JPH08199210A - 高炉装入物の堆積状況測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉の装入物の層厚、粒度を正確に把握す
る。 【構成】 耐熱性のサンプリング袋３と支持枠１を組合
せたサンプリング装置を、支持枠１長手方向両端に取付
けたワイヤーロープ４、５、６、７を介してムーバブル
アーマ取替え用マンホール８、９から挿入し、休風中の
高炉２内半径方向の原料表面１１に配置し、その後原料
１２を装入したのちワイヤーロープ４、５、６、７を介
してサンプリング装置を引き上げ、サンプリング袋３上
に堆積した原料１２を採取し、高炉内半径方向の装入物
の層厚、粒度を測定する。 【効果】 炉内ガス流分布を適正に維持して安定した操
業を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高炉の炉内装入物の
堆積状況を測定するための高炉装入物の堆積状況測定方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉においては、原料である焼結鉱など
の鉄鉱石とコークスとを交互に層状に装入し、炉内で加
熱反応させて溶銑を製造するが、炉内での複雑な諸反応
を高効率でかつ安定的に行わせるためには、高炉内半径
方向のガス流分布を適正化することが重要である。この
高炉内のガス流速分布は、高炉上部に設けたシャフトゾ
ンデ等の炉内センサによって把握し、高炉内半径方向の
ガス流指数（ＷＯ／Ｆ）、すなわち、鉱石降下量ＷＯ
（ｋｇ／ｍｉｎ）に対するガス上昇量Ｆ（Ｎｍ³／ｍｉ
ｎ）が例えば図５に示すように所定の値（目標）となる
よう調整される。また、炉壁部のガス流指数（ＷＯ／
Ｆ）は、ムーバブルアーマのコークス（Ｃｏｋｅ）ノッ
チ、鉄鉱石（Ｏｒｅ）ノッチを調整して装入物の落下位
置を制御し、装入物分布を制御することによって実施し
ている。その制御性を図６に示す。

【０００３】この場合の操業アクションは、装入物分布
シミュレーションモデルによってムーバブルアーマによ
る炉内中心および炉壁のガス流指数（ＷＯ／Ｆ）の感度
の指針を設け、ムーバブルアーマのコークス（Ｃｏｋ
ｅ）ノッチ、鉄鉱石（Ｏｒｅ）ノッチを調整して装入物
の落下位置を調整している。この装入物分布シミュレー
ションモデルは、原料の装入量、粒度、落下位置等の装
入条件から炉頂部での原料堆積角、粒度偏析、流れ込み
等の原料堆積状況をシミュレーションするモデルであ
り、火入れ時の填充調査結果を基に構築されたものが多
く、鉄鉱石とコークスとの層厚、装入量、原料落下距離
が実操業と必ずしも一致せず、さらに測定回数も制限さ
れるため、データとしては十分なものではなく、実際の
操業条件での分布状況、例えば鉱石粒径分布などを十分
に反映したものではない。高炉炉頂部の原料堆積角、堆
積プロフィールは、マイクロ波プロフィール計を用いれ
ば日常計測可能であるが、粒度偏析、コークス層流れ込
みに関しては、前記火入れ時の填充調査結果のみしかな
く、粒度偏析、コークス層流れ込みについて、装入物分
布シミュレーションモデルの精度向上が望まれている。

【０００４】また、他の方法としては、磁性体検知コイ
ルを収納した保護管を高炉内に位置させ、前記磁性体検
知コイルのインダクタンス変化に基づいて高炉の炉内装
入物の層厚を測定する装置において、前記保護管内に炉
内装入物中の磁性体の影響を受けない構造とした温度補
償用コイルを収納し、これにより前記磁性体検知コイル
のインダクタンス変化に対する温度の影響を補償する構
造とした層厚測定装置（特開昭５９−２８５０７号公
報）、高炉内に積層装入された原料の挙動を励磁型磁気
センサを用いて測定する方法において、前記磁気センサ
が出力する鉱石層波形と、混合層波形との合成波形から
混合層波形のみを波形再生して混合層厚と、その混合比
を求める方法（特開昭６３−１１８５１号公報）、下部
に出入口を備えたハウジング体と、ハウジング体内に
正、逆転駆動自在に備えられた昇降ドラムと、前記出入
口より出入り自在なサンプル採取機構を備えてなるサン
プリング体が下端に装着されると共に、該サンプリング
体を装入物表面部に接地させてサンプルを採取させるべ
く、上端側が昇降ドラムに巻取り、巻戻し自在に連結さ
れた昇降索体とを備えてなり、ハウジング体側部に採取
されたサンプル取出用の取出口が設けられたサンプリン
グ装置（実開昭６４−５１６５３号公報）が提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５９−２８
５０７号公報、特開昭６３−１１８５１号公報に開示の
技術は、鉄鉱石層や混合層の層厚を定量的に評価できる
が、鉄鉱石やコークスの粒度分布まで測定することは不
可能である。また、実開昭６４−５１６５３号公報に開
示のサンプリング装置は、実操業に近い状態で堆積した
炉内装入物をサンプリングすることができるが、１回の
採取量や採取深さが一定でないため、半径方向の他のサ
ンプリングポイントと合わせた定量評価が困難である等
の欠点を有している。

【０００６】この発明の目的は、前記従来技術の欠点を
解消し、高炉の休風中に炉頂装入物を直接サンプリング
して装入物の層厚、粒度を測定できる高炉装入物の堆積
状況測定方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、耐熱性
のサンプリング袋とそれを支持する支持枠とを、支持枠
長手方向両端に取付けたワイヤーロープによってムーバ
ブルアーマーの取替え用マンホールから休風中の高炉の
装入物表面に配置し、その後原料を装入したのちワイヤ
ーロープを介してサンプリング装置を引き上げることに
よりサンプリング袋上に堆積した原料を採取でき、高炉
内半径方向の装入物の層厚、粒度分布を測定することに
よって、高炉装入物の堆積状況を正確に把握できること
を究明し、この発明に到達した。

【０００８】すなわちこの発明は、高炉の炉内装入物の
堆積状況を測定するための高炉装入物の堆積状況測定方
法において、耐熱性のサンプリング袋と支持枠を組合せ
たサンプリング装置を、支持枠長手方向両端に取付けた
ワイヤーロープを介してムーバブルアーマ取替え用マン
ホールから装入し、休風中の高炉内半径方向の原料表面
に配置し、その後原料を装入したのちワイヤーロープを
介してサンプリング装置を引き上げ、サンプリング袋上
に堆積した原料を採取し、高炉内半径方向の装入物の層
厚、粒度を測定することを特徴とする高炉装入物の堆積
状況測定方法である。

【０００９】

【作用】この発明においては、耐熱性のサンプリング袋
と支持枠を組合せたサンプリング装置を、支持枠長手方
向両端に取付けたワイヤーロープを介してムーバブルア
ーマ取替え用マンホールから装入し、休風中の高炉内半
径方向の原料表面に配置し、その後原料を装入したのち
ワイヤーロープを介してサンプリング装置を引き上げ、
サンプリング袋上に堆積した原料を採取し、高炉内半径
方向の装入物の層厚、粒度分布を測定することによっ
て、高炉内半径方向の装入原料の層厚、粒度分布を正確
に把握することができ、装入物分布シミュレーションモ
デルのより一層の精度向上を図ることができる。

【００１０】この発明において使用するサンプリング袋
としては、耐熱性（＞１２００℃）のクロスからなるも
の、鋼の鎖を編んでサンプリング袋としたもの、炭素繊
維からなるサンプリング袋、セラミックス繊維で編組し
たサンプリング袋等を用いることができる。また、サン
プリング袋は、高さ方向に収縮自在となし、原料表面に
配置した際に採取口を上にして収縮させておき、原料を
装入したのちワイヤーロープを介してサンプリング装置
を引き上げることにより、サンプリング袋が高さ方向に
伸長してサンプリング袋上に堆積した原料がサンプリン
グ袋内に採取できるよう構成するのが、原料装入状態を
確保する点から有利である。

【００１１】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明方法の詳細を実施の一例を示す図１ない
し図２に基づいて説明する。図１はこの発明方法の原料
サンプリング装置の斜視図、図２は炉頂原料サンプリン
グ要領説明のための縦断面図である。図１ないし図２に
おいて、１は高炉２のシャフト部の半径と同じ長さの支
持枠、３は支持枠１に支持された耐熱性（＞１２００
℃）のクロスからなる多数個のサンプリング袋で、高さ
方向に収縮可能である。４、５、６、７は支持枠１の長
手方向両端に取付けたワイヤーロープ、８、９は高炉２
のシャフト部上部に設けられたムーバブルアーマ取替え
用のマンホールで、該マンホール８、９からワイヤーロ
ープ４、５、６、７を操作すれば、支持枠１と多数のサ
ンプリング袋３からなるサンプリング装置を高炉２内に
挿入できるよう構成されている。１０は大ベル、１１は
炉内の装入原料表面、１２は装入原料表面１１上に装入
した原料である。

【００１２】上記のとおり構成したことによって、高炉
２内の装入原料をサンプリングする場合は、高炉２休風
時、ムーバブルアーマ取替え用のマンホール８、９を開
放したのち、ワイヤーロープ４、５、６、７を操作して
ムーバブルアーマ取替え用のマンホール８、９の何れか
一方から支持枠１と多数のサンプリング袋３からなるサ
ンプリング装置を高炉２内に挿入し、高炉２内の半径方
向にサンプリング袋３を位置させて装入原料表面１１上
に設置する。この状態で所定の原料を大ベル１０を開放
して炉内に装入すると、装入された原料は、装入原料表
面１１上に収縮して設置された支持枠１と多数のサンプ
リング袋３上に堆積する。しかるのち、ワイヤーロープ
４、５、６、７を操作して支持枠１と多数のサンプリン
グ袋３からなるサンプリング装置を引上げると、サンプ
リング装置の収縮したサンプリング袋３上に堆積した装
入原料１２は、サンプリング袋３の伸長によって採取さ
れ、ムーバブルアーマ取替え用のマンホール８、９の一
方から炉外に取出すことができ、高炉２の半径方向の装
入原料一層分のサンプルを採取することができる。

【００１３】したがって、採取した高炉２の半径方向の
各サンプリング袋３の装入原料一層分のサンプルの層
厚、粒度を測定することによって、高炉２の半径方向の
原料の層厚、粒度分布を正確に把握することができ、こ
れを用いて装入物分布シミュレーションモデルのパラメ
ータを修正することにより粒度偏析予想精度を高めて実
測値に近づけ、ムーバブルアーマを操作する際の半径方
向ガス流指数（ＷＯ／Ｆ）の応答精度を向上させること
ができ、高炉２内のガス流分布が適正化され、高炉２の
安定操業を図ることができる。

【００１４】実施例２ 前記実施例１のサンプリング装置を用い、炉内容積２７
００ｍ³の高炉において、休風時に半径方向の装入鉱石
一層分のサンプルを採取し、半径方向の粒度分布を測定
した。その結果を図３に示す。また、該半径方向の粒度
分布を装入物分布シミュレーションモデルに反映させて
パラメータを修正した場合と、パラメータを修正前のそ
れぞれについて、半径方向の原料鉱石の粒度分布をシミ
ュレーションした演算結果を図３に示す。図３に示すと
おり、装入物分布シミュレーションモデルのパラメータ
を修正することにより粒度偏析効果を強め、実測値に近
づけることが可能である。これによって、図４に示すと
おり、実線で示すパラメータ修正後のシミュレーション
結果は、鎖線で示すパラメータ修正前のシミュレーショ
ン結果に比較して粒度偏析が大きく、実測値とよく一致
している。したがって、ムーバブルアーマのＣｏｋｅノ
ッチ、Ｏｒｅノッチを操作する際の半径方向ガス流指数
（ＷＯ／Ｆ）の応答精度を向上することができた。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、高炉内の装入原料の堆積状況を正確に測定すること
が可能となり、高炉内の装入物分布制御や、装入物の種
別、装入量などの制御を的確に実施でき、炉内ガス流分
布を適正に維持して安定した操業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明方法の原料サンプリング装置の斜視図
である。

【図２】炉頂原料サンプリング要領説明のための縦断面
図である。

【図３】炉頂原料粒度分布（鉱石）を示すもので、休風
時の実測値とパラメータ修正前後の無次元半径と鉱石加
重平均粒径との関係を示すグラフである。

【図４】装入物分布シミュレーションモデルの改良例を
示すもので、休風時の実測値とパラメータ修正前後のＣ
ｏｋｅノッチ−Ｏｒｅノッチと炉壁部ガス流指数（ＷＯ
／Ｆ）との関係を示すグラフである。

【図５】半径方向ガス流指数（ＷＯ／Ｆ）の目標を示す
もので、（ａ）図は炉壁部のガス流指数（ＷＯ／Ｆ）と
＞０．３ｍスリップ回数との関係を示すグラフ、（ｂ）
図は炉中心のガス流指数（ＷＯ／Ｆ）と＞０．３ｍスリ
ップ回数との関係を示すグラフである。

【図６】ムーバブルアーマによる炉中心、炉壁部のガス
流指数（ＷＯ／Ｆ）の感度を示すもので、Ｃｏｋｅノッ
チ−Ｏｒｅノッチとガス流指数（ＷＯ／Ｆ）との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ 支持枠 ２ 高炉 ３ サンプリング袋 ４、５、６、７ ワイヤーロープ ８、９ マンホール １０ 大ベル １１ 装入原料表面 １２ 原料

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉の炉内装入物の堆積状況を測定する
   ための高炉装入物の堆積状況測定方法において、耐熱性
   のサンプリング袋と支持枠を組合せたサンプリング装置
   を、支持枠長手方向両端に取付けたワイヤーロープを介
   してムーバブルアーマ取替え用マンホールから装入し、
   休風中の高炉内半径方向の原料表面に配置し、その後原
   料を装入したのちワイヤーロープを介してサンプリング
   装置を引き上げ、サンプリング袋上に堆積した原料を採
   取し、高炉内半径方向の装入物の層厚、粒度を測定する
   ことを特徴とする高炉装入物の堆積状況測定方法。