JPS5850290B2 - 還元溶解炉内装入物の電気抵抗測定用ゾンデ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高炉、シャフト炉などのように炉頂部よりコ
ークス、焼結鉱、ペレットおよび塊鉱石（以下鉱石類と
称する）を層状に装入している炉で、コークスと鉱石類
推積層の電気抵抗の差を利用することによって、装入物
の堆積層厚を測定する場合の検出ゾンデの構造に関する
ものである。

高炉およびシャフト炉などの還元溶解炉では、ベル型も
しくは旋回シュート型の炉頂装入装置によって所定量づ
つ非連続で、しかもコークスと鉱石類を交互に装入して
いる。

第１図に本発明に係る高炉の炉頂部の要部断面を示す。

この場合、ベル１を使用した炉頂装入装置では、ムーバ
ブルアーマ−２の位置により、また図示しないが同様に
用いられる旋回シュート型装入装置では、シュートの傾
斜角の違いにより装入物分布形状が変化する。

このことは同時に、炉径方向における装入物堆積層厚も
大きく変化する。

この結果、炉下部の羽目から送風して生じる炉内ガスの
流れに大きな影響を与える。

すなわち、通気抵抗の大きい鉱石層の層厚が厚い部分で
はガス流れが少なく、反対に薄い部分にはガス流れが多
くなる。

このガス流れが著しく偏流した場合には、棚吊り、スリ
ップ、さらにはガス吹抜けなどのトラブルを生じ、炉の
正常な操業が維持できなくなる。

したがって、安定した操業状態を維持するには、常に望
ましいガス流れ分布となるよう装入物の層厚を調整する
必要がある。

層厚を調整する方法として、ベル型装入装置ではムーバ
ブルアーマ−２の位置を変更し、また旋回シュート型装
入装置ではシュートの傾斜角を変える手段があるが、い
ずれにしても適切な層厚調整を行うためには、堆積層厚
を確実に測定しなければならない。

堆積層厚を測定する方法として、炉内の装入物の電気抵
抗の差を利用したものが知られており、この方法は一対
の電極を有する２個のゾンデ７゜７′を高さｈだけ異に
して炉壁から炉内へ挿入固定し、炉内を降下するコーク
スと鉱石類の判別を行うと共にコークス層と鉱石層がそ
れぞれ継続して検出されている時間を測定し、更にコー
クス層と鉱石類層の境界面が上方のゾンデ７で検知した
後同じ境界面が下方のゾンデγで検出するまでの時間を
測定する一部とにより、ゾンデ７と７′間距離を表わす
前記高さｈを前記同じ境界面が２個のゾンデで検出され
る時間差で除して装入物の降下速度を求め、この降下速
度と前記各層が継続して検出されている時間との積から
各層の層厚を求めるものである。

従って、装入物の電気抵抗をいかに精度よくかつ継続し
て測定するかということが炉内装入物の層厚を測定する
重要なポイントとなっている。

第１図において、３は検尺計、４は炉壁を示す。

このゾンデとしては、従来は第２図ａ ＝ｄに示す構造
のものが用いられていた。

第２図ａ、ｂは装入物粒径が３０朋以下の比較的細粒の
多い場合に使用され、第２図ｃ、ｄは粒径３０□□□以
上の粗粒の多い場合によく使用されるゾンデの例を示す
ものでａ、ｃは径方向断面図、ｂ、ｄは長さ方向断面図
である。

第２図ａ−ｄに示す従来のゾンデは一対の電極１０．１
１を絶縁物質１２により電気的に絶縁して同心状に構成
し中心の電極１１を円筒状の電極１０よりは炉内側へ水
平方向に長く突出させる如く構成しており、例えば一対
の電極間距離が４０ｍｍでコークス堆積層の電気抵抗ば
１〜３Ωの場合、鉱石類では１０００〜１００００Ωと
大きな差異があることを利用したものである。

しかるに、第２図ａｘｄに示す従来のゾンデによる測定
では、炉内装入物の電気抵抗測定値が、経時的に大きく
変化し、ある期間以上経過するとほとんど抵抗測定がで
きなくなる欠点をもって０）る。

この例を第３図ａ、ｂ、ｃに示す。すなわち、ゾンデ設
置２日後では、コークス層１〜３Ω、鉱石類層８００〜
１０００Ωを示しているが、２０日後では鉱石類層が８
０〜１１０Ωまで低下し、５０日後では、１００前後と
なり、コークス層か、鉱石類層かの判定ができず装入物
層厚を求めることが不可能となる。

この原因は、炉内に挿入されたゾンデの電極１０．１１
間の絶縁物質１２が、炉内ガス温度が高いことによる熱
ショック、または装入物の降下による衝撃、および摩耗
作用によって破損、脱落し、電極１０．１１間に炉内ガ
ス中に含まれる微粉カーボンや、装入物中の小粒径のコ
ークスが入り込み、絶縁不良を起し、電気抵抗がコーク
スと同程度まで低下することによるものである。

ゾンデに使用する絶縁物質１２は、使用条件が、高温の
還元ガス中であるため、使用材料が非常に限定され、従
来は鉱石とはゾ同程度の電気抵抗をもつ耐熱レンガを使
用して０）るため、炉内への装入物装入時の衝撃や装入
物降下による摩耗作用により短期間で前述のような破損
、脱落を起している。

本発明は、これらの問題を解決し、長期間にわたって安
定して装入物の電気抵抗を測定できるようにしたもので
ある。

第４図に本発明の層厚検知用ゾンデの構造例を示す。

第４図に示すものは、電極１０．１１の少なくとも一方
１０を耐熱性がよく、シかも耐摩耗性のある材料例えば
ステンレス鋼により作り、この電極１０は、絶縁物質１
２のゾンデ生端部下側の一部を残して該絶縁物質１２が
炉内を降下する装入物に直接接触しないように端面を含
め全体的に覆うように形威し、他方の中心電極１１は外
側電極１０の先端付近下側から下向きに炉内に突き出し
、更にその先端部分を屈曲させて電極１０の先端面と同
一面まで延長したものである。

第４図のａは側断面図を、ｂは正面図を、またＣは第４
図ａのＡ−Ａで示される先端部の底面図をそれぞれ示す
。

第４図に示す電極１０と１１の炉内側間隔ｄは層厚を測
定し、ようとする装入物の最大粒径と同程度に設計する
ことが肝要である。

これは間隔ｄが装入物粒径よりも小さい場合、電極１０
．１１間を装入物が通過しないため装入物と装入物層が
入り込み沈積して絶縁不良を起すことと、ゾンデ自体が
装入物の降下を妨げることによって生ずる空洞内に電極
１１が入ってしまい装入物の電気抵抗が測定できなくな
ることがあるためである。

なお、前記空洞内にとどまらない間隔であるかぎりその
間隔をあまり大きくとる必要はない。

この間隔を大きくとり過ぎると鉱石類とコークス層との
境界層検知時間に誤差が生じることとなるからである。

本発明は以上のような構成であるから、装入物により損
傷を受けることが少なく、長期にわたり安定した計測を
行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉の炉頂部の要部断面図、第２図ａ〜ｄは従
来の層厚検知用ゾンデの構造例を示す図です、ｄは長さ
方向断面図、ａ、Ｃは径方向断面図、第３図ａ、ｂ、ｃ
は従来の検知用ゾンデを使用した場合の電気抵抗測定値
の経時変化を示す説明図、第４図は本発明の実施例を示
す図であり、ａは縦断面図、ｂは正面図、Ｃはａ図Ａ−
Ａで示される先端部分の底面図である。 １・・・・・・ベル、２・・・・・・ムーバブルアーマ
−１３・・・・・・検尺針、４・・・・・・炉壁、５・
・・・・・コークス層、６・・・・・・鉱石顔面、７お
よび７′・・・・・・ゾンデ、１０および１１・・・・
・・電極、１２・・・・・・絶縁物質。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 還元溶解炉の側壁から炉内へ挿入した後固定し炉内
   を降下する装入物の電気抵抗を測定することによりコー
   クスと鉱石類を判別するゾンデにおいて、先端下部に切
   欠部を有し残りは先端面を含めて全体を覆うように構成
   した筒状の電極１０と、この電極１０の中に絶縁物１２
   により電気的に絶縁して同心的に配置した他の電極１１
   とからなり、電極１１の先端を前記切欠部から炉内へ突
   出せしめかつこの突出せしめた電極１１を前方に屈曲さ
   せると共に電極１０との間隔ｄを装入物の最大粒径と同
   程度にしたことを特徴とする還元溶解炉内装入物の電気
   抵抗測定用ゾンデ。