JPS60145306A - 堅型高炉における装入状況検出方法 - Google Patents

堅型高炉における装入状況検出方法

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JPS60145306A
JPS60145306A JP116684A JP116684A JPS60145306A JP S60145306 A JPS60145306 A JP S60145306A JP 116684 A JP116684 A JP 116684A JP 116684 A JP116684 A JP 116684A JP S60145306 A JPS60145306 A JP S60145306A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
iron ore
charging
furnace
magnetic sensor
magnetic field
Prior art date
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Pending
Application number
JP116684A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Kunitomo
和也 国友
Masaki Komatsu
正樹 小松
Shiro Maemura
前村 志朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS60145306A publication Critical patent/JPS60145306A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/24Test rods or other checking devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、竪型高炉における装入状況の検出方法に関し
、詳しくは、鉄鉱石の装入位置、装入分布、装入時間等
を検出する方法に関する。
従来技術とその問題点 周知の如く高炉においては、既知の炉頂装入装置により
装入物である鉄鉱石(焼結鉱を含む)とコークスとが間
欠的に、かつ順次装入さワ1、炉内において層状に堆積
する。高炉操業ておいて、コスト低減及び操業の安定化
を図るためKは、装入物分布、すなわち、装入物の半径
方向及び円周方向の粒度や鉄鉱石とコークスの層厚比の
分布を制御して、炉内ガス流の分配を適切に保持するこ
とが重要である。従って装入物分布の形成に犬き々影響
を及ぼす、炉内に装入物を装入する時の落下位置やその
分布状況および排出継続時間(以下、本発明では装入時
間と言う)といった装入物の装入状況を測定し、その結
果にもとづき適切な装入状況になるよう、制御すること
はコスト及び操業面から大きなメリットがある。
而して装入物の装入状況を測定する手段としては、従来
装入物落下ゾーンにさらし布を巻くか、ペンキを塗った
パイプを挿入し、前記布のやぶれ状況、あるいはペンキ
の変色状況等から判断することが一般的であった。しか
しながら該手段は、休風中や模型炉等のオフラインでし
か実施できず、操業中に、かつ、連続的に測定すること
はできなかった。このため、近年特開昭55−58:(
08号に示されるようにムーバブルアーマに固体伝播音
響検出端を取付けて装入物がムーバブルアーマに衝突す
る際の音響を利用して装入状況を推定する手段、あるい
は、特開昭50−149505号に示されるように炉頂
に差し渡しゾンデを装着し装入物がゾンデに衝突する際
の衝撃力を検出し、落下位置を推定する手段、あるいは
、特開昭49−21308号で示されるよって工業用テ
レビカメラにより、装入物表向を撮像し、装入物表面の
性状を検出することにより、装入状況を推定する手段等
が数多く提案されている。
ところが、周知の如く高炉の炉頂部は極めて高温であり
、又、装入物の1回当たりの装入時間も短かく、かつ大
小の粒塊が広範囲に高所から落下するうえに、装入物の
装入状況は種々の要因から各装入毎に、あるいは1回の
装入の間にも変動する。このため、前記従来手段ではい
ずれも、実際の操業に活用できる正確な検出はできず、
長期間゛安定し、かつ正確な検出のできる方法の開発が
切望されていた。
発明の目的 本発明は、高炉装入物のうちの特に鉄鉱石について、そ
の装入位置、装入分布、装入時間等の装入状況を、操業
中においても、正確に、かつ連続的に検出することを可
能ならしめる方法の提供を目的とするものである。
発明の構成および作用 本発明は炉頂装入物表面レベル上方の鉄鉱石落下ゾーン
に磁気センサーを位置せしめ、落下する鉄鉱石による磁
界の乱れて伴う励磁磁界の変化、極性および変化継続時
間を測定することKより鉄鉱石の前記装入状況を検出す
ることを特徴とするものである。
以下実施例を示す図に基づき、本発明を詳述する0 第1図は、高炉の炉頂部の部分断面図である。
図において1は、炉壁鉄皮(以下鉄皮と言う)で、1.
2tdベル、3はムーバブルアーマである。
4は鉄鉱石5の落下ゾーンを示し、6は炉内に装入され
た装入物の表面レベルを示す。7け前記装入物表面レベ
ル6の」二方に設けられたプローブであり前記鉄皮1に
取り付けられ、その先端が落下ゾーン4の内側に突出す
る長さに構成されている。
該プローブ7の内部には、磁気センサー8が装着されて
いる。磁気センサー8は前記落下ゾーン4に位置せしめ
られており、その検出信号はケーブル9を介して炉外の
表示装置10に表示される。
プローブ7は非磁性の例えばステンレス鋼管で構成され
、又その外周には後述する第8図に示すように冷却水全
循環せしめるジャケット71が形成されており、プロー
ブ7自体および磁気センサー8を炉内の高温より保護す
る。
さて、本出願人は、装入物の表面レベル6以下の充填層
に磁気センサーを配置して鉄鉱石とコークスの透磁率の
差異から磁界が乱れ、その乱れに伴って励磁磁界が変化
することを利用し、該変化を測定するととてよって装入
物の降下速度や層厚等を検出する方法を発明し、先に特
願昭51−27081号として出願した。ところが該方
法は、鉄鉱石、コークス等が密に装填された充填層内に
おいて測定するものであり、装入物の降下速度も極めて
遅いことから励磁磁界の変化は比較的測定しやすいもの
であった0 これば対し、本発明の対象とする鉄鉱石落下ゾーンは、
前述したように大小の粒塊が粗い密度でかつ瞬時的に落
下することから、磁気センサーによる磁界の乱れを測定
することは至難であるとされていた。このため、本発明
者等は、第2図に示すように非磁性筒体(以下筒体と言
う)11の側面に磁気センサー8を当接せしめると共に
前記筒体11内に粒径20mの粒状の鉄鉱石5を落下さ
せ、磁気センサー8の励磁磁界の変化を測定した。
本実施例では、鉄鉱石5の落下高さhを1400mmと
し、磁気センサー8の検知位置を筒体11の軸心y(鉄
鉱石5の落下中心位置とほぼ一致する)に対し偏位Xさ
せて、励磁磁界の変化を電圧値で表示させた。第1表に
その測定結果の一例を示す。
第 1 表 第1表に示すとおり、鉄鉱石5が磁気センサー8を通過
する際に−55〜5.1. mVの出力値が測定でき、
かつ鉄鉱石5の落下中心位置に対し、磁気センサー8の
検知位置が偏位するとそれに伴って出力値も変化し、特
にそれが前記中心位置に対して逆になると出力の正負も
逆となり、極性が転換することも確認された。
第3図〜第5図は前記磁気センサー8による測定原理を
説明するだめの模式図であり、磁気センサー8は磁気感
応部8aを中心として2個の励磁部8b ’にその同極
を対応して配置した差動バイアス型を用いた例である。
而して第3図(a)は磁気センサー8の中心8x K対
し、鉄鉱石5の落下ゾーン中心4Xが左側に偏位した時
であり、鉄鉱石5の透磁率が高いことから、平衡状態に
あった磁界が鉄鉱石落下側に乱れ、これば伴って励磁磁
界が変化し、第3図(b) vtc示すように正の出力
値が、出力される。第4図(a)は落下ゾーン中心4X
と磁気センサー中心8Xが一致した時で、この場合は磁
界の乱れがなく平衡状態を維持するため第4図(b)K
示すように出力値は零となる。一方策5図(a)は前記
第3図(a)と反対に磁気センサー中心8xに対し、落
下ゾーン中心4Xが右側に偏位した時で磁気センサー8
の出力は、第3図(1))と逆(負)となる。
又、前記磁気センサ−8の出力が継続している間、つま
り励磁磁界の変化継続時間tが磁気センサー8の位置を
鉄鉱石5が落下している時間である。
尚、前記出力値の正および負の区分は、あらかじめ設定
しておけばよく、例えば、前記実施例とは逆π磁気セン
サー中心8Xより右側に落下ゾーン中心4Xが偏位した
ときに出力される出力値を負に設定することでも轟然支
障はなく、任意である。
 7− 実施例 本発明者等は、前記第2図で確認された知見を実機規模
で確認するため8000m’級高炉において前記第1図
に示す装置によって休風を利用し調査した。本実施例で
は前記差動バイアス型の磁気センサー8を用いると共に
ムーバブルアーマ3を作動させず磁気センサー8を鉄皮
1より12mの位置に固定して30屯の鉄鉱石5をベル
2の降下速度を変化させ装入したときの磁気センサー8
の出力を調査した。
第6図および第7図は、その調査結果の一例を示すもの
で、第6図は、ベル2の降下速度が80m1tt/s 
ec、第7図はベル2の降下速度が57vV’secで
ある。ベル降下速度80mn/seeの実施例では、ベ
ル降下速度が速いため、ベル2が全開するまでに装入が
完了せず、ベル開度が広い時の装入が多くなり、鉄鉱石
5は炉壁側に片寄った分布となることが目視およびさら
し布を巻いた検尺棒等によって確認されたが、磁気セン
サー8の出力値も第6図に示すように前記装入状況に一
致して出力さ 8 − れた。つまりベル開動作が始動して短時間で励磁磁界の
極性が転換し落下ゾーン中心4Xが磁気センサー中心8
Xを中心として炉芯側より炉壁側へ ゛移動し、又、ベ
ル2が全開したのちも多量の鉄鉱石5が炉壁側に装入さ
れたことが判る。
逆にベル降下速度が遅くなると、第7図に示すようにベ
ル2が全開するまでに装入が完了し、又その分布も炉芯
寄りとなることが判り、このことは、前記目視および検
尺棒によっても確認された。
以上のように鉄鉱石落下ゾーン40所定位置に磁気セン
サー8を位置せしめ、その位置において励磁磁界の変化
、極性および変化継続時間を測定することにより磁気セ
ンサー8の位置を基準とした鉄鉱石5の装入位置、ある
いは装入分布が検出でき、又鉄鉱石5の装入時間も検出
できるように々った。而して磁気センサー8を炉周方向
に任意数位置せしめると、炉内の円周方向匠おける装入
分布を検出することが可能である。又、落下ゾーン4は
、ムーバブルアーマ3の傾斜角を制御することKより、
炉半径方向に変動する。該変動に対応させるためには、
例えば第8図に示すように磁気センサー8Vcワイヤー
12を介して駆動装置13を連結し、該駆動装置13を
駆動することによってグローブ7内を進退できるよう構
成すること、あるいは、図示はしないけれどもプローブ
7内に適宜間隔で複数個の磁気センサー8を装着する等
の手段を用いればよい。
第9図は、磁気センサー8の他の実施例を示すもので、
磁気感応部8aと励磁部8bを交互に複数個配列し、か
つ各励磁部8bは磁気感応部8aを中心とし、その同極
を対応して配置したもので、炉径方向の装入分布を検出
するとき、あるいは、落下ゾーン4の前記炉径方向の変
動に対応させるのに効果的である。該第9図および前記
第3図〜第5図において8cは発振回路を示す。第10
図は、第9図の磁気センサ80Vcより炉径方向の装入
分布を測定する具体的実施例を示すもので、落下ゾーン
4の実際の幅WK対し各磁気感応部8a1〜8asの出
力値は第11図に示す通りとなる。
該出力値より、落下ゾーン4の幅は最大で8a1〜8a
5間(Wl)、最小で8a2〜8a4間(W2)であり
、このW1〜W2の範囲内に実際の幅Wがあることが判
る。従って各磁気感応部8aの間隔を短かくすると、そ
の精度をより高めることができ、正確な落下ゾーンの幅
が測定でき、これによって装入分布を検出できる。
尚、磁気センサー8としては、前記差動バイアス型のも
のが、その近傍の磁性体や地磁気等の外乱に影響さ力る
ことなく、父、前記第9図に示すように磁気感応部8a
および励磁部8bを任意数組合わせて用いることができ
ること等から効果的であった。しかし々から各種のラッ
クスゲート、磁性薄膜センサー、ホール素子、SMD 
を利用した磁気センサー8も用いることができ、炉周設
備状況や操業条件等に応じて適宜選定し、採用すればよ
い。
発明の効果 本発明の実施匠より、鉄鉱石の装入位置、装入分布、装
入時間等を単独で、あるいは2以上を組合わせてしかも
操業中に連続して検出できるようになった。而して装入
状況を連続して検出することにより、例えばベルの降下
速度が設定速度に対し狂いを生じたり、ベル表面、ムー
バブルアーマ表面が摩耗したり、ムーバブルアーマの作
動機構にガタ、あるいは作動不良等が起こる等の設備ト
ラブルが、早期に、かつ、確実に杷握できるようになっ
た。又、操業条件に応じた装入状況が行われているか、
否かも常に監視できることから、それに異常が生じた場
合、ベルの降下速度やムーバブルアーマの傾斜角度を制
御することにより、直ちに正常な状態に復帰させること
が可能となった。
尚、本発明は前記ベル式の高炉に限定されるものではな
く、例えば旋回シーート式装入装置を備えた高炉にも適
用できる。
【図面の簡単な説明】
各図は本発明の実施例を示すもので第1図は高炉炉頂部
の部分断面図、第2図は、粒状鉄鉱石の落下を磁気セン
サーで検出する実験装置を示す構造図、第3図(a) 
(b)、第4図(a) (b)、第5図(a)(b)は
本発明の基本的原理を説明するだめの模式図、第6図、
第7図は実機高炉πおける測定結果を示す線図、第8図
は、炉径方向に進退可能な磁気センサーの実施例を示す
断面図、第9図は磁気センサーの他の実施例を示す構造
図、第10図は第9図の磁気センサーによる測定状況を
示す構造図、第11図(a) (b) (c)(d) 
(e)は、第10図の測定における磁気センサーの測定
結果を示す線図である。 1・・・炉壁鉄皮 2・・・ベル 3・・・ムーバブルアーマ 4・・・鉄鉱石落下ゾーン5・・・鉄鉱石6・・・装入
物表面レベル 7・・・プローブ 71・・・ジャケット8・・・磁気
センサー 9・・・ケーブル10・・・表示装置 11
・・・非磁性筒体12・・・ワイヤー 13・・・駆動
装置第1図 第2図 ″ へ −’t+ 5 −コ IJ 。 34−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 炉頂装入物表面レベル上方の鉄鉱石落下ゾーンに磁気セ
    ンサーを位置せしめ、落下する鉄鉱石による磁界の乱れ
    に伴う励磁磁界の変化、極性および変化継続時間を測定
    することにより鉄鉱石の装入位置、装入分布、装入時間
    のうちの1もしくは2以上を検出することを特徴とする
    竪型高炉における装入状況検出方法。
JP116684A 1984-01-07 1984-01-07 堅型高炉における装入状況検出方法 Pending JPS60145306A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998032882A1 (de) * 1997-01-29 1998-07-30 Paul Wurth S.A. Vorrichtung zum direkten beobachten des beschickungsvorgangs im innern eines schachtofens
WO2001021841A1 (fr) * 1999-09-17 2001-03-29 Centre De Recherches Metallurgiques Procede de determination de la trajectoire des matieres lors du chargement d'un four a cuve

Cited By (4)

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WO2001021841A1 (fr) * 1999-09-17 2001-03-29 Centre De Recherches Metallurgiques Procede de determination de la trajectoire des matieres lors du chargement d'un four a cuve
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