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JPS58221208A - 高炉炉内測定装置 - Google Patents

高炉炉内測定装置

Info

Publication number
JPS58221208A
JPS58221208A JP57101437A JP10143782A JPS58221208A JP S58221208 A JPS58221208 A JP S58221208A JP 57101437 A JP57101437 A JP 57101437A JP 10143782 A JP10143782 A JP 10143782A JP S58221208 A JPS58221208 A JP S58221208A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
probe
blast furnace
measuring device
blast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57101437A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Kawasaki
川崎 篤
Yutaka Miyabe
宮辺 裕
Mitsushi Shirakawa
白川 充祉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP57101437A priority Critical patent/JPS58221208A/ja
Publication of JPS58221208A publication Critical patent/JPS58221208A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/24Test rods or other checking devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)

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、炉下部融着帯根部近傍の炉内計測により、炉
下部情報による高位安定な高炉操業を実現するための高
炉炉内測定装置に関するものである。
融着帯は、高炉内ガス流れ、伝熱を支配する重要な要素
としてかねてより注目されている。
中でも根部と呼ばれる炉壁近傍の融着帯の状況は、装入
物の降下の円滑性、炉壁ガス流れの支配要因として特に
重要であり、従来より推定が試みられているが、精度上
の限界に達している。
また、近年の大型高炉による低燃料比、高効率を目指す
操業においては、融着帯根部を中心とした炉下部の詳細
情報が重要となり、推定精度向上のための検証手段と共
に、多くの炉下部情報を得るための測定装置が必要であ
る。
しかしながら、高炉炉下部は高温、高圧であり、炉内夕
゛スト、溶銑滴下環の悪条件が重なるため、炉腹、朝顔
部の鉄皮開孔面積を最小限にとどめ、操業中の炉内挿入
の際のシール機構劣下を招かないためには、問題点が山
積され、さらに同一装置で、原料サンプリングを行なう
ための先端機器構造を実現するために、効率良い情報収
集と、測定時の安全はを両立するための検討が必要であ
った。
本発明は、かかる点に着目したものであり、最適な挿入
角度を持つ装入装置により、ガス温度、成分測定、融着
帯サンプリング等多種の炉内情報を、炉内同一地点から
得られる高炉炉内測定装置を提供するものである。
以下図面を参照しながらこれを詳細に説明する。
第1図は、現在までに行なわれた高炉の解体調査、文献
等から算出した融着帯根部近傍のモデル化である。第1
図において、融着帯2の根部は、通常炉腹から朝顔部に
かけて存在し、水平面とのなす角度θ、は、平均して7
0°前後である。該根部の位置は、定常操業の場合には
長期的にも短期的にも大きく変化することはない。
また炉芯3は、はぼ融着帯と平行して存在する。
これらから、最も効率良(炉内情報採取を行なうために
は、装入装置の設置位置は炉腹又は朝顔部、挿入角度は
、該融着帯2及び該炉芯3とプローブが直交するθ−2
0°前後であることが判り、これにより最短挿入長での
計測が実現できる。
第2図は、第1図における融着帯2の詳細のモデル化で
ある。融着鉱石層4とコークス層5は、はぼ層状態を保
ったまま炉腹レベルまで降下しており、高炉のプロフィ
ール設計上からも、解体調査の結果からも、層は該炉腹
レベルでほぼ水平である。この層状態をサンプリングす
るためには、少なくとも3層を貫く角度が必要であり、
第2図において、12/1.キ0.19とモデル化でき
ることから、望ましい最低傾斜角度θ2θ2 =stn
 −’(0,19) −11゜と計算できる。
ところで、コークス層をサンプリングする際に、傾斜角
か過大であるとサンプリング後の炉外引抜きの際の落下
が生じ好ましくない。本発明者らの数次にわたる実験、
検討によれば、傾斜角が40°を越えると、プローブに
工夫を施しても原料落下はまぬがれ得す、最大許容傾斜
角は40°と決まる。
以上を総合すると、第1図における許容傾斜角θは、 10°〈θ<40゜ とすることが必要で、θ−20°前後が最適な角度であ
ることがわかる。
操業中のガス温度、成分等の測定の際、問題となるのは
、■高温、高圧下であること、■溶銑滴下の可能註が高
いこと、■原料荷重が大きいことである。高温下での測
定の際、通常水冷プローブが用いられるが、溶銑の滴下
等局部的な熱的ショックにより漏水の生じる可能団があ
り、また、原料荷重に耐え変形を生じさせないためには
、断面係数の向上が必要であり、プローブが大型化する
。しかし、炉腹、朝顔部は高炉にとって最も重要な部位
であり、熱的保護、機械強度維持のためには、開孔部を
できる限り小径化することが望ましい。
以上の理由から、プローブは非水冷、小径とするべきで
あるが、この際のプローブの熱、原料荷重による本体の
変形、■溶銑によるプローブ表面の溶損、変形が懸念さ
れ、測定後の炉外退出の際の鉄皮、先端機器への過負荷
、破壊例えばグランド・ξツキン等のシール機構の劣化
、破壊が生じる可能性が太きい。したがってこれらを防
止するには、プローブの炉内挿入部分を、測定径炉内投
棄できる構造にすることが必要で、プローブは非水冷、
小径、分割型となる。
第3図において6はプローブの炉内投棄部、7は回収部
、13はプローブ外筒の分割部断面である。分割部はプ
ローブ外筒の嵌合部8及び内装するガスザンプリンタ配
管の嵌合部9から構成される。該嵌合部8及び9は、適
切なシール性を有すると共に嵌合力〈炉内のプローブ拘
束力であることが必要で、この条件を満たした場合に、
ゾローブ引抜時の確実な分割性が得られる。
原料降下によりせん断力が生じるプローブの炉壁部分に
、薄肉部10を設けることにより、炉内挿入部分の変形
が助長されることから、炉内のプローブ拘束力はより向
上し、さらに確実な分割性が得られる。油圧、圧縮空気
等により、強制的な分割を行なうことも好ましいが、本
発明者らの検討によれば、該薄肉部10と嵌合構造のみ
で、十分に満足できる分割性が得られることが判明して
いる。
また、熱電対がプローブ分割部13とは全く別の場所で
切断した場合には、遮断弁への熱電対のカミ込み等によ
り、挿入装置に損傷を与える可能団が太きいため、内装
した熱電対11もプローブ分割部13付近で選択的に分
離させるだめの例えばコネクタのような接合部12を有
することが必要である。
第4図は、原料サンプリング用プローブの先端部である
。外筒]4に対し中子J5を、第4図の位置で固定し所
望の位置まで挿入、その後ロンド16によって中子15
を後退させ外筒先端に空間を生せしめ、さらにプローブ
全体を挿入すれば、該空間に原料が押し込まれろ。プロ
ーブの挿入傾斜角θが30°以上の場合には、落下防止
板17により、採取後の原料落下を防ぐことが必要とな
るが、外筒断面積に対し、落下防止板17の占める面積
比率が10%程度を超えると、原料の進入を妨げるため
、注意が必要である。
第5図は、先端機器構造の概略を示す。高炉鉄皮18に
固定されたベース19を支持体として2つの遮断弁2o
と、エキスノξンション21、シール機構22が設置さ
れている。操業中のガス温度、成分測定の際の分割型ゾ
ローブ挿入時には、これらの機構は必要不可欠であるが
、休風中の原料サンプリング時においては、先端機器内
への若干の原料落下による機器損傷、遮断弁シール性の
劣化、またプローブ先端から突出した採取原料、荒れた
プローブ表面によるシール機構の劣化を招き好ましくな
い。
そこで原料サンプリングの際は、例えばフランジ結合部
23.24を取りはずし、炉体側の遮断弁のみを残して
、先端機器を取り外すことが必要である。この際、重量
物を長時間作業により脱着することは実際問題として不
可能であり、第5図に示す先端機器は、極力軽量化、コ
ン・ξクト化することが望ましい。
さらに、休風終了前の機器装着作業後の先端機器据付精
度確認の際、上下、左右のレベル確認用マーカ26によ
り、確認の容易匪を実現すると共に、レベル調整用とし
て、先端機器のレベル調整用スプリング25により、レ
ベル調整を行なえる構造とすることが望ましい。また、
“高炉鉄皮18との結合部であるガイド金物27は、鉄
皮の積極的保護のため、水冷機能を有することも好まし
い。
第6図、第7図は、本発明の一実施例である。
傾斜角は25°、設置位置は炉腹である。第6図で走行
フレーム30が支持体28.29に固定され、フレーム
内の台車32とガイドローラ34で支持されたプローブ
31を炉内挿入し、第3図に示す分割型プローブ又は、
第4図に示す原料サンプリング用プローブにより、ガス
温度、成分測定、原料サンプリング等を実施する。
第7図は、走行フレーム及び台車の説明図である。プロ
ーブ31は走行フレーム30内でガイドローラ34と台
車32に固定されたプローブ架台39により支持される
。この際、該先端機器とのレベル調整のため、ガイドロ
ーラ34とプローブ架台39は上下の調整機能を有する
ことが望ましい。台車32の休止中は、走行フレーム3
0に設けられた台車ストッパ33と、台車32に固定さ
れたストッパ受け40を結合し、自重による台車前進を
防止する。台車32は油圧モータ36を有する自走式で
あり、駆動力は、走行フレーム30内に設けたラックア
ンドビニオン35によって、走行フレーム30からの反
力として得られる。
台車32の直進註は、該台車が有する車輪37と、走行
フレーム30上に設けられた軌道38により保証される
。また安全のため、前進、後退の許容限界に機械的スト
ッパ39を設けることも好ましい。
以上述べたように、本発明の高炉炉内測定装置は、炉内
状況の把握のための高炉炉内測定に、所定の挿入角度に
進路を定め、しかも非水冷、小径、分割型プローブで、
融着帯根部近傍から炉芯付近に至るガス温度、成分等の
測定を行なうと共に、同一の挿入装置により、鉱石とコ
ークスで交互に構成された融着帯を中心とした炉内原料
の複数層を、半径方向にわたり採取することを可能とし
たもので、これにより、炉内でも最も変化の激しい融着
帯近傍のガス流、還元の様子を簡単かつ迅速に観察する
と同時に、同一点から採取した融着帯を中心とした複数
層にわたる採取原料の粒度、強度及び還元状態との対応
を把握することにより、炉下部の反応系の実態の把握、
融着帯根部の時系列的変化の状況把握により、高炉の高
位安定操業に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、解体調査結果等に基づいた高炉内融着帯根部
及び炉下部のモデル化にゴる最適挿入角度決定の模式図
、第2図は、炉内融着層を複数層採取可能な挿入角度の
模式図、第3図は、分割型プローブの説明図、第4図は
、原料サンプリングプローブの説明図、第5図は、着脱
可能に設けた先端機器構成の説明図、第6図は、本発明
の一実施例の説明図、第7図は、第6図における走行フ
レーム等の説明図である。 l:高炉 2:モデル化された融着帯形状 3、モデル化された炉芯形状 4:融着層     5:コークス層 6:プローブの炉内投棄部 7:回収部 8ニブロープ外筒の嵌合部 9゜ガスサンプリング配管の嵌合部 JOニブローブ外筒の薄肉部 Jl:熱電対    12:熱電対接合部13:分割郡
全体  J4ニブロープ外筒15:中子 16:中子移動用のロッド 17:原料の落下防止板 18゛高炉鉄皮 19:鉄皮に固定されたベース 20:遮断弁    21:エキス、9!ンション22
:シール機構 23.24:先端機器結合部 25、レベル調整用スプリング 26:レベル確認用マーカ 27:ガイド金物 28.29:走行フレームの支持体 30:走行フレーム 31:ゾローブ 32;台車     33:台車ストッパ34ニガイド
ローラ 35:ラックアンド上0ニオン 36:油圧モータ  37:車輪 38:軌道     39:ストツパ 40:ストツパ受は 代理人 弁理士茶野木立夫 第2ぽ 竿3回 /j ≠4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l 高炉の炉腹又は朝顔部から炉内測定調査プローブを
    、10°から40°の斜行角で挿入出可能に設けたこと
    を特徴とする高炉炉内測定装置。 2 非水冷プローブを装着した特許請求の範囲第1項の
    高炉炉内測定装置。 3 小径プローブを装着した特許請求の範囲第1項及び
    第2項の高炉炉内測定装置。 4 分割型プローブを装着した特許請求の範囲第1項、
    第2項及び第3項の高炉炉内測定装置。 5 高炉内に形成されている融着帯を中心に上下に存在
    する複数層の原料層を炉半径方向で採取することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項、第2項及び第3項の高炉
    炉内測定装置。 6 操業中の測定に必要な遮断弁及びガスシール装置を
    着脱式として、休風中作業による雰囲気遮断機能劣化を
    防止したことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2
    項、第3項、第4項及び第5項の高炉炉内測定装置。
JP57101437A 1982-06-15 1982-06-15 高炉炉内測定装置 Pending JPS58221208A (ja)

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JP57101437A JPS58221208A (ja) 1982-06-15 1982-06-15 高炉炉内測定装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2584487A1 (fr) * 1985-07-02 1987-01-09 Kawasaki Steel Co Procede et dispositif pour la surveillance de la combustion dans un four.
FR2598436A1 (fr) * 1986-05-09 1987-11-13 Siderurgie Fse Inst Rech Dispositif pour l'implantation d'une sonde parietale dans un four de fusion-reduction
CN117250052A (zh) * 2023-10-17 2023-12-19 水研未来(北京)环境工程技术有限公司 一种污水预处理取样装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2598436A1 (fr) * 1986-05-09 1987-11-13 Siderurgie Fse Inst Rech Dispositif pour l'implantation d'une sonde parietale dans un four de fusion-reduction
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