TW200401875A - A method for repairing a protective lining of an industrial reaction or transport vessel - Google Patents

Description

200401875 玖、發明說晛： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種例如轉爐容器、電弧爐或鑄鋼熔桶、鐵 水桶、魚雷形鐵水桶或渣桶等熔桶的工業反應器或運送容 器的修護方法。特別地’本發明關於一種工業反應器或運 送容器的保護内襯的修護方法，其中具有一個厚度低於預 定臨限值的該等内襯區域被確認，以及整體内襯材料將施 加至那些區域。 【先前技術】 諸如熔礦爐、電弧爐、熔桶或轉爐的工業反應器或運送 容器，係例如用於製鋼的冶金目的。這些容器在其内表面 具有一層保護内襯，用於保護容器外部金屬表面以防容器 内侧受到熱或反應條件的損壞。然而，該保護内襯在容器 使用期間受到磨損時，必須隨時修護以確保高度的操作安 〇 為此目的，當容器騰空時，此保護内襯的剩餘厚度是在 所使用容器的個別階段間所量測。藉此量測所得到的剩餘 厚度資料將用以決定已修護内襯的區域。 、國際專利中請案WO G1/389GG A1揭露-種非收縮量測程 序用於里/則一冶金容器耐火内襯的剩餘厚度。本方法包 含，掃描一條由量測裝置發射的雷射光束至冶金容器的整 個内表面’換T之，該耐火内襯表面，以及量測在各個點 亡量測裝置及該容器内表面間的角度及距離。該量測裝置 較佳包括一雷射二極體，其係以一脈波模式操作，可當作 85259 200401875 極 ’其可當作一個接 一發送裝置，-且另外包括一個光 收裝置使用。因此，所得到的資料容許以—個三維厚卢構 型的形式成像該耐火内觀的表面構造。W〇 〇1/389〇^二建 議該量測裝置典型與-個施加❹襯材料至該容器内侧表 面的裝置有關。 然而，該内襯材料大致上以人工方式，例如利用一個操 作者握持一修護裝置或利用一操作者透過遙控裝置人工操 控的修護裝置，施加至該容器内側表面。在二範例中： 作者必須能在i覺上確認所將修護的區域且跟隨修謹裝^ 的㈣1以，操作者必須相當接近所修理容器^ 口端 。廷將產生數個缺點。該操作者得曝露至敎、 ^ M Μ 人、新内襯 罪 材料反彈及其它部件掉落容器的險境中。再者，還有容器 中爆炸的危險，如果熱材料漸漸與水接觸，如果操作者 近容益’這可能會使操作者受傷。 再者，人工操作方法原本就有人為的誤差存在。例如， 如果操作者錯過所將修護的正確位置，例如數公分的差距 ，這樣會導致一個所謂“貫穿點，，的危險發生，此貫穿點 ，一個容器壁面中的小孔，但因此可能會使容器操作=受 知或抽壞連接此容器的設備，如果容器内的材料流出與水 接觸，甚至會引發爆炸。如果保護内襯完全為整體化，因 為難以目視確認所將修護的區域，且操作者僅能藉由先前 所疋成的厚度構型量測所得到的粗略導引，這將成為一個 如果操作者實際握持該修護裝置，新内襯材料的輸出大 85259 200401875 致會受到限制1再者，因為熱度，在操作者控制下的修護 時間大致限制在1 0至1 5分鐘。 因此，其將高度希望提供一種比最新方法更為精確的冶 金容器耐火内襯的修護方法，使用較少的材料及消除前述 的操作危險。 【發明内容】 本發明内容提供一種工業反應器或運送容器的整體内襯 能在兩速及高精確度下自動完成的修護方法。 本發明的目的提供一種工業反應器或運動容器的整體内 襯不具操作危險性的修護方法。 本發明另一目的提供一種工業反應器或運動容器的整體 内襯使用更有效内襯材料的修護方法。 本發明X-目的提供一種工業反應器或運動容器的整體 内襯容易適應操作需求的修護方法。 。。在最廣泛内容中，本發明提供一種工業反應器或運動容 益的整體内襯的修護方法，包括下列步驟： 、:用-量測裝置確認具有—個厚度低於就臨界值的内 :混合區此量測裝置量測該襯塾及-處理單^的剩餘 :此處理單元在—個第一步驟中將該剩餘厚度資料轉 译為$位貝料，其係將該量測剩餘厚度資料與該内襯 2的駄臨限值作比較，並將該二進位的值“Γ,指派至具 有個厚度低於預定萨M h丄、 的值“〇”至且右一心 域，以及將該二進位 ，、、^ 旱度等於或高於預定臨限值的内襯區域 亦…：，在個第二步驟中，將具有一個厚度低於預 85259 200401875 定臨限值的内.隔離區域與該内襯的混合區域混合，其中 具有一個厚度低於預定臨限值的内襯區域的二進位值被指 派至該混合區域；以及在一個第三步騾中，計算各個混合 區域的位置及修護順序，且傳輸這些資料至一修理裝置， 以及利用一修護裝置的處理單元，施加整體内襯材料至 該混合區域。 【實施方式】 為實際實行修護工作，一個修護裝置可提供用來施加新 内襯材料至損壞的内襯區域，且其較佳包括一條操控臂及 一個配置其上噴嘴，修護裝置可因此旋轉、傾斜、垂直移 動及選擇性的水平移動。修護裝置的位置及操作係受到一 個處理單元控制，此處理單元以修護指令的形式，傳輸利 用量測裝置所得到的實際剩餘厚度資料至修護裝置。這個 處理單元較佳與量測裝置及修護裝置二者相連。 本發明包括若干個處理步騾，其以修護指令方式，傳輸 經由量測裝置所得之實際剩餘厚度資料至修護裝置。這個 剩餘厚度資料較佳能參考反映容器對稱性的標準爐柵來挑 選。因為較佳冶金厚度資料具有大致圓柱形的基本形狀， 该剩餘厚度資料較佳轉換成矩陣及圓柱形座標。如果容器 具有一個直角水平的截面積，這個剩餘厚度資料較佳轉換 成矩陣及直角座標。 這些處理步騾包括轉換該剩餘步騾成為二進位資料，且 將該量測剩餘厚度資料與該内襯厚度的預定臨限值作比較 ，以及例如將該二進位的值“ρ，指派至具有一個厚度低於預 85259 200401875 定臨限值的内襯區域，且將該二進位的值“〇，，至且有 度等於或高於預定臨限值的内襯區域，在下文稱為‘‘: 化’’。 ^降低所將處理的資料量，在二進位化前，利用容器中 =二裝置Γ到的三維剩餘厚度資料，在-個稱為 的弟―處理步驟中，較佳可在乾處理單元中平均。 在二進位化後’具有—個厚度低於預定臨限值的隔 视區域將混合至該緊鄰的混合内襯區域 限值的二進位值被指定至混合㈣㈣^ 此處理步驟在下文中稱為“碎片重組，,。為達此目的， 域=進位值，較佳彼此比較，因此，如果具有-個厚; 低於了員疋臨限值的内襯區域 又 A校、、、 炙（頂埏比例時，整個比較區 或將涿一進位值指派至具有一 祕FI 4 ^ 1LW予度低於了員定臨限值的區 域。因此，所接收到的事實是， 限值的内襯區域盘且有鮮、厚度低於預定臨 緊鄰内襯區域將同時喑灑上瓿 值的 尚且不需修護。所喑灑的 一或 τ v ，、鹿的比例較佳由約30個百分比至物 百分比，最佳是由约50個百分比至6。百分比。 、糊 、碎片重组能使用不同尺度的碎片重组來完成。較佳地， 碎片重組的尺度係隨著一個盥 >. ”生屋相關的邊界條件函數變 化，諸如重新建構之耐 I夂 的質量及修護時間，等等的均勾性、重新加觀化合物 最後，各個混合區娀的户 、心 义各 —5位置及修護順序將計算及轉換成 為下一個處理步驟中修T換成 %衣置的修護指令。 85259 -10- 200401875 算區域具有的-二進位值係其厚度低於預定臨限值區域所产 定值^此計算區域與-個代表施加整個内襯材料步^ 序的連續數目相互關連。此處理步騾在下文中稱為“程序 。這個程序較佳經過選擇，藉以考慮施加至整體内襯序内化 面上修護材料的靜態特性及固化行為，特別是修護材 固化時間。特別的{，較佳額程序將考慮对火内觀必須由 冶=容器的下段修護至上段。因&，如果以水平帶狀的形

式施加至修護區域，該修護材料係由緊鄰下段之前所施加 的加襯化合物支撐。 口 〜在本發明的特別較佳内容中，該剩餘厚度資料可經處理 件到修4資料，通過這樣的方式，各個所將修護區域的形 狀’正如朝著耐火内襯表面方向所看到的那樣，將放大成 為一個簡單的幾何基本圖形，較佳是一矩形形狀。因此， 修護裝置的工作速度可進一步增加。

在本發明的進一步特別實施例中，此處理單元中的幾何 基本圖形的万位及形式，將適應於修護裝置現有的運動軸 1中該修護裝置較佳是、噴塗或噴漿裝置及類 ^物件。4此適應而言，這個修護裝置能沿其現有運動抽 移動’以便實行耐火内㈣修理工作。因此，修護裝置的 作速度増加且修謾裝置更易於控制。此處理步驟較佳在 片段重組後完成，且在下文中稱為“分割，，。 在本發明進一步的較佳實施例中，在決定施加整體内襯 、步‘私序㈤，一進位化、碎片重組及選擇性分割的各個 步·驟將在臨限值的變化下再次的實#，以便較㉟的小孔可 85259 -11- 200401875 在多重修護步驟中藉由施加多層的整體内襯材料來修護。 各一社争別車乂佳内容中，在修護資料傳輸至修護裝置前 多&〜果在例如修護時間及修護化合物數量的特定運算 參數考里下，利用一種模擬方式在處理裝置中表示。因此 ’處理單兀的操作者可《使修㈣序ϋ應變彳b的條件。 特別在貧灑步騾完成後，耐火内襯的剩餘厚度接著再次 藉由量測裝置量測，且因此所得到的剩餘厚度資料與一個 有關可完成之耐火内襯重建的模擬方式所得的資料作比較 二以及就該新量測剩餘厚度資料及模擬資料之間的偏差而 言，修護裝置的控制單元可因此調整。或者，可開始一個 進一步的修護步騾。 特別地’圖1表示一冶金容器!的概圖，其中該冶金容器^ 形成為一個具有需要修護之耐火内襯2的電弧爐。一修護裝 置3提供内襯2的修護以及形成為具有一個噴頭4及一個操 控器5的噴塗裝置。這個噴塗裝置以氣動方式透過噴頭4的 噴嘴4b輸送一乾燥的耐火混合物，以及在噴嘴仆的位置將 水加至耐火混合物中。此修護裝置也可為一種噴漿裝置。 相反於先前的噴塗裝置，喷漿裝置透過内含空氣的噴漿頭 輸送一潮濕的耐火混合物，以及一反應化合物在噴嘴仆加 至該濕的耐火混合物。操控器5大致上包括一根固定架^， 此固足架5 a可沿著一條垂直軸旋轉至一角延伸臂％絞接的 上端。噴頭4懸垂於角延伸臂5b的尾端，且面向固定架“離 開。延伸臂5b在固定架5a上端沿著一條水平軸樞轉支撐。喷 頭4沿著另一條大致垂直的軸線樞轉支撐，且平行於固定架 85259 -12 - 200401875 a如進。再者-，噴頭4具有一條含喷嘴4b的喷塗臂4a，其以 可樞I方式妥裝在喷頭4上。如此，修護裝置3具有四個旋 轉自由度’可藉此行進至在冶金容器1内需要修護的個別區 域透過修謾程序的控制單元6觸發的驅動器（未表示）係被 才疋供來貫行修護裝置3的單一旋轉及樞轉運動。控制資料視 ㈣實行修護程序的修護資料，其係藉由控制單元6從一處 理單元7接收，而此處理單元7估算及處理來自一量測裝置$ 的相關#訊。量測裝置8用作決定耐火内襯2磨損及大致包 括-種分接觸方式的雷射加工。對於量測程序，配置在承 載月9自由崎的夏測裝置8被移至熱冶金容器1的開口 1 〇。 由量測裝置8決定的剩餘厚度資料由量測裝置8傳輸至一 處理單元7。該處理單w完成先前内文所述的步驟，藉以 處理由该！測裝置8接收的剩餘厚度成為修護裝置3的修護 指令。 、在圖2中’―個二進位的矩陣係利用範例形式表示，該二 進4矩陣zw皿2 m土3.6 m的深度範圍及整個角度範圍 〇。至则。）。對應需要修護區域的邏輯們，，係以黑色區域形 式代表，以及對應不需修護區域的邏輯值“〇，，係以白色區域 代表。 -個相等切口的重組矩降範例係如圖3所示。 生是藉由比較大型方塊部份内若 門右干區域的二進位值以及法 定是否這個部份黑色區域數目♦ 飞数目起過60百分比的比例。如果 數目超過60百分比，則這整個區 \夺曰疋為_進位值“ 1 ’’ ；如 果數目不超過60百分比的比例 d正调£域指疋二進位值 85259 -13 - 200401875 〇此私序可應用遍及整個二進位化矩陣，且 各次將放大部份的尺寸增加。彳化矩陣且可重複6次， 圖4以分割形含闰一 割方式來八批卢、、或桌條所表示。這個方法使用分 如果具有：進位:二複數個緊鄰串連的領域。 ，复邊只… 1的緊㈣連領域在實際橫切線中發現 -個产準長“將能夠決定。這所謂相等的區域將轉換成為 固私率長万形且被指定一連續數目。 :5圖示修護程序的順序，其係由指定連續數目1的區域 :f。廷個順序在考量下經決定垂直緊鄰區域由下至上修 叹，且由操控器傳送的整個距離最小。 【圖式簡單說明】 ^ 月、、二由上述V範的詳細說明及參考下列相關附圖而 待以明白，其中 圖 1 羞 —、/ /V 、 、 / 口 i谷斋的概圖，其形成為一個電丨瓜爐、磨損 、的里/則裝置及耐火内襯的噴塗裝置， 圖 2 表； r- Λ, ^ ^ —反射笔弧爐耐火内襯的二進位化矩陣的切口， B 3 ^ - 717 電彳瓜爐耐火内襯的碎片重組矩陣的切口， 圖4矣- 不一電狐爐耐火内襯的分割矩陣的切口，及 圖5a . 衣不一電弧爐耐火内襯的連續矩陣的切口。 【圖式代表符號說明】 1 金屬冶金容器 2 耐火内襯 3 修護裝置 85259 -14- 噴頭_ 喷塗臂 喷嘴 操控器 固定架 延伸臂 控制單元 處理單元 量測裝置 承載臂 開口 -15-

Claims (1)

1. 200401875 拾、申請專利範圍： 1 · 一種工業反應器或運送容器的保護内襯的修護方法，包 括下列步騾：利用一量測裝置確認具有—個厚度低於預 定臨界值的内襯混合區域，此量測裝置量測該襯墊及一 處理單元的剩餘厚度，此處理單元在一個第一步騾中將 β乘j餘厚度*料轉換成為二進位資料，其係將該量測剩 餘厚度資料與該内襯厚度的預定臨限值作比較，並將該 一進位的值“ 1’’指派至具有一個厚度低於預定臨限值的 内襯區域，以及將該二進位的值“〇，，至具有一個厚度等於 或高於預定臨限值的内襯區域，反之亦然；在一:第二 步騾中，將具有一個厚度低於預定臨限值的内襯隔離 區域與該内襯的混合區域混合，其中具有一個厚度低 於預定臨限值的内襯區域的二進位值被指派至該混合 區域；以及在一個第三步騾中，計算各個混合區域的 位置及修護順序，且傳輸這些資料至一修理裝置，以 及利用一修護裝置的處理單元，施加整體内襯材料至 該混合區域。 如申請專利範圍第1項的方法，其中該保護内襯係一耐 火内襯。 3.如申請專利第⑷嚷的方法，其中該工業反應或運 送容#係一冶金容器。 4·如申清專利範圍第3項的方法，其中該冶金容器由一轉 爐器容器、電派爐]容礦爐、溶桶、涂口盤及煉焦爐室 中選取。

   85259 200401875 5·如申請專利範圍第4項的方法，其中該熔桶係由一鑄鋼 溶桶、鐵水桶、魚雷形鐵水桶及渣桶中選取。 6·如申請專利範圍第1項的方法，其中該量測裝置係一雷 射量測裝置。 7.如申睛專利範圍第6項的方法，其中該雷射量測裝置係 一反射掃描器。 8 ·如申請專利範圍第1項的方法，其中該修護裝置包含一 操控臂及一配置其上的噴嘴，且該修護裝置可旋轉、傾 斜及垂直移動。 9 ·如申請專利範圍第1項的方法，其中該修護裝置由一個 噴灑、噴塗及噴漿裝置中選取。 I 0.如申請專利範圍第1項的方法，其中該處理單元以電子 方式與該量測裝置及修護裝置連接。 II ·如申請專利範圍第1項的方法，其中在處理單元内的步 騾以電子方式完成。 12.如申請專利範圍第1項的方法，其中該處理步騾將該等 隔離點混合至矩形混合區域。 1 3 ·如申請專利範圍第1項的方法，其中各個混合區域的位 置係以圓柱座標形式計算。 14.如申請專利範圍第1項的方法，其中該耐火内襯的剩餘 厚度再次由該量測裝置量測，在完成修護步驟後及因此 所得的剩餘厚度資料與利用一種有關可完成的耐火内 襯重建的模擬方式所得資料作比較，且就該相量測剩餘 厚度負料及該模擬資料間的偏差而言，該修護裝置的控 85259 200401875 制單元因此得以枝正。 15 ·如申讀專利範 厚 罘/、的方法，其中該耐火内襯的剩餘 于又丹/人由該量測裝息 ..-,,置直剛’在完成修護步驟後及因此 所传的剩餘厚度資料血 、 „ . . ^ ^ 、 ”和用一種有關可完成的耐火内 视重建的模擬方式所得資 、 ,、、> 、十作比較，且就該相量測剩餘 厚度資料及該模擬資料間的 .^ J嗎是而言，該處理及修謾私 序得以重複。 85259