JPS5985907A - 溶融金属容器レンガ厚測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 木発り１は転炉、取鍋、溶銑鍋等の溶融金属容器の内張
りレンカの厚さを測定する方法及びその装置に関する。

転炉、収給、〆鉄鍋等の溶融金属容器は、鋼板の外殻の
内面に耐火物としてのレンガを内張すしたものであるが
、該溶融金塊容器においては、高温の温潤（金属の装入
及び排出が繰り返されるのみならず、その中にて吹錬、
溶銑予備処理等の処理も行われるので、前記内張りレン
ガの損耗が薇しい。これに対してレンガの材質を改善す
ることによりそのレンガの損耗量を可及的に低減し、そ
の長寿命化を図ることが行われているが、そのレンガの
損耗を完全に防止することは不可能である。

従って溶融金属容器の内張りレンガの損耗量を補修時期
決定のだめに求め、そのレンガ厚がどの程度残存してい
るかを把握する必要が生じる。

、然して溶融金属容器の内張りレンガの損耗量を求め、
その残存レンガ厚を把握する場合には、従来、目視によ
る判定又は光学測定による定量化が行われている。１１
１１者は前記レンガ損耗量及びレンガ厚を定１ｊ）化し
て高精度に測定する必要がない場合に行われ、寸だ後者
は前記レンガ損耗は及びレンガ厚を定五１化して高精度
に測定する必要がある場合に行われる。

上述した光学測定による定量化を行うだめの装置として
転炉のレンガ厚を測定する装ｆｆ６：　（フランスＡＧ
Ａ社製）が公知である。しかし、この装置による場合は
、測定時において装置によって規定された絶対座標を考
慮して装置を正確に位置決めする必要があり、そのだめ
の段取が煩瑣となる欠点があるのみならず、装置の価格
が極めて高いという問題もある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、測定
時に上述したような絶対座標を考慮する必要がなく、換
言すれば測定対象たる溶融金属容器に対する測定装置の
正確な位置決めを行う必要がなくて煩瑣な段取を省略で
きる上、濱融金％容器の内張りレンガの損耗量及びレン
ガ厚を定ｈｔ化して高精度に測定できる安価な装置を捏
供することを目的とする。

本発明に係る溶融金Ｍ１容器レンガ厚測定方法は、溶融
金属容器のレンガ厚を測定する方法シておいて、測定対
象の溶融金属容器内の任意の点からレンガ内部呼での距
離を円周方向の複数点にて測定し、その測定値に基づい
てレンガ内面にて規定される平均円を求めると共に前記
測定を行った各点と前記平均円との偏差を演算し、これ
らの演算結果と、基準とすべき溶融金属容器に係る平均
円とを比較することにより、レンガ厚を求めることを＠
、微とする。

以下本発明方法をその実施例を示す図面に基づいて詳し
く説明する。第１図は本発明′方法の実施状態を示す模
式図であり、図中、２は測定のために定盤３上に開口部
を上にして置かれた、測定対象だる取鍋であり、１は取
鍋２の鋼板製外殻２２に内張すされたレンガ２１の厚さ
を測定するためのレンガ厚測定装置１″ｑである。

該レンガ厚測定装置１はレーザ距離計１３角度計１２、
距離計高さ測定装置１３、距離計昇降装置１４、データ
処」３１！装置１５、回転計を回転させる手段としての
モータ１７ａ及びＸ−Ｙプロッタ１６を主な構成要素と
する。

レーデ距離計１１は、マイケルソン型干渉計を応用した
ものであり、定盤３上方に配されるレーザ光源１１ａと
取鍋２内に位置させる干渉計１１ｂとレシーバｌｌｃと
を備え、レーザ光源１１ａより鉛直下方へ発せられるレ
ーザビームの進路（図中、二点鎖線にて示す）を干渉計
１１ｂにて直角に変更させて水平とし、取鍋２のレンガ
２１内面に投射して該レンガ２１内面にて反射させ、そ
の反射レーザビームの進路を干渉計１１ｂにて再度直角
に変更させて元のレーザビームの進路と逆方向の進路を
とらせてレシーバｌｌｃにて受光する。前１．レーザ光
源１１ａから発せられるレーザビームは所定周波数にて
変調してあり、該レーザビームに干渉計１１ｂ内の基準
キューブコーナにて反射する光路と前記取鍋２のレンガ
２１内面にて反射する光路との二つの光路をとらせ、そ
の光路差による光の干渉現象をレシーバｌｌｃにて捉え
、その先侶号を光電変換して干渉計１１ｂとＩｌＸ鍋２
のレンガ２１内面との距離測定デ゛−夕として出力する
ものである。

さて上述しだレーザ光源１１ａ、干渉計１１ｂ及びレシ
ーバｌｌｃからなるレーザ距ｕＦ計１１は、レーザ距離
計支持体１７にて所定の相互１’ｌｉｌ隔・距１；ｉｌ
＃をとらせた状態にて支持されているか、該レーザｂ’
Ｊｑｌｉｌｌｆ計支持体１７は、後述するデータ処理袋
層”１５にて制仙１されるモータ１７ａによる駆動にて
、図の矢符にて示す如く、レーデ距離計１１を回転させ
るようにガっており、その回転によってその回転中心か
らＪ＆鍋２のレンガ２１内面までの距離が取鍋２の円周
上の複数点にて測定される。そしてこの測定結果に関す
る信号は前記レジ−／＜ＩＩＣからデー夕処理装置１５
へ伝送される。また前記レーザ距離計１１の回転角度は
レーザ距離計支持体１７又はモータ１７ａに連動連繋さ
れた、絶対値エンコーダからなる角度計１２によって検
知され、その検知信号も前記データ処理装置１５へ伝送
される。

データ処理装置１５は角度計１２人力に基づき、予め設
定された回転数角度位置毎にレシーバｌｌｃ出力を収り
込み、これをその角度位置と関連づけて記憶するように
しである。前記レーザ距離計支持体１７は、データ処理
装置１５よりの制御信号に基づいて制御される距離計昇
降装置１４により、図の白抜矢符にて示す如く、昇降作
動されるようになっており、前述したレーザ距離計１１
による距離測定がｈ鍋２のレンガ内面の一周分について
行われた後、レーザ距離計１１は前記昇降作動によって
１ステツプだけ取鍋２の深さ方向の位置を変化させられ
、然る後に前記距離測定が再度行われる。捷た前記距離
計昇降装置１４によって昇降させられるレーザ距離計支
持体１７の高さ位置は、その距離計昇降装置１４に接す
るように取り付けられた距離、計高さ測定装置ｗ１３に
よって検知され、その検知データも前記データ処理装置
１５へ伝送される。該データ処理装置１５は上述の如く
伝送される各データに基づいて後に説明するような演算
を行ってその結果をＸ−Ｙプロッタ１６にプロットする
。

次に上述した如き本発明に係る装置を用いて取鍋２のレ
ンガ２１の厚さを求める場合の手順について順を追って
説明する。先ず、取鍋２を定盤３上にセットする。この
セットによって定盤３の表面をＸ−Ｙ平面に平行な面と
すればそれに垂直なＺ軸の方向が決定されることとなる
。そしてレーザ距離計１１を取鍋２上方の任意の高さ位
置にセットした後、該レーザ距離計１１を計測可能な状
態としてこれを回転させつつレーザ距離計支持体１７を
距離計昇降装置１４によって下降させる。

前記レーザ距離計１１の干渉計１１ｂの高さ位置が取鍋
２の上縁に達するとデータ処理装置１５はレーデ距離計
１１からの有効出力を受けることとなってそれを検知し
、この状態においてレーザ距１１１ｆｆ計支持休１７の
下降を停止させ、−回目の距跡測定を開始させる。

以下データ処理装置１５の制御演算内容について説明す
る。レーザ距離計１１の回転角度及び前記回転中心から
取鍋２のレンガ２１内面までの距離の４１１１定データ
より、データ処理装置１５は前述の如くレーザ距同ト計
１１の回転位置に前記回転中心から取鍋２のレンガ２１
内面までの距離を一定角Ｋ　Ｏ毎に対応づけて記憶する
。その角度θは円周上でｎ個のデータを得ようとする場
合には３６０’／ｎとすればよい。第２図Ｖｉ斯かるデ
ータを具体的に説明するだめにｎ−１２の場合を例にと
り、レーザ距離計１１による測定データｙ＋（ｉ−１，
２・・・１２）を前記回転中心を原点αとしたＸ。−Ｙ
ｏ座標に黒丸印にてプロットしたものである。なお、こ
のＸ。−Ｙ０座標は、取鍋２のレンガ２１内面の仮想中
心を原点ＯとするＸ−Ｙ座標に対し、Ｘ方向においては
Ｓだけ、またＹ方向においてはｔだけ夫々ずれている。

所かる計測データｙＩけ２πを周期とする周期関数とな
る。周期関数は一般的にフーリエ級数に展開可能であり
、下記（１）式のように表わすことができる。

１「１記（１）式を整理すると実１堅のレンガ２１内面
かなす円の平均半径ａ０は下記（２）式にて、前記円の
Ｘ−Ｙ座標に対するＸ軸方向の偏心Ｍｔは下記（３）式
にて、前記円のＸ−Ｙ座標に対するＸ軸方向の偏心量Ｓ
は下記（４）式にて夫々表わすとさができる。

また各点において平均半径ａ。を半径とする平均円に対
する前記偏差即ち形状誤差εｌは下記（５）式にて表わ
すことができる。

Ｅ：＋＝Ｙ＋　　（ａｏ＋ａ、ｃｍ（ｉの＋ｌ）、５ｉ
ｎ（ｉの）　　　　−（５）つまり測定した取鍋２のプ
ロフィールはａ０ＬＤ半径を有する平均円の各θ位置に
おいてεｉの凹凸がある不整円＋ｇということになり、
これをＸ輔（ＸｏｌＩＩｌｌｌ）方向Ｑこｓ、Ｙ輔（Ｙ
ｏ軸）方向にｔ１平行移１１ｖＪすればレーザ距離計１
１の回転中心位置が変わる他の測定時のデータとの比較
も可能となる。

従ってデータ処理袋ｈＷ　ｌ　５において前記（２）弐
〜（５）式を用いて前述した平均半径ａｏｓ偏心１１′
ｌｓ、を及び形状誤差ε１を求め、Ｘ−Ｙプロッタ１６
を用いてｎｆＪ記ｘ−ｙ座標上に平均半径ａ。を半径と
する平均円を描き、該平均円に対して形状誤差ε量をプ
ロットし、取鍋２のレンガ２１内面のプロフィールを求
める。そしてこのプロフィールを求める操作を取鍋２の
レンガ２１内面の上端部から底部までの複数点にて行う
ことにより、取鍋２のレンガ２１内面の全体的なプロフ
ィールを求めることができる。

更に前記レンガ２１の残存厚さはレンガ厚が判明してい
る、基準とすべき取鍋、例えば新規の取鍋のレンガ内面
のなすプロフィールと前記プロフィールとを比較するこ
とにより求めることができる。

所くして取鍋２のレンガ２１の１ｐさを才める場合には
測定時に測定装置によって規定された絶対座標を考慮す
る必要がないので煩瑣な段取を省略できる上、取鍋２の
レンガ２１の損耗量及びレンガ厚を定量化して高精度に
測定できる。更にその測定に使用する装置を安価に構成
できる。゛なお、本実施例においては取鍋２についてそ
の内張りレンガの厚さを測定する場合について説明した
が、転炉、溶銑鍋等、他の溶融金属容器の内張リレンガ
の厚さを測定する場合についても全く同様に木発］す］
を適用することができる。

また本実施例においては、レンガ内面までの距離を計測
する距離計としてレーデ距離計を用いることとしたが、
マイクロ波、超音波等を利用した距離計を用いてもよい
。

以上詳述した如く、本発明にあっては、溶融金属容器内
の任意の点からのレンガ内面普での距離を円周方向の複
数点にて測定し、そのデータによりレンガ内面のなす平
均円及びそれからの偏差を演算し、これらの演算結果と
、基準とすべき溶融金に容器に係る平均円とを比較する
ことにより、溶融金属容器のレンガ厚を求めるので、煩
瑣な段取が不要で、高精度の測定が可能で、しかも安価
な装置にて１ｉｆｆ記レンガ厚を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第２図は
本発明に係るレーザ距離計の測定データを回転中心を原
点とする座標上にプロットし、仮想中心を原点とする座
標との偏心はをみたグラフである。 １・・・レンガ厚測定装置　１１・・・レーザ距離計１
２・・・角度計　１３・・・距離計高さ測定装置１４・
・・距〜ｆ計昇降装置　１５・・・データ処理装置２・
・・取鍋　２１・・・レンガ　３・・・定盤時　許　出
　願　人　　　住友金属工業株式会社代理人　弁理士　
　河　野　登　夫 第　１　図 ５Ａ　２　　図 ４９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　溶融金属容器のレンガ厚を測定する方法において
   、測定対象の溶融金属容器内の任意の点からレンガ内面
   までの距離を円周方向の複数点にて測定し、その測定値
   に基づいてレンガ内面にて規定される平均円を求めると
   共に前記測定を行った各点と前記平均円との偏差を演算
   し、これらの演算結果と、基準とすべき溶融金属容器に
   係る平均円とを比較することにより、レンガ厚を求める
   ことを特徴とするメ融金屈容器レンガ厚測定方法。 ２、　溶融金属容器のレンガ厚を測定子る装置において
   、レンガ内面までの距離を測定する距離計と、前記距離
   を円周方向に亙って測定すべく距離計を回転させる手段
   と、その回転角度を検出する手段と、距離計を前記溶融
   金属容器の深さ方向に移動させる手段と、その深さ方向
   の位置を検出する手段と、前述のレンガ内面までの距離
   、回転角度及び溶融金属容器の深さ方向の位置に関する
   データに基づいて前記ｆｇ融金金属容器深さ方向各位置
   におけるレンガ厚を求めるデータ処理手段とを具備する
   ことを特徴とする溶融金属容器レンガ厚測定装置。