JPH075947B2 - 高炉炉底部の管理方法 - Google Patents
高炉炉底部の管理方法Info
- Publication number
- JPH075947B2 JPH075947B2 JP62132082A JP13208287A JPH075947B2 JP H075947 B2 JPH075947 B2 JP H075947B2 JP 62132082 A JP62132082 A JP 62132082A JP 13208287 A JP13208287 A JP 13208287A JP H075947 B2 JPH075947 B2 JP H075947B2
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- JP
- Japan
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- blast furnace
- thickness
- refractory
- thermometer
- thermometers
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/04—Blast furnaces with special refractories
- C21B7/06—Linings for furnaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高炉炉底部の管理方法に関し、炉底部耐火物の
侵食状況を計測し、異常侵食を阻止しようとするもので
ある。
侵食状況を計測し、異常侵食を阻止しようとするもので
ある。
高炉炉底部は、建造時は第６図に示すように煉瓦が階段
状に充分な厚さに積まれているが、高炉操業に伴なって
侵食され、内面が点線で示すように拡がり、煉瓦積層厚
は薄くなって行く。余りに薄くなると外面を構成する鉄
皮の溶損事故を生じるから、煉瓦厚みの管理は重要であ
る。
状に充分な厚さに積まれているが、高炉操業に伴なって
侵食され、内面が点線で示すように拡がり、煉瓦積層厚
は薄くなって行く。余りに薄くなると外面を構成する鉄
皮の溶損事故を生じるから、煉瓦厚みの管理は重要であ
る。
炉底管理手段として最も広く用いられているのは温度計
による方法である。即ち側壁部の全周に80個、コーナー
部に10個、炉底部に10個など多数の温度計を煉瓦内に埋
設しておいてこれらが測定する温度を取込み、煉瓦の残
存厚を算出する。侵食が進むと埋め込んでおいた温度計
までの煉瓦厚みが薄くなるから温度計の出力は上り、従
って温度計出力から該厚みを算出することができる。側
壁部では各部の厚さx1〜x4および伝熱係数λ１〜λ４を
第７図（ａ）の如くとると、測定点から煉瓦内面までの
距離x4は次式で表わされ、 また炉底では各部の厚さx1〜x3および伝熱係数λ１〜λ
３を第７図（ｂ）の如くとると、上層煉瓦の厚みx3は次
式で表わされる。
による方法である。即ち側壁部の全周に80個、コーナー
部に10個、炉底部に10個など多数の温度計を煉瓦内に埋
設しておいてこれらが測定する温度を取込み、煉瓦の残
存厚を算出する。侵食が進むと埋め込んでおいた温度計
までの煉瓦厚みが薄くなるから温度計の出力は上り、従
って温度計出力から該厚みを算出することができる。側
壁部では各部の厚さx1〜x4および伝熱係数λ１〜λ４を
第７図（ａ）の如くとると、測定点から煉瓦内面までの
距離x4は次式で表わされ、 また炉底では各部の厚さx1〜x3および伝熱係数λ１〜λ
３を第７図（ｂ）の如くとると、上層煉瓦の厚みx3は次
式で表わされる。
炉底管理（煉瓦厚みの測定）には種々の方法が提案され
ているが、温度計による方法を駆逐するほどのものはな
く、現在の主流は温度計法である。
ているが、温度計による方法を駆逐するほどのものはな
く、現在の主流は温度計法である。
しかし温度計法は、それ程精度の高いものではない。第
８図は上記算出値と、高炉を解体して実測した値との相
関を示す図である。横軸は計算値、縦軸は実績値で、こ
れらが一致するなら45゜線が画かれる。第８図（ａ）は
側壁部の対比結果で、〇印は健全層、×印は脆化層上面
である。これをみると、残存厚が過大に算出されている
ことが分る。また第８図（ｂ）は炉底部の対比結果で、
〇印は健全層、△印はFe侵入層である。この場合は残存
厚が過小に算出されている。
８図は上記算出値と、高炉を解体して実測した値との相
関を示す図である。横軸は計算値、縦軸は実績値で、こ
れらが一致するなら45゜線が画かれる。第８図（ａ）は
側壁部の対比結果で、〇印は健全層、×印は脆化層上面
である。これをみると、残存厚が過大に算出されている
ことが分る。また第８図（ｂ）は炉底部の対比結果で、
〇印は健全層、△印はFe侵入層である。この場合は残存
厚が過小に算出されている。
煉瓦の侵食は第１図点線で示すように椀状に、周方向で
円形に進むのが理想的であるが、実際には解体調査で明
らかなように局部的に侵食が進み、円形から可成りはず
れた凹凸形状を示す。侵食が温度計と温度計の間で進む
と、これらの温度計は残存厚はまた大であるとし、見込
み誤りを生じる。これを防ぐには多数の温度計を密に分
散配置するのがよいが、勿論コスト高にはなる。しかし
多数の温度計を使用するという方法は実用されており、
次表はその一例である。
円形に進むのが理想的であるが、実際には解体調査で明
らかなように局部的に侵食が進み、円形から可成りはず
れた凹凸形状を示す。侵食が温度計と温度計の間で進む
と、これらの温度計は残存厚はまた大であるとし、見込
み誤りを生じる。これを防ぐには多数の温度計を密に分
散配置するのがよいが、勿論コスト高にはなる。しかし
多数の温度計を使用するという方法は実用されており、
次表はその一例である。
即ち測定される温度が上昇し、残厚が薄くなるに従って
温度計を増設し、チェック頻度を高める、という方法が
とられる。また残厚が小になるにつれて当該羽口の径縮
小、閉塞、休風処置がとられる。
温度計を増設し、チェック頻度を高める、という方法が
とられる。また残厚が小になるにつれて当該羽口の径縮
小、閉塞、休風処置がとられる。
このように、温度計は確実な方法ではあるが測定精度は
それ程高くなく、局部侵食に対処するには多数の温度計
を高炉に埋設せねばならないという問題がある。
それ程高くなく、局部侵食に対処するには多数の温度計
を高炉に埋設せねばならないという問題がある。
厚み測定にはよく超音波が使用されるが、これは高炉煉
瓦層のような厚いものには適用できない（減衰が著しく
て反射波がとれない）。ハンマで叩いて異常チェックす
るという方法は古くから行なわれているが、この方法で
発生する衝撃弾性波の反射波を利用すると厚い構造物の
厚み測定が可能である。特開昭57−175952はその一例
で、コンクリート構造物の表面に置いた衝撃板をハンマ
で叩いて衝撃弾性波を発生させ、この際高範囲の周波数
の波が発生するがそのうちの数MHz以上の高周波を衝撃
板上に置いた厚し圧電素子により検出し（周波数が高い
ので発生時点を正確に検出できる）、衝撃板よりコンク
リート構造物に伝わり反対側の面で反射してきた低い周
波数（高周波は減衰してしまっている）をタワミ形圧電
素子で受信し、この送、受信間の時間と伝播速度からコ
ンクリート構造物の厚みを求める。
瓦層のような厚いものには適用できない（減衰が著しく
て反射波がとれない）。ハンマで叩いて異常チェックす
るという方法は古くから行なわれているが、この方法で
発生する衝撃弾性波の反射波を利用すると厚い構造物の
厚み測定が可能である。特開昭57−175952はその一例
で、コンクリート構造物の表面に置いた衝撃板をハンマ
で叩いて衝撃弾性波を発生させ、この際高範囲の周波数
の波が発生するがそのうちの数MHz以上の高周波を衝撃
板上に置いた厚し圧電素子により検出し（周波数が高い
ので発生時点を正確に検出できる）、衝撃板よりコンク
リート構造物に伝わり反対側の面で反射してきた低い周
波数（高周波は減衰してしまっている）をタワミ形圧電
素子で受信し、この送、受信間の時間と伝播速度からコ
ンクリート構造物の厚みを求める。
この方法は高炉煉瓦壁に適用しても良好に反射波が得ら
れ、残存厚の測定が可能である。本出願人が出願した特
願昭61−146503号「高炉操業方法」および特願昭61−13
9900号「衝撃弾性波による複層耐火壁の厚み検出方法」
はこの衝撃弾性波を利用したものである。
れ、残存厚の測定が可能である。本出願人が出願した特
願昭61−146503号「高炉操業方法」および特願昭61−13
9900号「衝撃弾性波による複層耐火壁の厚み検出方法」
はこの衝撃弾性波を利用したものである。
高炉々底耐火物の侵食は一様なものではなく、局部的な
異常侵食が多々見られ、従って炉底部管理には数多くの
温度計を埋設して局部侵食に備える必要がある。しかし
ながら温度計を耐火物内に多数埋設することは費用がか
ゝるばかりか、鉄皮の強さを低下させるので、余り高密
度に多数配置することは好ましくない。
異常侵食が多々見られ、従って炉底部管理には数多くの
温度計を埋設して局部侵食に備える必要がある。しかし
ながら温度計を耐火物内に多数埋設することは費用がか
ゝるばかりか、鉄皮の強さを低下させるので、余り高密
度に多数配置することは好ましくない。
また温度計による方法では、耐火物中の伝熱が定常化す
るのに時間がかゝり、レスポンスが遅く、即時の残厚検
出はできない。
るのに時間がかゝり、レスポンスが遅く、即時の残厚検
出はできない。
本発明はかゝる点を温度計と衝撃弾性波センサの併用に
より、改善しようとするものである。
より、改善しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明では高炉々底部の管理に、該炉底部に設置されて
いる温度計（熱電対）を用い、また該炉底部に衝撃弾性
波センサを全周走行可能に配設して該センサを利用す
る。そして第１図に示すように常時、該温度計による耐
火物（煉瓦）の残厚測定を行なう。この残厚測定は第７
図でで説明した要領で行なう。高炉炉底部特に側壁部の
全周に分散配置した温度計の各々の出力を管理し、前回
測温値に比べて今回測温値が異常に上昇したものがない
か否かチェックする。
いる温度計（熱電対）を用い、また該炉底部に衝撃弾性
波センサを全周走行可能に配設して該センサを利用す
る。そして第１図に示すように常時、該温度計による耐
火物（煉瓦）の残厚測定を行なう。この残厚測定は第７
図でで説明した要領で行なう。高炉炉底部特に側壁部の
全周に分散配置した温度計の各々の出力を管理し、前回
測温値に比べて今回測温値が異常に上昇したものがない
か否かチェックする。
あれば、その温度計が設置されている部分へ衝撃弾性波
センサを移動させ、その部分を走行しながら残厚測定を
行なう。この測定要領は前記特開昭57−175952の測定法
に準ずる。衝撃弾性波センサは走行しながらその走行路
に沿う微小間隔の各点で残厚測定を行なうので精密なデ
ータが得られ、この精密データを元に、高炉炉底部側壁
の耐火物の侵食抑制操作を行なう。この操作は前記の羽
口径縮小、閉塞、休風等である。
センサを移動させ、その部分を走行しながら残厚測定を
行なう。この測定要領は前記特開昭57−175952の測定法
に準ずる。衝撃弾性波センサは走行しながらその走行路
に沿う微小間隔の各点で残厚測定を行なうので精密なデ
ータが得られ、この精密データを元に、高炉炉底部側壁
の耐火物の侵食抑制操作を行なう。この操作は前記の羽
口径縮小、閉塞、休風等である。
この操作で、異常昇温した耐火物の内面には保護層が形
成される。この保護層は粘稠層とも呼ばれ、炉内に装入
された原料が溶融還元され凝固したもので、炉壁耐火物
内面に付着していると該耐火物を侵食から保護する。保
護層が形成されると、温度計の出力が下り、衝撃弾性波
センサは該保護層からの反射波を受信するので、これら
により保護層形成を知ることができる。
成される。この保護層は粘稠層とも呼ばれ、炉内に装入
された原料が溶融還元され凝固したもので、炉壁耐火物
内面に付着していると該耐火物を侵食から保護する。保
護層が形成されると、温度計の出力が下り、衝撃弾性波
センサは該保護層からの反射波を受信するので、これら
により保護層形成を知ることができる。
保護層が形成されたら平常に戻り、衝撃弾性波センサに
よる計測は中止し、熱電対による残厚測定に戻る。
よる計測は中止し、熱電対による残厚測定に戻る。
本発明では耐火物残厚を温度計によりいわば粗測定し、
衝撃弾性波センサで精測定し、精測定結果で耐火物食抑
制操作を行なうので、温度計を炉底部周壁全周に多数設
置する必要がなく、例えば高炉構造時の通常設置数程度
にとどめ、残厚が薄くなるにつれて行なう温度計増設を
省略することができる。
衝撃弾性波センサで精測定し、精測定結果で耐火物食抑
制操作を行なうので、温度計を炉底部周壁全周に多数設
置する必要がなく、例えば高炉構造時の通常設置数程度
にとどめ、残厚が薄くなるにつれて行なう温度計増設を
省略することができる。
また衝撃弾性波センサは常時走行して残厚測定する必要
はなく、埋込温度計による静止型残厚測定で異常とされ
た時、その部分のみを走行、残厚測定すればよいので、
該センサの保守、管理などが容易である。勿論このセン
サを定期的に走行、測定させて、温度計による測温点が
粗いのを補うことは有益である。
はなく、埋込温度計による静止型残厚測定で異常とされ
た時、その部分のみを走行、残厚測定すればよいので、
該センサの保守、管理などが容易である。勿論このセン
サを定期的に走行、測定させて、温度計による測温点が
粗いのを補うことは有益である。
第２図〜第５図に、衝撃弾性波センサによる高炉炉底部
側壁の耐火物残厚測定の例を示す。第２図で12は高炉10
の鉄皮、14は側壁部、16は耐火物（煉瓦）である。20は
高炉炉底側壁部の鉄皮の全周に設けられたレール部材
で、衝撃弾性波センサ30を取付けた自走台車22がこのレ
ールに吊下し、制御信号に従って指定された位置へ移動
し、その部分を走行しながら残厚測定する。図示しない
がコーナー部の鉄皮にも同様にレールを取付け、センサ
搭載自走台車を吊下する。
側壁の耐火物残厚測定の例を示す。第２図で12は高炉10
の鉄皮、14は側壁部、16は耐火物（煉瓦）である。20は
高炉炉底側壁部の鉄皮の全周に設けられたレール部材
で、衝撃弾性波センサ30を取付けた自走台車22がこのレ
ールに吊下し、制御信号に従って指定された位置へ移動
し、その部分を走行しながら残厚測定する。図示しない
がコーナー部の鉄皮にも同様にレールを取付け、センサ
搭載自走台車を吊下する。
衝撃弾性波センサ30は、第３図（ａ）に示すようにハン
マー34と圧電素子36,38を一体にしたものが扱い易い。3
2は電磁石、リニアモータ、またはエアシリンダで、ハ
ンマー34を駆動して被測定物を叩かせる。40はこれらを
取付けるセンサ筐体である。ハンマー34は本例では鉄皮
12を叩き、これにより発生する衝撃弾性波が鉄皮および
スタンプ材を通って煉瓦層に入り、煉瓦層内面で反射し
て戻ってくる。厚み測定には衝撃弾性波の発生時点と反
射して戻ってきた時点を知る必要があるが、前者は数MH
zに感度を持つ圧電素子36が検出し、後者は数10〜数100
KHzに感度を持つ圧電素子38で検出する。高周波成分は
減衰が著しいが、ハンマー直近に配置された圧電素子36
であれば充分検出できる。
マー34と圧電素子36,38を一体にしたものが扱い易い。3
2は電磁石、リニアモータ、またはエアシリンダで、ハ
ンマー34を駆動して被測定物を叩かせる。40はこれらを
取付けるセンサ筐体である。ハンマー34は本例では鉄皮
12を叩き、これにより発生する衝撃弾性波が鉄皮および
スタンプ材を通って煉瓦層に入り、煉瓦層内面で反射し
て戻ってくる。厚み測定には衝撃弾性波の発生時点と反
射して戻ってきた時点を知る必要があるが、前者は数MH
zに感度を持つ圧電素子36が検出し、後者は数10〜数100
KHzに感度を持つ圧電素子38で検出する。高周波成分は
減衰が著しいが、ハンマー直近に配置された圧電素子36
であれば充分検出できる。
圧電素子36,38は第３図（ｂ）に示されるようにリング
状、同心円状であ。これは第３図（ｃ）のように、通常
の矩形状のものを複数個用いて構成してもよい。反射波
受信用の圧電素子38は、各々独立な素子38a,38b,38c,38
dとし、有り得る反射波周波数帯域を分割してその各々
を素子38a,38b,……で受持つようにしてもよい。反射波
の周波数は媒体の材質、厚みなどで異なるので、上記の
ようにすると正確な残厚測定が可能になる。表面波検出
用（衝撃弾性波の発生タイミング検出用）の圧電素子36
は、同じ特性でよいから分割各素子は並列に接続してお
く。
状、同心円状であ。これは第３図（ｃ）のように、通常
の矩形状のものを複数個用いて構成してもよい。反射波
受信用の圧電素子38は、各々独立な素子38a,38b,38c,38
dとし、有り得る反射波周波数帯域を分割してその各々
を素子38a,38b,……で受持つようにしてもよい。反射波
の周波数は媒体の材質、厚みなどで異なるので、上記の
ようにすると正確な残厚測定が可能になる。表面波検出
用（衝撃弾性波の発生タイミング検出用）の圧電素子36
は、同じ特性でよいから分割各素子は並列に接続してお
く。
第４図は吸着走行型の台車に取付けたセンサの例を示
す。50は該台車、52a,52bは永久磁石式キャタピラ、54
a,54bはキャタピラを駆動するモータである。60はアン
テナで、電波にのせた制御信号を受信する。56は制御装
置、58は電源である。32は電磁石などのハンマー駆動
器、34は該ハンマー、42は表面波検出器、44は反射波検
出器であるが、これらは第５図の如くなっている。48は
モータ、46はクランク機構である。該モータの回転で検
出器42または44は上昇、下降する。クランク機構46と検
出器42,44との間にはバネがあり、下降したとき検出器
は被測定体12に圧接する。上昇位置では検出器と被測定
体との間には隙間があり、この状態で台車50は走行す
る。
す。50は該台車、52a,52bは永久磁石式キャタピラ、54
a,54bはキャタピラを駆動するモータである。60はアン
テナで、電波にのせた制御信号を受信する。56は制御装
置、58は電源である。32は電磁石などのハンマー駆動
器、34は該ハンマー、42は表面波検出器、44は反射波検
出器であるが、これらは第５図の如くなっている。48は
モータ、46はクランク機構である。該モータの回転で検
出器42または44は上昇、下降する。クランク機構46と検
出器42,44との間にはバネがあり、下降したとき検出器
は被測定体12に圧接する。上昇位置では検出器と被測定
体との間には隙間があり、この状態で台車50は走行す
る。
この台車50の走行方向はモータ54a,54bの回転速度差に
より変えることができるが、外皮の円周方向に設行させ
るときはレール20のようなガイドレールを設けておくと
走行制御が簡単である。
より変えることができるが、外皮の円周方向に設行させ
るときはレール20のようなガイドレールを設けておくと
走行制御が簡単である。
検出器42,44は前記の圧電素子36,38を備えるが、勿論こ
の場合は同心円状ではない。
の場合は同心円状ではない。
第２図のセンサ30に対しても昇降機構を設け、押し付け
て測定し、離して走行するのがよい。
て測定し、離して走行するのがよい。
以上説明したように本発明では高炉炉底管理に広く採用
されている熱電対による方法と、衝撃弾性波センサによ
る方法を併用するので、耐火物の残厚が少なくなってく
ると行なわれる熱電対増設を避け、該センサによる高密
度な残厚測定を行なってそれによる適切な保護層形成操
作を行なうことができ、甚だ有効である。
されている熱電対による方法と、衝撃弾性波センサによ
る方法を併用するので、耐火物の残厚が少なくなってく
ると行なわれる熱電対増設を避け、該センサによる高密
度な残厚測定を行なってそれによる適切な保護層形成操
作を行なうことができ、甚だ有効である。
第１図は本発明の管理方法を示す流れ図、 第２図は高炉周壁耐火物の残厚測定例を示す説明図、 第３図は衝撃弾性波センサの説明図、 第４図および第５図は走行台車およびセンサの他の例を
示す説明図、 第６図は高炉炉底部の説明図、 第７図は残厚測定要領の説明図、 第８図は温度計による残厚圧測定法の信頼度を示すグラ
フである。
示す説明図、 第６図は高炉炉底部の説明図、 第７図は残厚測定要領の説明図、 第８図は温度計による残厚圧測定法の信頼度を示すグラ
フである。
Claims (1)
- 【請求項１】高炉炉底部に温度計を分散して埋設し、こ
れらの温度計の出力により高炉炉底部耐火物の残厚を計
測し、 これらの温度計の出力に異常な高温を示すものがあれ
ば、衝撃弾性波センサを該異常高温を示す温度計が埋設
された部分へ移動させ、該センサを走行させながら残厚
計測を行ない、 該計測結果に従って高炉炉底部耐火物の侵食抑制操作を
行ない、該耐火物の内面に保護層を形成させることを特
徴とする高炉炉底部の管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62132082A JPH075947B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 高炉炉底部の管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62132082A JPH075947B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 高炉炉底部の管理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63297512A JPS63297512A (ja) | 1988-12-05 |
| JPH075947B2 true JPH075947B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=15073082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62132082A Expired - Lifetime JPH075947B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 高炉炉底部の管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075947B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2326235B (en) * | 1997-06-12 | 2001-04-11 | Mecon Ltd | Method and apparatus for monitoring the linings of cement kilns |
| CN115323092B (zh) * | 2022-08-04 | 2023-09-12 | 华北理工大学 | 高炉炉衬烧蚀监测装置及其监测方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57175952A (en) * | 1981-04-24 | 1982-10-29 | Kyoei Giken:Kk | Non-destructive test device of non-metallic object by impulsive elastic wave |
| JPS5827002A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-17 | Kawasaki Steel Corp | 耐火物の厚み測定方法 |
| JPS58154411U (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-15 | 川崎製鉄株式会社 | 高炉炉底れんがの残厚測定装置 |
| JPS6041124A (ja) * | 1983-08-15 | 1985-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 磁気デイスク制御装置 |
| JPS60184606A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-20 | Kawasaki Steel Corp | 溶鉱炉の炉底監視法 |
-
1987
- 1987-05-28 JP JP62132082A patent/JPH075947B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63297512A (ja) | 1988-12-05 |
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