JPH0610017A - 窯炉内耐火物施工厚さ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 窯炉内壁に吹付けた耐火物の厚さ測定を正確
に行う。 【構成】 窯炉１の外部に設置される４基のウインチ5a
〜5dと、ウインチ5a〜5dそれぞれにより巻取り・巻出し
を行われる４本のワイヤ6a〜6dと、ワイヤ6a〜6dを介し
て窯炉１の内部空間に三次元方向について移動自在に懸
装される距離センサ９と、距離センサ９から出力される
信号を処理する演算装置を組み合わせて備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、窯炉の内壁に吹き付け
られる耐火物の施工厚さの測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば高炉に代表される窯炉は、使用時
に受ける熱衝撃のために内張り耐火物が部分的に消耗・
損傷する。したがって、窯炉の寿命の延長を図るため
に、適当な時期に、消耗・損傷した部分について内張り
耐火物の中間補修が行われる。

【０００３】中間補修は、炉の操業を完全に停止し冷却
後に作業者が炉内に入って行うものと、操業を一時中断
して炉外から行うものとに大別される。前者の方法では
炉体の熱損失が大きく、作業に長時間を要し、さらに作
業環境が悪いといった問題がある。一方、後者の方法に
は、これらの問題は存在しない。

【０００４】後者の方法による高炉の内張り耐火物の中
間補修の状況の一例を図４に示す。高炉１の上部に設け
られたマンホール２から矢印方向に吹付けノズル３を高
炉１内に装入し、吹付けノズル３の先端を補修すべき高
炉内壁部４に1.5 〜2.0m程度に近接させて、耐火物の吹
付けを行っていた。

【０００５】この中間補修では、吹付けノズル３の先端
と施工面 (壁面) ４との間の距離 (以下、「ノズル距
離」という) は制御しておらず、吹付ノズル３を炉外か
ら遠隔操作するオペレータの経験および勘により吹付け
ノズル３の装入位置を決定していた。従来は、耐火物の
施工厚さを正確に測定する必要性はあまり高くないと考
えられており、また、高炉１内は高温であり粉塵の発生
も多いためにノズル距離の測定に適したセンサ等の測定
装置が存在しなかったためでもある。

【０００６】このように、この方法ではノズル距離を一
定に保つことは殆ど不可能であり、施工の度にノズル距
離が変動していた。したがって、 吹付け面での耐火物の吹付けパターンが変動し、吹付
け面の吹付け厚さが一定にならないこと、 吹付け厚さが一定にならない場合に、部分的に吹付け
厚さが所定の値を下回ることがあり、施工面の全体の強
度が低下し、結果的に吹付けた耐火物が短命になるこ
と、さらには 炉況が悪く炉内視界が不良の際には施工できないこと という問題があった。

【０００７】ところで、近年では製銑・製鋼の各工程に
高い生産性が求められるようになってきているため、窯
炉の耐火物の寿命を延長することは、生産性向上のため
に極めて重要な技術的課題である。また、耐火物を無駄
なく吹付けることも製造コスト低下のためには重要であ
る。

【０００８】特開昭60−9807号公報には、高炉上部大ベ
ルの下部周縁部に沿って走行する走行装置と、この走行
装置に昇降装置を介して一本のワイヤロープで吊り下げ
た補修材吹付装置と、補修材吹付装置に取り付けた吹付
ノズルとを備えた高炉内壁吹付補修装置が提案されてお
り、耐火物の吹付けを自動化することにより、ノズル距
離、および耐火物の吹付け厚さを一定化する技術が提案
されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この提案にかかる装置
によれば、耐火物の吹付けを自動化できるものの、補修
材吹付装置本体は、垂直断面において高炉内壁面に対し
て一定距離を保つべく二次元的に移動するのではなく、
昇降および回転移動によりいわば一次元的におよその位
置を調整され、ノズル距離の最終調整は吹付ノズルを伸
縮させることにより行うものである。したがって、本発
明者らの検討によれば、高炉内壁面に対する補修材吹付
装置本体の追従性が不足し、ノズル距離の一定化は容易
ではなく、したがって耐火物の吹付け厚さを一定化する
ことは難しい。

【００１０】また、この提案にかかる装置のみならず、
耐火物の吹付けの自動化装置においては、耐火物の吹付
け厚さが多少変動しても、吹付け厚さの測定が可能であ
れば、耐火物吹付けノズルの制御にフィードバックし
て、例えば吐出量や吹付け圧力を調整することにより、
吹付け厚さを一定に近づけることも考えられる。しか
し、この提案にかかる装置も、吹付けた耐火物の厚さを
耐火物吹付け後に測定できるようには構成されていない
ため、吹付けた耐火物の厚さの測定ができない。

【００１１】このように、特開昭60−9807号公報により
提案された装置では、吹付けた耐火物の吹付け厚さを測
定し、またその一定化を図ることはできない。ここに、
本発明の目的は、耐火物の吹付け厚さの一定化ないしは
耐火物の吹付けの自動化を図るための前提条件である、
窯炉内壁に吹付けた耐火物の厚さ測定を正確に行うこと
ができる窯炉内耐火物吹付厚さ測定装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意検討を重ねた。その結果、吹付けノズ
ルまたはその近傍に、窯炉内でも使用可能なタイプの距
離センサを設置するとともに、この距離センサの窯炉内
壁への追従性を高めるために、窯炉の内部空間を三次元
方向について移動自在となるように吹付けノズルを懸装
し、この距離センサおよび距離センサからの出力信号を
処理する演算装置を組み合わせて用いることにより、窯
炉内壁に吹付けた耐火物の厚さ測定を、正確かつ自動的
に行うことが可能となることを知見して、本発明を完成
した。

【００１３】ここに、本発明の要旨とするところは、窯
炉の内壁に吹き付けられる耐火物の施工厚さ測定装置で
あって、(i) 窯炉上部の外部に設置される少なくとも３
基のウインチと、(ii)窯炉内で巻張されるとともに、複
数基の前記ウインチそれぞれにより巻取り・巻出しを行
われる複数本のワイヤまたはチェーンと、(iii) 複数本
の前記ワイヤを介して窯炉の内部空間に三次元方向につ
いて移動自在に懸装されて、吹付前後における内壁まで
の距離を測定する距離センサと、(iv)前記距離センサか
ら出力される信号を処理する演算装置とを組み合わせて
備えたことを特徴とする窯炉内耐火物施工厚さ測定装置
である。本発明において、窯炉とは、その内壁を耐火物
により構成されて溶融金属を収容する容器をいう。

【００１４】

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明では、例えば、窯炉内壁に耐火物を吹付ける吹付け
ノズルまたはその近傍に、高炉内でも使用可能なタイプ
の距離センサを設置する。

【００１５】設置位置は、吹付ノズル自体 (例えば先
端) であってもよく、または吹付ノズルの近傍 (例えば
吹付ノズルの支持部材) であってもよい。すなわち、吹
付ノズルが耐火物を吹付ける範囲を測定することができ
る位置であればよい。設置態様は、固設してもよく、ま
たは移動自在に設置してもよい。

【００１６】距離センサは、高温・多塵状態の窯炉内に
おいても測定精度が低下しない仕様を備えた距離センサ
を用いる。このような距離センサとしては、光波または
レーザー光線を利用して測定を行い、例えば圧空により
内部を冷却パージされた構造の測定センサを例示するこ
とができる。測定可能距離としては、１〜２m 程度とす
ることが測定精度確保および距離センサ大型化防止の観
点からは望ましい。

【００１７】吹付けノズルは、公知の型のものでよく、
何ら限定を要さない。例えば、通常のパイプ型の吹付け
ノズルを長手方向に二分割するとともにそれらをフレキ
シブルホースおよびエアシリンダにより接続し、例えば
500 mm程度先端部のみ長手方向に伸縮自在な構造として
もよい。また、吹付ノズルの上部に旋回モータおよび旋
回装置を設けて、吹付ノズルが旋回自在な構造としても
よい。

【００１８】本発明では、この距離センサの窯炉内壁へ
の追従性を高めて、距離センサが窯炉の内部空間を三次
元方向について移動自在とするために、窯炉の外部に設
置される少なくとも３基のウインチと、これらウインチ
により巻取り・巻出しを行われるワイヤまたはチェーン
とを介して吹付けノズルを懸装する。

【００１９】吹付けノズルの懸装態様は、特に限定を要
するものではなく、３基以上のウインチおよび複数本の
ワイヤまたはチェーンにより物体を懸装する際の公知の
態様とすればよく、特定の態様には限定されない。例え
ば、吹付けノズルは３本以上のワイヤそれぞれに固定さ
れており、各ワイヤの巻き出し長さをウインチを作動さ
せることにより調節することにより、吹付ノズルは、窯
炉の内部空間を三次元方向について自在に移動できる。
したがって、窯炉内壁への追従性が従来の装置に比較し
て格段に向上する。

【００２０】本発明にかかる窯炉内耐火物吹付厚さ測定
装置は、以上説明してきたように、(i) 窯炉の外部に設
置される少なくとも３基のウインチと、(ii)複数基の前
記ウインチそれぞれにより巻取り・巻出しを行われる少
なくとも３本のワイヤまたはチェーンと、(iii) 複数本
の前記ワイヤまたはチェーンを介して窯炉の内部空間に
三次元方向について移動自在に懸装される距離センサと
を備え、さらに(iv)前記距離センサから出力される信号
を処理する演算装置を組み合わせて備える。

【００２１】演算装置は、距離センサから出力される２
種の信号の偏差を演算する機能を有するものであればよ
い。以上の構成を有する本発明にかかる窯炉内耐火物吹
付厚さ測定装置の使用法は、以下の通りである。

【００２２】まず、吹付ノズルまたはその近傍に設置さ
れた距離センサを、クレーン等によりマンホールから窯
炉内に搬入する。距離センサは、窯炉外に設置された少
なくとも３基のウインチにより巻取り・巻出しを行われ
る少なくとも３本のワイヤまたはチェーンに吹付ノズル
を介して接続されており、クレーンを外した後、複数の
ウインチを適宜作動させることにより、窯炉内の任意の
位置に、距離センサを移動させる。

【００２３】このようにして、距離センサを耐火物の施
工厚さを測定したい部位、すなわち要補修部位の近傍に
移動せしめ、耐火物吹付け施工前に距離センサ〜施工面
間の距離を測定する。測定後に耐火物の吹付けを行い、
吹付け後に再度距離センサ〜施工表面間距離の測定を行
う。このようにして、施工前後の距離センサ〜内壁間の
距離を測定し、これらの偏差を演算装置により算出する
ことにより、耐火物の施工厚さを算出する。

【００２４】測定終了後には、この逆の手順により操作
すればよい。なお、吹付けに際し、吐出力の反力により
吹付ノズルおよび距離センサが振動することが考えられ
るが、例えば、吹付けノズルおよび距離センサを、防振
ゴムを介して設置すればよく、測定上問題ない。

【００２５】したがって、本発明によれば、窯炉内壁に
吹付けた耐火物の厚さ測定を正確に行うことができる。
さらに、本発明を、添付図面により具現化された実施例
を用いて詳述するが、これは本発明の例示であり、これ
により本発明が限定されるものではない。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明にかかる窯炉内耐火物施工厚
さ測定装置の使用状況を示す垂直断面図であり、図２は
図１において吹付けノズルを含む高さ位置での水平断面
図である。また、図３は、本実施例で用いた吹付ノズル
の先端部の構造を拡大して示す説明図である。なお、図
１および図２では、説明を簡略的に行うため、高炉１内
の各位置における吹付けノズルおよび距離センサの設置
状況を併せて示す。

【００２７】図１および図２において、高炉１の上部・
外部には、90度ずつ設置位置をずらして４基のウインチ
5a〜5dが設置されており、それぞれのウインチにはワイ
ヤ6a〜6dが設けられている。

【００２８】吹付ノズル７、吹付ノズル旋回装置８およ
び吹付ノズル支持部材に設置された距離センサ９は、ク
レーン10により高炉１の上部に設けられたマンホール２
まで搬送され、マンホール２から降下されて炉内に搬入
される。この時点で、既にワイヤ6a〜6dはそれぞれ旋回
装置８の上部に接続されており、クレーン10が外れる
と、接続されている４本のワイヤにより旋回装置８、吹
付ノズル７および距離センサ９は支持される。

【００２９】高炉内では、センサ９で得たデータを基に
吹付補修部位を決定し、各ウインチ5a〜5dがワイヤ6a〜
6dの長さを調節することにより、距離センサ９を高炉１
内壁の補修部位に向けて移動する。図１および図２にお
ける符号Ａ、Ｂは、それぞれ移動完了部位を示す。

【００３０】吹付けに先立って、補修部位までの距離を
距離センサ９により測定し、耐火物の吹付けを行った
後、同一の部位の距離を再度測定する。このようにし
て、本発明により、耐火物の施工厚さが正確に測定され
る。

【００３１】なお、本実施例で用いた吹付ノズル７は、
図３に示すように先端部7aおよび後続部7bと二分割され
ており、両者はフレキシブルホース11およびエアシリン
ダ12により接続されており、先端部7aが吹付ノズルの長
手方向に長さｌ (本実施例ではｌ＝500 mm) だけ伸縮可
能な構造となっている。

【００３２】このようにして、本発明により、耐火物の
施工厚さを正確に測定することができ、また吹付ノズル
の窯炉内壁への追従性が向上するため部分的に消耗・損
傷した部分の施工厚さの測定精度が大幅に向上する。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、窯
炉内壁に吹付けた耐火物の厚さ測定を正確に行うことが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる窯炉内耐火物施工厚さ測定装置
の使用状況を示す垂直断面図である。

【図２】図１において吹付けノズルを含む高さ位置での
水平断面図である。

【図３】本実施例で用いた吹付ノズルの先端部の構造を
拡大して示す説明図である。

【図４】従来の高炉の内張り耐火物の中間補修の状況の
一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１：高炉 ２：マンホール ３：吹付ノズル ４：壁面 5a〜5d：ウインチ 6a〜6d：ワイヤ ７：吹付ノズル ８：旋回装置 ９：距離センサ 10：クレーン 11：フレキシブルホース 12：エアシリンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窯炉の内壁に吹き付けられる耐火物の施
   工厚さ測定装置であって、(i) 窯炉上部の外部に設置さ
   れる少なくとも３基のウインチと、(ii)窯炉内で巻張さ
   れるとともに、複数基の前記ウインチそれぞれにより巻
   取り・巻出しを行われる複数本のワイヤまたはチェーン
   と、(iii) 複数本の前記ワイヤを介して窯炉の内部空間
   に三次元方向について移動自在に懸装されて、吹付前後
   における内壁までの距離を測定する距離センサと、(iv)
   前記距離センサから出力される信号を処理する演算装置
   とを組み合わせて備えたことを特徴とする窯炉内耐火物
   施工厚さ測定装置。