JPS6183879A - 炉内電極異常早期検出方法 - Google Patents

炉内電極異常早期検出方法

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JPS6183879A
JPS6183879A JP20215784A JP20215784A JPS6183879A JP S6183879 A JPS6183879 A JP S6183879A JP 20215784 A JP20215784 A JP 20215784A JP 20215784 A JP20215784 A JP 20215784A JP S6183879 A JPS6183879 A JP S6183879A
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JP
Japan
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temperature
furnace
electrode
failure
abnormality
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JP20215784A
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順三 日野
高橋 勝人
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Eneos Corp
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Nippon Mining Co Ltd
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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】 発明の分野 本発明は、亜鉛製錬用竪型電熱蒸留炉に代表されるよう
な製錬用電気炉のIE電極異常早期検出する方法に関す
るものであり、特にはパーソナルコンビエータを使用し
ての計測制御を通して上記電極異常を早期検出する方法
に関する。
発明の背景 非鉄製錬においては、m熱蒸留炉が亜鉛を代表とする幾
つかの金属を対象として使用されている。
亜鉛製錬用竪型電熱蒸留炉を例にとると、酸化焙焼した
硫化亜鉛鉱の焼結塊及びコークスが炉頂から装入される
。炉の高温部においてコークスと酸化亜鉛とが反応し、
酸化亜鉛は還元されて亜鉛蒸気となる。亜鉛蒸気は炉の
中間部から吸引されそしてコンデンサにおいて凝縮され
る。亜鉛が揮発した後の残査は炉内を降下し、そして炉
底から回転排鉱皿によって排出される。炉には、6〜9
本の上部i極と同数の下部電極若しくは排鉱皿中夫に設
置される単一の下部iI極が装備され、装入物の抵抗熱
を利用して所要の熱量が発生せしめられる。
上述したような亜鉛製錬用竪型電熱蒸留炉を含めて多く
の製錬用電気炉における問題の一つは上部電極の異常で
ある。上部電極は、炉周囲に沿って適宜の間陥で炉外部
から炉内装入物中に挿入されている。一般にカーボン電
極である上部電極の各々は操業時間経過と共に先端部か
ら消耗する。
また、カーボン電極挿入部には高温で装入物の負荷がか
かるため電極折損事故が起りやすい。
こうした上部電極の消耗、折損等の異常が起ると、次の
ような事態が生ずる。
(ハ)電極直下レンガが損傷しシール不良となる。
このため電極周囲から7リーエアが侵入しさらに[極が
酸化消耗する。
(す電極直下のレンガの損傷により炉内装入物分布に偏
りが生ずる。即ち、コークスが炉壁寄りに多く分布しこ
れに電流が集中するため炉壁の温度が上昇する。このた
め放散熱が増大し、炉の熱効率が低下する。
(ハ) 折損の状態て通電を続けると、ペーパーリング
レンガが損傷し、著しい場合には脱落に至ることがある
。脱落すると炉内物(コークス、シンク)によりペーパ
ーリングが閉塞され、操業不可能となる。
以上の結果、炉寿命が短かくなり、炉修コストが増大す
る。
このため、炉異常を早期に発見し、ms消耗が許容以上
に進行する前に電極押込みを行うことにより電極位置を
調盤し、また1ttta折損事故が発生したら、ただち
に通電を停止して回復処置を薊する必要性がある。
従来技術及びその問題点 従来、こうした上部電払異常の発見は、巡回監視員が巡
回(2〜3回/方)時に電極の赤まりまたは炉ガス吹き
出しを発見することに主に頼っており、また計器に頼る
としてもwL極横の炉壁温度を連続測定記録しくチャー
ト)、上限値を越えると警報を出す程度のことしか行わ
れてなかった。
こうした従来法では次のような欠点が認められる: (イ)方(8時間)2〜3回の巡回では発見が遅れる場
合が多い。巡回を増やすには人手を要する。
(ロ)従来の炉壁温度監視方法では、折損してから上限
値(例えば800℃)を超えるまで警報が出ない。上限
値を下げると、電極によっては異常がなくても警報が出
ることが多くなる。
(ハ)折損による炉壁温度の立上がりをより早く発見す
るためには、従来方式だと常時チャートを監視する必要
があるが、制御員の仕事量の問題で困難である。
発明の概要 上述したような問題点に鑑み、本発明者は電極異常の早
期検出にパーソナルコンビエータを応用することを想到
し、検討を重ねた結果、新しいシステムの開発に成功し
た。
工場内には多数基のこうした電気炉が存在し、そして各
基当り多数本の上部電極が設けられているので、上部’
に%の総数は多数に及ぶ。そこで、各上部電極の下部炉
壁の急激な温度上昇を短時間で正確に検出し、的確な警
報を出すシステムの開発が試みられた。
異常判定を適度にきめ細く行う為に、「軽故障」及び「
重故障」と呼ぶ2種類の異常設定が為され、これらは絶
対比較と経時比較を通して行われる。
絶対比較は現在温度(T)と許容最大温度(Tm)との
比較である。経時比較は、現在温度(T)と所定時間前
の測定温度(T!I )との比較であり、現在温度が成
る設定温度(Ts )より上の場合と下の場合とで重故
障と軽故障との判定温度差に差を設けることにより非常
に適切な電極異常監視を行うことができる。これらは次
のようにまとめることが出来る。
t 絶対比較 現在温度(T)が最大温度(Tm)を越えた場合「重故
障」表示 λ 経時比較 2.1  現在温度(T)が設定温度(Ts)以下の場
合温度差(△T=T−TTりが 2.2  現在温度(T)が設定温度(Ts)を越える
場合温度差(△T=T−Tn)が 設定温度TIは平均操業温度近句に設定される。
A>A’そしてBIB’とすることにより、現在温度が
設定温度を越えた場合の方が、重故障及び軽故障の判定
温度差の許谷限を厳しくシ、それだけ綿密な管理を行う
ことができる。現在温度は例えば10秒〜2分といった
きわめて短い間隔で測定される。重故障の場合には炉電
源の停止、警告の発生等の適宜の対策がとられる。軽故
障の場合には警告の発生等の適宜の対策がとられる。
上記判定プロセスはパーソナルコンピュータを通して実
施され、併せて日報用データ記録、任意の電極の任愁の
時間の経時温度変化のグラフ表示、データ検索等を行い
うるようになし、それにより炉管理の一層の適切化を図
ることが出来る。
更に、上記は設定温度を1つとしたが、複数の設定温度
(Tax、T++2・・)を設定することにより一層綿
密な炉管理を行うことが出来る。その場合、各温度領域
における重故障温度限(低温領域類にA、A’、A“・
・・)及び軽故障温度限(低温領域類にB1B′、B″
・・・)の選定に際して温度の高い領域稈判定基準を厳
しくする。即ちA >A’>A’・・・及びB>B’>
B’・・・とする。
斯くして、本発明は、炉内に挿入される電極近傍の炉壁
温度を一定の短い間隔で測定する段階1′と、現在温度
(T)が最大温度(Tm)を越える場合には重故障の判
定を行う段階と、現在温度(T)が最大温度(Tm)以
下の場合少くとも1つの設定温度(Tll、Tm2・・
)により定鶴される温度領域の該当する温度領域におい
て現在温度(T)と所定時間前の測定温度(Tn )と
の温度差(ΔT=T−T!l)の程度に応じて重故障及
び軽故障の判定を行う段階とを包含し、その場合前記温
度領域のうち温度の高い領域程重故障及び軽故障の判定
基準を厳しくすることを特徴とする炉内mW異常早期検
出方法を提供する。
発明の詳細な説明 亜鉛製録用!型電熱蒸留炉を例にとって説明すると、第
2図には該炉の概略断面図が示されている。炉には、上
部電極1及び下部?2極2がそれぞれ6〜9本づつ挿設
されている。鉱石及びコークスから成る装入物は回転給
鉱機3を通して炉内に装入され、漸時降下しながら反応
して亜鉛蒸気を発生する。発生亜鉛蒸気はベーパリング
4を通して吸引され、他方残査は炉内を更に降下し、炉
下端の炉底ジャケット5を経てU(・鉱皿6上に放出さ
れ、そこから炉外に排出される。
上部電極1は第2a図にボされるように炉周囲に沿って
等間隔の放射状配列模様をなして魯め下方に挿設されて
いる。下部?lE 徐は上部電極と同数はぼ水平に挿設
される。図示のように上部6本そして下部6本の電極を
保有する場合、それぞれ対角にtA 緑されて160〜
520Vまでほぼ連続的に交流電圧を負荷することがで
き、最高負荷は各mi1oooKw、合計6000KW
である。電極L−1−)  M!i  51J  z 
  n   n  ++  、J、 /fXJ、   
  、y  、   54++ej  +争「r、  
 m   +−ている。
第2b図は一本の上部電極の炉内挿入状況を示す。上部
電極1は、炉壁れんかに形成された適宜の挿入ロアを通
して炉内装入物中に突入している。
電極はホルダ8により支持されている。この電極突入部
分は先端部が消耗しそしてまた折損しやすく、こうした
電tiIii異常が起ると前記した蔽害が生ずる。
本発明は、こうした上部電極異常を早期発見することを
目的とする。
本発明に従えば、電極近傍、好ましくは電極下部炉壁の
急激な温度上昇を測定する為の熱電対9が各上部’is
毎に設置される。熱電対は例えば1分といった短い時間
間隔で炉壁の現在温度(T)を測定する。測定現在温度
は、前述した絶対比較及び経時比較を通して「重故障」
及び「軽故障」の判別を行う為パーソナルコンピュータ
へ入力すれる。異常判定の流れ図が第1図に示しである
第1図かられかる通り、この具体例では次の通りの温度
設定を行った: 現在温度T ・・・ 1奔毎測定 温度差△T ・・・ 8分前の温度との比較(△T=T
−T8) 最大温度  ・・・ 800”C 設定温度  ・・・ 550℃(1つ)第1図から、本
例では次のような異常判定が行われることがわかる: t 絶対比較 現在温度が800℃を越えた場合重故障表示2 経時比
較 2.1  現在温度が550”C以下の場合2.2  
現在温度が550’Cを越えた場合設定温度550℃を
越える温度領域においてはそれ以下の温度領域より厳し
く判定を行った結果きわめて良好な温度管理が実施でき
た。更に設定温度を例えば550℃及び650’Cとし
、(i)800〜650”C温度領域 温度差 10”Cを越える・・・重故障l  5〜10
”C・・・軽故障 (it)6so〜sso’c温度領域 温度差 20℃越える・・・重故障 #  10〜20”C・・・軽故障 (m)sso℃以下温度領域 温度差 Sot越える・・・重故障 1  20〜50”C・・・軽故障 の3つの温度領域で判定を行うことにより一層きめ細い
W埋が可能となる。
重故障の場合は炉頭源の停止とランプ表示を行いそして
軽故障の場合はランプ表示のみとして異常解消に作業員
が迅やかに対処しうるようにした。
更に、炉管理を充分に行いうるよう、 1グラフ作成 任、V電炉・任意電極の任意時間分のグラフ作成(CR
T及びPr1nter ) 2データ検索 任意時間の全電極の温度データ検索(Pr1ntsrへ
表出) 3任意電極の随時測定 任意電極の現在温度測定 4データの貯蔵・保存 4分置きに採取したデータを1時間置きに7四ツビーデ
イスクに書込む。保存は24時間。
24時間を経週する毎に消失され、新データに書替える
というシステムを付加することにより、電極異常用判定
及び蔚報システム(CASET )を完成した。
第3図はシステム榊成図でありそして第4図はシステム
流れ図である。小型炉及び大型炉計8基、きわめて良好
な炉管理を行うことができた。
本システムの大きな特徴は熱電対の起電力測定用及び、
コントロール用として、YHP(横河ヒューレットパッ
ヵード)製のデータ集録コントロールユニット(Mod
el!+497A)を用イタコトと、計測制御のソフト
ウェア作成や人出方管理の簡易なディスクトップ型パー
ソナルコンピュータとしてYHPiill!1(P4O
106Sを用いたことである。また、パソコンとデータ
集録フントロールユニット間の通信はGP−IB標準を
使用している。また、電極下部炉壁湯度上昇時の炉頭力
カットは、先ずパソコンで判断し、データ集録コントロ
ールユニットを通じてシーナンサに伝え、炉頭カシーケ
ンス制御を行なうこととした。
発明の効果 1)  J!4常時のオペレータ員の対応が早くなった
2)日報作成が簡易になった。(システム完成前は記録
計のアナ胃グチヤードから51本分を2回/方拾い読み
し、転記していた。) xs    9ν 劃π p廿 11 マ  へ  ・
  ・  −−になったため、?’)報頻度が洩り、炉
壁への悪影響も少なくなった。
’ )  Rg m 対の異常チェックがコンピュータ
処理により正砧となったため、熱電対のメンテナンスも
確実となり、計測への信朝性も向上した。
5)温度上昇の一因として、電極の折損・消耗以外に炉
内の荷高の影響が大きく、かつ明確に表われることが判
明したため、炉内解析等への発展が期待される。
【図面の簡単な説明】
第1図はt11極異常判定方済の一例を示す流れ図、第
2図は亜鉛製錬用製型電熱蒸留炉の概略断面図、第2a
図は第2図のA−A線方向からの上部電極配列図、第2
b図は上部電極挿入状況の詳細図、第3図はシステム惜
成図、そして第4図はシステム流れ図を示す。 1:上部1!彬 2:下部i!栖 5:回転給鉱機 4ニベーパリング 5:炉底ジャケット 6:排舷皿 7:押入口 8:ホルダ 9 二 、p 電対

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)炉内に挿入される電極近傍の炉壁温度を一定の短い
    間隔で測定する段階と、 現在温度(T)が最大温度(Tm)を越える場合には重
    故障の判定を行う段階と、 現在温度(T)が最大温度(Tm)以下の場合少くとも
    1つの設定温度(Ts1、Ts2・・・)により定義さ
    れる温度領域の該当する温度領域において現在温度(T
    )と所定時間前の測定温度(Tn)との温度差(ΔT=
    T−Tn)の程度に応じて重故障及び軽故障の判定を行
    う段階とを包含し、その場合前記温度領域のうち温度の
    高い領域程重故障及び軽故障の判定基準を厳しくするこ
    とを特徴とする炉内電極異常早期検出方法。
JP20215784A 1984-09-28 1984-09-28 炉内電極異常早期検出方法 Granted JPS6183879A (ja)

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