JPH07113619A - 精錬炉の炉体プロフィ−ル測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 溶融金属を精錬する精錬炉の炉内耐火物の損
耗、残存状態を管理するために、炉内耐火物のプロフィ
−ルを確実かつ安全に遠隔操作によって測定する。 【構成】 内壁に耐火物を有する精錬炉の炉外に軌条を
設置し、この軌条上に走行台車１１を配置する一方、こ
の走行台車上に旋回ならびに傾動自在のテ−ブル３２を
設けるとともに、このレ−ザ距離計１とともに映像カメ
ラ２を配設し、走行台車の位置を検出する走行位置検出
装置１０とテ−ブルの旋回角度検出装置５ならびに傾動
角度検出装置８とを設け、レ−ザ距離計からの距離、テ
−ブルの旋回角度ならびに傾動角度のほか、精錬炉の傾
転角度を信号としてシ−ケンサ−に入力して炉体プロフ
ィ−ルを演算し、このシ−ケンサ−を遠隔の操作端末で
操作するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は精錬炉の炉体プロフィ−
ル測定装置に係り、詳しくは、溶融金属を精錬する精錬
炉の内壁面にライニングされた炉内耐火物の損耗度合
や、残存状態を管理するために、炉内耐火物のプロフィ
−ルを自動的に遠隔操作により測定できる炉体プロフィ
−ル測定装置に関する。

【０００２】なお、精錬炉として最も一般的なものとし
て転炉が挙げられるが、転炉のほかにも鉄鋼・非鉄金属
分野において内壁面に炉内耐火物がライニングされた精
錬炉や精錬設備が含まれる。

【０００３】

【従来の技術】一般に、転炉その他の精錬炉の内壁に
は、耐火物が裏張りされている。その耐火物の損耗程度
や残存状態を管理することは、操業上のトラブルを防止
する上から、必須の条件になっている。とくに、精錬温
度が高く、大量生産が一般的である鉄鋼業における製鋼
分野では、トラブルの防止のみならず、耐火物単価を低
減するために、日常的に転炉炉体内部の耐火物プロフィ
−ルの測定が行なわれている。

【０００４】このプロフィ−ル測定には、一般的には、
レ−ザ距離計が利用されている。例えば、転炉の耐火物
プロフィ−ルの計測では、転炉炉体前面の操業床上で作
業員が人力でレ−ザ距離計を移動させ、その場でレ−ザ
距離計を操作して、耐火物プロフィ−ルの測定が行なわ
れている。

【０００５】このようにレ−ザ距離計を利用する場合に
は、耐火物プロフィ−ルを測定すべき測定対象物の転炉
の前までレ−ザ距離計を作業員が移動させ、そこで、測
定作業を行なう必要がある。このため、一つの炉体プロ
フィ−ルの測定には、作業員の拘束時間が長くなり、な
かでも、測定すべき対象が転炉であると、プロフィ−ル
作業のときには、炉体からの輻射熱に左右される高熱作
業であるため、作業負荷が大きく、その上、人力作業で
あることから測定時間も長くかかるという問題が残る。

【０００６】また、これに代って、測定時間の無駄を省
くことを目的として、特開昭５８−１９６４０６号公
報、特開昭５９−１４３９０５号公報および特開昭６０
−４６４０６号公報には、出鋼後の炉内に測定ランスを
挿入し、レ−ザビ−ムを利用して三角測量によって炉内
の耐火物プロフィ−ルを測定する方法が開示されてい
る。

【０００７】後者の測定では、炉内に測定ランス等の測
定端を挿入して耐火物プロフィ−ルを測定することにな
って、測定自体は遠隔で実施されている。したがって、
炉前作業を必要とする前者に較べると、作業員の負荷は
軽減され、また、出鋼中に測定できるため、測定による
生産性の阻害が防げるという利点はある。しかし、測定
ランスなどの測定端を転炉内に挿入するために、耐熱対
策が容易ではなく、設備が大がかりになり、コストもか
かる。なかでも、複数個の転炉を対象とする場合には、
この対象物の転炉間の移動が容易でなく、作業性が悪
く、対象物の転炉毎にプロフィ−ル計やそれに附属する
測定設備を設けなければならないという欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、転炉そ
の他の精錬炉においては、その内壁面にライニングされ
る耐火物のプロフィ−ルの測定は、炉体管理上の必須作
業であり、その測定計などは必須の設備である。更に、
これら測定計などの設備が転炉操業上の必須設備である
ところから、転炉の生産設備と同様に、生産性向上、効
率化、作業環境改善が求められ、このような観点から、
自動化、機械化、遠隔操作化などのニ−ズが年々高まっ
ている。

【０００９】しかし、従来例の測定装置は、このような
要請に沿ったものはなく、とくに、測定装置そのものが
自走でき、複数個の測定対象物なかでも２つの転炉に対
する耐火物プロフィ−ル測定を全て遠隔にでき、その測
定が完全に自動化されたプロフィ−ル測定装置は今だ実
現されていない。

【００１０】本発明は、上記問題点の解決を目的とし、
具体的には、全ての測定が遠隔で可能でかつ完全に自動
化され、複数個の転炉などの精錬炉に対しても自動的に
耐火物のプロフィ−ルを測定できる精錬炉の炉体プロフ
ィ−ル計を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
測定装置は内壁に耐火物を有しかつ傾転自在の精錬炉の
炉内耐火物のプロフィ−ルをレ−ザ距離計を利用して測
定する炉体プロフィ−ル測定装置において、精錬炉の炉
外に軌条を設置し、この軌条上に走行台車を配置する一
方、この走行台車上に旋回ならびに傾動自在のテ−ブル
を設け、このテ−ブル上にはレ−ザ距離計とともに映像
カメラを配設し、走行台車にはその位置を検出する台車
検出装置を設ける一方、テ−ブルにはその旋回角度を検
出する旋回角度検出装置を設けるとともに、テ−ブルの
傾動角度を検出する傾動角度検出装置を設け、更に、台
車検出装置からの走行台車の位置、旋回角度検出装置か
らのテ−ブルの旋回角度、傾動角度検出装置からのテ−
ブルの傾動角度、レ−ザ距離計で測定される距離ならび
に精錬炉の傾転角度を信号として取り込んで炉体プロフ
ィ−ルを演算するシ−ケンサ−を設け、このシ−ケンサ
−には遠隔操作ができる操作端末を接続して成ることを
特徴とする。

【００１２】更に具体的に説明すると、本発明者らは、
上記問題点を解決するために、転炉などの傾転可能な精
錬炉の炉内耐火物のプロフィ−ルを、非接触式のレ−ザ
距離計を利用して測定する際に、炉外に設置した軌条に
沿って走行台車を走行自在に配置し、この走行台車上
に、旋回ならびに傾動自在のテ−ブルを介してレ−ザ距
離計とこのレ−ザ距離計による測定を映す映像カメラと
を設け、この走行台車の位置、テ−ブルの旋回角度なら
びに傾動角度を検出し、これらの検出信号のほか、レ−
ザ距離計より出力される距離信号ならびに転炉などの精
錬炉の傾転角信号を、シ−ケンサ−に取り込んで、炉体
プロフィ−ルを算出する。

【００１３】したがって、この構成の測定装置は、シ−
ケンサ−および操作端末は、レ−ザ距離計、映像カメラ
ならびに走行台車を具える測定部とから離れたところに
設置でき、全ての操作は遠隔できる。

【００１４】また、シ−ケンサ−に、予めパタ−ン化し
た動きを記憶させておくと、炉体プロフィ−ルについて
の一連の測定は完全に自動で行なうことができる。

【００１５】また、レ−ルその他の軌条を複数個の測定
対象物の精錬炉の間を移動可能となるように敷設する
と、軌条上を走行台車を走行移動させることによって複
数個の精錬炉の炉内プロフィ−ルが測定できる。

【００１６】また、シ−ケンサ−に入力される信号によ
って、炉体プロフィ−ルの計測とともに、精錬炉そのも
のも制御でき、炉体の広範囲な測定は、炉体プロフィ−
ル測定装置と対象物の精錬炉とを自動で位置替えするこ
とによって、より一層改善できる。

【００１７】そこで、これら手段たる構成ならびにその
作用について図面により更に具体的に説明すると、次の
通りである。

【００１８】なお、図１は本発明の一つの実施例に係る
測定装置において炉体プロフィ−ルの測定を行なう測定
部の一部を示す配置図であり、図２は図１に示す測定部
からの信号により炉体プロフィ−ルを求めるシ−ケンサ
−ならびに操作端末のブロック線図であり、図３は本発
明に係る測定装置によって２つの転炉のプロフィ−ルを
測定する際の一つの態様を平面として示す説明図であ
り、図４は転炉を傾動させたときの測定態様を縦断面と
して示す説明図である。

【００１９】まず、図１において符号１はレ−ザ距離
計、２は映像カメラを示す。プロフィ−ル計としては従
来から一般に使用されているレ−ザ距離計１が使用され
る。また、符号１２は上底吹き転炉を示し（図３ならび
に図４参照）、図３ならびに図４に示すように、通常の
製鋼作業では、２基の転炉１２が配置され、各転炉１２
が交互に使用されて、溶鋼は酸素吹錬される。

【００２０】これら２基の転炉１２の間にわたって走行
軌条１３を設置し、走行軌条１３に沿って走行できるよ
う、走行台車１１を配置する。

【００２１】すなわち、走行台車１１は図１に示すよう
に枠組構造に構成し、この構造の走行台車１１には３つ
の走行車輪２１を設け、各走行車輪２１を走行軌条１３
に沿って走行させる。このように構成すると、走行台車
１１は各転炉１２の間を自由に移動でき、後記の如く、
走行台車１１を移動させて各転炉１２の炉体プロフィ−
ルを測定できる。

【００２２】また、走行台車１１上には固定テ−ブル３
を設け、固定テ−ブル３上には、旋回自在の旋回軸３１
を介してテ−ブル３２を設け、テ−ブル３２は図１の矢
印方向に旋回自在に支持する一方、テ−ブル３２は傾動
機構６を介して傾動自在に構成する。

【００２３】更に詳しく説明すると、走行台車１１上に
取付けた固定テ−ブル３の略々中心において旋回軸３１
を旋回自在に支持し、旋回軸３１の上端において枢支軸
３３を介してテ−ブル３２を傾動自在に支持する。な
お、テ−ブル３２の傾動機構はいずれの機構からも構成
できるが、図１に示す如く、固定テ−ブル３とテ−ブル
３２との間にピストン−シリンダ機構から成る傾動機構
６を介在させる。このように構成すると、テ−ブル３２
は旋回軸３１の回転によって旋回でき、また、傾動機構
６の伸縮によってテ−ブル３２は枢支軸３３を中心とし
て傾動する。

【００２４】以上の通りに旋回ならびに傾動自在に構成
されたテ−ブル３２の上に、レ−ザ距離計１のほかにそ
の上に映像カメラ２を取付ける。転炉１２の耐火物プロ
フィ−ルを実測するときには、後記の如く、遠隔操作に
よって、テ−ブル３２を旋回又は傾動し、レ−ザ距離計
１によって転炉１２からの距離を求め、このレ−ザ距離
計１の旋回や傾動は映像カメラ２によって映し出され、
容易に操作端末において遠隔操作できる。

【００２５】また、走行台車１１の走行位置や、テ−ブ
ル３２の旋回角度ならびに傾動角度は、走行位置検出装
置１０、テ−ブルの旋回角度検出装置５、テ−ブルの傾
動角度検出装置８によって検出され、後記の如く、これ
ら測定値は信号として、測定対象の転炉１２の傾動角度
とともにシ−ケンサ−４０（図２参照）に送られる。

【００２６】更に詳しく説明すると、走行台車１１にお
いて、走行軌条１３に沿って転動する走行車輪２１のう
ちの少なくとも１つの走行車輪２１は走行モ−タ９に連
結し、走行モ−タ９の回転は走行位置検出装置１０によ
って検出される。同様に、テ−ブル３２の旋回軸３１は
駆動モ−タ４に連結し、このモ−タ４の回転角は旋回角
度検出装置５によって検出される。更に、ピストン−シ
リンダ機構から成る傾動機構６の伸縮は駆動モ−タ７に
よって達成され、その傾動度合は駆動モ−タ７に連結す
る傾動角度検出装置８によって検出される。

【００２７】次に、以上の通りに得られたテ−ブル３２
の旋回角度、傾動角度などの信号、走行台車１１の走行
位置の信号は、図２に示すようにシ−ケンサ−４０に入
力されるが、これに併せて、テ−ブル３２上のレ−ザ距
離計１によって図１の矢印方向に指向して測定される転
炉炉内耐火物までの距離信号、更に、転炉１２の傾動角
度などの信号がシ−ケンサ−４０に入力される。

【００２８】このシ−ケンサ−４０は、制御部４１と演
算部４２とを具え、制御部４１によって、操作端末４３
の遠隔操作にもとずいて、走行台車１１やテ−ブル３２
に動作信号、例えば台車走行指令、テ−ブル傾動指令、
テ−ブル旋回指令が与えられ、測定が行なわれる。ま
た、制御部４１には、予めパタ−ン化された動きが記憶
させておくこともでき、このようにすると、このパタ−
ンで順次に測定が自動的に行なわれる。また、演算部４
２では入力される各信号にもとづいて炉体プロフィ−ル
が演算される。

【００２９】そこで、以上の構成から成るプロフィ−ル
測定装置について、その使用態様を通じて、更に詳しく
説明すると、次の通りである。

【００３０】まず、図３において２基の転炉１２が間隔
をおいて配置され、各転炉１２が交互に使用される。２
基の転炉１２の間には走行軌条１３が設けられ、上記構
成の走行台車１１が走行モ−タ９（図１参照）を駆動し
て走行軌条１３に沿って走行し、中間は位置Ａのところ
で待期し、左右に走行して各走行位置でプロフィ−ル測
定が行なわれ、この際に、走行位置は信号としてシ−ケ
ンサ−４０に入力される。

【００３１】各転炉１２はそれぞれトラニオン軸１２１
を中心として、図４の上部と下部に示すように、傾動
し、この傾動角度も信号としてシ−ケンサ−４０に入力
される。

【００３２】また、テ−ブル３２（図１参照）は旋回ま
たは傾動され、レ−ザ距離計１によって炉内耐火物まで
の距離が測定され、この距離のほか、テ−ブル３２の旋
回角度ならびに傾動角度等が信号としてシ−ケンサ−４
０に入力され、これら入力信号にもとずいて演算部４２
で演算され、炉体プロフィ−ルが連続的に求められる。

【００３３】このような動作は制御部４１からの指令に
もとずいて行なわれるが、シ−ケンサ−４０の制御部４
１に、予めパタ−ン化した動きを記憶させておくことも
できる。このように記憶させておくと、走行台車１１の
走行、テ−ブル３２の旋回又は傾動等の動作は、自動的
に与えられる動作指令によって行なわれ、一連の測定
は、完全に自動化できる。

【００３４】また、日常的な炉体プロフィ−ル管理にお
いて、従来例のレ−ザ距離計を用いて測定した場合と、
本発明に係る測定装置を用いて測定を行なった場合とを
比較して測定時間と作業員の拘束時間を求めたところ、
表１の通りであった。本発明においては、作業員は測定
パタ−ンの選択と開始のトリガ−を入れるだけで、測定
中の監視は特に必要では無いため、拘束時間が大幅に端
種され、また位置決めを自動で行なうため、測定時間の
短縮も実現されている。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明に係る
炉体プロフィ−ル測定装置では、例えば、２基の転炉の
間にわたってその炉外に台車の走行軌条を敷設し、この
軌条を走行する台車上にテ−ブルを旋回自在ならびに傾
動自在に設け、このテ−ブル上にレ−ザ距離計ならびに
映像カメラを設置する。また、一方において、レ−ザ距
離計による耐火物までの距離のほか、台車の走行乃至測
定位置、テ−ブルの傾動ならびに旋回角度、転炉の傾動
角度を信号として、シ−ケンサ−に入力し、これら信号
にもとずいて炉体プロフィ−ルを演算するものである。

【００３７】したがって、シ−ケンサ−および操作端末
は、走行台車ならびに距離計などの測定部と離れたとこ
ろにあるため、全ての操作が遠隔でき、また、シ−ケン
サ−の制御部に予めパタ−ン化した動きを記憶させてお
くと、一連の測定は全自動的に行なうことができる。ま
た、軌条は複数の転炉などの間を移動可能となるように
配設されているために、軌条を走行移動させることによ
って複数の転炉などのプロフィ−ルの測定ができる。

【００３８】さらに、シ−ケンサ−によって、距離など
の測定のほか、転炉自体の制御も達成でき、距離計など
の測定器と対象物転炉の両方を自動で位置替えすること
によって炉体を広範囲に測定できる。

【００３９】これによって、作業員の負荷および拘束時
間の軽減、測定時間の短縮が可能となり、生産性の向上
と効率化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施例に係る測定装置において
炉体プロフィ−ルの測定を行なう測定部の一部を示す配
置図である。

【図２】図１に示す測定部からの信号により炉体プロフ
ィ−ルを求めるシ−ケンサ−ならびに操作端末のブロッ
ク線図である。

【図３】本発明に係る測定装置によって２つの転炉のプ
ロフィ−ルを測定する際の一つの態様を平面として示す
説明図である。

【図４】転炉を傾動させたときの測定態様を縦断面とし
て示す説明図である。

【符号の説明】

１ レ−ザ距離計 ２ 映像カメラ ３ 固定テ−ブル ３１ 旋回軸 ３２ テ−ブル ３３ 枢支軸 ４ 駆動モ−タ ５ 旋回角度検出装置 ６ 傾動機構 ７ 駆動モ−タ ８ 傾動角度検出装置 ９ 走行モ−タ １０ 走行位置検出装置 １１ 走行台車 １２ 転炉 ４０ シ−ケンサ− ４１ 制御部 ４２ 演算部 ４３ 操作端末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 孝夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 朝穂 隆一 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 浜田 俊二 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁に耐火物を有しかつ傾転自在の精錬
   炉の炉内耐火物のプロフィ−ルをレ−ザ距離計を利用し
   て測定する炉体プロフィ−ル測定装置において、 前記精錬炉の炉外に軌条を設置し、この軌条上に走行台
   車を配置する一方、この走行台車上に旋回ならびに傾動
   自在のテ−ブルを設け、このテ−ブル上には前記レ−ザ
   距離計とともに映像カメラを配設し、前記走行台車には
   その位置を検出する台車検出装置を設ける一方、前記テ
   −ブルにはその旋回角度を検出する旋回角度検出装置を
   設けるとともに、前記テ−ブルの傾動角度を検出する傾
   動角度検出装置を設け、 更に、前記台車検出装置からの前記走行台車の位置、前
   記旋回角度検出装置からの前記テ−ブルの旋回角度、前
   記傾動角度検出装置からの前記テ−ブルの傾動角度、前
   記レ−ザ距離計で測定される距離ならびに前記精錬炉の
   傾転角度を信号として取り込んで炉体プロフィ−ルを演
   算するシ−ケンサ−を設け、このシ−ケンサ−には遠隔
   操作ができる操作端末を接続して成ることを特徴とする
   精錬炉の炉体プロフィ−ル測定装置。
2. 【請求項２】 前記シ−ケンサ−には、前記各信号に基
   いて前記炉体プロフィ−ルを演算する演算部と、前記走
   行台車ならびに前記テ−ブルに走行、旋回、傾動の各制
   御指令を与える制御部とを設けて成ることを特徴とする
   請求項１記載の精錬炉の炉体プロフィ−ル測定装置。
3. 【請求項３】 前記シ−ケンサ−の前記制御部に、予め
   パタ−ン化された前記走行台車ならびに前記テ−ブル動
   きを記憶させて成ることを特徴とする請求項１又は２記
   載の精錬炉の炉体プロフィ−ル測定装置。
4. 【請求項４】 前記走行台車が走行する前記軌条を、複
   数個の精錬炉間を移動可能となるように設置して成るこ
   とを特徴とする請求項１、２又は３記載の精錬炉の炉体
   プロフィ−ル測定装置。