JPH0826376B2 - 高炉炉芯部の計測方法及び装置 - Google Patents

高炉炉芯部の計測方法及び装置

Info

Publication number
JPH0826376B2
JPH0826376B2 JP2040764A JP4076490A JPH0826376B2 JP H0826376 B2 JPH0826376 B2 JP H0826376B2 JP 2040764 A JP2040764 A JP 2040764A JP 4076490 A JP4076490 A JP 4076490A JP H0826376 B2 JPH0826376 B2 JP H0826376B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
furnace
shock wave
core
blast furnace
hearth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2040764A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03243708A (ja
Inventor
衛 井上
秀美 渡辺
信彦 高松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2040764A priority Critical patent/JPH0826376B2/ja
Publication of JPH03243708A publication Critical patent/JPH03243708A/ja
Publication of JPH0826376B2 publication Critical patent/JPH0826376B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高炉の炉床部に形成されている、主として
コークス粒子の堆積物からなる炉芯部の温度、通気性等
の物理特性を間接的に測定する方法及び装置に関する。
[従来の技術] 高炉操業をいかにうまく制御して安定させるかは製鉄
業における重要課題であり、高炉炉体には種々の検出端
が配備されている。しかしながら、高炉の炉床部の湯溜
まりから上方、融着帯より下方に、主としてコークス粒
子が堆積して形成する炉芯部の検出端はその重要さにも
かかわらず、シャフト部ゾンデほど広く利用されていな
いのが現状である。
例えば、特開昭61-257405号、特開昭63-210208号で提
案されているように、高炉羽口部から、画像処理と連結
したグラスファイバーを内蔵した、冷却機構付のプロー
ブを炉芯部に直接挿入し測温する方法、あるいは、炉芯
へのゾンデ挿入抵抗を検知する方法等の直接測定法があ
る。また、特開昭55-104412号で提案されているよう
に、高炉の外周に放射線の走査器と検出群を配置し炉内
状況を連続的に監視する方法、間接測定法が知られてい
る。
[発明が解決しようとする課題] 従来の直接測定法に係わる炉芯ゾンデは羽口部より、
炉内高温部であるレースウエイを通過させて炉芯部へゾ
ンデを直接挿入する方法であるため、装置、装備特に、
シール機構が大ががりとなり、また、測定作業自体にも
危険が伴うことから、炉円周方向に数十個配置されてい
る任意の羽口から簡易に測定することは不可能であっ
た。
また、間接測定法に係わる放射線走査法は鋳床まわり
に対する放射線の遮蔽に装備を要する。
高炉炉況は刻々と変化するものであり、リアルタイム
に炉芯部を検出すると同時に円周方向のバランスも検出
することが望まれている。
本発明はかかる問題点に鑑み、上記炉芯部へゾンデ等
の検出端を直接挿入することなく、かつ、高炉周囲に外
乱を与えることなく、炉芯の全体あるいは局部の物理特
性を間接的に測定する方法、装置を提供するものであ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明における第1の発明は、 (1)高炉の炉床部で、主としてコークス粒子が堆積し
て形成される炉芯部の温度、通気性等の物理特性を計測
するに際して、炉床部に配置されている羽口部に挿入し
た導波管を介して炉外で発生させた衝撃波を炉壁部から
炉内に導くと共に該衝撃波発射時刻を測定し、炉芯部を
伝播した衝撃波を炉床炉壁部に設けた複数の受信センサ
ーで受信し、これらの衝撃波の減衰率、伝播速度から炉
芯部の物理特性を演算、推定することを特徴とする高炉
炉芯部の計測方法であり、第2の発明は、 (2)衝撃波の送受信操作を、炉周方向の複数の羽口部
で巡回して行うことを特徴とする前記(1)項記載の高
炉炉芯部の計測方法、第3の発明は、 (3)瞬間的な爆発燃焼で発生させた衝撃波を用いるこ
とを特徴とする前記(1)項又は(2)項記載の高炉炉
芯部の計測方法、第4の発明は、 (4)炉外に設けた衝撃波発生装置、該発生装置に一端
を接続し、他端を炉内に指向させ、発生した衝撃波を羽
口部より炉内に供給する導波管、炉床炉壁部に設けた複
数の受信センサー、該各受信センサーからの受信波形及
び各衝撃波発射時刻を記録する記録計及び受信波形から
炉芯部の物理特性を演算・表示する演算表示器で構成し
たことを特徴とする高炉炉芯部の計測装置、第5の発明
は、 (5)一つの衝撃波発生装置に長さの異なる複数本の導
波管を接続したことを特徴とする前記(4)記載の高炉
炉芯部の計測装置である。
[作用及び実施例) 以下、本発明の実施例装置を示す図面を参照しながら
具体的に説明する。
操業中の高炉においては種々の振動が発生し、伝播し
ており、しかも10mを超す炉床径の内部を伝播させるに
は通常の超音波では減衰が大きすぎてうまく測定できな
い。そこで本発明は実験の結果、衝撃波に着目した。
本発明でいう衝撃波とは一般に言われている、縮む媒
質中を伝播する強い圧縮波であって、具体的には例え
ば、ガス状燃料等の瞬間的な燃焼、あるいは火薬等の瞬
間的な燃焼を利用して発生させる衝撃波が採用できる。
第1図及び第2図に示すように、上記衝撃波は高炉3
の炉外に設けた衝撃波発生装置1で発生させる。この衝
撃波発生装置1は特定間隔で断続的に衝撃波を発生する
ことができる。この衝撃波は該発生装置1に連結した導
波管2を通して高炉3の炉床部に、主としてコークス粒
子の堆積物で形成されている炉芯部に指向して炉壁4か
ら炉内に供給する。上記衝撃波発生装置1と導波管2の
接続態様としては、第1図に示すように一つの導波管2
に一つの上記衝撃波発生装置1を接続する方式、あるい
は第2図に示すように、間欠的に衝撃波を発生するパル
スジェネレータ12に複数、例えば、4本の導波管2を接
続する方式がある。後者の複数の導波管2を接続する方
式であると、各導波管2の長さに差異を設けることがで
き、炉内への衝撃波の供給タイミングをづらすことがで
きる。上記導波管2の先端は上記したように炉芯部に指
向させて炉壁4に設ける。この導波管2の特徴的な設置
態様としては、羽口5に設置されている例えば、微粉炭
吹き込み用バーナ6の一部を流用することができる。こ
の方式によって発生させた衝撃波を炉内に供給させる場
合は、微粉炭吹き込みを中断し、微粉炭流路の遮断弁7
を閉じておくことにより衝撃波が羽口5前方へ伝播する
のを促進する。尚、微粉炭吹き込み用バーナ等流用手段
を設置していない羽口5の場合は、専用の衝撃波導波管
2を微粉炭吹き込み用バーナと同様の設置態様で配置す
るものである。
この導波管2設置個数は炉円周方向、等間隔に少なく
とも3個設あるいは炉内円周方向十字状位置4点a,b,c,
dにそれぞれ設置すればよい。導波管2の設置個数が増
加すると後述する測定精度が高まるものである。
上記導波管2の設置レベルとほぼ同レベルの炉壁4に
は、炉内円周方向に複数の受信センサー8を配置する。
この受信センサー8は音波を検知する手段で構成されて
おり、例えば、感圧素子が使用できる。該受信センサー
8の設置位置としては種々の態様を適用することがで
き、例えば、炉床炉壁4の炉内側に設置する場合は、耐
熱対策を考慮して、炉周方向に等間隔に複数設置されて
いる羽口5の水冷ジャケット部の先端部に内蔵する方
式、あるいは、受信センサー8を内蔵した水冷ブローブ
(図示せず)を羽口5あるいは炉壁4に設置する方式が
採用できる。上記受信センサー8を炉床炉壁4の炉外側
に設置する場合は、羽口5の後端に配置してあるブロー
パイプ部あるいは最後端の覗き窓部に受信センサー8を
臨ませる方式が採用でき、この場合は羽口5とかブロー
パイプが受信用導波管として機能する。
上記受信センサー8の設置個数は前記導波管2に対向
する炉壁部に少なくとも8個設置してあれば測定精度と
して許容できる。
上記衝撃波発生装置1で発生させた衝撃波を導波管2
を介して炉壁部から炉内に供給すると、衝撃波を発射し
た導波管2に直近の受信センサー8は発射と同時に衝撃
波を受信する、また炉周方向に配置されている他の受信
センサー8はその部位に対応した遅れ時間後の衝撃波を
受信する。第2図に示すように、各羽口5に設けた導波
管2及び受信センサー8を用い、衝撃波発射から発信ま
での間の最大遅れ時間後に他の部位にある導波管2を介
して衝撃波を炉内に供給し、受信するという操作を巡回
して行なうことにより、特定の導波管2から方向性を持
って発射された衝撃波の波及効果の比較的弱い帯域(衝
撃波発射導波管の両側部域)を次回の操作で補完するの
で、炉芯部の円周方向の複数点を測定することができ
る。
上記操作によって受信された衝撃波は増幅器9で増幅
され、受信波形として記録計10に記録され、後述する求
めんとする物理特性に合致した演算をする演算表示器11
に印加される。
演算表示器11に印加された各受信波はCTスキャニング
手法でデータ処理する。具体的には総和法、コンボリュ
ーション法、最小二乗法等があるが、円周方向に得られ
るデータ数があまり多くないので最小二乗法が適してい
る。
例えば、炉芯部の物理特性として、温度分布を求める
場合、一般に気体中の音速vは次式で与えられる。
ここで、κは比熱比、Rはガス定数、Tはガス温度であ
る。伝播距離が既知であれば伝播時間よりガス温度を知
ることができる。
CTにおける各投影データは、送信点Aから受信点Bを
区間nに分割し、その区間内では伝播速度が一定である
と仮定すると、送信から受信までの伝播時間τABは次式
で表される。
ここで、li:区間iの伝播距離、Ti:区間iの温度、v
(Ti):区間iの伝播速度ui:区間iの気体速度であ
る。
逆に、送信点Bから受信点Aへの伝播時間をZBA
し、羽口先端部は別として、高炉の炉芯部でのuiはvi
比べて十分小さいと仮定すれば(2)式より、 で表される。
(3)式より炉芯部の温度分布を表す方程式は次のよ
うな多次元連立方程式となる。
は伝播時間の計測値、 は区間iにおける距離、 は区間iのViの逆数で温度Tiと(1)式の関係がある。
n個以上のデータ数があれば(5)式に基づくと、最
小二乗法では が最小になる を求め、これより温度分布Tiを求めることができる。
尚、前記したように高炉内には種々の雑音が発生して
おり、受信波形にノズルが混入するが、炉芯部の温度変
化の周期は長いので前記した測定操作を周期的に繰り返
し、得られた受信波形を加算することでS/N比を上げる
ことができる。パルスゼネレータ12によって、周期的か
つ順番に衝撃波を発生させるのが好ましい。
物理特性として温度の演算事例に基づいて説明した
が、通気性に対応した衝撃波の減衰率等、他の物理特性
をもとめる場合は特性値に対応した理論式を展開するこ
とは言うまでもない。
本発明方法を用いて実験用高炉の炉芯温度分布を測定
した結果を第3図に示す。ガス燃料を瞬間的に燃焼する
方式で発生した衝撃波は高炉円周方向の十字状位置4点
の羽口5から順次3秒間隔で炉内に供給すると共に15個
の羽口5に内蔵した受信センサー8で受信する操作を10
回繰り返した。得られた受信波形を演算処理して炉芯内
部温度を求めた結果である。
[発明の効果] 本発明によると、高炉操業中に短時間に炉芯部の温度
分布等物理特性を間接的に測定できるので、測定した物
理特性情報を操業に直ちに反映させ、その結果を再度測
定することでモニタリングできるので、安定した操業維
持が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる装置例の縦断面説明図、第2図
は本発明の概要を示す水平断面説明図、第3図は実験炉
における炉芯部の温度分布を示したモデル図である。 1……衝撃波発生装置、2……導波管 3……高炉、4……炉壁 5……羽口 6……微粉炭吹き込みバーナ 7……遮断弁、8……受信センサー 9……増幅器、10……記録器 11……演算表示器、12……パルスゼネレータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高炉の炉床部で、主としてコークス粒子が
    堆積して形成される炉芯部の温度、通気性等の物理特性
    を計測するに際して、炉床部に配置されている羽口部に
    挿入した導波管を介して炉外で発生させた衝撃波を炉壁
    部から炉内に導くと共に該衝撃波発射時刻を測定し、炉
    芯部を伝播した衝撃波を炉床炉壁部に設けた複数の受信
    センサーで受信し、これらの衝撃波の減衰率、伝播速度
    から炉芯部の上記物理特性を演算、推定することを特徴
    とする高炉炉芯部の計測方法。
  2. 【請求項2】衝撃波の送受信操作を、炉周方向の複数の
    羽口部で巡回して行うことを特徴とする請求項1記載の
    高炉炉芯部の計測方法。
  3. 【請求項3】瞬間的な爆発燃焼で発生させた衝撃波を用
    いることを特徴とする請求項1又は2記載の高炉炉芯部
    の計測方法。
  4. 【請求項4】炉外に設けた衝撃波発生装置、該発生装置
    に一端を接続し、他端を炉内に指向させ、発生した衝撃
    波を羽口部より炉内に供給する導波管、炉床炉壁部に設
    けた複数の受信センサー、該各受信センサーからの受信
    波形及び各衝撃波発射時刻を記録する記録計及び受信波
    形から炉芯部の物理特性を演算・表示する演算表示器で
    構成したことを特徴とする高炉炉芯部の計測装置。
  5. 【請求項5】上記一つの衝撃波発生装置に長さの異なる
    複数本の導波管を接続したことをとを特徴とする請求項
    4記載の高炉炉芯部の計測装置。
JP2040764A 1990-02-21 1990-02-21 高炉炉芯部の計測方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0826376B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2040764A JPH0826376B2 (ja) 1990-02-21 1990-02-21 高炉炉芯部の計測方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2040764A JPH0826376B2 (ja) 1990-02-21 1990-02-21 高炉炉芯部の計測方法及び装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10352328A Division JP3129706B2 (ja) 1998-12-11 1998-12-11 高炉炉芯部への衝撃波導入方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03243708A JPH03243708A (ja) 1991-10-30
JPH0826376B2 true JPH0826376B2 (ja) 1996-03-13

Family

ID=12589692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2040764A Expired - Lifetime JPH0826376B2 (ja) 1990-02-21 1990-02-21 高炉炉芯部の計測方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0826376B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU91413B1 (en) * 2008-02-01 2009-08-03 Wurth Paul Sa Charge distribution apparatus
CN114410859B (zh) * 2021-12-29 2023-05-05 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 中型高炉炉芯堆积的诊治方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE445389B (sv) * 1982-06-28 1986-06-16 Geotronics Ab Forfarande och anordning for att erhalla metdata fran en kemisk process
JPS5983708A (ja) * 1982-11-04 1984-05-15 Nippon Steel Corp 高炉装入物の測定方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03243708A (ja) 1991-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4848924A (en) Acoustic pyrometer
EP0259428B1 (en) Position measuring apparatus and method
EP0096912B1 (en) A method of monitoring the wear of a refractory lining of a metallurgical furnace wall
US4442706A (en) Probe and a system for detecting wear of refractory wall
US5571974A (en) Method and apparatus for the measurement of particle flow in a pipe
JPH03248006A (ja) 電磁超音波肉厚計の信号処理方法
JPH0826376B2 (ja) 高炉炉芯部の計測方法及び装置
JP3129706B2 (ja) 高炉炉芯部への衝撃波導入方法
JPH08145810A (ja) 光ファイバー温度分布測定方法
JPH0314121B2 (ja)
Nabagło et al. Combustion process analysis in boiler OP-650k based on acoustic gas temperature measuring system
JP3379386B2 (ja) 耐火物の損耗評価方法及びその装置、並びに耐火物の管理方法及びその装置
JP4363699B2 (ja) 浸炭層の検出方法及びその厚さの測定方法
CN102818251A (zh) 基于声学原理的电站锅炉热膨胀监测系统及测量方法
JP3252724B2 (ja) 耐火物厚み測定方法及びその装置
JPH10185654A (ja) 炉内溶融物の液面レベル検出方法
JP2003329518A (ja) 構造物内面の温度計測方法及び装置
JP4632474B2 (ja) 超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置
JPS5827002A (ja) 耐火物の厚み測定方法
JPH07174524A (ja) 羽口の磨耗長の変化を測定する方法および装置
JPH07311186A (ja) 高炉内部計測装置
JPH06330125A (ja) 高炉炉芯部測定装置
JP7608459B2 (ja) 音響温度測定用装置
Bauer et al. Determination of the choke pressure of a ram accelerator projectile in subdetonative regime
Scott Laser sensing in the iron-making blast furnace

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080313

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090313

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090313

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100313

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term