WO2004090071A1 - コークス炉炭化室の診断装置および診断方法 - Google Patents

コークス炉炭化室の診断装置および診断方法 Download PDF

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WO2004090071A1
WO2004090071A1 PCT/JP2003/004477 JP0304477W WO2004090071A1 WO 2004090071 A1 WO2004090071 A1 WO 2004090071A1 JP 0304477 W JP0304477 W JP 0304477W WO 2004090071 A1 WO2004090071 A1 WO 2004090071A1
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distance
furnace wall
displacement line
carbonization chamber
laser
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PCT/JP2003/004477
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hironobu Inamasu
Nobuki Takayama
Hirofumi Yamashita
Takayuki Iwanaga
Original Assignee
The Kansai Coke And Chemicals Co., Ltd.
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Filing date
Publication date
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Priority to CNB038011921A priority patent/CN100352892C/zh
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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
    • C10B33/00—Discharging devices; Coke guides
    • C10B33/08—Pushers, e.g. rams
    • C10B33/10—Pushers, e.g. rams for horizontal chambers
    • 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
    • C10B41/00—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0021—Devices for monitoring linings for wear

Definitions

  • the present invention relates to a diagnostic apparatus and a diagnostic method for a coke oven coking chamber, and more particularly to a method for diagnosing carbonization (carbonation) on a furnace wall of a coke oven chamber.
  • the present invention relates to a diagnostic device and a diagnostic method suitable for diagnosing furnace wall conditions such as furnace wall deficiency, furnace wall deformation, and widening due to movement.
  • the coke oven carbonization chamber generally has a width of about 400 to about 500 mm and a length of about 15, 000 to about 20, in order to increase the heat transfer efficiency to the coal charged in the room. It is a narrow and narrow space with a width of 0.000 mm and a height of about 4,000 to 7,000 mm.
  • the furnace wall of the coking chamber is made of firebrick. Even if the furnace wall is made of refractory bricks, continuous operation under the above-mentioned harsh conditions may result in loss of parts or adhesion of power May occur.
  • Deterioration of the furnace wall in the coke oven coking chamber includes, for example, when the furnace wall itself is moved or deformed and the furnace width is widened, the bricks on the furnace wall are damaged and the furnace width is widened. There are various cases, such as when the furnace width is narrowed due to carbon adhering to the furnace wall.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-333670 discloses an extrusion ram of a coke extrusion device.
  • a maintenance / inspection method is disclosed in which an internal observation device equipped with a video camera, a laser distance meter, etc. is installed above, and this is used to observe the state of the interior of the carbonization chamber.
  • the distances to the inner walls on both sides of the internal observation means are measured, and the distances to the respective furnace walls are measured as the distance of the furnace width.
  • the furnace width of the normal coking chamber as shown in Fig. 1 and the carbon adhering to one furnace wall 20 as shown in Fig. 2 and the other furnace wall 20 There was also a problem in that the furnace width of the coking chamber where a defect occurred in 20 could not be distinguished, and there was a problem with accuracy.
  • the main reason why only the furnace width of the coking chamber can be measured is that it is difficult to identify the position of the internal observation means introduced into the coking chamber.
  • the extrusion ram provided with the internal observation means will be inserted smoothly into the carbonization chamber. In such a case, although the displacement of the extrusion ram from the center line in the longitudinal direction of the carbonization chamber is small at the entrance of the carbonization chamber, the deviation at the exit of the carbonization chamber is large because the carbonization chamber is an elongated space. It will be.
  • the extrusion ram may meander instead of moving straight inside the carbonization chamber, depending on the load at the time of extrusion and carbon adhesion. Disclosure of the invention The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a diagnostic device and a diagnostic method for more accurately and quantitatively diagnosing a coke oven carbonization chamber than conventional maintenance and inspection methods.
  • a diagnostic apparatus for a coke oven carbonization chamber includes: a coke extruder main body; an extrusion ram provided in the coke extruder main body; Internal observation means installed on the extruder body side or the extrusion ram side installed on the extruder main body side or the extruder ram side Light receiving means for receiving the laser irradiated from the laser output means (hereinafter referred to as “laser receiving means”) ), And means for recognizing the laser receiving position of the laser receiving means (hereinafter sometimes referred to as “laser receiving position recognizing means”).
  • the diagnostic apparatus of the present invention can diagnose the condition of the coke oven carbonization chamber wall without reducing the coke production efficiency by using a coke extruder. Further, by providing the laser output means, the laser receiving means, and the laser receiving position recognizing means, when the internal observing means is introduced into the coking chamber, the trajectory of the internal observing means in the coking chamber can be specified.
  • the actual measurement distance to each of the left and right furnace walls measured with the internal observation means as the reference position is used to calculate each of the left and right furnace walls from the longitudinal center line of the coking chamber. Can be calculated, and information on the left and right furnace wall conditions can be obtained individually.
  • the laser output unit is installed on the extruder body, and the laser emitted from the laser output unit is used for
  • the light is received by a laser receiving means provided on the extrusion ram.
  • the internal observation means includes a distance measuring means and an image capturing means.
  • the internal observation means has a heat-resistant casing, and the heat-resistant casing includes a distance measuring means, an image capturing means, a power supply means, and a measurement data processing means.
  • the internal observation means may further include the above-described laser light reception position recognition means.
  • a preferred example of the laser light receiving position recognition means is, for example, an image pickup means.
  • the heat-resistant casing comprises one or more heat-insulating layers, and at least one of the heat-insulating layers is a layer made of ceramic fibers.
  • the heat-resistant casing includes one or more heat-insulating layers, and at least one of the heat-insulating layers is a vacuum heat-insulating layer.
  • the diagnostic method of the coke oven carbonization chamber according to the present invention is to measure the distance to the furnace wall at a plurality of longitudinal positions at any height of the coke oven carbonization chamber by using the internal observation means of the coke oven carbonization chamber.
  • Measurement distance displacement line from the longitudinal center line of the carbonization chamber to the furnace wall (hereinafter, sometimes referred to as “measurement distance displacement line”), and determine the measurement distance displacement line based on the measurement distance displacement line.
  • a leveling displacement line is obtained, the measured distance displacement line is compared with the leveling displacement line, and Z or a design furnace wall distance displacement line in the longitudinal direction of the carbonization chamber (hereinafter referred to as a “design distance displacement line”)
  • the state of the furnace wall of the carbonization chamber is diagnosed by comparing the leveling displacement line with the leveling displacement line.
  • the measured distance displacement line indicates the distance from the longitudinal center line of the coking chamber to the furnace wall, which was determined from the distance to the furnace wall actually measured by the internal observation means, along the longitudinal direction of the coking chamber.
  • the leveling displacement line was a leveling (smoothing) of the measured distance displacement line by equalizing the displacement of the furnace wall surface due to the adhesion of force and the destruction of the furnace wall.
  • the design furnace wall distance displacement line in the longitudinal direction of the coking chamber is a line that indicates the distance from the center line in the longitudinal direction of the coking chamber to the furnace wall when the coke oven is designed in the longitudinal direction of the coking chamber.
  • the displacement due to a change in the furnace wall surface such as carbon adhesion or chipping of the furnace wall can be found, and the design distance in the longitudinal direction of the gasification chamber is obtained.
  • the displacement line with the leveling displacement line By comparing the displacement line with the leveling displacement line, the displacement due to the movement and deformation of the furnace wall itself can be found.
  • the condition of the furnace wall in the coking chamber can be quantitatively diagnosed. According to the present invention, the condition of each furnace wall on the left and right sides of the coking chamber can be further diagnosed. Therefore, even when no abnormality is recognized in the entire furnace width as described above, the condition of each furnace wall can be determined. Can be accurately diagnosed.
  • FIG. 1 A horizontal cross-sectional view of a coking chamber with no defects on the furnace wall.
  • FIG. 2 Horizontal cross section of a carbonization chamber with defects and carbon adhesion on the furnace wall.
  • FIG. 3 A schematic side view illustrating a coke oven diagnostic apparatus of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic side view illustrating a coke oven diagnostic device of the present invention.
  • FIG. 5 is a horizontal sectional view illustrating an internal observation unit.
  • FIG. 6 is a side view illustrating another example of the coke oven diagnostic device of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory view illustrating the positional relationship of the internal observation means in the carbonization chamber.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the insertion state of the extrusion ram and the displacement of the laser light receiving position.
  • FIG. 9 is an explanatory view exemplifying an inclination of a laser in a carbonization chamber.
  • FIG. 10 is a horizontal cross-sectional view at an arbitrary height of the carbonization chamber illustrating a furnace wall state.
  • Fig. 11 A horizontal cross-sectional view at an arbitrary height of the carbonization chamber, conceptually showing the area surrounded by the leveling displacement line and the measurement distance displacement line.
  • Fig. 12 A horizontal cross-sectional view at an arbitrary height of the coking chamber, conceptually showing the area surrounded by the leveling displacement line and the design distance displacement line.
  • Fig. 13 Graph showing the displacement (XL) of the laser light receiving position at a distance L from the inlet of the carbonization chamber.
  • Fig. 14 Graph showing the trajectory (D L ) of the extrusion ram at a distance L from the inlet of the coking chamber.
  • Fig. 15 Graph showing the distance from the longitudinal center line of the coking chamber to the left and right furnace walls.
  • Figure 16 Graph showing measured distance displacement lines, leveling displacement lines, and design distance displacement lines for the left furnace wall of the coking chamber.
  • Fig. 17 Graph showing measured distance displacement lines, leveling displacement lines, and design distance displacement lines for the right furnace wall of the coking chamber.
  • Fig. 18 Graph showing measured distance displacement lines, leveling displacement lines, and design distance displacement lines for the furnace width of the coking chamber.
  • Fig. 19 Graph showing measured distance displacement lines and designed distance displacement lines for the left furnace wall of the carbonization chamber with different production cycles.
  • Fig. 20 Measurement distance displacement line Graph showing the design distance displacement line for the right furnace wall of the carbonization chamber with different production cycles.
  • Diagnostic device for coke oven carbonization chamber First, a diagnostic device for a coke oven carbonization chamber of the present invention will be described.
  • Extruder main body Extrusion ram provided on coke extruder main body, internal observation means installed on the extrusion ram, on the extruder main body side or the extrusion ram side
  • the laser output means provided, a light receiving means for receiving a laser beam emitted from the laser output means, and a means for recognizing a laser light receiving position of the laser light receiving means.
  • the diagnostic device can diagnose the condition of the furnace wall in the coke oven carbonization room without reducing the coke production efficiency by using the coke extruder.
  • the coextrusion machine is not particularly limited as long as it has a coextrusion machine main body and an extrusion ram provided in the coextrusion machine main body.
  • FIG. 3 is a schematic side view illustrating a diagnostic apparatus for a coke oven carbonization chamber of the present invention.
  • the diagnostic apparatus includes an extruder main body 1 provided with a laser output means 4, an extruding ram 2 introduced into a carbonization chamber by the extruder main body 1, and the extruding ram 2 includes an internal observation means 3, a laser A laser receiving means 5 for receiving the laser beam emitted from the output means 4 and a laser light receiving position recognizing means 6 are provided. Further, as shown in FIGS. 4 and 5, it is also a preferable embodiment to provide the internal observation means 3 with the laser receiving position recognition means 6.
  • the inspection means provided in the internal observation means can be appropriately selected according to the purpose of diagnosis.
  • the image pickup means for observing the state of the furnace wall of the coking chamber, or the distance to the wall of the coking chamber is determined.
  • a distance measuring means for measuring can be mentioned.
  • the internal observation means includes an image capturing means and a distance measuring means.
  • the image capturing means include a (digital) video camera, a CCD camera, and a fiber scope.
  • Examples of the distance measuring means include a non-contact type distance meter such as a microwave distance meter and a laser distance meter.
  • Microwave distance meter It measures the time from irradiating an electromagnetic wave in the mouth wave or millimeter wave region to the wall surface of the coking chamber to collecting the reflected electromagnetic wave, and converts the time to a distance.
  • a triangulation type as a laser one distance meter.
  • the internal observation means includes a plurality of power supply means for operating the distance measurement means and the image pickup means, and a plurality of measurement data processing means for processing and storing measurement data from the distance measurement means and the image pickup means. It may have a means.
  • the internal observation means has heat-resistant casing, and the heat-resistant casing includes the above-described distance measuring means, image capturing means, power supply means, and measurement data processing means. is there. This is because, by providing the above-mentioned means in the heat-resistant casing, the inside observation means can protect each means from the high heat of the carbonization chamber and make the inside observation means removable and portable.
  • the internal observation means includes a laser output means or a laser light reception position recognition means described later.
  • FIG. 5 is a horizontal sectional view illustrating the internal observation means 3 installed in the extrusion ram 2.
  • the internal observation means 3 has a heat-resistant casing 10 composed of three heat-insulating layers, inside which are a power supply means 13, a video camera which is a laser-light receiving position recognition means 6, and a distance measurement means 11. It is equipped with a laser distance meter, measurement data processing means 12, a video camera as image capturing means 14 for observing the surface displacement (concave and convex) of the furnace wall, and a laser type position detection switch 15 , Connected by wiring 19.
  • the internal observation means 3 can be used. It can be made a removable portable type.
  • the heat-resistant casing 10 serves as a transmitting portion of a laser irradiated from the laser distance meter 11 or a visual field portion of the laser light receiving position recognizing means 6 and the image capturing means 14.
  • Windows 18 are provided.
  • the window 18 is preferably made of metal-deposited heat-resistant glass from the viewpoint of heat insulation.
  • the heat-resistant casing 10 is for protecting measurement means such as a laser distance meter 11 and video cameras 6 and 14 from heat in the carbonization chamber, and has one or more heat insulating layers. If so, there is no particular limitation.
  • the heat-insulating layer constituting the heat-resistant casing 10 include a heat-insulating layer made of ceramic fibers and a vacuum heat-insulating layer. The layer made of ceramic fibers is excellent in heat resistance and fire resistance. It is preferable that at least one of the heat insulating layers constituting the heat-resistant casing 10 be a layer made of ceramic fibers.
  • the heat-resistant casing is a heat-resistant casing comprising a plurality of heat-insulating layers.
  • a ceramic fiber plate layer for example, a ceramic fiber plate layer, a microporous insulating plate layer having low heat conductivity, and a fire-resistant area.
  • Those having a layer made of ceramic fibers having a high use temperature can be suitably used as heat-resistant casing.
  • At least one of the heat insulating layers constituting the heat-resistant casing is a vacuum heat insulating layer.
  • the vacuum heat-insulating layer is, for example, a layered hermetic container that can be fitted inside the heat-resistant casing, and is not particularly limited as long as the pressure is reduced so as to have a heat-insulating effect.
  • the container is preferably made of a transparent material such as heat-resistant glass.
  • the material of the layered closed container is formed of a transparent member, or a part of the layered closed container is formed as an opening, and such a portion is used as a transmitting portion of a laser beam irradiated from the laser distance meter 11 or Alternatively, it is also a preferable embodiment to use the field of view of the laser light receiving position recognition means 6 and the image pickup means 14.
  • the heat-resistant casing 10 may be provided with a metal guide frame as an inner layer and a porous layer as an outer layer for protecting the heat-insulating layer from mechanical damage. Good.
  • the internal observation means is preferably provided with at least two laser distance meters 11 1 and 11 1 for irradiating the right and left furnace walls. If two laser one-meters 1 1 and 1 1 are provided, the distance to the respective furnace walls on both sides can be measured at the same time. After measuring the distance to, change the direction of the laser rangefinder 11 and measure the distance to the other furnace wall.
  • a mirror 17 is installed in front of the laser range finder so that the laser beam emitted from the laser range finder 11 is reflected by the mirror 17 and irradiates the furnace wall 20. Although it is configured, it may be installed so that the laser beam is directly irradiated on the furnace wall. It is also preferable to increase the measurement accuracy by installing a bandpass filter 16 that transmits only the light in the specific wavelength region to which the wavelength of the laser beam emitted from the laser rangefinder 11 belongs, in front of the laser rangefinder 11. It is an aspect.
  • the measurement data processing means 12 is a means for storing data measured by a laser distance meter 11 or a video camera 6, 14 or the like. There is no particular limitation, and examples thereof include a recording medium such as a memory and a hard disk. Further, the measurement data processing means 12 may be a programmable computer having a function of controlling electronic components, processing and storing measurement data, for example, a power on / off function by a timer, The program can be programmed to save the measured data in relation to the time and to perform the arithmetic processing of the measured data.
  • the internal observation means 3 includes a laser complete position detection switch 15 for detecting that the inside of the carbonization chamber has been entered.
  • the laser set position detection switch 15 irradiates a laser toward a reflector (not shown) attached to the frame of the extruder, and detects laser reflected light reflected by the reflector, for example.
  • the power of electronic components in the internal observation means is turned on or off in conjunction with the power supply means 13.
  • the reflector it is preferable to use, for example, a heat-resistant reflector in consideration of radiation heat of the extrusion ram.
  • the laser output means is not particularly limited, for example, a perfect circular collimated (parallel) light output laser marker having a wavelength of 635 nm and an output of 15 mW can be used.
  • the laser-light receiving means is not particularly limited as long as it has a surface capable of receiving a laser beam emitted from the laser-output means, and is, for example, a plate-shaped one provided with a grid pattern. Can be mentioned. This is because if a grid pattern is provided, the displacement of the laser light receiving position can be easily measured by the laser light receiving position recognition means. Further, in the case where the laser one light receiving means is provided on the extrusion ram side, heat resistance is required. Therefore, for example, it is preferable to use a ceramic plate or a steel plate.
  • the laser light receiving position recognizing means is not particularly limited as long as it can recognize the laser light receiving position irradiated on the laser light receiving means.
  • the image capturing means the laser receiving position irradiated on the laser receiving means is captured, and the captured image data is recorded on a recording medium such as a memory, a hard disk, or a video tape, or the measurement data described above.
  • a recording medium such as a memory, a hard disk, or a video tape, or the measurement data described above.
  • Those that can be stored in the evening processing means are preferable, and examples thereof include (digital) video cameras, CCD cameras, and fiberscopes.
  • the laser receiving unit and the image capturing unit should be used in accordance with the performance such as the field of view and resolution of the image capturing unit (laser receiving position recognition unit). It is preferable to set the distance between the laser receiving means and the image pickup means to some extent (for example, about 0.2 to 0.3 m), and It is more preferable to keep it constant. When the distance between the laser receiving means and the image pickup means is short and constant, the focal point of the image pickup means is set. This is because the measurement is easier and the accuracy of measuring the displacement of the laser receiving position can be improved.
  • the laser output means can be installed on the extruder main body side or on the extrusion ram side.
  • the laser output means is installed on the extruder main body, and the laser irradiated from the laser output means is extruded.
  • a mode in which light is received may be used.
  • the position of the internal observation means in the carbonization chamber can be specified.
  • the same heat resistance as when the laser light reception position recognition means 6 is used for the internal observation means is used for the internal observation means. It is a preferred embodiment to use it in a casing.
  • the laser output means is provided on a frame provided on the extruder main body or on a frame provided on the extruder main body side and separated from the extruder main body. This is because if the extruder is installed on a frame that is separated from the main body of the extruder, it is possible to reduce the influence of the extruder shaking during coextrusion.
  • the internal observation means 3 is installed on the extrusion ram in the embodiment shown in FIG. 4, but it can be changed to the following embodiment.
  • the use of the above-described coke oven diagnostic apparatus of the present invention makes it possible to specify the trajectory of the internal observation means introduced into the coke oven chamber when inspecting the coke oven carbonization chamber. Then, if the trajectory of the internal observation means is known, the distance from the longitudinal centerline of the coking chamber to each of the left and right furnace walls is determined based on the distance to the left and right furnace walls measured using the internal observation means. Can be.
  • an extruding ram is inserted into a coke oven coking chamber having a total length (T).
  • T total length
  • a trajectory (D of the internal observation means at a distance L from the carbonization chamber entrance From the distances (D.) and (D ⁇ ) and the displacements (XJ and ( X ⁇ )), a trajectory (D of the internal observation means at a distance L from the carbonization chamber entrance; A method including a step of correcting the measurement distance (YL) based on the trajectory (DL) to obtain a distance from the longitudinal centerline of the coking chamber to the furnace wall can be cited.
  • the trajectory (DL) is a distance from the longitudinal center line of the coking chamber at a distance L from the entrance of the coking chamber to the internal observation means.
  • the trajectory (DL) and the distances ( DQ , DT ) are, for convenience, in the longitudinal direction of the coking chamber from the coking chamber entrance (M / S: machine side) to the exit (CZS: coexide side).
  • M / S machine side
  • CZS coexide side
  • a positive sign indicates that the laser receiving position at the distances L and ⁇ from the carbonization chamber entrance moves rightward with respect to the light reception position at the carbonization chamber entrance, in the opposite case a negative sign. in other words, a positive sign when the extrusion ram (or internal observation means) moves to the left furnace wall.
  • the measured distance (Y L) is From the carbonization chamber entrance to the exit, the measurement distance from the internal observation means to the left furnace wall is represented by a positive sign, and the measurement distance to the furnace wall is represented by a negative sign.
  • the measurement of the distance (YL) it is preferable to simultaneously measure the distance from the internal observation means to the right furnace wall and the distance to the left furnace wall as described above.
  • the distance (Y) to the furnace wall can be measured using the distance measuring means described above, and is preferably measured with a laser distance meter.
  • the distance (YL) is a distance converted from the distance from the center of the internal observation means to the furnace wall based on the distance of the laser irradiation path of the laser distance meter.
  • the measurement of the distance (YL) is preferably performed continuously over the entire length (T) of the carbonization chamber. However, depending on the performance of the distance measuring means, the measurement of the distance (YL) may be performed at a plurality of points of the total length (T) of the carbonization chamber. It may be.
  • the measurement can be performed, for example, when extruding coke with an extrusion ram, pulling back the extrusion ram after extruding coke, or inserting the extrusion ram into an empty kiln. If the moving speed of the extrusion ram is kept constant during measurement, the measurement distance (YL) and the distance L from the carbonization chamber entrance can be related.
  • the distance L from the inlet of the carbonization chamber is, for example, a method in which the moving speed of the extrusion ram is kept constant, a time counting function is provided in the measurement data processing means or the extruder body, and the moving distance is obtained from the product of the speed and time Alternatively, in the extruder main body, it may be calculated from a motor for driving the extrusion ram or the number of rotations of the drive unit.
  • the measurement distance (Y distance) at the distance L from the carbonization chamber entrance can be stored in the measurement data overnight processing means, and is stored in the measurement data overnight processing means in association with the above-mentioned time or the distance L.
  • D ⁇ 1/2 (furnace width at carbonization chamber outlet) _ ⁇ ⁇ formula (2) Y in the formulas (1) and (2).
  • Y ⁇ is the distance to the left furnace wall (with a positive sign)
  • the furnace width at the inlet and outlet of the coking chamber is the sum of the absolute values of the left and right measured distances at the inlet and outlet of the coking chamber. be able to.
  • the furnace width at the inlet and outlet of the coking chamber may adopt the value of the width of the metal frame provided at the inlet and outlet of the coking chamber.
  • the displacement ( XL ) of the laser receiving position at the distance L from the laser receiving position at the entrance to the coking chamber and the laser at the entrance of the coking chamber are calculated.
  • the process of measuring the displacement ( X ⁇ ) between the light receiving position and the laser receiving position at the exit of the carbonization chamber will be described.
  • the position of the laser beam irradiated from the laser output means to the laser light receiving means is imaged by a video camera which is the laser receiving position recognition means 6, and the image of the laser receiving position at the entrance of the carbonization chamber and the distance from the entrance of the carbonization chamber
  • the displacement ( XL ) is visually compared with the image of the laser receiving position at L and the image of the laser receiving position at the entrance of the coking chamber and the image of the laser receiving position at the exit of the coking chamber are visually observed.
  • the displacement ( X ⁇ ) can be determined by comparison.
  • the captured image is processed by image analysis means (for example, a computer having image analysis software), and the displacement of the laser receiving position at the entrance of the coking chamber and the distance of the laser receiving position at the distance L from the entrance of the coking chamber (X L ) and the displacement ( ⁇ ⁇ ) between the laser receiving position at the entrance of the coking chamber and the laser receiving position at the exit of the coking chamber are also preferable.
  • the displacement (XL, ⁇ > is the displacement in the horizontal direction.
  • the imaging of the laser receiving position by the laser receiving position recognition means is preferably performed simultaneously with the measurement of the distance to the furnace wall (Y: described above). For example, when coke is extruded with an extrusion ram, coke is extruded.
  • the imaging of the laser receiving position by the laser single receiving position recognition means is performed over the entire length (T) of the carbonization chamber. It is preferable that the measurement be performed continuously, but the measurement may be performed at a plurality of points along the entire length (T) of the carbonization chamber, depending on the performance of the laser-light receiving position recognition means.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an insertion state of the extrusion ram and a change in the laser light receiving position when the extrusion ram moves in the carbonization chamber.
  • the inserted extrusion ram is approaching the left furnace wall of the carbonization chamber, and in this case, the state of the change in the laser receiving position of the laser receiving means 5 as viewed from the extruder side is shown in Fig. 8 (a).
  • FIG. 8 (a) exemplifies the laser receiving position at the entrance of the coking chamber, and the black circle points shown on the grid of the laser receiving means correspond to the light receiving positions of the laser at the entrance of the coking chamber.
  • Fig. 8 exemplifies the laser receiving position at the entrance of the coking chamber, and the black circle points shown on the grid of the laser receiving means correspond to the light receiving positions of the laser at the entrance of the coking chamber.
  • FIG. 8 (b) shows an example of the laser receiving position when the extruding ram is moving in the carbonization chamber.
  • the black circle points indicate the current (moving distance L) laser receiving position.
  • the white circle points indicate the laser receiving position at the entrance of the carbonization chamber.
  • the current laser receiving position black circle point
  • the current laser receiving position is shifted to the right side of the grid because the extrusion ram is located on the left furnace wall side of the carbonization chamber.
  • the white circle points indicate the laser receiving position at the entrance of the carbonization chamber.
  • the laser receiving position at the entrance of the coking chamber and the displacement ( XL ) of the laser receiving position at the distance L from the entrance of the coking chamber are the white point and the black point in Fig. 8 (b).
  • the displacement ( ⁇ ⁇ ) between the laser light receiving position at the carbonization chamber entrance and the laser light reception position at the carbonization chamber exit is the horizontal distance between the white circle point and the black circle point in Fig. 8 (c).
  • X D D T — D.
  • X D D T — D.
  • X D D T — D.
  • X D D T — D.
  • X D D T — D.
  • X D D T — D.
  • X D D T — D.
  • FIG. 9 is an explanatory view illustrating the inclination of the laser with respect to the longitudinal center line of the carbonization chamber.
  • W means that the laser irradiated at the entrance of the carbonization chamber is shifted by W at the exit of the carbonization chamber about 16 m away. If the sign of W is positive, , Coking chamber longitudinal It is tilted from the right side to the left side of the direction center line, and the laser was irradiated from the entrance side of the carbonization chamber. If the sign of W is negative, the laser is in the longitudinal center of the carbonization chamber. It was tilted from the left side to the right side of the line, indicating that the laser was being emitted from the inlet side of the carbonization chamber.
  • Le one The one shift at a distance L from the carbonization chamber inlet can and children that represent at WX (LZT), displacement (X L) and distance (D.) from correcting the tilt amount of the laser one By doing so, the trajectory (DL) of the true internal observation means can be obtained, and the trajectory (DL) of the internal observation means is
  • (D) is the distance from the longitudinal center line of the carbonization chamber to the internal observation means at a distance L from the entrance of the carbonization chamber, and represents the locus of the internal observation means inside the carbonization chamber.
  • the exact distance (SL) from the furnace to the furnace wall can be determined.
  • the formula for obtaining the measured distance (YL) and said trajectory (D L) may be modified appropriately in accordance with the POI down bets number of measurement data such as the measured distance (YL) and displacement (XL).
  • the diagnostic method of the coke oven carbonization chamber of the present invention uses the internal observation means of the coke oven carbonization chamber to determine the coke oven carbonization chamber at a plurality of positions in the longitudinal direction at any height of the coke oven carbonization chamber.
  • the distance to the furnace wall is measured, and a distance displacement line from the longitudinal center line of the coking chamber to the furnace wall (hereinafter referred to as a “measurement distance displacement line”) is determined.
  • a leveling displacement line of the distance displacement line is obtained, the measured distance displacement line is compared with the leveling displacement line, and Z or the design furnace wall distance displacement line in the longitudinal direction of the carbonization chamber and the leveling displacement line are compared with each other. By comparing the conditions, the condition of the furnace wall in the coking chamber is diagnosed.
  • a leveled displacement line of the measured distance displacement line is obtained based on the measured distance displacement line, and the sum of the areas surrounded by the leveled displacement line and the measured distance displacement line, and Z
  • the sum of the areas surrounded by the designed furnace wall distance displacement line in the longitudinal direction of the coking chamber and the leveling displacement line may be obtained, and the furnace wall state of the coking chamber may be diagnosed based on the sum of the areas. This is a preferred mode.
  • the means for observing the interior of the coke oven carbonization chamber used in the diagnostic method of the present invention is not particularly limited, but is, for example, the same as that provided in the above-described diagnostic apparatus of the coke oven carbonization chamber of the present invention. Preferably, one is used.
  • the distance to the furnace wall at multiple positions in the longitudinal direction at any height in the coke oven carbonization chamber is measured at multiple positions in the longitudinal direction of the carbonization chamber, and may be measured at at least two or more points. . It is also a preferred embodiment of the present invention that the distance between the furnace walls is continuously measured in the length direction of the coking chamber by infinitely performing the measurement at the plurality of positions.
  • the distance to the furnace wall may be measured at an arbitrary height according to the height of the coke oven carbonization chamber.
  • the measurement be performed so that the height between the measured heights is substantially equal.
  • a method of measuring a distance to a furnace wall at a plurality of positions in a longitudinal direction at an arbitrary height of a coke oven carbonization chamber and obtaining a distance displacement line from a longitudinal centerline of the carbonization chamber to the oven wall is as follows. Although not particularly limited, as described above, it is a very preferable embodiment to obtain the value using the diagnostic device for the coke oven carbonization chamber of the present invention.
  • a method for diagnosing the state of the furnace wall based on each distance displacement line will be described.
  • a leveling displacement line of the measuring distance is obtained based on the measuring distance displacement line obtained by the measurement, and the measuring distance displacement line and the leveling displacement line are compared. Diagnosis of the condition of the furnace wall in the coking chamber is made by comparing the displacement line with the design distance displacement line.
  • the leveling displacement line is obtained by measuring the distance to the furnace wall and observing images of the surface displacement of the furnace wall surface at the plurality of positions using an image capturing unit provided in the internal observation unit.
  • the surface displacement of the furnace wall is, for example, unevenness of the furnace wall surface due to adhesion or destruction of a force on the furnace wall, and is caused by image capturing means 14 provided in the internal observation means 3 shown in FIG.
  • An image taken by a video camera can be compared with the measurement result of the measured distance displacement line, and the displacement part corresponding to the surface displacement of the furnace wall at the measured distance displacement line can be averaged.
  • the measurement distance displacement line is compared with the leveling displacement line by comparing the distance of the leveling displacement line and the distance of the measurement distance displacement line at the same position in the longitudinal direction of the carbonization chamber.
  • the measurement distance displacement line is compared with the leveling displacement line by comparing the distance of the leveling displacement line and the distance of the measurement distance displacement line at the same position in the longitudinal direction of the carbonization chamber.
  • the value obtained by subtracting the distance of the measured distance displacement line from the distance of the leveling displacement line is a plus (positive)
  • the distance to the furnace wall is short, and the furnace wall at that position is short.
  • the value obtained by subtracting the distance of the measured distance displacement line from the distance of the leveling displacement line is minus (negative)
  • the distance to the furnace wall is long, and the furnace wall at that position is missing. Can be diagnosed.
  • the distance to the furnace wall is shortened due to the deformation and movement of the furnace wall itself. Diagnosis can be made, and when the subtracted value is negative (negative), it can be diagnosed that the distance to the furnace wall is increasing due to movement or deformation of the furnace wall itself.
  • the distance displacement line to the right furnace wall of the coking chamber is represented as a negative value for convenience, but in the diagnostic method of the present invention, the measured distance displacement line, the leveling displacement line, and the design distance displacement line are used. A similar diagnosis can be made by comparing the absolute values of Can be.
  • the displacement of the entire furnace wall is compared by comparing the leveled displacement line with the measured distance displacement line, and comparing Z or the designed distance displacement line with the leveled displacement line.
  • FIG. 10 is a horizontal cross-sectional view at an arbitrary height of the coking chamber, illustrating a furnace wall state of the coke oven coking chamber.
  • the hatched portion 37 conceptually represents the space inside the coking chamber after the furnace wall of the coking chamber is deformed by a sectional view, and the broken line 38 shows the position of the furnace wall at the time of design.
  • diagnosis of the furnace wall condition based on the comparison of each displacement line can be performed at a specific location (arbitrary height , At a specific distance in the carbonization chamber longitudinal direction).
  • the condition of each furnace wall at an arbitrary height can be diagnosed. Therefore, according to the present invention, as the displacement of the horizontal cross-sectional area of the carbonization chamber, the sum of the areas surrounded by the leveling displacement line and the measurement distance displacement line, and Z or the design distance displacement line, The sum of the areas enclosed by the leveling displacement lines is obtained for each furnace wall, and the state of the furnace wall in the coking chamber can be diagnosed based on the sum of the areas.
  • the sum total of the area enclosed by the leveling displacement line and the measurement distance displacement line is an index indicating displacement due to a change in the furnace wall surface such as adhesion or damage of each furnace wall.
  • the sum of the areas surrounded by the distance displacement line and the leveling displacement line is an index indicating the displacement due to the furnace wall itself moving and deforming and the furnace width being narrowed. Since the sum of the areas can be used as a standard for accurately and quantitatively evaluating the condition of each furnace wall at an arbitrary height, if the sum of the areas is used as an index, for example, a plurality of coke ovens may be used. The relative evaluation of the deterioration and aging of the installed carbonization chambers and the carbonization chambers with different coke production times becomes easier.
  • the area (32, 33) surrounded by the leveling displacement line 30 and the measuring distance displacement line 31 is shown by using a horizontal sectional view at an arbitrary height of the carbonization chamber.
  • the sum of the areas is represented by the sum of all the areas of the part for each furnace wall.
  • the sum of the areas is, for example, the area of each part of the furnace wall on the left side of the coking chamber. If the value obtained by subtracting the distance of the measured distance displacement line 31 from the distance of the leveling displacement line 30 is positive (positive), the area 33 is given a plus (positive) sign, and the subtraction is performed. If the value obtained is negative (negative), the area 32 may be given a negative (negative) sign to obtain the sum.
  • the state of each furnace wall at an arbitrary height can be diagnosed as having a large effect due to carbon adhesion.
  • the sum of the areas is minus In the case of (negative), it can be diagnosed that the effect of the furnace wall loss is large.
  • the displacement lines for the right furnace wall of the carbonization chamber are represented by negative values for convenience, but the absolute values of the measured distance displacement line, the leveling displacement line, and the design distance displacement line are used. A similar diagnosis can be made by comparison.
  • the area (35, 36) surrounded by the design distance displacement line 34 and the leveling displacement line 30 is shown by using a horizontal cross-sectional view at an arbitrary height of the carbonization chamber.
  • the sum of the areas is represented by the sum of all the areas of the portion.
  • the area 35 Is given a plus sign, and if the subtracted value is a minus (negative), the area 36 may be given a minus (negative) sign to obtain the sum.
  • the sum of the areas is positive (positive)
  • the sum of the areas is negative (negative)
  • the same diagnosis can be made for the right furnace wall of the coking chamber by comparing using the absolute values of the measured distance displacement line, the leveling displacement line, and the design distance displacement line.
  • the present invention can be changed to the following modes.
  • the distance to the furnace wall at a plurality of positions in the longitudinal direction at any height of the coke oven carbonization chamber was measured for each coke production, and the furnace was measured from the longitudinal center line of the coke oven chamber. It is characterized by finding the displacement line to the wall (hereinafter referred to as “measurement distance displacement line”) and diagnosing changes in the furnace wall condition based on the change in the obtained measurement distance displacement line with the increase in the number of coke productions. And
  • the change in the furnace wall state is the change over time in the furnace wall state with the number of times of coke production, and can be diagnosed by comparing the measured distance displacement line with time.
  • the measurement of the distance to the furnace wall is performed for each coke production, and It is preferable to measure at every coke production, but it may be measured at a rate of 2 to several times of coke production, for example, to the extent that changes in the furnace wall state can be diagnosed. As described above, the measurement is preferably performed at the time of extruding (discharging) the formed coke, but only the measurement of the distance between the furnace walls may be performed separately before and after the coke production.
  • the method for diagnosing a coke oven carbonization chamber according to the present invention can be further modified as follows.
  • the distance to the furnace wall at a plurality of positions in the longitudinal direction of the coke oven at any height of the coke oven carbonization chamber was measured for each coke production, and the longitudinal direction of the carbonization chamber was measured.
  • a distance displacement line from the center line to the furnace wall (hereinafter referred to as a “measurement distance displacement line”) is obtained, and a leveling displacement line of the measurement distance displacement line is obtained based on the obtained measurement distance displacement line.
  • the sum of the area surrounded by the leveling displacement line and the measurement distance displacement line is determined, and based on the change in the sum of the areas with an increase in the number of times of coke production, Changes can be diagnosed.
  • the measurement of the distance to the furnace wall is performed at each coke production as described above, and is preferably measured at each coke production.However, to the extent that changes in the furnace wall state can be diagnosed, for example, coke production 2 to It may be measured once every few times. Further, the measurement is preferably performed at the time of extruding (discharging) the produced coke, but only the measurement between the furnace walls before and after coke production may be separately performed.
  • the diagnosis method of the present invention it is also possible to judge the repaired portion of the furnace wall, the repair method, or the repair time.
  • the method for repairing the carbonization chamber include a thermal spray repair method for filling a defective portion of the furnace wall and a method for burning off and removing deposits such as carbon.
  • the repair method can be selected according to the condition of the furnace wall. Just fine. Examples
  • the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and changes and embodiments in a range not departing from the gist of the present invention are described. Are all included in the scope of the present invention.
  • the laser-light receiving means 5 was installed.
  • the internal observation means 3 include a laser distance meter 11, a video camera as the laser receiving position recognition means 6, a programmable computer as the measurement data processing means 12, a power supply means 13, and an image pickup as shown in FIG.
  • a video camera as means 14 and a device equipped with a laser complete position detection switch 15 were used.
  • the heat-resistant casing 10 has a three-layer structure of a heat insulating layer made of ceramic fibers.
  • Figure 1 shows the results of measuring the laser receiving position at the entrance of the coking chamber and the displacement (X) of the laser receiving position at the moving distance L from the entrance of the coking chamber, using a video camera that is the laser light receiving position recognition means 6.
  • the distance from the center line of the coking chamber was about 30 mm to the left wall side, and the actual measurement to the right furnace wall based on the trajectory (DL) of the internal observation means in the coking chamber correct for each distance as (YL) actual measuring distance to the left furnace wall (YL), a distance from the longitudinal center line of the carbonization chamber to the furnace wall determined meth result (S L), 1
  • Fig. 5 the curve plotted with “ ⁇ ” is based on the measured distance (YL), and the curve plotted with “ ⁇ ” is based on the trajectory (DL). represents the distance (SL) in which the.
  • the displacement (XL), the trajectory (D), measured distance (Y L), and the center line Table 1 shows the measurement results of the distance (S L ) from the furnace to the furnace wall.
  • the corrected distance to the left furnace wall (S L ) is the measured distance (YL) at the outlet of the coking chamber before specifying the position of the internal observation means in the coking chamber.
  • the distance (S: absolute value) to the right furnace wall after correction is smaller than the measured distance (: absolute value) on the outlet side of the carbonization chamber. You can see that there is. In this way, the trajectory of the internal observation means for inspecting the coking chamber is specified, and the measured distance to each furnace wall is corrected based on the specified trajectory. The exact distance from the furnace wall to each furnace wall can be obtained.
  • the measurement distance (Y ⁇ is measured at approximately 350 points over the entire length ( ⁇ ) of the carbonization chamber using a laser distance meter with a measurement cycle of 10 times ⁇ 1 second.
  • the displacement ( XL ) is measured only at about 35 points over the entire length (T) of the coking chamber using a digital video camera having a measurement cycle of once / second. in 1 5 and Table 1, and the measurement point of the measurement point and the displacement (X L) measured Poi down bets showed only points of data that match.
  • the measured distance of the measuring distance (YL) (Y L) correction displacement measurement Boi Ntoga match not measure the distance (X L) (Y ⁇ ), for convenience, they may be with the aid of the value of the trajectory (DL) when match.
  • each distance at a position of about 7.5 m from the inlet of the carbonization chamber is as follows.
  • the value obtained by subtracting the distance of the measured distance displacement line from the distance of the leveling displacement line is 9 mm, which is a positive value.Therefore, the distance to the furnace wall is short, and the furnace wall has only one force. It can be seen that is adhered. Also, the value obtained by subtracting the distance of the leveling displacement line from the distance of the design distance displacement line is 12 mm, which is a positive value. It can be diagnosed that the distance from the longitudinal center line to the furnace wall is shortened.
  • Fig. 17 shows the absolute value of each displacement line of the furnace wall on the right side of the coking chamber. The distance at a position of about 7.5 m from the entrance of the coking chamber is Each is as follows.
  • Measurement distance Displacement line distance 230 mm
  • the value obtained by subtracting the distance of the measured distance displacement line from the distance of the leveled displacement line is -1 mm, which is a negative value, which indicates that a slight defect has occurred in the furnace wall. Also, the value obtained by subtracting the distance of the leveling displacement line from the distance of the design distance displacement line is 15 mm, which is a negative value. It can be diagnosed that the distance from the direction center line to the right furnace wall is long.
  • Figure 18 shows the displacement line for the furnace width, which is the sum of the absolute values of the displacement lines for the furnace walls on the left and right sides of the coking chamber. For example, about 7.5 m from the entrance of the coking chamber Each distance at the position is as follows.
  • Design distance Displacement line distance 4 4 8 m
  • the value obtained by subtracting the distance of the measured distance displacement line from the distance of the leveling displacement line is 8 mm, and it is considered that force is attached to the furnace wall as a whole furnace width.
  • the value obtained by subtracting the distance of the design distance displacement line and the distance of the leveling displacement line is 8 mm, and it is considered that the furnace width of the coking chamber has become narrow due to the movement of the furnace wall.
  • the change in the furnace width due to the movement of the furnace wall itself is due to the fact that the left furnace wall has moved significantly toward the coking chamber, despite the fact that the right furnace wall has moved outside the coking chamber. It can be seen that the movement of the wall is offset and the entire furnace width is reduced.
  • the furnace width measurement results were obtained in spite of the fact that the furnace walls on the left and right sides of the coking chamber were wide and narrow due to the movement of the furnace walls, and that the furnace wall was adhered and the furnace walls were missing. It can be seen that when the diagnosis is made based on the results, the results of the left and right furnace walls are offset and the state of the furnace wall cannot be diagnosed accurately.
  • the displacement of the area by the furnace wall deficiency is one 1 0, 4 4 5 mm 2
  • the displacement of the surface product by the force one carbon deposition 3 5, 9 a 2 1 mm 2
  • the total area is 2 5, 4 7 6 mm 2
  • the displacement of the area due to the adhesion of force was 27, 752 mm 2.
  • the sum of the values is 19,804 mm 2 , and it can be diagnosed that the effect of carbon deposition on the right furnace wall is large.
  • Table 3 shows the results obtained by calculating the area enclosed by the design distance displacement lines and the leveling displacement lines in Figs. 16 and 17.
  • the displacement of the area due to narrowing of the furnace wall is a 1 5 8, 0 0 0 mm 2, the displacement of the area that by the wide band of the furnace wall 0 mm 2, and the total area is 158,000 mm 2 , and it can be diagnosed that the furnace wall of the entire left furnace wall is extremely narrow.
  • the displacement of the area due to narrowing of the furnace wall is 3 4, 0 6 0 mm 2, the displacement of the area due to the wide range of furnace wall, - 4 2, 0 It is 60 mm 2 , and the total area is 180,000 mm 2 , and it can be diagnosed that the furnace wall is widened on the whole right side furnace wall.
  • Table 4 shows the area (left side of the carbonization chamber) surrounded by the leveling displacement lines and measurement distance displacement lines in Figs. 16 and 19, and Table 5 shows the leveling displacements in Figs. 17 and 20.
  • the area enclosed by the line and the measured distance displacement line (on the right side of the carbonization chamber) is summarized.
  • the entire displacement of the furnace wall of the coke oven carbonization chamber is changed by displacement of the furnace wall surface such as carbon adhesion or deficit on the furnace wall, and the furnace wall itself is moved.
  • the furnace wall surface such as carbon adhesion or deficit on the furnace wall
  • the furnace wall itself is moved.
  • the condition of the furnace wall of the coking chamber accurately and quantitatively by separating it from the displacement caused by deformation.
  • the condition of each furnace wall on the left and right sides of the coking chamber can be diagnosed, and even when no abnormality is recognized in the entire furnace width, the condition of each furnace wall can be accurately determined. Diagnosis can be made.

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Abstract

　コークス炉炭化室の診断装置および診断方法に関するものであって、コークス炉炭化室内部に導入される内部観察手段の軌跡を特定し、炭化室長手方向中心線から左右の各炉壁までの距離を求める方法を提供する。さらに、前記測定距離に基づいて、炭化室の炉壁の状態を定量的に診断する方法を提供する。

Description

明 細 書 コークス炉炭化室の診断装置および診断方法 技術分野 本発明はコークス炉炭化室の診断装置および診断方法に関する ものであ り 、 よ り詳細には、 炭化室の炉壁への炭化物 （カーボ ン） の付着ゃ炉壁の欠損、 炉壁の変形 ， 移動などによる広狭化な どの炉壁状態を診断するのに好適な診断装置および診断方法に関 するものである。 背景技術 コークス炉には、 石炭を高温乾留するための炭化室と、 炭化室 を加熱するための燃焼室とが交互に配置されており、 コークスの 製造は、 原料となる石炭を炭化室内に充填し、 約 1 ， 0 0 0 °cの 高温で 2 0時間程度乾留した後、 押出ラムで生成コークスを炭化 室から押出すサイクルを繰り返すことによって行なわれる。
コークス炉炭化室は、 室内に充填された石炭への伝熱効率を高 めるために、 一般に幅約 4 0 0〜約 5 0 0 mm、 長さ約 1 5 , 0 0 0〜約 2 0 , 0 0 0 mm、 高さ約 4 , 0 0 0〜約 7 , 0 0 0 m mという狭幅の細長い空間であり、 炭化室の炉壁は耐火煉瓦で構 成されている。 耐火煉瓦からなる炉壁であっても、 上記過酷な条 件での連続操業によって欠損箇所が生じたり、 力一ボンの付着が 生じたりする。 特に、 原料となる石炭の充填時や生成コ一クスの 押出時には、 炉壁方向にも大きな負荷 （圧力） がかかるので、 炭 化室の炉壁は、 欠損、 変形、 移動を起こす。 現在稼動しているコ 一クス炉の平均寿命は、 約 3 0年といわれているが、 コ一クス炉 を新たに設備投資するコス トは近年極めて高額につき、 新たな設 備投資は、 コークス製造コス トを著しく押し上げることになる。 そのため、 現状のコ一クス炉を保守 · 点検することにより、 その 寿命をいかに延長できるかという ことが、 コークス製造業界の重 要な課題となっている。
コ一クス炉炭化室の炉壁の劣化状態としては、 例えば、 炉壁自 体が移動や変形して炉幅に広狭が生じている場合、 炉壁の煉瓦に 欠損が生じて炉幅が広がっている場合、 炉壁にカーボンが付着し て炉幅が狭くなつている場合など様々である。
従来の保守 · 点検方法は、 生成コ一クスを押出す時の押出ラム の負荷電力値の管理ゃ目視観察に基づいて行なわれている。 しか し、 炭化室は上述したような狭幅の細長い空間のため、 目視では 炭化室内部の詳細を観察できない。 また、 負荷電力値の管理によ つても、 上述した様な様々な炉壁の劣化状態を特定できない。 そ のため、 従来の保守 · 点検方法は、 炭化室炉壁の状態を正確、 か つ定量的に把握できるものではなかった。 また、 従来の保守 · 点 検方法では、 炭化室炉壁の状態を的確に把握できないので、 不必 要な補修によるコークス生産性の低下や不適切な補修方法による 保守 · 点検コス トの増大などの問題が懸念されていた。
近年、 例えば、 登録実用新案第 3 0 3 2 3 5 4号公報、 特開 2 0 0 0 — 3 3 6 3 7 0号公報には、 コークス押出装置の押出ラム 上にビデオカメラやレーザー距離計などを備えた内部観察手段を 設置し、 これを.用いて炭化室内部の状態を観察する保守 · 点検方 法が開示されている。
しかし、 これらの保守 · 点検方法は、 内部観察手段の両側の萨 壁までの距離をそれぞれ測定し、 各炉壁までの距離を合わせて炉 幅の距離として測定するものである。 このような炉幅を測定する 方法では、 図 1 に示したような正常な炭化室の炉幅と、 図 2 に示 したような一方の炉壁 2 0 にカーボンが付着し、 他方の炉壁 2 0 に欠損が生じているような炭化室の炉幅を区別できないという問 題もあり、 精度上の問題があった。
炭化室の炉幅しか測定できない主な理由は、 炭化室内部へ導入 される内部観察手段の位置を特定することが困難だからである。 これはまず、 コ一クス押出機自体を炭化室に対して一定の位置 · 方向に設置することが困難であり、 押出ラムに設置されて、 炭化 室内部に導入される内部観察手段の位置や方向を特定できないか らである。 例えば、 押出機が炭化室に対して正対していない場合 には、 内部観察手段が設置されている押出ラムが炭化室にななめ に揷入されることになる。 このような場合、 押出ラムの炭化室長 手方向の中心線からのずれが炭化室入口においては僅かであって も、 炭化室は細長い空間であるために、 炭化室出口でのずれは大 きなものとなる。 さらに、 押出時の負荷やカーボン付着などによ つては、 押出ラムが炭化室内部を真直ぐに移動せず、 蛇行する場 合もある。 発明の開示 本発明は、 上記事情に鑑みてなされたものであり、 従来の保 守 · 点検方法より正確、 かつ、 定量的にコ一クス炉炭化室を診断 するための診断装置おょぴ診断方法を提供することを目的とする 上記課題を解決することのできた本発明のコ一クス炉炭化室の 診断装置は、 コークス押出機本体、 コ一クス押出機本体に設けら れた押出ラム、 前記押出ラムに設置された内部観察手段、 前記押 出機本体側または前記押出ラム側に設置されたレーザー出力手段 前記レーザ一出力手段から照射されるレーザーを受光する受光手 段 (以下、 「レーザー受光手段」 と称する場合がある） 、 及び、 前記レーザー受光手段のレーザー受光位置を認識する手段 （以下 「レーザー受光位置認識手段」 と称する場合がある） とを備える ことを特徴とする。 本発明の診断装置は、 コークス押出機を利用 することによって、 コークス生産効率を低下させることなく、 コ 一クス炉炭化室の炉壁状態を診断できる。 また、 上記レーザー出 力手段と、 レーザー受光手段と、 レーザー受光位置認識手段とを 備えることによって、 炭化室内に内部観察手段を導入したときに 炭化室内の内部観察手段の軌跡を特定できる。
炭化室内の内部観察手段の軌跡が特定されると、 内部観察手段 を基準位置として測定した左右の各炉壁までのそれぞれの実測測 定距離から、 炭化室長手方向中心線から左右の各炉壁までの距離 を算出することができ、 左右の各炉壁状態の情報を個別に得るこ とができる。
本発明の診断装置では、 前記レーザー出力手段を前記押出機本 体に設置し、 該レーザ一出力手段から照射されるレーザ一を、 前 記押出ラムに設置されたレーザー受光手段で受光するようにする ことが好ましい態様である。 また、 前記内部観察手段は、 距離測 定手段および画像撮像手段を備えるものであることが好ましい。 さ らに、 前記内部観察手段は、 耐熱ケーシングを有し、 該耐熱ケ 一シング内に、 距離測定手段、 画像撮像手段、 給電手段、 及び、 測定データ処理手段を備えることも好ましい態様である。 耐熱ケ 一シング内に各手段を備えることによって、 炭化室内部の高熱か ら各手段を保護することができる。
前記内部観察手段は、 さ らに上述したレーザー受光位置認識手 段も備えることもできる。 前記レーザ一受光位置認識手段として 好ましいのは、 例えば画像撮像手段である。 前記耐熱ケーシング は、 1層以上の断熱層からなり、 前記断熱層の少なく とも 1層は セラミ ック繊維からなる層であることが好ましい。 また、 前記耐 熱ケ一シングは、 1層以上の断熱層からなり、 前記断熱層の少な く とも 1層が、 真空断熱層であることも好ましい態様である。 本発明のコークス炉炭化室の診断方法とは、 コ一クス炉炭化室 の内部観察手段を用いて、 コークス炉炭化室の任意の高さにおけ る長手方向複数位置の炉壁までの距離を測定し、 炭化室長手方向 中心線から炉壁までの距離変位線 （以下、 「測定距離変位線」 と 称する場合がある） を求めて、 前記測定距離変位線に基づいて、 測定距離変位線の平準化変位線を求めて、 前記測定距離変位線と 前記平準化変位線とを比較し、 および Zまたは、 炭化室長手方向 の設計炉壁距離変位線 （以下、 「設計距離変位線」 と称する場合 がある） と前記平準化変位線とを比較することにより、 前記炭化 室の炉壁状態を診断することを特徴とする。 ， こ こで、 測定距離変位線とは、 内部観察手段によって実際に測 定された炉壁までの距離から求めた炭化室長手方向中心線から炉 壁までの距離を、 炭化室の長手方向にわたって示す線であり、 平 準化変位線とは、 力一ボンの付着ゃ炉壁の欠損などによる炉壁表 面の変位を均すことによって、 前記測定距離変位線を平準化 （ス ムーズ化） した変位線であり、 炭化室長手方向の設計炉壁距離変 位線は、 コークス炉設計時における炭化室長手方向の中心線から 炉壁までの距離を、 炭化室長手方向にわたって示す線である。
本発明では、 前記測定距離変位線と前記平準化変位線とを比較 することにより、 炉壁のカーボン付着や欠損などの炉壁表面の変 化による変位が分かり、 前記 化室長手方向の設計距離変位線と 前記平準化変位線とを比較することにより、 炉壁自体が移動 · 変 形することによる変位がわかる。 炉壁の全体の変位をこれらの 2 種類の変位に分離することによって、 炭化室の炉壁の状態を定量 的に診断することができる。 本発明ではさ らに、 炭化室の左右の 各炉壁のそれぞれの状態を診断することができるので、 上述した ような炉幅全体として異常が認められない場合にも、 各炉壁の状 態について、 正確な診断をすることができる。
また、 本発明によれば、 炭化室の各炉壁について、 前記測定距 離変位線に基づいて、 測定距離変位線の平準化変位線を求め、 さ らに、 前記平準化変位線と前記測定距離変位線とによって囲まれ た面積の総和、 および/または、 炭化室長手方向の設計炉壁距離 変位線と前記平準化変位線とによって囲まれた面積の総和を求め て、 前記面積の総和に基づいて前記炭化室の炉壁状態を診断する こともできる。 前記面積の総和は、 任意の高さにおける炭化室の各炉壁の全体 の状態を指標するものであり、 前記面積の総和を判断基準とする ことによって、 コークス炉炭化室の左右の各炉壁の状態について 定量的な評価をすることができ、 さ らには、 各炭化室の炉壁状態 を相対評価することができる。 図面の簡単な説明 図 1 炉壁に欠損がない炭化室の水平断面図。
図 2 炉壁に欠損及びカーボンの付着がある炭化室の水平断面 図 3 本発明のコ一クス炉診断装置を例示する概略側面図。 図 4 本発明のコークス炉診断装置を例示する概略側面図。 図 5 内部観察手段を例示する水平断面図。
図 6 本発明のコ一クス炉診断装置の別例を例示する側面図。 図 7 内部観察手段の炭化室内の位置関係を例示する説明図。 図 8 押出ラムの挿入状態及びレーザ一受光位置の変位を例示 する説明図。
図 9 炭化室内のレーザ一の傾斜を例示する説明図。
図 1 0 炉壁状態を例示する炭化室の任意高さにおける水平断 面図。
図 1 1 平準化変位線と測定距離変位線とによって囲まれた部 分の面積を概念的に示す炭化室の任意高さにおける水平断面図。
図 1 2 平準化変位線と設計距離変位線とによって囲まれた部 分の面積を概念的に示す炭化室の任意高さにおける水平断面図。 図 1 3 炭化室入口からの距離 Lにおけるレーザ一受光位置の 変位 （X L ) を示すグラフ。
図 1 4 炭化室入口からの距離 Lにおける押出ラムの軌跡 （D L ) を示すグラフ。
図 1 5 炭化室長手方向中心線から左右の炉壁までの距離を示 すグラフ。
図 1 6 炭化室左側炉壁についての測定距離変位線、 平準化変 位線、 設計距離変位線を示すグラフ。
図 1 7 炭化室右側炉壁についての測定距離変位線、 平準化変 位線、 設計距離変位線を示すグラフ。
図 1 8 炭化室の炉幅についての測定距離変位線、 平準化変位 線、 設計距離変位線を示すグラフ。
図 1 9 製造サイクルの異なる炭化室左側炉壁について、 測定 距離変位線、 設計距離変位線を示すグラフ。
図 2 0 製造サイクルの異なる炭化室右側炉壁について、 測定 距離変位線 設計距離変位線を示すグラフ。 発明を実施するための最良の形態 1 . コ一クス炉炭化室の診断装置 まず、 本発明のコ一クス炉炭化室の診断装置について説明する 本発明のコークス炉炭化室の診断装置は、 コークス押出機本体 コークス押出機本体に設けられた押出ラム、 前記押出ラムに設置 された内部観察手段、 前記押出機本体側または前記押出ラム側に 設置されたレーザー出力手段、 前記レーザ一出力手段から照射さ れるレーザーを受光する受光手段、 及び、 前記レーザー受光手段 のレーザ一受光位置を認識する手段とを備えることを特徴とする , 本発明の診断装置は、 コークス押出機を利用することによって コ一クス生産効率を低下させることなく、 コークス炉炭化室の炉 壁状態を診断できる。 前記コ一クス押出機としては、 コ一クス押 出機本体と前記コ一クス押出機本体に設けられた押出ラムとを備 えるものであれば、 特に限定されない。
図 3は、 本発明のコークス炉炭化室の診断装置を例示する概略 側面図である。 前記診断装置は、 レーザー出力手段 4を備えた押 出機本体 1 、 該押出機本体 1 によって炭化室内へ導入される押出 ラム 2 を備え、 前記押出ラム 2 には、 内部観察手段 3、 レーザ一 出力手段 4から照射されるレーザ一を受光するレーザー受光手段 5、 レーザ一受光位置認識手段 6が設置されている。 また、 図 4 及び図 5 に示すようにレーザー受光位置認識手段 6 を内部観察手 段 3 に備えさせることも好ましい態様である。
前記内部観察手段が備える検査手段は、 診断の目的に応じて適 宜選択できるが、 例えば、 炭化室の炉壁状態を観察するための画 像撮像手段、 或いは、 炭化室の壁面までの距離を測定する距離測 定手段などを挙げることができる。 特に、 前記内部観察手段が画 像撮像手段と距離測定手段とを備えることが好ましい態様である 前記画像撮像手段としては、 （デジタル） ビデオカメラ、 C C Dカメラ、 ファイバ一スコープなどを挙げることができ、 前記距 離測定手段としては、 マイクロ波距離計、 レーザー距離計などの 非接触式距離計を挙げることができる。 マイクロ波距離計は、 マ イク口波若しくはミ リ波領域の電磁波を炭化室壁面へ照射してか ら、 反射してく る電磁波を採取するまでの時間を計測し、 前記時 間を距離に換算するものである。 また、 レーザ一距離計としては 三角測距式のものを使用することが好ましい。
前記内部観察手段は、 さ らに距離測定手段や画像撮像手段を動 作させるための給電手段や、 距離測定手段や画像撮像手段からの 測定データを処理 · 保存する測定データ処理手段などの複数の手 段を備えるものであってもよい。 特に、 前記内部観察手段が、 耐 熱ケ一シングを有し、 該耐熱ケーシング内に、 上述した距離測定 手段、 画像撮像手段、 給電手段、 及び、 測定データ処理手段を備 えることも好ましい態様である。 内部観察手段が、 耐熱ケーシン グ内に上記各手段を備えることによって、 炭化室の高熱から各手 段を保護できるとともに、 内部観察手段を取外し可能なポータブ ルなものとすることができるからである。 またさ らに、 前記内部 観察手段が、 後述するレーザ一出力手段或いはレーザー受光位置 認識手段を備えることも好ましい態様である。
図 5は、 押出ラム 2 に設置された内部観察手段 3 を例示する水 平断面図である。 内部観察手段 3は、 3層の断熱層からなる耐熱 ケーシング 1 0 を有し、 その内部に、 給電手段 1 3、 レーザ一受 光位置認識手段 6であるビデオカメラ、 距離測定手段 1 1である レーザ一距離計、 測定データ処理手段 1 2、 炉壁の表面変位 （凹 凸） を観察するための画像撮像手段 1 4であるビデオカメラ、 及 び、 レーザー式位置検出スィ ッチ 1 5 を備え、 配線 1 9 によって 接続されている。 上記レーザー距離計 1 1や給電手段 1 3などを 耐熱ケーシング 1 0内に備えることによって、 内部観察手段 3 を 取外し自在のポータブルタイプにすることができる。 また、 前記 耐熱ケ一シング 1 0 には、 レーザ一距離計 1 1 から照射されるレ 一ザ一の透過部、 或いは、 レーザ一受光位置認識手段 6及び画像 撮像手段 1 4の視野部となる窓 1 8が設けられている。 前記窓 1 8 は、 斬熱性という観点から金属蒸着の耐熱ガラスで構成されて いることが好ましい。
前記耐熱ケーシング 1 0は、 レ一ザ一距離計 1 1やビデオカメ ラ 6、 1 4などの測定手段を炭化室内の熱から保護するためのも のであり、 1層以上の断熱層を有するものであれば、 特に限定さ れない。 前記耐熱ケ一シング 1 0 を構成する断熱層としては、 例 えば、 セラミ ックス繊維からなる断熱層や真空断熱層などを挙げ ることができる。 セラミ ックス繊維からなる層は耐熱 · 耐火性.. 断熱性などに優れるので、 耐熱ケーシング 1 0 を構成する断熱層 の少なく とも 1層をセラミ ックス繊維から成る層とすることが好 ましい。 特に、 前記耐熱ケーシングを複数の断熱層からなる耐熱 ケーシングとすることが好ましく、 例えば、 セラミ ックス繊維プ レー ト層、 熱伝導性の低い微孔質の遮断プレー ト層、 及び、 耐火 領域からの高い使用温度を持つセラミ ックス繊維からなる'層を有 するものは耐熱ケ一シングとして好適に使用することができる。
また、 耐熱ケ一シングを構成する断熱層の少なく とも 1層を真 空断熱層とすることも好ましい態様である。 前記真空断熱層は、 例えば、 耐熱ケ一シング内部にはめ込むことができる層状の密閉 容器であり、 断熱効果を有する程度に減圧されているものであれ ば特に限定されない。 この場合、 炉壁の状態を画像により観察し 或いは、 炉壁にレーザ一を照射するという観点から、 層状密閉容 器の材質は、 耐熱ガラスなどの透明部材で形成されていることが 好ましい。 また、 層状密閉容器の材質の一部のみを透明部材で形 成し、 或いは、 層状密閉容器の一部分を開口部とし、 かかる部分 をレーザー距離計 1 1から照射されるレーザー光の透過部、 或い は、 レーザ一受光位置認識手段 6および画像撮像手段 1 4 の視野 部とすることも好ましい態様である。 前記耐熱ケーシング 1 0 に は、 さ らに内層として金属製のガイ ドフレームが、 また、 外層と して前記断熱層を機械的な損傷から保護する目的の多孔体層が設 けられていてもよい。
前記内部観察手段には、 左右両側の炉壁に照射するため少なく とも 2台のレーザ一距離計 1 1 ， 1 1 が備えられていることが好 ましい。 レーザ一距離計 1 1 , 1 1 を 2台を備えている場合には 同時に両側のそれぞれの炉壁までの距離を測定できるからである 1台しか備えられていない場合は、 まず一方の炉壁までの距離を 測定した後、 レーザー距離計 1 1 の向きを代えて、 他方の炉壁ま での距離を測定すればよい。 また、 図 5 の態様では、 レーザー距 離計の前方に鏡 1 7が設置され、 レーザー距離計 1 1から照射さ れるレーザ一が鏡 1 7 に反射して炉壁 2 0へ照射するように構成 されているが、 レーザ一を直接炉壁に照射するように設置しても よい。 また、 レーザー距離計 1 1 から照射されるレーザ一の波長 が属する特定波長領域の光線のみを透過させるパン ドパスフィル 夕 1 6 をレーザー距離計 1 1 の前方に設置し、 測定精度を高める ことも好ましい態様である。
前記測定データ処理手段 1 2は、 レーザ一距離計 1 1やビデオ カメラ 6、 1 4などで測定されたデータを保存するものであれば 特に限定されず、 例えば、 メモリ一、 ハー ドディスクなどの記録 媒体を挙げることができる。 また前記測定データ処理手段 1 2 は 電子部品を制御したり、 測定データを処理 · 保存する機能な'どを 有するプログラム可能なコンピュータであってもよく、 例えば、 タイマーによる電源のオン · オフ機能や、 測定データを時刻に関 連づけて保存する機能や測定デ一夕の演算処理ができるようにプ ログラムをすることができる。
前記内部観察手段 3が、 炭化室内部に入ったことを検出するレ 一ザ一式位置検出スィ ッチ 1 5 を備えていることも好ましい態様 である。 前記レーザ一式位置検出スィ ツチ 1 5 は、 例えば、 押出 機のフレームに取付けた反射板 （図示せず） に向かってレーザー を照射し、 反射板で反射されたレーザー反射光を検出することに よって、 給電手段 1 3 と連動して、 内部観察手段内の電子部品の 電源をオンまたはオフとするものである。 前記反射板としては、 押出ラムの輻射熱を考慮して、 例えば、 耐熱性の反射布を使用す ることが好ましい。 また、 タイマー機能を併用し、 レーザー反射 光を検出してから一定時間後に内部観察手段 3 に備えられた各手 段の電源をオンとすることも好ましい態様である。 このような構 成とすることにより、 電子部品の消費電力を少なくすることがで きる。
次に、 本発明の診断装置が備えるレ一ザ一出力手段、 レーザー 受光手段、 及び、 レーザー受光位置認識手段について説明する。
前記レーザー出力手段は、 特に限定されないが、 例えば、 波長 が 6 3 5 n m、 出力が 1 5 m Wの真円コ リ メー ト （平行） 光出力 レーザーマーカを使用できる。 前記レーザ一受光手段は、 レーザ一出力手段から照射されるレ 一ザ一を受光できる面を有するものであれば特に限定されず、 例 えば、 碁盤目状の目盛が設けられた板状のものを挙げることがで きる。 碁盤目状の目盛を設けておけば、 レーザー受光位置認識手 段によって、 レーザ一受光位置の変位を容易に測定することがで きるからである。 また、 レーザ一受光手段を押出ラム側に設ける 場合には、 耐熱性が要求されるので、 例えば、 セラミ ック板や鋼 鉄板を使用することが好ましい態様である。
前記レーザー受光位置認識手段は、 レーザー受光手段に照射さ れたレーザー受光位置を認識できるものであれば、 特に限定され ず、 例えば、 画像撮像手段を挙げることができる。 前記画像撮像 手段としては、 レーザー受光手段に照射されたレーザー受光位匱 を撮像し、 撮像した画像デ一夕を、 メモリーやハー ドディ スク、 ビデオテープなどの記録媒体、 或いは、 上述した測定デ一夕処理 手段に保存できるものが好ましく、 例えば、 (デジタル) ビデオ カメラ、 C C Dカメラ、 ファイバースコープなどを挙げることが できる。
また、 レーザー受光手段のレーザー受光位置の変位を精度よく 認識するために、 画像撮像手段 （レーザー受光位置認識手段） の 視野や解像度などの性能に応じて、 レーザ一受光手段と画像撮像 手段 （レーザ一受光位置認識手段） との距離を設定することが好 ましく、 例えば、 レーザー受光手段と画像撮像手段との距離はあ る程度短く （例えば、 約 0 . 2〜 0 . 3 m ) 、 かつ、 一定にして おく ことがより好ましい。 レーザー受光手段と画像撮像手段との 距離が、 短く、 かつ、 一定の場合には、 画像撮像手段の焦点の設 定が容易になり、 レーザー受光位置の変位の測定精度を高めるこ とができるからである。
本発明では、 レーザ一出力手段を押出機本体側、 或いは、 押出 ラム側に設置することができ、 例えば、 レーザー出力手段を押出 機本体に設置し、 レーザー出力手段から照射されるレーザーを、 押出ラムに設置された受光手段で受光する態様、 或いは、 レーザ 一出力手段を押出ラムや内部観察手段に設置し、 レーザ一出力手 段から照射されるレーザーを押出機本体に設置された受光手段で 受光する態様であってもよい。 いずれの場合であっても、 炭化室 内での内部観察手段の位置を特定することができるからである。
図 3のように、 レーザ一受光位置認識手段 6 を内部観察手段 3 とは別に押出ラム 2 に設置する場合には、 レーザー受光位置認識 手段 6 を、 内部観察手段で使用するのと同一の耐熱ケーシング内 に入れて使用することが好ましい態様である。
また、 前記レーザ一出力手段を押出機本体に設けられているフ レーム 或いは、 押出機本体側に押出機本体から切り離されて設 けられたフレームに設置することも好ましい態様である。 押出機 本体から切り離されて設けられたフレームに設置すれば、 コ一ク ス押出時の押出機のゆれなどの影響を小さくすることができるか らである。
本発明のコ一クス炉炭化室の診断装置は、 図 4の態様では、 内 部観察手段 3が押出ラム上に設置されているが、 次のような態様 に変更することもできる。
図 6のように押出ラム或いはラムへッ ド 7 の複数高さに内部観 察手段 3 を設けることも好ましい態様である。 押出ラム 2 を炭化 室内に一度挿入するだけで、 複数高さにおける炉壁の状態を観察 することができるからである。
次に、 本発明のコ一クス炉炭化室の診断装置の動作態様につい て説明する。 上述した本発明のコ一クス炉診断装置を使用すれば コ一クス炉炭化室を検査する際に、 炭化室内部に導入される内部 観察手段の軌跡を特定することができる。 そして、 前記内部観察 手段の軌跡が分かれば、 内部観察手段を用いて測定した左右の炉 壁までの距離に基づいて、 炭化室の長手方向中心線から左右の各 炉壁までの距離を求めることができる。
本発明のコ一クス炉炭化室の診断装置を使用して、 炭化室長手 方向中心線から炉壁までの距離を求める方法としては、 押出ラム を全長 （T ) のコークス炉炭化室に挿入し、 前記押出ラムに設置 された内部観察手段を用いて、 炭化室入口からの距離 Lにおける 内部観察手段から炉壁までの距離 （Y L ) を測定し、 炭化室入口 ( L = 0 ) における炭化室長手方向中心線から内部観察手段まで の距離 （ D。） と炭化室出口 （ L == T ) における前記中心線から 内部観察手段までの距離 （D T ) を求める工程 ；
前記レーザ一受光位置認識手段を用いて、 炭化室入口でのレーザ ー受光位置と炭化室入口からの距離 Lにおけるレーザー受光位置 との変位 ( X L ) および、 炭化室入口でのレーザー受光位置と炭 化室出口におけるレーザー受光位置との変位 （ X τ ) を測定する 工程 ；
前記距離 （ D。） と （ D τ ) 、 及び、 前記変位 （ X J と （ X Τ ) から、 炭化室入口からの距離 Lにおける内部観察手段の軌跡 （D を特定する工程 ； 前記軌跡 （ D L ) に基づいて、 前記測定距離 （ Y L ) を補正して 炭化室長手方向中心線から炉壁までの距離を求める工程を含む方 法を挙げることができる。
こ こで、 前記軌跡 （ D L ) は、 炭化室入口からの距離 Lにおけ る炭化室長手方向中心線から内部観察手段までの距離である。 前 記軌跡 （D L ) と前記距離 （D Q 、 D T ) は、 便宜上、 炭化室入口 ( M / S ： マシンサイ ド） から出口 （ C Z S ： コ一クスサイ ド） に向かって、 炭化室の長手方向中心線から左側の距離には正の符 号を、 右側の距離には負の符号をつけるものとする。 また、 前記 変位 （X 、 （ X τ ) については、 炭化室入口からの距離 Lお よび Τにおけるレーザー受光位置が炭化室入口における受光位置 に対して、 右側に移動した場合を正の符号とし、 逆の場合には負 の符号とする。 すなわち、 押出ラム （または内部観察手段） が左 炉壁側に移動していく 場合に正の符号となる。 また、 測定距離 ( Y L ) については、 炭化室入口から出口に向かって、 内部観察 手段から左炉壁までの測定距離を正の符号で、 ぉ炉壁までの測定 距離を負の符号で表わすものとする。 内部観察手段から炉壁まで の距離 （ Y L ) の測定は、 上述したように内部観察手段から右炉 壁までの距離と左炉壁までの距離とを同時に測定することが好ま しい。
炉壁までの距離 （ Y し） は、 上述した距離測定手段を使用して 測定することができ、 好ましく は、 レーザー距離計で測定する。 レーザ一距離計を用いて測定する場合には、 前記距離 （Y L ) は レーザー距離計のレーザー照射経路の距離に基づいて、 内部観察 手段の中心から炉壁までの距離に換算した距離である。 前記距離 （Y L) の測定は、 炭化室の全長 （T ) にわたつて連 続で行う ことが好ましいが、 距離測定手段の性能に応じて、 炭化 室の全長 （T ) の複数ポイントで行うようにしてもよい。 また、 前記測定は、 例えば、 コークスを押出ラムで押出す際、 コ一クス を押出した後に押出ラムを引き戻す際、 或いは、 空窯の状態に押 出ラムを挿入して行う ことができる。 測定の際、 押出ラムの移動 速度を一定速度としておけば、 測定距離 （Y L) と炭化室入口か らの距離 L とを関連づけることができる。 炭化室入口からの距離 Lは、 例えば、 押出ラムの移動速度を一定とし、 測定データ処理 手段または押出機本体に時刻のカウン ト機能を設けて、 前記速度 と時刻の積から移動距離を求める方法、 或いは、 押出機本体部に おいて、 押出ラムを駆動する際のモータ、 或いは、 駆動部の回転 数などから算出してもよい。
炭化室入口からの距離 Lにおける測定距離 （ Yし） は、 測定デ 一夕処理手段に保存することができ、 上述した時刻、 或いは、 距 離 L と関連づけて測定デ一夕処理手段に保存することが好ましい 次に、 前記測定距離 （ Y L ) に基づいて、 炭化室入口 （ L 二 0 ) 及び炭化室出口 ( L = T ) における炭化室長手方向中心線 2 1 か ら内部観察手段までの距離 （ D Q ) 、 （ D T ) を算出する (図 7参照） 。 炭化室入口 （ L = 0 ) における測定距離を （ Y 。） 、 炭化室出口 （ L = T ) における測定距離を （ Y τ ) とする と、 （ D 。） および （ D τ ) は、 下記式 （ 1 ) 、 及び （ 2 ) によ り算出される。
D。 = 1 Z 2 (炭化室入口の炉幅） — Y。 式 （ 1 )
D Τ = 1 / 2 (炭化室出口の炉幅） _ Υ Τ 式 （ 2 ) 式 （ 1 ) 及び式 （ 2 ) 中、 Y。または Y τは、 左炉壁までの距 離 （正の符号のもの） を採用し、 炭化室入口および出口の炉幅は 炭化室入口および出口における左右の測定距離の絶対値の和で表 わすことができる。 また、 炭化室入口と出口の炉幅は、 炭化室の 入口や出口に設けられている金属製フレームの幅の値を採用して もよい。
次に、 上述したレーザ一受光位置認識手段を用いて、 炭化室入 口におけるレーザー受光位置と炭化室入口からの距離 Lにおける レーザー受光位置の変位 ( X L ) および、 炭化室入口における レ 一ザー受光位置と炭化室出口におけるレーザー受光位置との変位 ( X τ ) を測定する工程について説明する。
例えば、 レーザー出力手段から レーザ一受光手段に照射された レーザーの受光位置を、 レーザー受光位置認識手段 6であるビデ ォカメラによって撮像し、 炭化室入口におけるレーザー受光位置 の画像と炭化室入口からの距離 Lにおけるレーザ一受光位置の画 像とを目視で比較して変位 ( X L ) を , 炭化室入口におけるレ一 ザ一受光位置の画像と炭化室出口におけるレーザー受光位置の画 像とを目視で比較して変位 （ X τ ) を求めることができる。 また 撮像した画像を画像解析手段 （例えば、 画像解析ソフ トを有する コンピュータ） により処理して、 炭化室入口でのレーザー受光位 置と炭化室入口からの距離 L における レーザ一受光位置の変位 ( X L ) および、 炭化室入口でのレーザー受光位置と炭化室出口 における レーザ一受光位置との変位 （Χ τ ) を求めることも好ま しい態様である。 尚、 変位 （ X L、 τ > は、 水平方向の変位で ある。 前記レーザー受光位置認識手段によるレーザー受光位置の撮像 は、 上述した炉壁までの距離 （ Y : の測定と同時に行う ことが 好ましく、 例えば、 コークスを押出ラムで押出す際、 コ一クスを 押出した後に押出ラムを引き戻す際、 或いは、 空窯の状態に押出 ラムを挿入して行えばよい。 また、 レーザ一受光位置認識手段に よるレーザー受光位置の撮像は、 炭化室の全長 （T ) にわたつて 連続して測定することが好ましいが、 レーザ一受光位置認識手段 の性能に応じて、 炭化室の全長 （T ) の複数ポイ ントで測定する ようにしてもよい。
図 8 は、 押出ラムが炭化室内を移動する際の押出ラムの挿入状 態及びレーザ一受光位置の変化を例示する説明図である。 図 8で は、 挿入された押出ラムが炭化室の左炉壁に近づいており、 この 場合における押出機側から見たレーザー受光手段 5 のレーザー受 光位置の変化の様子を図 8 ( a ) 〜 （ c ) に示した。 図 8 ( a ) は、 炭化室入口におけるレーザー受光位置を例示するものであり レーザー受光手段の碁盤目に示された黒丸のポイ ン トが、 炭化室 入口におけるレーザ一の受光位置に相当する。 図 8 ( b ) は、 押 出ラムが炭化室内を移動している際のレーザー受光位置を例示す るものであり、 黒丸のポイ ン トは現在 (移動距離 L ) のレーザー 受光位置を示し、 白丸のポイ ン トは、 炭化室入口におけるレーザ ー受光位置を示している。 図 8 ( b ) では、 押出ラムが炭化室左 炉壁側によっているために、 現在のレーザー受光位置 （黒丸ボイ ント） は、 碁盤目の右側にシフ ト している。
図 8 ( c ) は、 炭化室出口 （ L = T ) におけるレーザー受光位 置を示すものであり、 黒丸のポイ ントが炭化室出口におけるレー ザ一受光位置であり、 押出ラムが炭化室左炉壁側にかなり近づい ているために、 碁盤目状の目盛りのほぼ中心付近までシフ トして いる。 尚、 白丸のポイントは、 炭化室入口におけるレーザー受光 位置を示している。 こ こで、 炭化室入口におけるレーザー受光位 置と炭化室の入口からの距離 Lにおけるレーザ一受光位置の変位 (X L) は、 図 8 ( b ) における白丸ポイ ン トと黒丸ポイ ン ト と の間の水平方向の距離を意味する。 また、 炭化室入口におけるレ 一ザー受光位置と炭化室出口における レーザー受光位置の変位 (Χτ) は、 図 8 ( c ) における白丸ポイ ン トと黒丸ポイ ン ト と の間の水平方向の距離を意味する。
次に、 前記距離 （ D。） と （ D τ ) 、 及び、 前記変位 （ X L ) と (Χτ) から炭化室入口からの距離 Lにおける内部観察手段の軌 跡 （ D ） を特定する工程について説明する。
まず、 XD = D T— D。によ り XDを算出する。 XDは、 図 7 に 示す様に、 炭化室の入口と出口における炭化室の幅方向の内部観 察手段の実際の変位を示すものである。 次に、 w= xT— XDに より Wを求める。 こ こで、 X τは、 上述した方法によ り求めるこ とができ、 レーザ一の照射方向に対する内部観察手段自体の変位 を示す量になる。 従って、 W= XT_ XDによって求められる W は、 炭化室長手方向の中心線に対するレーザー自体の傾斜を示す ものとなる。
図 9 は、 炭化室の長手方向中心線に対するレーザーの傾斜を例 示する説明図である。 図 9 に示すように、 Wは、 炭化室入口にお いて照射したレーザーが、 約 1 6 m先の炭化室出口において Wだ けずれていることを意味し、 Wの符号が正の場合は、 炭化室長手 方向中心線の右側から左側方向に向かうように傾いて、 炭化室入 口側より レーザ一が照射されていたことになり、 Wの符号が負に なる場合は、 レーザ一が炭化室長手方向中心線の左側から右側に 向かうように傾いて、 炭化室の入口側から レーザーが照射されて いたことになる。 ここで、 炭化室入口からの距離 Lにおけるレ一 ザ一のずれは、 W X ( L Z T ) で表わすこ とができ、 変位 ( X L) および距離 （ D。） から、 レーザ一の傾斜分を補正する こと により、 真の内部観察手段の軌跡 （D L) を求めることができる そして、 前記内部観察手段の軌跡 （D L ) は、
D L = D 0 + X L - W X ( L Z T ) 式 （ 3 ) で表わすことが できる。
ここで、 上記 （ D ） は、 炭化室入口からの距離 Lにおける炭 化室長手方向中心線から内部観察手段までの距離であり、 内部観 察手段の炭化室内部の軌跡を表わすものである。 この軌跡 （ D L) を利用すれば、 炭化室の長手方向中心線から各炉壁までの正 確な距離 （ S L ) を求めることができる。 すなわち、 右炉壁まで の測定距離 （ Y L ) と左炉壁までの測定距離 （ Y !_ ) のそれぞれ について、 S L = Y L + D Lによって前記測定距離 （ Y L ) を補正 し、 炭化室の中心から炉壁までの正確な距離 （ S L) を求める こ とができる。 また、 前記測定距離 （ Y L ) および前記軌跡 （ D L) を求める式は、 前記測定距離 （Y L) および変位 （X L) など の測定データのポイ ン ト数に応じて適宜変形してもよい。
前記測定距離 （ Y L ) 及び変位 （ X iJ の測定終了後に押出ラ ムから内部観察手段を取外し、 測定データ処理手段や画像撮像手 段などに保存された測定距離 （ Y L) 及び変位 （ X L) などの測 定データを別のコンピュータなどに読み込み、 該コンピュータを 使用して、 D 。、 D T、 X D、 W、 Dい 及び、 S Lなどを算出す るようにすることも好ましい態様である。 2 . コークス炉炭化室の診断方法 本発明のコ一クス炉炭化室の診断方法は、 コークス炉炭化室の 内部観察手段を用いて、 コークス炉炭化室の任意の高さにおける 長手方向複数位置の炉壁までの距離を測定し、 炭化室長手方向中 心線から炉壁までの距離変位線 （以下、 「測定距離変位線」 とい う） を求めて、 前記測定距離変位線に基づいて、 測定距離変位線 の平準化変位線を求めて、 前記測定距離変位線と前記平準化変位 線とを比較し、 および Zまたは、 炭化室長手方向の設計炉壁距離 変位線と前記平準化変位線とを比較することにより、 炭化室の炉 壁状態を診断することを特徴とする。 また、 前記測定距離変位線 に基づいて、 測定距離変位線の平準化変位線を求め、 さ らに、 前 記平準化変位線と前記測定距離変位線とによって囲まれた面積の 総和、 および Zまたは、 炭化室長手方向の設計炉壁距離変位線と 前記平準化変位線とによって囲まれた面積の総和を求めて、 前記 面積の総和に基づいて前記炭化室の炉壁状態を診断することも好 ましい態様である。
本発明の診断方法において使用するコークス炉炭化室の内部観 察手段は、 特に限定されるものではないが、 例えば、 上述した本 発明のコ一クス炉炭化室の診断装置に備えられるものと同一のも のを使用することが好ましい。 コ一クス炉炭化室の任意の高さにおける長手方向複数位置の炉 壁までの距離の測定は、 炭化室長手方向にわたって複数位置で行 なわれ、 少なく とも 2点以上の位置で測定すればよい。 また、 前 記複数位置における測定を無限的に行なう ことにより、 炉壁間距 離を炭化室長さ方向にわたって連続的に測定することも本発明の 好ましい態様である。 また、 前記炉壁までの距離の測定は、 コー クス炉炭化室の高さに応じて、 任意の高さにおいて測定すればよ い。 例えば、 1点のみの高さを測定する場合には、 炭化室高さの 約 1 / 2 の高さにおける炉壁間距離を、 また、 複数の高さにおけ る炉壁間距離を測定する場合には、 測定する高さの間が略均等に なるように測定することが好ましい。
本発明の診断方法において、 コークス炉炭化室の任意の高さに おける長手方向複数位置の炉壁までの距離を測定し、 炭化室長手 方向中心線から炉壁までの距離変位線を求める方法は、 特に限定 されないが、 上述したように本発明のコ一クス炉炭化室の診断装 置を利用して求めることが極めて好ましい態様である。
次に、 各距離変位線に基づいて、 炉壁の状態を診断する方法に ついて説明する。 本発明の診断方法では、 前記測定により得られ る測定距離変位線に基づいて、 測定距離の平準化変位線を求めて 前記測定距離変位線と平準化変位線とを比較し、 および Zまたは 平準化変位線と設計距離変位線とを比較することによ り、 炭化室 の炉壁状態を診断する。
前記平準化変位線は、 炉壁までの距離の測定とともに、 前記内 部観察手段に備えられた画像撮像手段を用いて、 前記複数位置に おける炉壁面の表面変位の画像を観察し、 前記測定距離変位線に おける前記表面変位に相当する変位部分を均すことによって求め ることが好ましい。 炉壁の表面変位とは、 例えば、 炉壁の力一ポ ンの付着や欠損などによる炉壁表面の凹凸であり、 図 5 に示した 内部観察手段 3 に備えられた画像撮像手段 1 4であるビデオカメ ラにより撮像し、 測定距離変位線の測定結果と対比しながら、 測 定距離変位線における炉壁の表面変位に相当する変位部分を均す ことができる。
前記測定距離変位線と平準化変位線との比較は、 より具体的に は、 炭化室長手方向同一位置における前記平準化変位線の距離と 測定距離変位線の距離とを比較することによって行なう。 例えば 炭化室の左側炉壁について、 前記平準化変位線の距離から測定距 離変位線の距離を差し引いた値がプラス (正） の位置では、 炉壁 までの距離が短く、 当該位置の炉壁にはカーボンが付着している ものと診断することができる。 また、 前記平準化変位線の距離か ら測定距離変位線の距離を差し引いた値がマイナス （負） の位置 では、 炉壁までの距離が長く、 当該位置の炉壁は欠損しているも のと診断することができる。 さらに、 前記設計距離変位線から前 記平準化変位線の距離を差し引いた値が、 プラス (正) の位置で は、 炉壁自体の変形や移動によって炉壁までの距離が短くなつて いると診断することができ、 差し引いた値がマイナス (負） の位 置では炉壁自体の移動や変形により炉壁までの距離が大きくなつ ていると診断することができる。 また、 炭化室の右側炉壁までの 距離変位線については、 便宜上、 負の値として表されているが、 本発明の診断方法においては、 測定距離変位線、 平準化変位線、 設計距離変位線の絶対値を用いて比較すれば同様の診断をするこ とができる。
本発明によれば、 前記平準化変位線と前記測定距離変位線とを 比較し、 および Zまたは前記設計距離変位線と前記平準化変位線 とを比較することにより、 炉壁全体の変位を、 力一ボン付着や欠 損などの炉壁表面の変化による変位と炉壁自体の移動や変形によ る変位とに分離することにより、 炉壁の状態を定量的に診断する ことができ'る。
図 1 0 は、 コ一クス炉炭化室の炉壁状態を例示する炭化室の任 意高さにおける水平断面図である。 斜線部分 3 7 は、 炭化室の炉 壁が変形した後の炭化室内部の空間を断面図により概念的に表わ したものであり、 破線 3 8は設計時の炉壁の位置を示す。
炉壁までの測定距離 3 9は 炭化室長手方向の測定位置に応じ て変動するので、 各変位線の比較に基づく炉壁状態の診断は、 炭 化室炉壁の特定箇所 (任意の高さ、 炭化室長手方向特定の距離) における炉壁状態についてなされるものである。
しかし、 任意高さにおける炭化室の水平方向の断面積を診断の 基準として用いれば、 任意の高さにおける各炉壁の状態を診断す ることができる。 そこで、 本発明によれば、 炭化室の水平方向断 面積の変位として、 前記平準化変位線と前記測定距離変位線とに よって囲まれた面積の総和、 および Zまたは、 設計距離変位線と 前記平準化変位線とによって囲まれた面積の総和を各炉壁につい て求めて、 前記面積の総和に基づいて炭化室の炉壁の状態につい て診断することができる。 前記平準化変位線と前記測定距離変位 線とによって囲まれた面積の総和は、 各炉壁の力一ボン付着や欠 損などの炉壁表面の変化による変位を示す指標であり、 前記設計 距離変位線と前記平準化変位線とによって囲まれた面積の総和は 炉壁自体が移動 · 変形して炉幅が広狭化することによる変位を示 す指標である。 前記面積の総和は、 任意の高さにおける各炉壁の 状態を正確かつ定量的に評価する基準として用いることができる ので、 この面積の総和を指標として用いれば、 例えば、 コ一クス 炉に複数設置されている炭化室や、 コークス製造回数の異なる炭 化室の劣化 · 老朽化などの状態の相対評価が容易になる。
図 1 1 には、 前記平準化変位線 3 0 と前記測定距離変位線 3 1 とによって囲まれた面積 （ 3 2 、 3 3 ) を、 炭化室の任意の高さ における水平方向断面図を用いて概念的に示した。 前記面積の総 和は、 各炉壁について、 当該部分の面積すベての和で表わされる 前記面積の総和は、 例えば、 炭化室の左側の炉壁について、 それ ぞれの部分の面積を、 前記平準化変位線 3 0 の距離から前記測定 距離変位線 3 1 の距離を差し引いた値がプラス (正) である場合 には、 当該面積 3 3 にプラス （正） の符号を付け、 前記差し引い た値がマイナス （負） である場合には、 当該面積 3 2 にマイナス (負） の符号を付けて、 総和を求めればよい。 そして、 前記面積 の総和がプラス (正） の場合には、 任意高さにおける各炉壁の状 態は、 カーボン付着による影響が大きいものと診断することがで き、. 前記面積の総和がマイナス （負） の場合には、 炉壁の欠損に よる影響が大きいものと診断することができる。 また、 上述した ように炭化室の右側炉壁についての各変位線については、 便宜上 負の値で表されているが、 測定距離変位線、 平準化変位線、 設計 距離変位線の絶対値を用いて比較すれば同様の診断をすることが できる。 図 1 2 には、 前記設計距離変位線 3 4 と前記平準化変位線 3 0 とによって囲まれた面積 （ 3 5 、 3 6 ) を、 炭化室の任意の高さ における水平方向断面図を用いて概念的に示した。 前記面積の総 和は、 当該部分の面積すベての和で表わされる。 炭化室の左側の 炉壁について、 それぞれの部分の面積を、 前記設計距離変位線の 距離から前記平準化変位線の距離を差し引いた値がプラス （正） である場合には、 当該面積 3 5 にプラスの符号を付け、 前記差し 引いた値がマイナス （負） である場合には、 当該面積 3 6 にマイ ナス （負） の符号を付けて、 総和を求めれば良い。 そして、 前記 面積の総和がプラス （正） の場合には、 炉壁自体の移動 · 変形に より炉幅が狭くなつていると診断することができ、 前記面積総和 がマイナス (負） の場合には、 炉壁自体の移動 · 変形により炉幅 が広くなつていると診断することができる。 炭化室の右側炉壁に ついては、 測定距離変位線、 平準化変位線、 設計距離変位線の絶 対値を用いて比較すれば同様の診断をすることができる。
本発明は、 次のような態様に変更することもできる。
コークス炉炭化室の内部観察手段を用いて、 コークス炉炭化室 の任意の高さにおける長手方向複数位置の炉壁までの距離をコ一 クス製造毎に測定し、 炭化室長手方向中心線から炉壁までの距離 変位線 （以下、 「測定距離変位線」 という） を求めて、 得られる 測定距離変位線のコークス製造回数の増加に伴う変化に基づいて 炉壁状態の変遷を診断することを特徴とする。 炉壁状態の変遷と は、 コークス製造回数に伴う炉壁状態の経時変化であり、 測定距 離変位線を経時的に比較することにより診断することができる。 前記炉壁までの距離の測定は、 コークス製造毎に行なわれ、 コー クス製造毎回毎に測定することが好ましいが、 炉壁状態の変遷を 診断できる程度に、 例えば、 コークス製造 2〜数回に 1回の割合 で測定しても良い。 また、 測定は上述したように、 生成コ一クス 押出し （排出） 時に行なわれることが好ましいが、 コ一クス製造 前後に炉壁間距離の測定のみを別途行なってもよい。
本発明のコークス炉炭化室の診断方法は、 さ らに次のような態 様に変更することができる。
コークス炉炭化室の内部観察手段を用いて、 コ一クス炉炭化室 の任意の高さにおける炭化室長手方向複数位置の炉壁までの距離 をコ一クス製造毎に測定し、 炭化室長手方向中心線から炉壁まで の距離変位線 （以下、 「測定距離変位線」 という） を求めて、 得 られた測定距離変位線に基づいて、 測定距離変位線の平準化変位 線を求め、 さ らに、 前記平準化変位線と前記測定距離変位線とに よって囲まれた面積の総和を求めて、 コークス製造回数の増加に 伴う前記面積の総和の変化に基づいて、 前記炭化室炉壁状態の変 遷を診断することができる。 前記面積の総和を経時的に比較する ことにより、 炭化室炉壁状態の変遷の診断が容易になる。 前記炉 壁までの距離の測定は、 上述した様にコークス製造毎に行なわれ コークス製造毎回毎に測定することが好ましいが、 炉壁状態の変 遷を診断できる程度に、 例えば、 コークス製造 2〜数回に 1 回の 割合で測定しても良い。 また、 測定は、 生成コ一クス押出し （排 出） 時に行なわれることが好ましいが、 コークス製造前後に炉壁 間の測定のみを別途行なってもよい。
また、 本発明の診断方法による診断結果に基づいて、 炉壁の補 修必要箇所、 補修方法、 または補修時期について判定することも 本発明の好ましい実施態様である。 前記炭化室の補修方法として は、 例えば、 炉壁の欠損部を埋める溶射補修法、 カーボンなどの 付着物を焼却除去する方法などがあり、 炉壁の状態に応じて、 補 修方法を選択すればよい。 . 実施例 以下、 本発明を実施例によってより具体的に説明するが、 本発 明は、 下記実施例によって限定されるものではなく、 本発明の趣 旨を逸脱しない範囲の変更、 実施の態様は、 いずれも本発明の範 囲内に含まれる。
( 1 ) コークス炉炭化室の診断装置の構成 図 4に示すように、 コークス押出機本体 1 にレーザー出力手段 4を、 押出ラム 2 に内部観察手段 3 と碁盤目の目盛を施した鋼鉄 製板であるレーザ一受光手段 5 を設置した。 前記内部観察手段 3 としては、 図 5 に示す様に、 レーザー距離計 1 1 、 レーザー受光 位置認識手段 6であるビデオカメラ、 測定データ処理手段 1 2で あるプログラマブルコンピュータ、 給電手段 1 3、 画像撮像手段 1 4であるビデオカメラ、 及び、 レーザ一式位置検出スィ ッチ 1 5 を備えたものを使用した。 耐熱ケ一シング 1 0 は、 セラミ ック ス繊維からなる断熱層の 3層構造とした。 ( 2 ) コークス炉炭化室の各炉壁までの距離の測定例 上記コ一クス炉炭化室の診断装置を用いて、 押出ラムを約 4 4 8 mm Z sの一定速度で、 全長 1 5 5 6 0 mmの炭化室に挿入し レーザー距離計 1 1 (測定周期 ： 1 0 回 秒） 、 レーザ一受光位 置認識手段 6であるビデオカメラ （測定周期 ： 1 回ノ秒) などを 動作させ、 炉壁までの距離 （Y L) の測定、 及び、 レーザ一受光 位置の変位 （ Xい X τ ) の測定を行った。 炉壁の検査には約 3 5 秒 （ 3 4. 7秒） を要した。
炭化室入口及び出口において測定した距離の結果に基づいて、 炭化室入口における炭化室長手方向中心線から内部観察手段まで の距離 （ D。） 、 及び、 炭化室出口における前記中心線から内部 観察装置までの距離 （ D T) を算出したところ、 それぞれ D。 = - 1 4. 6 3 mm、 D τ = 2 8. 0 6 mmとなった。
また、 レーザ一受光位置認識手段 6であるビデオカメラを用い て、 炭化室入口のレーザー受光位置と炭化室入口からの移動距離 Lにおける レーザー受光位置の変位 （ Xし ） を測定した結果を図 1 3 に示した。 図 1 3から、 炭化室入口におけるレーザー受光位 置と炭化室出口におけるレーザー受光位置との変位 ( X丁 ） は、 Χτ =— 2 7 mmであった。 この結果よ り、 内部観察手段は、 炭 化室出口付近では、 見かけ上 （レーザーが炭化室の長手方向中心 線と平行に照射されていたと仮定すると） 、 右側に約 2 7 m mず れていることが分かる。
上記のよう にして求めた X T、 D T、 及び、 D。より、 XDと W とを算出すると次のようになった。
XD = D T - D 0 = 2 8. 0 6 - ( - 1 4. 6 3 ) = 4 2. 6 9 m m、
W= X T - X D = - 2 7 - 4 2 . 6 9 = - 6 9 . 6 9 mm この結果より、 押出機本体から照射されたレーザーが炭化室出 口付近では右側に約 7 0 m mずれていることが分かる。 そして、 W= - 6 9 . 6 9 mm、 T = l 5 5 6 0 mmを下記式に代入して 図 1 3 に示した距離 （X L) の各値について、 D L = D。 + X L— W X ( L / T ) によって、 内部観察手段の軌跡 （D ^ を求めた その結果を、 図 1 4に示した。 図 1 4から、 実際には、 内部観察 手段が炭化室出口付近において、 炭化室の中心線から左壁面側に 約 3 0 m mずれていることが分かった。 また、 炭化室内での内部 観察手段の軌跡 （D L) にもとづいて、 右炉壁までの実測測定距 離 （ Y L ) と左炉壁までの実測測定距離 （Y L ) のそれぞれを補 正し、 炭化室の長手方向中心線から炉壁までの距離 ( S L) を求 めた結果を、 図 1 5 に示した。 図 1 5 中、 「△」 でプロッ トされ ている曲線は、 実測測定距離 （ Y L ) を、 「〇」 でプロッ トされ ている曲線は、 軌跡 （D L ) に基づいて補正をした距離 （ S L ) を示している。 また、 前記変位 （ X L ) 、 軌跡 （ D ） 、 測定距 離 ( Y L ) 、 および、 前記中心線から炉壁までの距離 ( S L ) の 測定結果を表 1 に示した。
【表 1】
Figure imgf000035_0001
単位 mm 図 1 5及び表 1 の結果より、 補正後の左炉壁面までの距離 （ S L) は、 炭化室出口側では、 炭化室内での内部観察手段の位置を 特定する前の測定距離 （Y L) より もやや大きくなつており、 一 方、 補正後の右炉壁面までの距離 （ S ： 絶対値） は、 炭化室出 口側において、 前記測定距離 （ ： 絶対値） よ り も小さ くなつ ていることが分かる。 このように、 炭化室を検査する内部観察手 段の軌跡を特定し、 さ らに、 特定された軌跡に基づいて、 実測し た各炉壁までの距離を補正すると、 炭化室長手方向中心線から各 炉壁までの正確な距離を得ることができる。
尚、 前記測定距離 （Y ^ は、 測定周期が 1 0回 Ζ 1秒のレー ザ一距離計を使用して、 炭化室の全長 （Τ ) にわたる約 3 5 0ポ イン 卜で測定されているが、 前記変位 ( X L) は、 測定周期が 1 回 / 1秒のデジタルビデオカメラを用いて、 炭化室の全長 ( T ) にわたる約 3 5ポイ ン トでのみ測定されている。 従って、 図 1 5 および表 1では、 測定距離 （Y L) の測定ポイン トと変位 （X L) の測定ポイ ン トが一致するポイン トのデータのみを示した。 前記測定距離 ( Y L ) の測定ポイントと変位 ( X L ) の測定ボイ ントがー致しない測定距離 （Y ^ ) の補正は、 便宜上、 両者が一 致するときの軌跡 （D L) の値を援用してもよい。 例えば、 表 1 中、 炭化室の入口からの距離 （ L ) が 4 4 8 mm〜 8 9 7 mmの 間では、 測定距離 （Y L) の測定ポイ ン トがほかに 9点実在する が （表 1 には記載せず） 、 便宜上、 これらの測定ポイン トに対し ては、 移動距離 4 4 8 m mにおける軌跡 （ D 4 4 8 ) =- 1 7. 6 2 mmを援用して、 中心線から炉壁までの距離 （ S L) を求めて fcよい。 ( 3 ) コークス炉炭化室の診断例 上記コ一クス炉炭化室の診断装置を用いて、 コ一クス製造回数 が 1 0 0サイクルの炭化室の高さ 3 ， 5 0 0 m mにおける長手方 向複数位置の左右の各炉壁までの距離を測定し、 炭化室長手方向 中心線から炉壁までの距離変位線を求めた。 炭化室の左壁面の結 果を図 1 6 に、 右壁面の結果を図 1 7 にそれぞれ示した。 尚、 右 壁面の結果である図 1 7 においては、 各変位線の結果を絶対値 (正の符号） で示した。 また、 図 1 8 には、 図 1 6および図 1 7 で得られた結果を合算した炉幅の評価結果を示した。
図 1 6 より、 例えば、 炭化室の入口から約 7 . 5 mの位置にお ける各距離は、 それぞれ以下のようになる。
測定距離変位線の距離 ： 2 0 3 m m
平準化変位線の距離 ： 2 1 2 m m
設計距離変位線の距離 ： 2 2 4 m m
こ こで、 平準化変位線の距離から測定距離変位線の距離を差し 引いた値は 9 m mであり正の値であることから、 炉壁までの距離 が短く、 炉壁には力一ボンが付着していることが分かる。 また、 設計距離変位線の距離から平準化変位線の距離を差し引いた値は 1 2 m mであ り正の値であることから、 炉壁が炭化室の内側へ移 動して、 炭化室の長手方向中心線から炉壁までの距離が短くなつ ていると診断することができる。
図 1 7 は、 炭化室右側の炉壁の各変位線を絶対値で示したもの であり、 炭化室の入口から約 7 . 5 mの位置における各距離は、 それぞれ以下のようになる。
測定距離変位線の距離 ： 2 3 0 m m
平準化変位線の距離 ： 2 2 9 m m
設計距離変位線の距離 ： 2 2 4 m m
平準化変位線の距離から測定距離変位線の距離を差し引いた値 は— 1 m mであり負の値であることから、 炉壁には僅かな欠損が 生じていることが分かる。 また、 設計距離変位線の距離から平準 化変位線の距離を差し引いた値は、 一 5 m mであり負の値である ことから、 炉壁が炭化室の外側へ移動して、 炭化室の長手方向中 心線から右側炉壁までの距離が長くなっていると診断することが できる。
図 1 8 は、. 炭化室の左右の各炉壁の変位線の絶対値を合算した 炉幅についての変位線を示したものであり、 例えば、 炭化室の入 口から約 7 . 5 mの位置における各距離は、 それぞれ以下のよう になる。
測定距離変位線の距離 ： 4 3 2 m m ■
平準化変位線の距離 ： 4 4 0 m m
設計距離変位線の距離 ： 4 4 8 m m
ここで、 平準化変位線の距離から測定距離変位線の距離を差し 引いた値は 8 m mであり、 炉幅全体としては、 炉壁には力一ボン が付着しているものと考えられる。 また、 設計距離変位線の距離 と平準化変位線の距離の値を差し引いた値は 8 m mであり、 炉壁 の移動により、 炭化室の炉幅が狭くなつているものと考えられる しかしながら、 図 1 6及び図 1 7 の各炉壁についての測定結果 を参酌すれば、 炉壁にカーボンが付着しているのは、 左側炉壁だ けであり、 右側炉壁には欠損が僅かに生じている。 また、 炉壁自 体の移動による炉幅の変動は、 右側炉壁が炭化室外側へ移動して いるにもかかわらず、 左側炉壁が炭化室内側へ大きく移動してい るために、 右側炉壁の移動量が相殺されて、 炉幅全体として狭く なっていることが分かる。
このよう に、 炭化室の左右の各炉壁には、 それぞれの炉壁の移 動による広狭や、 力一ボンの付着ゃ炉壁の欠損が生じているにも かかわらず、 炉幅の測定結果に基づいて診断すると、 左右各炉壁 の結果に相殺されて、 精度よく炉壁の状態を診断できないことが 分かる。
図 1 6及び図 1 7 における測定をした後、 さらにコークスを製 造して、 コ一クス製造回数が 2 0 0サイクルの炭化室の炉壁の高 さ 3 5 0 0 m mにおける長手方向複数位置の左右の各炉壁までの 距離を測定し、 炭化室長手方向中心線から炉壁までの距離変位線 を求めた。 その結果を、 1 0 0サイクルの時の測定結果と合わせ て図 1 9及び図 2 0 に示した。 （図 1 9 ： 左側炉壁、 図 2 0 ： 右 側炉壁 （絶対値表示） ） 。
図 1 9 より、 コ一クス製造回数が 1 0 0サイクルと 2 0 0サイ クルの測定距離変位線を比較すると、 炭化室の入口から約 8 m付 近、 約 1 0 · 2 m付近、 および、 約 1 3 m付近の石炭装入孔付近 で、 コ一クス製造回数が 2 0 0サイクルの炭化室の測定距離が短 くなつていることから、 製造回数の増加にともなって、 左側炉壁 にはカーボンが付着していることが分かる。 このように、 製造回 数毎の測定距離変位線を比較することにより、 炉壁状態の変遷を 把握することができ、 炭化室の補修時期を定めることができる。 表 2 には、 図 1 6及び図 1 7 の平準化変位線と測定距離変位線 とによって囲まれた面積を求めた結果をまとめた。
面
【表 2】
Figure imgf000040_0001
m積 mm' 表 2 より、 炭化室の左側炉壁については、 炉壁欠損による面積 の変位が、 一 1 0 , 4 4 5 mm2であり、 力一ボン付着による面 積の変位は、 3 5 , 9 2 1 m m 2であり、 面積の総和は 2 5 , 4 7 6 mm2となり、 左側炉壁全体としては、 カーボン付着による影 響が大きいと診断できる。 また、 右側炉壁については、 炉壁欠損 による面積の変位が、 一 7， 9 4 8 mm 2であり、 力一ボン付着 による面積の変位は、 2 7 , 7 5 2 mm 2であり、 面積の総和は 1 9 , 8 0 4 mm 2となり、 右側炉壁全体としては、. カーボン付 着による影響が大きいと診断できる。
表 3 には、 図 1 6及び図 1 7 の設計距離変位線と平準化変位線 とによって囲まれた面積を求めた結果を示した。
【表 3】
Figure imgf000040_0002
m m 表 3 より、 炭化室の左側炉壁については、 炉壁の狭帯化による 面積の変位が、 1 5 8 , 0 0 0 mm2であり、 炉壁の広帯化によ る面積の変位は、 0 mm2であ り、 面積の総和は 1 5 8 , 0 0 0 mm2となり、 左側炉壁全体としては、 炉壁が著しく狭帯化して いると診断できる。
一方、 炭化室の右側炉壁については、 炉壁の狭帯化による面積 の変位 、 3 4， 0 6 0 mm2であり、 炉壁の広帯化による面積 の変位は、 — 4 2 , 0 6 0 mm2であり、 面積の総和は一 8， 0 0 0 mm2となり、 右側炉壁全体としては、 炉壁が広帯化している と診断できる。
表 2および表 3で示した様な面積を指標とすれば、 左側炉壁、 或いは右側炉壁全体として、 それぞれの伊壁状態を評価すること ができ、 炭化室同士の劣化状態の相対評価が可能となる。
表 4 には、 図 1 6 と図 1 9 の平準化変位線と測定距離変位線と によって囲まれた面積 （炭化室左側） 、 表 5 には、 図 1 7 と図 2 0 の平準化変位線と測定距離変位線とによって囲まれた面積 （炭 化室右側） をそれぞれまとめた。
【表 4】
Figure imgf000041_0001
面積 ： m m 【表 5】
Figure imgf000042_0001
面預： mm2 表 4および表 5 より、 コークス製造回数が 1 0 0サイクルの炭 化室の左右の各炉壁の面積の総和は、 それぞれ、 2 5 , 5 7 6 m m2、 1 7 , 0 2 3 mm2であり、 すでにある程度のカーボンが付 着していることが分かる。 そして、 同一の炭化室でさ らにコーク ス製造を続けて、 コークス製造回数が 2 0 0サイクルになると、 左右の各炉壁の面積の総和は、 それぞれ 7 4 , 3 2 1 mm2、 5 5 , 7 7 9 m m 2に増加しており、 カーボンの付着量が多くなり 補修の時期が近くなつていることが分かる。 産業上の利用可能性 本発明によれば、 コ一クス炉炭化室の炉壁の全体の変位を、 炉 壁のカーボン付着や欠損などの炉壁表面の変化による変位と、 炉 壁自体が移動 · 変形することによる変位とに分離することによつ て、 炭化室の炉壁の状態を正確かつ定量的に診断することができ る。 また、 本発明ではさ らに、 炭化室の左右の各炉壁のそれぞれ の状態を診断することができ、 炉幅全体として異常が認められな い場合にも、 各炉壁の状態について正確な診断をすることができ る。 、

Claims

請求の範囲
1 . コークス炉炭化室の診断装置であって、
コークス押出機本体、
コ一クス押出機本体に設けられた押出ラム、
前記押出ラムに設置された内部観察手段、
前記押出機本体側または前記押出ラム側に設置されたレ一ザ一出 力手段、
前記レーザ一出力手段から照射されるレーザ一を受光するレーザ ー受光手段、 及び、
前記レーザー受光手段のレーザー受光位置を認識するレーザ一受 光位置認識手段とを備えることを特徴とする診断装置。
2 . 前記レーザー出力手段が前記コークス押出機本体に設置さ れ、 該レーザー出力手段から照射されるレーザーを、 前記押出ラ ムに設置された前記レーザー受光手段で受光するものである請求 項 1 に記載の診断装置。
3 . 前記内部観察手段は、 距離測定手段および画像撮像手段を 備えるものである請求項 2 に記載の診断装置。
4 . 前記内部観察手段は、 耐熱ケーシングを有し、 該耐熱ケ一 シング内に、 距離測定手段、 画像撮像手段、 給電手段、 及び、 測 定データ処理手段を備える請求項 2 に記載の診断装置。
5 . 前記内部観察手段は、 さ らにレーザー受光位置認識手段を 備えるものである請求項 3 または 4に記載の診断装置。
6 . 前記レーザー受光位置認識手段は、 画像撮像手段である請 求項 5 に記載の診断装置。
7 . 前記耐熱ケ一シングは、 1層以上の断熱層からなり、 前記 断熱層の少なく とも 1層はセラミック繊維からなる層である請求 項 4に記載の診断装置。
8 . 前記耐熱ケ一シングは、 1層以上の断熱層からなり、 前記 断熱層の少なく とも 1層は、 真空断熱層である請求項 4に記載の 診断装置。
9 . コ一クス炉炭化室の内部観察手段を用いて、 コークス炉炭 化室の任意の高さにおける長手方向複数位置の炉壁までの距離を 測定し、 炭化室長手方向中心線から炉壁までの距離変位線 （以下
「測定距離変位線」 という） を求めて、
前記測定距離変位線に基づいて、 測定距離変位線の平準化変位線 を求めて、 前記測定距離変位線と前記平準化変位線とを比較し、 および Zまたは、 炭化室長手方向の設計炉壁距離変位線と前記平 準化変位線とを比較することにより、 前記炭化室の炉壁状態を診 断することを特徴とするコ一クス炉炭化室の診断方法。
1 0 . コ一クス炉炭化室の内部観察手段を用いて、 コ一クス炉 炭化室の任意の高さにおける長手方向複数位置の炉壁までの距離 を測定し、 炭化室長手方向中心線からの炉壁までの距離変位線
(以下、 「測定距離変位線」 という） を求めて、
前記測定距離変位線に基づいて、 測定距離変位線の平準化変位線 を求 δ6、 さ らに、 前記平準化変位線と前記測定距離変位線とによ つて囲まれた面積の総和、 および または、 炭化室長手方向の設 計炉壁距離変位線と前記平準化変位線とによって囲まれた面積の 総和を求めて、 前記面積の総和に基づいて前記炭化室の炉壁状態 を診断することを特徴とするコークス炉炭化室の診断方法。
1 1 . コ一クス炉炭化室の内部観察手段を用いて、 コ一クス炉 炭化室の任意の高さにおける長手方向複数位置の炉壁までの距離 をコ一クス製造毎に測定し、 炭化室長手方向中心線から炉壁まで の距離変位線 （以下、 「測定距離変位線」 という） を求めて、 得られる測定距離変位線のコークス製造回数の増加に伴う変化に 基づいて、 炉壁状態の変遷を診断することを特徴とするコークス 炉炭化室の診断方法。
1 2 . コ一クス炉炭化室の内部観察手段を用いて、 コ一クス炉 炭化室の任意の高さにおける炭化室長手方向複数位置の炉壁まで の距離をコ一クス製造毎に測定し、 炭化室長手方向中心線から炉 壁までの距離変位線 （以下、 「測定距離変位線」 という） を求め て、 得られた測定距離変位線に基づいて、 測定距離変位線の平準 化変位線を求め、 さ らに、 前記平準化変位線と前記測定距離変位 線とによって囲まれた面積の総和を求めて、 コ一クス製造回数の 増加に伴う前記面積の総和の変化に基づいて、 前記炭化室炉壁状 態の変遷を診断することを特徴とするコークス炉炭化室の診断方 法。
1 3 . 距離測定手段と画像撮像手段を備える内部観察手段をコ 一クス炉炭化室内に導入して、 コークス炉炭化室の任意の高さに おける長手方向複数位置の炉壁までの距離を測定させるとともに 前記複数位置における炉壁面の表面変位の画像を撮像させる請求 項 9〜 1 2 のいずれかに記載の診断方法。
1 4 . 前記平準化変位線は、 前記複数位置における炉壁面の表 面変位の画像を観察し、 前記測定距離変位線を均すことによって 求めるものである請求項 1 3 に記載の診断方法。
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