(57)【要約】【課題】燃焼室のフロント壁の張り出しを確実に検出することができるコークス炉の燃焼室炉壁検査方法を提供する。【解決手段】  コークス炉の燃焼室炉壁検査方法は、コークス炉１の燃焼室３におけるフロント壁Ｗ１を検査する方法であって、Ｘ線照射手段１１と、Ｘ線照射手段１１から照射されたＸ線を検出する検出手段１２とを、両者の間に検査するフロント壁Ｗ１を挟むように配置し、燃焼室３のフロント壁Ｗ１の側方からＸ線を照射して、フロント壁Ｗ１のＸ線画像を撮影する。フロント壁Ｗ１の状況を側方端面から撮影したＸ線画像によって把握することができるので、フロント壁Ｗ１の変形（張り出し）を確実に検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の燃焼室におけるフロント壁を検査する方法であって、
Ｘ線照射手段と、該Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を検出する検出手段とを、両者の間に検査するフロント壁を挟むように配置し、
前記燃焼室のフロント壁の側方からＸ線を照射して、該フロント壁のＸ線画像を撮影する
ことを特徴とするコークス炉の燃焼室炉壁検査方法。
【請求項２】
前記燃焼室のフロント壁面を支持する支持部材から、前記検出手段の撮像基準までの距離が、所定の距離となるように前記検出手段を配置する
ことを特徴とする請求項１記載のコークス炉の燃焼室炉壁検査方法。
【請求項３】
張り出しがない状態における前記フロント壁の壁面から、前記検出手段の撮像基準までの距離が、所定の距離となるように前記検出手段を配置する
ことを特徴とする請求項１または２記載のコークス炉の燃焼室炉壁検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の燃焼室炉壁検査方法に関する。さらに詳しくは、コークス炉の燃焼室を構成する炉壁の変形を検査するコークス炉の燃焼室炉壁検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、コークス炉１には、石炭を高温乾留するための炭化室２と、炭化室２を加熱するための燃焼室３とが交互に配置されており、コークスの製造は、原料となる石炭を前記炭化室２内に充填し、約1,000℃の高温で２０時間程度乾留した後、押出ラムで生成コークスを炭化室２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。
【０００３】
図３に示すように、コークス炉１の燃焼室３を構成する炉壁Ｗは、通常、煉瓦Ｂを積み重ねて形成される。かかる煉瓦Ｂの側方端面や上面、下面等には、凹部又は凸部が形成されており、隣接する煉瓦Ｂの凹部凸部とを係合させて炉壁Ｗを形成すれば、隣接する煉瓦Ｂを互いに位置決めした状態とすることができる。
【０００４】
かかる煉瓦Ｂによって形成された炉壁Ｗは、通常、その壁面ＳＦが垂直になるように形成されるのであるが（図３（Ａ））、長期間コークス炉を稼動させると、炉壁Ｗが損傷する。とくに、燃焼室３を構成する炉壁Ｗのうち、フロント壁Ｗ１では、図３（Ｂ）に示すように炉壁Ｗを構成する一部の煉瓦が燃焼室３内方に向かって張り出すような状況となる場合がある。フロント壁Ｗ１を構成する煉瓦Ｂでは、隣接する煉瓦Ｂ同士を係合させている部分が他の炉壁Ｗに比べて少ないからである。
【０００５】
図３（Ｂ）に示すようなフロント壁Ｗ１の変形が生じた場合には、その変形量、つまり燃焼室３内への張り出し量Ｌが大きくなるとフロント壁Ｗ１が崩壊してしまう可能性がある。万が一、フロント壁Ｗ１が崩壊してしまうと、フロント壁Ｗ１の補修に長期間を要するだけでなく、その間コークス炉１の操業を停止しなければならなくなり、コークスの生産効率が低下する。かかる変形に起因するフロント壁Ｗ１の崩壊を防ぐためには、フロント壁Ｗ１の張り出しを検出し、適宜補修することが重要である。
【０００６】
コークス炉１の燃焼室３の炉壁Ｗを検査する技術としては、特許文献１に開示された技術がある。この技術は、燃焼室３の頂部に設けられた覗き穴から燃焼室３内に撮像装置を挿入し、この撮像装置によって壁面画像を撮影する技術である。この技術を用いれば、壁面の状態を画像として得ることができるから、壁面の損傷状況をある程度正確に把握することができる。
【０００７】
しかるに、特許文献１の装置では、炉壁Ｗの表面をカメラによって撮影しているだけであるので、炉壁Ｗの表面上の損傷は確認できても、フロント壁Ｗ１が前方に移動するような張り出しを確認することはできない。
【０００８】
一方、特許文献２〜４には、レーザを利用した測定手段によってコークス炉１の炭化室２の壁面を検査する技術が開示されている。この技術を燃焼室３の炉壁検査に適用すれば、検査装置から壁面までの距離を検出できるので、フロント壁Ｗ１の張り出しを検査できる可能性はある。
【０００９】
しかし、上記方法によってフロント壁Ｗ１の張り出しを把握する場合、基準状態における距離に対する現在の距離の変化を求める必要がある。つまり、張り出しが生じていない状態（基準状態）における検査装置からフロント壁Ｗ１表面までの距離を事前に把握しておく必要がある。したがって、既に稼動している状態のコークス炉１については、張り出しの有無を検査することができない。
【００１０】
しかも、かかる検査を行うためには、基準状態を測定したときと同じ位置に測定手段を配置しなければ、測定精度が悪くなる。つまり、正確に検査を行うには検査装置の位置を常に一定の位置に配置しなければならないが、覗き穴から挿入した測定手段を常に一定の位置に配置することは非常に困難であり、測定精度を向上させることは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−３０８５３６号公報
【特許文献２】特開２０００−３３６３７０号公報
【特許文献３】特開２００４−２４５６８８号公報
【特許文献４】特開２００５−１４６１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、燃焼室のフロント壁の張り出しを確実に検出することができるコークス炉の燃焼室炉壁検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１発明のコークス炉の燃焼室炉壁検査方法は、コークス炉の燃焼室におけるフロント壁を検査する方法であって、Ｘ線照射手段と、該Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を検出する検出手段とを、両者の間に検査するフロント壁を挟むように配置し、前記燃焼室のフロント壁の側方からＸ線を照射して、該フロント壁のＸ線画像を撮影することを特徴とする。
第２発明のコークス炉の燃焼室炉壁検査方法は、第１発明において、前記燃焼室のフロント壁面を支持する支持部材から、前記検出手段の撮像基準までの距離が、所定の距離となるように前記検出手段を配置することを特徴とする。
第３発明のコークス炉の燃焼室炉壁検査方法は、第１または第２発明において、張り出しがない状態における前記フロント壁の壁面から、前記検出手段の撮像基準までの距離が、所定の距離となるように前記検出手段を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、フロント壁の状況を側方端面から撮影したＸ線画像によって把握することができるので、フロント壁の変形（張り出し）を確実に検出することができる。また、Ｘ線画像中に、張り出しを生じている部分と張り出しを生じていない部分とが両方撮影されていれば、張り出し量の測定することも可能である。
第２発明によれば、変形が少ない支持部材を基準とするので、張り出し量の測定精度を高くすることができ、フロント壁の変形状況を的確に把握することができる。
第３発明によれば、張り出し量を把握するときに、誤差要因を少なくすることができるので、フロント壁の変形状況をより的確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態のコークス炉の燃焼室検査方法の概略説明図であり、検査装置１０を配置した状態におけるコークス炉１の概略平面図である。
【図２】検査装置１０を配置した状態における燃焼室３におけるフロント壁Ｗ１近傍の概略拡大説明図である。
【図３】フロント壁Ｗ１の概略側方断面図であり、（Ａ）は張り出しのない状態の概略説明図であり、（Ｂ）は張り出しが生じている状態の概略説明図である。
【図４】撮影されたＸ線画像に基づいてフロント壁Ｗ１の張り出しを評価する方法の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明のコークス炉の燃焼室検査方法（以下、単に燃焼室検査方法という）は、燃焼室におけるフロント壁を検査する方法であって、フロント壁が燃焼室内に張り出すように変形したことを検出するのに適した方法である。
【００１７】
まず、本発明の燃焼室検査方法を説明する前に、検査対象となるコークス炉の燃焼室について簡単に説明する。
図１に示すようにコークス炉１には、石炭を高温乾留するための炭化室２と、炭化室２を加熱するための燃焼室３とが交互に配置されている。コークス炉１の燃焼室３は、複数の壁面Ｗによって形成されており、壁面Ｗに囲まれた空間内にその下部から、例えば、コークス炉ガスや高炉ガス、またはコークス炉ガスと高炉ガスとの混合ガス等の燃料が供給されるようになっている。このため、燃焼室３の空間内において燃料を燃やすことにより、壁Ｗ２を介して炭化室２に熱を供給でき、炭化室２を加熱することができるのである。
【００１８】
前記燃焼室３を構成する壁Ｗは、いずれも煉瓦Ｂを積み重ねて形成されている。各壁Ｗを構成する煉瓦Ｂには、その側方端面や上面、下面等に凹部又は凸部が形成されており、隣接する煉瓦Ｂの凹部と凸部とが係合した状態となるように壁Ｗが形成されている。
【００１９】
図１および図２に示すように、燃焼室３を構成する壁Ｗのうち、燃焼室３の入口（図１では上端）には、一対の側壁Ｗ２間に、燃焼室３と外部との間を遮断するためのフロント壁Ｗ１が形成されている。このフロント壁Ｗ１は、隣接する煉瓦Ｂと係合する凹部や凸部が少ない煉瓦Ｂを使用して形成されているため、変形や煉瓦Ｂ同士のずれが生じやすい。
このため、フロント壁Ｗ１の背面には、炉締めの金具として保護板６および支持部材５が設けられており、支持部材５及び保護板６を介して、スプリングなどの付勢手段から煉瓦Ｂに均等に荷重を加えるように構成されている。つまり、フロント壁Ｗ１の背面を、支持部材５および保護板６が支持することによって、煉瓦Ｂの熱膨張の抑制し、煉瓦Ｂの目地切りが発生することを防止しているのである。
【００２０】
なお、保護板６は、付勢手段からの荷重等に起因してフロント壁Ｗ１と支持部材５との間に発生する力を分散させることによって、フロント壁Ｗ１を構成する煉瓦Ｂを保護するために設けられている。この保護板６は、通常鋳物でできているが、煉瓦Ｂを保護することができるのであれば、その素材はとくに限定されない。
また、支持部材５は、保護板６やフロント壁Ｗ１から加わる荷重を支持できる強度を有するものであれば、その素材や形状はとくに限定されない。
【００２１】
つぎに、本発明の燃焼室検査方法に使用する検査装置１０を簡単に説明する。
検査装置１０は、Ｘ線によってフロント壁Ｗ１の状態を検査する装置である。この検査装置１０は、Ｘ線をフロント壁Ｗ１に向かって照射することができるＸ線照射手段１１と、このＸ線照射手段１１から照射されフロント壁Ｗ１や側壁Ｗ２等を透過したＸ線を検出する検出手段１２とを備えている。
両者は、いずれも冷却機構を備えたケースＣ内に収容されており、高温の炭化室２内に配置しても熱により損傷しないように構成されている。
【００２２】
つぎに、上記検査装置１０を使用してフロント壁Ｗ１を検査する作業について説明する。
【００２３】
まず、検査対象となる燃焼室３（図１では真中の燃焼室３）の両側に位置する炭化室２から押出ラムによってコークスを押し出す。
そして、両炭化室２のコークスが全て排出されると、押出ラムを両炭化室２外まで移動させる。そして、一方の炭化室２（図１では右側）用の押出ラムにはＸ線照射手段１１を取り付け、他方の炭化室２（図１では左側）用の押出ラムには検出手段１２を取り付ける。すると、検査準備が完了する。
【００２４】
検査準備が完了すると、両押出ラムを炭化室２内に押し込んで、Ｘ線照射手段１１および検査手段１２を所定の位置に配置する。具体的には、Ｘ線照射手段１１と検査手段１２との間にフロント壁Ｗ１が挟まれた状態となるように、Ｘ線照射手段１１および検査手段１２をフロント壁Ｗ１の側方に配置する（図２）。
【００２５】
Ｘ線照射手段１１および検査手段１２が所定の位置に配置されると、Ｘ線照射手段１１から燃焼室３に向かってＸ線を照射する。すると、照射されたＸ線のうち、側壁Ｗ２およびフロント壁Ｗ１を透過したＸ線が検出手段１２によって検出されるので、フロント壁Ｗ１のＸ線透過画像が得られる。
【００２６】
このＸ線画像は、フロント壁Ｗ１を、側壁Ｗ２がない状態で側方（壁面ＳＦと平行な方向）から撮影した画像と実質的に同等の画像となる。よって、このＸ線画像に基づいて、フロント壁Ｗ１を構成する各煉瓦Ｂが壁面ＳＦと直交する方向に沿って移動しているかいないかを把握することができる。具体的には、鉛直方向に沿って積み重ねられている煉瓦Ｂのうち、燃焼室３の内方に移動した煉瓦Ｂがあれば、その状況を画像として確認できるのである（図５参照）。
【００２７】
よって、本発明の燃焼室検査方法によれば、フロント壁Ｗ１の状況をその側方端面の方向からＸ線を照射してＸ線透過画像を撮影するので、撮影したＸ線画像に基づいて、フロント壁Ｗ１の変形（張り出し）を確実に検出することができる。
しかも、積み重ねられている煉瓦Ｂが形成するフロント壁Ｗ１の形状を画像として確認できるので、既に稼動しているコークス炉１であってもフロント壁Ｗ１の変形状況を把握でき、フロント壁Ｗ１の張り出しの有無を判断することができる。つまり、変形が生じていないときの状態が不明なフロント壁Ｗ１であっても、その変形状況を把握できるのである。
【００２８】
また、フロント壁Ｗ１の補修の要否を決定する上では、フロント壁Ｗ１がどの程度張り出しているか、つまり、張り出しがどの程度であるかについて定量的なデータが得られることが好ましい。
本実施形態の燃焼室検査方法の場合には、図４に示すように、Ｘ線画像に基づいて張り出しを定量的に評価することができる。つまり、Ｘ線画像において、検査手段１２の撮像基準ＩＳ（つまり、Ｘ線受光面の中心）から各煉瓦Ｂの表面までの距離を測定する。そして、撮像基準ＩＳから張り出しが生じていない煉瓦Ｂ１までの距離ａと、撮像基準ＩＳから張り出しが生じている煉瓦Ｂ２，Ｂ３までの距離ｂ，ｃとを比較する。すると、距離ａと距離ｃとの差により、フロント壁Ｗ１の張り出し量Ｌを求めることもできるし、距離ａと距離ｃの差と、距離ａと距離ｂの差を比較すれば、フロント壁Ｗ１の変形状態（どのような曲率で変形しているか等）を推測することもできる。
また、距離ａに対する距離ｃの比（ａ／ｃ）から張り出し割合を求めることもできる。この張り出し割合を張り出しの評価に採用すれば、Ｘ線照射手段１１および検査手段１２を配置する位置の誤差の影響を相殺した状態で評価できるので好ましい。例えば、Ｘ線照射手段１１や検査手段１２から側壁Ｗ２までの距離等が各検査時において若干ズレても、そのズレが検査精度に与える影響を抑えることができる。
【００２９】
さらに、本実施形態の燃焼室検査方法において、張り出し量Ｌを測定する場合には、所定の固定された基準、例えば、フロント壁面Ｗ１を支持する支持部材５を基準として、その位置から所定の距離となるようにＸ線照射手段１１および検査手段１２を配置することが好ましい。具体的には、図１に示すように、支持部材５の後端から検査手段１２の撮像基準ＩＳまでの距離Ｄが常に一定の距離となるように配置する。また、Ｘ線照射手段１１の場合には、支持部材５の後端からＸ線照射軸ＣＬまでの距離が常に一定の距離となるように配置する。すると、撮像基準ＩＳからフロント壁面Ｗ１までの距離を測定し、張り出しが生じていない状態における撮像基準ＩＳからフロント壁面Ｗ１までの距離と比較することによっても張り出し量Ｌを定量的に把握することもできる。
【００３０】
また、Ｘ線照射手段１１や検出手段１２を配置するときにおける基準は特に限定されず、側壁Ｗ２の端部や側壁Ｗ２の目地等を基準としてもよいが、上記のごとく支持部材５を基準とすることが好ましい。支持部材５はコークス炉１の稼動中においてその形状が安定している（変形が少ない）ので、支持部材５を基準とすれば、Ｘ線照射手段１１や検出手段１２を常に一定の位置に配置できるから、測定精度を高くできる。
【００３１】
また、変形前におけるフロント壁Ｗ１の壁面の位置が特定できるのであれば、このフロント壁Ｗ１の壁面を基準としてＸ線照射手段１１や検出手段１２を配置してもよい。この場合には、支持部材５や保護板６の変形があってもその変形が含まれない状態でＸ線照射手段１１や検出手段１２を配置することができる。すると、測定された張り出し量Ｌに含まれる誤差要因（支持部材５や保護板６の変形等）を少なくすることができるから、フロント壁Ｗ１の変形状況をより的確に把握することができる。
【００３２】
なお、Ｘ線照射手段１１と検査手段１２との相対的な位置は、測定時に一定の状態に配置されていれば特に限定されないが、Ｘ線照射手段１１のＸ線照射軸ＣＬ上に検査手段１２の撮像基準ＩＳが配置されていることが好ましい。かかる配置とすれば、Ｘ線照射手段１１からＸ線が照射される照射野からはずれた不均一な画像が撮影されることを回避できるので好適である。
【００３３】
また、上記例では、Ｘ線照射手段１１および検出手段１２を、炭化室２用の押出ラムに取り付ける場合を説明したが、Ｘ線照射手段１１および検出手段１２は、専用の設置部材を用いて炭化室２に設置してもよい。
【００３４】
例えば、設置部材として、水平に配置されたネジ軸を有するフレームと、ネジ軸に螺合しネジ軸に沿って移動し得るナット部材とを有し、ナット部材がＸ線照射手段１１等を固定できるような構造としたものを採用することができる。かかる設置部材の場合、ネジ軸が、燃焼室３の側壁Ｗ２と平行、つまり、燃焼室３の軸方向（図１で上下方向）と平行となるように設置すれば、ネジ軸を回転させることによって、Ｘ線照射手段１１等を側壁Ｗ２と平行に移動させることができる。そして、設置部材に、支持部材５とネジ軸とが相対的に同じ位置関係（例えば、一定の距離等）に維持できるような位置決め部材を設けておけば、毎回の検査において、Ｘ線照射手段１１等を、フロント壁Ｗ１との相対的位置が一定の状態となるように配置できるので、測定精度を高く維持できる。
【００３５】
また、Ｘ線照射手段１１等を、常に炭化室２内の同じ位置に配置するのであれば、上記のネジナット機構のようなＸ線照射手段１１等を移動させる移動手段は設けなくてもよい。この場合にも、位置決め部材を設けておけば、毎回の検査において、Ｘ線照射手段１１等を、フロント壁Ｗ１との相対的位置が一定の状態となるように配置できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のコークス炉の燃焼室炉壁検査方法は、コークス炉における燃焼室のフロント壁の張り出し検出に適している。
【符号の説明】
【００３７】
１        コークス炉
２        炭化室
３        燃焼室
５        支持部材
１０        検査装置
１１        Ｘ線照射手段
１２        検査手段
Ｗ１        フロント壁
Ｂ        煉瓦
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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