JP2530022B2

JP2530022B2 - 診断機能付き耐火物侵食量計測装置

Info

Publication number: JP2530022B2
Application number: JP1078525A
Authority: JP
Inventors: 敏夫井上; 隆森山
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1996-09-04
Anticipated expiration: 2011-09-04
Also published as: JPH02259404A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、耐火物で内張りされた壁部をもつ反応容
器，溶湯容器（例えば高炉，転炉，電気炉，混銑車等）
などにおいて、その耐火物壁の侵食状況を検出するため
の耐火物侵食量計測装置に関し、特に故障診断機能をそ
なえた耐火物侵食量計測装置に関するものである。

［従来の技術］高炉，転炉，取鍋等のように高温の金属溶湯を収納す
る溶湯容器や、高温環境下において厳しい冶金反応を行
なわせる反応容器や、あるいは均熱炉等のように長期間
に亘って内部を高熱に保持する炉体などは、鉄皮等によ
り形成される枠体や箱体の内側壁に耐火物を内張りして
構成されるものである。しかし、これらの耐火物壁は、
長期間に亘って熱的あるいは機械的な刺激を繰り返し受
けるので、徐々に脆化が進行して脱落等の損耗が発生
し、応急的または根本的な補修を行なうことが必要とな
ってくる。このため、耐火物壁の損耗状況（すなわち残
存状況）を正確に把握することは、安全操業を続行して
いくうえで不可欠の管理項目になっている。

そこで、従来、特開昭57−148181号公報によって示さ
れた耐火物壁侵食量検知回路が用いられている。この特
開昭57−148181号公報に示された耐火物壁侵食量検知回
路は、第２図に示すように構成されており、この第２図
は、図示しない耐火物壁内に埋設された検知素子１の先
端検知部1aが初期短絡状態（正常状態即ち未検知状態）
から耐火物壁の侵食に伴って溶損し、検知素子１の抵抗
値（R_S）が増大する瞬間を検知して、表示灯30を点灯し
警報を鳴らすまでの流れを示す回路図である。

第２図中、検知素子１は、電気抵抗の温度依存性の小
さい２本の高融点線材から成り、その先端を接触（また
は非接触）の耐火物壁侵食検知用の先端検知部1aとして
構成したものである。また、２は検知素子１に接続され
た電流リード線、３は同じく検知素子１に接続された電
圧リード線、24は電流リード線２に接続され検知素子１
に流れる電流値を検出するための差動増幅器、25は電圧
リード線３に接続され検知素子１両端間の電圧値を検出
するための差動増幅器、26は差動増幅器24,25からの電
流値と電圧値との比を演算する割算器、27はこの割算器
26からの出力電圧を一定電圧と比較する電圧比較器、28
はこの電圧比較器27からの出力電圧によって表示灯30お
よび単安定マルチバイブレータ29を作動させるためのフ
リップフロップである。

上述の構成により、回路に電源を入れると電圧V_CCが
立ち上がり、抵抗R₁を介して検知素子１に電流ｉが供給
される。抵抗R₁の両端電圧V₁は、差動増幅器24で増幅さ
れ、割算器26のＸ入力として供給される。また、検知素
子１の両端電圧V₂も、差動増幅器25で増幅された後、割
算器26のＹ入力へ供給される。割算器26は、上記のＸ入
力とＹ入力との比（先端検知部1aの抵抗値R_Sに比例した
もの）を求めた電圧V₀として電圧比較器27へ出力する。
この電圧比較器27においては、可変抵抗器（VR₁）によ
って決定される一定の電圧（V_S）と、割算器26からの出
力（V₀）とが比較される。即ち、検知素子１の先端検知
部1aが溶損することなく正常な短絡状態にある場合、検
知素子１の抵抗（R_S）は小さく出力（V₀）が一定の電圧
（V_S）よりも小さくなるので、耐火物壁の侵食は検知素
子１の先端検知部1aの位置までは到達していないと判断
し、フリップフロップ28へ高レベル信号が出力され、表
示灯30は点灯することはなく、また、単安定マルチバイ
ブレータ29も作動しない。一方、検知素子１の先端検知
部1aが溶損すると、検知素子１の抵抗（R_S）が増大して
割算器26からの出力（V₀）が大きくなり、電圧比較器27
における一定の電圧（V_S）との大小関係が逆転すること
になるので、このとき耐火物壁の侵食が検知素子１の先
端検知部1aの位置まで到達したと判断し、フリップフロ
ップ28へ低レベル信号を出力して、表示灯30を点灯させ
るとともに、単安定マルチバイブレータ29を作動させて
警報を発するのである。

このようにして、検知素子１の先端検知部1aに耐火物
壁の侵食が到達すると、その状態が抵抗変化として検出
され表示されるようになるので、耐火物壁の侵食の状況
を正しく把握することができるのである。

ところで、このような耐火物壁侵食量検知回路では、
耐火物壁の侵食が進んで検知素子１の先端検知部1aが溶
損し開放状態となって警報出力を発する場合（正常動
作）のほかに、耐火物壁の侵食はないにもかかわらず、
センサと計測装置（差動増幅器24,25）とを結ぶリード
線2,3が断線事故を起こして警報を発する場合や、計測
装置自身の外来ノイズによる誤動作で警報を発する場合
などがあり、これらの正常動作と異常動作とを区別でき
なくなることがある。

そこで、従来、リード線2,3を通じセンサからの検知
信号を受けてセンサおよびリード線2,3の各断線状況を
検出する故障診断手段を、第２図に示すような回路（計
測手段）に並設し、故障診断機能をもたせたものも提案
されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の故障診断機能をもつ耐火物侵食
量計測装置では、その計測装置異常が警報として出力さ
れた場合に、それを修復し正常動作にするまでの間は、
本来の役割つまり耐火物の侵食量計測を行なうことはで
きない。特に、耐火物の侵食監視が高い信頼性で常時必
要な部位や、侵食状態を検知するセンサと計測手段とを
結ぶリード線2,3の配線部が高温になりリード線2,3の絶
縁劣化，断線が起こりやすい部位などにおいては、計測
装置の異常が発見されれば即座に復旧される高い信頼性
を有する装置の開発が望まれている。

本発明は、上述の課題の解決をはかろうとするもの
で、侵食量の計測を行ないながら、常時、故障診断を行
なえるようにするとともに、故障を検出した際にも侵食
量の計測機能を損なうことのないようにして、侵食量計
測の信頼性の向上をはかった、診断機能付き耐火物侵食
量計測装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明の診断機能付き耐
火物侵食量計測装置は、複数のリード線を計測手段と故
障診断手段とに交互に切換・接続しうる第１の切換手段
と、上記故障診断手段が上記リード線の断線を検出した
場合に上記複数のリード線のうち無断線のものによりセ
ンサと計測手段とを接続するように切り換えうる第２の
切換手段とをそなえたことを特徴としている。

［作用］上述の本発明の診断機能付き耐火物侵食量計測装置で
は、第１の切換手段により、センサからの検知信号が複
数のリード線を介して計測手段と故障診断手段とに交互
に入力されるため、計測手段による耐火物の侵食量の計
測を行ないながら、常時、故障診断手段によるリード線
の断線検出が行なわれる。また、故障診断手段によりリ
ード線の断線が検出された場合には、第２の切換手段に
より、複数のリード線のうち無断線のものにてセンサと
計測手段とが接続されるように切り換えられるため、故
障を検出した際にも計測手段による侵食量の計測機能は
損なわれない。

［発明の実施例］以下、図面により本発明の一実施例としての診断機能
付き耐火物侵食量計測装置について説明すると、第１図
はそのブロック図であり、この第１図に示すように、従
来とほぼ同様に、抵抗線としての検知素子１は、電気抵
抗の温度依存性の小さい２本の高融点線材から成り、そ
の先端を接触させることによってて耐火物侵食検知用の
先端検知部1aが形成され、これらの検知素子１および先
端検知部1aから、同先端検知部1aの溶断により耐火物の
侵食状態を検知するセンサＳが構成されている。

そして、検知素子１には、リード線4a,4b,5a,5b,信号
切換スイッチ（第１の切換手段）６およびリード線選択
切換スイッチ（第２の切換手段）７を介して計測回路
（計測手段）８が接続されている。この計測回路８は、
リード線4a,4b（もしくは5a,5b）およびスイッチ6,7を
介しセンサＳからの検知信号（即ち検知素子１を流れる
電流値または検知素子１に印加される電圧値）を受け、
この検知信号に基づいて先端検知部1aの溶断を判断し、
その溶断時に警報信号を出力するものである。

また、計測回路８には、信号切換スイッチ６を介して
故障診断手段としての診断回路９が並設されている。こ
の診断回路９は、リード線4a,4b,5a,5bおよび信号切換
スイッチ６を介しセンサＳからの上記検知信号を受け
て、リード線4a,4b,5a,5bの各断線状況を検出するもの
である。

そして、本実施例では、信号切換スイッチ６は、リー
ド線4a,4b,5a,5bを計測回路８側（第１図に鎖線で示す
側）と故障診断回路９側（第１図に実線で示す側）とに
交互に切換・接続して、センサＳからの上記検知信号を
計測回路８と故障診断回路９とに交互に入力するための
もので、制御回路10からの時分割信号（例えば100Hz周
期の信号）を受けて切換動作を行なうものである。

また、リード線選択切換スイッチ７は、故障診断回路
９がリード線4a,4b,5a,5bのいずれかの断線を検出した
場合にリード線4a,4b,5a,5bのうち無断線のものにより
センサＳと計測回路８とを接続するように切り換えるも
のである。例えば、第１図に実線で示す状態では、計測
回路８は、リード線4a,4bに接続されこのリード線4a,4b
からセンサＳの検知信号を受けて侵食量の計測を行なう
一方、第１図に鎖線で示す状態では、計測回路８は、リ
ード線5a,5bに接続されこのリード線5a,5bからセンサＳ
の検知信号を受けて侵食量の計測を行なうようになって
いる。従って、例えば、故障診断回路９の動作によりリ
ード線4aもしくは4bに断線が発生していることを検出す
ると、リード線選択切換スイッチ７は、第１図に実線で
示す状態から鎖線で示す状態に切り換わり、無断線のリ
ード線5a,5bによりセンサＳと計測回路８とを接続する
ようになっている。

本発明の一実施例としての故障診断機能付き耐火物侵
食量計測装置は上述のごとく構成されているので、制御
回路10にて時分割駆動される信号切換スイッチ６によ
り、センサＳからの検知信号が、リード線4a,4b,5a,5b
を介して計測回路８と故障診断回路９とに交互に時分割
的に入力されるため、計測回路８による耐火物の侵食量
の計測を行ないながら、常時、故障診断回路９によるリ
ード線4a,4b,5a,5bの断線監視を行なうことができる。

また、故障診断回路９により、例えばリード線4aもし
くは4bの断線が検出された場合には、その断線検出信号
がリード線選択切換スイッチ７へ入力され、この信号を
受けたスイッチ７により、センサＳと計測回路８とを接
続するリード線が、符号4a,4bで示すものから、無断線
のリード線5a,5bに自動的に切り換えられる。

このように、本実施例の耐火物侵食量計測装置によれ
ば、信号切換スイッチ６の時分割的な切換動作により、
計測回路８による侵食量の計測を行ないながら、常時、
故障診断回路９によるリード線4a,4b,5a,5bの断線チェ
ックも行なえるほか、いずれかのリード線に断線が発生
したことを検出した際でも、リード線選択切換スイッチ
７により、無断線のリード線を通してセンサＳからの検
出信号が計測回路８へ入力されるように即座に且つ自動
的に切り換わるので、侵食量計測の信頼性が大幅に向上
するのである。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明の診断機能付き耐火物侵
食量計測装置によれば、第１の切換手段により、計測手
段による侵食量の計測と故障診断手段によるリード線の
断線検出とを交互に行なうとともに、リード線の断線を
検出した際には、第２の切換手段により、無断線のリー
ド線を通してセンサからの検知信号を計測手段へ入力す
るように即座に且つ自動的に切り換えるので、耐火物の
侵食量計測の信頼性が大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての診断機能付き耐火物
侵食量計測装置を示すブロック図、第２図は従来の耐火
物壁侵食量検知回路を示す回路図である。図において、１……検知素子（抵抗線）、1a……先端検
知部、4a,4b,5a,5b……リード線、６……信号切換スイ
ッチ（第１の切換手段）、７……リード線選択切換スイ
ッチ（第２の切換手段）、８……計測回路（計測手
段）、９……故障診断回路（故障診断手段）、10……制
御回路、Ｓ……センサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗線が溶断することにより耐火物の侵食
状態を検知するセンサと、同センサからの検知信号を複
数のリード線を介して受けることにより上記抵抗線の溶
断時に警報を発する計測手段と、上記複数のリード線を
通じ上記センサからの検知信号を受けて上記複数のリー
ド線の各断線状況を検出する故障診断手段とをそなえた
ものにおいて、上記複数のリード線を上記の計測手段と
故障診断手段とに交互に切換・接続しうる第１の切換手
段と、上記故障診断手段が上記リード線の断線を検出し
た場合に上記複数のリード線のうち無断線のものにより
上記のセンサと計測手段とを接続するように切り換えう
る第２の切換手段とがそなえられたことを特徴とする診
断機能付き耐火物侵食量計測装置。