(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉耐火物のプロフィールを光波利用の非接触型距離計を用いて測定する際、転炉から溶鋼を出鋼し、排滓した後に炉底羽口から単位時間あたり炉容積の１０％以上のガス流量でガスを吹き込んで炉内粉塵濃度を低下させ、ついで、転炉の炉口前方位置に設置した非接触型距離計を用いて前記プロフィールを測定することを特徴とする転炉耐火物プロフィール測定方法。
【請求項２】
炉底羽口から吹き込むガスのトータル量を炉内容量の１．２倍以上とすることを特徴とする請求項１記載の転炉耐火物プロフィール測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー等の光波利用の非接触型距離計を用いて転炉用耐火物のプロフィールを高精度に測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転炉内側に張られている耐火物は、溶鋼によって次第に浸食されるが、必ずしも均一に損傷するのではなく、局部的な損傷をまぬがれず、そのような部分は補修しながら使用するのが一般的である。従ってその補修や耐火物の張替え時期を把握するために、耐火物の劣化状況を診断する必要がある。従来は、接触センサーを耐火物容器の内壁に接触させながら耐火物プロフィールを測定するものがあったが、高温の耐火物には適用できないため、冷却するまで待つ必要があった。
【０００３】
一方、非接触型距離計を用いたものとして、特許文献１に示されるような光波距離計を耐火物容器の内側に挿入し、耐火物の近傍から耐火物との間の距離を測定することで耐火物プロフィールを測定するものがあった。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような非接触センサーであっても、転炉内の耐火物の温度がある程度下がってからでないと耐火物のプロフィールの測定はできず、しかも転炉のように高温でしかも出鋼後に転炉内部に粉塵等が残存する場合には、粉塵等がノイズとなって測定誤差が大きくなってしまう課題があった。
【特許文献１】特開昭６０−１３８４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明は、レーザー等の光波利用の非接触型距離計を用いて高温の転炉耐火物のプロフィールを測定する際に、粉塵等の影響を受けずに高精度に測定を行うことができるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は以下の通りである。
（１）  転炉耐火物のプロフィールを非接触型距離計を用いて測定する際、転炉から溶鋼を出鋼し、排滓した後に炉底羽口から単位時間あたり炉容積の１０％以上のガス流速でガスを吹き込んで炉内粉塵濃度を低下させ、ついで、転炉の炉口前方位置に設置した光波利用の非接触型距離計を用いて前記プロフィールを測定することを特徴とする転炉耐火物プロフィール測定方法。
（２）  炉底羽口から吹き込むガスのトータル量を炉内容量の１．２倍以上とすることを特徴とする（１）記載の転炉耐火物プロフィール測定方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、転炉のように出鋼後に粉塵等が残存しても、高温の耐火物のプロフィールの測定を高精度で行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、光波利用の非接触型の距離計としてレーザー距離計を用いた場合を例に本発明を説明する。
上底吹き転炉では、転炉にスクラップ等の冷鉄源と溶銑を装入後、ランスを用いて酸素を吹き込みながら炉底から攪拌ガスを吹き込み、炭素を燃焼させて所定の成分・温度の溶鋼にして出鋼しており、さらに炉内に残ったスラグも排滓している。従って排滓直後の炉内には粉塵が多数残っており、それによってレーザー距離計から発信したレーザーが散乱したり、炉壁に衝突後の反射したレーザーの強度が低下したりして、測定誤差が大きくなったり、あるいは測定不能になったりしていた。
【０００９】
従来は粉塵が収まるまでしばらく静置して時間をおけば良かったものの、時間をかければかけるほど転炉の非稼働時間が長くなり稼働率は低下してしまい、さらに転炉の耐火物の温度も低下してしまうために、次の転炉吹錬時の溶銑受銑には転炉耐火物の温度偏差が大きくなり耐火物に悪影響を及ぼす恐れがあった。
そこで、本発明者らは、粉塵の排出方法について鋭意検討した。その結果、吹錬時に炉底から吹き込むガスを活用して炉口から粉塵を排出させてやれば、粉塵による誤差の影響を最小限に抑えて精度良く測定できることを知見した。
【００１０】
図１は、３７０ｔｏｎ転炉（炉容積３２０ｍ3）を用いて、炉底からの単位時間あたりのガス吹き込み流量を３水準（２５Ｎｍ3／ｍｉｎ：炉容積の８％、３２Ｎｍ3／ｍｉｎ：炉容積の１０％、７０Ｎｍ3／ｍｉｎ：炉容積の２２％）変え、さらに吹き込み時間を変えて、それぞれのレーザー距離計による転炉内測定不良発生率（全く測定不可能であった割合）の調査結果を示している。図１より単位時間あたりの吹き込みガス流量が増加するにつれ不良発生率は徐々に減少することが判る。
【００１１】
これは、炉底から吹き込まれるガスが炉内粉塵を炉口から排出させることによって、粉塵によるレーザー距離計に及ぼす影響が小さくなるものと考えられる。特に３２Ｎｍ3／ｍｉｎ未満では吹き込み時間を増加させても不良発生率はなかなか減少しなかったが、３２Ｎｍ3／ｍｉｎ以上では明らかに挙動が異なり、ガス吹き込み開始からそれほど時間を要せず、次の精錬の準備時間程度で且つ実機操業の際に大きなトラブル発生せずに支障をきたさない許容の不良発生率である５％以下となることが判明した。
【００１２】
３２Ｎｍ3／ｍｉｎ未満すなわち炉容積の１０％未満であっても不良発生率低減効果はあるものの、３２Ｎｍ3／ｍｉｎ以上で不良発生率５％以下に達するまでの経過時間が著しく短縮できる原因としては、炉内のレンガ・スラグなどから発生する熱影響の抑制があるものと考えられる。
一般的に、転炉出鋼後の炉内レンガ温度は、溶鋼の温度やレンガの材質による差異はあるものの、１３００〜１６００℃の高温である。従って高温となったレンガからは、主として輻射による影響で、レンガ温度に見合った熱流束が発生する。このために炉内で発生する粉塵は、浮遊し前述のような測定上の障害を引き起こしている。ガスを吹き込む際に前述の粉塵の炉外への排出のみでなく、粉塵を浮遊させる元凶である輻射熱の影響を軽減させることが出来れば、不良発生率が５％以下まで迅速に到達することに繋がる。
【００１３】
従って図１に示したように、炉底からのガス流量を３２Ｎｍ3／ｍｉｎ以上にした場合に炉内より発生する熱流束に打ち勝つような冷却能力を有し、炉内粉塵濃度を測定に差し支えのないところまで、安定かつ短時間で低下させることができたものと推察される。なお、レーザーなどの光波は測定表面の凹凸が少なく鏡面状になっている場合は乱反射しやすく測定不良に成りやすいことも推測されるが、適切なガスの吹込みは出鋼直後の液状スラグの付着した炉内壁面を冷却し、これにより付着液状スラグを固化することで、鏡面に近い壁面を改善する効果もあると推測される。
【００１４】
また図１より、時間経過に伴って測定不良発生率が低下することから、トータルガス量も測定不良発生率の低下に効果があると推定できる。そこで吹き込みトータルガス量の影響を見極めるため、炉底からの単位時間当たりのガス吹き込み流量Ｖと時間Ｔの積で整理した。図２は炉底からのガス流量を３２Ｎｍ3／ｍｉｎと７０Ｎｍ3／ｍｉｎ（それぞれ炉容積の１０％と２２％に相当する）の２水準にして、トータルガス量（総吹込みガス量）と測定不良発生率との関係を調査した結果を示す。
【００１５】
図２より、ガス流量Ｖが変化してもトータルガス量（ガス吹き込み流量Ｖと時間Ｔの積）と不良発生率がほぼ同じ傾向で減少することが確認できた。そしてガス吹き込みトータルガス量が転炉炉容積Ｗ（今回の３７０ｔｏｎ転炉の場合は３２０ｍ3）の１．２倍以上となる領域では、不良発生率が基準の５％以下に安定することが判った。即ち、炉内容積の１．２倍以上のガス吹き込みをおこなって置換すれば、距離計の測定誤差となる粉塵の影響が大幅に抑制できるのである。
【００１６】
ただし炉内容積の１．２倍以上のトータルガス量であれば不良発生率は基準の５％以下になるものの、炉容積の１．５倍以上にトータルガス量を増やしても不良発生率に大きな改善は見られないこと、逆に吹き込みガス量増加に伴い炉内耐火物温度も低下するため、次の吹錬での温度低下が大きくなりすぎて耐火物の受けるダメージが大きくなる可能性があることから、ト−タルガス量としてはを炉内容積の１．５倍以下にすることが望ましい。
【００１７】
なお、前記はレーザー距離計を用いた場合について説明したものの、それに限定する必要はなく、他の非接触式距離計、例えば光波距離計や超音波式距離計も粉塵の影響で誤差が発生することが知られており、同じような条件でガス置換を行えば同様に効果があると考えられる。
【実施例】
【００１８】
吹錬後に出鋼・排滓後に炉口前方からレーザー距離計を用いて転炉内耐火物のプロフィールの各水準それぞれ４０回測定を行った。その際に、炉底からのガス吹き込み流量Ｖと排滓後の測定開始タイミングを可変させて測定を行った。
表１にガス吹き込み及び測定タイミングの条件と測定結果を示す。なお吹き込みガスは、酸化反応を起こさないように、窒素ガスを使用した。
【００１９】
３７０ｔｏｎ転炉（容積３２０ｍ3）を用いたＮｏ．１〜Ｎｏ．２は炉底からのガス吹き込みが本発明の範囲内の条件である例であり、測定不良の発生回数は多くても１回であり、不良発生率は何れも５％以下と低位であった。特にトータルガス量（ガス流量×時間）が炉容積の１．２倍以上という条件のＮｏ．３〜Ｎｏ．６は、測定不良発生は全くなかった。ただしＮＯ．６はトータルガス量（ガス流量×時間）が炉容積の１．５倍を超えたＮＯ．６については、溶銑温度の降下が他の条件よりも大きくなっていた。さらに１８０ｔｏｎ転炉（容積１５０ｍ3）を用いて同様の測定を行ったのがＮＯ．７とＮＯ．８であるが、ともに不良発生率は何れも５％以下と低位であり、かつ３７０ｔ転炉のときと同様、トータルガス量が炉容積の１．２倍以上という条件のＮｏ．８は、測定不良発生は全くなかった。
【００２０】
一方、比較例のＮｏ．９は、３７０ｔ転炉においてガス流量が３２Ｎｍ3／ｍｉｎ未満、すなわち炉容積の１０％以下であるため、測定不良が多発して発生率は５％を超えたしまった。これは１８０ｔ転炉を用いたＮＯ．１０も同様である。またＮＯ．１１は３７０ｔ転炉にてガス流量が２５Ｎｍ3／ｍｉｎ以下であり、ガス吹き込み時間４５分としたトータルガス量を増やしたものの、不良発生率はＮｏ．９より低下したものの５％以下とはならず、逆にトータルガス量が多くなったために次の吹錬の溶銑温度降下が大きくなってしまった。
【００２１】
以上のように本願発明のガス吹き込み条件であれば、光波利用の非接触型距離計を用いて測定する際の測定不良発生率を基準の５％以下になることが確認できた。
【００２２】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】炉底からのガス吹き込み時間と測定不良発生率を表す図。
【図２】炉底からのガス吹き込み速度と時間の積と測定不良発生率を表す図。
【図１】
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【図２】
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