JPS5827002A - 耐火物の厚み測定方法 - 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】 本発嘴は、耐大物の厚み測定方法に係り、′１ＩＩＫ１
高炉Ｏ鉄皮内側に貼りめぐら１れ九耐火レンガの厚みを
測定するＯＫ好適な、鉄皮内ｌＩｌに配設された耐大物
Ｏ厚みを測定する耐火物の厚み測定方法ＫＷｉする・ 透電、高ＰＯ内側（は耐火レンガが貼りめぐらされてお
砂、溶銑は、雷にこＯ耐大レンガに接触している・そ〇
丸め耐火レンガは操業中央しずつ損失してゆき、従って
、その厚みは次第に減少する。この厚み０１１移を操業
中に正しく測定することができれば、高炉の炉命を般確
に予潴すゐことができる。従って、耐火レンガ厚みの測
定は、高炉の盲動１に利用と−う観点から非常に重要な
もむである。

１１つて従来から、菖々Ｏ耐大しンβ厚み個定万ｔ＆が
提案されてシ〕、例えば、臀開昭４９−＄０９６１号に
示される如く、工業１’Ｍレン双厚みを炉外よ）非硬Ｉ
目的ＫＩＩ定する方決にかいて、可厘屑渡の正弦波ｍａ
力を被寓定レンガに印加し、そＯＳｍ応答と１１Ｉｍ力
とから機械インピーダンスを測定して、そのインピーダ
ンスのピーク値からレンガ厚みを測定する工業炉用レン
ガ厚み測定方決や、或いは、特開昭４９−１３３２０７
号に示畜れる如く；相互を絶縁し丸金属同軸線路も、シ
＜は金属平行線路を炉ａｌｌＯ厚さ方向１ｃＭＷＩする
こと、前記埋Ｉｎ路九対して立上シ峙間の早い階段波を
印加すること、前記階段波の反射波形における段部間の
水平持続４間をＩＩ定して埋設線路長を検出すること、
埋設線路長の炭化から炉Ｉｌ！Ｏ厚みを判定することよ
）なる炉１１０厚さ検出方決等が提案されている■しか
し１がら、′ｔＩＩｓｊ′にシいては、可聴周波の正弦
波加振力を被測定レンガに印加する必！’が参るだけで
なく、機械インピーダンスのピーク値を求める九めＫは
、前記正弦波加振力Ｏ周波数をＩＩσ【する必要が心り
、加振手段の構成が極めて複雑となる・又、機械インピ
ーダンスのピーク値からレンガ厚みを求める際に、複雑
な計算が必要となる等の欠点を有しえ、又、後者におい
ては、炉ｍｏｗ−ｘを検出する丸めには、予め測定場所
に金属同軸線路もしくは金属平行線路を埋段して置く必
要があり、従って、測定場所が高炉の火入れ前に金属同
軸線路等を埋め込んだ場所ＫＨ２足され、且つ、耐火レ
ンガ自体を傷つけることとなるため、任意に多くの埋め
込みをすることができないという欠点を有した。これは
、耐火レンガ中に熱電対を埋め“込むようにした場合に
おいても同様である。

−万、耐火レンガの厚みを測定する最も簡単な方法とし
て、高炉の鉄皮Ｏ８！面を、ハンマー等で直接機械的に
打撃し、この打撃によって生じた弾−性波が炉心側の耐
火レンガ表面で反射を起こし、再び鉄皮に戻って来る肱
の時間と、耐火レンガ中の弾性波の伝播速度の積ＯＴか
ら耐火レンガ厚みを測定することも考えられる。この方
法は、簡単な計器と手＠な準備で、時と場所に殆んど左
右されずに測定を行表うことがでキ、シかも、データの
処理方決が簡単で理解しやすい一〇であるが、従来は、
次のような理由で実眉化されていなかつ危・即ち、まず
第１Ｋ、鉄皮の表面を打撃したのでは、打撃Ｏ持つエネ
ルギーＯ殆んどが鉄皮の振動に＠換畜れてしまい、耐火
レンガ内の弾性波に炭換される１合が非常に低かったた
めである。即ち、耐大レンガ内Ｏ弾性波の振動よりも、
鉄皮自体のｍｖ振振動−は打撃後に残る鉄皮の強制振動
の方が大きいことが多く、従って、耐えし／ガ側から戻
つソｌ！−九弾性波を鉄皮上で検出することが非常に困
難であつ九。又、第２に、鉄皮とその内側の耐大レンガ
０＠を埋めている不定彫耐火物で娶るモルタル等のスタ
ンプ材が、操業中に鉄皮と剥離し九夛、ず抄落ちること
が多々あった丸めで番る。このような場合には鉄皮上耐
火レンガ間に生じる空瞭Ｏため、耐大レンガ内ＫｇＩ性
波を伝えることが殆んど不可ｔｌＮｃなる。更に、［３
に、測定者がパノ！−で鉄皮を打撃する場合、打撃の強
度や方向を常に一定に保っことが不可能て番ったためで
６る・即ち、たとえ目的とする反射波が加速度センナ等
のセンナＫＩ［ｍされて−ても、その反射波Ｏ波形が一
定でないため、測定者が、複雑な振動波形の中から、そ
の反射波を誤りなく見つけだすことが困難、で娶った。

本発明は、前記−来の欠点上解消するべくなされ九もの
で、打撃によ）、効率的に、且つ安定して耐火物内に弾
性波を発生させることができ、従懲７するのに要した時
間から耐火物の厚みを簡単Ｋｆｌｉ定することがで春る
耐大物の厚み測定方法を提供することを目的とする〇 又、他の目的は耐火物Ｏ内ｌＩＫ付着した付着物（ア／
ずツツンの検出を行うことＫめる。

本発明は、鉄皮内ＩＩＫ配設された耐火物の厚みを測定
すゐ耐火物の厚み測定方決Ｋｉ？いて、前記鉄皮ｏ−ｇ
ｉｃＩＩ！孔を形成し、該開孔を挿通させるととによっ
て先端を耐火物（直接当接゛させた金属棒０＠＠に打撃
力ｔ、ｍえて、耐火物中に弾性波を発生さす、該弾性波
が前記耐火物を往復するのに要し九時画から、耐大物の
厚みを測定するようＫして、前記目的を達成したもので
ある・又、前記金属棒の先端を、耐火物と鉄皮間に充填
され良スタンプ材の表ＷＩＫ当Ｍ！きせるようにし丸も
ので番る・ 或いは、高炉内ｌ！Ｏ一部処鋳部製鋳鉄製−プが使用畜
れている場合に、前記金属様の先端を、ステーブ０ＩＩ
ＪＫ当讐畜せるようにして、ステープＯ摩耗、溶損又は
ステープへの耐着Ｉ４８（ア／ザツツ＞ＯＸ無中七の厚
みを知ることがで暑るようにしたもＯで６る〇 以下ｇ習を参照して、本発明の実施例をＩｉｉａｌＫｍ
明す為。

本実ＷＲＯ第１実施例は、第１図に示す如く、厚みを測
定ナベ暑耐火レンガ１００近くの鉄皮１２に、直径１０
ｍ１１程の微小廁孔１４をあけることＫより、耐火レン
ｆ１０と鉄皮１２ｒＮＫ充填され次、毫ルタル等のスタ
ンプ材１６の一部を露出せしめ、しかる後、菖記黴小躍
孔１４を通して鉄棒等の金属棒１１Ｃ）先端を前記スタ
ンプ材１６の表面に押し当て、そＯ状１１において金属
棒１８の後端を、ハフ　Ｙ−２０等を用い七機械的に打
撃することによって、耐火レンガ１０内に弾性波を発生
させるようにし九−のである、こＯよ５にして発生畜れ
た弾性波は、例えば、黴小阿孔１４０近くの鉄皮表１Ｉ
ｉｌに配設置れた、加速度ピックアップ２２により、打
撃後の鉄皮１２の振動を検知することによって検出され
ゐ０検出された信号は、信号増幅器２４で増幅された後
、静止波形を得るために、−一部にデジタルメモリ２６
に記憶される０これをオクロスコープ２８によって再生
式せると、第２図のような静止波形が得られる。即ち、
静止波形は２つの大暑な波詳鳳、ｂよりなり、時間的に
早く到達した波群誰は、第１ｖ：ｉに矢印人で示す如く
、打撃後スタンプ材１６より直ちに鉄皮１２に伝わつ九
弾性波に対応し、遅い波詳すは、同じく第１図に矢印Ｂ
で示す如く、打撃後耐火レンガｌＯを往復した後、スタ
ンプ材１６及び鉄皮１２を経て加速度ピックアップ２２
に伝わった弾性波に対応していゐ、従って、耐火レンガ
１０中を伝わる弾性波の伝播速度を求めておけば、波群
１、ｂの到達時間の差の杏と伝播速度の積が求め湊耐火
し／ガ厚みＪとなる・ なお夷＠０儒号処理に際しては、１回の打撃による振動
波形では十分な８ＮＪｔ、が得られない場合があるので
、このような場合には、数回の打撃を行ない、そｏｓｏ
ｔｓ動波形を重ね合わせることによって、８Ｎ比ｔ−改
譬す為ことかで龜る・本Ｍｌ！０＊理を確１するべく、
発明者らが実験し九結果を、露ｓＩｌ乃璽第り図を参照
して説明する・こＯ実験ＫＴｈいては、厚”１４０ｍｍ
、直１１１１０ａｏ＃ＩＥ３０と、厚ｉｅｏｗ、直径１
１０ｍ１のカーメンレンガ３２と、厚１７５０ｆｉ％１
［径１１０Ｉｌｌ□カーメンレンガｓ４とを用意し、′
これらを第Ｓ図のように積層して、それぞれ鉄皮、スタ
ンプ材、耐火レンズと見做して炉ｌＩのモデルとした・
更に１鉄板３０は、中心に直径１０１１１１８０穴をあ
け、そＯ大に、直！８１１１％長ｉｒｉｓｏｓｍｏ鉄俸
３６を差込ミ、該鉄棒８６０＠端ｔハ；／−ｆ−２０で
叩き、鉄板３０上及びカーＭｙレンガ３４０１１ａ面上
に取付けた加速度ビッタアップ２２．３８て振動波形を
記録し九ところ、その波形は５１４図に示す如くとなつ
九・第４ＷＡにおいて、（Ａが鉄板３０側のピックアッ
プ２２０運動波形でＴｏり、＠がカーボンレンガｓ４ｏ
４ｍｌｉｏ１１Ｉ遮度ピ１／７’ｌ”：１８１４０緩動
波形で心る・又、従来法Ｏように、鉄板３゜Ｏ表ｉＩｉ
をｔ接、ハフマー２１で叩い九場合の波形記録を、参考
として第５図に示す。図から明らかな如く、露４ＦＩｉ
において、鉄板側加速度ピックアップ２２０１１Ａ動記
＃Ｉ囚（は、２つの大暑な波群履、ｂｏ到着が見られる
。最初の波評ａが、スタンプ材を模し九カーボンレンガ
３２及び鉄皮を模した鉄板３０を直接伝わって来た波で
らり、次の波群ｂｆｉｓ耐火レンガを模したカーボンレ
ンガ３４を往復して来た波であると考えられる・即ち、
波詳　。

息、ｂの到着時間差（ｔｓ　　ｔｘ）（実験では６４０
μ５ｅｃ）と、カーボンレンガ全長（ＩＧ＋７５０＝８
４０髄）から求められる波の伝播速度Ｌ　＠　ｌａｉ／
、は、カーボンレンガ中の伝播速度として極めて妥当な
もＯでめる・又、ｊ［４ＷＡ（ハ）に８嘔れる波群Ｃの
立ち上シ時Ｎｔｓは、明らかに弾性波がカーボンレンガ
３４の端面に到達し九時点を示すもＯであり、波詳ａ、
ｂ％Ｃの関係を見ると、波詳ａ　−ｅの立上ＤＮｍｔｘ
　　ｌｘ漬２倍Ｏとこるに波群ｂｏ立上抄時ｊ！ｌｔａ
：＃位置している・従って、波群すはカーボンレンズ全
長０２倍Ｏ１！−を伝播し九ものでめることがわが為、
即ち、本発明法によれば、カーボンレンガＳ面からＯＩ
Ｌ射波は、第４図囚の波詳ｂＫ示１れるように大暑（な
り、検出が非常に容易である０一方、従来法では、第５
図に示すように、鉄板の振動が非常に大暑（なゐため、
カーボンレンガ端面からの反射波は検出不可能であるこ
とがわかる・ なお前記ｊ１１１実施１１１においては、加速度ピック
アップ２２が微小間孔１４０１ｉ＜近傍に配設され、打
撃点におけ為耐火レンガ１００１Ｅみを検出するように
畜れてい九が、第６Ｗｉに余す第２実施例の如く、鉄皮
１２の複数個所、例えば４１１所に加速度ピックアップ
２２ａ〜２！ｄ−を配設し、第７［に示すような、各加
速度ピックアップ２２１〜２２ｄｔ）ｆｉ力から、打撃
点近傍における耐火レンガｌＯの平均的厚みを検出する
ことも可能である・前記実施例においては、いずれも、
金属棒ｏ９ｂ’端をスタンプ材の表面に当接させるよう
にしてい丸が、スタンプ材と耐火レンガが剥離してい九
夛１スタンプ材の充填度が十分でないことが判明したせ
ること４ｈ＃論可能である。

又、前記実施例においては、加速度ピックアップが鉄皮
の表面上に配設畜れてい九が、鉄皮表面上に配設した加
速度ピックアップで十分な８Ｎ比をもった信号を得るこ
とかで１１次い場合には、開孔の面積を大きくシ、スタ
ンプ材の表面或いは耐火レンガの表［ｔＣＳ直接加速度
ピックアップを配設することも勿論可能であゐ・ 更に、−前記実施例にきいては、いずれも、耐火レンガ
の厚みが測定されていたが、操業中耐火レンガの内部Ｋ
ｌ！Ｊ繁に発生し、耐火レンガの強−を翳め、ひいては
高炉寿命を短縮させる一因となる、耐火レンガ内Ｏ亀Ｓ
Ｏ検出にも本発明は有効でめる０この場合、１回の測定
のみでは、得られた反射波が亀裂面でＯ反射によるもの
か炉心側耐火レンガ表間でＯ戻射によるものであるかの
区別が不可能であるが、定期的に同一場所で測定を行な
い、それらの測定データを北壁するととによって、亀１
１１Ｈによみ反射と耐火レンガ表面による反射を籾屑す
ることが可能となる。即ち、耐火レンガ表両からＯＪ［
射で参れば、大入れ時の耐火レンガ厚みＷ当Ｏ反射位置
から出発して、耐火レンガ厚みの減少に停って、順次！
４１％Ｚ％方に連続的に移行するのに青し、耐大し／ガ
内に突発的に生じた亀偶からＯ反射で参ればぜそれより
１［い位置に愈に新しい反射波が真われるからである。

又、阿ＩＩＫして、耐大レンガの亀裂だけでなく、耐火
レンズの炉心側表面に付着する付着物（アノザック）の
検出を行なうことも可能である。

又、本実ａａ、主虻、高炉耐火レンガを対象とした％Ｏ
であるが、耐大レンガ等の耐火ＩＩｌを必要とする他の
設備、例えば、混銑車、転炉、取鍋等の耐大物の厚み測
定ｔｃ　４　ｓ　＊様に適眉できることは廚らかでｓＩ
Ｊ＃。

以上ＩＢ！廚し九遭）、本発明によれば、鉄皮ＯＩ！動
を殆んど皆無にでき、耐大物中に伝達されゐ弾性波Ｏエ
ネルギーを増大することがで暑る・従って、鉄皮Ｏ上か
らでも耐火物内からの弾性波をはるかに＠ｌｔＫ検出す
ることができる・又、耐火物に一定の方向で押当てた金
属棒の一端を叩くことにｔゐので、打撃が非常に再真性
の良いものＫなシ、従って、打撃する人、場所、時が蛮
わりても、発生する弾性波の波形がほぼ一定となる。こ
れＫよシ、中心側耐大物１２面からの反射波も殆んど一
定の波形となり、観ｍ者は、その波形を一度記憶すると
、実際ＯＩＩ定に際し、非常に有利に、誤りなく、反射
波の波形を見つけることができるようになる。又、操業
中に鉄皮と耐火物ＲＫＩＩｌ’ｌ［が生じていても、そ
れに関係なく測定が可能となる・更に、耐火物中に導線
中熱電対を埋め込む場合のよ５に、測定の場所と＃が限
定されることがなく１しかも、耐火物の耐火゛性能を損
なうこともない等の優れ九効果を有する・

【図面の簡単な説明】

１１１図は、本実＠に係る耐火物の厚み測定方法の第１
実施何が実施されている状況を示す、高炉の縦断面〆を
示す断ｍｖｘ、ｗｘｗｔは、前記第１実施ＮＫシけるオ
シロスコープの波形の−＃ｌを示す線図、第３図は、禾
発ｒｏａｍを確認するために行表つ九実験装置を示す正
画−１第４図社、前記実験装置によ〉得られ九、本発明
による場合の振動波形を示す線図、第ｓＷｉ社、同じ〈
従来法による場合の振動波形を示すＳ図、第６図は、本
発明に係る耐火物の厚み測定方法の第２実施例が実施ツ
クアップの出力波形の一例を示す線図である。 １０−一耐火レンガ、１２・−鉄皮、 １４−微小開孔、１６−スタンプ材、 ２Ｇ−−ハ／−Ｖ−１ ２２，２２ａ〜２２ｄ・−加速度ビックアップ、２４−
・信号増幅器、２４１−デジタルメモリ、２８−・オシ
ロスコープ。 代理人　　高　矢　　　論 （はか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 俣）　鉄皮内側に配設畜れた耐火物Ｏ厚みを測定よって
   先端を耐大物に鷹ＩＩ当ＩＩ盲せ九金属俸Ｏ後ｓＫ打撃
   力を加えて、耐火物中和弾性波を°発生畜せ、該弾性波
   が前記耐火物會在復するＯＫ要した＃同から、耐ｌＩＣ
   倫Ｏ厚拳會測定するよ２うにし九ことを曹黴とする耐大
   物の厚み測定方法・（２）薗記金属欅Ｏ先耀を、耐火物
   と鉄皮ｌｉＫ充嘱され友スタンプ材０１！ＩｉＫ！ＩＩ
   ！させるようＫした脣許曽求０１１１１ｇ１項に記載の
   耐大物Ｏ＊４測定方決・ （１）　　薗記金属欅Ｏ先端を、ステープＯ１Ｉ画に当
   １１ｉｌせみようにし丸譬許替求０１１１１ｔ１項に記
   載Ｏ耐火−の厚拳測定方決・