JPH0322446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、高炉の炉内装入物投入装置に係り、
特に、炉頂部に、原料を炉内に投入するための１
又は２以上のベル及び原料の半径方向の分布制御
を行うためのムーバブルアーマーを備えた高炉の
炉内装入物投入装置の改良に関する。

【従来の技術】

一般に、高炉内への原料の装入・分布制御は、
原料性状、原料装入量の変化に伴つて変動する。
従つて、適正且つ安定した炉内ガス分布、温度分
布を維持するためには、例えば炉の中心側のガス
流が強い場合は、鉱石を炉の中心側へ装入する
か、あるいはコークスを炉の壁側へ装入すること
によつて、その中心部の過大なガス流を抑制する
必要がある。従来、この制御のためにいわゆるム
ーバブルアーマーノツチ位置やストツクラインの
レベルの調節を行うようにしている。 この調節によつてコークス、あるいは鉱石の炉
内半径方向の層厚が適性に管理されれば、高炉ガ
ス利用率の向上、低燃料比操業が可能となる。し
かしながら、ベル式高炉における装入物の分布制
御にあつては、この限られた分布調整要素である
ムーバブルアーマーノツチの位置や、ストツクラ
インのレベルの調節のみでは、適正な装入物分布
を細かく調整することができないという点が指適
されていた。 即ち、ベル式の高炉では、ベルより装入原料が
一度に排出されるため、炉内の半径方向に均等に
装入することが困難であり、又、炉壁側だけに鉱
石を投入したい場合でも原料が全部同じ位置に投
入されるために、ガス分布の微調整ができないと
いう欠点があつたものである。 この欠点を解消する技術として、特開昭59−
9108、同59−9109、同59−41403の各公報に開示
されているものがある。この方法は、ベル開度、
あるいはベル開速度の調整を行うことによつて、
原料の装入量、装入位置を制御し、ベル特有の一
度に同じ位置に投入されるという欠点を解決し、
炉内の半径方向の装入物の適性分布、即ちガス分
布の適正化を図るようにしたものである。 この改良された従来制御方法において大ベル
（最下段のベル）の動作速度を調整する場合は、
油圧回路の電磁弁の開度を絞ること、即ち電磁弁
の開度位置を調整することにより、大ベル駆動用
の油圧シリンダへの油量を調整することによつて
行うようにしている。 本制御方法の定性的傾向として、 ベル開度を小さくあるいはベル開速度を遅く
すると、炉芯側に原料が多く堆積する。 ベル開度を大きくあるいはベル開速度を速く
すると、炉壁側に原料が多く堆積する。 が挙げられる。そのため、現状における有効なる
高炉内ガス分布の調整方式として注目されてきて
いる。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、この制御方法を実際に適用する
場合において、制御上、以下のような問題点が指
摘される。 Ａ ベル開度及びベル開速度を各々のセンサによ
り正確に検出し、且つ精度よくこれを制御に反
映できたとしても、ベルライナーの摩耗や原料
性状の変化等の予測しがたい外因により、実際
には原料落下時間が変動してしまい、指定通り
の装入物の炉内分布を得ることができない。 Ｂ ベル開度及びベル開速度と装入物の炉内分布
の関係については、定性的には上記、の傾
向で把握できるが、定量的に実際の炉内分布を
把握することができないため、操業者の勘によ
つて推定する以外に方法がない。従つて、所望
通りに原料が装入できたかどうかは、再びガス
分布、温度分布等の間接的な情報に頼らざる得
ず、この場合、その結果を知るまでにはかなり
の時間を必要とする。 Ｃ ベル開度及びベル開速度を制御すると、従来
の１度に原料を投入する方式に比べて必然的に
ベル開時間はより長くなる。従つて、１連の炉
頂シーケンスサイクルが長くなり、その結果高
炉の最大装入回数が制限され、高炉の出銑能力
が低下することになる。従来においては、大ベ
ルの全開を検出することにより、次のシーケン
スに移行させているが、この改良されたベル開
度及びベル開速度制御方式においても、安全上
同様に全開を検出した後次のシーケンスに移行
させる必要があり、従つて、開時間が長くなつ
た分だけ炉頂シーケンスサイクルも延長される
ことになる。

【発明の目的】

本発明は、上記Ａ〜Ｃの３点の問題に鑑みて、
主としてその内のＣの問題点を解決しようとする
もので、最下段のベルからの現実の原料の排出完
了を正確に把握することにより、より短周期で且
つより適確な炉頂シーケンス制御を実現すること
ができ、その結果、より適正なる高炉内の原料装
入分布を得ると共に、高炉の出銑能力を高めるこ
とができる高炉の炉内装入物投入装置を提供する
ことを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、原料を高炉内に投入するためのベル
と、このベルの下方部にあつて前記ベルから落下
した原料を衝突させて炉内の半径方向の原料分布
制御を行うためのムーバブルアーマーを備えた高
炉の炉内装入物投入装置において、前記ベルのう
ち最下段のベル及び前記ムーバブルアーマーにお
ける原料の排出時及び衝突時に発生する振動をそ
れぞれ検出する振動検出器と、該振動検出器の各
出力の時間差から原料排出完了を求める炉頂シー
ケンス制御装置を備えることにより、上記目的を
達成したものである。

【作用】

本発明の開発のあたつて発明者らは、高炉の大
ベル周辺の各部に各種の振動検出器を設け、大ベ
ルより原料が落下するときの高炉炉頂部周辺の振
動挙動を調査した。その結果、高炉炉頂部周辺に
は多くの瞬間値的な暗騒音が常に発生しているこ
と、炉頂シーケンスサイクルの進行に対応して確
実に特定の振動が発生することを確認した。な
お、この調査にあつては、各種の振動検出器自体
の振動検出性能についても合せて調査したが、各
種の振動検出器の中でＦ−Ｋベアリングチエツカ
（商品名：富士電気株式会社−川崎製鉄株式会社
の共同開発品）が最も検出性がよいことも確認で
きた。 さて、振動検出器によつて大ベルからの原料の
落下状況を検知する上での要件は以下の２点であ
る。 ） 高炉炉頂周辺で発生している瞬間値的な暗
騒音を除去して該炉頂シーケンスサイクルの進
行に対応して発生する振動のみを検出する。 ） 炉頂シーケンスサイクルの進行に対応して
発生する振動のうち、大ベル（最下段のベル）
からの原料の落下時の振動のみを選択的に抽出
する。 調査を進めた結果、この２つの要件を満足させ
るためには、原料を高炉内に投入するためのベル
のうち最下段のベル、及びムーバブルアーマーに
おけるそれぞれの原料の排出時及び衝突時に発生
する振動を検出し、これらの時間差を取るのが最
も信頼性が高いという知見を得ることができた。 本発明は、この知見に基づき、これらの振動検
出器の各出力の時間差から原料排出完了を求める
ようにしたため、大ベルからの原料落下状態を正
確に把握することができる。その結果、原料投入
制御をより円滑に実行することができるようにな
り、又炉頂シーケンスサイクルが短縮されること
によつて、高炉への最大投入回数を増加させるこ
とができ、該高炉の出銑能力をそれだけ高めるこ
とができるようになる。

【実施例】

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説
明する。 第１図に、本発明に係る炉内装入物投入装置の
実施例を示す。 まずこの装置の説明をすると、小ベル１の下位
に位置する大ベル２は、ベルロツド３、セグメン
ト４を介して、カウンタウエイト５によつてバラ
ンス調整されており、油圧シリンダ６によつて駆
動される。この油圧シリンダ６は、図示せぬ油圧
ユニツトから電磁弁を介した圧力油によつて上下
に進退動駆動され、これが大ベル２の開閉運動に
連繋される。 一方、原料は旋回シユート７によつて小ベル１
上に一時堆積され、次に小ベル１、大ベル２の２
つのベルにより均排圧調整されながら、大ベル２
上に堆積される。その後、大ベル２の開動作によ
りムーバブルアーマー８のプレート８Ａに衝突
し、半径方向の落下位置を調整されて原料のスト
ツクラインＡ上へ積層される工程を辿る。 さて、以前の原料の装入方法においては、大ベ
ル２は、油圧制御装置の切替えにより全速で全開
位置まで開き、これを全開検出リミツトスイツチ
９によつて検出した後、再び全閉位置に戻る単純
制御となつていた。従つて装入物については、一
度にまとまつて排出・落下させられることにな
る。改良された従来例では、指定の開時間、開度
に基づく開速度に従つて大ベル２を駆動するもの
であるため、原料のストツクラインＡ上の炉内半
径方向での落下位置及び量の微調整が可能であ
る。しかしながら、この改良された従来例におい
ても、安全性を優先するため、即ち大ベル２上の
原料を全量落下させる確認のため、大ベル２を最
終的に従前通り、全開位置まで念のため動作させ
た後、全閉位置に戻す制御としている。従つて、
大ベル開時間は従来より格段に長くなつていた。 これに対し、この実施例においては、大ベル２
上の原料が堆積するホツパー２Ａの炉壁部２Ｂと
ムーバブルアーマー８の駆動部８Ｂの各々に、原
料の排出時及び衝突時に発生する振動をそれぞれ
検出する振動検出器１１₁，１１₂を設け、且つ、
該振動検出器１１₁，１１₂の各出力の時間差から
原料排出完了を求める炉頂シーケンス制御装置装
置１２を設けることにより、この大ベル２の全開
位置までの動作を不要としている。 前記振動検出器１１₁，１１₂は、それぞれ各部
の振動ピツクアツプ１０₁，１０₂の機械的生振動
を受け、これを増幅して電気信号Ａ，Ｂとしてそ
れぞれ出力するようになつている。この出力電気
信号Ａ，Ｂは、炉頂シーケンス制御装置１２に取
込まれて以下に示すような処理がなされる。 第２図は、炉頂シーケンス制御装置１２内での
振動検出器１１₁，１１₂の出力Ａ，Ｂの信号処理
の流れと、各部の信号形態を示している。振動検
出器１１₁，１１₂の出力Ａ，Ｂの生信号は、コン
パレータCP１，CP２によりある閾値以下はカツ
トされ、又この閾値以上はデジタル値(1)に変換さ
れる。次に、遅延タイマ回路TD１，TD２によ
り、タイマで設定した所定時間以下の短時間の信
号をカツトする処理がなされる。即ち、この２つ
の回路CP１，CP２，TD１，TD２でのレベル的
及び時間的処理により、大ベル開時の原料排出に
よる振動とは関係ない高炉炉頂部周辺で発生する
低雑音と瞬間値的な暗騒音がカツトされるもので
ある。 このように処理されたＡ，Ｂ信号のうち、Ａ信
号は、NOT回路２０によつてデジタル値(1)が反
転処理（１→０）され、一方Ｂ信号はそのままの
デジタル値(1)とされたまま、両信号はAND回路
２２に導かれて論理和処理される。これによつ
て、Ａ信号とＢ信号との動作完了のタイミング差
の部分だけの信号C₀が取り出される。この時間
差信号C₀は、OR回路２４にてホールド処理され
た後、信号Ｃとなる。 この一連の回路の目的は、原料が大ベル２から
排出完了するときの振動と、ムーバブルアーマー
８への原料の衝突動作が完了するときの振動の
各々の微妙な落下時間差を捕えてこの時間差が発
生するタイミングこそが真の大ベル２からの原料
排出完了時であると判断することにある。 即ち、小ベル１から大ベル２へ原料が落下する
とき、あるいはその他の雑音によつても遅延タイ
マTD１の出側のような信号波形は得られるが、
この実施例では、時系列的に下流動作となるムー
バブルアーマー８のＢ信号を捕えてこれと組合せ
ることによつて信号及び制御動作の信頼性を向上
させているものである。 信号Ｃは、大ベル２の閉指令となつている。即
ち、上述のようにして大ベル２からの原料排出が
終了すると判別された場合、即座に大ベル開度が
全開位置でなくても閉動作に入るようにして炉頂
シーケンスサイクルの短縮を図つている。 大ベル２が全閉となると大ベル全閉検出リミツ
トスイツチ１３によりこの全閉を検出し、これに
てOR回路でのホールド信号がリセツトされる。 又、バツクアツプ処理として、このOR回路に
大ベル全開検出リミツトスイツチ９の信号をも並
列に取込むようにし、原料排出完了の検出が仮に
失敗したときであつても、従来通りの制御ができ
るようにしている。 なお、大ベル２からの原料排出時間を炉頂シー
ケンス制御装置１２に演算出力として大ベル原料
排出時間表示器１４（第１図）に表示するように
している。これは、第２図における遅延タイマ回
路TD１及びTD２の出側の信号をタイマカウン
トしてそれぞれ表示するものである。この表示は
操業者に操業上の情報として提供され、これによ
り、原料の炉内での分布状況の推察を行うことが
できる。 なお、本発明は、ベル開度及びベル開速度を制
御せずに、原料を一度に排出する方式においても
応用することができるのは明らかである。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。 即ち、確実にベル開動作による原料落下に伴な
う振動のみを抽出且つ検出することができ、原料
排出完了を正確に把握することができる。 又、直接的に大ベルからの原料の落下タイミン
グを検出して炉頂シーケンスサイクルを進めるた
め、従来の大ベルが全開まで移行したという機械
的な動きを確認しながら制御を進行させる方式に
比べてベル開時間を短縮することができ、炉頂シ
ーケンスサイクルをそれだけ短縮することができ
る。 その結果、高炉の最大投入回数を増加させるこ
とができ、該高炉の出銑能力を増大させることが
できる。 更に、ベルライナーの摩耗や原料制御の変化に
よつて大ベルからの原料の落下状況が変化して
も、原料の実際の排出時間を直接的に把握するも
のであるため、これを装入物の炉内分布の制御に
より適正な情報として反映させることができる。
従つて、ガス分布、温度分布等の間接的な情報を
頼る必要がなくなり、迅速なる操業操作を取るこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る高炉の炉内装入物投入
装置の実施例を示す高炉炉頂部付近の一部にブロ
ツク線図を含むスケルトン図、第２図は、振動検
出器よりの信号の処理の流れと各部の信号形態を
示した線図である。 １……小ベル、２……大ベル（最下段のベル）、
８……ムーバブルアーマー、１０₁，１０₂……振
動ピツクアツプ、１１₁，１１₂……振動検出器、
１２……炉頂シーケンス制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料を高炉内に投入するためのベルと、この
   ベルの下方部にあつて前記ベルから落下した原料
   を衝突させて炉内の半径方向の原料分布制御を行
   うためのムーバブルアーマーとを備えた高炉の炉
   内装入物投入装置において、 前記ベルのうち最下段のベル及び前記ムーバブ
   ルアーマーにおける原料の排出時及び衝突時に発
   生する振動をそれぞれ検出する振動検出器と、 該振動検出器の各出力の時間差から原料排出完
   了を求める炉頂シーケンス制御装置と、 を備えたことを特徴とする高炉の炉内装入物投入
   装置。