JPS582601B2 - 高炉内圧力変動パタ−ンの表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高炉の羽口部やシャフト部で炉内圧力を測定
し、この圧力の変動パターンを押握することによって、
炉内状況を推定し、安定な操業を維持できるように制御
手段を講じている高炉操業法において、圧力変動パター
ンを定量化するために、パターンを数値化して表示する
装置に関するものである。

高炉は炉頂部より鉱石、コークスおよび溶剤等（以下装
入物と称す）を装入し、一方、羽口部から高温の熱風を
送風してコークスを燃焼させることによって、還元ガス
を生成させ、この還元ガス（以下炉内ガスと称す）で鉱
石を還元し、順次溶解していく装置である。

したがって、炉内ガスと装入物を十分接触させると共に
、装入物がスムーズに炉内を降下するように操業するこ
とが肝要である。

しかるに、実際には棚吊り、スリップ、片減り、壁落ち
等の炉内異常現象（以下異常現象と称す）が起り、装入
物の降下が不安定になると共に、炉内ガスが偏流したり
、吹き抜けたりして、高炉の順調な操業が維持できなく
なることが多い。

この原因には、装入物の粒度変化や強度の低下など装入
物の性状に起因するものと、高炉直径方向における装入
物中の鉱石とコークスの配合比分布（以後鉱石／コーク
ス分布と称す）がその時時の炉内ガス量とのバランスが
崩れた場合があるが、後者の原因による炉内異常現象の
発生が著しく多い。

このため、高炉々頂部に可動反発板や旋回シュート型の
装入装置を付帯して、装入物を炉内に装入する際に反発
板位置を変更したり、旋回シュートの角度を調節して炉
内における装入物の堆積形態を変えることによって直径
方向の鉱石／コークス分布を、その時のガス流れ分布に
合せて変更したり炉内異常現象の発生状況に対応して炉
頂装入物分布を制御する手段がとられている。

したがって、これらの制御を確実に行なうためには、高
炉内のガス流れ分布の変化や異常現象の発生を事前に予
知したり、発生位置を検知して確実に炉内状況を把握す
ることが極めて重要なポイントとなる。

炉内のガス流れの変化や異常現象の予知又は検知を行な
ういわゆる炉内状況の推定手段としては、炉頂ガス温度
分布、シャフト温度分布を測定したり、送風圧力、送風
流量の変化から類推する方法および羽目圧力、シャフト
圧力の変動パターンの変化から類推する方法等がある。

本発明は、後者の羽口圧力、シャフト圧力の変動パター
ンから炉内状況の変化を類推する場合において、パター
ンの数値化を行なうためのものである。

羽目圧力、シャフト圧力の変動から、炉内状況の変化を
類推するには、圧力変化をパターン化して、行なう方法
がある。

この例を、第１図に示す。

すなわち、各圧力の絶対値の変化は、炉内の状況によっ
て種々のパターンをもって発生するが圧力変化率の大小
すなわち圧力の変化量Δｐと、変化時間Δｔの比Δｐ／
Δｔ（＝圧力変動の微分値）として計測し、これを二乗
していわゆる圧力変化のパワー信号に変換すると、第１
図に示すようにＡ，Ｂ，Ｃ３つのパターンに分類される
。

一般にパワー信号がＡのパターンの変化を示すときは、
炉内装人物の降下が不安定の場合で、この現象が頻発す
ると棚吊り、スリップ等の炉内異状現象の発生につなが
る。

Ｂのパターンを示すときは、炉内装人物内に小さな空洞
が多発しガス流れが変動している場合で、装入物の片減
り等の異常現象が発生しやすい場合である。

またＣのパターンを示すときは炉内ガス流れが局部的に
著しく偏流している場合で長時間連続すると吹き抜け等
の炉内異常につながることが知られている。

このように、風圧変動状況から炉内状況を把握すること
ができ、しかも異常現象の予知をも行なうことができる
。

したがって風圧変動パターンを定量的にしかも確実に測
定できれば、変動パクーンから推定される炉内状況の異
常現象に対応して、例えば羽目よりの送風量を変更した
り、炉頂における装入物の分布形状を変更して、異常現
象の発生、拡大を防止し、安定な高炉操業を維持するこ
とができる。

しかるに、従来は、羽目圧力、シャフト圧力の絶対値の
アナログ信号から操炉者がその都度変動パターンを判読
し、炉内状況の推定を行なっていた。

したがって、変動パターンの強さ、大きさ、頻度等の点
において、パターン判読の基準に個人差が生じ、定量的
な炉内状況の把握がむづかしく、高炉操業を安定に制御
する場合の大きな問題になっていた。

本発明は、このような問題点を解決し、定量的に高炉操
業の制御が行なえるように、圧力変動パターンを数値化
し表示せしめるようにした装置である。

本発明におけるパターン表示装置の特徴は、圧力変動値
の変化率ｄｐ／ｄｔの二乗値すなわちパワー値の変化パ
ターンを、パターンの強度を表わすＳ（ｐ）値と、大き
さを表わすＳ（ｔ）値および、圧力変動の発生回数を表
わすＮ値の３つに数値化し、これらの値を単位時間Ｔ。

間積算して表示する点にある。

本発明装置の構成を図面にもとづいて説明すると、第２
図に示すごとくパワー信号があるレベル以上になった場
合に信号を通過させるスライスアンブ１と、パワー信号
レベルの高低を周波数の多少に変換するＶ／Ｆ （電圧
／周波数）変換器２、該Ｖ／Ｆ変換器から出力される周
波数を一定時間積算するＰカウンター５を備える。

さらに信号レベルをＯおよび１のレベルに整形するコン
パレ一クー３と、該コンパレーター３によって整形され
た信号が１レベルのときのみクロックパルスを通過させ
るアンドゲート７と、該ゲートを通ったク田ンクパルス
発生器６からのクロックパルスを積算するｔカウンター
８を設ける。

またコンパレークー３によって整形された信号のレベル
変化によって作動開始するタイマー９、およびオアゲー
ト１０からの信号が１レベルになる回数をカウントする
Ｎカウンター１１と、前記Ｐカウンター５、ｔカウンタ
ー８、Ｎカウンター１１の各値を表示する表示器１２と
該５，８，１１のカウンターを一定時間毎にＯに復帰さ
ぜるためのプリセットタイマー４を設けて構成する。

次に本装置の作用を説明すれば、第２図の実施例ブロッ
ク図においてパワー信号をスライスアンプ１を介してＶ
／Ｆ変換器２とコンパレークー３に導き、Ｖ／Ｆ変換器
２より出る周波数をプリセットタイマー４の設定時間Ｔ
。

の間Ｐカウンター５によって積算し、この値をＳ（ｐ）
値として表示し、一方、コンパレークー３によって整形
された信号が１レベルの場合にクロックパルス発生器６
より出ているクロツクパルスをアンドゲ一ト７によって
通過させ、プリセツトタイマー４の設定時間Ｔ。

の間ｔカウンター８によって積算し、この値をＳ（ｔ）
値として表示する。

一方コンパレークー３から直接オアゲ−ト１０に接続す
るルートと併行して、コンパレークー３からの信号レベ
ルが１のレベルからＯレベルになった時に作動を開始し
、その設定時間ＴＮの間信号レベルを１に保持して出力
するタイマー９を介してオアゲート１０に接続する。

これによって、コンパレークー３の信号とタイマー９の
信号のうちいづれか一方又は両方が１レベルの時にオア
ゲート１０を通過する。

さらにオアゲート１０からの信号がＯレベルから１レベ
ルに変化した回数をカウントするＮカウンター１１に通
し、プリセットタイマー４の設定時間Ｔ。

の間、これを積算してＮ値として表示するものである。

ここでタイマー９はＴＮ時間内に再び１レベルの信号に
変化した場合その変化はその前の変化と一連の圧力変動
とみなしてＮカウンターを作動させないために設置した
ものである。

すなわち、Ｓ（ｐ）値は設定値以上の圧力変動が生じた
場合の振巾の積分量に相当し、Ｓ（ｔ）値は圧力変動が
生じた時間を積算したもの、Ｎは圧力変動の生じた回数
を示したものである。

但し、Ｎは短時間の間に断続してスライスレベルを越え
る圧力変動があった場合、その一連の変化を１回として
カウントする。

なお、プリセットタイマー４の設定時間Ｔ。

は通常１０〜６０分程度が望ましい。Ｔｏを長くしすぎ
ると数値化されたパターンに対応させた操業の制御アク
ションを行う場合に時間遅れが大きくなり操業の変化に
追随できない問題が出る。

また小さすぎても制御アクションを頻繁にとることにな
り操業の変化を確認できない問題が生じる。

タイマー９の設定時間ＴＮは太きすぎると圧力変動回数
Ｎの値が小さくなり操業レベルの推移が十分杷握できな
いので６０秒以内とするのが望ましい。

第３図に本発明によって圧力変動パターンを数値化した
数値と、千力変動パターンの関係を概念的に示す。

変動パターンＡの場合は、Ｓ（ｐ）値は高いがＳ（ｔ）
値は低くなる。

またＣのパターンの場合は、Ｓ（ｔ）値が大きく、Ｓ（
ｐ）値が低くなる。

Ｂのパターンは、Ｓ（ｐ），Ｓ（ｔ）値ほマ同じような
値を示す。

これらのパターンの違いは、Ｓ（ｐ）とＳ（ｔ）の比す
なわち、Ｓ（ｐ）／Ｓ（ｔ）が２以上の場合はＡのパタ
ーン、１以下の場合Ｃのパターン、１〜２の場合はＢの
パターンとして定量的に区分できる。

つまりＳ（ｐ）値とＳ（ｔ）値がわかれば炉況が把握で
きる。

Ｎ値はそれぞれのパターンＡ，Ｂ，Ｃの程度を示す値と
して炉況を正常に戻すためのアクションをとるかどうか
の判断基準として使用し、予め設定しておく基準値以下
であれば現状の操業を継続しつつＮ値の変化を監視し、
Ｎ値が基準値を越えた場合はそのパターンに適合した手
段により炉況を正常化させるためのアクションをとる如
く使用することができる。

このように本発明装置を使用することによって圧力変動
パターンを数値化することにより、安定した高炉操業を
行うための情報を定量的に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は風圧変動パターンとパワーに変換した場合のパ
ターンを示す図、第２図は本発明によるパターン数値化
装置の構成を示すブロック図、第３図は数値化後の値と
風圧変動パターンとの関係を示す概念図である。 １はスライスアンプ、２はＶ／Ｆ変換器、３はコンパレ
ークー、４はプリセツトタイマー、５，８，１１はカウ
ンター、６はクロックパルス発生器、７はアンドゲ−ト
、９はタイマー、１０はオアーゲート、１２は表示器で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高炉操業における送風圧力、シャフト圧力等の炉内
   圧力の変動のパワー信号が一定のレベル以上になった場
   合に該信号を通過させるスライスアンプ１と、該アンプ
   の出力電圧を周波数に変換する電圧周波数変換器２と、
   該変換器の出力周波数を一定時間積算するカウンター５
   と、前記アンプの出力電圧を０，１レベルに整形するコ
   ンパレーター３と、該コンパレーターの出力が１レベル
   のときのみクロックパルスを通過させるアンドゲート７
   と、該アンドゲートが通過させたクロツクパルスを積算
   するカウンター８吉、前記コンパレーターの出力および
   該出力の立上りから一定時間１レベル出力を生じるタイ
   マ９の出力を入力させるオアゲート１０と、該オアゲ一
   トの出力が１レベルになる回数を計数するカウンター１
   １と、これらのカウンター５，８．１１の各値を表示す
   る表示器１２を設けたこさを特徴きする高炉内圧力変動
   パターンの表示装置。