JPH0894264A - 電気炉の耐火物残厚検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気炉内周面に形成されている耐火物層の損
耗状態を精度よく判断し、耐火物補修費用を削減する。 【構成】 電極９が上下方向に昇降可能に取付けられた
炉蓋１の内周面と炉体２における鉄皮３の内周面には消
耗レンガと永久レンガとから成る耐火物層５が形成され
ており、鉄皮３と永久レンガとの間、または永久レンガ
内には熱電対などで実現される測温センサ１０が設置さ
れている。測温センサ１０は溶湯ライン付近、スラグラ
イン付近、炉底に取付けられた吹込ノズル近傍など耐火
物層５の損耗速度の速い部位、また炉周方向の電極から
のアークの熱負荷を直接受けるホットスポット部付近に
も設置され、耐火物の温度を測定し、その温度変化から
耐火物層５の損耗状態を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炉体内周面に耐火物層
を設けた電気炉の耐火物残厚検知方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば電気炉など、金属の製銑、製鋼
工程で用いられる炉の内周面には定形の耐火レンガ、不
定形の耐火セメントなどの耐火物で構成された耐火物層
が設けられ炉を保護している。前記耐火物層は通常、炉
体の内周面を形成し、金属溶湯などと接してワークレン
ガなどとも呼ばれ大きくは消耗レンガ層と、消耗レンガ
層と炉体の外周面を形成する鉄皮との間に設けられる永
久レンガ層の２層から成る。

【０００３】このような炉体の内周面に各耐火物層を有
する電気炉では、通常バッチ処理として１チャージ（Ch
arge；ＣＨ）毎に、炉内へ原料が装入され、電極から発
生されるアークによって原料を溶解かつ溶融して金属溶
湯および溶融スラグを得て、必要に応じて炉底から炉内
の金属溶湯中へ不活性ガス等を吹込み金属溶湯および溶
融スラグを撹拌流動させながら、かかる溶解かつ溶融を
促進しつつ酸素吹精による脱炭や脱硫などの精錬を行っ
た後に出湯することが行われている。このような電気炉
の内周面において、多チャージにわたって繰り返し使用
される前記耐火物は、炉の使用を続けるに従って次第に
損耗していき、耐火物層の厚みが減少する。その原因と
しては、たとえば電気炉では、耐火物層を形成する物質
と炉内の金属溶湯およびスラグなどとの化学反応による
消耗や、アークによる原料溶解時の熱負荷および原料の
炉内への装入時における機械的な負荷による剥離や脱
落、さらに炉内の金属溶湯およびスラグの撹拌流動によ
る損耗、あるいは直接アークによる熱衝撃による損耗な
どがある。特に交流電源を用いるアーク加熱式電気炉で
は、複数本の電極から発生するアークが相互に反発し、
アークが炉の内周面の炉壁方向に向かい、耐火物層を局
部的に加熱して耐火物を急激に損耗させる。耐火物の損
耗が激しく、局部的であれ永久レンガまで溶損・脱落し
た場合、湯さし現象が発生し鉄皮が高温の金属溶湯と直
接接して損耗し、最悪の場合には鉄皮に穴があき、金属
溶湯が漏れ出す危険性がある。

【０００４】このため或る従来技術では、出湯後または
原料の追加装入時など炉蓋や出湯口や作業口などが開放
されたときに、作業員が目視によって耐火物層の残厚を
判定し、出湯後に損耗の激しい個所には不定形のマグネ
シアなどを含む炉修材などを吹付けて補修を行ってい
る。また耐火物層の残厚を判定する他の従来技術とし
て、金属線回路を耐火物層内に埋込み、前記回路に微弱
電流を流し、その断線状態から耐火物の残厚を判断する
方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の或る従来技術で
は、耐火物層の残厚を作業員の目視によって判断してい
る。それでも、前記目視判断は出湯後または原料の追加
装入時などの限られた時期に極く短時間しか行うことが
できないので、正確で確実な判断が困難である。また明
確な耐火物層の残厚の判定方法がないため、炉修箇所の
検出や炉修程度に正確さと確実さを欠き、炉修材の選択
やその使用にばらつきを生じ、場合によっては補修すべ
き箇所を補修せず補修の必要がない場所まで補修を行う
ことがあるため、前記消耗レンガ層の正確なはり替え修
理すべき時期を見失ったり、その補修の頻度やそのコス
トが上昇したりする。また、実際に補修すべき箇所の補
修が行われずに、各耐火物層が溶損、脱落してしまって
鉄皮に穴があくなどの危険性が生じるのである。

【０００６】また他の従来技術では、一度耐火物が損耗
し金属線回路を断線されると、前記回路を復元すること
は難しく、その後炉修材を吹付けて繰り返し補修しては
使用される耐火物の残厚を知ることはできない。また耐
火物層を構成する定形の消耗レンガとして、たとえばＭ
ｇＯ−Ｃレンガなど高温で金属の導電率に近い導電率を
有する消耗レンガを用いている場合には、前述の如き耐
火物層の損耗や剥離や脱落などによって金属線回路が断
線しても耐火物層内を電流が流れて導通するため、金属
線回路の断線を感知することができない。この問題点を
解決するためには金属線回路を絶縁する必要があるけれ
ども、アーク電気炉では、原料の溶解する時期には原料
が炉内空間に占める割合が小さく、炉壁がアークの熱負
荷を直接受けるため、３相交流電気炉の回路特性から生
じる激動相の電極ホットスポット部の消耗レンガの炉内
表面温度は２０００℃を越える場合がある。２０００℃
を越える温度に対応する絶縁は非常に困難であり、たと
え絶縁を行ったとしても、コストが高くなる。

【０００７】本発明の目的は、以上に詳述した諸問題点
を解消して、炉体内周面に耐火物層の形成されている電
気炉において、繰り返し使用されるに従って次第に損耗
されてゆく耐火物層の残厚を精度よく安定して検知する
方法および装置を提供して、安全で効率がよく経済的な
電気炉操業を可能とすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、測温センサを
電気炉本体の耐火物層内に設け、検出温度に対応して耐
火物層の残厚を検出することを特徴とする電気炉の耐火
物残厚検知方法である。また本発明は、温度の検出は、
電気炉内で溶解された金属溶湯の出湯時付近で行うこと
を特徴とする。また本発明は、耐火物層の残厚は、溶解
する各チャージ毎の温度の最高値によって検出すること
を特徴とする。また本発明は、測温センサを、電気炉の
炉壁を構成する耐火物層のうちの内側の消耗レンガと外
側の永久レンガとの間に設けることを特徴とする。また
本発明は、測温センサを、電気炉の炉壁を構成する耐火
物層のうちの外側の永久レンガ内に設けることを特徴と
する。また本発明は、電気炉の周方向に間隔をあけて複
数の測温センサを配置し、炉周方向の温度分布を表示す
ることを特徴とする。また本発明は、前記炉周方向の温
度分布をＣＲＴ画面に表示し、その温度分布に対応する
耐火物層の残厚を段階的に色を変えて表示することを特
徴とする。また本発明は、測温センサをスラグライン付
近に配置することを特徴とする。また本発明は、測温セ
ンサを溶湯ライン付近に配置することを特徴とする。ま
た本発明は、測温センサを炉本体の炉底の吹込みノズル
近傍に配置することを特徴とする。また本発明は、測温
センサを、電気炉内のホットスポット付近に配置するこ
とを特徴とする。また本発明は、電気炉の中心軸を通る
水平直線上に複数の測温センサを配置し、各測温センサ
からの出力に基づいて耐火物の厚みを計算し、耐火物厚
みの平均値を求めることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に従えば、測温センサを電気炉本体の耐
火物層内に設ける。電気炉内の金属溶湯は、各チャージ
毎に同様な温度制御を繰返す。耐火物層の残厚が減少す
れば、測温センサの検出温度は上昇する。常時検出温度
に対応して耐火物層の残厚を検出することができるの
で、耐火物層の残厚を判定するときに確実性がなくバラ
ツキの多い作業員の目視判断を必要とせず、また正確か
つ確実に耐火物の損耗量を知ることができる。

【００１０】好ましくは温度の検出は、電気炉内で溶解
された金属溶湯の出湯時付近で行うので、装入物の溶解
の度合を調べることができる。

【００１１】好ましくは耐火物層の残厚は、溶解する各
チャージの温度の最高値によって検出するので、残厚の
変化に対する温度変化が大きく、変化の度合を精度よく
明確に検知することができる。

【００１２】好ましくは測温センサを電気炉の内壁を構
成する耐火物層のうちの内側の消耗レンガと外側の永久
レンガとの間に設けるので、測定限界温度の低い測温セ
ンサを用いて温度を低コストで経済的に測定することが
できる。

【００１３】好ましくは測温センサを電気炉の内壁を構
成する耐火物層のうちの外側の永久レンガ内に設けるの
で、測温センサの耐久性をさらに増し多チャージにわた
って測定することができる。

【００１４】好ましくは電気炉の周方向に間隔をあけて
複数の測温センサを配置し、炉周方向の温度分布を表示
するので、炉周方向の温度変化を測定することができ
る。

【００１５】好ましくは電気炉周方向の温度分布をＣＲ
Ｔ画面に表示し、その温度分布に対応する耐火物層の残
厚を段階的に色を変えて表示するので、耐火物温度分布
を視覚的に判りやすく判断しやすい形で表示することが
できる。

【００１６】好ましくは測温センサをスラグライン付
近、溶湯ライン付近、炉底の吹込みノズル近傍、または
電気炉内のホットスポット付近に配置するので、電気炉
の炉体内全域で耐火物層が損耗しやすい場所の耐火物温
度の変化を精度よく確実に知ることができる。

【００１７】好ましくは電気炉の中心軸を通る水平軸線
上に複数の測温センサを配置し、各測温センサからの出
力に基づいて耐火物層の厚みを計算し、耐火物厚みの平
均値を求めるので、より正確に耐火物層の残厚を知るこ
とができる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す電気炉本体
の縦断面図である。図２は、図１の電気炉本体の内周面
における炉底の一部拡大断面図である。図３は、炉内周
面の各部ごとの耐火物温度と耐火物損耗度との関係を表
すグラフおよび図１の電気炉の横断面図である。図４
は、一例の図１の測温センサ１０の断面図である。図５
は、制御装置１９の簡略化した電気的なブロック図であ
る。図６は、バッチ処理方式で６０チャージ連続して操
業したときのホットスポット部の消耗レンガ内に設置し
た測温センサ１０で測定した耐火物の温度変化と同部位
の耐火物損耗量の推定値を示すグラフである。図７は、
定期修理時に測定した消耗レンガの損耗量と前記修理時
直前の耐火物温度との関係を表すグラフである。図８
は、本発明の他の実施例の電気炉本体の側面の部分断面
図である。図９は、電気炉操業中に測定した耐火物温度
より推定した耐火物層の各層における推定温度を示すグ
ラフである。図１０は、損耗レンガ５ｃ内に設置した測
温センサ１０と永久レンガ５ａ，５ｂ間に設置した測温
センサ１０とが測定した耐火物温度の時間変化を示すグ
ラフである。図１１および図１２は、それぞれ本発明の
他の実施例の電気炉本体の側面の部分断面図である。図
１３は、定期修理時に測定した消耗レンガ５ｃの損耗量
と定期修理直前の耐火物温度との関係を示すグラフであ
る。図１４は、消耗レンガが脱落したときの耐火物温度
の時間変化を示すグラフである。

【００１９】図１に示すように、電気炉本体は電極９が
上下方向に昇降可能な開口部１ａを有する炉蓋１と、略
円筒状部と椀状部とから成る鉄皮３で構成された炉体２
とを含む。炉蓋１の内周面にも耐火物層が形成されてい
るが、特に炉体２における鉄皮３の内周面には、消耗レ
ンガと永久レンガとで構成された耐火物層５が形成され
炉床４となっており、その耐火物層５内には熱電対など
で実現される測温センサ１０が設けられている。炉体２
の略円筒状部における一方側にはスラグなどを除去した
り測温やサンプルを採取したりするための作業口６が設
けられ、また作業口６と対向する位置には出湯口７が設
けられ、出湯樋８が取付けられている。また炉体２の鉄
皮３と耐火物層５から成る底部である炉底には、炉床４
内に貯留する金属溶湯１２を撹拌するための気体、たと
えば不活性ガスや窒素ガスを吹込むための吹込みノズル
１１が設けられている。

【００２０】電気炉本体内部には、スクラップ屑などの
金属を含む主原料および生石灰や脈石などのスラグ分を
溶解・溶融した金属溶湯１２およびスラグ１３が貯留さ
れる。電極９と主原料などの装入物との間は若干離され
ており、電極９に変圧器で電圧を調整された電流を通電
すると電極９と装入物との間にアークを発生し、このと
き発生する熱によって装入物が溶解される。また金属溶
湯を精錬することもできる。

【００２１】また測温センサ１０は、金属溶湯１２表面
（以後、溶湯ラインと称する）付近またはスラグ１３表
面（以後、スラグラインと称する）付近の耐火物内部な
どに設置されてもよい。この溶湯ラインまたはスラグラ
イン付近の耐火物は、高温で流動する金属溶湯またはス
ラグと直接接触し機械的に激しく侵蝕され、また場合に
よっては電極９から発生するアークの熱負荷を直接受け
るため、あるいは流動するスラグと化学反応して消耗さ
れるため、他の部位の耐火物に比べて損耗速度が早い。
ゆえに溶湯ラインまたはスラグライン付近の耐火物中に
測温センサ１０を設置することによって、耐火物の局部
的な損耗状態などを検知することができる。

【００２２】さらにまた測温センサ１０は、図２に示す
ように炉底に設置された吹付けノズル１１付近の耐火物
内部に設置されてもよい。吹付けノズル１１付近など炉
底の耐火物もまた周辺の耐火物と比較して損耗速度が早
く、また局部的に損耗されたり、湯さしが発生したりす
る。このため吹付けノズル近傍など炉底に測温センサ１
０を設置することによって、耐火物の局部的な損耗また
は湯さしの発生を検知することができる。

【００２３】また図３（１）に示すように、炉内周面の
各方向に形成されている耐火物層は各部位毎に耐火物の
損耗状態が異なる。特に電極９に近く、アークの熱負荷
を直接受けるホットスポット部と、電極９から離れてお
り、アークの熱負荷の少ないコールドスポット部とでは
耐火物の損耗速度が大きく異なる。そこで図３（２）に
示すように、炉体２の内周方向に各ホットスポット部お
よび各コールドスポット部が等領域となるように、たと
えば６つに等分割し、それぞれの領域の少なくとも１カ
所以上に測温センサ１０を、たとえば３カ所のホットス
ポット部にはそれぞれ測温センサ１０ａ，１０ｃ，１０
ｅを、３カ所のコールドスポット部にはそれぞれ測温セ
ンサ１０ｂ，１０ｄ，１０ｆを設置する。これによって
炉体２の内周面の各方向全域にわたり耐火物の損耗状態
を監視し、局部的な損耗状態を検知することができる。

【００２４】また温度測定として炉内温度が最も高温と
なる金属溶湯の出湯時とすれば、熱による耐火物損耗を
正確にいち早く検知することができる。また、出湯時の
耐火物温度から炉内の温度または金属溶湯の温度を推測
することによって、装入物の溶け残りの有無などを検知
することもできるため、出湯の是否を判断することもで
きる。

【００２５】測温センサ１０には、たとえば図４に示す
ような測温センサを用いることが好ましい。このセンサ
１０は、熱電対素線１４をシース管で覆ったシース形測
温体１５を複数本外套シース管１６に装入し、外套シー
ス管１６とシース形測温体１５との間隙に絶縁耐火物１
７を充填している。これによってこの測温センサ１０
は、耐熱性、耐久性に優れた二重管構造を持つため、熱
電対に安価であるが測定限界温度の低いたとえばアルメ
ル−クロメル熱電対（約１２００℃）を用いることがで
きる。また複数のシース形測温体１５の感温部１５ａの
位置がそれぞれ異なるように前記測温体１５の長さを調
整し、前記感温部１５ａの先端部付近から外套シース管
１６に最も深く装入されたシース形測温体１５の感温部
１５ａと並ぶ位置まで前記測温体１５と同一素材のダミ
ー体１８が装入されている。これによって温度測定の信
頼性を増すことができる。さらにまた、複数本のシース
形測温体１５をまとめて１本のセンサ１０としているた
め、施工が容易である。

【００２６】図５（１）に示すように、たとえば炉内の
温度が最も高温となる金属溶湯の出湯時に測定された、
複数個の測温センサ１０の測定結果は、制御装置１９の
アナログ／デジタル変換回路（以後、Ａ／Ｄ変換回路と
称する）２０でデジタル値に変換されて処理回路２１に
入力される。処理回路２１では、入力手段２２からの入
力に応じて前記センサ１０の測定結果を出力インタフェ
イス回路２３を介してディスプレイなどで実現される表
示手段２４に出力し表示する。

【００２７】図５（２）は、このような測温センサ１０
の測定結果を最終的に表示手段２４に表示した表示画面
の一例である。表示される温度は、たとえば測温センサ
１０の炉底（鉄皮３の内周面）からの取付高さの違いに
対応して複数段、たとえば４段に分けられて表示され
る。また炉内周面の各方向に複数個取付けられている測
温センサ１０に対応して複数個表示されている。このよ
うに、測温センサ１０の数を炉内周面の各方向位置に多
段にわたって増加して配置させれば、耐火物の局部的な
損耗が生じた深さや位置を正確にしかも確実に検知する
ことができる。

【００２８】また耐火物温度、すなわち耐火物層の残厚
が一定値を越えて減少すると、温度表示する文字の色を
耐火物の残厚に応じて順次変化させるようにしてもよ
い。たとえば耐火物層５の残厚が充分あり補修の必要の
ない段階、耐火物層５が多少損耗し補修の必要が生じ始
めた段階、さらに耐火物層５が損耗し補修の必要がある
段階、耐火物層５の残厚がさらに薄くなり漏鋼や鉄皮３
の溶損などの危険性が高くなった段階の４段階に応じ
て、表示手段に温度表示させている文字の色をそれぞれ
青、黄、マゼンタ、赤などで表示することが考えられ
る。これによって、炉体２における鉄皮３の内周面に形
成される耐火物層の温度の変化、つまり耐火物の残厚の
状態を容易に視認することができる。

【００２９】以下、本発明の一実施例の測温センサ１０
を備えた９０Ｔ電気炉を用いて、表１に示す原料配合で
ＳＵＳ３０４系のステンレス鋼を溶解かつ精錬し製鋼し
たときに得られた結果を示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】図６に示すように、点線で示す消耗レンガ
の損耗量は操業回数が数チャージで急激に増加し、消耗
レンガの残厚が急激に減少することが判る。前記損耗量
がある程度大きくなったｔ１時間後から補修材を耐火物
に吹付ける吹付け補修を行うため耐火物の損耗の進行速
度は遅くなるが、消耗レンガの残厚は次第に薄くなる。
また実線で示す測温センサの測定温度、すなわち耐火物
温度は消耗レンガ損耗量、すなわち耐火物の残厚に対応
して上昇する。

【００３２】また図７に示すように、黒丸で示すホット
スポット部に設置された図３（２）に示す測温センサ１
０ａの付近の耐火物温度と消耗レンガの損耗量との間、
または白丸で示すホットスポット部に設置された同じく
図３（２）に示す測温センサ１０ｃの付近の耐火物温度
と損耗レンガの損耗量との間には、二点破線で示すよう
な比例関係がある。これによって、耐火物温度によって
消耗レンガの残厚が推定できることが判る。

【００３３】しかしながら耐火物５の炉体２内周面にお
ける略円筒状部に相当する炉壁に設けられる消耗レンガ
内に測温センサ１０を設置した場合、装入物がほぼ溶解
するとホットスポット部の消耗レンガは直接アークに熱
負荷を受けることになるため、消耗レンガの損耗が他の
部位よりも早く進む。このため操業を始めてからしばら
くすると、耐火物の残厚が薄くなり、測温センサ１０付
近の耐火物温度が非常に高くなって、測温センサ１０の
測定限界温度を越え、測温センサ１０内の熱電対素線が
断線するなどして破壊され、その後の温度測定ができな
くなる可能性がある。

【００３４】そこで本発明の他の実施例として、図８に
示すように、耐火物５の構造として炉壁外周面を形成す
る鉄皮３と接する側に２層の永久レンガ層５ａ，５ｂが
設けられていて、その炉壁内周表面側には消耗レンガ５
ｃを設ける３層構造に形成されているなかで、測温セン
サ１０を永久レンガ層５ａ，５ｂ間に設置すると、図９
に示すように、耐火物層内部には温度勾配が存在し、２
層の永久レンガ層５ａ，５ｂ間の温度は炉壁内側表面側
に設けられた消耗レンガ層５ｃ表面の温度の約半分程度
となり、消耗レンガ層５ｃ内の温度よりも低い。このた
め図１０に実線で示す消耗レンガ層５ｃと永久レンガ層
５ｂとの間に設置した測温センサ１０（この条件をパタ
ーンＡとする）が測定した耐火物温度は、操業開始直後
の数チャージを終了した時点ｔ２で約８００℃となり、
約１０日後には前記耐火物温度が測温センサ１０の測定
限界温度を越えるためこの測温センサ１０は破壊され
る。けれども、点線で示す２層の永久レンガ層５ａ，５
ｂの間に設置した測温センサ１０が測定した耐火物温度
は前記ｔ２で約５００℃であって、前述のパターンＡで
の測定結果よりも低く、また消耗レンガの残厚が最も薄
くなる定期修理直前の時点ｔ３でも前記耐火物温度は前
記測定限界温度を越えない。また前記修理期間Ｔの間に
耐火物温度が充分低下し、前記修理終了後の耐火物温度
の変化は再び操業開始直後と同様の挙動を示す。このた
め測温センサ１０の寿命は１０００チャージ以上とな
り、非常に耐久性に優れている。

【００３５】また本発明の他の実施例として図１１に示
すように、測温センサ１０を鉄皮３と永久レンガ層５ａ
との間に接するように設置することができる。図９に示
すように、鉄皮３と永久レンガ５ａとの間の耐火物温度
は、永久レンガ５ａ，５ｂの耐火物よりさらに低い。し
たがって測温センサ１０を設置する場所を鉄皮３と永久
レンガ５ａとの間とすることによって炉内雰囲気が非常
に高温状態で、消耗レンガに熱伝導率のよい、たとえば
ＭｇＯ−Ｃレンガを使用した場合でも永久レンガ５ａ，
５ｂ間の耐火物温度は測定センサ１０の測定限界温度を
越えず、測温センサ１０は破壊されないので温度測定を
続けることができる。

【００３６】さらにまた本発明の他の実施例として図１
２に示すように、炉体２の中心軸を通る水平直線上に複
数個、たとえば２個の測温センサ１０を配置するように
構成することができる。たとえば測温センサ１０ｐは、
鉄皮３と永久レンガ５ａとの間に設置され、測温センサ
１０ｑは永久レンガ５ａ，５ｂ間に設置される。測温セ
ンサ１０ｐ，１０ｑは、電気炉すなわち炉体２の中心軸
の通る水平直線上に配置されている。測温センサ１０ｐ
と測温センサ１０ｑとが測定した耐火物温度および永久
レンガ５ａ，５ｂの熱伝導率から損耗レンガの残厚を測
温センサ１０ｐおよび測温センサ１０ｑの測定値に関し
てそれぞれ計算し、計算された値を平均して消耗レンガ
５ｃの残厚を推定する。これによって、図１３に示す消
耗レンガ損耗量と耐火物温度との相関は測温センサが１
つだけ配置された場合と比較してばらつきが小さくな
り、より正確に耐火物の残厚が推定できることが判る。

【００３７】また図１４の時刻ｔ３に示すように、消耗
レンガが剥離や落下した場合には、耐火物温度が急激に
上昇する。これによって測温センサ１０の測定する耐火
物温度を常時チェックすることによって、電気炉操業中
に消耗レンガが脱落することを検知することができる。

【００３８】本発明の一実施例を用いた９０Ｔ電気炉を
使って、表１に示す原料配合でＳＵＳ３０４系のステン
レス鋼を表２の条件で溶解し製鋼したときに得られた結
果を示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】本発明の測温センサを備えていない従来技
術の比較例１に対し、消耗レンガ５ｃ内に測温センサ１
０を設置した本発明１では、補修材原単位が２０ｋｇ／
ｔ減少し、１回の定期修理当たりの耐火物補修費が５０
０千円／回減少した。また消耗レンガ５ｃと永久レンガ
５ｂとの間に測温センサ１０を設置した比較例２のセン
サ寿命は２００ＣＨであったが、これに対して永久レン
ガ５ａ，５ｂ間に測温センサ１０を設置した本発明２で
は比較例２に比べて測温センサ１０寿命が１５００ＣＨ
に延長した。また複数の測温センサ１０を炉体２の中心
軸を通る水平線上に設置位置を変えて設置した本発明４
では、補修材原単位が比較例１に対して２５ｋｇ／ｔ低
減され、耐火物補修費用がさらに低減した。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、測温セン
サを電気炉本体の耐火物層内に設け、検出温度に対応し
て耐火物層の残厚を検出するので、耐火物の損耗状態を
作業員の目視判断によらずに検査することができ、また
損耗の度合を正確かつ確実に測定することができるの
で、耐火物層の補修時期および補修量などを適確に決定
することができる。これによって電気炉操業中に耐火物
の損耗状態を炉蓋を開放することなく判断することがで
き、それにより炉修材使用量の適正化を図ることができ
るため、炉修材原単位を低減させることができ、また耐
火物補修費用を削減することができる。したがって、炉
の修理時間を短縮することができる。

【００４２】好ましくは温度の検出は電気炉内で溶解さ
れた金属溶湯の出湯時付近で行うので、装入物の溶解の
度合を調べることができ、出湯を行うタイミングを判断
することができる。

【００４３】好ましくは耐火物層の残厚は溶解する各チ
ャージの温度の最高値によって検出するので、残厚の変
化に対する温度変化を精度よく明確に検知することがで
き、残厚の変化を精度よく知ることができる。

【００４４】好ましくは測温センサは電気炉の炉壁を構
成する耐火物層のうちの内側の消耗レンガと外側の永久
レンガとの間に設けられるので、安価で測定限界温度の
低い測温センサを用いて低コストで経済的に耐火物温度
を測定することができ、測温センサの設置に要するコス
トを低減することができる。

【００４５】好ましくは測温センサを電気炉の炉壁を構
成する耐火物層のうち、外側の永久レンガ内に設けられ
るので、測温センサの耐久性を増し、多チャージにわた
って測定することができ、前記センサの交換回数を減少
させることができるので、測温センサの設置および管理
に要するコストを低減させることができる。

【００４６】好ましくは電気炉の周方向に間隔をあけて
複数の測温センサを配置し、炉周方向の温度分布を表示
するので、炉体２の内周面の各方向の温度変化を測定す
ることができ、各部位毎の損耗状態を測定することがで
きる。したがって耐火物層の特異的な異常損耗により生
じる湯さしや鉄皮の損耗などを未然に予知することがで
き、安全に操業を続けることができる。

【００４７】また好ましくは前記炉周方向の温度分布を
ＣＲＴ画面に表示し、その温度分布に対応する耐火物層
の残存を段階的に色を変えて表示するので、残厚の状態
を視覚的に判り易く判断しやすい形で表示することがで
き、作業員の視認が容易となる。

【００４８】好ましくは温度センサをスラグライン付
近、溶湯ライン付近、炉底の吹込みノズル近傍、または
電気炉のホットスポット付近に配置するので、電気炉の
炉体内全域で耐火物層が損耗しやすい場所の温度変化を
精度よく確実に測定することができ、局部的な損耗など
に迅速に対応できる。

【００４９】また好ましくは電気炉の中心軸を通る水平
直線上に複数の測温センサを配置し、各測温センサから
の出力に基づいて耐火物層の厚みを計算し、耐火物ガラ
スの平均値を求めるので、より正確に耐火物層の残厚を
知ることができ、耐火物層の補修時期や補修量をより正
確に知ることができる。このためさらに炉補修材の修繕
使用量の適正化を図ることができ、耐火物補修費用をよ
り減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気炉本体の縦断面図
である。

【図２】図１の電気炉本体の内周面における炉底の一部
拡大断面図である。

【図３】炉周囲各部毎の耐火物温度と耐火物の損耗度と
の関係を示すグラフおよび図１の電気炉の横断面図であ
る。

【図４】一例の図１の測温センサ１０の一例の断面図で
ある。

【図５】制御装置１９の簡略化した電気的ブロック図で
ある。

【図６】ホットスポット部の耐火物温度変化と耐火物の
損耗量の推定値を示すグラフである。

【図７】定期修理時に測定した消耗レンガの損耗量と定
期修理直前の耐火物温度との関係を示すグラフである。

【図８】本発明の他の実施例の電気炉本体の側面の部分
断面図である。

【図９】耐火物の各層の電気炉操業中の推定温度分布を
示すグラフである。

【図１０】消耗レンガ５ｃ側に設置した測温センサと永
久レンガ５ａ，５ｂ間に設置した測温センサとで測定し
た耐火物温度の時間変化を示すグラフである。

【図１１】本発明の他の実施例の電気炉本体の側面の部
分断面図である。

【図１２】本発明のさらに他の実施例の電気炉本体の側
面の部分断面図である。

【図１３】定期修理時に測定した消耗レンガの損耗量と
定期修理直前の耐火物温度との関係を示すグラフであ
る。

【図１４】消耗レンガが脱落したときの耐火物温度の時
間変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 炉蓋 ２ 炉体 ３ 鉄皮 ４ 炉床 ５ 耐火物 ６ 作業口 ７ 出湯口 ８ 出湯樋 ９ 電極 １０ 測温センサ １１ 吹込みノズル １２ 金属溶湯 １３ スラグ １４ 熱電対素線 １５ シース型測温体 １６ 外套シース管 １７ 絶縁耐火物 １８ ダミー体 １９ 制御装置 ２０ Ａ／Ｄ変換回路 ２１ 処理回路 ２２ 入力手段 ２３ 出力インタフェイス回路 ２４ 表示手段

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測温センサを電気炉本体の耐火物層内に
   設け、検出温度に対応して耐火物層の残厚を検出するこ
   とを特徴とする電気炉の耐火物残厚検知方法。
2. 【請求項２】 温度の検出は、電気炉内で溶解された金
   属溶湯の出湯時付近で行うことを特徴とする請求項１記
   載の電気炉の耐火物残厚検知方法。
3. 【請求項３】 耐火物層の残厚は、溶解する各チャージ
   毎の温度の最高値によって検出することを特徴とする請
   求項１または２記載の電気炉の耐火物残厚検知方法。
4. 【請求項４】 測温センサを、電気炉の炉壁を構成する
   耐火物層のうちの内側の消耗レンガと外側の永久レンガ
   との間に設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   かに記載の電気炉の耐火物残厚検知方法。
5. 【請求項５】 測温センサを、電気炉の炉壁を構成する
   耐火物層のうちの外側の永久レンガ内に設けることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気炉の耐火
   物残厚検知方法。
6. 【請求項６】 電気炉の周方向に間隔をあけて複数の測
   温センサを配置し、炉周方向の温度分布を表示すること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電気炉の
   耐火物残厚検知方法。
7. 【請求項７】 前記炉周方向の温度分布をＣＲＴ画面に
   表示し、その温度分布に対応する耐火物層の残厚を段階
   的に色を変えて表示することを特徴とする請求項６記載
   の電気炉の耐火物残厚検知方法。
8. 【請求項８】 測温センサをスラグライン付近に配置す
   ることを特徴とする請求項１記載の電気炉の耐火物残厚
   検知方法。
9. 【請求項９】 測温センサを溶湯ライン付近に配置する
   ことを特徴とする請求項１記載の電気炉の耐火物残厚検
   知方法。
10. 【請求項１０】 測温センサを炉本体の炉底の吹込みノ
    ズル近傍に配置することを特徴とする請求項１記載の電
    気炉の耐火物残厚検知方法。
11. 【請求項１１】 測温センサを、電気炉内のホットスポ
    ット付近に配置することを特徴とする請求項１記載の電
    気炉の耐火物残厚検知方法。
12. 【請求項１２】 電気炉の中心軸を通る水平直線上に複
    数の測温センサを配置し、 各測温センサからの出力に基づいて耐火物の厚みを計算
    し、耐火物厚みの平均値を求めることを特徴とする請求
    項１記載の電気炉の耐火物残厚検知方法。