JPS599115A - 高炉内装入物の降下挙動ならびに堆積構造の検知方法 - Google Patents

高炉内装入物の降下挙動ならびに堆積構造の検知方法

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JPS599115A
JPS599115A JP11661782A JP11661782A JPS599115A JP S599115 A JPS599115 A JP S599115A JP 11661782 A JP11661782 A JP 11661782A JP 11661782 A JP11661782 A JP 11661782A JP S599115 A JPS599115 A JP S599115A
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furnace
layer
coke
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Hiroshi Itaya
板谷 宏
Matao Araya
荒谷 復夫
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • 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)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高炉内装入物の降下挙動ならびに堆積構造の
検知方法に関するものであり、とくに装入物層の高炉高
さ方向にわたる降下速度ならびに装入物地積構造につき
正確に検知する有利な方法について提案するものである
。
高炉操業において、溶銑温度、溶銑成分あるいは、燃料
比などは、炉下部に到達するまでの装入物の還元状態、
加熱状態、溶融状態などにより支配される。−セな1っ
ち、高炉の炉頂からllffl次装入されて層状堆積構
造をなす炉内の装入物は、炉内を上−Pl、+るガスと
は逆に降下していく間に、そのガスとの接触により加熱
、還元されるのであり、この意味で装入物の還元状態、
加熱状態、溶紗状暢は装入物が炉下部に到達するまでの
降下速度により多大tx彰響を受ける。したがって、溶
銑温度。
成分、炉熱等の檜業の安定性を確保するには、装入物の
降下速度を常に正確に把握し、これを適正に管理するこ
とが不可欠の条件である。
従来、上述した装入物の降下速度を測定するのに1炉頂
部の装入物堆積層表面上に、該装入物層の勅キに追随す
る動きをなす錘りを接触させることにより、装入物の降
下速度を副べろ技術があった。
図中の1は、鍾りの移動計測定器、2は大ベル、8ばお
もりの1.s ’Fげワイヤ、4は錘り、5は鉄皮、6
は炉壁れんが、7は装入物(堆積)層表面である。W通
、高炉炉頂部での装入物堆積グロフィルは、m1図で示
すように、炉壁側1.:1情く炉中心側が低くなるよう
に開缶して堆(青しているため、錘り4は中心側に転軸
したり、装入物の炉中心(1111への流れ込みに追従
したりする。かかる従来技術の場合、上述のような不正
常な錘り4の動きに対しても装入物が炉内を降下したも
のとして11°測される。したll″−って、錘り4の
移動距離から装入物の降下i! tq *測定1′°る
従来の方法では、炉内での装入物の降下とは無関係に起
こる外乱〕1′−排除できないため測定誤差が大きいと
いう欠点があった。
しかも、かかる従来技術の場合、錘り4が装入物の堆積
表面上に位置することが必須の要件なので、装入物の降
F速度な検出できたとしてもそれは装入物の堆積表面近
傍についての挙動に限定されろ。従って高炉内炉高方向
における全体的な装入物の降下挙動を代表するものとは
いい得ない不備がある。
本発明の目的とするところは、上述した従来測定技術に
見られる欠点:即ち炉頂近傍における装入物の流れ込み
や、再分布の影響を受けず、しかも炉内の任意の高さレ
ベルにおける装入物の降下速度および堆積構造を極めて
容易に検出するのに好適な方法について梯案することに
ある。この発明の構成の要旨とするところは、 鉱石類とコークスとを分別装入十ろことにより、それら
が交互に堆積した状態となる炉内装入物層につき、その
降下挙動ならびに堆積構造な検知I−る方法において、 」二記装入物の単−挿のものが形成する一堆積層の平均
層厚に略等しい距離隔てた炉体の複数ケ所に測定点を設
けてそれぞれの位置で炉内圧力の変化を測定し、その圧
力の変化測定値から装入物種別毎の圧力変化速度を求め
、上記各1111定点間で測定される該圧力変化速度の
変動から装入物の降下速19”と装入物種別毎のj鰻j
墜0層厚比を検知することを%徴とする高炉内装入物の
降下挙動ならびに堆1′f#構造の検知方法にある。以
Fにその構成の詳1酬か説明する。
高炉では、鉱石類とコークスとは層状4t!造を形成゛
するように交互に分別装入されるが、これらの装入物は
原則的に酢うとそのままj@状槽構造維持した状態で炉
内を降ドして溶融滴下帯上部にまで;−1−’J”る。
一方、高炉のような充3ffI層における層1り方向の
圧力勾配dp’d lは、 ここでP:R:力(174清2) 17:炉内高さ方向の距1111F(Cm )ε:光塙
ハ1の窒口率(無次元) ■〕:充jj?!お7子の粒子径(a7)G:ガスのj
Q 41 m 4(f/am” ・sec )/l:ガ
スの粘度(S’/crn・sec )ρ:ガスの密度(
f/Cm’ ) U:ガスの空塔速度(σ) 2o二重力換算係#!i(171重) 上記(1)式から明らかなように、ガス(質量)流量が
一定の条件下では、粒子径りと空隙量εに大きく依存し
ており、粒子径D y’j′−大きくなると圧力勾配d
p/dtは減少し、空@率εが大きくなるど圧力勾配d
p/dtは減少する。
要するに、高炉に装入される鉱石類とコークスの平均的
な粒子径りはそれぞれ0.02 m (鉱石)と0.0
5 m (コークス)で、コークスの方が粒子径は大き
く、両層の平均的な空隙量εもそれぞれ0・40と0.
45でコークス層の方が大ぎい。従って、上述の圧力勾
配dp/dlと粒子径D!dよび空隙量εの関係から鉱
石類の層とコークスノ僻を比較すると、鉱石類層におけ
る圧力勾配の方が、粒子径りおよび窒隙兆εが小さい分
だけコークス層における圧力勾配よりも大きくなること
に示している。
上述のことから、炉内の一定点で圧力を測定すれば、例
えば圧力勾配dp/dtの大きい鉱石類の層h’s 該
圧力測定点の位置を通過するときには大きな圧力変化が
現り、、−実圧力勾配dp’r3.1の小さなコ・−ク
ス層が4111定りか通過すると鎗には小さな圧力変化
が川、れるようKなる。ところで、高炉内では[Fカフ
1111定点の位置を圧力勾配dp/dtの異なる鉱石
・+jiのIy4とコークス層とが父q−に通過l−る
ので、測定される圧力変化は両層の11万過に対しF>
 シて大きな′4′ll:、と小さな変化とが交互に現
れろ。
単2 tglは、装入物降下法I@’ 2 cm/mi
n、炉頂圧1000 f/c*”、ガスの質量速度0.
2 f 7cm” ・−5ea、鉱石1罵JEK 1−
2 m、コークス層0.8mの条件下における、ストッ
クライン下2.3mと8.f3tnの2ケ所の位置で測
定さり、る圧力変化から、(1)式にもとづき、層別年
の圧力勾配(圧力の時間変化)を理論的に計舅、した結
果について示すものであるが、(・」れの位置において
も鉱石□+、11やコークスの装入時における急激な用
力上、y?、を除くと、鉱石類の層の通過時に(・文太
き〕x圧力変化が現れ、コークス層の通過時には小さな
圧力変化が現れている。
また、槙8し1は上記各1i4毎のi圧力勾配の81算
結果に本〉づ艙、鉱石類やコークス装入時の急激な°圧
力上昇を除いて、ストックライン下2.8mの位、置で
の圧力の時間変化(圧力勾配dp/dt)から求めた各
圧力変化速度持続の時間経過な示す図である。この図に
示されるように、圧力測定点に鉱石層が到達すると圧力
変化速度は9激に大きくなり、コークス層が到達すると
急激に小さく1.cるので、両層の境界位1dが圧力測
定点な通過した時刻を極めて正確に検知することができ
る。
1F、8図において、toは炉内の圧力測定点の位置を
鉱石層が通過するのに要した時間であり、t、。
はコークス層h′−通過するのに要した時間である。
本発明は、正にこのような鉱石層の層とコークスIf4
との通過にともなう上記圧力勾配(以下は圧力変化速度
という)の周期的な変化を利用して装入物降下速度を検
出するようにした方法である。
さて、高炉の高さ方向に適当な間隔ΔLを隔てた2ケ所
の測定点を定めて圧力の変化測定し、圧力変化速度を求
めれば両方の位置で得られる圧力変化速度は、第8図の
ように周期的に変化し、この変化は第4図に示すように
下側の測定点において上側に対しイ遅れて現れる。図中
10は上側測宇点辿1定値、11はT−開側定点におけ
ろ測定値の変化である。
さて、ある時刻t0に一ヒ部位置にセットした圧力4(
11定点で体入物堆4ji 層7’l’s鉱石類からコ
ークスへと変化することに伴って王力駕化速度の急激な
減少h′−あったとすると、この圧力変化速度を生じさ
せる鉱石類の層とコークスの層との境界は、上部位r耀
にセットした測定点をある時間遅れて通過し、とのド部
bI吋における圧力変化速度の急激な減少もその時間だ
け遅れて起る。ある着目する鉱石類の層とコークス層の
境界が上側の圧力測定点を通過し、FE力窯化速jvが
急激に減少した時刻なto、この境14r、が下側の測
定点シ辿過し圧力変化速度が急激に減少しだ時刻をt2
と−4−itば、Δj、=j、、−t□は寝入゛吻がΔ
Lの間隔シ降下−4“るに快した時間である。従って、
装入物の降下速度は(2)式により求めることができる
。
V−Δr、 /Δt。
?rお、上下に陽てる圧力測定点間の間隔ΔLを平均的
装入物の層厚の範囲:すなわち鉱石なら鉱石だけの皐−
堆積層が形成する平均層厚を0.5〜i、o mとすれ
ば、上側の圧力測定点で急激な圧力変化速度の減少が現
れた時刻を基県としたとき、F側の測定点に現れる最初
の圧力変化速度の減少は鉱石−の層についての上側と対
応するものと言5ことができる。要するに、特定の装入
物層についての上Fの圧力測定点での対応する急激な圧
力変化速度の減少を判別するには、ΔLはその装入物層
の平均的な装入物ノー厚とすることが必要なとととなる
。
第す図は、炉口径8.8mの操業中の高炉においてスト
ックライン下7mと8mの位置で炉壁を貫通して鋼鉄製
のパイプ12.18を炉壁れんが内! 面まで挿入し炉内圧力を測定する状況を示すものである
。
第6図は、第5図に示した方法で測定した上側の測定点
IBと下側の測定点1Bにおける圧力勾配から求めた圧
力変化速度の時間変化の1例である。図から明らかなよ
5忙、上側の測定点12である11キ刻t0で急激な圧
カ変化速f1の減少が現れた後、]、 yn ’F 1
則の測定点18には約8・5分遅れた時刻t2で膚激な
LE圧力変化速度減少が現れ、この染台装入物の降−ト
速度は(2)式により1 ・O/ 8−5中0.12 
+7t/minのように求められた。
本発明によれば、上述のよ51f方法で、装入物の降F
件度テI!−正&fに検知できる。そのために、該l忰
下庫度■と第3図に示した鉱石類として識別されている
時間t。、コークスとして識別されている時+llt、
cとかCつ、それぞれ鉱石層厚lOとコークス層厚tc
はθ(の各式により求められる。
/、0−■×toで8) /c−v X tcf41 さらに、−ヒ式から降下速度Vを検出しtx <でも、
toシt。を検出−むるだげで鉱石類の層厚とコークy
−I’d J’lノ比to/ lc &t f51式に
より求めることができる。
to/lc = to/ to(51 上記のようにして、この発明によれば炉内装入物の堆積
面で生じる撹乱Wよる誤検出を伴うことlC<、正確か
つ容易に高炉内装入物の降下速度を検知できるばかりで
なく、鉱石類の層厚、コークス層の層厚および両層の層
厚比も極めて容易に検知できる。
なお、本発明の詳細な説明では炉壁に2ケ所圧力測定孔
を設Uした場合について述べたが、圧力測定孔を高さ方
向に多段に設置すれば炉内高さ方向の任意の位置で装入
物の降下速度を検知できることは当然である。さらに、
0.5〜1m程度の間隔を隔てた2個の圧力Φ11定孔
を有し、かつ炉内を昇降可能な構造とした鋼鉄製のパイ
プを炉内に挿入してLE力を測定すれば、炉内の任意の
高さレベルで装入物降下速度を測定できることは明らか
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、高炉内の装入物堆積表面におもりを墨下げた
状態を示す断面図、 i2図は、理論的に計算したストックライン下の2.8
mと8・8mの位4での圧力変化を示すグラフ、 旭81ン1ば、理論的に計算したストックライン下Q 
2.3mの位16での圧力変化速度の経時変化を示ナグ
ラフ、 第4図は、高炉内で垂直方向にΔL隔てた2虚で測定さ
れる圧力変化から得られろ圧力変化速度の時間経過な示
すグラフ、 ηし5図は、ストックライン下7mと8mで炉内圧な測
定する状況を示す説明図、 PA fi図は、ストックライン下7mと8mで測定し
た圧力から求めた圧力変化速度の時間経過を示、。 −1グラフである。 1・・・“)4iりの移r+d+≠測定器、2・・・大
ベル、8・・・7・し曹1)ドげワイヤ、4・・・鯉り
、5・・・鉄皮、6・・・炉壁れんが、7・・・装入物
堆積表面、8・・・上側の測定点での圧力変化計n値、
(+・・・F側の測定点での圧力変化gt算値、10・
・・ト+)IliO測定点での圧力変化速度、11・・
・下111IIの測1を点での圧力変化速度、12・・
ストックラインF 7 mでの圧力測定用ノくイブ、 1B・・・ストックラインF 8 mでの千力測定用バ
イゾ、14・・・圧力1則定器、 15・・・ストックライン下7mでの圧力測定から求め
た圧力変化速度、 16・・・ストックライン下13 mでのt+力測定か
ら求めた圧力変化速度。 特許出願人  川崎製鉄株式会社 第1図 第2図 時間(今) 第8図 第71図 □時間 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. L 鉱石勇白とコークスとを分別装入するこkにより、
    そ牙1らゾ)−父琵に堆積した状態とブfる炉内装入゛
    物層につ争、その降F挙動ならびに堆]lll溝遣枦倹
    知才る方法において、上記装入を吻の屯−錘のものが形
    成する一堆])°を層の平吻Ii厚に略等しい距離隔て
    た炉体の複数ケ所に湘l )、1:点を設けてそれぞれ
    の位置で・い内圧力の変化シ測定し、その圧力の変化測
    定冥から装入′吻棹別得のjJE力変化速度を求め、上
    h「;各泪11定点間で測定される該圧力変化速度のf
    l tH++から装入物の降F速度と装入物種別毎の層
    厚、ハ青厚比か検知することな特徴とする高炉内装人物
    の降F挙動ブえらひに堆積構造の検知方法。
JP11661782A 1982-07-05 1982-07-05 高炉内装入物の降下挙動ならびに堆積構造の検知方法 Granted JPS599115A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60208407A (ja) * 1984-03-31 1985-10-21 Nippon Kokan Kk <Nkk> 炉内装入物の層検出方法
US4730999A (en) * 1985-08-05 1988-03-15 Hitachi, Ltd. Negative pressure supply apparatus for automobiles
CN107299169A (zh) * 2017-08-07 2017-10-27 新兴铸管股份有限公司 高炉短期休风料的计算方法

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CN107299169B (zh) * 2017-08-07 2019-04-02 新兴铸管股份有限公司 高炉短期休风料的计算方法

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