(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉炉底の凹凸を測定するための装置であって、コークス押出機の押出ラム又は移動式炉内診断装置に配置され、炉底煉瓦に堆積する堆積物を除去するためのスクレーパ及びそれとシューとの間に炉底煉瓦表面との距離を測定する非接触式距離計とを有し、
前記スクレーパは気体噴射式スクレーパ又はそれと機械式スクレーパの両方であって、
前記気体噴射式スクレーパは気体として空気又は窒素を用い、空気を用いる場合においては直径５０ｍｍφ〜７５ｍｍφのパイプに斜め下方向きに設けた小孔から２〜５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で空気を吹出し、
前記押出ラム又は移動式炉内診断装置の移動にあわせて炉底部の凹凸を測定することを特徴とするコークス炉炉底凹凸測定装置。
【請求項２】
前記非接触式距離計を複数有し、該距離計を炭化室幅方向に複数配置することを特徴とする請求項１に記載のコークス炉炉底凹凸測定装置。
【請求項３】
前記非接触式距離計は、前記押出ラム又は移動式炉内診断装置の移動に合わせて炉底の測定点を炭化室幅方向に走査して炉底部の凹凸を測定することを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉炉底凹凸測定装置。
【請求項４】
前記非接触式距離計は、３０ｋＷ以上の出力を有する特定波長レーザー発信機と乱反射光を特定の角度で捉える検知機とを備え、煉瓦の自発光に影響されずに炉底部の凹凸を測定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置を用いてコークス炉炉底煉瓦の炉底までの距離を計測し、該計測した炉底までの距離と、予め想定しておいた距離との差異をほぼ連続的に求め、その差異を基にして補修方法を選定することを特徴とするコークス炉炉底補修方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置を用いてコークス炉炉底煉瓦の炉底までの距離を計測し、該計測した炉底までの距離を既に測定した数値との比較し、各位置での周囲との相対凸部高さ又は相対凹部深さを検知し、補修方法を選定することを特徴とするコークス炉炉底補修方法。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置を用いてコークス炉炉底煉瓦の凹凸を測定し、該測定した凹凸に基づいて炉底煉瓦各部位に充填すべきモルタル量を定め、該定めた量のモルタルを炉底煉瓦各部位に充填し、充填後１時間以上にわたって炭化室を空窯にしてモルタルを焼成することにより炉底を平滑化することを特徴とするコークス炉炉底補修方法。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置を用いてコークス炉炉底煉瓦の凹凸を測定し、該測定した炉底凹凸情報に基づいて、凸部を切削する部位及び／又は量を決め炉底を平滑化することを特徴とするコークス炉炉底補修方法。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置と、該炉底凹凸測定装置によって測定した炉底凹凸情報に基づいて炉底各部に充填するモルタル充填量を算出する充填量演算装置と、該算出結果に基づいて炉底煉瓦にモルタルをモルタル粉としてあるいはスラリー状耐火物として流し込むための流し込み装置とを有し、前記押出ラム又は移動式炉内診断装置を移動させながら炉底各部の煉瓦損傷部にモルタルを充填させることを特徴とするコークス炉炉底補修装置。
【請求項１０】
請求項１乃至４のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置と、該炉底凹凸測定装置を用いて測定した炉底凹凸情報に基づいて凸部を切削する凸部切削装置を有することを特徴とするコークス炉炉底補修装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉炭化室内の炉底煉瓦の凹凸を測定する装置、及び該凹凸測定装置による測定結果に基づいてコークス炉炉底を補修する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉は、多数の炭化室と燃焼室が交互に連接して構成され、炭化室に石炭を装入し、炉壁を介して燃焼室より炭化室に９００℃〜１１００℃の高熱を約２０時間連続して加え、石炭を乾溜し、コークスを製造する。この乾留が完了すると、コークスを排出し、そして石炭を装入してまた加熱を開始する。
【０００３】
各炭化室は、高さが約６．５ｍ、幅が約０．４ｍ、長さが約１６ｍであり、非常に幅が狭く奥行きが深い（長さが長い）炉空間を形成している。炭化室の炉底及び内壁は耐火レンガで構成されている。炭化室炉底に使用される耐火レンガは、長期間高温に曝され、又石炭のコークス化が完了する度にコークス押出機によってコークスを押し出して搬出するため、耐火物がコークスの圧力を受け、熱的、化学的、あるいは機械的なストレスにより損傷しやすい。すなわち、炉底煉瓦の目地切れ、レンガ亀裂、剥離、カーボン付着、あるいは底面の凹凸等を招きやすい。損傷部はコークス押し出し時に局部的に過大な力が加わって更に損傷が拡大しやすくなる。
【０００４】
炭化室炉壁煉瓦が損傷した場合には、損傷が軽微であれば損傷部に不定形耐火物を充填し、損傷が進行した場合には該損傷した煉瓦を交換して補修することができる。しかし、炉底煉瓦が損傷した場合においては、煉瓦を交換して補修することは困難であるため、炉底煉瓦が致命的な損傷を受ける前に損傷部を適切に補修する必要がある。
【０００５】
炉底煉瓦損傷部の補修方法としては、損傷によって発生した凹部に不定形耐火物を充填し、あるいは耐火物を溶射して埋めることによって補修を行なう。この場合において、炉底煉瓦の損傷の発見と位置把握が必要となる。このため、炭化室内が赤熱している状況において、炉底の全表面について必要な解像度で表面を観察し、損傷を発見して位置を把握することが重要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
操業の合間の短時間を利用してコークス炉窯口から炉底を観察する方法では、炉内が高温であるので窯口の外から内部を観察せざるをえず、底面の凹凸を正確に観察することは非常に難しい。
【０００７】
また、コークス押し出し後の炭化室炉底にはコークス粉が堆積しており、炉底煉瓦損傷部の凹部には特に該コークス粉が堆積しているため、炉底煉瓦の凹凸の観察を困難にしている。
【０００８】
本発明は、操業の合間の短時間を利用して、赤熱するコークス炉炭化室内炉底煉瓦の凹凸を測定する測定装置、該測定結果に基づいてコークス炉炉底を補修する方法及び補修装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）コークス炉炉底の凹凸を測定するための装置であって、コークス押出機１０の押出ラム１１又は移動式炉内診断装置１２に配置され、炉底煉瓦２３に堆積する堆積物を除去するためのスクレーパ２及びそれとシューとの間に炉底煉瓦表面との距離を測定する非接触式距離計３とを有し、スクレーパ２は気体噴射式スクレーパ２ａ又はそれと機械式スクレーパ２ｂの両方であって、気体噴射式スクレーパ２ａは気体として空気又は窒素を用い、空気を用いる場合においては直径５０ｍｍφ〜７５ｍｍφのパイプに斜め下方向きに設けた小孔から２〜５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で空気を吹出し、前記ラム１１又は移動式炉内診断装置１２の移動にあわせて炉底部の凹凸を測定することを特徴とするコークス炉炉底凹凸測定装置。
（２）非接触式距離計３を複数有し、該距離計を炭化室幅方向に複数配置することを特徴とする上記（１）に記載のコークス炉炉底凹凸測定装置。
（３）非接触式距離計３は、押出ラム１１又は移動式炉内診断装置１２の移動に合わせて炉底の測定点を炭化室幅方向に走査して炉底部の凹凸を測定することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコークス炉炉底凹凸測定装置。
（４）非接触式距離計３は、３０ｋＷ以上の出力を有する特定波長レーザー発信機と乱反射光を特定の角度で捉える検知機とを備え、煉瓦の自発光に影響されずに炉底部の凹凸を測定することを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置。
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置を用いてコークス炉炉底煉瓦の炉底までの距離を計測し、該計測した炉底までの距離と、予め想定しておいた距離との差異をほぼ連続的に求め、その差異を基にして補修方法を選定することを特徴とするコークス炉炉底補修方法。
（６）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置を用いてコークス炉炉底煉瓦の炉底までの距離を計測し、該計測した炉底までの距離を既に測定した数値との比較し、各位置での周囲との相対凸部高さ又は相対凹部深さを検知し、補修方法を選定することを特徴とするコークス炉炉底補修方法。
（７）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置を用いてコークス炉炉底煉瓦の凹凸を測定し、該測定した凹凸に基づいて炉底煉瓦各部位に充填すべきモルタル量を定め、該定めた量のモルタルを炉底煉瓦各部位に充填し、充填後１時間以上にわたって炭化室を空窯にしてモルタルを焼成することにより炉底を平滑化することを特徴とするコークス炉炉底補修方法。
（８）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置を用いてコークス炉炉底煉瓦の凹凸を測定し、該測定した炉底凹凸情報に基づいて、凸部を切削する部位及び／又は量を決め炉底を平滑化することを特徴とするコークス炉炉底補修方法。
（９）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置と、該炉底凹凸測定装置によって測定した炉底凹凸情報に基づいて炉底各部に充填するモルタル充填量を算出する充填量演算装置４と、該算出結果に基づいて炉底煉瓦にモルタルをモルタル粉としてあるいはスラリー状耐火物として流し込むための流し込み装置５とを有し、押出ラム１１又は移動式炉内診断装置１２を移動させながら炉底各部の煉瓦損傷部にモルタルを充填させることを特徴とするコークス炉炉底補修装置。
（１０）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のコークス炉炉底凹凸測定装置と、炉底凹凸測定装置を用いて測定した炉底凹凸情報に基づいて凸部を切削する凸部切削装置６を有することを特徴とするコークス炉炉底補修装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
室炉式コークス炉においては、各炭化室２１で乾留が完了したコークスをコークサイドの窯口から炭化室外に押し出すため、図１（ａ）に示すような押出ラム１１を有している。押出ラム１１は、炭化室２１の押出機側の窯口から炭化室内に挿入され、炭化室内のコークスは押出ラム１１に押されてコークサイドの窯口から押し出される。押出ラムの先端部の下部には橇又は車輪（これを総称してシュー１３と言う）を有し、シュー１３を炭化室炉底２２に接触させながら炭化室内を移動する。
【００１１】
また、特開平１１−１０６７５５号公報に開示されているように、赤熱する炭化室内に挿入して炭化室内壁をカメラにより観察する移動式炉内診断装置１２が知られている。炭化室内壁観察装置１２も、図１（ｂ）に示すように押出ラムと同じように診断装置先端部の下部に車輪又は橇からなるシュー１３を有し、シュー１３を炭化室炉底２２に接触させながら炭化室内を移動することができる。
【００１２】
本発明の炉底凹凸測定装置１は、上記押出ラム１１あるいは移動式炉内診断装置１２の先端部近傍であって炉底に近接する部分に配置される。
【００１３】
本発明の炉底凹凸測定装置１は、非接触式距離計３を有する。押出ラム１１あるいは移動式炉内診断装置１２の先端部に近くであって炉底２２に近接する部分に配置された該非接触式距離計３は、図２（ａ）に示すように光軸８を距離計３の一定の方向、例えば鉛直下方に向け、炉底２２表面までの距離を測定することができる。また、該一定の方向は可変とすることができ、一定の周期により一定の角度範囲で炭化室幅方向に走査するように調整すれば、炭化室幅方向の所定の長さ範囲について炉底煉瓦表面の測定点を走査し、距離計と炉底表面との間の距離情報を得ることができる。非接触式距離計３としては、マイクロ波やレーザーを用いた方法を用いることができ、そのうちでも温度影響が少なく精度的にも高いレーザー式距離計を用いると好ましい。非接触式距離計で距離計と炉底表面との距離を測定しつつ前記押出ラム又は移動式炉内診断装置を炭化室長手方向に移動することにより、炉底煉瓦表面の凹凸を測定することができる。
【００１４】
乾留したコークスを押し出した後の空炉状態の炭化室２１の炉底２２には、前記したように粉コークスが堆積しているため、このままでは炉底煉瓦の凹凸を非接触距離計３によって測定することができない。本発明の炉底凹凸測定装置は気体噴射式スクレーパ２ａ又は機械式スクレーパ２ｂ若しくはその両方を有する。気体噴射式スクレーパ２ａは図２（ａ）に示すように炉底煉瓦に空気を吹き付け、これによって炉底煉瓦に堆積する堆積物を除去する。凹凸測定時の押出ラム１１又は移動式炉内診断装置１２の進行方向に対し、気体噴射式スクレーパ２ａを非接触式距離計３よりも進行方向前方に配置する。これにより、押出ラム１１又は移動式炉内診断装置１２を進行させつつ気体噴射式スクレーパ２ａによって炉底煉瓦に堆積する堆積物を排除し、非接触式距離計３は該堆積物が排除された炉底部位との間の距離を測定するため、炉底堆積物の影響を受けずに測定を行なうことが可能になる。
【００１５】
気体噴射式スクレーパ２ａは、空気や窒素のような気体１８を噴射する。空気を使用すると最も安価にスクレーパとすることができる。ただし、空気を噴射すると付着カーボンを燃焼除去する作用を有するため、炉底煉瓦の目地切れ部を塞いでいるカーボンを除去してしまうという不都合が生じるときがある。このような場合は、噴射する気体として窒素等の非酸化性ガスを使用すると良い。噴射気体として空気を用いる場合、ラムビーム内に直径50mmφ〜75mmφの空気配管を通し、ラムヘッド先端部最下部に炭化室幅方向に数個の斜め下方向きの小孔を設け、その小孔から２〜5Kg/cm2の圧力を有する空気を吹出し、炉底部に残るコークス塊を吹き飛ばす。コークス押出時に前方に吹き飛ばし、塊コークスと共に受骸バケットに落下させ、レーザー距離計による炉底部凹凸測定の外乱とならないようにするものである。
【００１６】
炉底堆積物の堆積量が多い場合には、上記気体噴射式スクレーパ２ａのみでは十分に該堆積物を除去できない場合がある。本発明においては、図２（ａ）に示すように、気体噴射式スクレーパ２ａに合せて機械式スクレーパ２ｂを用いることにより、炉底堆積物の堆積量が多い場合においても十分に堆積物を除去することが可能になる。
【００１７】
機械的スクレーパ２ｂとして、針金製たわし状スクレーパや傘型プレートが有効である。炉底煉瓦を傷めずに残コークスを除去できる方法としてラムヘッド又は移動式炉内診断装置の先端に近い位置最下部に針金製たわし状スクレーパを設置する方法が望ましい。
【００１９】
本発明の炉底凹凸測定装置においては、複数の非接触式距離計３を炭化室幅方向に分散して配置することができる。炉底凹凸測定装置を炭化室長手方向に移動しつつ距離測定を行なうことにより、各非接触式距離計にて炉底長手方向の凹凸情報を得ることができ、更に炉底幅方向に分散して配置した複数の非接触距離計の測定結果を総合することにより、炉底の長手方向及び幅方向を総合した面情報としての凹凸情報を得ることができる。図３に示す形態においては、距離計ボックス７の内部に３台の非接触式距離計（３ａ〜３ｃ）を配置、その結果炉底の幅方向３個所の距離計測定点９の測定を同時に行うことができる。
【００２０】
本発明の炉底凹凸測定装置においては、図４に示すように、押出ラム又は移動式炉内診断装置の移動にあわせて非接触式距離計３を移動することにより、炉底の測定点を炭化室幅方向に走査して炉底部の凹凸を測定することができ、１台の非接触式距離計３の測定結果から炉底の長手方向及び幅方向を総合した面情報としての凹凸情報を得ることができる。図４に示す形態においては、非接触式距離計３は３ａの位置と３ｂの位置との間を往復移動する。更にこのような走査機能を有する非接触式距離計を炭化室幅方向に複数配置すれば、１台あたりの非接触距離計の走査範囲が狭くても、炉底煉瓦幅全範囲について凹凸情報を得ることが可能になる。
【００２１】
非接触式距離計３は通常光学的手段によって距離を測定する。一方、赤熱する炭化室炉底煉瓦は自発光光を有するため、該自発光光が距離測定のノイズとなり、正確に距離が測定できない場合がある。本発明においては、非接触式距離計は、３０ｋＷ以上の出力を有する特定波長レーザー発信機と乱反射光を特定の角度で捉える検知機とを備えることにより、煉瓦の自発光に影響されずに炉底部の凹凸を測定することが可能になる。特定波長としてはＧａＡｓを用いた波長７８０ｎｍのレーザー発信機が好ましい。波長７８０ｎｍが好ましい理由は、高温煉瓦の自発光波長分布に対して比較的分離して検知し易いこと、GaAsレーザーは一般的に市販され入手し易いからである。また出力を３０ｋＷ以上とすれば、自発光に対してエネルギー強度が高く周囲から入射する外乱光に対して反射光を検知しやすいという理由により有効である。
【００２２】
以上に述べた炉底凹凸測定装置を用いた測定を行なった結果、炉底煉瓦の損傷による凹凸情報が得られる。次いで、該測定した凹凸に基づいて炉底煉瓦損傷部の補修を行うことができる。
【００２３】
本発明において、計測した炉底までの距離と、予め想定しておいた距離との差異をほぼ連続的に求め、その差異を基にして補修方法を選定すると好ましい。差異が広範囲にわたりかつ損傷が深い場合であれば補修方法として当該炭化室近傍の数窯の操業を停止し熱間積み替えを選択し、差異つまり損傷が浅く狭い場合は補修方法として溶射補修やドライモルタルを流し粘着させる方法を選択すると良い。熱間積み替え補修はコークス炉体の温度を一時的に下げるため周辺部位の損傷につながるから、できるだけ溶射やモルタル流し込みで対処したいところである。
【００２４】
本発明においてはまた、計測した炉底までの距離を既に測定した数値と比較し、各位置での周囲との相対凸部高さ又は相対凹部深さを検知し、補修方法を選定すると好ましい。検知した相対凸部高さ又は相対凹部深さが増大して許容範囲を超えていれば切削またはモルタル流し込みや溶射を選択し、相対凸部高さ又は相対凹部深さが許容範囲内であれば時系列管理データとして保存すると良い。通常その判断基準は凹凸で２０ｍｍ、炉長方向長さで５０ｍｍ以上とするのが適当である。
【００２５】
本発明においてはまた、測定した凹凸に基づいて炉底煉瓦各部位に充填すべきモルタル量を定め、該定めた量のモルタルを炉底煉瓦各部位に充填し、充填後１時間以上にわたって炭化室を空窯にしてモルタルを焼成することにより炉底を平滑化することができる。凹部の深さに応じモルタルを該凹部を充填するに足りるだけ供給し、凹部に充填する。その結果、モルタル充填後のモルタル表面高さは、損傷前の煉瓦表面高さに等しい高さで平滑化することができる。充填後１時間以上にわたって炭化室を空窯にしてモルタルを焼成することにより該モルタル層は所定の強度を得ることができ、装入炭を装入して乾留を開始することが可能になる。
【００２６】
また、本発明の炉底補修装置は、図２（ａ）に示すように、以上に述べた炉底凹凸測定装置１と、炉底凹凸測定装置１によって測定した炉底凹凸情報に基づいて炉底各部に充填するモルタル充填量を算出する充填量演算装置４と、該算出結果に基づいて炉底煉瓦にモルタルをモルタル粉としてあるいはスラリー状耐火物として流し込むための流し込み装置５とを有する。流し込み装置５のノズル５ｄは炉底凹凸測定装置とともに押出ラム又は移動式炉内診断装置の先端部に配置することができる。
【００２７】
まず最初に、押出ラム又は移動式炉内診断装置を炭化室内で移動しつつ炉底凹凸測定装置１によって炉底の凹凸を測定する。次いで、充填量演算装置４により、該測定した炉底凹凸情報に基づいて炉底各部に充填するモルタル充填量を算出する。モルタル充填量は、充填後にモルタル表面高さが損傷前の煉瓦表面高さに等しい高さとなるように算出する。通常は、炉底煉瓦単位表面積当たりに流し込むモルタル量が、該流し込み部位の凹部深さに比例するようにモルタル充填量を算出すれば、充填後の炉底煉瓦表面を平滑化することができる。その後、押出ラム又は移動式炉内診断装置を炭化室内で移動しつつ流し込み装置５から前記算出したモルタル充填量に基づいて炉底各部位にモルタルを流し込む。
【００２８】
最初に炉底凹凸測定装置によって炉底の凹凸を測定する際に、気体噴射式スクレーパ２ａ、更に必要に応じて機械式スクレーパ２ｂを用いて炉底の堆積物を除去しているので、通常はモルタル流し込み時に再度堆積物を除去する必要はない。ただし、炉底凹凸測定装置１による測定後に新たに堆積物が堆積した場合には、再度気体噴射式スクレーパ２ａ、更に必要に応じて機械式スクレーパ２ｂを用いて炉底の堆積物を除去しながら押出ラム又は移動式炉内診断装置の移動を行ない、該移動とともに流し込み装置５から炉底各部位にモルタルを流し込むことが好適である。
【００２９】
モルタルの流し込み装置５は、流し込み装置本体即ちモルタルタンク５ａ、搬送用ガス供給ファン５ｂ又は加圧ガス、炉底の凹凸からモルタル供給量を演算する充填量演算装置４は炭化室外部に設置し、ラムビーム１４又は移動式診断装置１２の水平ランス１６を貫通し粉体供給配管５ｃを内蔵し、底煉瓦凹凸を測定する距離計３の後方に炉底近傍に粉体を供給できるノズル５ｄを下向きに設置する。また、その近傍には高速回転式カッターを有する凸部切削装置６を設け、カーボン付着やAsh分のクリンカ、周囲の煉瓦面に比較して凸の著しい部位を研磨できるようにしておくことが有効である。凹みの大きい部位には多めのモルタルを供給し、凸部が著しい部位は研削することにより、炉底の平滑が得られる。本発明のコークス炉炉底凹凸測定装置１を用いてコークス炉炉底煉瓦の凹凸を測定し、該測定した炉底凹凸情報に基づいて、凸部を切削する部位及び／又は量を決め、凸部切削装置６を用いて炉底を平滑化する。
【００３０】
【実施例】
実施例１
図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、老朽化して押出負荷が高まってきたコークス炉の炉底の影響を排除するため、本発明の装置を適用した。炭化室幅は押出機側400mm、コークサイド側460ｍｍ，炭化室奥行き（通常、炉長という）１５ｍ、炉敷煉瓦はタイル状の300mm×400mm×厚さ100mmの珪石煉瓦が敷かれている。炉底の凹凸測定機を押出機１０のラムヘッド１４の後方でラムシュー１３との中間に設置した。モルタル塗布装置５も非接触式距離計３の後方に着脱可能とし、更に凸部切削装置６も着脱可能な構造とした。
【００３１】
凹凸測定装置のスクレーパ２として、気体噴射式スクレーパ２ａと機械式スクレーパ２ｂとを併用した。気体噴射式スクレーパ２ａは噴射気体として空気を用い、ラムビーム内に直径75mmφの空気配管を通し、ラムヘッド先端部最下部に炭化室幅方向に数個の斜め下方向きの小孔を設け、その小孔から２〜5Kg/cm2の圧力を有する空気を吹出し、炉底部に残るコークス塊を吹き飛ばす。機械的スクレーパ２ｂとして、気体噴射式スクレーパ２ａの後方のラムヘッド１５の先端に近い位置最下部に針金製たわし状スクレーパを設置した。
【００３２】
凹凸測定装置の非接触式距離計３は、上記スクレーパ２の後方に配置される外郭に水流を構成する幅300mm長さ450mm高さ300mmの距離計ボックス７に格納され、レーザー光を発し、反射してくるレーザー光を検出できる窓を下向きに3個窯幅方向に横並びで備えている。コークスを押出す時ラムが炉長方向に挿入される際に、400mm幅に3点、奥行き15mにわたり底煉瓦の凹凸がほぼ連続的に測定できるものとし、そのデータは記録できるように距離計ボックス７内にメモリーを搭載して距離計の数値及び予め想定した炉底までの距離との差異を記録できるようにした。測定した距離計の数値は予め想定した炉底レベルと比較し、各位置の凹凸を各位置毎に算出し、10mm以上差異の有る部分は、リスト出力できるものとした。
【００３３】
本装置で炉底凹凸を計測した結果、最大25mm凹みが5箇所検出された。そこで、本計測装置の後方に窯幅方向に６個の小孔を配するモルタル散布ノズル５ｄをとりつけ、ラムビーム１４から粉体供給配管５ｃを通してモルタル粉を供給できるようにし、凹凸計測器（予め想定したレベルとの差異演算及びモルタル散布量の演算機能含む）からの情報を基に炉長方向に挿入しながらモルタル塗布を行った。また、その際に凸部を切削できるように回転刃を備えた凸部切削装置６をモルタル散布ノズル５ｄの後方に設置した。他の窯での試験において、炭化室中央部のレベルが30mm凹んでいる部位において長さ100mmにわたって損耗の少ない部位が発見されたため、押出時の抵抗を少なくする目的で、本切削装置にて10mm程度削って平滑化した。
【００３４】
実施例２
次に炭化室移動式炉内診断装置１１を用いて炉底凹凸を計測することにした。炭化室診断装置の構造は概略図１（ｂ）のようになっている。診断装置は内管と外管とからなる二重管で、内管と外管との間のスペースが冷却水を通す水冷ジャケットとなっている。冷却水は水平ランス１６ａから垂直ランス１７ａ、垂直ランス１７ｂ、水平ランス１６ｂと通過する。炉壁の診断装置は垂直ランス１７ａ内に格納されている。
【００３５】
スクレーパとして図１（ｂ）に示すように気体噴射式スクレーパ２ａのみを用いた。気体噴射式スクレーパ２ａは上記実施例１と同等のものである。非接触式距離計３として、水平ランス１６ａの中にレーザー距離計を設置した。この実施例においては測定位置を窯幅方向は２点のみとし、長手方向ではシュー１３の中間位置に設置した。本装置が炭化室内に挿入されると同時にレーザー距離計を作動させ、炉底の幅方向の中心近傍2点を奥行き１５ｍに亘り測定した。
【００３６】
その結果、炉底の凹凸は図５のように検出された。炉底煉瓦２３における凸部２４の高さｈ、凹部２５の深さを測定することができた。図５においてａはランスを挿入する際、ある距離以上挿入した時点で片持ち状態から先端部シューが炉底煉瓦に接地した動きを示している。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の炉底凹凸測定装置は、押出ラム又は移動式炉内診断装置を進行させつつ気体噴射式スクレーパ、更に機械式スクレーパやシューによって炉底煉瓦に堆積する堆積物を排除し、非接触式距離計は該堆積物が排除された炉底部位との間の距離を測定するため、炉底堆積物の影響を受けずに測定を行なうことができる。
【００３８】
本発明の炉底凹凸測定装置は、複数の非接触式距離計を炭化室幅方向に分散して配置し、更に炉底の測定点を炭化室幅方向に走査して炉底部の凹凸を測定することにより、炉底の長手方向及び幅方向を総合した面情報としての凹凸情報を得ることができる。
【００３９】
本発明の炉底凹凸測定装置の非接触式距離計は、３０ｋＷ以上の出力を有する特定波長レーザー発信機と乱反射光を特定の角度で捉える検知機とを備えることにより、煉瓦の自発光に影響されずに炉底部の凹凸を測定することが可能になる。
【００４０】
本発明においては、上記炉底凹凸測定装置によって測定した凹凸に基づいて炉底煉瓦各部位に充填すべきモルタル量を定め、該定めた量のモルタルを炉底煉瓦各部位に充填し、充填後１時間以上にわたって炭化室を空窯にしてモルタルを焼成することにより炉底を平滑化することができる。また、凸部に対しては切削することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コークス炉内に配置した本発明の炉底凹凸測定装置を示す図であり、（ａ）は押出ラムに設置した例、（ｂ）は移動式炉内診断装置に設置した例を示す図である。
【図２】本発明の炉底凹凸測定装置及び補修装置を示す図であり、（ａ）はスクレーパを配置した例、（ｂ）はスクレーパを配置しない例である。
【図３】本発明の複数の非接触式距離計を有する炉底凹凸測定装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の非接触式距離計を走査させる炉底凹凸測定装置を示す図である。
【図５】本発明の炉底凹凸測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１  炉底凹凸測定装置
２  スクレーパ
２ａ  気体噴射式スクレーパ
２ｂ  機械式スクレーパ
３  非接触式距離計
４  充填量演算装置
５  流し込み装置
５ａ  モルタルタンク
５ｂ  搬送用ガス供給ファン
５ｃ  粉体供給配管
５ｄ  ノズル
６  凸部切削装置
７  距離計ボックス
８  距離計光軸
９  距離計測定点
１０  コークス押出機
１１  押出ラム
１２  移動式炉内診断装置
１３  シュー
１４  ラムビーム
１５  ラムヘッド
１６  水平ランス
１７  垂直ランス
１８  気体
２１  炭化室
２２  炉底
２３  炉底煉瓦
２４  凸部
２５  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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