JP2750995B2 - 転炉内溶体の測温装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば銅転炉内溶体の
温度を測定するための測温装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】銅転炉操業においては、反応途中に、珪
石や繰返し物等の副原料や、反応により上昇した炉内溶
体の温度を下げるために冷材を炉内に装入するが、これ
らの装入時期や装入量あるいは装入速度を最適に制御す
るためには、炉内溶体の温度変化を精度、応答性共よく
把握することが重要である。

【０００３】従来、銅転炉内溶体の測温は、非接触型の
２色温度計を含む放射温度計等により炉口を通して炉内
溶体の温度を測る方法が一般的である。しかしながら、
この方法では溶体と温度計との間にダストやヒューム等
が存在し、且つその濃度が刻々と変化するため、精度、
応答性共に十分な測温が行えないといった欠点があっ
た。

【０００４】一方、浸漬型の温度計を炉口や羽口を通し
て炉内溶体中に挿入し直接的に炉内溶体の温度を測る方
法がある。しかしながら、この方法は高い精度で測温を
行うことができるものの、消耗型のものでは連続測定が
不可能なこと、又保護管を用いる場合にも熱的衝撃、機
械的衝撃、あるいは溶体による溶損により保護管の寿命
は短く、同様に長時間の連続測定に耐えず、且つ費用も
高いといった欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような欠点を有
する測温装置に対して、精度良く、連続測温可能な装置
として実用化されているものの一つに、特公昭６０−２
３１１２６号公報に記載されているノランダ羽口温度計
がある。この温度計は、図４に示すように、光ファイバ
ー式２色温度計３０のファイバー３１先端に接続された
側視式の集光装置（潜望鏡）３２をエアシリンダにより
羽口３３内に挿入し、炉内に通じる羽口管３４の炉内側
開口端にある溶体３５の温度を測定するものである。
尚、羽口管３４先端の析出物による閉塞を打開するため
に羽口３３にパンチングロッドを挿入する際には、潜望
鏡３２はエアシリンダにより下げられ、パンチングロッ
ドの走行路から退避する機構となっている。

【０００６】このノランダ羽口温度計は、非接触式の温
度計を用いるため連続測温が可能な上、ダスト、ヒュー
ム等の影響を受けず精度の高い測温ができるという長所
を備えているが、高価な上、潜望鏡駆動部の構成部材が
多く、従って構造が複雑なために故障も多く、そのメン
テナンスに労力を要するといった欠点がある。

【０００７】このノランダ羽口温度計に対し、特公昭６
１−３０６３８号公報に記載されている銅転炉内溶体の
測温装置は、図５に示すように、２色温度計等の非接触
式温度計４０により羽口管４１を通して炉内側開口端に
ある溶体４２の温度を測定する点ではノランダ羽口温度
計と同じであるが、次の点で異なっている。

【０００８】即ち、この装置では、溶体中に吹き込む空
気の羽口管先端部での流速をマッハ１以上とすることに
より、炉内側開口端の析出物による閉塞を防止し閉塞打
開のためのパンチングロッドの挿入を不要としている。
そして、羽口の炉外側開口部を透明体４３で閉じ、この
透明体４３を通して炉内溶体温度を測定するものであ
る。このように装置が固定式であるため、ノランダ羽口
温度計が有する駆動部の作動不良といったトラブルは排
除される。しかしながら、溶体中に吹込む空気をマッハ
１以上の高速で送風するためには、羽口管径を細くし、
送風圧を通常の４倍程度以上に高めて送風する必要があ
り、設備の大きな改造を伴うという問題がある。

【０００９】また、特公昭６４−２１７５号公報に記載
の銅転炉内溶体の測温装置は、図６に示すように、一端
を透明体５０で閉じた直管状の誘導管５１を羽口５２の
炉外側開口部を通して羽口管５３内に挿入し、装着部で
羽口５２に固定し、この透明体５０を通して放射温度計
等の非接触式温度計５４により炉内溶体温度を測定する
ものである。この装置は、誘導管５１と羽口管５３との
間隙を流れる送風空気が羽口管５３の内周面に沿ってほ
ぼ均一な空気流のエアカーテンを形成し、これにより羽
口管５３の炉内側開口端の析出物による閉塞を有効に防
止する構成を備えている。

【００１０】しかしながら、実際にはこの程度のエアカ
ーテンで羽口先端の閉塞を抑制することは不可能であ
り、このため頻繁に温度計を装着部から取り外してパン
チングロッドによる打開を行うという煩瑣な作業が必要
となる。もしくは、前出の特公昭６１−３０６３８号公
報に記載の測温装置と同様に、溶体に吹込む空気の流速
をマッハ１以上とすることが必要であり、転炉設備の大
きな改造を余儀なくされるという問題がある。

【００１１】従って、本発明の目的は、パンチング時に
測温装置を装着部から取り外す必要がなく、故障の原因
となる駆動部がなく、かつ高速送風化におけるような転
炉設備の大掛かりな改造もない、簡単かつ安価な構成
で、高精度、応答性共十分な連続測温が可能な転炉内溶
体の測温装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
転炉内溶体の測温装置にて達成される。要約すれば、本
発明は、転炉の壁部を貫通する羽口管を介して溶体温度
を測定する測温装置において、炉内溶体からの放射光を
集光する集光装置と、該集光装置により集光された放射
光を計測して溶体温度を測定する放射温度計とを有し、
前記羽口管の炉外側に羽口ボックスを連結し、前記羽口
ボックスは、前記羽口管から直線状に延びた位置に開口
し、前記羽口管の炉内側開口端の析出物を打開するため
のパンチングロッドを出し入れするための炉外側開口部
を備え、前記羽口管の水平面に連続する前記羽口ボック
スの底面が前記羽口管の水平面より前記炉外側開口部の
方へと下方に傾斜して形成され、前記集光装置は、前記
羽口ボックスの下部に且つ前記羽口管から最遠部に、前
記羽口管の炉内開口部の上部を望むようにして、前記パ
ンチングロッドの走行路を避けた位置に固定的に配置
し、かつ前記放射温度計を炉外に配置したことを特徴と
する転炉内溶体の測温装置である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る転炉内溶体の測温装置の
実施例を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１４】図１及び２は、本発明に係る測温装置を装
着した転炉の要部を示す断面図であり、図１は測温装置
稼動中の状態を示し、図２はパンチングロッド使用中の
状態を示している。

【００１５】図１において、転炉２０は、外壁を構成す
る転炉炉体９、及び内壁を構成し溶体１１を収容する耐
火煉瓦１０を備えている。転炉炉体９及び耐火煉瓦１０
は直管状の羽口管２により貫通され、転炉炉体９を貫通
した羽口管２には羽口ボックス１が、転炉炉体９に形成
された炉体フランジ１４及び羽口ボックス１に形成され
たフランジ１５を介して連結されている。

【００１６】羽口ボックス１は、羽口管２から直線状に
延びた位置に開口した炉外側開口部６と、フランジ１５
から図面上右斜め上方に延びた位置に開口した送風空気
用開口部１６とを備え、送風空気用開口部１６には空気
管１７が連結されている。

【００１７】また、炉外側開口部６には案内部材１８に
案内されて、炉外側開口部６の閉鎖位置と開放位置との
間を移動するボールバルブ８が設けられている。尚、案
内部材１８はボールバルブ８が閉鎖位置にあるときに静
止する弁坐部１８ａを含んでいる。

【００１８】ボールバルブ８が図１に示すように弁坐部
１８ａにあって炉外側開口部６を閉鎖しているとき、後
述する測温装置が測温可能状態となる。一方、図２に示
すように、炉外開口部６から挿入されたパンチングロッ
ド７の先端により、ボールバルブ８が案内部材１８に沿
って押し上げられ、炉外側開口部６が開放状態となり、
更に案内部材１８に形成された貫通口１８ｂを通り、パ
ンチングロッド７が羽口ボックス１及び羽口管２を貫通
して挿入される。これにより、羽口管２の炉内側開口端
に形成された閉塞溶体即ち析出物の打開が可能となる。

【００１９】尚、パンチングロッド７が羽口ボックス１
から引き抜かれると、ボールバルブ８は案内部材１８に
沿って弁坐部１８ａに落下して自動的に開口部６を閉鎖
し、図１の状態となる。

【００２０】次に、測温装置について説明する。測温装
置２２は、溶体１１からの放射光を集光する集光装置
３、光ファイバ式２色温度計５、及び両者を接続する光
ファイバケーブル４から構成されている。

【００２１】集光装置３は光ファイバケーブル４の一方
の先端に接続され、羽口ボックス１の炉外側端部の下部
近傍に埋め込まれるように固定されている。より詳しく
説明すると、羽口管２の水平面２ａに連続する羽口ボッ
クス１の底面１ａが、羽口管２の水平面２ａからわずか
に下方に傾斜しており、そして集光装置３はその最低
部、即ち羽口管２からの最遠部に、羽口管２の炉内開口
部の上部を望む様に配置されている。また、このとき集
光装置３は、図１に示すように、ボールバルブ８を案内
する案内部材１８の弁坐部１８ａの下方、即ち炉外側開
口部６近傍の下方に位置している。

【００２２】従って、図２に示すように、羽口ボックス
１内のパンチングロッド７の走行路を避けた位置に固定
的に設けられた集光装置３は、析出物を打開するための
パンチングロッド７の作動に干渉することはなく、パン
チング時に集光装置３を取り外す作業を不要とすること
ができる。

【００２３】また、集光装置３は、視野角の小さい、即
ち遠方の測定位置における測定径の小さい形式のものを
用いることにより、羽口管中心軸外の位置からでも、炉
内側開口端にある溶体からの放射光を測温に十分な量だ
け集光することができる。本実施例において、集光装置
３は側視式で１ｍの測定距離における測定径が１２ｍｍ
のものを用い、また集光装置の周囲に空気等を流すこと
により、集光部への異物等の付着防止及び除去、かつ送
風停止時等における集光装置の冷却を有効に行えるよう
にした。

【００２４】尚、空気導入管１７から羽口管２を経て溶
体１１内に導かれた反応用送風空気１２が溶体内で浮力
により上方へ流れるため、羽口管２の炉内側開口端の閉
塞は下部から上部に進行する。従って集光装置３は前述
のように羽口ボックス１内の下部に設置し、図１に示す
炉内溶体観察経路１３のように、この位置から羽口管２
内を斜め上方に通過し、最後に閉塞する炉内側開口端上
部からの光を集光する構成とした。

【００２５】集光装置３により集光された放射光は、光
ファイバケーブル４を通って２色温度計に導かれ、溶体
温度が測定される。尚、２色温度計は、羽口管の炉内側
開口端の部分的な閉塞による滅光の影響を受けにくいの
で、非接触式の温度計として好適である。

【００２６】図３は、上記測温装置による転炉造銅期に
おける炉内溶体温度の経時変化例を示すグラフで、図中
○印は、浸漬型熱電対を羽口を通して炉内溶体中に挿入
し、同時に計った溶体温度を併せてプロットしたもので
あるが、本実施例による測温装置と浸漬型熱電対との測
温値がよく一致していることが確認できた。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による炉内溶体の測温装置は、転炉の壁部を貫通する羽
口管を介して溶体温度を測定する測温装置において、炉
内溶体からの放射光を集光する集光装置と、集光装置に
より集光された放射光を計測して溶体温度を測定する放
射温度計とを有し、羽口管の炉外側に羽口ボックスを連
結し、特に、羽口ボックスは、羽口管から直線状に延び
た位置に開口し、羽口管の炉内側開口端の析出物を打開
するためのパンチングロッドを出し入れするための炉外
側開口部を備え、羽口管の水平面に連続する前記羽口ボ
ックスの底面が羽口管の水平面より炉外側開口部の方へ
と下方に傾斜して形成され、更に、集光装置は、羽口ボ
ックスの下部に且つ羽口管から最遠部に、羽口管の炉内
開口部の上部を望むようにして、パンチングロッドの走
行路を避けた位置に固定的に配置し、かつ放射温度計を
炉外に配置した構成とすることにより、パンチング時に
測温装置を装着部から取り外す必要がなく、駆動部を備
えてないため故障がなく、また高速送風化におけるよう
な転炉設備の大掛かりな改造も必要なく、簡単かつ安価
な構成で、炉内溶体に対する高精度な連続測温を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】銅製錬転炉に装備された本発明に係る転炉内溶
体の測温装置の一実施例を示す要部断面図である。

【図２】図１の転炉にパンチングロッドを挿入した状態
を示す断面図である。

【図３】本実施例の測温装置及び浸漬型熱電対による転
炉造銅期における炉内溶体温度の経時変化例を示すグラ
フである。

【図４】第１の従来技術を示す説明図である。

【図５】第２の従来技術を示す説明図である。

【図６】第３の従来技術を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 羽口ボックス ２ 羽口管 ３ 集光装置 ４ 光ファイバケーブル ５ 放射温度計（２色高温計） ７ パンチングロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 敏郎 大分県北海部郡佐賀関町大字関３の3382 番地 日鉱金属株式会社佐賀関製錬所内 (56)参考文献 特公 昭64−2175（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−5974（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−44811（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−27424（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転炉の壁部を貫通する羽口管を介して溶
   体温度を測定する測温装置において、炉内溶体からの放
   射光を集光する集光装置と、該集光装置により集光され
   た放射光を計測して溶体温度を測定する放射温度計とを
   有し、前記羽口管の炉外側に羽口ボックスを連結し、前
   記羽口ボックスは、前記羽口管から直線状に延びた位置
   に開口し、前記羽口管の炉内側開口端の析出物を打開す
   るためのパンチングロッドを出し入れするための炉外側
   開口部を備え、前記羽口管の水平面に連続する前記羽口
   ボックスの底面が前記羽口管の水平面より前記炉外側開
   口部の方へと下方に傾斜して形成され、前記集光装置
   は、前記羽口ボックスの下部に且つ前記羽口管から最遠
   部に、前記羽口管の炉内開口部の上部を望むようにし
   て、前記パンチングロッドの走行路を避けた位置に固定
   的に配置し、かつ前記放射温度計を炉外に配置したこと
   を特徴とする転炉内溶体の測温装置。