JP2000227278A - 燃焼帯測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定する燃焼帯を定常状態にしたまま測定す
ることができ、且つ、竪型炉の鋳床作業を阻害しない燃
焼帯測定装置を確立する。 【解決手段】 本発明による燃焼帯測定装置は、その孔
方向が竪型炉１の半径方向に対して水平偏角を有する異
形小羽口１３と、この異形小羽口を通って前記竪型炉内
に挿入されるプローブ２２と、前記異形小羽口を固定す
ると共に、前記プローブを挿入するためのさや管１７を
備えたブローパイプ７と、前記さや管の後端部に設けら
れたシール手段１８と、前記プローブとプローブを駆動
するためのプローブ駆動手段２９、３０、３１とを搭載
した移動台車２６と、この移動台車と前記竪型炉とを連
結する移動式連結台車２３と、前記ブローパイプに接続
し、異形小羽口から吹き込む熱風量を制御するための熱
風制御弁５を備えた送風手段と、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、竪型炉の羽口の炉
内前方に形成される燃焼帯の温度及びガス成分等を測定
する燃焼帯測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉や溶融還元炉等の竪型炉の羽口前に
形成される燃焼帯における温度、ガス成分、及び溶融物
の挙動は、古くから、羽口の溶損や羽口への滓返り等の
現象を解明する上で、明らかにしたい事柄であった。

【０００３】近年高炉においては、原料コストの削減を
目的として、羽口から大量の微粉炭を吹き込む操業が広
く行われるようになった。この微粉炭吹き込みにより、
微粉炭の燃焼や、微粉炭と滴下する溶銑との反応に伴う
燃焼帯及びその周辺の状況変化を正確に把握すること
が、微粉炭吹き込み量の最適化及び高炉の安定操業の上
で特に重要となっている。

【０００４】燃焼帯及びその周辺の状況を把握するため
には、稼働中の炉内の燃焼帯及びその周辺における温
度、ガス組成、溶銑及び溶融スラグ組成等を知る必要が
ある。そのため、燃焼帯及びその周辺における温度やガ
ス組成を測定し、且つ燃焼帯及びその周辺の溶融物の採
取を目的とした燃焼帯測定装置が、特開昭６２−５０８
１号公報に開示されている。同号公報に開示された燃焼
帯測定装置は、その孔方向が竪型炉の半径方向に対して
水平方向に偏倚した異形小羽口と、異形小羽口を固定す
る押さえ金具と、異形小羽口を通って炉内に挿入される
プローブと、プローブを導入するためのさや管と、さや
管後端部に設けたシール装置及びプローブ駆動装置とか
ら成るもので、同号公報によれば、光ファイバーや溶融
物サンプラーを設置したプローブを、異形小羽口から隣
の羽口の燃焼帯内に斜めに挿入することで、燃焼帯測定
装置自体による燃焼帯への外乱を抑えつつ、燃焼帯及び
その周辺の温度測定やガス及び溶融物の採取が可能にな
るとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６２−５０８１号公報に開示された燃焼帯測定装置で
は、測定用プローブを通す異形小羽口から炉内に熱風を
送風していないので、異形小羽口を設置した羽口の炉内
前方には燃焼帯が形成されず、従って、この羽口の隣の
羽口の前方に形成される燃焼帯も、本来、近接した位置
に形成されるはずの燃焼帯がないので、定常状態とは異
なった形状及び形態となる。又、同号公報では、竪型炉
の炉体に固定されたフレームを設置し、このフレーム上
にプローブやプローブ移動用の台車を搭載させているの
で、燃焼帯測定装置を炉側壁から移動させることができ
ず、障害物となって竪型炉の鋳床作業を阻害する。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、測定する燃焼帯を定常状態に
したまま測定することができ、且つ、竪型炉の鋳床作業
を阻害しない燃焼帯測定装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る燃焼帯測定
装置は、その孔方向が竪型炉の半径方向に対して水平偏
角を有する異形小羽口と、この異形小羽口を通って前記
竪型炉内に挿入されるプローブと、前記異形小羽口を固
定すると共に、前記プローブを挿入するためのさや管を
備えたブローパイプと、前記さや管の後端部に設けられ
たシール手段と、前記プローブとプローブを駆動するた
めのプローブ駆動手段とを搭載した移動台車と、この移
動台車と前記竪型炉とを連結する移動式連結台車と、前
記ブローパイプに接続し、異形小羽口から吹き込む熱風
量を制御するための熱風制御弁を備えた送風手段と、を
具備することを特徴とするものである。

【０００８】本発明に係る燃焼帯測定装置は、異形小羽
口から炉内に吹き込む熱風の流量を制御するための熱風
制御弁を備えた送風手段を具備しているので、燃焼帯測
定装置による測定中も、又、非測定中も、熱風量を調整
しつつ熱風を炉内に送風することができ、異形小羽口の
炉内前方に燃焼帯が形成される。その結果、この羽口に
隣接し、測定対象となる羽口の炉内前方に形成される燃
焼帯は、通常の操業と同様に近接した位置に燃焼帯が形
成されるので、極めて定常状態に類似した形状となり、
従って、極めて定常状態に類似した燃焼帯の測定が可能
となり、竪型炉の炉内状況を正確に把握することができ
る。又、異形小羽口の炉内前方には燃焼帯が形成されて
原料装入物が軟化しているので、プローブを容易に炉内
に挿入することができる。

【０００９】又、プローブ及びプローブ駆動手段を移動
台車に搭載し、非測定時にはプローブ及びプローブ駆動
手段を搭載した状態で移動台車を待機位置で待機させて
おくことができるので、プローブ及びプローブ駆動手段
により鋳床作業が阻害されることがない。又、測定時に
は移動式連結台車を介して竪型炉と移動台車とを連結す
るので、プローブを容易に且つ迅速に所定位置に配置す
ることができる。更に、移動式連結台車も非測定時には
待機位置に移動させることができるので、移動式連結台
車も鋳床作業を阻害することがない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面により説明す
る。図１及び図２は本発明の実施の形態の１例を示す図
であり、図１は本発明に係る燃焼帯測定装置全体の概略
側面図、図２は本発明に係る燃焼帯測定装置の羽口に取
り付けられる部分の概略平面図である。

【００１１】先ず、図１を用いて本発明に係る燃焼帯測
定装置の全体を説明する。図１に示すように、高炉１の
側壁には、鉄皮１５及び耐火物１６を貫通して、羽口受
金物１１、大羽口１２、及び異形小羽口１３からなる羽
口９（以下、「Ｂ羽口」と記す）が設置されている。羽
口受金物１１、大羽口１２、及び異形小羽口１３は、そ
れぞれすり合せ構造で接触しており、ガスシールが可能
な構造となっている。異形小羽口１３には、異形小羽口
１３を押さえて固定するためのブローパイプ７が接続さ
れている。異形小羽口１３とブローパイプ７とはすり合
せ構造で接触しており、ガスシールが可能な構造となっ
ている。

【００１２】ブローパイプ７の後端には、高炉１への送
風手段として、ペンストック曲管６、送風支管４、及び
環状管３がその順に設けられており、ペンストック曲管
６と送風支管４との間には、熱風制御弁５が設置されて
いる。環状管３は高炉１を外周し、そして、その一端で
熱風炉（図示せず）と接続しており、熱風炉で発生する
熱風を熱風制御弁５にて流量を制御しつつ、環状管３、
送風支管４、ペンストック曲管６、ブローパイプ７、及
び異形小羽口１３を経由して高炉１内に送風することが
できる。ブローパイプ７の側面には、その先端がブロー
パイプ７内の送風通路に開孔するさや管１７が設置さ
れ、さや管１７の後端には炉内と外気とをシールするシ
ール手段としてシール管１８が設置されている。

【００１３】高炉１の鋳床２には、車輪２５で鋳床２を
移動可能な移動式連結台車２３と、車輪３２で鋳床２を
移動可能な移動台車２６とが設置されている。移動台車
２６は、プローブ駆動手段として、プローブ台車２８、
チェーン２９、チェーンスプロケット３０、及び油圧モ
ーター３１が搭載されており、油圧モーター３１の駆動
によりチェーンスプロケット３０、３０間を回転移動す
るチェーン２９に取り付けられたプローブ台車２８が、
移動台車２６上で往復移動する。プローブ台車２８はプ
ローブ２２を取り付けることができるようになってお
り、プローブ台車２８に取り付けられたプローブ２２は
プローブ台車２８と共に移動する。

【００１４】移動式連結台車２３は、連結ボルト２４に
て高炉１の鉄皮１５の所定位置に取り付けられ、又、移
動台車２６は、連結器２７により移動式連結台車２３と
所定位置に連結されており、プローブ台車２８に取り付
けられたプローブ２２は、プローブ台車２８を移動させ
ることで、シール管１８及びさや管１７の内部を通っ
て、ブローパイプ７の送風通路に至り、更に異形小羽口
１３の先端から高炉１の内部にまで到達することができ
る。尚、連結ボルト２４及び連結器２７を解除すること
で、移動式連結台車２３及び移動台車２６は分離して移
動可能となる。

【００１５】プローブ２２には、その内部に測温用及び
観察用の光ファイバー（図示せず）が設置されると共
に、炉内ガスを吸引するための孔（図示せず）が設けら
れている。又、プローブ２２の先端にサンプラー（図示
せず）を取り付けることで、炉内の溶銑や溶融スラグ等
を採取することができる。プローブ２２は、冷却水又は
空気等の冷却媒体を流して冷却する構造となっている。

【００１６】次に、図２を用いて本発明に係る燃焼帯測
定装置の水平方向の取り合いを説明する。尚、図２で
は、移動式連結台車２３や送風支管４等を省略して、羽
口周辺のみを表示している。図２に示すように、異形小
羽口１３を設置したＢ羽口９に隣接して、羽口受金物１
１、大羽口１２、通常の小羽口１４、及び通常のブロー
パイプ７ａを設置した羽口８（以下、「Ａ羽口」と記
す）と羽口１０（以下、「Ｃ羽口」と記す）とが、高炉
１の中心に対して等間隔で設置されている。Ａ羽口８及
びＣ羽口１０は環状管３と連結しており、高炉１内に熱
風を送風して燃焼帯３３を形成する。尚、Ａ羽口８及び
Ｃ羽口１０以外にも高炉１の周囲には略等間隔で羽口が
設置されているが、図２では省略している。

【００１７】異形小羽口１３の孔方向は、高炉１の半径
方向に対して角度θだけ水平方向に偏倚して、Ａ羽口８
側に向いている。本発明ではこの角度θを水平偏角と定
義する。水平偏角（θ）は、高炉１の半径や燃焼帯３３
の大きさ、及びＡ羽口８とＢ羽口９との設置間隔等に基
づいて、プローブ２２の先端が燃焼帯３３内を通過する
ように、適宜決めれば良い。

【００１８】シール手段として設置されるシール管１８
は、Ｏリング等のパッキンが装着されたガスシール装置
１９と２つのボールバルブ２０、２１から構成されてお
り、プローブ２２を移動させても炉内ガスの漏洩は防止
される。

【００１９】このような構成の燃焼帯測定装置を用いた
燃焼帯３３の測定方法を以下に説明する。Ａ羽口８及び
Ｃ羽口１０から熱風又は微粉炭を含む熱風を高炉１内に
吹きこみ、小羽口１４の前方に燃焼帯３３を形成させて
操業を行っている。Ｂ羽口９からも、熱風制御弁５にて
送風流量を制御しつつ熱風を送風して、異形小羽口１３
の前方に燃焼帯３４を形成させる。Ｂ羽口９から吹き込
む熱風量は、Ａ羽口８が形成する燃焼帯３３の形状が変
化しないように、Ａ羽口８及びＣ羽口１０の送風量の１
／２〜１／５程度とすることが好ましい。そして、プロ
ーブ台車２８を移動させて、プローブ２２の先端をシー
ル管１８に挿入し、プローブ２２とシール管１８とのシ
ール性を確認し、次いで、さや管１７及び異形小羽口１
３を通って、プローブ２２の先端をＡ羽口８の燃焼帯３
３まで挿入させる。このようにしてプローブ２２の先端
を燃焼帯３３内又はその周辺部の所定位置に配置して、
プローブ２２の先端の光ファイバーから取り込んだ熱放
射光を放射温度計（図示せず）に導き、放射温度計によ
り温度測定を行う。

【００２０】又、プローブ２２の先端から炉内ガスを吸
引して回収し、ガス分析装置にてガス組成を分析する。
更に、プローブ２２の先端にサンプラーを取り付けて、
滴下する溶銑や溶融スラグを回収する。この測定中も、
異形小羽口１３から熱風を送風して、燃焼帯３３を定常
状態に近い状態とすることが好ましい。又、異形小羽口
１３からの送風を停止して測定することで、燃焼帯３３
に及ぼす燃焼帯３４の影響を調査することもできる。

【００２１】測定が終了したら、プローブ２２を引抜
き、シール管１８のボールバルブ２０、２１を閉鎖す
る。さや管１７の熱負荷を軽減するために、ダミーの水
冷ランス（図示せず）をさや管１７内に挿入しておくこ
ともできる。プローブ２２が鋳床作業の妨げとなる場合
には、次の測定時期まで、移動式連結台車２３及び移動
台車２６を待機位置に移動させる。

【００２２】このように、本発明に係る燃焼帯測定装置
を用いることで、測定する燃焼帯３３を定常状態に類似
したまま測定することができので、高炉１の炉内状況を
正確に把握することが可能となる。又、異形小羽口１３
の前方には燃焼帯３４が形成されて原料装入物が軟化し
ているので、プローブ２２を容易に炉内に挿入すること
ができる。更にプローブ２２及びプローブ駆動手段を移
動台車２６に搭載し、非測定時には待機位置で待機させ
ておくことができるので、鋳床作業は阻害されることな
く、円滑に行うことができる。

【００２３】尚、移動式連結台車２３や移動台車２６の
構造及びプローブ駆動手段やシール手段の構造は上記に
限るものではなく、機能が同じであればどのような構造
としても良い。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る燃焼帯測定装置を用いるこ
とで、測定する燃焼帯を定常状態に類似したまま測定す
ることができるので、竪型炉の炉内状況を正確に把握す
ることが可能となる。又、プローブやプローブ駆動手段
を移動台車に搭載して、非測定時には待機位置で待機さ
せておくことができるので、プローブ等により鋳床作業
が阻害されることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す図であり、本
発明に係る燃焼帯測定装置全体の概略側面図である。

【図２】本発明の実施の形態の１例を示す図であり、本
発明に係る燃焼帯測定装置の羽口に取り付けられる部分
の概略平面図である。

【符号の説明】

１ 高炉 ２ 鋳床 ３ 環状管 ４ 送風支管 ５ 熱風制御弁 ６ ペンストック曲管 ７ ブローパイプ ９ Ｂ羽口 １１ 羽口受金物 １２ 大羽口 １３ 異形小羽口 １５ 鉄皮 １６ 耐火物 １７ さや管 １８ シール管 ２２ プローブ ２３ 移動式連結台車 ２６ 移動台車 ２９ チェーン ３０ チェーンスプロケット ３１ 油圧モーター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その孔方向が竪型炉の半径方向に対して
   水平偏角を有する異形小羽口と、この異形小羽口を通っ
   て前記竪型炉内に挿入されるプローブと、前記異形小羽
   口を固定すると共に、前記プローブを挿入するためのさ
   や管を備えたブローパイプと、前記さや管の後端部に設
   けられたシール手段と、前記プローブとプローブを駆動
   するためのプローブ駆動手段とを搭載した移動台車と、
   この移動台車と前記竪型炉とを連結する移動式連結台車
   と、前記ブローパイプに接続し、異形小羽口から吹き込
   む熱風量を制御するための熱風制御弁を備えた送風手段
   と、を具備することを特徴とする燃焼帯測定装置。