JP7447861B2 - Repair system and method - Google Patents
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Description
本発明は、内面に耐火物層を有する構造物の補修システムに関する。また、本発明は内面に耐火物層を有する構造物の補修方法に関する。 The present invention relates to a repair system for a structure having a refractory layer on its inner surface. The present invention also relates to a method for repairing a structure having a refractory layer on its inner surface.
高温の内容物を保持するための構造物には、内容物の熱から構造物を保護するために、該構造物の内面にライニングとしての耐火物層が設けられることが一般的である。このような耐火物層を有する構造物としては、例えば、溶融金属を保持するための容器（以下、「溶融金属容器」という）や、高炉樋などの溶融金属用の樋が挙げられる。 A structure for holding high-temperature contents is generally provided with a refractory layer as a lining on the inner surface of the structure in order to protect the structure from the heat of the contents. Examples of structures having such a refractory layer include a container for holding molten metal (hereinafter referred to as a "molten metal container") and a gutter for molten metal such as a blast furnace gutter.
しかし、そのような構造物を使用していると、高温の内容物と接触することによる損耗や、熱衝撃などに起因するスポーリング（き裂、剥離）のため、前記耐火物層は次第に劣化する。そのため、前記耐火物層の機能を維持するためには、定期的に補修を行う必要がある。 However, when such structures are used, the refractory layer gradually deteriorates due to wear due to contact with high-temperature contents and spalling (cracking, peeling) caused by thermal shock. do. Therefore, in order to maintain the function of the refractory layer, it is necessary to periodically repair it.
耐火物層を補修する方法としては、不定形耐火物を吹き付ける方法が一般的に用いられている。しかし、劣化した耐火物層の上に不定形耐火物を吹き付けた場合、補修後の耐火物層の内部に、劣化した耐火物層と新しい耐火物層の界面が残存することになる。また、劣化した耐火物層の表面には、構造物を使用していた際に付着した溶融金属やスラグなどの滓（ノロ、ビルドアップなどともいう）が付着していることもある。そのため、補修した後に構造物を使用する中で、表面側の新しい耐火物層に亀裂が生じると、該亀裂を通じて溶融金属などが劣化した耐火物層と新しい耐火物層の界面まで侵入し、新しい耐火物層が剥離してしまうという問題がある。 As a method for repairing a refractory layer, a method of spraying a monolithic refractory is generally used. However, when a monolithic refractory is sprayed onto a deteriorated refractory layer, an interface between the deteriorated refractory layer and the new refractory layer remains inside the refractory layer after repair. Further, on the surface of a deteriorated refractory layer, slag (also referred to as slag, build-up, etc.) such as molten metal and slag that adhered when the structure was used may adhere. Therefore, if cracks occur in the new refractory layer on the surface side while the structure is used after repair, molten metal etc. can penetrate through the cracks to the interface between the deteriorated refractory layer and the new refractory layer, causing the new There is a problem that the refractory layer peels off.
そこで、上記剥離を防ぐために、耐火物層の補修にあたっては、補修する箇所の表面をはつって、劣化した耐火物層や耐火物層の表面に付着した滓を除去した後に、不定形耐火物を吹き付けることが行われている。 Therefore, in order to prevent the above peeling, when repairing the refractory layer, remove the deteriorated refractory layer and the slag attached to the surface of the refractory layer by scraping the surface of the area to be repaired, and then remove the monolithic refractory layer. is being sprayed.
例えば、特許文献１には、溶融金属構造物内面のライニングを吹き付け補修する際に、予め破砕工具により耐火物層表面の劣化層を全面にわたり除去・解体することが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes that when repairing the lining on the inner surface of a molten metal structure by spraying, the deteriorated layer on the surface of the refractory layer is previously removed and dismantled over the entire surface using a crushing tool.
特許文献１に記載されているように、予め耐火物層表面の劣化層を除去した後に吹き付けを行うことにより、新しい耐火物層の剥離を防止することができる。 As described in Patent Document 1, by performing spraying after previously removing the degraded layer on the surface of the refractory layer, it is possible to prevent the new refractory layer from peeling off.
しかし、通常、吹き付けによる耐火物層の補修は、作業者が吹き付けノズルを手で保持した状態で前記ノズルから不定形耐火物を吐出することによって行われているため、補修の精度は吹付を行う作業者の技術に大きく依存する。特に、耐火物層表面の劣化層を除去した後の表面は平坦であるとは限らないため、最終的な耐火物層の厚さを均一にすることは熟練した作業者であっても困難であった。また、仮に表面が平坦になるように吹き付けができたとしても、所望の厚さの耐火物層が形成できているかどうかを外観から判断することは困難であった。 However, the repair of the refractory layer by spraying is usually carried out by the worker holding the spray nozzle in his/her hand and discharging the monolithic refractory from the nozzle, so the precision of the repair is limited by spraying. Much depends on the skill of the operator. In particular, since the surface of the refractory layer after the deteriorated layer is removed is not necessarily flat, it is difficult even for skilled workers to make the final thickness of the refractory layer uniform. there were. Moreover, even if spraying could be performed so that the surface would be flat, it was difficult to judge from the appearance whether a refractory layer of the desired thickness had been formed.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、耐火物層の補修において、作業者の技術に依存することなく、所望の厚さの耐火物層を容易に形成することができる補修システムおよび補修方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a repair system that can easily form a refractory layer of a desired thickness without depending on the skill of the worker when repairing a refractory layer. and to provide repair methods.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨構成は、以下の通りである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the gist and structure thereof are as follows.
１．内面に耐火物層を有する構造物の補修システムであって、
前記構造物内面の３次元形状を測定する測定装置と、
前記構造物内面の耐火物層の少なくとも一部を除去する除去装置と、
前記構造物内面に不定形耐火物を吹き付ける吹付装置と、
前記測定装置によって測定された３次元形状に基づいて、前記吹き付けの際の施工条件を演算する施工条件演算装置と、
前記吹付装置によって不定形耐火物を吹き付ける際に、前記施工条件を提示する施工条件提示装置とを備える、補修システム。
1. A repair system for a structure having a refractory layer on the inner surface,
a measuring device that measures the three-dimensional shape of the inner surface of the structure;
a removal device that removes at least a portion of the refractory layer on the inner surface of the structure;
a spraying device that sprays the monolithic refractory onto the inner surface of the structure;
a construction condition calculation device that calculates construction conditions for the spraying based on the three-dimensional shape measured by the measurement device;
A repair system comprising: a construction condition presenting device that presents the construction conditions when spraying the monolithic refractory with the spraying device.
２．前記測定装置は、前記除去装置によって耐火物層が除去された後の構造物内面の３次元形状を測定し、
前記施工条件演算装置は、前記測定の結果に基づいて前記施工条件を演算する、上記１に記載の補修システム。
2. The measuring device measures the three-dimensional shape of the inner surface of the structure after the refractory layer is removed by the removing device,
2. The repair system according to item 1, wherein the construction condition calculation device calculates the construction conditions based on the measurement results.
３．前記測定装置は、前記除去装置によって耐火物層が除去される前の構造物内面の３次元形状を測定し、
前記施工条件演算装置は、前記測定により得られた３次元形状から前記除去装置によって実際に除去した部分を差し引くことにより、前記除去装置によって耐火物層が除去された後の構造物内面の３次元形状を算出し、算出された３次元形状に基づいて前記施工条件を演算する、上記１に記載の補修システム。
3. The measuring device measures the three-dimensional shape of the inner surface of the structure before the refractory layer is removed by the removing device,
The construction condition calculation device calculates the three-dimensional inner surface of the structure after the refractory layer has been removed by the removal device by subtracting the portion actually removed by the removal device from the three-dimensional shape obtained by the measurement. The repair system according to 1 above, which calculates a shape and calculates the construction conditions based on the calculated three-dimensional shape.
４．内面に耐火物層を有する構造物の補修方法であって、
前記構造物内面の３次元形状を測定する測定工程と、
前記構造物内面の耐火物層の少なくとも一部を除去する除去工程と、
前記測定装置によって測定された３次元形状に基づいて、次の吹付工程における施工条件を演算する施工条件演算工程と、
前記構造物内面に不定形耐火物を吹き付ける吹付工程とを備え、
前記吹付工程において不定形耐火物を吹き付ける際、施工条件提示装置により前記施工条件を提示する、補修方法。
4. A method for repairing a structure having a refractory layer on the inner surface, the method comprising:
a measuring step of measuring a three-dimensional shape of the inner surface of the structure;
a removing step of removing at least a portion of the refractory layer on the inner surface of the structure;
a construction condition calculation step of calculating construction conditions for the next spraying step based on the three-dimensional shape measured by the measuring device;
a spraying step of spraying a monolithic refractory onto the inner surface of the structure,
A repair method in which the construction conditions are presented by a construction condition presentation device when spraying the monolithic refractory in the spraying step.
５．前記測定工程では、前記除去工程で耐火物層が除去された後の構造物内面の３次元形状を測定し、
前記施工条件演算工程では、前記測定の結果に基づいて前記施工条件を演算する、上記４に記載の補修方法。
5. In the measurement step, the three-dimensional shape of the inner surface of the structure after the refractory layer is removed in the removal step,
4. The repair method according to 4 above, wherein in the construction condition calculation step, the construction conditions are calculated based on the results of the measurement.
６．前記測定工程では、前記除去工程で耐火物層が除去される前の構造物内面の３次元形状を測定し、
前記施工条件演算工程では、前記測定により得られた３次元形状から前記除去工程で実際に除去した部分を差し引くことにより、前記除去工程で耐火物層が除去された後の構造物内面の３次元形状を算出し、算出された３次元形状に基づいて前記施工条件を演算する、上記４に記載の補修方法。
6. In the measurement step, the three-dimensional shape of the inner surface of the structure before the refractory layer is removed in the removal step,
In the construction condition calculation step, the three-dimensional shape of the inner surface of the structure after the refractory layer has been removed in the removal step is calculated by subtracting the portion actually removed in the removal step from the three-dimensional shape obtained by the measurement. 4. The repair method according to 4 above, wherein a shape is calculated and the construction conditions are calculated based on the calculated three-dimensional shape.
本発明によれば、耐火物層の補修において、作業者の技術に依存することなく、所望の厚さの耐火物層を容易に形成することができる。 According to the present invention, in repairing a refractory layer, a refractory layer with a desired thickness can be easily formed without depending on the skill of the operator.
以下、本発明の実施形態の例について具体的に説明する。なお、以下の説明は、本発明の実施形態を例示的に示すものであり、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではない。 Examples of embodiments of the present invention will be specifically described below. Note that the following description exemplarily shows embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.
［構造物］
本発明は、内面に耐火物層を有する構造物を補修するためのものである。前記構造物としては、少なくとも内面に耐火物層を有するものであれば任意の構造物を対象とできる。前記構造物は、例えば、溶融金属用構造物であってよい。前記溶融金属用構造物としては、溶銑鍋、溶鋼の取鍋、精錬容器などの溶融金属容器や、高炉樋などの溶融金属用樋が例示される。
[Structure]
The present invention is for repairing a structure having a refractory layer on its inner surface. The structure may be any structure as long as it has a refractory layer on at least its inner surface. The structure may be, for example, a structure for molten metal. Examples of the molten metal structures include molten metal containers such as hot metal ladle, molten steel ladle, and refining vessel, and molten metal troughs such as blast furnace troughs.
本発明は、任意の材質および構造を有する耐火物層に適用できる。したがって、前記構造物の内面に設けられた耐火物層は、耐火物で構成された層であれば任意の材質および構造であってよい。 The present invention can be applied to a refractory layer having any material and structure. Therefore, the refractory layer provided on the inner surface of the structure may be of any material and structure as long as it is a layer made of refractory.
また、ライニングとしての耐火物層を、パーマレンガと称される定型耐火物の層と、不定形耐火物の層とで構成することも一般的に行われている。例えば、典型的な溶融金属容器は、鉄皮と称される金属製容器本体と、前記金属製容器本体の内面に設けられた定型耐火物（パーマレンガ）の層と、前記定型耐火物層の内面に設けられた不定形耐火物の層とを備えており、前記定型耐火物の層と前記不定形耐火物の層とにより耐火物層が構成されている。本発明は、上記のような構造を有する耐火物層の補修にも好適に用いることができる。 Moreover, it is also common practice to configure the refractory layer as a lining with a layer of regular refractory material called permanent brick and a layer of unshaped refractory material. For example, a typical molten metal container includes a metal container body called an iron shell, a layer of regular refractory material (permanent brick) provided on the inner surface of the metal container body, and a layer of regular refractory material (permanent brick) provided on the inner surface of the metal container body. The refractory layer includes a layer of monolithic refractory provided on the inner surface, and the layer of monolithic refractory and the layer of monolithic refractory constitute a refractory layer. The present invention can also be suitably used for repairing a refractory layer having the above structure.
以下、具体的な実施形態に基づいて本発明を説明する。なお、以下の実施形態では前記構造物が容器である場合を例として説明するが、上述したように本発明は容器に限らず任意の構造物に適用可能である。 The present invention will be described below based on specific embodiments. Note that in the following embodiments, a case where the structure is a container will be described as an example, but as described above, the present invention is applicable not only to containers but also to any structure.
本発明の一実施形態における補修システムは、下記（１）～（５）を備えている。
（１）容器内面の３次元形状を測定する測定装置
（２）容器内面の耐火物層の少なくとも一部を除去する除去装置
（３）容器内面に不定形耐火物を吹き付ける吹付装置
（４）測定装置によって測定された３次元形状に基づいて、吹き付けの際の施工条件を演算する施工条件演算装置
（５）吹付装置によって不定形耐火物を吹き付ける際に、施工条件を提示する施工条件提示装置
A repair system according to an embodiment of the present invention includes the following (1) to (5).
(1) Measuring device for measuring the three-dimensional shape of the inner surface of the container (2) Removal device for removing at least part of the refractory layer on the inner surface of the container (3) Spraying device for spraying monolithic refractory onto the inner surface of the container (4) Measurement Construction condition calculation device that calculates construction conditions for spraying based on the three-dimensional shape measured by the device (5) Construction condition presentation device that presents construction conditions when spraying monolithic refractories using the spraying device
また、本発明の他の第一の実施形態における補修方法は、下記（Ａ）～（Ｄ）の工程を備えており、（Ｄ）吹付工程において不定形耐火物を吹き付ける際、施工条件提示装置により施工条件を提示する。
（Ａ）容器内面の３次元形状を測定する測定工程と、
（Ｂ）容器内面の耐火物層の少なくとも一部を除去する除去工程と、
（Ｃ）測定装置によって測定された３次元形状に基づいて、次の吹付工程における施工条件を演算する施工条件演算工程と、
（Ｄ）容器内面に不定形耐火物を吹き付ける吹付工程
Further, the repair method according to the first embodiment of the present invention includes the following steps (A) to (D), and (D) when spraying the monolithic refractory in the spraying step, a construction condition presentation device is provided. The construction conditions will be presented.
(A) a measurement step of measuring the three-dimensional shape of the inner surface of the container;
(B) a removal step of removing at least a portion of the refractory layer on the inner surface of the container;
(C) a construction condition calculation step of calculating construction conditions for the next spraying step based on the three-dimensional shape measured by the measuring device;
(D) Spraying process of spraying monolithic refractories onto the inner surface of the container
以下、上記各装置および各工程について説明する。 Each of the above-mentioned apparatuses and each process will be explained below.
［測定装置・測定工程］
本発明では、容器内面の３次元形状を測定し、その結果に基づいて吹き付けの際の施工条件を演算し、得られた施工条件を表示することが重要である。吹き付けを行う作業者は、表示された施工条件に従って吹き付けを行うことにより、作業者の技術に依存することなく所望の厚さの耐火物層を形成することができる。
[Measuring device/measuring process]
In the present invention, it is important to measure the three-dimensional shape of the inner surface of the container, calculate construction conditions for spraying based on the results, and display the obtained construction conditions. By performing spraying according to the displayed construction conditions, the spraying worker can form a refractory layer with a desired thickness without depending on the worker's technique.
３次元形状の測定に用いる測定装置としては、とくに限定されず、容器内面の３次元形状を測定できるものであれば任意の装置を用いることができる。好適に使用できる測定装置としては、例えば、３次元レーザースキャナ、フォトグラメトリ方式の３次元形状測定装置、パターン投影方式の３次元形状測定装置などが挙げられるが、中でも３次元レーザースキャナを用いることが好ましい。 The measuring device used to measure the three-dimensional shape is not particularly limited, and any device can be used as long as it can measure the three-dimensional shape of the inner surface of the container. Measurement devices that can be suitably used include, for example, a three-dimensional laser scanner, a three-dimensional shape measuring device using photogrammetry, a three-dimensional shape measuring device using a pattern projection method, etc. Among them, it is preferable to use a three-dimensional laser scanner. is preferred.
前記３次元形状の測定は、１回で行ってもよく、複数回行ってもよい。使用する測定装置の視野に全測定範囲が収まる場合には、１回の測定で容器全体の３次元形状データを得ることができる。例えば、測定を３次元レーザースキャナで行う場合には、該３次元レーザースキャナを容器の中心軸上かつ容器口の高さに配置し、容器中心軸を中心に３６０°のレーザースキャンを実施することにより容器内面の３次元形状を一度の測定で取得可能である。一方、フォトグラメトリで測定を行う場合には、測定原理上、測定範囲がカメラ視野に限定されるため、測定装置（カメラ）の向きや位置を変えながら容器内面を複数回測定し、後処理でデータを合成することで容器内面全体の３次元形状データを得ることができる。 The measurement of the three-dimensional shape may be performed once or multiple times. If the entire measurement range falls within the field of view of the measuring device used, three-dimensional shape data of the entire container can be obtained in one measurement. For example, when measuring with a three-dimensional laser scanner, place the three-dimensional laser scanner on the central axis of the container and at the height of the container mouth, and perform a 360° laser scan around the central axis of the container. This makes it possible to obtain the three-dimensional shape of the inner surface of the container with a single measurement. On the other hand, when measuring with photogrammetry, the measurement range is limited to the field of view of the camera due to the measurement principle, so the inner surface of the container is measured multiple times while changing the orientation and position of the measuring device (camera), and post-processing is performed. By combining the data, three-dimensional shape data of the entire inner surface of the container can be obtained.
前記測定装置は、後述する吹付装置に備えられていてもよく、吹付装置とは別体として備えられていてもよい。吹付装置と別体として測定装置を設ける場合には、対象である容器を使用している設備に測定装置を備え付けておくこともできる。例えば、前記容器が、製鉄所において溶鋼を運搬するための容器（鍋）である場合には、該容器を１チャージ使用するごとに、設備に備え付けられた測定装置で容器内面の３次元形状を測定し、次に述べるように補修の要否を判断することもできる。なお、ここで「チャージ」とは、転炉などから溶融金属を容器に受け入れ、溶鋼中の不純物を取り除く２次精錬工程を経て、次工程である鋳造設備などに溶融金属を送り出して容器が空になるまでのサイクルを指す。 The measuring device may be included in a spraying device, which will be described later, or may be provided separately from the spraying device. When the measuring device is provided separately from the spraying device, the measuring device can be installed in the equipment that uses the target container. For example, if the container is a container (pot) for transporting molten steel at a steelworks, each time the container is used for one charge, the three-dimensional shape of the inner surface of the container is measured using a measuring device installed in the equipment. It is also possible to measure and determine whether repairs are necessary, as described below. Note that "charging" here refers to the process in which molten metal is received into a container from a converter, etc., undergoes a secondary refining process to remove impurities in the molten steel, and then is sent to the next process, such as casting equipment, until the container is empty. refers to the cycle until
なお、前記測定装置により容器内面の３次元形状を測定するタイミングについてはとくに限定されないが、除去装置による耐火物層の除去の前と、除去装置による耐火物層の除去の後の、少なくとも一方において測定を行うことが好ましい。測定のタイミングについてはさらに後ほど説明する。 Note that the timing at which the three-dimensional shape of the inner surface of the container is measured by the measuring device is not particularly limited, but at least one of before the removal of the refractory layer by the removal device and after the removal of the refractory layer by the removal device. Preferably, measurements are taken. The timing of measurement will be explained further later.
［除去装置・除去工程］
次いで、容器内面の耐火物層の少なくとも一部を除去する。前記除去には、定型耐火物を除去できるものであれば、とくに限定されることなく任意の装置を用いることができる。通常、前記除去装置は、回転または往復運動する工具により耐火物層を切削、破砕、または剥離する工具を備えることが好ましい。また、前記工具を容器の内面に沿って走査させながら除去を行うために、前記除去装置は、前記工具を３次元的に移動させる移動手段と、前記工具の姿勢（向き）を制御する姿勢制御手段とを備えていることが好ましい。前記移動手段および姿勢制御手段としては、例えば、重機のアームなどを使用することもできる。前記重機としては、例えば、キャタピラ等で駆動される車体本体と、工具を６自由度（３軸方向の位置／回転）またはそれ以上の自由度で位置決めできるアームを備えた重機を用いることが好ましい。
[Removal equipment/removal process]
Next, at least a portion of the refractory layer on the inner surface of the container is removed. For the removal, any device can be used without particular limitation as long as it can remove the regular refractories. Generally, it is preferable that the removal device includes a tool that cuts, crushes, or peels off the refractory layer using a rotating or reciprocating tool. Further, in order to perform removal while scanning the tool along the inner surface of the container, the removal device includes a moving means that moves the tool three-dimensionally, and an attitude control that controls the attitude (orientation) of the tool. It is preferable to have means. As the moving means and attitude control means, for example, an arm of heavy machinery or the like may be used. As the heavy equipment, it is preferable to use, for example, a heavy equipment that has a main body driven by caterpillars or the like and an arm that can position the tool with six degrees of freedom (position/rotation in three axial directions) or more. .
前記除去は任意の方法で行うことができるが、上述したように滓や劣化した耐火物層が残存した状態で不定形耐火物を吹き付けると、吹き付けによって形成した新しい耐火物層が剥離しやすくなる。そのため、前記除去においては、少なくとも、容器内面の耐火物層の表面に付着した滓と、該耐火物層の表面側の劣化している部分（劣化層）とを除去することが好ましい。 The removal can be carried out by any method, but as mentioned above, if monolithic refractories are sprayed with slag and deteriorated refractory layers remaining, the new refractory layers formed by spraying will easily peel off. . Therefore, in the above-mentioned removal, it is preferable to remove at least the slag adhering to the surface of the refractory layer on the inner surface of the container and the deteriorated portion (deteriorated layer) on the surface side of the refractory layer.
工具を容器内面に沿って走査しながら除去を行う場合、その走査パターンは特に限定されず、使用する除去装置や対象とする容器の形状に合わせて決定すればよい。切削粉が下に落ちていくことを考慮すると、容器内面の周方向に走査しながら除去する動作を、下方から上方へわたって繰り返すことが好ましい。 When removing while scanning the tool along the inner surface of the container, the scanning pattern is not particularly limited and may be determined depending on the removal device to be used and the shape of the target container. Considering that the cutting powder falls down, it is preferable to repeat the operation of removing the cutting powder while scanning it in the circumferential direction of the inner surface of the container from the bottom to the top.
また、工具を容器内面に沿って走査しながら除去を行う場合には、１回の走査（１パス）で除去を行うこともできるが、複数回の走査（複数パス）で除去を行うこともできる。複数パスで除去を行う場合、走査回数は２以上の任意の数とできるが、過度に回数を多くすると除去に要する時間が長くなり作業効率が低下する。そのため、走査回数は３回以下とすることが好ましい。さらに、複数パスで除去を行う場合には、１回の走査が完了した後に、次の走査における除去量を演算することもできる。 In addition, when removing while scanning the tool along the inner surface of the container, it is possible to remove with one scan (one pass), but it is also possible to remove with multiple scans (multiple passes). can. When removing in multiple passes, the number of scans can be set to any number greater than or equal to 2; however, if the number of scans is increased too much, the time required for removal increases and work efficiency decreases. Therefore, the number of scans is preferably three or less. Furthermore, when removing in multiple passes, the amount of removal in the next scan can be calculated after one scan is completed.
［施工条件演算装置・施工条件演算工程］
本発明では、上述したように、測定装置によって測定された３次元形状に基づいて吹付工程における施工条件を演算し、得られた施工条件を次の吹付工程において提示する。そして、吹き付けを行う作業者は、提示された施工条件に従って吹き付けを行う。
[Construction condition calculation device/construction condition calculation process]
In the present invention, as described above, the construction conditions in the spraying step are calculated based on the three-dimensional shape measured by the measuring device, and the obtained construction conditions are presented in the next spraying step. Then, the spraying worker performs the spraying according to the presented construction conditions.
前記施工条件は、吹き付けによる耐火物層の補修に関するものであれば、任意の条件であってよいが、前記施工条件が、不定形耐火物を吹き付ける「厚さ」の情報を含むことが好ましい。また、吹き付けの際の不定形耐火物の流量が既知であり、その他の施工条件が一定であると仮定すれば、必要な厚さの耐火物層を形成するためにどの程度の時間吹き付けを行えばよいかを計算することもできる。したがって、前記施工条件が、不定形耐火物を吹き付ける「時間」の情報を含んでいてもよい。なお、前記施工条件は、容器内面の各部位ごとに求めることが好ましい。 The construction conditions may be any conditions as long as they are related to the repair of the refractory layer by spraying, but it is preferable that the construction conditions include information on the "thickness" at which the monolithic refractory is sprayed. Also, assuming that the flow rate of the monolithic refractory during spraying is known and other construction conditions are constant, how long should spraying be carried out to form a refractory layer of the required thickness? You can also calculate how much you need. Therefore, the construction conditions may include information on the "time" for spraying the monolithic refractory. In addition, it is preferable that the said construction conditions are determined for each part of the inner surface of the container.
前記施工条件の演算方法はとくに限定されず、任意の方法で演算してよいが、施工条件として、不定形耐火物を吹き付ける「厚さ」を演算する場合を例にとって説明する。 The calculation method for the construction conditions is not particularly limited and may be calculated by any method, but an example will be explained in which the "thickness" of spraying the monolithic refractory is calculated as the construction conditions.
本発明の一実施形態においては、まず、除去装置によって耐火物層が除去された後の容器内面の３次元形状（除去後３次元形状）を測定装置により測定し、前記測定の結果に基づいて前記施工条件を演算する。前記演算においては、前記除去後３次元形状のデータに基づいて、容器内面の各部における最終的な耐火物層を所望の厚さとするために必要な吹き付け厚さを求めればよい。 In one embodiment of the present invention, first, a three-dimensional shape of the inner surface of the container after the refractory layer has been removed by a removal device (three-dimensional shape after removal) is measured by a measuring device, and based on the result of the measurement, The construction conditions are calculated. In the calculation, based on the data of the three-dimensional shape after removal, the spraying thickness required to make the final refractory layer at each part of the inner surface of the container have a desired thickness may be determined.
また、本発明の別の実施形態においては、除去装置によって耐火物層が除去される前の容器内面の３次元形状（除去前３次元形状）を測定装置により測定しておき、前記除去前３次元形状から除去装置によって実際に除去した部分を差し引くことにより、耐火物層が除去された後の容器内面の３次元形状（除去後３次元形状）を算出することもできる。そして、得られた除去後３次元形状のデータに基づいて、容器内面の各部における最終的な耐火物層を所望の厚さとするために必要な吹き付け厚さを求めればよい。 In another embodiment of the present invention, the three-dimensional shape of the inner surface of the container before the refractory layer is removed by the removal device (the three-dimensional shape before removal) is measured by a measuring device, and the By subtracting the portion actually removed by the removal device from the dimensional shape, the three-dimensional shape of the inner surface of the container after the refractory layer has been removed (post-removal three-dimensional shape) can also be calculated. Then, based on the obtained data of the three-dimensional shape after removal, the spraying thickness required to make the final refractory layer at each part of the inner surface of the container have a desired thickness may be determined.
上記演算の際には、予め用意した、目標とする容器内面の３次元形状を表す３次元形状データ（以下、目標形状データ）を併用することも好ましい。前記目標形状データとは、言い換えると、吹き付けによってどのような形状に補修すればよいかを表した３次元形状データである。測定装置によって測定された３次元形状データと前記目標形状データとを比較することにより、より正確に各部における施工条件を演算することが可能となる。 In the above calculation, it is also preferable to use three-dimensional shape data (hereinafter referred to as target shape data) that is prepared in advance and represents the three-dimensional shape of the target inner surface of the container. In other words, the target shape data is three-dimensional shape data representing what shape should be repaired by spraying. By comparing the three-dimensional shape data measured by the measuring device and the target shape data, it becomes possible to more accurately calculate the construction conditions for each part.
前記目標形状データは任意の方法で用意することができる。例えば、耐火物層を形成した状態の容器の設計データ（ＣＡＤデータ等）から目標形状データを作成することもできる。また、例えば、耐火物層がパーマレンガと称される定型耐火物の層と不定形耐火物の層とで構成されている場合には、定型耐火物の層のみが設けられ、不定形耐火物の層が設けられていない状態の３次元形状データを実測または設計データから作成し、前記３次元形状データに、所望の厚みの耐火物層を加えた形状を計算することによって目標形状データを作成することもできる。 The target shape data can be prepared using any method. For example, target shape data can be created from design data (CAD data, etc.) of a container with a refractory layer formed thereon. Furthermore, for example, when the refractory layer is composed of a layer of regular refractory called permanent brick and a layer of unshaped refractory, only the regular refractory layer is provided, and the unshaped refractory is Create target shape data by creating three-dimensional shape data in a state where no layer is provided from actual measurement or design data, and calculating a shape by adding a refractory layer of a desired thickness to the three-dimensional shape data. You can also.
［吹付装置・吹付工程］
次に、容器内面に不定形耐火物を吹き付けることにより耐火物層を補修する。吹付装置の構造は特に限定されず、不定形耐火物を吹き付けて耐火物層を形成できるものであれば任意の装置を使用することができる。典型的には、前記吹付装置は、不定形耐火物を保持するタンクと、不定形耐火物を吐出するノズルと、前記タンクから前記ノズルへ不定形耐火物を送給するポンプとを備えることが好ましい。
[Spraying equipment/spraying process]
Next, the refractory layer is repaired by spraying an amorphous refractory onto the inner surface of the container. The structure of the spraying device is not particularly limited, and any device can be used as long as it can spray the monolithic refractory to form a refractory layer. Typically, the spraying device may include a tank that holds a monolithic refractory, a nozzle that discharges the monolithic refractory, and a pump that feeds the monolithic refractory from the tank to the nozzle. preferable.
本発明では、前記吹き付けの際には、上述した施工条件演算工程で求めた施工条件を、施工条件提示装置に提示する。したがって、吹き付けを行う作業者は、提示された施工条件に従って吹き付けを行うことにより、作業者の技術や感覚に依存することなく所望の厚さの耐火物層を形成することができ、その結果、補修品質を向上させることができる。 In the present invention, during the spraying, the construction conditions obtained in the construction condition calculation step described above are presented to the construction condition presentation device. Therefore, by spraying according to the presented construction conditions, the spraying worker can form a refractory layer of the desired thickness without depending on the worker's skill or sense, and as a result, Repair quality can be improved.
［施工条件提示装置］
前記施工条件提示装置として、作業者が認識できる形で施工条件を提示することができるものであれば任意の装置を使用することができる。例えば、前記施工条件提示装置は、印刷装置（プリンター）、スピーカー、表示装置（ディスプレイ）のいずれかまたはそれらの組み合わせであってよい。
[Construction condition presentation device]
As the construction condition presentation device, any device can be used as long as it can present the construction conditions in a form that the operator can recognize. For example, the construction condition presentation device may be any one of a printing device (printer), a speaker, a display device (display), or a combination thereof.
前記施工条件提示装置が、印刷装置である場合には、施工条件を任意の形態で印刷し、作業者は印刷された条件に基づいて作業を行うことができる。 When the construction condition presenting device is a printing device, the construction conditions can be printed in any format, and the worker can perform work based on the printed conditions.
前記施工条件提示装置がスピーカーである場合には、音で施工条件を作業者に提示することができる。前記音は、音声情報であってもよく、電子音などの非音声情報であってもよい。 When the construction condition presenting device is a speaker, the construction conditions can be presented to the worker by sound. The sound may be audio information or non-audio information such as an electronic sound.
また、前記施工条件提示装置が、表示装置である場合には、施工条件を任意の形態で表示し、作業者は表示された条件に基づいて作業を行うことができる。前記表示装置は、（１）プロジェクタなどの投影型表示装置、（２）ヘッドマウントディスプレイなどの装着型表示装置、および（３）非装着型のディスプレイのいずれか、またはそれらの組み合わせであってよい。前記施工条件表示装置としてプロジェクタを使用する場合、視認性の観点からは、光源にレーザー光を用いたプロジェクタ（レーザープロジェクタ）を使用することが好ましい。 Further, when the construction condition presenting device is a display device, the construction conditions are displayed in an arbitrary format, and the worker can perform work based on the displayed conditions. The display device may be any one of (1) a projection display device such as a projector, (2) a wearable display device such as a head-mounted display, and (3) a non-wearable display, or a combination thereof. . When using a projector as the construction condition display device, from the viewpoint of visibility, it is preferable to use a projector that uses laser light as a light source (laser projector).
前記施工条件の具体的な提示の仕方はとくに限定されないが、作業者が理解しやすいよう、数値、文字、図形、色、音およびそれらの組み合わせで表示することが好ましい。 Although there are no particular limitations on how to specifically present the construction conditions, it is preferable to display them using numerical values, letters, figures, colors, sounds, or combinations thereof so that workers can easily understand them.
施工条件提示装置により施工条件を提示する際には、作業者が吹付けを行おうとしている位置についての施工条件を適切に提示するために施工条件提示装置のキャリブレーションを行うことが好ましい。言い換えると、施工条件を演算した際の座標系から施工条件提示装置の座標系への座標変換行列を同定し、それを利用して表示を行うことが好ましい。例えば、３次元形状の測定に使用する測定装置と施工条件提示装置を一体に構成するか、または両者の相対的な位置関係が既知であれば、その情報を元に座標変換行列を同定することができる。 When presenting the construction conditions by the construction condition presentation device, it is preferable to calibrate the construction condition presentation device in order to appropriately present the construction conditions for the position where the operator is attempting to perform spraying. In other words, it is preferable to identify a coordinate transformation matrix from the coordinate system used when calculating the construction conditions to the coordinate system of the construction condition presentation device, and to perform display using that. For example, if the measurement device used to measure the three-dimensional shape and the construction condition presentation device are integrated, or if the relative positional relationship between the two is known, the coordinate transformation matrix can be identified based on that information. Can be done.
さらに、本発明の補修システムは、吹付工程で作業者が使用するノズルの位置および姿勢の一方または両方をリアルタイムで測定するトラッキング装置を備えることが好ましい。前記トラッキング装置を使用することで、作業者が不定形耐火物を吹き付けようとしている位置の情報を取得することができる。したがって、上記施工条件提示装置は、ノズルの動きに合わせて当該位置における施工条件を提示することができる。前記トラッキング装置としては、モーションキャプチャ、レーザートラッカー、トータルステーションなどの装置が考えられる。 Furthermore, the repair system of the present invention preferably includes a tracking device that measures in real time one or both of the position and orientation of the nozzle used by the operator in the spraying process. By using the tracking device, it is possible to obtain information on the position where the worker is attempting to spray the monolithic refractory. Therefore, the construction condition presenting device can present the construction conditions at the position in accordance with the movement of the nozzle. The tracking device may be a motion capture device, a laser tracker, a total station, or the like.
また、不定形耐火物を吹き付ける位置と時間の情報から、積算吹き付け厚さを予測することもできる。例えば、積算吹き付け厚を色情報とし、該色情報をプロジェクタなどの投影型表示装置やＶＲゴーグルなどの装着型表示装置で現物と重ねて表示することで、作業者に対し、目標となる吹き付け厚を達成するための直感的なガイダンスを提供することができる。 Furthermore, the cumulative spraying thickness can also be predicted from information on the position and time at which the monolithic refractory is sprayed. For example, by using the cumulative spray thickness as color information and displaying this color information overlaid on the actual product on a projection display device such as a projector or a wearable display device such as VR goggles, it is possible to inform the operator of the target spray thickness. can provide intuitive guidance on how to achieve this.
（３次元形状データに基づく除去）
なお、本発明においては、上述したように任意の方法で耐火物層の除去を行うことができるが、本発明のより好適な実施形態においては、除去に先立って前記測定装置による測定を実施し、その測定結果（３次元形状データ）に基づいて除去を行うこともできる。以下、前記実施形態について説明する。
(Removal based on 3D shape data)
In the present invention, the refractory layer can be removed by any method as described above, but in a more preferred embodiment of the present invention, the refractory layer is measured by the measuring device before removal. , removal can also be performed based on the measurement results (three-dimensional shape data). The embodiment will be described below.
本実施形態における補修システムは、さらに、前記測定手段によって得た３次元形状に基づいて、前記耐火物層を除去する範囲を決定する演算装置を備えている。そして、前記除去装置は、前記演算手段による演算結果に基づいて前記容器内面の耐火物層を除去するよう構成されている。 The repair system in this embodiment further includes an arithmetic device that determines the range in which the refractory layer is to be removed based on the three-dimensional shape obtained by the measuring means. The removal device is configured to remove the refractory layer on the inner surface of the container based on the calculation result by the calculation means.
また、本実施形態における補修方法は、前記測定工程で得た３次元形状に基づいて、前記耐火物層を除去する範囲を決定する演算工程を備えており、前記除去工程においては、前記演算工程における演算結果に基づいて前記容器内面の耐火物層を除去する。 Furthermore, the repair method in this embodiment includes a calculation step of determining a range in which the refractory layer is to be removed based on the three-dimensional shape obtained in the measurement step, and in the removal step, the calculation step The refractory layer on the inner surface of the container is removed based on the calculation results in .
［演算装置・演算工程］
上記演算工程においては、得られた容器内面の３次元形状に基づいて耐火物層を除去する範囲を決定する。すなわち、容器内面の３次元形状とは、耐火物層とその表面に付着した滓を含めた表面のプロファイルであるから、当該プロファイルにおいて凸部となっている部分は滓が厚く付着している可能性が高く、したがってその部分は除去量を多くする必要があると判断できる。反対に、当該プロファイルにおいて凹部となっている部分は、劣化した耐火物層が剥離した結果、凹部となっている可能性が高く、したがって、その部分は除去量を少なくすればよい。言い換えると、得られた容器内面の３次元形状に基づいて、各部における耐火物層の除去量を決定することが好ましい。
[Calculation device/calculation process]
In the calculation step, the range in which the refractory layer is to be removed is determined based on the obtained three-dimensional shape of the inner surface of the container. In other words, the three-dimensional shape of the inner surface of the container is the profile of the surface including the refractory layer and the slag attached to the surface, so it is possible that the slag is thickly attached to the convex parts of the profile. Therefore, it can be determined that it is necessary to increase the amount of removal in that area. On the other hand, there is a high possibility that the recessed portions of the profile are the result of peeling off of the deteriorated refractory layer, and therefore, the amount of removal of such portions may be reduced. In other words, it is preferable to determine the amount of refractory layer removed in each part based on the obtained three-dimensional shape of the inner surface of the container.
なお、前記除去量の決定においては、容器の使用履歴などの情報を考慮することもできる。例えば、容器内面の３次元形状を定期的に測定している場合には、その測定データに基づいて剥離の発生を判定するとともに、剥離した部位を特定することもできる。また、剥離が生じない場合、形成される劣化層のおおよその厚さを、容器の使用履歴（使用回数、仕様時間など）から推定することも可能である。したがって、前記除去量の決定においては、容器の使用履歴から推定される劣化層の推定厚さを使用することもできる。また、形成される劣化層の厚みはある程度（例えば、３０～４０ｍｍなど）で飽和する傾向がある。そのため、既知の劣化層の飽和厚みを予め演算装置に入力しておき、前記除去量の決定に使用することもできる。 Note that in determining the removal amount, information such as the usage history of the container can also be taken into consideration. For example, if the three-dimensional shape of the inner surface of the container is regularly measured, it is possible to determine the occurrence of peeling based on the measurement data, and also to specify the area where the peel has occurred. In addition, when peeling does not occur, it is also possible to estimate the approximate thickness of the deteriorated layer formed from the usage history of the container (number of times of use, specified time, etc.). Therefore, in determining the removal amount, the estimated thickness of the deteriorated layer estimated from the usage history of the container can also be used. Further, the thickness of the deteriorated layer formed tends to be saturated at a certain level (for example, 30 to 40 mm). Therefore, the known saturation thickness of the degraded layer can be input into the calculation device in advance and used to determine the removal amount.
このように、得られた容器内面の３次元形状に基づいて耐火物層を除去する範囲を決定することにより、耐火物層表面に付着した滓や劣化層をより的確に除去するとともに、劣化していない耐火物層が除去される量を低減することができる。 In this way, by determining the range to remove the refractory layer based on the obtained three-dimensional shape of the inner surface of the container, the slag and deteriorated layer adhering to the surface of the refractory layer can be more accurately removed, and the deteriorated layer can be removed. The amount of unused refractory layer removed can be reduced.
前記演算工程においては、耐火物層を除去する範囲を決定し、その決定された範囲の耐火物層を除去できるように、除去に用いる工具の走査経路を決定することも好ましい。 In the calculation step, it is also preferable to determine the range in which the refractory layer is to be removed, and to determine the scanning path of the tool used for removal so that the refractory layer in the determined range can be removed.
また、前記耐火物層を除去する範囲の決定においては、さらに、予め用意した除去限界位置を表す３次元形状データ（以下、除去限界データ）を併用することも好ましい。ここで、除去限界位置とは、当該位置を超えて（当該位置よりも深く）除去を行ってはいけない位置を指すものとする。耐火物層を除去する範囲を決定する際に、前記除去限界データを参照することにより、耐火物層を過剰に除去してしまうことや、耐火物層以外の部分（容器本体など）を工具で損傷させてしまうことを防止できる。 Furthermore, in determining the range in which the refractory layer is to be removed, it is also preferable to use three-dimensional shape data (hereinafter referred to as removal limit data) prepared in advance that represents the removal limit position. Here, the removal limit position refers to a position beyond which removal should not be performed (deeper than the position). When determining the area to remove the refractory layer, refer to the removal limit data to avoid removing too much of the refractory layer or removing parts other than the refractory layer (such as the container body) with tools. It can prevent damage.
例えば、上述したように耐火物層がパーマレンガと称される定型耐火物の層と不定形耐火物の層とで構成されている場合、不定形耐火物の層のみを除去し、定型耐火物の層は除去しないことが好ましい。したがって、そのようなケースでは、定型耐火物の層のみが設けられ、不定形耐火物の層が設けられていない状態の３次元形状データを前記除去限界データとして使用することにより、定型耐火物の層を除去してしまうことを防止できる。 For example, as mentioned above, if the refractory layer is composed of a layer of regular refractory called permanent brick and a layer of unshaped refractory, only the layer of unshaped refractory is removed and the regular refractory layer is Preferably, the layer is not removed. Therefore, in such a case, by using the three-dimensional shape data in a state where only a layer of regular refractory is provided and no layer of monolithic refractory is provided as the removal limit data, the removal limit data of the regular refractory can be It is possible to prevent the layer from being removed.
上述したように、前記除去装置は上記測定装置を備えていてもよい。除去装置が測定装置を備えている場合、該測定装置で容器内面の３次元形状を測定し、その結果に基づいて前記除去装置を制御することができる。 As mentioned above, the removal device may include the measurement device. When the removal device includes a measuring device, the three-dimensional shape of the inner surface of the container can be measured with the measuring device, and the removal device can be controlled based on the result.
また、前記除去装置は上記測定装置（ここでは第一の測定装置とする）とは別の、容器内面の３次元形状を測定する第二の測定装置を備えていてもよい。除去装置が第二の測定装置を備えている場合、前記第二の測定装置の測定結果を利用して該除去装置の位置合せを行うことができる。例えば、除去装置を、除去を実施するための位置に設置した後、第二の測定装置による測定を行い、その結果を利用することで容易に位置合せを行うことができる。より具体的な例としては、容器を使用している設備（工場など）に設置されている第一の測定装置を用いて容器内面の３次元形状を測定して第一の３次元形状データを取得し、その後、除去装置に備えられている第二の測定装置を用いて第二の３次元形状データを取得し、前記第一の３次元形状データと第二の３次元形状データを比較することによって前記除去装置の位置合せ（原点出し）を行うこことができる。第一の３次元形状データと第二の３次元形状データを比較する方法としては、例えば、一方を他方にフィッティングする方法が挙げられる。第一の３次元形状データの座標系と第二の３次元形状データの座標系の座標変換行列を求めることもできる。 Further, the removing device may include a second measuring device that measures the three-dimensional shape of the inner surface of the container, which is different from the measuring device (here, the first measuring device). When the removal device is equipped with a second measuring device, the measurement results of the second measuring device can be used to align the removal device. For example, after installing the removal device at a position for performing removal, measurement is performed using a second measurement device, and alignment can be easily performed by using the results. As a more specific example, first three-dimensional shape data is obtained by measuring the three-dimensional shape of the inner surface of the container using a first measuring device installed in equipment (such as a factory) where the container is used. After that, second three-dimensional shape data is obtained using a second measuring device included in the removal device, and the first three-dimensional shape data and the second three-dimensional shape data are compared. By doing this, the removal device can be aligned (origin finding). Examples of a method for comparing the first three-dimensional shape data and the second three-dimensional shape data include a method of fitting one to the other. It is also possible to obtain a coordinate transformation matrix between the coordinate system of the first three-dimensional shape data and the coordinate system of the second three-dimensional shape data.
本実施形態における補修システムは、さらに、前記除去装置にかかる負荷をモニターし、前記負荷に基づいて耐火物層を除去する範囲を調整する制御装置を備えていてもよい。 The repair system in this embodiment may further include a control device that monitors the load applied to the removal device and adjusts the range in which the refractory layer is removed based on the load.
また、本実施形態における補修方法は、さらに、前記除去工程における負荷をモニターし、前記負荷に基づいて耐火物層を除去する範囲を調整する制御工程を備えていてもよい。 Moreover, the repair method in this embodiment may further include a control step of monitoring the load in the removal step and adjusting the range in which the refractory layer is removed based on the load.
上述したように耐火物層の表面には滓が付着している場合があるが、耐火物と滓とでは材質が異なるため、両者の物性（硬さなど）は異なっている。また、同じ耐火物層であっても、劣化した部分（劣化層）と劣化していない部分（健全層）とでは、やはり物性が異なっている。そのため、除去の際に除去装置にかかる負荷をモニターすることにより、現在除去している部分の物性の変化を知ることができる。したがって、前記負荷に基づいて耐火物層を除去する範囲を調整することにより、より的確に除去を行うことができる。 As described above, slag may adhere to the surface of the refractory layer, but since the refractory and the slag are made of different materials, their physical properties (such as hardness) are different. Further, even if the refractory layer is the same, the deteriorated portion (deteriorated layer) and the undegraded portion (healthy layer) still have different physical properties. Therefore, by monitoring the load applied to the removal device during removal, it is possible to know changes in the physical properties of the portion currently being removed. Therefore, by adjusting the range in which the refractory layer is removed based on the load, the refractory layer can be removed more accurately.
具体的な調整の方法はとくに限定されないが、例えば、負荷の変化に基づいて除去している部分の変化（例えば、滓から劣化層、劣化層から健全層）を検知し、それに基づいてその部位における除去の継続または終了を判定することもできる。また、他の例としては、予め適当な閾値を設定しており、負荷と前記閾値とを比較することによって現在除去している部位が滓、劣化層、および健全層のいずれであるかを判別し、それに基づいてその部位における除去の継続または終了を判定することもできる。 The specific adjustment method is not particularly limited, but for example, a change in the area being removed is detected based on a change in load (for example, from slag to a deteriorated layer, or from a deteriorated layer to a healthy layer), and based on that, the change in the area is adjusted. It is also possible to determine whether the removal should continue or end. Another example is setting an appropriate threshold value in advance, and comparing the load with the threshold value to determine whether the part currently being removed is slag, a degraded layer, or a healthy layer. However, based on this, it is also possible to determine whether to continue or terminate removal at that site.
このような調整を行うことにより、３次元形状の測定結果のみに基づいて除去を行う場合よりも一層的確な滓や除去部の除去が可能となることに加え、劣化していない耐火物層が除去される量をさらに低減することができる。 By making such adjustments, it is possible to remove slag and removed parts more accurately than when removing based only on the measurement results of the three-dimensional shape, and it is also possible to remove the undeteriorated refractory layer. The amount removed can be further reduced.
例えば、深さ方向に一定の切込み量で工具を走査しながら除去する工程を、２パス（２回）またはそれ以上繰り返して行う場合には、１パス（１回）の走査が終了するごとに負荷の値を評価し、健全層に到達していると判断される場合には以降のパスを省略することもできる。 For example, when performing the process of removing while scanning the tool with a constant depth of cut in the depth direction, repeating two passes (twice) or more, each time the scanning of one pass (one time) is completed, After evaluating the load value, if it is determined that the load has reached the healthy layer, subsequent paths can be omitted.
なお、モニターする前記負荷としては、除去している部位の物性の変化が反映される部分の負荷であれば任意のものを用いることができる。典型的には、切削工具を駆動するアクチュエータにかかる負荷を使用することが好ましい。例えば、切削工具をモータで回転させる場合には、前記モータにかかる負荷をモニターすることができる。前記モータが油圧モータであれば、油圧をモニターすればよい。 Note that as the load to be monitored, any load can be used as long as it is a load on a portion that reflects changes in the physical properties of the portion being removed. Typically, it is preferred to use a load on an actuator that drives a cutting tool. For example, when a cutting tool is rotated by a motor, the load applied to the motor can be monitored. If the motor is a hydraulic motor, the oil pressure may be monitored.
また、本実施形態における補修システムは、さらに、前記容器内面の色情報を取得する色情報取得装置を備えていてもよく、前記演算装置は、前記測定手段によって得た３次元形状に加え、さらに前記色情報取得装置で得た色情報を考慮して、前記耐火物層を除去する範囲を決定することもできる。 Furthermore, the repair system in this embodiment may further include a color information acquisition device that acquires color information of the inner surface of the container, and the arithmetic device further acquires the three-dimensional shape obtained by the measuring means. The range in which the refractory layer is to be removed can also be determined in consideration of the color information obtained by the color information acquisition device.
また、本実施形態における補修方法は、さらに、前記容器内面の色情報を取得する色情報取得工程を備えていてもよく、前記演算工程では、前記測定工程で得た３次元形状に加え、さらに前記色情報取得工程で得た色情報を考慮して、前記耐火物層を除去する範囲を決定することもできる。 Moreover, the repair method in this embodiment may further include a color information acquisition step of acquiring color information of the inner surface of the container, and in the calculation step, in addition to the three-dimensional shape obtained in the measurement step, The range in which the refractory layer is to be removed can also be determined in consideration of the color information obtained in the color information acquisition step.
上述したように耐火物層の表面には滓が付着している場合があるが、耐火物と滓とでは材質が異なるため、両者の色調は異なっている。また、同じ耐火物層であっても、劣化した部分（劣化層）と劣化していない部分（健全層）とでは、やはり色調が異なっている。例えば、劣化していない健全層は耐火物本来の色（典型的には明るい茶色）を保っているのに対して、溶融金属との接触により劣化した劣化層は金属に浸透により黒ずんだ色合いに変化している。そのため、容器内面の色情報を取得することにより、当該部分の材質を知ることができる。したがって、演算を行って耐火物層を除去する範囲を決定する際に、３次元形状に加え、前記色情報を考慮することにより、より的確に除去を行うことが可能となる。 As described above, slag may be attached to the surface of the refractory layer, but since the refractory and the slag are made of different materials, the color tones of the two are different. Further, even if the refractory layer is the same, the deteriorated part (deteriorated layer) and the undegraded part (healthy layer) still have different color tones. For example, a sound layer that has not deteriorated maintains the original color of the refractory (typically light brown), whereas a deteriorated layer that has deteriorated due to contact with molten metal has a dark hue due to penetration into the metal. It's changing. Therefore, by acquiring color information on the inner surface of the container, it is possible to know the material of that part. Therefore, when performing calculations to determine the range in which the refractory layer is to be removed, by considering the color information in addition to the three-dimensional shape, it is possible to perform the removal more accurately.
色情報を利用方法はとくに限定されないが、予め閾値を設定しておき、前記閾値と色情報とを比較して、当該部分が滓、劣化層、および健全層のいずれであるかを判別することが好ましい。 The method of using color information is not particularly limited, but it may be possible to set a threshold value in advance and compare the threshold value with the color information to determine whether the part in question is slag, a degraded layer, or a healthy layer. is preferred.
前記色情報取得装置としては、容器内面の色情報を取得することができる装置であれば任意のものを用いることができるが、典型的には、デジタルカメラを使用することができる。色情報取得装置を使用する場合には、該色情報取得装置と３次元形状の測定に用いる測定装置とは、別体であってもよいが、一体であってもよい。言い換えると、３次元形状の測定に用いる測定装置が色情報取得装置を兼ねていてもよい。例えば、３次元形状を測定するためのレーザースキャナの中には、カラー画像を撮影するデジタルカメラを内蔵しており、レーザースキャナによって得られる３次元点群データに含まれる各点に、色情報（ＲＧＢ）をマッピングすることができるものもがある。そのようなデジタルカメラ内蔵型レーザースキャナは、測定装置兼色情報取得装置として好適に用いることができる。 As the color information acquisition device, any device can be used as long as it is capable of acquiring color information on the inner surface of the container, and typically, a digital camera can be used. When using a color information acquisition device, the color information acquisition device and the measurement device used to measure the three-dimensional shape may be separate bodies, or may be integrated. In other words, the measurement device used to measure the three-dimensional shape may also serve as the color information acquisition device. For example, a laser scanner for measuring three-dimensional shapes has a built-in digital camera that takes color images, and color information ( There are also some that can map RGB). Such a laser scanner with a built-in digital camera can be suitably used as a measurement device and a color information acquisition device.
色情報取得装置を使用する場合には、測定された３次元形状に基づいて１パス目の走査で容器内面に付着した滓を除去し、その後、色情報取得装置で色情報を取得し、その結果に基づいて露出した表面が劣化層であるか健全層であるかを判定することもできる。それにより、色情報に基づいた判定結果を考慮して２パス目の除去量を決定することができる。 When using a color information acquisition device, the slag attached to the inner surface of the container is removed in the first pass of scanning based on the measured three-dimensional shape, and then the color information is acquired using the color information acquisition device. Based on the results, it is also possible to determine whether the exposed surface is a deteriorated layer or a healthy layer. Thereby, the removal amount for the second pass can be determined in consideration of the determination result based on the color information.
次に、本発明のさらに好適な実施形態の一例について、以下、説明する。 Next, an example of a more preferred embodiment of the present invention will be described below.
（１）容器内面の３次元形状（形状１）を測定する。
（２）前記測定で得た３次元形状に基づいて走査範囲を決定し、工具を走査して容器内面の表層部を除去する（１パス目）。
（３）前記除去後の容器内面の３次元形状（形状２）を測定し、形状１と形状２の差から、容器内面の各部が、１パス目の除去によって以下のいずれの状態になっているのかを判定する。
Ａ）滓と劣化層が一体で剥離した状態（健全層の表面が露出）
Ｂ）滓のみ剥離した面（劣化層の表面が露出）
Ｃ）元々滓は付着していないが劣化層の剥離が発生した状態（健全層の表面が露出）
Ｄ）元々滓は付着しておらず剥離が発生していない状態（劣化層の表面が露出）
＊形状１と形状２の差：Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ
＊形状２における凹み程度：Ａ≒Ｃ＞Ｂ≒Ｄ
健全層が露出しているかどうかの判定には、色情報を用いることもできる。
（４）上記の判定結果に基づいて、走査範囲を決定し、工具を走査して容器内面を再度除去する（２パス目）。その際、健全層が露出している部分は除去しない。
(1) Measure the three-dimensional shape (shape 1) of the inner surface of the container.
(2) A scanning range is determined based on the three-dimensional shape obtained from the measurement, and the tool is scanned to remove the surface layer of the inner surface of the container (first pass).
(3) Measure the three-dimensional shape (shape 2) of the inner surface of the container after the removal, and from the difference between shape 1 and shape 2, determine which of the following states each part of the inner surface of the container was in after the first pass of removal. Determine whether there is one.
A) State where the slag and deteriorated layer are peeled off as one (the surface of the healthy layer is exposed)
B) Surface where only the slag has peeled off (the surface of the deteriorated layer is exposed)
C) A state where no slag was originally attached, but the deteriorated layer had peeled off (the surface of the healthy layer was exposed)
D) A state in which no slag is originally attached and no peeling has occurred (the surface of the deteriorated layer is exposed)
*Difference between shape 1 and shape 2: A>B>C>D
* Degree of dent in shape 2: A≒C>B≒D
Color information can also be used to determine whether the healthy layer is exposed.
(4) Based on the above determination result, a scanning range is determined, and the tool is scanned to remove the inner surface of the container again (second pass). At that time, do not remove the exposed healthy layer.
Claims (6)
前記構造物内面の耐火物層の少なくとも一部を除去する除去装置と、
少なくとも前記除去装置によって耐火物層が除去される前の前記構造物内面の３次元形状を測定する第一の測定装置と、
前記除去装置に備えられ、前記構造物内面の３次元形状を測定する第二の測定装置と、
前記第一の測定装置の測定結果および前記第二の測定装置の測定結果を利用して前記除去装置の位置合せを行う制御手段と、
前記構造物内面に不定形耐火物を吹き付ける吹付装置と、
前記第一の測定装置によって測定された３次元形状に基づいて、前記吹き付けの際の施工条件を演算する施工条件演算装置と、
前記吹付装置によって不定形耐火物を吹き付ける際に、前記施工条件を提示する施工条件提示装置とを備える、補修システム。 A repair system for a structure having a refractory layer on the inner surface ,
a removal device that removes at least a portion of the refractory layer on the inner surface of the structure;
a first measuring device that measures the three-dimensional shape of the inner surface of the structure before the refractory layer is removed by at least the removing device;
a second measuring device that is included in the removal device and measures a three-dimensional shape of the inner surface of the structure;
a control means for positioning the removal device using the measurement results of the first measurement device and the measurement results of the second measurement device;
a spraying device that sprays the monolithic refractory onto the inner surface of the structure;
a construction condition calculation device that calculates construction conditions for the spraying based on the three-dimensional shape measured by the first measurement device;
A repair system comprising: a construction condition presenting device that presents the construction conditions when spraying the monolithic refractory with the spraying device.
前記施工条件演算装置は、耐火物層が除去された後の前記第一の測定装置による測定の結果に基づいて前記施工条件を演算する、請求項１に記載の補修システム。 The first measuring device further measures the three-dimensional shape of the inner surface of the structure after the refractory layer is removed by the removing device,
The repair system according to claim 1, wherein the construction condition calculation device calculates the construction conditions based on the results of measurement by the first measurement device after the refractory layer is removed .
前記演算装置は、前記第一の測定装置によって得られた３次元形状に基づいて、各部における耐火物層の除去量を決定し、
前記除去装置は、前記演算装置による演算結果に基づいて前記構造物内面の耐火物層を除去し、
前記施工条件演算装置は、前記第一の測定装置による測定により得られた３次元形状から前記除去装置によって実際に除去した部分を差し引くことにより、前記除去装置によって耐火物層が除去された後の構造物内面の３次元形状を算出し、算出された３次元形状に基づいて前記施工条件を演算する、請求項１に記載の補修システム。 The repair system includes a calculation device,
The calculation device determines the amount of refractory layer removed in each part based on the three-dimensional shape obtained by the first measurement device,
The removal device removes the refractory layer on the inner surface of the structure based on the calculation result by the calculation device,
The construction condition calculating device subtracts the portion actually removed by the removing device from the three-dimensional shape obtained by the measurement by the first measuring device , and calculates the result after the refractory layer has been removed by the removing device. The repair system according to claim 1, wherein the three-dimensional shape of the inner surface of the structure is calculated, and the construction conditions are calculated based on the calculated three-dimensional shape.
除去装置によって耐火物層が除去される前の前記構造物内面の３次元形状を第一の測定装置によって測定する測定工程と、
前記除去装置に備えられている第二の測定装置によって前記構造物内面の３次元形状を測定し、前記第二の測定装置の測定結果および前記測定工程における測定結果を利用して前記除去装置の位置合せを行い、前記除去装置によって前記構造物内面の耐火物層の少なくとも一部を除去する除去工程と、
前記測定工程において測定された３次元形状に基づいて、次の吹付工程における施工条件を演算する施工条件演算工程と、
前記構造物内面に不定形耐火物を吹き付ける吹付工程とを備え、
前記吹付工程において不定形耐火物を吹き付ける際、施工条件提示装置により前記施工条件を提示する、補修方法。 A method for repairing a structure having a refractory layer on the inner surface, the method comprising:
a measuring step of measuring the three-dimensional shape of the inner surface of the structure with a first measuring device before the refractory layer is removed by the removing device ;
A second measuring device included in the removing device measures the three-dimensional shape of the inner surface of the structure, and the removing device uses the measurement results of the second measuring device and the measurement results in the measuring step. a removing step of aligning and removing at least a portion of the refractory layer on the inner surface of the structure by the removing device ;
a construction condition calculation step of calculating construction conditions for the next spraying step based on the three-dimensional shape measured in the measurement step;
a spraying step of spraying a monolithic refractory onto the inner surface of the structure,
A repair method in which the construction conditions are presented by a construction condition presentation device when spraying the monolithic refractory in the spraying step.
前記施工条件演算工程では、前記第二測定工程における測定の結果に基づいて前記施工条件を演算する、請求項４に記載の補修方法。 The repair method includes a second measurement step of measuring the three-dimensional shape of the inner surface of the structure after the refractory layer is removed in the removal step , using the first measurement device ,
The repair method according to claim 4, wherein in the construction condition calculation step, the construction conditions are calculated based on the results of measurement in the second measurement step .
前記演算工程では、前記測定工程によって得られた３次元形状に基づいて、各部における耐火物層の除去量を決定し、
前記除去工程では、前記演算工程における演算結果に基づいて前記構造物内面の耐火物層を除去し、
前記施工条件演算工程では、前記測定工程における測定により得られた３次元形状から前記除去工程で実際に除去した部分を差し引くことにより、前記除去工程で耐火物層が除去された後の構造物内面の３次元形状を算出し、算出された３次元形状に基づいて前記施工条件を演算する、請求項４に記載の補修方法。
The repair method includes a calculation step,
In the calculation step, the amount of refractory layer removed in each part is determined based on the three-dimensional shape obtained in the measurement step,
In the removal step, the refractory layer on the inner surface of the structure is removed based on the calculation result in the calculation step,
In the construction condition calculation step, the inner surface of the structure after the refractory layer has been removed in the removal step is calculated by subtracting the portion actually removed in the removal step from the three-dimensional shape obtained by measurement in the measurement step. 5. The repair method according to claim 4, wherein a three-dimensional shape is calculated, and the construction conditions are calculated based on the calculated three-dimensional shape.
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