JPS59155706A - 高炉装入中の装入物の粒径推定方法 - 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】 本発明は高炉装入中の装入物の粒径推定方法に関し、更
に詳しくは、ベルレス高炉の炉頂バンカー内の装入物の
径方向および円周方向の粒径分布を測定してその測定値
に基づいて炉頂バンカーから高炉内に装入中の装入物の
粒径の変化を推定する方法に関する。

高炉において、大ベルおよび小ベルの開閉により装入物
を高炉内に装入する方法に代り、近年大ベルや小ベルを
用いず、旋回および傾動可能な分配シュートを介して分
配装入するいわゆるベルレス式の炉頂装入装置が多く使
用されるようになって来た。

このベルレス式の炉頂装入装置は、第１図に示されるよ
うに、原料すなわち装入物を高炉のベルトコンベア１、
切換シュート２、上部ゲート弁３および上部シール弁４
を介して一旦炉頂バンカー５内に貯蔵しておき、高炉１
０内の装入物が荷下がりして補給すべき所定のストック
ライン６０レベルに達した除に装入物流量調整用の下部
ゲート弁７および下部シール弁８を開弁して炉頂バンカ
ー５内の装入物を分配シュート９に供給し、この分配シ
ュート９の旋回速度および傾動角度を調整して装入物を
順次連続的に分配シュート９から炉内に分配装入するよ
う吟なっている。

しかしながら、かかるベルレス式の炉頂装入装置により
高炉内に装入物を装入する場合、次のような問題がある
。すなわち、ある粒度構成を持つた装入物（コークス或
は鉱石）は炉頂バンカー５内では半径方向に粒度偏析を
持った状態で堆積しており、分配シュート９を介して炉
内に装入される装入物の粒径が時間的に変化する。その
ため装入パターン、ストンフライ／装入量等の装入条件
が一定であっても炉内装入中の装入物の粒径が時間的に
変化すれば炉内半径方向での装入物の粒径分布が変るの
で、通気性分布が変化しガス流分布が変化する。そのた
め炉況が不安定となり、スリップ（装入物の降下不安定
）、炉熱変動、溶銑成分の変動等を引き起こすことにな
る。

本発明はかかる問題に鑑み成されたものであって、その
目的とするところは、炉頂バンカー内に装入された装入
物の径方向、円周方向の粒径分布を予め測定することに
よって高炉装入中の装入物の粒径の変化を推測する方法
を得ることにある。

本発明は、ベルレス高炉の炉頂バンカー内にテレビカメ
ラ等の撮影装置を設けて該撮影装置により該炉頂バンカ
ー内に入れられた装入物の径方向および円周方向の少な
くとも一方の粒径分布を測定し、該粒径分布と炉頂バン
カー内の型入物流れモデルとにより該炉頂バンカーから
高炉内に装入中の装入物の粒径の変化を推定するように
構成されている。

次に本発明の詳細な説明に入る前に本発明の原理につい
て第２図および第３図を参照して説明する。

炉頂バンカー５内に装入物を装入する場合、装入物の落
下点の近傍には粒径の小さな装入物が集り、そこから離
れるに従って粒径が大きくなる。

したがって落下点が炉頂バンカー（以下単にバンカーと
呼ぶ）のほぼ中央の場合には、第２図に示されるように
装入物はバンカーの中央が山状に高くなるとともにその
部分での装入物の粒径は小さく、バンカーの外周に近ず
くにしたがって半径方向に沿って低くなるとともに粒径
が大きくなる傾向がある。

このように装入された装入物をバンカーから排出するに
あたって、排出口上部の原料がまず排出されついで上層
から下層へと排出が進むファ坏ルフロー（漏斗状流れ）
を仮定すると、その流れは第３図に示されるように、排
出口上部の排出角θ′で示される円錐面１１の内側の部
分が下部から■〜■の順序で排出され、その排出に基づ
き装入物の中央部が陥没すると円錐面の外周部分が上部
から■〜■の順に陥没部分に流れ込んで排出され（第３
図ＣＢ）［：Ｃ〕）、最後に［相］の部分が排出される
。

したがって第３図に示される■〜Ｏにある部分の粒径を
予め測定しておけば、その測定結果と上記のバンカー内
の装入物の流れモデル（以下バンカーモデルと呼ぶ）と
から、一つのバンカーがら高炉内に装入物が装入される
ときの流れ始めから終りまでの装入物の粒径の変化を推
定することが可能である。

そこでバンカー５の上部には第２図に１個又はそれ以上
のテレビカメラのような撮影装置１２を設けてその撮影
装置により上記区分に属する部分の流径の分布すなわち
バンカーの径方向および／又は円周方向の流径の分布を
影像により予め測定しておく。

この測定結果と前記バンカーモデルとから前述のように
粒径の変化を推定する。

次に第５図を参照して実機大極型実験装置を用いて行な
った本発明の実施例について説明する。

模型実験装置の炉頂バンカー５′は直径が６　ｍ、排出
口直径が１．７ｍで、容積が９５７πである。このバン
カー５′内に１チヤージ装入量に相当する量の焼結鉱１
４８ｔを装入したときのバンカー内の装入物の直径方向
の粒径の分布を、バンカー上部に設げたテレビカメラ（
図示せず）で撮影して行なった画像解析と炉内サンプリ
ングとにより測定した結果、第６図に示されるような値
になった。

この第６図のグラフからも明らかなようにテレビカメラ
による画像解析で測定した結果（図中破線で示す）と炉
内サンプリング結果（図中黒点で示す）とは良く一致す
ることがわかる。

次にバンカー５′の下部の排出口から装入物を排出して
炉１０′内に装入するに際して上記の粒径分布測定結果
を入力として装入物の粒径変化を前記バンカーモデルで
計算した結果第７図で実線で示されるような結果になっ
た。なおバンカーモデル計算において、バンカー内装入
位置Ｐは実測値を用い、装入原料堆積角θを３０°、排
出口上部の排出角度θ′を９０°、上層から順に排出さ
れる角度θ“を７０°で住１算した。

またバンカーから炉内への装入中に分配シュート９′の
下方でサンプリングして粒径の変化を測定した結果、第
７図で黒点で示されるようになった。この第７図のグラ
フからも明らかなようにバンカーモデル計算値と実測値
とが良く一致し、バンカーモデルの有効性が証明される
。

次に本発明による粒径推定方法を高炉の操業に利用する
方法について説明する。

例えば装入物の粒度構成が変化しバンカー内の粒径偏析
が大きくなった場合、高炉装入中の装入物の粒径変化が
大きくなり、炉壁部から順に分配シュートを介して装入
物を装入する関係上高炉内での粒径偏析も大きくなるこ
とが予想される。そして高炉内での粒径偏析が大きくな
ると、炉壁部の通気抵抗が上昇しガスは炉中心部を流れ
易くなり、ガス流分布は変化する。

この場合バンカーモデルで計算した粒径変化を考慮に入
れて、装入パターンを炉壁部にコークスを多く装入する
か、炉中心部に鉱石を多く装入するパターンに変更すれ
ば、ガス流分布を一定に保つことができる。

以上のように、本発明の方法によれば、ベルレス式の炉
頂装入装置により高炉内に装入物を装入するに際して、
装入の開始から終了まで時間の経過に対する粒径の変化
を実際の値に近い値で推測することが可能となり、高炉
の安定操業に大きく寄与することができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルレス式炉頂装入装置の概略説明図、第２図
は炉頂バンカー内の装入物の堆積状態を示す図、第３図
はバンカーモデルの説明図、第４図はバンカーから構成
される装入物の粒径の時間的変化を示すグラフ図、第５
図は実機大模型試験装置の概略図、第６図はバンカー内
の装入物の径方向の粒径分布を示すグラフ図、第７図は
バンカーから構成される装入物の粒径の変化を示すグラ
フ図であって、本発明により推定した結果とサンプリン
グによる実測結果とを比較して示す図である。 特許出願人　住友金属工業株式会社 （外４名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベルレス高炉の炉頂バンカーにテレビカメラ等の撮影装
   置を設けて該撮影装置により該炉頂バンカー内に入れら
   れた装入物の径方向および円周方向の少なくとも一方向
   の粒径分布を測定し、該粒径分布と炉頂バンカー内の装
   入物流れモデルとにより該炉頂バンカーから高炉内に装
   入中の装入物の粒径の変化を推定することを特徴とした
   高炉装入中の装入物の粒径推定方法。