JPS59222737A - 耐火壁内の熱流束測定方法 - Google Patents

耐火壁内の熱流束測定方法

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JPS59222737A
JPS59222737A JP9909683A JP9909683A JPS59222737A JP S59222737 A JPS59222737 A JP S59222737A JP 9909683 A JP9909683 A JP 9909683A JP 9909683 A JP9909683 A JP 9909683A JP S59222737 A JPS59222737 A JP S59222737A
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    • G01K17/08Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
    • G01K17/20Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature across a radiating surface, combined with ascertainment of the heat transmission coefficient
    • GPHYSICS
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    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐火壁内の熱流束(以下単に熱流という)測定
方法に関し、例えば高炉々壁内における特定方向の熱流
分布を精度良く且つ連続的に測定できるようにした熱流
測定方法に関するものである。
高炉の炉壁は、鉄皮の内面に厚い耐火材層を形成してな
るものであるが、長期間の連続使用による損耗は避は得
ないから、耐火壁の損耗位置、損耗量あるいは損耗速度
等の検出は高炉操業を安定に維持し、更には耐火壁の補
修を行なって延命を図る上で必要欠くべからざる管理項
目となっている。さらに、炉内の熱的変動を定常的に把
握することも炉体熱損失の推定や、炉内冷え込みの早期
検知、およびガスの周辺流化の推定など炉況診断技術と
して高炉操業の安定化を図る上で重要な指針となる。こ
の様に内部を直視できない装置類において、内部の状況
や壁面の損耗具合を推察することが必要な場合には、壁
内に何らかのセンサーを埋め込んで、センサーからの熱
的情報によって判断する方法が一般に採用される。
しかしこれまで採用されている方法は、センサーの構造
面で種々の差異はあるものの、いずれも複数本のセンサ
ーをその測温点長さが段階的に異なる様に埋め込んで壁
内の温度分布を測定するものである。即ち壁厚方向に亘
って得られる複数の温度値をそのまま生の熱的情報とし
て活用しているに過ぎない為、炉内状況の推定は往々に
して精度を欠くものであった。この為壁厚方向への熱の
移動状況を直接測定する技術開発が急務とされていた。
ところで熱の移動状況を直接測定する為には、熱流その
もの即ち壁厚方向の熱流分布を把握することが最も好ま
しいと言える。
一方熱流測定の原理自体については、例えば第1図に示
す様に耐火壁W内に熱流計A(但しA1は薄い熱抵抗体
、A2は被覆材)を埋設しく又は耐火壁Wの外面に貼着
し)、検知された両面の温度差ΔTを用いて次式(1)
によシ熱流Qを算出するという原理的方法が既によく知
られており、数多くの熱流計が開発されてきた。
Q=F−万ΔT ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・(1)Q ; 熱流 λ ; 薄い熱抵抗体の熱伝導率 D ;     I の厚さ ΔT;     〃 の−面の温度差 F ; 耐火壁の熱伝導率λ7と熱抵抗体の熱伝導率λ
との比の関数で、熱じよう乱 、              の大きさを表わす。
しかしこの様な方法では、熱流計埋設位置での短区間内
を通過する熱流の経時変化を把握できるに過ぎない。即
ち壁厚方向のある短距離間の温度差ΔTに基づく熱流算
出値をもって壁厚方向の熱流分布を推定しているに過ぎ
ない。即ち壁厚方向の熱流分布そのものを測定するもの
ではなく、又F項に基づく熱しよう乱の影響を無視でき
ないこととも相まって、壁厚方向への熱の移動状況を精
度良く直接測定することはできない。しかも、従来の埋
設型熱流計の場合には、形状が板状で炉改修時とか築炉
時のみしか施工できない。
更に炉壁の損耗が進んで熱流計Aの埋設位・置まで達す
ると、該熱流計Aの熱的情報センサーとしての機能が著
しく損なわれ若しくは完全に消滅するので、熱流分布の
測定は全く信頼のおけないものとなる。従って連続的測
定の保障という面からも大きな問題点がある。又表面貼
着法では外気温や風等によって測定値が変動するので信
頼性は極めて薄いものにならざるを得ない。
本発明はこうした従来技術の欠点を解消すべくなされた
もので、具体的には耐火壁、特に高炉々壁内における特
定方向の熱流分布を精度良く且つ連続的に測定できる方
法の提供を目的とする。
しかして本発明に係る耐火壁内の熱流測定方法とは、耐
火壁に対して特定方向から少なくとも3以上の感温部を
有する温度検知センサーを埋設し、各感温部で検知され
た測温結果に基づいて隣接する感温部間の熱流な算出す
ることにより、該耐火壁内における特定方向の熱流分布
即ち熱の移動状況を直接把握する様にした点に要旨を有
するものである。
以下実施例図面を参照しつつ本発明の構成及び作用効果
を説明するが、下記実施例は単に一代表例に過ぎず、前
・後記の趣旨に沿って適宜変更して実施することも本発
明の技術的範囲に含まれる。
第2図は本発明方法を高炉々壁に適用した場合の概略説
明図で、Bは本発明に使用する温度検知センサー(以下
単にセンサーという)を示し、該センサーBは鉄皮C及
びスタンプ層りを貫いて耐火壁Wの内面位置まで埋設さ
れている。又センサーBについてその一例を示せば第3
図(一部破断斜視図)及び第4図(第3図の展開断面相
当図)の通シである。即ち図中1は外套シース管でセン
ザーB全体の保護管としての役割シを果す。2aはシー
ス型熱電対で、勿論シース型抵抗温度計に置き換えるこ
とも可能である。該熱電対2aに挿通されているのは、
熱電効果を示す1対の金属線4゜4′で、その先端はシ
ース内において測定接点即ち感温部PI、P2.・・・
P5.P6(以下代表的に言うときはPと表記する)を
構成する。そしてこれらの感温部Pは長さ方向において
異なる位置を占める様に構成され、図では炉内側から鉄
皮側へかけてほぼ等ピッチで長さ方向の位置を変更して
PI。
P2.・・・P6を設けている。尚このピッチは任意で
あQ、勿論無作為であってもよいが、耐火壁Wの損耗具
合の推定精度の向上を期して炉内側の感温部間ピッチを
小さ目にすること等は好ましい設計例といえる。そして
感温部Pの先端には、シース型熱電対2aと全く同一素
材からなるシース型熱電対2bをダミーとして接続する
(図中の6は接続部を示す)。従ってセンサーBの幾何
学断面構成が全く同一であるから、各感温部Pにおける
熱的条件即ち測温条件が一部仁なる。
又3は外套シース管1内に充填されてなる耐火性の絶縁
材であわ、これによってシース型熱電対2aの耐久性が
確保されると共に、センサーB内における長さ方向への
熱伝達が少なくなシ、長さ方向についての測温精度が高
まる。尚この長さ方向への熱伝達をよシ小さなものにす
る為、外套シース管1の材質を低熱伝導率の素材からな
る薄肉管にすることも推奨され、更に耐食性も考慮すれ
ば、ステンレス鋼やインコネル等が望まれる。かくして
2重シース管という特徴的な構造に基づく強度的効果と
相まって、熱流算出に当っての前提ともなるべき各感温
部Pでの測温を長期に亘って確実且つ高精度に行なうこ
とができる。
又センサーBの他の例(センサーB′庁示せば第5面(
一部破断見取図)及び第6図(第5図の■−■線断面図
)の通りである。即ちセンサーB′は上述の如きセンサ
ーBの各感温部P1’、P2. ・・・に対応して円盤
状フィン8a + 8b +・・・を設けると共に、各
円盤状フィン8a l 8b l・・・を相互に絶縁材
10で遮断しておシ、更に断熱高強度材の保わ外管11
及びめくら板12で外装されている。
従ってこの様なセンサーB′を使用すれば耐火壁内面に
付着物が発生・成長する場合でも確実且つ高精度の測温
か可能となり、好都合である。
従って上記のセンサーB又はセンサーB′の感温部PI
、P2.・・・P5.P6で検知されだ測温結果を図に
表われない熱流演算指示器に送ることによシ、隣接する
感温部間の熱流Q1.Q2.・・・、Q5を同時に精度
良く測定することができる。従って第2図の例では耐火
壁Wの厚み方向への熱の移動状況を直接把握できるので
、耐火壁W内面の損耗具合を長期に亘り一層正確且つ迅
速に推察することができる。同時に、炉体熱損失の推定
、炉内状況の把握々どが高精度に行なえる。
更に本発明の価値(熱流測定精度上の価値)を高め得る
一手段について以下説明する。即ち上記の熱流演算指示
器内では下記(2)式の設定演算式に従って各熱流Ql
、Q2.・・・Q5が夫々(3)〜(力式に示す様に算
出される。
υl 但し添字i、jは炉内側から数えて夫々i番目及びj番
目であることを意味し、又 Q++i番目感温部とj番目感温部間の熱流(hl/m
2・b) Ti;i番目感温部での測温値(’C)Tjij番目感
温部での測温値(’C)Diii番目感温部とj番目感
温部間の距離(m)λB;センサーBの熱伝導率(h〆
mrhr・0C)F ;耐火壁Wの熱伝導率λWとセン
サーBの熱伝導率λBとの比の関数で、熱しよう乱の大
きさを表わす。
Q1=Fハ・(Tl−T2)・・・・・・・・・・・・
(3)I Q 3=Fハ・(T3−T4−)・・・・・・・・・・
・・(5)−3 Q 4=F頌・(T4−T5)・・・・・・・・・・・
・(6)4 Q5=F−!r・(T5−T6)・・・・・・・・・・
・・(7)5 そしてQ1〜Q5を比較検討すれば熱流が埋設方向に沿
って定常的に流れているか否か等の判定を行表うことが
できるが、この場合上記(2)〜(力式において精度に
関係する項はF項であるから、F項の影響をいかに小さ
く抑えることができるかということがよシ一層の精度向
上を図る上で重要な鍵となる。ところでとのF=f(λ
W/λB′)c表わされる熱しよう乱については次の様
に理解される。
即ち(イ)λW〉λBのとき、(ロ)λW〈入Bのとき
、(ハ)λW岬λBの各場合における熱しよう乱の様子
を第7図(イ)〜(ハ)に基づいて説明すれば、まず(
イ)の場合にはセンサーBの周辺の熱流は耐火壁W内に
散逸し易く、特にλW)λBの場合ではその傾向が一層
顕著となるので、センサーBによる熱流測定精度の向上
は期待できない。次に(ロ)の場合には逆にセンサー3
周辺の耐火壁W内に存在する熱流はセンサーB内に集束
され易く、特にλW(λBの場合ではその傾向が一層顕
著となるので、この場合もやはり精度向上は期待できな
い。しかしくハ)の場合にはセンサー3周辺の熱流が該
センサーBとほぼ平行となるので、熱しよう乱の影響を
ほとんど無視することができる。従って精度向上を図る
為にはλB岬λWを満足し得るようにセンサーBの設計
、特に材質の設計を行なえばよいことが分かる。更に具
体的に説明すれば、λBはセンサーBの各構成要素の占
有割合及び熱伝導率に応じ、下記(8)式によシ決定さ
れる。
但し、aは各構成要素の断面積占有割合(@、λは各構
成要素の熱伝導率(hl/m−hr・℃)を表わし、又
添字の意味は次の通シである。
ins ;絶縁材(シース型熱電対内の絶縁材を含む) she ;シース管< 外aシース管トシース型熱電対
外殻) T■;シース型熱電対のe細金属線 Tej     1.e側金属線 この(9)式を満足する様にλ1nsyλshe sλ
TΦ、λT(9を選定すればよい。ただ実際上はλT■
、λTθについては熱電対性能の面から、又λsheに
ついても前述した様に耐食性の点から夫々使用材質がl
ユぼ決定されてしまう。従ってλinsを種々変えてみ
て(9)式を満足できるものを、センサーBを構成する
絶縁材として選択すればよい。これによってに項に基づ
く熱しよう乱の影響をほぼ完全に無視できるので、隣接
する感温部間の熱流Q1.Q2.・・・Q5の算出精度
は更に改善され、壁厚方向への熱の移動状況を更に正確
に把握することができる。
尚上記実施例ではセンサーとして感温部を6つ有するも
のを使用したが、感温部としては少なくとも3以上あれ
ばよい。これは感温部が2つでは、壁厚方向のある短距
離間又は炉内側と鉄皮側の離れた2点間の温度差ΔTに
基づく1つの熱流算出値をもって壁厚方向の熱流分布を
推定することになシ、従来の原理的な熱流計と同様の欠
点が現われるからであシ、一方感温部が3以上であれば
、少なくとも2以上の熱流算出値が得られ、壁厚方向の
熱流分布直線又は曲線として実測され、十分な精度的効
果を享受できるからである。この感温部を3以上の何個
に設定すべきかという点については、耐火壁の厚みや炉
内熱負荷等を考慮して適当に決めればよい。
又上記実施例ではセンサーBを耐火壁Wに対して#丘は
直交する方向に埋設する場合を示したが、その埋設方向
に制限がないことは勿論であシ、更に外套シース管につ
いても絶対に必要とされるものではない。
又上述の説明では高炉の耐火壁に主眼をおいたが、これ
に限定されないことは言うまでもなく、要するに内部を
直視できず且つ内部の熱的負荷を知る必要のある炉、装
置等すべてに良好に適用され得るものである。
本発明は以上の様に構成されるので、耐火壁、特に高炉
々壁内における特定方向の熱流分布即ち熱の移動状況を
直接精度良く且つ連続的に測定できることとなった。従
ってその測定結果を基に耐火壁内面の損耗状態および炉
内状況を高炉火入れ以後長期に亘シ一層正確且つ迅速に
把握することができ、高炉操業の安定化を図る上で、大
きく貢献できることとなった。
【図面の簡単な説明】
第1図は埋設型熱流測定方法の原理説明図、第2図は本
発明方法を高炉耐火壁に適用した場合の概略説明図、第
3図は本発明方法を実施するために使用した温度検知セ
ンサーの一部破断斜視図、第4図は第3図の展開断面相
尚図、第5面は他の温度検知センサーの一部破断斜視図
、第6図は第5図のW −■線断面図、第7図は熱しよ
う乱の状態説明図である。 A・・・熱流計     B、B’・・・温度検知セン
サーW・・・耐火壁     1・・・外套シース管2
a・・・シース型熱電対 3,10・・・絶縁材Pi−
P6・・・感温部 出願人  株式会社神戸製鋼所 第4図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 耐火壁の特定方向に3以上の感温部を有する温度検知セ
    ンサーを埋設し、各感温部で検知された測温結果は基づ
    いて隣接する感温部間の熱流束を算出し、壁厚方向への
    熱の移動状況を測定することを特徴とする耐火壁内の熱
    流束測定方法。
JP9909683A 1983-06-02 1983-06-02 耐火壁内の熱流束測定方法 Granted JPS59222737A (ja)

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JP9909683A JPS59222737A (ja) 1983-06-02 1983-06-02 耐火壁内の熱流束測定方法

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JPH0233085B2 JPH0233085B2 (ja) 1990-07-25

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100456093B1 (ko) * 2002-04-19 2004-11-08 국방과학연구소 열류 게이지 및 그 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55105140U (ja) * 1979-01-17 1980-07-22

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55105140U (ja) * 1979-01-17 1980-07-22

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100456093B1 (ko) * 2002-04-19 2004-11-08 국방과학연구소 열류 게이지 및 그 제조방법

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