JPH09104909A - 高炉炉底温度計 - Google Patents

高炉炉底温度計

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JPH09104909A
JPH09104909A JP28238495A JP28238495A JPH09104909A JP H09104909 A JPH09104909 A JP H09104909A JP 28238495 A JP28238495 A JP 28238495A JP 28238495 A JP28238495 A JP 28238495A JP H09104909 A JPH09104909 A JP H09104909A
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顕 高橋
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健二 八重樫
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邦義 阿南
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正義 高尾
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、高炉の炉底温度を測定する高炉炉
底温度計を提供することを目的とするものである。 【解決手段】 高炉炉底に設けた開口部内に挿入したガ
イドパイプと、このガイドパイプ内に挿入した温度測定
用熱電対を有する高炉炉底温度計において、該温度測定
用熱電対の保護体を後方からバネによって押圧すると共
に該保護体の外周面に振れ止め具を設けたことを特徴と
し、この温度計の測温部をガイド先端部から特定長さ突
出させ、また、測温部先端を炉底開口部先端と密着さ
せ、さらには、振れ止め具の投影面積を特定条件にする
と共に、該振れ止め具をガイドパイプと僅かな間隙を持
ちながら3点以上を接触するよう適当数設けたものであ
る。 【効果】 高炉炉底の耐火物の表面および、内部の温度
を正確に測定することができ、また、温度計の設置工事
が容易になるとともに、熱電対の破断がなくなった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高炉の炉底温度を測
定する高炉炉底温度計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の高炉の寿命は、高炉炉底の耐火物
の損耗によって決定される傾向にあり、最近では15年
前後程度となっている。高炉炉底の耐火物は、長期間の
連続操業中に化学的および物理的に損耗する。従って、
高炉の寿命を延長するとともにその時期を正確に判断す
るために、高炉炉底の耐火物の損耗状態を常時監視する
必要がある。その方法として従来から、高炉の建設また
は改修時に高炉炉底の耐火物の表面および内部に複数の
温度計を埋め込み、該温度計の測定値を用いて耐火物の
損耗状態を推定する方法が用いられている。
【0003】高炉炉底温度計の設置方法としては種々あ
り、一般的なものとしては、特開平4−272112号
公報があげられる。該公報には、高炉炉底の耐火物の所
定位置に穴をあけ、該穴内にその先端に押さえ板を取り
付けた温度計を挿入し、炉外に設置され炉の半径方向へ
の移動可能な機構およびブレーキ機構を有し、かつ圧入
機構を有する圧入装置で、圧入ノズル先端をフランジ形
成したものを用い、該穴の奥から順次圧入力を一定に維
持して適当な硬さと液分を有し、かつ炉底耐火物と同等
の熱伝導率を有する充填材を圧入して、前記穴を塞ぐ高
炉炉底の温度計設置方法が開示されている。
【0004】しかし、前記公報に開示されている方法
は、高炉炉底に設置する温度計を挿入した後、充填材を
圧入する必要があった。充填材の圧入には、該温度計ご
とに圧入口が必要であること、前記のごとく特殊な構造
の圧入装置が必要であること、適当な品質の充填材が必
要であることから、過大な設備費と作業費を要す欠点が
あった。また、高炉の操業中においては、炉底温度計導
線の炉外取り出し口としてのガイドパイプを固定した鉄
皮が、該鉄皮の温度変化によって膨張収縮を繰り返すこ
とから、温度計先端の感温部が耐火物から離れたり、破
断してしまう惧れがあった。
【0005】高炉炉底の鉄皮の膨張収縮による変位は大
型高炉ほど大きく、例えば炉床径14mの高炉で鉄皮温
度変化が20℃の場合、平均約2mm、最大約4mmで
ある。この変位によって温度計先端の感温部が耐火物か
ら離れた場合、先端部近傍の雰囲気温度を測る結果とな
り、正確な温度を測定できなく、耐火物の損耗状態の推
定を誤ってしまう。また、該変位によって温度計が破断
した場合には、新たに温度計を設置する必要があった。
【0006】このような方法に対し、絶えず温度計先端
部が測定すべき耐火物との接触を保つよう工夫した温度
計も種々開発されており、例えば特開昭61−2320
48号公報に開示された温度計においては、ホルダー
(保護管)内に設置された熱電対はその後方を、スプリ
ングによって測温部が常時被測温体を押圧する如く取り
付けられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記開示された技術を
高炉炉底耐火物の測温に適用した場合、高炉炉底の鉄皮
に固定した熱電対を防護する保護管が鉄皮の膨張または
収縮により移動し、それに連れて熱電対も移動し、湾曲
または破断してしまうことがあると共に、保護管が熱良
伝導体であるため保護管が測温部近傍まで存在するとき
測温部がその影響を受け、正確な温度を検出できないと
いう問題を有していた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべくなされたものであり、その要旨とするところは、
高炉炉底に設けた開口部内に挿入したガイドパイプと、
このガイドパイプ内に挿入した温度測定用熱電対を有す
る高炉炉底温度計において、該温度測定用熱電対の保護
体を後方からバネによって押圧すると共に該保護体の外
周面に振れ止め具を設けたことを特徴とし、この温度計
の測温部をガイド先端部から特定長さ突出させ、また、
測温部先端を炉底開口部先端と密着させ、さらには、振
れ止め具の投影面積を特定条件にすると共に、該振れ止
め具をガイドパイプと僅かな間隙を持ちながら3点以上
を接触するよう適当数設けた高炉炉底温度計にある。
【0009】
【作用】図1および図2を参照して本発明を詳細に説明
する。図1中温度計1はその先端に測温部2を有し、ガ
イドパイプ11内に温度測定用熱電対の保護体20に固
定した振れ止め具3によって、その位置を保持してい
る。5aは保護パイプ11の外部側に取り付けられたフ
ランジである。測温体(熱電対)の後方には補償導線8
がスリーブ9により支えられ、測温体の移動に差し支え
ないよう、その長さを保持している。また測温体後方に
はバネ7が測温体を包み込み、バネ固定金具4によって
固定され、常時前方(測温部方向)へ向って押し付ける
力を付加している。これらの外側はフランジ5bと、そ
れに繋がるニップル6で保護している。なお10はロッ
クナットで測温体内部の保守、点検時に熱電対の取外し
等に用いられる。
【0010】図2はこのような温度計を高炉炉底に取り
付けた状態を示したもので、高炉炉底鉄皮12にフラン
ジ5aを固着し、ガイドパイプ11を測定すべき高炉炉
底耐火物14に設けた開口部21内にその先端を挿入
し、高炉炉底に設けられた計測すべき耐火物14の開口
部21の先端面21a(測定個所)に、温度計1の測温
部2を接触せしめる。この際、開口部21の先端面21
aの形状を測温部2が嵌合するようにすることが、該先
端面21aと測温部2を密着することができて好まし
い。なお、13は高炉炉底に設けられたステーブクーラ
ーである。
【0011】高炉炉底は、ステーブクーラー13または
散水方式により冷却されている。高炉炉底の鉄皮12の
温度は、炉内溶銑の状態と前記炉底冷却能力によって決
まる。またここでの炉内溶銑の状態は、炉内付着物の性
状、その厚さ、溶銑温度、溶銑流れによって変化する。
さらに、炉底冷却能力は、冷却水量と冷却水温を変化さ
せることである程度調整できるが、炉底耐火物14の熱
伝導に大きく影響されることから、高炉炉底の鉄皮温度
を一定に保つことは事実上困難である。高炉炉底の鉄皮
は、上記理由によりその温度が変化することから、膨張
収縮を繰り返す。
【0012】前記の如く高炉炉底の温度計1は、ガイド
パイプ11を介して設置される。このガイドパイプ11
には、温度計1を保護するとともに高炉の送風圧の4k
gf/cm2 程度のガスのリークを防止する機能があ
り、ガイドパイプ11の外周を鉄皮12に溶接してい
る。従って、ガイドパイプ11は鉄皮12の膨張収縮に
応じて温度計1とともにその長手方向に移動することに
なる。この移動を吸収し、温度計先端の測温部2が耐火
物から離れて測温不良となることがないよう、ガイドパ
イプ11内に充填材を用いずガイドパイプ11内を空間
にし、シール溶接によって前記高圧ガスを遮断し、開口
部21の先端面21aの形状を測温部2が嵌合して密着
するように形成し、さらにバネ7により常に保護体20
が炉内耐火物側に圧着された状態を維持するように構成
している。
【0013】ガイドパイプ内を空間にしたことで、充填
材が不要になるのみならず、温度計が振れ止め具3によ
って偏芯することなくスムーズにガイドパイプ内を、温
度計の長手方向に移動することができ、従来の如く温度
計が充填材との摩擦力によって破断することがなくな
り、常に炉体耐火物に押圧されて正確な温度を測定でき
る。なお、バネ7の可動距離は、使用する高炉の炉床径
と鉄皮温度変化より鉄皮の膨張収縮変位量を算出し、設
置する作業誤差を加えた値以上にする必要がある。
【0014】ここで、本発明で用いている振れ止め具で
あるが、その効用は熱電対を保護体によってガイドパイ
プ内との間で一定間隙をもって支えることと、炉底鉄皮
の膨張、収縮によって温度計がその動きに同調するが、
保護体が撓み、曲りを生じガイドパイプ内を蛇行するの
でこれを防止する。また、撓み代が大きい場合は温度計
先端部が測定耐火物との接触が外れ、計測不良となるの
を防ぐ意味合いも有する。 従って、ガイドパイプ内に
設ける振れ止め具は、そのガイドパイプ内径にもよる
が、通常用いられるガイドパイプ径であれば300mm
程度以内の間隔で適宜の数設ければよい。
【0015】また、振れ止め具の断面大きさ(温度計長
手方向の投影面積)であるが、その大きさとしては下記
(1)式で示されるように、所定の大きさ以下でなけれ
ばならない。 A≦(kxo )/P ・・・(1) ただし、 A :振れ止め具の温度計長手方向の投影面積(cm
2 ) P :高炉の送風圧と炉底圧入圧のうち高い方の圧力
(kgf/cm2 ) k :温度計内バネのバネ定数(kgf/cm) xo :温度計内バネの初期圧縮長さ(cm) ここで、投影面積Aというのは図3にその1例を示した
が、図中(a)〜(d)において斜線で示した振れ止め
具3の断面積部分の総合計面積で表わされる。
【0016】しかして、投影面積Aを何故上記(1)式
の値となしたかについては、温度計の設定場所において
高炉内のガスが洩れていた場合、または耐火物の間隙に
圧入材の注入を行っているが、その圧力が伝わってきた
場合等、その圧力は温度計部分においても、そのままそ
の圧力が存在し、温度計の外側は大気圧状態であるため
温度計をその圧力で後方(外側)へ押し付ける。この
時、振り止め具が設置されているので、その圧力は振り
止め具にかかり、振り止め具を後方へ移動させる力が働
く。
【0017】温度計は一応外側よりバネの弾性力で前方
へ押してはいるが、バネは狭い場所に設置する関係上、
余り極力(径が大きい)のものを使用することはできな
い。従って振り止め具の断面積が大きいと、それに掛る
圧力が大きくバネの弾性力では、温度計を前方へ押し支
えることができなくなり、温度計が浮き上り、接触面か
ら遊離する惧れがある。そこで、この圧力を受ける面積
を少なくする必要から前記(1)式が考え出され、この
式を満たす値の断面積以内であれば、振り止め具が後方
へ移動することはなく、温度計はそのまま動かず測温部
が測定対象耐火物との接触を常時維持することができ
る。
【0018】また、振れ止め具はその性質上、ガイドパ
イプ内に挿入されるときスムーズに入り、かつ保護体の
撓みを支える必要があるので、ガイドパイプと振れ止め
具の仮想外径(図3(a)に示す)の間隙は片側で3m
m以内に保持すべきである。さらには、振れ止め具は保
護管がガイドパイプとの接触を避ける意味から、振れ止
め具の外周には3個以上の接触部を持ち、保護管が直接
ガイドパイプと接触するのを防ぐ必要がある。以上、振
れ止め具の具備すべき条件について述べたが、本発明に
おいてもう一つ大切なことは、測温部が他の物体の熱影
響を受け、真の温度を測る上での障害になってはならな
いことである。具体的には温度計を保護しているガイド
パイプが熱の良伝導体であるため熱影響を受け、その影
響が測温部に伝わり測温誤差に繋がることである。
【0019】ガイドパイプは高炉炉底でステーブクーラ
ー等の水冷部を経由しているので、どうしてもその熱影
響を受け、その温度は他の部分に比し低温化の傾向にあ
り、本発明者らの経験によれば、ガイドパイプ先端部に
おいて数度の温度低下が確認されており、その結果ガイ
ドパイプを測温部と同等の位置にした場合は、真の耐火
物の温度より、2〜10℃もの低い値を示すことがわか
った。
【0020】そこで、本発明においては、その影響を取
り除くため温度計先端の測温部をガイドパイプ先端部位
置から、少なくとも50mm以上離して(後退)存在さ
せることにしている。この距離を余り離すと測温部が撓
み、ガイドパイプを保有する意味がなくなるので、その
長さを150mmに限定した。この結果、ガイドパイプ
の熱影響もなく良好な測温が可能となった。
【0021】
【実施例】次に、本発明の一実施例を詳細に説明する。
温度計測温部とガイドパイプの先端との距離を50mm
に設定した。これは、前述の測温結果によるものであ
る。なお、測温部には熱伝導率の高い銅製のパッドを使
用した。温度計測温部は、バネ7によって常時5kgの
力で耐火物に押しつけられている。従って、鉄皮や耐火
物の温度が変化して膨張または収縮した場合でも、該温
度計測温部が耐火物から離れることなく追随した。
【0022】振れ止め具は、図3の(c)と同一形状の
ものを用い、温度計がガイドパイプの芯からずれるのを
防止した。投影面積Aは0.21cm2 であり、前記
(1)式で示した諸元は P :7(kgf/cm2 ) k :5(kgf/cm) xo :1(cm) であった。この結果、フランジより炉外側に亀裂が発生
した場合に通常圧入作業中の圧入圧力7kg/cm2
かかっても、温度計にかかる力は1.47kg以下であ
ることから、バネの押しつけ力が勝り、温度計測温部が
耐火物から離れることはない。また、通常操業中の送風
圧力は4kg/cm2 と上記圧入圧力よりも低いことか
ら同じく温度計の測温部2が耐火物14から離れること
はない。
【0023】なお、本実施例に使用した高炉は、内容
積:5,245m3 、送風量:8000Nm3 /分、送
風湿分:25g/Nm3 、酸素付加量:5,000Nm
3 /時間、微粉炭吹込み量:120kg/t−pig、
出銑量:12,000t/日である。また本実施例で
は、バネ7の可動距離を15mmに設定したが、本発明
はこれに限定されるものではない。
【0024】
【発明の効果】本発明により、高炉炉底の耐火物の表面
および内部の温度を正確に測定することができる。ま
た、温度計の設置工事が容易になるとともに、破断する
ことがなくなり、設備費および整備費を大幅に削減でき
る等多大な効果を享受するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高炉炉底温度計概略図
【図2】本発明温度計を高炉炉底に設置した概略図
【図3】本発明振れ止め具の例を示す図
【符号の説明】
1 温度計 2 測温部 3 振れ止め具 4 バネ固定金具 5 フランジ 6 ニップル 7 バネ 8 補償導線 9 スリーブ 10 ロックナット 11 ガイドパイプ 12 鉄皮 13 ステーブクーラー 14 耐火物 15 スタンプ材 20 保護体 21 開口部 21a 先端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿南 邦義 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 高尾 正義 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉炉底に設けた開口部内に挿入したガ
    イドパイプと、このガイドパイプ内に挿入した温度測定
    用熱電対を有する高炉炉底温度計において、該温度測定
    用熱電対の保護体を後方からバネによって押圧すると共
    に該保護体の外周面に振れ止め具を設けたことを特徴と
    する高炉炉底温度計。
  2. 【請求項2】 温度計の測温部をガイドパイプの先端部
    から、少なくとも50〜150mmの長さ突出させたこ
    とを特徴とする請求項1記載の高炉炉底温度計。
  3. 【請求項3】 前記高炉炉底の開口部内の先端面と前記
    測温部の先端を嵌合密着させたことを特徴とする請求項
    1または2記載の高炉炉底温度計。
  4. 【請求項4】 前記振れ止め具の温度計長手方向の投影
    面積をAとしたとき、下記(1)式の条件を満たすこと
    を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高炉炉底
    温度計。 A≦(kxo )/P ・・・(1) ただし、 A :振れ止め具の温度計長手方向の投影面積(cm
    2 ) P :高炉の送風圧と炉底圧入圧のうち高い方の圧力
    (kgf/cm2 ) k :温度計内バネのバネ定数(kgf/cm) xo :温度計内バネの初期圧縮長さ(cm)
  5. 【請求項5】 前記振れ止め具を前記保護体の外周面
    に、300mm以内の間隔で設置したことを特徴とする
    請求項1〜4のいずれかに記載の高炉炉底温度計。
  6. 【請求項6】 前記振れ止め具の仮想外径とガイドパイ
    プ内径との間隙を片側で3mm以内としたことを特徴と
    する請求項1〜5のいずれかに記載の高炉炉底温度計。
  7. 【請求項7】 振れ止め具は、ほぼ均等位置に3点以上
    のガイドパイプ内面との接触部を持つことを特徴とする
    請求項1ないし6のいずれかに記載の高炉炉底温度計。
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