JP4959214B2

JP4959214B2 - 高温炉内観察装置

Info

Publication number: JP4959214B2
Application number: JP2006107056A
Authority: JP
Inventors: 浩昭大坪; 強志松田; 法生新田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-04-10
Also published as: JP2007278627A

Description

本発明は、例えば熱風炉のような高温炉における炉内耐火物の損傷状況を観察するための高温炉内観察装置に関するものである。

熱風炉のような高温炉は、約２０年にも及ぶ長期間使用されるものであるので、定期的に炉内耐火物の損傷状況を観察することが必要である。熱風炉においては、特に蓄熱炉と燃焼室とをつなぐドーム連絡管の付け根部（以下、ドーム口巻き部という）が、高温に晒されて損傷の度合いが大きく、熱風炉の寿命を左右するため重要な観察対象部分である。

高温炉内の観察装置として、例えば特開平８−１４５５７７号公報に開示されたものがある。この観察装置は、ケーシング内を冷却水が導入される外側室と冷却エアが導入される内側室とに画成し、内側室内に監視カメラと、この監視カメラに入射する光線の入射角を調整可能な反射鏡とを設けたうえに、ケーシングの先端にライトを突設したものである。

ところで高温炉内の観察は、通常高炉休風時という限られた時間内で行うために、できるだけ高温で行うことが望まれているが、上記した観察装置は、ライトから放射する全光速が不足してＳＮ比の関係から１１５０℃での観察が限界であった。例えば１２００℃という高温で観察を行うにはライトの全光束を大きくして観察の支障となる光ノイズを打ち消す必要がある。しかしながら、高温で使用することとなると、単にライトの全光束を大きくするのみならず、高温で長時間使用できるための耐熱性が要求されるが、従来の高温炉内観察装置においては耐熱対策が十分でなかったので、１２００℃という高温での耐久性に劣るという問題があった。
特開平８−１４５５７７号公報 (図１)

本発明は、上記した問題点に鑑み、１２００℃という高温でも観察可能に耐熱性を高めた高温炉内観察装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明の高温炉内観察装置は、
冷却用水が導入される外側室と冷却用気体が導入される内側室とに区画された筒状のケーシングと、内側室内に配設された監視カメラと、ケーシングの先端に円筒状の取付基台を介して突設されたライトとを備え、高温炉内に差し込まれて炉内耐火物の損傷状況を観察する高温炉内観察装置であって、
前記取付基台を、ケーシングの先端の内側室に外側室から離間させて装着して、取付基台の外周に内側室と連通する通気間隙を設けるとともに、
取付基台の中心には、内側室と連通する気体吐出孔を設けて、
前記取付基台の前記通気間隙と前記気体吐出孔とに挟まれた端面位置に、複数本のライトを等間隔に突設し、各ライトの側面が前記通気間隙を通過した冷却用気体と、前記気体吐出孔を通過した冷却用気体とにより冷却される構造としたことを特徴とするものである。

本発明は、ケーシングの先端に突設したライトの側面を、通気間隙と気体吐出孔とから吐出された冷却用気体を通過させて冷却するので、ライトを高温の熱から保護することができる。

以下に、本発明を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明に係る高温炉内観察装置を示す図、図２、３は、当該観察装置に用いるライト部を拡大して示す図である。図において、１はケーシングであって、このケーシング１は内側管２によって外側室３と内側室４とに区画されている。ケーシング１の外側室３には給水管３１が配設されていて、外側室３は水冷されている。内側室４には、空気や窒素などの冷却用気体が導入される気体供給管４１が差し込まれている。内側管２の先端にはその後方よりも拡径された拡径部２１が設けられていて、拡径部２１の内部はライトの装着空間４２となしてある。

内側室４の中央付近には、観察窓３２からの入射光を反射する反射板５と、この反射板５からの光が入射されるＣＣＤカメラ、ビジコンカメラなどの監視カメラ６が設置されている。そして、ケーシング１の先端には、観察対象部を照明するライト７が装備されている。

ライト７は取付基台８に突設されているが、この取付基台８は、内側管２の拡径部２１よりも細径に形成されている。また、取付基台８の側面には係止溝８１が形成されている（図２、３）。ライトの装着空間４２には、取付レール４３が敷設されているので、この取付レール４３に係止溝８１をケーシング１の先端側から差し込むことによって、ライト７をケーシング１の先端に装着することができる。取付基台８は、外側室３から離間して内側室４の装着空間４２に装着されているので、取付基台８の外周には冷却用気体の通気間隙４４が形成されている。

また、取付基台８の中心には、内側室４と連通する気体吐出孔８２が設けられていて、この取付基台８は、厚肉の円筒状に形成されている。そして、取付基台８に、３本のライト７が相互に離間されて等間隔に突設されている。以上のようにして、ライト７をケーシング１の先端に配設したので、各ライト７の側面を通気間隙４４を通過した冷却用気体と、気体吐出孔８２を通過した冷却用気体とで冷却することができる。よって、従来よりもライト７の耐熱性を向上させることができる。

なお、ライト７として、従来よりも全光束を大きくした高輝度ライトを用いることができる。この高輝度ライトの性能を、従来のライト（定格電力５ｋｗのハロゲン集魚灯）と比較して表１に示す。この高輝度ライトはライト１本あたりの全光速は従来のものよりも小さいが、３本合計の全光束が従来の２倍以上あるので、１２００℃の炉壁からの光ノイズを打ち消して炉壁を観察することができる。

図４は、光ノイズと、ライトによって与えられる明るさとの関係を示す概念図であるが、１２００℃炉壁の放つ光放射は約１４０００ｌｘであるのに対し、３ｍ離れた位置において従来ライトは８３００ｌｘ程度の明るさしか付与することができず光ノイズの明るさを下回っていたので、１２００℃の炉壁を観察することはできなかった。これに対し、上記高輝度ライトは、光ノイズを上回る約２００００ｌｘの明るさを付与することができるので、１２００℃という高温炉壁を観察することができる。また、当該高輝度ライトは、色温度が３２００Ｋと従来ライトの２８００Ｋよりも高いので、従来よりも解像度を高めて炉内耐火物の損傷を詳細に観察することができる。

図５〜７に上記とは別の形態のライト部を示す。この形態においては、取付基台８がケーシング先端の断熱材１２に螺着されている。取付基台８の中央にはライトの装着部８３が設けられ、この装着部８３に輝度を高めたライト７の基端が差し込まれ、ネジ８４により固定されている。取付基台８には、前記した内側室４に連通させて気体吐出孔８２を設けてある。この気体吐出孔８２から冷却用気体を吐出させることにより、ライト７の外周面に沿って冷却用気体を通過させることができるので、ライト７を高温の熱から保護することができる。

ライト７の一側には、照明光反射板９が立設されている。この照明光反射板９は、凹面９１を設けたステンレスなどの金属製のものを用いることができる。凹面９１には光沢加工を施してある。そして、照明光反射板９には、取付基台８を貫通し内側室４に連通させて通風孔９２が設けてある。この通風孔９２に冷却用気体を通過させることによって、照明光反射板９から冷却用気体が熱を奪うので、照明光反射板９を冷却することができる。なお、この形態のライト部においても、取付基台８を外側室３から離間させてケーシング７の先端に装着することによって、取付基台８の外周に冷却用気体の通気間隙４４を設けることができる。

以上のように構成された観察装置は、例えば図８に示すようにして用いることができる。図において、５１は熱風炉のドーム、５２はドーム連絡管であって、５３はドーム口巻き部である。ドーム５１の上方にはやぐら５４が組まれ、このやぐら５４に、ケーシング１の先端にライト７を備えた観察装置５０が昇降可能に垂設されている。ドーム５４の頂部には点検孔５５が設けられ、この点検孔５５から観察装置５０が炉内に装入されている。ライト７は炉壁からの光ノイズを打ち消して炉内を明るく照明しているので、ケーシング２内に内蔵されている監視カメラが、観察窓３２からドーム口巻き部５３を観察することができる。なお、５６は、放射温度計である。

以上に説明したように、本発明に係る観察装置は、ライトや照明光反射板を内側室から吐出される冷却用気体によって冷却するようにしたので、従来のものよりも耐熱性を向上させて高温の炉内を監視することができる。

高温炉内観察装置の概略構造を示す断面図である。ライト部の正面図である。ライト部の側面図である。光ノイズと、ライトによって与えられる明るさとの関係を示す概念図である。別の形態のライト部の正面図である。取付基台の断面構造を示す図５のライト部の正面図である。図５のライト部の側面図である。観察装置を備えた熱風炉上部の概略構成図である。

符号の説明

１ケーシング、３外側室、４内側室、６監視カメラ、７ライト、８取付基台、４４通気間隙、８２気体吐出孔、

Claims

冷却用水が導入される外側室と冷却用気体が導入される内側室とに区画された筒状のケーシングと、内側室内に配設された監視カメラと、ケーシングの先端に円筒状の取付基台を介して突設されたライトとを備え、高温炉内に差し込まれて炉内耐火物の損傷状況を観察する高温炉内観察装置であって、
前記取付基台を、ケーシングの先端の内側室に外側室から離間させて装着して、取付基台の外周に内側室と連通する通気間隙を設けるとともに、
取付基台の中心には、内側室と連通する気体吐出孔を設けて、
前記取付基台の前記通気間隙と前記気体吐出孔とに挟まれた端面位置に、複数本のライトを等間隔に突設し、各ライトの側面が前記通気間隙を通過した冷却用気体と、前記気体吐出孔を通過した冷却用気体とにより冷却される構造としたことを特徴とする高温炉内観察装置。