JP6848652B2 - 転炉耐火物プロフィール測定装置及び転炉耐火物プロフィール測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、転炉の耐火物炉内側表面形状（耐火物プロフィール）を測定するための転炉耐火物プロフィール測定装置及び転炉耐火物プロフィール測定方法に関するものである。

溶鉄をはじめとする溶融金属を精錬するための転炉は、鉄皮で形成され炉頂部に炉口を有する容器に耐火物が内張され、傾動軸まわりに傾動可能に設けられている。溶鉄の精錬においては、まず炉口から溶銑やスクラップを装入する。転炉炉口を溶銑装入側（以下「炉前側」という。）に傾動し、スクラップシュートからスクラップを、溶銑鍋から溶銑を、いずれも炉口を経由して炉内に装入する。次いで、炉を直立（炉口が真上となる位置）として純酸素上吹き精錬を行う。上底吹き転炉では底吹きも行う。精錬が完了すると、転炉を炉前側と反対側に傾転し、転炉の炉腹に設けた出鋼口を通して溶鋼を出鋼する。出鋼時に転炉炉口が傾転する側を炉裏側と呼ぶ。原料（スクラップ・溶銑）の装入から、送酸精錬（吹錬）を経て出鋼・排滓に至るまでの１サイクルを、ここでは「ヒート」と呼ぶ。

転炉精錬中においては、溶鉄中の不純物を精錬除去するために、溶鉄表面に溶融スラグを形成し、酸素吹きによって溶鉄が激しく攪拌する。また、上底吹き転炉においては、炉底に底吹き羽口が設けられている。転炉炉内に構築された耐火物は、攪拌する溶鉄の高温にさらされ、また形成された溶融スラグとの反応によって表面が損耗し、さらに底吹き羽口付近の耐火物は底吹きに起因して損耗が進行する。

転炉の内張り耐火物は、一般に鉄皮に近い側のパーマ煉瓦、炉内側のウェア煉瓦の２層で構築される。ウェア煉瓦の損耗が進行すると、最終的にはウェア煉瓦を全面的に張り替えることとなる。耐火物損耗が局所的に進行している場合には、損耗が進行している部位について、吹き付け耐火物を吹き付けることによって損耗を補修する。耐火物炉内側表面のうち、損耗が進行している部位とその損耗量を的確に把握することができれば、当該部位について吹き付け補修で耐火物厚さを確保するとともに、局部的損耗が生じる原因を突き止めて恒久的な対策を検討することも可能となり、転炉の耐火物寿命を延長することができる。

特許文献１においては、耐火物を転炉における基準点を含んで撮像し、耐火物のプロファイルを算出する方法が開示されている。該撮像は、同一対象に対して撮影角度を異にした複数の画像を撮像するもの（３Ｄカメラ）であり、いわゆるステレオ写真方式ということができる。同文献では、転炉の近傍にデジタル式の３Ｄカメラを、三脚を用いて設置するとしている。転炉の炉口近傍に３つの基準点を設け、基準点に基づいて３次元の座標を定めることにより、異なったタイミングで撮像したプロファイルを対応させている。また特許文献２においては、溶融金属用容器におけるウェア層の残厚測定方法であって、パーマ層の位置情報を予め測定して基準とする工程と、ウェア層の位置情報を測定し、予め測定されたパーマ層の位置情報と比較することにより、ウェア層の残厚を求める工程とを含む方法が開示されている。位置情報測定手段として、レーザー式距離計が用いられている。

特開２００９−６８９８２号公報 特開２０１４−１４２１５２号公報

転炉精錬は、原料装入、吹錬、出鋼・排滓のサイクル（ヒート）を繰り返すことで溶鋼生産を行っている。転炉内張り耐火物の健全性を確保して耐火物寿命を保つためには、できるだけ多くのタイミングで、耐火物プロフィールを計測することが好ましい。各ヒートに１回、耐火物プロフィール測定が行えれば最も好ましい。一方、溶鋼生産量の最大化を要請されている場合には、耐火物プロフィール測定のために転炉の生産を中断することは好ましくない。

これに対して特許文献１に記載の方法では、３Ｄカメラを三脚を用いて所定の位置に設置し、転炉の炉口を通して３Ｄカメラが炉内が撮影できるように転炉を傾転し、撮像を行う必要がある。そのため、耐火物プロフィール測定のために転炉の稼働を中断することが必須となり、転炉の生産性を低下させる要因となっていた。

また従来は、測定のタイミング毎に、転炉と３Ｄカメラとの相対位置、相対角度が変動するため、転炉の炉口近傍に３つの基準点を設け、基準点に基づいて３次元の座標を定めることが必須であった。転炉の炉口近傍は、吹錬中のスラグ吹き出しなどのためにスラグや地金が付着しやすく、３Ｄカメラで常に認識可能に基準点を保持することが困難となることがあった。

本発明は、転炉精錬のサイクルタイム中断をなくすか極力少なくするとともに、転炉炉口付近に基準点を設ける必要のない、転炉耐火物プロフィール測定装置及び転炉耐火物プロフィール測定方法を提供することを目的とする。

即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）転炉の耐火物炉内側表面形状（以下「耐火物プロフィール」という。）を測定する装置であって、
転炉からの出鋼時に転炉炉口が傾転する側（以下「炉裏側」という。）の炉床よりも上方の建屋構築物に固定された架台と、２次元の撮像範囲の各撮像部位において撮像対象までの距離を計測することのできる形状測定装置（以下「プロフィールメーター」という。）と、前記架台に接続された移動装置であって、移動台車をレールに沿って前進後退させることによって前記プロフィールメーターを前進位置と後退位置との間で移動させる移動装置とを有し、
前記前進位置は、転炉の炉口を炉裏側に傾転したときに前記プロフィールメーターによって炉口を通して転炉炉内の耐火物炉内側表面形状の一部又は全部を観察可能な位置であって、前進位置は後退位置よりもプロフィールメーターと炉口との距離が近接する位置であることを特徴とする転炉耐火物プロフィール測定装置。
（２）前記後退位置は、転炉の炉口を炉裏側に傾転したときに前記プロフィールメーターによって炉口を通して転炉炉内の耐火物炉内側表面形状の一部を観察可能な位置であることを特徴とする上記（１）に記載の転炉耐火物プロフィール測定装置。
（３）上記（１）又は（２）に記載の転炉耐火物プロフィール測定装置を用いた転炉耐火物プロフィール測定方法であって、
異なった２つのタイミングにおいて、転炉炉口を炉裏側に傾転し、前記前進位置と後退位置の一方又は両方において前記プロフィールメーターを用いて転炉の耐火物プロフィールを計測し、２つのタイミングの耐火物プロフィールを対比することによって２つのタイミング間での耐火物の厚み増減量を評価することを特徴とする転炉耐火物プロフィール測定方法。

本発明の転炉耐火物プロフィール測定装置及び転炉耐火物プロフィール測定方法により、転炉精錬のサイクルタイム中断をなくすか極力少なくするとともに、転炉炉口付近に基準点を設けることなく、転炉の耐火物炉内側表面形状（耐火物プロフィール）を測定することができる。

本発明の転炉耐火物プロフィール測定装置と転炉の位置関係を示す側面図である。 本発明の転炉耐火物プロフィール測定装置と転炉の位置関係を示す側面断面図であり、プロフィールメーターが前進位置（Ａ）、後退位置（Ｂ）にある場合を示す。 本発明の転炉耐火物プロフィール測定装置におけるアーム位置を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ矢視正面図である。 本発明の転炉耐火物プロフィール測定装置におけるアーム位置を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ矢視正面図である。 本発明の転炉耐火物プロフィール測定装置と周辺設備との位置関係を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明の転炉耐火物プロフィール測定装置を用いた耐火物プロフィールの測定状況を示す側面断面図であり、プロフィールメーターが前進位置（Ａ）、後退位置（Ｂ）にある場合を示す。

図１〜図６に基づいて本発明の説明を行う。
本発明は、転炉１１の耐火物炉内側表面１７の形状（耐火物プロフィール）を測定するに際し、２次元の撮像範囲の各撮像部位において撮像対象までの距離を計測することのできる形状測定装置（プロフィールメーター８）を用いる。

転炉１１を直立したときの垂直方向軸を炉軸１８と呼ぶ。通常の転炉１１は、炉軸１８に垂直な断面において炉軸１８を中心とする同心円を描いた形状となる。また転炉１１は、傾動軸１９まわりに傾動可能に設けられている。炉軸１８と傾動軸１９は相互に直角に設けられる。炉軸１８と傾動軸１９の交点を炉体原点３９と呼ぶ。

建屋内において、転炉１１の周囲は、ほぼ傾動軸１９と同じ高さに床が設けられており、ここでは炉床２１と呼ぶ。転炉１１を傾転してスクラップや溶銑を装入する側（炉前側３１）については、溶銑を収容した溶銑鍋を天井クレーンで吊り上げ、溶銑鍋から転炉内に溶銑を装入する作業が行われるため、炉前側３１の炉床２１は広い空間となり、炉床の上方についても、天井クレーン走行位置まで高い空間が確保されている。一方、転炉炉口を傾転して溶鋼を出鋼する側（炉裏側３２）については、炉床２１のすぐ上部に天井と次の階の床構造物が形成され、建屋構築物２２を形成している。転炉を炉裏側３２に９０°傾転すると、通常、転炉１１の炉軸１８は炉床２１よりも若干高い位置に配置され、炉床２１と平行に位置することになる。炉軸１８と垂線との間の角度を転炉傾動角度θとする。転炉１１が炉裏側に傾転したときの転炉傾動角度θを正の値とする。

本発明は、転炉の耐火物プロフィールを測定するためのプロフィールメーター８を配置するに際し、炉裏側３２の建屋構築物２２に固定された架台２と、架台２に接続された移動装置３であって、プロフィールメーター８を前進位置３３と後退位置３４との間で移動させる移動装置３とを有することを特徴とする。架台２を固定するための建屋構築物２２としては、炉裏側３２の炉床２１からみて天井位置となる部位の鉄骨構造部分を用いることができる。架台２とプロフィールメーター８との間に配置する移動装置３は、例えば架台２側に設けたレール４上を移動台車５が直線的に前進後退する機構を採用することができる。移動台車５にアーム７を設け、アーム７の先端にプロフィールメーター８を配置することができる。移動台車５をレール４上で前進後退させることにより、プロフィールメーター８を前進位置３３と後退位置３４のそれぞれに配置することができる。図１では、前進位置３３を実線、後退位置３４を２点鎖線で示している。このように、建屋構築物２２に固定した架台２を用い、架台２とプロフィールメーター８との間を移動装置３で接続しているので、前進位置３３、後退位置３４ともに、プロフィールメーター８を常に同一位置に精度良く停止することができる。

図１、図２（Ａ）によって、プロフィールメーター８の配置位置である前進位置３３について説明する。通常の転炉断面における耐火物炉内側表面形状は、炉底部１３、円筒状の炉腹部１４、炉口１２に向かって幅すぼまりとなる炉上部１５から形成される。炉口１２の外側からプロフィールメーター８によって炉内部を観察するに際し、プロフィールメーター８から炉口１２までの距離が遠すぎると、炉上部１５の耐火物炉内側表面１７が炉口１２に隠れて観察することができない。さらに炉口１２からの距離が遠ざかると、炉腹部１４の耐火物炉内側表面１７も炉口１２に隠れて見えなくなる。従って、プロフィールメーター８の前進位置３３において、炉上部１５の耐火物炉内側表面１７まで観察しようとすると、できるかぎりプロフィールメーター８を炉口１２に近づけた位置にする必要がある。

転炉１１を炉裏側に９０°傾転したとき（θ＝９０°）（以下「９０°傾転位置３８」と呼ぶ。）、炉床２１と平行に水平に伸びる炉軸１８の方向にプロフィールメーター８が配置されるように、前進位置３３を定めると好ましい。さらに上述のように、前進位置３３においてはプロフィールメーター８をできるかぎり炉口１２に近づけると好ましい。炉裏側３２の炉床上部空間と転炉との間には、防護壁２３が設けられている。転炉炉口１２を炉裏側３２に傾転したときの炉内からの輻射熱を防護壁２３によって防ぐことができる。防護壁２３は通常窓２４を設け、窓２４は開閉可能に設けられる。プロフィールメーター８の前進位置３３においては、防護壁２３の窓２４を開の位置とするとともに、プロフィールメーター８が防護壁２３配置位置まで転炉の炉口１２に近づいた位置とすると好ましい。これにより、転炉１１の炉上部１５の耐火物炉内側表面１７までプロフィールメーター８の撮像範囲４３とし、観察することが可能となる（図２（Ａ））。図２（Ａ）では上下方向４０の撮像範囲４３を示しているが、左右方向（傾動軸方向４２）についても同様の撮像範囲４３を有している。防護壁２３配置位置よりもさらに炉口１２に近い位置まで前進すると、転炉上部空間からの落下物の通過位置となるので好ましくない。

以上のように、プロフィールメーター８の前進位置３３は、転炉の炉口１２を炉裏側３２に傾転したときにプロフィールメーター８によって炉口１２を通して転炉炉内の耐火物炉内側表面１７形状の一部又は全部を観察可能な位置とする。

また上述のように、プロフィールメーター８の前進位置３３は、炉口１２にできるだけ近づける必要から、炉裏側３２の防護壁２３の窓２４を開いた状態で配置可能な位置となることから、防護壁２３の窓２４を閉じるためには、プロフィールメーター８が後退して転炉１１から遠ざかる位置に待避する必要がある。本発明では、移動装置３によってプロフィールメーター８を移動可能であり、前進位置３３は後退位置３４よりもプロフィールメーター８と炉口１２との距離が近接する位置とする。これにより、プロフィールメーター８を後退位置３４に配置すれば（図１の２点鎖線部参照）、防護壁２３の窓２４を閉とすることができる。

本発明において好ましくは、プロフィールメーター８の後退位置３４においても転炉炉内の耐火物プロフィールを測定可能とする（図２（Ｂ））。炉裏側３２の防護壁２３に設けた窓２４を開くことにより、後退位置３４からでも炉内の一部を観察可能とすることができる。防護壁２３の窓２４を開としたとき、プロフィールメーター８を後退位置３４に配置し、かつ転炉を９０°傾転位置３８とし、窓２４を通じてプロフィールメーター８の撮像範囲４３として少なくとも転炉１１の炉底部１３が観察可能となるように窓２４を設けると好ましい。これにより、防護壁２３の窓２４を通じて転炉炉壁一部の耐火物プロフィールが測定可能となる。例えば、転炉出鋼中、転炉傾動角度θが９０°となったタイミングをとらえ、防護壁２３の窓２４を開き、後退位置３４に配置したプロフィールメーター８で炉内を観察することにより、炉底部１３の耐火物プロフィールを測定することができる。このような測定が可能になるので、転炉のサイクルタイムに一切影響を及ぼすことなく、少なくとも転炉の炉底部１３について、１ヒートに１回の耐火物プロフィール測定が可能となる。

プロフィールメーター８の前進位置３３、後退位置３４の両方で耐火物プロフィール測定を行うためには、前進位置３３、後退位置３４ともに、９０°傾転位置３８における炉軸１８上にプロフィールメーター８を設けると好ましい。このとき、前進位置３３と後退位置３４との間の移動経路は、９０°傾転位置３８における炉軸１８と一致することとなる。

本発明は、プロフィールメーター８を建屋構築物２２に接続する構造としているので、プロフィールメーター８の前進位置３３、後退位置３４における位置再現性は、前後左右上下いずれも±１ｍｍ以内とすることができる。また、任意の傾動角度で転炉を停止したときの、実際の傾動角度と計測した傾動角度との間の誤差についても、±０．１°以内とすることができる。これにより、転炉の耐火物炉内側表面形状（耐火物プロフィール）における耐火物厚み方向での測定精度を、炉底部１３で±７ｍｍ、炉腹部１４で±７ｍｍ、炉上部１５で±１０ｍｍに維持することが可能となる。

本発明は以上のように、耐火物プロフィール測定時における転炉１１とプロフィールメーター８との位置関係を、角度を含めて再現性良く配置することができるので、特許文献１に記載の方法と相違し、転炉炉口近傍に設けた３つの基準点を用いる必要がない。一方、前進位置３３、後退位置３４におけるプロフィールメーター８の配置位置が予定位置であることを確認する意味において、撮像範囲内のいずれかの固定点を基準点として用いることは好ましい。

本発明で用いるプロフィールメーター８については、２次元の撮像範囲４３の各撮像部位において撮像対象までの距離を計測することのできる形状測定装置であればいずれの形式であっても良い。例えば、ステレオ写真方式、即ち、撮影方向に垂直な方向に所定の距離で離れた２つの撮影系を設け、同一対象に対して撮影角度を異にした複数の画像を撮像するものを用いることができる。また、レーザー、マイクロ波、超音波等を利用する各種距離計であって、２次元の撮像範囲の各撮像部位までの距離を計測できる距離計を用いることもできる。レーザー式距離計であれば、光源からレーザービームを撮影対象に照射し、撮像範囲内においてレーザービームの照射方向をスキャンすることにより、２次元の範囲を計測することができる。レーザービームの反射光を受光器で受光し、レーザーの照射から反射光の受光までに要する時間を計測して距離を測定する。ここで２次元の撮像範囲４３とは、上下方向４０と左右方向（傾動軸方向４２）の両方向に撮像範囲を有していることを意味する。

転炉炉裏側３２の炉床２１の上部空間は、種々の作業を行う空間でもある。転炉出鋼終了時のスラグ流出を低減するため、スラグダーツ２５を用いることがある（図５参照）。スラグダーツ２５を炉内に投入するに際しては、スラグダーツ投入装置２６が炉裏側３２の炉床上部空間に配置される。本発明の耐火物プロフィール測定装置１は、測定を行わない待機時期においては、炉床上の諸作業を妨害しないように収納されていると好ましい。例えば、移動装置３とプロフィールメーター８とを接続するアーム７について、移動装置３付近の回動軸６を中心に回動可能に設け、待機時期においては、図３の実線で示すように、アーム７とプロフィールメーター８の両方が移動装置付近の待機位置３７に収納される。そして耐火物プロフィール測定時には、図３の２点鎖線部で示すように、アーム７を回動して測定位置３５とする。図３では後退位置３４に配置されている。さらに図４で示すように、後退位置３４（実線）から、前進位置３３（２点鎖線）にプロフィールメーター８を移動することができる。

上記本発明の転炉耐火物プロフィール測定装置を用いた転炉耐火物プロフィール測定方法においては、異なった２つのタイミングにおいて、転炉炉口１２を炉裏側３２に傾転し、前進位置３３と後退位置３４の一方又は両方においてプロフィールメーター８を用いて転炉の耐火物プロフィールを計測し、２つのタイミングの耐火物プロフィールを対比することによって２つのタイミング間での各部位の耐火物の厚み増減量を評価することができる。上記異なった２つのタイミングとしては、例えば第１のタイミングを、転炉耐火物のウェア煉瓦を築造した直後のタイミングとし、第２のタイミングを、転炉稼働中の任意のタイミングとする。炉裏側３２の転炉傾動角度としては、９０°傾転位置３８を用いることができる。第１のタイミングと第２のタイミングにおける耐火物プロフィールの測定結果を対比することにより、ウェア煉瓦築造直後と対比して、第２のタイミング時における各部位の耐火物厚み増減量を評価することができる。図２に示す耐火物１６の炉内側表面１７は、転炉耐火物のウェア煉瓦を築造した直後の状況を示す。図６においては、第１のタイミングにおける転炉耐火物のウェア煉瓦を築造した直後の耐火物の炉内側表面１７ａを２点鎖線、第２のタイミングにおける転炉稼働中の耐火物の炉内側表面１７を実線で示している。なお、ウェア煉瓦築造時の耐火物プロフィールについては、プロフィールメーター８を用いた測定に替えて、煉瓦築造図面から読み取った耐火物プロフィールを用いることとしても良い。

本発明において、プロフィールメーター８によって耐火物プロフィールを測定するに際し、転炉傾動角度θを９０°とすると好ましいが、９０°以外の角度であっても良い。θ＝９０°±１５°の範囲であれば、測定を行うことができる。また、異なった２つのタイミングで計測するに際し、両者が同じ転炉傾動角度であると好ましいが、異なった転炉傾動角度θであってもかまわない。ただし、いずれの転炉傾動角度であっても、転炉傾動角度θの実績値を±０．１°の精度で正確に計測できることが必要である。

前進位置３３におけるプロフィールメーター８の配置位置は、傾転した転炉１１の炉軸１８と交わる位置であることが好ましいが、炉軸１８から離れていても計測は可能である。炉軸からの距離が±３００ｍｍの範囲であれば十分に計測することができる。また、異なった２つのタイミングで計測するに際し、プロフィールメーター８の位置が同一であると好ましいが、異なった位置に配置してもかまわない。ただし、いずれの位置についても、プロフィールメーター８の位置が±１ｍｍの精度で正確に計測できることが必要である。

前進位置におけるプロフィールメーターの撮像中心方向については、炉軸１８に平行であることが好ましいが、平行から外れていても良い。また、異なった２つのタイミングで計測するに際し、プロフィールメーターの撮像中心方向が異なっていても良い。

後退位置３４においても耐火物プロフィールを計測する場合、転炉傾動角度θ、プロフィールメーター８の配置位置、プロフィールメーター８の撮像中心方向に関して、上記前進位置３３と同様の配慮が必要となる。

３００トン上底吹き転炉において、本発明を適用した。当該転炉１１は、炉裏側３２への９０°傾転位置３８において、炉軸１８が炉床２１の上方１３００ｍｍの位置となる。炉裏側３２の炉床上の空間と転炉１１との間には、防護壁２３が設けられている。また防護壁２３には、開閉可能な窓２４が設けられている（図１参照）。

炉裏側３２の炉床２１からみて天井位置となる部位の鉄骨構造部分（建屋構築物２２）に、本発明の架台２を固定した。また、架台２に移動装置３を設けた。移動装置３は、架台２側に設けたレール４上を移動台車５が直線的に前進後退する機構を採用している。移動台車５には、回動軸６を経由してアーム７を設け、アーム７の先端にプロフィールメーター８を配置している。アーム７は、電動シリンダーによって回動軸６まわりに回動できる。アーム７を回動軸６まわりに回動することにより、アーム７を測定位置３５と待機位置３７の間で移動することができる（図３、図５参照）。測定位置３５と待機位置３７の間に、準備位置３６を有している（図５参照）。アーム７が測定位置３５にあるとき、移動装置３の移動により、プロフィールメーター８を前進位置３３と後退位置３４に配置することができる（図４参照）。前進位置３３、後退位置３４ともに、プロフィールメーター８は、９０°傾転位置３８における炉軸１８に沿った位置に配置される。９０°傾転位置３８における転炉の炉口１２先端部とプロフィールメーター８との間の距離は、前進位置３３において１４００ｍｍ、後退位置３４において４２００ｍｍとなる。

プロフィールメーター８として、レーザー距離計方式の市販のものを用いた。撮像範囲は、上下方向４０、左右方向（傾動軸方向４２）ともに１１０°の範囲である。前進位置３３において、炉口１２を通して炉内の耐火物表面の全体を観察することができる。一方、後退位置３４において、防護壁２３に設けた窓２４を通して上下方向・左右方向ともに２５°の範囲を観察可能であり、炉底部１３の全体を観察することができる。

プロフィールメーター８の停止位置精度は、前後左右上下いずれも±１ｍｍ以内であり、転炉傾動時の実際の傾動角度と計測した角度との誤差は±０．１°以内である。そのため、何ら基準点を設けることなく、炉内の耐火物プロフィールを、耐火物の厚み方向に、炉底部１３で±７ｍｍ、炉腹部１４で±７ｍｍ、炉上部１５で±１０ｍｍの精度で測定することができる。

図５に示すように、アーム７を待機位置３７（２点鎖線）とすると、炉裏側３２の炉床２１上で行われる通常の作業を支障なく行うことができる。準備位置３６（実線）においては、出鋼中の作業であるスラグダーツ２５を炉内溶鋼表面に投入する作業を行うことができる。測定位置３５（２点鎖線）では、スラグダーツ投入作業を行うことができない。本実施例では、アーム７を準備位置３６に配置し、転炉出鋼中においてアーム７を準備位置３６から測定位置３５（後退位置３４）に移動し、９０°傾転位置３８のタイミングでプロフィールメーター８によって炉底部１３の撮像を行い（図２（Ｂ））、直ちにアーム７を測定位置３５から準備位置３６に戻すまでの全作業を６０秒以内に完了することができる。そのため、９０°傾転位置３８でプロフィールの測定を行って準備位置まで戻った後に、出鋼終了時のスラグダーツ投入作業を何ら遅滞なく行うことができる。以上のとおりであるから、プロフィールメーター８を後退位置３４に配置して転炉炉底部１３のプロフィールを計測するに際しては、転炉出鋼作業中に作業を行い、転炉のサイクルタイムに何ら影響を及ぼすことなく測定を完了することができる。

転炉の出鋼と排滓が終了し、次ヒートの原料装入までに若干の時間を割くことが可能であるタイミングをとらえ、プロフィールメーター８を前進位置３３に配置した測定を行う。排滓完了後に転炉１１を炉裏側の９０°傾転位置３８に傾動し、炉裏側３２の防護壁２３の窓２４を開とし、プロフィールメーター８を前進位置３３に配置する（図２（Ａ））。この状態で撮像を行うことにより、炉内の耐火物表面の全体を撮像範囲４３とし、耐火物プロフィールを計測することが可能である。出鋼と排滓を終了しているので、耐火物表面が溶鋼やスラグで覆われておらず、すべての表面が露出しており、撮像が可能である。このような測定を行う場合でも、転炉のサイクルタイムに及ぼす影響はせいぜい２分以内に抑えることができる。

まず、転炉のウェア煉瓦を築造した直後の耐火物プロフィールを、本発明装置によって測定し（図２（Ａ））、初期プロフィールとして記録する。次に、転炉のヒート毎の出鋼時に、プロフィールメーター８を後退位置３４に配置した上で炉底部１３の耐火物プロフィールを測定する（図６（Ｂ））。初期プロフィールとの耐火物厚み差を算出し、耐火物損耗量として２次元マップ上に表示した。さらに、１０ヒートに１回の割合で、防護壁２３の窓２４を開き、プロフィールメーター８を前進位置３３に配置した上で炉内の全表面について耐火物プロフィールを測定し（図６（Ａ））、同じく初期プロフィールとの耐火物厚み差を算出し、耐火物損耗量として２次元マップ上に表示した。

表示されたマップ上において、耐火物損耗量が部分的に進行している部位が見出された場合には、当該進行している部位について集中的に、補修用の耐火物を吹き付けることによって補修を行い、損耗の進行を抑えることができた。損耗が進行していない部位への無駄な耐火物吹き付けを防止できるので、補修用耐火物の使用原単位を削減した上で、必要な耐火物寿命を確保することができた。

１ 転炉耐火物プロフィール測定装置
２ 架台
３ 移動装置
４ レール
５ 移動台車
６ 回動軸
７ アーム
８ プロフィールメーター
１１ 転炉
１２ 炉口
１３ 炉底部
１４ 炉腹部
１５ 炉上部
１６ 耐火物
１７ 炉内側表面
１８ 炉軸
１９ 傾動軸
２０ 出鋼口
２１ 炉床
２２ 建屋構築物
２３ 防護壁
２４ 窓
２５ スラグダーツ
２６ スラグダーツ投入装置
３１ 炉前側
３２ 炉裏側
３３ 前進位置
３４ 後退位置
３５ 測定位置
３６ 準備位置
３７ 待機位置
３８ ９０°傾転位置
３９ 炉体原点
４０ 高さ方向
４１ 前後方向
４２ 傾動軸方向
４３ 撮像範囲
θ 転炉傾動角度

Claims (3)

1. 転炉の耐火物炉内側表面形状（以下「耐火物プロフィール」という。）を測定する装置であって、
   転炉からの出鋼時に転炉炉口が傾転する側（以下「炉裏側」という。）の炉床よりも上方の建屋構築物に固定された架台と、２次元の撮像範囲の各撮像部位において撮像対象までの距離を計測することのできる形状測定装置（以下「プロフィールメーター」という。）と、前記架台に接続された移動装置であって、移動台車をレールに沿って前進後退させることによって前記プロフィールメーターを前進位置と後退位置との間で移動させる移動装置とを有し、
   前記前進位置は、転炉の炉口を炉裏側に傾転したときに前記プロフィールメーターによって炉口を通して転炉炉内の耐火物炉内側表面形状の一部又は全部を観察可能な位置であって、前進位置は後退位置よりもプロフィールメーターと炉口との距離が近接する位置であることを特徴とする転炉耐火物プロフィール測定装置。
2. 前記後退位置は、転炉の炉口を炉裏側に傾転したときに前記プロフィールメーターによって炉口を通して転炉炉内の耐火物炉内側表面形状の一部を観察可能な位置であることを特徴とする請求項１に記載の転炉耐火物プロフィール測定装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の転炉耐火物プロフィール測定装置を用いた転炉耐火物プロフィール測定方法であって、
   異なった２つのタイミングにおいて、転炉炉口を炉裏側に傾転し、前記前進位置と後退位置の一方又は両方において前記プロフィールメーターを用いて転炉の耐火物プロフィールを計測し、２つのタイミングの耐火物プロフィールを対比することによって２つのタイミング間での耐火物の厚み増減量を評価することを特徴とする転炉耐火物プロフィール測定方法。

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