特許 7502582 耐火煉瓦の摩耗量を評価する評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-11

(45)【発行日】2024-06-19

(54)【発明の名称】耐火煉瓦の摩耗量を評価する評価方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/06 20060101AFI20240612BHJP

【ＦＩ】

G01B11/06 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020056536

(22)【出願日】2020-03-26

(65)【公開番号】P2021156706

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114258

【弁理士】

【氏名又は名称】福地 武雄

(74)【代理人】

【識別番号】100125391

【弁理士】

【氏名又は名称】白川 洋一

(72)【発明者】

【氏名】関根 麻里子

(72)【発明者】

【氏名】早野 博幸

【審査官】國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０４４６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３７９２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の耐火煉瓦が敷き詰められたキルンシェル内部の耐火煉瓦の摩耗量を評価し、張り替えが必要な煉瓦を特定する評価方法であって、
複数の目印を前記キルンシェル内部にランダムに配置し、３Ｄレーザースキャナを用いて、前記キルンシェル内部の複数箇所をスキャニングし、複数の点群データを取得するステップと、
前記目印を用いて、前記スキャニングで得られた各点群データを合成し、前記キルンシェル内部の３Ｄ画像データを作製するステップと、
前記作製した３Ｄ画像データに基づいて前記キルンシェルの中心軸から前記耐火煉瓦の表面までの距離を算出するステップと、
予め測定した前記キルンシェルの半径と、前記算出したキルンシェルの中心軸から前記耐火煉瓦の表面までの距離との差を前記耐火煉瓦の残厚として算出するステップと、
前記キルンシェルの中心軸と直交する２つの断面上で、前記キルンシェルの半径を初期位置から予め定められた角度まで回転させたときに、回転前後における前記半径と前記キルンシェルの内周との４つの交点から評価範囲を定めるステップと、
前記点群データから取得した前記各耐火煉瓦の座標値、および、前記評価範囲に基づいて、２次元的に前記各耐火煉瓦の摩耗量を示す展開図を作製するステップと、
前記展開図において、残厚が、所定の閾値以下となっており、張り替えが必要な煉瓦の位置および数を特定するステップと、を少なくとも含み、
前記評価範囲で最小の残厚を前記評価範囲の残厚とすることを特徴とする評価方法。

【請求項2】

複数の耐火煉瓦が敷き詰められたキルンシェル内部の耐火煉瓦の摩耗量を評価し、張り替えが必要な煉瓦を特定する評価方法であって、
複数の目印を前記キルンシェル内部にランダムに配置し、３Ｄレーザースキャナを用いて、前記キルンシェル内部の複数箇所をスキャニングし、複数の点群データを取得するステップと、
前記目印を用いて、前記スキャニングで得られた各点群データを合成し、前記キルンシェル内部の３Ｄ画像データを作製するステップと、
前記作製した３Ｄ画像データに基づいて前記キルンシェルの中心軸から前記耐火煉瓦の表面までの距離を算出するステップと、
予め測定した前記キルンシェルの半径と、前記算出したキルンシェルの中心軸から前記耐火煉瓦の表面までの距離との差を前記耐火煉瓦の残厚として算出するステップと、
前記キルンシェルの中心軸と直交する２つの断面上で、前記キルンシェルの半径を初期位置から予め定められた角度まで回転させたときに、回転前後における前記半径と前記キルンシェルの内周との４つの交点から評価範囲を定めるステップと、
前記点群データから取得した前記各耐火煉瓦の座標値、および、前記評価範囲に基づいて、２次元的に前記各耐火煉瓦の摩耗量を示す展開図を作製するステップと、
前記展開図において、残厚が、所定の閾値以下となっており、張り替えが必要な煉瓦の位置および数を特定するステップと、を少なくとも含み、
前記評価範囲内の残厚の平均値を前記評価範囲の残厚とすることを特徴とする評価方法。

【請求項3】

前記展開図は、前記各評価範囲の残厚に応じて色分けされていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の評価方法。

【請求項4】

前記キルンシェルの中心軸と直交する２つの断面間の距離は、１ｃｍ以上１０ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の評価方法。

【請求項5】

前記キルンシェルの中心軸と直交する断面上で、前記キルンシェルの半径を初期位置から予め定められた角度まで回転させ、回転後の前記キルンシェルの半径と前記回転後のキルンシェルの半径上の中心軸から耐火煉瓦表面までの距離を用いて、耐火煉瓦の残厚を算出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の評価方法。

【請求項6】

前記予め定められた角度は、３度以下であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キルン内において、シェルに内張りされた耐火煉瓦の摩耗量を評価する評価方法に関する。

【0002】

従来から、ロータリーキルン内部の表面に設けられた耐火煉瓦の摩耗状況を把握する方法として、キルンシェル内部に作業担当者が立ち入り、スケール等の計測器を用いて、直接測定する方法が用いられている。

【0003】

特許文献１では、石油精製プラントや石油化学プラント等に設置される熱交換器チューブの腐食減肉調査において、一部の管を抜き取り、抜き取った管を縦半分に切断し半割加工を施し、半割加工により露出した管を、半割管の内面と半割管の外面をそれぞれ３Ｄスキャナでスキャンし、三次元形状データを算出し、三次元形状データから減肉量を算出している。

【0004】

特許文献２では、キルンシェルの内径側に耐火物が設けられているキルンシェル内でレーザー光線を、キルンシェルの中心軸方向にキルンシェルと平行に照射し、レーザー光線から耐火物までの寸法を測定し、耐火物の厚さを測定している。

【0005】

特許文献３では、炉体内部の耐火被覆部の厚さを測定するため、可動の台車に測定装置を取り付け、散乱されたレーザー光束の移動量から、炉体内部の耐火被覆部の残存厚さを求め、二次元の等圧線で残存厚さを分布図で表している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０２０－００３４２０号公報

【文献】特開２００５－１９５３８０号公報

【文献】特開Ｈ０１－１１４７０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、キルンシェル内の耐火煉瓦（以下、単に煉瓦ともいう。）の摩耗量は、煉瓦の一部のみを作業担当者がスケール等を用いて測定している。そのため、上部や手の届かない範囲は、目視によって異常がないか判断するため、作業担当者によって評価が異なる恐れがある。その結果、煉瓦の張り替え範囲の決定や、摩耗量予測を統一的に管理することが容易ではない。

【0008】

一方、インフラ調査におけるトンネル内部の計測、路面計測などには３Ｄレーザースキャナが用いられている。３Ｄレーザースキャナは、現場のありのままの姿を膨大な点群データで３Ｄ画像データを作製することができ、その３Ｄ画像データをもとに、寸法計測や体積の算出、さらに２Ｄ作図を行うことも可能である。その他にも、現場作業の時間・人員の大幅削減や安全の確保、作業担当者による測定誤差がない、複雑な形状の測定が可能になる等のメリットがある。

【0009】

特許文献１では、測定対象物が、大きい構造を有していたり、ロータリーキルン等のように一部を抜き取ることができない場合には、測定対象物の厚さを計測することは困難である。また、特許文献２および特許文献３では、キルンシェル内の全ての箇所の耐火物の厚さを測定するには非常に手間と時間がかかる。

【0010】

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、キルンシェル内の耐火煉瓦の摩耗量を把握し、耐火煉瓦の適切な管理を可能とする評価方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の評価方法は、複数の耐火煉瓦が敷き詰められたキルンシェル内部の耐火煉瓦の摩耗量を評価する評価方法であって、３Ｄレーザースキャナを用いて、前記キルンシェル内部の複数箇所をスキャニングするステップと、前記スキャニングで得られた点群データから前記キルンシェル内部の３Ｄ画像データを作製するステップと、前記作製した３Ｄ画像データに基づいて前記キルンシェルの中心軸から前記耐火煉瓦の表面までの距離を算出するステップと、予め測定した前記キルンシェルの半径と、前記算出したキルンシェルの中心軸から前記耐火煉瓦の表面までの距離との差を前記耐火煉瓦の残厚として算出するステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。これにより、キルンシェル内全体の耐火煉瓦の摩耗状態を把握することが可能となる。

【0012】

（２）また、本発明の評価方法において、前記キルンシェルの中心軸と直交する断面上で、前記キルンシェルの半径を初期位置から予め定められた角度まで回転させ、回転後の前記キルンシェルの半径と前記回転後のキルンシェルの半径上の中心軸から耐火煉瓦表面までの距離を用いて、耐火煉瓦の残厚を算出することを特徴としている。これにより、耐火煉瓦の摩耗状態をより正確に把握することが可能となる。

【0013】

（３）また、本発明の評価方法において、前記キルンシェルの中心軸と直交する２つの断面上で、前記キルンシェルの半径を初期位置から予め定められた角度まで回転させたときに、回転前後における前記半径と前記キルンシェルの内周との４つの交点から評価範囲を定め、前記評価範囲内で最小の残厚を前記評価範囲の残厚とすることを特徴としている。これにより、耐火煉瓦の摩耗状態をより正確に把握することが可能となる。評価範囲において、２つの断面間の距離は、１ｃｍ以上１０ｃｍ以下が好ましい。また、評価範囲において、半径の回転角は、３度以下が好ましく、１度以上３度以下がより好ましい。

【0014】

（４）また、本発明の評価方法において、前記キルンシェルの中心軸と直交する２つの断面上で、前記キルンシェルの半径を初期位置から予め定められた角度まで回転させたときに、回転前後における前記半径と前記キルンシェルの内周との４つの交点から評価範囲を定め、前記評価範囲内の残厚の平均値を前記評価範囲の残厚とすることを特徴としている。これにより、耐火煉瓦の摩耗状態をより正確に把握することが可能となる。評価範囲において、２つの断面間の距離は、１ｃｍ以上１０ｃｍ以下が好ましい。また、評価範囲において、半径の回転角は、３度以下が好ましく、１度以上３度以下がより好ましい。

【0015】

（５）また、本発明の評価方法において、前記点群データから取得した前記各耐火煉瓦の座標値、および、前記評価範囲に基づいて、２次元的に前記各耐火煉瓦の摩耗量を示す展開図を作製するステップをさらに含み、前記展開図は、前記各評価範囲の残厚に応じて色分けされていることを特徴としている。これにより、耐火煉瓦の摩耗状態、分布などを容易に把握することができ、張り替えが必要な耐火煉瓦も容易に特定することが可能となる。

【0016】

（６）また、本発明の評価方法において、前記展開図において、残厚が、所定の閾値以下となっている評価範囲を特定する情報を付加するステップをさらに含むことを特徴としている。これにより、煉瓦の張り替え範囲の決定や、摩耗量予測を統一的に管理することが可能となる。

【0017】

（７）また、本発明の評価方法において、前記キルンシェルの中心軸と直交する２つの断面間の距離は、１ｃｍ以上１０ｃｍ以下であることを特徴としている。これにより、耐火煉瓦１個の表面の残厚を、複数の評価範囲、つまり、３Ｄコンター図および２Ｄコンター図において複数のマスで表現されるため、個々の耐火煉瓦の摩耗状態を正確に把握することが可能となる。

【0018】

（８）また、本発明の評価方法において、前記予め定められた角度は、３度以下であることを特徴としている。これにより、耐火煉瓦１個の表面の残厚を、複数の評価範囲、つまり、３Ｄコンター図および２Ｄコンター図において複数のマスで表現されるため、個々の耐火煉瓦の摩耗状態を正確に把握することが可能となる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、キルンシェル内部全面の形状の３Ｄ画像データを作製し、３Ｄ画像データから各耐火煉瓦の残厚を把握することができる。その結果、煉瓦の張り替え範囲の決定や、摩耗量予測を統一的に管理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】キルンシェル内をスキャニングする様子を示す図である。

【図2】キルンシェルの概略とキルンシェルの３Ｄ画像データを示す図である。

【図3】基準座標の調整過程を示す図である。

【図4】キルンシェルの中心軸（Ｚ軸）方向の断面の概略を示す図である。

【図5】評価範囲を示す図である。

【図6】キルンシェル内全体の耐火煉瓦の残厚を示す３Ｄコンター図である。

【図7】３Ｄコンター図およびそれを展開したキルン展開図を示す概略図である。

【図8】キルン展開図の一部を示す図である。

【図9】３Ｄコンター図から作製したキルン展開図（２Ｄコンター図）である。

【図10】張り替え可否を示したキルン展開図である。

【図11】摩耗量（残厚）の予測方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明者らは、キルンシェル内部に内張りされた複数の耐火煉瓦の摩耗状態を正確に把握することが困難であることに着目し、３Ｄレーザースキャナを用いて、キルンシェル内部全面の形状の３Ｄ画像データを作製し、３Ｄ画像データから各耐火煉瓦の残厚を把握できることを見出し、本発明に至った。

【0022】

すなわち、本発明の評価方法は、複数の耐火煉瓦が敷き詰められたキルンシェルの内部耐火煉瓦の摩耗量を評価する評価方法であって、３Ｄレーザースキャナを用いて、前記キルンシェル内部の複数箇所をスキャニングするステップと、前記スキャニングで得られた点群データから前記キルンシェル内部の３Ｄ画像データを作製するステップと、前記作製した３Ｄ画像データに基づいて前記キルンシェルの中心軸から前記耐火煉瓦の表面までの距離を算出するステップと、予め測定した前記キルンシェルの半径と、前記算出したキルンシェルの中心軸から前記耐火煉瓦の表面までの距離との差を前記耐火煉瓦の残厚として算出するステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。これにより、本発明者らは、キルンシェル内すべての耐火煉瓦の残厚を把握することを可能とした。以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0023】

セメントは、石灰石、粘土、けい石などの主原料を粉砕、乾燥、混合させ粉体原料を作製する原料・粉砕工程、原料・粉砕工程で作製した粉体原料を所定の温度になるまで加熱し、焼成させ、化学反応を起こすことで、セメントの元となるクリンカを生成する焼成工程、そして、焼成工程で生成されたクリンカに石こうを加え、細かい粉末になるまで粉砕する仕上げ工程を経て製造される。

【0024】

焼成工程では、ロータリーキルンと呼ばれる円筒状の回転窯を用いてクリンカが生成される。ロータリーキルンの内周側には、耐火煉瓦が隙間なく内張りされており、キルンの高温に耐える構造となっている。内張された耐火煉瓦は、焼成工程において、高温にさらされ、原料に接触するなどして摩耗するため、定期的に摩耗した耐火煉瓦を取り換える必要がある。

【0025】

本実施形態では、３Ｄレーザースキャナを用いて、ロータリーキルンの内部の３Ｄ画像データを作製し、耐火煉瓦の残厚を算出し、耐火煉瓦の摩耗量を評価する。耐火煉瓦の摩耗量の評価方法について、以下に説明する。

【0026】

（摩耗量の評価方法）
［１．３Ｄレーザースキャナ］
本実施形態で用いる３Ｄレーザースキャナについて説明する。本実施形態では、３Ｄレーザースキャナは、ＦＡＲＯ社製の三次元測定器を用いた。３Ｄレーザースキャナの測定方式は、非接触方式を採用し、３Ｄスキャナによる測定原理は、位相差方式を用いている。位相差方式は、測定対象物にレーザー光を照射し、レーザー光の放射波と反射波との位相差により、測定対象との距離を測る方法であり、測定対象上の三次元座標を取得することができる。また、本実施形態で用いる３Ｄレーザースキャナは、計測部が３６０度垂直回転し、本体全体が１８０度水平回転する構造を有している。このように、計測部を３６０度回転させながら、本体全体を１８０度水平回転するため、短時間で高精度のデータを取得することが可能となる。具体的には、４０００万点／３分間の座標を計測することが可能となる。

【0027】

［２．耐火煉瓦の摩耗量の測定］
（１）３Ｄレーザースキャナによるスキャニング
図１は、キルンシェル内部を３Ｄレーザースキャナでスキャニングする様子を示す図である。まず、図１に示すように、耐火煉瓦の摩耗量を測定するために、キルンシェル１００の内部を、３Ｄレーザースキャナ１１を用いてスキャニングする。測定対象物であるキルンシェル１００は、円筒状のキルンシェルであり、耐火煉瓦が内張りされている。キルンシェル１００の全長は５４ｍ、キルンシェル１００の半径（設計値）は３．５ｍである。また、内張りされている耐火煉瓦の１個の大きさ（摩耗前）は、縦１０ｃｍ×横２０ｃｍ×高さ２０ｃｍである。

【0028】

上述した３Ｄレーザースキャナ１１（ＦＡＲＯ社製）を使用し、スキャンスピード約１２万点／秒、精度：±２ｍｍ（範囲～１３０ｍ）、１０ｍ距離における測定ピッチ６．３ｍｍで、測定を行う。キルンシェルの半径は、煉瓦摩耗量算出の基準面（以下、単に基準面ともいう）となるため、キルンシェル１００の内壁が露出している箇所も測定を行う。なお、キルンシェル１００の半径は、設計値を用いてもよい。

【0029】

測定間隔は１０ｍとし、キルンシェル１００内部にランダムに配置した複数のリファレンスボール１３を目印として、各測定で得られた複数の点群データ合成を行う。このように、リファレンスボール１３等の目印を置くことで、各画像（点群データ）の繋ぎ合わせが容易となる。

【0030】

なお、点群データの点数が煉瓦１枚あたり１０点以上得る場合は、点群は照射角度や対象物の凹凸により整列した状態にならないため、計測データの点数が適切になるよう、機器の設定を行う。また、本実施形態の測定対象物であるキルンシェル１００においては、１０ｍ距離における測定ピッチは５～１５ｍｍが好ましく、１２ｍｍ程度がより好ましい。また、３Ｄレーザースキャナ１１の移動・設置間隔は１０～２０ｍが好ましく、１５ｍがより好ましい。

【0031】

図２（ａ）は、測定対象物であるキルンシェル１００の概略を示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）を３Ｄレーザースキャナで測定した３Ｄ画像データ（点群データ）のうち、縦２．４ｍ×横２．８ｍ程度の範囲を示した図である。図２（ｂ）に示すように、３Ｄ画像データ（点群データ）から各耐火煉瓦の摩耗状態がわかる。このように、３Ｄレーザースキャナを用いて、キルンシェル１００内部をスキャニングすることで、キルンシェル１００内部の形状や特徴を正確に取得することができる。

【0032】

（２）基準座標の調整
次に、スキャニングにより取得したキルンシェルの三次元座標データ（以下、３Ｄ画像データともいう。）を用いて、キルンシェルのフランジ部分の断面の中心部分が、三次元座標の原点となるように、３Ｄ画像データの基準座標を調整する。基準座標の調整作業について、以下説明する。

【0033】

図３は、基準座標の調整過程を示す図である。まず、スキャニングにより取得した３Ｄ画像データのキルンシェル２００において、キルンシェルの中心軸をＺ軸とし、耐火煉瓦が除去されキルンシェルの内壁が露出している箇所（図３（ａ）シェル露出部分Ｂ）を直径とする円筒を、Ｚ軸方向に延長し（図３（ａ）矢印）、耐火煉瓦の摩耗量を算出する際に基準となる基準面を作製する（図３（ａ））。なお、残厚０ｍｍの基準面は、測定により得られた値（耐火煉瓦が除去されキルンシェル１００が露出している箇所の直径）ではなく、キルンシェル１００の半径の設計値を用いて、残厚０ｍｍの基準面を作製することもできる。また、キルンシェル１００外部を３Ｄレーザースキャナでスキャニングし、外部の形状を示す点群データおよびキルンシェル１００の厚さ（設計値）を用いて、キルンシェル１００の半径を算出し、残厚０ｍｍの基準面としてもよい。

【0034】

次に、スキャニングで取得した点群データを、直交座標から、３Ｄ画像データで表されたキルンシェル２００のフランジ面の中心部分を三次元座標の原点とする円柱座標に変換を行う（図３（ｂ））。

【0035】

（３）耐火煉瓦の残厚の算出
図４は、キルンシェルの中心軸（Ｚ軸）と直交する断面の概略を示す図である。耐火煉瓦の残厚は、キルンシェルの半径をｒ１とし、中心軸から耐火煉瓦表面２１までの距離をｒ２とすると、ｒ１－ｒ２により算出することができる。このように、キルンシェル内全体の各耐火煉瓦の残厚を算出することで、耐火煉瓦の摩耗状態を把握することができる。具体的には、例えば、算出例１から算出例３のように算出することにより、キルンシェル内全体の各耐火煉瓦の残厚を算出する。

【0036】

（算出例１）
図４に示すように、３Ｄ画像データのキルンシェル２００の中心軸と直交する断面上で、３Ｄ画像データのキルンシェル２００の半径を、初期位置から予め定められた角度（θ）まで回転させ、回転後のキルンシェルの半径（ｒ１）と回転後のキルンシェルと同半径上の中心軸から耐火煉瓦表面２１までの距離（ｒ２）を用いて、耐火煉瓦の残厚を算出する。この作業を、断面上３６０度行い、中心軸方向の一定間隔（ｔ）の断面上においても同様に行う。これにより、キルンシェル内全ての耐火煉瓦の残厚を把握することが可能となる。

【0037】

（算出例２）
図５（ａ）（ｂ）に示すように、３Ｄ画像データのキルンシェル２００において、キルンシェル２００の中心軸と直交する２つの断面上で、３Ｄ画像データのキルンシェル２００の半径を、初期位置から予め定められた角度（θ）まで回転させたときに、回転前後における３Ｄ画像データのキルンシェル２００の半径と３Ｄ画像データのキルンシェル２００の内周との４つの交点から評価範囲Ａを定め、評価範囲Ａ内で最小の残厚を評価範囲Ａの残厚とする。この作業を、断面上３６０度行い、中心軸方向の一定間隔（ｔ）の断面上においても同様に行う。なお、２つの断面間の距離は、中心軸方向の一定間隔（ｔ）である。これにより、キルンシェル内全ての耐火煉瓦の残厚を把握することが可能となる。

【0038】

（算出例３）
また、図５（ａ）（ｂ）に示すように、３Ｄ画像データのキルンシェル２００において、キルンシェルの中心軸と直交する２つの断面上で、３Ｄ画像データのキルンシェル２００の半径を初期位置から予め定められた角度（θ）まで回転させたときに、回転前後における３Ｄ画像データのキルンシェル２００の半径と３Ｄ画像データのキルンシェル２００の内周との４つの交点から評価範囲Ａを定め、評価範囲Ａ内の残厚の平均値を評価範囲の残厚とする。この作業を、断面上３６０度行い、中心軸方向の一定間隔（ｔ）の断面上においても同様に行う。なお、２つの断面間の距離は、中心軸方向の一定間隔（ｔ）である。これにより、キルンシェル内全ての耐火煉瓦の残厚を把握することが可能となる。

【0039】

算出例１から算出例３の方法を用いることで、キルンシェル内全ての耐火煉瓦の残厚を正確に把握することが可能となる。なお、本実施形態では、θ＝３度、ｔ＝５ｃｍとして算出した。

【0040】

（４）３Ｄコンター図の作製
図６は、キルンシェル内一部の耐火煉瓦の残厚を示す３Ｄコンター図である。図６は、残厚０ｍｍの基準面として、（３）で説明したように、各断面の各角度で耐火煉瓦の残厚を算出し、３Ｄ画像データに取り込むことにより作製した３Ｄコンター図である。なお、図６は、キルンシェル全長５４ｍのうち、２０ｍ程度の範囲を示したものである。このように、キルンシェル内全体の耐火煉瓦の残厚を示す３Ｄコンター図を作製することにより、キルンシェル内全体の耐火煉瓦の摩耗量を容易に把握することが可能となる。その結果、耐火煉瓦の張り替えが必要な範囲を、容易かつ統一的に判断することができる。

【0041】

耐火煉瓦の残厚を算出する際に用いた、予め定められた角度（θ）および中心軸方向の一定間隔（ｔ）によって定まる評価範囲は、３Ｄコンター図の１マスに該当することとなる。個々の煉瓦の摩耗状態を把握することが好ましいため、耐火煉瓦１個の表面を、３Ｄコンター図の複数のマスで表現するよう、角度（θ）を設定する必要がある（詳細は後述する）。本実施形態においては、キルンシェルの大きさ、耐火煉瓦の大きさから、θ＝３度以下が好ましく、１度以上３度以下がより好ましい。

【0042】

［３．キルン展開図］
キルンシェル内には、複数の耐火煉瓦が敷き詰められているため、耐火煉瓦の残厚の算出後、どの耐火煉瓦を張り替える必要があるか、張り替えが必要な耐火煉瓦の位置や数を把握する必要がある。本実施形態では、耐火煉瓦の位置や数を把握する方法として、キルンシェル内全体の耐火煉瓦の残厚を表した３Ｄコンター図を展開した展開図（以下、キルン展開図と呼称する。）を用いる。キルン展開図について、以下に説明する。

【0043】

（１）キルン展開図の作製
図７（ａ）（ｂ）は、３Ｄコンター図およびそれを展開したキルン展開図を示す概略図である。図８（ａ）（ｂ）は、キルン展開図の一部を示す図である。図７（ｂ）に示すキルン展開図は、図７（ａ）に示すように、３Ｄコンター図を、中心軸と直交する断面の円周方向を縦軸、中心軸方向を横軸として展開することで作製することができる。つまり、図６に示したキルンシェル内全体の耐火煉瓦の残厚を示す３Ｄコンター図を、円周方向を縦軸、中心軸方向を横軸として展開し、キルン展開図を作製する。図８（ｂ）は、図８（ａ）の点線囲い部分Ｘを拡大した図であり、中心軸方向に一定区間（ｔ＝５ｃｍ）ごとの断面において、円周方向３度ごとに区分けされた評価範囲ごとに算出した耐火煉瓦の残厚が、２Ｄコンター図で示されている。本実施形態の測定対象物であるキルンシェル内の耐火煉瓦のサイズは、図８に示す２Ｄコンター図の４マスに相当する。つまり、本実施形態で作製される３Ｄコンター図および２Ｄコンター図から、個々の煉瓦の摩耗状態を把握することが可能となる。

【0044】

図９は、３Ｄコンター図から作製したキルン展開図（２Ｄコンター図）である。図９に示した２Ｄコンター図の１マスの大きさは、３Ｄコンター図で一定区間に区分けされた評価範囲に対応しており、θ（縦）＝３度、ｔ（横）＝５ｃｍ（５０ｍｍ）である。図９に示すように、２Ｄコンター図で表されたキルン展開図を用いることで、キルンシェル内全体の耐火煉瓦の摩耗量を容易に把握することが可能となる。また、個々の煉瓦の摩耗状態を把握することが可能であるため、全体の摩耗状況を把握することができるほか、張り替えが必要な耐火煉瓦の位置や数も把握することが可能となる。

【0045】

［４．煉瓦の張り替え判断基準］
３Ｄコンター図やキルン展開図を用いることで、全体の摩耗状況を把握し、張り替えが必要な煉瓦を特定することが可能になることは上述した通りである。さらに、ここでは、作業者による煉瓦の張り替え範囲の決定を、統一的に管理することが可能となる方法について、説明する。

【0046】

判断基準を統一する方法として、予め煉瓦残厚の閾値を設定する方法がある。例えば、取り換え対象とする煉瓦残厚の閾値を、１００ｍｍとし、計測した煉瓦残厚が閾値以上か未満かによって、キルン展開図のマスを色分けして表示することにより、即時に判断することが可能となる。図１０は、張り替え可否を示したキルン展開図である。例えば、残厚が１００ｍｍ以上の煉瓦を示すマスは白色、残厚が１００ｍｍ未満の煉瓦を示すマスは黒色とし（図１０（ａ））、キルン展開図に表示することで、統一された判断基準に基づき、煉瓦の張り替えを行うことが可能となる（図１０（ｂ））。本実施形態では、白と黒を用いたが、赤と青など他の色を用いてよく、補色などを用いるのがより好ましい。

【0047】

［５．摩耗量（残厚）の予測］
ロータリーキルンは、定期的に休転し点検を行っている。キルンシェルの内部の耐火煉瓦についても、休転時に摩耗状況を把握し、取り換えを行っている。３Ｄレーザースキャナ等を用いて耐火煉瓦の残厚を都度記録しておくこと、各煉瓦の摩耗推移を把握することができる。例えば、図１１に示すように、前回と前々回の点検結果（図１１（ａ））から、次回の各煉瓦の摩耗量を予測することができ（図１１（ｂ））、煉瓦の取り換え作業を円滑に行うことが可能となる。さらに、点検結果のデータを蓄積していくことで、摩耗推移の傾向を把握することができ、その結果、煉瓦の摩耗推移の予測精度を高めることや、長期的な健全性の確認を行うことが可能である。

【0048】

以上説明したように、キルンシェル内部全面の形状の３Ｄ画像データを作製し、３Ｄ画像データから各耐火煉瓦の残厚を把握することができる。その結果、煉瓦の張り替え範囲の決定や、摩耗量予測を統一的に管理することが可能となる。

【符号の説明】

【0049】

１００ キルンシェル
２００ ３Ｄ画像データのキルンシェル
１１ ３Ｄレーザースキャナ
１３ リファレンスボール
２１ 耐火煉瓦表面
Ａ 評価範囲
Ｂ シェル部分（基準面）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】