高炉ステーブの残存厚測定方法
【課題】高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を正確に測定する高炉ステーブの残存厚測定方法を提供する。
【解決手段】高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定する方法であって、前記ステーブに冷却水を流す水路から冷却水を抜き取り、該水路内に超音波探触子を差し込んで水路の炉内側の面に接触させて、前記水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）を測定する、好ましくは前記超音波探触子は、樹脂製のソフト探触子とすることを特徴とする高炉ステーブの残存厚測定方法。
【解決手段】高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定する方法であって、前記ステーブに冷却水を流す水路から冷却水を抜き取り、該水路内に超音波探触子を差し込んで水路の炉内側の面に接触させて、前記水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）を測定する、好ましくは前記超音波探触子は、樹脂製のソフト探触子とすることを特徴とする高炉ステーブの残存厚測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明が対象とする高炉ステーブの残存厚測定方法については、従来から種々の提案がなされており、例えば、特開昭６１−２６４１１０号公報（下記特許文献1）には、ステーブの炉外側の面（表面）に超音波探触子を接触せしま、ステーブの表面と炉内側の面（背面）の厚みを超音波で測定する方法が記載されている。
【０００３】
しかし、この特許文献１の方法は、ステーブの背面から表面までの厚さが２００mm程度あることから下記イ）ロ）の原因により測定精度が悪いという問題点があった。
イ）ステーブの背面は損耗により凹凸状態であることから、入射した超音波が乱反射して探触子で測定可能な反射超音波（エコー）が少ない。
ロ）ステーブは鋳物製であることから反射波の減衰が大きい。
【０００４】
また、特開昭６３−０７３０８８公報（下記特許文献２）には、ステーブにステーブ厚みと同じ長さのマーカーを高炉炉内側のステーブ表面に先端を合わせて埋没させておき、超音波を利用してその厚みを測定する方法が記載されている。
【０００５】
しかし、この特許文献２の方法は、イ）〜ハ）のような問題点があった。
イ）ステーブに予めマーカーを埋め込むための加工が必要となり、ステーブの製造コストが高い。
ロ）加工したマーカー埋め込み用の孔の周辺が強度的に弱くなり、この部分の損耗が他の部分より速くなるおそれがある。
ハ）既設の高炉のステーブに適用することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２６４１１０号公報
【特許文献２】特開昭６３−０７３０８８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を正確に測定する高炉ステーブの残存厚測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決するために鋭意検討の結果なされたものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【０００９】
（１）高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定するであって、前記ステーブに冷却水を流す水路から冷却水を抜き取り、該水路内に超音波探触子を差し込んで水路の炉内側の面に接触させて、前記水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）を測定することを特徴とする高炉ステーブの残存厚測定方法。
（２）前記超音波探触子は、樹脂製のソフト探触子とすることを特徴とする（１）に記載の高炉ステーブの残存厚測定方法。
【００１０】
＜作用＞
（１）の発明によれば、水路内に超音波測定素子を差し込んで、該素子を水路の炉内側の面に押し付けて測定するので、測定厚みが１００ｍｍ以内の部分を測定するので、測定データの精度が高い。
（２）の発明によれば、超音波探触子として、樹脂製のソフト探触子を用いるので、水路の炉内側の面が曲率を有する場合であっても探触子が水路の炉内側の面に密着させて正確に測定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定する箇所および使用する探触子を工夫することによって、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を正確に測定する高炉ステーブの残存厚測定方法を提供することができるうえ、ステーブ自体の加工が不要であり、既設の高炉のステーブにも適用できるなど産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用する高炉ステーブを例示する図である。
【図２】本発明を適用する高炉ステーブの冷却方法を例示する図である。
【図３】本発明を適用する高炉ステーブの冷却方法を説明する図である。
【図４】本発明に用いる超音波測定器を例示する図である。
【図５】本発明の高炉ステーブの残存厚測定方法を例示する図である。
【図６】本発明の高炉ステーブの残存厚測定方法を例示する詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態について、図１〜図６を用いて詳細に説明する。
図１〜図６において、１は鉄皮、２はステーブ、３は水路、４はポンプ、５は給水ドラム、６は連結管、７はバルブ、８はプローブ、９は探触子、１０は固定台、１１は測定器、１２はケーブルを示す。
【００１４】
図１は、本発明を適用する高炉ステーブを例示する図である。図１に示すように、ステーブ２は高炉のシャフト部の高さ方向に連なった状態で存在しており、その内部に配置された水路３に冷却水を流して、高炉の鉄皮１を保護する装置である。
【００１５】
図２は、本発明を適用する高炉ステーブの冷却方法を例示する図である。図２（a）に示す通常時は、ステーブ２の上部に設けられた給水ドラムのバルブを開いて水路３に冷却水を流している。また、図２（b）に示す水切り時は、ステーブ２の上部に設けられた給水ドラムのバルブを閉じステーブ下部のバルブを開いて水路３から冷却水排水する。
【００１６】
図３は、本発明を適用する高炉ステーブの冷却方法を説明する図であり、上下の水路３は、連結管６により連結されており、この連結管6にはバルブ７が設けられている。
【００１７】
図４は、本発明に用いる超音波測定器を例示する図である。図４に示すように、本発明に用いる超音波測定器は、測定器１１にケーブル１２を介してプローブ８が設けられており、その先端に探触子９を有する。
【００１８】
図５は、本発明の高炉ステーブの残存厚測定方法を例示する図であり、図６は、その詳細図である。図５に示すように、本発明の高炉ステーブの残存厚測定方法は、ステーブ２に冷却水を流す水路３から冷却水を抜き取り、該水路３内に超音波探触子９を差し込んで、前記水路３の炉内側底面とステーブ２の炉内側表面との厚さ（Ｔ）を測定することを特徴とする。水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）が１００ｍｍ以内の部分を測定するので、測定データの精度が高い。
【００１９】
ステーブ２の水路の炉内側の面に超音波探触子９を押し当てて水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）を測定するメリットとしては図５及び図６のように水路３の表面からステーブの背面までの距離は約７５ｍｍと薄いため、超音波の減衰しやすい銅ステーブにおいても超音波探傷を精度よく実施できる。
【００２０】
本発明における高炉ステーブの残存厚測定方法における測定手順を下記に示す。まず、高炉１内への送風を休風し、図２のステーブ２内に存在する水路３から水路３内に流れる水を抜き取る作業を実施する。具体的には、図２のようにポンプ４により循環する冷却水を給水ドラム５の下のバルブを「閉」にし、ステーブ２の下のバルブを「開」にすることにより抜き取りを実施する。
【００２１】
水抜きが終わった後、図４のように上下のステーブを繋ぐ連絡管６のバルブ７を「開」にし、超音波探傷測定を実施するための探触子９を取付けたプローブ８を装入できるように管内を開放し、探触子９を図５のように水路３の炉内側底面に押し付けた状態で、前回の測定残存厚を基に今回の残存厚を予測し、この予測残存厚に応じて、周波数一定の状態で超音波の音速を調整することにより超音波の波長調整を実施する。設定終了後、探触子９より超音波を発生させ、反射波を検知するまでの時間から水路３の炉内側底面とステーブ２の炉内表面との間の厚み(Ｔ)を測定する。測定終了後、プローブ８を引き抜き、連絡管６のバルブ７を「閉」にし、図２（a）の通常時の状態に戻して、再度ステーブの水路３に冷却水を通水する。
【００２２】
本発明に用いる超音波探傷測定装置の構成を下記に示す。図５のように先端部に探触子９を固定台１０で固定したプローブ８と、探触子９にケーブル１１を介して接続した測定器１０から構成される。探触子９は、例えばポリフッ化ビニリデンなどの樹脂製のソフト探触子とすることが好ましく、このため、水路３の炉内側底面が湾曲面でもきっちりと表面に探触子９を密着させることができる。
【００２３】
超音波の周波数は超音波が減衰し易い鋳物銅ステーブの測定を実施するため、0.5MHzとした。この実施形態により、実際にステーブ２をボウリングした際のステーブ損耗状況と比較してほぼ同等の厚みとなったことから、本発明によれば、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を正確に測定する高炉ステーブの残存厚測定方法を提供することができ、本発明の効果が確認された。
【符号の説明】
【００２４】
１ 鉄皮
２ ステーブ
３ 水路
４ ポンプ
５ 給水ドラム
６ 連結管
７ バルブ
８ プローブ
９ 探触子
１０ 固定台
１１ 測定器
１２ ケーブル
Ｔ 水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明が対象とする高炉ステーブの残存厚測定方法については、従来から種々の提案がなされており、例えば、特開昭６１−２６４１１０号公報（下記特許文献1）には、ステーブの炉外側の面（表面）に超音波探触子を接触せしま、ステーブの表面と炉内側の面（背面）の厚みを超音波で測定する方法が記載されている。
【０００３】
しかし、この特許文献１の方法は、ステーブの背面から表面までの厚さが２００mm程度あることから下記イ）ロ）の原因により測定精度が悪いという問題点があった。
イ）ステーブの背面は損耗により凹凸状態であることから、入射した超音波が乱反射して探触子で測定可能な反射超音波（エコー）が少ない。
ロ）ステーブは鋳物製であることから反射波の減衰が大きい。
【０００４】
また、特開昭６３−０７３０８８公報（下記特許文献２）には、ステーブにステーブ厚みと同じ長さのマーカーを高炉炉内側のステーブ表面に先端を合わせて埋没させておき、超音波を利用してその厚みを測定する方法が記載されている。
【０００５】
しかし、この特許文献２の方法は、イ）〜ハ）のような問題点があった。
イ）ステーブに予めマーカーを埋め込むための加工が必要となり、ステーブの製造コストが高い。
ロ）加工したマーカー埋め込み用の孔の周辺が強度的に弱くなり、この部分の損耗が他の部分より速くなるおそれがある。
ハ）既設の高炉のステーブに適用することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２６４１１０号公報
【特許文献２】特開昭６３−０７３０８８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を正確に測定する高炉ステーブの残存厚測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決するために鋭意検討の結果なされたものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【０００９】
（１）高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定するであって、前記ステーブに冷却水を流す水路から冷却水を抜き取り、該水路内に超音波探触子を差し込んで水路の炉内側の面に接触させて、前記水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）を測定することを特徴とする高炉ステーブの残存厚測定方法。
（２）前記超音波探触子は、樹脂製のソフト探触子とすることを特徴とする（１）に記載の高炉ステーブの残存厚測定方法。
【００１０】
＜作用＞
（１）の発明によれば、水路内に超音波測定素子を差し込んで、該素子を水路の炉内側の面に押し付けて測定するので、測定厚みが１００ｍｍ以内の部分を測定するので、測定データの精度が高い。
（２）の発明によれば、超音波探触子として、樹脂製のソフト探触子を用いるので、水路の炉内側の面が曲率を有する場合であっても探触子が水路の炉内側の面に密着させて正確に測定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定する箇所および使用する探触子を工夫することによって、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を正確に測定する高炉ステーブの残存厚測定方法を提供することができるうえ、ステーブ自体の加工が不要であり、既設の高炉のステーブにも適用できるなど産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用する高炉ステーブを例示する図である。
【図２】本発明を適用する高炉ステーブの冷却方法を例示する図である。
【図３】本発明を適用する高炉ステーブの冷却方法を説明する図である。
【図４】本発明に用いる超音波測定器を例示する図である。
【図５】本発明の高炉ステーブの残存厚測定方法を例示する図である。
【図６】本発明の高炉ステーブの残存厚測定方法を例示する詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態について、図１〜図６を用いて詳細に説明する。
図１〜図６において、１は鉄皮、２はステーブ、３は水路、４はポンプ、５は給水ドラム、６は連結管、７はバルブ、８はプローブ、９は探触子、１０は固定台、１１は測定器、１２はケーブルを示す。
【００１４】
図１は、本発明を適用する高炉ステーブを例示する図である。図１に示すように、ステーブ２は高炉のシャフト部の高さ方向に連なった状態で存在しており、その内部に配置された水路３に冷却水を流して、高炉の鉄皮１を保護する装置である。
【００１５】
図２は、本発明を適用する高炉ステーブの冷却方法を例示する図である。図２（a）に示す通常時は、ステーブ２の上部に設けられた給水ドラムのバルブを開いて水路３に冷却水を流している。また、図２（b）に示す水切り時は、ステーブ２の上部に設けられた給水ドラムのバルブを閉じステーブ下部のバルブを開いて水路３から冷却水排水する。
【００１６】
図３は、本発明を適用する高炉ステーブの冷却方法を説明する図であり、上下の水路３は、連結管６により連結されており、この連結管6にはバルブ７が設けられている。
【００１７】
図４は、本発明に用いる超音波測定器を例示する図である。図４に示すように、本発明に用いる超音波測定器は、測定器１１にケーブル１２を介してプローブ８が設けられており、その先端に探触子９を有する。
【００１８】
図５は、本発明の高炉ステーブの残存厚測定方法を例示する図であり、図６は、その詳細図である。図５に示すように、本発明の高炉ステーブの残存厚測定方法は、ステーブ２に冷却水を流す水路３から冷却水を抜き取り、該水路３内に超音波探触子９を差し込んで、前記水路３の炉内側底面とステーブ２の炉内側表面との厚さ（Ｔ）を測定することを特徴とする。水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）が１００ｍｍ以内の部分を測定するので、測定データの精度が高い。
【００１９】
ステーブ２の水路の炉内側の面に超音波探触子９を押し当てて水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）を測定するメリットとしては図５及び図６のように水路３の表面からステーブの背面までの距離は約７５ｍｍと薄いため、超音波の減衰しやすい銅ステーブにおいても超音波探傷を精度よく実施できる。
【００２０】
本発明における高炉ステーブの残存厚測定方法における測定手順を下記に示す。まず、高炉１内への送風を休風し、図２のステーブ２内に存在する水路３から水路３内に流れる水を抜き取る作業を実施する。具体的には、図２のようにポンプ４により循環する冷却水を給水ドラム５の下のバルブを「閉」にし、ステーブ２の下のバルブを「開」にすることにより抜き取りを実施する。
【００２１】
水抜きが終わった後、図４のように上下のステーブを繋ぐ連絡管６のバルブ７を「開」にし、超音波探傷測定を実施するための探触子９を取付けたプローブ８を装入できるように管内を開放し、探触子９を図５のように水路３の炉内側底面に押し付けた状態で、前回の測定残存厚を基に今回の残存厚を予測し、この予測残存厚に応じて、周波数一定の状態で超音波の音速を調整することにより超音波の波長調整を実施する。設定終了後、探触子９より超音波を発生させ、反射波を検知するまでの時間から水路３の炉内側底面とステーブ２の炉内表面との間の厚み(Ｔ)を測定する。測定終了後、プローブ８を引き抜き、連絡管６のバルブ７を「閉」にし、図２（a）の通常時の状態に戻して、再度ステーブの水路３に冷却水を通水する。
【００２２】
本発明に用いる超音波探傷測定装置の構成を下記に示す。図５のように先端部に探触子９を固定台１０で固定したプローブ８と、探触子９にケーブル１１を介して接続した測定器１０から構成される。探触子９は、例えばポリフッ化ビニリデンなどの樹脂製のソフト探触子とすることが好ましく、このため、水路３の炉内側底面が湾曲面でもきっちりと表面に探触子９を密着させることができる。
【００２３】
超音波の周波数は超音波が減衰し易い鋳物銅ステーブの測定を実施するため、0.5MHzとした。この実施形態により、実際にステーブ２をボウリングした際のステーブ損耗状況と比較してほぼ同等の厚みとなったことから、本発明によれば、高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を正確に測定する高炉ステーブの残存厚測定方法を提供することができ、本発明の効果が確認された。
【符号の説明】
【００２４】
１ 鉄皮
２ ステーブ
３ 水路
４ ポンプ
５ 給水ドラム
６ 連結管
７ バルブ
８ プローブ
９ 探触子
１０ 固定台
１１ 測定器
１２ ケーブル
Ｔ 水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定する方法であって、前記ステーブに冷却水を流す水路から冷却水を抜き取り、該水路内に超音波探触子を差し込んで水路の炉内側の面に接触させて、前記水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）を測定することを特徴とする高炉ステーブの残存厚測定方法。
【請求項２】
前記超音波探触子は、樹脂製のソフト探触子とすることを特徴とする請求項１に記載の高炉ステーブの残存厚測定方法。
【請求項１】
高炉の鉄皮に固定されたステーブの損耗を測定する方法であって、前記ステーブに冷却水を流す水路から冷却水を抜き取り、該水路内に超音波探触子を差し込んで水路の炉内側の面に接触させて、前記水路の炉内側の面とステーブの背面との厚さ（Ｔ）を測定することを特徴とする高炉ステーブの残存厚測定方法。
【請求項２】
前記超音波探触子は、樹脂製のソフト探触子とすることを特徴とする請求項１に記載の高炉ステーブの残存厚測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２０７２７０（Ｐ２０１２−２０７２７０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３７６３（Ｐ２０１１−７３７６３）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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