JPS596888B2 - 高炉炉壁の付着物検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高炉炉壁の付着物検出方法に係り、詳しくは
、高炉炉壁に固着形成される亜鉛等のアルカリ金属やカ
ーボンなどの付着物の層を、操業中において、その位置
ならびに厚み等を検出できる付着物検出方法に係る。

一般に、高炉の操業中ではその炉壁には壁付などと呼ば
れる付着物の層が発生し、成長していくことがある。

この付着物の中には亜鉛等のアルカリ金属、金属鉄、炭
素など種々の成分が含まれており、発生の原因や成長の
過程について種々の考察がなされているが、いまだ決定
的に究明されていない。

しかし、この付着物が炉壁につくと炉内プロフィールが
変化して、炉内状況の不均一化をまねく。

そして更にそれが成長し、何らかの原因で炉壁から脱落
すると炉底の冷え込みなどという炉況不調をもたらす。

従って、高炉操業にとって、付着物の有無、位置、更に
厚み等を検出することは非常に重要である。

この高炉炉壁への付着物の有無等の測定方法として通常
以下のようなものが挙げられる。

（１）休風時に鉄皮外側より炉内にポーリングを行い付
着物の厚みを実測する方法。

（２）付着物があると、炉内高熱部からの熱伝達が悪化
するので炉壁レンガ温度又は鉄皮温度が低下し、この温
度低下を検出する方法。

（３）付着物は主として亜鉛などのアルカリ金属が生成
の一因となっていると考えられるため、装入物中のこれ
ら金属の量と排出ダスト中のこれら金属の量を比較して
炉内蓄積量を求め、この蓄積量が大きくなってきたとき
に付着物ありと判断する方法。

ところが、上記測定方法において、 （１）の方法は操業中の測定が困難であり、休風時であ
っても作業に多大の労力と時間とが必要である。

（２）の方法は炉壁温度の低下原因が付着物だけではな
いため、温度の低下がすぐに付着物の付着に結びつかず
、しかも、付着物の熱伝達上の性質が不明なのでその厚
みを正確に測定できず、単なる推定にとどまる。

（３）の方法は金属類の装入量、排出量とも、精度よく
測ることができないので炉内蓄積量も正確に計算するこ
とができず、単に付着物の有無を判定するだめの目安て
いどでしかなく、しかも付着位置やその厚みについては
推定不能である。

本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、付着
物の有無が正確に検出できるほか、付着物の位置及びそ
の厚さを操業中であっても簡単な方法によって検出でき
る方法を提案する。

すなわち、本発明方法は高炉炉壁においてその炉内側に
まで貫通した貫通孔から温度計を挿入して、その温度計
の先端を炉内側で一定長さ突出させ、この温度計によっ
て原料装入周期に対応して周期的に変動する温度変化を
連続的に測定し、その周期的温度変化が消滅して略々一
定の値になったときに付着物の存在を確認検出すること
を特徴とする高炉炉壁の付着物検出方法。

以下、図面において本発明方法について詳しく説明する
。

なお、第１図は本発明方法を実施する場合の−例の説明
図であり、第２図は第１図で示す通りに測温した際の原
料装入周期に対応する温度の周期的変動の一例を示すグ
ラフであり、第３図は高炉炉壁の付着物生成態様の説明
図であり、第４図は第３図で示す場合の温度の時間的推
移を示すグラフであり、第５図は本発明方法を実施する
装置の一例のブロック線図である。

まず、第１図において、符号１は炉壁、２は鉄皮、３は
温度計、４は温度計の保護管を示し、との鉄皮２と炉壁
１を貫通して貫通孔５を形成し、貫通孔５の中に温度計
３を挿入し、温度計３は管座６によってガスシールする
。

高炉炉内においては装入物は実線矢印方向に降下し、炉
内ガスは点線矢印方向に上昇する。

また、装入はコークス層７と鉱石層８とが交互に層状に
装入され、このコークス層７と鉱石層８とが順調に降下
すると、第２図に示す通り、温度計３による温度は周期
的な温度の高低の変化としてあらわれる。

この各装入物温度変化はその装入周期、通常７〜１０分
程度に対応するもので、第２図に示す温度変化も同様な
周期であらわれる。

すなわち、高炉では普通コークスと鉱石が炉頂部より装
入され、それぞれ層を形成して降下してゆく。

これに対し、炉下部から吹込まれた熱風はこれらの各層
を順次に貫流してコークスと鉱石とを加熱してゆく。

ところが鉱石とコークスとではそれぞれ粒径や熱容量が
異なり、コークス温度が鉱石よりも高くなる。

従って、上記の通り、炉壁部を貫通した貫通孔より温度
計を炉内に挿入し、炉壁部炉内の温度を測定すると、温
度計の先端部を流れるガスの温度とともに、先端に接触
した装入物固体の温度も検出され、とくに、鉱石とコー
クスでは温度差があるので、これらの層が温度計の先端
部を通過するにしたがって周期的な温度変化が検出され
る。

次に、以上の通りに周期的温度変化が定常的に検出され
、この状態が連続されている間に、例えば、第４図に示
す如く、周期的変化が消滅することがあり、この消滅が
発生したときに付着物の存在が検出できる。

第３図に示す如く、炉壁１に付着物９が発生した場合に
は、この部分ではコークス、鉱石等の装入物の降下が妨
げられる。

このとき、温度計３の先端は付着物９中に埋もれている
のでコークスと鉱石の温度差を検出できず、このため、
炉内温度の時間的変化は装入周期に対応する周期的変化
は示さず、略々一定の温度となる。

壕だ、この場合、温度計３の炉壁面からの突出長さｌを
予め所定値に定めると、その装入周期に一致した周期的
変動の消滅は、温度計３の先端が付着物９内に埋没した
こと、いいかえると付着物９が温度計の炉内挿入長さｌ
まで成長したことを意味し、付着物９の厚さも検出でき
る。

なお、温度測定値の周期変化の検出は、これを記録計に
記録して、この記録結果を目視観察することによって可
能であるが、より定量的かつ自動的に判定することもで
きる。

一般に、ある変動する量ｘ （ｔ）の周期ｆの周期成分
の強度Ｓ（ｆ）は次の（１）式によって計算できる。

ここでＲ（ｔ）は変量ｘ （ｔ）の自己相関関数であっ
てで表わされる。

Ｔは観測時間である。また、装入周期は装入装置からの
信号から計算できるから、この装入周期にひとしい周期
ｆの変動成分Ｓ（ｆ）の大きさを監視し、例えば、第５
図に示す装置によって自動的に検出すればよい。

すなわち、高炉１０の炉壁に第１図に示したように取付
けた温度計３からその温度信号１１が周期成分演算装置
１２に送られる。

一方、高炉１０に付属した装入物の装入装置１３から発
せられた装入信号１４は装入周期演算装置１５に入る。

検出装置１６では、前述の周期成分装置１２からの周期
成分強度信号１ ７ （（］）式のＳ （ｔ）に相当）
と装入周期演算装置１８から発せられた装入周期信号１
９から、装入周期ｆ′にひとしい周期成分Ｓ （ ｆ’
）２０だけを検出し、比較装置２１に送る。

比較装置２１では予め設定した設定値２２と周期成分Ｓ
（ｆ’）２０を比較し、Ｓ（ｆ’）が設定値２２よりも
小さくなったとき、操業者に付着物付着警報２３を発す
る。

以上要するに本発明方法は高炉炉内の装入物の熱的性質
を有為に利用して付着物の有無、厚さ等を検出するもの
で、これらは操業中であっても検知することが可能であ
る。

また、付着物によって発生する炉内プロフィルの変化を
把握することが可能となり、炉内円周方向の反応を均一
化させるだめの操業アクションや、付着物を除去するだ
めのアクションを適切にとることができ、高炉の安定操
業上、寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する場合の一例の説明図、第
２図は第１図で示す通りに測温した際の原料装入周期に
対応する温度の周期的変動の一例を示すグラフ、第３図
は高炉炉壁の付着物生成態様の説明図、第４図は第３図
で示す場合の温度の時間的推移を示すグラフ、第５図は
本発明方法を実施する装置の一例のブロック線図である
。 符号１・・・・・・炉壁、２・・・・・・鉄皮、３・・
・・・・温度計、４・・・・・・温度計の保護管、５・
・・・・・貫通孔、６・・・・・・管座、７・・・・・
・コークス層、８・・・・・・鉱石層、９・・・・・・
付着物、１０・・・・・・高炉、１１・・・・・・温度
信号、１２・・・・・・周期成分演算装置、１３・・・
・・・装入装置、１４・・・・・・装入信号、１５・・
・・・・装入周期演算装置、１６・・・・・・検出装置
、１７・・・・・・周期成分強度信号、１８・・・・・
・装入周期演算装置、１９・・・・・・装入周期信号、
２０・・・・・・周期成分Ｓ（ｆ’）、２１・・・・・
・比較装置、２２・・・・・・設定値、２３・・・・・
・付着物付着警報。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高炉炉壁においてその炉内側にまで貫通した貫通孔
   から温度計を挿入して、その温度計の先端を炉内側で一
   定長さ突出させ、この温度計によって原料装入周期に対
   応して周期的に変動する温度変化を連続的に測定し、そ
   の周期的温度変化が消滅して略々一定の値になったとき
   に付着物の存在を確認検出することを特徴とする高炉炉
   壁の付着物検出方法。