JPS6080701A - 液状物質表面の浮遊物層厚さ測定プロ−ブ - 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】 本発明は炉内の溶融金属の表面に浮Ｍ−４る溶融スラグ
層、又は、ピッチを含むガス体のピッチ除去の為の洗浄
槽にＪ３けるアンモニア洗浄液上に浮遊するビッヂ混合
体層、等の液状物質表面の浮遊物層厚さ測定プローブに
関Ｊ゛るものである。

従来、転炉等の精錬炉内の溶融金属レベル測定用プロー
ブとしては、溶融金属表面に浮遊づる溶融スラグ乃至溶
融金属が共に導電性物質であることを利用して、開回路
電極構成とした一対の検出用電極を先端部に備えたプロ
ーブを外部測定ｎｌ器と電気的に接続し、自動挿入装置
（例えば転炉サブランス装置等）にｆｉ着し、挿入装置
の降下と同期させることにより、電極間にスラグ又は溶
融金属が介在し、導通状態となり電気信号を発するタイ
ミングから、炉内溶融金属レベルをＩｔ定づるものが知
られている。

しかしながら、この方法は、溶融スラグ、溶融金属のい
ずれも導電性物質であることから、真の溶融金属のレベ
ルの検出が出来ないという欠点があった。

まＩこ、溶融金属表面に浮遊づる溶融スラグ層の真の厚
みが測定出来ないことから、精練に必要な副原料の適切
な量を判定りるために必要な、スラグ量に関づるデータ
が得られないという問題があつｌ〔。

その他、ガス処理技術分野において、ピッチを含むガス
体の洗浄処理後のピッチ廃棄が必要な場合、廃棄リーベ
きピッチ量の判定をりるためのアンモニア溶液とぞの上
に浮遊づるピッチとの界面部分の判定をな寸手段として
の適当な測定ブローブはなかった。

本発明は従来のプローブの様に挿入装置の挿入（降下）
速度と同期さける必要がなく、プローブ自体がメジ１？
−となり、スラグ等の浮遊物の厚さを正確に測定出来る
スラグ等の浮遊物層厚さ測定プローブの提供を目的と１
−る。

以下本発明のスラグ等の浮遊物層厚さ測定プローブ（以
下本発明のプローブという）を転炉等の精錬炉内の溶融
スラグの厚さ測定を１例として、図面に示す実施例に従
い説明覆る。

第１図は本発明のプローブを示し、該プローブ（３）は
紙管等の筒体（５ａ）　（５ｂ）　（５ｃ）からなる本
体（５）を有する。

本体（５）下部外周面には上下方向一定間隔で設けられ
側方に突出する独立した複数の電極対群（実施例では、
３０〜１００１Ｉの間隔を聞（〕で、５００〜１１００
０ＩＩ１の範囲に電極対群（２１）　（２２）　−・・
・・、　（３２）（３３）を配列したものを示す）が設
けられる。

電極対の数は必要に応じ増減出来るが、寸くなくとも想
定されうるスラグの厚さ以上の範囲をカバーシ１５ノる
ものでなりればなら４ｊい。

この範囲内で電極対の数を増づことにより、スラグ層の
抵抗特性をＪ、り細く把握づることが可能となる。

実施の一例とし−Ｃ，第１図に承り電極対ｎＹ（２１）
り２２）・・・・・・の各々はリング状のｍｔ４万イシ
（３Ｉ）に支持され、該電極ガイシ（３７）ｔよ筒１本
（５Ｃ）外周に装着されている。

この様にガイシを使用づる独立した電極対れＹの構成方
法のばかに、複数の電極対群を一定間隔Ｃ配回して各々
独立しｌｃ状態で耐熱性・絶縁性良好な耐火物質にＪ、
って一体内に成型づるプｊ法を採用りることも可能であ
る。

筒［（５Ｃ）はＦ方からスリット（６）が設（）られ、
該スリット（６）にＪ３い−Ｃ電４ｉｉ対群（２１）（
２２）・・・・・・から筒体（５ｃ）内にリード線（３
９）が導かれる。

一方固体（５Ｃ）’Ｆ端にはスイング−（１９）が装着
され、該スイッチ（１９）は前記電極対群（２１）（２
２）・・・と同様リード線（３９）により信号処理装置
（９）に導かれる。

又筒体（５Ｃ）下端には先端ガイシ（３４）が固定され
、該先端ガイシ（３４）には下端面に突出し上下動によ
りスイッチ（１９）を押込み可能なブツシュロッド（３
５）が装着される。

次に信号処理装置（９）は上方にコネクター（１１）が
突出し、該コネクター（１１）は第３図に示す様にサブ
ランス等プローブ挿入装置（１）のホルダー（２）のコ
ネクタを介し外部信号処理手段（図示せず）に電気的接
続するためのものである（なお、信号処理装置（９）部
分は繰返し使用が可能である）。

第２図は信号処理装置（９）の電気回路のブロック図を
示し、該信号処理袋Ｎ（９）は電極対群（２１）　（２
２）・・・・・・が接続されたアナログマルチプレクサ
−（１６）を有する。

該アナログマルチプレクサ−（１６）には更に１−ツブ
シグナル発生回路（１１）及びボトムシグナル発生回路
（１８）が接続される。

トップシグナル発生回路（１１）及びボトムシグナル発
生回路（１８）は所定の基準用ツノを発生さけて電極対
群（２１）　（２２）・・・・・・の周期的測定の区切
りを明確にづる目的で使用されるが、この様な区切りが
不要な場合は、これらを除いてもよい。

アナログマルチプレクサ−（１６）はシフトレジスター
（１５）からの信号によりトップシグナル発生回路（１
７）、電極対群（２１）　（２２）・・・・・・及びボ
トムシグナル発生回路（１８）を一定シークンスに従い
アイソレーションアンプ（１２）の入力端子に接続４る
ーｂのである。

シフトレジスター（１５）は周期的パルス発生回路であ
るクロックパルＩＪ−（１４）からのパルス信号にＪζ
り駆動される。

又クロックパルザ−（１４）は前記スイング（１９）に
接続されて該スイッチ（１９）からの信号によりパルス
発生を開始する。

次にアイソレーションアンプ（１２）であるが、これは
雑音遮断のため人出１３間を電気的に絶縁したちのく例
えば光学的に入出力を接続する回路を有するもの）でそ
の出力端子はコネクター（１１）に接続される。

該アイソレーションアンプ（１２）でのアナログマルチ
ブレクザー（１６）からの入力信号の信号処理方法とし
て例えば次の方法が考えられる：Ａ、電極対群（２１）
　（２２）・・・・・・の各々の信号を−そのままコネ
クター（１１）に出力Ｊる。

Ｂ、電極対群（２１）　（２２）・・・・・・の出力値
が一定範囲内のもの（これはスラグ等の浮遊物の層に浸
漬されているもの）の数をＷｉ算してその値を出力する
。

以上のアイソレーションアンプ（１２）、り［１ツクパ
ルサー（１４）　、シフトレジスター（１５）及びアナ
ログマルチブレク勺−（１６）は電池（１３）を電源と
する。

以上の実施例に示した本発明のプローブの使用方法及び
作用を次に説明する。

すなわも第３図に示？１′様にプローブ（３）はプロー
ブ挿入装Ｎ（１）のホルダー（２）にＳ！ｉｉ着される
。

これによりプローブ（３）のコネクター（１１〉はホル
ダー（２）に電気的に接続される。

この状態でプローブ（３）は炉内に挿入されるが、炉内
の溶融金属８表面にはスラグ八層があるためプローブ（
３）下端はまずスラグ八層表面に接触する。

これによりプローブ（３）上端のブツシュロッド（３５
）押し上げられてスイッチ（１９）が閉じられる。

これによりクロツクバルリー（１４）は作動を開始して
シフトレジスター（１５）にパルス信号を供給りる。

これによりシフトレジスター（１５）はアナログマルチ
プレク勺−（１６）を駆＃Ｊさゼ該アノ−ｌ」グマルヂ
プレクリー（１６）においてトップジグノール発生回路
（１７）、電ｔ４１対群（２１）　（２２）・・・・・
・及びボトムシグナル発生回路〈１８）はアイソレーシ
ョンアンプ（１２）に順次接続される。

この電極対群（２１）　（２２）・・・・・・の電気抵
抗値等の入力信号はアイソレーションアンプ（１２）で
増幅及び適宜信号処理されコネクター（１１）を介して
外部測定装置（図示せず）に出力される。

ここで電極対群（２１）　（２２）・・・・・・の各々
の測定抵抗値はその電極対群（２１）　（２２＞・・・
・・・の位置でのスラグＡ１溶融金属８等を流れる電流
値によって決定される。

従ってスラグＡは通常溶融金ｊｌＢより電気抵抗値が人
であるため、第３図の挿入状態では電極λ・１群（２１
）　（２２）・・・・・・の電気抵抗値は第４図の状態
になると考えられる。

すなわち溶融金属Ｂ中に位置する電極対（３２）（３３
）等の電気抵抗値は低く、空気中に位置する電極対（２
１）　（２２）等の電気抵抗値は高い。

一方スラグＡ層中に位置する電極対は溶融金属Ｂよりは
電気抵抗値が高いがその値は一定でなく、何故ならスラ
ブ六層の下部は溶融金属Ｂど混合状態にあると考えられ
るので下方に従って電気抵抗値が低くなると考えられる
からである。

電極対からのパルスが、例えばＪ（２１）、（２２）・
・・・・・とシーケンシャルに走査されてゆく結果、夫
々の電極材における電気抵抗値は空気中の高い値からス
ラグ六層乃至溶融金属Ｂ中の低い餡へと徐々に変化Ｊる
ことになる。

第４図は上記シーケンスで送られるパルス信号に対応し
た抵抗変化曲線の想定図（縦軸は抵抗値が下りに増大り
−る）を示Ｊもので、空気中に描出づる部分について設
定された抵抗レベルが最大であり、スラグ八層に入るに
つれ゛（抵抗が徐々に減少し、やがて、スラグ八層と溶
融金属Ｂとの界面部分を経て溶融金属Ｂの同右抵抗値に
なる状態を示しく“いる。

この様にトップシグナルとボ１−ムシグツ“ルとで区画
された一連の信号を連続的に記録りるＣとにＪ：す、プ
ローブがスラグ八層に到達し、通過し、スラブＡＨと溶
融金属Ｂとの界面の識別がでさるところまで移動りる様
子がはっきりと判別できる。

従ってスラグ八層厚さは電気抵抗値が所定の最大及び最
小値の範囲一［にある電極対の数をカウントしそれに電
極対の間隔を掛けて８１算りればまることになる。

又パルス出力に一定バイアスを与えて測定間始前の断線
状況等のチェックを可能にしてもよい。

又空気中に露出する電極対のパルス出ノＪが雰囲気によ
ってばらつくことを防止するため予め全ての電極対に空
気の抵抗よりやや低い抵抗（例えば１ＭΩ）を接続して
おいてもよい。

本発明のプローブは以上に示した実施例以外に次の構成
にしてもよい。

すなわちアイソレーションアンプ（１２）は雑音遮断の
ためであり通常のアンプでもよい。

更にｉ〜ツブシグナル発生回路（１１）及びボトムシグ
ナル発生回路（１８）は付随的である。

更にスイッチ（１９）はプローブ（３）がスラグＡ層表
面に到達した時点から測定開始させるＩＣめであり、従
ってスイッチ（１９）を省略してより前の段階から測定
開始させても差支えない。

又電極対群（２１）　（２２）・・・・・・については
第５図に示１［ｉに電極ガイシ（３７）から突出しない
様にしてもよい。

プローブの降下時、または浸漬時に、スラグが電極対に
付着する恐れのある場合は、電極対群の外周部分を紙管
その他の可燃性ｌ料の外装材でカバーしてもよい。

この場合にａメいては、」二記のパルス信号波形とは異
なり、外装材の焼失後ただちにスラグへ層の厚さを示す
ものが得られることになる。

以上精錬炉内の溶融スラグと溶融金属を例に液状物質表
面の浮遊物層の厚さ測定の説明をしてきたが、このほか
前述の様なガス処理技術分野にＪり（）る、ビッヂとア
ンモニア溶液の界面の識別、−ぞの他これと同様な物質
についＣの界面識別を目的とＪる、液状物質表面の浮遊
物層の庁さの測定が極めて容易に行なえる。

本発明のプロー１は以上の実施例に示しＩＣ構成、使用
方法及び作用において次の効果を有づる。

（１）本発明のプローブは特許請求の範囲に記載した構
成であり、特に本体下部外周面に上下方向−宅間ｌ！１
ｉｉ（゛独立した複数の電極対群が設番）られるためこ
れらの各々による測定電気抵抗舶からｉらにスラグ等の
浮遊物層厚さが決定出来、その結果プローブの挿入速度
と同期させることなくスラグ等の浮遊物層厚さを正確に
測定出来る。

（２）本発明のプローブは同上の構成であり、スラグ等
の浮遊物層の厚さが正確に測定できることから、こうし
た浮遊物層の下にある液状物質の真のレベル測定が可能
となる。

（３）本発明のプローブは同上の構成であり、スラグ等
の浮遊物層の厚さ方向における抵抗値変化状態がパルス
信号から直読できるため、各種の特性研究が可能となる
。

（４）本発明のプローブは同上の構成であり、測定中プ
ローブが多少上下方向に動いても、パルス信号が描く曲
線全体が移動するだ【ノであり、浮遊物層の厚さの表示
値にはなんら影響はなく確実に測定出来る。

（５）本発明のプローブは同上の構成Ｃあり、特に電極
対群により測定される電気抵抗値を一部シーケンスに従
い出力する信号処理装置を有するためコネクター及びホ
ルダーにおける配線数は極めて少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプローブの縦断面図 第２図は同上プローブの信号処理装置の電気回路ブロッ
ク図 第３図は同一１ニブローブの使用状態図第４図は同上電
極対群による測定電気抵抗１（ｊの一例を示１図 第５図は同上他の電極対群を承りブ１１−ｊの一部の縦
断面図 １　：　プローブ挿入装置 ２　：　ボルダ− ３：　プローブ ５　：　本体 ５ａ、　、５ｂ、　５Ｃ：筒体 ６　：　スリット ９　：　信号処理装置 １１：　コネクター １２ニ　アイソレージ三１ンフ７ンプ １３：　電池 １４：　クロツクバルリ− １５：　シフトレジスター １６：　アナログマルチプレクリ− １フ：１〜ツブシグナル発生回路 １８：　ボ１〜ムシグナル発生回路 １９：　スイッチ ２１、２２．・・・・・・３２．３３：　電極対群３４
：　先端ガイシ ３５：　ブツシュロッド ３７：　電極ガイシ ３９：　リード線 Ａ　゛　スラグ Ｂ　：　溶融金属 出願人　川惣電機工業株式会社 代理人　橋　爪　英　彌 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、本体下部外周面に上下方向一定間隔で設けられた複
   数の電極対群と、該電極対群の各々により測定される電
   気抵抗値を一定シーケンスに従い増幅してコネクターに
   出力する信号処理装置とからなる液状物質表面の浮遊物
   層厚さ測定プローブ。