WO1995011950A1 - Procede et appareil permettant de reparer un four a coke - Google Patents

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WO1995011950A1
WO1995011950A1 PCT/JP1994/001821 JP9401821W WO9511950A1 WO 1995011950 A1 WO1995011950 A1 WO 1995011950A1 JP 9401821 W JP9401821 W JP 9401821W WO 9511950 A1 WO9511950 A1 WO 9511950A1
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WO
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repair
lance
coke oven
furnace wall
repairing
Prior art date
Application number
PCT/JP1994/001821
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shigeru Yamada
Hiroyuki Shiraishi
Terutsune Nishio
Hideaki Morimoto
Keiji Matsuda
Tetsuro Uchida
Tamotsu Takahashi
Tsutomu Matsuno
Keizi Kamegawa
Makoto Numazawa
Ryuzo Moritani
Hidekuni Ito
Toshio Kondo
Hideki Ohhira
Shunji Horinouchi
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
Kawasaki Steel Corporation
Nkk Corporation
Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Kansai Netukagaku Kabushiki Kaisha
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Priority claimed from JP29399093A external-priority patent/JP2889101B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B29/00—Other details of coke ovens
    • C10B29/06—Preventing or repairing leakages of the brickwork
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49718—Repairing
    • Y10T29/49746—Repairing by applying fluent material, e.g., coating, casting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49764—Method of mechanical manufacture with testing or indicating
    • Y10T29/49771—Quantitative measuring or gauging

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for repairing a damaged part of a furnace wall that partitions a carbonization chamber and a combustion chamber of a room furnace type coke oven.
  • the chamber furnace type coke oven has a heat storage chamber at the lower part of the furnace body, and a carbonization chamber and a combustion chamber are alternately arranged at the upper part of the heat storage chamber.
  • Fuel gas and air (only air in the case of rich gas) are preheated in the heat storage chamber, heat is recovered in the adjacent heat storage chamber after combustion, and then discharged through the flue.
  • Coal charged in the coking chamber is carbonized by indirect heating through the furnace walls from both combustion chambers and coke.
  • Most of the coke oven furnaces are constructed of silica bricks and clay bricks, and some of them use insulating bricks and red bricks.
  • a lance device having an optical system including an optical fiber at the tip is provided in a coke oven carbonization chamber or combustion chamber.
  • An image of the furnace wall is obtained by inserting it into the chamber and scanning the furnace wall in relation to the absolute position of the furnace wall, and observing the furnace wall in the carbonization chamber or combustion chamber based on the obtained image to detect damaged parts
  • the image data of the furnace wall is stored in the computer memory together with the absolute position of the furnace wall.
  • the second repair method is to install a heat-resistant protective tube equipped with an optical system including an optical fiber or a TV camera into the carbonization chamber or combustion chamber, as shown in Japanese Patent Publication No. 5-17772. Insert and detect the damaged part of the furnace wall inside the carbonization chamber or combustion chamber outside the furnace, and repair by spraying the repair material onto the damaged part of the furnace wall from the nozzle for spraying the repair material arranged in the protection tube are doing.
  • the third repair method is to dispose the position of the spraying gun at a damaged portion of the furnace wall using a television camera and an observation device, The distance between the furnace wall and its damaged part and the spray gun is measured, and repairs are performed while controlling this distance to a predetermined optimum distance.
  • the first repair equipment is shown in Japanese Utility Model Publication No. 52-366 7 ⁇ 3.
  • This first repair device has a water-cooled long cylinder with built-in supply pipes for combustible gas, oxygen and refractory powder.
  • a thermal spray burner is detachably provided at one end of the long cylindrical body, and an operation handle is provided at the other end.
  • the long cylinder is rotatably mounted on the support frame, and is mounted on a movable trolley so as to move and pivot.
  • the second repair device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-17689 described in relation to the third repair method described above.
  • This repair has a head part for in-furnace introduction, and this head part has a cooling case, a spray gun that sprays irregular-shaped refractory onto damaged parts of the furnace wall, It has a built-in TV camera that displays the damaged part and a rangefinder that measures the distance between the furnace wall and the damaged part and the spray gun.
  • the second repair equipment is also TV power
  • the head and the observation unit that can observe the image of the camera outside the furnace are moved in three axial directions based on the measurement values of the distance meter, and the distance between the furnace wall and damaged part and the spray gun is the optimum distance. It is controlled so that
  • the third repair device is equipped with a water-cooled box at the end of the boom, which contains a thermal spray burner and a surveillance camera. Contains the elements required for thermal spraying.
  • the fourth repair device is provided with a water-cooled box that incorporates a monitoring force lens and a thermal spray burner.
  • This box is removably attached to the long beam.
  • the elongated beam c trolley attached to the carriage has wheels for traveling working floor of the railway, is freely is turning our and lifting of the support frame portion of the elongated beam, the inclination of the forward-reverse and elongated beam The angle can be freely selected.
  • the fifth repair device includes a traveling vehicle as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-326690.
  • a base capable of ascending and descending and turning is provided on the traveling bogie.
  • a guide rail is provided on the base so as to be tiltable, and a lance holder which moves along the guide rail is provided.
  • a spraying lance is mounted inside the lance holder so that it can be extended.
  • a camera for monitoring the furnace wall is installed on the lance holder.
  • the lance device used for inspection and repair of the furnace wall in the coke oven has a multi-stage lance that can be extended and contracted.
  • the lance of each step is composed of a cylindrical body with a circular cross section, which makes it difficult to rotate. That is, the first stage When trying to rotate the lance around the axis, slippage occurs at the contact surface between the first and second lances, and the rotation of the first lance is not transmitted to the second lance. Disadvantage.
  • the third repair method described above reduces the rebound loss of the sprayed material by increasing the distance between the spray gun and the damaged portion of the furnace wall, thereby increasing the adhesion efficiency of the sprayed material. Optimal repair according to the depth of the damaged part of the furnace wall is not possible.
  • the operator operates the operating handle while visually observing the damaged part of the furnace wall, and repairs the damaged part with a thermal spray burner provided at one end of a water-cooled long cylinder.
  • a thermal spray burner provided at one end of a water-cooled long cylinder.
  • the above second repair device can maintain a constant distance between the damaged part of the furnace wall and the spray gun, but quantitatively grasps the damage state of the damaged part of the furnace wall and performs repairs according to the damage state. There is no disclosure of what to do.
  • the third and fourth repair equipment requires the operator to operate a boom or long beam with a built-in thermal spray burner while monitoring the image of the furnace wall obtained by the surveillance camera. Therefore, the area to be repaired and the amount of sprayed repair material must depend on the worker's feeling.
  • the fifth repair device similar to the fourth repair device, it is necessary for the operator to operate the spraying lance while monitoring the image of the monitoring camera. Therefore, the area to be repaired and the amount of repair material sprayed must depend on the worker's feeling.
  • the conventional repair apparatus and repair method repair the damaged or worn part depending on the planar image of the furnace wall, but the depth of the damaged or worn part is quantitatively determined from such a planar image. It turned out that it was practically difficult to grasp.
  • the repair work is performed in a high-temperature coke oven and in a situation that is very difficult to see visually, it is difficult to even visually distinguish damaged or worn parts from only the planar image. It is.
  • an object of the present invention is to eliminate the problems of the conventional method of inspecting and repairing the furnace wall of a coke oven and a repair device, and to quantitatively grasp the state of wear of the furnace wall and the amount of wear. To provide a coke oven wall repair method and repair device is there.
  • An object of the present invention is to provide a repair method and a repair apparatus capable of repairing a furnace wall even under high temperature and bad conditions.
  • the present inventors have conducted various tests and studies to achieve the above object. As a result, it was determined that automatic repair would be possible by performing the following steps.
  • First, the distance between the tip of the lance and the furnace wall is measured by the distance sensor provided at the tip of the lance to determine the amount of wear on the furnace wall.
  • an imaging device such as a television camera or a fiberscope is provided at the tip of the lance having the repair material discharge nozzle, and the imaging device scans the furnace wall to identify the damaged portion. Is also good.
  • the position coordinates of the damaged part of the furnace wall with respect to the tip of the lance are obtained from the drive amount of the lance drive system that drives the lance.
  • the lance drive system is controlled to move the lance tip, and the repair material is removed. Spray on damaged parts to repair.
  • the present invention provides a method of repairing a furnace wall of a coke oven using a lance, in which a distance sensor is installed at the tip of the lance, and the depth sensor measures the depth of a worn portion on the furnace wall.
  • a repair material is discharged from a repair nozzle provided at the tip of the lance to the worn portion to perform repair based on a measurement result of the distance sensor.
  • the lance control unit includes a repair nozzle basic operation pattern, Set the movement pattern within the range in advance, set the repair range based on the wear information of the worn part before starting the repair, select the repair pattern combining the basic operation pattern of the repair nozzle and the movement pattern, A method for repairing a coke oven, characterized in that the repair speed of the repair nozzle is controlled automatically by controlling the moving speed of the repair nozzle and the discharge amount of Z or repair material.
  • the lance control unit in a method for repairing a coke oven using a repair device capable of mechanically or electrically controlling a repair nozzle position, includes a repair nozzle base.
  • This operation pattern and the movement pattern within the repair range are set in advance, a wear distribution map is created based on the wear information of the wear portion, and the repair range is set based on the wear distribution map, and the repair nozzle is set.
  • a coke oven characterized by selecting a repair pattern that combines the basic operation pattern and movement pattern of the above, and automatically repairing the damaged part by controlling the movement speed of the repair nozzle and the discharge amount of Z or repair material. Repair methods are provided.
  • the lance control unit includes a basic operation pattern of the repair nozzle;
  • the movement pattern is set in advance, and before the repair is started, the repair range, the distance sensor when measuring the wear and the distance to the healthy brick surface around the worn part are set based on the wear information of the worn part, and the repair nozzle Select the repair pattern that combines the basic operation pattern and the movement pattern, control the movement speed of the repair nozzle and the Z or the amount of material to be repaired, measure the distance sensor that changes every moment and the distance to the repair surface,
  • the distance between the distance sensor position at the time of damage measurement and the distance sensor position at the time of repair is calculated, and the repair surface, which changes every moment, exceeds the virtual line of the healthy brick surface in the worn part
  • a method for repairing a coke oven characterized by monitoring the temperature of the coke oven is provided.
  • the furnace wall surface is scanned by an imaging device provided at the tip of a lance having a repair nozzle for discharging a repair material, and displayed on a monitor, and a distance sensor provided at the tip of the lance,
  • the distance between the tip of the lance and the furnace wall is measured to determine the amount of wear data on the furnace wall, and the position coordinates of the worn portion of the furnace wall relative to the tip of the lance are determined from the driving amount of the lance driving mechanism that drives the lance.
  • the required repair range and repair pattern of the furnace wall are indicated and selected from the wall surface image information, the wear amount data and the position coordinate data of the worn part, and the worn part of the furnace wall is sprayed and repaired according to a predetermined repair pattern.
  • a repair device for a coke oven is capable of discharging a repair material, and has a multi-stage telescopic lance device having a planarly movable repair nozzle at a distal end thereof; and driving the multi-stage telescopic lance device.
  • a lance driving mechanism a distance sensor for measuring a distance to a furnace wall provided adjacent to the nozzle at a tip end of the multi-stage telescopic lance device, The wear amount data of the furnace wall is obtained from the signal from the distance sensor. From the wear amount data and the position coordinate data of the wear part, the lance is moved so that the nozzle moves on the wear part of the furnace wall.
  • a lance operating part for operating
  • the present invention also provides a repair apparatus for a coke oven using a multi-stage telescopic lance device, the multi-stage telescopic lance device having a reason for extending in a predetermined direction, and a lens drive system for driving the multi-stage telescopic lance device.
  • the multi-stage telescopic lance device comprises: a first-stage lance; second to N-th lances which are assembled in the first-stage lance so as to be able to expand and contract in the axial direction; and an inner surface of the first-stage lance.
  • a fixed outer cylinder that supports the first to Nth lances by being fitted and accommodated in the lance, and the lance drive system is provided between the fixed outer cylinder and the first to Nth lances.
  • a tilting mechanism for tilting the fixed outer cylinder in a vertical plane.
  • FIG. 1 is a perspective view of a multi-stage telescopic lance device of a coke oven repair device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a side view for explaining a tilting mechanism of the multistage telescopic lance device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining a turning mechanism of the multistage telescopic lance device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the distal end portion of the multistage telescopic lance device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic explanatory view of a light-shielding filter switching device provided in front of the imaging device at the tip of the multistage telescopic lance device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic side sectional view showing a telescopic drive mechanism of the multistage telescopic lance device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic horizontal sectional view showing a mounting position of an opening in the telescopic drive mechanism of the multistage telescopic lance device shown in FIG.
  • Fig. 8 shows the first example of the multi-stage telescopic lance device cut along the line A-A in Fig. 7. It is a longitudinal cross-sectional view.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a second example of the multistage telescopic lance device cut along the line AA in FIG.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a third example of the multistage telescopic lance device cut along the line AA in FIG.
  • FIG. 11 is an explanatory view when the lance cart of the repair device is made parallel in front of the kiln.
  • FIG. 12 is an explanatory view when the multistage telescopic lance device is positioned at the center of the kiln.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation when the lance cart is made parallel in FIG.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation when the multistage telescopic lance device is positioned at the center of the kiln in FIG.
  • FIG. 15 is a view for explaining a change in the mounting position of the discharge nozzle at the tip of the multistage telescopic lance device.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a processing system centering on a signal processing control unit in the repair device according to the present invention.
  • FIG. 17 is an image of the furnace wall in a limited area obtained by the repair device according to the present invention.
  • FIG. 18 is an image of a relatively wide furnace wall by a wide-area camera used in the repair apparatus according to the present invention.
  • FIG. 19 is an image showing observation data of a wear distribution figure of a damaged portion created in the present invention.
  • FIG. 20 is an image showing an example of a repair range and a repair pattern used in the present invention.
  • FIG. 21 is a view for explaining the operation for preventing the swelling of the sprayed material by the second method of the present invention.
  • FIG. 22 is a view showing a basic operation pattern of the discharge nozzle of the repair device according to the present invention.
  • FIG. 23 is a view showing a basic movement pattern of the discharge nozzle in the repair range.
  • C FIG. 24 is a view showing the movement of the discharge nozzle when the furnace wall is repaired by the second method of the present invention. It is a figure showing a motion pattern.
  • FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the damage state of the furnace wall, the movement pattern of the discharge nozzle, and the moving speed of the discharge nozzle.
  • FIG. 26 is a diagram showing the relationship between the damage state of the furnace wall, the movement pattern of the discharge nozzle, and the discharge amount of the spray material.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining a method of repairing deep repaired parts in order of depth of damage.
  • FIG. 28 is a view for explaining a method of keeping the distance between the discharge nozzle and the furnace wall constant according to the depth of the damaged portion.
  • FIG. 29 is a diagram for explaining an operation of restarting the automatic repair after the repair is temporarily stopped while the repair pattern is set and the automatic repair is being performed.
  • FIG. 1 shows a repair device according to the present invention, and it can be seen here that the repair device is constituted by a multistage telescopic lance device.
  • Fig. 1 shows a rectangular coordinate system having an X axis along a horizontal plane, a Y axis in a direction perpendicular to the horizontal plane, and a Z axis in a direction perpendicular to the plane defined by the X and Y axes.
  • the repair device according to the present invention will be schematically described with reference to the orthogonal coordinate system.
  • the repair device is arranged so that the plane defined by the X axis and the Y axis is parallel to the furnace wall of the coke oven, and in this state, the plane is linearly or two-dimensionally. You can move. When the repair is completed, the repair device can be moved in the Z-axis direction and guided into another coke oven.
  • the repair device shown in FIG. 1 includes a lance truck 1, which has a mast 2 which stands upright in the Y-axis direction and is rotatable around the Y-axis. I do.
  • the mast 2 is provided with a lance lift 3 that is vertically movable, that is, capable of moving up and down in the Y-axis direction.
  • the lance lifting table 3 is moved up and down along the mast 2 by a driving device 4 including a wire or tune winding machine provided on the top of the mast 2.
  • the lance support 5 is attached to the lance lift 3 via a lance tilting gear 6.
  • the lance support 5 is provided with a fixed outer cylinder 7 having a square cross section.
  • the fixed outer cylinder 7 is fixed to the lance support 5 via a slide plate 8 that slides in the extension direction of the lance support 5.
  • the lance tilting gear 6 is rotated clockwise or counterclockwise by a driving motor (not shown) so that the fixed outer cylinder 7 is tilted around the Z axis as shown in FIG. It is configured.
  • the fixed outer cylinder 7 defines a lance axis at its center, and supports a first-stage lance 9 formed of a quadrangular cylindrical body on its inner surface.
  • a rack 10 is fixed in the axial direction of the outer peripheral surface of the first-stage lance 9, and a pinion 11 provided on the fixed outer cylinder 7 is engaged with the rack 10.
  • the pinion 11 is rotated clockwise or counterclockwise by a driving motor (not shown), thereby moving the first-stage lance 9 back and forth along the lance axial direction of the fixed outer cylinder 7.
  • the inner surface of the first stage lance 9 incorporates a second stage lance 12 made of a quadrangular cylinder, and the inner surface of the second stage lance 12 further consists of a quadrilateral cylinder.
  • a third stage lance 13 is incorporated.
  • a lance head portion 14 is provided at the tip of the third stage lance 13.
  • the lance head portion 14 is provided with a repair nozzle 14-1 for spraying a repair material (that is, for discharging), and the repair nozzle 14-1 has a plurality of repair nozzles.
  • Air, oxygen and repair materials are supplied through a flexible hose 15 (only one is shown in Fig. 4).
  • the flexible hose 15 is a winding mechanism 16 and is configured to extend or wind according to expansion and contraction of the lance.
  • the fixed outer cylinder 7 is provided with a gear 17 for rotating the first to third lances 9, 12, and 13 around a lance axis passing through the center thereof.
  • a gear 17 for rotating the gear 17 by a motor (not shown)
  • the fixed outer cylinder 7 rotates around the lance shaft as shown in FIG.
  • the fixed outer cylinder 7 is arranged so that the lance axis coincides with the X axis, that is, when the fixed outer cylinder 7 is horizontally disposed, the fixed outer cylinder 7 rotates around the X axis. become.
  • a pair of bearing plates 18 is fixed to the slide plate 8, and the fixed outer cylinder 7 is disposed so as to pass through a circular hole 18-1 provided in the bearing plate 18.
  • a wide-range camera 19 is provided on the fixed outer cylinder 7 to observe the condition of the furnace wall during repair work. I have.
  • This wide-range force mirror 19 can be installed at any position such as the tip of the second-stage lance 12 if heat resistance measures are taken.
  • the mast 2 is mounted on the trolley 1 via a turning mechanism 20, and is configured to be able to turn around the Y axis as described above.
  • An operation room 21 for operating the multi-stage telescopic lance device is provided on the lance 1.
  • the traveling system of the lance 1 is a caterpillar system.
  • the coke side of the coke oven is equipped with the rail of a coke guide car, it should be a rail-carriage bogie instead of a caterpillar type, and the upper part can be exchanged from the swivel mechanism 20. Can also.
  • the lance head portion 14 is provided with a nozzle head 22 having a thermal spray port 22-1 branched at the tip of a plurality of flexible hoses 15.
  • One of the spray nozzles 22-1 of the nozzle head 22 is connected to the repair nozzle 14-1, and the remaining spray nozzle 22-1 is provided with a removable plug 22-3. Have been.
  • the repair nozzle 14-1 is open toward the side of the lance head 14.
  • Openings 14, 14, and 14-3 are provided adjacent to the repair nozzles 14-11 on the side surfaces of the lens head 14.
  • a CCD camera 23 and a radiation thermometer 24 which are directed in the direction of the opening 14 and 22, and the furnace wall is turned in the direction of the opening 14 and 3
  • a laser distance meter 25 for measuring the distance of the object is arranged.
  • a compressed air pipe 26 for cooling is connected to the lance head portion 14.
  • the compressed air for cooling blown into the lens head section 14 is supplied to the glass 14-4, 14-4-5 provided to cover the openings 14-2, 14-3. It is configured to squirt out of the glass outer surface from the slit provided in the mounting part.
  • a rotating disk 27 which is rotated by a motor 28 is provided on the front of the CCD camera 23.
  • the rotating disk 27 has a plurality of band-pass filters F 1 to F 1 to adjust the amount of light source input to the CCD camera 23 and light shielding. F4s are provided at equal angular intervals.
  • the exposure of the CCD camera 23 is adjusted according to the condition of the furnace wall, and the wavelength of light from the furnace wall is selectively transmitted by switching the bandpass filters F1 to F4. In this way, thermal spray By cutting the wavelength of the flame light, the sprayed condition of the repair material can be accurately observed.
  • the laser distance meter 25 measures the distance between the tip of the lance and the furnace wall and also determines the depth of the worn part in order to quantitatively grasp the state of wear of the furnace wall as the amount of wear. It is for measuring. That is, when there is a recess due to wear on the furnace wall, the size and depth of the recess can be detected based on the measurement data of the laser distance meter 25.
  • the image of the furnace wall taken by the CCD camera 23, the temperature of the furnace wall measured by the radiation thermometer 24, and the measurement data of the laser rangefinder 25 are transmitted to the lance head by the transmission lines 30, 31, and 32. 14. From the first stage to the third stage lances 9, 12 and 13 and the inside of the fixed outer cylinder 7 and the take-up mechanism 16 and are taken out to the outside and guided to the operation room 21.
  • the repair material is supplied to the nozzle head 22 via the flexible hose 15.
  • the flexible hose 15 passes through the lance head portion 14, the first to third stage lances 9, 12, 13, and the inside of the fixed outer cylinder 7, and passes through the winding mechanism 16 to the outside. And is connected to a repair material supply mechanism (not shown).
  • the lance head portion 14 is freely moved along the furnace wall 101 in the carbonization chamber 100 as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the repair is performed by spraying the repair material onto the damaged part of the furnace wall 101.
  • the lance head portion 14 only needs to be able to move linearly or two-dimensionally along the furnace wall 101. Therefore, during repair, the lance head portion 14 can be tilted and rotated around the Z axis, and can be repaired for the worn or damaged portion of the furnace wall 101 simply by expanding and contracting along the lance axis. In this case, the vertical movement in the Y-axis direction is not necessary.
  • the first shaft 41 is for moving the second stage lance 12 forward.
  • One end of the first wire 4 1 is fixed to the rear end of the fixed outer cylinder 7, and the other end is wound around the first wheel 42 fixed to the front end of the first stage lance 9, after the second stage lance 12.
  • the second wire 43 is a second wire for moving the third lance 13 forward.
  • One end of the second wire 43 is fixed to the rear end of the first lance 9, and the other end is wrapped around a second wheel 44 fixed to the front end of the second lance 12 to form the third lance 13. It is fixed to the rear end.
  • a drive mechanism for moving the second-stage lance 12 and the third-stage lance 13 forward includes rotating a pinion 11 by a drive motor (not shown) to move the first-stage lance 9 forward.
  • the second lance 12 is configured to move forward by the same distance by the first wire 42 and the second lance 12 by the first wire 42 and the second wire 43 and the second wheel 44.
  • the third wire 45 is for moving the second stage lance 12 backward.
  • One end of the third wire 45 is fixed to the front end of the fixed outer cylinder 7, and the other end is wrapped around the third wheel 46 fixed to the rear end of the first stage lance 9, after the second stage lance 12. It is fixed to the end.
  • the fourth wire 47 is a wire for moving the third lance 13 backward.
  • One end of the fourth wire 47 is fixed to the front end of the first lance 9, and the other end is wrapped around a fourth wheel 48 fixed to the rear end of the second lance 12 to form the third lance 13. It is fixed to the rear end.
  • the backward movement of the second-stage lance 12 and the third-stage lance 13 is performed as follows.
  • the pinion 11 is rotated by the drive motor (not shown) to retract the first-stage lance 9
  • the second-stage lance 12 is retracted by the third wire 45 and the third wheel 46, and the fourth wire
  • the third stage lance 13 is moved backward in conjunction with the fourth wheel 47 and the fourth wheel 48.
  • first to sixth pairs of rollers 5 la to 51 c and 52 a to 52 c are provided.
  • the first to third pairs of rollers 51a, 51b and 51c are opposed to each other at the rear ends of the first lance 9, the second lance 12 and the third lance 13 respectively. It is fixed to the left and right outer peripheral surfaces that meet each other.
  • the fourth to sixth pairs of rollers 52 a, 52 b, 52 c face each other at the front ends of the fixed outer cylinder 7, the first lance 9, and the second lance 12. It is fixed to the left and right inner peripheral surfaces.
  • the second and third lances 12 and 13 consist of double cylinders 12a, 12b, 13a and 13b each having a quadrangular cross section. .
  • the gaps formed by these cylinders 12a and 12b, and 13a and 13b are divided by a plurality of partitions 12c and 13c extending in the direction of the lance central axis, respectively.
  • a cooling water channel is formed, and a water-cooled jacket structure is realized.
  • the illustration of the first stage lance and the fixed outer cylinder 7 is omitted in FIG. 8, such a structure is also applied to the first stage lance 9. Cooling water is supplied to and discharged from the first to third lances 9, 12, 13 by flexible hoses.
  • the lance head portion 14 connected to the tip of the third-stage lance 13 is composed of double cylindrical bodies 14a and 14b, similarly to the above-mentioned water-cooled jacket structure.
  • a cooling water channel is formed in the gap to realize a water-cooled jacket structure.
  • a predetermined number of cooling water passage holes 55 are provided on the joint surface between the third lance 13 and the lance head portion 14.
  • the cooling water is supplied from a part of the plurality of cooling water flow paths, for example, the upper and lower flow paths among the upper, lower, left and right surfaces, and the left and right side flow paths.
  • the lances 9, 1 2, 13 and the fixed outer cylinder 7 of the first to third stages are constituted by a cylinder having a quadrangular cross section, but as shown in FIG. It can also be composed of double cylinders 6 la and 61 b, 62 a and 62 b.
  • four rollers 63 are formed in the four left and right spaces formed between the inner peripheral surface of the cylindrical body 61 b inside the second-stage lance and the outer peripheral surface of the cylindrical body 62 a outside the third-stage lance. c is located.
  • a plurality of partitions 61 c and 62 c extending in the central axis direction are provided between the double cylinders 61 a and 61 b and between the double cylinders 62 a and 62 b, respectively.
  • the first and second lances 9, 12 consist of double cylinders 71a and 71b, 72a and 72b, each having an octagonal cross section.
  • the third-stage lance 13 is composed of a triple cylindrical body 73a, 73b, 73c having a circular cross section.
  • rollers 74 are provided in the space formed between the inner peripheral surface of the inner cylinder 71b of the first-stage lance and the outer peripheral surface of the outer cylinder 72a of the second-stage lance. Is arranged. Second stage run Four rollers 75 are also arranged in a space formed between the inner peripheral surface of the inner cylindrical body 72 b of the sleeve and the outer peripheral surface of the outer cylindrical body 73 a of the third lance.
  • the arrangement of the rollers 74 and 75 is asymmetric, with three at the bottom and one at the top. This arrangement takes into account the weight of the lance and does not affect the expansion or contraction of each step.
  • a plurality of partition portions 77 extending in the central axis direction are provided. 7 8 are provided.
  • the positioning of the multistage telescopic lance device will be described.
  • a pair of back stays 58 are usually provided.
  • the stroke cylinders 56 and 57 are provided on both sides of the lance support 5 so as to correspond to the backstay 8.
  • the stroke cylinders 56 and 57 are used to measure the distances La and Lb between the lance support 5 and the back stay 58 and to position the lance support 5 in parallel with the back stay 58.
  • a reflector 59 (FIG. 12) is provided at a predetermined height position of the back stay 58.
  • the distance between the reflector 59 and the lance head 14 is measured by a laser distance meter 25 (Fig. 4) built into the lance head 14 of the multi-stage telescopic lance device, and the multi-stage telescopic lance device is measured. Used to center the center of the furnace with the center of the furnace width of the carbonization chamber 1 ⁇ .
  • step S1 the storage cylinders 56 and 57 are operated to contact the back stays 58 and 58 (step S1), and the distances La and Lb are read (step S2).
  • step S3 the turning angle of the lance support 5 is calculated, and the lance support 5 is turned (step S4).
  • step S5 it is determined whether or not the distances La and Lb are equal to or less than a predetermined value; As a result of the determination, when the value becomes equal to or less than the predetermined value, the stroke cylinders 56 and 57 are retracted (step S6), and the parallel positioning of the lance support 5 and the coke oven is completed.
  • step S 11 a mode not shown in step S 11 is shown.
  • the evening is driven to rotate the binion 11, and the multi-stage telescopic lance device is extended via the rack 1 ⁇ .
  • the laser distance meter 25 built in the lens head section 14 is positioned at a position facing the reflection plate 59 (step S12).
  • the distance Lc between the laser range finder 25 and the reflector 59 is read (step S13), and the movement distance Lz of the lance support 5 in the Z direction is calculated based on the following equation. (Step S14).
  • R is the distance between the furnace wall and the kiln center
  • Lz is the distance between the center of the multistage telescopic lance device and the laser distance meter 25.
  • step S15 the lance support 5 is moved in the Z-axis direction, and the process proceeds to step S16 to determine whether Lz is equal to or less than a predetermined allowable value Lk.
  • Lz becomes equal to or less than the predetermined allowable value Lk
  • the alignment of the multi-stage telescopic lance device is completed, and the position of the lance tip before extension is set to the reference point of X X, Y and Z axes. (0, 0, ⁇ ).
  • a pinion 11 is rotated by driving a motor (not shown), and a multistage telescopic lance device is extended to a predetermined position in the carbonization chamber 100 through a rack 1 1, and the furnace is to be repaired. Scan over the wall. Then, the condition of the furnace wall is photographed by the CCD camera 23 built in the lance head part 14, and an image of the furnace wall is displayed on a repair monitor described later.
  • the screen on the repair monitor displays the distance traveled along the X, Y, and Z axes from the reference points ( ⁇ , ⁇ , 0) of the X, Y, and Z axes at the spraying position of the repair material at the tip of the lance.
  • the X axis and Y axis wear screen of the I target is displayed.
  • the absolute position of the repair material spraying position is based on the reference points (0, 0, 0) on the X axis, the Y axis, and the Z axis, and is sent from the lance drive system described later to the signal processing control unit in the operation room 21. It is determined from the input drive amount information, and estimates and corrects the amount of deflection at the lance tip.
  • the signal processing control unit performs image processing of the furnace wall wear amount data input from the laser distance meter 25 and the position coordinate data of the furnace wall concavity due to the wear, and processes each part of the furnace wall for the degree of wear. That is, the wear distribution figure is classified and displayed on the repair monitor according to the depth of the recess.
  • the operator instructs the necessary repair range of the furnace wall from the observation data of the wear distribution pattern and the monitor screen, and sets and inputs a predetermined repair pattern to the signal processing controller. That As a result, a control signal is sent to the lance drive system based on a predetermined repair pattern, and the lance drive system controls the multi-stage telescopic lance device based on the control signal to perform automatic repair.
  • the first to third stage lances 9, 12, 13 and the lance head portion 14 of the multistage telescopic lance device have a water-cooled structure.
  • Compressed air for cooling is blown from the compressed air pipe for cooling 26 into the interior of the air conditioner.
  • the compressed air for cooling blows out to the outer surface of the glass from the slits provided in the mounting portions of the glass 14-4 and 14-5 provided in the openings 14-12 and 14-3. 4, 14 14 Adhesion of sprayed material due to rebound on the outer surface of 4 is prevented.
  • the lance head portion 14 can be removed from the third-stage lance 13.
  • the nozzle head 22 incorporated in the lance head portion 14 has a plurality of branched thermal spray ports 22-1, as described above.
  • Fig. 15 (a) shows the installation position of the repair nozzle 14-11 when observing and repairing the furnace wall 101-1 on the right side
  • Fig. 15 (b) shows the left side. This shows the installation position of the repair nozzle 14-1 when observing and repairing the furnace wall 10 1-2 of.
  • Fig. 15 (c) shows the mounting position of the repair nozzle 144-1 when observing and repairing the furnace wall 101-3 on the ceiling.
  • the moving distance of the first lance 9 and the moving distance of the second lance 12 and the third lance 13 are the same. It is easy to calculate the position of the repair nozzle 14-11 in the head section 14. Furthermore, by making the multi-stage telescopic lance device a polygonal cross section,
  • FIG. 16 in the operation room 21 (FIG. 1), a repair monitor 34 for repairing the wall surface, a signal processing controller 35 for processing the figure of the amount of wear, and the processed figure are displayed.
  • a graphic panel (not shown), other measurement devices, and an operation panel are installed.
  • the signal processing control unit 35 is implemented by a computer, and has at least the following functions, as will be apparent from the following description.
  • the signal processing control unit 35 includes a wear part position coordinate calculation unit 35-1 for calculating the position coordinates of the wear part, a wear amount data calculation 35-2 for calculating the wear amount, and a wear part for creating the wear part figure.
  • the image captured by the wide area camera 19 (FIG. 1) provided on the fixed outer cylinder 7 (FIG. 1) is displayed on the wide area monitor 37.
  • the illustrated signal processing device 35 is provided with a memory 35-7 storing a program for controlling the above-described units, and a memory 35-8 described later.
  • Each drive unit in the multi-stage telescopic lance device is controlled by a lance drive system 38 using a servomotor or the like.
  • the lance drive system 38 has the Xlh direction movement amount Lx, the Y ⁇ direction movement amount Ly, the Z axis direction movement amount Lz, the rotation angle Rx , the turning RY , and the tilting movement shown in FIG.
  • the position and speed of each drive unit are controlled while grasping the angle R, and the information is output to the signal processing control unit 35 in the operation room 21.
  • the signal processing controller 35 receives the X-axis movement Lx, the Y-axis movement Ly, and the rotation angle 0 around the Z-axis as inputs, and calculates the deflection ⁇ of the lance tip. It has the function of a multilayer neural network as an output.
  • This multilayer neural network estimates the amount of deflection £ at the tip of the lance from the arbitrary amount of movement in the X-axis direction L ⁇ , the amount of movement in the ⁇ -axis direction Ly and the rotation angle 0 around the ⁇ -axis, and uses this estimated value
  • the position of the lance tip by the drive system 38 is detected.
  • the signal processing controller 35 is connected to a repair monitor 34 for displaying the wall image from the CCD camera 23 and a wide-range monitor 37 for displaying the image from the wide-range force camera 19. .
  • the signal processing control unit 35 obtains the data of the amount of wear of the furnace wall from the signal from the laser range finder 25, and also detects the detection signal of the laser range finder 25 and the drive amount of the lance drive system 38.
  • the position coordinates of the worn part of the furnace wall with respect to the lance tip are obtained from the above.
  • the signal processing control unit 35 further classifies each part of the furnace wall according to the degree of wear by performing image processing using the wall image information, the amount of wear data, and the position coordinate data of the worn part on the repair monitor 34. Display as a wear distribution figure on the persimmon repair monitor 34 or another graphic panel.
  • the operation unit 39 is for the operator to observe the wear distribution pattern on the repair monitor 34 and to specify and input a necessary repair range and repair pattern of the furnace wall.
  • the operator When repairing a damaged part of the furnace wall in the coke oven, first, the operator operates the operation part 39 in the operation room 21 to move the lance 1 in front of the coke oven in the predetermined coking chamber. Then, as described with reference to FIGS. 11 and 13, the lance cart 1 is positioned at a predetermined position such that the distance between the back stays 58 on both sides and the lance support 5 is equal to or less than a predetermined value. Position.
  • the fixed outer cylinder 7 is moved in the Y-axis and Z-axis directions via the slide plate 8 so that the lance center is located at the center of the carbonization chamber. Move.
  • the lance tip position before elongation at this point is set as the X-axis, Y-axis, and Z-axis reference points (0, 0, 0).
  • the operator operates the lance drive system 38 to insert the lance into the coke oven and scan over the furnace wall to be repaired, and the lance tip, that is, the lance head
  • the condition of the furnace wall is photographed by the CCD camera 23.
  • an image of the furnace wall in a limited area for example, lm square
  • the screen on the repair monitor 3 4 displays the X-axis, Y-axis from the reference point (0, 0, 0) of the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the repair material spray position at the tip of the lance Axis, X-axis in the coordinate corresponding to the moving distance of the Z axis, movement of the lance wear image of the Y-axis is c above is displayed conducted by lance drive system 3 8, the absolute position of Installing blown repairing material located From the drive amount information of each drive unit input to the signal processing control unit 35 from the lance drive system 38, the X-axis, Y-axis, and Z-axis reference points ( ⁇ , ⁇ , 0) are used as starting points. Then, the amount of deflection at the tip of the lens is estimated and corrected. Further, the wide area monitor 37 displays an image of the furnace wall of a relatively wide area as shown in FIG. 18 by the wide area camera 19.
  • the signal processing control unit 35 calculates the image information of the furnace wall in the limited area shown in FIG. 17, the furnace wall wear amount data input from the laser distance meter 25, and the Image processing of the position coordinate data of the furnace wall recess. As a result of this image processing, the signal processing control unit 35 classifies each part of the furnace wall according to the degree of wear, that is, the depth of the recess, as shown in FIG. Display in 4.
  • the required repair range is designated and a predetermined repair pattern is set.
  • the signal processing control section 35 sends a control signal to the lance drive system 38 based on the repair pattern input from the operation section 39, and controls the lance drive system 38 to control the lance drive system 38 by a multi-stage telescopic lance device. Automatic repair is performed.
  • the repair pattern is a pattern that scans the repair area in a meandering manner from above to below. This repair pattern may be determined arbitrarily, may be set in advance, or may be determined manually by an operator.
  • a wide area camera 19 displays a relatively wide image of the furnace wall on the wide area monitor 37, which is affected by dust, fumes and high temperature flames for spraying the repair material. The status of the repair work can be checked from outside the furnace without any need.
  • the lance drive system 38 is operated via the signal processing control unit 35, and the lance expansion / contraction length and tilt angle R By controlling the position of z so that it changes relative to the trigonometric function, the tip of the lance can be brought close to the hearth and repaired. If the distance between the lance inserted into the furnace and the wall does not reach the set distance, the lance drive system 38 is operated via the signal processing control unit 35 in the same manner as described above, and By controlling the turning angles R, the distance between the repair nozzle 14-11 and the furnace wall can always be kept constant. As a result, the previously detected worn portion can be automatically repaired in an arbitrary pattern.
  • a laser distance meter 25 measures the distance between the lance tip and the wall surface in order to quantitatively grasp the state of wear of the furnace wall 101 as wear amount data. That is, when a concave portion due to wear is present on the wall surface, the size and depth of the concave portion can be detected from the measurement data of the laser distance meter 25.
  • the signal processing control unit 35 obtains the data of the amount of wear on the furnace wall based on the signal from the laser range finder 25, and also obtains the lance tip The position coordinates of the worn part of the furnace wall with respect to are calculated.
  • the signal processing control unit 35 also classifies each part of the furnace wall according to the degree of wear by performing image processing using the image information of the furnace wall, the amount of wear data, and the position coordinate data of the worn part on the repair monitor 34. Display on the repair monitor 34 or another graphic panel as a wear distribution pattern.
  • the signal processing control unit 35 has the memories 35-8 as described above.
  • This memory 35-8 has a horizontal reciprocating motion pattern as shown in FIG. 22 (a) and a vertical reciprocating motion pattern as shown in FIG. 22 (b) as the basic operation pattern of the repair nozzle 14-11 in advance.
  • a straight reciprocating motion pattern, a circular motion pattern as shown in FIG. 22 (c), and a stop pattern as shown in FIG. 22 (d) are stored.
  • FIG. 23 a movement pattern as shown in FIG. 23 is stored in the memory 35-8 of the signal processing controller 35.
  • FIG. 23 (a) shows a movement pattern that combines horizontal and vertical movement of the repair area.
  • FIG. 3 (b) shows the movement pattern combining vertical movement and horizontal movement
  • Fig. 23 (c) shows the spiral movement pattern combining vertical movement and horizontal movement from outside to inside.
  • FIG. 23 (d) shows a spiral movement pattern that combines vertical movement and horizontal movement from inside to outside
  • FIG. 23 (e) shows the spiral movement pattern from the outside to the inside
  • FIG. 23 (f) shows the spiral movement pattern from the inside to the outside.
  • Such a movement pattern can be easily realized by using a multi-stage telescopic lance device capable of performing the above-described operation with respect to the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
  • the operator When performing repairs, the operator operates the operation unit 39 in the operation room 21 to move the lantern truck 1 to the kiln in a predetermined coking room.
  • the lance support 5 is positioned so that the distance between the back stays 58 on both sides and the lance support 5 is less than a predetermined value. Position it in a fixed position.
  • the fixed outer cylinder 7 is moved in the Z direction via the slide plate 8 so that the center of the balance is located at the center of the coking chamber. Let it. Then, the lance tip position before extension when the lance center is located at the center of the carbonization chamber is set as reference points ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) on the X, Y, and Z axes.
  • the operator then operates the lance drive system 38 via the signal processing control unit 35 to insert the lance into the coke oven, scan the furnace wall to be repaired, and The state of the furnace wall is photographed by the CCD camera 23 of the above, and the photographed image of the furnace wall is displayed on the repair monitor 34.
  • the screen on the repair monitor 3 4 shows the moving distance of the X-axis, Y-axis, and Z-axis from the reference point (0, 0, 0) of the X-axis, Y-axis, and Z ⁇ of the repair material spraying position at the tip of the lance.
  • the movement of the c lance at which the wear image on the X $ axis and the Y axis at the coordinates corresponding to is displayed is controlled by the lance drive system 38 under the control of the signal processing control unit 35.
  • the absolute position of the repair material spraying position can be determined from the drive amount information of each drive unit input from the lance drive system 38 to the signal processing control unit 35 based on the reference points (0, ⁇ , 0) as the starting point, and estimate and correct the amount of deflection at the lance tip, £.
  • the signal processing control unit 35 calculates the drive amount information input from the lance drive system 38 and the furnace wall wear amount data input from the laser distance meter 25, and the position coordinate data of the furnace wall recess due to the wear.
  • the operator checks the damage type and range from the displayed data of the wear distribution pattern, the monitor screen and the wall temperature of the wear part from the radiation thermometer 24, and checks the damage type and range of the part to be repaired. Select and combine the basic operation patterns and movement patterns shown in Fig. 22, Fig. 22 and Fig. 23, and instruct and select the required repair range in the furnace wall and the predetermined repair pattern to the lens drive system 38. .
  • the signal processing control unit 35 sends a control signal to the lance drive system 38 based on the instruction, the selected repair range, and a predetermined repair pattern, and moves the repair nozzles 14-11 and / or repairs them.
  • Automatic repair is performed by a multi-stage telescopic lance device by controlling the amount of material discharged.
  • FIG. 24 shows an example of a selected repair pattern when thermal spray repair of a furnace wall is performed using the above method.
  • the repair range is relatively wide and about lm 2
  • circular motion pattern shown in the second 2 view as a basic operation pattern of the repair Nozzle 1 4 one 1 (c)
  • the second 3 view as moving pattern ( a)
  • the movement pattern that combines the horizontal movement pattern and the vertical movement pattern shown in (a) is selected.
  • the signal processing controller 35 controls the lance drive system 38 based on the selected movement pattern, and adjusts the repair nozzle 141-1 to the upper left corner of the damaged part.
  • the repair nozzle 14-1 repeats a circular motion independently at that position, and moves the center of the circular motion up, down, left and right according to the selected movement pattern.
  • the diameter and rotation speed of the circular motion vary depending on the method of spraying, the characteristics of the mechanical device, and the like.
  • the center movement speed of the circular motion is preferably substantially the same as the rotation speed. It is better to move horizontally first. After moving the center of the circular motion in the horizontal direction by a fixed distance (approximately 70 cm in the example), lower the center so that the circular motion overlaps (approximately 40 mm lower in the example) ). Then, it is moved horizontally again, and this operation is repeated to automatically repair the front of the damaged part.
  • the repair nose corresponds to the damage depth D1 shown in Fig. 25 (a).
  • the damaged part can be repaired by one spraying.
  • the movement pattern shown in Fig. 23 (a) was selected for the range shown in Fig. 25 (b).
  • C Referring to Fig. 26, the damaged part with relatively shallow damage Other operations in the case of repairing by thermal spraying will be described.
  • the spraying rate of the sprayed material from the repair nozzle 14-11 is changed as shown in Fig. 26 (c) to control the spray thickness.
  • the damaged part can be repaired by one thermal spraying.
  • the same movement pattern as in FIG. 25 (b) is selected.
  • the repair area Ar is divided into a plurality in the depth direction of the damage. Here, it is divided into first to third sections A r-1 to A r-3.
  • repair is performed from the deepest damaged part in the order of Ar-1-1, Ar-2, Ar-3 in the first to third sections.
  • the repair area changes every 1st to 3rd section A r — 1, A r — 2, A r — 3.
  • This repair pattern prevents overfilling of the repair material because the repair is performed while the surface is exposed, and can smoothly finish the boundary with the undamaged brick surface. Prevention of overload can be easily performed by monitoring the distance to the repaired surface with a laser distance meter 25.o
  • the lance is determined based on the distance L m between the repair nozzle 14 11 and the wall surface continuously input from the laser distance meter 25 to the signal processing controller 35.
  • the drive system 38 is controlled to control the length of expansion and contraction of the lens and the turning angle RY . With such control, the distance L m between the repair nozzle 14 11 and the furnace wall 101 can be always kept constant.
  • the moving speed of the repair nozzle 141 and / or the discharge amount of the sprayed material are determined based on the temperature of the furnace wall 101. It can control and keep the temperature of the repaired surface constant.
  • the automatic repair is temporarily suspended due to the interference with the extruder and the coke guide truck of the furnace, and it becomes necessary to temporarily evacuate the lance 1, the following operation is performed.
  • the lance 1 is temporarily evacuated.
  • the interference with the extruder and the coke guide vehicle is released, the lance 1 is again positioned at the position before the evacuation.
  • the multistage telescopic lance device is extended to position the repair nozzle 14-11 at the interrupted position Pj. Then, automatic repair is continued from the interrupted position to the completed position Pk.
  • the lance is inserted almost parallel to the furnace wall 101, and the arbitrary positions P i, P of the normal brick part with the damaged part in between.
  • the distance z T1 to the furnace wall i 0 1 at and. Is measured by the laser distance meter 25 and stored in the memory of the signal processing controller 35.
  • the distance Z i that is closer to the furnace wall 101 than the position at the time of the above measurement from the fulcrum of the lance Repair nozzle 1 4 1 1 Always calculated from the length up to 1 and the movement angle.
  • ⁇ i between the positions P i and P 2 and the measured distance z 2 + z 2 ⁇ z T1
  • the case where the repair pattern as shown in FIG. 24 is selected by combining the basic operation pattern and the movement pattern has been described, but only the basic operation pattern or the movement pattern is selected. It is also possible to repair the furnace wall in a point-like or linear manner by using the depth of the worn part measured by the laser distance meter. Therefore, it is also possible to repair only one place by using the repair method of the present invention. Furthermore, only the case where the wear distribution map of the wear part is created by image processing of the wall image information using the imaging device and the monitor has been described, but the position coordinate data of the wear part and the wear amount data measured by the laser distance meter are described. By using only the data, it is possible to create a wear distribution map of the wear part. In addition, it is also possible to select and determine the basic operation pattern and ⁇ or the movement pattern according to the wear distribution diagram obtained in this way.
  • the moving speed of the repair nozzle or the spray amount of the repair material ie.
  • both the moving speed of the repair nozzle and the spray amount of the repair material may be controlled to repair the worn portion.
  • the repaired surface was constantly monitored by a laser rangefinder while the constantly changing repaired surface exceeded the virtual line of the healthy furnace wall, and the repair material was sprayed.
  • the repair material was sprayed.
  • the force described in the case where the laser distance meter is used as the distance sensor (the ultrasonic sensor or the like may be used).
  • the ultrasonic sensor or the like may be used.
  • a case where a single CCD camera is provided in the lance head portion as an image pickup device is described.
  • a plurality of CCD cameras are mounted in the lance head portion to obtain a three-dimensional image. It is also possible to create a wear distribution diagram from the three-dimensional image, or to determine a repair range from the three-dimensional image.
  • the furnace wall repairing device may be provided with a lance that can move linearly or planarly along the furnace wall surface.
  • the position control of a repair nozzle is easy, and observation, measurement, and repair of various directions in a furnace can be performed only by rearrangement of a lance head part, and repair work time Can be greatly reduced.
  • the furnace wall repair method of the present invention it is possible to quantitatively grasp the wear situation, select a repair range and a repair pattern, automatically operate the repair lance, and repair the brick surface. This improves the smoothness at the boundary with the surface and after repair, and also prevents excessive build-up to suppress the increase in extrusion resistance during coke extrusion, and also improves the durability of the repair part.

Landscapes

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Description

明 細 書
コ一クス炉の補修方法および装置
技術分野
本発明は、 室炉式コ一クス炉の炭化室と燃焼室とを区画する炉壁の損傷部分の 補修方法および装置に関する。
背景技術
室炉式コ一クス炉は、 炉体の下部に蓄熱室があり、 その上部に炭化室と燃焼室 とが交互に配置されている。 燃料ガスおよび空気 （富ガスの場合は空気のみ） は 蓄熱室で予熱され、 燃焼後隣接する蓄熱室で熱回収されたのち、 煙道を経て排出 される。 炭化室に装入された石炭は、 両側の燃焼室から炉壁を介して間接加熱に より乾留されてコークス化する。 室炉式コ一クス炉は、 大部分が珪石煉瓦および 粘土質煉瓦で構築され、 一部に断熱煉瓦、 赤煉瓦が使用されている。
室炉式コ一クス炉は、 長年使用しているうちに機械的外力、 熱応力、 装入され た石炭の水分等の諸要因によって、 炉壁に損傷が発生する。 特に、 炭化室の炉壁 は、 前記の諸要因に基づく作用が集中するため、 目地切れ、 亀裂、 煉瓦の欠落等 の損傷が生じ易い。 このような損傷が生ずると、 炭化室で発生したガスが燃焼室 へ流入することがあり、 不完全燃焼を生じて黒煙による公害問題を引き起こした り、 燃焼室温度の局部的低下による生産性の低下をもたらす。 そのため、 損傷箇 所に補修材としてモルタルを吹付けたり、 損傷が大きな場合は、 高額の補修費を 要する煉瓦の積替えを行なっていた。
これまで、 室炉式コ一クス炉の寿命は、 2 0〜 2 5年程度といわれてきた。 と ころが、 最近では炉壁の損傷部の診断精度のァップによる適切な補修及び補修方 法の改良によって、 3 0〜 3 5年は持たせられる見通しが立ってきている。
—方、 コークス炉をリプレースするには、 少なくとも 1炉団あたり数百億円の 投資が必要となり、 会社の経営環境を大きく圧迫することとなる。 また、 我が国 のコークス炉の寿命を 3 5年とすると、 西暦 2 0 0 0年前後にリプレースしなけ ればならない炉が多く、 珪石煉瓦および築炉ェの対応ができないという問題点を 有している。
このため、 コークス製造業界においては、 室炉式コ一クス炉の寿命を 4◦〜4 5年、 さらにそれ以上に延長できるような汎用性が高く、 且つ、 効果的な補修技 術が切望されている。
従来、 コークス炉の炉壁の補修方法としては、 以下のような方法が知られてい る。 第 1の補修方法では、 特開昭 5 8— 2 0 6 6 8 1号に開示されているように、 先端部に光フアイバを含む光学系を取り付けたランス装置をコークス炉の炭化室 または燃焼室内に挿入して炉壁の絶対位置に関連付けて炉壁上を走査させること により炉壁の画像を得、 得られた画像により炭化室または燃焼室内の炉壁を観察 して損傷部を検出するとともに、 炉壁の画像データを炉壁の絶対位置と共にコン ピュー夕のメモリに記憶している。
第 2の補修方法は、 特公平 5 _ 1 7 2 7 7号に示されているように、 光フアイ バを含む光学系またはテレビカメラを備えた耐熱性の保護管を炭化室または燃焼 室内へ挿入して、 炉外にて炭化室または燃焼室内の炉壁の損傷部を検出し、 保護 管内に配置された補修材吹付け用ノズルから補修材を炉壁の損傷部に吹付けて補 修している。
第 3の補修方法は、 特開昭 6 0 - 1 7 6 8 9号に開示されているように、 溶射 ガンの位置をテレビカメラおよび観察装置を用いて炉壁の損傷部に配置せしめる と共に、 炉壁及びその損傷部と溶射ガンとの距離を測定し、 この距離を予め定め た最適距離になるように制御しながら補修している。
—方、 炉壁の補修装置としては、 以下のような装置が知られている。 第 1の補 修装置としては、 実開昭 5 2— 3 6 7◦ 3号に示されたものがある。 この第 1の 補修装置は、 可燃ガス、 酸素ならびに耐火物粉の供給管を内蔵した水冷式の長筒 体を備えている。 この長筒体の一端には着脱自在に溶射バーナーが設けられてお り、 他端には操作ハン ドルを設けられている。 長筒体は支持枠に転動自在に装着 され、 移動台車上に移動かつ旋回自在に搭載される。
第 2の補修装置は、 前述した第 3の補修方法に関連して説明した特開昭 6 0— 1 7 6 8 9号に示されている。 この補修放置は、 炉内揷入用のへッ ド部を備え、 このへッ ド部は、 冷却ケースに、 不定形耐火物を炉壁の損傷部に吹付ける溶射ガ ンと、 炉壁の損傷部を映し出すテレビカメラと、 炉壁及びその損傷部と溶射ガン との距離を測定する距離計とを内蔵している。 第 2の補修装置はまた、 テレビ力 メラによる画像を炉外で観察可能な観察装置とへッ ド部を距離計の測定値に基づ いて三軸方向に移動させ、 炉壁及び損傷部と、 溶射ガンとの距離が最適距離とな るように制御している。
第 3の補修装置は、 特開平 2— 9 9 5 9 2号に示されているように、 ブームの 先端に着脱自在に水冷式のボックスを備え、 このボックス内には、 溶射バーナー と監視カメラ等の溶射に必要な要素を収めている。
第 4の補修装置は、 特開平 2— 9 9 5 8 9号に示されているように、 監視用力 メラと溶射バーナーを内蔵した水冷式のボックスを備えている。 このボックスは 長尺ビームに着脱自在に取付けられる。 この長尺ビームは台車に取り付けられる c 台車は、 作業床上の軌条を走行する車輪を有し、 長尺ビームの支持枠部の旋回お よび昇降が自在であり、 前後進および長尺ビームの傾斜角度を自由に選択するこ とができる。
第 5の補修装置は、 特開平 4 - 3 2 6 9 0号に開示されているように、 走行台 車を備えている。 この走行台車上には昇降及び旋回可能な基台が設けられており、 この基台上に傾動可能にガイ ドレールを設けると共に、 ガイ ドレールに沿って移 動するランスホルダーが設けてられている。 ランスホルダー内には繰り出し自在 に溶射ランスが装着されている。 ランスホルダー上には炉壁監視用のカメラを設 けている。
しかしながら、 上記第 1、 第 2の補修方法では、 炉壁の損耗状況を視覚的に把 握するのみで、 損耗量、 例えばくぼみ量を定量的に把握できない。 このため、 補 修すべき範囲及び補修材の吹付量は作業員の感覚に依存しなければならない。 ま た、 光学系による画像データを全てコンピュータのメモリに記憶しょうとすると、 メモリ容量を極めて大きく しなければならない。 さらに、 補修作業は炉内が冷え きらないうちに行われるので、 作業員は炉内に入ることはできない。 これに対し、 補修作業中は、 補修材吹付けのための粉塵、 発煙及び高温火炎により、 光学系は ほとんど役に立たない。 このため、 補修作業は、 実質的には作業員の勘に頼らな ければならない。 さらにまた、 コ一クス炉内の炉壁の検査、 補修に用いられるラ ンス装置は、 複数段のランスを伸縮自在に構成している。 各段のランスは断面が 円形の筒体により構成されているため、 回転駆動が難しい。 すなわち、 1段目の ランスを軸の回りに回転させようとする場合、 1段目のランスと 2段目のランス との接触面で滑りが生じ、 ]段目のランスの回転が 2段目のランスに伝達されな いという欠点を有している。
また、 上記第 3の補修方法は、 溶射ガンと炉壁の損傷部との距離を最適値とす ることによって溶射材のリバウンドロスを少なく して溶射材の付着効率を高める ものであって、 炉壁の損傷部の深さに応じた最適補修は不可能である。
一方、 上記第 1の補修装置は、 作業員が炉壁の損傷部を肉眼で観察しながら操 作ハンドルを操作し、 水冷式の長筒体の一端に設けた溶射バーナーにて損傷部を 補修する必要がある。 このため、 補修すべき範囲及び補修材の吹付量は作業員の 感覚に依存しなければならない。
また、 上記第 2の補修装置は、 炉壁の損傷部と溶射ガンとの距離を一定に保持 できるが、 炉壁の損傷部の損傷状況を定量的に把握し、 損傷状況に応じた補修を 行うことについては開示されていない。
さらに、 上記第 3、 第 4の補修装置は、 監視カメラで得られた炉壁の画像を作 業員が監視しながら溶射バーナーを内蔵したブームあるいは長尺ビームを操作す る必要がある。 このため、 補修すべき範囲及び補修材の吹付量は作業員の感覚に 依存しなければならない。
さらにまた、 上記第 5の補修装置は、 上記第 4の補修装置と同様に、 監視カメ ラの画像を作業員が監視しながら溶射ランスを操作する必要がある。 それ故、 補 修すべき範囲及び補修材の吹付量は作業員の感覚に依存しなければならない。 いずれにしても、 従来の補修装置及び補修方法は、 炉壁面の平面画像に依存し て、 損傷或いは損耗部分を補修しているが、 このような平面画像から損傷或いは 損耗部分の深さを定量的に把握することは事実上困難であることが判明した。 更 に、 補修作業が高温度のコークス炉内で、 且つ、 視覚的には非常に見にくい状況 で行われることを考慮すると、 平面画像だけから損傷或いは損耗部分を視覚的に 判別することすらも困難である。
そこで、 この発明の目的は、 従来のコ一クス炉の炉壁の検査方法及び補修方法 ならびに補修装置の問題点を除去し、 炉壁の損耗状況、 及び、 損耗量を定量的に 把握することができるコ一クス炉壁の補修方法および補修装置を提供することに ある。
この発明の目的は、 高温、 且つ、 悪条件のもとでも、 炉壁を補修できる補修方 法および補修装置を提供することである。
発明の開示
本発明者らは、 上記目的を達成すべく種々試験研究を重ねた。 その結果、 以下 のような工程を実施することで自動補修が可能となることを究明した。 はじめに、 ランス先端に設けた距離センサによりランス先端部と炉壁との距離を測定して炉 壁の損耗量デ一夕を求める。 この場合、 補修材の吐出ノズルを有するランス先端 部には、 テレビカメラまたはファイバースコープ等の撮像装置を設けておき、 こ の撮像装置により、 炉壁を走査して損傷部を特定しておいても良い。 更に、 ラン スを駆動するランス駆動システムにおける駆動量からランス先端に対する炉壁の 損傷部の位置座標を求める。
次に、 炉壁の損傷部の位置座標、 損耗量データに基づいて必要な補修範囲と所 定の補修パターンを指示、 選択し、 ランス駆動システムを制御してランス先端を 移動させ、 補修材を損傷部に吹き付けて補修する。
すなわち、 本発明は、 コークス炉の炉壁をランスを用いて補修する方法におい て、 距離センサをランス先端部に設置しておき、 当該距離センサにより、 炉壁面 における損耗部分の深さを測定し、 距離センサの測定結果に基づき、 前記損耗部 分に前記ランス先端部に設けた補修ノズルから補修材を吐出して補修することを 特徴とする。
また、 本発明によれば、 機械的または電気的に補修ノズル位置を制御可能な補 修装置を用いるコ一クス炉の炉壁補修方法において、 ランス制御部に補修ノズル の基本動作パターンと、 補修範囲内の移動パターンを予め設定しておき、 補修開 始前に損耗部分の損耗情報に基づいて補修範囲を設定すると共に、 補修ノズルの 基本動作パターンと移動パターンを組合せた補修パターンを選択し、 補修ノズル の移動速度および Zまたは補修材料の吐出量を制御して損傷部の補修を自動的に 行うことを特徴とするコ一クス炉の補修方法が提供される。
更に、 本発明によれば、 機械的または電気的に補修ノズル位置を制御可能な補 修装置を用いるコークス炉の補修方法において、 ランス制御部に補修ノズルの基 本動作パターンと、 補修範囲内の移動パターンを予め設定しておき、 損耗部分の 損耗情報に基づいて損耗分布図を作成し、 該損耗分布図に基づいて補修範囲を設 定すると共に、 補修ノズルの基本動作パターンと移動パターンを組合せた補修パ ターンを選択し、 補修ノズルの移動速度および Zまたは補修材料の吐出量を制御 して損傷部の補修を自動的に行うことを特徴とするコークス炉の補修方法が提供 される。
本発明によれば、 更に、 機械的または電気的に補修ノズル位置を制御可能な補 修装置を用いるコークス炉の補修方法において、 ランス制御部に補修ノズルの基 本動作パターンと、 補修範囲内の移動パターンを予め設定しておき、 補修開始前 に損耗部分の損耗情報に基づいて補修範囲、 損耗測定時の距離センサと損耗部分 周囲の健全な煉瓦面までの距離を設定すると共に、 補修ノズルの基本動作パター ンと移動パターンを組合せた補修パターンを選択し、 補修ノズルの移動速度およ び Zまたは補修材料吐出量を制御し、 時々刻々変化する距離センサと補修面まで の距離を測定し、 損傷測定時の距離センサ位置と補修時の距離センサ位置との距 離を演算し、 時々刻々変化する補修面が損耗部分における健全な煉瓦面の仮想線 を超えるのを監視することを特徴とするコ一クス炉の補修方法が提供される。 本発明によれば、 更に、 補修材を吐出する補修ノズルを有するランス先端部に 設けた撮像装置により炉壁面を走査してモニタに表示すると共に、 前記ランス先 端部に設けた距離センサにより、 前記ランス先端と炉壁面との距離を測定して炉 壁面の損耗量データを求め、 ランスを駆動するランス駆動機構における駆動量か ら前記ランス先端に対する前記炉壁面の損耗部分の位置座標を求め、 これらの壁 面画像情報、 損耗量データおよび損耗部分の位置座標データから、 炉壁面の必要 な補修範囲と補修パターンを指示、 選択し、 前記炉壁面の損耗部分を所定の補修 パターンに従って吹き付け補修するようにしたことを特徴とするコ一クス炉の補 修方法が提供される。
本発明によるコ一クス炉の補修装置は、 補修材を吐出することができ、 且つ、 平面的に移動可能な補修ノズルを先端部に備えた多段伸縮ランス装置と、 該多段 伸縮ランス装置を駆動するランス駆動機構と、 前記多段伸縮ランス装置の先端部 に、 前記ノズルに隣接して設けられた炉壁面との距離を測定する距離センサと、 前記距離センサからの信号により炉壁面の損耗量デ一タを求め、 該損耗量デー夕 および損耗部分の位置座標データから、 前記炉壁面の損耗部分上を前記ノズルが 移動するように、 前記ランスを操作するランス操作部とからなることを特徴とす •i)
本発明は、 また、 多段伸縮ランス装置を用いるコークス炉の補修装置において、 予め定められた方向に伸びる 由を備えた多段伸縮ランス装置と、 該多段伸縮ラン ス装置を駆動するラ ンス駆動システムを備え、 前記多段伸縮ランス装置は、 第 1 段ランスと、 この第 1段ランス内に軸方向に伸縮自在に組み付けられた第 2段〜 第 N段のランスと、 前記第 1段ランスをその内面に嵌合収納することにより前記 第 1段〜第 N段のランスを支持する固定外筒とからなり、 前記ランス駆動システ ムは、 前記固定外筒と第 1段〜第 N段ランス間に設けられたランス伸縮駆動機構 と、 前記固定外筒を垂直平面内で傾動させるための傾動機構とを有することを特 徴とする。
図面の簡単な説明
第 1図は本発明によるコ一クス炉の補修装置の多段伸縮ランス装置の斜視図で あ
第 2図は第 1図に示された多段伸縮ランス装置の傾動機構を説明するための側 面図である。
第 3図は第 1図に示された多段伸縮ランス装置の旋回機構を説明するための平 面図である。
第 4図は第 1図に示された多段伸縮ランス装置の先端部の構成を示す横断面図 である。
第 5図は第 4図に示された多段伸縮ランス装置の先端部の撮像装置の前に設け る遮光フィルター切替え装置の概略説明図である。
第 6図は第 1図に示された多段伸縮ランス装置の伸縮駆動機構を示す概略側断 面図である。
第 7図は第 1図に示された多段伸縮ランス装置の伸縮駆動機構におけるコ口の 取付け位置を示す概略水平断面図である。
第 8図は第 7図における A— A線で切断した多段伸縮ランス装置の第 1の例の 縱断面図である。
第 9図は第 7図の A— A線に沿って切断した多段伸縮ランス装置の第 2の例の 縦断面図である。
第 1 0図は第 7図の A— A線に沿って切断した多段伸縮ランス装置の第 3の例 の縦断面図である。
第 1 1図は補修装置のランス台車を窯前で平行にする場合の説明図である。 第 1 2図は多段伸縮ランス装置を窯中心に位置させる場合の説明図である。 第 1 3図は第 1 1図においてランス台車を平行にする場合の動作を説明するた めの流れ図である。
第 1 4図は第 1 2図において多段伸縮ランス装置を窯中心に位置させる場合の 動作を説明するための流れ図である。
第 1 5図は多段伸縮ランス装置の先端部の吐出ノズルの取付け位置変更を説明 するための図である。
第 1 6図は本発明による補修装置における信号処理制御部を中心とした処理系 統を示すプロック図である。
第 1 7図は本発明による補修装置により得られた限定された範囲の炉壁の画像 である。
第 1 8図は本発明による補修装置で使用される広範囲カメラによる比較的広範 囲の炉壁の画像である。
第 1 9図は本発明において作成される損傷部の損耗分布図形の観察データを示 す画像である。
第 2 0図は本発明において用いられる補修範囲と補修パターンの一例を示す画 像である。
第 2 1図は本発明の第 2の方法により溶射材料の盛り上がり防止のための動作 を説明するための図である。
第 2 2図は本発明による補修装置の吐出ノズルの基本動作パターンを示した図 である。
第 2 3図は補修範囲における吐出ノズルの基本移動パターンを示した図である c 第 2 4図は本発明の第 2の方法により炉壁の補修を行う場合の吐出ノズルの移 動パターンを示した図である。
第 2 5図は炉壁の損傷状況と吐出ノズルの移動パターンと吐出ノズルの移動速 度との関係を示した図である。
第 2 6図は炉壁の損傷状況と吐出ノズルの移動パターンと溶射材の吐出量との 関係を示した図である。
第 2 7図は深さの有る補修箇所を損傷の深い順に補修する方法を説明するため の図である。
第 2 8図は損傷部の深さに応じて吐出ノズルと炉壁面の距離を一定に保持する 方法を説明するための図である。
第 2 9図は補修パターンを設定し自動補修を実施している途中において補修を —時中断した後、 自動補修を再開する動作を説明するための図である。
発明を実施するための形態
以下に本発明の実施例について説明する。 第 1図〜第 3図は本発明による補修 装置を示し、 ここでは、 多段伸縮ランス装置によって構成されていることが判る。 まず、 第 1図には、 水平面に沿って X軸、 水平面に垂直な方向に Y軸、 及び、 X 軸、 Y軸によって規定される平面に対して垂直な方向に Z軸を有する直交座標系 が示されており、 ここでは、 この直交座標系に関連して、 本発明に係る補修装置 を概略的に説明する。 X拳由及び Y軸によって規定される平面は、 コークス炉の炉 壁面に対して平行になるように、 補修装置を配置し、 この状態で、 平面上を直線 的に、 或いは、 二次元的に移動することができる。 また、 補修終了の際には、 Z 軸方向に、 補修装置を移動させ、 別のコークス炉内に導く ことができる。
更に、 第 1図に示された補修装置は、 ランス台車 1を備え、 このランス台車 1 は、 Y軸方向に直立し、 且つ、 Y軸の回りに回転自在に設けられたマス ト 2を有 する。 マスト 2には、 ランス昇降台 3が垂直方向、 即ち、 Y軸方向に昇降自在に 設けられている。 ランス昇降台 3は、 マスト 2の頂部に設けられたワイヤあるい はチューンによる巻上げ機からなる駆動装置 4によってマスト 2に沿って上下に 昇降する。
ランス支持台 5は、 ランス昇降台 3にランス傾動ギヤ 6を介して取り付けられ ている。 ランス支持台 5には断面 4角形の固定外筒 7が設けられており、 この固 定外筒 7はランス支持台 5の延長方向にスライ ドするスライ ド板 8を介して、 ラ ンス支持台 5に固定されている。
ランス傾動ギヤ 6は、 図示しない駆動用のモ一夕により時計方向あるいは反時 計方向に回転し、 これにより、 図 2に示すように、 固定外筒 7が Z軸の回りに傾 転するよう構成されている。
ここで、 固定外筒 7は、 その中心にランス軸を規定しており、 且つ、 その内面 に断面 4角形の筒体からなる第 1段ランス 9を支持している。
第 1段ランス 9の外周面の軸方向にはラック 1 0が固定され、 このラック 1 0 には、 固定外筒 7に設けたピニオン 1 1が係合している。 ピニオン 1 1は、 図示 しない駆動用のモータにより時計方向あるいは反時計方向に回転し、 これにより、 第 1段ランス 9を固定外筒 7のランス軸方向に沿って前後に移動させる。
第 1段ランス 9の内面には断面 4角形の筒体からなる第 2段ランス 1 2が組み 込まれており、 第 2段ラ ンス 1 2の内面にはさらに断面 4角形の筒体からなる第 3段ランス 1 3が組み込まれている。 第 3段ランス 1 3の先端部にはランスへッ ド部 1 4が設けられている。
第 4図に示すように、 ランスへッ ド部 1 4には補修材吹き付け用 （即ち、 吐出 用） の補修ノズル 1 4 - 1が設けられ、 この補修ノズル 1 4— 1には、 複数本の フレキシブルホース 1 5 (第 4図では 1本のみ図示） を通して空気、 酸素や補修 材が供給される。 フレキシブルホース 1 5は巻取り機構 1 6で、 ランスの伸縮に 応じて延長あるいは巻取るように構成されている。
固定外筒 7には第 1段から第 3段ランス 9 , 1 2 , 1 3をその中心を通るラン ス軸の回りに回転させるためにギヤ 1 7が設けられている。 図示しないモー夕に よりギヤ 1 7を回転駆動することによって、 第 3図に示すように、 固定外筒 7は、 ランス軸の回りを回転する。 ランス軸が X軸と一致するように、 固定外筒 7が配 置された状態、 即ち、 固定外筒 7が水平に配置された状態では、 固定外筒 7は X 軸の回りを回転することになる。
また、 スライ ド板 8には一対の軸受け板 1 8が固定され、 固定外筒 7は軸受け 板 1 8に設けた円形孔 1 8— 1を貫通するように配置されている。 固定外筒 7上 には、 補修作業時の炉壁の状況を観察するための広範囲カメラ 1 9が設けられて いる。 この広範囲力メラ 1 9は、 耐熱対策を施せば第 2段のランス 1 2の先端等 の任意の位置に設置できる。
—方、 マス卜 2はラ ンス台車 1上に旋回機構 2 0を介して取り付けられ、 前述 したように、 Y軸の回りに旋回可能に構成されている。 また、 ランス台車 1上に は多段伸縮ランス装置を操作するための操作室 2 1が設置されている。
なお、 この例ではランス台車 1の走行方式をキャタピラー方式としている。 し かし、 コークス炉のコークサイ ドは、 コ一クガイ ド車の軌条が設置されているの で、 キャタピラー方式ではなく軌条走行式の台車とし、 旋回機構 2 0から上を交 換可能とすることもできる。
第 4図において、 ランスへッ ド部 1 4には、 複数のフレキシブルホース 1 5の 先端に分岐した溶射口 2 2— 1を持つノズルへッ ド 2 2が設けられている。 ノズ ルへッ ド 2 2の溶射口 2 2— 1の一つには補修ノズル 1 4— 1が連結され、 残り の溶射口 2 2— 1には閉止ブラグ 2 2— 3が着脱可能に設置されている。 補修ノ ズル 1 4— 1は、 ランスへッ ド部 1 4の側面に向かって開いている。
ラ ンスへッ ド部 1 4の側面には補修ノズル 1 4一 1に隣接して開口 1 4一 2 , 1 4 - 3が設けられてい。 ランスへッ ド部 1 4内には開口 1 4一 2の方向に向け られた C C Dカメラ 2 3と、 放射温度計 2 4とが配置され、 開口 1 4— 3の方向 に向けて炉壁面までの距離を計測するレーザ距離計 2 5が配置されている。 また、 ランスへッ ド部 1 4には、 冷却用の圧縮空気配管 2 6が連結されている。
ラ ンスへッ ド部 1 4に吹込まれた冷却用圧縮空気は、 図示していないが開口 1 4 - 2 , 1 4— 3を塞ぐように設けたガラス 1 4—4、 1 4— 5の取付け部に設 けたスリッ トよりガラス外表面に噴出するよう構成されている。
更に、 C C Dカメラ 2 3の前面にはモータ 2 8により回転する回転円盤 2 7が 設けられている。
ここで、 第 4図に加えて第 5図を参照すると、 回転円盤 2 7には C C Dカメラ 2 3へ入力される光源量、 輝度を遮光調整するための複数のバンドバスフィル夕 一 F 1〜F 4が等角度間隔をおいて設けられている。 炉壁面の状況に合わせて C C Dカメラ 2 3の露光の調整を行うと共に、 バンドパスフィルター F 1〜F 4の 切替えにより炉壁からの光の波長を選択的に透過させる。 このようにして、 溶射 火炎の光の波長をカツ 卜することによって、 補修材の溶射状況を正確に観察する ことができる。
また、 レーザ距離計 2 5は、 炉壁の損耗状況を損耗量とて定量的に把握するた めに、 ランスの先端部と炉壁面との距離を測定すると共に、 損耗部分の深さをも 測定するためのものである。 すなわち、 炉壁に損耗による凹部が存在した場合、 その凹部の大きさおよび深さは、 レーザ距離計 2 5の測定データにより検出する ことができる。
C C Dカメラ 2 3で撮影された炉壁面画像、 放射温度計 2 4で測定された炉壁 の温度およびレーザ距離計 2 5の測定データは、 伝送線路 3 0 , 3 1および 3 2 によりランスヘッ ド部 1 4、 第 1段から第 3段ランス 9 , 1 2 , 1 3および固定 外筒 7の内部、 及び、 巻取り機構 1 6を通過して外部に取り出され、 操作室 2 1 に導かれる。
また、 ノズルヘッ ド 2 2には、 フレキシブルホース 1 5を介して補修材が供給 される。 フレキシブルホース 1 5はランスへッ ド部 1 4、 第 1段から第 3段ラン ス 9 , 1 2 , 1 3および固定外筒 7の内部を通過して巻取り機構 1 6を介して外 部に取り出され、 補修材供給機構 （図示せず） に連結されている。
以上のような多段伸縮ランス装置により、 第 2図、 第 3図に示すように、 ラン スへッ ド部 1 4を炭化室 1 0 0内で炉壁 1 0 1に沿って自在に移動させ、 補修材 を炉壁 1 0 1の損傷部に吹き付けることにより補修を行う。 このことからも明ら かな通り、 補修中、 ランスヘッ ド部 1 4は炉壁 1 0 1に沿って、 直線的或いは二 次元的に移動できれば良い。 したがって、 補修中、 ランスへッ ド部 1 4は Z軸の 回りに傾動、 回転すると共に、 ランス軸に沿って伸縮するだけでも、 炉壁 1 0 1 の損耗或いは損傷部分を補修できる。 この場合、 Y軸方向への昇降動作は必要で はなくなる。
第 6図を参照して、 多段伸縮ランス装置の第 1の例について説明する。 第 1ヮ ィャ 4 1は第 2段ランス 1 2を前進移動させるためのものである。 第 1ワイヤ 4 1の一端は固定外筒 7の後端に固定され、 他端は第 1段ランス 9の前端に固定し た第 1ホイール 4 2に掛け回して第 2段ランス 1 2の後端に固定されている。 第 2ワイヤ 4 3は第 3段ランス 1 3を前進移動させるための第 2ワイヤである < 第 2ワイヤ 4 3の一端は第 1段ランス 9の後端に固定され、 他端は第 2段ランス 1 2の前端に固定した第 2ホイール 4 4に掛け回して第 3段ランス 1 3の後端に 固定されている。
第 2段ランス 1 2および第 3段ランス 1 3を前進移動させるための駆動機構は、 図示しない駆動用モータによりピニオン 1 1を回転させて第 1段ランス 9を前進 させると、 第 1ワイヤ 4 1および第 1ホイール 4 2によって第 2段ランス 1 2が、 第 2ワイヤ 4 3および第 2ホイール 4 4によって第 3段ランス 1 3がこれに連動 して同距離前進するよう構成されている。
第 3ワイヤ 4 5は第 2段ランス 1 2を後退移動させるためのものである。 第 3 ワイヤ 4 5の一端は固定外筒 7の前端に固定され、 他端は第 1段ラ ンス 9の後端 に固定した第 3ホイール 4 6に掛け回して第 2段ランス 1 2の後端に固定されて いる。
第 4ワイヤ 4 7は第 3段ランス 1 3を後退移動させるためのワイヤである。 第 4ワイヤ 4 7の一端は第 1段ランス 9の前端に固定され、 他端は第 2段ランス 1 2の後端に固定した第 4ホイール 4 8に掛け回して第 3段ランス 1 3の後端に固 定されている。
第 2段ランス 1 2および第 3段ランス 1 3を後退移動は、 以下のようにして行 われる。 前記の図示しない駆動用モータによりピニオン 1 1を回転させて第 1段 ランス 9を後退させると、 第 3ワイヤ 4 5および第 3ホイール 4 6によって第 2 段ランス 1 2が後退し、 第 4ワイヤ 4 7および第 4ホイール 4 8によって第 3段 ランス 1 3がこれに連動して後退移動する。
第 7図を参照して、 多段伸縮ランス装置の移動案内機構について説明する。 固 定外筒 7と第 1段ランス 9間、 第 1段ランス 9と第 2段ランス 1 2間、 および第 2段ランス 1 2と第 3段ランス 1 3間相互の移動を円滑にするために、 第 1〜第 6の対のコロ 5 l a〜5 1 c、 5 2 a〜 5 2 cが設けられる。 第 1〜第 3の対の コロ 5 1 a , 5 1 b , 5 1 c は、 それぞれ第 1段ランス 9、 第 2段ランス 1 2お よび第 3段ランス 1 3の後端部において互いに対向し合う左右の外周面に固定さ れている。 第 4〜第 6の対のコロ 5 2 a , 5 2 b , 5 2 cは、 それぞれ固定外筒 7、 第 1段ランス 9および第 2段ランス 1 2の前端部において互いに対向し合う 左右の内周面に固定されている。
第 8図を参照すると、 第 2段、 第 3段ランス 1 2, 1 3はそれぞれ、 断面 4角 形の二重の筒体 1 2 a， 1 2 b, 1 3 a, 1 3 bからなる。 これらの筒体 1 2 a と 1 2 b、 1 3 aと 1 3 bにより形成される隙間はそれぞれ、 ランス中心軸方向 に延びる複数の仕切り部 1 2 c , 1 3 cにより分割されて複数の冷却水の流路が 形成され、 水冷ジャケッ ト構造が実現されている。 なお、 第 8図では第 1段のラ ンスと固定外筒 7は図示を省略しているが、 このような構造は第 1段ランス 9に も適用される。 冷却水は、 第 1段〜第 3段ランス 9， 1 2, 1 3毎にフレキシブ ルホースで供給、 排出される。
第 4図に戻ると、 第 3段ランス 1 3の先端部に連結されたランスへッ ド部 14 は、 上記の水冷ジャケッ ト構造と同様に二重の筒体 14 a, 14 bからなり、 そ の隙間には冷却水の流路が形成されて水冷ジャケッ ト構造が実現されている。 こ のために、 第 3段ランス 1 3とランスヘッ ド部 14との接合面には冷却水通路孔 55が所定数設けられている。 このような水冷ジャケッ ト構造においては、 複数 の冷却水の流路の内の一部、 例えば上下左右の面のうちの上下面部の流路から冷 却水を供給し、 左右側面部の流路から冷却水を排出することにより、 冷却水の偏 流によるランスの変形を防止できる。
第 8図においては、 第 1〜第 3段のランス 9, 1 2, 1 3および固定外筒 7は 断面 4角形の筒体により構成したが、 第 9図に示すように、 断面 6角形の二重の 筒体 6 l aと 61 b、 62 aと 62 bで構成することもできる。 この場合、 第 2 段のランスの内側の筒体 61 bの内周面と第 3段のランスの外側の筒体 62 aの 外周面との間にできる左右 4つの空間に 4個のコロ 63 cが配置されている。 ま た、 二重の筒体 6 1 aと 61 bとの間及び二重の筒体 62 aと 62 bとの間には それぞれ、 中心軸方向に延びる複数の仕切り部 61 c, 62 cが設けられている c 第 1 0図においては、 第 1段、 第 2段ランス 9、 1 2を断面 8角形の二重の筒 体 7 1 aと 7 1 b、 72 aと 72 bで構成し、 第 3段のランス 1 3については断 面円形の三重の筒体 73 a、 73 b、 73 cで構成している。 この場合にも、 第 1段のランスの内側の筒体 7 1 bの内周面と第 2段のランスの外側の筒体 72 a の外周面との間にできる空間に 4個のコロ 74が配置されている。 第 2段のラン スの内側の筒体 7 2 bの内周面と第 3段のランスの外側の筒体 7 3 aの外周面と の間にできる空間にも 4個のコロ 7 5が配置されている。 コロ 7 4、 7 5の配置 は、 下部に 3個、 上部に 1個というように非対称である。 これはラ ンスの重量を 考慮した配置であり、 各段の伸縮に影響は無い。 また、 二重の筒体 7 1 aと 7 1 bとの間及び二重の筒体 7 2 aと 7 2 bとの間にはそれぞれ、 中心軸方向に延び る複数の仕切り部 7 7 , 7 8が設けられている。
第 1 1図、 第 1 2図を参照して、 多段伸縮ラ ンス装置の位置合わせについて説 明する。 コークス炉の入口には、 通常、 一対のバックステ一 5 8が設けられてい る。 このことを考慮して、 ランス支持台 5の両側に、 バックステ一ち 8に対応す るようにストロークシリンダ 5 6 , 5 7が設けられている。
ストロークシリンダ 5 6 , 5 7はランス支持台 5とバックステー 5 8間の距離 L a , L bを測定し、 ラ ンス支持台 5をバックステー 5 8と平行に位置させるの に使用される。 一方、 バックステ一 5 8の所定高さ位置には反射板 5 9 (第 1 2 図） が設けられている。 多段伸縮ランス装置のランスへッ ド部 1 4に内蔵したレ —ザ距離計 2 5 (第 4図） により、 反射板 5 9とランスヘッ ド部 1 4間の距離を 測定し、 多段伸縮ランス装置の中心を炭化室 1◦◦の炉幅中心に芯合わせするの に使用する。
第 1 3図を参照して、 多段伸縮ラ ンス装置の位置合わせ動作について説明する c コ一クス炉の炭化室 1 0 0の炉壁 1 0 1を観察または炉壁 1 0 1の損傷部を補修 する場合には、 先ず作業員が操作室 2 1でランス台車 1を走行させて観察または 補修する炭化室 1 0 0の窯、 即ち、 コークス炉前に移動させる。 次いで、 スト口 一クシリンダ 5 6 , 5 7を操作してバックステ一 5 8， 5 8に当接せしめ （ステ ップ S 1 ) 、 距離 L a , L bを読み込ませる （ステップ S 2 ) 。 ステップ S 3で は、 ランス支持台 5の旋回角度を算出してランス支持台 5を旋回させる （ステツ プ S 4 ) 。 ステップ S 5では、 距離 L a , L bが予め定めた所定値； I以下かどう かを判定する。 判定の結果、 所定値ス以下となるとストロークシリンダ 5 6， 5 7を後退させ （ステップ S 6 ) 、 ランス支持台 5とコークス炉との平行位置合わ せ処理を終了する。
第 1 2図に加えて第 1 4図を参照すると、 ステップ S 1 1では図示しないモー 夕を駆動してビニォン 1 1を回転させ、 ラック 1◦を介して多段伸縮ランス装置 を伸長させる。 そして、 ラ ンスヘッ ド部 1 4に内蔵したレーザ距離計 2 5を反射 板 5 9の対向位置に位置せしめる （ステップ S 1 2 ) 。 次に、 レーザ距離計 2 5 と反射板 5 9間の距離 L cを読み込み （ステップ S 1 3 ) 、 ランス支持台 5の Z 拳由方向の移動距離 L zを、 次式にもとづいて演算する （ステップ S 1 4 ) 。
L = R - ( L z + L c )
ただし、 Rは炉壁面と窯中心間の距離、 L zは多段伸縮ランス装置中心とレーザ 距離計 2 5間の距離である。
ステップ S 1 5では、 ランス支持台 5を Z軸方向に移動させ、 ステップ S 1 6 に移行して L zが予め定めた許容値 L k以下であるかどうか判定する。 判定の結 果、 L zが予め定めた許容値 L k以下になると多段伸縮ランス装置の窯心合わせ を完了し、 伸長前のランス先端部位置を X拳由、 Y軸、 Z軸の基準点 （0、 0、 〇） として設定する。
ついで、 図示しないモ一夕を駆動してピニォン 1 1を回転させ、 ラック 1〇を 介して多段伸縮ランス装置を炭化室 1 0 0内の所定位置まで伸長させて挿入し、 補修しょうとする炉壁上を走査させる。 そして、 ランスヘッ ド部 1 4に内蔵した C C Dカメラ 2 3により炉壁の状態を撮影し、 炉壁の画像を後述する補修用モニ 夕に表示する。 補修用モニタ上の画面には、 ランス先端の補修材吹き付け位置の X軸、 Y軸、 Z軸の基準点 （◦、 ◦、 0 ) からの X軸、 Y軸、 Z軸の移動距離に 対応する I 標の X軸、 Y軸の損耗画面が表示される。 補修材吹き付け位置の絶対 位置は、 X拳由、 Y寒由、 Z軸の基準点 （0、 0、 0 ) を起点とし、 後述するランス 駆動システムから操作室 2 1内の信号処理制御部に入力される駆動量情報から求 め、 ランス先端のたわみ量を推定して補正する。
次に、 信号処理制御部は、 レーザ距離計 2 5から入力される炉壁の損耗量デー 夕と、 損耗による炉壁凹部の位置座標データを画像処理し、 炉壁の各部分を損耗 の程度すなわち、 凹部の深さにより分類して損耗分布図形を補修用モニタに表示 する。
作業員は、 損耗分布図形の観察データおよびモニタ画面から、 炉壁面の必要な 補修範囲を指示して所定の捕修パターンを信号処理制御部に設定入力する。 その 結果、 所定の補修パターンに基づいてランス駆動システムに制御信号が送出され、 ランス駆動システムは制御信号にもとづいて多段伸縮ランス装置を制御すること で自動補修が行なわれる。
多段伸縮ランス装置の第 1段〜第 3段ラ ンス 9 , 1 2 , 1 3およびラ ンスへッ ド部 1 4は、 水冷構造である。 また、 C C Dカメラ 2 3、 放射温度計 2 4、 レー ザ距離計 2 5および遮光用のバンドパスフィルターを備えた回転円盤 2 7とモ一 タ 2 8とを内蔵したランスへッ ド部 1 4の内部には冷却用圧縮空気配管 2 6から 冷却用圧縮空気が吹込まれる。 この冷却用圧縮空気は開口 1 4 一 2 , 1 4 - 3に 設けたガラス 1 4 ー 4、 1 4 - 5の取付け部に設けたスリ ッ トよりガラス外表面 に噴出し、 ガラス 1 4— 4、 1 4 一 4の外表面へのリバウンドによる溶射材の付 着が防止される。
C C Dカメラ 2 3の前面に設けたモータ 2 8により回転する回転円盤 2 7のバ ンドパスフィルター F 1〜F 4の 1つを壁面状況に合わせて選択し、 C C Dカメ ラ 2 3の露光の調整ならびに選択した遮光フィルターにより炉壁の光波長を選択 的に透過させ、 溶射火炎の光波長をカツ 卜することによって、 補修材の溶射状況 を観察することができる。 また、 ランスへッ ド部 1 4は、 第 3段ランス 1 3から 取外すことができる。 一方、 ランスへッ ド部 1 4に内蔵したノズルへッ ド 2 2は、 前述したように、 分岐した複数の溶射口 2 2— 1を有する。 このことにより、 第 1 5図に示すように、 補修ノズル 1 4— 1の取付け位置を変更することによって、 左右の炉壁 1 0 1ならびに天井部の観察、 補修が可能となる。
すなわち、 第 1 5図 （a ) は右側の炉壁 1 0 1 - 1を観察、 補修する場合の補 修ノズル 1 4 一 1の取付位置を示しており、 第 1 5図 （b ) は左側の炉壁 1 0 1 — 2を観察、 補修する場合の補修ノズル 1 4 - 1の取付位置を示している。
—方、 第 1 5図 （c ) は天井の炉壁 1 0 1— 3を観察、 補修する場合の補修ノ ズル 1 4— 1の取付位置を示している。
この発明に係る補修装置を構成する多段伸縮ランス装置は、 第 1段ランス 9の 移動距離と第 2段ランス 1 2、 第 3段ランス 1 3の移動距離が同じであるから、 ランス先端のランスへッ ド部 1 4の補修ノズル 1 4一 1の位置の演算が容易であ る。 さらにまた、 多段伸縮ランス装置を断面多角形とすることによって、 固定外
- 1 1 - 筒 7の軸回りの回転が第 1段〜第 3段ラ ンス 9 , 1 2 , 1 3およびラ ンスヘッ ド 部 1 4に確実に伝達することができる。
次に、 第 1 6図〜第 2 0図を参照して、 上記の多段伸縮ランス装置を用いた補 修方法について説明する。
第 1 6図において、 操作室 2 1 (第 1図） には、 壁面補修用の補修用モニタ 3 4、 損耗量の図形処理のための信号処理制御部 3 5、 処理された図形を表示する ためのためのグラフィ ックパネル （図示せず） 、 その他の計測装置、 操作盤が設 置されている。
信号処理制御部 3 5はコンピュータで実現され、 以後の説明で明らかになるよ うに、 少なくとも以下の機能を有している。 すなわち、 信号処理制御部 3 5は、 損耗部分の位置座標を演算する損耗部分位置座標演算部 3 5 - 1、 損耗量を演算 する損耗量データ演算 3 5 - 2 , 損耗部分図形を作成する損耗部分図形作成部 3 5— 3、 補修範囲とパターンを決定する補修範囲とパターン決定部 3 5— 4、 ラ ンス制御部 3 5— 5、 およびランス先端のたわみ量を演算するたわみ量演算部 3 5— 6の機能を有している。 固定外筒 7 (第 1図） 上に設けられた広範囲カメラ 1 9 (第 1図） の撮影画像は広範囲モニタ 3 7に表示される。 更に、 図示された 信号処理装置 3 5には、 上記した各部を制御するためのプログラムを格納したメ モリ 3 5— 7、 及び、 後述するメモリ 3 5— 8が備えられている。
多段伸縮ランス装置における各駆動部はサーボモー夕などを利用したランス駆 動システム 3 8で制御される。 すなわち、 ランス駆動システム 3 8は、 第 1図に 示された X lh方向移動量 L x、 Y铀方向移動量 L y、 Z軸方向移動量 L z、 回転 角 R x 、 旋回 R Y 、 傾動角 R を把握しながら各駆動部に対して位置および速度 制御を行なうと共に、 これらの情報を操作室 2 1内の信号処理制御部 3 5に出力 する。 信号処理制御部 3 5は、 上記の機能の他に、 X軸方向移動量 L x、 Y軸方 向移動量 L yおよび Z軸回りの回転角 0を入力とし、 ランス先端のたわみ量 εを 出力とする多層ニューラルネッ 卜ワークの機能を有している。
この多層ニューラルネッ トワークは、 任意の X軸方向移動量 L χ、 Υ軸方向移 動量 L yおよび Ζ軸回りの回転角 0からランス先端のたわみ量 £を推定し、 この 推定値を用いてランス駆動システム 3 8によるランス先端位置を捕正する。 信号処理制御部 3 5は、 C C Dカメラ 2 3からの壁面画像を表示するための補 修用モニタ 3 4、 広範囲力メラ 1 9からの画像を表示するための広範囲モニタ 3 7に接続されている。
上記した構成において、 信号処理制御部 3 5は、 レーザ距離計 2 5からの信号 により炉壁面の損耗量データを求めるとともに、 レーザ距離計 2 5の検出信号と、 ランス駆動システム 3 8における駆動量からランス先端に対する炉壁の損耗部分 の位置座標を求める。
信号処理制御部 3 5は、 更に、 補修用モニタ 3 4における壁面画像情報、 損耗 量データおよび損耗部分の位置座標データを用いた画像処理により、 炉壁の各部 分を損耗の程度により分類して損耗分布図形として柿修用モニタ 3 4あるいは別 のグラフィ ックパネルに表示する。
操作部 3 9は、 作業員が補修用モニタ 3 4の損耗分布図形を観察して炉壁面の 必要な補修範囲、 補修パターンを指定入力するためのものである。
コークス炉内炉壁の損傷部の補修を行う場合は、 先ず作業員が操作室 2 1で操 作部 3 9を操作してランス台車 1を所定の炭化室のコークス炉前に移動させる。 そして、 第 1 1図、 第 1 3図に関連して説明したように、 両側のバックステ一5 8とランス支持台 5との距離が所定値以下になるように、 ランス台車 1を所定位 置に位置せしめる。
次いで、 第 1 2図、 第 1 4図に関連して説明したように、 ランス中心が炭化室 の中心に位置するようスライ ド板 8を介して固定外筒 7を Y軸および Z軸方向に 移動させる。 この結果、 ランス中心が炭化室の中心に位置すると、 この時点での 伸長前のランス先端部位置を X軸、 Y軸、 Z軸の基準点 （0、 0、 0 ) として設
%. ~9 る o
基準点が設定されると、 作業員はランス駆動システム 3 8を操作してランスを コークス炉内に挿入し、 補修しょうとする炉壁上を走査させ、 ランス先端部、 即 ち、 ランスヘッ ド部の C C Dカメラ 2 3により炉壁の状態を撮影する。 この撮影 により第 1 7図に示すように限定された範囲 （例えば l m四方） の炉壁の画像が 補修用モニタ 3 4に表示される。 補修用モニタ 3 4上の画面には、 ランス先端の 補修材吹き付け位置の X軸、 Y軸、 Z軸の基準点 （0、 0、 0 ) からの X軸、 Y 軸、 Z軸の移動距離に対応する座標における X軸、 Y軸の損耗画像が表示される c 上記したランスの移動はラ ンス駆動システム 3 8により行ない、 補修材吹き付 け位置の絶対位置は、 このランス駆動システム 3 8から信号処理制御部 3 5に入 力される各駆動部の駆動量情報から、 X軸、 Y軸、 Z軸の基準点 （◦、 ◦、 0 ) を起点にして求め、 ラ ンス先端のたわみ量 £を推定して補正する。 さらに、 広範 囲モニタ 3 7には、 広範囲カメラ 1 9により第 1 8図に示すような比較的広範囲 の炉壁の画像を表示する。
次に、 信号処理制御部 3 5は、 第 1 7図に示された限定された範囲の炉壁の画 像情報、 レーザ距離計 2 5から入力される炉壁の損耗量データと、 損耗による炉 壁凹部の位置座標データを画像処理する。 この画像処理により、 信号処理制御部 3 5は、 第 1 9図に示すように、 炉壁の各部分を、 損耗の程度すなわち、 凹部の 深さにより分類して損耗分布図形を補修用モニタ 3 4に表示する。
作業員は、 第 1 9図の損耗分布図形の観察データ、 放射温度計 2 4による炉壁 温度および第 1 8図のモニタ画面から、 第 2 0図に示すように操作部 3 9により 炉壁面の必要な補修範囲を指示して所定の補修パターンを設定する。 信号処理制 御部 3 5は、 操作部 3 9から入力される補修パターンに基づいてランス駆動シス テム 3 8に制御信号を送出し、 ランス駆動システム 3 8を制御して多段伸縮ラン ス装置による自動補修が行なわれる。
第 2 0図において、 4つの X印を結ぶ矩形で指定された部分は、 必要な補修範 囲である。 補修パターンは、 その補修範囲内を上方から下方に蛇行状に走査する ようなパターンとなっている。 この補修パターンは、 任意に決められてよく、 予 め設定されたものであっても、 作業員の手動操作により決められてもよい。 この 補修動作中は、 広範囲カメラ 1 9により比較的広範囲の炉壁の画像を広範囲モニ 夕 3 7に表示する、 このことにより、 補修材吹付けのための粉塵、 発煙及び高温 火炎に影響されることなく、 補修作業の状況を炉外から確認することができる。 なお、 ランス昇降台 3を最下限まで下げてもランスが炉底に達しない場合は、 信号処理制御部 3 5を介してランス駆動システム 3 8を操作し、 ランス伸縮長さ と、 傾動角度 R z を三角関数の関係で相対的に変化するよう位置制御することで ランス先端を炉底近くまで近づけて補修することができる。 また、 炉内に挿入したラ ンスと壁面の距離が設定距離にならない場合は、 上記 と同じように信号処理制御部 3 5を介してランス駆動システム 3 8を操作し、 ラ ンス伸縮長さと、 旋回角度 R、， を制御することによって、 補修ノズル 1 4 一 1と 炉壁面間を常に一定にすることができる。 その結果、 事前に検出されている損耗 部分を任意のパターンで自動補修することができる。
次に、 第 2】図〜第 2 9図を参照して、 自動補修方法の第 2の実施例について 説明する。 この例でも第 1 6図に示された構成の多段伸縮ランス装置が使用され o
第 2 1図において、 レーザ距離計 2 5は、 炉壁 1 0 1の損耗状況を損耗量デ— 夕として定量的に把握するためにランス先端部と壁面との距離を測定する。 すな わち、 壁面に損耗による凹部が存在した場合、 その凹部の大きさおよび深さは、 レ一ザ距離計 2 5の測定データにより検出することができる。
第 1 6図で説明したように、 信号処理制御部 3 5は、 レーザ距離計 2 5からの 信号により炉壁面の損耗量データを求めるとともに、 ランス駆動システム 3 8に おける駆動量データからランス先端に対する炉壁の損耗部分の位置座標を求める。 信号処理制御部 3 5はまた、 補修用モニタ 3 4における炉壁面の画像情報、 損耗 量データおよび損耗部分の位置座標データを用いた画像処理により、 炉壁の各部 分を損耗の程度により分類して損耗分布図形として補修用モニタ 3 4あるいは別 のグラフィ ッ クパネルに表示する。
信号処理制御部 3 5は、 前述したように、 メモリ 3 5— 8を有している。 この メモリ 3 5— 8には、 予め補修ノズル 1 4 一 1の基本動作パターンとして、 第 2 2図 （a ) に示すような水平往復運動パターン、 第 2 2図 （b ) に示すような垂 直往復運動パターン、 第 2 2図 （c ) に示すような円運動パターン、 第 2 2図 ( d ) に示すような停止パターンが記憶されている。
更に、 信号処理制御部 3 5のメモリ 3 5— 8には、 第 2 3図に示すような移動 パターンが記憶されている。 移動パターンの例として、 第 2 3図 （a ) には補修 範囲の水平移動と垂直移動を組合せた移動パターンが示されている。 他方、 第 2
3図 （b ) には垂直移動と水平移動を組合せた移動パターンが示されており、 第 2 3図 （c ) には外側から内側へ垂直移動と水平移動を組合せた渦巻移動パター ンが示されている。 更に、 第 2 3図 （d ) には内側から外側へ垂直移動と水平移 動を組合せた渦巻移動パターンが示されている。 第 2 3図 （ e ) には外側から内 側への渦巻移動パターン、 第 2 3図 （ f ) には内側から外側への渦巻移動パ夕— ンがそれぞれ示されている。 このような移動パターンは、 X 由、 Y軸、 及び、 Z 軸に関して前述した動作を行うことができる多段伸縮ランス装置を使用すること により、 容易に実現できる。
補修を行う場合、 作業員は、 操作室 2 1で操作部 3 9を操作してラ ンス台車 1 を所定の炭化室の窯前に移動させる。
次に、 第 1 1図、 第 1 3図に関連して説明したように、 両側のバックステ一 5 8とラ ンス支持台 5との距離が所定値以下になるようにランス支持台 5を所定位 置に位置せしめる。 次いで、 第 1 2図、 第 1 4図に関連して説明したように、 ラ ンス中心が炭化室の中心に位置するようスライ ド板 8を介して固定外筒 7を Z奉由 方向に移動させる。 そして、 ランス中心が炭化室の中心に位置した時点での伸長 前のランス先端部位置を X 、 Y軸、 Z軸の基準点 （◦、 ◦、 ◦) として設定す 。
作業員は、 続いて、 信号処理制御部 3 5を介してランス駆動システム 3 8を操 作してラ ンスをコークス炉内に挿入し、 補修しょうとする炉壁上を走査させ、 ラ ンス先端の C C Dカメラ 2 3により炉壁の状態を撮影し、 撮影された炉壁の画像 を補修用モニタ 3 4に表示する。 補修用モニタ 3 4上の画面には、 ランス先端の 補修材吹き付け位置の X軸、 Y軸、 Z铀の基準点 （0、 0、 0 ) からの X軸、 Y 軸、 Z軸の移動距離に対応する座標における X $由、 Y軸の損耗画像が表示される c ランスの移動は、 信号処理制御部 3 5の制御の下にランス駆動システム 3 8に より行なわれることは、 前述した実施例と同様である。 補修材吹き付け位置の絶 対位置は、 このランス駆動システム 3 8から信号処理制御部 3 5に入力される各 駆動部の駆動量情報から X軸、 Y軸、 Z拳由の基準点 （0、 ◦、 0 ) を起点にして 求め、 ランス先端のたわみ量 £を推定して補正する。
次に、 信号処理制御部 3 5は、 ランス駆動システム 3 8から入力される駆動量 情報およびレーザ距離計 2 5から入力される炉壁の損耗量データと、 損耗による 炉壁凹部の位置座標データを画像処理し、 炉壁の各部分を損耗の程度すなわち、 凹部の深さにより分類して第 1 9図で説明したような損耗分布図形を補修用モニ 夕 3 4に表示する。
作業員は、 表示された損耗分布図形の観察データ、 モニタ画面および放射温度 計 2 4からの損耗部の壁面温度から、 損傷形態、 範囲を確認し、 補修する部位の 損傷形態および範囲に応じて、 第 2 2図および第 2 3図に示す基本動作パターン、 移動パターンの選択、 組合せを行い、 ラ ンス駆動システム 3 8に炉壁面内の必要 な補修範囲、 所定の補修パターンを指示、 選択する。
信号処理制御部 3 5は、 指示、 選択された捕修範囲、 所定の捕修パターンに基 づいてランス駆動システム 3 8に制御信号を送出し、 補修ノズル 1 4一 1の移動 速度および または補修材料の吐出量を制御して多段伸縮ランス装置による自動 補修が行なわれる。
第 2 4図は上記方法を用いて炉壁の溶射補修を行う場合の選択した補修パ夕一 ンの一例を示す。 この場合は、 補修範囲が約 l m 2 と比較的広いため、 補修ノズ ル 1 4一 1の基本動作パターンとして第 2 2図 （c ) に示す円運動パターン、 移 動パターンとして第 2 3図 （a ) に示す水平移動パターンと垂直移動パターンを 組合せた移動パターンを選択している。 信号処理制御部 3 5は選択された移動パ ターンにもとづいてランス駆動システム 3 8を制御し、 損傷部の左上端に補修ノ ズル 1 4一 1を合わせる。 補修ノズル 1 4— 1は、 その位置で単独に円運動を繰 り返し、 その円運動の中心を選択した移動パターンに合わせて左右上下に移動さ せ o
円運動の直径および回転速度は溶射の方式、 機械装置の特性等により異なるが、 実施例では直径 = 5 0 m m ø、 回転速度 = 2 0 m m Z s e cとしている。 円運動 の中心移動速度は、 回転速度とほぼ同じ速度が好ましい。 移動方向は、 水平方向 を俊先させるのが良い。 円運動の中心を水平方向に一定距離 （実施例では約 7 0 c m ) 移動させた後、 円運動がォ一バラップするようにその中心を下方に下げる (実施例では約 4 0 m m下げている） 。 そして、 再度、 水平方向に移動させ、 こ の動作を繰り返して、 損傷部の前面の補修を自動的に行う。
第 2 5図を参照して、 比較的損傷の浅い損傷部を 1回の溶射で補修する場合の 動作について説明する。 第 2 5図 （a ) に示す損傷深さ D 1に対応して補修ノズ ル 1 4— 1の移動速度を第 2 5図 （c ) のとおり変化させて溶射厚みを制御する ことにより、 1回の溶射で損傷部を補修できる。 移動パターンについては、 第 2 5図 （b ) に示す範囲について第 2 3図 （a ) の移動パターンが選択されている c 第 2 6図を参照して、 比較的損傷の浅い損傷部を 1回の溶射で補修する場合の 他の動作について説明する。 第 2 6図 （a ) に示す損傷深さ D 1に対応して補修 ノズル 1 4 一 1からの溶射材の吐出量を第 2 6図 （c ) のとおり変化させて溶射 厚みを制御することにより、 1回の溶射で損傷部を補修できる。 移動パターンに ついては、 第 2 5図 （b ) と同様の移動パターンが選択されている。
第 2 7図を参照して、 深さの大きい損傷部の損傷の深い順に補修する場合の動 作について説明する。 第 2 7図 （a ) , ( b ) に示すように、 補修範囲 A rを損 傷深さ方向に複数に区画する。 ここでは、 第 1〜第 3の区画 A r - 1 ~ A r - 3 に区画している。 この場合、 第 2 7図 （c ) に示すように、 第 1〜第 3の区画 A r 一 1 , A r — 2， A r — 3の順に損傷の深い部分から補修する。 補修範囲は第 1〜第 3の区画 A r — 1 , A r — 2 , A r — 3毎に変化する。 この補修パターン は、 面を出しながら補修するために補修材の盛り過ぎを防止し、 損傷の無い煉瓦 面との境界を滑らかに仕上げることができる。 盛り過ぎ防止等は、 補修面までの 距離をレーザ距離計 2 5によって監視することによって、 容易に行うことができ o
上記のような損傷部の自動補修においては、 炉壁 1 0 1と補修ノズル 1 4— 1 との距離 L m、 炉壁 1 0 1の温度を一定に保持することが、 溶射材の接着強度、 溶射体の耐用性を高めるために重要である。 このため、 第 2 8図に示すように、 レーザ距離計 2 5から信号処理制御部 3 5に連続的に入力される補修ノズル 1 4 一 1と壁面との間の距離 L mに基づいてランス駆動システム 3 8を制御し、 ラン ス伸縮長さと、 旋回角度 R Y を制御する。 このような制御により補修ノズル 1 4 一 1と炉壁 1 0 1間の距離 L mを常に一定にすることができる。 また、 放射温度 計 2 4から信号処理制御部 3 5に連続的に入力される炉壁面 1 0 1の温度に基づ いて、 補修ノズル 1 4 一 1の移動速度および または溶射材の吐出量を制御し、 補修面の温度を一定に保持することができる。
なお、 補修パターンを選択して自動補修を実施していてる途中において、 コー クス炉の押出機、 コークガイ ド車との干渉により一時的に自動補修を一時中断し、 ランス台車 1を一時退避する必要が生じた場合は、 以下のような動作が実行され る。 多段伸縮ランス装置を短縮して任意に補修ノズル 4一 1を移動させたのち、 ランス台車 1を一時退避させる。 そして、 押出機、 コークガイ ド車との干渉が解 除された時点で、 再度ランス台車 1を退避前の位置に位置させる。 この後、 第 2 9図に示すとおり、 多段伸縮ランス装置を伸長させて補修ノズル 1 4 一 1を中断 した位置 P j に位置させる。 そして、 中断した位置から自動補修を継続して完了 位置 P kまで補修する。
第 2 1図に戻って、 ランスを炉壁 1 0 1とほぼ平行に挿入し、 損傷部を間にし た正常な煉瓦部の任意の位置 P i , P。 における炉壁面 i 0 1との距離 z T1およ び Ζ 。をレーザ距離計 2 5により測定して信号処理制御部 3 5のメモリに記憶し ておく。 溶射補修に際し、 炉壁 1 0 1と補修ノズル 1 4 - 1を適正距離にするた め、 前記測定時の位置よりも炉壁 1 0 1に接近させた距離 Z i をランスの旋回支 点から補修ノズル 1 4一 1までの長さと移動角度とから常時演算する。 ここで、 位置 P i と P 2 間における距離∑i と実測距離 z 2 に関して、 + z 2 ≤ z T1
(もしくは ζ τ。） となった場合、 警報を発するようにしておけば、 作業員に盛り 過ぎ防止の注意を促すことができる。
上に述べた実施例においては、 基本動作パターン及び移動パターンを組合わせ ることにより、 第 2 4図に示すような補修パターンを選択する場合について説明 したが、 基本動作パターン、 或いは、 移動パターンだけを用いて、 レーザ距離計 によって測定された損耗部分の深さだけ、 炉壁を点状に、 又は、 線状に補修する ことも可能である。 したがって、 本発明の補修方法を用いて、 一か所だけを補修 することも可能である。 更に、 損耗部分の損耗分布図を撮像装置及びモニターを 使用し、 壁面画像情報の画像処理により作成する場合についてのみ説明したが、 損耗部分の位置座標データ及びレーザ距離計で測定された損耗量データだけを使 用しても損耗部分の損耗分布図を作成することができる。 また、 このようにして 得られた損耗分布図にしたがって、 基本動作パターン及び Ζ又は移動パターンを 選択決定することも可能である。
次に、 補修の際、 補修ノズルの移動速度、 又は、 補修材料の吹き付け量 （即ち. 吐出量） を制御する場合について述べたが、 補修ノズルの移動速度及び補修材料 の吹き付け量の双方を制御して、 損耗部分を補修しても良い。 また、 炉壁の補修 中、 時々刻々変化する補修面が健全な炉壁面の仮想線を超えるのをレーザ距離計 により、 常時、 監視しながら、 補修する場合について述べたが、 補修材料の吹き 付け量或いは補修時間を監視することによつても、 補修面が健全な炉壁面の仮想 線を超えるのを監視することができる。 更に、 補修面が健全な炉壁面の仮想線を 超えたことが検出された場合、 単に、 警報を発するだけでなく、 補修材料の吹き 出しを停止させる命令を発し、 補修材料の吹き出しを停止させるように、 構成し ても良い。
上述した実施例では、 距離センサとして、 レーザ距離計を使用した場合につい て説明した力《、 超音波センサ等を使用しても良いことは言うまでもない。 また、 撮像装置として、 単一の C C Dカメラをランスへッ ド部に設けた場合について述 ベたが、 複数の C C Dカメラをラ ンスへッ ド部に搭載して、 立体画像を得て、 当 該立体画像から損耗分布図を作成すること、 或いは、 この立体画像から補修範囲 を決定することも可能である。
更に、 補修装置として、 Y軸方向にも昇降可能な例を上げたが、 図示されたよ うに、 Z軸の回りに回転、 傾動できる場合には、 Y軸方向には必ずしも昇降しな くても良い。 いずれにしても、 本発明に係る炉壁補修装置は炉壁面に沿って直線 的或いは平面的に移動できるランスを備えていれば良い。
発明の効果
本発明の炉壁補修装置によれば、 補修ノズルの位置制御が容易で、 ランスへッ ド部の組み替えのみで炉内の多方面の観察、 計測及び補修を行うことができ、 補 修作業時間を大幅に短縮できる。 また、 本発明の炉壁補修方法によれば、 損耗状 況を定量的に把握して補修範囲、 補修パターンを選択し、 補修ランスを自動操作 して補修することができると共に、 正常な煉瓦面との境界部および補修後の平滑 度が向上し、 かつ、 盛り過ぎを防止してコークス押出し時の押出し抵抗増加を抑 制でき、 しかも補修部の耐久性が向上する。
産業上の利用可能性
以上のように、 本発明によるコ一クス炉の補修方法及び装置は、 コ一クス炉の 炉壁を補修することにより、 コ一クス炉の寿命を著しく延ばすことができる

Claims

請求の範囲
1 . コークス炉の炉壁をランスを用いて補修する方法において、 距離センサ をランス先端部に設置しておき、 当該距離センサにより、 炉壁面における損耗部 分の深さを測定し、 距離センサの測定結果に基づき、 前記損耗部分に補修ノズル から補修材を吐出して補修することを特徴とするコークス炉の補修方法。
2. 請求項 1において、 前記距離センサを炉壁面に沿って移動させることに より、 前記損耗部分の位置座標データを求め、 当該位置座標データと、 損耗部分 の深さに基づいて損耗部分の補修を行うことを特徴とするコークス炉の補修方法
3 . 請求項 2において、 前記距離センサの測定結果と、 前記位置座標データ とから前記炉壁面上の補修範囲を決定し、 決定された補修範囲内で、 前記補修ノ ズルを移動させ、 損耗部分を補修することを特徴とするコークス炉の補修方法。
4 . 請求項 3において、 複数の補修パターンを用意しておき、 前記決定され た補修範囲に応じた補修パターンを選択し、 選択された補修パターンにしたがつ て補修範囲内で前記補修ノズルを移動させることにより、 損耗部分の補修を行う ことを特徴とするコークス炉の補修方法。
5. 請求項 3において、 複数種類の基本動作パターンを用意しておき、 前記 補修ノズルを前記基本動作パターンにしたがって補修範囲内で移動させることに より、 損耗部分の補修を行うことを特徴とするコークス炉の補修方法。
6. 請求項 3において、 複数種類の移動パターンを用意しておき、 前記補修 ノズルを前記移動パターンにしたがって補修範囲内で移動させることにより、 損 耗部分の補修を行うことを特徴とするコ一クス炉の補修方法。
7 . 請求項 3において、 前記補修範囲に対応したランスの複数の移動パター ンを予め設定すると共に、 各移動パターンと基本動作パターンを組み合わせるこ とにより、 前記補修範囲内で前記補修ノズルを移動させることにより、 損耗部分 の補修を行うことを特徴とするコークス炉の補修方法。
8. 請求項 1〜 7のいずれかにおいて、 前記距離センサを用いて前記損耗部 分の損耗分布図を作成し、 当該損耗分布図にしたがって損耗部分を補修すること を特徴とするコ一クス炉の補修方法。
9. 請求項 8において、 前記補修ノズルの移動速度及び 又は補修材の吐出 量を制御することにより、 前記損耗部分を補修することを特徴とするコークス炉 の補修方法。
1 0. 請求项 1〜 7のいずれかにおいて、 前記補修ノズルの移動速度及び Z 又は補修材の吐出量を制御することにより、 前記損耗部分を補修することを特徴 とするコークス炉の補修方法。
1 1 . 請求項 1において、 前記距離センサの測定結果に基づき、 時々刻々変 化する補修面が健全な炉壁面の仮想線を超えるのを監視することを特徴とするコ —クス炉の補修方法。
1 2. 請求項 1 1において、 前記補修面が健全な炉壁面の仮想線を超えた場 合、 警報及び 又は補修材の吐出停止命令を発することを特徴とするコ一クス炉 の補修方法。
1 3. 請求項 1 2において、 前記補修面が健全な炉壁面の仮想線を超えるの を補修材の吐出量及びノ又は補修時間を監視することにより検出することを特徴 とするコークス炉の補修方法。
1 4 . 請求項 1において、 前記距離センサにより、 前記損耗部分周囲の健全 な炉壁面までの距離を設定しておく と共に、 補修の際、 時々刻々変化する前記距 離センサと補修面との間の距離を測定し、 時々刻々変化する補修面が損耗部分に おける健全な炉壁面の仮想線を超えるのを監視することを特徴とするコークス炉 の補修方法。
1 5. 請求項 1 4において、 前記補修面が健全な炉壁面の仮想線を超えた場 合、 警報及び Z又は補修材の吐出停止命令を発することを特徴とするコークス炉 の補修方法。
1 6. 請求項 1 5において、 前記補修面が健全な炉壁面の仮想線を超えるの を補修材の吐出量及び/又は補修時間を監視することにより検出することを特徴 とするコークス炉の補修方法。
1 7. 補修ノズル位置を制御可能な補修装置を用いるコークス炉の炉壁補修 方法において、 ランス制御部に補修ノズルの基本動作パターンと、 補修範囲内の 移動パターンを予め設定しておき、 補修開始前に損耗部分の損耗情報に基づいて 補修範囲を設定すると共に、 補修ノズルの基本動作パターンと移動パターンを組 合せた補修パターンを選択し、 補修ノズルの移動速度および または補修材の吐 出量を制御して損傷部の補修を行うことを特徴とするコークス炉の補修方法。
1 8. 請求項 1 7において、 損耗部分の画像情報から補修範囲を特定し、 該 特定した補修範囲の損耗情報を得ることを特徴とするコークス炉の補修方法。
1 . 請求項 1 7において、 前記損耗部分の損耗情報に基づいて損耗分布図 を作成して前記補修範囲を設定すると共に、 補修ノズルの基本動作パターンと移 動パターンを組合せた補修パターンを選択し、 補修ノズルの移動速度及び/又は 補修材の吐出量を制御して損傷部分の補修を行うことを特徴とするコークス炉の 補修方法。
2 0 . 請求項 1 7〜 1 9のいずれかにおいて、 時々刻々変化する補修面が健 全な炉壁面の仮想線を超えるのを監視することを特徴とするコークス炉の補修方 法。
2 1 . 請求項 2 0において、 時々刻々変化する補修面が健全な炉壁面の仮想 線を超えた場合、 警報及び 又は補修材料の吐出停止命令を発することを特徴と するコークス炉の補修方法。
2 2 . 請求項 2 0において、 距離センサを用いて、 前記補修面が健全な炉壁 面の仮想線を超えるのを監視することを特徴とするコークス炉の補修方法。
2 3. 補修材を吐出する補修ノズルを有するランス先端に設けた撮像装置に より炉壁面を走査してモニタに表示すると共に、 前記ランス先端部に設けた距離 センサにより、 前記ランス先端部と炉壁面との距離を測定して炉壁面の損耗量デ 一夕を求め、 ランスを駆動するランス駆動機構における駆動量から前記ランス先 端部に対する前記炉壁面の損耗部分の位置座標を求め、 これらの壁面画像情報、 損耗量データおよび損耗部分の位置座標デー夕から、 炉壁面の必要な補修範囲と 補修パターンを指示、 選択し、 前記炉壁面の損耗部分を所定の補修パターンに従 つて吹き付け補修するようにしたことを特徵とするコークス炉の補修方法。
2 4 . 補修材を吐出することができ、 且つ、 移動可能な補修ノズルを先端部 に備えた多段伸縮ランス装置と、 該多段伸縮ランス装置を駆動するランス駆動機 構と、 前記多段伸縮ランス装置の先端部に設けられた炉壁面との距離を測定する 距離センサと、 前記距離センサからの信号により炉壁面の損耗量データを求め、 該損耗量デー夕および損耗部分の位置座標デー夕から、 前記炉壁面の損耗部分上 を前記ノズルが移動するように、 前記ランスを操作するランス操作部とからなる ことを特徴とするコ一クス炉の補修装置。
2 5 . 請求項 2 4において、 前記ランス駆動機構における駆動量から、 更に、 前記ランス先端に対する炉壁の損耗部分の位置座標データを求め、 該損耗部分の 位置座標データおよび損耗量デー夕から炉壁面の補修範囲及び 又は補修パター ンを決定する信号処理制御部と、 該信号処理制御部からの指令に基づき、 前記炉 壁の損耗部分上を前記補修ノズルが移動するように、 前記ランスを操作するラン ス操作部とからなることを特徴とするコ一クス炉の補修装置。
2 6 . 請求項 2 5において、 前記補修装置は、 更に、 前記ラ ンスの先端に設 けた前記炉壁面を撮像する撮像装置と、 該撮像装置で撮像された炉壁面画像を表 示するモニタとを備えていることを特徴とするコークス炉の補修装置。
2 7 . 請求項 2 4〜2 6のいずれかに記載の補修装置において、 前記多段伸 縮ランス装置は、 X— Y— Z座標系で表した場合、 少なくとも 2つの軸に沿って 炉壁面に対して平面的 （二次元的） に移動可能であることを特徵とするコークス 炉の補修装置。
2 8. 請求項 2 4〜2 6のいずれかに記載の補修装置において、 前記多段伸 縮ランス装置は、 伸縮し移動可能で、 且つ、 Z寒由の周りで回転し傾動可能である ことを特徴とするコ一クス炉の補修装置。
2 9 . 請求項 2 7において、 前記多段伸縮ラ ンス装置は、 更に、 ランス軸お よび Y軸の周りに回転可能であることを特徴とするコ一クス炉の補修装置。
3 0 . 多段伸縮ランス装置を用いるコークス炉の補修装置において、 予め定 められた方向に伸びる軸を備えた多段伸縮ランス装置と、 該多段伸縮ランス装置 を駆動するランス駆動システムを備え、 前記多段伸縮ランス装置は、 第 1段ラ ン スと、 この第 1段ランス内に軸方向に伸縮自在に組み付けられた第 2段〜第 N段 のランスと、 前記第 1段ランスをその内面に嵌合収納することにより前記第 1段 〜第 N段のランスを支持する固定外筒とからなり、 前記ランス駆動システムは、 前記固定外筒と第 1段〜第 N段ランス間に設けられたランス伸縮駆動機構と、 前 記固定外筒を垂直平面内で傾動させるための傾動機構とを有することを特徴とす るコ一クス炉の補修装置。
3 1 . 請求項 3 0において、 前記ラ ンス伸縮駆動機構は、 第 1段ラ ンスの外 周面に固定されたラックと、 固定外筒に設けられたピニオンと、 これらのラック およびピニオンによる第 1段ランスの前進移動に連動して第 2段〜第 N段ランス を移動させる前進移動機構と、 前記第 1段ランスの後退移動に連動して第 2段〜 第 N段ランスを移動させる後退移動機構とからなることを特徴とするコークス炉 の補修装置。
3 2 . 請求項 3 0または 3 1において、 前記第 1段〜第 N段ランスは、 それ ぞれ長手方向の仕切り部を有する多重の筒体からなり、 その間に冷却媒体を流通 させる冷却ジャケッ ト構造としたことを特徴とするコークス炉の補修装置。
3 3 . 請求項 3 0又は 3 1において、 多段伸縮ランス装置が断面多角形の筒 体からなることを特徴とするコークス炉の補修装置。
3 4 . 請求項 3 3において、 前記第 1段〜第 N段ランスは、 それぞれ長手方 向の仕切り部を有する多重の筒体からなり、 その間に冷却媒体を流通させる冷却 ジャケッ ト構造としたことを特徴とするコークス炉の補修装置。
3 5 . 請求項 3 0において、 第 N段ランスは、 長手方向の仕切り部を有する 多重の筒体からなり、 その間に冷却媒体を流通させる冷却ジャケッ ト構造で、 か つ先端の採光部窓の周囲より内筒内の冷却媒体が噴出する構造としたことを特徴 とするコークス炉の補修装置。
3 6 . 請求項 3 0において、 前記ランス駆動システムは、 更に、 前記固定外 筒を水平平面内で旋回させるための旋回機構と、 前記固定外筒をランス軸回りに 回転させる回転機構とを備えていることを特徴とするコークス炉の補修装置。
3 7 . 請求項 3 0において、 前記第 N段ラ ンス先端部には、 補修材を吐出す るノズルと、 前記炉壁面までの距離を測定するための距離センサが設けられてい ることを特徴とするコークス炉の補修装置。
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