JPS633004B2 - - Google Patents
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- JPS633004B2 JPS633004B2 JP59140340A JP14034084A JPS633004B2 JP S633004 B2 JPS633004 B2 JP S633004B2 JP 59140340 A JP59140340 A JP 59140340A JP 14034084 A JP14034084 A JP 14034084A JP S633004 B2 JPS633004 B2 JP S633004B2
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- Japan
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- cooling
- gas
- cooling pipe
- pipe
- tube
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/24—Test rods or other checking devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
- G01J5/061—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity by controlling the temperature of the apparatus or parts thereof, e.g. using cooling means or thermostats
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高炉炉内等の高温雰囲気内を観測す
る装置に関し、特にその冷却構造に関するもので
ある。 〔従来の技術〕 高炉内における装入物粒度の半径方向分布は、
炉内ガス流れおよび炉内温度分布に強く影響する
因子として重要な高炉操業指数である。 この粒度分布を稼動中の高炉において検出する
装置の一つとして光フアイバを使用する装置があ
る。 例えば、第３図のように高炉１の炉頂空間にお
いて、高炉半径方向に可動な炉頂水平ゾンデ５よ
り下方装入物２の表面に向けて可撓部を具えた光
フアイバ検出器３を降下させ、光源９からの光を
ライトガイド８で導き、光フアイバ１０を通して
装入物２表面をテレビカメラ１１で画像としてと
らえ、ビデオデツキ１２を介してモニタテレビ１
３に入力することにより、炉頂での装入物粒度を
検出することができる。 なお、第３図で６は耐圧シール、７は仕切弁を
示している。炉頂でのガス温度は数百度にまで上
昇することがあり、かつ装入物表面からは多量の
輻射熱が放散されているので、冷却器制御系１４
を備えて光フアイバを冷却する必要がある。以下
本発明において光フアイバからなる検出器または
この検出器を内蔵する管状体を検出体と呼ぶ。 このような検出体の冷却装置としては、雰囲気
温度がそれほど高くなく、かつ輻射熱が小さい場
合気体冷却装置が使用できる。その構造について
は、第４図に示すような先端で気体を気体流出口
１９から外部雰囲気に開放する気体冷却装置が用
いられ、このような装置では気体復路用の管が不
必要なので、構造が簡単でコンパクトにできる。
しかしこの装置では、雰囲気温度が高い場合、高
温に曝される部分が長い場合または輻射熱が大き
い場合は十分な冷却効果が得られない。 このような苛酷な条件下で使用するものとし
て、特開昭58−6913に見られるような水冷却装置
が採用されてきた。水冷却では第５図に示すよう
に、光フアイバおよびライトガイドを内蔵した管
から成る検出体１５を冷却水の往路３１と復路３
２を備えた２重冷却管２３が包む。この水冷却法
は、冷却効果が大きいが、２重冷却管２３の外径
が太くなりコンパクトにできない。また第３図に
示すように検出体は可撓部４を具えている必要が
あるが、２重冷却管２３では可撓性が小さい。２
重冷却管２３として耐水性フレキシブルチユーブ
を用いても、フレキシブルチユーブ自身かなり大
きな剛性を有するので、最低３重にフレキシブル
チユーブを重ねた第５図の冷却管では、十分に曲
らず検出部２０が下方の装入物表面に向かない恐
れがある。さらに２重冷却管内には多量の水が入
るので装置の重量が大きくなり、第３図に示した
可撓部４の根元から折れる恐れがある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上記従来の欠点を解消し、検出体の
先端部のみを液状冷媒冷却とし、より根元側の検
出体部分ではある程度の液状冷媒冷却と気体冷却
の複合冷却を採用し、液状冷媒冷却と気体冷却の
それぞれの欠点を解消し、両者の長所を生かした
高温雰囲気内観測装置を提供することを目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の装置の基本的構成を第１図に示す。輻
射熱が大きく温度が最も上昇する恐れのある検出
体先端の検出部２０の周囲には液状冷媒冷却管２
８を配設している。この液状冷媒冷却管２８は、
剛直で可撓性はない。第１図の実施例では、冷却
管２８は一重管で１本の液状冷媒の往路用のチユ
ーブ２４を冷却管２８の先端まで伸ばし、復路用
のチユーブ２５は冷却管２８の根元側に取付けて
いるが、冷却管２８を２重冷却管構造にしてもよ
い。いずれにしても先端部の冷却管２８は剛直で
比較的短いのでコンパクトにできる。もちろん往
路用と復路用の冷却チユーブ２４，２５は各々２
本以上であつてもよい。 他方、第３図に斜線を施して示した可撓部４に
ついては、先端の冷却管２８（第１図）まで冷媒
を輸送するチユーブ２４および２５が検出体１５
の回りに螺旋状に巻き付けられる。このチユーブ
２４，２５の螺旋の巻回ピツチの粗密具合によつ
て可撓部４の可撓性を調整することができる。す
なわち第３図で下方へ垂れ下つている部分の長さ
ｌが大きい程、可撓部４を曲げようとする力が大
きくなるが、可撓部４の先端に近い部分（ｌが小
さい部分）ではチユーブ２４，２５の螺旋ピツチ
を粗に巻き、根元に行く（ｌが大になる）に従つ
て密に巻くことによつて、長さｌの如何に拘ら
ず、常に同程度の曲率で曲げることができる。 螺旋状チユーブ２４および２５の中には液状冷
媒が流れているので、この冷却管による検出体１
５のある程度の冷却効果が期待できるが、より大
きな冷却効果を得るために検出体１５の周囲１６
をチユーブ２９で被覆して気体冷却室を設ける。
この時冷却気体１９は螺旋状に巻かれたチユーブ
２４および２５と接触するので、単純な気体冷却
の場合よりも冷却気体の温度の上昇が小さくな
り、それだけ気体冷却効果が上昇する。冷却気体
は可撓部先端で外部雰囲気に開放される他、先端
検出部２０の部分でパージガス流通溝２２を通る
パージ用気体としても使用される。 螺旋状に巻かれたチユーブ２４および２５につ
いては、10mmφ程度もしくはそれ以下の耐水性フ
レキシブルチユーブを使用することができる。従
つて２重冷却管構造に比べて本発明の装置は外径
ｄを小さくすることができる。 また気体冷却室を形成する最外殻チユーブ２９
は耐水性である必要がなく、それだけそのチユー
ブ２９の材質および構造についての選択範囲が広
くなる。 さらに螺旋状チユーブ２４および２５内に収納
される液状冷媒は、従来の２重冷却管を用いた場
合よりも少量ですみ、装置の重要がそれだけ小さ
くなる。またそれによつて下方へ垂れ下つている
部分の長さｌ（第３図）が可撓部４の曲げ半径に
およぼす影響が小さくなる。すなわち装置の重量
が小さい場合、ｌの大小にかかわらず、可撓部４
の曲り部を同程度の曲率で曲げることができる。 以上述べたように、本発明の高温雰囲気内観測
装置は冷却効果、可撓性、軽量化およびコンパク
ト化に対して大きな改善効果が期待できる。 なお、本発明の冷却装置の構成は可撓性のない
観測装置にも応用することが可能であり、可撓部
４を直線状としたり剛直とすることもできる。 例えば第２図ａ，ｂに非直線状で剛直な検出体
の場合の冷却装置の一例を示す。ａは検出体の横
断面図、ｂは側面図である。螺旋状に巻かれた冷
却チユーブ２４および２５は、この場合、なまし
銅を用いており、検出器を内蔵する検出体１５に
ハンダ３０付けされており、検出体１５の冷却効
果を高めている。 また本発明の冷却装置の構成は、検出器が光フ
アイバである場合だけでなく、その他の温度、圧
力あるいは物質の成分組成等を検出する装置に対
しても用いることができる。特に検出部のみが耐
熱上最も問題となる場合については最も有効であ
る。 〔実施例〕 高温雰囲気内観測装置の光フアイバの代りに熱
電対をパイプの内に挿入して、空冷、水冷および
本発明装置をそれぞれ800℃の高温炉の内へ４ｍ
入れた場合の各部の冷却効果を調べた。冷却条件
を第１表に、また冷却効果を第６図に示す。ただ
し、本発明装置で水冷している水冷却管は先端50
cmである。 第６図から明らかなように単純な空冷に比較し
て、本発明の装置は冷却効果が大きく改善されて
いる。特に先端部については水冷装置と同程度の
冷却効果が得られた。 また、各々の装置について、最外殻パイプの外
径を第２表に示した。冷却２重管構造の場合は
100mmφ程度になるに比べ本発明装置では60mmφ
程度もしくはそれ以下に納めることができた。
る装置に関し、特にその冷却構造に関するもので
ある。 〔従来の技術〕 高炉内における装入物粒度の半径方向分布は、
炉内ガス流れおよび炉内温度分布に強く影響する
因子として重要な高炉操業指数である。 この粒度分布を稼動中の高炉において検出する
装置の一つとして光フアイバを使用する装置があ
る。 例えば、第３図のように高炉１の炉頂空間にお
いて、高炉半径方向に可動な炉頂水平ゾンデ５よ
り下方装入物２の表面に向けて可撓部を具えた光
フアイバ検出器３を降下させ、光源９からの光を
ライトガイド８で導き、光フアイバ１０を通して
装入物２表面をテレビカメラ１１で画像としてと
らえ、ビデオデツキ１２を介してモニタテレビ１
３に入力することにより、炉頂での装入物粒度を
検出することができる。 なお、第３図で６は耐圧シール、７は仕切弁を
示している。炉頂でのガス温度は数百度にまで上
昇することがあり、かつ装入物表面からは多量の
輻射熱が放散されているので、冷却器制御系１４
を備えて光フアイバを冷却する必要がある。以下
本発明において光フアイバからなる検出器または
この検出器を内蔵する管状体を検出体と呼ぶ。 このような検出体の冷却装置としては、雰囲気
温度がそれほど高くなく、かつ輻射熱が小さい場
合気体冷却装置が使用できる。その構造について
は、第４図に示すような先端で気体を気体流出口
１９から外部雰囲気に開放する気体冷却装置が用
いられ、このような装置では気体復路用の管が不
必要なので、構造が簡単でコンパクトにできる。
しかしこの装置では、雰囲気温度が高い場合、高
温に曝される部分が長い場合または輻射熱が大き
い場合は十分な冷却効果が得られない。 このような苛酷な条件下で使用するものとし
て、特開昭58−6913に見られるような水冷却装置
が採用されてきた。水冷却では第５図に示すよう
に、光フアイバおよびライトガイドを内蔵した管
から成る検出体１５を冷却水の往路３１と復路３
２を備えた２重冷却管２３が包む。この水冷却法
は、冷却効果が大きいが、２重冷却管２３の外径
が太くなりコンパクトにできない。また第３図に
示すように検出体は可撓部４を具えている必要が
あるが、２重冷却管２３では可撓性が小さい。２
重冷却管２３として耐水性フレキシブルチユーブ
を用いても、フレキシブルチユーブ自身かなり大
きな剛性を有するので、最低３重にフレキシブル
チユーブを重ねた第５図の冷却管では、十分に曲
らず検出部２０が下方の装入物表面に向かない恐
れがある。さらに２重冷却管内には多量の水が入
るので装置の重量が大きくなり、第３図に示した
可撓部４の根元から折れる恐れがある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上記従来の欠点を解消し、検出体の
先端部のみを液状冷媒冷却とし、より根元側の検
出体部分ではある程度の液状冷媒冷却と気体冷却
の複合冷却を採用し、液状冷媒冷却と気体冷却の
それぞれの欠点を解消し、両者の長所を生かした
高温雰囲気内観測装置を提供することを目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の装置の基本的構成を第１図に示す。輻
射熱が大きく温度が最も上昇する恐れのある検出
体先端の検出部２０の周囲には液状冷媒冷却管２
８を配設している。この液状冷媒冷却管２８は、
剛直で可撓性はない。第１図の実施例では、冷却
管２８は一重管で１本の液状冷媒の往路用のチユ
ーブ２４を冷却管２８の先端まで伸ばし、復路用
のチユーブ２５は冷却管２８の根元側に取付けて
いるが、冷却管２８を２重冷却管構造にしてもよ
い。いずれにしても先端部の冷却管２８は剛直で
比較的短いのでコンパクトにできる。もちろん往
路用と復路用の冷却チユーブ２４，２５は各々２
本以上であつてもよい。 他方、第３図に斜線を施して示した可撓部４に
ついては、先端の冷却管２８（第１図）まで冷媒
を輸送するチユーブ２４および２５が検出体１５
の回りに螺旋状に巻き付けられる。このチユーブ
２４，２５の螺旋の巻回ピツチの粗密具合によつ
て可撓部４の可撓性を調整することができる。す
なわち第３図で下方へ垂れ下つている部分の長さ
ｌが大きい程、可撓部４を曲げようとする力が大
きくなるが、可撓部４の先端に近い部分（ｌが小
さい部分）ではチユーブ２４，２５の螺旋ピツチ
を粗に巻き、根元に行く（ｌが大になる）に従つ
て密に巻くことによつて、長さｌの如何に拘ら
ず、常に同程度の曲率で曲げることができる。 螺旋状チユーブ２４および２５の中には液状冷
媒が流れているので、この冷却管による検出体１
５のある程度の冷却効果が期待できるが、より大
きな冷却効果を得るために検出体１５の周囲１６
をチユーブ２９で被覆して気体冷却室を設ける。
この時冷却気体１９は螺旋状に巻かれたチユーブ
２４および２５と接触するので、単純な気体冷却
の場合よりも冷却気体の温度の上昇が小さくな
り、それだけ気体冷却効果が上昇する。冷却気体
は可撓部先端で外部雰囲気に開放される他、先端
検出部２０の部分でパージガス流通溝２２を通る
パージ用気体としても使用される。 螺旋状に巻かれたチユーブ２４および２５につ
いては、10mmφ程度もしくはそれ以下の耐水性フ
レキシブルチユーブを使用することができる。従
つて２重冷却管構造に比べて本発明の装置は外径
ｄを小さくすることができる。 また気体冷却室を形成する最外殻チユーブ２９
は耐水性である必要がなく、それだけそのチユー
ブ２９の材質および構造についての選択範囲が広
くなる。 さらに螺旋状チユーブ２４および２５内に収納
される液状冷媒は、従来の２重冷却管を用いた場
合よりも少量ですみ、装置の重要がそれだけ小さ
くなる。またそれによつて下方へ垂れ下つている
部分の長さｌ（第３図）が可撓部４の曲げ半径に
およぼす影響が小さくなる。すなわち装置の重量
が小さい場合、ｌの大小にかかわらず、可撓部４
の曲り部を同程度の曲率で曲げることができる。 以上述べたように、本発明の高温雰囲気内観測
装置は冷却効果、可撓性、軽量化およびコンパク
ト化に対して大きな改善効果が期待できる。 なお、本発明の冷却装置の構成は可撓性のない
観測装置にも応用することが可能であり、可撓部
４を直線状としたり剛直とすることもできる。 例えば第２図ａ，ｂに非直線状で剛直な検出体
の場合の冷却装置の一例を示す。ａは検出体の横
断面図、ｂは側面図である。螺旋状に巻かれた冷
却チユーブ２４および２５は、この場合、なまし
銅を用いており、検出器を内蔵する検出体１５に
ハンダ３０付けされており、検出体１５の冷却効
果を高めている。 また本発明の冷却装置の構成は、検出器が光フ
アイバである場合だけでなく、その他の温度、圧
力あるいは物質の成分組成等を検出する装置に対
しても用いることができる。特に検出部のみが耐
熱上最も問題となる場合については最も有効であ
る。 〔実施例〕 高温雰囲気内観測装置の光フアイバの代りに熱
電対をパイプの内に挿入して、空冷、水冷および
本発明装置をそれぞれ800℃の高温炉の内へ４ｍ
入れた場合の各部の冷却効果を調べた。冷却条件
を第１表に、また冷却効果を第６図に示す。ただ
し、本発明装置で水冷している水冷却管は先端50
cmである。 第６図から明らかなように単純な空冷に比較し
て、本発明の装置は冷却効果が大きく改善されて
いる。特に先端部については水冷装置と同程度の
冷却効果が得られた。 また、各々の装置について、最外殻パイプの外
径を第２表に示した。冷却２重管構造の場合は
100mmφ程度になるに比べ本発明装置では60mmφ
程度もしくはそれ以下に納めることができた。
【表】
本発明装置は、冷却効果が優れ、軽量で小径化
でき、また可撓性をもつ装置に最も好適に用いら
れ、可撓性の調整も容易にできる。
でき、また可撓性をもつ装置に最も好適に用いら
れ、可撓性の調整も容易にできる。
第１図は本発明の観測装置の実施例の要部縦断
面図、第２図は別の実施例のａ横断面図、ｂ側面
図、第３図は観測装置の説明図、第４図、第５図
は従来の装置の要部縦断面図、第６図、第７図は
実施例の効果を示すグラフである。 １……高炉、２……高炉内装入物、３……光フ
アイバ式検出器、４……検出器可撓部、５……炉
頂水平ゾンデ、１０……光フアイバ、１１……テ
レビカメラ、１２……ビデオデツキ、１３……モ
ニタテレビ、１４……冷却器制御系、１５……検
出体、１８……気体流入口、１９……冷却気体、
２０……検出部、２２……パージガス流通溝、２
４，２５……チユーブ、２８……冷却管。
面図、第２図は別の実施例のａ横断面図、ｂ側面
図、第３図は観測装置の説明図、第４図、第５図
は従来の装置の要部縦断面図、第６図、第７図は
実施例の効果を示すグラフである。 １……高炉、２……高炉内装入物、３……光フ
アイバ式検出器、４……検出器可撓部、５……炉
頂水平ゾンデ、１０……光フアイバ、１１……テ
レビカメラ、１２……ビデオデツキ、１３……モ
ニタテレビ、１４……冷却器制御系、１５……検
出体、１８……気体流入口、１９……冷却気体、
２０……検出部、２２……パージガス流通溝、２
４，２５……チユーブ、２８……冷却管。
Claims (1)
- １ 高炉炉頂の高温雰囲気を観測する可撓性を有
する高温雰囲気内観測装置において、検出体の先
端部外周に液状冷媒を用いる冷却管を配設し、該
冷却管へ冷媒を輸送するチユーブを前記検出体の
外周に螺旋状に巻回すると共に検出体のまわりに
気体冷却室を設けたことを特徴とする高温雰囲気
内観測装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140340A JPS6119713A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 高温雰囲気内観測装置 |
| US06/751,088 US4697453A (en) | 1984-07-05 | 1985-07-02 | Apparatus for monitoring burden distribution in furnace |
| CA000486328A CA1251945A (en) | 1984-07-05 | 1985-07-04 | Apparatus for monitoring burden distribution in furnace |
| US07/275,687 US4914948A (en) | 1984-07-05 | 1988-11-23 | Apparatus for monitoring burden distribution in furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140340A JPS6119713A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 高温雰囲気内観測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119713A JPS6119713A (ja) | 1986-01-28 |
| JPS633004B2 true JPS633004B2 (ja) | 1988-01-21 |
Family
ID=15266552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59140340A Granted JPS6119713A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-06 | 高温雰囲気内観測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119713A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4914948A (en) * | 1984-07-05 | 1990-04-10 | Kawasaki Steel Corp. | Apparatus for monitoring burden distribution in furnace |
| US4697453A (en) * | 1984-07-05 | 1987-10-06 | Kawasaki Steel Corp. | Apparatus for monitoring burden distribution in furnace |
| JPH0175807U (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-23 | ||
| JPH02307025A (ja) * | 1989-05-23 | 1990-12-20 | Fujitsu Ltd | 真空装置用温度計 |
| JPH0618334A (ja) * | 1992-06-29 | 1994-01-25 | Mikuni Seisakusho:Kk | 被加熱物の温度測定装置 |
| US6175676B1 (en) * | 1999-02-23 | 2001-01-16 | Bethlehem Steel Corporation | Fiber optic sensor and method of use thereof to determine carbon content of molten steel contained in a basic oxygen furnace |
| JP2010091288A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Nittetsu Hokkaido Control Systems Corp | 光ファイバ温度測定装置 |
| US8983256B2 (en) | 2011-04-28 | 2015-03-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber cable |
| JP2014055851A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Babcock-Hitachi Co Ltd | 火炎検出器およびこれを備えたバーナ用点火トーチ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57174406A (en) * | 1981-04-18 | 1982-10-27 | Nippon Steel Corp | Probe for observation and measuring inside of blast furnace |
| JPS6039125B2 (ja) * | 1981-04-18 | 1985-09-04 | 新日本製鐵株式会社 | 高炉炉内観察測定用プロ−ブ |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP59140340A patent/JPS6119713A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6119713A (ja) | 1986-01-28 |
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