JPS60248805A - 高炉充填物の状況検知方法 - Google Patents
高炉充填物の状況検知方法Info
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- JPS60248805A JPS60248805A JP10560384A JP10560384A JPS60248805A JP S60248805 A JPS60248805 A JP S60248805A JP 10560384 A JP10560384 A JP 10560384A JP 10560384 A JP10560384 A JP 10560384A JP S60248805 A JPS60248805 A JP S60248805A
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- furnace
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- blast furnace
- lance
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/24—Test 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)
- 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】
産業上の利用分野
この発明は、高炉の炉内充填物の降下速Ｉｓるいは層厚
を的確に測定して炉内状況を検知する方法に関する。
を的確に測定して炉内状況を検知する方法に関する。
従来技術とその問題点
高炉では、炉頂装入装置によってコークス、焼結鉱、鉱
石類を層状に装入しているが、このような炉内充填物の
降下速度や層厚を把握することは、高炉操業の安定化を
はかる上で極めて重要である。
石類を層状に装入しているが、このような炉内充填物の
降下速度や層厚を把握することは、高炉操業の安定化を
はかる上で極めて重要である。
このため、様々な手段を用いて炉内充填物の降下速度や
層厚を測定して炉内状況を検知していることは周知の通
りである。
層厚を測定して炉内状況を検知していることは周知の通
りである。
例えば、特開昭５２−１４１２５７、特開昭５２＝１５
１６０６に開示されているごとく、炉内充填物中のコー
クス層と焼結鉱層との間で電気抵抗が異なることを利用
して、炉の高さ方向ＫＷ気低抵抗測定センサー配置し、
これらの出力の経時変化から装入物の層厚、さらに降下
速度をめる方法が知られている。しかし、このような電
気抵抗測定法では、炉内に突出せしめた電極の消耗、あ
るいは絶縁劣化を防ぐことが必要となり、窒素ガスによ
るパージ（特開昭５２−１４１２５７）を実施するか、
先端の保守が必要と々る。また、炉内の温度、水分によ
って電気抵抗が変化する上、実際の高炉ではコークスと
焼結鉱が混在する層が存在することを考え合わせると、
測定対象以外の要因である炉内の状況によって測定結果
が変動する可能性があリ、精度的に十分とは言い得ない
。
１６０６に開示されているごとく、炉内充填物中のコー
クス層と焼結鉱層との間で電気抵抗が異なることを利用
して、炉の高さ方向ＫＷ気低抵抗測定センサー配置し、
これらの出力の経時変化から装入物の層厚、さらに降下
速度をめる方法が知られている。しかし、このような電
気抵抗測定法では、炉内に突出せしめた電極の消耗、あ
るいは絶縁劣化を防ぐことが必要となり、窒素ガスによ
るパージ（特開昭５２−１４１２５７）を実施するか、
先端の保守が必要と々る。また、炉内の温度、水分によ
って電気抵抗が変化する上、実際の高炉ではコークスと
焼結鉱が混在する層が存在することを考え合わせると、
測定対象以外の要因である炉内の状況によって測定結果
が変動する可能性があリ、精度的に十分とは言い得ない
。
まだ、特開昭５２−８４１１２に開示されているごとく
、炉壁煉瓦内、あるいは炉内へ挿入したゾンデ中に磁力
計を設置し、コークス層と焼結鉱層との間で検出される
磁束密度が変化することを利用して、炉の高さ方向に設
置した磁力計を用いて装入物の層厚あるいは降下速度を
検出する方法が知られている。しかし、この磁力計法の
場合も、温度により磁力計の出力が変動するため測定誤
差が生じ易く、また炉内原料が磁気変顔点を超える温度
となる部位では測定することができ々い欠点があった。
、炉壁煉瓦内、あるいは炉内へ挿入したゾンデ中に磁力
計を設置し、コークス層と焼結鉱層との間で検出される
磁束密度が変化することを利用して、炉の高さ方向に設
置した磁力計を用いて装入物の層厚あるいは降下速度を
検出する方法が知られている。しかし、この磁力計法の
場合も、温度により磁力計の出力が変動するため測定誤
差が生じ易く、また炉内原料が磁気変顔点を超える温度
となる部位では測定することができ々い欠点があった。
発明の目的
この発明は、従来の前記問題を解決し、保守が比較的容
易で、かつ広い温度領域で装入物の層厚あるいは降下速
度をめることができる炉内充填物の状況検知方法を提案
することを目的とするものである。
易で、かつ広い温度領域で装入物の層厚あるいは降下速
度をめることができる炉内充填物の状況検知方法を提案
することを目的とするものである。
発明の構成
この発明に係る高炉充填物の状況検知方法は、高炉炉壁
を貫通して炉内充填物中へ水冷構造のランスを円周方向
同一方位で高さ方向に２個以上設置し、炉内充填物の荷
下りに応じて前記ランスが受ける荷重を、各ランスに予
め付設した変形検出素子により歪み測定値として検出し
、高さ方向に異なる位Ｒ７５−らの前記歪み測定値を用
い、炉内充填物の降下速度または層厚をめることを特徴
とするものである。
を貫通して炉内充填物中へ水冷構造のランスを円周方向
同一方位で高さ方向に２個以上設置し、炉内充填物の荷
下りに応じて前記ランスが受ける荷重を、各ランスに予
め付設した変形検出素子により歪み測定値として検出し
、高さ方向に異なる位Ｒ７５−らの前記歪み測定値を用
い、炉内充填物の降下速度または層厚をめることを特徴
とするものである。
すなわち、この発明は、炉内に挿入されたランスが充填
物の荷下りに応じて変形するのを利用して充填物の層厚
または降下速度を検知する方法である。
物の荷下りに応じて変形するのを利用して充填物の層厚
または降下速度を検知する方法である。
以下、この発明法について詳細に説明する。
高炉の炉壁を貫通してランスを炉内充填物中に挿入設置
すると、炉内のコークス、焼結鉱等の充填物の荷下りに
応じて、ランス１は下方へ力を受けて変形する。ランス
の断面係数がある程度大きいと、ランスは弾性限界範囲
内で変形した状態から元の位置近くまで復元する。つま
り、ランスは下方への変形、上方への復元を繰返す。こ
の繰返し変化がランス内に取付けられた歪みゲージによ
り歪みの変動出力として取出すことができる。第１図は
その歪み変動実測例である。このランスの歪みを一定時
間内の歪み変形積分値、あるいは解放エネルギーパラメ
ータとしてめると、一定のバネ定数で引ばられながら炉
内を荷下りに応じて下がっていくモデルと類似すること
になり、炉内荷下り速度をめることができる。
すると、炉内のコークス、焼結鉱等の充填物の荷下りに
応じて、ランス１は下方へ力を受けて変形する。ランス
の断面係数がある程度大きいと、ランスは弾性限界範囲
内で変形した状態から元の位置近くまで復元する。つま
り、ランスは下方への変形、上方への復元を繰返す。こ
の繰返し変化がランス内に取付けられた歪みゲージによ
り歪みの変動出力として取出すことができる。第１図は
その歪み変動実測例である。このランスの歪みを一定時
間内の歪み変形積分値、あるいは解放エネルギーパラメ
ータとしてめると、一定のバネ定数で引ばられながら炉
内を荷下りに応じて下がっていくモデルと類似すること
になり、炉内荷下り速度をめることができる。
々お、前記の歪み変形積分値の算出方法としては、第２
図に示す歪み出力値を下記（１）式で積分してめること
ができる。
図に示す歪み出力値を下記（１）式で積分してめること
ができる。
歪み変形積分値＝ Σ別 ・・・・・・・・（１）式ま
た、解放エネルギーパラメータは第３図に示す歪み出力
値を下記（２）式で積分してめることができる。
た、解放エネルギーパラメータは第３図に示す歪み出力
値を下記（２）式で積分してめることができる。
Ｌ記（１）式あるいは（２）式でめられた値は、ランス
の断面係数、外径、炉内挿入長さや、炉内充填物の粒径
、荷下り速度により変化する。すなわち、ランスが充填
物中で復元する方向に動くためには、塑性変形しないた
めの断面係数が必要でちり、また充填物の粒径との関係
も影響をおよぼすことを考慮すると、炉内挿入長さを例
えば５００調とした場合、従来の高炉での炉壁ゾンデＫ
かかる荷重測定値から断面係数１０ｉ以上１は必要であ
る。また、充填物の粒径が５〜２０ｍと仮定すると、ラ
ンスの外径は粒径に比べ過大であると復元方向の変化が
難しくなるので、実験室的に調べると１００票φ以下て
することが必要である。
の断面係数、外径、炉内挿入長さや、炉内充填物の粒径
、荷下り速度により変化する。すなわち、ランスが充填
物中で復元する方向に動くためには、塑性変形しないた
めの断面係数が必要でちり、また充填物の粒径との関係
も影響をおよぼすことを考慮すると、炉内挿入長さを例
えば５００調とした場合、従来の高炉での炉壁ゾンデＫ
かかる荷重測定値から断面係数１０ｉ以上１は必要であ
る。また、充填物の粒径が５〜２０ｍと仮定すると、ラ
ンスの外径は粒径に比べ過大であると復元方向の変化が
難しくなるので、実験室的に調べると１００票φ以下て
することが必要である。
このように、前記（１）式あるいは（２）式でめられた
値は、ランスの断面係数、充填物の粒径等により変化す
る。
値は、ランスの断面係数、充填物の粒径等により変化す
る。
そこで、高炉の炉壁に高さ方向に一定距離おいて２段に
ランスを設置すると、それぞれのランス部がコークス、
焼結鉱が通過するにしたがって、両者の間の粒径の差に
起因して上記歪み変形積分値等のパラメータが第４図に
示すごとく変化する。
ランスを設置すると、それぞれのランス部がコークス、
焼結鉱が通過するにしたがって、両者の間の粒径の差に
起因して上記歪み変形積分値等のパラメータが第４図に
示すごとく変化する。
このコークス、焼結鉱両者の出力変動の間には、降下速
度（Ｖ）とランス間距離（Ｌ）により決まる時間遅れ（
１゛）を含むので、相互相関係数を算出することにより
、時間遅ｈ （Ｔ）を算出し得る。との時間遅れ（Ｔ）
の値から降下速度（Ｖ）は下記（３）式でめられる。
度（Ｖ）とランス間距離（Ｌ）により決まる時間遅れ（
１゛）を含むので、相互相関係数を算出することにより
、時間遅ｈ （Ｔ）を算出し得る。との時間遅れ（Ｔ）
の値から降下速度（Ｖ）は下記（３）式でめられる。
■−□ ・・・・・・・・・・・・（３）式さらに、一
定のレベルで上記歪み変形積分値等の出力をコークス層
に相当する部分と焼結Ｋｌｔ’ＶＫ相当する部分とに分
離することができる。従って、この各層通過必要時間（
Ｔｈ）と上記降下速度（Ｖ）とから、それぞれの層厚（
ｄ）を下記（４）式によりめることができる。
定のレベルで上記歪み変形積分値等の出力をコークス層
に相当する部分と焼結Ｋｌｔ’ＶＫ相当する部分とに分
離することができる。従って、この各層通過必要時間（
Ｔｈ）と上記降下速度（Ｖ）とから、それぞれの層厚（
ｄ）を下記（４）式によりめることができる。
ｄ＝Ｔｈ−Ｖ ・・・・・・・・・・（４）式次に、こ
の発明法を実施するための装＠構成例を第５図に基づい
て説明する。
の発明法を実施するための装＠構成例を第５図に基づい
て説明する。
第５図において、（１）は高炉炉壁、（２）は炉内充填
物、（３−１） （３−２）はランス、（４−１） （
４−２）は歪み測定装置・歪み変動パラメータ算出回路
、（５）は層厚・降下速度算出回路をそれぞれ示す。則
は大ベルである。
物、（３−１） （３−２）はランス、（４−１） （
４−２）は歪み測定装置・歪み変動パラメータ算出回路
、（５）は層厚・降下速度算出回路をそれぞれ示す。則
は大ベルである。
上記ランス（３−１）（３−２）は、第６図に示すよう
に例えば内管（３１）と外管（３ｕ）とからなる通水構
造・０２重管を用い、この２重管の外管（３ｕ）内壁に
歪み検出素子（１３）を取付ける。歪み検出素子（１３
１の取付は位置は、特に限定するものではないが、炉壁
残存煉瓦内面に相当する位置が望ましい。またこのラン
スの取付は手段としては、ランス本体に固着したフラン
ジ（６）を介して鉄皮（７）にボルト・ナツト等で固定
することができる。（８）は給水管、（９）は排水管で
ある。
に例えば内管（３１）と外管（３ｕ）とからなる通水構
造・０２重管を用い、この２重管の外管（３ｕ）内壁に
歪み検出素子（１３）を取付ける。歪み検出素子（１３
１の取付は位置は、特に限定するものではないが、炉壁
残存煉瓦内面に相当する位置が望ましい。またこのラン
スの取付は手段としては、ランス本体に固着したフラン
ジ（６）を介して鉄皮（７）にボルト・ナツト等で固定
することができる。（８）は給水管、（９）は排水管で
ある。
作 用
第５図に示すごとく、高炉の炉壁（１）を貫通して２個
のランス（３−１’） （３−２）を同一方位で高さ方
向に所定の間隔を置いて炉内充填物（２）中に挿入設置
すると、充填物（２）の荷下りに応じて発生する各ラン
スの変形が歪み検出素子１９を介して歪み変動出力とし
て取出され、歪み測定装置・歪み変動パラメータ算出回
路（４−１）において前記（１）式あるいは（２）式に
より歪み変形積分値等がめられ、これらの値が層厚・降
下速度算出回路（５）に入力されて、前記歪み変形積分
値等の相互相関係数、時間遅れ値が算出され、前記（３
）式により降下速度が、前記（４）式により層厚がそれ
ぞれ算出される。
のランス（３−１’） （３−２）を同一方位で高さ方
向に所定の間隔を置いて炉内充填物（２）中に挿入設置
すると、充填物（２）の荷下りに応じて発生する各ラン
スの変形が歪み検出素子１９を介して歪み変動出力とし
て取出され、歪み測定装置・歪み変動パラメータ算出回
路（４−１）において前記（１）式あるいは（２）式に
より歪み変形積分値等がめられ、これらの値が層厚・降
下速度算出回路（５）に入力されて、前記歪み変形積分
値等の相互相関係数、時間遅れ値が算出され、前記（３
）式により降下速度が、前記（４）式により層厚がそれ
ぞれ算出される。
実施例
高炉のモデル実験装置を用い、外径６０．５ｍｍ、断面
係数約１２Ｇ１８、冷却構造で内部に歪みゲージを有す
る２重管ランスを２本用い、ストックラインより下方約
５ｍの位置に、同一方位で高さ方向に５００簡の間隔を
隔ててそれぞれ炉内に５００ｍ挿入して炉壁に取付け、
実炬と同様の原料を装入し常温で荷下りを生じさせて、
その時の炉内充填物の層厚および降下速度をめた。
係数約１２Ｇ１８、冷却構造で内部に歪みゲージを有す
る２重管ランスを２本用い、ストックラインより下方約
５ｍの位置に、同一方位で高さ方向に５００簡の間隔を
隔ててそれぞれ炉内に５００ｍ挿入して炉壁に取付け、
実炬と同様の原料を装入し常温で荷下りを生じさせて、
その時の炉内充填物の層厚および降下速度をめた。
本実施例では、歪み出力の変動から１分間の歪み変形積
分値を算出し、層厚および降下速度は２個の歪み変形積
分値算出回路の出力から相関係数を算出する方法により
めた。なお、層厚をめる際のコークス層と焼結鉱層との
分離に用いたレベルは、１時間単位での平均レベμを用
いた。
分値を算出し、層厚および降下速度は２個の歪み変形積
分値算出回路の出力から相関係数を算出する方法により
めた。なお、層厚をめる際のコークス層と焼結鉱層との
分離に用いたレベルは、１時間単位での平均レベμを用
いた。
第７図は本実施例における歪み変形積分値と荷下り速度
および粒径との関係を示１７たもので、荷下り速度と出
力値との間に１は極めて良好な対応関係があることがわ
かる。
および粒径との関係を示１７たもので、荷下り速度と出
力値との間に１は極めて良好な対応関係があることがわ
かる。
発明の効果
上記実施例からも明らかなごとく、この発明法によれば
、炉壁近傍での実際の荷下り速度に関する情報を得るこ
とができるので、炉壁近くのガス流れの状況を的確に把
握することが可能となる。
、炉壁近傍での実際の荷下り速度に関する情報を得るこ
とができるので、炉壁近くのガス流れの状況を的確に把
握することが可能となる。
さらに、棚吊り、スリップを予知することができ、これ
らのトラブルを発生させないよう炉頂での装入変更等の
適切な調整を行なうことが可能となる。
らのトラブルを発生させないよう炉頂での装入変更等の
適切な調整を行なうことが可能となる。
また、層厚に関する情報の中には、シャフト部での炉内
装入物の粉化の程度を反映するものが含まれており、原
料の良否に関する情報も得ることができる。従って、高
炉操業の安定化に大きく寄与し得る。
装入物の粉化の程度を反映するものが含まれており、原
料の良否に関する情報も得ることができる。従って、高
炉操業の安定化に大きく寄与し得る。
なお、この発明法の場合も、従来から広く採用されてい
る相関法を用いているが、水冷ランスの受ける荷重を歪
み測定値として検出し、その値から層厚あるいは降下速
度を知る方法であるから、同じ相関法を用いた従来の電
気抵抗測定法や磁力計法のように炉内の温度や水分等に
よって測定誤差が出るような、ことはなく、精度的にも
十分満足される情報が得られ、また保守も比較的容易で
ある。
る相関法を用いているが、水冷ランスの受ける荷重を歪
み測定値として検出し、その値から層厚あるいは降下速
度を知る方法であるから、同じ相関法を用いた従来の電
気抵抗測定法や磁力計法のように炉内の温度や水分等に
よって測定誤差が出るような、ことはなく、精度的にも
十分満足される情報が得られ、また保守も比較的容易で
ある。
第１図はこの発明法によるランスの歪み変動実測例を示
す図表、第２図は同じく歪み変形積分値算出方法を示す
模式図、第３図は同じく解放エネルギーパラメータを示
す模式図、第４図は上段ランスと下段ランスの歪み変形
積分値の変動例を示す図表、第５図はこの発明法を実施
するための装置構成を示す概略図、第６図は同上装置の
ランスの構造を示す縦断面図、第７図はこの発明の実施
例における粒径、荷下り速度および歪み積分値の関係を
示す図表である。 １・・・・高炉炉壁、２・・・・炉内充填物、３−１．
３−２・・・・ランス、４−１．４−２・・・・歪み測
定装置・歪み変動パラメータ算出回路、５・・・・層厚
・降下速度算出回路、１３・・・・歪み検出素子。 第１図 第２図 第３図 第４図 上段ランス 日赤亥りｔ
す図表、第２図は同じく歪み変形積分値算出方法を示す
模式図、第３図は同じく解放エネルギーパラメータを示
す模式図、第４図は上段ランスと下段ランスの歪み変形
積分値の変動例を示す図表、第５図はこの発明法を実施
するための装置構成を示す概略図、第６図は同上装置の
ランスの構造を示す縦断面図、第７図はこの発明の実施
例における粒径、荷下り速度および歪み積分値の関係を
示す図表である。 １・・・・高炉炉壁、２・・・・炉内充填物、３−１．
３−２・・・・ランス、４−１．４−２・・・・歪み測
定装置・歪み変動パラメータ算出回路、５・・・・層厚
・降下速度算出回路、１３・・・・歪み検出素子。 第１図 第２図 第３図 第４図 上段ランス 日赤亥りｔ
Claims (1)
- 高炉炉壁を貫通して炉内充填物中へ水冷構造のランスを
円周方向同一方位で高さ方向に２個以上設置し、炉内充
填物の荷下りに応じて前記ランスが受ける荷重を、各ラ
ンスに予め付設した変形検出素子により歪み測定値とし
て検出し、高さ方向に異なる位置からの前記歪み測定値
を用い、炉内充填物の降下速度または層厚をめることを
特徴とする高炉充填物の状況検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10560384A JPS60248805A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 高炉充填物の状況検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10560384A JPS60248805A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 高炉充填物の状況検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60248805A true JPS60248805A (ja) | 1985-12-09 |
Family
ID=14412074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10560384A Pending JPS60248805A (ja) | 1984-05-24 | 1984-05-24 | 高炉充填物の状況検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60248805A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI648406B (zh) * | 2017-07-20 | 2019-01-21 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 監測高爐固化殘銑去化狀態的方法及電腦程式產品 |
-
1984
- 1984-05-24 JP JP10560384A patent/JPS60248805A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI648406B (zh) * | 2017-07-20 | 2019-01-21 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 監測高爐固化殘銑去化狀態的方法及電腦程式產品 |
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