JPH0426712A - 高炉への原料装入モニタリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、ホッパから排出される原料を、旋回半径を可
変することのできる旋回シュートの先端を移動させなが
ら装入するに際し、この高炉への原料装入のリアルタイ
ムなモニタリング及びこのリアルタイムなモニタリング
による高炉への原料装入での操業実績収集を効果的に行
うことができる高炉への原料装入モニタリング方法に関
する。

【従来の技術】

ベルレス高炉や一般シャフト炉等炉頂から原料を装入す
る高炉においては、原料の流量調整ゲート（以降、流調
ゲートと呼ぶ）の開度を調整しながら、旋回動作を行っ
ている旋回シュートを介して、この旋回シュートの傾斜
角を制御しながら高炉への原料装入が行われている。 このような高炉への原料装入方法においては、従来から
、高炉内への原料の装入の均一性の向上や安定した高炉
操業を図るための様々な技術が開示されている。 特開昭６１−２２７１．０８では、前述のような旋回シ
ュートを用いた高炉への原料装入方法において、ホッパ
から１回分の装入原料を粒度別に排出すると共に、旋回
シュートの傾斜角や旋回速度や排出速度を炉内各装入ゾ
ーンの面積に応じて制御しなり、旋回シュートの旋回速
度を段階的に加速したり、ホッパからの原料の排出速度
と旋回シュートの旋回制御を併用したり、旋回シュート
の旋回条件を一定としながらホッパからの原料の排出速
度を制御することにより、炉内装入原料の炉壁から炉心
方向への傾斜堆積の傾斜角を安定的に維持できるように
し、よって、炉内ガス流分布や炉熱分布等の制御性を向
上させ高炉の安定操業を図るという技術が開示されてい
る。 特開昭６２−６３６０６では、前述のような旋回シュー
トを用いた高炉の原料装入装置において、ホッパからの
原料排出速度と旋回シュートの旋回角度の情報から高炉
内の円周方向の原料分布についての実績値を求め、この
実績値に基づいて以降の原料装入を行うようにした各手
段により構成された高炉の原料装入装置により、原料重
量や鉱種や粒度や鉱石／コークス比等の変化、あるいは
設備上のばらつき等の如何に拘らず、常に適切且つ均一
な装入分布を得ることができる高炉の原料装入装置に関
する技術が開示されている。 特開平１−１１７１１では、前述のような旋回シュート
を用いた高炉への原料装入において、ホッパの重量計よ
りの排出及び旋回シュートの旋回角度等の入力に基づい
て高炉内円周方向の装入物分布の実績モニタリングを行
い、この結果に基づいて数バッチ分毎の鉱石、コークス
別の原料重量、排出順の各累積値が全旋回角度に渡って
一定値となるようにフーリエ係数にて表現した偏析の数
学モデルに基づき次回装入の排出タイミングを逐一ダイ
ナミックにフィードバック演算し、この泄算結果に基づ
いて原料装入することにより、高炉内への原料装入の偏
析を防止し、安定した高炉操業を確保するという技術が
開示されている。

【発明が達成しようとする課題】

しかしながら、前述のような従来の旋回シュートを用い
た高炉への原料装入方法は、過去に使用実績のある原料
を用いた通常時の原料装入方法である。 流調ゲートの開度や旋回シュートの傾斜角や旋回速度等
の設備運用条件か同じであっても、装入される原料の性
質が異なると装入状態が変化してしまう。例えば、装入
される原料の種別や装入量や装入速度や粒度等が変化す
ると高炉への原料装入状態が変化してしまう。 又、高炉へ原料を装入する設備においても、設備保守等
により旋回シュートの回転速度や傾斜角等に運用制限が
生じること等もある。 このような過去に装入した実績のない性質の原料の装入
や設備運用上の制限がある場合においては、作業者の判
断に従った手動操作により高炉へ原料が装入されること
か一般的であった。このような手動操作においては、高
炉内での原料装入状態は容易に目視することができない
等原料装入モニタリング上制限があり、高炉の安定操業
上問題があった。 又、このような高炉への原料装入において、従来、流調
ゲートの開度制御や旋回シュートの傾斜角制御や旋回制
御等が正常に機能していることをモニタリングすること
か十分であったとは言えず、例えば、流調ゲートの開度
が目的の開度以上に開かれてしまっているにも拘らずこ
の異常を即座に検出できないなめに、高炉の操業に支障
を来たす程障害か拡大してしまうというような問題かあ
った。 本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたも
ので、ホッパから排出される原料を、旋回半径を可変す
ることのできる旋回シュートの先端を移動させながら装
入するに際し、この高炉への原料装入のリアルタイムな
モニタリング及びこのモニタリンクによる高炉への原料
装入操業実績収集を効果的に行い、これにより、製品品
質の向上や高炉の操業の安定度や稼動率の向上や、更に
は種々のトラブルを未然に防ぐと共に、高炉運用方法の
改善のための貴重なデータを多く得ることのできる高炉
への原料装入モニタリング方法を提供することを目的と
する。

【課題を達成するための手段】

本発明は、ホッパから排出される原料を、旋回半径を可
変することのできる旋回シュートの先端を移動させなが
ら装入するに際し、前記旋回シュートの傾動角と旋回角
と高炉内装入物表面レベルとを測定し、予め求められた
前記旋回シュートの長さと、前記傾動角と旋回角とから
５該旋回シュート先端の座標を求めると共に、前記旋回
シュート先端の座標と前記傾動角と前記高炉内装入物表
面レベルと、予め設定又は求められた原料排出速度とか
ら、高炉内の原料落下点の位置座標を求めることにより
、前記課題を達成したものである。 又、本発明は、ホッパから排出される原石を、旋回半径
を可変することのできる旋回シュートの先端を移動させ
ながら装入するに際し、高炉上方から装入物表面を見込
む位置で、且つ、前記旋回シュートの旋回による該旋回
シュート自体又は該旋回シュートから落下中の原料の通
過を検出できる位置に反射型距離計を配置し、この反射
型距離計により、高炉内装入物表面レベルを測定すると
共に、前記旋回シュートの旋回による、該旋回シュート
自体又は該旋回シュートから落下中の原料の通過を検出
し、予め決定されている異常診断ルールに従って、前記
高炉内装入物表面レベルの測定値と、前記旋回シュート
自体又は落下中の原料の通過の検出から、高炉への原料
装入異常を診断することにより、同じく前記課題を達成
したものである。

【作用］ 本発明は、手動操作で高炉へ原料を装入することが非常
に困難であったり、又自動操作中においても原料装入状
態の把握が困難であることの原因が、装入に用いられる
旋回シュートの旋回状態や高炉内での原料落下点の状態
を把握することが困難であるためであることに着目した
ものである。 従来、操業中の高炉内の雰囲気は良好なものではなく、
従って高炉内の状態を直接目視したりあるいは工業用ビ
デオカメラを設置することが困難であった。 本発明は、直接目視したり、工業用ビデオカメラを設置
したりしなくでも、グラフィックＣＲＴ上に旋回シュー
トや原料落下点の動きをグラフィックに表示したり、Ｘ
−Ｙブロックを用いて旋回シュート先端の座標の軌跡や
原料落下点位置座標の軌跡をプロットするようにして、
操業中の高炉内のモニタリングが可能になるようにする
ものである。このなめに、旋回シュートの旋回角や傾動
角等をリアルタイムで検出し、更にこれらの検出された
データに基づいて旋回シュート先端の座標や高炉内での
原料落下点の位置座標をリアルタイムに求めている。 更に、本発明では、従来高炉内に装入された原料の積載
量（積載高）を検出していた反射型距離計（マイクロ波
すウンジンク計）を用いて、旋回シュー１〜の旋回によ
るこの旋回シュート自体又はこの旋回シュートから落下
する原料の通過を検出し、予め決定されている異常診断
ルールに従って高炉への原料装入異常を診断するように
している。 この反射型距離計では、従来から旋回シュートの旋回に
よるこの旋回シュート自体又はこの旋回シュートから落
下する原料の通過が検出されていたか、従来このような
通過の検出は用いられず、かえって原料の積載量の測定
のノイズとなっていた。 しかしながら、本発明では、様々な旋回シュートの傾動
角においてもこの旋回シュート自体や旋回シュートから
落下する原料の通過を検出できるような位置にこの反射
型距離計を配置するようにし、この通過検出により高炉
への原料装入異常を診断するようにしている。これによ
り、たとえ原料装入装置に何らかの異常や故障が発生し
ても、この異常や故障をすみやかに検出し、よってこの
ような異常や故障による障害が拡大してしまうことを防
止することができる。 更に、前述のようにして求められた旋回シュート先端の
座標や高炉内の原料落下点の位置座標や高炉への原料装
入異常の診断結果をデータ記憶装置に記・臆保存しなり
、又更には印字プリンタがらモニタリング結果帳票とし
て出力することにより、将来の高炉運用方法の改善のた
めの貴重なデータを多く得ることができる。 【実施例】 以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。 第１図は、本発明が実施された高炉への原料装入装置の
構成図である。 この第１図において、上部ホッパ２０には高炉１０へ装
入される原料１が蓄えられている。流調ゲート２２は、
排出速度■に従った開度で、所定時間たけ開くことによ
り、旋回シュート２４へ原料１を供給するものである。 旋回シュート２４は、角速度ωで旋回しながら傾動角α
を可変することができるものであり、これにより高炉内
の原料上面の炉壁側円周部にも炉芯部にも原料１を装入
できるようになっている。なお、旋回シュート２４の旋
回角はβとする。 レベル計２６は、図示されぬＥマイクロ波すウンジング
計２６８と、Ｗマイクロ波すウンジング計２６ｂとによ
り、これらそれぞれのサウンジング計から高炉１０内の
原料１上面までの距離β０及びβ０′の測定を行い、こ
れらそれぞれ測定された距離β０及びβ０′を旋回シュ
ート回転速度演算器５０と原料装入監視装置５４とへ出
力する。 これらＥマイクロ波すウンジング計２６ａとＷマイクロ
波すウンジング計２６ｂにおいては、それぞれのサウン
ジング計から高炉１０内の原料１上面までの距離の測定
中に、旋回シュート２４の旋回による、この旋回シュー
ト２４自体又はこの旋回シュート２４から落下する原料
１の通過が検出される。 傾動制御装置３０は、旋回シュート回転速度演算器５０
からの傾動角指令に従ってサーボモータ３１の位置決め
を行い、これにより傾動駆動機構３２を介して旋回シュ
ート２４を指令された傾動角αにするものである。 旋回制御装置３５は、旋回シュート回転速度演算器５０
から与えられる旋回シュート回転角速度指令に従ってイ
ンダクションモータ３７の速度制御を行い、これにより
、旋回駆動機構３つを介して旋回シュート２４を角速度
ωで旋回させるものである。インククションモータ３７
にはパルス発生器３７ａが取付けられており、旋回制御
装置３５はこのパルス発生器３７ａからの信号により旋
回シュート２４の旋回角βを求め、この旋回角βは旋回
シュート回転速度演算器５０に出力される。 この旋回シュート回転速度演算器５０では、従来からの
技術に従って、最適量の排出速度■で原利１が上部ホッ
パ２０から旋回シュート２４へ排出されるように流刑ゲ
ート２２を制御し、同時に旋回シュート２４が原料１の
装入中に角速度ωで旋回するように旋回制御装置３５へ
旋回シュート回転角速度指令を出力しながら、経時的に
旋回シュート２４の傾動角αを可変させるように傾動制
御装置３０へ傾動角指令を出力する。これにより、高炉
内１０上面に、最適な分布の原料ｌの装入を行うことが
できる。 この旋回シュート回転速度演算器５０では、このような
従来からの処理に加え、本発明が適用された処理を行う
原料装入監視装置５４へ、旋回シュート２４の傾動角α
及び“旋回角β及び旋回角速度ω及び旋回角βから検出
された旋回回転数ｎ及び、流調ゲート２２を介して上部
ホッパ２０から旋回シュート２４へ排出される原料１の
排出速度■、及び高炉１０内の原料１の積載傾斜角θを
出力する処理と、又、原料装入監視装置５４から入力さ
れる異常警告信号Ａｒｌに対応する処理を行う。 原料装入監視装置５４は、第２図に示されるような構成
になっており、前述のレベル計２６と旋回シュート回転
速度演算器５０からの入力により、高炉への原料装入モ
ニタリング処理を行う。 第２図は、第１図を用いて前述した本発明の実施された
高炉への原料装入装置に用いられる、原料装入監視装置
５４の構成図である。 この第２図において、軌跡演算器７０は、旋回シュート
２４の傾動角αと旋回角βと予め設定された旋回シュー
ト２４の長さＬとから旋回シュート先端の座標を求める
と共に、この旋回シュート先端の座標とこの旋回シュー
トの傾動角αと高炉内装入物表面レベルｉｏ又はｆ２ｏ
′と予め設定又は求められた原料排出速度■とから高炉
内の原料落下点の位置座標を求める。更に、この軌跡演
算器７０は、グラフィックＣＲＴ６０及びＸ−Ｙプロッ
タ６２に旋回シュート２４の動きや高炉内の原料落下点
の移動を表示又はプロットするためのデータをも作成す
る。 診断データ処理装置７１は、高炉１０上方から装入物表
面を見込む位置で、且つ、旋回シュート２４の旋回によ
るこの旋回シュート２４自体又はこの旋回シュート２４
から落下する原料１の通過を検出できる位置に配置され
たＥマイクロ波すウンジング計２６ａとＷマイクロ波す
ウンジング計２６ｂとが入力されているレベル計２６か
らの入力信号により、高炉１０への原料装入の異常を診
断する。 データ記憶装置７２は、軌跡演算器７０や診断データ処
理装置７１で作成されたデータを記憶保存し、例えば将
来の高炉１０の運用方法の改善のためのデータを蓄積で
きるようにする。 グラフィックＣＲＴ６０は、前述のような旋回シュート
２４の先端の動きと高炉１０内の原料落下点の動きをグ
ラフィック表示すると共に、キーボード６１と共に用い
ることにより、この原料装入監視装置５４の種々の操作
や設定を行ったり、又、データ記憶装置７２に記憶され
ている実績データを印字プリンタ６３に帳票出力するた
めの操作を行うためのキャラクタＣＲＴ’としても用い
られる。この原料装入監視装置５４では、診断データ処
理装置７１で原料装入装置の異常か検出された場合には
グラフィックＣＲＴ６０に警告表示がされたり旋回シュ
ート回転速度演算器５０へ異常警告信号Ａｒｌ１ｌが出
力されたりするようになっているが、更に、作業者が原
料装入装置の異常発生を容易に認識できるように、警告
ランプ６４が点灯したり、警告ブザー６５が鳴動するよ
うになっている。 第３図は、前述の原料装入監視装置５４内の診断データ
処理装置７１の構成図である。 この第３図において、診断データ処理装置７１は、原料
落下及び原料落下高さ診断器８０及び９０と、旋回時問
診断器８２及び９２と、旋回回数診断器８４及び９４と
、旋回方向診断器８６及び９６と、ダンプ高さ診断器８
８及び９８とにより構成され、更に診断データ外部用カ
フ５とにより構成されている。 この診断データ処理装置７１において同種の診断器がそ
れぞれ２台ずつ配置されているのは、２台のサウンジン
グ計、即ちＥマイクロ波すウンジング計２６ａとＷマイ
クロ波すウンジング計２６ｂとを用いながらほぼ同じ処
理を２重に行うことにより、原料装入装置の異常診断の
信頼性を向上させるためである。 これらそれぞれの診断器で行われる処理は、後述するよ
うなそれぞれの診断器における異常診断ルールに従って
行われる。 又、診断データ外部用カフ５はこの診断データ処理装置
７１内での原料装入装置の異常診断処理により作成され
たデータを出力するための出力インターフェイス処理を
行うものである。 以下、図を用いて本実施例の作用を説明する。 第４図は、旋回シュート２４の先端の座標及び旋回シュ
ート２４から落下する原料１の落下点の位置座標を示す
線図である。 この図において、旋回シュート２４は長さしであり、排
出速度■で排出されている原料１を、傾動角αの状態で
高炉１０へ装入している。 又、高炉１０内の原料１の上面の形状は炉壁側よりも炉
芯側か低くなるような揺鉢状の形状であリ、このときの
原料１の積載傾斜角はθである。 この図において、Ａは高炉１０内で旋回している旋回シ
ュート２４の旋回の軌跡である。 このとき、この旋回シュート２４の先端の軌跡が描かれ
る平面と平行な平面をＸ−Ｙ軸平面とし、Ｘ軸及びＹ軸
を定義する。又、Ｚ軸は高炉１０において上方から下方
方向の座標軸として定義する。 Ｓは高炉１０内における原料１の積載レベル測定の基準
面であるストックラインであり、Ｐは旋回シュート２４
の旋回及び傾動動作の中心点であり、Ｂは高炉ＩＯ内で
の原料落下点であり、Ｃは高炉１０内の積載原料上面の
サランジンク測定点である。 旋回シュート２４の旋回半径Ｒ１は、旋回シュー　ｌ−
２４の長さ即ち旋回傾動中心点Ｐから旋回シュート２４
の先＠までの長さしと、旋回シュート２４の傾動角αと
次式から求めることができる。 Ｒ＋　＝Ｌｘ　　ｓｉｒ＋α・（１） この第４図におけるＸ−Ｙ軸平面における旋回シュート
２４の先端の座標（Ｘ＋、Ｙｌ）は、旋１つ 回シュート２４の旋回半径Ｒ１と旋回シュート・２４の
旋回角βと次式により求めることかできる。 Ｘ　＋　＝Ｒ＋　Ｘ　Ｓ！ｎβ ＝ＬＸ　、ｓｉｎαｘ　ｓｉｎβ−（２）Ｙｌ　＝Ｒ＋
　Ｘ　ＣＯ３β ＝　Ｌ　Ｘ　ＳｉｎαＸ　ＣＯ３β−（３）ここで、旋
回シュート２４の傾動角α及び旋回シュート２４の旋回
角βは、旋回シュート２４を旋回させながら原料１を高
炉１０へ装入している最中においては、時々刻々変化す
る時間関数である。 旋回シュート２４の先端の座標は前述のように（２）式
と（３）式とにより求めることができるが、グラフィッ
クＣＲＴ６０やＸ−Ｙプロッタ６２等に表示又はプロッ
トする場合においては、これらのＣＲ７画面や印字用紙
上の中心に旋回傾動中心点Ｐが描かれる必要があるため
、バイアス値を加味する必要がある。即ち、例えばこの
バイアス値を旋回シュート２４の長さしとすれば、ＣＲ
Ｔ表示又はプロットにおける旋回シュート２４の先端の
座標（＞Ｃ＋　′、Ｙ１′）は次式のようになる。 ｘ、　　′　＝ＬＸ　　ｓｉｎαｘ　　ｓｉｎβ＋Ｌ＝
−（２ａ）’Ｙ＋　　′　＝Ｌｘ　　ＳｌｎαＸ　　Ｃ
Ｏ３β＋Ｌ、−（３ａ）次に、旋回シュート２４から落
下する原料１の落下点Ｂの位置座標は次のようにして求
める。 旋回シュート２４に排出される上部ホッパ２０からの原
料１の排出速度はＶであるが、旋回シュート２４から高
炉１０内に落下する原ｆ１１の初速度はｖ　ｃｏｓａに
なるとする。このとき、旋回シュート２４の先端から原
料１が落下して高炉１０内の原＄１１の積載面上面に到
達するまでの時間をｔとし、重力加速度を９とし、高炉
１０内の原料１の積載傾斜角をθとし、旋回傾動中心点
ＰとストックラインＳとの間の２軸方向の距離を１とし
、スＩ・ツクラインＳから原料落下点ＢまでのＺ軸方向
の距離をぶ１とし、サウンジング測定により得られるス
トックラインＳからの高炉１０内の原料１の積載面上面
までのＺ軸方向の距離をａ２とし、サウンジング測定を
行っている０点のＸ−Ｙ軸平面における旋回傾動中心点
Ｐからの距離をＲ′とすれば、高炉１０内の原料１の落
下点の旋回移動半径ＲＱと旋回シュート２４の先端から
原料落下点ＢまでのＺ軸方向の距１ｔＺｏとは次式のよ
うに表わすことができる。 Ｒｏ　＝　（ｖ　ｘ　ｃｏｓａ　ｘ　ｓｉｒ＋α）ｘｔ
　＋Ｌｘ　ｓｉｒ＋α−（４） Ｚ　□　＝　（Ｖ　Ｘ　Ｃ０３ｉ２　Ｘ　ＣＯＳα）ｘ
ｔ　＋ｇ　ｘｔ　２／２　　　・・・（５）Ｚｏ＝Ｊ１
１＋ＪＩ　　ＬＣＯ３（２ −１２＋（Ｒ’　　Ｒｏ　）　Ｘ　ｔａｎθ＋βＬ　ｃ
ｏｓａ　　　　　　　・・・（６）以上の（４）式から
（５）式と（６）式とを用いてｔを消去し旋回移動半径
Ｒｏを求め、これを用いることにより、高炉１０内の原
料１の落下点Ｂの位置座標（Ｘ２．Ｙ２）を、サウンジ
ング計によって求められる長さ１１２ｃｉｏ又はＡｏ′
から予め求める）と原料１の積載傾斜角θと旋回シュー
ト２４の傾動角αとの関数として次式のように求めるこ
とができる。 Ｘ　２　＝ＲＯＸ　　Ｓｉｎβ　　　　　　　　　−（
７）Ｙ２＝ＲＯＸＣＯ３β　　　　　　　　　−（８）
以上のようにして、原料１の落下点Ｂの位置座標（Ｘ２
．Ｙ２）を求めることができるが、グラフィックＣＲＴ
６０及びＸ−Ｙブロック６２にグラフィック表示あるい
はプロットする場合に原料１の落下点Ｂの旋回移動軌跡
の中心点（旋回傾動中心点Ｐ）かグラフィックＣＲＴ画
面上乃至はプロット用紙上の中心にくるようにするため
に、バイアス値をｌとし、表示又はプロットするための
高炉１０内の原料１の落下点Ｂの位置座標＜　Ｘ　２Ｙ
２′）を次式のように表わす６ Ｘ　２　′＝ＲＯＸ　　Ｓｉｎβ十ｍ　　　　−（７ａ
）Ｙ　２　′＝ＲＯＸ　ＣＯＳβ＋ｎ　　　　−（Ｆ３
ａ）以上、（２）式及び（３）式と、（７）式及び（８
）式とにより、旋回シュート２４の先端の座標及びこの
座標の軌跡と、高炉１０内の原料１の落下点Ｂの位置座
標及びこの座標の軌跡を、容易に具体的に把握できる。 又（２ａ）式及び（３ａ）式と、（７ａ）式及び（８ａ
）式とにより、これら旋回シュー１へ２４の先端の座標
及びこの座標の軌跡と、高炉１０内の原料１の落下点Ｂ
の位置座標及びこの座標の軌跡を、グラフィックＣＲＴ
６０やＸ−Ｙプロッタ６２等に容易に表示することがで
きる。 又、この表示やプロットを高炉１０への原料搬入中にリ
アルタイムに行うことにより、あたかも高炉１０内を上
方から直接目視しているように高炉１−Ｏ内の内部モニ
タリングを行うことができ、これにより高炉の操業の安
定度や稼動率の向上を図ることができることはいうまで
もない。 なお、第５図は、前記実施例による旋回シュート２４か
ら落下する原料１の落下点Ｂの位置座標のプロット例を
示す線図である。 次に、本実施例における主に診断データ処理装置７１に
おける作用、即ち本実施例における高炉１０への原料装
入異常を診断する機能の作用を説明する。 第６図は、前記実施例における２台のサランジンク計か
ら検出される信号を示す線図である。 この第６図において、旋回シュート２４は高炉１０内で
傾動角αの角度で旋回しながら原料１の装入を行ってい
る６Ｅマイク波サウンジング計２６ａ及びＷマイクロ波
すウンジング計２６ｂは、高炉１０上方から装入物表面
を見込む位置で、且つ、旋回シュート２４の旋回による
この旋回シュート２４自体又は旋回シュート２４がら落
下中の原料１の通過を検出できる位置に配置されている
。 Ｄは、高炉１０内の原料落下点の旋回移動軌跡である。 Ｅマイクロ波すウンジング計２６ａとＷマイクロ波すウ
ンジング計２６ｂは同一半径の原料落下点の旋回移動軌
跡り上に配置されているが、しかしながら、旋回傾動中
心点Ｐを中心とする原料落下点の旋回移動軌跡りの反対
側、即ち、丁度１８０°反対側に位置するような形で配
置されていない。即ち、旋回シュート２４が逆旋回して
いるときにおいては、２６ａから２６ｂまでの原料落下
点の旋回移動時間ｔ２と、２６ｂから２６８までの原料
落下点の旋回移動時間ｔ３とが等しくならないような位
置にそれぞれ配置されている。このＥマイクロ波すウン
ジング計２６８とＷマイクロ波すウンジング計２６ｂと
の配置位置のそれぞれ１８０°反対側からのすれ量は、
１ｔ２１３が後述する高炉への原料装入異常を診断する
上での検出（旋回方向診断器８６及び９６での異常診断
）て容易に検出できる大きさであるようなずれ量となっ
ている。 この第６図における実線Ｆは、Ｅマイク波すウンジング
計２６８から検出される信号に従った原料１までの距離
Ａｏ倍信号波形である。又、実線Ｇは、Ｗマイクロ波す
ウンジング計２６ｂで検出される信号に従ったレベル計
２６から出力される原料１までの距離ｆｌｏ′信号であ
る。 ｈｌ及びｈＩ′は、それぞれ高炉１０内における原料１
の落下の通過の検出による各サラランジンク計から原料
１までの距離（０及びβ０′のピーク値である。ｈ２及
びｈ２′は、それぞれ高炉１０内の原料の積載による各
サウンジング計から原料１までの距離１１ｏとβ０′と
のそれぞれのピ−ク値である。ｈ３及びｈ３′は、それ
ぞれ高炉１０内の原料が荷下りしたときのそれぞれのサ
ウンジング計から原料１までの距離のぷ０とぶ〇とのそ
れぞれの最小値である。 原料落下及び原料落下高さ診断器８０及び９０では、ス
レッショルド値ｅを用いた次式により原料装入異常を診
断する。 （（ｈ＋　　ｈ２）　　ｅ＋　ｌ＜　ｆｌ（θ）＜（（
ｈ＋　　ｈ２）＋ｅ＋ｌ・（９）ｆ（ｈ＋’　　ｈ２′
）　　ｅｅｌ＜ｆ＋（θ）＜（（ｔＬ＋’　　ｈ２′）
＋ｅ＋ｉ・（９ａ）ここで、ｆｌは異常診断におけるパ
ラメータの関数であるが、この関数の値、即ち、　ｆ＋
　　（θ）は、原料落下及び原料落下高さ診断器８０及
び９０内のデータテーブルから原料１の積載傾斜角θに
より予め求めておく。 旋回時問診断器８２及び９２では、それぞれＥマイクロ
波すウンジング計及びＷマイク波すウンジング計により
検出される高Ｆ１０内の原料１の落下点の旋回郡動の１
回転時間ｔ＋　　（＝　ｔ２＋　ｔ３）とスレッショル
ド値ｅ２とを用いた次式により原料装入異常を診断する
。 （ｔｌ　ｅ２）＜（２π／ω）＜（ｔ＋＋１３２＞・・
・（１０） なお、この１回転時間は、第６図の５点とに点との間の
実線Ｆ（ＬｑＣ料１までの距離β０の信号の波形）にお
ける、パルス間陽時間の平均である。 旋回回数診断器８４及び９４では、それぞれＥマイクロ
波すウンジング計２６ａ及びＷマイクロ波すウンジング
計２６ｂによりそれぞれ旋回シュート２４の旋回による
旋回シュート２４自体又は旋回シュート２４から落下す
る原料１の通過を検出することにより求められる旋回回
転数ｋ及びに′と旋回シュート２４の旋回角βから検出
された旋回回転数ｎとを用いたそれぞれ次式により原料
装入異常を診断する。 ｋ＝ｎ　　　　　　　　　　　・・・（１１）ｋ′＝ｎ
　　　　　　　　　　・・・（ｌｌａ）なお、この旋回
回転数ｋ及びに′は、第６図の５点とに点との間の実線
Ｆ又はＧ（原料１までの距雛λ０信号又はｐｏ′信号の
波形）における、パルス数である。 旋回方向診断器８６では、Ｅマイクロ波すウンジング計
２６ａで旋回シュート２４自体又は旋回シュート２４か
ら落下する原料１の通過が検出されてからＷマイクロ波
すウンジング計２６ｂで旋回シュート２４自体又は旋回
シュート２４がら落下する原ｆ１１の通過が検出される
までの時間が１２であるかｔ３であるか（ｔ２≠　１３
．１＋＝１２＋ｔ３）判定することにより、旋回シュー
ト２４の旋回方向が正旋回（ｔ３）であるが逆旋回（ｔ
２）であるか判定し、これが目的の回転方向と一致する
かどうかにより原料装入異常を診断する。又、旋回方向
診断器９６は、Ｗマイクロ波すウンジング計２６ｂで旋
回シュート２４自体又は旋回シュート２４から落下する
原料１の通過が検出されてからＥマイクロ波すウンジン
グ計２６８で旋回シュート２４自体又は旋回シュート２
４から落下する原料１の通過が検出されるまでの時間が
１２であるかｔ３であるか（ｔ２≠ｔ３、ｔ１＝　ｔ２
＋ｔ　３　）判定することにより、旋回シュート２４の
旋回方向が正旋回（ｔ２）であるか逆旋回（１３）であ
るか判定し、この旋回方向が目的の旋回方向と一致する
かどうかにより原料装入異常を診断するものである。 ダンプ高さ診断器８８及び９８は、それぞれ、Ｅマイク
ロ波すウンジング計２６ａから原料１．までの距離１１
ｏから求められる高炉１０内の原料１の積載レベルｈ２
と　１３、又はＷマイクロ波すウンジンク計２６ｂから
原料１までの距離Ｊ２ｏ′から求められる高炉１０内に
おける原料１の積載レベルｈ２′と　１３′とスレッシ
ョルド値ｅ３とを用いたそれぞれ次式により原料装入異
常の診断を行う。 （（ｈ２ｈ３’）　　ｅ３１＜ｆ２＜ｅ、Ｗ）＜（（ｈ
２ｈ３）　　ｅ３ｔ　　−（１２）（（ｈ２′ｈ３′）
　　ｅ３ｔ＜　ｆ２（θ、Ｗ）＜（（ｈ２′　　ｈ３′
　）　　　ｅ３１・・・・・・・・・（１２ａ） ここで、開数ｆ２は異常診断のパラメータの関数であり
、この関数の値、即ち、ｆ２（θ、Ｗ）はタンプ高さ診
断器８８及び９８内部のデータテーブルから原料１の積
載傾斜角θ及び原ｆ１１の１タンプ当りの原料量Ｗとに
より予め求めておく。 このように、主に診断データ処理装置７１でなされる処
理により高炉への原料装入異常を診断することができる
。 例えば、原料落下及び原料落下高さ診断器８０及び９０
では、流調ゲート２２の故障等により旋回シュート２４
から装入される原料１の中断を検出することができる。 旋回時問診断器８２及び９２では、インククションモー
タ３７やこのインダクションモータ３７に取付けられた
パルス発生器３７ａの故障等により旋回シュート２４の
旋回角速度ωに異常があった場合に、この異常を検出す
ることができる。旋回回数診断器８４及び９４では、イ
ンダクションモータ３７に取付けられたパルス発生器３
７ａの異常や旋回シュート回転速度演算器５０での旋回
回数カウントの異常を検出することができる。旋回方向
診断器８６及び９６では、節回駆動機構３９や節回制御
装置３５等の異常により旋回シュート２４の旋回方向が
目的の回転方向と不一致であることを検出することがで
きる。ダンプ高さ診断器８８及び９８では、流調ゲート
２２の故障や旋回シュート２４の傾動動作の異常により
高炉１０内における原料１のダンプ高さの異常を検出す
ることができる。 これらの高炉１０への原料１の装入異常を診断するよう
にすることにより、高炉１０への原料装入装置の異常が
比較的小さなものでも速かに診断検出できるようになり
、従って、種々の異常が拡大して高炉１０の操業に支障
をきたすことを防ぐことができる。 なお、高炉１０への原料装入異常を診断する機能上にお
いては、Ｅマイクロ波すウンジング計２６ａやＷマイク
ロ波すウンジング計２６ｂ等の反射型距離計は、高炉１
０上方から装入物表面を見込む位置で、且つ、旋回シュ
ート２４の傾動角αがいかなる角度であっても、この旋
回シュート２４の旋回による、この旋回シュート２４自
体又はこの旋回シュート２４から落下する原料１の通過
を検出できる位置に配置することが好ましい。しかしな
がら、種々の取付は上の制約により、例えば、旋回シュ
ート２４の傾動角αがある一定角度以下ではこの旋回シ
ュート２４自体又はこの旋回シュート２４から落下する
原料１の通過がいずれも検出できないような位置にこの
ような反射型距離計を配置さぜるを得ない場合において
は、この反射型距離計が旋回シュート２４自体又は旋回
シュート２４から落下する原料１の通過を検出できる旋
回シュート２４の傾動角αの範囲内で、この反射型距離
計を用いた高炉１０への原料装入異常を診断する処理を
行うようにすればよい。ス、この考え方は本発明の考え
に含まれるものである。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、ホッパから排出さ
れる原料を、旋回半径を可変することのできる旋回シュ
ートの先端を移動させながら装入するに際し、この高炉
への原料装入のリアルタイムなモニタリング及びこのモ
ニタリングによる高炉への原料装入操業実績収集を効果
的に行い、これにより、製品品質の向上や高炉の操業の
安定度や稼動率の向上や、更には種々のトラブルを未然
に防ぐと共に、高炉運用方法の改善のための貴重なデー
タを多く得ることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が実施された高ｆへの原料装入装置の
構成図、 第２図は、前記実施例に用いられる原料装入監視装置の
構成図、 第３図は、前記原料装入監視装置に用いられる診断デー
タ処理装置の構成図、 第４図は、旋回シュートの先端の座標及び旋回シュート
から落下する原料の落下点の位置座標を示す線図、 第５図は、前記実施例による旋回シュートから落下する
原料の落下点の位置Ｍ標のプロット例を示す線図、 第６図は、前記実施例における２台のサウンジング計か
ら検出される信号を示す線図である。 １・・・原料、 １０・・・高炉、 ２０・・・上部ホッパ、 ２２・・・流調ゲート（ＦＣＧ）、 ２４・・・旋回シュート、 ２６・・・レベル計、 ２６ａ・・・Ｅマイクロ波すウンジング計、２６ｂ・・
・Ｗマイクロ波すウンジング計、３０・・・傾動制御装
置、 ３１・・・サーボモータ、 ３２・・・傾動駆動機構、 ３５・・・旋回制御装置、 ３７・・・インダクションモータ、 ３７ａ・・・パルス発生器、 ３９・・・旋回駆動機構、 ５０・・・旋回シュート回転速度演算器、５４・・・原
料装入監視装置、 ６０・・・グラフィックＣＲＴ、 ６１・・・キーボード、 ６２・・・Ｘ−Ｙプロッタ、 ６３・・・印字プリンタ、 ６４・・・警告ランプ、 ６５・・・警告ブザー ７０・・・軌跡演算器、 ７１・・・診断データ処理装置、 ７２・・・データ記憶装置、 Ｌ・・・旋回シュートの長さ、 α・・・旋回シュートの傾動角、 β・・・旋回シュートの旋回角、 ω・・・旋回シュートの旋回角速度、 β０・・・Ｅマイクロ波すウンジング計から原料までの
「距離、 Ａｏ′・・・Ｗマイクロ波すウンジング計から原料まで
の距離、 Ｓ・・・ストックライン、 Ｒ′・・・Ｘ−Ｙ軸平面での旋回傾動中心点からサウン
ジング測定点までの距離、 Ｒｏ・・・高ｒ内の原料落下点の旋回移動半径、Ｒ１・
・・旋回シュートの旋回半径、 Ｚｏ・・・旋回シュート先端から原料落下点までのＺ軸
方向の距離、 ｎ・・・旋回シュートの旋回角から検出された旋回回転
数、 ■・・・原料の旋回シュートへの排出速度、θ・・・高
炉内の原料の積載傾斜角、 Ａｒｎ＋・・・異常警告信号。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホッパから排出される原料を、旋回半径を可変す
   ることのできる旋回シュートの先端を移動させながら装
   入するに際し、 前記旋回シュートの傾動角と旋回角と高炉内装入物表面
   レベルとを測定し、 予め求められた前記旋回シュートの長さと、前記傾動角
   と旋回角とから、該旋回シュート先端の座標を求めると
   共に、 前記旋回シュート先端の座標と前記傾動角と前記高炉内
   装入物表面レベルと、予め設定又は求められた原料排出
   速度とから、高炉内の原料落下点の位置座標を求めるこ
   とを特徴とする高炉への原料装入モニタリング方法。
2. （２）ホッパから排出される原料を、旋回半径を可変す
   ることのできる旋回シュートの先端を移動させながら装
   入するに際し、 高炉上方から装入物表面を見込む位置で、且つ、前記旋
   回シュートの旋回による該旋回シュート自体又は該旋回
   シュートから落下中の原料の通過を検出できる位置に反
   射型距離計を配置し、 この反射型距離計により、高炉内装入物表面レベルを測
   定すると共に、前記旋回シュートの旋回による、該旋回
   シュート自体又は該旋回シュートから落下中の原料の通
   過を検出し、 予め決定されている異常診断ルールに従って、前記高炉
   内装入物表面レベルの測定値と、前記旋回シュート自体
   又は落下中の原料の通過の検出から、高炉への原料装入
   異常を診断することを特徴とする高炉への原料装入モニ
   タリング方法。