JP2000321143A - 炉内容物の温度測定装置 - Google Patents

炉内容物の温度測定装置

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JP2000321143A
JP2000321143A JP11128905A JP12890599A JP2000321143A JP 2000321143 A JP2000321143 A JP 2000321143A JP 11128905 A JP11128905 A JP 11128905A JP 12890599 A JP12890599 A JP 12890599A JP 2000321143 A JP2000321143 A JP 2000321143A
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furnace
transparent plate
temperature
radiation thermometer
hole
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JP11128905A
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Koji Yamada
耕司 山田
Hiromi Tamauchi
博美 玉内
Yoshihiko Hoshikawa
嘉彦 星川
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Dowa Holdings Co Ltd
Original Assignee
Dowa Mining Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製錬排ガスが発生する金属製錬炉であって
も,炉内排ガスや塵埃の影響を受けずに放射温度計を用
いて内容物の温度を継続且つ安定して計測する。 【解決手段】 透明板付き覗き窓を炉壁貫通孔に取付
け,この覗き窓の透明板炉外側に放射温度計を設置し,
該覗き窓の透明板炉内側の空間に気体を送気するための
送気口を取付け,この送気口から該透明板炉内側の空間
に気体を送気しつつ炉内容物の熱放射を該貫通孔から放
射温度計に導く構成とした炉内容物の温度測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は放射温度計を利用し
た炉内容物の温度測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高温の炉内容物の測定には放射温度計が
用いられているが,溶体の流動や組成変化或いはガス発
生等により,必ずしも正確にリアルタイムの温度測定が
なされ得ない場合がある。
【0003】例えば銅製錬の転炉操業では,造かん期
(カラミ製造期)および造銅期とも炉内容物(溶体物)
の温度を計測し,炉内状況を適正な温度条件に管理し
て,カラミの過剰な酸化反応によるオーバーヒートを抑
制したり,逆に炉温の過度の低下を防止して良好な製錬
状態を維持することが必要であるが,炉口からの放射温
度計による温度計測はガス発生等によって実質上不可能
である。
【0004】このため,熱電対を用いて溶体物温度を直
接計測する方法と,羽口からの放射温度計による間接測
定法が提案されている。後者の間接法は,特開昭61−
30638号公報および特開昭61−288028号公
報に記載のものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】溶体温度を熱電対で直
接的に測温する場合には,保護管に挿入して測温するこ
とが望ましいが,溶体物に対して充分な耐食性と耐熱性
を示す材質の保護管が必要であるところ,銅のカラミに
対して充分な耐食性を示す材質のものは存在しないと言
っても過言ではない。このため継続した測温が困難であ
り,また消耗型熱電対を用いる場合にも,同様に継続し
た測温が困難であるという問題がある。
【0006】また,前記の公報に提案されたように,羽
口を利用して放射温度計で溶体温度を測定する方法は,
前記の直接法に代わる効果的な測定法であり,それなり
の利点があるが,羽口近傍の激しく流動している溶体物
の放射エネルギーを計測することになるので,組成変動
やガス変動により放射率が変動したり,羽口の閉塞トラ
ブルにより測温が困難になったり,逆に,この測温のた
めに羽口の閉塞トラブルを引き起こす等のおそれがあ
る。
【0007】したがって,本発明はこのような問題の解
決を課題としたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記のような問題を解決
すべく,本発明によれば,透明板付き覗き窓を炉壁貫通
孔に取付け,この覗き窓の透明板炉外側に放射温度計を
設置し,該覗き窓の透明板炉内側の空間に気体を送気す
るための送気口を取付け,この送気口から該透明板炉内
側の空間に気体を送気しつつ該貫通孔と該透明板を通し
て炉内容物の熱放射を放射温度計に導く構成とした炉内
容物の温度測定装置を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明者らは,炉内で非定常的に
発生するガスや塵埃の影響を受けずに溶体の熱放射を放
射温度計に継続的に且つ低誤差で入射させるには,覗き
窓を取付ける炉壁の貫通孔に気体を常時流すことが効果
的であることを見い出した。すなわち,覗き窓の透明板
炉内側に気体を流すことにより,ガスや塵埃或いは結露
から覗き窓を保護し,溶体のフォーミングやジャンピン
グによる貫通孔の閉鎖を防止することができることがわ
かった。具体的には,透明板付き覗き窓を炉壁貫通孔に
取付け,この覗き窓の透明板炉外側に放射温度計を設置
し,該覗き窓の透明板炉内側の空間に高圧気体を送気す
るための送気口を取付け,この送気口から該透明板炉内
側の空間に気体を送気しつつ炉内容物の熱放射を該貫通
孔から放射温度計に導く構成とする。そのさい,覗き窓
の透明板炉内側に,該貫通孔より径大の短円筒(ノズル
ボックス)を設け,この短円筒の中腹にそのノズル口の
向きを短円筒の内周の方向に向けて送気口(送気ノズ
ル)を設置し,このノズル口から短円筒内に高圧気体を
旋回流として送気したあと,貫通孔から炉内側に放出す
るようにするのが好ましい。このようにして本発明によ
ると,白煙や塵埃が貫通孔に侵入するのを防ぐことがで
き,またこの気体の導入により覗き窓が過度に高温にな
ることが防止され且つ透明板を含む覗き窓の内面に付着
物が堆積するのが防止されるので,継続的に且つ低誤差
で温度測定がなされ得ることがわかった。
【0010】放射温度としては,二色形放射温度計を用
いると,単色形放射温度計よりも,入射経路に不定期に
濃淡をもって侵入する白煙や塵埃の影響が比較的軽微と
なるように補正できるので,一層正確に溶体温度の計測
ができる。また,覗き窓の透明板炉外側に水冷ジャケッ
トを設け,この中に放射温度計を設置することにより,
該温度計の加熱防止を図ることもできる。覗き窓の透明
板炉内側に送気する気体は,酸化反応を行なっている金
属製錬炉であれば圧縮空気を用いることができ,還元反
応を行なっている炉や非酸化性雰囲気に維持することが
必要な炉の場合には圧縮不活性ガス例えば窒素ガスやA
rガス等を利用することができる。
【0011】本発明の温度測定装置は,製錬排ガスが発
生するような金属製錬炉の溶体温度の測定に好適に適用
でき,その限りにおいて,製錬する金属や炉の形式は特
に限定されるものではないが,これまで測温が困難であ
った銅転炉に対して本発明を適用した実施例を挙げて,
以下に具体的に説明する。
【0012】本実施例では,銅製錬用の横型転炉の炉壁
に透明板付きの覗き窓を設け,この覗き窓の透明板外側
に放射温度計を設置し,該覗き窓の透明板内側の空間に
気体を送気するための送気口を取付けたものであり,該
覗き窓は,転炉が横型転炉の場合には,その炉口と同じ
高さレベルの炉壁に設けるのが最も良いことがわかっ
た。高圧気体としては除湿した圧縮空気が利用でき,使
用する放射温度計としては二色形放射温度計が好適であ
ることも明らかとなった。
【0013】図1は,銅製錬用横型転炉の概略図であ
り,炉口1を真上にした状態を羽口2側から見た側面を
示している。3は炉体回動用歯車であり,この歯車3に
より炉体を水平軸の回りに回動させる。図2は図1の状
態を軸と直交する方向からみた概略断面である。このよ
うな横型転炉において,炉壁に貫通孔4を設け,この貫
通孔4を覆うように放射温度計5を取付ける。図1〜2
の例では,炉口1を真上にしたときに,最も高い位置と
なる炉壁部分に貫通孔4を設けてある。すなわち,炉口
1の側方炉壁において,炉口1の中央部と同じ高さレベ
ルの位置に貫通孔4が設けてある。
【0014】図3は,放射温度計5の取付け構造の例を
示したもので,内張りレンガ6と鉄皮7とからなる炉壁
を貫通する貫通孔4内に,上下端開口の筒状のシース8
(セラミックス管)を嵌着することにより,このシース
8を介して炉内と炉外を貫通する覗き孔が形成されてい
る。このシース8の炉外側の端には,ノズルボックス9
が取付けられ,このノズルボックス9の外側に,透明板
10(透明石英からなる遮蔽板)用のフレーム11が装
着され,その外側に水冷ジャケット12が取付けられ,
この水冷ジャケット12内に,放射温度計5が,その測
定口13をシース8の中心軸方向に向けてセットされて
いる。
【0015】ノズルボックス9はシース8より若干径大
の短円筒であり,このノズルボックス9の中腹に送気口
(送気ノズル)14が,そのノズル口の向きをノズルボ
ックス9の内周に沿う方向に向けて設置してあり,この
送気口14に対し,高圧気体として圧縮空気源15から
除湿空気が供給されることにより,ノズルボックス9内
に旋回流として除湿空気が送気され,その流れは透明板
10によって炉外側には遮断されつつシース8を経て炉
内側に送られる。
【0016】このようにして除湿空気が透明板10裏面
の炉内側空間に供給されることにより,覗き孔内に炉内
からヒュームや飛沫が侵入するのを防止することがで
き,このため透明板10やシース8の表面に微粒子が堆
積するのを回避することができる。また,圧縮空気の供
給により,覗き窓全体が過熱するのを防止することもで
きる。ただし,銅転炉の場合には,必要以上の多量の空
気を送り込むと炉内温度が下がったり,目的とする温度
を維持するために余分なエネルギーが必要となったりす
ることもあるので,送り込む空気量は炉内ガスや塵埃の
影響を排除できる程度の量に調整することが好ましい。
炉内径が3mで覗き窓から炉内の溶体表面までの距離約
1.5mの図示の銅転炉の場合,貫通孔の口径を60m
mφとしたとき,送り込む空気が1〜2m/secとな
る様に圧力を調整して良好な結果が得られた。
【0017】放射温度計5は過熱防止のために筒型の水
冷ジャケット12内にセットされており,この水冷ジャ
ケット12には冷却水16が通水循環される。そして,
二色形放射温度計5では,互いに異なる二つの測定波長
における放射エネルギーの比率を計測し,この計測比率
を変換器で温度表示に変換し,その温度表示値を温度指
示計に出力する。
【0018】図4は,図2の状態から炉体を右回りにや
や回転して羽口2からの吹錬を行なっている状態を,ま
た図5は図2の状態から炉底を左回りに90o回転して
炉口1から溶湯を排出している状態を示しているが,図
4〜5から,両者の操業時でも,放射温度計5の取付け
位置は炉内容物との接触やスプラッシュの飛来を避けう
る位置にあることがわかる。したがって,放射温度計5
を取付けるための貫通孔4は,炉口1の側方炉壁におい
て,炉口1の中央部と同じ高さレベルの位置に設けるの
がよく,本実施例では貫通孔4の口径は60mmφとし
た。
【0019】図6は,前記実施例の条件(但し空気の送
気速度を1m/secとした場合)に従って,銅の転炉
操業中の溶体物の温度を測定した結果(2操業例)を示
したものであり,どの時点でも継続して安定した測温が
できたことを示している。また図7は,前記実施例に従
って銅の転炉操業中の溶体物の温度を測定した結果を,
羽口から熱電対(消耗型熱電対)を挿入して溶体温度を
直接的に測定した結果と対比したものであるが,良好な
相関を示していることがわかる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によると,
製錬排ガスが発生するような金属製錬炉であっても,そ
の排ガスによる白煙や塵埃の影響をそれほど受けずに,
放射温度計により炉内容物の温度を継続して且つ安定し
て測定することができる。このため,炉操業条件を律す
るための重要な指標である炉内温度の管理がし易くなっ
た。また,本発明の温度測定装置は比較的簡単な構成を
有しており,このため故障の恐れも少なく且つ安価であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う温度測定装置を適用した銅製錬用
横型転炉の実施例を示す概略側面図である。
【図2】図1の転炉を軸と直交する方向からみた概略断
面図である。
【図3】本発明に従う温度測定装置の炉壁への取付け構
造を示す略断面図である。
【図4】図2の転炉について,図2の状態から右回りに
僅かに回転して吹錬を行う状態を示す図2同様の概略断
面図である。
【図5】図2の転炉について,図2の状態から左回りに
90°回転して溶湯を排出している状態を示す図2同様
の概略断面図である。
【図6】本発明の温度測定装置によって計測した銅転炉
操業中の温度計測図である。
【図7】本発明の温度測定装置によって計測した銅転炉
操業中の温度計測値を,消耗型熱電対で羽口から溶体温
度を直積的に測定した値と対比して示した図である。
【符号の説明】
1 銅転炉の炉口 2 羽口 4 炉壁の貫通孔 5 放射温度計 6 上下端開口のシース 9 短円筒(ノズルボックス) 10 透明板 11 透明板のフレーム 12 水冷ジャケット 14 送気口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星川 嘉彦 東京都千代田区丸の内1丁目8番2号 同 和鉱業株式会社内 Fターム(参考) 2G066 AC01 AC11 BA08 BA43 BB15 4K001 AA09 BA04 GA06 GB11

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明板付き覗き窓を炉壁貫通孔に取付
    け,この覗き窓の透明板炉外側に放射温度計を設置し,
    該覗き窓の透明板炉内側の空間に気体を送気するための
    送気口を取付け,この送気口から該透明板炉内側の空間
    に気体を送気しつつ該貫通孔と該透明板を通して炉内容
    物の熱放射を放射温度計に導く構成とした炉内容物の温
    度測定装置。
  2. 【請求項2】 覗き窓の透明板炉内側の空間は,該貫通
    孔より径大の短円筒からなり,この短円筒の中腹にその
    ノズル口の向きを該短円筒の内周の方向に向けて送気口
    を設置し,この送気口から短円筒内に高圧気体を旋回流
    として送気したあと,貫通孔から炉内側に放出するよう
    にした請求項1に記載の炉内容物の温度測定装置。
  3. 【請求項3】 炉は,ガス発生を伴う金属製錬炉である
    請求項1に記載の炉内容物の温度測定装置。
  4. 【請求項4】 炉は銅製錬用転炉であり,該炉の炉口と
    同じ高さレベルの炉壁に該覗き窓が取付けられる請求項
    1に記載の炉内容物の温度測定装置。
  5. 【請求項5】 放射温度計は二色形放射温度計である請
    求項1,2または3に記載の炉内容物の温度測定装置。
  6. 【請求項6】 放射温度計は水冷ジャケット内に設置さ
    れる請求項1,2,3または4に記載の炉内容物の温度
    測定装置。
JP11128905A 1999-05-10 1999-05-10 炉内容物の温度測定装置 Pending JP2000321143A (ja)

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US10/084,478 US20020151745A1 (en) 1999-05-10 2002-02-28 Process for producing pyromellitic acid
US10/440,255 US6888023B2 (en) 1999-05-10 2003-05-19 Process for producing pyromellitic acid

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101016452B1 (ko) 2004-09-02 2011-02-24 재단법인 포항산업과학연구원 이동형 파이로미터 측정장치
JP2022102862A (ja) * 2020-12-25 2022-07-07 イビデン株式会社 測温パイプ及び温度の計測方法、並びに黒鉛材の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101016452B1 (ko) 2004-09-02 2011-02-24 재단법인 포항산업과학연구원 이동형 파이로미터 측정장치
JP2022102862A (ja) * 2020-12-25 2022-07-07 イビデン株式会社 測温パイプ及び温度の計測方法、並びに黒鉛材の製造方法
JP7693315B2 (ja) 2020-12-25 2025-06-17 イビデン株式会社 黒鉛材の製造方法

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