JPS6067604A - 高炉炉内状況測定方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、高炉炉内状況を精度良く測定できる方法に関
するものである。

（従来技術とその問題点） 現在採用されて込る高炉炉内状況の測定法としては、大
別して■水平ゾンデによる方法と■垂直ゾンデによる方
法の２方法が一般的である。

そして、前者の水平ゾンデによる方法は、川に■高炉シ
ャフト上段の側壁から水冷したゾンデを炉内に対して水
平に押し込み、必要の都度（２〜３回／日）随時ゾンデ
を炉内に挿入して炉内状況を測定するものと、＠炉内に
ゾンデを常設して常時炉内状況を測定するものの２つの
方法がある。

しかし、前者（■の方法）のものは測定頻度が少ない為
、採取データの代表性が乏しく、又後者（Ｏの方法）の
ものは測定データの代表性はあるが、炉内に片持ちの状
態でゾンデを設置する為、ゾンデの設備的寿命が短かぐ
、又保守性も悪い等の問題点がある。更にどちらの場合
にも、ゾンデを水平に設置する為、上から装入物の荷重
が作用し７、それに耐える強度にするためには、ゾンデ
を大型のものにしかつ水冷構造のものにするのが通例で
あり、故に、このゾンデ冷却の影響をうけて、測定した
温度データが低くなる等の問題点、更にこのような水平
ゾンデでは炉内ストックライン近傍のデータしか採取で
きない為、炉下部の状況についてはモデルシミュレーシ
ョンによる推定しかなく、炉内高さ方向の反応の進行状
態を正確に知ることができない等の問題点があった。

このような欠点を補う目的で、後者の垂直ゾンデによる
方法が提案された。すなわち、熱電対を内蔵し７た高融
点金属管と、その金属管の先端に取付けられかつ複数の
通孔および上記熱電対の測温部を設けた高融点金属製の
重錘とを有するゾンデを、炉頂より装入して重錘を炉内
装入物ｈＫｆき、装入物の荷下りに伴なってゾンデを炉
内に順次繰り込み、炉内の高さ方向の温度、ガス組成、
圧力分布等を測定する方法である。（特公昭４７−４３
７２１号、特開昭５５−７３８０７号、特開昭４９−１
２３４０７号参照） しかし、この垂１αゾンデによる方法も、鉱石等が軟化
融着する１３５０℃程度の温度まで耐久性が。

なく（特開昭４９−１２３４０７号〕、またゾンデがか
なりフレキシブルとなるため雷名１１が炉内装人後どこ
に行くかわからｌず、またデータの４ｎ幀イ′１ミが低
い（特開昭５５−７３８０７号）等の問題がある。・ そこで、本出願人け、上記問題をｍ決するため、フレキ
シブルなゾンデに一定の張力を与えて炉内に繰り出−７
方法を、特開昭５７　１５２４＋１５号で開示した。こ
れによりフレキシブルなゾンデがシャフト上部で鉛直に
炉内に送られるようＫなったのでｐンるが、このゾンデ
は消耗型である為、頻度多く計測する事ができず、よっ
て炉内現象の解明（Ｃは有効であるが、炉況管理には有
効に使用できないという問題を内在している。

（発明の目的） 本発明は、上記したような水平ゾンデや垂１１′Ｉゾン
デおよび消耗型垂直ゾンデを用いた炉（・１状況測定法
にあった欠点を解消し、計測データに信４Ｒ性があり炉
況制御に使用可能な精確なデータを捉ｆＪＩｉ、できる
高炉炉内状況の測定方法を提供せんとするものである。

（発明の構成〕 本発明は、先端にガスサンプリング孔および熱電対が設
けられた固定ゾンデと、熱電対を内蔵したフレキシブル
な高融点金属管と該金属管の先端に取付けられその外周
に複数の通孔と上記熱電対の測温部を夫々設けてなる検
出錘を備えてなる消耗型垂直ゾンデを用い、上記固定ゾ
ンデを層頂部装入動向にて半径方向に複数点、ストック
ライン上から鉛直に設置し、常時はこの固定ゾンデによ
り炉内の温度およびガス組成を測定し、操業変更時や炉
況不調時には上記固定ゾンデと同じ半径方向位置にある
上記消耗型垂直ゾンデを装入物の荷下りに作立って繰り
出し、炉内高さ方向の温度、ガス組成、圧力分布を測定
し炉況変化の原因を解明することを要旨とする高炉炉内
状況の測定方法である。

（実施例） 以下本発明を添付図面に示す一実施例に基づいて説明す
る。

図面において、（１）は固定ゾンデであり、該固定ゾン
デ（１）は炉内装入時の摩耗に耐えるように例えばその
表面がセラミック溶射され、かつその先端にガスサンプ
リング孔（２）および温度測定用の例えばシース熱電対
（３）が設置された公知の構造のものである。また（４
）は、フレキシブルな高融点金属管（５）と該金属管（
５）の先端に取付けられた検出錘（６）を有する消耗型
垂直ゾンデであり、上記高融点金属管（５１内には熱電
対（７）が設けられていると共に、その中を高炉内のガ
スが通過できるように成されている。

上記検出錘（６）は、上記金属管（５）と同様に高融点
金属で製造され、又その外周には複数の通孔（８）が設
けられていると共にその内部には上記熱電対（７）の測
温部が埋設されている。

（９）は上記消耗型垂直ゾンデ（４）を高炉装入物（１
ｎ）の荷下りに応じて降下させるためのゾンデ駆動ｆｊ
ｌ’３構であり、該ゾンデ駆動機構（９）は矯正用μｍ
うａｌ、ゾンデドラム（１υ、縁り出し長さ測定器等を
具１萌し、ゾンデドラムαυから送り出された垂直ゾン
デ（４）は繰り出し長さ測定器を通過〔１、矯正用ロー
ラαＯ）により曲りを矯正されたあと、炉内のストック
ライン（１２１上で半径方向の定位置におろされ、かつ
高炉装入物（ｍ）の荷下りに伴ない、該垂直ゾンデが鉛
直になるのに必要な一定の張力をゾンデドラムαυに内
蔵された制動装置によりかけられて順次炉内に繰り出さ
れる公知あ構造である。

（１３）は上記固定ゾンデ（１）および消耗型垂直ゾン
デ（４）全高炉（ａ）内の径方向所定位置に案内するた
めのガイド管であり、該ガイド管０３）は、本実施例の
場合には、固定ゾンデ用と消耗型垂直ゾンデ用の２本全
上下２段に重ねて設けであるものを示しているが、これ
に限るものではなく、横に２本並べてもよいことは勿論
である。

また、本実施例では上記ガイド管（１３は、その長さが
長くなる炉心部および中間部のガイド管α（至）を４本
束ねて剛性を高くすると共に、これらガイド管ｕ３）の
対向する側からテンションロッドαａで吊って補強し、
又大ベル（ｂ）からの落下原料のあたるガイド管ｑｊ部
分には、例えばＳＫＤ鋼やＳＫＳ鋼等の耐摩耗材（ｔＳ
を例えば簾状にして被覆しガイド管（１３）の損耗を防
止したものを示している。

更に本実施例では、上記固定ゾンデ（１）、消耗型垂直
ゾンデ（４）を高炉（υの半径方向に３点、すなわち壁
側、中間部、炉心部にそれらの計測グＭ’＋設置したも
のを示したが、これに限るものでＦｉ！＜多数点設置し
てもよいことは勿論であり、又本実施例では、炉心部お
よび中間部と炉壁部の層頂ゾンデが、夫々別の挿入口（
ｄ）から炉内に設置（、たものを示したが、挿入口（Φ
の大きさにより、１カ所から炉内に挿入してもよい。

ａＯけ上記固定ゾンデ（１）のガスサンプリング孔（２
）に接続されたサンプリングガス管（Ｉηおよび、消耗
型垂直ゾンデ（４）の高融点金属管（５）の夫々の基端
に接続されたガス圧測定器、０＆け同じ〈夫々の基端に
接続されたガス分析器、θ９は夫々の熱電対１．う）（
１１に接続された温度記録計である。

なお、図中（ｅ）は高炉（ａ）の炉壁に設けられた挿入
口（ｄ）の出口端に取付けられたガス遮断弁、（ｅ）は
同じくゾンデカッタ、（ｆ）はガス遮断弁（ｃ）とゾン
デカッタ（ｅ）間に介装された検出錘（６）の装填部で
ある。

次に、上記した固定ゾンデ（１）および消耗型垂直ゾン
デ（４）等からなる層頂ゾンデを用いて炉内状況を測定
する本発明方法を説明する。

高炉（ａ）の層頂部における装入物（ｍ）内において、
半径方向に複数点（本実施例では３点）固定ゾンデ（１
）を設置する。この固定ゾンデ（１）の設置け、高炉休
風時にストックライン（１２１を固定ゾンデ（１）設置
先端位置の下位まで減尺した後、固定ゾンデ（１）をガ
イド管（１３）を通して炉内に挿入すれば、固定ゾンデ
（１）は自重により鉛直とな９、しかる後原料を炉内に
装填すれば固定ゾンデ（１）は装入物内に捕捉され設置
される。

このように半径方向に複数点設置した固定ゾンデ（１）
により、操業時は常時、炉内の温度、ガス組成を装入物
（ｍ）上部で測足し一炉内温度分布および反応進行状況
の変化を監視する。また、あわせてその径方向位置での
鉄鉱石類の軟化融着帯の炉内での高さをシミュレーショ
ンモデルにより推定することも行なわれる。なお、通常
操業時は装入原料のレベルは所定のストックライン位置
の範囲に維持される為、固定ゾンデ（１）の先端が装・
′、原石の表面に出ることはない。

上記固定ゾンデ（１）による軟化融着帯の推定位置が予
め予定した範囲からはずれる場合や、操、■変更時ある
いは炉況不調時等には、上記固定ゾンデ（１）と同じ半
径方向位置に消耗型垂直ゾンデ（４）をＩ■り出し、炉
内高さ方向の温度、ガス組成分布を測定して操朶変更の
効果や炉況不調の原因を確ｉ′１３−ｆ“る。

そして、消耗型垂直ゾンデ（４）により得られたｂ１測
データと、固定ゾンデ（１）による炉内状況推鴛結果を
比較し、両者が一致しない場合には、固定ゾンデ（１）
の計測データを利用した炉内状況推定モデル中の炉内ガ
スと装入物（ｍ）の熱交換係数や反応速度定数を消耗型
垂直ゾンデ（４）によ０泪測［たイ、のに修正する。

（具体例） Ｍ３図に本発明に係るＩ―層頂ゾンデ使用して炉同温度
、ＣＯ２、Ｃｏおよび炉内圧力について２回にわたって
測定した結果を示す。図中１０９．○１０１、（トは炉
内温度を、・・・Δ・・・、−ムーはＣＯ７を、・・・
口・・・、−ａ−１ｄＣＯｆ−％マタ・・・・０曲、−
ａ−は炉内圧力を夫々表わし、また実線は第１回目を、
破綻は第２回目を示す。

第３図より明らかなように、送風条件（送風量、送風温
度、送風圧力、送風湿分、液態比）、原Ｆ４東件（コー
クス中水分、焼結比等）がほぼ等しい２日間での測定の
再現性は非常に良好であり、十分な精度で測定できてｂ
ることがわかる。

（発明の効果） 以上述べた如く本発明によれば、従来の固定ゾンデのみ
によるものよりも正確に炉内温度、炉内ガス圧力、炉内
ガス組成等を測定することが出来、炉況制御に大なる効
果を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法、て使用する層頂ゾンデの概略溝底
図、第２図は同じ〈拡大説明図、第３図は本発明方法に
より測定した炉内温度、Ｃｏ１、Ｃ０および炉内圧力を
示すグラフである。 （１）は固定ゾンデ、（２）はガスサンブリング孔、（
３）は熱電対、（４）は消耗型垂直ゾンデ、（５）は高
融点金属管、（６）は検出錘、（７）は熱電対、（８１
ｉ、ｉ通孔、（１；胤ストックライン。 特許出願人　住友金属工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端にガスサンプリング孔および熱電対が設けら
   れた固定ゾンデと、熱電対を内蔵したフレキシブルな高
   融点金属管と該金属管の先端に取付けられその外周に複
   数の通孔と上記熱電対の測温部を夫々設けてなる検出角
   を備えてなる消耗型垂直ゾンデを用い、上記固定ゾンデ
   をノー頂部装入物内にて半径方向に複数点、ストックラ
   イン上から鉛直に設置し、常時はこの固定ゾンデによジ
   炉内の温度およびガス組成を測定し、操業変更時や炉況
   不調時には上記固定ゾンデと同じ半径方向位置にある上
   記消耗型垂直ゾンデを装入物の荷下Ｖに伴なって縁り出
   し、炉内高さ方向の温度、ガス組成、圧力分布を測定す
   ること′ｆ１：特徴とする高炉炉内状況の測定方法。