為，成為擠壓阻力的凹凸位於越遠離PS側(擠壓起始側)的位置，源自擠壓柱塞處之擠壓柱塞20的距離會變得越長，使位於該位置之焦炭15從擠壓柱塞20受到的力量因傳導損耗而變小的緣故。亦即，即使爐壁14或焦炭15的狀態相同，位於越遠離PS側之位置的焦炭15，會變得需要越多的擠壓負荷。本實施型態中，以加權因數ε會隨著碳化室11之深度方向的位置d的增加呈直線地增加，來定義加權因數ε。
又，如第10C圖所示，位於高度越低的位置，使用加權因數γ表現之對於高度方向位置的加權會變得越大。之所以會如此是因為，焦炭15位於高度越低的位置，越會產生因其上方之焦炭15本身的重量所造成之束縛，使焦炭15變得難以引起用以通過凹凸部之段差的變形的緣故。亦即，即使爐壁14或焦炭15的狀態相同，位於越低位置的焦炭15，會變得需要越多擠壓負荷的緣故。本實施型態中，以加權會隨著碳化室11之高度方向的位置h的增加呈直線地減少來進行定義。
前述常數α、β及加權因數ε、γ係根據將在碳化室11擠壓焦炭15的運作模型化後進行的數值模擬的結果、或實際運作的結果等來決定的任意實數，且預先記憶於設在焦炭爐之壁面評估裝置300的ROM。就焦炭擠壓性的觀點來 看，有必要決定可將爐壁狀態高精確度地指標化的α、β、ε、γ。本發明人在以有限的運作資料調查過常數α、β及加權因數ε、γ的大略範圍的情況下，找出例如α為1.2以上2.5以下；β為0.1以上1.0以下；ε為0以上5以下；γ為0以上5以下的範圍的值。
另外，藉由領域指定部302指定合計爐壁立體輪廓資料701的第1列領域時，局部阻力指數導出部305在(1)式中，會將前次指定之領域的局部阻力指數ki－1,j 作為0(zero)來導出局部阻力指數ki,j 。
又，合計爐壁立體輪廓資料701含有測定雜訊時，期望能將資料進行平滑處理。例如，最好是將藉由領域指定部302所指定之領域的合計爐壁立體輪廓資料701、及在深度方向或縱長方向與該合計爐壁立體輪廓資料701彼此相鄰之領域的合計爐壁立體輪廓資料701平均後的值，作為藉由領域指定部302所指定之領域的合計爐壁立體輪廓資料701使用，來導出局部阻力指數ki,j 。
局部阻力指數導出部305會將如前述般地導出之局部阻力指數ki,j 暫時記憶於局部阻力指數記憶部306，且該局部阻力指數記憶部306係藉由設在焦炭爐之壁面評估裝置300的RAM所構成的。
如前述般，本實施型態中，可使用加權因數ε作為第1加權因數，並可使用加權因數γ作為第2加權因數。
局部阻力指數導出結束判定部307會判定對於合計爐壁立體輪廓資料701的所有領域，是否已藉由局部阻力指數 導出部305導出局部阻力指數ki,j 。對於合計爐壁立體輪廓資料701的所有領域，尚未藉由局部阻力指數導出部305導出局部阻力指數ki,j 時，局部阻力指數導出結束判定部307會將顯示該情況的局部阻力指數導出未完畢訊號傳送至領域指定部302。接著，領域指定部302會指定以爐壁立體輪廓資料導出部301導出之合計爐壁立體輪廓資料701的下一領域。在本實施型態中，指定合計爐壁立體輪廓資料701的領域的順序如前述般，為(1,1)、...、(p,1)、(2,1)、...(p,q)的順序(參照第7圖)。
另一方面，對於合計爐壁立體輪廓資料701的所有領域，已藉由局部阻力指數導出部305導出局部阻力指數ki,j 時，亦即，第7圖所示例子中，藉由領域指定部302指定領域(p,q)，並藉由局部阻力指數導出部305導出局部阻力指數kp,q 時，局部阻力指數導出結束判定部307會將顯示該情況的局部阻力指數導出完畢訊號輸出至阻力指數決定部308。已輸入局部阻力指數導出完畢訊號的阻力指數決定部308，會讀取記憶於局部阻力指數記憶部306的所有局部阻力指數ki,j ，並從讀取之局部阻力指數ki,j ，使用以下的(2)式導出阻力指數k。接著，阻力指數決定部308會將導出之阻力指數k記憶於例如硬碟。
如前述般，本實施例中，可使用阻力指數k作為阻力指 標，並可使用局部阻力指數導出決定部304、局部阻力指數導出部305、局部阻力指數記憶部306、阻力指數決定部308作成指標化機構。
阻力指數顯示部309會將藉由阻力指數決定部308所導出之阻力指數k，顯示於具有LCD(液晶顯示器)等電腦顯示器的顯示裝置400。
第11圖係顯示如前述般地藉由焦炭爐之壁面評估裝置300所導出之合計爐壁立體輪廓資料701a、及藉由焦炭爐之壁面評估裝置300根據該合計爐壁立體輪廓資料701a所導出之局部阻力指數ki,j 之一例的圖。又，第12圖係使用等高線將以右側及左側之爐壁14R、14L全體的合計爐壁立體輪廓資料701顯示之凹凸量影像化後的圖，且該合計爐壁立體輪廓資料701包含第11圖所示之合計爐壁立體輪廓資料701a。另外，第11圖中，對於碳化室11的左右爐壁14之一部分14a，顯示合計爐壁立體輪廓資料701a與局部阻力指數ki,j 。又，第11圖所示之合計爐壁立體輪廓資料701a的數值單位為[mm]。
在第11圖中，例如，合計爐壁立體輪廓資料701a之領域(12,3)、(13,3)、(14,3)的局部阻力指數ki,j 分別為「30」、「51」、「34」。如前述，可得知相對於從碳化室11擠壓焦炭15的方向，一旦碳化室11之爐壁的斜度為較常數δ決定之斜度陡的上斜度，則會產生局部阻力指數ki,j 。
如前述般，壁面觀察裝置200在碳化室11之深度方向(從PS側往CS側的方向)中，能以40mm之間隔得到影像訊 號。如前述，在碳化室11之深度方向中，之所以能以40mm之間隔得到影像訊號是因為，本實施型態將構成焦炭15之焦炭塊在碳化室11之深度方向的長度最小值估計為80mm的緣故。
第13圖係說明焦炭15受到於碳化室11右側之爐壁14R產生之凹凸的影響而被擠壓的圖。
第13A圖係顯示在焦炭塊15C的位置處有開口寬度小於焦炭塊15C之長度Lmin的凹部1301的情形。如第13A圖所示，構成焦炭15之焦炭塊15A~15D中，碳化室11之深度方向的長度顯示為最小值Lmin的焦炭塊為焦炭塊15C。即使爐壁14R有開口寬度小於該焦炭塊15C之長度Lmin的凹部1301，由於焦炭塊15A~15D無法進入凹部1301，故實質上不會受到凹部1301的影響而可從碳化室被擠壓。
另一方面，第13B圖係顯示在焦炭塊15C的位置處有開口寬度與焦炭塊15C之長度Lmin相同的凹部1302的情形。此時，焦炭塊15C會進入開口寬度之凹部1302而形成，故被擠壓時會產生阻力。在深度方向可捕捉開口寬度為Lmin之凹部的最低限度之影像訊號間隔，按照取樣定理，為焦炭塊15C之長度Lmin的1/2倍(＝Lmin÷2)以下。一旦將深度方向之影像訊號間隔縮小到超出所需，則合計爐壁立體輪廓資料701的資料大小會變大，在運算上不理想。因此，本實施型態中，將深度方向之影像訊號間隔設為焦炭塊15C之長度Lmin的1/2倍的40mm。
接著，邊參照第14圖的流程圖邊說明焦炭爐之壁面評 估裝置300處理動作之一例。可藉由設在焦炭爐之壁面評估裝置300的CPU執行記憶於ROM或硬碟的控制程式作成該第14圖的流程圖。
首先，在步驟S1中，爐壁立體輪廓資料導出部301會待機到藉由壁面觀察裝置200得到碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的影像訊號為止。一旦得到碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的影像訊號，則會進到步驟S2。
進到步驟S2後，爐壁立體輪廓資料導出部301會根據以壁面觀察裝置200得到之影像訊號，合計碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L各自的爐壁立體輪廓資料，來導出碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L的合計爐壁立體輪廓資料701(碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的爐壁立體輪廓資料701)(參照第7圖、第11圖)。
接著，在步驟S3中，領域指定部302會將變數i,j分別設定為1。變數i,j記憶於例如設在焦炭爐之壁面評估裝置300的RAM或電阻器等。
接著，在步驟S4中，段差算出部303會根據合計爐壁立體輪廓資料701，求出領域(i,j)的段差△Z(參照第9圖)。
接著，在步驟S5中，局部阻力指數導出決定部304會判定步驟S4所求出之段差△Z是否較常數δ大。該判定結果，步驟S4所求出之段差△Z較常數δ大時，會進到後述步驟S14。
另一方面，步驟S4所求出之段差△Z為常數δ以下時，會進到步驟S6。進到步驟S6後，局部阻力指數導出決定部 304會將領域(i,j)的局部阻力指數ki,j 設定成0(zero)。
接著，在步驟S7中，局部阻力指數導出部305會將步驟S6所設定之局部阻力指數ki,j 暫時記憶於局部阻力指數記憶部306。
接著，在步驟S8中，局部阻力指數導出結束判定部307會判定變數i是否為規定值p。規定值p係根據合計爐壁立體輪廓資料701的橫向(從PS側往CS側的方向)的數決定的值。該判定結果，變數i非規定值p時，會進到步驟S9，且領域指定部302會將變數i加「1」。接著，移到步驟S4再次進行處理。
另一方面，變數i為規定值p時，會進到步驟S10。進到步驟S10後，局部阻力指數導出結束判定部307會判定變數j是否為規定值q。規定值q係根據合計爐壁立體輪廓資料701的縱向(高度方向)的數決定的值。該判定結果，變數j非規定值q時，會進到步驟S11，且領域指定部302會將變數j加「1」。接著，移到步驟S4再次進行處理。
另一方面，變數j為規定值q時，會判定已導出所有局部阻力指數ki,j ，而進到步驟S12。進到步驟S12後，阻力指數決定部308會讀取在步驟S7記憶於局部阻力指數記憶部306的所有局部阻力指數ki,j ，並使用(2)式從讀取之局部阻力指數ki,j 導出阻力指數k。
接著，在步驟S13中，阻力指數顯示部309會將步驟S12所算出之阻力指數k顯示於顯示裝置400。
在步驟S5中，判定步驟S4所求出之段差△Z較常數δ大 時，會進到步驟S14。進到步驟S14後，局部阻力指數導出部305會從局部阻力指數記憶部306讀取領域(i－1,j)的局部阻力指數ki－,1j ，並判定讀取之局部阻力指數ki－1,j 是否不為0(zero)。該判定結果，局部阻力指數ki－1,j 為0(zero)時，會進到後述步驟S16。
另一方面，局部阻力指數ki－1,j 不為0(zero)時，會進到步驟S15。進到步驟S15後，局部阻力指數導出部305會讀取常數α、β；加權因數ε、γ；碳化室11之深度方向的長度D0 ；碳化室的高度H0 ；根據領域(i,j)決定的位置d、h。接著，局部阻力指數導出部305會將讀取之參數及步驟S14所讀取之局部阻力指數ki－1,j 代入(1)式，來算出局部阻力指數ki,j 。接著，進到前述步驟S7，局部阻力指數導出部305會暫時記憶步驟S15所算出之局部阻力指數ki,j 。
在步驟S14中，判定局部阻力指數ki－1,j 為0(zero)時，會進到步驟S16。進到步驟S16後，局部阻力指數導出部305會與步驟S15同樣地讀取常數α、β；加權因數ε、γ；碳化室11之深度方向的長度D0 ；碳化室的高度H0 ；根據領域(i,j)決定的位置d、h。接著，局部阻力指數導出部305會將讀取之參數代入(1)式，並且將0(zero)作為局部阻力指數ki－1,j 代入(1)式，來算出局部阻力指數ki,j 。接著，進到前述步驟S7，局部阻力指數導出部305會暫時記憶步驟S16所算出之局部阻力指數ki,j 。另外，進到步驟S16時，局部阻力指數ki－1,j 為0(zero)，且(1)式右邊第2項會成為0(zero)，故該步驟S16中，亦可不讀取常數β。
第15圖係顯示如前述般地求出之阻力指數k與擠壓負荷之關係的圖。選擇儘可能沒有焦炭15的乾餾時間不足這種會使擠壓負荷變動的其他主因的碳化室11，導出合計爐壁立體輪廓資料701，並使用該合計爐壁立體輪廓資料701如前述般地算出阻力指數k。另一方面，根據安裝於擠壓柱塞20之馬達軸的轉矩計的測量值來求出實際從該碳化室11取出焦炭15時產生的擠壓負荷。具體而言，從轉矩測量值與擠壓柱塞驅動機構的減速比計算擠壓負荷(力)。在此，將擠壓負荷在擠壓焦炭15的過程中會呈最大值的情況僅稱為擠壓負荷。然後，將對應如前述般地得到之阻力指數k與擠壓負荷的位置描點。對多數碳化室11進行前述處理的結果，可如第15圖所示般得到多數的點。
如前述般，決定擠壓負荷的主因有煤炭的混合或乾餾時間等各種主因，且過去無法辦到分離其他主因來評估爐壁14的凹凸狀態會對擠壓負荷產生怎樣的影響。但是，如第15圖所示，可得知阻力指數k與擠壓負荷(擠壓力)可得到明顯的相關性。亦即，診斷碳化室11時，只要導出阻力指數k的話，則可定量地評估並管理對擠壓負荷產生影響的爐壁14的狀態。
第16圖係顯示將加權因數γ作為0(zero)時的阻力指數k與擠壓負荷之關係的圖。如第16圖所示，即使不考慮加權因數γ，亦可在阻力指數k與擠壓負荷中看出相關性。但是，正如比較第15圖與第16圖後可得知，考慮加權因數γ的話，阻力指數k與擠壓負荷(擠壓力)可得到更明確的相關 性。因此，可得知最好是考慮加權因數γ來求出阻力指數k。
過去以來，雖能調查碳化室11之爐壁14的狀態與擠壓負荷之關係，但該方法係將於爐壁14產生之凹凸面積作為表示爐壁14之狀態的指標的單純方法。例如，第17圖係顯示在碳化室11之爐壁14產生的凹陷或凸出的凹凸量為20mm以上的領域，在爐壁14全體佔的比例與擠壓負荷之關係的圖。第17圖的橫軸的凹凸面積比例係指，凹陷或凸出的凹凸量為20mm以上的領域面積合計值除以碳化室11之爐壁14全體面積後的值再乘上100的值。如第17圖所示，面積比例與擠壓負荷之相關性明顯不如第15圖及第16圖所示之阻力指數k與擠壓負荷之相關性。本發明人在積極檢討爐壁凹凸會成為焦炭移動時之阻力的物理現象後，設計出根據作為取決於焦炭碰到之凹凸部上斜度的形狀或位置的阻力量亦即擠壓負荷的模型來定義叫做阻力指數的指標。該結果，碳化室11之爐壁14的狀態與擠壓負荷之間首次能得到明顯的相關。
如前述般，本實施型態中，使用以壁面觀察裝置200得到之影像訊號生成顯示遍及碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的凹凸量的合計爐壁立體輪廓資料701，然後，使用合計爐壁立體輪廓資料701以求出將所擠壓之焦炭15因爐壁14具有上斜度而受到之阻力指標化後的阻力指數k。接著，可確認該阻力指數k與擠壓負荷有相關。
因此，可定量地評估對擠壓負荷產生影響的爐壁14之狀態，且就身為鋼鐵製造程序的運作中最重要者之一的焦 炭15的擠壓性的觀點來看，可評估、管理碳化室11之爐壁14的凹凸狀況。然後，可根據阻力指數k定量地判斷減少裝入碳化室11的煤炭量來降低擠壓負荷、或是延長放置時間來降低擠壓負荷等運作動作的必要性。例如，阻力指數k超過閾值時，可視阻力指數k的值減少裝入碳化室11的煤炭量。
對於凹凸很明顯的爐壁，有時亦會進行藉由噴塗填平凹部或是削掉凸部的磚等來恢復平滑面的修補。但是，爐壁的修補作業需要眾多時間及勞力，亦會使焦炭15不得不減產。因此，使用本實施型態說明過的阻力指數的話，作為客觀地判斷修補必要性的指標是有效的。
以上結果，除了可防止碳化室11的焦炭15產生堵塞以外，還可防止減少過多裝入碳化室11的煤炭量或是過於延長放置時間，且亦可防止焦炭15的生產性降低。
又，本實施型態中，對於爐壁14之各領域導出將因焦炭15碰到(卡到)從焦炭15之擠壓方向看到的爐壁14的上斜度而產生之阻力指標化後的局部阻力指數ki,j 時，會考慮到相鄰於焦炭15之擠壓起始側之領域的局部阻力指數ki－1j, 。因此，例如，在上斜度之領域與下斜度之領域交互地存在時、以及在上斜度之領域連續時，可使阻力指數ki,j 有所不同。因此，可使實際的凹凸狀態反映於阻力指數k，而可使阻力指數k的精確度更加提高。因此，可更正確地導出顯示阻力指數k與擠壓負荷之關係的圖表(第15圖所示之圖表)。藉此，可使擠壓負荷之推定值的信賴性更加提高。
此外，本實施型態中，會視成為局部阻力指數ki,j 之導出對象的位置進行加權以導出局部阻力指數ki,j 。具體而言，為了使位於越遠離焦炭15之擠壓起始處之位置的領域的局部阻力指數ki,j 會變得越大，而使用加權因數ε對局部阻力指數ki,j 進行加權。又，為了使位於高度越低之位置的領域的局部阻力指數ki,j 會變得越大，而使用加權因數γ對局部阻力指數ki,j 進行加權。因此，可使焦炭15從擠壓柱塞20受到的力量反映於阻力指數k，而可使阻力指數k的精確度更加提高。因此，可更正確地導出顯示阻力指數k與擠壓負荷之關係的圖表(第15圖所示之圖表)。藉此，可使擠壓負荷之推定值的信賴性更加提高。
又，本實施型態中，會在彼此相對之領域相加遍及碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的凹凸量，並將相加之凹凸量(z(1,1)~z(p,q))作為合計爐壁立體輪廓資料701。因此，可使導出阻力指數k時的計算負荷減少。因此，可使作成顯示阻力指數k與擠壓負荷之關係的圖表(第15圖所示之圖表)時的負荷更加減少。
又，前述專利文獻1中，僅在碳化室的某高度中測定碳化室之深度方向之爐壁間的距離，故無法掌握存在於測定之高度及其他高度的凹凸。因此，專利文獻1記載之技術無法正確地掌握碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L的狀態。相對於此，本實施型態中，能從以壁面觀察裝置200拍攝之影像訊號求出遍及碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的凹凸量，故可使碳化室11右側及左側之爐壁 14R、14L的狀態正確地反映，而可導出阻力指數k。因此，可更正確地導出顯示阻力指數k與擠壓負荷之關係的圖表(第15圖所示之圖表)。藉此，可使擠壓負荷之推定值的信賴性更加提高。
另外，本實施型態中，雖使用(1)式、(2)式以求出阻力指數k，但不一定要使用(1)式、(2)式求出阻力指數k。亦即，只要是將所擠壓之焦炭15因爐壁14具有上斜度而受到之阻力指標化後的指標值的話，不一定要使用(1)式、(2)式求出阻力指數k。
又，如前述般在彼此相對之領域相加遍及碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的凹凸量，並將相加之凹凸量(z(1,1)~z(p,q))作為合計爐壁立體輪廓資料701的話，可減輕計算負荷，故為理想。但是，亦可對於碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L分別算出爐壁立體輪廓資料，並使用該等2種爐壁立體輪廓資料以求出局部阻力指數ki,j 、阻力指數k。
又，如本實施型態般，視成為局部阻力指數ki,j 之導出對象的位置進行加權來導出局部阻力指數ki,j 的話，可更精確的求出阻力指數k，故為理想。但是，亦可不進行視成為局部阻力指數ki,j 之導出對象的位置進行的加權，來導出局部阻力指數ki,j 。例如，亦可將加權因數ε、γ之至少任一者作為0(zero)來導出局部阻力指數ki,j 。
又，加權因數ε、γ不一定要直線地變化。例如，加權因數ε、γ亦可指數函數地變化。
又，如本實施型態般，從以壁面觀察裝置200拍攝之影像訊號求出遍及碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的凹凸量的話，可更正確地評估碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L，故為理想。但是，沒有一定要從以壁面觀察裝置200拍攝之影像訊號求出遍及碳化室11右側及左側之爐壁14全體的凹凸量的必要。
又，亦可由焦炭爐之壁面評估裝置300進行壁面觀察裝置200進行之一部分或全部的影像處理。
又，本實施型態中，常數δ雖具有較0(zero)大的值，但亦可將常數δ作為0(zero)。
又，本實施型態中，雖根據碳化室11之深度方向的長度呈最小值的焦炭塊15C的表面性狀，以決定碳化室11之深度方向的得到影像訊號的間隔，但沒有一定要如此做的必要。例如，亦可根據碳化室11之深度方向的長度呈所有焦炭塊之平均值(或代表值)的焦炭塊的表面性狀，以決定碳化室11之深度方向的得到影像訊號的間隔。
(第2實施型態)
接著，說明本發明之第2實施型態。本實施型態可如第1實施型態般地對於多數碳化室11求出阻力指數k，並對應求出之阻力指數k與該等多數碳化室11產生之擠壓負荷，以模擬爐壁14的修補。如前述般，本實施型態可使用如第1實施型態般地求出之阻力指數k，以支援碳化室11之爐壁14的修補。因此，在本實施型態的說明中，將省略與前述第1實施型態相同部分的詳細說明。
第18圖係顯示焦炭爐之壁面修補支援裝置功能構造之一例的圖。另外，焦炭爐之壁面修補支援裝置1800的硬體係例如個人電腦等，具有CPU、ROM、RAM、硬碟、及影像輸出入板的裝置。然後，可藉由例如CPU使用RAM執行記憶於ROM或硬碟的控制程式作成第18圖所示之各方塊。
焦炭爐之壁面修補支援裝置1800大致上會進行以下3種處理。亦即，會進行阻力指數導出處理、阻力指數－擠壓負荷對應處理、修補模擬處理。前述阻力指數導出處理係導出身為將焦炭在擠壓時從相對於焦炭之擠壓方向的上斜度受到之阻力指標化後的阻力指標之一例的阻力指數k者；前述阻力指數－擠壓負荷對應處理係對應多數碳化室11的多數阻力指數k與該等多數碳化室11產生之擠壓負荷者；前述修補模擬處理係模擬爐壁14的修補者。在此，以下將在前述3種處理的每一處理中，說明第18圖所示之各方塊。
(阻力指數導出處理) 爐壁立體輪廓資料導出部301除了第1實施型態說明過的內容以外，還會進行以下處理。亦即，爐壁立體輪廓資料導出部301會根據以壁面觀察裝置200得到之影像訊號導出碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L各自的爐壁立體輪廓資料，並將導出之爐壁立體輪廓資料記憶於例如藉由硬碟作成之爐壁立體輪廓資料記憶部310。此時，根據具有鍵盤或滑鼠等操作裝置500的使用者的操作，爐壁立體輪廓資料導出部301得以辨別導出之爐壁立體輪廓資料是哪座焦 炭爐100的哪間碳化室11的資料，並將該導出之爐壁立體輪廓資料記憶於爐壁立體輪廓資料記憶部310。之所以如前述般地記憶爐壁立體輪廓資料，是為了如後述所示般，使用者可在碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L各自指定修補處的緣故。
另外，在本實施型態中，亦會視需要將在彼此相對之領域合計遍及碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的凹凸量而得到的爐壁立體輪廓資料701稱為合計爐壁立體輪廓資料701。
如前述般，本實施型態中，可使用爐壁立體輪廓資料701作為凹凸資訊，且可使用爐壁立體輪廓資料導出部301作為凹凸資訊導出機構與凹凸資訊記憶機構。
又，阻力指數決定部308除了第1實施型態說明過的內容以外，還會進行以下處理。亦即，阻力指數決定部308會將使用前述(1)式、(2)式導出之阻力指數k記憶於例如藉由硬碟作成之阻力指數記憶部311。此時，根據操作裝置500的使用者的操作，阻力指數決定部308得以辨別導出之阻力指數k是哪座焦炭爐100的哪間碳化室11的阻力指數，並將該導出之阻力指數k記憶於阻力指數記憶部311。另外，本實施型態中，可對於多數焦炭爐100的多數碳化室11導出阻力指數k，並使之記憶於阻力指數記憶部311。
(阻力指數－擠壓負荷對應處理) 本實施型態中，會根據安裝於擠壓柱塞20之馬達軸的轉矩計的測量值來測定實際從如前述般地導出阻力指數k 之碳化室11取出焦炭15時產生的擠壓負荷。接著，使用者得以辨別該測定值是哪座焦炭爐100的哪間碳化室11的測定值，並使用操作裝置500輸入該測量值(擠壓負荷)。使用者可對於記憶於阻力指數記憶部311的多數(最好是全部)阻力指數k進行該輸入操作。
圖表作成部312會從阻力指數記憶部311讀取與測定出如前述般地輸入之擠壓負荷的碳化室11相同之碳化室11的阻力指數k。接著，圖表作成部312會如第19圖所示般地將對應如前述般地由操作裝置500輸入之擠壓負荷與由阻力指數記憶部311讀取之阻力指數k的位置描點。對於記憶於阻力指數記憶部311的多數(最好是全部)阻力指數k進行前述描點後，接著，根據前述描點的結果，作成顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401。
更具體說明的話，要作成第19圖所示之圖表1401，要選擇儘可能沒有焦炭15的乾餾時間不足這種會使擠壓負荷變動的其他主因的碳化室11，導出合計爐壁立體輪廓資料701，並使用該合計爐壁立體輪廓資料701如前述般地算出阻力指數k。另一方面，根據安裝於擠壓柱塞20之馬達軸的轉矩計的測量值來求出實際從該碳化室11取出焦炭15時產生的擠壓負荷。具體而言，從轉矩測量值與擠壓柱塞驅動機構的減速比計算擠壓負荷(力)。在此，將擠壓負荷在擠壓焦炭15的過程中會呈最大值的情況僅稱為擠壓負荷。然後，將對應如前述般地得到之阻力指數k與擠壓負荷的位置描點。對多數碳化室11進行前述處理的結果，可如第19圖 所示般得到多數的點。
然後，圖表作成部312會將如前述般地作成的圖表1401記憶於例如藉由硬碟作成之圖表記憶部313。
如前述般，本實施型態中，可使用圖表作成部312作成擠壓負荷測定值取得機構、及關係導出機構。又，本實施型態中，可使用圖表1401作成阻力負荷擠壓負荷相關資訊。
(修補模擬處理) 根據操作裝置500的使用者的操作指示修補對象之焦炭爐100及碳化室11後，爐壁凹凸資訊顯示部314會從爐壁立體輪廓資料記憶部310讀取相對於該焦炭爐100之碳化室11的爐壁立體輪廓資料，並顯示於顯示裝置400。第20圖係顯示修補模擬開始前顯示於顯示裝置400之「碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L各自的爐壁立體輪廓資料」之一例的圖。另外，從第20圖所示之左側爐壁14L的爐壁立體輪廓資料1501、及右側爐壁14R的爐壁立體輪廓資料1502所導出之阻力指數k為10500，且擠壓負荷的實測值為55[tonf]。
如前述般，本實施型態中，可使用爐壁凹凸資訊顯示部314作成凹凸資訊顯示機構。
根據操作裝置500的使用者的操作，修補範圍取得部315可取得相對於爐壁立體輪廓資料1501、1502所指定之修補對象領域1503、1504。
作為修補值之一例，資料變更部316會將包含於藉由修補範圍取得部315所取得之修補對象領域1503、1504的凹凸量資料作為例如0(zero)。另外，修補值係修補後的凹凸量 目標值。
如前述般，本實施型態中，可使用資料變更部316作成凹凸資訊變更機構。
藉由資料變更部316變更包含於修補對象領域1503、1504的凹凸量資料後，爐壁立體輪廓資料導出部301會如前述般地合計資料被變更之爐壁立體輪廓資料1501、1502，並將合計之合計爐壁立體輪廓資料輸出至領域指定部302。
然後，領域指定部302、段差算出部303、局部阻力指數導出決定部304、局部阻力指數導出部305、局部阻力指數導出結束判定部307、阻力指數決定部308會對藉由資料變更部316變更資料之合計爐壁立體輪廓資料進行前述處理。藉此，可導出相對於藉由資料變更部316變更資料之爐壁立體輪廓資料的阻力指數k。
藉由阻力指數決定部308導出相對於藉由資料變更部316變更資料之合計爐壁立體輪廓資料的阻力指數k後，擠壓負荷導出部317會從記憶於圖表記憶部313的「顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401」導出對應該阻力指數k的擠壓負荷。
如前述般，本實施型態中，可使用擠壓負荷導出部317作成擠壓負荷導出機構。
爐壁凹凸資訊顯示部314會將藉由資料變更部316變更資料之爐壁立體輪廓資料、與從該爐壁立體輪廓資料得到之阻力指數k以及擠壓負荷顯示於顯示裝置400。
第21圖係顯示藉由資料變更部316變更凹凸量資料之 爐壁立體輪廓資料、與從該爐壁立體輪廓資料得到之阻力指數k、與從該阻力指數k推定之擠壓負荷之顯示例的圖。具體而言，第21A圖係第20圖所示之修補對象領域1504內的凹凸量資料被變更時的顯示例；第21B圖係第20圖所示之修補對象領域1503、1504內的凹凸量資料被變更時的顯示例。
如第21A圖所示，僅修補修補對象領域1504時，擠壓負荷(計算值)會成為40[tonf]。看第19圖，擠壓負荷小的碳化室11，亦即爐壁健全的碳化室11為20[tonf]左右的擠壓負荷，故40[tonf]的擠壓負荷依然算是高水平。因此，產生40[tonf]的擠壓負荷的碳化室11有焦炭15堵塞的可能性。相對於此，如第21B圖所示，修補修補對象領域1503、1504時，擠壓負荷(計算值)會成為20[tonf]，可視為健全的碳化室11。
如前述般，本實施型態中，相對於第20圖所示之爐壁立體輪廓資料1501、1502指定修補對象領域1503、1504後，可計算修補該修補對象領域1503、1504時的阻力指數k，並可從計算之阻力指數k推定擠壓負荷。然後，如第19圖所示，阻力指數k與擠壓負荷有明顯的相關關係，故推定之擠壓負荷的信賴性會變得非常高。因此，使用者可根據擠壓負荷的推定值(計算值)，輕易且正確地判別修補的必要性或該修補哪個修補對象領域1503、1504效率才會好。另外，本發明人在按照第21圖所示之修補模擬處理的結果修補爐壁14的情況下，確認到修補後的爐壁14的擠壓負荷之測定值與模擬處理的結果大略相同。
接著，邊參照第22圖的流程圖邊說明焦炭爐之壁面修補支援裝置1800的阻力指數導出處理之一例。可藉由設在焦炭爐之壁面修補支援裝置1800的CPU執行記憶於記憶於ROM或硬碟的控制程式作成該第22圖的流程圖。
首先，在步驟S51中，爐壁立體輪廓資料導出部301會待機到藉由壁面觀察裝置200得到碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的影像訊號為止。一旦得到碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L全體的影像訊號，則會進到步驟S52。
進到步驟S52後，爐壁立體輪廓資料導出部301會根據以壁面觀察裝置200得到之影像訊號，導出碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L各自的爐壁立體輪廓資料1501、1502。接著，爐壁立體輪廓資料導出部301會使導出之爐壁立體輪廓資料1501、1502記憶於爐壁立體輪廓資料記憶部310。又，爐壁立體輪廓資料導出部301會合計碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L各自的爐壁立體輪廓資料1501、1502，來導出碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L的合計爐壁立體輪廓資料701(參照第7圖、第11圖)。
接著，在步驟S53中，領域指定部302會將變數i,j分別設定為1。變數i,j記憶於例如設在焦炭爐之壁面修補支援裝置1800的RAM或電阻器等。
接著，在步驟S54中，段差算出部303會根據爐壁立體輪廓資料701，求出領域(i,j)的段差△Z(參照第9圖)。
接著，在步驟S55中，局部阻力指數導出決定部304會 判定步驟S54所求出之段差△Z是否較常數δ大。該判定結果，步驟S54所求出之段差△Z較常數δ大時，會進到後述步驟S64。
另一方面，步驟S54所求出之段差△Z為常數δ以下時，會進到步驟S56。進到步驟S56後，局部阻力指數導出決定部304會將領域(i,j)的局部阻力指數ki,j 設定成0(zero)。
接著，在步驟S57中，局部阻力指數導出部305會將步驟S56所設定之局部阻力指數ki,j 暫時記憶於局部阻力指數記憶部306。
接著，在步驟S58中，局部阻力指數導出結束判定部307會判定變數i是否為規定值p。規定值p係根據合計爐壁立體輪廓資料701的橫向(從PS側往CS側的方向)的數決定的值。該判定結果，變數i非規定值p時，會進到步驟S59，且領域指定部302會將變數i加「1」。接著，移到步驟S54再次進行處理。
另一方面，變數i為規定值p時，會進到步驟S60。進到步驟S60後，局部阻力指數導出結束判定部307會判定變數j是否為規定值q。規定值q係根據合計爐壁立體輪廓資料701的縱向(高度方向)的數決定的值。該判定結果，變數j非規定值q時，會進到步驟S61，且領域指定部302會將變數j加「1」。接著，移到步驟S54再次進行處理。
另一方面，變數j為規定值q時，會判定已導出所有局部阻力指數ki,j ，而進到步驟S62。進到步驟S62後，阻力指數決定部308會讀取在步驟S57記憶於局定阻力指數記憶部 306的所有局部阻力指數ki,j ，並使用(2)式從讀取之局部阻力指數ki,j 導出阻力指數k。
接著，在步驟S63中，阻力指數顯示部309得以辨別步驟S61所算出之阻力指數k是哪座焦炭爐100的哪間碳化室11的阻力指數，並將該阻力指數k記憶於阻力指數記憶部311。
在步驟S55中，判定出步驟S54所求出之段差△Z較常數δ大時，會進到步驟S64。進到步驟S64後，局部阻力指數導出部305會從局部阻力指數記憶部306讀取領域(i－1,j)的局部阻力指數ki－i,j ，並判定讀取之局部阻力指數ki－1,j 是否不為0(zero)。該判定結果，局部阻力指數ki－1,j 為0(zero)時，會進到後述步驟S66。
另一方面，局部阻力指數ki－1,j 不為0(zero)時，會進到步驟S65。進到步驟S65後，局部阻力指數導出部305會讀取常數α、β；加權因數ε、γ；碳化室11之深度方向的長度D0 ；碳化室的高度H0 ；根據領域(i,j)決定的位置d、h。接著，局部阻力指數導出部305會將讀取之參數及步驟S64所讀取之局部阻力指數ki－1,j 代入(1)式，來算出局部阻力指數ki,j 。接著，進到前述步驟S57，局部阻力指數導出部305會暫時記憶步驟S65所算出之局部阻力指數ki,j 。
在步驟S64中，判定局部阻力指數ki－1,j 為0(zero)時，會進到步驟S66。進到步驟S66後，局部阻力指數導出部305會與步驟S15同樣地讀取常數α、β；加權因數ε、γ；碳化室11之深度方向的長度D0 ；碳化室的高度H0 ；根據領域 (i,j)決定的位置d、h。接著，局部阻力指數導出部305會將讀取之參數代入(1)式，並且將0(zero)作為局部阻力指數ki－1,j 代入(1)式，來算出局部阻力指數ki,j 。接著，進到前述步驟S57，局部阻力指數導出部305會暫時記憶步驟S66所算出之局部阻力指數ki,j 。另外，進到步驟S66時，局部阻力指數ki－1,j 為0(zero)，且(1)式右邊第2項會成為0(zero)，故該步驟S66中，亦可不讀取常數β。
接著，邊參照第23圖的流程圖邊說明焦炭爐之壁面修補支援裝置1800的阻力指數－擠壓負荷對應處理之一例。可藉由設在焦炭爐之壁面修補支援裝置1800的CPU執行記憶於記憶於ROM或硬碟的控制程式作成該第23圖的流程圖。
首先，在步驟S21中，圖表作成部312會判定是否已下達開始作成顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401的指示。該判定結果，未下達開始作成顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401的指示時，會結束第23圖的流程。
另一方面，已下達開始作成顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401的指示時，會進到步驟S22。進到步驟S22後，圖表作成部312會判定是否已輸入擠壓負荷之測定值的資訊、及顯示該測定值是哪座焦炭爐100的哪間碳化室11的測定值的資訊。該判定結果，如未輸入擠壓負荷之測定值的資訊、及顯示該測定值是哪座焦炭爐100的哪間碳化室11的測定值的資訊的話，會進到後述步驟S24。
另一方面，已輸入擠壓負荷之測定值的資訊、及顯示 該測定值是哪座焦炭爐100的哪間碳化室11的測定值的資訊時，會進到步驟S23。進到步驟S23後，圖表作成部312會將顯示步驟S21所輸入之擠壓負荷之測定值是哪座焦炭爐100的哪間碳化室11的測定值的資訊作為線索，從阻力指數記憶部311搜尋並讀取對應該擠壓負荷之測定值的阻力指數k。
接著，在步驟S24中，圖表作成部312會判定是否已下達執行作成顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401的指示。該判定結果，未下達執行作成顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401的指示時，會回到前述步驟S22，並再次判定擠壓負荷之測定值的資訊等是否已輸入。
另一方面，已下達執行作成顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401的指示時，會進到步驟S25。進到步驟S25後，圖表作成部312會判定步驟S23所讀取之阻力指數k的數值是否在閾值以上。該閾值會成為在作成如第19圖所示之圖表1401方面所需要的數值(多數)。
該判定結果，步驟S23所讀取之阻力指數k的數值非閾值以上時，會回到前述步驟S22，並再次判定擠壓負荷之測定值的資訊等是否已輸入。
另一方面，步驟S23所讀取之阻力指數k的數值為閾值以上時，會進到步驟S26。進到步驟S26後，圖表作成部312會如第19圖所示般地將對應步驟S21所輸入之擠壓負荷與步驟S22所讀取之阻力指數k的位置描點，並根據描點的結果作成顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401。
接著，在步驟S27中，圖表作成部312會將步驟S26所作成之圖表1401記憶於圖表記憶部313。
接著，邊參照第24圖的流程圖邊說明焦炭爐之壁面修補支援裝置1800的修補模擬處理之一例。可藉由設在焦炭爐之壁面修補支援裝置1800的CPU執行記憶於記憶於ROM或硬碟的控制程式作成該第24圖的流程圖。
首先，在步驟S31中，爐壁凹凸資訊顯示部314會判定是否已下達開始執行修補模擬的指示。該判定結果，未下達開始執行修補模擬的指示時，會結束第24圖的流程。
另一方面，已下達開始執行修補模擬的指示時，會進到步驟S32。爐壁凹凸資訊顯示部314會待機到修補對象之焦炭爐100及碳化室11被指示為止。
修補對象之焦炭爐100及碳化室11被指示後，會進到步驟S33。進到步驟S33後，爐壁凹凸資訊顯示部314會從爐壁立體輪廓資料記憶部310讀取相對於被指示之焦炭爐100之碳化室11的爐壁立體輪廓資料1501、1502。
接著，在步驟S34中，爐壁凹凸資訊顯示部314會將步驟S33所讀取之爐壁立體輪廓資料1501、1502顯示於顯示裝置400。
接著，在步驟S35中，修補範圍取得部315會待機到相對於步驟s34所顯示之爐壁立體輪廓資料1501、1502指定修補對象領域1503、1504為止。
相對於步驟S34所顯示之爐壁立體輪廓資料1501、1502指定修補對象領域1503、1504後，會進到步驟S36。進到步 驟S36後，修補對象領域1503、1504會取得其修補對象領域1503、1504。然後，資料變更部316會將包含於其修補對象領域1503、1504的凹凸量資料作為例如0(zero)。
接著，在步驟S37中，會執行阻力指數導出處理，且該阻力指數導出處理係導出相對於合計在步驟S36被變更凹凸量資料之爐壁立體輪廓資料後的合計爐壁立體輪廓資料的阻力指數k者。該阻力指數導出處理可藉由對合計在步驟S36被變更凹凸量資料之爐壁立體輪廓資料後的合計爐壁立體輪廓資料進行例如第22圖的步驟S53~S63的處理而作成。
接著，在步驟S38中，擠壓負荷導出部317會讀取記憶於圖表記憶部313的「顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401」。
接著，在步驟S39中，擠壓負荷導出部317會從步驟S38所讀取之圖表1401導出對應步驟S37所導出之阻力指數k的擠壓負荷。
接著，在步驟S40中，爐壁凹凸資訊顯示部314會將在步驟S36被變更凹凸量資料之爐壁立體輪廓資料、與從該爐壁立體輪廓資料在步驟S37和步驟S39所得到之阻力指數k以及擠壓負荷顯示於顯示裝置400。
接著，在步驟S41中，爐壁凹凸資訊顯示部314會判定是否已下達結束執行修補模擬的指示。該判定結果，已下達結束執行修補模擬的指示時，會結束第24圖的流程。
另一方面，未下達結束執行修補模擬的指示時，會回 到步驟S32，且爐壁凹凸資訊顯示部314會待機到修補對象之焦炭爐100及碳化室11被指示為止。另外，修補對象之焦炭爐100及碳化室11與前次被指定者相同時，步驟S32會判定是否有顯示該情形的操作而進到步驟S33。
如前述般，過去無法定量地評估爐壁14的凹凸狀態會對擠壓負荷產生怎樣的影響。這是因為未致力於闡明爐壁的局部凹凸形狀給擠壓負荷帶來的影響的緣故。但是，如第19圖所示，發明人著眼於局部凹凸形狀而定義之阻力指數k，對於擠壓負荷(擠壓力)具有明顯的相關性。亦即，診斷碳化室11時，只要導出阻力指數k的話，則可定量地評估並管理會對擠壓負荷產生影響的爐壁14的狀態。
接著，使用實際在多數焦炭爐100之多數碳化室11產生之擠壓負荷、與對於該碳化室11導出之阻力指數k，先求出顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401。之後，相對於爐壁立體輪廓資料1501、1502指定修補對象領域1503、1504後，計算修補該修補對象領域1503、1504時的阻力指數k，並從圖表1401推定對應計算之阻力指數k的擠壓負荷。由於阻力指數k與擠壓負荷有明顯的相關關係，故推定之擠壓負荷的信賴性會非常高。因此，使用者可根據擠壓負荷的推定值(計算值)，輕易且正確地判別修補的必要性或該修補哪個修補對象領域1503、1504效率才會好。例如，爐壁14存在有多數凹凸時，可定量地判斷該修補哪個凹凸到哪種程度，才可在有限的修補時間(運作中斷時間)內，將擠壓負荷減少至期望值。因此，可較以往減少進行無謂的 修補，且可非常有效率地、有效果地修補爐壁14。
另外，本實施型態中，資料變更部316會將包含於修補對象領域1503、1504的凹凸量資料作為例如0(zero)，但沒有一定要如此做的必要。例如，亦可視每個凹凸的作業時間或期望的修補程度等，將凹凸量資料作為0以外的值。例如，對於凸部，可將包含於修補對象領域1503、1504的凹凸量資料作為5[mm]；對於凹部，可將包含於修補對象領域1503、1504的凹凸量資料作為－5[mm]。又，包含於修補對象領域1503、1504的凹凸量資料的變更值(修補值)，亦可為顯示預定範圍的數值者，而非顯示單一數值者。此外，亦可將包含於修補對象領域1503、1504的凹凸量資料的變更值(修補值)作為例如可由使用者設定的可變更者。
又，本實施型態中，雖使用顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的圖表1401，但可取代圖表1401或除了圖表1401以外，亦可導出顯示擠壓負荷與阻力指數k之關係的函數，並使用該函數推定擠壓負荷。
又，本實施型態中，雖舉擠壓負荷與阻力指數k之關係為正比(圖表1401為直線的情形)的情形作例子來說明，但亦可以例如n(n為2以上的自然數)次函數(圖表呈曲線)來表現擠壓負荷與阻力指數k之關係。
又，本實施型態中，由使用者使用操作裝置500輸入擠壓負荷之測定值，但沒有一定要如此做的必要。例如，亦可在做到能辨別擠壓負荷之測定值是哪座焦炭爐100的哪間碳化室11的測定值之後，先將該擠壓負荷之測定值記憶 於卸除式磁碟，再以焦炭爐之壁面修補支援裝置1800讀取記憶於該卸除式磁碟的擠壓負荷之測定值。
又，本實施型態中，會顯示碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L各自的爐壁立體輪廓資料1501、1502，以讓使用者相對於顯示之爐壁立體輪廓資料1501、1502指定修補對象領域，但沒有一定要如此做的必要。例如，亦可顯示碳化室11右側及左側之爐壁14R、14L的拍攝影像而指定指定修補對象領域。
另外，在本實施型態中亦可採用前述第1實施型態說明過的種種變形例。
前述說明過的本發明之實施型態中，CPU執行的部分可藉由電腦執行程式來呈現。又，用以將程式供應至電腦的機構，例如記錄此種程式的CD－ROM等電腦可讀記錄媒體，或是傳輸此種程式的傳輸媒體，亦可適合作為本發明之實施型態使用。又，前述記錄程式的電腦可讀記錄媒體等程式產品亦可適合作為本發明之實施型態使用。前述程式、電腦可讀記錄媒體、傳輸媒體及程式產品均包含在本發明之範疇內。
又，前述實施型態，不論何者均只是顯示實施本發明時的具體化範例，本發明的技術範圍不會因此而被限定地解釋。亦即，本發明不會偏離其技術思想或是其主要特徵，能以各種形式實施。
根據本發明，藉由導出碳化室之側壁面的斜度即相對於焦炭擠壓方向之上斜度的資訊後，使用導出之上斜度資 訊將焦炭擠壓時受到的阻力指標化，即可定量地掌握於焦炭擠壓時產生的擠壓負荷與碳化室之爐壁的凹凸狀態之關係。
又，根據本發明的其他特徵，根據本發明，可利用擠壓負荷與阻力指標之間有對應關係一事，從顯示阻力指標與擠壓負荷之對應關係的阻力負荷擠壓負荷相關資訊導出對應對於修補後之側壁面導出之阻力指標的擠壓負荷，並推定修補後的擠壓負荷。藉由使用該擠壓負荷的推定結果，可較以往更有效率地修補焦炭爐之碳化室的爐壁。
1‧‧‧垂直柱
2‧‧‧鏡面管
3a‧‧‧透光板
3b‧‧‧透光板
3c‧‧‧透光板
3d‧‧‧透光板
4a‧‧‧透光板
4b‧‧‧透光板
5‧‧‧線性影像攝影機
5a‧‧‧第1線性影像攝影機
6a‧‧‧第1電動馬達
7a‧‧‧支撐板
8‧‧‧雷射照射器群
8a‧‧‧雷射照射器群
8b‧‧‧雷射照射器群
9R‧‧‧右鏡面
9L‧‧‧左鏡面
11‧‧‧碳化室
11a‧‧‧碳化室
11b‧‧‧碳化室
12a‧‧‧蓋
12b‧‧‧蓋
13a‧‧‧煤炭裝入口
13b‧‧‧煤炭裝入口
14‧‧‧爐壁
14a‧‧‧左右爐壁14之一部分
14R‧‧‧爐壁
14L‧‧‧爐壁
14F‧‧‧爐壁
15‧‧‧焦炭
15a‧‧‧焦炭
15b‧‧‧焦炭
15A‧‧‧焦炭塊
15B‧‧‧焦炭塊
15C‧‧‧焦炭塊
15D‧‧‧焦炭塊
16‧‧‧燃燒室
16a‧‧‧燃燒室
16b‧‧‧燃燒室
16c‧‧‧燃燒室
17‧‧‧蓋
18‧‧‧耐火天花板
19a‧‧‧擠壓機側門
19b‧‧‧排出側門
20‧‧‧擠壓柱塞
51‧‧‧拍攝視野
52‧‧‧雷射光點
52′‧‧‧雷射光點影像
52a‧‧‧雷射光點
52b‧‧‧雷射光點
52c‧‧‧雷射光點
52d‧‧‧雷射光點
52e‧‧‧雷射光點
52f‧‧‧雷射光點
52g‧‧‧雷射光點
52h‧‧‧雷射光點
52i‧‧‧雷射光點
52j‧‧‧雷射光點
52k‧‧‧雷射光點
100‧‧‧焦炭爐
200‧‧‧壁面觀察裝置
300‧‧‧壁面評估裝置
301‧‧‧爐壁立體輪廓資料導出部
302‧‧‧領域指定部
303‧‧‧段差算出部
304‧‧‧局部阻力指數導出決定部
305‧‧‧局部阻力指數導出部
306‧‧‧局部阻力指數記憶部
307‧‧‧局部阻力指數導出結束判定部
308‧‧‧阻力指數決定部
309‧‧‧阻力指數顯示部
310‧‧‧爐壁立體輪廓資料記憶部
311‧‧‧阻力指數記憶部
312‧‧‧圖表作成部
313‧‧‧圖表記憶部
314‧‧‧爐壁凹凸資訊顯示部
315‧‧‧修補範圍取得部
316‧‧‧資料變更部
317‧‧‧擠壓負荷導出部
400‧‧‧顯示裝置
500‧‧‧操作裝置
701‧‧‧(合計)爐壁立體輪廓資料
701a‧‧‧合計爐壁立體輪廓資料
801‧‧‧追蹤結果
1301‧‧‧凹部
1302‧‧‧凹部
1401‧‧‧圖表
1501‧‧‧爐壁立體輪廓資料
1502‧‧‧爐壁立體輪廓資料
1503‧‧‧修補對象領域
1504‧‧‧修補對象領域
1800‧‧‧壁面修補支援裝置
d‧‧‧深度方向位置
D0 ‧‧‧長度
h‧‧‧高度方向位置
H0 ‧‧‧高度
i‧‧‧變數
j‧‧‧變數
k‧‧‧阻力指數
ki,j ‧‧‧局部阻力指數
ki－1,j ‧‧‧局部阻力指數
kp,q ‧‧‧局部阻力指數
Lmin‧‧‧焦炭塊15C之長度
p‧‧‧規定值
q‧‧‧規定值
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
S7‧‧‧步驟
S8‧‧‧步驟
S9‧‧‧步驟
S10‧‧‧步驟
S11‧‧‧步驟
S12‧‧‧步驟
S13‧‧‧步驟
S14‧‧‧步驟
S15‧‧‧步驟
S16‧‧‧步驟
S21‧‧‧步驟
S22‧‧‧步驟
S23‧‧‧步驟
S24‧‧‧步驟
S25‧‧‧步驟
S26‧‧‧步驟
S27‧‧‧步驟
S31‧‧‧步驟
S32‧‧‧步驟
S33‧‧‧步驟
S34‧‧‧步驟
S35‧‧‧步驟
S36‧‧‧步驟
S37‧‧‧步驟
S38‧‧‧步驟
S39‧‧‧步驟
S40‧‧‧步驟
S41‧‧‧步驟
S51‧‧‧步驟
S52‧‧‧步驟
S53‧‧‧步驟
S54‧‧‧步驟
S55‧‧‧步驟
S56‧‧‧步驟
S57‧‧‧步驟
S58‧‧‧步驟
S59‧‧‧步驟
S60‧‧‧步驟
S61‧‧‧步驟
S62‧‧‧步驟
S63‧‧‧步驟
S64‧‧‧步驟
S65‧‧‧步驟
S66‧‧‧步驟
△Z‧‧‧段差
△Zn ‧‧‧段差
α‧‧‧常數
β‧‧‧常數
δ‧‧‧常數
ε‧‧‧加權因數
γ‧‧‧加權因數
BB‧‧‧底橫桿
UB‧‧‧上橫桿
PS側‧‧‧擠壓機側
CS側‧‧‧排出側
SH‧‧‧底板
第1A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示焦炭爐全體中往碳化室之深度方向看時，測定對象之碳化室附近情形之一例的縱截面圖。
第1B圖係顯示本發明之第1實施型態，且係焦炭爐100全體中從焦炭爐100之上側看時，第1A圖所示之部分的橫截面圖。
第2圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示壁面觀察裝置外觀構造之一例的圖。
第3圖係顯示本發明之第1實施型態，為垂直柱內部，且顯示設有透光板部分之情形之一例的圖。
第4圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示垂直柱與鏡面管之配置關係之一例的圖。
第5A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示線性影像攝影機的拍攝視野與雷射光點之位置關係之一例的圖。
第5B圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示碳化室之爐壁存在有凹部時，雷射光點之影像變化之一例的圖。
第5C圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示碳化室之爐壁存在有凸部時，雷射光點之影像變化之一例的圖。
第6圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示焦炭爐之壁面評估裝置功能構造之一例的圖。
第7圖係顯示本發明之第1實施型態，且說明爐壁立體輪廓資料之一例的圖。
第8圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示雷射光點之追蹤結果之一例的圖。
第9A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示碳化室11之部分橫截面圖的圖。
第9B圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示將以第9A圖的虛線圍成之部分模型化的圖。
第10A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示碳化室11之爐壁14的圖。
第10B圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示加權因數與碳化室深度方向位置之關係之一例的圖。
第10C圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示加權因數與碳化室高度方向位置之關係之一例的圖。
第11圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示藉由焦炭爐之壁面評估裝置所導出之合計爐壁立體輪廓資料、及藉由焦炭爐之壁面評估裝置根據該合計爐壁立體輪廓資料所導出之局部阻力指數之一例的圖。
第12圖係顯示本發明之第1實施型態，且使用等高線將以右側及左側之爐壁全體的合計爐壁立體輪廓資料顯示之凹凸量影像化後的圖。
第13A圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示在焦炭塊的位置處有開口寬度小於焦炭塊長度的凹部的情形的圖。
第13B圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示在焦炭塊的位置處有開口寬度與焦炭塊長度相同的凹部的情形的圖。
第14圖係顯示本發明之第1實施型態，且說明焦炭爐之壁面評估裝置300處理動作之一例的流程圖。
第15圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示阻力指數與擠壓負荷之關係之一例的圖。
第16圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示將加權因數作為0(zero)時的阻力指數與擠壓負荷之關係的圖。
第17圖係顯示本發明之第1實施型態，且顯示在碳化室之爐壁產生的凹陷或凸出的凹凸量為20mm以上的領域，在爐壁全體佔的比例與擠壓負荷之關係的圖。
第18圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示焦炭爐之壁面修補支援裝置功能構造之一例的圖。
第19圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示阻力指數與擠壓負荷之關係之一例的圖。
第20圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示修補模擬開始前顯示於顯示裝置之「碳化室右側及左側之爐壁各自 的爐壁立體輪廓資料」之一例的圖。
第21A圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示第20圖所示之修補對象領域1504內的凹凸量資料被變更時的顯示例的圖。
第21B圖係顯示本發明之第2實施型態，且顯示第20圖所示之修補對象領域1503、1504內的凹凸量資料被變更時的顯示例的圖。
第22圖係顯示本發明之第2實施型態，且說明焦炭爐之壁面修補支援裝置的阻力指數導出處理之一例的流程圖。
第23圖係顯示本發明之第2實施型態，且說明焦炭爐之壁面修補支援裝置的阻力指數－擠壓負荷對應處理之一例的流程圖。
第24圖係顯示本發明之第2實施型態，且說明焦炭爐之壁面修補支援裝置的修補模擬處理之一例的流程圖。
11a‧‧‧碳化室
11b‧‧‧碳化室
12a‧‧‧蓋
12b‧‧‧蓋
13a‧‧‧煤炭裝入口
13b‧‧‧煤炭裝入口
14‧‧‧爐壁
15a‧‧‧焦炭
15b‧‧‧焦炭
16a‧‧‧燃燒室
16a1‧‧‧燃燒室
16a2‧‧‧燃燒室
16a3‧‧‧燃燒室
16a4‧‧‧燃燒室
16a5‧‧‧燃燒室
16a6‧‧‧燃燒室
16b‧‧‧燃燒室
16b1‧‧‧燃燒室
16b2‧‧‧燃燒室
16b3‧‧‧燃燒室
16b4‧‧‧燃燒室
16b5‧‧‧燃燒室
16b6‧‧‧燃燒室
16c‧‧‧燃燒室
16c1‧‧‧燃燒室
16c2‧‧‧燃燒室
16c3‧‧‧燃燒室
16c4‧‧‧燃燒室
16c5‧‧‧燃燒室
16c6‧‧‧燃燒室
17‧‧‧蓋
18‧‧‧耐火天花板
19a‧‧‧擠壓機側門
19b‧‧‧排出側門
20‧‧‧擠壓柱塞
100‧‧‧焦炭爐
PS側‧‧‧擠壓機側
CS側‧‧‧排出側

Claims (38)

  1. 一種焦炭爐之壁面評估裝置，係評估焦炭爐之碳化室之側壁面狀態者，且該焦炭爐以擠壓機排出製成之焦炭而運作，該焦炭爐之壁面評估裝置包含有：凹凸資訊導出機構，係根據前述碳化室之側壁面的影像訊號，導出立體輪廓資料者，該立體輪廓資料係與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關、且表示前述碳化室之側壁面的多數領域之每一領域凹凸量的凹凸資訊；斜度資訊導出機構，係根據由前述凹凸資訊導出機構所導出之凹凸資訊，導出在焦炭擠壓方向相鄰接之前述多數領域之各領域的凹凸量段差，作為前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊者；及指標化機構，係使用由前述斜度資訊導出機構所導出之斜度資訊，導出將焦炭在擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標者。
  2. 如申請專利範圍第1項之焦炭爐之壁面評估裝置，其中前述凹凸資訊導出機構針對對於前述碳化室之側壁面所預先設定之預定距離間隔之多數領域的每一領域，導出與前述凹凸相關的凹凸資訊；前述斜度資訊導出機構針對前述多數領域的每一領域，導出前述斜度資訊；前述指標化機構從前述碳化室之側壁面之相對於 前述焦炭擠壓方向的上斜度，導出將焦炭在擠壓時受到之前述多數領域之每一領域之局部性阻力指標化後的局部阻力指標，且總計導出之局部阻力指標，導出前述碳化室之側壁面全體的前述阻力指標。
  3. 如申請專利範圍第2項之焦炭爐之壁面評估裝置，其中前述凹凸資訊導出機構合計於前述多數領域中，前述碳化室之一側壁面與另一側壁面之彼此相對領域產生的凹凸量，導出凹凸資訊；前述斜度資訊導出機構使用由前述凹凸資訊導出機構所合計之凹凸資訊，導出前述斜度資訊。
  4. 如申請專利範圍第3項之焦炭爐之壁面評估裝置，其中前述斜度資訊包含與產生於前述碳化室之側壁面，且在焦炭擠壓方向上彼此相鄰之前述領域間之凹凸段差相關的資訊；前述指標化機構使用將前述相鄰之領域的凹凸段差連乘後的值，導出前述領域的局部阻力指標。
  5. 如申請專利範圍第4項之焦炭爐之壁面評估裝置，其中前述斜度資訊包含與產生於前述碳化室之側壁面，且在焦炭擠壓方向上彼此相鄰之前述領域間之凹凸段差相關的資訊；前述指標化機構使用將前述相鄰之領域的局部阻力指標乘上常數倍後的值，導出前述領域的前述局部阻力指標。
  6. 如申請專利範圍第5項之焦炭爐之壁面評估裝置，其中 前述指標化機構針對前述多數領域中相對於前述焦炭擠壓方向之上斜度為閾值以下的領域，作為沒有前述焦炭在擠壓時受到之阻力者，導出前述局部阻力指標。
  7. 如申請專利範圍第6項之焦炭爐之壁面評估裝置，其中前述指標化機構進行取決於前述領域之前述碳化室之深度方向位置的加權，導出前述局部阻力指標。
  8. 如申請專利範圍第6項之焦炭爐之壁面評估裝置，其中前述指標化機構進行取決於前述領域之前述碳化室之側壁面之高度方向位置的加權，導出前述局部阻力指標。
  9. 一種焦炭爐之壁面修補支援裝置，係以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之壁面修補支援裝置，包含有：凹凸資訊導出機構，係根據前述焦炭爐之碳化室之側壁面的影像訊號，導出立體輪廓資料者，該立體輪廓資料係與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關、且表示前述碳化室之側壁面的多數領域之每一領域凹凸量的凹凸資訊者；凹凸資訊變更機構，係將由前述凹凸資訊導出機構所導出之凹凸資訊中，前述碳化室之側壁面之修補對象領域中的凹凸資訊，變更成預先設定之修補值來作為新的凹凸資訊者；斜度資訊導出機構，係使用由前述凹凸資訊變更機構所變更之凹凸資訊，導出在焦炭擠壓方向相鄰接之前述多數領域之各領域的凹凸量段差，作為前述碳化室之 側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊者；指標化機構，係使用由前述斜度資訊導出機構所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標者；及擠壓負荷導出機構，係從顯示預先設定之前述阻力指標與焦炭之擠壓負荷之對應關係的阻力負荷擠壓負荷相關情報，導出對應由前述指標化機構所導出之阻力指標的擠壓負荷者。
  10. 如申請專利範圍第9項之焦炭爐之壁面修補支援裝置，係以由前述凹凸資訊導出機構所導出之與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關的凹凸資訊為基準，直接地使用以前述斜度資訊導出機構所導出之斜度資訊，藉由前述指標化機構導出阻力指標，且該焦炭爐之壁面修補支援裝置包含有：擠壓負荷測定值取得機構，係取得作為該阻力指標之導出對象之碳化室的擠壓負荷測定值者；及關係導出機構，係使用多數前述阻力指標與由前述擠壓負荷測定值取得機構所取得之擠壓負荷測定值的組合，導出並設定前述阻力負荷擠壓負荷相關資訊者。
  11. 如申請專利範圍第10項之焦炭爐之壁面修補支援裝置，包含有：凹凸資訊記憶機構，係將由前述凹凸資訊導出機構所導出之凹凸資訊記憶於記憶媒體者；及 凹凸資訊顯示機構，係將由前述凹凸資訊記憶機構所記憶之凹凸資訊顯示於顯示裝置者，且前述凹凸資訊記憶機構將對於由前述凹凸資訊顯示機構所顯示之凹凸資訊所指定之修補對象領域中的凹凸資訊，變更成預先設定之修補值。
  12. 如申請專利範圍第11項之焦炭爐之壁面修補支援裝置，其中前述凹凸資訊導出機構係針對對於前述碳化室之側壁面所設定之預定距離間隔之多數領域的每一領域，導出前述凹凸資訊導出；前述斜度資訊導出機構針對前述多數領域的每一領域，導出前述斜度資訊；前述指標化機構從前述碳化室之側壁面之相對於前述焦炭擠壓方向的上斜度，導出將焦炭在擠壓時受到之前述多數領域之每一領域之局部性阻力指標化後的局部阻力指標，且總計導出之局部阻力指標，導出前述碳化室之側壁面全體的前述阻力指標。
  13. 如申請專利範圍第12項之焦炭爐之壁面修補支援裝置，其中前述凹凸資訊導出機構合計於前述多數領域中，於前述碳化室之一側壁面與另一側壁面之彼此相對之領域產生的凹凸量，導出凹凸資訊；前述凹凸資訊記憶機構將由前述凹凸資訊導出機構所導出之前述碳化室之一側壁面與另一側壁面的凹凸資訊分別記憶於記憶媒體；前述斜度資訊導出機構使用由前述凹凸資訊導出 機構所合計之凹凸資訊，導出前述斜度資訊。
  14. 如申請專利範圍第13項之焦炭爐之壁面修補支援裝置，其中前述斜度資訊包含與產生於前述碳化室之側壁面，且在焦炭擠壓方向上彼此相鄰之前述領域間之凹凸段差相關的資訊；前述指標化機構使用將前述相鄰之領域的凹凸段差連乘後的值，導出前述局部阻力指標。
  15. 如申請專利範圍第14項之焦炭爐之壁面修補支援裝置，其中前述斜度資訊包含與產生於前述碳化室之側壁面，且在焦炭擠壓方向上彼此相鄰之前述領域間之凹凸段差相關的資訊；前述指標化機構使用將前述相鄰之領域的局部阻力指標乘上常數倍後的值，導出前述局部阻力指標。
  16. 如申請專利範圍第15項之焦炭爐之壁面修補支援裝置，其中前述指標化機構針對前述多數領域中相對於前述焦炭擠壓方向之上斜度為閾值以下的領域，作為沒有前述焦炭在擠壓時受到之阻力者，導出局部阻力指標。
  17. 如申請專利範圍第16項之焦炭爐之壁面修補支援裝置，其中前述指標化機構進行取決於前述領域之前述碳化室之深度方向位置的加權，導出前述局部阻力指標。
  18. 如申請專利範圍第16項之焦炭爐之壁面修補支援裝置，其中前述指標化機構進行取決於前述領域之前述碳化室之側壁面之高度方向位置的加權，導出前述局部阻力指標。
  19. 一種焦炭爐之壁面評估方法，係評估以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之碳化室之側壁面的狀態者，包含有：凹凸資訊導出步驟，係根據前述碳化室之側壁面的影像訊號，導出立體輪廓資料者，該立體輪廓資料係與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關、且表示前述碳化室之側壁面的多數領域之每一領域凹凸量的凹凸資訊；斜度資訊導出步驟，係根據由前述凹凸資訊導出步驟所導出之凹凸資訊，導出在焦炭擠壓方向相鄰接之前述多數領域之各領域的凹凸量段差，作為前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊；及指標化步驟，係使用由前述斜度資訊導出步驟所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標。
  20. 如申請專利範圍第19項之焦炭爐之壁面評估方法，其中前述凹凸資訊導出步驟係針對對於前述碳化室之側壁面所預先設定之預定距離間隔之多數領域的每一領域，導出與前述凹凸相關的凹凸資訊；前述斜度資訊導出步驟係針對前述多數領域的每一領域，導出前述斜度資訊；前述指標化步驟係從前述碳化室之側壁面之相對於前述焦炭擠壓方向的上斜度，導出將焦炭擠壓時受到 之前述多數領域之每一領域之局部性阻力指標化後的局部阻力指標，且總計導出之局部阻力指標，導出前述碳化室之側壁面全體的前述阻力指標。
  21. 如申請專利範圍第20項之焦炭爐之壁面評估方法，其中前述凹凸資訊導出步驟係合計於前述多數領域中，於前述碳化室之側壁面與另一側壁面彼此相對之領域產生的凹凸量，導出凹凸資訊；前述斜度資訊導出步驟係使用由前述凹凸資訊導出步驟所合計之凹凸資訊，導出前述斜度資訊。
  22. 如申請專利範圍第21項之焦炭爐之壁面評估方法，其中前述斜度資訊包含與產生於前述碳化室之側壁面，且在焦炭擠壓方向上彼此相鄰之前述領域間之凹凸段差相關的資訊；前述指標化步驟係使用將前述相鄰之領域的凹凸段差連乘後的值，導出前述領域的局部阻力指標。
  23. 如申請專利範圍第22項之焦炭爐之壁面評估方法，其中前述斜度資訊包含與產生於前述碳化室之側壁面，且在焦炭擠壓方向上彼此相鄰之前述領域間之凹凸段差相關的資訊；前述指標化步驟係使用將前述相鄰之領域的局部阻力指標乘上常數倍後的值，導出前述領域的前述局部阻力指標。
  24. 如申請專利範圍第23項之焦炭爐之壁面評估方法，其中前述指標化步驟係針對前述多數領域中相對於前述焦 炭擠壓方向之上斜度為閾值以下的領域，作為沒有前述焦炭在擠壓時受到之阻力者，導出前述局部阻力指標。
  25. 如申請專利範圍第24項之焦炭爐之壁面評估方法，其中前述指標化步驟係進行取決於前述領域之前述碳化室之深度方向位置的加權，導出前述局部阻力指標。
  26. 如申請專利範圍第24項之焦炭爐之壁面評估方法，其中前述指標化步驟係進行取決於前述領域之前述碳化室之側壁面之高度方向位置的加權，導出前述局部阻力指標。
  27. 一種焦炭爐之壁面修補支援方法，係以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之壁面修補支援方法，包含有：凹凸資訊導出步驟，係根據前述焦炭爐之碳化室之側壁面的影像訊號，導出立體輪廓資料者，該立體輪廓資料係與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關、且表示前述碳化室之側壁面的多數領域之每一領域凹凸量的凹凸資訊；凹凸資訊變更步驟，係將由前述凹凸資訊導出步驟所導出之凹凸資訊中，前述碳化室之側壁面之修補對象領域中的凹凸資訊，變更成預先設定之修補值來作為新的凹凸資訊；斜度資訊導出步驟，係使用由前述凹凸資訊變更步驟所變更之凹凸資訊，導出在焦炭擠壓方向相鄰接之前述多數領域之各領域的凹凸量段差，作為前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資 訊；指標化步驟，係使用由前述斜度資訊導出步驟所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標；及擠壓負荷導出步驟，係從顯示預先設定之前述阻力指標與焦炭之擠壓負荷之對應關係的阻力負荷擠壓負荷相關情報，導出對應由前述指標化步驟所導出之阻力指標的擠壓負荷。
  28. 如申請專利範圍第27項之焦炭爐之壁面修補支援方法，係以由前述凹凸資訊導出步驟所導出之與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關的凹凸資訊為基準，直接地使用以前述斜度資訊導出步驟所導出之斜度資訊，藉由前述指標化步驟導出阻力指標，且該焦炭爐之壁面修補支援方法包含有：擠壓負荷測定值取得步驟，係取得作為該阻力指標之導出對象之碳化室的擠壓負荷測定值；及關係導出步驟，係使用多數由前述指標化步驟所導出之阻力指標與由前述擠壓負荷測定值取得步驟所取得之擠壓負荷測定值的組合，導出並設定前述阻力負荷擠壓負荷相關資訊。
  29. 如申請專利範圍第28項之焦炭爐之壁面修補支援方法，包含有：凹凸資訊記憶步驟，係將由前述凹凸資訊導出步驟所導出之凹凸資訊記憶於記憶媒體；及 凹凸資訊顯示步驟，係將由前述凹凸資訊記憶步驟所記憶之凹凸資訊顯示於顯示裝置，且前述凹凸資訊記憶步驟係將對於由前述凹凸資訊顯示步驟所顯示之凹凸資訊所指定之修補對象領域中的凹凸資訊，變更成預先設定之修補值。
  30. 如申請專利範圍第29項之焦炭爐之壁面修補支援方法，其中前述凹凸資訊導出步驟係針對對於前述碳化室之側壁面所設定之預定距離間隔之多數領域的每一領域，導出前述凹凸資訊；前述斜度資訊導出步驟係針對前述多數領域的每一領域，導出前述斜度資訊；前述指標化步驟係從前述碳化室之側壁面之相對於前述焦炭擠壓方向的上斜度，導出將焦炭在擠壓時受到之前述多數領域之每一領域之局部性阻力指標化後的局部阻力指標，且總計導出之局部阻力指標，導出前述碳化室之側壁面全體的前述阻力指標。
  31. 如申請專利範圍第30項之焦炭爐之壁面修補支援方法，其中前述凹凸資訊導出步驟係合計於前述多數領域中，於前述碳化室之一側壁面與另一側壁面之彼此相對之領域產生的凹凸量，導出凹凸資訊；前述凹凸資訊記憶步驟係將由前述凹凸資訊導出步驟所導出之前述碳化室之一側壁面與另一側壁面的凹凸資訊分別記憶於記憶媒體；前述斜度資訊導出步驟係使用由前述凹凸資訊導 出步驟所合計之凹凸資訊，導出前述斜度資訊。
  32. 如申請專利範圍第31項之焦炭爐之壁面修補支援方法，其中前述斜度資訊包含與產生於前述碳化室之側壁面，且在焦炭擠壓方向上彼此相鄰之前述領域間之凹凸段差相關的資訊；前述指標化步驟係使用將前述相鄰之領域的凹凸段差連乘後的值，導出前述局部阻力指標。
  33. 如申請專利範圍第32項之焦炭爐之壁面修補支援方法，其中前述斜度資訊包含與產生於前述碳化室之側壁面，且在焦炭擠壓方向上彼此相鄰之前述領域間之凹凸段差相關的資訊；前述指標化步驟係使用將前述相鄰之領域的局部阻力指標乘上常數倍後的值，導出前述局部阻力指標。
  34. 如申請專利範圍第33項之焦炭爐之壁面修補支援方法，其中前述指標化步驟係針對前述多數領域中相對於前述焦炭擠壓方向之上斜度為閾值以下的領域，作為沒有前述焦炭在擠壓時受到之阻力者，導出局部阻力指標。
  35. 如申請專利範圍第34項之焦炭爐之壁面修補支援方法，其中前述指標化步驟係進行取決於前述領域之前述碳化室之深度方向位置的加權，導出前述局部阻力指標。
  36. 如申請專利範圍第34項之焦炭爐之壁面修補支援方法，其中前述指標化步驟係進行取決於前述領域之前述 碳化室之側壁面之高度方向位置的加權，導出前述局部阻力指標。
  37. 一種電腦程式，係用以使電腦執行處理者，前述處理係用以評估以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之碳化室之側壁面的狀態，且該電腦程式使電腦執行以下步驟：凹凸資訊導出步驟，係根據前述碳化室之側壁面的影像訊號，導出立體輪廓資料者，該立體輪廓資料係與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關、且表示前述碳化室之側壁面的多數領域之每一領域凹凸量的凹凸資訊；斜度資訊導出步驟，係根據由前述凹凸資訊導出步驟所導出之凹凸資訊，導出在焦炭擠壓方向相鄰接之前述多數領域之各領域的凹凸量段差，作為前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊；及指標化步驟，係使用由前述斜度資訊導出步驟所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標。
  38. 一種電腦程式，係使電腦執行處理者，前述處理係用以支援以擠壓機排出製成之焦炭而運作的焦炭爐之壁面的修補，且該電腦程式使電腦執行以下步驟：凹凸資訊導出步驟，係根據前述焦炭爐之碳化室之側壁面的影像訊號，導出立體輪廓資料者，該立體輪廓 資料係與於前述碳化室之側壁面產生之凹凸相關、且表示前述碳化室之側壁面的多數領域之每一領域凹凸量的凹凸資訊；凹凸資訊變更步驟，係將由前述凹凸資訊導出步驟所導出之凹凸資訊中，前述碳化室之側壁面之修補對象領域中的凹凸資訊，變更成預先設定之修補值來作為新的凹凸資訊；斜度資訊導出步驟，係使用由前述凹凸資訊變更步驟所變更之凹凸資訊，導出在焦炭擠壓方向相鄰接之前述多數領域之各領域的凹凸量段差，作為前述碳化室之側壁面中，與相對於焦炭擠壓方向之斜度相關的斜度資訊；指標化步驟，係使用由前述斜度資訊導出步驟所導出之斜度資訊，導出將焦炭擠壓時受到之阻力指標化後的阻力指標；及擠壓負荷導出步驟，係從顯示預先設定之前述阻力指標與焦炭之擠壓負荷之對應關係的阻力負荷擠壓負荷相關情報，導出對應由前述指標化步驟導出之阻力指標的擠壓負荷。
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