JP2001083013A - 溶融金属の測温装置 - Google Patents
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- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
ーを介して導き出し炉内溶鋼の熱放射光から溶融金属の
温度を測定する方法において、ノズル先端からファイバ
ー先端までの光軸のずれ及びファイバーの損傷を防止
し、炉体交換時におけるファイバーの着脱及びノズル先
端の溶損量の測定等の保守点検を迅速容易に行う。 【解決手段】 精錬炉2から突出したノズル1の部分を
囲繞した取付け部5を設けると共にノズル1の突出端
に、パージガス導入部7と、耐圧窓ガラス保持部10
と、ファイバー芯出し部14と、ファイバー保護チュー
ブ20とを順に且可能に連結して設け、ファイバー保護
チューブ20内からファイバー芯出し部14及び耐圧窓
ガラス保持部10を貫通して外部と連通する冷却ガス通
路13を設け、ファイバー芯出し部14の凸状円錐部1
6と、耐圧窓ガラス保持部10の凸状円錐部とを密接さ
せ凹状円錐部17と凸状円錐部の軸芯部に嵌入し且つフ
ァイバー素線15が貫通した弾性保持部材18を設け
る。
Description
る容器の壁に該壁を貫通したノズルを設け、該ノズルの
先端に面する溶融金属の熱放射光をファイバーを介して
導き出し、導き出した熱放射光から溶融金属の温度を測
定する装置に関するものである。
容器を用いた溶鋼の精錬においては、溶鋼温度は精錬効
率に大きな影響を及ぼすため精錬中において連続的に測
定し、測定した溶鋼温度に応じた操業を迅速に行うこと
で品質良好な鋼を能率よく製造することが要求されてい
る。
ては、転炉上部からサブランスといわれる保護管付熱電
対の計測プローブを溶融金属に間欠的に浸漬し、溶融金
属の温度を測定する装置が知られている。この装置は、
精度の良い温度測定が行えるが、溶融金属温度を連続的
に把握できないため、きめ細かい精錬制御が行えない。
さらにプローブが消耗するのでコストが嵩むといった問
題がある。
したノズルに不活性ガスを圧入してノズル内への溶融金
属の進入を防ぎながら、ノズル先端に面する溶融金属の
熱放射光を光ファイバーを介して放射温度計等に案内す
る装置(例えば特開昭62−52423号公報、特開平
8−15040号公報)が知られている。
423号公報及び特開平8−15040号公報による装
置では、溶融金属温度を連続的に測定できる利点がある
が、その反面、ノズル先端から受光端(光ファイバー先
端)までの光軸のずれにより、熱放射光がノズル内面や
ノズルから光ファイバーまでの接続部の内面に照射した
場合は、反射光を測定することになるため正確な温度を
測定できない。なお、特開平8−15040号公報では
光軸のずれが生じないように、光ファイバーを溶融金属
に向けて送り出し、光ファイバーの先端を溶融金属に接
触させているが、光ファイバーの消耗によりコストが嵩
むといった問題がある。
属が発する熱放射光をイメージファイバーを介して撮像
装置(例えばCCDカメラ)に取り込み、撮像画面上の
最高輝度値から溶融金属の温度を測定する装置(例えば
特開平11−142246号)を出願している。
置も溶融金属温度を連続的に測定できる利点があるが、
前記同様に、ノズル先端からイメージファイバー先端ま
での光軸のずれにより、熱放射光がノズル内面や接続部
内面に照射した場合は、正確な温度を測定できない。
バーを用いる装置では、一旦光軸の一致を確保しても、
転炉やAOD炉等の交換時にはファイバーの着脱を必要
とするため、このとき光軸がずれる場合がある。また、
ファイバーは高温の炉体と連なっているため、特に高価
なイメージファイバーは過熱により熱損傷し易く、また
着脱時に折損する場合がある。さらには、ノズルとファ
イバーとを仕切る耐圧窓ガラスの清掃や、ノズル先端の
溶損量の測定は、高温下の操業中において行うため、迅
速容易に行えることが要求される。
ァイバー先端までの光軸のずれを防止すること、ファイ
バーの損傷を防止すること、ファイバーとノズルとを仕
切る窓ガラスの清掃及び、転炉やAOD炉等の炉体交換
時におけるファイバーの着脱及び、ノズル先端の溶損量
の測定等の保守点検を迅速容易に行えることを課題とす
る。
明の溶融金属の測温装置は、溶融金属を収容する容器の
壁に該壁を貫通したノズルを設け、該ノズルの先端に面
する溶融金属の熱放射光をファイバーを介して導き出
し、導き出した熱放射光から溶融金属の温度を測定する
装置において、前記容器に該容器から突出した前記ノズ
ルの部分を囲繞した取付け部を設けると共に該ノズルの
突出端に、パージガス導入部と、耐圧窓ガラス保持部
と、ファイバー芯出し部と、ファイバー保護チューブと
を順に且つ着脱可能に連結して設けたことを特徴とす
る。
いて、前記ファイバー保護チューブ内から前記ファイバ
ー芯出し部及び前記耐圧窓ガラス保持部を貫通して外部
と連通する冷却ガス通路を設けたこと、さらには前記フ
ァイバー芯出し部の先端に凸状円錐部を形成して設け、
前記耐圧窓ガラス保持部の尾端に前記凸状円錐部と密接
する凹状円錐部を設け、該凸状円錐部及び凹状円錐部の
軸芯部に嵌入し且つファイバー素線が貫通した弾性保持
部材を設けたことを特徴とする。
形態を示し、図1は全体図、図2は図1の部分拡大図で
ある。図1において、1は、溶融金属を収容する容器と
しての精錬炉2の側壁煉瓦3を貫通し、炉内溶鋼の熱放
射光を炉外へ導くためのノズルである。ノズル1は内径
が3〜5mmであり、肉厚2mm程度のステンレスパイ
プが用いられている。
ためにジルコニアスリーブ及び一体構造のガイド煉瓦4
が囲繞して装着されており、これらは耐火充填材により
固定されている。精錬炉2には、該精錬炉2から外部に
突出したノズル1の部分を囲繞した取付け部5が設けら
れている。
はパージガス導入口6をもったパージガス導入部7がフ
ランジ部をボルト止めにより連結されている。パージガ
ス導入部7の先端はノズル1と当接しており、分解容易
なようにガス導入部材8が螺合により分割構造となって
いる。
ス製の耐圧窓ガラス9,9がOリングによって固定され
た耐圧窓ガラス保持部10がフランジ部をボルト止めに
よりパージガス導入部7に連結されている。耐圧窓ガラ
ス保持部10は2枚の耐圧窓ガラス9,9の清掃が容易
なように耐圧窓ガラス装着部材11が螺合により分割構
造となっている。耐圧窓ガラス保持部10の尾端部に
は、冷却ガス排出口12が設けられており、該尾端には
冷却ガス排出口12に続く冷却ガス通路13をもったフ
ァイバ芯出し部14がフランジ部をボルト止めにより連
結されている。冷却ガス通路13はファイバ芯出し部1
4内部で管状に形成されて冷却ガス排出口12に連通し
ている。
バ芯出し部14の先端には凸状円錐部16が形成されて
おり、凸状円錐部16は耐圧窓ガラス保持部10に設け
られた凹状円錐部17と密接することで、ファイバ芯出
し部14と耐圧窓ガラス保持部10とは軸芯(光軸)の
一致が図られている。また、凸状円錐部16及び凹状円
錐部17の軸芯部には、イメージファイバー15が貫通
したゴム製の弾性保持部材体18が嵌入し設けられるこ
とで、イメージファイバー15とノズル1との間の軸芯
の一致及びイメージファイバー15の受光端の位置決め
が図られている。上記ファイバ芯出し部14と耐圧窓ガ
ラス保持部10、及びファイバー15の先端からノズル
1までの間の軸芯の一致により、ノズル1の先端に面す
る溶鋼の熱放射光はノズル1、耐圧窓ガラス9,9を通
過してイメージファイバー15に確実に取り込まれる。
バー15をガイドする可撓管19が連結して設けられて
おり、イメージファイバー15の曲げによる折損が防止
されている。ファイバ芯出し部14にはイメージファイ
バー15が嵌挿されたファイバー保護チューブ20が螺
合連結されており、ファイバー保護チューブ20の尾端
側には冷却ガス導入口(図示しない)が設けられてい
る。取付け部5と耐圧窓ガラス保持部10との間にはサ
ポート部材21が渡して設けられることで受光部の垂れ
下がりが防止されている。
のイメージファイバー素線12000本を直径3mmに
結束したものであるが、これに代えて光ファイバーを用
いてもよい。イメージファイバー15の受光端には視野
角3°のマイクロ光集レンズ(図示しない)が取り付け
られている。
いて説明する。図1に示すパージガス導入口6から供給
された高圧のアルゴンガスは、ノズル1を通って精錬炉
2内の溶鋼中に吹き込まれることで、ノズル1内への溶
鋼の進入が防止される。ノズル先端に面する溶鋼の熱放
射光は、図2に示すパージガス導入部7、耐圧窓ガラス
9,9を経てイメージファイバー15に入射される。こ
のとき、ファイバー保護チューブ20の尾端に設けられ
た冷却ガス導入口(図示しない)からフアイバー保護チ
ューブ20内に供給された冷却ガス(例えばアンゴンガ
ス)は、該保護チューブからファイバー芯出し部14に
設けられた冷却ガス通路13を通って耐圧窓ガラス保持
部10に設けられた冷却ガス排出口12へと通過してイ
メージファイバー15及び弾性保持部材18を冷却す
る。
の熱放射光は、図示しない例えばCCDカメラを用いた
撮像装置によりイメージファイバー15の出口端の画像
光を撮影し、同じく図示しない画像処理装置は撮像装置
が発生する画像信号を画像データに変換し、データ処理
装置は撮像画面上の最高輝度値を摘出し、これに対応す
る温度を算出する。なお、イメージファイバー15に替
えて光ファイバーを設けた場合は、溶鋼の熱放射光を光
ファイバーを介して放射温度計等に取り込んで溶鋼温度
を測定する。
さ(残存長さ)を測定するときは、パージガス導入部7
を取付け部5から取り外す。ノズル1の溶損長さの測定
は、ノズル1内に定規を挿入し、挿入長さから求める。
炉体を交換するときは、必要に応じてファイバー芯出し
部14と耐圧窓ガラス保持部10との間及びファイバー
芯出し部14とファイバー保持チューブ20との間を取
り外してイメージファイバー15を取り出す。耐圧窓ガ
ラス9,9の清掃を行うときは、耐圧窓ガラス保持部1
0を冷却ガス導入部7及びファイバー芯出し部14から
取り外した後、耐圧窓ガラス装着部材11を取り出して
清掃する。
受光端であるファイバー先端までの光軸のずれを防止し
て溶鋼温度を正確に測定できる。また高価なイメージフ
ァイバーの損傷を防止して寿命を延長できる。さらには
耐圧窓ガラスの清掃及びファイバーの着脱及びノズル先
端の溶損量の測定等の保守点検を容易化することができ
る。その結果、溶鋼温度に応じた操業を迅速かつ的確に
行うことで品質良好な鋼を能率よく経済的に製造するこ
とができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 溶融金属を収容する容器の壁に該壁を貫
通したノズルを設け、該ノズルの先端に面する溶融金属
の熱放射光をファイバーを介して導き出し、導き出した
熱放射光から溶融金属の温度を測定する装置において、
前記容器に該容器から突出した前記ノズルの部分を囲繞
した取付け部を設けると共に該ノズルの突出端に、パー
ジガス導入部と、耐圧窓ガラス保持部と、ファイバー芯
出し部と、ファイバー保護チューブとを順に且つ着脱可
能に連結して設けたことを特徴とする溶融金属の測温装
置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記ファイバー保護
チューブ内から前記ファイバー芯出し部及び前記耐圧窓
ガラス保持部を貫通して外部と連通する冷却ガス通路を
設けたことを特徴とする溶融金属の測温装置。 - 【請求項3】 請求項1において、前記ファイバー芯出
し部の先端に凸状円錐部を形成して設け、前記耐圧窓ガ
ラス保持部の尾端に前記凸状円錐部と密接する凹状円錐
部を設け、該凸状円錐部及び凹状円錐部の軸芯部に嵌入
し、且つファイバー素線が貫通した弾性保持部材を設け
たことを特徴とする溶融金属の測温装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25715499A JP2001083013A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 溶融金属の測温装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25715499A JP2001083013A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 溶融金属の測温装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001083013A true JP2001083013A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17302469
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP25715499A Pending JP2001083013A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 溶融金属の測温装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001083013A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003010501A1 (fr) * | 2001-07-27 | 2003-02-06 | Nippon Steel Corporation | Instrument de mesure de la temperature d'un metal en fusion et procede correspondant |
-
1999
- 1999-09-10 JP JP25715499A patent/JP2001083013A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003010501A1 (fr) * | 2001-07-27 | 2003-02-06 | Nippon Steel Corporation | Instrument de mesure de la temperature d'un metal en fusion et procede correspondant |
US6923573B2 (en) | 2001-07-27 | 2005-08-02 | Nippon Steel Corporation | Apparatus and method for measuring temperature of molten metal |
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