JPH0220671Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、高炉で使用する剛体型垂直ゾンデ用
試料カプセルに関するものである。

（従来の技術） 高炉炉内での装入物の還元挙動を把握し、高炉
操業に適した装入物品質の造り込み、および炉内
装入分布技術を開発することは、高炉炉況の安定
化、低燃料比操業を行う上で重要なことである。

このため、高炉炉内より装入物の採取が広く行
われている。

従来の装入物採取方法としては、以下に記す二
つの方法がある。

一つは、実開昭56−111160号公報に開示されて
いるように炉内へゾンデを強制的に挿入し、試料
容器中に装入物を落し込み、それを炉外へ引き出
し採取する方法であり、もう一つは第６図に示す
ように剛体型垂直ゾンデ２０の下端２０Ａに試料
カプセル３０を溶接固定し、その中に性状のわか
つている試料を納め、高炉２２の炉頂より目的の
位置まで炉内装入物の降下速度に沿つて降下さ
せ、その後引き上げる方法である。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながらこれ等の方法には、次のような問
題がある。前者の実開昭56−111160号公報に開示
された方法では、採取した装入物にゾンデ挿入時
の機械力が加わつており、その時点で壊れている
ことがあり、炉内での粉化を正しく反映していな
い。

これに対して、後者の方法では、試料は強固な
カプセルに納めて挿入するため、ゾンデ挿入時の
機械力や炉内での充填荷重などからは守られてい
る。しかし、炉内より引き上げた試料、特に焼結
鉱の場合は著しく脆化しておりゾンデ下端に溶接
固定してあるカプセルの切断作業時、あるいはカ
プセル内から試料を取り出す際に壊れて炉内での
還元粉化を正確に示さない。

またカプセル内より焼結鉱を壊れないよう十分
注意して取り出したとしても、焼結鉱の粉化率は
あくまでも還元によつて脆化し、粉化した分を表
わしているのであり、降下過程の充填荷重による
粉化量を知ることはできないという問題がある。

炉内での装入物の還元挙動を明らかにする方法
としては、前述した二通りの方法があるが両者を
比較した場合、前者より後者の方がゾンデ挿入時
の機械力を装入物（焼結鉱）に与えないだけ有利
である。

したがつて、高炉炉内調査は、今後剛体型垂直ゾ
ンデ下端に試料カプセルを固定し、炉内に挿入し
てその後回収する方法が主流となると考えられ
る。しかし、この場合前述のように試料カプセル
の固定方法及びカプセル内よりの試料の取り出し
方法の改善が必要である。また炉内充填荷重の影
響を考慮した試料性状変化を調査できる試料カプ
セル構造とする必要がある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は前記従来技術の問題点を有利に解決す
るためになされたものであつて、 高炉の上方から炉内へ挿入し、炉内装入物の降
下と共に炉内装入物中へ挿入する剛体型垂直ゾン
デの下端部に着脱自在に取付ける試料カプセルで
あつて、複数個に縦割りされていて合わせた形状
が円筒形であり、その上端部はソケツトにより取
外し可能に固定されていると共に下端部は中央部
に穴を有するキヤツプで取外し可能に固定されて
おり、前記試料カプセルの室内は長さ方向に２室
に分割されていて上部室と下部室との境界には目
皿板を有し、上部室を形成する周壁には複数個の
細孔を設けており、下部室はその上半分に外周壁
の大部分を開放するような大きな穴を有し、下方
半分はその外周壁に穴を有さない構造とし、一
方、該下部室内には２段に設けた円板を支柱で固
定して摺動可能に内挿すると共に下方の円板には
その中央から下方へ伸びる移動軸を設け、この移
動軸を前記キヤツプの穴に摺動可能に挿入すると
共にこの移動軸の下端部には抵抗体を設け、前記
ソケツトをその上方で剛体型垂直ゾンデの下端に
ネジ着するように構成したことを特徴とする剛体
型垂直ゾンデ用試料カプセルであり、さらに前記
２段に設けた円板のうち上段の円板には複数個の
通気孔を設け、また前記上段の円板には上向きの
円筒を固設し、この円筒の外周壁には複数個の細
孔を設け、これらの細孔は前記試料カプセルの周
壁に設けた細孔と連通するように設けたものであ
る。

（実施例） 以下図面に基づいて本考案を説明する。

第１図は本考案を例示する縦方向断面図、第２
図は本考案の斜視図である。

第１図及び第２図に示すように、本考案の試料
カプセル２は複数個に縦割りされた円筒形をして
いる。

つまり分割数が２個の場合には円筒を縦に２つ
に割つた形状となる。そして上端部にはソケツト
１がネジ着され、又下端部にはキヤツプ３がネジ
着されている。前記ソケツト１は下方内周にネジ
溝１ｂが設けられていて、このネジ溝１ｂには試
料カプセル２の上部外周に設けたネジ山２Ｃとネ
ジ着するようになつており、この時複数個に分割
されたカプセル２Ａ，２Ｂが合体して円筒形とな
つた形でネジ着される。又ソケツト１の上方内周
には第６図に示す剛体型垂直ゾンデ２０の下端部
２０Ａとネジ着するためのネジ溝１ａが設けられ
ており、このネジ溝１ａにて該垂直ゾンデ２０に
ネジ着される。

一方試料カプセル２の下部には複数個の穴５を
設けたキヤツプ３がネジ着されている。勿論この
キヤツプ３には複数個に分割されたカプセル２
Ａ，２Ｂが合体した状態で試料カプセルにネジ着
される。図中３ａはキヤツプ内周面に設けたネジ
溝であつて、試料カプセル下端外周に設けたネジ
山２Ｄとネジ着する。この試料カプセル２はその
外径を該垂直ゾンデ２０の外径と同等か又はそれ
より小とする方が垂直ゾンデの引き抜き時におけ
る抵抗を大きくしない点で有効である。

試料カプセル２の内部空間は上下に２分割され
ていて、上部室１０は試料カプセル２の長さの約
１／３の長さであつて下部室とは目皿板１３によつ
て区分されている。

下部室の外周壁は上方と下方とでは構造が異な
り、その上半分を中部室１１、下半分を下部室１
２と呼ぶことにすると、中部室１１はその外周壁
に穴４Ｂを有していて外周壁の大部分を開放して
おり、その下方の下部室１２にはその外周壁に穴
を有していない。

一方、試料カプセル２の内部には第３図イに示
す摺動体２５が内挿されていて、この摺動体は中
部室１１と下部室１２のそれぞれの上端に位置す
るように２段の円板７ａ及び７ｂが支柱１４によ
つて固設されていて、下方の円板７ｂの中心部か
らは移動軸６がキヤツプ３の中央部に設けた穴５
を緩く貫通して設けられており、この移動軸６の
端部には円板等の抵抗体９がナツト２４により固
定されていて、前記円板７ａ，７ｂは試料カプセ
ル２内を上下に摺動できるように構成されてい
る。又、上方の円板７ａには目皿板１３に設けら
れた穴１３Ａを連通する通気孔７ｃが設けられて
いる。

第３図ロは本考案に係る摺動体の別の実施例を
一部断面をもつて示く正面図である。

第３図ロに示すように、この摺動体２５Ａは円
板７ａの上方に円筒２０を固設してこの円筒２０
の外周壁には第１図及び第２図に示す試料カプセ
ル２の上部室１０を形成する外周壁に設けた細孔
４Ａと連通するような細孔４Ｃを設け、このよう
に形成した円筒２０を上部室１０から下部室の上
方、つまり中部室１１の位置へ移動することがで
きるように試料カプセル２内へ挿入される。

次に本考案の使用方法を述べる。

第４図イは２分割された１方の試料カプセルの
平面図であり、第４図ロは他方の試料カプセルを
示す平面図である。

第４図イ及びロに示すように２分割された一方
のカプセル２Ａ内部の上部室１０および中部室１
１に試料を充填する。

例えば焼結鉱が高炉炉内でどのような還元粉化
作用を受けるか調査する場合には、試料となる焼
結鉱を試料カプセル内の１０，１１部に充填す
る。この場合、試料の一部がスリツト状穴４Ａお
よび長方形の穴４Ｂから外部へ出たり、炉内の原
料がカプセル内へ入り込むことがないよう網目１
mm程度の金網で試料を包んで充填する必要があ
る。金網で包んだ試料をカプセル２Ａの内部へ充
填した後は、他のカプセル２Ｂと合わせて円筒形
の試料カブセルとし、その下端にキヤツプ３をネ
ジ着し、上端には前述のとおりソケツト１をネジ
着する。なお、下端キヤツプ３をネジ着する際に
は、移動軸６の下端に設けてある抵抗体９および
それを固定しているナツト２４をはずし、キヤツ
プ３の中央に設けた穴５を通してからネジ着す
る。その後逆の動作により抵抗体９をナツト２４
により固定する。

この状態で試料カプセルを立てるとカプセル内
で中部室１１内の試料が自重で下部室１２へ移動
してしまう。従つて試料層を中部室１１内に固定
するため手段としては、第１図及び第２図に示す
キヤツプ３と抵抗体９を針金で結び固定するか、
あるいはキヤツプ３の中央に設けた穴５と移動軸
６の間隙に詰め物を行い固定する。いずれにして
も、固定力は0.1ton程度とする。それ以上強固に
すると、ゾンデ引き上げ時固定が解除されず、試
料層が中部室１１から下部室１２へ移動しなくな
る。

この状態で２分割されたカプセル２Ａ，２Ｂは
内部２層に試料を充填した有底円筒状容器とな
り、ソケツト１により剛体型垂直ゾンデ２０の下
端部にネジ着され、剛体型垂直ゾンデと共に高炉
炉内へ挿入される。高炉炉内へ挿入された試料カ
プセルはゾンデの降下と共に炉内を降下する。

試料カプセルに充填した試料のうち、上部室１
０に充填した試料は、炉内充填荷重の影響を受け
ることなく、炉内の熱影響と炉内を上昇する還元
性ガスによる還元作用を受ける。中部室１１に充
填した試料は上記還元作用と共に大きく開けた穴
４Ｂにより炉内の充填荷重圧を受ける。

還元性ガスは周壁に設けた穴４Ａ，４Ｂおよび
キヤツプ３に設けた穴５より試料カプセル内を通
過する。垂直ゾンデが目的の位置に達した時点で
ゾンデを引き上げる。この時試料カプセル２の周
囲は装入物に埋めつくされた状態となつており、
ゾンデを引き上げる際移動軸６の下端に取り付け
てある抵抗体９がじやま板の役目をし、ゾンデ引
き上げに対し抵抗する。固定力以上の力でゾンデ
を引き上げると試料層の固定は解け中部室１１内
の試料１７Ｂは抵抗体９の抵抗力に伴つて第５図
に示すように試料カプセル２の下部室１２に移動
する。このとき下方の円板７ｂがストツパーの役
目を果すことになる。下部室に移動した試料はゾ
ンデ引き上げ時の機械力を受けることはない。な
おゾンデ引き上げ時には上部の円板７ａが蓋の役
目を果し炉内装入物の下部室１２内への落下を防
止する。炉内での還元作用のみを受けた試料１７
Ａ、還元作用と充填作用を受けた試料１７Ｂは垂
直ゾンデを引き上げることにより、炉外へ取り出
され、ソケツト１の部分からネジ着を解くことに
より取り外される。

その後は試料の充填時と逆の動作により試料カ
プセル２を２分割し、内部の試料をそれぞれ取り
出し、例えば還元粉化の程度や焼結鉱の強度、組
成等の変化を充填荷重の加わつた場合と加わらな
かつた場合に分けて、調査するための分析用試料
として使用する。

なお、ゾンデ引き上げ時に中部室１１の外周壁
に設けた穴４Ｂに炉内の装入物が入り込むことに
よる抵抗を緩和するために、第３図ロに示した円
筒２０付円板７ａとした摺動体２５Ａを使用する
ことによつて、ゾンデ引き上げ時に円筒２０が円
板７ａの降下と共に降下して中部室１１の穴４Ｂ
を塞ぎ、ゾンデのスムーズな引き上げを可能なら
しめる。この場合、円筒２０は目皿板１３を貫通
して降下することとなるので、目皿板１３は円筒
２０の上下動を可能ならしめるように部分的にカ
プセル内壁に固着するなどの工夫が必要である。
又、円筒２０は上部室１０内を摺接し、下降する
タイプのものの他、上部室１０の外周壁と摺接し
下方に移動するように設けることもできる。

（考案の効果） 以上述べたとおり、本考案によれば試料カプセ
ルを剛体型垂直ゾンデの下端に取り付けて高炉炉
内へ挿入し焼結鉱等高炉原料の各種試験を行う
際、試料カプセルを剛体型垂直ゾンデに着脱自在
としたから、この着脱時に試料へ外力が加わら
ず、又試料カプセル自体も複数個に分割して簡単
に分解組立ができるので試料カプセル内部へ試料
を充填する際及び該カプセル内から試料を取り出
す際も試料に外力を与えることもない。また本考
案の試料カプセルにより試験を行つた場合、還元
作用だけによつて起こる試料の変化、例えば還元
粉化と、さらに充填荷重が加わつた還元粉化を同
時に調査することができ、両者の影響の程度を精
度よく確認できるという効果が得られ、又作業の
安全にも寄与するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例を示す断面図であり、第
２図はその斜視図、第３図イは本考案に係る摺動
体を例示する一部断面をもつて示す正面図、第３
図ロは同じく摺動体の別の例を示す一部断面をも
つて示す正面図、第４図イ及びロは本考案の実施
例で２分割されたカプセルを示す正面図、第５図
は本考案のカプセル内に試料を充填した状態を例
示する断面図、第６図は剛体型垂直ゾンデを示す
高炉の断面図である。 １……ソケツト、２……試料カプセル、２Ａ，
２Ｂ……分割されたカプセル、３……キヤツプ、
４Ａ……細孔、４Ｂ……穴、５……穴、６……移
動軸、９……抵抗体、１０……上部室、１１……
中部室、１２……下部室、１３……目皿板、１４
……支柱、２５，２５Ａ……摺動体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 高炉の上方から炉内へ挿入し、炉内装入物の
   降下と共に炉内装入物中へ挿入する剛体型垂直
   ゾンデの下端部に着脱自在に取付ける試料カプ
   セルであつて、複数個に縦割りされていて合わ
   せた形状が円筒形であり、その上端部はソケツ
   トにより取外し可能に固定されていると共に下
   端部は中央部に穴を有するキヤツプで取外し可
   能に固定されており、前記試料カプセルの室内
   は長さ方向に２室に分割されていて上部室と下
   部室との境界には目皿板を有し、上部室を形成
   する周壁には複数固の細孔を設けており、下部
   室はその上半分に外周壁の大部分を開放するよ
   うな大きな穴を有し、下方半分はその外周壁に
   穴を有さない構造とし、一方、該下部室内には
   ２段に設けた円板を支柱で固定して摺動可能に
   内挿すると共に下方の円板にはその中央から下
   方へ伸びる移動軸を設け、この移動軸を前記キ
   ヤツプの穴に摺動可能に挿入すると共にこの移
   動軸の下端部には抵抗体を設け、前記ソケツト
   をその上方で剛体型垂直ゾンデの下端にネジ着
   するように構成したことを特徴とする剛体型垂
   直ゾンデ用試料カプセル。 (2) 前記２段に設けた円板のうち上段の円板には
   複数個の通気孔を設けたことを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の試料カプセ
   ル。 (3) 前記上段の円板には上向きの円筒を固設し、
   この円筒の外周壁には複数個の細孔を設け、こ
   れらの細孔は前記試料カプセルの周壁に設けた
   細孔と連通するように設けたことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項記載
   の試料カプセル。