JPH0446210Y2

JPH0446210Y2 -

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Publication number: JPH0446210Y2
Application number: JP1985120029U
Authority: JP
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1992-10-29
Also published as: JPS62111551U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は高炉、溶融還元炉等の竪型炉に用いら
れる、溶融物サンプリング装置に関する。

〔従来の技術〕

高炉、溶融還元炉等の冶金炉の羽口前、溶融帯
での融体の挙動は、古くから羽口の溶損や羽口へ
の滓返りなど現象を解明する上で明らかにしたい
事柄であつた。

このような羽口前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、さらには溶銑
流下等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、炉の稼動中にゾンデを挿入し、
炉内を調査することには非常に大きな困難が伴な
う。

稼動中の高炉におけるガスおよび試料採取およ
び／または温度測定用の装置に関しては、特公昭
50−16188で開示された装置がある。この装置は
主として高炉シヤフト部等において鉱石の試料を
採取するための装置である。水冷の測定棒は本体
の駆動装置に固定した状態で、試料採取のための
取鍋を測定棒と同一架台上に取付けた駆動装置に
より炉内へ出し入れする。鉱石の試料採取のため
に試料採取容器を炉内に突出する所要時間は短時
間であり、このような試料採取容器は耐熱性につ
いては特別に考慮する必要がなく、試料採取容器
の材質として強度の大きい鋼、ステンレス、耐熱
鋼を用いることができた。従つて試料採取容器駆
動装置について試料採取容器の強度を考慮した特
別の工夫は必要なかつた。

羽口部、溶融帯のような高温域において、融体
を採取するためには、試料採取容器の耐熱性、試
料採取容器への溶融金属の付着、あるいは、ラン
ス本体と試料採取容器との境界への溶融金属の差
し込みによる試料採取容器の動作不良などの問題
点があり、特別の工夫が必要となる。高炉羽口部
でのサンプリングについては、特開昭56−51510
に示す羽口ゾンデが知られている。羽口前の主と
してコークスをサンプリングし、同時測温を行う
ものであるが、開孔部がランス軸方向になつてい
るため、溶融物のサンプリングは困難である。ま
た、羽口ゾンデは休風時のみに用いられる設備で
ある。稼動中の羽口部で使用できるゾンデとして
は、ガスサンプリング、温度測定を行うものが知
られているが、稼動中の高炉の羽口部において、
溶融物をサンプリングする設備は従来見当らな
い。

〔考案が解決しようとする問題点〕

稼動中のコークス充填層型の反応装置の羽口
部、溶解帯におけるスラグ、メタルなどの溶融物
のサンプリングを可能とする装置について、比較
的類似していると考えられるシヤフト部での試料
採取装置を羽口部へ適用した場合に羽口部、溶解
帯の温度1100〜2000℃に１〜数分露出できる耐熱
性のある試料採取容器を備える必要があり、耐熱
性のある耐火物などを試料採取容器の材料として
用いた場合に試料採取容器の強度の低下が問題と
なる。

本考案はこのような容器を破損させない対策を
とることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の装置は、固体が充填された竪型炉の羽
口から充填層内を滴下する溶融物をサンプリング
する装置であつて、次の技術手段から成る。

１測定棒先端部に前後進自在に試料採取容器を
収納する。

２測定棒本体をサンプリング位置まで前進させ
るとともにサンプリング位置に採取容器を露出
させるために後退させる推力装置を備える。

３測定棒先端部から採取容器が出入りするため
の孔に着脱自在に嵌挿され、測定棒本体が前後
進時採取容器を炉内装入物との衝突から保護
し、測定棒本体後退時、測定棒先端部から抜け
落ちる先端閉止具を備える４測定棒の動作とは独立に試料採取容器を前後
に移動させるトルクリミツタ装置付推力装置を
備える。

〔作用〕

本考案の装置は、試料採取容器に対して、試料
採取容器の強度以上の推力をかけることなく試料
採取容器を炉内に出し入れすることができる。

本考案の溶融物サンプリング装置の作動を第４
図ａ，ｂ，ｃ，ｄによつて説明する。第４図は、
炉内に挿入された測定棒のみを示し、測定位置３
０はサンプリング位置である。

(a) 測定棒挿入時：測定棒２の前進時は先端閉止
具９を装着し、試料採取容器１８を保護した状
態で測定棒本体を移動させる推力装置がこれを
前進させる。

(b) 測定棒２を測定位置３０を越えて押し込み、
測定棒２を引き戻しながら、トルクリミツタ付
の推力装置によつて試料採取容器１８を押し出
し、先端閉止具９を炉内に棄却する。

(c) 測定棒本体を移動させる推力装置で測定棒２
を引き戻し、試料採取容器１８を測定位置にセ
ツトし、溶融物のサンプリングを行う。

(d) 溶融物サンプリング完了後はトルクリミツタ
装置付推力装置で試料採取容器１８を測定棒２
内に引き戻し、次いで、測定棒全体を炉外に引
き出して凝固した試料を回収する。

以上により試料採取容器に無理な力を加えるこ
とがなくなり、これを破損することが防止され
る。

〔実施例〕

稼動中の竪型炉において炉内の溶融物のサンプ
リングを行うための装置の全体図を第２図に示
す。第２図は稼動中の竪型炉内のコークス充填層
１内に測定棒本体２を挿入した状態を示してい
る。高圧の炉内圧のガスシールは、測定棒挿入時
にはグランドパツキン４によりシールされ、測定
棒を引き抜いた時には２個のボール弁３によりシ
ールされている。また測定棒後端部には測定棒全
体を移動するための台車６が取付けられ、台車６
はチエーン２２、チエーンホイール２３によつて
前後に駆動される。チエーンの代りに油圧シリン
ダ等を用いてもよい。

測定棒２の径は駆動力を小さくするために座屈
しない範囲で細い方が好ましく、また測定棒２内
の溶融物試料採取容器１８は大きいほど大量の溶
融物を採取できる。

竪型炉における溶融物の炉内の滴下量は数ｇ／
cm²・min、十数ｇ／cm²・min程度である。一方、
炉内の溶融物の代表的な組成を知るため、あるい
は滴下速度を知るためには、最低50〜100ｇの試
料が必要である。溶融物試料採取容器１８の断面
積は数十cm²となつているため、溶融物試料採取容
器１８を１分程度炉内に出しておくことが必要で
ある。炉内の温度は1100〜2000℃という高温であ
るため、溶融物試料採取容器１８にはこの高温に
耐え、かつ溶融物（スラグ、メタル）とは反応し
ないということが要求される。同時に急激に高温
（1100〜2000℃）に曝されるため、熱衝撃に強い
材質を用いることが必要である。

上記要求を満足する容器として、溶融物試料採
取容器１８を耐火物により作成することが有効で
ある。耐火物の材質としては、耐熱、耐熱衝撃性
の観点から黒鉛、あるいはSiCが望ましい。また
黒鉛、SiCを用いた場合には溶融物との反応を防
止するため、試料採取容器１８の表面にAl₂O₃ま
たはMgOペーストを塗布する。

炉内に測定棒２を挿入する際には数ｔ〜10tの
力が測定棒２に加わる。測定棒先端にも挿入物、
溶融物の混合物が押し付けられるため、先端部が
開放状態では測定棒２と試料採取容器１８の間隙
に溶融物が差し込み、試料採取容器１８が前進で
きなくなる。あるいは、耐火物でできた試料採取
容器１８が壊れる等の問題が生ずる。

このため、本考案では、炉内に測定棒を挿入す
る時には、測定棒２に先端閉止具９を取付け、試
料採取容器１８を保護している。測定棒２を所定
の位置まで挿入後、容器１８を前進し、先端閉止
具９を炉内に押し出し、炉内に棄却する。その後
測定位置まで測定棒を戻し容器１８を炉内に１〜
数分間出して溶融物をサンプリングする。サンプ
リング完了後、容器１８を測定棒内に再度格納す
る。

第１図に試料採取容器の駆動装置の詳細図を示
す。油圧シリンダ１３、油圧ロツド１２は、台車
上の台車ベース１７にボルトにて強固に固定され
ている。台車全体６（第２図）はガイドフレーム
８（第２図）に取付けられ、測定棒２を所定の測
定位置に台車の移動または油圧シリンダで挿入す
る。トルクリミツタ装置付推力装置１６も油圧シ
リンダ１３と同一の台車ベース１７上に取付けら
れ、溶融物サンプリング用の試料採取容器１８と
結合されたパイプ１０を前後に移動する。この推
力装置１６は、トルクリミツタ付きであり、パイ
プ１０に一定以上の推力が加わつたときには、モ
ータ停止、逆転が可能な構造となつている。トル
クリミツタ装置を有する油圧ロツド１２を後方に
引き戻すことにより測定棒２のパイプ１０に対す
る相対長さが短縮し、先端部の先端重錘９を炉内
に押出す。

測定棒２を一定の位置に保ち中のパイプ１０を
押し出す場合には、先端重錘９が炉内のコークス
充填層を押しのける推力、（通常は１〜数トンの
推力）が試料採取容器１８に加わる。耐火物性の
試料採取容器ではこの推力に耐えることができな
い。一方本考案によれば、試料採取容器１８への
負荷は先端重錘９と測定棒２間の摩擦力（10数
Kg）のみであり、試料採取容器１８を破壊させる
ことはない。試料採取容器１８を測定棒内に収容
する際にはトルクリミツタ付装置付推力装置１６
でパイプ１０を引き戻す。

トルクリミツタの上限トルクは、試料採取容器
の破壊強度を越えない値、通常は10〜数10Kgの推
力に対応するように設定する。試料採取容器１８
内と測定棒との間にコークスが噛込み、後退不能
になつた場合でもその状態で停止し、試料採取容
器１８を破損させることなく、溶融の回収が可能
である。

第６図には本実施例でのトルクリミツタ装置付
推力装置の代表例であるトルクリミツタ付モータ
を示す。トルクセツトボルトによりギヤ軸の抑え
力をコントロールし、一定のトルクでギヤが外れ
るようにしたものである。

第５図には本考案の変形例を示す。本考案は測
定棒移動のための推力装置と、測定棒の動作とは
独立な試料採取容器用の推力装置の組合せにより
試料採取容器の保護を行うものであれば良く、推
力装置の形式は特に定めない。

第５図においては測定棒２移動用のシリンダ
は、測定棒を測定位置まで挿入するための駆動装
置と兼用にしている。

パイプ１０の後端部には、第１図のトルクリミ
ツタ装置付推力装置対応の圧力設定器（リリーフ
バルブ）付の油圧あるいは空圧シリンダ２１を取
付ける。シリンダ２１は、ガイドフレームに固定
されたガイドロツド２０に接続した試料採取容器
用チヤツク１９と結合されている。

試料採取容器用チヤツク１９をゆるめた状態で
測定棒２を測定位置まで挿入後試料採取容器用チ
ヤツク１９を締め付け、ガイドロツド２０で固定
する。この状態で油圧シリンダ１３を後退させる
とパイプ１０により試料採取容器１８は炉内に突
き出される。試料採取容器１８を収納する場合に
は、後部のシリンダ２１を引き戻す。

試料採取容器用シリンダ２１には、圧力設定が
可能なリリーフバルブを取付けてあり、試料採取
容器に破壊力以上の推力が加わるとリリーフバル
ブが作動し、破壊力以上の推力が加わらないよう
にしている。したがつて、圧力設定器（リリーフ
バルブ）付の油圧、あるいは空圧シリンダ２１
は、トルクリミツタ付のモータと同様にトルクリ
ミツタ装置を持つものである。

〔考案の効果〕

本考案の装置を用いることにより稼動のコーク
ス充填層型の反応装置の羽口部、溶解帯における
スラグ、メタルなどの溶融物のサンプリングが試
料採取容器を破損することなく可能になる。高炉
のような反応装置においては、稼動中の炉内にお
ける銑鉄成分、スラグ成分を知ることにより、製
品である溶銑成分を事前に予測することが可能に
なる。本考案の装置の結果と、例えば羽口からの
粉体（酸化鉄、石炭など）技術を組合せることに
より、溶銑温度、成分の迅速な調節が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の装入物サンプリング
装置の一部切欠側面図、第２図は本考案のサンプ
リング装置を装着した測定棒全体の一部断面側面
図、第３図は測定棒の先端部近傍の縦断面図、第
４図は溶融物サンプリング装置の作動を示す説明
図、第５図は別の実施例の側面図である。第６図
は本実施例のトルクリミツタ付モータの構造を示
す。１……コークス充填層、２……測定棒、３……
ボール弁、４……グランドパツキン、５……ガイ
ドローラー、６……台車、８……ガイドフレー
ム、９……先端閉止具、１０……パイプ、１２…
…油圧ロツド、１３……油圧シリンダ、１４……
荷重受け、１５……シール部、１６……トルクリ
ミツタ装置付推力装置、１７……台車ベース、１
８……試料採取容器、１９……チヤツク、２０…
…ガイドローラ、２１……試料採取容器用シリン
ダ、２２……チエーン、２３……スプロケツト、
３０……測定装置、３１……トルクセツトボル
ト、３２……モータ出力軸、３３……ギヤ軸、３
４……移動軸。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

塊状固体が充填された竪型炉の羽口から充填層
内を滴下する溶融物をサンプリングする装置にお
いて、測定棒先端部に前後進自在に試料採取容器
を収納し、測定棒本体をサンプリング位置まで前
進させるとともに該サンプリング位置に採取容器
を露出させるために後退させる推力装置と、該測
定棒先端部から該採取容器が出入りするための孔
に着脱自在に嵌挿され、測定棒本体が前後進時採
取容器を炉内装入物との衝突から保護し、測定棒
本体後退時、測定棒先端部から抜け落ちる先端閉
止具と、測定棒の動作とは独立に試料採取容器を
前後に移動させるトルクリミツタ装置付推力装置
とを備えたことを特徴とする竪型炉内溶融物サン
プリング装置。