JPH0648139B2 - 溶融金属用内張容器の補修方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、導電性で連続的な平面、曲面、球面状の外殻
の内側に非導電性の耐火物を内張した溶融金属用容器の
補修方法に関するものである。

［従来の技術］ 溶融金属用容器の補修方法としては、例えば耐火材をバ
インダー等と共に吹き付けて補修することが一般に行な
われているが、溶損部位の吹き付け補修については、作
業者の目視観察結果に基いているため、吹き付け量、吹
き付け箇所は極めて曖昧なもので、正確な補修を行うた
めには、残存れんが厚を正確に自動測定し、溶損箇所と
溶損量を正確に把握することが必要である。

残存れんが厚を自動測定する方法としては、特開51-147
510に示されるような、レーザーやマイクロ波のような
波を利用してこれらの波が発生装置から出て耐火物壁で
反射し、また発生装置に戻ってくるまでの時間から耐火
物壁と発生装置の距離を求め、この距離の変化から溶損
箇所と溶損量及び耐火物壁の厚みを算出する方法がある
が、この方法であると使用中の鉄皮変形量が不明であ
り、補正することが不可能である上、吹き付け機等の補
修装置と組合せた場合、容器内を舞っている粉塵による
影響が大きな誤差原因となるので、補修装置と組合せて
使用することは行なわれていない。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術の問題点は、第一に金属容器の変形による
誤差が挙げられる。第二にレーザー等の発生装置が溶損
前と溶損後と同一位置にあることをもって耐火物壁と発
生装置との距離を溶損前と溶損後とで求めなければなら
ず、計測部位が最初に計測した点に限られることにな
り、耐火物の厚さを広範囲に知ることが困難になる。

又、従来の技術においては、溶融金属容器の炉壁の厚さ
を計測して、その値により溶損箇所を見出し、補修する
技術は発見されておらず、特に通常の自動補修装置での
補修方法においては補修前に凹凸があると施工体も凹凸
を有し、補修材料の原単位上不経済である。

更に、溶損箇所の目視確認による手動調整による補修方
法ならば熟練した作業者とそうでない作業者の差が仕上
り状態に明確に現れ、確立した補修方法として期待でき
ない。

本発明が解決しようとする課題は、これらの従来技術の
有する問題点を解消するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明による補修方法は、以下の３機能を有する装置を
用いて行う。

(1)耐火物厚み計測機能 (2)溶損部位解析機能 (3)耐火物補修機能 (1)については非磁性体の導線を巻設し、かつ鉄皮の法
線を対称軸として対称に間隔をおいて設置された２個１
対のコイル（以下これをセンサーヘッドと呼ぶ）、該対
称軸が常に鉄皮法線に対し±10°以内になるようにセン
サーヘッドを移動させる機能、センサーヘッドが移動
中、あるいは特定の計測点で停止してセンサーヘッドと
耐火物壁の距離を計測する機構、各計測点においてセン
サーヘッド〜鉄皮間距離をコイルの誘起電圧から求め、
この、センサーヘッド〜鉄皮間距離とセンサーヘッド〜
耐火物間距離の差から耐火物壁の厚さを求める演算機能
を持つものからなる。

(2)については、(1)で得られたデータを基に溶損箇所、
溶損量を求めると共に、前回補修後の使用回数から溶損
速度を求め、各部位別の補修耐火物量を決定した後、補
修装置にフィードバックする機能を有する。

(3)については、(2)で得られたデータを基に溶損箇所に
吹き付けランス等を正確に移動し、粉体吹付材供給量、
供給速度、ノズル移動速度、吹付時間、吹付回数等を制
御し、適正な耐火物量で対象容器を補修する機能を有す
る。

即ち、本発明に係る補修方法は次の通りである。

導電性で連続的な平面、曲面、球面状の外殻で構成され
る容器内に定形あるいは不定形状の耐火物を内張した、
溶融金属用内張容器の補修方法において、容器内の任意
の空間点より外殻までの距離と、前記空間点より内張耐
火物表面までの距離を自動計測して得られる値より、内
張耐火物の残厚を算出し、内張容器内の残厚分布を自動
的に求め、各部位の溶損速度を自動演算したのち、各溶
損速度に応じた設定残厚になるまで吹付材の時間当りの
供給量、供給圧力、ノズル移動速度、吹付時間、吹付回
数を制御して自動補修することを特徴とする溶融金属用
内張容器の補修方法。

［作用］ センサーヘッドと吹き付け用ランスを先端に取り付けた
アームを、昇降、横行、回転のそれぞれが独立に動く駆
動装置に取り付け、センサーヘッドの対称軸が鉄皮法線
と±10°以内になるように耐火物壁に沿って移動させ
る。

センサーヘッドは本出願人の内の１名より出願された特
開62-34003号に示されているセンサーを使用する。該ヘ
ッドは２個のコイル即ち送波コイルと受波コイルからな
る。送波コイルに高周波電流を流すと高周波磁界（１次
磁界）が発生し、対象電導体に渦電流による２次磁界が
流れる。１次及び２次磁界の合成磁界により受波コイル
に誘起電圧が発生するが、この誘起電圧はセンサーヘッ
ド〜鉄皮間距離に変化するので、この電圧よりセンサー
ヘッド〜鉄皮間距離が求まる。同時に、センサーヘッド
〜耐火物間を求め、両者の値の差をとることにより耐火
物厚みが求まる。この測定を対象とする容器の内壁面、
全域又は一部について自動的に行い、コンピュータで演
算することにより耐火物厚みのプロフィールが瞬時に明
確になる。このデータより溶損量、溶損箇所が明確にな
るとともに、使用回数をインプットすると各箇所の溶損
速度も判明するので、溶損量、溶損速度の大きな箇所に
ついて適正な吹き付け耐火物量を自動演算し、その結果
を駆動装置、粉体供給装置にフィードバック、吹き付け
量を制御しながら補修することにより適正な耐火物厚み
を吹き付け補修することができる。これらの自動演算、
制御については、コンピュータで行うので、演算時間は
短かく、計測操作を行ないながら補修作業をすることも
可能である。

本発明においては、補修手段としては従来より実施され
ているいずれの方法でもよく、具体的に述べれば乾式吹
付補修、湿式吹付補修、溶射補修等が考えられ、これら
の補修装置と前記センサーを同一の架台上に搭載するこ
とにより更に効果が上がる。補修するに際しての溶損量
に応じた補修手段とは、吹付材料（添加する液体、ガス
等を含む）の時間当りの吐出量、吐出圧を変化させる。
被補修面と吹付機ノズルの相対移動速度を変化させる。
吹付時間、吹付回収を変化させる等の手段が考えられる
が、前記センサーより得られた炉壁の厚さを数値解析し
たデータを制御盤に数値表示し、その結果前記の手段に
より任意に調整された溶損量に応じた補修を行うことが
可能であり、更には、前記データを入力された制御盤に
て、前記補修手段を実行するプログラムに溶融金属容器
の箇所ごとの炉壁の溶損量をインプットし各補修手段を
制御することにより行うことができる。

前記プログラムに補修時の炉壁温度、雰囲気温度等を入
力して制御することが可能であることは勿論だが、炉壁
温度測定手段としてセンサー−炉壁面間を測定する距離
設定棒に熱電対的な機能を有して測定する方法もある。

上記の補修手段としては、吹付補修等の所謂溶損により
窪んだ炉壁面を補修材料にて埋め合わせることについて
の補修を説明したが、炉壁面の凸部を補修する手段とし
てエアーハンマー式の切削機等を用いて同センサーにて
確認した凸部を削り取ることもできる。即ち、上記セン
サーにて得られた炉壁の任意の箇所の厚さによって、切
削機等と吹付け装置等とを組合せた装置を制御すること
により、炉壁厚みの均一で且つ施工体の良好な溶融金属
容器の仕上りが期待できる。

［実施例］ 以下に本発明をその一実施例に基づいて詳しく述べる。
第１図は、本発明の方法に用いる補修装置の構成例を示
す。

第１図にて１はセンサーと耐火物間の距離を検出する距
離検測棒、２はセンサーヘッド、３はセンサーヘッド２
を全面に取り付け、距離検測棒１を取り付けてある作動
トランスを内蔵したセンサーボックス、４はアーム、５
はアームを介してセンサーヘッドを鍋半径方向に動かす
横行フレームで、８の横行用モーターによりねじを介し
て駆動される。６は、アームを上下に動かす昇降ポスト
で、９の昇降用モータにより減速機を介してラックピニ
オンにより駆動される。７はアームを回転させる旋回デ
ッキで、10の旋回用モーターによって、減速機を介して
ピンギアーにより駆動される。11は旋回用ケーブルベア
で信号及び動力用ケーブルベアで、信号及び動力用ケー
ブル、冷却用エアホースの処理を行う。

12は吹き付けノズル、13は吹き付けパイプ、14は耐火物
及び吹き付け水供給ホース、15は旋回デッキ上で回転す
るホースに耐火物及び吹き付け水を供給するスイベルで
ある。22のデッキ上には、このほか19の水タンクや図示
していないがコンプレッサー、ドライヤー、バルブスタ
ンド等が設置される。23はデッキの支柱、24は車輪、25
は走行用レールである。各駆動装置は26の操作盤、及び
27の制御盤にて制御される。28は数値解析装置で、耐火
物厚みの演算や溶損量の計算、吹き付け耐火物量の適正
値の算出等を行うものである。第４図は制御装置の略図
ブロック図である。

［補修方法例］ 第１図にて、トラバーサー等で運ばれてきた溶融金属用
容器が、架台の下にセッテイングされると、先端にセン
サーボックス３を接続したアーム４が容器内に降りてき
て、炉壁上を移動しながら、れんが厚みを計測した。こ
のときのれんが厚みの測定法についてはセンサーヘッド
〜鉄皮までの距離はセンサー２で、センサーヘッド〜れ
んが表面までの距離については内部に作動トランスを接
続した距離計測棒１で測定し、データを数値解析装置28
（コンピュータ）に送った。数値解析装置(28)では、両
データよりれんが厚を算出、容器壁面のれんが厚み分布
をもとめた。次いで、使用回数より、各箇所の溶損速度
を求め、溶損速度の大きな箇所については、耐火物厚み
を厚めにするために、その箇所を制御盤にフィードバッ
クし、吹き付けノズル４をその箇所に移動したのち吹き
付け補修を行った。

本発明の方法に用いる補修装置においてはその構成の主
となるセンサー部と補修部を駆動手段の面でいかなる取
合いにするかでその作用と効果に差が生じる。つまり、
第２図Ａのようにセンサー部駆動装置と補修部駆動装置
とをそれぞれ独立して設けることにより、計測と補修が
同時に各々単独動作で実施できるため容器の移動装置を
用いることにより計測と補修を連続又は同時に実施でき
る。第２図Ｂのようにセンサー部と補修部とを旋回機能
を有する同一架台上に搭載し、センサー部昇降装置と補
修部昇降装置とを独立して有する事により、計測したデ
ータを直接補修量のデータとして入力する自動補修を目
的とした場合に有効となる。第２図Ｃのようにセンサー
部と補修部とを搭載した架台に旋回装置および昇降装置
を有することによりＢと同様に自動補修に対して有効で
あり、更に駆動部の数も削減できるが、計測補修時、常
にセンサーとノズルが同時に鍋内に存在することになる
ため、センサーの粉塵対策が重要となる。

第３図は、センサーヘッドを移動しながら、取鍋の耐火
物厚を計測する方法例を示し取鍋断面で見た場合のセン
サーの移動パターン例を示している。壁側壁高さ方向に
基準点として、６点（Ｚ_１０〜Ｚ_６０）が設けてあり、
制御盤面上にて始点と終点選択し、何分割で計測するの
かを設定すると、センサーは原点あるいは任意の位置か
らスタートして始点より順次終点まで計測する。計測さ
れたデータは28の数値解析装置に表示されるため、溶損
量が大きく、補修の必要があるポイントを選択する。そ
のポイントを新たに吹き付けポイントとして始点と終点
を設定すると、吹き付けノズルは原点あるいは任意の位
置からスタートして始点より順次終点まで吹き付けを行
う。

〔発明の効果〕

本発明における効果は、従来にはなかった溶融金属用容
器の炉壁、底部の厚さを直接求めて実際の溶損量に応じ
た補修を行う方法及び装置を提供することにある。つま
り、それを実施することにより溶損した炉壁の凹凸も、
補修後に炉壁の厚さが均一な溶融金属用容器が仕上り、
且つ補修材料の量も適正箇所に応じて使用されるため、
補修材料の原単価上も経済的である。

本発明による方法を用いた結果と従来技術との比較を表
１，２に示す。

表１は、吹付効果のデータであり、表２は取鍋ライニン
グ終点判定のデータである。いずれにしても本発明の場
合の方が優れていることが明らかである。

又、従来の目視にて溶損箇所を確認し、そのうえで補修
する方法によると、炉壁の厚みを定量的に確認できない
ため作業に熟練工を必要としていたが、本発明により、
作業経験の少ない人でも容易に溶損箇所の効果的な補修
が可能となるとともに、補修操作と検測操作が１人でで
きるため省力化という点からも効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる補修装置の一実施例を示
す一部断面側面図、第２図は本発明の方法に用いる補修
装置におけるセンサー部駆動装置と補修部駆動装置の配
置例を示す一部断面側面図、第３図は取鍋を対象とした
場合の取鍋内におけるセンサーの移動パターン例を示す
側断面説明図、第４図は本発明の方法に用いるセンサー
と補修装置の作動を制御する制御装置例の略図ブロック
図である。 １……距離設定棒、２……センサーヘッド、３……セン
サーボックス、４……アーム、５……横行フレーム、６
……昇降ポスト、７……旋回テーブル、８……横行用AC
サーボモーター、９……昇降用サーボモーター、10……
旋回用サーボモーター、11……ケーブルベア、12……吹
付ノズル、13……吹付パイプ、14……耐火物及び吹付水
供給ホース、15……スイベル、16……コンテナ用ホイス
ト、17……コンテナ、18……ブレイダー、19……水タン
ク、20……耐火物壁、21……取鍋鉄皮（外殻）、22……
デッキ、23……支柱、24……車輪、25……レール、26…
…操作盤、27……制御盤、28……数値解析装置、29……
数値解析パソコン、30……プログラマブルコントローラ
ー、31……サーボコントローラー昇降軸、32……サーボ
コントローラー横行軸、33……サーボコントローラー旋
回軸、34……サーボコントローラー材料切出、35,36,3
7,38……サーボモーター、39,40,41,42……エンコーダ
ー、43……センサー、44……差動トランス、45,46……
増幅器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 清人 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社設備技術本部内 (72)発明者 原田 茂美 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 藤田 昌之 福岡県北九州市八幡西区東浜町１―１ 黒 崎窯業株式会社内 (72)発明者 小澤 仁 福岡県北九州市八幡西区東浜町１―１ 黒 崎窯業株式会社内 (72)発明者 林 裕昭 福岡県北九州市八幡西区東浜町１―１ 黒 崎窯業株式会社内 (72)発明者 麻生 誠二 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭62−34003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−29585（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−178200（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性で連続的な平面、曲面、球面状の外
   殻で構成される容器内に定形あるいは不定形状の耐火物
   を内張した、溶融金属用内張容器の補修方法において、
   容器内の任意の空間点より外殻までの距離と、前記空間
   点より内張耐火物表面までの距離を自動計測して得られ
   る値より、内張耐火物の残厚を算出し、内張容器内の残
   厚分布を自動的に求め、各部位の溶損速度を自動演算し
   た後、各溶損速度に応じた設定残厚になるまで吹付材の
   時間当りの供給量、供給圧力、ノズル移動速度、吹付時
   間、吹付回数を制御して自動補修することを特徴とする
   溶融金属用内張容器の補修方法。