JPH11294971A - 金属溶解・精錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法 - Google Patents
金属溶解・精錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法Info
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- JPH11294971A JPH11294971A JP9784698A JP9784698A JPH11294971A JP H11294971 A JPH11294971 A JP H11294971A JP 9784698 A JP9784698 A JP 9784698A JP 9784698 A JP9784698 A JP 9784698A JP H11294971 A JPH11294971 A JP H11294971A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属溶解・精錬炉にそなえている水冷構造物
からの水洩れを早期にかつ自動的に検出できるようにす
る。 【解決手段】 炉壁や炉蓋などの炉の少なくとも一部分
に水冷構造物１Ｗをそなえた金属溶解・精錬炉１におい
て前記水冷構造物１Ｗからの水洩れを検出するに際し、
水冷構造物１Ｗの近傍に水分検出センサー５を設け、雰
囲気ガス中の水蒸気濃度を測定することにより水冷構造
物１Ｗからの水洩れを検出する。
からの水洩れを早期にかつ自動的に検出できるようにす
る。 【解決手段】 炉壁や炉蓋などの炉の少なくとも一部分
に水冷構造物１Ｗをそなえた金属溶解・精錬炉１におい
て前記水冷構造物１Ｗからの水洩れを検出するに際し、
水冷構造物１Ｗの近傍に水分検出センサー５を設け、雰
囲気ガス中の水蒸気濃度を測定することにより水冷構造
物１Ｗからの水洩れを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属溶解炉や金属
精錬炉などの炉において、炉壁や炉蓋などの炉の一部分
に水冷パネルなどの水冷構造物をそなえた場合に、水冷
構造物からの水洩れを早期にそしてまた自動的に検出す
るのに好適な金属溶解・精錬炉における水冷構造物の水
洩れ検出方法に関するものである。
精錬炉などの炉において、炉壁や炉蓋などの炉の一部分
に水冷パネルなどの水冷構造物をそなえた場合に、水冷
構造物からの水洩れを早期にそしてまた自動的に検出す
るのに好適な金属溶解・精錬炉における水冷構造物の水
洩れ検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、スクラップを原料として鋼を製
造する場合には、電気アーク式金属溶解炉を使用し、こ
の金属溶解炉内にスクラップ，ダライ粉，故銑などの原
料を装入したのち、アーク加熱により溶解するのが普通
である（例えば、「第３版 鉄鋼便覧 第ＩＩ巻 製銑
・製鋼」 昭和５４年１０月１５日発行 第５２７頁〜
第５６２頁 『１０・１ アーク炉』）。
造する場合には、電気アーク式金属溶解炉を使用し、こ
の金属溶解炉内にスクラップ，ダライ粉，故銑などの原
料を装入したのち、アーク加熱により溶解するのが普通
である（例えば、「第３版 鉄鋼便覧 第ＩＩ巻 製銑
・製鋼」 昭和５４年１０月１５日発行 第５２７頁〜
第５６２頁 『１０・１ アーク炉』）。
【０００３】この種の電気アーク式金属溶解炉は、炉体
および炉蓋のほぼすべてを耐火れんがにより構築したも
のとするのが一般的であったが、その後、耐火物コスト
の低減をはかるために炉壁部分や炉蓋部分の耐火れんが
の一部ないしは大部分の代わりに水冷パネル（ないしは
水冷ボックス）などの水冷構造物を使用したものも採用
されるようになっている。
および炉蓋のほぼすべてを耐火れんがにより構築したも
のとするのが一般的であったが、その後、耐火物コスト
の低減をはかるために炉壁部分や炉蓋部分の耐火れんが
の一部ないしは大部分の代わりに水冷パネル（ないしは
水冷ボックス）などの水冷構造物を使用したものも採用
されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、もし仮に水
冷構造物から水洩れが発生した場合において、マグネシ
アなどの耐火れんがに水が長時間にわたって付着したと
きには、変質あるいは体積膨張によって耐火れんがが劣
化するため、溶損が進行して湯もれが発生することがな
いとはいえないという問題点があった。
冷構造物から水洩れが発生した場合において、マグネシ
アなどの耐火れんがに水が長時間にわたって付着したと
きには、変質あるいは体積膨張によって耐火れんがが劣
化するため、溶損が進行して湯もれが発生することがな
いとはいえないという問題点があった。
【０００５】また、水冷構造物への給水量と水冷構造物
からの排水量との差によって水洩れを検出することもで
きるが、少量の水洩れを早期に検出することは困難であ
るという問題点があった。
からの排水量との差によって水洩れを検出することもで
きるが、少量の水洩れを早期に検出することは困難であ
るという問題点があった。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、このような従来の問題点を解
消するためになされたものであって、炉壁や炉蓋などの
炉の一部分に水冷パネルなどの水冷構造物をそなえた金
属溶解・精錬炉において、水冷構造物からの水洩れを早
期にそしてまた自動的に検出できるようにすることを目
的としている。
消するためになされたものであって、炉壁や炉蓋などの
炉の一部分に水冷パネルなどの水冷構造物をそなえた金
属溶解・精錬炉において、水冷構造物からの水洩れを早
期にそしてまた自動的に検出できるようにすることを目
的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる金属溶解
・精錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法は、請求
項１に記載しているように、炉壁や炉蓋などの炉の少な
くとも一部分に水冷構造物をそなえた金属溶解・精錬炉
において前記水冷構造物からの水洩れを検出するに際
し、水冷構造物の近傍に水分検出センサーを設け、雰囲
気ガス中の水蒸気濃度を測定することにより水冷構造物
からの水洩れを検出するようにしたことを特徴としてい
る。
・精錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法は、請求
項１に記載しているように、炉壁や炉蓋などの炉の少な
くとも一部分に水冷構造物をそなえた金属溶解・精錬炉
において前記水冷構造物からの水洩れを検出するに際
し、水冷構造物の近傍に水分検出センサーを設け、雰囲
気ガス中の水蒸気濃度を測定することにより水冷構造物
からの水洩れを検出するようにしたことを特徴としてい
る。
【０００８】そして、本発明に係わる金属溶解・精錬炉
における水冷構造物の水洩れ検出方法の実施態様におい
ては、請求項２に記載しているように、水分検出センサ
ーは、水蒸気の分解により生じた酸素によって水蒸気濃
度を測定する酸素イオン伝導性固体電解質を用いたもの
であるようになすことができる。
における水冷構造物の水洩れ検出方法の実施態様におい
ては、請求項２に記載しているように、水分検出センサ
ーは、水蒸気の分解により生じた酸素によって水蒸気濃
度を測定する酸素イオン伝導性固体電解質を用いたもの
であるようになすことができる。
【０００９】同じく、本発明に係わる金属溶解・精錬炉
における水冷構造物の水洩れ検出方法の実施態様におい
ては、請求項３に記載しているように、雰囲気ガス中の
水蒸気濃度が所定値以上である状態が所定時間以上継続
したときに水洩れが発生したと判定するようになすこと
ができ、より具体的には、請求項４に記載しているよう
に、雰囲気ガス中の水蒸気濃度が２０％以上である状態
が１分以上継続したときに水洩れが発生したと判定する
ようになすことができる。
における水冷構造物の水洩れ検出方法の実施態様におい
ては、請求項３に記載しているように、雰囲気ガス中の
水蒸気濃度が所定値以上である状態が所定時間以上継続
したときに水洩れが発生したと判定するようになすこと
ができ、より具体的には、請求項４に記載しているよう
に、雰囲気ガス中の水蒸気濃度が２０％以上である状態
が１分以上継続したときに水洩れが発生したと判定する
ようになすことができる。
【００１０】
【実施例】図１ないし図３は本発明による金属溶解・精
錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法の一実施例を
示すものであって、金属溶解・精錬炉１が電気アーク炉
である場合を示している。
錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法の一実施例を
示すものであって、金属溶解・精錬炉１が電気アーク炉
である場合を示している。
【００１１】すなわち、この金属溶解・精錬炉（電気ア
ーク炉）１は、炉底部分が定形耐火れんが１Ｂおよび不
定形耐火れんが１Ｃにより形成されていると共に、炉壁
の大部分が水冷構造物である水冷パネル１Ｗおよび炉殻
１Ｓにより形成され、炉壁部分の水冷パネル１Ｗおよび
炉殻１Ｓにはバーナー２が貫通して設けてあり、炉内に
入れたスクラップ等の炉内装入物３を電極４でアーク加
熱すると共に必要に応じてバーナー２により火炎加熱す
る構造としたものである。
ーク炉）１は、炉底部分が定形耐火れんが１Ｂおよび不
定形耐火れんが１Ｃにより形成されていると共に、炉壁
の大部分が水冷構造物である水冷パネル１Ｗおよび炉殻
１Ｓにより形成され、炉壁部分の水冷パネル１Ｗおよび
炉殻１Ｓにはバーナー２が貫通して設けてあり、炉内に
入れたスクラップ等の炉内装入物３を電極４でアーク加
熱すると共に必要に応じてバーナー２により火炎加熱す
る構造としたものである。
【００１２】そして、バーナー２は、水冷パネル１Ｗお
よび炉殻１Ｓとの貫通部分に水冷スリーブ２Ｓをそなえ
ていると共に、水冷構造物１Ｗの近傍、すなわち水冷パ
ネル（１Ｗ）の下部でかつ定形耐火れんが１Ｂの上部に
は、水分検出センサー５をそなえているものとなってお
り、水分検出センサー５からの出力は演算器６によって
演算処理されるものとしている。
よび炉殻１Ｓとの貫通部分に水冷スリーブ２Ｓをそなえ
ていると共に、水冷構造物１Ｗの近傍、すなわち水冷パ
ネル（１Ｗ）の下部でかつ定形耐火れんが１Ｂの上部に
は、水分検出センサー５をそなえているものとなってお
り、水分検出センサー５からの出力は演算器６によって
演算処理されるものとしている。
【００１３】この水分検出センサー５は、図２に示すよ
うに、例えば、カルシア（ＣａＯ）安定化ジルコニア
（ＺｒＯ２）などのごとき酸素イオン伝導性固体電解質
５Ｓの両端に白金（Ｐｔ）などからなる電極Ｅ１，Ｅ２
をそなえていて電極Ｅ１，Ｅ２間にはセンサー用電源Ｅ
Ｓが接続してあると共に、ヒーター５Ｈをそなえていて
その両端にはヒーター用電源ＥＨが接続してある。
うに、例えば、カルシア（ＣａＯ）安定化ジルコニア
（ＺｒＯ２）などのごとき酸素イオン伝導性固体電解質
５Ｓの両端に白金（Ｐｔ）などからなる電極Ｅ１，Ｅ２
をそなえていて電極Ｅ１，Ｅ２間にはセンサー用電源Ｅ
Ｓが接続してあると共に、ヒーター５Ｈをそなえていて
その両端にはヒーター用電源ＥＨが接続してある。
【００１４】この水分検出センサー５は、酸素イオン伝
導性固体電解質５Ｓがヒーター用電源ＥＨおよびヒータ
ー５Ｈにより数百℃程度に加熱されると酸素イオン（Ｏ
２−）の伝導が可能となる。
導性固体電解質５Ｓがヒーター用電源ＥＨおよびヒータ
ー５Ｈにより数百℃程度に加熱されると酸素イオン（Ｏ
２−）の伝導が可能となる。
【００１５】そこで、センサー用電源ＥＳによる印加電
圧を上昇させていくと、図３に示すように、電流ｉが増
加しない雰囲気酸素濃度に比例した第１の限界電流ｉ１
が現われ、さらに印加電圧を上昇させていくと、水冷パ
ネル１Ｗからの水洩れによって雰囲気に水分が多く含ま
れるときに、水蒸気濃度に比例した第２の限界電流ｉ２
が現われる。
圧を上昇させていくと、図３に示すように、電流ｉが増
加しない雰囲気酸素濃度に比例した第１の限界電流ｉ１
が現われ、さらに印加電圧を上昇させていくと、水冷パ
ネル１Ｗからの水洩れによって雰囲気に水分が多く含ま
れるときに、水蒸気濃度に比例した第２の限界電流ｉ２
が現われる。
【００１６】これは、水冷パネル１Ｗから洩れた水（分
子）が電気分解されて酸素イオン（Ｏ２−）が生じるた
めであり、上記第１の限界電流ｉ１は雰囲気の酸素分圧
に比例し、第２の限界電流ｉ２は雰囲気の水蒸気分圧に
比例することから、これらの電流ｉ１，ｉ２を検出する
ことによって酸素濃度および水蒸気濃度の測定が可能と
なる。
子）が電気分解されて酸素イオン（Ｏ２−）が生じるた
めであり、上記第１の限界電流ｉ１は雰囲気の酸素分圧
に比例し、第２の限界電流ｉ２は雰囲気の水蒸気分圧に
比例することから、これらの電流ｉ１，ｉ２を検出する
ことによって酸素濃度および水蒸気濃度の測定が可能と
なる。
【００１７】そして、通常の操業時（水蒸気濃度は４％
前後）よりも水蒸気濃度が高まった（例えば、１０％以
上に上昇した）ことを水分検出センサー５および演算器
６により検知することによって、水冷パネル１Ｗからの
水洩れが発生したことを検出できることとなる。
前後）よりも水蒸気濃度が高まった（例えば、１０％以
上に上昇した）ことを水分検出センサー５および演算器
６により検知することによって、水冷パネル１Ｗからの
水洩れが発生したことを検出できることとなる。
【００１８】したがって、水冷パネル１Ｗへの冷却水の
供給量と水冷パネル１Ｗからの冷却水の排出量との差か
ら水洩れを検出する場合に比べて、極く少量の水洩れの
段階で早期に水洩れの発生を検出することが可能とな
る。
供給量と水冷パネル１Ｗからの冷却水の排出量との差か
ら水洩れを検出する場合に比べて、極く少量の水洩れの
段階で早期に水洩れの発生を検出することが可能とな
る。
【００１９】実施の一例によれば、平常時には水分検出
センサー５で測定した水分量が４％であったのに対し
て、何回かの操業を繰り返したある時点で水分量が１０
％となったので、水冷パネル１Ｗを調べたところ、微量
ながら水洩れを発生していることが確認されたので、水
冷パネル１Ｗへの冷却水供給バルブを閉じることによっ
て多量の水洩れを未然に阻止することが可能であった。
したがって、耐火物に水が浸透して体積膨張することに
より割れないしは破損が生じるのを防ぐことが可能であ
り、水冷パネル１Ｗの早期交換によって短時間のうちに
再び正常な操業を行うことが可能であった。
センサー５で測定した水分量が４％であったのに対し
て、何回かの操業を繰り返したある時点で水分量が１０
％となったので、水冷パネル１Ｗを調べたところ、微量
ながら水洩れを発生していることが確認されたので、水
冷パネル１Ｗへの冷却水供給バルブを閉じることによっ
て多量の水洩れを未然に阻止することが可能であった。
したがって、耐火物に水が浸透して体積膨張することに
より割れないしは破損が生じるのを防ぐことが可能であ
り、水冷パネル１Ｗの早期交換によって短時間のうちに
再び正常な操業を行うことが可能であった。
【００２０】なお、上記実施例では、水冷構造物として
炉体の側壁部を構成する水冷パネル１Ｗを例にとって示
したが、このような炉壁部分の水冷パネル１Ｗのごとき
水冷構造物のみに限定されないことはいうまでもない。
炉体の側壁部を構成する水冷パネル１Ｗを例にとって示
したが、このような炉壁部分の水冷パネル１Ｗのごとき
水冷構造物のみに限定されないことはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】本発明による金属溶解・精錬炉における
水冷構造物の水洩れ検出方法では、請求項１に記載して
いるように、炉壁や炉蓋などの炉の一部分に水冷構造物
をそなえた金属溶解・精錬炉において前記水冷構造物か
らの水洩れを検出するに際し、水冷構造物の近傍に水分
検出センサーを設け、雰囲気ガス中の水蒸気濃度を測定
することにより水冷構造物からの水洩れを検出するよう
にしたから、水冷構造物からの水洩れが極く少量である
初期の段階の時点で検出することが可能であり、耐火物
への悪影響を未然に阻止することが可能であるという著
大なる効果がもたらされる。
水冷構造物の水洩れ検出方法では、請求項１に記載して
いるように、炉壁や炉蓋などの炉の一部分に水冷構造物
をそなえた金属溶解・精錬炉において前記水冷構造物か
らの水洩れを検出するに際し、水冷構造物の近傍に水分
検出センサーを設け、雰囲気ガス中の水蒸気濃度を測定
することにより水冷構造物からの水洩れを検出するよう
にしたから、水冷構造物からの水洩れが極く少量である
初期の段階の時点で検出することが可能であり、耐火物
への悪影響を未然に阻止することが可能であるという著
大なる効果がもたらされる。
【００２２】そして、請求項２に記載しているように、
水分検出センサーは、水蒸気の分解により生じた酸素に
よって水蒸気濃度を測定する酸素イオン伝導性固体電解
質を用いたものであるようになすことによって、極く簡
素な構造の水分検出センサーを用いて水冷構造物からの
水洩れを早期に検出することが可能であるという著大な
る効果がもたらされる。
水分検出センサーは、水蒸気の分解により生じた酸素に
よって水蒸気濃度を測定する酸素イオン伝導性固体電解
質を用いたものであるようになすことによって、極く簡
素な構造の水分検出センサーを用いて水冷構造物からの
水洩れを早期に検出することが可能であるという著大な
る効果がもたらされる。
【００２３】また、請求項３に記載しているように、雰
囲気ガス中の水蒸気濃度が所定値以上である状態が所定
時間以上継続したときに水洩れが発生したと判定し、よ
り具体的には、請求項４に記載しているように、雰囲気
ガス中の水蒸気濃度が２０％以上である状態が１分以上
継続したときに水洩れが発生したと判定するようになす
ことによって、水冷構造物からの水洩れの検出をより一
層確実に行うことが可能であるという著大なる効果がも
たらされる。
囲気ガス中の水蒸気濃度が所定値以上である状態が所定
時間以上継続したときに水洩れが発生したと判定し、よ
り具体的には、請求項４に記載しているように、雰囲気
ガス中の水蒸気濃度が２０％以上である状態が１分以上
継続したときに水洩れが発生したと判定するようになす
ことによって、水冷構造物からの水洩れの検出をより一
層確実に行うことが可能であるという著大なる効果がも
たらされる。
【図１】本発明の一実施例を示す金属溶解・精錬炉の部
分説明図である。
分説明図である。
【図２】水分検出センサーの構造的原理を示す説明図で
ある。
ある。
【図３】水分検出センサーの特性的原理を示す説明図で
ある。
ある。
１ 金属溶解・精錬炉 １Ｂ 定形耐火れんが １Ｃ 不定形耐火れんが １Ｓ 炉殻 １Ｗ 水冷構造物（水冷パネル） ２ バーナー ２Ｓ 水冷スリーブ ３ 炉内装入物 ４ 電極 ５ 水分検出センサー ６ 演算器
Claims (4)
- 【請求項１】 炉壁や炉蓋などの炉の一部分に水冷構造
物をそなえた金属溶解・精錬炉において前記水冷構造物
からの水洩れを検出するに際し、水冷構造物の近傍に水
分検出センサーを設け、雰囲気ガス中の水蒸気濃度を測
定することにより水冷構造物からの水洩れを検出するこ
とを特徴とする金属溶解・精錬炉における水冷構造物の
水洩れ検出方法。 - 【請求項２】 水分検出センサーは、水蒸気の分解によ
り生じた酸素によって水蒸気濃度を測定する酸素イオン
伝導性固体電解質を用いたものであることを特徴とする
請求項１に記載の金属溶解・精錬炉における水冷構造物
の水洩れ検出方法。 - 【請求項３】 雰囲気ガス中の水蒸気濃度が所定値以上
である状態が所定時間以上継続したときに水洩れが発生
したと判定することを特徴とする請求項１または２に記
載の金属溶解・精錬炉における水冷構造物の水洩れ検出
方法。 - 【請求項４】 雰囲気ガス中の水蒸気濃度が２０％以上
である状態が１分以上継続したときに水洩れが発生した
と判定することを特徴とする請求項３に記載の金属溶解
・精錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9784698A JPH11294971A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 金属溶解・精錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9784698A JPH11294971A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 金属溶解・精錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294971A true JPH11294971A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14203103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9784698A Pending JPH11294971A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 金属溶解・精錬炉における水冷構造物の水洩れ検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11294971A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009008192A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Nichias Corp | 保温システム |
| CN103234344A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-07 | 成都高威节能科技有限公司 | 密闭矿热炉内漏水检测及处理的方法 |
| CN113991585A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-28 | 国网新疆电力有限公司建设分公司 | 输电电缆排管系统及其报警方法 |
| CN114317942A (zh) * | 2020-09-28 | 2022-04-12 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种热镀锌卧式炉炉内漏水判断及处理方法 |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP9784698A patent/JPH11294971A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009008192A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Nichias Corp | 保温システム |
| CN103234344A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-07 | 成都高威节能科技有限公司 | 密闭矿热炉内漏水检测及处理的方法 |
| CN103234344B (zh) * | 2013-04-28 | 2014-11-12 | 成都高威节能科技有限公司 | 密闭矿热炉内漏水检测及处理的方法 |
| CN114317942A (zh) * | 2020-09-28 | 2022-04-12 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种热镀锌卧式炉炉内漏水判断及处理方法 |
| CN114317942B (zh) * | 2020-09-28 | 2024-05-10 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种热镀锌卧式炉炉内漏水判断及处理方法 |
| CN113991585A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-28 | 国网新疆电力有限公司建设分公司 | 输电电缆排管系统及其报警方法 |
| CN113991585B (zh) * | 2021-11-11 | 2024-10-25 | 国网新疆电力有限公司建设分公司 | 输电电缆排管系统及其报警方法 |
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