(57)【要約】【課題】羽口の損耗量をオンラインで正確に、且つ、操業ロス無しで把握する。【解決手段】２重管羽口２０における電気的に絶縁された外管２４と内管２２との間、又は外層４４と内層４２との間に電気的絶縁体４６が充填された単管羽口４０の外層と内層の間にパルス電気信号を印加し、該パルス電気信号が外管（層）及び内管（層）の先端で反射して印加側へ戻るまでの時間を計測し、この時間に基づいて羽口先端までの距離を求め、この距離に応じて羽口の損耗量を求める。【選択図】      図１
2004156112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温溶融金属中へ気体や粉粒体を金属製の外管及び内管からなる２重管の吹込装置を介して吹込む高温溶融金属製錬炉の吹込装置の損耗量測定方法において、
外管と内管とを電気的に絶縁した状態で外管と内管との間にパルス電気信号を印加し、
該パルス電気信号が外管及び内管の先端で反射して印加側へ戻るまでの時間を計測し、
この時間に基づいて吹込装置先端までの距離を求め、
この距離に応じて吹込装置の損耗量を求めることを特徴とする高温溶融金属製錬炉の吹込装置の損耗量測定方法。
【請求項２】
高温溶融勤続中へ気体や粉粒体を吹込装置を介して吹込む高温溶融金属製錬炉の吹込装置の損耗量測定方法において、
外層と内層との２重の金属層と該外層と内層との間に充填した電気的絶縁体とからなる単管の吹込装置を使用し、
外層と内層との間にパルス電気信号を印加し、
該パルス電気信号が外層及び内層の先端で反射して印加側へ戻るまでの時間を計測し、
この時間に基づいて吹込装置先端までの距離を求め、
この距離に応じて吹込装置の損耗量を求めることを特徴とする高温溶融金属製錬炉の吹込装置の損耗量測定方法。
【請求項３】
外管と内管との２重の金属管と該外管と内管との間に充填した電気的絶縁体とからなる高温溶融金属製錬炉の２重管吹込装置。
【請求項４】
外層と内層との２重の金属層と該外層と内層との間に充填した電気的絶縁体とからなる高温溶融金属製錬炉の単管吹込装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の吹込装置を備えたことを特徴とする高温溶融金属製錬炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温溶融金属製錬炉の吹込装置の損耗量測定方法及び吹込装置に係り、特に、転炉等の高温溶融金属を製錬する炉で溶融金属中へガスや粉体を吹込む羽口やランス先端の損耗量を測定することが可能な、高温溶融金属製錬炉の吹込装置の損耗量測定方法、吹込装置、及び該吹込装置を備えた高温溶融金属製錬炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶融金属を製錬する上で、撹拌力向上や製錬剤の投入のために、溶融金属中に羽口やランス等の吹込装置を介して、ガスや製錬剤等を吹込むことが一般的に行なわれている。例えば製鉄業で、銑鉄から脱炭処理を行なって鋼にする工程において、転炉を反応容器とし、転炉の底から酸素や不活性ガス等を吹込む。このとき、溶融金属が高温であるため、溶損あるいは熱衝撃等の要因により、羽口及び周辺の耐火物が損耗する。このため、修理時期の把握や溶融金属の漏洩を防ぐ目的で、羽口の残厚測定を実施している。
【０００３】
例えば、底吹構造を持つ転炉では、（１）数チャージ毎に先端が鉤状の測定用の棒を羽口後端より挿入し、直接残厚を測定する方法がある。又、（２）特許文献１には、鉄皮の一部に開孔を形成し、金属棒を耐火煉瓦や不定形耐火物に直結させ、金属棒の一端を打撃することにより耐火物中に弾性波を発生させ、この往復時間から厚みを測定する方法が記載されている。更に、（３）特許文献２には、超音波を用いた耐火物の残厚測定方法が記載されている。又、（４）特許文献３には、耐火物の厚み全長に亘って電極を埋設し、この電極にパルス電気信号を印加し、その伝搬時間から耐火物の厚さを測定する方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５８−２７００２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９４９１８号公報
【特許文献３】
特開昭６２−１４７３０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（１）の直接残厚を測定する方法では、測定している間は吹錬ができないため、測定がチャージ間に限られる上、その間は操業できず、生産量低下の原因となる。又、（２）の特許文献１に記載の方法では、耐火物中の温度分布が一定でないため、測定値にばらつきが出る。更に、（３）の特許文献２に記載の方法では、途中に目地やエアギャップがあると減衰が大きく、測定が難しい場合が多い。又、（４）の特許文献３に記載の方法では、耐火物に新たに電極を埋め込むため、工程が増える上、電極が耐火物より先行して損耗したり、先端部分が高温に晒され、電気的に劣化し、正しい損耗量が得られない場合がある等の問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、羽口やランス等の吹込装置の損耗量をオンラインで正確に測定することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高温溶融金属中へ気体や粉粒体を金属製の外管及び内管からなる２重管の吹込装置を介して吹込む高温溶融金属製錬炉の吹込装置の損耗量測定方法において、外管と内管とを電気的に絶縁した状態で外管と内管との間にパルス電気信号を印加し、該パルス電気信号が外管及び内管の先端で反射して印加側へ戻るまでの時間を計測し、この時間に基づいて吹込装置先端までの距離を求め、この距離に応じて吹込装置の損耗量を求めるようにして、前記課題を解決したものである。
【０００８】
本発明は、又、高温溶融勤続中へ気体や粉粒体を吹込装置を介して吹込む高温溶融金属製錬炉の吹込装置の損耗量測定方法において、外層と内層との２重の金属層と該外層と内層との間に充填した電気的絶縁体とからなる単管の吹込装置を使用し、外層と内層との間にパルス電気信号を印加し、該パルス電気信号が外層及び内層の先端で反射して印加側へ戻るまでの時間を計測し、この時間に基づいて吹込装置先端までの距離を求め、この距離に応じて吹込装置の損耗量を求めるようにして、同じく前記課題を解決するようにしたものである。
【０００９】
本発明は、又、外管と内管との２重の金属管と該外管と内管との間に充填した電気的絶縁体とからなる高温溶融金属製錬炉の２重管吹込装置を提供するものである。
【００１０】
又、外層と内層との２重の金属層と該外層と内層との間に充填した電気的絶縁体とからなる高温溶融金属製錬炉の単管吹込装置を提供するものである。
【００１１】
本発明は、又、前記の吹込装置を備えたことを特徴とする高温溶融金属製錬炉を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、溶銑の脱炭処理に用いる転炉の２重管羽口を例にとって、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態により羽口損耗量を測定する方法の構成図、図２は羽口部分の拡大斜視図、図３は同じく横断面図である。
【００１４】
転炉１０内の溶銑１２中に脱炭用のガス（例えば酸素、窒素、空気）を吹込むために、転炉１０の底部に２重管羽口２０が設けられている。この２重管羽口２０は内管２２と外管２４で構成され、内管２２からは酸素、窒素、アルゴン等の脱炭処理用ガス、内管２２と外管２４の間隙からは、プロパン、窒素、アルゴン等の冷却ガスを吹込む。内管２２と外管２４は、ガスで絶縁されている。
【００１５】
前記外管２４と内管２２は、同軸ケーブル等のリード線３０を介して、パルス発生器３２、オシロスコープやコンピュータ等の解析装置３４とつながっている。
【００１６】
以下作用を説明する。パルス発生器３２からリード線３０にパルス電位を印加すると、羽口２０の先端（図１の上端）で反射して、解析装置３４側に戻る。この時間を連続的に計測することにより、羽口２０の損耗を直接測定する。パルス電位の伝搬速度ｖは、次式で表わされる。
【００１７】
ｖ＝Ｃ／√ε        …（１）
ここで、Ｃは高速、εは誘電率である。
【００１８】
なお、印加したパルス電位は、図４に模式的に示すように、インピーダンス不整合部分である各接合部で反射するが、時間的に最も長い反射波が羽口先端からの反射波であると判断できる。
【００１９】
又、全羽口をこのシステムにつなぐことにより、オンラインで全羽口の損耗状況を管理することが可能となる。
【００２０】
なお、前記実施形態においては、図３に示すようなガスにより絶縁される２重管羽口が用いられていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、図５に示す第２実施形態のように、酸化マグネシウム等の絶縁性を有する耐火物製のスペーサ２６を用いて絶縁した２重管羽口や、図６に示す第３実施形態のように、金属の内層４２と外層４４で絶縁層４６を挟み込んだ単管羽口４０を用いることも可能である。
【００２１】
【実施例】
上底吹転炉に本発明を適用した場合の実施例について説明する。図１に示したような断面を持つ底吹羽口（外管２４に鉄製の管、内管２２に銅製の管を使用）を用いて脱炭処理を実施した場合の羽口損耗測定結果を図７に示す。図中の▲印は、処理の合間に先端が鉤状の測定用の棒を羽口後端より装入し、直接残厚を測定する従来法で測定した結果である。従来法の直接残厚測定と本発明の測定結果は良く一致しており、しかも、処理中の損耗状況を把握できる。なお、本実験時、熱電対を外管２４に沿わせて設置したが、一炉代終了後、解体して調べてみると、羽口は残存していたが、地金が羽口と耐火物の間に侵入しており、熱電対は羽口先端から最大３００ｍｍ程度損傷していた。従って、特許文献３に示す方法では、正確に羽口損耗量を測定できないと推測できる。
【００２２】
なお、前記実施形態においては、本発明が底吹羽口を有する転炉に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、底吹羽口以外の羽口やランス等の吹込装置を有する転炉以外の高温溶融金属炉にも同様に適用できることは明らかである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、吹込装置の損耗量をオンラインで正確に、且つ操業ロス無しで把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】転炉に用いた本発明の第１実施形態の構成を示す断面図
【図２】第１実施形態の羽口の構成を示す拡大斜視図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う横断面図
【図４】前記実施形態における反射波を示した模式図
【図５】本発明の第２実施形態の２重管羽口の構成を示す横断面図
【図６】同じく第３実施形態の単管羽口の構成を示す横断面図
【図７】従来法と本発明法における羽口損耗量の経時変化の測定結果を比較して示す線図
【符号の説明】
１０…転炉
１２…溶銑
２０…２重管羽口
２２…内管
２４…外管
２６…スペーサ
３０…リード線
３２…パルス発生器
３４…解析装置
４０…単管羽口
４２…内層
４４…外層
４６…絶縁層
【図１】
2004156112.tif 000003
【図２】
2004156112.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004156112.tif 000006
【図５】
2004156112.tif 000007
【図６】
2004156112.tif 000008
【図７】
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