JPS63317749A - 耐火壁の溶損量測定センサ− - Google Patents
耐火壁の溶損量測定センサ−Info
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- JPS63317749A JPS63317749A JP62153831A JP15383187A JPS63317749A JP S63317749 A JPS63317749 A JP S63317749A JP 62153831 A JP62153831 A JP 62153831A JP 15383187 A JP15383187 A JP 15383187A JP S63317749 A JPS63317749 A JP S63317749A
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- Japan
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- erosion
- measuring
- refractory
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- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
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- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
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- G01J5/08—Optical arrangements
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は耐火壁の溶損量の測定センサーに関し、詳細に
は高熱環境下であっても壁体の侵食（機械的、熱的、化
学的損耗の全てを含む、以下単に溶損という）量を高精
度に計測できる測定センサーに関するものである。
は高熱環境下であっても壁体の侵食（機械的、熱的、化
学的損耗の全てを含む、以下単に溶損という）量を高精
度に計測できる測定センサーに関するものである。
以下においては転炉の耐火壁溶損測定への適用例を挙げ
て説明するが、本発明のセンサーはこの適用例に限定し
て解釈されるものではない。
て説明するが、本発明のセンサーはこの適用例に限定し
て解釈されるものではない。
［従来の技術］
第５図は転炉の構造を示す断面説明図であり、鉄皮３の
内面には厚さ６００ｍｍ程度の耐火壁２が形成される。
内面には厚さ６００ｍｍ程度の耐火壁２が形成される。
該転炉１内には高熱の溶銑が装入されて強い攪拌を受け
るため、耐火壁２は操業チャージ数の増加につれて少し
ずつ侵食され、耐火壁２が薄くなってくるのにまかせた
ままでいると遂には鉄皮３の溶損や変形を引き起こし大
事故を招くことになる。そのため耐火壁３の厚さを測定
管理して適正な時期に耐火壁の補修や全面改装を行なっ
ている。
るため、耐火壁２は操業チャージ数の増加につれて少し
ずつ侵食され、耐火壁２が薄くなってくるのにまかせた
ままでいると遂には鉄皮３の溶損や変形を引き起こし大
事故を招くことになる。そのため耐火壁３の厚さを測定
管理して適正な時期に耐火壁の補修や全面改装を行なっ
ている。
耐火壁の溶損量を測定する手段としては次の様なものが
知られている。例えばレーザー光線法では、第５図に示
す様にレーザー光線を利用した測距装置７を準備し、耐
火壁の新規施工直後の初期距離Ｈを測定しておぎ、操業
が進んだ任意の時期において転炉内が空になったときに
初期測定時と同条件で距離測定を行ない前記初期距１ｌ
ｌｌＨとの差から溶損量を計測する。また本出願人が開
発したものとして第６図に示す様な導電線対８を利用し
た測定センサー４がある。該測定センサー４の構造及び
測定方法は実公昭５９−３０３９９号公報、特公昭５７
−５１４４４号公報、特公昭５７−５１４４５号公報等
に詳細に記述しているが、耐火壁厚さ方向の温度勾配か
ら溶損の進行情況を判断するものや導電線対８の断続状
況を観察して溶損の進行状態を把握しようとするもの等
色々な変法が含まれる。
知られている。例えばレーザー光線法では、第５図に示
す様にレーザー光線を利用した測距装置７を準備し、耐
火壁の新規施工直後の初期距離Ｈを測定しておぎ、操業
が進んだ任意の時期において転炉内が空になったときに
初期測定時と同条件で距離測定を行ない前記初期距１ｌ
ｌｌＨとの差から溶損量を計測する。また本出願人が開
発したものとして第６図に示す様な導電線対８を利用し
た測定センサー４がある。該測定センサー４の構造及び
測定方法は実公昭５９−３０３９９号公報、特公昭５７
−５１４４４号公報、特公昭５７−５１４４５号公報等
に詳細に記述しているが、耐火壁厚さ方向の温度勾配か
ら溶損の進行情況を判断するものや導電線対８の断続状
況を観察して溶損の進行状態を把握しようとするもの等
色々な変法が含まれる。
［発明が解決しようとする問題点コ
ところが上記レーザー光線法では転炉操業を中断して内
部の溶銑及びスラグを全部排出してしまわなければなら
ず、操業の中断によって生産性の低下を招き、しかもス
ラグ等のわずかな残存によって精度に大きな狂いが生じ
るという問題がある。また測定対象位置にも自ずから制
限があるので、溶損の分布状況を耐火壁全面に亘って正
確にａ測することができないという致命的な欠点がある
。
部の溶銑及びスラグを全部排出してしまわなければなら
ず、操業の中断によって生産性の低下を招き、しかもス
ラグ等のわずかな残存によって精度に大きな狂いが生じ
るという問題がある。また測定対象位置にも自ずから制
限があるので、溶損の分布状況を耐火壁全面に亘って正
確にａ測することができないという致命的な欠点がある
。
一方第６図に示す測定センサー４を利用する方法では、
操業中でも連続的な観測を行なうことが可能であるが、
該センサー４中に多数の導電線対８を絶縁的に収納する
ことになるので該センサ−４自体の外径がある程度太く
なってしまい、耐火壁中に配設できるセンサー４の本数
が制限される。また前記導電線対８をセンサー内に多数
本収納すると接続線１０の本数も多くなってくるが、こ
れらの接続線１０は通常トラニオン釉５中を通して絶縁
的に配線しており、これらの集束箇所６において、転炉
の傾動の繰返しや高熱の影σ等が複合的に作用して断線
又は短絡といった問題を発生する恐れもある。
操業中でも連続的な観測を行なうことが可能であるが、
該センサー４中に多数の導電線対８を絶縁的に収納する
ことになるので該センサ−４自体の外径がある程度太く
なってしまい、耐火壁中に配設できるセンサー４の本数
が制限される。また前記導電線対８をセンサー内に多数
本収納すると接続線１０の本数も多くなってくるが、こ
れらの接続線１０は通常トラニオン釉５中を通して絶縁
的に配線しており、これらの集束箇所６において、転炉
の傾動の繰返しや高熱の影σ等が複合的に作用して断線
又は短絡といった問題を発生する恐れもある。
そこで本発明者らは高熱環境下であっても高精度で確実
に溶損量の測定ができるセンサーを開発すべく種々研究
を重ねた結果、本発明を開発し得るに至った。
に溶損量の測定ができるセンサーを開発すべく種々研究
を重ねた結果、本発明を開発し得るに至った。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、耐火壁の・溶損量を測定するセンサーであっ
て、棒状耐火物内に先端位置を違えた多数の光ファイバ
ーを該棒状耐火物の軸心方向に沿って埋設したものであ
る点に要旨が存在する。
て、棒状耐火物内に先端位置を違えた多数の光ファイバ
ーを該棒状耐火物の軸心方向に沿って埋設したものであ
る点に要旨が存在する。
［作用及び実施例］
第１図は本発明の代表的な実施例を示す断面説明図であ
る。センサー１１は鉄皮３及び耐火壁２を貫通して配設
され、取付はフランジ２０によって鉄皮３に固定される
。該センサー１１は棒状の耐火物１２内に複数の光ファ
イバー１３（個々にＬ＋、Ｌｘ、・・・Ｌｎの番号を付
している）を埋設すると共に各光ファイバー１３の先端
面位置をセンサー１１の軸方向に少しずつずらしている
。前記耐火物１２は耐火壁２の構成材料と同−又は類似
のものを使用し、耐火壁と同等に溶損される様にする。
る。センサー１１は鉄皮３及び耐火壁２を貫通して配設
され、取付はフランジ２０によって鉄皮３に固定される
。該センサー１１は棒状の耐火物１２内に複数の光ファ
イバー１３（個々にＬ＋、Ｌｘ、・・・Ｌｎの番号を付
している）を埋設すると共に各光ファイバー１３の先端
面位置をセンサー１１の軸方向に少しずつずらしている
。前記耐火物１２は耐火壁２の構成材料と同−又は類似
のものを使用し、耐火壁と同等に溶損される様にする。
−力先フアイバー１３は高融点であることが望まれ、一
般に石英系のものを使用するが、少なくとも前記耐火物
１２よりも先に溶融しない材料を選択すべきである。該
光ファイバーの直径は数十〜数百μｍとすることが好ま
しく、多数本の光ファイバーを埋設してもセンサー１１
の外径は前述の導電線対８を使用するものよりもはるか
に小径に形成することができる。光ファイバー１３は第
３図に示す様に先端面１３ａから矢印Ａ方向へ進む光の
みを取り入れて軸心方向に進行させ側面１３ｂに当たる
矢印Ｂ方向の光は反射してしまうものである。仮に第１
図の破！！ａ Ｃに示す位置まで耐火壁２が後退したと
すると転炉内に装入されている溶鉄の白熱光又はスラグ
赤熱光は光ファイバーＬ１の先端から侵入し、その内部
を伝達されていく。そして耐火壁２が溶損を受けて薄く
なるにつれて光ファイバー゛はＬ２．Ｌｎ・・・の順に
受光を開始することになる。また転炉内表面近傍の耐火
物は、高温のため各々の温度に応じた白熱光を発してお
り、各光フアイバー先端部における耐火物自身の温度に
応じた白熱光、を受光するようにもなる。従って各光フ
ァイバー１３の先端面の位置を適正な間隙をあけて配設
しておけば、現在どの光ファイバー１３まで受光が進ん
でいるのを観察することにより耐火壁２の溶損量ならび
に耐火物内部の白熱状態を正確に検知することができる
。
般に石英系のものを使用するが、少なくとも前記耐火物
１２よりも先に溶融しない材料を選択すべきである。該
光ファイバーの直径は数十〜数百μｍとすることが好ま
しく、多数本の光ファイバーを埋設してもセンサー１１
の外径は前述の導電線対８を使用するものよりもはるか
に小径に形成することができる。光ファイバー１３は第
３図に示す様に先端面１３ａから矢印Ａ方向へ進む光の
みを取り入れて軸心方向に進行させ側面１３ｂに当たる
矢印Ｂ方向の光は反射してしまうものである。仮に第１
図の破！！ａ Ｃに示す位置まで耐火壁２が後退したと
すると転炉内に装入されている溶鉄の白熱光又はスラグ
赤熱光は光ファイバーＬ１の先端から侵入し、その内部
を伝達されていく。そして耐火壁２が溶損を受けて薄く
なるにつれて光ファイバー゛はＬ２．Ｌｎ・・・の順に
受光を開始することになる。また転炉内表面近傍の耐火
物は、高温のため各々の温度に応じた白熱光を発してお
り、各光フアイバー先端部における耐火物自身の温度に
応じた白熱光、を受光するようにもなる。従って各光フ
ァイバー１３の先端面の位置を適正な間隙をあけて配設
しておけば、現在どの光ファイバー１３まで受光が進ん
でいるのを観察することにより耐火壁２の溶損量ならび
に耐火物内部の白熱状態を正確に検知することができる
。
また耐火物の発する光の特性（波長分布や輝度分布等）
は温度によって異なるものとなるので、前記光ファイバ
ー１３によって受光された光を分析することによって耐
火物内部の温度分布状況をも同時に行なうことができる
。第２図は溶損量の測定と温度測定を併せて行なう場合
の装置配設の例を示す説明図である。センサー１１と分
光器１４は光フアイバーケーブル束２１によって接続さ
れ、センサー１１で受光した光は分光器１４によって波
長別に分離され増幅器１５を経て信号処理装置１６へ送
られる。そして該処理装置１６によって受光した光ファ
イバー１３の位置及び順番を特定すると共に、受光した
光の分析を行なって温度を算定し、溶損量及び測温値を
表示装置１７に出力する。尚溶損量の測定のみを行なう
場合は光フアイバーケーブル束２１に受光器を接続し、
該受光器に設ける受光素子（フォトダイオード等）を利
用して光ファイバー１３の位置及び順番を表示装置に出
力するだけで良い。上記の様なセンサー１１を耐火壁２
中に分配々置しておけば、耐火壁２の溶損分布を観測す
ることができ、また温度測定機器を併用することによっ
て操業中の耐火物内部の温度分布を観測し、炉体放熱量
の推定計算等に利用することもできる。
は温度によって異なるものとなるので、前記光ファイバ
ー１３によって受光された光を分析することによって耐
火物内部の温度分布状況をも同時に行なうことができる
。第２図は溶損量の測定と温度測定を併せて行なう場合
の装置配設の例を示す説明図である。センサー１１と分
光器１４は光フアイバーケーブル束２１によって接続さ
れ、センサー１１で受光した光は分光器１４によって波
長別に分離され増幅器１５を経て信号処理装置１６へ送
られる。そして該処理装置１６によって受光した光ファ
イバー１３の位置及び順番を特定すると共に、受光した
光の分析を行なって温度を算定し、溶損量及び測温値を
表示装置１７に出力する。尚溶損量の測定のみを行なう
場合は光フアイバーケーブル束２１に受光器を接続し、
該受光器に設ける受光素子（フォトダイオード等）を利
用して光ファイバー１３の位置及び順番を表示装置に出
力するだけで良い。上記の様なセンサー１１を耐火壁２
中に分配々置しておけば、耐火壁２の溶損分布を観測す
ることができ、また温度測定機器を併用することによっ
て操業中の耐火物内部の温度分布を観測し、炉体放熱量
の推定計算等に利用することもできる。
実施例
厚さ６５０＋ｎｍの耐火壁を設けた９０トン転炉におい
て本発明の溶損量測定センサーを設けて溶損量の測定を
行なった場合と、従来のレーザー光線法によって測定し
た場合の比較を１炉代（チャージ数２３２７）にわたっ
て行なった。
て本発明の溶損量測定センサーを設けて溶損量の測定を
行なった場合と、従来のレーザー光線法によって測定し
た場合の比較を１炉代（チャージ数２３２７）にわたっ
て行なった。
本発明の溶損量センサーには、直径１５０μｍの石英製
光ファイバーを１３本埋設すると共に各光フアイバー先
端面を炉壁内面側より５Ｏｎ＋ｍ間源で位置させた。
光ファイバーを１３本埋設すると共に各光フアイバー先
端面を炉壁内面側より５Ｏｎ＋ｍ間源で位置させた。
第４図は夫々の測定結果を示すグラフである。
この結果本発明の測定センサー１１を用いた場合には、
チャージ数に比例して溶損量が増加しているのがほぼ直
線的に把えられたが、レーザー光線法では測定値にばら
つきを生じていることが分った。
チャージ数に比例して溶損量が増加しているのがほぼ直
線的に把えられたが、レーザー光線法では測定値にばら
つきを生じていることが分った。
本発明のセンサーは上記した例に限定されず前・後記の
主旨に沿って設計変更を加えたものでも良く、また本発
明のセンサーの適用は前記した転炉に限らず、溶銑処理
炉や溶鉱炉等の如く耐火壁を有するもの全てに適用され
る。
主旨に沿って設計変更を加えたものでも良く、また本発
明のセンサーの適用は前記した転炉に限らず、溶銑処理
炉や溶鉱炉等の如く耐火壁を有するもの全てに適用され
る。
［発明の効果］
本発明の溶損量測定センサーは高熱環境下において耐火
壁の溶損を多くの測定点で高精度に測定することができ
、耐火壁の管理が適正に行なえる様になった。
壁の溶損を多くの測定点で高精度に測定することができ
、耐火壁の管理が適正に行なえる様になった。
第１図は本発明の代表的な実施例を示す断面説明図、第
２図は温度測定を併用したとぎの装置配列の例を示す説
明図、第３図は１木の光ファイバーの受光方向を示す説
明図、第４図は本発明と従来装置による溶損量測定結果
を比較するグラフ、第５図は転炉の断面と従来の溶損測
定の例を示す断面説明図、第６図は従来の溶損測定セン
サーの例を示す説明図である。 １・・・転炉 ２・・・耐火壁３・・・鉄皮
４・・・測定センサー５・・・トラニオン
軸 ６・・・集束箇所７・・・測距装置 ８・
・・導電線対９・・・耐火物 ｌＯ・・・接続
線１１・・・溶損量測定センサー １２・・・耐火物 １３・・・光ファイバー１
４・・・分光器 １５・・・増幅器１６・・・
信号処理装置 １７・・・表示装置２０・・・フラン
ジ
２図は温度測定を併用したとぎの装置配列の例を示す説
明図、第３図は１木の光ファイバーの受光方向を示す説
明図、第４図は本発明と従来装置による溶損量測定結果
を比較するグラフ、第５図は転炉の断面と従来の溶損測
定の例を示す断面説明図、第６図は従来の溶損測定セン
サーの例を示す説明図である。 １・・・転炉 ２・・・耐火壁３・・・鉄皮
４・・・測定センサー５・・・トラニオン
軸 ６・・・集束箇所７・・・測距装置 ８・
・・導電線対９・・・耐火物 ｌＯ・・・接続
線１１・・・溶損量測定センサー １２・・・耐火物 １３・・・光ファイバー１
４・・・分光器 １５・・・増幅器１６・・・
信号処理装置 １７・・・表示装置２０・・・フラン
ジ
Claims (1)
- 耐火壁の溶損量を測定するセンサーであって、棒状耐火
物内に先端位置を違えた多数の光ファイバーを該棒状耐
火物の軸心方向に沿って埋設したものであることを特徴
とする耐火壁の溶損量測定センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62153831A JPS63317749A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 耐火壁の溶損量測定センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62153831A JPS63317749A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 耐火壁の溶損量測定センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63317749A true JPS63317749A (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=15571042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62153831A Pending JPS63317749A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 耐火壁の溶損量測定センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63317749A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2340226A (en) * | 1998-08-05 | 2000-02-16 | British Steel Plc | Refractory brick comprising condition measuring device |
| DE10236033A1 (de) * | 2002-08-06 | 2004-02-19 | Lios Technology Gmbh | Verfahren und Anordnung zum Überwachen des Erhaltungszustands der feuerfesten Auskleidung von Schmelzöfen |
| GB2449708A (en) * | 2007-06-02 | 2008-12-03 | Rolls Royce Plc | Optical system for determining wear between relatively movable components |
| JP2009150670A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Nippon Steel Corp | 耐火物の厚み測定用端子 |
| WO2020025492A1 (fr) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Four de verrerie pourvu de fibres optiques |
| FR3084662A1 (fr) * | 2018-08-01 | 2020-02-07 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Detecteur d'usure pour four de verrerie |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP62153831A patent/JPS63317749A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2340226A (en) * | 1998-08-05 | 2000-02-16 | British Steel Plc | Refractory brick comprising condition measuring device |
| DE10236033A1 (de) * | 2002-08-06 | 2004-02-19 | Lios Technology Gmbh | Verfahren und Anordnung zum Überwachen des Erhaltungszustands der feuerfesten Auskleidung von Schmelzöfen |
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| WO2020025492A1 (fr) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Four de verrerie pourvu de fibres optiques |
| FR3084662A1 (fr) * | 2018-08-01 | 2020-02-07 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Detecteur d'usure pour four de verrerie |
| FR3084661A1 (fr) * | 2018-08-01 | 2020-02-07 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Four de verrerie pourvu de fibres optiques |
| JP2021533061A (ja) * | 2018-08-01 | 2021-12-02 | サン−ゴバン サントル ド レシェルシュ エ デテュド ユーロペアン | ガラス炉の為の摩耗検出器 |
| RU2770207C1 (ru) * | 2018-08-01 | 2022-04-14 | Сен-Гобен Сантр Де Решерш Э Д'Этюд Эропен | Стекловаренная печь, оснащенная оптическими волокнами |
| US12331995B2 (en) | 2018-08-01 | 2025-06-17 | Saint-Gobain Centre De Recherches | Glass furnace provided with optical fibers |
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