JPH0350450Y2 - - Google Patents
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- JPH0350450Y2 JPH0350450Y2 JP1984049484U JP4948484U JPH0350450Y2 JP H0350450 Y2 JPH0350450 Y2 JP H0350450Y2 JP 1984049484 U JP1984049484 U JP 1984049484U JP 4948484 U JP4948484 U JP 4948484U JP H0350450 Y2 JPH0350450 Y2 JP H0350450Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は高炉、溶融還元炉等冶金炉内の溶融物
サンプリング装置に関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a molten material sampling device in a metallurgical furnace such as a blast furnace or a smelting reduction furnace.
高炉、溶融還元炉等の冶金炉の羽口前、溶解帯
での融体の挙動は、古くから羽口の溶損や羽口へ
の滓返りなどの現象を解明する上で明らかにした
い事柄であつた。しかしこの領域は高温であるこ
とと、コークス層が充填されていること、さらに
は溶銑流下等により局所的に大きな熱負荷状態が
出現することなどから、稼動中にランスを挿入
し、炉内を調査することには非常に大きな困難が
伴なう。 The behavior of molten material in the melting zone in front of the tuyere of metallurgical furnaces such as blast furnaces and smelting reduction furnaces has long been an issue that has been sought to clarify in order to elucidate phenomena such as melting of the tuyere and slag return to the tuyere. It was hot. However, because this area is at high temperature, is filled with a coke layer, and is subject to a locally large heat load due to the flow of hot metal, etc., a lance is inserted during operation to inspect the inside of the furnace. Investigations are extremely difficult.
稼動中の高炉におけるガスおよび試料採取およ
び（または）温度測定用の装置に関しては、特公
昭50−16188で開示された装置がある。この装置
は主として高炉シヤフト部等において鉱石の試料
を採取するための装置である。羽口部、溶融帯の
ような高温域において融体を採取するためには、
サンプリング用容器の耐熱性、容器への溶融金属
の付着、あるいはランス本体と容器との境界への
溶融金属の差し込みによる容器の動作不良等の問
題点があり、特別の工夫が必要となる。また鉱石
の試料採取のために容器を炉内に突出する所要時
間は短時間であり、このような容器は耐熱性につ
いては特別に考慮する必要がなかつた。 Regarding devices for gas and sampling and/or temperature measurement in operating blast furnaces, there is a device disclosed in Japanese Patent Publication No. 16188/1983. This device is primarily used to collect ore samples from blast furnace shafts and the like. In order to collect melt in high temperature areas such as tuyere and melt zone,
There are problems such as the heat resistance of the sampling container, adhesion of molten metal to the container, or malfunction of the container due to insertion of molten metal into the boundary between the lance body and the container, and special measures are required. In addition, the time required to project the container into the furnace for sampling the ore is short, and there is no need to take special consideration into heat resistance of such a container.
一方、高炉羽口部での試料採取については、羽
口から前進後退自在に挿入され、ランス先端が開
口されサンス軸方向にサンプリングする羽口ラン
スが知られている（実開昭53−27890）。 On the other hand, for sampling at the blast furnace tuyere, a tuyere lance is known that is inserted into the tuyere so that it can move forward and backward, and the tip of the lance is opened to sample in the axial direction of the tuyere (Utility Model No. 53-27890). .
この装置は主として羽口前のコークスをサンプ
リングし、同時に測温を行うものであるが、開口
部がランス軸方向になつているため溶融物のサン
プリングは困難である。またこの装置は休風時の
みに用いられる設備である。 This device mainly samples the coke in front of the tuyere and measures the temperature at the same time, but sampling the molten material is difficult because the opening is in the direction of the lance axis. Additionally, this equipment is used only during periods of wind cessation.
また稼動中の羽口部で使用できるランスとして
は、ガスサンプリング、温度測定を行うものは知
られているが、稼動中の高炉の羽口部において、
溶融物をサンプリングする装置は従来見当らな
い。 In addition, lances that can be used at the tuyere of an operating blast furnace are known to perform gas sampling and temperature measurement.
Devices for sampling melts have not been found to date.
本考案は上記実情に鑑み、稼動中の羽口部、溶
融帯におけるスラグ、メタル等の溶融物をサンプ
リングする装置を提供することを目的とする。本
考案の装置を用いることにより、稼動状態での羽
口部、溶融帯内を滴下する溶融物の量および組成
を測定することが可能となる。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an apparatus for sampling molten materials such as slag and metal in the tuyere section and molten zone during operation. By using the device of the present invention, it is possible to measure the amount and composition of the melt dripping into the tuyere and the melting zone during operation.
稼動中の竪型炉において炉内の溶融物のサンプ
リングを行うための装置の全体図を第１図に示
す。稼動中の竪型炉内のコークス充填層１内にラ
ンス本体２を挿入している。高圧の炉内圧のガス
シールは、ランス挿入時にはグランドパツキン４
により、ランスを引き抜いた時には２個のボール
弁３によりシールされている。またランス後端部
にはランス全体を移動するための台車６が取付け
られ、台車６は油圧またはチエーンによつて前後
に駆動される。 FIG. 1 shows an overall view of an apparatus for sampling molten material in an operating vertical furnace. A lance body 2 is inserted into a coke packed bed 1 in an operating vertical furnace. When inserting the lance, the gas seal for the high pressure inside the furnace is
Therefore, when the lance is pulled out, it is sealed by the two ball valves 3. A truck 6 for moving the entire lance is attached to the rear end of the lance, and the truck 6 is driven back and forth by hydraulic pressure or a chain.
台車６上にはランス内の溶融物サンプリングの
ためのサンプリングバーを前後に駆動するための
油圧または電動のシリンダ７が装着されている。
またランスの変形を防止し、ガスシール系３，４
あるいは羽口接続管に過大な力が加わるのを防ぐ
ため、ガイドローラ５によりランス本体を支えて
いる。またランスの変形を防止し、炉内圧シール
を完全にするためランス本体を三重管構造として
内部を冷媒を通し冷却する。 A hydraulic or electric cylinder 7 is mounted on the truck 6 to drive a sampling bar back and forth for sampling the melt in the lance.
It also prevents deformation of the lance, and gas seal system 3, 4.
Alternatively, the lance body is supported by guide rollers 5 to prevent excessive force from being applied to the tuyere connecting pipe. In addition, to prevent the lance from deforming and to completely seal the furnace internal pressure, the lance body has a triple-tube structure and the interior is cooled by passing a refrigerant.
第２図にランス本体の詳細図を示す。ランス２
は、図示省略してあるが、内部に冷却水を通し、
ランス自身が炉内で溶融あるいは変形しない構造
としている。 Figure 2 shows a detailed view of the lance body. Lance 2
Although not shown in the figure, cooling water is passed inside the
The lance itself has a structure that does not melt or deform in the furnace.
ランス２の径は、ランスを炉内に挿入する時の
駆動力を小さくするためには座屈しない範囲で細
いほうが望ましく、またランス２内の溶融物サン
プリング容器１３は大きいほど大量の溶融物を採
取できる。このためランスの先端部は第２図に示
したように先端部で内部が拡大した形状とし、そ
こに溶融物サンプリング容器１３を格納してい
る。溶融物サンプリング容器１３は、パイプ１０
を介して駆動用ハンドル１８に接続されている。
駆動用ハンドル１８を前後に移動することによ
り、溶融物サンプリング容器１３をランス２内か
ら炉内へ出し入れする。駆動用ハンドルを油圧装
置等に代えることももちろんできる。 The diameter of the lance 2 is preferably as small as possible without buckling in order to reduce the driving force when inserting the lance into the furnace, and the larger the melt sampling container 13 inside the lance 2, the better the ability to handle a large amount of melt. Can be collected. For this purpose, the tip of the lance has a shape in which the interior is enlarged at the tip, as shown in FIG. 2, and the melt sampling container 13 is housed therein. The melt sampling container 13 is connected to the pipe 10
It is connected to the drive handle 18 via.
By moving the drive handle 18 back and forth, the melt sampling container 13 is moved in and out of the lance 2 and into the furnace. It is of course possible to replace the drive handle with a hydraulic device or the like.
竪型炉における溶融物の炉内の滴下量は数ｇ／
cm2・minないし十数ｇ／cm2・min程度である。一
方、炉内の溶融物の代表的な組成を知るため、あ
るいは滴下速度を知るためには、最低50〜100g
の試料が必要である。溶融物サンプリング容器１
３の断面積は数10cm2となつているため、溶融物サ
ンプリング容器１３は１分程度炉内に出しておく
ことが必要である。炉内の温度は1100〜1600℃と
いう高温であるため、溶融物サンプリング容器１
３はこの高温に耐え、かつ、溶融物（スラグ、メ
タル）とは反応しないという特性が要求される。 In a vertical furnace, the amount of molten material dripped into the furnace is several g/
It is about cm 2 ·min to more than ten g/cm 2 ·min. On the other hand, in order to know the typical composition of the melt in the furnace or to know the dropping rate, at least 50-100g
samples are required. Melt sampling container 1
3 has a cross-sectional area of several tens of cm 2 , it is necessary to leave the melt sampling container 13 in the furnace for about one minute. Since the temperature inside the furnace is as high as 1100 to 1600℃, melt sampling container 1
No. 3 is required to have the characteristics of being able to withstand this high temperature and not reacting with molten materials (slag, metal).
同時に急激に高温（1100〜1600℃）にさらされ
るため、熱衝撃に強い材料を用いることが必要で
ある。 At the same time, it is exposed to sudden high temperatures (1100-1600°C), so it is necessary to use materials that are resistant to thermal shock.
上記要求を満足する材料として溶融物サンプリ
ング容器１３を耐火物により作成することが有効
である。耐火物の材質としては、耐熱、耐熱衝撃
性の観点から黒鉛、あるいはSiCが望ましい。ま
た、黒鉛SiCを用いた場合には溶融物との反応を
防止するため、表面にＡ2O3またはMgOペース
トを塗布する。また容器１３とパイプ１０との間
には、断熱パツキン１４をはさみ、金属部分に熱
が伝わることを防止する。 It is effective to make the melt sampling container 13 from a refractory material that satisfies the above requirements. As the material of the refractory, graphite or SiC is preferable from the viewpoint of heat resistance and thermal shock resistance. Furthermore, when graphite SiC is used, A 2 O 3 or MgO paste is applied to the surface to prevent reaction with the melt. Furthermore, a heat insulating packing 14 is sandwiched between the container 13 and the pipe 10 to prevent heat from being transferred to the metal parts.
また炉内ランス２を挿入する最には数ｔ〜10t
の力がランスに加わる。ランス２の先端にも炉内
装入物、溶融物の混合物が押しつけられるため、
ランス先端部が開放状態では、ランス２と容器１
３の間隙に溶融物が差し込み、容器１３が前進で
きなつたり、あるいは、耐火物でできた容器１３
がこわれる等の問題が生ずる。 In addition, it takes several tons to 10 tons to insert the lance 2 inside the furnace.
The force of is added to Lance. Since the mixture of furnace contents and molten material is also pressed against the tip of lance 2,
When the lance tip is open, lance 2 and container 1
The container 13 may be unable to move forward due to the molten material being inserted into the gap between the container 13 and the container 13 made of refractory material.
Problems such as breakage may occur.
このため、本考案では、炉内にランス２を挿入
する時には、先端重錘９を取付け、容器１３を保
護している。ランス２を所定の位置まで挿入後、
容器１３を前進し、先端重錘９を炉内に押し出
し、炉内に棄却する。その後測定位置までランス
２を戻し容器１３を炉内に１〜数分間出して溶融
物をサンプリングする。サンプリング完了後容器
１３をランス内に再度格納する。容器内の溶融物
の酸化を防止するため、必要な場合にはパージ配
管１２を通して不活性ガスを吹き付けることがで
きる。 Therefore, in the present invention, when inserting the lance 2 into the furnace, the tip weight 9 is attached to protect the container 13. After inserting lance 2 to the specified position,
The container 13 is moved forward, the tip weight 9 is pushed out into the furnace, and the container is discarded into the furnace. Thereafter, the lance 2 is returned to the measurement position and the container 13 is placed in the furnace for one to several minutes to sample the melt. After the sampling is completed, the container 13 is stored again in the lance. If necessary, an inert gas can be blown through the purge line 12 to prevent oxidation of the melt in the vessel.
第３図に容器１３の実施例の詳細図を示す。容
器１３の材質は黒鉛であり、溶融物との反応を防
止するためにアルミナペースト１５を塗布してあ
る。容器１３をランス内に格納する際にコークス
等の炉内装入物がランスと容器の口の間に引掛か
り、容器の引き戻しが不可能になる場合がある。
容器１３の材質を耐火物とした場合には、引張り
強度が小さいため装入物のはさみ込みは容器の破
壊につながる。 FIG. 3 shows a detailed view of an embodiment of the container 13. The material of the container 13 is graphite, and an alumina paste 15 is applied thereto to prevent reaction with the melt. When the container 13 is stored in the lance, contents in the furnace such as coke may get caught between the lance and the mouth of the container, making it impossible to pull the container back.
When the material of the container 13 is made of refractory material, the tensile strength is low, so if the charge is caught, the container will be destroyed.
このため容器１３を引き戻す時には、第３図ｃ
に示すように、矢印２０方向に90°回転させ、駆
動用ハンドル１８のような回動装置で開孔部２１
が横方向になるようにする。この際、サンプリン
グした溶融物が流出しないように容器１３のポケ
ツト空間の上部に仕切り板２２を有する構造とし
ている。 For this reason, when pulling back the container 13, the
As shown in FIG.
so that it is horizontal. At this time, a partition plate 22 is provided above the pocket space of the container 13 to prevent the sampled melt from flowing out.
第４図には、容器１３の別の実施例を示す。固
体装入物が容器とランス間に引掛かることを防止
するため、容器上面は第４図ｂに示されるよう
に、幅狭のスリツト状の溶融物採取口を設ける。
このスリツトの目的はコークス等の炉内装入物の
噛み込みを防止することであり、このスリツト幅
はコークスの粒径（25〜35mm）より小さいことが
望ましい。また、この際サンプリング面積を明確
にするため、スリツト上面をわずかに凹んだ構造
とし、溶融物を採取する。 FIG. 4 shows another embodiment of the container 13. In order to prevent the solid charge from getting caught between the container and the lance, the upper surface of the container is provided with a narrow slit-shaped melt sampling port, as shown in FIG. 4b.
The purpose of this slit is to prevent the contents of the furnace, such as coke, from getting caught, and the width of this slit is preferably smaller than the particle size of coke (25 to 35 mm). At this time, in order to clarify the sampling area, the top surface of the slit is slightly concave, and the melt is sampled.
このような容器の材質上の改良、構造上の改良
は鉱石等の試料を採取する場合には不要である
が、高温の羽口部・溶融帯に容器を一定の時間出
して溶融物を採取する場合には不可欠である。 Such improvements in the material and structure of the container are not necessary when collecting samples of ores, etc., but it is possible to collect the molten material by exposing the container to the high-temperature tuyere/molten zone for a certain period of time. This is essential if you want to
第５図に溶融物サンプリング装置の動作を示
す。サンプリング位置は２３である。 FIG. 5 shows the operation of the melt sampling device. The sampling position is 23.
(a) ランス２を挿入する時、ランス前進時は、先
端重錘９を装着し、容器１３を保護した状態で
前進する。(a) When inserting the lance 2, when the lance moves forward, the tip weight 9 is attached and the lance moves forward while protecting the container 13.
(b) ランス２をサンプリング位置２３を越えて押
し込み、ランス２を引き戻しながら容器１３を
押し出し、先端重錘９を炉内に棄却する。(b) Push the lance 2 beyond the sampling position 23, push out the container 13 while pulling back the lance 2, and discard the tip weight 9 into the furnace.
(c) さらにランス２を引き戻し、容器１３を測定
位置にセツトし、溶融物のサンプリングを行
う。(c) The lance 2 is further pulled back, the container 13 is set at the measurement position, and the molten material is sampled.
測定完了後には、容器１３をランス内に引き戻
し、ランス２を炉外に引き出して、容器１３から
凝固した試料を回収する。 After the measurement is completed, the container 13 is pulled back into the lance, the lance 2 is pulled out of the furnace, and the solidified sample is collected from the container 13.
本考案の装置を用いることにより溶融物の滴下
速度を容易に求めることができる。 By using the apparatus of the present invention, the dropping rate of the melt can be easily determined.
容器開孔部面積をＡ（cm2）、炉内突出し時間をｔ
（min）、サンプリングされた溶融物金属量をWm
（ｇ）、溶融スラグ量をWs（ｇ）とすると、溶融物
の滴下速度は次の１および２式となる。 The opening area of the container is A (cm 2 ), and the ejection time into the furnace is t.
(min), the amount of sampled melt metal Wm
(g), and when the amount of molten slag is Ws (g), the dropping rate of the molten material is expressed by the following equations 1 and 2.
溶融金属滴下速度Vm＝10Wm／（Ａ・ｔ）
（kg／m2min）
溶融スラグ滴下速度Vs＝10Ws／（Ａ・ｔ）
（kg／m2min）
溶融物の滴下速度を測定した例としては以下の
ものがある。Molten metal dropping speed Vm=10Wm/(A・t) (kg/m 2 min) Molten slag dropping speed Vs=10Ws/(A・t) (kg/m 2 min) As an example of measuring the melt dropping speed has the following.
第４図に示した容器の断面積を４cm×15cm＝60
cm2とし、炉内突出し時間を１分間としたところ、
200gの溶融金属と61gの溶融スラグが得られた。
１，２式を用いて滴下速度を求めるとVm＝
35kg／m2min、
Vs＝10.2kg／m2minであつた。 The cross-sectional area of the container shown in Figure 4 is 4cm x 15cm = 60
cm 2 and the ejection time into the furnace was 1 minute.
200g of molten metal and 61g of molten slag were obtained.
Using equations 1 and 2 to find the dropping speed, Vm=
35kg/m 2 min, Vs=10.2kg/m 2 min.
このような溶融物の滴下量の測定は従来不可能
であり、本考案を用いて初めて可能となつた。 Measuring the amount of dripping of molten material in this way has been impossible in the past, and has become possible for the first time using the present invention.
本考案の装置は以上のように構成されているの
で高炉炉内溶融物のサンプリングが容易にでき、
従つて、例えば、羽口から脱珪剤吹込みによる炉
内脱珪を促進する際、レースウエイ中の溶融物の
滴下量を把握することができるので、反応効率の
向上および脱珪剤の吹込量の制御が可能となつ
た。また高炉炉底の半径方向の溶融物の滴下量分
布を把握することにより、造銃分布が明確になり
高炉操業原因の変化に伴う融着帯分布の推定が可
能となり安定操業の達成に大きく貢献した。 Since the device of the present invention is configured as described above, it is possible to easily sample the molten material inside the blast furnace.
Therefore, for example, when promoting in-furnace desiliconization by injecting a desiliconizing agent from the tuyere, the amount of dripping of melt in the raceway can be ascertained, thereby improving reaction efficiency and injecting the desiliconizing agent. It became possible to control the amount. In addition, by understanding the distribution of the amount of dripping of melt in the radial direction at the bottom of the blast furnace, the gun-forming distribution becomes clear, and it becomes possible to estimate the cohesive zone distribution due to changes in the causes of blast furnace operation, which greatly contributes to achieving stable operation. did.
第１図は本考案の実施例のサンプリング装置の
全体構成図、第２図はランス本体の縦断面図、第
３図ａは、本考案の容器の実施例の側面図、ｂ，
ｃはそれぞれＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ矢視図、第４
図ａは、本考案の別の実施例の容器の側面図、ｂ
はそのＣ−Ｃ矢視図、第５図は本考案の装置のサ
ンプリング動作の説明図である。
１……コークス充填層、２……ランス、３……
ボール弁、４……グランドパツキン、５……ガイ
ドローラ、６……台車、７……シリンダ、８……
ガイドフレーム、９……先端重錘、１０……パイ
プ、１１……ガスシール部、１２……パージ配
管、１３……容器、１４……断熱パツキン、１５
……アルミナペースト、１６……入側冷却管、１
７……出側冷却管、１８……駆動用ハンドル、２
０……矢印、２１……開孔部、２２……仕切板、
２３……サンプリング位置。
Fig. 1 is an overall configuration diagram of a sampling device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the lance body, Fig. 3 a is a side view of an embodiment of a container of the present invention,
c is an A-A arrow view, a B-B arrow view, and the fourth
Figure a is a side view of a container according to another embodiment of the present invention, b
5 is a view taken along the line C--C, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the sampling operation of the apparatus of the present invention. 1... Coke packed bed, 2... Lance, 3...
Ball valve, 4...Gland packing, 5...Guide roller, 6...Dolly, 7...Cylinder, 8...
Guide frame, 9... Tip weight, 10... Pipe, 11... Gas seal section, 12... Purge piping, 13... Container, 14... Insulating packing, 15
...Alumina paste, 16...Inlet cooling pipe, 1
7... Outlet side cooling pipe, 18... Drive handle, 2
0...Arrow, 21...Opening portion, 22...Partition plate,
23...Sampling position.
Claims (1)
炉内探査を行う装置であつて、炉内固形物の噛
み込みを防止する防止手段を備え、黒鉛または
炭化珪素よりなる溶融物採取容器を、ランス先
端部に突出自在に格納したことを特徴とする竪
型炉炉内溶融物サンプリング装置。 ２ 上記防止手段が、該容器上面に設けた幅狭の
スリツト状の溶融物採取口である実用新案登録
請求の範囲第１項記載の竪型炉炉内溶融物サン
プリング装置。 ３ 上記防止手段が、軸まわりに回動可能で、か
つ、回動時に内容物を保持するポケツト空間を
内蔵する円筒形容器とその回動装置である実用
新案登録請求の範囲第１項記載の竪型炉炉内溶
融物サンプリング装置。[Scope of Claim for Utility Model Registration] 1. A device for inspecting the inside of a vertical furnace during operation by inserting a lance into the tuyere of the furnace, which is equipped with a prevention means to prevent solids from getting caught in the furnace, A molten material sampling device in a vertical furnace, characterized in that a molten material sampling container made of graphite or silicon carbide is housed at the tip of a lance so as to be able to protrude freely. 2. The apparatus for sampling molten material in a vertical furnace according to claim 1, wherein the prevention means is a narrow slit-shaped molten material sampling port provided on the upper surface of the container. 3. The utility model registration claim set forth in claim 1, wherein the prevention means is a cylindrical container that is rotatable around an axis and has a built-in pocket space for holding the contents during rotation, and a rotation device thereof. Vertical furnace in-furnace molten sampling device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4948484U JPS60161859U (en) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | Vertical furnace molten sampling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4948484U JPS60161859U (en) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | Vertical furnace molten sampling device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60161859U JPS60161859U (en) | 1985-10-28 |
| JPH0350450Y2 true JPH0350450Y2 (en) | 1991-10-28 |
Family
ID=30566731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4948484U Granted JPS60161859U (en) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | Vertical furnace molten sampling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60161859U (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5016188A (en) * | 1973-06-01 | 1975-02-20 |
-
1984
- 1984-04-04 JP JP4948484U patent/JPS60161859U/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5016188A (en) * | 1973-06-01 | 1975-02-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60161859U (en) | 1985-10-28 |
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