(57)【要約】 【課題】  混銑車の運用時、炉底に生じる湯当り部の溶損状況を精度良く測定する。【解決手段】  混銑車１の外部に配置した第１のレーザー距離計４ａにより、溶銑を排出した後の混銑車１の受銑口１ａを通して、混銑車内炉底部のライニング煉瓦形状を測定する。第１のレーザー距離計４ａと相対する既知の位置に、混銑車の炉底部を挟み込んで測定可能な第２のレーザー距離計４ｂを設置し、この第２のレーザー距離計４ｂにより、混銑車１の炉底部における外面鉄皮形状を測定する。この外面鉄皮形状データと、前記ライニング煉瓦形状データから混銑車炉底部のライニング煉瓦厚みを測定する。【効果】  混銑車運用時に炉底に生じる湯当り部の溶損状況を精度良く判断することができ、ライニング煉瓦の効率的な活用を実現することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混銑車の外部に配置した光学式の第１の形状測定装置により、
溶銑を排出した後の混銑車の受銑口を通して、混銑車内炉底部のライニング煉瓦形状を測定することを特徴とする混銑車のライニング煉瓦厚測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の混銑車のライニング煉瓦厚測定方法において、
混銑車の外部に配置した光学式の第１の形状測定装置と相対する既知の位置に、混銑車の炉底部を挟み込んで外面鉄皮形状を測定可能な第２の形状測定装置を設置し、
この第２の形状測定装置により、混銑車の炉底部における外面鉄皮形状を測定し、
この外面鉄皮形状データと、前記混銑車内炉底部のライニング煉瓦形状データから混銑車炉底部のライニング煉瓦厚みを測定することを特徴とする混銑車のライニング煉瓦厚測定方法。
【請求項３】
請求項１に記載の混銑車のライニング煉瓦厚測定方法において、
混銑車外部の既知の位置に、外面鉄皮形状を測定可能な第２の形状測定装置を設置し、
この第２の形状測定装置により、混銑車の外面鉄皮形状を測定し、
この測定した混銑車の外面鉄皮形状データから求めた混銑車の炉心軸と、
前記第１の形状測定装置によって測定した混銑車内炉底部のライニング形状測定点の距離を計算して、
混銑車のライニング煉瓦厚みを算出することを特徴とする混銑車のライニング煉瓦厚測定方法。
【請求項４】
請求項３に記載の混銑車のライニング煉瓦厚測定方法において、
前記第２の形状測定装置は、混銑車の炉底部を挟み込んで、前記第１の形状測定装置と相対する既知の位置に設置されていることを特徴とする混銑車のライニング煉瓦厚測定方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の混銑車のライニング煉瓦厚測定方法において、
ライニング煉瓦厚みの計算を以下の式により行うことを特徴とする混銑車のライニング煉瓦厚測定方法。
（ウエア煉瓦の残存厚み）＝（混銑車鉄皮外形の半径）−（鉄皮厚み、永久煉瓦厚み及びウエア煉瓦以外の厚み）−（ライニング煉瓦形状測定データ点と混銑車炉心軸の距離）
【請求項６】
混銑車の炉体を傾転させた状態で測定することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の混銑車のライニング煉瓦厚測定方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の混銑車のライニング煉瓦厚測定方法を実施する装置であって、
前記第１の形状測定装置、或いは、第１及び第２の形状測定装置が、レーザーの照射角度を走査可能なレーザー距離計であることを特徴とする混銑車のライニング煉瓦厚測定装置。
【請求項８】
請求項２、４、
或いは、請求項４を引用する請求項５、
或いは、請求項２、４、請求項４を引用する請求項５の何れかを引用する請求項６、
の何れかに記載のライニング煉瓦厚測定方法を実施する請求項７に記載の混銑車のライニング煉瓦厚測定装置において、
混銑車のレール軸に対して、第１及び第２のレーザー距離計の設置位置を結ぶ直線が、垂直であることを特徴とする混銑車のライニング煉瓦厚測定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の混銑車のライニング煉瓦厚測定装置において、
第１及び第２のレーザー距離計の設置位置を結ぶ線上であって、混銑車内炉底部のライニング煉瓦形状を測定する第１のレーザー距離計と、混銑車炉底部の外面鉄皮形状を測定する第２のレーザー距離計の間に、厚みが既知である校正治具を配置し、
この校正治具の両面までの距離測定値と、レーザー照射位置及びレーザー距離計の傾斜角度を用いて、第１及び第２のレーザー距離計間の相対位置を計算可能にしたことを特徴とする混銑車のライニング煉瓦厚測定装置。
【請求項１０】
請求項７〜９の何れかに記載の混銑車のライニング煉瓦厚測定装置において、
レーザー距離計が、
レーザー光強度を周波数変調して測定対象に照射し、
測定対象からの反射レーザー光を受光素子で検出し、
照射レーザー光と受光レーザー光強度の位相差から距離を測定する光波測距方式のものであることを特徴とする混銑車のライニング煉瓦厚測定装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０の何れかに記載のライニング煉瓦厚測定装置を用いて、請求項１〜６の何れかに記載の方法で運用途中における混銑車のライニング煉瓦の残存厚みを測定し、混銑車の補修タイミングを決定することを特徴とする混銑車の運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に受銑時における溶銑落下による熱衝撃や機械的衝撃によって混銑車の炉底に生じる湯当り部付近のライニング煉瓦厚みをも精度良く測定が可能な混銑車のライニング煉瓦厚測定方法及び測定装置と、混銑車の運用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉から出銑された溶銑を次工程に輸送する混銑車には、その炉体の内部に、耐火煉瓦によるライニングが施されている。このライニングは、操業に伴って損傷・溶損してその厚みが減少するため、ライニング厚が一定厚み以下になった場合には、補修を行う必要がある。
【０００３】
従来、混銑車内部のライニング厚みの損傷状況を診断する手法としては、混銑車内に光学式の形状計測器を挿入して内部のライニング煉瓦の形状を測定するものや、混銑車の鉄皮表面温度を熱画像で測定するものがある。
【特許文献１】特開昭５４−１１５１６０号公報
【特許文献２】特開昭６１−１３４６１２号公報
【特許文献３】実開平５−５４５２９号公報
【０００４】
このうち、前者の混銑車内に光学式の形状計測器を挿入して内部のライニング煉瓦形状を測定するものでは、高温の混銑車内における耐久性を確保するために、形状測定器の水冷又は断熱構造が必要であり、コスト高となって経済的でない。また、内部ライニング煉瓦形状のみの測定では、混銑車個々の外部鉄皮の寸法誤差や、熱膨張等による混銑車外部鉄皮の歪みにより、炉心軸等、個々の混銑車の基準位置を見つけるのが容易でなく、正確なライニング煉瓦残存厚みを測定することが困難である。
【０００５】
このため、混銑車のライニング煉瓦残存厚みを管理する実際の方法としては、後者の混銑車の鉄皮表面温度を熱画像で測定する方式が一般に採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、混銑車の鉄皮表面温度を熱画像で測定する方式では、内部に溶銑が入った状態で測定する必要があることから、測定位置が混銑車の側面に限定され、受銑時、混銑車の炉底に発生する湯当り部の溶損状況を判断することが困難である。
【０００７】
この湯当り部は、溶銑を受銑する際に、その落下による熱衝撃や機械的衝撃を受ける部分であり、混銑車のライニング煉瓦の中で、最も損耗が速い（全体の耐火物中の２~３倍）上に、溶銑落下位置のばらつきや、耐火物及び溶銑温度のばらつきによって、損耗速度が個々の混銑車毎に異なっている。このため、損耗が激しく、局所的に急激な摩耗が発生する等の前記湯当り部では、損耗状態の管理が困難であった。
【０００８】
従って、最悪の場合には溶銑漏れを発生させることになるため、従来は、安全運行のために予め混銑車の使用回数を決め、定期的に内部ライニング煉瓦の張替えを行う車庫入り修理を行なっていた。このようなことから、まだ十分な厚みを有して使用が可能な場合であってもライニング煉瓦を張り替えてしまうことがあるという問題があった。
【０００９】
本発明が解決しようとする問題点は、混銑車の運用時、炉底に生じる湯当り部の溶損状況を精度良く判断できず、ライニング煉瓦の効率的な活用がなされていない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定方法は、
混銑車の炉底に生じる湯当り部の溶損状況を精度良く測定するために、以下の構成を採用することを最も主要な特徴としている。
【００１１】
（１）混銑車の外部に配置した光学式の第１の形状測定装置により、溶銑を排出した後の混銑車の受銑口を通して、混銑車内炉底部のライニング煉瓦形状を測定する。
【００１２】
（２）混銑車の外部に配置した光学式の第１の形状測定装置と相対する既知の位置に、混銑車の炉底部を挟み込んで外面鉄皮形状を測定可能な第２の形状測定装置を設置し、この第２の形状測定装置により混銑車の炉底部における外面鉄皮形状を測定し、この外面鉄皮形状データと、前記混銑車内炉底部のライニング煉瓦形状データから混銑車炉底部のライニング煉瓦厚みを測定する。
【００１３】
（３）混銑車外部の既知の位置に、外面鉄皮形状を測定可能な前記第２の形状測定装置を設置し、この第２の形状測定装置によって測定した混銑車の外面鉄皮形状データから求めた混銑車の炉心軸と、前記第１の形状測定装置によって測定した混銑車内炉底部のライニング形状測定点の距離を計算して、混銑車のライニング煉瓦厚みを算出する。なお、この場合の第２の形状測定装置の設置位置は、混銑車外部の既知の位置であれば、必ずしも第１の形状測定装置とで混銑車の炉底部を挟み込む位置でなくても良い。
【００１４】
（４）ライニング煉瓦厚みの計算を以下の式により行う。
（ウエア煉瓦の残存厚み）＝（混銑車鉄皮外形の半径）−（鉄皮厚み、永久煉瓦厚み及びウエア煉瓦以外の厚み）−（ライニング煉瓦形状測定データ点と混銑車炉心軸の距離）
【００１５】
（５）混銑車の炉体を傾転させた状態で測定する。傾転する角度は、溶銑の排出後、混銑車内の炉底部に残った若干の溶銑やスラグ等の内容物を炉底部の湯当り部から排出できれば、特に限定されないが、９０°前後傾転させれば湯当り部に残った前記内容物は混銑車側面に流れ出るので、９０°前後傾転させることが望ましい。
【００１６】
また、本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定装置は、
前記本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定方法を実施するために、以下の構成を採用することを最も主要な特徴としている。
【００１７】
（ａ）前記第１の形状測定装置、或いは、第１及び第２の形状測定装置が、レーザーの照射角度を走査可能なレーザー距離計である。
【００１８】
（ｂ）混銑車のレール軸に対して、第１及び第２のレーザー距離計の設置位置を結ぶ直線が、垂直である。
【００１９】
（ｃ）第１及び第２のレーザー距離計の設置位置を結ぶ線上であって、混銑車内炉底部のライニング煉瓦形状を測定する第１のレーザー距離計と、混銑車炉底部の外面鉄皮形状を測定する第２のレーザー距離計の間に、厚みが既知である校正冶具を配置し、
この校正冶具の両面までの距離測定値と、レーザー照射位置及びレーザー距離計の傾斜角度を用いて、第１及び第２のレーザー距離計間の相対位置を計算可能にする。
【００２０】
（ｄ）レーザー距離計が、レーザー光強度を周波数変調して測定対象に照射し、測定対象からの反射レーザー光を受光素子で検出し、照射レーザー光と受光レーザー光強度の位相差から距離を測定する光波測距方式のものである。
【００２１】
また、本発明に係る混銑車の運用方法は、
前記本発明に係るライニング煉瓦厚測定装置を用いて、前記本発明に係るライニング煉瓦厚測定方法で、運用途中における混銑車のライニング煉瓦の残存厚みを測定し、混銑車の補修タイミングを決定することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、溶銑を排出した後に、混銑車における炉底部のライニング煉瓦形状を測定するので、混銑車運用時に炉底に生じる湯当り部の溶損状況を精度良く判断することができ、ライニング煉瓦の効率的な活用を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、詳細に説明する。
（１）湯当り部ライニング形状の測定
前述のように最も激しい溶損が生じる炉底の湯当り部１ｂは、図１に示すように、高炉から出銑された溶銑を、混銑車１の上面の受銑口１ａから混銑車内部に装入する際に、落下する溶銑２が直接あたる部位であり、混銑車１の受銑口１ａのちょうど真下に発生する。図１中の３は高炉の出銑樋を示す。
【００２４】
このため、溶銑を排出した後であれば、内部が高温であっても、混銑車の外部から非接触である光学式の第１の形状測定装置で、受銑口を通して炉底部の湯当り形状、即ち、湯当り部の溶損状況を容易に把握することができる。これが第１の本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定方法である。
【００２５】
（２）湯当り部ライニング煉瓦厚みの測定方法
初期における混銑車の耐火物ライニングの表面位置は、混銑車の炉心軸からの距離で設計されている。このため、混銑車の炉心軸を把握することができれば、正確な溶損量、即ち、ライニング煉瓦の残存厚みを測定することができる。
【００２６】
しかしながら、この炉心軸は、混銑車の重量、経年劣化による鉄皮の歪みにより、初期の設計値と位置がずれている場合がある。そこで、混銑車における炉底部のライニング煉瓦を測定する前記第１の形状測定装置と相対位置が既知であって、混銑車の炉底部を挟み込んで測定可能な位置に第２の形状測定装置を設置して、混銑車の炉底部における外面鉄皮形状を測定すれば、その混銑車の炉底部における外面鉄皮形状データ、及び、ライニング煉瓦形状データからライニング煉瓦の厚みを測定することが出来る。これが第２の本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定方法である。
【００２７】
炉心軸は、鉄皮形状に対して、近似円弧を回帰計算して求め、求めた回帰円弧の中心を混銑車炉心軸とすることにより求める。円弧回帰する円弧の半径は、混銑車鉄皮外形の設計値を用いてもよいが、円弧の半径も回帰によって求めれば、混銑車鉄皮の個体差や、熱膨張によるひずみから生じる煉瓦厚み計算誤差を抑制することができる。
【００２８】
（３）湯当り部ライニング煉瓦厚みの計算方法
前述のように第２の形状測定装置により混銑車の外面鉄皮形状を測定し、その混銑車炉底部の外面鉄皮形状データから混銑車の炉心軸を求めれば、混銑車の重量、経年劣化による鉄皮の歪みに関係なく、炉芯軸を求めることが出来る。この場合、第２の形状測定装置の設置位置は、混銑車外部の既知の位置であれば、必ずしも、第１の形状測定装置とで、混銑車の炉底部を挟み込むような位置でなくても良い。
【００２９】
この炉心軸は第１の形状測装置との相対位置が既知であるので、混銑車炉底部のライニング煉瓦形状測定点と炉心軸との距離を計算することにより、混銑車のライニング煉瓦の正確な溶損量、即ち、ライニング煉瓦残存厚みを算出することができる。これが第３、第４の本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定方法である。
【００３０】
（４）混銑車のライニング煉瓦耐火物
混銑車の耐火構造としては、最外周の鉄皮の内側に、交換しない永久煉瓦があり、その内側に不定形耐火物により、ウエア煉瓦という交換可能な煉瓦を重ねた構造となっている。実際に、混銑車の修理タイミングを判断するのはウエア煉瓦の厚みにより判断するため、ウエア煉瓦の厚みを測定する必要がある。そこで、ウエア煉瓦の残存厚みを以下の式により、計算すれば、精度良くウエア煉瓦の厚みを求めることができる。以下、ライニング煉瓦のことをウエア煉瓦とも言う。
【００３１】
（ウエア煉瓦の残存厚み）＝（混銑車鉄皮外形の半径）−（鉄皮厚み、永久煉瓦厚み及び不定形耐火物等のウエア煉瓦以外の厚み）−（ライニング煉瓦形状測定データ点と混銑車炉心軸の距離）
これが第５の本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定方法である。
【００３２】
ここで、混銑車鉄皮外形の半径は、以下の値を用いる。
・炉心軸の計算時に半径も求めた場合：（混銑車鉄皮外形の半径）＝（回帰計算で求まった半径）
・炉心軸の計算時に半径を求めなかった場合：（混銑車鉄皮外形の半径）＝（混銑車鉄皮外形の設計値）
【００３３】
（５）混銑車における炉体の位置
混銑車内の溶銑を排出しても、内部に若干の溶銑やスラグ等の内容物が残っている場合がある。このような場合、残った内容物が炉底部に溜まり、測定したい炉底の湯当り部を隠してしまうことになる。この対策として、混銑車の炉体を例えば約９０°傾転させて測定すれば、内部が高温であれば、残った内容物は炉体の側面に流れて、炉底の湯当り部を直接測定することが可能となる。また、このように傾転させれば、炉体内部の熱気が直接あたる受銑口の直上に形状測定器を配置する必要がなくなるので、第１の形状測定装置の耐久性を確保する点でも望ましい。これが第５の本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定方法である。
【００３４】
（６）レーザー距離計の走査方式
前記本発明のライニング煉瓦厚測定方法を実施するライニング煉瓦厚測定装置は、
内部の測定位置を正確に把握する必要があるので、前記第１や第２の形状測定装置は、レーザー方式の距離計を用いることが望ましい。これが第１の本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定装置である。
【００３５】
一般に、レーザー距離計のビーム径は数ｃｍ以下であり、正確にレーザーの照射位置を把握することが出来る。また、形状を測定する際の、レーザー光走査方法としては、角度を走査する方式が良い。この方式のものを使用すれば、大掛かりな移動機構を設置する必要がなく、測定器のコストを下げることができ、経済的である。
【００３６】
（７）両レーザー距離計間の相対位置調整
混銑車のレール軸に対して、両レーザー距離計の設置位置を結ぶ直線が、垂直となるようにレーザー距離計を配置すれば、混銑車炉心軸の方向は測定しなくても決まることになる。従って、混銑車長手方向の形状測定回数を少なくでき、混銑車の外面鉄皮形状測定に要する時間を短縮することができる。また、両レーザー距離計設置位置の相対位置の把握が容易となる。これが第２の本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定装置である。
【００３７】
（８）混銑車の形状測定装置の校正方法
前記の本発明に係るライニング煉瓦厚測定装置では、混銑車の外面鉄皮形状に対して、ライニング煉瓦の残存厚みを算出するため、両レーザー距離計間の相対位置関係及び角度誤差が、ライニング煉瓦の残存厚み測定精度に大きな影響を及ぼす。特に混銑車周方向の相対位置関係及び角度誤差の影響が大きい。
【００３８】
そのため、両レーザー距離計間の相対位置を正確に測定する必要がある。その方法として、両レーザー設置位置を結ぶ線上であって、混銑車内炉底部のライニング煉瓦形状を測定する第１のレーザー距離計と、混銑車炉底部の外面鉄皮形状を測定する第２のレーザー距離計の間に、厚みが既知である校正冶具を配置して、その校正冶具の両面までの距離測定値と、その校正冶具表面上でのレーザー照射位置及びレーザー距離計の傾斜角度を用いて、両レーザー距離計間の相対位置を計算可能なようにした。これが第３の本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定装置である。
【００３９】
（９）距離測定方法
測定対象が高温の混銑車内のライニング煉瓦であるため、レーザー光が通過する受銑口付近において、外部空気と内部の高温空気が混ざりあって温度変化が生じ、空間的な屈折率変動が生じている。このような測定対象に対して、三角測量の原理を用いたレーザー距離計では、レーザー光の屈折を生じ誤差を生じる要因となる。
【００４０】
そこで、使用するレーザー距離計としては、レーザー照射から反射光受光までの時間差を測定する方式のものが好ましい。本発明では、屋外での使用が必須であるため、安価、かつ、レーザーが低出力においても、測定精度の優れる光波測距方式を採用することにした。これが第４の本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定装置である。
【００４１】
光波測距方式レーザー距離計は、レーザー光強度を周波数変調して測定対象に照射し、測定対象からの反射レーザー光を受光素子で検出し、照射レーザー光と受光レーザー光強度の位相差から距離を測定するものであるが、屋外での使用のため、使用可能なレーザー距離計のレーザー光強度は、単位時間あたりのパワー密度が低く、混銑車内部から生じるヒュームや粉塵により測定できないことが推測される。
【００４２】
しかしながら、実際の混銑車において、測定試験を行ったところ、溶銑を排出した直後であっても、混銑車の受銑口からヒュームが生じるのは、混銑車の炉体を９０°傾転させてから１時間程度であり、それ以降であれば、光波測距方式のレーザー距離計でも問題なく測定可能なことがわかった。
【００４３】
（１０）混銑車の運用方法
従来は、予め混銑車の使用回数を決めて、定期的に内部ライニング煉瓦の張替えを行う車庫入り修理を行なっていたので、まだ十分に厚みのあるライニング煉瓦をも張り替える場合があり、経済的でないという問題があった。
【００４４】
そこで、従来行っていた定期的な車庫入りの時期に、前記本発明に係る混銑車のライニング煉瓦厚測定装置を用いて、前記本発明に係るライニング煉瓦厚測定方法により、内部ライニング煉瓦の残存厚みを測定して、損耗速度と現状でのライニング煉瓦の残存厚みを求め、次回の検査タイミングを決める。このようにすれば、ライニング煉瓦の残存厚みに余裕がある混銑車は、内部ライニング煉瓦の張替えタイミングを最適化でき、使用できる限界まで効率よく混銑車のライニング煉瓦を使用することが出来る。これが本発明に係る混銑車の運用方法である。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例について図２以降の添付図面を用いて詳細に説明する。
（１）装置構成について
図２に本発明の装置構成例を示す。溶銑を排出した状態の混銑車１の炉体を９０°傾転させた状態で、受銑口１ａを通して、混銑車内炉底部の湯当り部１ｂにおけるライニング煉瓦形状を測定する第１の走査型レーザー距離計４ａと、前記湯当り部１ｂを挟み込んで測定が可能なように、前記第１のレーザー距離計４ａと相対する既知の位置に設置された第２の走査型レーザー距離計を、それぞれ混銑車１の外部に配置する。
【００４６】
これら第１、第２のレーザー距離計４ａ，４ｂは、その設置位置を結ぶ直線が、混銑車１のレール軸に対して、垂直となるように配置されている。そして、第１、第２のレーザー距離計４ａ，４ｂと混銑車１におけるレール中心Ｒｃとの間の距離は、第１のレーザー距離計４ａは５ｍ、第２のレーザー距離計については１０ｍとなるように配置した。
【００４７】
このうち、第１のレーザー距離計４ａは、受銑口１ａの大きさが決まっているため、あまりレールから遠ざけると、内部ライニングの測定可能範囲が限定されることになることから５ｍと近い位置に配置し、受銑口１ａからの輻射光による距離計破損を防止するため、熱線カットフィルターを入れ、温度の上昇を抑制した。
【００４８】
また、レーザー距離計４ａ，４ｂは、光波測距方式の、測定距離範囲は０．２ｍ〜４０ｍ、距離測定精度は±３ｍｍ以内のものを使用した。また、レーザー出力は１ｍＷ以下、ビーム径約１０ｍｍで、ＪＩＳ規格のクラス２に準拠したものであるため、屋外での使用が可能である。
【００４９】
また、レーザー距離計４ａ，４ｂは、垂直及び水平方向それぞれに対して電動による角度調整機構（分解能０．１°）を備えると共に、垂直方向には傾斜角度計を備え、レーザー距離計４ａ，４ｂの実際の角度を分解能０．０１°、測定精度σ＝０．０５°で把握できるものを使用した。このような仕様の傾斜角度計は、測定角度範囲が±１０°程度であれば、一般的に販売されている。
【００５０】
前記の第１、第２のレーザー距離計４ａ，４ｂ及び角度調整機構（図示せず）は、コントロールＰＣ５に接続されて、角度調整機構の角度制御、測定データの採取及び測定値の解析が行えるようになっており、受銑口１ａの直下における、混銑車炉外面の鉄皮形状と、混銑車内炉底部のライニング形状を測定する。
【００５１】
（２）レーザー距離計ユニット配置の決定方法について
前記第１、第２のレーザー距離計４ａ，４ｂは、正確に対向させ、かつ、混銑車１の炉心軸に対して正確に垂直となるように設置すると、相対位置の把握が容易になる。以下、図３を用いてその手順を説明する。
ａ：混銑車１の測定中心位置となすレール中心位置（図３中の「測定中心点Ｃ」）をマーキングする。
【００５２】
ｂ：レール上において、「測定中心点Ｃ」から、下流、上流共に６５００ｍｍ離れた位置に、それぞれ点１、点２を仮マーキングする（点１、点２間の間隔１３０００ｍｍ（＝６５００ｍｍ×２）は混銑車１の支点間距離である）。
ｃ：点１、点２を底辺とする二等辺三角形となるように、レール左右に頂点である点３、点４を決める（事前評価時には、長さの等しい細いワイヤーを用いて、頂点を決定した）。
【００５３】
ｄ：点３、点４を結ぶ直線Ｌ１上に、２台のレーザー距離計４ａ，４ｂの設置位置と、校正治具６の設置位置を決める。前記点３、点４を結ぶ直線Ｌ１上での位置は、混銑車１からの距離、及び、他の軌道との干渉を考慮して決定する。正確にこれまでの作業が出来ていれば、点３と点４を結ぶ直線Ｌ１上に、最初決めた「測定中心点Ｃ」がちょうど配置されることになる。
【００５４】
（３）レーザー距離計ユニットの設置角度と高さの調整方法について
前記のように両レーザー距離計４ａ，４ｂの設置位置が決定したので、図４を用いて、レーザー距離計４ａ，４ｂの設置高さ、垂直方向角度を正確に測定する方法について説明する。
【００５５】
ａ：両レーザー距離計４ａ，４ｂユニットを、混銑車１の炉心軸とほぼ等しい高さに、レーザー光軸がくるように設置する。この際、地面は平坦であるとは限らないことに注意する。
【００５６】
ｂ：校正治具６の設置位置に校正治具６である光軸調整用ターゲット（以下、校正治具をターゲットとも言う。）を設置する。光軸調整用ターゲット６とは、厚みが既知であり、その表裏面に図４（ｂ）に示すような十字のターゲットを記載してある板である。この十字ターゲットの中心高さが、混銑車の炉心軸高さになるように設置する。
【００５７】
ｃ：両レーザー距離計４ａ，４ｂユニットの設置角度を調整して、レーザー光が前記十字ターゲットの中心を照射するようにする。使用するレーザー距離計４ａ，４ｂのビーム径はφ１０ｍｍであるので、位置合わせ精度は５ｍｍ以内で十分に調整可能である。なお、このとき、内部の角度調整機構は原点（水平、垂直ともに０°）に調整されているものとする。
【００５８】
ｄ：調整が終了すると、両レーザー距離計４ａ，４ｂユニットの傾斜角ａ１，ａ２、及び、ターゲット６までの距離測定値Ｄ１，Ｄ２をレーザー距離計４ａ，４ｂにより読み取る。
ｅ：ターゲット６の厚みｔは既知であるので、両レーザー距離計４ａ，４ｂ間の距離Ｄ（ｍｍ）、両レーザー距離計４ａ，４ｂ間の高さ偏差ｈ１＋ｈ２（地面の平坦性）を以下の式で計算する。
【００５９】
Ｄ＝Ｄ１ａ＋Ｄ２ａ＋ｔ
＝Ｄ１・ｃｏｓ（ａ１）＋Ｄ２・ｃｏｓ（ａ２）+ｔ
ｈ１＋ｈ２＝Ｄ１・ｓｉｎ（ａ１）＋Ｄ２・ｓｉｎ（ａ２）
【００６０】
このような方法により求めたレーザー距離計４ａ，４ｂの相対位置精度は、以下のようになる。
・高さ方向角度精度：０．０５°（傾斜計の測定精度）
・両レーザー距離計４ａ，４ｂ間の間隔精度：４．２ｍｍ（＝３×２1/2、２台のレーザー距離計４ａ，４ｂの測定精度に等しい）
・高さ方向の位置精度：８．２ｍｍ（＝｛５2＋（７５００×ｓｉｎ０．０５°）2｝1/2、ターゲット６上でのレーザービーム位置読み取り誤差と角度測定誤差）
【００６１】
この項目ごとのライニング煉瓦厚み測定値への影響度を試算した結果を図５〜図７に示す。図５はレーザー距離計４ａ，４ｂの高さ方向角度誤差が、ライニング煉瓦の残存厚み測定誤差に及ぼす影響を示した図、図６はレーザー距離計４ａ，４ｂの設置間隔誤差がライニング煉瓦の残存厚み測定誤差に及ぼす影響を示した図、図７はレーザー距離計４ａ，４ｂの高さ方向設置誤差がライニング煉瓦の残存厚み測定誤差に及ぼす影響を示した図である。
【００６２】
図５〜図７における横軸は、混銑車１の測定部位角度、縦軸はライニング煉瓦の残存厚み測定誤差を示している。これらの試算結果より、前記レーザー距離計４ａ，４ｂの相対位置精度が、ライニング煉瓦残存厚み精度に及ぼす影響を計算すると、以下のようになる。これらにレーザー距離計４ａ，４ｂ単体の測定精度σ＝３ｍｍを考慮すると、測定の総合精度はσ＝８．３ｍｍ（＝（３2＋３2＋２．２2＋４．２2＋５．３2）1/2）であり、混銑車のライニング煉瓦厚みを管理するには十分な測定精度を確保することができる。
【００６３】
前記測定の総合精度の計算に用いたそれぞれの数値は、図５〜図７に示された誤差の試算結果を用いて、本発明の実施例に用いた機材の設置位置精度、角度測定精度をもとに試算したもので、以下の意味合いである。
・両レーザー距離計４ａ，４ｂの高さ方向の角度誤差による厚み測定誤差：２．２ｍｍ
・両レーザー距離計４ａ，４ｂ間の間隔誤差による厚み測定誤差：４．２ｍｍ
・両レーザー距離計４ａ，４ｂの高さ方向の位置誤差による厚み測定誤差：５．３ｍｍ
【００６４】
（４）ライニング煉瓦残存厚みの測定方法について
図８は実際の混銑車での測定例を示した図である。前述の本発明の実施例による装置を用いて測定した混銑車１内のウエア煉瓦形状（□プロット）と、混銑車１の外面鉄皮形状（△プロット）を、両レーザー距離計４ａ，４ｂ間の相対位置情報を元に、１つのグラフ上に重ねて表示したものである。ウエア煉瓦の残存厚みは以下の手順で求めた。ウエア煉瓦の残存厚み測定結果例を図９に示すが、本発明によれば湯当り部の溶損状況を明瞭、かつ、定量的に測定できることが分かる。
【００６５】
ａ：鉄皮形状に対して、近似円弧を回帰計算して求め、求めた回帰円弧の中心を混銑車１の炉心軸とする。円弧回帰する円弧の半径としては、混銑車１の鉄皮外形の設計値を用いても良いが、円弧の半径も回帰により求めれば、混銑車１の鉄皮の個体差や、熱膨張によるひずみから生じる煉瓦厚み計算誤差を抑制することができるので、なお良い。
【００６６】
ｂ：ライニング煉瓦形状データ点と混銑車１の炉心軸の距離を計算する。
ｃ：以下の式により、ウエア煉瓦の厚みを計算する。
（ウエア煉瓦の残存厚み）＝（混銑車鉄皮外形の半径）−（鉄皮厚み、永久煉瓦厚み及び不定形耐火物等のウエア煉瓦以外の厚み）−（ライニング煉瓦形状測定データ点と混銑車炉心軸の距離）
【００６７】
ここで、混銑車鉄皮外形の半径は、以下の値を用いる。
・回帰計算時に半径も求めた場合：（混銑車鉄皮外形の半径）＝（回帰計算で求まった半径）
・回帰計算時に半径を求めなかった場合：（混銑車鉄皮外形の半径）＝（混銑車鉄皮外形の設計値）
【００６８】
（５）測定の安定性について
本装置を用いて、炉体を９０°傾転させて測定可能となるまでの時間を調査した結果を図１０に示す。横軸は溶銑排出後からの経過時間を、また、図中◇のプロットはレーザー距離計４ａ，４ｂでのレーザー反射強度を示している。図中□のプロットは測定成功率を示すが、図１０より明らかなように、溶銑の払い出しから９０分経過後において成功率が１００％になり、測定が可能となった。
【００６９】
なお、溶銑の払い出しから９０分を経過するまでは、混銑車の内部から生じる煙などにより測定が阻害されるので、成功率は悪い。
このことから、光波方式のレーザー距離計であれば、混銑車における炉体の傾転直後に発生するヒュームが落ち着くのを待てば、混銑車内部のライニング煉瓦形状を十分測定可能であることは明らかである。
【００７０】
（６）測定精度について
本装置を用いて、熱間でのライニング煉瓦の残存厚みを測定した後に、混銑車の温度を室温まで下げて、ライニング煉瓦の残存厚みを実測する作業を混銑車２台に対して行った。本装置による測定値と冷間でのライニング煉瓦の残存厚み実測値の関係を図１１に示す。両者の差は、σ＝７．３ｍｍと非常に良好な結果であり、本発明によれば、実際に熱間において、正確にライニング煉瓦の残存厚みを測定できることが確認できた。
【００７１】
（７）本装置導入による効果について
従来は、予め混銑車の使用回数を決めて、定期的に内部のライニング煉瓦の張替えを行う車庫入り修理を行なっているため、まだ厚みの十分あるライニング煉瓦でも張り替える場合があり、経済的でないという問題があった。
【００７２】
そこで、従来行っていた定期的な車庫入りの際に、本発明によりライニング煉瓦の残存厚みを測定し、ライニング煉瓦厚みに余裕があるようであれば、ライニング煉瓦の張替えタイミングを遅らせるようにした。
【００７３】
従来は、運用可能な限界煉瓦厚みに対して、厚めに混銑車の運用を止めて修理を行うことが多かったが、本発明の導入後は最小厚みのばらつきが小さく、適正な無駄のない厚みで運用することが可能となった。
【００７４】
このように、本発明を適用することにより、混銑車のライニング煉瓦を有効に使用することができて寿命延長が図れ、修理にかかるコストを削減できる。
【００７５】
本発明は、前記実施例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範囲内において、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、混銑車の炉底湯当り部以外の部分における形状測定は言うまでもないが、混銑車以外の各種の溶鋼容器の形状測定にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】湯当り部の溶損が、混銑車の受銑口の真下に発生する原因を説明した図である。
【図２】本発明の実施例を示す図である。
【図３】レーザー距離計ユニット配置の決定方法を示す図である。
【図４】（ａ）はレーザー距離計ユニットの設置角度と高さの調整方法を示す図、（ｂ）は校正治具の説明図である。
【図５】レーザー距離計の高さ方向角度誤差がライニング煉瓦厚測定誤差に及ぼす影響を示した図である。
【図６】レーザー距離計の設置間隔誤差がライニング煉瓦厚測定誤差に及ぼす影響を示した図である。
【図７】レーザー距離計の高さ方向設置誤差がライニング煉瓦厚測定誤差に及ぼす影響を示した図である。
【図８】本発明による実際の混銑車での形状測定例を示した図である。
【図９】ライニング煉瓦残存厚みの測定結果例を示した図である。
【図１０】本発明の装置による、混銑車を９０°傾動させて測定可能となるまでの時間を調査した結果を示す図である。
【図１１】本発明による混銑車のライニング煉瓦の残存厚み測定精度を示した図である。
【符号の説明】
【００７８】
１    混銑車
１ａ    受銑口
１ｂ    湯当り部
２    溶銑
４ａ    第１のレーザー距離計
４ｂ    第２のレーザー距離計
６    校正治具
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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