特許 6951601 旋回シュート内面摩耗検査装置および旋回シュート内面摩耗検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6951601

(24)【登録日】2021年9月28日

(45)【発行日】2021年10月20日

(54)【発明の名称】旋回シュート内面摩耗検査装置および旋回シュート内面摩耗検査方法

(51)【国際特許分類】

   C21B 7/24 20060101AFI20211011BHJP

   F27D 21/00 20060101ALI20211011BHJP

   G01B 15/00 20060101ALI20211011BHJP

   G01B 15/04 20060101ALI20211011BHJP

   C21B 7/20 20060101ALI20211011BHJP

【ＦＩ】

   C21B7/24 306

   F27D21/00 A

   G01B15/00 C

   G01B15/04 C

   C21B7/20 302

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2021-55427(P2021-55427)

(22)【出願日】2021年3月29日

【審査請求日】2021年4月2日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 健大

【審査官】 岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１２１１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２３１２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｂ ７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高炉の装入装置に設置されたシュートの内面の摩耗を検査する装置であって、
前記高炉の内部に導入可能かつ前記内面までの測定距離を測定可能な非接触式の距離測定器と、
前記距離測定器で測定された前記測定距離に基づいて前記内面の摩耗を判定する摩耗判定部と、を有する、旋回シュート内面摩耗検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載の旋回シュート内面摩耗検査装置において、
前記距離測定器として、マイクロ波ないしミリ波の測定ビームを照射して前記高炉に装入された装入物表面の三次元形状を測定する装入物表面形状測定器を兼用する、旋回シュート内面摩耗検査装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の旋回シュート内面摩耗検査装置において、
前記摩耗判定部は、前記シュートを前記距離測定器に対向する所定の測定姿勢に配置する制御を行う、旋回シュート内面摩耗検査装置。

【請求項4】

請求項３に記載の旋回シュート内面摩耗検査装置において、
前記シュートは前記シュートの延長方向の軸線まわりに回動可能であり、前記摩耗判定部は前記測定距離を測定する際に前記シュートを回動させる制御を行う、旋回シュート内面摩耗検査装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の旋回シュート内面摩耗検査装置において、
前記摩耗判定部は、予め前記距離測定器で測定された前記内面までの基準距離を記憶しており、前記測定距離を前記基準距離と比較して前記内面の摩耗を判定する、旋回シュート内面摩耗検査装置。

【請求項6】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の旋回シュート内面摩耗検査装置において、
前記摩耗判定部は、複数の前記測定距離を測定し、測定された前記測定距離のうち最小のものを基準距離として選択し、前記基準距離と他の前記測定距離との差分に基づいて前記内面の摩耗を判定する、旋回シュート内面摩耗検査装置。

【請求項7】

高炉の装入装置に設置されたシュートの内面の摩耗を検査する方法であって、
前記高炉の内部に非接触式の距離測定器を導入し、
前記距離測定器で前記内面までの測定距離を測定し、
前記測定距離に基づいて前記内面の摩耗を判定する旋回シュート内面摩耗検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、旋回シュート内面摩耗検査装置および旋回シュート内面摩耗検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高炉の内部に原材料を装入するために、炉頂には装入装置が設置される。装入装置としてベル式や旋回シュート式が用いられ、装入物を同心円状に散布することで、炉内に堆積した装入物の表面に円錐面状のプロフィールを形成している。
さらに、装入物の表面が所期の表面プロフィールとなっているかを検査するために、炉頂近くの開口部から検査装置を炉内へ導入し、マイクロ波やミリ波の測定ビームを照射して装入物表面の三次元形状を検出することが行われている（特許文献１参照）。

【0003】

装入装置により装入物を散布する際には、上方から投入される装入物が散布部材である炉内シュートに衝突したり、炉内シュート内を流れた際に摩擦が発生したりすることによる、炉体の摩耗が避けられない。このような散布部材の摩耗に対して、超硬粒子を鋳込んだ鋳物ライナブロックなどのライナでシュートの内面を覆うことが行われている（特許文献２参照）。
シュート内面をライナで覆うことで、装入物の衝突による摩耗を回避できる。ただし、耐摩耗性のライナであっても、時間の経過にともなって摩耗の進行が避けられない。そこで、高炉の休風時に、炉頂近くに設けた検査窓から作業員がライナ表面を目視し、摩耗の進行を検査している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９−１５１８８６号公報

【特許文献2】特開平１０−４６２２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前述した摩耗の検査は、２〜３か月に一度の休風中しか実施できないため、操業中に摩耗が急激に進行した場合、高炉操業に影響が出る可能性が有る。
また、検査が目視確認となるため、定量的な判断が難しく、更新判断が難しい。
さらに、炉体開口部からの目視確認となるため、炉内への落下防止など、安全面の対策が十二分に必要である。
とくに、シュートの内面のライナを目視確認する際には、シュートが炉体開口部に向く状態で停止させる必要がある。
また、目視確認のための炉頂部マンホール等は重量物のため、複数人の作業員と工具を必要とし、大掛かりで作業コストが掛かる。
以上のような課題を解決するため、高炉内面の摩耗検査を、任意の時期に、定量的に、かつ効率よく実施できるようにすることが求められていた。

【0006】

本発明の目的は、旋回シュート内面摩耗検査を、任意の時期に定量的にかつ効率よく実施できる旋回シュート内面摩耗検査装置および旋回シュート内面摩耗検査方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の旋回シュート内面摩耗検査装置は、高炉の装入装置に設置されたシュートの内面の摩耗を検査する装置であって、前記高炉の内部に導入可能かつ前記内面までの測定距離を測定可能な非接触式の距離測定器と、前記距離測定器で測定された前記測定距離に基づいて前記内面の摩耗を判定する摩耗判定部と、を有する。
このような本発明では、摩耗判定部の制御により距離測定器を高炉の内部に導入し、シュートの内面までの測定距離を測定することで、測定距離に基づいてシュート内面の摩耗を判定することができる。従って、高炉の休風時以外の任意の時期にあっても、機械測定による定量的な検査を効率よく実施できる。

【0008】

本発明の旋回シュート内面摩耗検査装置において、前記距離測定器として、マイクロ波ないしミリ波の測定ビームを照射して前記高炉に装入された装入物表面の三次元形状を測定する装入物表面形状測定器を兼用することが好ましい。
このような本発明では、既存の装入物表面形状測定器を転用することで、新規に距離測定器を設置する必要がなく、実施が容易である。

【0009】

本発明の旋回シュート内面摩耗検査装置において、前記摩耗判定部は、前記シュートを前記距離測定器に対向する所定の測定姿勢に配置する制御を行うことが好ましい。
このような本発明では、摩耗判定部の制御によりシュートを所定の測定姿勢に配置することで、高炉の内部に導入された距離測定器に対するシュートの相対位置を一定にでき、常に同じ条件で測定距離を測定することで、摩耗判定の精度を高めることができる。
シュートを所定の測定姿勢に配置する構成としては、既存の装入装置に設置されている機構、すなわちシュートを旋回させる旋回機構（垂直な軸まわり）およびシュートの傾斜角度をきめる傾動機構（水平な軸まわり）が利用できる。
所定の測定姿勢としては、シュートが距離測定器に向かう旋回角度位置（垂直な軸まわり）にあり、かつシュートの傾斜角度位置が、シュートの延伸方向軸線と距離測定器からの測定ビームとが直交または直角に近い角度で交差する傾斜角度位置（水平な軸まわり）にある状態とすることができる。

【0010】

本発明の旋回シュート内面摩耗検査装置において、前記シュートは前記シュートの延長方向の軸線まわりに回動可能であり、前記摩耗判定部は前記測定距離を測定する際に前記シュートを回動させる制御を行うことが好ましい。
このような本発明では、測定距離を測定する際にシュートを回動させることで、距離測定器による測定対象部位をシュートの内面を横断するように転移させることができる。例えば、距離測定器からの測定ビームをシュートの横断方向へ振ってシュートの内面を走査した場合、シュートの両端近傍では測定ビームが内面に対して浅い角度となり、摩耗判定には好ましくないことがある。これに対し、シュートを回動させることで、測定ビームの交差角度が直角に近くなる領域を拡大でき、摩耗判定の精度を高めることができる。
シュートを延長方向の軸線まわりに回動させる構成としては、既存の装入装置に設置されている回動機構を適宜利用することができる。

【0011】

本発明の旋回シュート内面摩耗検査装置において、前記摩耗判定部は、予め前記距離測定器で測定された前記内面までの基準距離を記憶しており、前記測定距離を前記基準距離と比較して前記内面の摩耗を判定することが好ましい。
このような本発明では、高炉の稼働開始時などシュートの内面が更新された状態、つまり摩耗を生じていないシュート内面までの距離を測定して基準距離として記憶しておき、稼働経過後に測定距離を測定して基準距離と比較することで、稼働により生じたシュート内面の摩耗を適切に測定できる。
基準距離の測定は、保護ライナの交換などシュート内面が更新された状態で行うことができ、例えば高炉の新規設置時、改修後の稼働開始時、あるいは休風後の稼働再開時などである。

【0012】

本発明の旋回シュート内面摩耗検査装置において、前記摩耗判定部は、複数の前記測定距離を測定し、測定された前記測定距離のうち最小のものを基準距離として選択し、前記基準距離と他の前記測定距離との差分に基づいて前記内面の摩耗を判定してもよい。
このような本発明では、例えばシュートの横断方向の両端近傍では摩耗が少ないか殆どなく、横断方向の中央部では摩耗が大きくなることから、摩耗が少ない両端近傍の最小距離を基準として、摩耗が大きな中央部の測定距離との差分をとって摩耗判定を行うことができ、予め基準距離を別途準備しておく処理などを省略できる。

【0013】

本発明の旋回シュート内面摩耗検査方法は、高炉の装入装置に設置されたシュートの内面の摩耗を検査する方法であって、前記高炉の内部に非接触式の距離測定器を導入し、前記距離測定器で前記内面までの測定距離を測定し、前記測定距離に基づいて前記内面の摩耗を判定する。
このような本発明によれば、本発明の旋回シュート内面摩耗検査装置について説明した通りの作用効果が得られる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、旋回シュート内面摩耗検査を、任意の時期に定量的にかつ効率よく実施できる旋回シュート内面摩耗検査装置および旋回シュート内面摩耗検査方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態の全体構成を示す模式図。

【図2】前記第１実施形態のシュートを示す平面図。

【図3】前記第１実施形態のシュートを示す正面図。

【図4】前記第１実施形態の距離測定器を示す模式図。

【図5】前記第１実施形態の測定距離の測定動作を示す模式図。

【図6】前記第１実施形態の測定距離を示す模式図。

【図7】前記第１実施形態の測定手順を示すフローチャート。

【図8】本発明の第２実施形態のシュートを示す正面図。

【図9】前記第２実施形態の基準距離および測定距離を示す模式図。

【図10】前記第２実施形態の測定手順を示すフローチャート。

【図11】本発明の第３実施形態の測定距離および最小距離を示す断面図。

【図12】前記第３実施形態の測定手順を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0016】

〔第１実施形態〕
図１において、高炉１０は炉体１１を有し、炉頂１２には装入装置２０が設置されている。
高炉１０には、制御装置５０が接続されている。制御装置５０は、コンピュータシステムで構成され、設定されたプログラムに基づいて装入装置２０ほかの高炉１０の各部機器を制御可能である。
装入装置２０は、炉体１１の内部に旋回式のシュート２１を有するとともに、炉頂１２の外部に装入物供給装置２２を有する。

【0017】

装入物供給装置２２から投入された装入物２３は、落下してシュート２１で受けられたのち、シュート２１の傾斜に沿って流下し、シュート２１の先端から炉体１１の内部に散布される。シュート２１から散布される装入物２３は、シュート２１の傾斜角度に応じて装入物表面２４に着地する半径方向位置が変化する。
図２にも示すように、シュート２１から散布された装入物２３は、シュート２１の旋回により同心円状に散布され、炉体１１の内部に堆積して装入物表面２４を形成する。

【0018】

図３に示すように、シュート２１は、基端部の両側に一対の支持部材２５が接続され、この支持部材２５を介して装入物供給装置２２に吊り下げ支持されている。
シュート２１は、図示しない旋回駆動機構により垂直な軸線Ａ１まわりに回転可能であり、これによりシュート２１の旋回動作が行われる。
また、シュート２１は、図示しない傾動駆動機構により支持部材２５を水平な軸線Ａ２まわりに回動することも可能であり、これによりシュート２１の傾斜角度を調整する傾動動作が行われる。

【0019】

シュート２１の延長方向の軸線Ａ３は、シュート２１の傾動動作により略水平から略垂直下向きまで変化する。
これらのシュート２１の旋回動作、傾動動作、回動動作は、それぞれ制御装置５０により制御される。

【0020】

シュート２１の内側表面には、超硬粒子を鋳込んだ鋳物ライナブロックなどのライナ３２が張られている。
ライナ３２によりシュート２１の内面が形成されることで、装入物２３の衝突あるいは流下によるシュート２１の摩耗が抑制される。ただし、装入物２３によるライナ３２の摩耗を無くすことはできず、定期的な検査により摩耗判定された際にはライナ３２が張り替えられる。

【0021】

図１および図４にも示すように、炉体１１には、装入物表面形状測定器４０が設置されている。
装入物表面形状測定器４０は、炉体１１の開口部１４から炉内へ導入可能な測定器本体４１を有し、その先端には距離測定器４２が設置されている。
距離測定器４２は、測定対象にマイクロ波ないしミリ波の測定ビーム４３，４４を照射し、測定対象で反射されたビームを検出する既存の非接触距離測定装置とされ、測定対象までの距離を測定可能である。
距離測定器４２は、通常は高炉１０の操業中あるいは休風時でも炉内に配置され、炉内の状況が通常と異なる際など必要に応じて炉外へ退避する。

【0022】

制御装置５０には、表面プロファイル測定部５１が形成されている。
表面プロファイル測定部５１は、距離測定器４２を制御して装入物表面２４に測定ビーム４３を照射し、装入物表面２４を走査することで装入物表面２４の三次元形状（装入物表面形状）を測定可能である。
得られた装入物表面２４の三次元形状は、制御装置５０が装入装置２０の装入動作を制御する際に参照される。

【0023】

制御装置５０には、さらに摩耗判定部５２が形成されている。
摩耗判定部５２は、距離測定器４２を制御してシュート２１の内面に測定ビーム４４を照射し、ライナ３２の表面までの距離を測定することで、ライナ３２の表面の摩耗を判定可能である。
図４に示すように、判定する際には、摩耗判定部５２は、シュート２１を旋回させてシュート２１を距離測定器４２に対向させるとともに、シュート２１を傾動させてシュート２１の延長方向と測定ビーム４４とが略直交する角度に配置し、これによりシュート２１を所定の測定姿勢としておく。

【0024】

所定の測定姿勢としては、シュート２１が距離測定器４２に向かう旋回角度位置（垂直な軸線Ａ１まわり）にあり、かつシュート２１の傾斜角度位置（水平な軸線Ａ２まわり）が、シュート２１の延伸方向の軸線Ａ３と距離測定器４２からの測定ビーム４４とが直交または直角に近い角度で交差する傾斜角度位置にある状態とする。
図５に示すように、前述した所定の測定姿勢を保ったまま、測定ビーム４４の照射角度およびシュート２１の傾動角度をそれぞれ変化させることで、測定ビーム４４のライナ３２表面に対する照射位置を、シュート２１の基端部側からシュート２１の先端側に至る所定長さにわたって変化させることができる。
このような測定動作を行うことで、ライナ３２の表面の一方の端部から他方の端部にわたる範囲の複数の点で間欠的または連続的に測定距離Ｄｔを測定することができ、測定した測定距離Ｄｔは、ライナ３２の表面の一方の端部から他方の端部にわたる範囲の測定形状Ｐｔとして記憶しておく。

【0025】

図６に示すように、ライナ３２の基端部側から先端側にかけての測定形状Ｐｔにおいては、基端部近傍に測定距離Ｄｔの大きな谷があり、先端側に向けて浅い領域が続く。これは、シュート２１の基端部近傍では、装入物供給装置２２から投入された装入物２３が落下し、ライナ３２の表面の摩耗が大きいことによる。ライナ３２に受けられた装入物２３がシュート２１の先端側に向けて流下することで、ライナ３２の表面に摩耗が生じるが、この領域では基端部近傍よりも摩耗の程度が小さくなる。
一方、ライナ３２の基端側の端部では、装入物２３の落下が少なく、ライナ３２の表面の摩耗が最も小さくなる。そこで、この最小の測定距離Ｄｔを基準距離Ｄｒとすることができる。そして、選択された基準距離Ｄｒと、測定形状Ｐｔに記録された他の地点の基準距離Ｄｒとの差分Ｗｔ＝Ｄｔ−Ｄｒを順次計算し、得られた差分Ｗｔのいずれかが既定のライナ３２の摩耗判定値Ｗｓを超えていれば、摩耗状態で交換等が必要と判定できる。

【0026】

このように、摩耗判定部５２は、測定形状Ｐｔに記録された複数の測定距離Ｄｔのうち最小のものを基準距離Ｄｒとするとともに、他の測定距離Ｄｔと比較して各々の位置における差分Ｗｔ＝Ｄｔ−Ｄｒを計算することで、各点での摩耗を測定することができる。そして、得られた各点の差分Ｗｔを、既定のライナ３２の摩耗判定値Ｗｓと比較することで、これを超えていれば摩耗状態で交換等が必要と判定することができる。
これらの距離測定器４２および摩耗判定部５２により、本発明の旋回シュート内面摩耗検査装置９が構成されている。

【0027】

図７において、本実施形態では次のような動作を行う。
高炉１０が稼働状態（操業中または休風時も含む）にあるとき（処理Ｐ１）、制御装置５０は摩耗検査の実行タイミングまで稼働を維持する（処理Ｐ２）。ユーザの指示あるいは定期実行時刻になったとき、制御装置５０は摩耗判定部５２に制御を渡し、摩耗判定部５２が摩耗判定動作（処理Ｐ３〜Ｐ６）を実行する。

【0028】

摩耗判定動作では、摩耗判定部５２は、シュート２１を所定の測定姿勢に配置する（処理Ｐ３）。
続いて、摩耗判定部５２は、シュート２１の傾動角度を変化させつつ測定ビーム４４の照射角度を変化させ、測定ビーム４４が延長方向の軸線Ａ３と略直交した状態を維持したまま、シュート２１の基端部側から先端側までの複数の点でライナ３２の表面までの測定距離Ｄｔを測定し、シュート２１の内面の横断形状を示す測定形状Ｐｔとして記憶する（処理Ｐ４）。

【0029】

摩耗判定部５２は、得られた測定形状Ｐｔに記録された複数の測定距離Ｄｔのうち、最小のものを基準距離Ｄｒとして選択する（処理Ｐ５）。
そして、選択された基準距離Ｄｒと、測定形状Ｐｔに記録された他の地点の測定距離Ｄｔとの差分Ｗｔ＝Ｄｔ−Ｄｒを順次計算し、得られた差分Ｗｔのいずれかが既定のライナ３２の摩耗判定値Ｗｓを超えていれば、摩耗状態で交換等が必要と判定する。
摩擦判定が済んだら、摩耗判定部５２は、制御装置５０に制御を返す。

【0030】

このような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態では、高炉１０の内部に導入された距離測定器４２により、シュート２１の内面までの測定距離Ｄｔを測定することで、測定距離Ｄｔに基づいてシュート２１内面に張られたライナ３２表面の摩耗を判定することができる。従って、高炉１０の休風時以外の任意の時期にあっても、機械測定による定量的な検査を効率よく実施できる。

【0031】

本実施形態では、距離測定器４２として、マイクロ波ないしミリ波の測定ビームを照射して高炉１０に装入された装入物表面２４の三次元形状を測定する装入物表面形状測定器４０を兼用することで、新規に距離測定器を設置する必要がなく、実施が容易である。
本実施形態では、摩耗判定部５２の制御によりシュート２１を所定の測定姿勢に配置することで、高炉１０の内部に導入された距離測定器４２に対するシュート２１の相対位置を一定にでき、常に同じ条件で測定距離Ｄｔを測定することで、摩耗判定の精度を高めることができる。

【0032】

本実施形態では、摩耗判定部５２が、複数の測定距離Ｄｔを測定し、測定された測定距離Ｄｔのうち最小のものを基準距離Ｄｒとして選択し、基準距離Ｄｒと他の測定距離Ｄｔとの差分Ｗｔに基づいてライナ３２の表面の摩耗を判定するとしたため、比較判定の基準となる基準距離Ｄｒを容易に設定することができる。

【0033】

〔第２実施形態〕
図８から図１０には本発明の第２実施形態が示されている。
本実施形態は、前述した第１実施形態の旋回シュート内面摩耗検査装置９と基本構成が同様であり、共通の構成については重複する説明を省略し、以下には相違部分のみ説明する。
前述した第１実施形態では、シュート２１の延長方向（軸線Ａ３方向）に沿ってライナ３２までの距離を測定し、同方向に沿ったライナ３２の摩耗量の変化を検出していた。
これに対し、本実施形態では、シュート２１の横断方向（軸線Ａ２方向）に沿ってライナ３２までの距離を測定し、同方向に沿ったライナ３２の摩耗量の変化を検出する。

【0034】

本実施形態の装入装置２０は、シュート２１が、図示しないシュート回動機構により、その延長方向の軸線Ａ３まわりに回動可能である。この場合のシュート２１の回動角度は、３６０度とされる。
さらに、本実施形態の摩耗判定部５２は、シュート２１を延長方向の軸線Ａ３まわりに回動させることにより、測定ビーム４４をライナ３２の両側領域に対してもなるべく直角に照射させることができる。

【0035】

前述した図４において、距離測定器４２から測定ビーム４４を照射しつつ、シュート２１を軸線Ａ３まわりに回動させることで、図８に示すライナ３２の内側表面を横断方向（軸線Ａ２方向）に走査し、「−９０度」方向から「０度」方向をへて「＋９０度」方向までのライナ３２の表面までの距離を測定することができる。測定された距離は、図９に示す展開図のグラフとして表すことができる。
図９のグラフでは、左端の「−９０度」位置は、図８のライナ３２の「−９０度」側の端部を示し、右側の「＋９０度」位置は、図３のライナ３２の「−９０度」側の端部を示す。

【0036】

図９（Ａ）のように、ライナ３２が新品で摩耗がない場合、ライナ３２の表面は新規表面３２１である。新規表面３２１に測定ビーム４４を照射しつつシュート２１を回動させることで、新規表面３２１の一方の端部から他方の端部にわたる範囲の複数の点で間欠的または連続的に基準距離Ｄｓを測定することができる。得られた複数の基準距離Ｄｓは、基準形状Ｐｓつまり新規表面３２１の一方の端部から他方の端部にわたる横断形状として記録することができる。

【0037】

図９（Ｂ）のように、装入物２３が投入されることで、新規表面３２１が摩耗し、表面３２２，３２３のように変化する。表面３２２，３２３の摩耗は、通常姿勢でシュート２１の底部となるシュート２１の横断方向の中央部（０度方向の近辺）で顕著であり、通常姿勢でシュート２１の側部となるシュート２１の横断方向の両端部（−９０度方向および＋９０度方向の近辺）では摩耗が少なくなる。

【0038】

図９（Ｃ）のように、摩耗が進んだ表面３２３に対して、測定ビーム４４を照射しつつシュート２１を回動させることで、表面３２３の一方の端部から他方の端部にわたる範囲の複数の点で間欠的または連続的に測定距離Ｄｔを測定することができる。得られた複数の測定距離Ｄｔは、測定形状Ｐｔつまり表面３２３の一方の端部から他方の端部にわたる横断形状として記録することができる。

【0039】

摩耗判定部５２においては、測定形状Ｐｔに記録された複数の測定距離Ｄｔに対して、基準形状Ｐｓから対応する地点の基準距離Ｄｓを選択し、これらの差分Ｗｔ＝Ｄｔ−Ｄｓを計算することで、各点での摩耗を測定することができる。得られた差分Ｗｔを、既定のライナ３２の摩耗判定値Ｗｓと比較し、これを超えていれば摩耗状態で交換等が必要と判定することができる。
これらの距離測定器４２および摩耗判定部５２により、本発明の旋回シュート内面摩耗検査装置９が構成されている。

【0040】

図１０において、本実施形態では次のような動作を行う。
高炉１０が新規築炉あるいは改修を経て試運転状態にあるとき（処理Ｐ１０）、外部指令あるいは既定のタイミングにより、制御装置５０は摩耗判定部５２に制御を渡し、摩耗判定部５２が基準形状測定動作（処理Ｐ１１〜Ｐ１６）を実行する。

【0041】

基準形状測定動作では、摩耗判定部５２は、シュート２１を所定の測定姿勢に配置する（処理Ｐ１１）。
続いて、摩耗判定部５２は、シュート２１の延長方向である軸線Ａ３上の測定位置を選択する（処理Ｐ１２）。測定位置は、少なくともシュート２１に張られたライナ３２の１枚につき１箇所となるように配置する。
測定位置を選択したら、距離測定器４２でライナ３２の表面までの基準距離Ｄｓを測定し（処理Ｐ１３）、シュート２１の内面の横断形状を示す基準形状Ｐｓとして記憶する（処理Ｐ１４）。測定位置ごとの基準形状Ｐｓには、シュート２１の横断方向の複数の点の基準距離Ｄｓが、シュート２１の横断方向の位置（軸線Ａ３まわりの角度位置）とともに記憶される。
１つの測定位置についての基準形状Ｐｓ（複数の基準距離Ｄｓを含む）の測定が済んだら、未測定の測定位置があるかを判定し（処理Ｐ１５）、あれば次の測定位置を選択し（処理Ｐ１２）、同様の処理Ｐ１３〜Ｐ１５を繰り返す。

【0042】

処理Ｐ１５で未測定の測定位置がなくなったら、摩耗判定部５２は、制御装置５０に制御を返す。
高炉１０が稼働状態（操業中または休風時も含む）にあるとき（処理Ｐ２０）、制御装置５０は摩耗検査の実行タイミングまで稼働を維持する（処理Ｐ２１）。ユーザの指示あるいは定期実行時刻になったとき、制御装置５０は摩耗判定部５２に制御を渡し、摩耗判定部５２が摩耗判定動作（処理Ｐ２２〜Ｐ２７）を実行する。

【0043】

摩耗判定動作では、摩耗判定部５２は、シュート２１を所定の測定姿勢に配置する（処理Ｐ２２）。
続いて、摩耗判定部５２は、シュート２１の延長方向である軸線Ａ３上の測定位置を選択し（処理Ｐ２３）、選択した測定位置のライナ３２の表面までの測定距離Ｄｔを測定し（処理Ｐ２４）、シュート２１の内面の横断形状を示す測定形状Ｐｔとして記憶する（処理Ｐ２５）。測定位置ごとの測定形状Ｐｔには、シュート２１の横断方向の複数の点の測定距離Ｄｔが、シュート２１の横断方向の位置（軸線Ａ３まわりの角度位置）とともに記憶される。

【0044】

摩耗判定部５２は、得られた測定形状Ｐｔの各点の測定距離Ｄｔと、先に記憶しておいた基準形状Ｐｓの対応する点の基準距離Ｄｓとを比較し、各点での差分Ｗｔ＝Ｄｔ−Ｄｓを計算し、各々の差分Ｗｔのいずれかが予め設定されている摩耗判定値Ｗｓより大きければ、その地点を含むライナ３２が摩耗していると判定する（処理Ｐ２６）。
摩耗判定部５２は、１つの測定位置についての摩耗検査が済んだら、未測定の測定位置があるかを判定し（処理Ｐ２７）、あれば次の測定位置を選択し（処理Ｐ２３）、同様の処理Ｐ２４〜Ｐ２７を繰り返す。
処理Ｐ２７で未測定の測定位置がなくなったら、摩耗判定部５２は、制御装置５０に制御を返す。
制御装置５０は、高炉１０の稼働（処理Ｐ２０〜Ｐ２１）に戻る。

【0045】

このような本実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様な効果が得られるとともに、次のような効果が得られる。

【0046】

本実施形態では、測定距離Ｄｔを測定する際に、シュート回動機構２８でシュート２１を軸線Ａ３まわりに回動させることで、距離測定器４２による測定対象部位をシュート２１の内面を横断するように転移させることができる。例えば、距離測定器４２からの測定ビーム４４をシュート２１の横断方向へ振ってシュート２１の内面を走査した場合、シュート２１の両端近傍では測定ビーム４４が内面に対して浅い角度となり、摩耗判定には好ましくないことがある。これに対し、シュート２１を回動させることで、測定ビーム４４の交差角度が直角に近くなる領域を拡大でき、摩耗判定の精度を高めることができる。
シュート２１を延長方向の軸線Ａ３まわりに回動させる構成としては、既存の装入装置２０に設置されているシュート回動機構２８を利用することができ、装置の複雑化をまねくことは避けられる。

【0047】

本実施形態では、高炉１０の稼働開始時などシュート２１の内面が更新された状態、つまり摩耗を生じていないシュート２１の内面つまり新品のライナ３２の表面（図９の新規表面３２１）までの距離を測定して基準距離Ｄｓとして記憶しておき、稼働経過後に測定距離Ｄｔを測定して基準距離Ｄｓと比較するようにしたので、稼働により生じたライナ３２の摩耗を適切に測定できる。

【0048】

〔第３実施形態〕
図１１および図１２には本発明の第３実施形態が示されている。
本実施形態は、前述した第２実施形態の旋回シュート内面摩耗検査装置９と基本構成が同様であり、共通の構成については重複する説明を省略し、以下には相違部分のみ説明する。
前述した第２実施形態では、シュート２１を軸線Ａ３まわりに回転させつつ測定ビーム４４を照射し、摩耗がないライナ３２の基準距離Ｄｓを測定しておき、摩耗したライナ３２の測定距離Ｄｔとの差分Ｗｔにより摩耗を判定していた。
これに対し、本実施形態では、シュート２１を軸線Ａ３まわりに回転させつつ測定ビーム４４を照射することは共通するが、測定した測定距離Ｄｔのうち最小のものを基準距離Ｄｒとして選択し、この基準距離Ｄｒと他の測定距離Ｄｔとの差分Ｗｔ＝Ｄｔ−Ｄｒに基づいて摩耗を判定する。

【0049】

図１１（Ａ）のように、装入物２３が投入されることで、新規表面３２１が摩耗し、表面３２２，３２３のように変化する（第２実施形態の図９（Ｂ）と同様）。
図１１（Ｂ）のように、摩耗が進んだ表面３２３に対して、測定ビーム４４を照射しつつシュート２１を回動させることで、表面３２３の一方の端部から他方の端部にわたる範囲の複数の点で間欠的または連続的に測定距離Ｄｔを測定し、得られた複数の測定距離Ｄｔは測定形状Ｐｔとして記録しておく（第２実施形態の図９（Ｃ）と同様）。

【0050】

ここで、表面３２３の摩耗は、通常姿勢でシュート２１の底部となるシュート２１の横断方向の中央部（０度方向の近辺）で顕著であり、測定距離Ｄｔが相対的に大きくなる。
一方、通常姿勢でシュート２１の側部となるシュート２１の横断方向の両端部（−９０度方向および＋９０度方向の近辺）では摩耗が少なくなり、測定距離Ｄｔが小さくなる。

【0051】

図１１（Ｃ）のように、摩耗判定部５２において、測定形状Ｐｔに記録された複数の測定距離Ｄｔのうち、最小のものを基準距離Ｄｒとして選択する。通常はシュート２１の横断方向の両端部で測定された測定距離Ｄｔが該当する。
選択された基準距離Ｄｒと、測定形状Ｐｔに記録された他の地点の測定距離Ｄｔとの差分Ｗｔ＝Ｄｔ−Ｄｒを順次計算し、得られた差分Ｗｔのいずれかが既定のライナ３２の摩耗判定値Ｗｓを超えていれば、摩耗状態で交換等が必要と判定することができる。

【0052】

図１２において、本実施形態では次のような動作を行う。
高炉１０が稼働状態（操業中または休風時も含む）にあるとき（処理Ｐ３０）、制御装置５０は摩耗検査の実行タイミングまで稼働を維持する（処理Ｐ３１）。ユーザの指示あるいは定期実行時刻になったとき、制御装置５０は摩耗判定部５２に制御を渡し、摩耗判定部５２が摩耗判定動作（処理Ｐ３２〜Ｐ３８）を実行する。

【0053】

摩耗判定動作では、摩耗判定部５２は、シュート２１を所定の測定姿勢に配置する（処理Ｐ３２）。
続いて、摩耗判定部５２は、シュート２１の延長方向である軸線Ａ３上の測定位置を選択し（処理Ｐ３３）、選択した測定位置のライナ３２の表面までの測定距離Ｄｔを測定し（処理Ｐ３４）、シュート２１の内面の横断形状を示す測定形状Ｐｔとして記憶する（処理Ｐ３５）。測定位置ごとの測定形状Ｐｔには、シュート２１の横断方向の複数の点の測定距離Ｄｔが、シュート２１の横断方向の位置（軸線Ａ３まわりの角度位置）とともに記憶される。

【0054】

摩耗判定部５２は、得られた測定形状Ｐｔに記録された複数の測定距離Ｄｔのうち、最小のものを基準距離Ｄｒとして選択する（処理Ｐ３６）。
そして、選択された基準距離Ｄｒと、測定形状Ｐｔに記録された他の地点の測定距離Ｄｔとの差分Ｗｔ＝Ｄｔ−Ｄｒを順次計算し、得られた差分Ｗｔのいずれかが既定のライナ３２の摩耗判定値Ｗｓを超えていれば、摩耗状態で交換等が必要と判定する。

【0055】

摩耗判定部５２は、１つの測定位置についての摩耗検査が済んだら、未測定の測定位置があるかを判定し（処理Ｐ３８）、あれば次の測定位置を選択し（処理Ｐ３３）、同様の処理Ｐ３４〜Ｐ３７を繰り返す。
処理Ｐ３７で未測定の測定位置がなくなったら、摩耗判定部５２は、制御装置５０に制御を返す。
制御装置５０は、高炉１０の稼働（処理Ｐ３０〜Ｐ３１）に戻る。

【0056】

このような本実施形態によれば、前述した第２実施形態と同様な効果が得られるとともに、前述した第１実施形態と同様に測定距離Ｄｔのうち最小のものを基準距離Ｄｒとすることで、第２実施形態における予め基準距離Ｄｓを測定して基準形状Ｐｓとして記憶しておく処理が必要なく、第２実施形態よりも処理を簡素化できる。

【0057】

〔他の実施形態〕
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、距離測定器４２として、マイクロ波ないしミリ波の測定ビーム４３を照射して高炉１０に装入された装入物表面２４の三次元形状を測定する装入物表面形状測定器４０を兼用したが、異なる測定原理の非接触式距離測定器などを専用で設置してもよい。
前記実施形態では、シュート２１の内側にライナ３２を設置し、その表面をシュート２１の内面としたが、ライナ３２を省略し、シュート２１自体の表面をシュート２１の内面としてその摩耗検査を行ってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明は旋回シュート内面摩耗検査装置および旋回シュート内面摩耗検査方法に利用できる。

【符号の説明】

【0059】

９…旋回シュート内面摩耗検査装置、１０…高炉、１１…炉体、１２…炉頂、１４…開口部、２０…装入装置、２１…シュート、２２…装入物供給装置、２３…装入物、２４…装入物表面、３２…ライナ、３２１…新規表面、３２２，３２３…表面、４０…装入物表面形状測定器、４１…測定器本体、４２…距離測定器、４３，４４…測定ビーム、５０…制御装置、５１…表面プロファイル測定部、５２…摩耗判定部、Ａ１…旋回動作の軸線、Ａ２…傾動動作の軸線、Ａ３…シュートの延伸方向の軸線、Ｄｓ，Ｄｒ…基準距離、Ｄｔ…測定距離、Ｐｓ…基準形状、Ｐｔ…測定形状、Ｗｓ…摩耗判定値、Ｗｔ…差分。

【要約】

【課題】旋回シュート内面摩耗検査を、任意の時期に定量的にかつ効率よく実施できる旋回シュート内面摩耗検査装置および旋回シュート内面摩耗検査方法を提供する。
【解決手段】旋回シュート内面摩耗検査装置９は、高炉１０の装入装置２０に設置されたシュート２１の内面に張られたライナ３２の表面の摩耗を検査する装置であって、高炉１０の内部に導入可能かつライナ３２の表面までの測定距離を測定可能な非接触式の距離測定器４２と、距離測定器４２で測定された測定距離に基づいてライナ３２の表面の摩耗を判定する摩耗判定部５２と、を有する、距離測定器４２として、マイクロ波ないしミリ波の測定ビームを照射して高炉１０に装入された装入物表面２４の三次元形状を測定する装入物表面形状測定器４０を兼用できる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】