JPS60213845A

JPS60213845A - 竪型炉炉内探査用装置

Info

Publication number: JPS60213845A
Application number: JP6921784A
Authority: JP
Inventors: Yukio Konishi; 小西　行雄; Kanji Takeda; 武田　幹治; Seiji Taguchi; 田口　整司; Kazuyoshi Tanaka; 田中　和精; Toshiichi Nakai; 中井　歳一
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-04-09
Filing date: 1984-04-09
Publication date: 1985-10-26
Also published as: JPH0367215B2

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】本発明は高炉、直接還元炉等の竪型−炉の羽口レースウ
ェイ内およびその近傍にプローブを挿入し、炉内装入物
、ガス、温度等の炉内試料の採取および炉内観察等を行
うための竪型炉炉内探査用装置に関する。

以下高炉を例に挙げて説明する。

高炉レースウェイ近傍での融体や固体の流動状態は古く
から羽目の溶損や羽口への滓返りなどの現象を解明する
上で、明らかにしたい事項であった。

この領域は高温であることと、コークス層が充填されて
いること、さらには溶鉄流下などにより局所的に大きな
熱負荷状態が出現することなどから稼動中にプローブを
挿入することは一般にむづかしいとされてきたが、従来
、第４図に示す如く、高炉稼動中の羽ロブローブとして
、送風中の　〜羽口からレースウェイ空間に水冷管を挿
入して。

ガスの組成や温度を測定するいわゆるレースウェイプロ
ーブｌがあった。（実公昭５３−１３３６８５）このようなレースウェイプローブｌは、プローブが挿入
移動するＡ領域、すなわち、はぼ羽口中心軸上の狭い領
域のレースウェイ空間内のガス組成、温度に関する情報
をもたらすが、このＡ領域以外の空間およびコークスが
充填されている領域での融体や固体の動き、ガス組成、
温度等についての情報を得ることができなしζ、また羽
口断面積がプローブ挿入により小さくなるので本来のレ
ースウェイ空間が得られない。

近年、羽目からの微粉炭吹き込みなどが世界の各製鉄所
で試みられている。このような状況下においては、従来
以上に羽口レースウェイ内およびその近傍での固体や融
体の挙動が製鉄プロセス全体の効率を左右することにな
り、レースウェイおよびその近傍での反応、融液の流動
現象などを検知、制御する技術が重要になる。

本発明はこのような技術開発に対応し、従来技術の欠点
を解消することを目的としたものであって、その特徴と
するところは、竪型炉炉内探査用装置において、竪型炉
の羽目より炉内に挿脱自在なプローブと、このプローブ
を前進後退させる進退駆動装置と、この進退駆動装置を
羽口部を中心として水平、垂直方向に傾動させる自在傾
動装置とを備えたことにある。

すなわち、進退駆動装置と自在傾動装置とを備えたプロ
ーブを設け、稼動中の羽目１本の送風を停止し、この羽
口より隣接するレースウェイ内およびその周辺のコーク
ス充填層内の任意位置にこのプローブを挿入し、装入物
、ガス、ダスト、温度および溶融物等の採取ならびにフ
ァイバスコープによる炉内観察ができるようにし、種々
の観察、測定、試料採取をすることを可能とした竪型炉
の炉内探査用装置である。

この装置により、レースウェイ内を含むコークス充填層
内の３次元的な任意の位置にプローブを挿入することが
可能となり、レースウェイ内およびその周辺全体におけ
る温度分布、ガス組成分布、圧力分布、融体の滴下量分
布の探索およびコークスの旋回や融体の流下の観察がで
きる。このことにより、例えば、高炉レースウェイ近傍
での融体や固体の流動状態を明らかにし、羽口溶損や羽
口ぺの滓返りなどの現象を解明し、これらを防止するこ
とが可能となった。また、レースウェイ内およびその近
傍での温度、圧力、ガス組成、溶融物の組成、融体の流
下などの情報を得ることにより、レースウェイ内および
その近傍での反応および融液の流動現象などのメカニズ
ムを解明し、高炉操業をより高度に制御することが可能
になった。

第１図、第２図に本発明装置の実施例を示した。プロー
ブｌの進退はプローブ１軸と平行な２組の駆動シリンダ
５ａ、５ｂとシリンダロッド６ａ、６ｂとチャック台７
とによって駆動される。すなわち、駆動シリンダ５ａ、
５ｂのシリンダロッド８ａ、６ｂには移動台であるチャ
ック台７が固着され、このチャック台７にはプローブ１
の軸と直交する方向にチャックシリンダが搭載され、こ
のチャックシリンダのシリンダロッドの先端には通常の
チャック（把持具）が取り付けられており、これにより
プローブｌを掴み、駆動シリンダ５ａ、５ｂの操作によ
ってプローブ１を前進または後退させるようになってい
る。このプローブｌの駆動方式は必ずしも油圧シリンダ
でなくてもよく、チェン駆動方式でもかまわない。

これら構造を持つ装置を進退駆動装置１９とした。この
進退駆動装置１９はフレーム８に搭載されており、＃フ
レーム８の下端にはフレーム下面に接する部分′が自由
自在に傾動可能な油圧シリンダ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ
が上下方向に伸縮自在に取り付けられている。これらの
油圧シリンダはフレーム８のレベル調整および傾動を行
う、つまり油圧シリンダ９ａ、９ｂと油圧シリンダ９ｃ
。

９ｄの高さを変化させることによって、進退駆動装置１
９を傾動させ、プローブ１の挿入方向を垂直面内におい
て変化させる。レベル調整用および傾動用油圧シリンダ
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの下部にはフレーム８ａおよび
その下端にロール１０を取り付け、該ロールｌＯは案内
溝１２に沿って高炉本体に対して円周方向に移動するこ
とが可能である。このことは第２図に示す如く、プロー
ブ１の進退駆動装置１９を炉本体に対して円周方向に移
動させることが可能であり、ひいてはプローブ１を水平
面内を移動させることができる。プローブｌを傾動させ
たり高炉本体に対して円周方向に移動させる自在傾動装
置１１にょ゛って、隣接レースウェイ内およびその周辺
のいたる所にプローブを挿入する′ことはできる。この
場合、ブローバイブ２、ガス開閉弁３、ガスシール装置
４も一体となって移動する。この場−合、羽ロキリカス
２０の内面とブローパイプ２の先端部は球面接触になる
ようにしてあり、この球面接触部を中心としてプローブ
ｌが水平および垂直方向に傾動してもガス漏れのない構
造になっている。

進退駆動装置１９によってプローブを炉内装入物中に挿
入する場合、プローブは反力を受ける。

この反力に対して進退駆動装置１９を搭載しているフレ
ーム８は、自在継手１３、連結棒１４．１６を介して高
炉炉壁に固定されている。この固定はプローブ１を水平
または垂直方向に傾動させると連結棒１４．１６の長さ
が変化するため、連結棒１４．１６の中間部に油圧シリ
ンダ１５を介装し、これによって調整する。

炉内のガス漏れはブローパイプ２によって防止する。ブ
ローパイプ２は自在継手１３、油圧シリンダ１７．連結
棒１８によって固定されている。

任意の羽口１本の送風を停止し、隣接する羽口レースウ
ェイを含むコークス充填層の任意位置にプローブを挿入
する場合、上記装置は必ずしも、稼動中にしかも連続的
に動かさなくてもよい。例えば、休風中に、予め上記機
能によって、所定の任意位置にプローブを挿入するよう
に上記装置をセットしてもよい。

次に、本発明の炉内探査用装置を用いて、高炉の稼動中
において、羽口１本の送風を停止し、隣接する羽口レー
スウェイ内およびその周辺の任意位置にプローブを挿入
する操作方法を説明する。

第３図に、稼動中において送風を停止する１本の羽口を
示した。送風支管の上部ベンド２６下端　２−に盲フラ
ンジ２７を取り付け、羽口１本の送風を停止させる。次
いで、図中に破線で示した下部へノド２９．ブローパイ
プ２を撤去する。撤去後第１図に示す如く、ブローパイ
プ２、ガス開閉弁３、ガスシール装置４を連結し、自在
継手１３、油圧シリンダ１７、連結棒１８によって固定
する。その後、本発明の炉内探査用装置を第２図に示す
如く、レースウェイ内を含むコークス充填層内の任意位
置にプローブを挿入し１種々の観察、測温、試料採取等
を行う。

次に、本発明装置の効果について例を挙げて説明する。

第１図に示す本発明の実施例の炉内探査用装置を内容積
２８００ゴの実高炉の＃２４羽口前鋳床に設置した。＃
２４羽口はｆｉ３図の如く盲化し、送風を停止させた。

この羽口より隣接する＃２３．＃２５羽口のレースウェ
イ内を含むコークス充填層内の任意の位置にプローブを
挿入した。プローブは３重管（外管６０Ａ、中管４０Ａ
、内管１０Ａ）水冷方式で、ファイバスコープによるレ
ースウェイ内のコークスの旋回と燃焼状況およびレース
ウェイとレースウェイ間での溶融物の流下状況の観察、
温度測定、溶融−物、ガス等の試料採取が可能な機能を
有している。

該プローブは最大ｌＯｔの推力をもつ全油圧駆動式でチ
ャック掴み送り方式の進退駆動装置によって、レースウ
ェイ近傍の任意位置に挿入される。

送風停止の羽目からレースウェイ近傍のコークス充填層
に対する挿入推力は約３〜４を程度であり、挿入、脱出
時の反力に対して、本発明の固定方法は十分耐え、機能
した。

次に第２図の如く炉本体に対して、プローブを進退方向
へ駆動させる。進退駆動装置の下端に取り付けられたロ
ールによって炉本体に対して円周方向へプローブ先端を
移動させ、レースウェイ近傍の任意位置に挿入したが本
実施例での第２図に示すプローブ水平傾動角０は本実施
例の場合には１５’が最大であった。また垂直方向に対
する最大傾動角は上記水平最大傾動角θと同角度である
。但し、キリカス２０およびドーコを改造し、径を大き
くすればもっと傾動角θを大きくすることはできる。

炉内に挿入されるプローブの先端位置は次式によって明
らかにできる。

（１）羽口レベル軸に対して水平方向にのみ傾動する場
合Ｘ１＝ＬＣＯ５θｓ　＋　Ｙｔ　＝Ｌｓｉｎθ１（２）
羽口レベル軸に対して、垂直方向にのみ傾動する場合Ｘ２＝Ｌｃｏｓθ２１　Ｙ２　＝Ｌｓｉｎθ２（３）羽
口レベル軸を対称とし、水平および垂直の両方向に移動
させる場合１）垂直面上の位置Ｘ３＝ＬＣＯ５θ２１　Ｙ３＝Ｌｓｉｎθ２２）水平面
上の位置Ｘ４＝Ｌｃｏｓθ２００９θＩＹ４＝Ｌｓｉｎθ２ｓｉｎθ１ここで、Ｌはキリカス２０先端からの炉内へ挿入したプ
ローブ長さくｍ）、Ｃ１は水平面内の傾動角度（０）、
Ｃ２は垂直面内の傾動角度（０）である。

炉内に挿入したプローブ長さＬはキリカス２０先端部を
零点基準とし、プローブ後端までの距離Ｌ１とプローブ
全長Ｌ０からＬ＝Ｌ０−Ｌ、によってめることができる
。また水平および垂直方向のプローブ傾動角は、公知の
角度計をキリ力スドーコ２１部に設け、電気信号にてめ
ることができる。

上記のように送風停止した任意の羽口から隣接する羽口
レースウェイ内およびその周辺の任意位置にプローブを
挿入し、測温およびガス、溶融物採取した結果の１例を
第５図に示す。

従来技術では、レースウェイ内の羽口レベルのみで炉径
方向のみの測温、ガス組成、圧力しかデータ採取ができ
なかった。従って従来技術ではレースウェイ内およびそ
の近傍での反応、融体量および流下などの現象をルベル
のデータを用いて解明していた。ｌレベ“ルのデータを
用いてレースウェイ近傍全体の現象メカニズムを解明す
るにはあまりにも正確に欠けていた。

第５図はレースウェイの羽目先端から１０００ｍｍの位
置の垂直下方への温度、溶融物の滴下速度、Ｃ０１ＣＯ
２の分布を示したものである。矢印はレースウェイの壁
の位置を表している。

本発明装置によって、第５図に示すように２次元的に温
度、ガス組成、融体量、圧力などのデータを採取するこ
とができ、レースウェイ内およびその周辺での現象を正
確に把握することができるようになった。

本発明はレースウェイ近傍における現象をより明らかに
することができ、高炉操業技術に貢献する多大な効果を
もたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明装置の実施例の側面図
、平面図、第３図は本発明装置の高炉への装入操作方法
を説明するための説明図、第４図は従来のプローブを示
す羽口近傍の縦断面図、第５図は本発明の装置を用いて
実施した測定結果を示す説明図である。ｌ・・・プローブ　２・・・ブローパイプ３・・・ガス
開閉弁　４・・・ガスシール装置５　（５ａ、５ｂ）、
９　（９ａ、９ｂ、９ｃ。９ｄ）、１５．１７・・・油圧シリンダ６（６ａ、６ｂ
）・・・シリンダロッド７・・・チャック台　８，８ａ
・・・フレームｌＯ・・・ロール　１１・・・自在傾動
装置１２・・・案内溝　１３・・・自在継手１４．１６
，１８・・・連結棒１９・・・進退駆動装置　２０・・・キリカス２１・・
・キリ力スドーコ２７・・・盲フランジ出願人　川崎製鉄株式会社代理人　弁理士　小杉佳男弁理士　齋　藤　和　則第３図

Claims

【特許請求の範囲】

ｌ　竪型炉の羽口より炉内に挿脱自在なプａ　−ブと、
該プローブを前進後退させる進退駆動装置と、該進退駆
動装置を羽目部を中心として水平、垂直方向に傾動させ
る自在傾動装置とを備えたことを特徴とする竪型炉炉内
探査用装置。