JPS59104407A - 高炉の装入物分布検出装置 - Google Patents
高炉の装入物分布検出装置Info
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- JPS59104407A JPS59104407A JP21055782A JP21055782A JPS59104407A JP S59104407 A JPS59104407 A JP S59104407A JP 21055782 A JP21055782 A JP 21055782A JP 21055782 A JP21055782 A JP 21055782A JP S59104407 A JPS59104407 A JP S59104407A
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- Japan
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- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 19
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/008—Composition or distribution of the charge
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高炉炉頂における装入物分布検出装置に関し、
特に高炉のガス流分布を算出するのに必−要とするデー
タである炉中心より炉壁への半径方向における装入物の
粒子径分布ならびに鉱石層・コークス層の各層厚分布を
同時に検出する装置の提案を目的とする。
特に高炉のガス流分布を算出するのに必−要とするデー
タである炉中心より炉壁への半径方向における装入物の
粒子径分布ならびに鉱石層・コークス層の各層厚分布を
同時に検出する装置の提案を目的とする。
高炉炉頂での装入物の堆積状態の半径方向での差異は、
高炉内全体のガス流れの分布および鉱石類の溶融帯レベ
ルの分布に最も強い影響を与える。
高炉内全体のガス流れの分布および鉱石類の溶融帯レベ
ルの分布に最も強い影響を与える。
従って、高炉操業の好調・不調は、与えられた原料性状
の条件下では、適正な装入物分布を確保できるか否かに
方布される。
の条件下では、適正な装入物分布を確保できるか否かに
方布される。
これまで、炉頂で装入物分布を検出する手段としては、
第８図に示すように、移動式の半径方向ゾンデを炉内に
挿入移動させながら、距離測定器と挿入距離演１定器と
を介して、装入物表面までの距離を測定記録する表面形
状測定装置や、第４図に示すようにレーザー光線や可視
光線を装入物表面の一部にスポットとして当て、これを
受像器で捉えて観測点位置を解析する、同じ目的の装置
がある。これによって表面の形状と、装入物を落下させ
る前後の装入面の差としての装入鉱石層または装入コー
クス層の層厚分布を得ることができる。
第８図に示すように、移動式の半径方向ゾンデを炉内に
挿入移動させながら、距離測定器と挿入距離演１定器と
を介して、装入物表面までの距離を測定記録する表面形
状測定装置や、第４図に示すようにレーザー光線や可視
光線を装入物表面の一部にスポットとして当て、これを
受像器で捉えて観測点位置を解析する、同じ目的の装置
がある。これによって表面の形状と、装入物を落下させ
る前後の装入面の差としての装入鉱石層または装入コー
クス層の層厚分布を得ることができる。
しかし、装入時には前回装入時の装入面が変化する。と
くに鉱石装入時には、前回装入したコークス層は大きく
変化することがわかっており、それぞれ鉱石層・コーク
ス層の層厚分布は、装入時にその下になる前回装入した
コークス層・鉱石層との境界が、どのように変化したか
を検出しなければ正しい層厚分布は出てこない。
くに鉱石装入時には、前回装入したコークス層は大きく
変化することがわかっており、それぞれ鉱石層・コーク
ス層の層厚分布は、装入時にその下になる前回装入した
コークス層・鉱石層との境界が、どのように変化したか
を検出しなければ正しい層厚分布は出てこない。
また、装入物層内に設けた層厚分布測定器により、鉱石
層・コークス層の層厚分布が一部の高炉では炉壁部分あ
るいは半径方向分布まで測定されているが、磁気式のも
のはキューリ一点（５８５°Ｃ）以上の温度部分では原
理的に測定できない欠点がある。また、仮りに層厚分布
がそれぞれの層について得られたとしても、装入物のガ
ス流れに対して影響の大きい粒子径の分布や空隙率の分
布を得なけねば、高炉内のガス流れの変化量を定量的に
論することが出来ない。
層・コークス層の層厚分布が一部の高炉では炉壁部分あ
るいは半径方向分布まで測定されているが、磁気式のも
のはキューリ一点（５８５°Ｃ）以上の温度部分では原
理的に測定できない欠点がある。また、仮りに層厚分布
がそれぞれの層について得られたとしても、装入物のガ
ス流れに対して影響の大きい粒子径の分布や空隙率の分
布を得なけねば、高炉内のガス流れの変化量を定量的に
論することが出来ない。
本発明は従来方法における上記の問題点を解決すること
を目的とするものであって、高炉炉頂における鉱石層・
コークス層のそれぞれの半径方向分布置での層厚と粒子
径の分布とを同時かつ連続的に検出する装入物分布検出
装置を提供することによって、上記目的を達成するに至
ったのである。
を目的とするものであって、高炉炉頂における鉱石層・
コークス層のそれぞれの半径方向分布置での層厚と粒子
径の分布とを同時かつ連続的に検出する装入物分布検出
装置を提供することによって、上記目的を達成するに至
ったのである。
本発明者らは、高炉操業の好調・不調は、高炉内のガス
流の分布に最も強く左右され、またそのガス流分布の適
・不適は、適正な装入物分布状態が確保されているか否
かに左右されることが多いことに着目して、炉頂におけ
る装入物の堆積状態について種々研究を重ねた結果、炉
頂における装入物の表面形状測定結果か同じ分布であっ
ても、炉内ガス流分布は全く異ることが多く、とくに炉
壁塵の粒子径の大きさと、炉中心部へのコークスの流れ
込み量が半径方向のガス流分布に重要な影響を与えるこ
とか解析の結果明らかとなった。
流の分布に最も強く左右され、またそのガス流分布の適
・不適は、適正な装入物分布状態が確保されているか否
かに左右されることが多いことに着目して、炉頂におけ
る装入物の堆積状態について種々研究を重ねた結果、炉
頂における装入物の表面形状測定結果か同じ分布であっ
ても、炉内ガス流分布は全く異ることが多く、とくに炉
壁塵の粒子径の大きさと、炉中心部へのコークスの流れ
込み量が半径方向のガス流分布に重要な影響を与えるこ
とか解析の結果明らかとなった。
すなわち、ガス流の分布は鉱石層・コークス層の各層厚
および粒子径分布によって左右されることがわかり、本
発明はこの知見に基づくものであって、ガス流の分布を
検出するために必要な鉱石層・コークス層の各層厚と粒
子径分布を、炉の半、径方向の各位置において同時かつ
連続的に検出できる高炉の装入物分布の検出装置を提供
するものである。
および粒子径分布によって左右されることがわかり、本
発明はこの知見に基づくものであって、ガス流の分布を
検出するために必要な鉱石層・コークス層の各層厚と粒
子径分布を、炉の半、径方向の各位置において同時かつ
連続的に検出できる高炉の装入物分布の検出装置を提供
するものである。
以下に、本発明装置を具体的な実施態様に基づいて図面
により説明する。
により説明する。
ｌ＠】図に示すように、高炉１の炉内装入物Ｎ２の上方
に炉壁で支持された固定梁５を設ける。その固定梁より
炉内半径方向の任意の複数個所に層厚測定器６を梁の下
方側に固定して設置する。また上記層厚測定器に隣接し
て粒子径の測定器７を配設し、炉内装入物の表面状態を
炉外において画像として再現する。
に炉壁で支持された固定梁５を設ける。その固定梁より
炉内半径方向の任意の複数個所に層厚測定器６を梁の下
方側に固定して設置する。また上記層厚測定器に隣接し
て粒子径の測定器７を配設し、炉内装入物の表面状態を
炉外において画像として再現する。
層厚測定器６はコークスが雷、気の良伝導体（２０Ω／
ｍ以下）であることおよび鉱石は不良伝導体（１Ｍ９７
ｍ以上）であることを利用して、第２図に示すように、
電極部８と絶縁部９を交互に配置した柱状の電気伝導度
の検出器であり、隣り合う電極間に電気抵抗が無い部分
はコークス層、抵抗が大きい部分は鉱石層内であること
を示す。
ｍ以下）であることおよび鉱石は不良伝導体（１Ｍ９７
ｍ以上）であることを利用して、第２図に示すように、
電極部８と絶縁部９を交互に配置した柱状の電気伝導度
の検出器であり、隣り合う電極間に電気抵抗が無い部分
はコークス層、抵抗が大きい部分は鉱石層内であること
を示す。
従って、それぞれの電気抵抗の大小を示す電極部分の長
さは、電気系コントローラ３３により、鉱石層厚り。、
コークス層厚Ｌｃを出力し、記録計３４に記録する。
さは、電気系コントローラ３３により、鉱石層厚り。、
コークス層厚Ｌｃを出力し、記録計３４に記録する。
粒子径測定器７は、第２図において、装入物置面より上
方の空間に配設し、それぞれガスパージ部］２を先端に
有する投光部１０と受像部］１とからなり、受像ケーブ
ル１４によって炉外にとり出された映像は、画像解析器
３１によって粒子径ｄｉ範囲別の個数分布Ｎｉが出力さ
れ、重量分率Ｗｉへの変換はＷｉ ＯＣｃｉｉ８Ｎｉの
関係から算出される。
方の空間に配設し、それぞれガスパージ部］２を先端に
有する投光部１０と受像部］１とからなり、受像ケーブ
ル１４によって炉外にとり出された映像は、画像解析器
３１によって粒子径ｄｉ範囲別の個数分布Ｎｉが出力さ
れ、重量分率Ｗｉへの変換はＷｉ ＯＣｃｉｉ８Ｎｉの
関係から算出される。
このようにして、炉内半径方向の各位置での粒度分布が
得られ、記録計３４に記録される。
得られ、記録計３４に記録される。
次に本発明装置によって検出された炉内半径方向の鉱石
層、コークス層の各Ｎ厚および粒子径分布に基づいて、
各検出位置におけるガス流速分布を算出する方法につい
て説明する。
層、コークス層の各Ｎ厚および粒子径分布に基づいて、
各検出位置におけるガス流速分布を算出する方法につい
て説明する。
前述のようにして得られた路側定値から、鉱石層とコー
クス層を合せた炉内半径方向のガス通気性の分布は、以
下のように計算できる（川崎製鉄接層ＶＯ１，６（］
９７４ ）ＡＩ 、Ｐ、１６〜３７ ）Ｃ。
クス層を合せた炉内半径方向のガス通気性の分布は、以
下のように計算できる（川崎製鉄接層ＶＯ１，６（］
９７４ ）ＡＩ 、Ｐ、１６〜３７ ）Ｃ。
、】）調和平均径：Ｄ、−】／ΣＩ Ｗｉ／ｄｉ ）・
・・０）１ ２）コークス層の空隙率：ε（：、 −（０，１５３ｌ
ｏｇＤｐ ＋０．４］８ ）（］−ΔεＱ）−・（２こ
こで、Δεｃ−１，２２５Ｘ］０−２Ｉ。ｐ０°４１６
・・・（３）ＩＳｐ−１００君フ丁 ・
・・（４）工５−Ｄｐ）２ΣＷｌ （１／ｄ、ｌ−］
／Ｔ）ｐ ）２ −−・ （５ン１ｐ−（］、
／Ｄｐ）”ΣＷ土（ｄ １−Ｄｐ ） ２ ・・
・ （６）３）鉱石層の空隙率： ｔ。−０−４０３Ｄ
ｐ０°１４（］−Δε０１−・・（７）ここで、ΔεＱ
−１，６４Ｘ ］０−８Ｉ ”°００６ ・・
・（８）ｐ ４）単位コークス層厚についてのガス圧力類の損失−・
＝（ΔＰ／ΔＬ）。
・・０）１ ２）コークス層の空隙率：ε（：、 −（０，１５３ｌ
ｏｇＤｐ ＋０．４］８ ）（］−ΔεＱ）−・（２こ
こで、Δεｃ−１，２２５Ｘ］０−２Ｉ。ｐ０°４１６
・・・（３）ＩＳｐ−１００君フ丁 ・
・・（４）工５−Ｄｐ）２ΣＷｌ （１／ｄ、ｌ−］
／Ｔ）ｐ ）２ −−・ （５ン１ｐ−（］、
／Ｄｐ）”ΣＷ土（ｄ １−Ｄｐ ） ２ ・・
・ （６）３）鉱石層の空隙率： ｔ。−０−４０３Ｄ
ｐ０°１４（］−Δε０１−・・（７）ここで、ΔεＱ
−１，６４Ｘ ］０−８Ｉ ”°００６ ・・
・（８）ｐ ４）単位コークス層厚についてのガス圧力類の損失−・
＝（ΔＰ／ΔＬ）。
炉内のガス流れの運動方程式は速度頭９重力頭は無視で
きるので、圧力類の損失におよぼす充填層内のガス流速
の実験式（９）で与えられる。
きるので、圧力類の損失におよぼす充填層内のガス流速
の実験式（９）で与えられる。
ここで、ｇｏは重力の換算係数である。
５）単位鉱石層厚についてのガス圧力類の損失：（ΔＰ
／ΔＬ）。
／ΔＬ）。
、６）コークス層と鉱石層を合せた平均ガス圧力類の損
失 上記（１１）式によって、炉内半径方向での各位置での
ガス流速分布は、操業条件が与えられると一義的に定ま
る。
失 上記（１１）式によって、炉内半径方向での各位置での
ガス流速分布は、操業条件が与えられると一義的に定ま
る。
以下に、実施例について説明する。
内容積４０００７１ の高炉で鉱石層、コークス層の
層厚測定例を第５図に、また測定された粒子径分布から
（１）式により求めた鉱石、コークスの調和平均径を第
６図に示し、また＋２）（８１式で求めた鉱石・コーク
スの空隙率の分布を第７図に示す。
層厚測定例を第５図に、また測定された粒子径分布から
（１）式により求めた鉱石、コークスの調和平均径を第
６図に示し、また＋２）（８１式で求めた鉱石・コーク
スの空隙率の分布を第７図に示す。
このとき、次表の操業条件を用いたシャフト中間点での
ガス流速分布は第８図（ａｌのようになこの時の操業実
績は、高炉炉頂でのガス利用率が低く、従って燃料比が
高くなり、時々装入物の炉内スリップを生じるなど、不
調な操業であった。
ガス流速分布は第８図（ａｌのようになこの時の操業実
績は、高炉炉頂でのガス利用率が低く、従って燃料比が
高くなり、時々装入物の炉内スリップを生じるなど、不
調な操業であった。
この場合（第８図（ａ））、炉壁部でのガス流速が極端
に小さいことに着目し、炉壁部への鉱石投入散を少なく
するような装入物分布制御を試み、漸次炉壁部のガス流
速を増していった。（ｂｌのガス流速分布パターンが得
られた詩、ガス利用率は向上し、燃料比は約４０ＩＣ９
／を低減し、操業も極めて安定した。この過程で、第８
図における領域Ａ、Ｈにおけるガス流分布を最も強く方
布する装入条件の要因を見出すことによって、以後の調
整に極めて有用な資料が得られた。
に小さいことに着目し、炉壁部への鉱石投入散を少なく
するような装入物分布制御を試み、漸次炉壁部のガス流
速を増していった。（ｂｌのガス流速分布パターンが得
られた詩、ガス利用率は向上し、燃料比は約４０ＩＣ９
／を低減し、操業も極めて安定した。この過程で、第８
図における領域Ａ、Ｈにおけるガス流分布を最も強く方
布する装入条件の要因を見出すことによって、以後の調
整に極めて有用な資料が得られた。
なお、本発明装置は、以上説明したような高炉操業にお
ける装入物分布状態の検出に使用されるばかりでなく、
竪型炉に粒状装入物を層状に装入する金属の製錬炉にお
ける半径方向ならびに炉頂円周方向の装入物分布の検出
にも適用できる。
ける装入物分布状態の検出に使用されるばかりでなく、
竪型炉に粒状装入物を層状に装入する金属の製錬炉にお
ける半径方向ならびに炉頂円周方向の装入物分布の検出
にも適用できる。
また本発明装置によって、炉頂における装入物の層厚・
粒子径分布状態を同時に連続的に検出することによって
、炉内ガス流速の分布の変化を正確に常時把握すること
が可能となり、高炉の操業条件を適宜に調整し、ガス利
用率の向上、燃料比の低減などに貢献し得る本発明の効
果は極めて顕著である。
粒子径分布状態を同時に連続的に検出することによって
、炉内ガス流速の分布の変化を正確に常時把握すること
が可能となり、高炉の操業条件を適宜に調整し、ガス利
用率の向上、燃料比の低減などに貢献し得る本発明の効
果は極めて顕著である。
第１図は本発明装置の構成図の例、
第２図は検出法の説明図、
第３図および第４図は従来の表面形状の測定装置の説明
図、 第５図は鉱石層・コークス層の層厚測定例、第６図は鉱
石粒子・コークス粒子の真相平均径分布の測定例、 第７図は計算で求めた鉱石層・コークス層の空隙率の分
布、 第８図は炉内ガス流速分布の予測値を示す図面である。 １・・・高炉 ２・・・装入物層３・・・
鉱石層 ４・・・コークス層５・・・固定梁
６・・・層厚測定器７・・・粒子径測定器
８・・・電極部９・・・絶縁部 １０
・・・投光部１】・・・受像部 １２・・・ガ
スバージ部１３・・・ガス導入管 １４・・・受像
ケーブル】５・・・電源コード １６・・・リー
ド線１７・・・移動式ゾンデ １８・・・表面形状記
録計１９・・・距離測定器 ２０・・・挿入距離測
定器２１・・・投光器 ２２・・・受光器２３
・・・コントローラー ２４・・・観測点位置解析器 ３０・・・光学系コントローラー ８】・・・画像解析 ３２・・・ガスバージ系コントローラー８３・・・電気
系コントローラー ３４・・・記録計。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図
図、 第５図は鉱石層・コークス層の層厚測定例、第６図は鉱
石粒子・コークス粒子の真相平均径分布の測定例、 第７図は計算で求めた鉱石層・コークス層の空隙率の分
布、 第８図は炉内ガス流速分布の予測値を示す図面である。 １・・・高炉 ２・・・装入物層３・・・
鉱石層 ４・・・コークス層５・・・固定梁
６・・・層厚測定器７・・・粒子径測定器
８・・・電極部９・・・絶縁部 １０
・・・投光部１】・・・受像部 １２・・・ガ
スバージ部１３・・・ガス導入管 １４・・・受像
ケーブル】５・・・電源コード １６・・・リー
ド線１７・・・移動式ゾンデ １８・・・表面形状記
録計１９・・・距離測定器 ２０・・・挿入距離測
定器２１・・・投光器 ２２・・・受光器２３
・・・コントローラー ２４・・・観測点位置解析器 ３０・・・光学系コントローラー ８】・・・画像解析 ３２・・・ガスバージ系コントローラー８３・・・電気
系コントローラー ３４・・・記録計。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図
Claims (1)
- １ 鉄鉱石類とコークスとを交互に層状装入する高炉に
おいて、充填装入物面上の空間に炉壁より炉中心部Ｇこ
達する梁と、炉内装入物層の少なくとも鉱石層またはコ
ークス層の一層の距離の間の電気伝導度を上記梁の下方
複数個所で測定する複数の電気伝導度検出器と、該電気
伝導度検出器のそれぞれに併設された装入物表面への投
光器および表面の受像器と、炉外における電気系コント
ローラーならびに光学系コントローラーと画像解析器と
よりなり、高炉炉頂半径方向での鉱石層・コークス層の
各層厚分布および粒子径分布を同時に検出することを特
徴とする高炉の装入物分布検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21055782A JPS59104407A (ja) | 1982-12-02 | 1982-12-02 | 高炉の装入物分布検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21055782A JPS59104407A (ja) | 1982-12-02 | 1982-12-02 | 高炉の装入物分布検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104407A true JPS59104407A (ja) | 1984-06-16 |
| JPS616124B2 JPS616124B2 (ja) | 1986-02-24 |
Family
ID=16591288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21055782A Granted JPS59104407A (ja) | 1982-12-02 | 1982-12-02 | 高炉の装入物分布検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59104407A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4697453A (en) * | 1984-07-05 | 1987-10-06 | Kawasaki Steel Corp. | Apparatus for monitoring burden distribution in furnace |
| US4914948A (en) * | 1984-07-05 | 1990-04-10 | Kawasaki Steel Corp. | Apparatus for monitoring burden distribution in furnace |
-
1982
- 1982-12-02 JP JP21055782A patent/JPS59104407A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4697453A (en) * | 1984-07-05 | 1987-10-06 | Kawasaki Steel Corp. | Apparatus for monitoring burden distribution in furnace |
| US4914948A (en) * | 1984-07-05 | 1990-04-10 | Kawasaki Steel Corp. | Apparatus for monitoring burden distribution in furnace |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS616124B2 (ja) | 1986-02-24 |
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