JPH0882553A - 光ファイバ温度計による出銑口での溶銑温度測定法 - Google Patents
光ファイバ温度計による出銑口での溶銑温度測定法Info
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- JPH0882553A JPH0882553A JP21682594A JP21682594A JPH0882553A JP H0882553 A JPH0882553 A JP H0882553A JP 21682594 A JP21682594 A JP 21682594A JP 21682594 A JP21682594 A JP 21682594A JP H0882553 A JPH0882553 A JP H0882553A
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Abstract
銑温度を連続して安定的に測定する方法を提供する。 【構成】 消耗型金属管被覆光ファイバ温度計を、金属
製の外筒に更に挿入し、これを所定の送り出し速度で出
銑口における溶銑流中に浸漬する。例えば、SUS30
4製、外径8mm、内径5mmの外筒に挿入し、400
mm/秒で溶銑中に送り出した場合、±1℃の精度で安
定的に測定できる。
Description
使用して溶銑温度を測定する方法に関する。更に詳しく
は、高炉から溶銑が噴出する出銑口において、溶銑温度
を測定する方法に関する。
ークス、その他石灰石等の副原料を充填し、炉の下部か
ら熱風を吹き込んでコークスを燃焼させ、発生する熱と
還元ガスにより鉄鉱石を還元させて溶銑を得ている。こ
の溶銑は、炉の下部に設けられた出銑口から鉱滓ととも
に取り出され、通常この操作を出銑と呼んでいる。コー
クスの燃焼に伴い炉内の充填物が降下するので、炉の上
部から原料等を装入し適正な充填物レベルを保持してい
る。
支等を始め種々のバランスを保ちながら定常操業を行う
ことが重要である。特に高炉の炉内の熱レベルは、炉内
の反応状況等の炉内状況を反映しコークス等の消費量に
影響する。そこで、高炉の熱レベルを正確に把握するこ
とは、炉内状況の変化の早期検知や原料コストの低減の
観点から非常に重要である。
顕著に現れることから、溶銑温度を正確に測定すること
が望まれている。高炉における溶銑温度の測定には、従
来技術として次のような装置や方法がある。
溶銑は、溶銑樋を経てスキンマという鉱滓除去装置に入
り、鉱滓を溶銑上に浮上させて取り除く。このスキンマ
に溜まっている溶銑の温度を、使い捨ての浸漬型熱電対
で測定する。
スキンマに溜まった溶銑の温度を、耐火物製の保護管内
にセットした熱電対で測定する。
−348236号公報に記載されている技術で、先端部
に小孔を開けた耐火物製の保護管を、内部を不活性ガス
でパージしながら溶融金属に浸漬する。温度測定は、小
孔の部分に見える溶銑の放射温度を放射温度計で測定す
る。このように溶融金属の内部の温度を測定しているの
は、溶融金属の表層部は、大気への熱放散異物や表面酸
化状況の不均一による放射率の変動により、溶融金属の
内部とは温度が異なるからである。
329323号公報に記載されている技術で、溶銑等の
高温融体に熱電対に比べて耐久性がある光ファイバを浸
漬し、光ファイバ内に入った光を他の端に取り付けた放
射温度計で測定する。
スキンマ等の溶銑の溜まった箇所で温度測定するための
装置及び方法である。しかしながら、スキンマにおける
溶銑は、温度が安定するまで溶銑の出銑を開始してから
数十分を要する。これは、溶銑樋とスキンマが定常状態
になるまでの間、溶銑から大量の熱を奪うためである。
従って、従来技術ではいずれの技術も、この期間の溶銑
温度がかなり低めになるという問題点がある。
いる溶銑の温度を測定すればよい。しかしながら、出銑
口から噴出している溶銑の噴出量は5〜10T/分であ
り、流速にすると7〜14m/秒前後になる。従来技術
を、このように高速で噴出する溶銑の温度測定に適用す
ると、次のような問題点が発生する。
対の温接点が、溶銑に浸漬することにより短時間(数
秒)で溶損するので、連続的に温度測定することができ
ない。また断続的に温度測定する場合も、その都度熱電
対を交換する必要があり、作業性が悪い。
護管を溶銑に浸漬したまま連続的に温度測定することが
可能であるが、耐火物の耐久性が問題で、溶銑への浸漬
の繰り返しにより容易に割れを生じる。特に、溶銑等の
溶融金属の噴流に挿入すると、保護管の損耗が激しく折
損し易くなり、熱電対を損傷する。機械的強度を高める
ために保護管の肉厚を厚くすると、保護管の内外に温度
差を生じて、溶銑の温度測定が不可能となる。
は、耐火物製の保護管内部のパージ用ガスのガス圧の調
整が難しい。ガス圧が少し低下すると保護管先端部の小
孔から溶銑が侵入し、逆に少し高くなると、ガスの吹き
出し量が多くなり小孔付近の溶銑の表面が冷却され、表
面温度が溶銑内部の温度より低くなる。溶銑等の溶融金
属の噴流の内部では、溶融金属の流速が常に大きく変動
しているので、保護管先端部の小孔における圧力も大き
く変動している。従って、保護管内のパージガスの圧力
を溶融金属の圧力変動に追随させるのは困難であり、ガ
スの吹き出しと溶銑の侵入が避けられない。
動きが穏やかな溶銑の中に光ファイバを挿入する技術で
あり、溶銑等の溶融金属の噴流に対しては適用できな
い。溶銑等の溶融金属の噴流の中に光ファイバを挿入し
ようとしても、弾き出され挿入できないのである。そこ
で、光ファイバの素線より径の太い石英ガラスの棒を用
いると、噴流の中に挿入することは可能となるが、今度
は噴流の動圧により折れるという問題点が出てくる。
つ多量に噴出する溶融金属の噴流の中に、温度センサを
挿入することは困難であり、溶融金属の噴流の内部の温
度を測定することができない。
で、出銑口の溶銑の温度を連続して安定的に測定する方
法を提供するものである。
被覆光ファイバ温度計を用いて出銑口にて溶銑温度を測
定する方法において、放射温度計を接続された金属管被
覆光ファイバを、金属製の外筒に挿入し、これを所定の
供給速度で溶銑流中に浸漬することを特徴とする溶銑温
度測定方法である。
るものを用い、光ファイバにより送られてくる光のエネ
ルギや波長の分布から温度を測定する。この発明で用い
る光ファイバは金属管で被覆されており、更に所定の外
径、内径を有する金属製の外筒に挿入される。
弾き出されずに溶融金属の中に送り込まれる。光ファイ
バがある程度溶融金属内に送り込まれると、外筒と光フ
ァイバの金属管被覆が溶損する。これらが溶損すると、
溶融金属の噴流により光ファイバの素線(石英ガラス
等)が折損し、この部分が光ファイバの端部となる。こ
の端部の周囲の溶融金属からの熱放射の光は、この端部
から光ファイバに入射し、放射温度計まで導かれて温度
測定が行われる。
出する出銑口に浸漬されるときの状況をモデル化すると
図3のようになる。図中、1は出銑口からの溶銑噴流、
2は光ファイバの先端部を表す。金属管被覆光ファイバ
を、流速v1 で流れる溶銑に対して垂直に速度v2 で送
り込むと、溶銑流から受ける力により光ファイバがたわ
み、光ファイバ先端が溶銑流から距離xだけ離れる。こ
の場合、光ファイバ温度計の先端は振れを生じ、安定し
た温度測定が行えない。光ファイバ先端を、安定的に溶
銑流に浸漬するためには、xが0以下であることが必要
である。
離xと光ファイバ送り込み速度v2は、図5に示すよう
な関係をもつ。x=0の点は、安定的に光ファイバ先端
を溶銑中に浸漬するのに必要な、最低の送り込みスピー
ドである。この最低送り込み速度は、溶銑流に打ち勝つ
ための速度となり、金属管被覆光ファイバの断面2次モ
ーメントが大きくなると、小さくなる側すなわち図中の
左側にシフトする。
バの送り込み速度v2 を大きくするか、外筒も含めた光
ファイバの断面2次モーメントI(I=π(D4 −
d4 )/64;Dは外筒の外径を表し、dは外筒の内径
を表す)を上げるか、あるいはその2つの条件を組み合
わせて検討すればよい。断面2次モーメントIは、前記
式に定義される通り、外筒の径が大きくなると増加す
る。
温度計を更に所定の径をもつ金属製の外筒に挿入して断
面2次モーメントを上げ、外筒と共に所定の送り込み速
度で溶銑流に浸漬する。外筒の径及び送り込み速度は、
高炉の出銑流量などの条件で異なるため、実験により好
適な条件を設定する。
下に述べる。図1に、本発明の方法の測定に用いる装置
の概略図を示す。図中、1は出銑口からの溶銑噴流、2
は外筒に挿入された光ファイバの先端部、3はメジャー
ロール、4は昇降装置、5は外筒に挿入された金属管被
覆光ファイバ、6は出銑口をそれぞれ示す。
用いるものを用いる。この発明で用いる光ファイバは金
属管で被覆されており、さらに所定の外径、内径を有す
る金属製の外筒に挿入される。外筒の材質は、断面2次
モーメントIを保つ程度のものであれば特に限定はない
が、例えばSUS304が好ましい。本実施例では、溶
銑流に径の大きな外筒を浸漬すると溶銑が飛散するた
め、Iは530mm4 以下である必要がある。
気圧で駆動される昇降装置4とメジャーロール3からな
る送り出し機構により、所定の速度で送り出される。そ
の送り出し速度は、600mm/秒が上限である。
いて噴出溶銑に400mm/秒の送り出し速度で浸漬し
たときの温度測定結果である。グラフの縦軸は温度測定
値を、横軸は測定時間を示す。図2aは、対照として、
金属管被覆ファイバを外筒に挿入せずに溶銑流に送り込
み、温度を測定した結果である。測定値は±3℃の幅を
示した。これに対し、図2bは、本発明の方法の1例と
して、金属管被覆光ファイバ温度計を、SUS304
製、外径8mm、内径5mm(I=170)の外筒に挿
入して溶銑流に送り込み、その温度を測定した結果であ
る。測定値の幅は、±1℃の精度で、安定的に測定する
ことができた。
ぞれ170、260、530mm4)をもつ外筒を使用
し、温度測定の幅が±1℃に抑えられる最低供給速度を
求めた結果を示したグラフである。縦軸は断面2次モー
メントIを、横軸は光ファイバの送り出し速度v2 を表
す。図4から、本実施例における好ましいIとv2 の条
件は、図4中の斜線で示した範囲である。即ち、Iが1
70〜530mm4 、v2 が300〜600mm/秒の
範囲で、グラフの線を越える範囲の条件では、温度測定
の幅が±1℃に抑えられ、精度が高く安定した温度測定
が可能である。
を、高精度かつ安定的に連続測定することが可能とな
る。従って、本発明は、高炉内の熱レベルを早期かつ正
確に把握できるようにし、原料コストの低減、測定の完
全無人化や自動化など、より効率的な高炉操業に有用で
ある。
係を示すグラフ。
る出銑口に浸漬されるときの状況をモデル化した図。
トの関係を示すグラフ。
溶銑との距離との関係を示すグラフ。
Claims (1)
- 【請求項1】 消耗型金属管被覆光ファイバ温度計を用
いて出銑口にて溶銑温度を測定する方法において、放射
温度計を接続された金属管被覆光ファイバを、金属製の
外筒に挿入し、これを所定の供給速度で溶銑流中に浸漬
することを特徴とする溶銑温度測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21682594A JP3351120B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 光ファイバ温度計による出銑口での溶銑温度測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP21682594A JP3351120B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 光ファイバ温度計による出銑口での溶銑温度測定法 |
Publications (2)
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JPH0882553A true JPH0882553A (ja) | 1996-03-26 |
JP3351120B2 JP3351120B2 (ja) | 2002-11-25 |
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ID=16694489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP21682594A Expired - Lifetime JP3351120B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 光ファイバ温度計による出銑口での溶銑温度測定法 |
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---|---|
JP (1) | JP3351120B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999023262A1 (fr) * | 1997-11-04 | 1999-05-14 | Nkk Corporation | Procede d'exploitation d'un haut-fourneau |
KR100946060B1 (ko) * | 2002-12-27 | 2010-03-10 | 주식회사 포스코 | 용선의 중심점 온도 검출방법 |
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JP2022001867A (ja) * | 2020-06-22 | 2022-01-06 | ヘレーウス エレクトロ−ナイト インターナシヨナル エヌ ヴイHeraeus Electro−Nite International N.V. | 溶融金属の温度を測定するための装置及び方法 |
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1994
- 1994-09-12 JP JP21682594A patent/JP3351120B2/ja not_active Expired - Lifetime
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US6302941B1 (en) | 1997-11-04 | 2001-10-16 | Nkk Corporation | Method for operating a blast furnace |
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