JPH0979909A - 高温溶融体の温度測定方法 - Google Patents

高温溶融体の温度測定方法

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JPH0979909A
JPH0979909A JP7233580A JP23358095A JPH0979909A JP H0979909 A JPH0979909 A JP H0979909A JP 7233580 A JP7233580 A JP 7233580A JP 23358095 A JP23358095 A JP 23358095A JP H0979909 A JPH0979909 A JP H0979909A
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Japan
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temperature
guide tube
measuring
melt
temperature melt
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JP7233580A
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English (en)
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Takafumi Kishu
崇文 旗手
Akira Osumi
明 大角
Hiroshi Maeda
浩史 前田
Hajime Yamashita
元 山下
Hiroaki Miyahara
弘明 宮原
Zenkichi Yamanaka
善吉 山中
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期にわたり安定して高温溶融体の温度を測
定する方法を提供する。 【解決手段】 測温時には測温装置1をタンディッシュ
14直上の測温位置に移動させる。放射温度計2の光フ
ァイバよりなる検出部3はガイド管8の中に収納され、
その先端は0〜30mm突出している。その後、ガイド
管8を溶鋼面に接触しないように溶鋼面上方に位置さ
せ、溶鋼面に垂直に維持して停止させる。次にピンチロ
ール10を正転して検出部3を溶鋼13内に浸漬させて
測温を行う。測温終了後できるだけ早く、検出部3を引
上げてガイド管8内に収容する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、金属管で被覆さ
れた光ファイバ又は断熱材で被覆された金属管で更に被
覆された光ファイバを検出部とする放射温度計により、
溶融金属等の高温溶融体の温度を測定する方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】製鉄産業やその他の精錬業或いは鋳造業
において、溶融状態の金属の温度を測定することは、精
錬効率の向上、製造コストの低減、品質保証などの面か
ら必要なことである。溶融金属の温度測定には、従来消
耗型の熱電対やセラミック保護管の中に挿入された熱電
対を、溶融金属に浸漬させる方法が用いられてきた。消
耗型の熱電対はプローブの耐久性が弱く、長時間の測定
が不能なため、測温1回毎に使い捨てとなっており、測
温の都度プローブを装着し取り外す必要がある。また保
護管式も耐久性に問題があり、計測時間が50〜100
時間程度しか持続できない。また、交換の際も、重量物
のハンドリングが必要となる。その為、これらの方法は
頻繁に測定する方法としては経済的にも実用的にも適さ
ない。
【0003】このような問題点を解決する技術として、
特開平6−58816号公報には、断熱材で被覆された
金属管で更に被覆された光ファイバを検出部とする放射
温度計の検出部先端を溶融金属内に挿入し、光ファイバ
を導波する放射光を検出して温度を測定する方法が記載
されている。この方法においては、検出部における光フ
ァイバの先端部は溶鋼と同じ温度になって黒体条件が成
立し、溶鋼の放射率に依存しない正確な温度測定ができ
る。
【0004】
【解決しようとする課題】しかしながら、検出部を溶融
金属等の高温溶融体内に浸漬させる場合には、以下のよ
うな理由により安定測定が困難であるという問題点があ
る。
【0005】1)検出部が高温溶融体の表面張力の影響
で曲がり、正しく浸漬が行えない。
【0006】2)検出部がドラム等に巻回されている場
合、検出部の巻き癖により検出部が斜めに挿入される。
【0007】このような問題点を解決する技術として、
本出願人により特許出願特願平6−24079号がなさ
れている。これは、ガイド管先端部を溶融金属に浸漬
し、検出部をこのガイド管を通して連続的に又は間欠的
に溶融金属内に送り込み、温度を測定するものである。
【0008】しかし、このような光ファイバのガイド管
を高温溶融体に浸漬させながら測温する方式には次の問
題点がある。
【0009】1)ガイド管を高温溶融体に浸漬させるた
めに、ガイド管先端部にコストの高い耐火物を使用しな
ければならない。また、耐火物は消耗するため、定期的
な交換が必要となる。
【0010】2)高温溶融体の種類により、液面上に酸
化防止を目的とした高温で粘性の高い空気遮断材を散布
する場合、ガイド管の周囲にその遮断材が付着してしま
う。
【0011】3)高温溶融体の表面層に浮遊するスラグ
の付着を防止できない。
【0012】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、金属管で被覆された光ファイバ又
は断熱材で被覆された金属管で更に被覆された光ファイ
バを検出部とする放射温度計により、長期にわたり安定
して高温溶融体の温度を測定する方法を提供することを
目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的は、金属管で被
覆された光ファイバ又は断熱材で被覆された金属管で更
に被覆された光ファイバを検出部とする放射温度計によ
り高温溶融体の温度を測定する方法であって、測定する
高温溶融体の上部近傍に高温溶融体に浸漬しないように
ガイド管を配置し、このガイド管を通して前記検出部を
高温溶融体中へ送り込み、その後直ちに又は所定時間停
止させてその後、高温溶融体中から引き上げ、検出部が
高温溶融滞中に浸漬している間に測温を行うことを特徴
とする高温溶融体の温度測定方法により解決される。
【0014】検出部をガイド管を通して高温溶融体に浸
漬させるので、高温溶融体の表面張力によって検出部が
曲がることがない。また、ガイド管が高温溶融体に浸漬
されないため、先端部にコストの高い耐火物を使用する
必要がなく、また、ガイド管に高温溶融体・スラグ等が
付着して測定不能になることがない。
【0015】図2に、検出部を高温溶融体中に送り込む
速度(挿入速度)と本発明(光ファイバ温度計)による
測温と熱電対による測温の温度差を示す。挿入速度が1
00〜600mm/秒において、両者の差は3℃以下に
おさまっており、正確な測定ができていることがわか
る。装入速度がこの範囲を外れると、測定のばらつきが
大きくなり好ましくないが、精度を要しない場合は、こ
の範囲外でも使用することができる。
【0016】少なくとも測定開始直前から測定終了後所
定時間が経過するまでの間、ガイド管に不活性ガスを吹
き込むことにより、高温溶融体表面に保温材等の浮遊物
がある場合にはこの浮遊物がパージされ、スムースに検
出部を高温溶融体中に送り込むことができる。また、測
定終了後は検出部の燃焼、酸化を防止し、検出部の消耗
を最低限に抑えることができる。
【0017】また、検出部を高温溶融体中から引き上げ
た後、検出部の先端をガイド管内で繰り返し上下させな
がら不活性ガスで冷却することにより、溶融した検出部
の断熱材がガイド管内壁に溶着することを防止できる。
【0018】検出部がドラムに巻かれて巻き癖がある場
合には、検出部をガイド管に挿入する前に検出部の巻き
癖の矯正を行うことにより、高温溶融体に対して垂直に
検出部を挿入することができる。
【0019】また、ドラムに巻回された検出部を巻き戻
して使用する場合に、巻き戻された検出部を、ルーパを
介してガイド管内に送り込むことにより、検出部の送り
出し、引上げに伴って検出部が屈曲したり捩じれたりす
ることが防止できる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図1を用いて説明する。図1において、1は測温装置、
2は放射温度計本体、3は金属管で被覆された光ファイ
バ又は断熱材で被覆された金属管で更に被覆された光フ
ァイバよりなる放射温度計2の検出部、4は検出部3で
ある光ファイバを巻回する光ファイバドラム、5は信号
処理部、6は記録手段、7は表示手段、8はガイド管、
9はガイド管8のN2 パージ口、10はピンチロール、
11は矯正機、12はルーパ、13は溶鋼、14は溶鋼
を収容するタンディッシュ、15は溶鋼13の表面に浮
遊する保温材である。
【0021】検出部3の断熱材は、ポリエチレン樹脂、
ポリイミド樹脂等により構成されている。
【0022】測温時には測温装置1を手動又は自動にて
タンディッシュ14直上の測温位置に移動させる。検出
部3はガイド管8の中に収納されている。測定に先立
ち、検出部3の先端をガイド管8の先端より0〜30m
m突出した状態にする。その後、ガイド管8をその先端
が溶鋼面から50〜130mmの高さになるように送り
込み、溶鋼面に垂直に維持して停止させる。次にピンチ
ロール10を正転して検出部3を100〜600mm/
秒の送り込み速度で溶鋼内に浸漬させる。このときの浸
漬量は溶鋼面より0〜300mm程度とし、また検出部
3溶鋼内停止時間即ち浸漬時間は0〜2秒とする。検出
部3の浸漬深さが浅ければ浅いほど検出部3の消耗が小
さくなるが、安定な温度指示が得られにくくなるので、
浸漬深さは安定な温度指示が得られる範囲でできるだけ
浅くする。しかし、300mm以上にする必要はない。
同様に、浸漬時間が長くなれば長くなるほど検出部3の
消耗が大きくなるので、浸漬時間はできるだけ短い方が
よい。浸漬時間を2秒以上にすると、溶鋼13中に浸漬
された検出部3の消耗量が大きくなるので好ましくな
い。
【0023】その後、一気に検出部3をピンチロール1
0を逆転させて引き上げ、ガイド管8内に再び収容す
る。このときの引き上げ速度は速ければ速い程良い。
【0024】検出部3を溶鋼13に送り込む直前から、
2 パージ口9よりガイド管8内にN2 ガスを吹き込
む。このN2 ガスは、ガイド管8の先端より噴出し、保
温材15を吹き飛ばすので、検出部3がスムースに溶鋼
13中に浸漬される。このN2吹き込みは、測温が終了
し、検出部3の先端がガイド管8内に収容されてから所
定の時間続けられる。これにより、光ファイバ及び被覆
の燃焼防止と冷却が行なわれる。このとき、検出部3の
先端をガイド管8内でオシレーションすることにより、
溶融した検出部の断熱材がガイド管内壁に溶着すること
を防止できる。オシレーションの振幅は数mm〜数十m
mとすることが好ましい。
【0025】検出部3は光ファイバドラム4に収納して
いるので、検出部6の巻き癖を矯正するため、矯正機1
1を使用している。
【0026】また、光ファイバドラム4と矯正機11の
間に、ルーパ12が設けられている。光ファイバドラム
4と矯正機11の間にある検出部3は、ルーパ12によ
りほぼ一定の張力で吊られているため、ピンチロール1
0により検出部の繰り出し、引上げを行っても、検出部
3が屈曲したり捩じれたりすることはない。また、ピン
チロール10の動きと光ファイバドラム4の動きとを同
期させる必要がなくなる。実際には、光ファイバドラム
4からの検出部3の巻き戻しは、数回の測定に対して1
回行えばよい。
【0027】検出部3は、ガイド管8中に挿入されてい
るために、ほぼ垂直に溶鋼13内に挿入される。このと
きの温度を放射温度計2で検出し、信号処理部5を介し
て記録手段6で記録し表示手段7で表示することによ
り、溶鋼13の温度を測定することができる。
【0028】ガイド管8の先端部を耐火物でコーティン
グしておけば、高温溶融体の飛沫付着を防止することが
できる。
【0029】また、ガイド管8の先端部を分離可能で、
本体と簡単に着脱可能であるようにしておけば、消耗し
やすい先端部のみを交換することができる。
【0030】尚、光ファイバの駆動方法は上記方法に限
らず、例えば、シリンダで駆動させる方法でも良い。
【0031】図3に、検出部の送り込み速度を500m
m/秒とし、溶鋼の温度を測定した結果を示す。図3に
おいて、横軸は消耗型熱電対で測定した溶鋼の温度、縦
軸は本発明を用いて測定した温度を示す。両者は良く一
致しており、両者の温度差の標準偏差σは1.0℃以内
である。なお、一回の測定での検出部の消耗量は40m
m程度であった。
【0032】
【発明の効果】本発明においては、光ファイバのガイド
管を溶融金属に浸漬しないように構成したので、ガイド
管が安価に製作でき且つ耐久性がある。また、短期間で
測定が終了するため光ファイバの1回当たりの消耗量が
少ないという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための測温装置の構成の例を
示す図である。
【図2】検出部の送り込み速度と指示値の安定性の関係
を示す図である。
【図3】本発明により測定した溶鋼の温度と、消耗型熱
電対により測定した溶鋼の温度との関係を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 測温装置 2 放射温度計本体 3 検出部 4 光ファイバドラム 5 信号処理部 6 記録手段 7 表示手段 8 ガイド管 9 N2 パージ口 10 ピンチロール 11 矯正機 12 ルーパ 13 溶鋼 14 タンディッシュ 15 保温材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 元 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 宮原 弘明 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山中 善吉 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属管で被覆された光ファイバ又は断熱
    材で被覆された金属管で更に被覆された光ファイバを検
    出部とする放射温度計により高温溶融体の温度を測定す
    る方法であって、測定する高温溶融体の上部近傍に高温
    溶融体に浸漬しないようにガイド管を配置し、このガイ
    ド管を通して前記検出部を高温溶融体中へ送り込み、そ
    の後直ちに又は所定時間停止させてその後、高温溶融体
    中から引き上げ、検出部が高温溶融滞中に浸漬している
    間に測温を行うことを特徴とする高温溶融体の温度測定
    方法。
  2. 【請求項2】 検出部を高温溶融体に送り込む速度を、
    100〜600mm/秒とすることを特徴とする請求項
    1に記載の高温溶融体の温度測定方法。
  3. 【請求項3】 少なくとも測定開始直前から測定終了後
    所定時間が経過するまでの間、ガイド管に不活性ガスを
    吹き込むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載
    の高温溶融体の温度測定方法。
  4. 【請求項4】 検出部を高温溶融体中から引き上げた
    後、検出部の先端をガイド管内で繰り返し上下させなが
    ら冷却することを特徴とする請求項3に記載の高温溶融
    体の温度測定方法。
  5. 【請求項5】 ドラムに巻回された検出部を巻き戻して
    使用し、検出部をガイド管に挿入する前に、検出部の巻
    き癖の矯正を行うことを特徴とする請求項1ないし請求
    項4のうちいずれか1項に記載の高温溶融体の温度測定
    方法。
  6. 【請求項6】 ドラムに巻回された検出部を巻き戻して
    使用し、巻き戻された検出部を、ルーパを介してガイド
    管内に送り込むことを特徴とする請求項1ないし請求項
    5のうちいずれか1項に記載の高温溶融体の温度測定方
    法。
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