JPH0363575A - 炉内ガス噴出量測定方法及びその測定装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉出銑口近傍の炉壁から出銑口に噴出する
炉内ガスの噴出量を測定する方法に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕高炉本
体は、安定した炉内反応を行わせるための容器としての
機能が最も要求される。前記反応を行う際の炉内は高温
、高圧であり、また炉内で発生するガスの中には有毒か
つ可燃性であるＣｏガスが含まれているため、この炉内
ガスの密閉は重要な課題となっている。

従来、炉体は耐火性に優れている種々の煉瓦で構成され
ており、該煉瓦の外側をさらにスタンプ材及び鉄皮で被
覆することにより炉内ガスの漏洩を防止している。とこ
ろが、前記炉体内の溶湯を抽出するための出銑口は、例
えば後述する如く、炉壁の煉瓦を円筒状に開孔させて設
けられているため、炉壁からガスが噴出しやすい構造に
なっている。第７図は炉壁に設けられた出銑口の模式的
断面図であり、図中１は異種の煉瓦よりなる炉壁を表し
ている。炉壁ｌの外側の所定位置には、無底の円錐台の
形状をなす出銑口ホルダ４が設けられており、該出銑口
ホルダ４を除く炉壁１の外側には、スタンプ材２及び鉄
皮３が被着されている。

出銑口ホルダ４内には、流込み材（キャスタブル）５が
充填されており、該流込み材５及びこれに続く炉壁ｌの
煉瓦を開孔させて円柱状の出銑口６が設けられている。

出銑時においては、この出銑口６に、例えば図中実線で
示されているように、煉瓦目地又は異種煉瓦の境界部分
を通過するガス流量、及び図中破線で示されているよう
に、スタンプ材２を伝って流込み材５と煉瓦との隙間に
流込むガス流量が噴出することがあった。従って非出銑
時においては、第７図に示す如く前記出銑口６に、閉塞
材（マッド材）８を充填せしめ、炉内７と炉外とを遮断
して炉内ガスの漏洩を防止し、出銑時はこの閉塞材８の
中心を開孔用ビットで開孔して出銑することによって上
述したようにガス流量又はガス流量等の炉壁１から噴出
する炉内ガスを遮断していた。

しかしながら上述した方法においても、流込み材５と煉
瓦との隙間が大きい場合又は閉塞材８自体の遮断効果が
弱い場合、即ち溶湯による浸食及び摩耗に弱い場合は、
閉塞材の遮断部分が破壊され炉内ガスが噴出して、出銑
の際に溶銑が飛散する。ガス炎で出銑口前の主補カバー
の溶損が急速に進む、さらにはガス流により出銑量が低
下する等の悪影響を及ぼし高炉の安定操業が出来なくな
るという問題が生じていた。

そこで従来では、流込み材５と煉瓦との隙間が大きい場
合は、開孔後における出銑口から噴出する炉内ガスを燃
焼させて、その火炎長さで噴出量を判断し、前記隙間に
圧入材を圧入してガス路を遮断していた。

但し、この方法も炉内ガスの噴出量が多くなると、燃焼
速度よりもガスの噴出速度が速くなり、火炎が消えてし
まって確認さえも出来ないという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、出銑
口を閉塞する閉塞材に測定孔を設け、ピトー管及び温度
計を配設し、前記測定孔に嵌合する導管を備えた測定装
置を前記測定孔に挿入することにより、出銑口内の炉内
ガスの噴出量を定量でき、高炉の安定操業が可能となる
炉内ガス噴出量測定方法及びその測定装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の炉内ガス噴出量測定方法は、非出銑時は閉塞材
にて閉塞せしめられ、出銑時は前記閉塞材が開孔せしめ
られる高炉出銑口に噴出する炉内ガスの噴出量を測定す
る方法において、前記閉塞材に、炉内側に至るに従って
段階的に小径となる測定孔を穿設する過程と、動圧計及
び温度計を配設してなり、前記炉内ガスを導くための測
定筒を備えてなる測定装置を、前記測定孔に挿入せしめ
ると共に前記測定装置の先端と前記測定孔の外径が縮小
した部分との間を封止する過程と、前記測定装置内に導
かれた炉内ガスの流量を計測し、この結果に基づいて炉
内ガスの噴出量を求める過程とを有していることを特徴
とする。

また、本発明の炉内ガス噴出量測定装置は、請求項１記
載の炉内ガス噴出量測定方法に用いる測定装置であって
、一端が前記測定孔の外径が縮小した部分に嵌合する導
管と、該導管の他端と接続され、前記測定孔からの炉内
ガスを導くべく筒状をなし、前記炉内ガスの流量を求め
るためのピトー管及び温度計が配設されている測定筒と
を備えていることを特徴とする。

〔作用〕

測定装置の先端と測定孔の外径が縮小した部分との間を
封止すると、封止部分より炉内側の測定孔に噴出する炉
内ガスが導管を通って測定筒に導かれる。すると、測定
筒に備えられたピトー管により、導かれた炉内ガスの動
圧が計測され、測定筒に備えられた温度計により前記炉
内ガスの温度が計測される。そして、計測された温度と
予め求められである炉内ガスの比重とに基づいて噴出状
態における炉内ガスの比重が求められ、該比重と検出さ
れた動圧とから前記炉内ガスの測定筒内の流速が演算さ
れ、得られた流速と測定筒径とから前記炉内ガスの噴出
量が求められる。同様にして、さらに測定孔の炉内側に
て封止部分を設け、これより炉内側の測定孔に噴出する
炉内ガスの噴出量を求め、これと先に得られた炉内ガス
との差を算出すると、先に封止した部分と今回封止した
部分との間の測定孔内の炉内ガスの噴出量が求められる
。

〔実施例〕

以下、本発明の出銑口吹出しガス測定方法（以下、本発
明方法という）及びその測定装置（以下、本発明装置と
いう）をその実施例を示す図面に基づき具体的に詳述す
る。

第１図、第２図及び第３図は本発明方法の実施態様を示
す模式図であり、第１図、第２図及び第３図において１
は異種の煉瓦よりなる炉壁を表している。炉壁１の外側
の所定位置には、無底の円錐台の形状をなす出銑口ホル
ダ４が設けられており、該出銑口ホルダ４を除く炉壁１
の外側には、スタンプ材２及び鉄皮３が被着されている
。出銑口ホルダ４内には、流込み材５が充填されており
、該流込み材５及びこれに続く炉壁１の煉瓦を開孔させ
て円柱状の出銑口６が設けられている。

まず、非出銑時に閉塞材８を充填せしめた出銑口６内に
、図示しない開孔ビットにて、第１図に示す如く炉内７
寄りに小径の円柱状の測定孔９ｂを、またこれより出銑
ロ６端部に向けて大径の測定孔９ａを段階的に穿設する
。

一方、第４図は第２図の過程で用いる本発明装置の一部
破断側面図であり、図中１０は円筒状の測定筒を示して
いる。測定筒１０の側壁には、炉内ガスの動圧を計測す
るためのピトー管１２及び炉内ガスの温度を検出するた
めの熱電対温度計１３が固設されている。またピトー管
１２の周りには、破損を防止するための保護管１２ａが
設けられている。

測定筒■０の一端には、測定筒１０と同心をなし、測定
孔９ａより大径である円環状の封止治具１１ａが設けら
れ、この封止治具１１ａの測定筒１０と対向する側には
、測定孔９ａに挿入できる直径を有する円筒状の導管１
１ｂが取設されている。

なお、この導管１１ｂの長さは、測定孔９ａに嵌合でき
れば特に制限がなく、その直径は測定孔９ａに挿入でき
、測定孔９ａの直径に近い寸法であることが望ましい。

また、前記ピトー管１２は、その先端が測定筒１０内の
ほぼ中心位置に配され、測定筒１０内に導かれた炉内ガ
スの流れ方向に向けて開口している導圧管（全圧測定用
）と、これと反対方向に向けて開口している導圧管（静
圧測定用）と、これらの導圧管内の圧力から動圧を求め
る動圧針とから構成されている。

なお、ピトー管１２の固設位置は測定筒１０の先端から
測定筒１０の直径の１０倍以上であることが望ましく、
設置部分からの炉内ガスの漏洩がないよう溶接等の手段
にて取付けることが望ましい。

また、前記熱電対温度計１３の固設位置はピトー管１２
の計測に影響させないように測定筒１０の直径の５倍以
上であることが望ましく、熱電対温度計１３の先端は、
測定筒１０の内壁から１０ｍｍ〜測定筒１０の直径の半
分程度までつき出して設置することが望ましい。

第１図に示すような高炉の炉壁１において、例えば図中
実線で示されているように、煉瓦目地又は異種煉瓦の境
界を通過して出銑口６に噴出するガス流Ａ及び図中破線
で示されているようにスタンプ材２を伝って流込み材５
と煉瓦との隙間から出銑口６に噴出するガス流Ｂの噴出
量を測定する場合は、第２図に示す如く、上述した構成
をなす測定装置の測定筒１０の先端に取設された導管１
１ｂを、測定孔９ａに挿入すると共に測定孔９ａの端部
と封止治具１１ａとの間を封止する。なおこのとき、測
定筒１０を例えばワイヤで固定し、封止部分をシール材
１４で遮断する。

このことにより、測定孔９ａ、測定孔９ｂ内に噴出する
ガス流人及びガス流Ｂが測定筒１０内に導かれ、ピトー
管１２の導圧管内に流入したこれらのガスの全圧、静圧
を図示しない動圧計に送り、該動圧計にて全圧と静圧と
の差である動圧が求められる。

また、ピトー管１２の導圧管内に流入した前記ガスを図
示しない成分分析器に導き、前記ガス内のＣＯ。

ｃｏｔ、ｕｚ及びＯ２の成分比を測定し、残部をＮｔと
して算出することにより、前記ガスの標準状態における
比重を求める。そして、これと同時に熱電対温度計１３
により測定筒１０に導かれたガス流人及びガス流Ｂの温
度を計測し、計測された温度に基づいて、噴出状態にお
ける前記ガスの比重を求める。

さらに、該比重と前記動圧とから測定筒１０内のガス流
人及びガス流Ｂの流速を演算し、この演算結果及び測定
筒１０の外径より、標準状態におけるガス流人及びガス
流Ｂの噴出量を求める。

第５図は第３図の過程で用いる本発明装置の側面図であ
り、測定筒１０においては第４図と同様な構造をなして
いる。測定筒１０の一端には、測定筒１０と同心をなす
円筒状の導管１１ｂが設けられており、この導管１１ｂ
は測定孔９ｂに嵌合できることができる長さ、例えば測
定孔９ａの深さに２０〜３０ｍｍ程度加算した長さと、
測定孔９ｂに挿入でき、測定孔９ｂの直径に近い寸法の
直径とからなっている。そして、導管１１ｂの測定筒１
０側と対向する側の所定位置には、測定筒１０と同心を
なし、測定孔９ｂより大径である円環状の封止治具１１
ａが環装されている。

また、第６図は測定筒１０の組合せ治具を示す側面図で
あり、第５図に示した封止治具１１ａを環装した導管１
１ｂの測定筒１０側の端部の周縁に、測定筒ｌＯに代え
てフランジ部分を設けた構造をなしている。つまり、第
４図に示した測定装置の測定筒１０の一端に収設された
封止治具１１ａ及び導管１１ｂに代えて、その周縁にフ
ランジ部分を設けた測定筒１０と、組合せ治具のフラン
ジ部分とを例えばボルト、コツターで結合して使用する
ことによって、第５図に示す測定装置の代わりとするこ
とができる。

この第４図の測定筒１０に組合せ治具を組合せた測定装
置又は第５図の測定装置の導管１１ｂを、第３図に示す
如く前記測定孔９ａに挿入すると共に、その先端を測定
孔９ｂに嵌合せしめ、測定孔９ａの外径が縮小した部分
と、封止治具１１ｂとの間を封止する。なおこのとき、
封止部分をシール材１４で遮断する。

こうして、測定孔９ｂ内に噴出しているガス流人のみを
導管１１ｂから測定筒１０へ導き、ガス流Ｂは導管１１
ｂの外側と測定孔９ａとの間を通過させて出銑口６の端
部より炉外へ逃がし、測定孔９ｂ内への逆流を防止する
。測定筒ＩＯに導かれたガス流人はピトー管１２の導圧
管内に流入し、ガス流人の全圧。

静圧が動圧計に送られ、該動圧計にて全圧と静圧との差
である動圧が求められる。また、ピトー管１２の導圧管
内に流入したガス流人を図示しない成分分析器に導き、
前記ガス内のＣＯ２０□、１１□及び０□の成分比を測
定し、残部をＮ２として算出することにより、ガス流人
の標準状態における比重を求める。そして、これと同時
に熱電対温度計１３により測定筒１０に導かれたガス流
人の温度を検出し、検出された温度に基づいて、噴出状
態におけるガス流への比重を求める。さらに、該比重と
前記動圧とから測定筒１０内のガス流への流速を演算し
、この演算結果及び測定筒１０の外径より、標準状態に
おけるガス流人の噴出量を求める。

次いで、上述の如く求められたガス流人及びガス流Ｂの
噴出量から、ガス流人の噴出量を減算すると、ガス流Ｂ
の噴出量が求められる。

従って、ガス量Ａ、ガス量Ｂの噴出量から、炉内ガスの
噴出状態が把握できる。

なお、本実施例においては、出銑口６内に噴出する炉内
ガスを２種類に分け、つまり出銑口６内に噴出する炉内
ガスの噴出位置を２箇所に分け、出銑口６の閉塞材５に
測定孔９ａ、測定孔９ｂの２段の測定孔を穿設したが、
炉内ガスの噴出位置を細かく調査したい場合は、出銑口
６の閉塞材５に炉内側に至るに従って段階的に小径とな
る測定孔を多数穿設しても良いのは言うまでもない。

また、測定筒１０の材質は、噴出する炉内ガスの温度が
２００〜４００°Ｃと高温であるため、鋼製であること
が望ましい。

〔発明の効果］ 以上、詳述した如く本発明にあっては、出銑口を閉塞す
る閉塞材に炉内側に至るに従って段階的に小径となる測
定孔を設け、該測定孔にピトー管及び温度計を配設した
測定装置に設けられた導管を挿入すると共に、導管の先
端と測定孔の外径が縮小された部分との間を封止して、
この封止部分より炉内側の測定孔内に噴出する炉内ガス
の噴出量を測定するので、出銑口内の炉内ガスの噴出状
態が定量的に把握でき、炉壁内のガス路を遮断する際の
圧入材の圧入位置が的確となる。そして、圧入材の圧入
前後の炉内ガスの噴出量の測定により、圧入材の効果が
定量的に把握できるようになり、さらにこれを定期的に
実施することによって、圧入後の圧入材の劣化進行状況
が的確に把握できる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明方法の実施態様を示
す模式図、第４図は第２図の過程で用いる本発明装置の
一部破断側面図、第５図は第３図の過程で用いる本発明
装置の側面図、第６図は測定筒１０の組合せ治具を示す
側面図、第７図は炉壁に設けられた出銑口の模式的断面
図である。 ｌ・・・炉壁　　６・・・出銑口　　８・・・閉塞材９
ａ、　９ｂ・・・測定孔　　１０・・・測定筒　　１１
ａ・・・封止治具　　１１ｂ・・・導管　　１２・・・
ピトー管　　１３・・・熱電対温度計　　Ａ、　　Ｂ・
・・ガス流

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非出銑時は閉塞材にて閉塞せしめられ、出銑時は前
   記閉塞材が開孔せしめられる高炉出銑口に噴出する炉内
   ガスの噴出量を測定する方法において、 前記閉塞材に、炉内側に至るに従って段階的に小径とな
   る測定孔を穿設する過程と、 動圧計及び温度計を配設してなり、前記炉内ガスを導く
   ための測定筒を備えてなる測定装置を、前記測定孔に挿
   入せしめると共に前記測定装置の先端と前記測定孔の外
   径が縮小した部分との間を封止する過程と、 前記測定装置内に導かれた炉内ガスの流量を計測し、こ
   の結果に基づいて炉内ガスの噴出量を求める過程とを有
   していることを特徴とする炉内ガス噴出量測定方法。 ２、請求項１記載の炉内ガス噴出量測定方法に用いる測
   定装置であって、 一端が前記測定孔の外径が縮小した部分に嵌合する導管
   と、 該導管の他端と接続され、前記測定孔からの炉内ガスを
   導くべく筒状をなし、前記炉内ガスの流量を求めるため
   のピトー管及び温度計が配設されている測定筒と を備えていることを特徴とする炉内ガス噴出量測定装置
   。