JP2001303121A - 精錬容器の内側表面の温度測定方法 - Google Patents

精錬容器の内側表面の温度測定方法

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JP2001303121A
JP2001303121A JP2000117376A JP2000117376A JP2001303121A JP 2001303121 A JP2001303121 A JP 2001303121A JP 2000117376 A JP2000117376 A JP 2000117376A JP 2000117376 A JP2000117376 A JP 2000117376A JP 2001303121 A JP2001303121 A JP 2001303121A
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furnace
temperature
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metal
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JP2000117376A
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Naoto Sasaki
直人 佐々木
Kenichiro Naito
憲一郎 内藤
Shinya Kitamura
信也 北村
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地金付着防止のために耐火物表面温度および
/または空間部温度を制御する精錬方法において、炉内
壁耐火物が高温によってうける悪影響を最小限に抑える
方法を提供する。 【解決手段】 炉内に貫通する観測孔1を設け、直接
に、あるいは光ファイバー8を通して表面温度を放射温
度計2で観測することにより、温度および/または温度
の上昇速度に応じて、炉内の二次燃焼率または燃料バー
ナー火力の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、転炉等の精錬容器
の内側表面の温度測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】転炉や真空脱ガス装置などの精錬容器を
用いた溶鉄の精錬処理において、上吹きガス、底吹きガ
ス、脱ガス反応により発生するガスのエネルギーによる
溶鉄の飛散(=スピッティング)が発生し、炉内壁に地
金が付着し、歩留悪化、操業障害、付着地金による溶鉄
汚染の問題等が生じている。
【0003】そこで、地金の付着防止や溶融を目的とし
て、COガスの二次燃焼や燃料バーナーにより炉内の温
度を上昇させ、地金の付着防止および溶融を行う方法が
開示されている(例えば、特開平3−240912号公
報、特開平6−248323号公報、特開平6−734
32号公報など)。これらの方法においては、地金の付
着防止や溶融は可能であるが、一方で、二次燃焼率や燃
料バーナー火力が過度となった場合、炉壁耐火物が長時
間高温下にさらされ、耐火物の溶損による炉寿命の低下
などの悪影響を生じている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、地金の付
着防止および溶融方法における前述の課題に対し、炉壁
耐火物への悪影響を低減せしめることを可能にする精錬
容器の内側表面温度の測定方法を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、以下の
方法にある。 (1)金属の精錬容器において、炉壁に設けた貫通孔か
ら、炉内からの光を放射温度計にて測定することによ
り、耐火物の炉内側表面温度および/または耐火物表面
に付着した地金の炉内側表面温度を測定することを特徴
とする精錬容器の内側表面の温度測定方法。 (2)貫通孔内に、炉内に向けて不活性ガスを導入する
ことを特徴とする(1)に記載の精錬容器の内側表面の
温度測定方法。 (3)炉壁に設けた貫通孔から、光ファイバーまたはイ
メージファイバーを用いて、炉内の光を放射温度計まで
伝送することを特徴とする(1)または(2)に記載の
精錬容器の内側表面の温度測定方法。
【0006】
【発明の実施の形態】金属の精錬容器では、炉壁耐火物
には熱放散を防止するため、一般的に熱伝導率が低い材
料が用いられている。従って、炉内の温度変化や炉内壁
に付着した地金厚みの変化に対する応答性が低く、炉内
壁の耐火物に対する熱負荷を検知することは容易ではな
い。また、装置の形状から、炉内壁温度を放射温度計に
より測定することも困難である。そのため、COガスの
二次燃焼や燃料バーナーにより炉内の温度を上昇させ、
地金の付着防止および溶融を行う方法においては、炉壁
耐火物への熱負荷が過度となり、炉壁耐火物が長時間高
温下にさらされ、耐火物の溶損による炉寿命の低下など
の悪影響が生じやすい。
【0007】本発明の実施の形態を図1に基づいて説明
する。本発明では容器外側表面から炉内まで貫通する測
定用の孔1を設け、この孔を通して、直接あるいは間接
的に炉内の、とくに地金の堆積が問題となる炉壁からの
放射光を炉外に取り出し、放射温度計2にて測温する。
以降ではこの孔を観測孔1と呼ぶ。また、本発明では、
放射温度計とは熱放射を利用した非接触式の温度計を指
す。
【0008】観測孔の径は、炉内温度に悪影響を及ぼさ
ない程度の大きさが望ましい。観測孔1の外側の端には
炉内の雰囲気を炉外から遮断するために、炉内観察可能
なフランジ状の観測窓3を設け、その外側から放射温度
計2で計測することも可能である。また、この観測窓の
炉内側に放射温度計を設けることも可能である。この場
合には、放射温度計の測温情報のみを炉外に取り出せば
良いので、貫通孔を途中から狭くでき、炉内温度の低下
を防ぐことが可能となる利点がある。
【0009】なお、炉内にダストや地金などの飛散物が
多く、ただ単に炉壁まで観測孔を貫通させても、それら
の飛散物などが堆積し、すぐに視界が閉ざされてしまう
場合には、観測孔に、炉内にむけて不活性ガスを吹き込
むことが好ましい。図2に観測孔1を通る不活性ガス吹
き込み用配管9を設けた例を示す。ここで、不活性ガス
としては窒素が経済的に優位であるが、その代替として
アルゴンを用いてもかまわない。炉内雰囲気との反応が
問題にならない場合には、空気やCO2 も利用できる。
【0010】不活性ガスは観測孔から炉内へ向けた平均
流速が0.1〜1000m/sec の範囲にあると望まし
い。平均流速が0.1m/sec 以下になると流径が大きい
地金が付着し、また、1000m/sec 以下の流速で、ほ
とんどの飛来物の付着を防止でき、また、1000m/se
c 流速を超えると供給のための装置が大規模になり経済
的に不利となる。
【0011】炉内ガスの逆流を防ぐために、観測孔1の
鉄皮7側の端には、フランジ3を設けることが望まし
い。このフランジには、たとえばガラス板や透明石英板
などの炉内観測可能な材料をはめ込み、フランジ外側か
ら放射温度計で計測することも可能であるし、図2の様
にフランジ3の炉内側に放射温度計2を設置し、フラン
ジからは測温情報伝送用のケーブル10のみ炉外に取り
出せるようにすることも可能である。
【0012】さらに、観測孔1に、光ファイバーあるい
はイメージファイバー8を通し、炉内の光を伝送する場
合、観測孔の径に視野角が制限されることがなく、観測
孔の向きに関係なく炉内を観測できる利点がある。この
方法の模式図を図3及び図4に示す。また、本発明では
光ファイバーあるいはイメージファイバーをファイバー
と呼ぶ。図3の例では、ファイバー8は観測孔1から炉
内側には突出しない構造としているが、図4の例では、
ファイバー8は観測孔1から炉内側に突出した構造とし
ており、ファイバーのレンズの角度を調整でき、観測孔
を設けた側の炉内壁の観測を可能としている。
【0013】ファイバーの先端レンズ部に地金が付着し
ないよう、また炉内の高温雰囲気でファイバー自身が損
傷しないように冷却するため、観測孔に不活性ガスを流
すことが望ましい。ただし、不活性ガスが観測対象とな
る炉壁に直接あたり、温度が下がることがないように注
意が必要である。また、ファイバーのレンズの前面に飛
来物からレンズを保護するためガラス板などを固定する
と望ましい。ファイバーを用いることにより、観測孔の
角度によらず、ファイバーのレンズの角度を変えること
により、観測点を自由に選ぶことができる。
【0014】このようにして炉内の耐火物あるいは地金
の表面温度を測定することが可能となり、この温度を一
定の範囲内に保つように、加熱/冷却することにより、
耐火物の溶損を防ぎ、精錬容器の長寿命化を図ることが
できる。
【0015】図5は、精錬容器として転炉16を例に
し、COガスの二次燃焼により地金の付着防止及び溶融
を行う場合、その炉口傾斜部に観測孔11を設け、該観
測孔を介して放射温度計にて炉内耐火物の表面温度及び
/又は付着した地金の炉内側温度を測定し、炉壁に及ぼ
す悪影響を最小限に抑える手段を示している。12は地
金付着防止用ランス、13は加熱/冷却用ガス14を噴
射する加熱/冷却用ノズル、15は吹酸用ランスであ
る。
【0016】
【実施例】(実施例1)6t規模の上底吹き転炉におい
て試験を行った。上吹きランスは12φの4孔ランスを
用い、酸素供給速度は1800〜3600Nm3 /hr とし
た。底吹きは酸素と冷却用プロパンガスの二重管羽口を
用い、酸素を約100Nm3 /hr 供給した。耐火物表面温
度の制御には上吹きランスに組み込んだノズルを用い、
加熱時には天然ガス(10〜20Nm3 /hr)と酸素(50
〜75Nm3 /hr)をバーナーとして供給し、冷却時は窒素
ガスを100〜300Nm3 /hr 吹き込んだ。
【0017】まず、図1と同様の構造となるよう、鉄皮
7から炉壁5,6まで貫通する内径50mmφ観測孔1を
設け、観測孔の炉外側の端には耐熱ガラスをはめ込んだ
フランジ(観測窓)3を配し、このフランジの外側から
放射温度計2にて炉内耐火物の表面の温度を計測した。
【0018】このようにして計測した表面温度によって
加熱/冷却を行った。吹錬開始時点から、地金除去用の
加熱/冷却ノズルから約5分間に渡って酸素と天然ガス
を吹いた。ダストの発生によって、時折、炉壁が見えな
くなり、測温不能な瞬間も生じたが、数十秒間に1,2
秒程度であり、観測には支障が無かった。
【0019】5分の時点で表面温度が1600℃と測定
されたので、加熱用ガスの供給を止めた。その後表面温
度は序々に上昇し吹錬停止3分前に1650℃になった
時点で冷却用の窒素を吹いた。その結果、炉体絞り部か
ら炉口部までの平均耐火物表面温度は1400℃から1
700℃の範囲に制御でき、地金付着量もきわめて少な
く(平均8mm)、耐火物溶損もなかった。しかし、一回
の吹錬が終わった段階で耐熱ガラス製の観測窓には薄く
ダストが付着し、校正が必要な状態であり、さらに観測
孔の炉内側の端近辺には地金が堆積し、数十回の吹錬で
地金除去が必要であることが予想された。
【0020】(実施例2)そこで、観測孔に、炉内に向
けて窒素ガスを常時20Nm3 /hr 吹き込んだ。この状態
で、実施例1と同様の吹錬を行ったところ、ほぼ同様の
測温結果が得られ、同様の操業を行った。その結果、観
測窓に付着したダストは肉眼では確認できないまで減少
し、観測孔の炉内側の端にも観測を阻害するような地金
の付着は全く見られなかった。
【0021】(実施例3)次に、観測孔1に図4に示し
た構造で光ファイバー8を設置した。光ファイバーのレ
ンズの角度を調整し、観測孔を設けた側の炉内壁の観測
を行った。さらに炉内に向けて窒素ガスを常時40Nm3
/hr 吹き込んだ。観測孔から、向かい合う炉内壁を観測
した、実施例1,2と比較して、ファイバーのレンズか
ら距離の離れていない炉壁を観測しているため、ダスト
による観測の阻害も無く、連続した測温が可能であっ
た。吹錬後の光ファイバーのレンズにも、観測孔にも、
地金やダストの付着はなかった。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、炉内の温度変化を直接
を検知することができるため、炉壁内面耐火物への熱負
荷量が推定でき、地金の付着防止および溶融を炉内の二
次燃焼率または燃料バーナー火力の制御性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図外部から内部に貫通する観測孔を設け、観測
孔の外側に放射温度計を設置して、炉内壁表面への熱負
荷を測定する方法の概要を示す図。
【図2】外部から内部に貫通する観測孔を設け、不活性
ガスで飛来物の堆積を防ぎ、観測孔内に放射温度計を設
置して、炉内壁表面への熱負荷を測定する方法の概要を
示す図。
【図3】外部から内部に貫通する観測孔を設け、ファイ
バーを設置し、炉内壁表面への熱負荷を測定する方法の
概要を示す。
【図4】外部から内部に貫通する観測孔を設け、ファイ
バーを設置し、ファイバーのレンズ角度を調整し、観測
孔を設けた側の炉内壁表面への熱負荷を測定する方法の
概要を示す。
【図5】COガスの二次燃焼により、地金の付着防止お
よび溶融を行う場合に、炉口傾斜部に観測孔を設け、こ
れに放射温度計をセットして炉内耐火物の温度を測定
し、炉壁に及ぼす悪影響を最小限に抑える方法の概要を
示す。
【符号の説明】
1 観測孔 2 放射温度計 3 密閉用フランジ 4 地金 5 ウェアレンガ 6 パーマレンガ 7 鉄皮 8 光ファイバーまたはイメージファイバー 9 不活性ガス吹きこみ用配管 10 測温情報伝送用ケーブル 11 観測孔 12 地金付着防止用ランス 13 加熱/冷却用ノズル 14 加熱/冷却用ガス 15 吹酸用ランス(メインランス) 16 転炉
フロントページの続き (72)発明者 北村 信也 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Fターム(参考) 2G066 AC01 AC11 BA18 BA38 BA42 BA57 4K002 AF04 CA01 4K013 CE08 FA01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属の精錬容器において、炉壁に設けた
    貫通孔から、炉内からの光を放射温度計にて測定するこ
    とにより、耐火物の炉内側表面温度および/または耐火
    物表面に付着した地金の炉内側表面温度を測定すること
    を特徴とする精錬容器の内側表面の温度測定方法。
  2. 【請求項2】 貫通孔内に、炉内に向けて不活性ガスを
    導入することを特徴とする請求項1に記載の精錬容器の
    内側表面の温度測定方法。
  3. 【請求項3】 炉壁に設けた貫通孔から、光ファイバー
    またはイメージファイバーを用いて、炉内の光を放射温
    度計まで伝送することを特徴とする請求項1または2に
    記載の精錬容器の内側表面の温度測定方法。
JP2000117376A 2000-04-19 2000-04-19 精錬容器の内側表面の温度測定方法 Withdrawn JP2001303121A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010013325A1 (ja) * 2008-07-30 2010-02-04 株式会社ニレコ 分光測光装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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