DE2655297B2 - 09.07.76 Japan 81587-76 09.07.76 Japan 81588-76 Verfahren zum Betrieb eines Hochofens durch Erfassen des Verhaltens von Rohstoffen, mit denen der Hochofen beschickt wird, und Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

IO

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Hochöfen durch Erfassen des Verhaltens von Rohstoffen, mit denen der Hochofen beschickt wird. r> und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Da ein Hochofen ein riesiger hermetisch abgeschlos-

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dicken Schicht aus einer hochschmelzenden Substanz -'<> abgedeckt ist, ist es sehr schwierig, das Verhalten der Chargen und der Gase in dem Ofen richtig und genau zu erfassen. Um jedoch eine Verbesserung der Produktivität des Ofens und der Qualität des Roheisens zu erzielen, ist es unumgänglich, daß die Bedingungen in dem Ofen 2> (im folgenden als Ofenbedingungen bezeichnet) genau und stabil eingehalten und gesteuert werden. Die Ofenbedingungen werden hier in konkretere Phänomene und in Wechselbeziehungen zwischen ihnen unterteilt, und ihre Bedeutung im Betrieb eines Hochofens in wird in einer zusammenfassenden Weise beschrieben.

Allgemein werden die Ofenbedingungen grob in Luftzufuhr- oder Gasdurchgangsbedingungen bzw. Gasdurchlässigkeitsbedingungen in dem Ofen und thermische Ofenbedingungen unterteilt. Die ersteren ü werden weiterhin in die folgenden Gruppen unterteilt,
(i) Luftdurchlässigkeit im engeren Sinne, die durch Werte des Gasdruckverlustes in dem Ofen oder durch Fluktuationen des Gebläse- oder Winddrukkes erfaßt wird;

(ii) Bedingungen der Abwärtsbewegung der Chargen, die durch Ausdrücke erfaßt werden, die den Zustand fehlerhafter Abwärtsbewegung der Chargen bezeichnen, wie z. B. Hängenbleiben, Stürzen, Gleiten oder dergleichen; und

(iii) die Gasströmungsverteilung in Richtung des Ofenradius, Geschwindigkeitsverteilung der Abwärtsbewegung der Chargen und Dickenverteilung der Schicht.

Die letzteren, d. h. die thermischen Ofenzustände. werden weiter in die Verteilung der Temperatur in Richtung der Höhe des Ofens und die Verteilung der Temperatur in Richtung des Durchmessers des Ofens unterteilt

Insbesondere die Temperatur in der direkten Reduktionszone am unteren Abschnitt des Ofens (d. h. das Niveau des thermischen Ofenzustandes, die Roheisenschmelztemperatur); das Niveau der Konzentration des im Roheisen enthaltenen Si und der Zustand der Schwankungen darin; die Temperatur des Ofenraumes, einschließlich des Schachtabschnittes, und der Temperaturzustand des Gases am oberen Teil des Ofens bilden unter anderem die wesentlichen Bedingungen des thermischen Ofenzustandes. Ferner sollten die Bedingungen der Reduktion von Erz an dem Schachtabschnitt ..*m»4 Anw* ..ntai-n« AUc-nU«:»« Anr- ΠΓηηρ A*t* o,»f Αλλ- Dqpir UIIU UVtH UIIlVl VlI /-LL/JVtllltll UVO V/I^II3, UIV CtUl UVI UlUlä der Zusammensetzung des Gases am oberen Teil des Ofens, einschließlich z. B. CO, CO₂, H₂ und N₂, berechnet werden, als einige der wesentlichen Bedingungen des thermischen Ofenzustandes angesehen werden, da diese Bedingungen eine endotherme Wärmemenge erzeugen, die im Zusammenhang mit der direkten Reduktionsreaktion entsteht.

Bezugnehmend auf die Bedingungen der Durchlässigkeit und des thermischen Zustandes wird als nächstes speziell die Beziehung zwischen den beiden und ihre Rolle beschrieben, die sie im Betrieb eines Hochofens einnehmen.

Zuerst einmal werden die Bedingungen der Durchlässigkeit tatsächlich durch die physikalischen F.igenschaften der Chargen, die in den Hochofen eingebracht werden, und die Füllbedingungen in dem Hochofen bestimmt. Wenn sich z. B. die Teilchengrößenverteilung des Kokses, des Erzes und dergleichen, die die Chargen bilden (insbesondere das Mischungsverhältnis von fein /erteilten Teilchen oder fein zerteiltem Pulver) ausdehricri sc*!!ie eder die TeüchenTööe 'beispielsweise durch verringerte Festigkeit der Teilchen) abnehmen sollte, würde die Durchlässigkeit in dem Ofen verschlechtert werden. Um solch einer Situation zu begegnen, wird üblicherweise eine Gegenmaßnahme etwa der Art getroffen, daß vor dem Beschicken sorgfältiges Sieben (Klassieren) durchgeführt wird, um auf diese Weise so weit, wie praktisch möglich, zu verhindern, daß fein zerteiltes Pulver in den Ofen eingebracht wird. Weiteren wird eine strenge Kontrolle der Festigkeit des Kokses und des Erzes durchgeführt, wodurch in letzter Zeil Verschlechterung der Durchlässigkeit, die den physikalischen Eigenschaften der Chargen zuzuschreiben ist. verringert werden konnte. Dagegen erlangte das Verhalten bei dem Einbringen der Chargen in den Ofen merkliches Gewicht für den Betrieb eines Hochofens. Anders ausgedrückt, die Bedingungen der Dickenverteilung der Schichten aus Koks und Erz, die Ausbildung ihrer Form (die auch als Verteilung der Chargen bezeichnet wird) und die Bedingungen der Geschwindigkeitsverteilung der Abwärtsbewegung in Richtung des Radius der Füllschichten in dem Ofen wurden mit dem Ziel untersucht, einen merklichen Einfluß auf die Bedingungen der Durchlässigkeit und des thermischen Ofenzustandes auszuüben. Dies beruht darauf, daß Koks einen größeren mittleren Teilchendurchmesser als Erz besitzt, was in weitem Maße zur Verringerung des Widerstandes gegen Durchlässigkeit führt. Während weiterhin Erz einer Erweichung und dem Schmelzen im Hochtemperaturbereich von 100O⁰C oder mehr unterliegt und so eine geschmolzene Schicht bildet, die einen hohen Wert für den Durchlässigkeitswidersiand bewirkt, behält Koks seinerseits tatsäc' lieh seinen festen Zustand in dem Ofen bei mit der Ausnahme, daß Koks in der Verbrennungszone, die vor der Düse des Ofens angeordnet ist, verbrannt und verbraucht wird. Aus diesem Grund kann man gut annehmen, daß die Durchlässigkeit in dem Ofen durch die Bedingungen des Füllens des Ofens mit Koks (mit anderen Worten, durch die Dickenverteilung der Koksschicht in radialer Richtung der Füllschichten in dem Ofen oder in Richtung der Höhe des Ofens) bestimmt wird.

Beim Betrieb eines Hochofens wird es nun herkömmliche Praxis, Koks und Erz in Form von lageweisen Schichten in den Ofen einzubringen. Die Verteilung der Dicke der Koksschicht und die Verteilung der Dicke der Erzschicht stehen in enger untrennbarer Beziehung zueinander. Daher ist es ganz wichtig, den Zustand beider in den Füllschichten zu erfassen und ihre

Steuerung richtig durchzuführen. Darüber hinaus ist es zum Zwecke der Sicherstellung einer günstigen Durchlässigkeit empfehlenswert, daß die Dicke der Koksschicht in oer Nähe der Mitte des Ofens erhöht wird und daß die Dicke der Koksschicht, die jedes Mal eingebracht wird, vergrößert wird, um so zu ermöglichen, daß das Gas leicht genug durch die Koksschicht strör»·.

Im Gegensatz dazu wird jedoch, wenn der Durchlässigkeit eine zu hohe Bedeutung beigemessen und bewirkt wird, daß das Gas bis zu einer üLerschüssigen Menge durch die Koksschicht in den Ofen strömt, die Kontaktreaktion des Erzes mit CO und M. in dem Bereich der indirekten Reduktionszone im oberen Teil des Ofens verringert. Demzufolge wird die Reduktionswirksamkeit von Erz verringert, bis die direkte Reduktion, die eine beachtliche endotherme Reaktion bildet, erhöht wird, was zu einem Mangel in der

die Dicke der Erzschicht in der N;ihe der Ofenwand oder in einem in radialer Richtung dazwischenliegenden Abschnitt erhöht wird, führt dies ium Ansteigen des Brenn- oder Heizwertes, der dann zum Schmelzen erforderlich ist. wenn eint dicke Schicht Erz von oben nach unten an eine Stelle absinkt, die direkt über der Verbrennungszone der Düse liegt, und folglich zu einem Anstieg der Schmelzlast, bis eine solche gegebenenfalls zur Verschlechterung der Ofenbedingungen durch Kühlen oder dergleichen führt.

Wenn die Dicke der Erzschicht in der Nähe der Ofen /and verringert wird und die Dicke der Koksschicht in demselben Nachbarbereich vergrößert wird, wird die Schmelzbelastung in der Verbrennungszone an der Düse erleichtert. In diesem Falle wird jedoch im Gegensatz dazu der Durchfluß der Gase in der Nähe der Ofenwand erhöht. Aus diesem Grund kann so eine erhöhte Beschädigung des Ofenmassivs (Ofenschachtes) durch Angreifen von Gasen oder eine Erhöhung der Tendenz des Abfallens von Materialien, die an der Ofenwandung haften, verursacht v/erden. Dies kann möglicherweise in einigen Fällen einen Grund für die Erhöhung von Schwankungen der Ofenheizung bilden.

Wie im Vorstehenden ausgeführt worden ist, übt das Verhalten des eingefüllten Kokses und Erzes in den Fiillschichten in dem Ofen (insbesondere die Verteilung der Dicke der Schichten der Chargen in Richtung des Ofendurchmessers oder in Richtung der Ofenhöhe) einen wesentlichen Einfluß auf die Bedingungen der Durchlässigkeit und die Bedingungen der Ofenheizung eines Hochofens (d. h. auf die Betriebsbedingungen eines Hochofens) aus. Darum bilden diese Werte wichtige Parameter für das Problem der Steuerung bei dem Betrieb eines Hochofens.

Da jedoch ein Hochofen ein riesiger Hochtemperaturreaktionsofen ist der mit einer dicken Schicht aus geeignetem hochschmelzendem Material abgedeckt ist ist es sehr schwierig, zuverlässigen Nachweis des Verhaltens der Chargen in der Füllschicht in dem Ofen zu erhalten. Die Aufgabe, ein Mittel zu entwickeln, das sich als wirksam genug zum direkten Nachweis des Verhaltens der Chargen in Richtung des Ofendurchmessers oder in Richtung der Ofenhöhe erweist blieb bisher ungelöst Aus diesem Grunde war das einzige bisher für diesen Zweck verwendete Verfahren ein indirektes Verfahren, das einfach nur dazu diente, analoge Folgerungen zu ziehen. Zum Beispie! besteht bezüglich der Verteilung der Chargen versuchsweise ein Verfahren, das speziell für den Zweck des Nachweises der Verteilung und der Gestalt der Oberfläche der Chargen am oberen Teil (an der Gicht) des Ofens ausgelegt ist, darin, daß der Kopf einer Kette oder eines Drahtes sofort nach der Beschickung der Chargen auf die

5 Oberfläche der Chargen abfallen gelassen wird, um so die Tiefe der Beschickung von der Standardlinie aus zu messen, und die Verteilung der Dicke der Schichten der Chargen soll nachgewiesen werden, indem die Differenz zwischen dem so erhaltenen gemessenen Wert und dem

to gemessenen Wert, der in gleicher Weise zu der Zeit der nachfolgenden Beschickung erhalten wird, als ein Kriterium dafür genommen wird. Es ist auch ein Verfahren vorgeschlagen worden, das speziell für die Messung der Verteilung und die Gestalt der Oberfläche

ti der Chargen vom oberen Teil des Ofens aus unter Verwendung von Mikrowellen ausgelegt ist. Es ist jedoch bisher durch eine Reihe von Modellexperimenten festgestellt worden, daß die Verteilung und die Gssiiii! der Ch3r"sri sofort "sch der Beschick«"™ Schwankungen in den Füllschichten bis zu einem ziemlich hohen Niveau unterworfen sind, was hauptsächlich auf die Ungleichheit in den Eigenschaftswerten des Erzes und des Kokses, die vom oberen Teil des Ofens in diesen eingebracht werden sollen, und die Ungleichheit in der Bewegungsgröße bzw. dem Impuls des Erzes und des Kokses zu der Zeit des Einbringens zurückzuführen ist.

Es wird angenommen, daß der Grund dafür, daß die Verteilung und die Gestalt zur Zeit der Beschickung und die Verteilung und die Gestalt in den Füllschichten in solch einer Weise, wie es oben beschrieben ist, ungleich sind, in den unten beschriebenen Faktoren zu suchen ist. Dies soll konkreter erläutert werden. Da der Böschungs- oder Schüttwinkel von Koks größer als der

J5 von Erz ist, sind die sofort auf die Beschickung folgende Verteilung und Gestalt eher größer bezüglich der Werte des Neigungswinkels zur Zeit der Beschickung mit Koks als zur Zeit der Beschickung mit Erz. Jedoch ist, wenn auf die Beschickung mit Koks die Beschickung mit Erz in dem nachfolgenden Schritt erfolgt, der Impuls des Erzes zur Zeit der Einbringung desselben um drei bis viermal größer als der von Koks. Aus diesem Grunde wirkt die Stoßkraft des Erzes so, daß die Schicht aus Koks, die gerade vorher eingebracht worden ist, in die Richtung der Ofenmitte oder in die Richtung der Ofenwand gestoßen wird. Als Folge davon nehmen die Verteilung und die Gestalt der Koksschicht als ganzes eine flache Form an. Anders ausgedrückt wird der Neigungswinke! des Kokses im Ofen kleiner als der des

so Erzes. Auf diese Weise werden die Verteilung und die Form des Kokses, der sofort zur Zeit der Beschickung mi Erz eingebracht wird, völlig anders ais die Verteilung und die Form des Kokses zur Zeit der Koksbeschickung. Weiterhin ist ein anderer Faktor, der den Neigungswinkel des Kokses verringert der, daß das spezifische Schüttgewicht des Kokses so gering ist, daß es etwa 0,5 beträgt während das spezifische Schüttgewicht des Erzes etwa 2 ist weshalb Koks auch dazu neigt durch die Steigkraft die durch die von unten im Verlauf des Betriebes nach oben aufsteigenden Gase erzeugt wird, nach oben gestoßen zu werden. Im Hinblick auf die oben angegebenen Gründe muß in Betracht gezogen werden, daß die wirkliche Verteilung der Dicke der Schichten in der Chargenfüllung in dem Ofen auf diese Weise bereits Schwankungen bis zu einem ziemlich hohen Niveau unterworfen ist und das auch, wenn jeweils die Gestalt der Oberfläche der Chargen vor und nach dem Einbringen von Koks und

die der Chargen vor und nach dem Einbringen von Erz gemessen werden, und die Verteilung der Dicke der Schichten, einschließlich der Schichten aus Koks und der Schichten aus Erz, in der radialen Richtung auf der Grundlage der Differenz der Beschickungstiefe zwischen den beiden gefunden wird.

Es wird ferner bemerkt, daß auch ein Verfahren vorgeschlagen worden ist, bei dem ein Magnetometer in der Nähe der Ofenwand oder der inneren Ofenwand angebracht wird, um so das Verhalten der in der Nähe der Ofenwand vorhandenen Chargen zu bestimmen, ledoch ist ein derartiges Verfahren nur in der Lage, das Verhalten der Chargen innerhalb des Bereiches von näherungsweise höchstens einigen Dezimetern Abstand von der inneren Ofenwand nachzuweisen. Aus diesem Grunde kann nur festgestellt werden, daß der Nachweis des Verhaltens von Chargen in Richtung des Ofendurchmessers innerhalb eines Hochofens, dessen innerer Durchmesser 10 m oder sogar mehr beträgt, weit von jeder praktikablen Lösung entfernt ist.

Neben den oben angegebenen Versuchen zum direkten Nachweis des Verhallens von Chargen ist auch ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem eine horizontale Sonde am oberen Teil des Ofens in Richtung des Ofendurchmessers eingeschoben oder aufgelegt wird, um so die Messung der Temperaturverteilung oder der Verteilung der Zusammensetzung von Gasen durchzuführen. Ferner wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das Temperaturmuster, d. h. die Temperaturverteilung, an der Oberfläche der Chargen vorn oberen Teil des Ofens aus durch Verwendung einer Infrarotkamera gemessen wird, um so die Verteilung des Durchflusses von Gasen oder die Verteilung der Chargen in dem Ofen in indirekter Weise zu messen. Diese Art von Verfahren des Nachweises der Temperatur und der Zusammensetzung von Gasen ist jedoch nur einsetzbar zum Erfassen der Verteilung des Flusses von Gasen und der Verteilung der Chargen, spezieller ihres Trends, bis zu einem gewissen Ausmaß, und zwar nur einfach qualitativ. In einigen Fällen schließt das Verfahren dieser Art möglicherweise auch die Gefahr ein, daß sogar fehlerhafte Information erhalten wird. Wenn z. B. in der üblichen Praxis die Temperatur der Gase an einem gewissen Meßpunkt hoch ist oder wenn das Verhältnis von CO zu CO2 in den Gasen unterhalb eines vernünftigen Wertes liegt, wird in dem innerer. Bereich der Füüschicht unterhalb dieses Meßpunktes die Koksschicht als dick beurteilt, während die Erzschicht als relativ dünn beurteilt wird; daher wird dementsprechend geschlossen, daß die DurchRußgeschwindigkeit der Gase in diesem Bereich hoch genug ist und daß die Durchlässigkeit in einem günstigen Zustand gehalten wird. Wenn jedoch die Temperatur in diesem Bereich niedrig ist, auch in dem Falle, wenn die Durchflußgeschwindigkeit der Gase hoch genug ist, wird die Temperatur der an dem oberen Teil des Ofens vorhandenen Gase so bestimmt, als sei sie eher niedriger als dem wi-klichen Wert entspricht Darüber hinaus besteht die Neigung, daß auch in dem Falle, wenn die Dicke der Erzschicht relativ groß ist, das CO/COrVerhältnis so erfaßt wird, als wenn es unterhalb eines vernünftigen Wertes läge, wenn die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen in diesem Bereich niedrig ist oder wenn die Temperatur so niedrig ist, daß die indirekte Reduktionsreaktion von Erz durch das CO-Gas gedrosselt wird, so daß sie nicht richtig verlaufen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin.

solch ein Verfahren für einen Hochofen zu schaffen, mit dem das Verhaken der Chargen in den Füllschichten in dem Ofen nachgewiesen werden kann, da dieses Verhalten einetV engen und untrennbaren Einfluß auf die

s Bedingungen der Gasdurchlässigkeit, des thermischen Ofenzustandes und dergleichen ausübt, um dadurch den Hochofen auf der Grundlage dieses Verhaltens richtig zu steuern, und es soll weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses erfitidungsgemäßen Verfahrens geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Schwankungen in Signalen erfaßt werden, die von einer Vielzahl vertikal in dem Hochofen angeordneter magnetischer Fühler abgegeben werden und in Übereinstimmung mil

r> der Abwärtsbewegung der Chargen in dem Ofen entstehen: ein Vergleich zwischen einem Signal, das von einem an einer oberen Stelle angeordneten magnetischen Fühler zugeführt wird, und einem Signal, das voii einem an einer tieferen Stelle angeordneten magnetisehen Fühler zugeführt wird, auf der Grundlage der Signalschwankungen durchgeführt wird, um so die Zeitdifferenz zwischen ihren Spitzenwerten zu finden; die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung einer Charge an jedem Meßpunkt ermittelt wird, indem die Zeitdifferenz zwischen diesen Spitzenwerten und der Abstand zwischen dem oberen und unteren Meßpunkt als Meßgrößen dafür eingesetzt werden; die Durchgangszeit der Schicht der Charge aufgrund von Signalen ermittelt wird, die von den an den besagten oberen und

jo unteren Stellungen angeordneten magnetischen Fühlern abgegeben werden, und die Schichtdicke der Charge an jedem Meßpunkt ermittelt wird, indem die Zeit des Durchgangs i'er Schicht der besagten Charge und die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung dieser

J5 Charge als Meßgrößen dafür eingesetzt werden.

Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben.

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein oder mehrere hohle Rohre derart angeordnet sind, daß sie sich an einer Stelle durch den Ofenschacht erstrecken, die unterhalb der Füllinie bzw. des Beschickungsniveaus der Rohstoffe in dem Ofen gelegen ist, und in dem hohlen Rohr bzw. in den hohlen Rohren jeweils ein oder mehrere magnetischer) Fühler fest oder beweglich iniroi-iri4not |_rt K-»»·» e-ir»^

UlIgVVlUlIhI l*\ *Jt-T1 . Oll IV*.

Wenn ein Hochofen in Betrieb genommen wird, bewegen sich Materialien aus Rohstoffen wie Eisenerz (einschließlich gesintertem Erz) und Koks in Abwärtsrichtung, wie es bekannt ist; jedoch unterliegen die Geschwindigkeit ihrer Abwärtsbewegung und die Dicke ihrer Schichten unaufhörlich Schwankungen, und die Schwankungen in radialer Richtung in dem Ofen, in der vertikalen Richtung und/oder in Umfangsrichtung sind nicht gleichförmig, was dazu führt, daß die Reaktion in dem Ofen in gleicher Weise Schwankungen unterliegt Um die Reaktion in dem Ofen in einem günstigen Zustand aufrechtzuerhalten, ist es wünschenswert, daß das Verhalten der Rohstoffe, einschließlich der Bewegung ihrer Lage, der Geschwindigkeit der Bewegung, Schwankungen im Niveau, Wechsel in der Dichte und/oder ob an einer Stelle; die einer speziellen Meßposition entspricht Eisenerz vorhanden ist oder nicht, ob Koks vorhanden ist oder nicht und wie die Ausgangsmateriaücn ihre Lage wechseln, gut erkannt werden sollte und dann die Mengen an Erz und Koks, die Lage ihrer Beschickung, der Zeitablauf ihrer

Beschickung und dergleichen in geeigneter Weise ausgewählt werden sollten. Nun iut ein metallurgischer Ofen wie ein Hochofen oder dergleichen üblicherweise aus dicken hochschmelzenden Wänden aufgebaut, deren Temperaturen sehr hoch sind, daher ist es nicht leicht, das oben näher beschriebene Verhalten der Rohstoffe zu erkennen. Im Hinblick auf diese Situation wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, ein hohles Rohr oder mehrere hohle Rohre auf solch eine Weise in dem Ofenraum anzuordnen, daß sie sich durch den Raum hindurch erstrecken, einen oder mehrere magnetische Fühler in den hohlen Rohren bzw. dem hohlen Rohr anzuordnen und dadurch das Verhalten der Rohstoffe in dem Ofen, insbesondere das Verhalten der Rohstoffe in der horizontalen und/oder der vertikalen Richtung zuverlässig zu erfassen.

Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. la und Ib Längsschnitte durch einen Hochofen, die jeweils verschiedene Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,

F i g. 2a, 2b und 2c schematische Darstellungen, die jeweils die Beziehung zwischen dem magnetischen Fühler und dem Rohstoff zeigen,

Fig. 3 und 4 Teilschnilte. die eine Vorrichtung zum Verschieben des magnetischen Fühlers zeigen,

Fig. 5 und 6 schematischc Prinzipdarstellungen, die den Anordnungszustand der hohlen Rohre zeigen.

Fig. 7, 8a und 8b Längsscwnitte, die jeweils den inneren Aufbau der hohlen Rohre darstellen.

F i g. 9 eine Seitenansicht, einschließlich einer Schnittansicht eines Teiles, die den Zustand der Einpassung des hohlen in Fig. 8b gezeigten Rohres an den Ofenraum veranschaulicht,

Fig. IO eine Kurvendarstellung, die ein Beispiel für die Ergebnisse des Nachweises der Betriebsbedingungen des Ofens durch den magnetischen Fühler zeigt,

Fig. 11 eine Teilschnittansicht, die die Anordnungsbedingungen des hohlen Rohres und der magnetischen Fühler zeigt,

Fig. 12 ein Kurvenformdiagramm des Ausgangssignals von dem magnetischen Fühler,

Fig. 13 eine endgültige Zeichnung der Berechnung der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung, der Dicke der Schichten und des Neigungswinkels der Chargen in dem Verarbeitungsgerät für die Signale vorn magnetischen Fühler,

Fig. 14 eine Teilschnittansicht, die die Anordnungsbedingungen der hohlen Rohre und der magnetischen Fühler zeigt,

Fig. 15 eine diagrammartige Darstellung der Verteilung der Schichtdicken der Chargen und der Verteilung der Formen der Chargen in den Chargenfüllschichten, die speziell ein Beispiel der Arbeitsergebnisse bei Verwendung der in Fig. 14 dargestellten Vorrichtung zeigt, und

Fig. 16 ein Diagramm, das andere Arbeitsergebnisse des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens zeigt.

Aus F i g. 1 a ist ersichtlich, daß der Ofenschacht 1 des Hochofens mit Eisenerz 2 und Koks 3 in Form lagenweise übereinander gelegener Schichten beschickt ist Dieses Eisenerz 2 (einschließlich gesintertes Erz) und dieser Koks 3 bewegen sich beim Betrieb des Hochofens nach unten, wie es an sich bekannt ist. Ein hohles Rohr 4 ist an einer beliebigen Stelle unterhalb des Füllniveaus 5 der Rohstoffe in solch einer Weise angepaßt, daß es sich durch den Raum im Ofenschacht 1 erstreckt. Im Inneren dieses hohlen Rohres 4 ist ein magnetischer Fühler 6 angebracht. Die Komponenten des Vektors des magnetischen Feldes von dem Eisenerz 2 oder das erregende magnetische Feld sind in den Schwankungen in einer Weise unterworfen, die der Verschiebung oder der abwärts gerichteten Bewegung der Rohstoffe entsprechen. Der magnetische Fühler 6 weist diese Schwankungen nach und führt der Verarbeitungseinheit 7 als ein Eingangssignal diese Ergebnisse des Nachweises in Form eines Ausgangssignaies zu. In dieser Verarbeitungseinheit 7 wird an sich bekannte Signalverarbeitung vorgenommen. Es werden beispielsweise Arten der Signalverarbeitung wie Verstärkung, Anpassung von Wellenformen und dergleichen durchgeführt. ferner werden die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen, die Dickenverteilung jeder Schicht und die Formen des Erzes und des Kokses arithmetischen Operationen unterworfen. Ein Beispiel für die Verarbeitungscinheit 7 ist z. B. in der deutschen Offenlcgungsschrifl 26 37 275 beschrieben.

In Fig. Ib ist ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. In das Massiv des Hochofens 1 ist Erz 2 und Koks 3 in Form von übereinander liegenden Schichten in der gleiche·) 2) Weise, wie es allgemein üblich ist, eingefüllt. Im Falle des herkömmlichen Betriebes des Hochofens unterliegt der Koks der Verbrennung und dem Verbrauch durch die durch eine Düse 9 eingeblasene Luft in der Verbrennungszone 10, die vor der Düse 9 angeordnet ist. Aus so diesem Grunde bewegen sich die Chargen in dem Ofen nach unten. Wenn unter diesen Umständen die Oberfläche 5 der Chargen das vorher eingestellte Tiefenniveau erreicht, wird die nachfolgende Beschikkung durch die Gicht des Ofens vorgenommen. Die Oberfläche 5 der Chargen wird so im wesentlichen auf dem gleichen Niveau gehalten. In Fig. Ib sind mehrere hohle Rohre 4 derart angeordnet, daß sie sich durch den Raum in dem Ofenmassiv 1 erstrecken und parallel zueinander verlaufen an solch einer gewählten Stelle in den Chargenfüllschichten, die sich unternalb dieser Oberfläche 5 der Chargen in dem Körper oder Ofenmassiv des Hochofens 1 befindet. Im Inneren eines solchen hohlen Rohres 4 ist eine wahlweise Anzahl magnetischer Fühler 6 geeignet eingepaß* Diese magnetischen Fühler 6 sind jeweils an solchen Meßpunkten angeordnet, die in einer Weise ausgewählt sind, daß sie den vertikalen Richtungen entsprechen. Es ist wünschenswert, daß die Lage zum Einführen des hohlen Rohres 4 an solch einem Abschnitt gewählt wird, V: daß dort die Temperatur der Chargenfülischichien des Hochofens unterhalb des Wertes des Curiepunktes des F.rzes liegt. Der gegenseitige Abstand zwischen zwei hohlen Rohren 4 wird vorzugsweise so gewählt, daß er kleiner als die Dicke der Koksschicht oder der Erzschicht ist, z. B. innerhalb des Bereiches von 150 bis 300 mm liegt. Vorzugsweise werden die hohlen Rohre 4 so angeordnet, daß sie sich durch die Mitte des Ofens durch den Raum in dem Ofenmassiv erstrecken. Der magnetische Fühler 6 erfaßt die Schwankungen in der magnetischen Flußdichte des erregenden magnetischen Feldes, die sich durch die Abwärtsbewegung der Chargen ausbilden. Die Ergebnisse des Nachweises werden in Form eines Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinheit 7 als ein Eingangssignal zugeführt Wenn ein Anzeigeinstrument 8 vorhanden ist wird das Ergebnis der arithmetischen Operation, die durch die Verarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit 7 durchgeführt wird, und/oder das Ausgangssignal entwe-

der aufgezeichnet oder angezeigt.

Im folgenden wird nun das Grundprinzip zum Nachweis der Schwankungen in den Vektorkomponenten des erregenden magnetischen Feldes beschrieben.

In den F i g. 2a bis 2c ist der magnetische Fühler 6 mit einem Erregerteil Ga, der den Rohstoff magnetisiert, und einem magnetischen Nachweisteil 66 versehen, der die Schwankungen in den Vektorkomponenten des erregenden magnetischen Feldes nachweist, welches den Schwankungen durch die Abwärtsbewegung der Rohstoffmaterialien unterworfen ist Es wird veranlaßt, daß sich der magnetische Nachweisteil 6b kreuzweise unter rechten Winkeln mit der Richtung der Längsachse Xdes Erregerteils 6a schneidet, oder anders gesagt, der magnetische Nachweisteil 6b wird genauso angeordnet, daß er parallel zur Richtung der Abwärtsbewegung der Chargen verläuft Wenn nun ein magnetisches Feld 8a, wie es in dem Falle entsteht, wenn die Mitte des magnetischen Nachweisteiles 6b an der Mitte der Koksschicht 3 gelegen ist, wie es in F i g. 2a dargestellt ist, axialsymmetrisch zur Längsachse X wird, oder anders gesagt, wenn die Vektorkomponenten des magnetischen Feldes in der oberen Hälft.; und diejenigen in der unteren Hälfte bezüglich der Längsachse X gleich werden, löschen sich diese beiden Sektoren in dem magnetischen Nachweisteil 6b durch die Richtwirkung des magnetischen Nachweisteiles 6b aus und das Ausgangssignal von dem magnetischen F'ihler 6 erhält einen Wert 0. Nach diesem Zustand schreitet die Abwärtsbewegung der Rohstoffe fort, und da nun die Permeabilität des Erzes 2 groß genug ist in dem Falle, wenn das magnetische Nachweisteil 6b so gelegen ist, daß die obere Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 6b dem Erz 2 gegenüber liegt und die untere Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 6i> entsprechend dem Koks gegenüber liegt, wie es in Fig.2b gezeigt ist, werden nun die magnetischen Kraftlinien Sb einer merklichen Ablenkung in Richtung des Eisenerzes 2 unterworfen, und es entsteht eine merkliche Differenz zwischen den Vektorkomponenten in der oberen Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 66 und denen in der unteren Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 6b. Als Folge davon entsteht ein magnetisches Ablenkfeld an dem magnetischen Nachweisteil 6b, und das Ausgangssignal von dem magnetischen Fühler 6 erscheint in Form eines Signals mit positivem Wert. Wenn weiterhin die Abwärtsbewegung der Rohstoffe fortschreitet und die Mitte des Eisenerzes 2 an der Längsachse X des magnetischen Nachweisteiles 66 vorbeikommt, wird der Zustand ähnlich wie der, der im F i g. 2a dargestellt ist. Anders gesagt, das Ausgangssignal von den magnetischen Fühler 6 wird auf einen Wert 0 gebracht. Wenn dann die Abwärtsbewegung der Rohstoffe weiter fortschreitet und die obere Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 6b dem Koks 3 gegenüber liegt, dann liegt die untere Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 6b dem Eisenerz 2 gegenüber in solch einer Weise, wie es in Fi g. 2c gezeigt ist, und das magnetische Feld 8c wird in einen umgekehrten Zustand gebracht im Vergleich zu dem, der in Fig.2b dargestellt ist. Anders gesagt, der magnetische Fühler 6 erzeugt ein Signal mit negativem Wert als Ausgangssignal. In solch einem Zustand wie diesem wird das obenbeschriebene Ausgangssignal von dem magnetischen Fühler 6 der Signalverarbeitungseinheit 7 als ein Eingangssignal zugeführt, und diese Signalverarbeitungseinheit 7 wird veranlaßt, die an sich bekannte Signalverarbeitung durchzuführen.

Der in den Figuren 2a bis Ic dargestellte magnetische Fühler 6 ist mit einem Erregerteil 6a versehen und bewirkt, daß ein erregendes magnetisches Feld außerhalb des Erregerteiles 6a aktiv erzeugt wird, um so die Schwankungen in diesem erregenden magnetischen Feld abzutasten. Jedoch besitzen gewisse Eisenerze 2 in sich selbst einen ziemlich hohen Grad an Magnetisierungsstärke, was an sich bekannt ist Daher kann in solch einem Falle das Verhalten der Roh-rtoffmaterialien

to durch Anwendung des gleichen oben beschriebenen Prinzips auch durch genauen Nachweis derartiger Magnetisierungsstärke in ihrem unmodifizierten oder unveränderten Zustand nachgewiesen werden, wie sie in dem Eisenerz 2 selbst entsteht

Zu bemerken ist, daß der magnetische Fühler 6 speziell für den Zweck des Nachweises der Schwankungen in den Vektorkomponenten der Magnetisierungsstärke oder des erregenden magnetischen Feldes, das durch dieses Eisenerz 2 erzeugt wird, ausgelegt ist Für die Verwendung als magnetischer Fühler wird eines der folgenden Geräte empfohlen, nämlich z. B. ein (anzeigendes) Magnetismus-zu-Elektrizität-Wandlerelement, ein Gaußmeter und irgendein (anzeigender) Magnetismus-Detektor. Ein besonders wirksamer und typischer magnetischer Fühler ist einer vom SM D-Typ (Sony Magneto Diode), ein Hallelement, bei dem von dem Hall-Effekt Gebrauch gemacht wird, eine Prüfspule, ein Gleichspannungs-Wechselspannungs-Luftspaltmagnetometer, ein Gerat, das mit dem elektrischen Wider- Standseffekt arbeitet, oder dergleichen; um ein Ausgangssignal mit hoher Stabilität und hoher Empfindlichkeit zu erhalten, wird jedoch ein magnetischer Fühler vom magnetischen Multivibrator-Typ empfohlen, wie er in der deutschen Offenlegungsschrift 26 37 275 beschrie ben ist.

Der magnetische Nachweisteil 6b wird üblicherweise auch als Magnetometer bezeichnet; jedoch ist das hier vorgeschlagene Magnetometer solch ein magnetischer Fühler, der mit einem magnetempfindlichem Teil (einem Magnetometer im engeren Sinne) und einem Antriebsschaltmittel versehen ist, der elektrische Leistung für Signaloszillation zuführt Und der magnetempfindliche Teil sucht eine solche Charakteristik aus, die nicht durch das erregende magnetische Feld gesättigt wird.

Weiterhin enthält der Erregerteii 6a üblicherweise einen Permanentmagneten; außerdem kann der Erregerteil 6a derart beschaffen sein, daß eine Spule um einen magnetischen Kern gewickelt ist, die entweder durch eine Wechselspannung oder durch eine Gleichspan nungsquelle erregt wird, oder so beschaffen sein, daß er durch eine Spule allein erregt wird, wobei kein Magnetkern vorgesehen ist, obgleich keine dieser beiden Ausführungsformen in der Zeichnung dargestellt ist; und die richtige Auswahl eines solchen Erregerteils wird aufgrund von Kriterien vorgenommen, die die Intensität des erregenden magnetischen Feldes, die Dimensionen eines Magneten und die Tatsache einschließen, ob der ausgewählte Erregerteil leicht zu handhaben ist oder nicht.

Im folgenden wird nun unter Bezugnahme auf F i g. 12 beschrieben, wie der Zustand eines Signals, das als ein Ausgangssignal in einer Weise oszillieren soll, wie es der Stellung des magnetischen Nachweisteiles 6b in der Erzschicht oder Koksschicht entspricht, den Schwan kungen unterliegt. In dem Falle, daß die obere Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 6b dem Koks 3 gegenüber liegt und die untere Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 6b dem Erz 2 gegenüber liegt (Zeit Ji), ist

das Erz 2 bezüglich seiner Permeabilität groß genug; daher werden die Magnetfeldlinien zu einem großen Teil in Richtung des Erzes abgelenkt, d. h. in abwärts gerichteter Richtung, und eine Differenz tritt zwischen den Vektorkomponenten in der oberen Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 66 und denen in der unteren Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 6b auf. Als Folge davon entsteht ein abgelenktes magnetisches Feld. Dadurch nimmt das Ausgangssignal von dem magnetischen Fühler die Gestalt eines Signals 21 mit negativem Wert an. Wenn die Mitte des Kokses 3 durch die Mittelachse X des magnetischen Nachweisteiles 66 in der Weise hindurchgeht, wie es der weiteren Abwärtsbewegung der Chargen entspricht, werden die magnetischen Feldlinien axial-symmetrisch bezüglich der Längsachse X; daher wird ein Null-Signal 22 als Ausgangssignal von dem magnetischen Fühler abgegeben. Wenn die abwärts gerichtete Bewegung weiter fortschreitet und die Mitte des magnetischen Nachweisteiles 65 die Grenze zwischen dem Koks 3 und dem Erz 2 erreicht, oder mit anderen Worten, wenn die obere Hälfte des magnetischen Nachweisteiles Sb dem Erz 2 gegenüber liegt und die untere Hälfte des magnetischen Nachweisteiles 6b dem Koks 3 gegenüber liegt (Zeit /2). dann wird der Zustand genau umgekehrt wie der zur Zeit /|. In diesem Falle werden nun die magnetischen Feldlinien zu einem großen Teil zu der Seite des oben gelegenen Erzes 2 abgelenkt, ein Signal 23 mit positivem Wert wird als Ausgangssignal von dem magnetischen Fühler 6 abgegeben. Danach wird in gleicher Weise, wenn die abwärts gerichtete Bewegung weiter fortschreitet und die Mitte des Erzes 2 durch die Mitte des magnetischen Nachweisteiles 6b hindurchgeht, ein Null-S'gnal 24 als Ausgangssignal von dem magnetischen Fühler 6 abgegeben. Zusammengefaßt nimmt das Ausgangssignal des magnetischen Fühlers 6 Maximumoder Minimum-Werte an der Grenze zwischen den Schichten aus Erz 2 und Koks 3 an, wodurch so eine Reihe von Zeitwerten u, h, 0... gefunden werden, die den entsprechenden Extremalpunkten entsprechen. Jedoch kann, anstatt dem obenbeschriebenen Verfahren zu folgen, ein Verfahren, bei dem die Achse des magnetischen Nachweisteiles 6b so gelegt wird, daß sie parallel zu der .Y-Achse verläuft, so abgewandelt werden, daß der magnetische Nachweisteil 6b so angeordnet wird, daß das Ausgangssignal an der Grenze zwischen den Schichten des Erzes 2 und des Kokses 3 auf das Niveau 0 reduziert wird.

In dem Falle, wenn eine Vielzahl magnetischer fühler 6 in den oberen und unteren hohlen Rohren 4 angeordnet wird, ist es zu bevorzugen, daß die magnetischen Fühler bezüglich ihrer vertikalen Anordnung so ausgerichtet sind, daß sie einander in vertikaler Richtung entsprechen.

Was nun den magnetischen Fühler 6 anbelangt, so ist ein Fühler oder eine Vielzahl derselben jeweils in irgendeinem beliebigen Abstand fest oder derart angebracht, daß es möglich ist, seine Stellungen zu verändern. Die Systeme zum Variieren der Stellungen des bzw. der magnetischen Fühler in dem hohlen Rohr 4 sind in F i g. 3 und 4 dargestellt.

Im Falle des in F i g. 3 gezeigten Systems ist ein Draht 9 oder eine Kette an den beiden Enden des magnetischen Fühlers 6a befestigt und die Veränderung der Stellung wird dadurch bewirkt, daß der Draht 9 oder die Kette auf eine Trommel oder Rolle 10 aufgewickelt wird, die in der Richtung der Verschiebung des magnetischen Fühlers 6a angebracht ist. was entweder mittels eines Antriebsrades oder durch menschliche Kraft vorgenommen wird.

Im Falle des in Fig.4 gezeigten Systems ist der magnetische Fühler 6b an der Spitze einer Stange 11 befestigt, und die Stange 11 wird mittels eines Ritzelantriebes 12 vor und zurück bewegt, der durch ein Antriebsgetriebe in Drehung versetzt wird.

Ein anderes, nicht in der Zeichnung dargestelltes anwendbares System arbeitet so, daß die Stange 11 durch Verwendung entweder eines bekannten Zylinderantriebssystems oder eines Schraubenantriebs verschoben wird, wobei der magnetische Fühler 66 an eine beliebig ausgewählte Stellung gebracht werden kann.
Im Falle der vorliegenden Erfindung besitzt der Ausdruck Transportvorrichtung bzw. Verschiebevorrichtung eine Bedeutung, die den Draht 9, die Kette und die Stange 11, die zum wahlweisen Verändern der Stellung des magnetischen Fühlers 6 verwendet- erden, und auch die oben beschriebenen Antriebsmittel mit umfaßt.

Das hohle Rohr 4 ist an einer beliebigen Stelle unterhalb des Füllniveaus 5 der Einsatzstoffe des Ofenmassivs des Ofens 1 derart angebracht, daß es sich durch den Raum in dem Ofenmassiv 1 erstreckt, wie es oben bereits beschrieben ist. Die Anordnung von hohlen Rohren 4 in dem Ofenmassiv muß nicht notwendigerweise in einer einzigen bestimmten Richtung durchgeführt sein, wie es in F i g. 1 gezeigt ist. Diese Anordnung kann so durchgeführt werden, daß sich ein Paar hohler

j₀ Rohre 4 miteinander unter rechten Winke'n schneidet, wie es in F i g. 5 gezeigt ist. Und es ist auch in gleicher Weise möglich, daß eine Vielzahl hohler Rohre 4b parallel zueinander so angeordnet werden, wie es in Fig.6 gezeigt ist. Darüber hinaus muß nicht extra bemerkt werden, daß eine Vielzahl vertikaler Stufen bezüglich der Höhe des Ofens verwendet werden können. Welche Anordnung gewählt wird, ist nur eine Angelegenheit, die nach Wahl so entschieden wird, wie es der Größe des Ofenmassivs 1 und dessen Gestalt entspricht. Die Anzahl der magnetischen Fühler, die angebracht werden sollen, und die Mittel der Anbringung derselben kann in geeigneter Weise so entschieden werden, wie es den Anordnungsbedingungen der hohlen Rohre 4 entspricht und am besten dafür geeignet

In Fig. 7 ist eine Schnittansicht dargestellt, die eine beispielhafte Darstellung des hohlen Rohres 1 ist. Im Inneren des zylindrischen hohlen Rohres Ac ist ein magnetischer Fühler 6 angebracht. Dieses hohle Rohr 4c weist eine Schutzabdeckung 13 auf, di- so ausgelegt ist, daß sie den Zweck der Verhinderungder Abnutzung des hoHen Rohres 4cerfüllt und die gleichmäßige, glatte Abwärtsbewegung der Rohstoffe gewährleistet, und diese Schutzabdeckung ist speziell auf der oberen Oberfläche des hohlen Rohres 4c angeordnet. Es erweist sich als wirksam genug, wenn das hohle Rohr 4c aus einem Material wie Edelstahl, Kupfer oder anderen nicht magnetischen Substanzen hergestellt ist. Im Falle der vorliegenden Darstellung ist für die Verwendung ein Edelstahlrohr gewählt. Dagegen ist jedoch die Form des Querschnittes des hohlen Rohres 4 nicht in bestimmter Weise auf eine zylindrische Form begrenzt. Es ist auch eine andere Form. z. B. ein dreieckiger Zylinder oder ein viereckiger Zylinder gut brauchbar. Es muß nicht extra betont werden, daß die Schutzabdeckung kein immer unerläßliches Zubehörteil ist; es ist jedoch empfehlenswert, daß das hohle Rohr 4 aus einer Art Material hergestellt ist. das gut haltbar für den Widerstand gegen

die Abwärtsbewegung und die Belastung durch die schichtweise eingebrachten Rohstoffe ist.

Es soll bemerkt werden, daß die Möglichkeit besteht, daß der untere Teil des Ofenmassivs 1 höhere Temperaturwerte als der höhere Teil desselben erhält, daß einige Stellungen für die Anordnung der hohlen Rohre 4 die Neigung mit sich bringen, daß die magnetischen Charakteristiken aufgrund dieser Temperatur nachteilig beeinflußt werden und dadurch die Arbeitsbedingungen und der Arbeätszustand der vorliegenden Erfindung behindert werden. Wenn ein hohles Rohr 4 an einer vergleichsweise hohen Stellung des Ofenmassivs 1 angebracht wird und tatsächlich keine Probleme bezüglich dieser Temperaturen auftreten, kann ein Aufbau annehmbar sein, bei dem der magnetische Fühler 6 einfach allein an seinem Platz im Inneren des hohlen Rohres 4c in einer Weise angebracht ist, wie es in F i g. 7 gezeigt ist Wenn jedoch die Stellung für das Anbringen eines hohlen Rohres 4 an einem niedrigeren Teil ausgewählt wird, muß bezüglich der Temperatur die genügende Aufmerksamkeit aufgebracht werden.

In den Figuren 8a und 8b ist eine Ausführungsform eines solchen hohlen Rohres 4d gezeigt, bei der eine Gegenmaßnahme gegen die hohe Temperatur getroffen worden ist. F i g. 9 zeigt den Zustand der Einpassung des hohlen Rohres 4t/auf das Ofenmassiv 1.

In der in F i g. 8a dargestellten Ausführungsform ist in einem zylindrischen inneren hohlen Rohr 4ai der magnetische Fühler 6 eingepaßt. Das zylindrische innere hohle Rohr 4ai ist von einem äußeren hohlen Rohr 432 umgeben, das so an dessen Außenseite angeordnet ist, daß es das innere hohle Rohr 4ai "imgibt. Diese beiden hohlen Rohre werden durch eine oder mehrere Stützen 16 richtig festgehalten. Und das hei 'e Rohr 4a2 besilzt eine Schutzabdeckung 13, die zur Verhinderung der Abnutzung und der Beschädigung des hohlen Rohres Aia, ausgelegt ist und das gleichmäßige, glatte Abwärtsbewegen der Chargen sicherstellt und speziell auf der oberen Oberfläche des Rohres angebracht ist. Es erweist sich als hinreichend wirksam, daß das hohle Rohr 4a und diese Schutzabdeckung 13 aus einem nichtmagnetischen Stoff hergestellt sind, der ein hohei Maß an Festigkeit aufweist. Im Falle dieses Beispiels ist für die Verwendung ein Edelstahlrohr ausgewählt worden. Die Form des Querschnittes des hohlen Rohres 4 ist nicht in bestimmter Weise auf ein kreisförmiges Rohr begrenzt, noch ist das Rohr so ausgelegt, daß es — was eigentlich unnötig zu erwähnen ist — die Schutzabdeckung 13 erfordert; jedoch muß das hohle Rohr 4 aber so beschaffen sein, daß es ausreichende Festigkeit aufweist, um der Belastung durch die Chargen und dem Abrieb und der Abnutzung zu widerstehen.

Die Temperatur im Ofen wird im unteren Teil höher als im oberen Teil, und an einigen Stellen, die für die Anordnung der hohlen Rohre 4 geeignet sind, besteht die Möglichkeit, daß der Arbeitszustand des magnetischen Fühlers 6 durch die hohe Temperatur behindert wird. Um daher den magnetischen Fühler 6 innerhalb solch eines Temperaturbereiches in einem günstigen Arbeitszustand zu halten, in dem die magnetischen Charakteristiken auch unter der Bedingung solcher hohen Temperatur erfaßt werden, wurde ein Kühlmitteldurchflußweg 15, wie er zwischen dem äußeren hohlen Rohr 4a2 und dem inneren hohlen Rohr 4u\ ausgebildet ist, vorgesehen, ein Kühlmittel wurde durch diesen Durchflußweg 13 fließen gelassen und nicht nur der magnetische Fühler 6, sondern auch das hohle Rohr 4 unterlagen der Kühlung, Es muß nicht extra betont werden, daß, wenn die Stelle zur Anordnung des hohlen Rohres 4 in einem vergleichsweise hochgelegenen Teil des Ofenmassivs 1 gelegen ist und tatsächlich kein Problem bezüglich der Temperatur auftritt, es nicht notwendig ist, ein Kühlmittel in dem Kühlmitteldurchflußweg 15 fließen zu lassen, und ein vereinfachter Aufbau, in dem weder das innere hohle Rohr 4a, noch die Stützen 16 (16a oder 16b) angebracht sind 'md der magnetische Fühler 6 allein in das äußere hohle Rohr 4a2 eingepaßt ist, kann annehmbar sein, wenn es die Gegebenheiten so gestatten. Bezüglich des Kühlmittels ist zu bemerken, daß ein an sich bekanntes gasförmiges Kühlmittel wie Luft, Stickstoff oder dergleichen, oder ein flüssiges Kühlmittel wie Wasser, öl oder dergleichen, geeigneterweise für den Gebrauch so ausgewählt werden kann, wie es am besten für die Umgebungstemperatur und die Form des hohlen Rohres 4 geeignet ist.

Im Falle der in Fig.8b gezeigten Ausführungsform kann ein hohles Rohr 4c/, in dem eine Vielzahl magnetischer Fühler in zwei Stufen eingepaßt sind, vorgesehen werden. Die magnetischen Fühler 6 sind jeweils in die inneren hohlen Rohre 4d\, 4cfe eingepaßt. Um die inneren hohlen Rohre 4d\, 4t& sind die äußeren hohlen Rohre 4dy, 4d* vertikal außerhalb derselben so angeordnet, daß sie jeweils die inneren hohlen Rohre 4d\, 4d2 umgeben, und die äußeren hohler, Rohre 4dj, 4d\ sind jeweils mittels einer Fixierungsrippe oder eines Verbindungsstückes 14 an ihrem Platz befestigt. Im Falle dieses Ausführungsbeispiels ist das in dem unteren Teil gelegene äußere hohle Rohr 4cA so ausgelegt, daß es vergleichsweise groß ist im Hinblick auf die Festigkeit des hohlen Rohres 4c/. Aus diesem Grund besitzt das äußere hohle Rohr 4d» ein inneres Rohr 4cfe, das im Inneren desselben angeordnet ist, zu dem Zweck, daß das unten beschriebene Kühlmittel in wirksamer Weise verwendet werden kann. Das innere hohle Rohr 4di ist zwischen dem Zwischenrohr 4</₅ und dem äußeren hohlen Rohr 4di angeordnet.

Zwischen dem äußeren hehlen V»ciir 4di und dem inneren hohlen Rohr 4c/, ist eine Kühlmittelzirkulation 15a ausgebildet, und eine Kühlmittelzirkulation I5i> ist zwischen dem äußeren hohlen Rohr 4a!» und dem inneren Rohr 4(Zs und zwischen dem äußeren hohlen Rohr 4(4 und dem inneren hohlen Rohr 4c& ausgebildet. Ein Kühlmittel wird jeweils in diesen Zirkulationswegen 15a, 15ft fließen gelassen, um so die Kühlung des hohlen Rohres 4c/und des magnetischen Fühlers 6 zu bewirken. In Fig.8b sind 16, 16a, 166 und 16c Stützplatten, die jeweils die inneren hohlen Rohre 4d\, 4o? und das innere Rohr 4c/s festhalten. Die dargestellte Ausführungsform ist so beschaffen, daß der magnetische Fühler 6 indirekt durch die inneren hohlen Rohre 4d\, 4di gekühlt wird. Da nun die Querschnittsfläche für ein hindurchfließendes Kühlmittel verringert werden kann, erweist sich eine nur kleine Menge Kühlmittel als ausreichend, um wirksame Kühlung durchzuführen. Weiterhin kann die Messung der Temperatur in dem Ofen und die Probennahme von Gasen dadurch durchgeführt werden, daß von dem Inneren des inneren Rohres 4c/s Gebrauch gemacht wird. In dem Fall jedoch, wenn der magnetische Fühler 6 und das Kühlmittel miteinander in Kontakt kommen können und die Menge des verfügbaren Kühlmittels groß genug ist, kann statt dessen ein Verfahren angewendet werden, bei dem beispielsweise das Kühlmittel gezwungen wird, direkt durch einen inneren Raum 4ci des hohlen Rohres 4c zu fließen, wie es in F i g. 7 gezeigt ist.

Im Falle der vorliegenden Erfindung stellt das Kühlmittelzirkulationssystem einen allgemeinen Ausdruck für eine Reihe von Zirkulationswegen dar, durch die ein Kühlmittel zur Kühlung der hohlen Rohre 4 und der magnetischen Fühler 6 fließengelassen werden kann (konkreter gesagt, der Kühlmittelzirkulationswege 15, 15a, 15ö und des inneren Raumeis 4c\ des hohlen Rohres 4c).

Als Kühlmittel kann ein bekanntes Gaskühlmittel wie Luft, Stickstof! oder dergleichen oder ein flüssiges Kühlmittel wie Wasser, öl oder dergleichen in geeigneter Weise für den Gebrauch so ausgewählt werden, wie es am besten für die Umgebungstemperatur, die Form des hohlen Rohres usw. geeignet ist.

Fig. 10 ist ein Kurvendiagramm, in dem die Ausgangssignale von vier magnetischen Fühlern 6s\ bis 6Si parallel aufgetragen sind, weiche mit Abständen von 890 mm in dem hohlen Rohr 4 angeordnet sind, das seinerseits 4100 mm unterhalb der Füllinie £ L (diese Füllinie S. L stellt die horizontale Oberfläche dar, ausgewählt bei dem Niveau von 1 m unterhalb des unteren Endes der unteren Glocke, gemessen zu der Zeit der Abwärtsbewegung der Chargen) eines Hochofens mit einem inneren Volumen vor. 2800 m³ angeordnet ist, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. In dem Diagramm ist auf der Ordinatenachse der Zeitverlauf aufgetragen, und jedes Skalenintervall stellt die Zeitspanne von 12 Minuten dar. Und auf der Abszissenachse ist die Richtung und die Höhe der Ausgangssignale aufgetragen. Werte, die nach rechts aufgetragen sind, stellen einen positiven Wert (H-) dar und Werte, die nach links aufgetragen sind, stellen einen negativen Wert ( —) dar. Der Punkt des Spitzenwertes ist die Grenzschicht zwischen dem Eisenerz 2 und dem Koks 3, wie leicht aus der Beschreibung des Grundprinzips in den vorstehenden Abschnitten zu erkennen ist.

Als nächstes wird eine Beschreibung der Verfahren des Nachweises der Geschwindigkeitsverteilung der Abwärtsbewegung, der Dickenverteilung der Schicht und der Formverteilung der in den Ofen eingebrachten Chargen durch Anwendung eines arithmetischen Operationsbehandlungsverfahrens gegeben.

In Wert Fig. 13 ist eine typische Darstellung des Ausgangssignals fl\ von einem magnetischen Fühler 6/i, der so angeordnet ist, daß es der vertikalen Richtung auf der unteren Stufe bezüglich des magnetischen Fühlers 6Ui entspricht (das Ausgangssignal ist durch eine unterbrochene Linie dargestellt), und der Ausgangssignale fu\, /i/2 von magnetischen Fühlern 6ui, 6/y₂ gezeigt, welche an einem Paar benachbarter Punkte auf der oberen Stufe in Richtung des Ofendurchmessers angeordnet sind, in einem Fall, bei dem der magnetische Fühler 6 auf einem Paar vertikal gelegener Stufen mit einer Vielzahl von Meßpunkten in Richtung des Ofendurchmessers im Inneren des hohlen Rohres 4 so angeordnet ist, wie es in Fig. 14 gezeigt ist. Die angebrachten Zahlenindices I und 2 bezeichnen jeweils die Meßpunkte. In F i g. 13 gibt die Ordinatenachse den Zeitverlauf wieder und die Abszissenachse stellt die Richtung und die Höhe des Ausgangssignales dar, und Signale die nach rechts aufgetragen sind, stellen einen positiven Wert ( + ) dar und Signale, die nach links aufgetragen sind, stellen einen negativen Wert (-) dar. Wie oben bereits bezüglich des Grundprinzips beschrieben worden ist, sind die Spitzenwerte die Grenzschicht zwischen dem Eisenerz 2 und dem Koks 3, und die Beziehung zwischen dun Verhalten der Chargen an entsprechenden Meßpunkten und dem Verhalten der Chargen in Richtung des Ofendurchmessers und auch die gemeinsame Grenzfläche derselben können klar und deutlich festgestellt werden. Nun kann ein Verfahren zur Berechnung der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen an dem Meßpunkt 1, bei dem die Ausgangssignale fu\, fl\ von den magnetischen Fühlern 6ui und 6/|, die sich in vertikaler Beziehung einander entsprechen, wie es in F i g. 14 gezeigt ist, als Kriterien

ίο genommen werden, mittels der unten angegebenen Formel durch die Berechnung des Mittelwertes T\ der Zeitdifferenzen Ti,/ (/= 1, 2, 3,...) zwischen den Spitzenwerten der Kurven von fu\ und /7| für die direkt vorangegangene und wahlweise eingestellte Zeitdauer,

z. B. 30 Minuten oder 1 Stunde in der Vergangenheit, durchgeführt werden.

V₁ =

Hierbei bedeuten

V\ die Geschwindigkeit der Abv jrtsbewegung der Charge an dem Meßpunkt i in Richtung des Ofendurchmessers
H den Abstand zwischen dem magnetischen Fühler auf der oberen Stufe und dem magnetischen Fühler auf der -interen Stufe.

Das oben angegebene Verfahren ist von der Art, daß diese Zeitdifferenzen v\,i zwischen den Spitzenwerten der Kurven in der Signalverarbeitungseinheit aufeinanderfolgend integriert werden, um se- eine geeignete Berechnung des Mittelwertes in einer bestimmten vorher eingestellten Zeitdauer durchzuführen; solch ein Ersatzverfahren, bei dem die Geschwindigkeit Vi der Abwärtsbewegung der Charge durch die Verwendung eines Korrelationsanalysemessers gefunden wird, wie es unten beschrieben ist, kann jedoch angewendet werden, wann immer es praktisch durchführbar ist. Dies soll konkreter erläutert werden. Da die Ausgangssignale fu\ und /7| nicht immer in ähnlichen Figuren ausgebildet werden, und zwar aus Gründen wie entweder eines lokalen oder zeitlichen Unterschiedes in der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen und einer Schwankung im Zustand der Mischung der Chargen miteinander, muß der Koeffizient der gegenseitigen Abhängigkeit zwischen fu\ und /7t durch Anwendung der unten angegebenen Formel (2) berechnet werden.

Hierbei bedeuten:

g(r) Koeffizient der gegenseitigen Abhängigkeit
Λ/ι, fl Ausgangssigr,ale von den magnetischen Mehrfachfühlern 6 jeweils auf der oberen Stufe und

der unterer. Stufe
/ Zeit

T Korrelationsbetriebszeitspanne (vorher eingestellte Zeit)
τ Zeitabweiciiung (Zeitdifferenz zwischen den

Spitzenwerten).

Wenn die Zeitabweichung τ, bei der dear Wert von g(r) der durch Anwendung der oben angegebenen Formel (2) berechnet wird, seinen maximalen Wert b5 erreicht, durch τ\ substituiert wird, kann v\ in Form der Zeitdifferenz zwischen den besagten Spitzenwerten gefunden werden und dann kann die Geschwindigkeit Vi der Abwärtsbewegung der Chargen durch Anwen-

dung der oben angegebenen Formei (1) berechnet werden. Auf diese Weise können die Geschwindigkeiten Vi, V₂, Vj,... der Abwärtsbewegung der Chargen an den Meßpunkten 1, 2, 3 in Richtung des Ofendurchmessers durch Anwendung eines der oben angegebenen Verfahren gefunden werden.

Neben der obigen Beschre*ν .ig können ein oder mehrere Niveau- oder Höhenmeßgeräte wie ein Pegellotungsmeßgerät, bei dem ein Draht oder eine Kette benutzt wird, ein Mikrowellen-Höhen- oder Pegelmesser und ein Ultraschallwellcn-Höhcn- oder Pegelmesser an der Stelle angebracht werden, um so ein Verfahren zusätzlich hinzuzufügen, bei dem die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen in dem Ofen dadurch gefunden wird, daß die zurückgelegte Entfernung der Abwärtsbewegung der Oberfläche der Füllschicht der Chargen in der eingestellten Zeitdauer aufgenommen wird.

Die Verieil'jn" der Dicke der enti^rechtMv^n Schichten aus dem Eisenerz 2 und dem Koks 3 an den entsprechenden Meßpunkten kann durch die Anwendung solch eines Verfahrens gefunden werden, wie es unten beschrieben wird. Dies wird nun näher ausgeführt. Die Zeit Δίο zum Passieren des Meßpunktes I der Schicht aus dem Eisenerz und die Zeit Ate für das Passieren des Meßpunktes I für die Schicht aus dem Koks, wie es jeweils in Fig. 13 gezeigt ist. werden im Laufe der oben angegebenen Signalverarbeitung arithmetischer Operation unterworfen, und die Dicke ho der Schicht aus dem Eisenerz und die Dicke hc der Schicht aus dem Koks jeweils am Meßpunkt I sollen durch Anwendung der entsprechenden Formeln (3). (4) gefunden werden, die im folgenden angegeben sind.

ho = \\ ■ Ifo hc = Vi ■ \tc .

131
(4)

In dem Falle, daß Ato und Ate arithmetischer Operation unterworfen werden, kann entweder die Zeit zum Passieren des Meßpunktes 1 für nur eine einzige Schicht aus dem Eisenerz 2 oder dem Koks 3 oder aber die mittlere Zeit zum Passieren des Meßpunktes in einer direkt vorhergehenden und wahlweise vorher eingestellten Zeitdauer für eine Vielzahl von Schichten aus dem Eisenerz 2 oder dem Koks als Kriterium dafür verwendet werden, und die Auswahl eines dieser Verfahren kann frei so durchgeführt werden, wie es am besten dem praktischen Zweck entspricht. Das gleiche Verfahren, wie es oben beschrieben ist, kann zum

Nachweis der Dicke der Schicht ho, i (i = 1, 2,3 ) aus

dem Eisenerz 2 und der Dicke der Schicht hc, i{i =1,2, 3,...) des Kokses 3 als auch der Geschwindigkeit Vi (/ = 1, 2, 3,...) der Abwärtsbewegung der Chargen an einer Vielzahl von Meßpunkten in der Richtung des Ofendurchmessers jeweils angewendet werden.

Als nächstes wird eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Nachweis der Form und der Verteilung der Chargen gegeben, anders gesagt, des Neigungswinkels der Chargen an einer Vielzahl von Meßpunkten 1, 2, und zwar auf der Grundlage der Ausgangssignale fu\, fiti eines Paares magnetischer Fühler 6ui, 6u2. die einander in Richtung des Ofendurchmessers benachbart sind.

¹Jm den Neigungswinkel 6_U zwischen zwei derartigen benachbarten Punkten (1 und 2\ die die gleiche Grenzfläche BS besitzen, durch die unten angegebene Formel (5) zu berechnen, (im Falle der Auswahl des Meßpunktes I als Bezugspunkt), wird Δτ\ entweder (i) durch das Verfahren, bei dem die mittlere Zeitdifferenz Δτ\ zwischen den Spitzenwerten der in Fig. 13 ί gezeigten Kurven fu\, (ui durch die gegenseitige Abhängigkeitsanalyse berechnet wird, die in dem vorstehenden Paragraph in Zusammenhang mit dem Verfahren zur Berechnung der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen erläutert worden ist,

ίο oder (ii) durch das Verfahren berechnet, bei dem der

mittleie Wert At₁ der Zeitdifferenz At^.,■(/- 1. 2. 3 )

/wisch.·η den Spitzenwerten der Kurven, die sich einander an einem Paar von benachbarten Meßpunkten in der direkt vorhergehenden und wahlweise eingestell-

ti ten Zeitperiode entsprechen, auf der Grundlage des Nachweises der gleichen Grenzfläche ÄS von charakteristischen Verlaufsmustern berechnet, deren Gestalt sich in den Ausgangssignalen fii\. hi; der magnetischen Srrxinrrn wirlprsnirgrll 711 tier Zoit. wenn das Risenerz 2

2i) und/oder der Koks 3 mit einer Schichtdicke, die zweimal so groß ist wie die. die üblicherweise eingesetzt wird, als Charge von der Gicht des Ofens temporär entsprechend dem Doppelbcschickungsverfahren eingebracht werden (ein Verfahren, bei dem das Gewicht der Chargen, die

2) jedesmal vom oberen Teil des Ofens eingebracht werden sollen, vorübergehend aufs Zweifache erhöht wird).

Hierbei bedeuten

Lu Abstand zwischen den magnetischen Fühlern an den benachbarten Meßpunkten in Richtung des Ofendurchmessers

r> Λ1.2 Abstand der Abweichung der Meßpunktc I und 2 auf der gleichen Grenzoberfläche BS in Richtung der Höhe des Ofens, und der Wert dieses Abstandes kann durch Anwendung der unten angegebenen Formel (6) gefunden werden:

„, , = ,:₂· It + /Vj.2 . (6)

Hierbei bedeuten
V₂ Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen andern Meßpunkt 2

ßu Abstand der Abweichung des Meßpunktes 2 in abwärtsgerichteter Richtung im Falle der Auswahl des Meßpunktes 1 als Kriterium dafür.
Durch die Anwendung des gleichen Verfahrens, wie es oben beschrieben worden ist. kann der Neigungswinkel der Chargen zwischen einem Paar benachbarter Punkte in Richtung des Ofendurchmessers, anders gesagt, die Verteilung der Form der Chargen, in aufeinanderfolgender Weise richtig gefunden werden.

Wie in den vorstehenden Absätzen im einzelnen ausgeführt worden ist, ist die vorliegende Erfindung speziell für den Zweck ausgelegt, das Verhalten der Chargen, die in den Füllschichten in dem Ofenmassiv 1 vorhanden sind, sicher und genau nachzuweisen, indem eine beliebig gewählte Vielzahl magnetischer Fühler 6 in dem Inneren eines hohlen Rohres 4, das in den Fehlschichten der Chargen im Ofenmassiv 1 angeordnet ist, in vertikalen und parallelen Anordnungen und in einer Weise, daß sie der vertikalen Richtung entsprechen, angeordnet werden und die Ergebnisse des Nachweises auf einem Anzeigegerät angezeigt werden, um dadurch die Steuerung eines Hochofens in der am besten geeigneten Weise durchzuführen, die möglich ist

Im folgenden wird nun eine Beschreibung der Wirkungen angegeben, die durch Anwendung der vorliegenden Erfindung erzielt werden können, wobei auf die Ergebnisse von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Bezug genorr men wird.

In Fig. 14 ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei dem acht Magnetfühler, einschließlich %u\ bis %Ut und 6/1 bis 6!( in zwei Stufen in vertikaler Anordnung mit Abständen von 890 mm in Richtung des Ofendurchmessers im Inneren eines hohlen Rohres 4 angebracht sind, welches an einer Stelle von 4100 mm unterhalb der Rillinic oder Bcschickungsoherfläche (üblicherweise in abgekürzter Form als SL bezeichnet und die offensichtlich die horizontale Oberfläche bei dem Niveau von I m unterhalb des unteren lindes der unteren Glocke 18 zur Zeit der Abwärtsbewegung der Ch irgen ist) in dem Hochofen mit 2K00 m¹ innerem Volumen angebracht ist. und ein Beispiel der Ergebnisse de> Nachweises der Verteilung der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen, der Verteilung der Dicke der Schichten von dem Eisenerz 2 und dem Koks 3 und der Verteilung der Form der Chargen in der Richtung des Ofendurchmessers im Inneren der (''!!!schichten der Chargen in dem Ofen, wie sie diir» h Durchführung der Verarbeitung der Ausgangss gnalc von den magnetischen Fühlern 61/1 bis 6i/₄ und 6/1 bis 6A durch die Ausgangssignalverarbcitungseinheit 7 ermittelt wurden, ist in I- i g. 15 dargestellt. In der Zeichnung stellt die Ordinatenachse den Schichthöhenf.bstand oder die Schichtdicke und die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung im Falle der Wahl der Oberfläche des unteren Endes der Bezugskoksschicht 3 in der Nähe der Wand des Ofens als Kriterium dafür dar, und die Abszissenachse gibt die Stellungen der Anordnung der magnetischen Fühler 61/1 bis 61/4 und 6/1 bis 6/4 in der Richtung des Ofenradius und entsprechend der vertikalen Richtung an.

In diesem Beispiel sind Ergebnisse von Messungen angegeben, die unter solchen Bedingungen durchgeführt wurden, bei denen die Chargenmengen, die durch die Gicht des Ofens in den Ofen zu einer Beschickungszeit eingeführt wurden, 69,4 Tonnen Eisenerz 2 und 18.5 Tonnen Koks 3 betrugen, und die Einwurfrichtungsbedingungen am Gichtverschluß wurden folgendermaßen gesteuert.

Am Gichtverschluß war ein verstellbarer Schlagpanzer (17 in Fig. 14) vorgesehen, durch dessen verstellbare Neigung die Einwurfrichtung der Chargen verändert werden konnte. Die Chargen fielen von der Glocke gegen den Schlagpanzer und entlang dessen Oberfläche in den Ofen. Skalenteile in Form von Kerben an dem Panzer gaben den Grad der Einstellung des beweglichen Schlagpanzers an. Und zwar fielen im vorliegenden Falle bei größeren Kerbenwerten die Chargen mehr in innere Bereiche des Ofens. Bei kleineren Kerbenwerten wurde der Schüttbereich zur Ofenwand hin verbreitert In dem speziellen Beispiel wurden die Einwurfrichtungsbedingungen so gesteuert, daß zuerst einmal bei einer Stellung von 5 Kerben Koks eingeworfen wurde, woraufhin Beschickung mit Eisenerz bei einer Stellung von 3 Kerben folgte, woraufhin zweimal eine Stellung von 5,5 Kerben für die Beschickung von Koks und eine Stellung von 3 Kerben für die Beschickung mit Eisenerz gewählt wurde. In Fig. 15 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem verschiedene Arten von Koks ausgewählt und für 5 Kerben und 5,5 Kerben verwendet wurden. In dieser Zeichnung ist gezeigt, daß die Charge, die einem größeren Kerbenwert entspricht, näher zur Mitte des Ofens eingebracht wird. Daher wurde unter den in der Zeichnung dargestellten Arbeitsbedingungen Koks näher zur Mitte des Ofens hin als Eisenerz eingebracht, was zeigt, daß in diesem Falle des Arbeitens darauf Wert gelegt wurde, daß die Eisenerzschicht in der Nähe der Wand des Ofens dicker gemacht wurde, während die Koksschicht an der Mitte des Ofens relativ dicker gemacht wurde. Weiterhin wurde im Falle dieses Ausführungsbeispieles die Einpassung bzw. Anbringung des hohlen Rohres 4 auf dem Ofenschacht 1 in einer Weise durchgeführt, wie es in F i g. 8b gezeigt ist. Und in F ig. 15 ist der gestrichelte Teil die Schicht aus Eisenerz

2 und der ungestrichelte Teil die Schicht aus Koks 3.

i'i Nebenbei bemerkt, sind in der Zeichnung der Fall, bei dem der Wert der für den Koks verwendeten Kerben 5 ist. und der Fall, bei dem der Wert der für den Koks verwendeten Kerben 5.5 ist. separat angegeben, was zeigt, daß nur solche Daten der Integration oder einem

-" Mittekvertbildungsprozeß auf der Basis der Signale von den entsprechenden Mehrfachfühlern unterworfen wurden, die sich nur auf den Koks 3, der mit 5 Kerben eingebracht worden war. allein bezogen, und das innerhalb der Zeitdauer von etwa 4 Stunden, um so die

.'■) Verteilung der Dicke der Schicht und des Neigungswinkels (die Verteilung der Form) von dem 5-Kerben-Koks

3 zu finden: und das gleiche Verfahren wurde für das Auffinden der Verteilung der Dicke der Schicht und des Neigungswinkels von Koks 3 angewendet, der mit 5.5

in bei ihm angewendeten Kerben in den Ofen eingebracht worden war. In die Zeichnung sind ebenfalls die Ergebnisse der Berechnung der Schichtdicke und des Neigungswinkels des Eisenerzes 2 und des Kokses 3 an den entsprechenden Meßpunkten eingetragen; es

!> wurde jedoch klar und deutlich bestätigt, daß die Verteilung der Dicke der Schichten und der Neigungswinkel (die Formverteilung) der Chargen in Richtung des Ofendurchmessers oder in Richtung der Ofenhöhe zu einem großen Teil Schwankungen unterlagen und die Verteilung der Form in der Richtung des Ofendurchmessers war nicht linear, sondern wies eine scharfe Steigung in einem Zwischenstück auf, das etwas von der Ofenwand entfernt war. und die Neigungen waren ferner mäßig in den Teilen in der Nähe der Ofenwand und an der Ofenmitte. Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen an der Mitte des Ofens größer als in Teilen in der Nähe der Ofenwand war.

Da nun das Verhalten der Chargen in der Richtung

V) des Ofendurchmessers oder in Richtung der Ofenhöhe in der Füllschicht der Chargen in dem Ofen, einschließlich der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung, der Dicke des Eisenerzes 2 und des Kokses 3. des Zus'andes der Verteilung des Neigungswinkels (der Form), des Trends der Schwankungen in dieser Verteilung und der Differenz zu geeignet vorher eingestellten Standardwerten, die unter den vorher eingestellten günstigen Arbeitsbedingungen bezüglich der entsprechenden Art der Verteilung der Chargen gefunden worden waren, und/oder der Gleichmäßigkeit., in einer klaren und deutlichen Weise richtig und genau genug erfaßt werden kann, kann die Modifikation der Charge des Erzes 2 oder des Kokses 3 vom oberen Teil des Ofens, d. h. von der Gicht, oder Steuerung der Verteilung der Chargen durch einen an sich bekannten Gichtverschluß wie einen an sich bekannten verstellbaren Schlagpanzer oder dgl. auf der Basis der Differenz zu dem vorher eingestellten Standardwert vorgenom-

men werden, oder es kann eine grundsätzliche Verbesserung der Ofenbedingungen durch geeignete Steuerung der Beschickung, einschließlich der Modifikation der Tiefe der Beschickung, und/oder Verbesserung der Durchlässigkeit vorgenommen werden, oder es kann Steuerung der Ofenheizung durch geeignete Steuerung der Gebläseluft erzielt werden, einschließlich der Vergrößeruⁿg bzw. der Abnahme der Menge der Gebläseluft oder der Modifikation des Durchflusses an Schweröl, des Sauerstoffdurchflusses, der Temperatur oder der Feuchtigkeit der Gebläseluft oder des Windes und Rationalisierung der Geschwindigkeit des Durchflusses von Gasen in dem Ofen, Gleichmäßigmachen der Verteilung des Durchflusses von Gasen, und/oder es kann Verbesserung der Reduktionswirksamkeit durch r, Gase erreicht werden.

Im folgenden wird nun eine Beschreibung der Grundzüge der Theorie gegeben, aufgrund derer Steuerung der Beschickung, Steuerung des Gebläses und Steuerung des Druckes an der Gicht oder Ofenmündung durchzuführen ist, indem die Verteilung der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung, die Verteilung der Dicke der Schichten und die Verteilung der Form der in dem Hochofen vorhandenen Chargen, entweder in Richtung des Ofendurchmessers oder in 2s Richtung der Ofenhöhe, erfaßt und nachgewiesen wird. Zuerst einmal ist zu bemerken, daß die Chargensteuerung grob in zwei Kategorien unterteilt wird, und zwar Steuerung des Chargenvolumens und Steuerung der Chargenverteilung, wovon die erstere, d. h. die Steue- to rung des Chargenvolumens, die Steuerung der Charge aus Eisenerz 2 oder Koks 3 ist und zur Erzielung der folgenden zwei Ziele angewendet wird. Eins dieser zwei Ziele ist entweder die Verringerung der Charge des Eisenerzes oder die Erhöhung der Charge aus Koks in ii dem Fall, wenn entweder die mittlere Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen, die von der· Verteilung der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Charge in Richtung des Ofendurchmessers oder in Richtung der Ofenhöhe gefunden wird, oder die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen an einer vorher eingestellten Stellung den vorher eingestellten Standardwert übersteigt, mit anderen Worten, das Erz-zu-Koks-Verhältnis, das beim Beschikken derselben in den Ofen durch dessen oberen Teil angewendet werden soll, wird auf einen niedrigeren Wert verringert, wodurch, die Bedingungen der Ofenheizung in geeigneter Weise auf ein konstantes Niveau gesteuert werden. Wenn sich die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen erhöhen sollte. während die Gebläsebedingungen, einschließlich der Menge an Luft, die durch die am unteren Teil des Ofens ausgebildete Winddüse 9 in den Ofen eingeblasen werden soll, konstant gehalten werden, nehmen Wärmeaustausch zwischen den Chargen und den Gasen, die im Ofenraum aufsteigen, und Reduktion des Eisenerzes durch Kohlenmonoxid und Wasserstoff geringere Werte an, was so zur Erniedrigung des Ofenheizniveaus führt. Das andere Ziel der Steuerung der Chargen ist, die Verteilung der Chargen zu verbessern. Dies soll konkreter ausgedrückt werden. Im Falle eines Hochofens, der nicht mit solch einer Chargenverteilungssteuervorrichtung wie dem bekannten verstellbaren Schlagpanzer oder dergleichen ausgerüstet ist, spielt die Chargensteuerung eine wichtige Rolle a!s ein Mitte! zur Chargenverteüungssteuerung. Mit anderen Worten, aus dem Grunde, chß der Neigungswinkel von Koks allgemein kleiner als der Neigungswinkel von Eisenerz im Inneren eines Hochofens ist, wie es oben beschrieben wurde, führt ein Wechsel in der Quantität des Kokses, der jedes Mal durch die Ofengicht eingebracht werden soll (im folgenden als die Koksbasis bezeichnet) dazu, daß bewirkt wird, daß die Verteilung der Dicke der Schichten der Chargen in Richtung des Ofendurchmessers einer Veränderung unterworfen werden, und das auch in dem Falle, wenn das Erz-zu-Koks-Verhältnis das gleiche bleibt. Denn Koks besitzt einen kleinen Neigungswinkel und neigt dadurch dazu, in Richtung der Ofenmitte zu fließen, wahrend Er/ eiiKn ziemlich großen Neigungswinkel besitzt und somit dazu neigt, in der Nähe der Ofenwand abgelagert /ti weiden. Wenn daher die Koksbasis klein ist. sind die Menge an Koks und die an Eisenerz, die jedes Mal eingebracht werden so'len. entsprechend klein, wovon in die Ofenmittchauptsächlich Koks und in den Teil in der Nahe der Ofenwand im Gegensat/ dazu hauptsächlich Fr/ eingebracht wird, was zur Verbesserung der Durchlässigkeit in der Nähe der Ofenmitte und zur Verringerung des Durchflusses von Gasen in der Nahe der Ofenwand führt. Wenn jedoch unterdessen die Koksbasis vergrößert wird, wächst die Menge an Koks, die in der Nahe der Ofenwand abgelagert wird, obgleich der relative Trend unverändert bleibt, und die Menge an Eisener/, die in die Richtung der Ofenmitte fließt, wachst im Gegensatz dazu an. wobei sich die Neigung ausbildet, daß die Verteilung der Dicke der Schichten in Richtung des Radius gleichmäßig gemacht wird. Aus solch einem Grund, wie er oben beschrieben ist. wird in dem Falle. daß die Verteilung der Dicke der Schichten der Chargen in Richtung des Ofenrat'ius richtig nachgewiesen wird. ein Verfahren, das die Charge aus Erz oder Koks steuert, für den Zweck angewendet, um so diese Verteilung der Dicke der Schichten zu steuern, daß sie mit dem vorher eingestellten Standardwert in Übereinstimmung ist. Nebenbei bemerkt, sind der oben beschriebene verstellbare Schlagpanzer und dergleichen speziell zur Durchführung direkter Steuerung der Fallposition des Erzes und des Kokses, mit denen der Ofen von der Gicht her beschickt wird. i;. radialer Richtung ausgelegt und es ist unnötig zu erwähnen, daß der verstellbare Schlagpanzer ein sehr brauchbares Mittel zur Durchführung der Steuerung der Dickenverteilung der Schichten der Chargen wie oben angegeben bildet.

Als nächstes ist es nun bezüglich der Steuerung des Gebläses oder Windes in dem Falle, wenn die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung, die in Form eines Mittelwertes durch die besagte Verteilung der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen gefunden wird, oder die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen an deren Einstellpunkt den vorher eingestellten Standardwert überschreiten sollte, für die Praxis günstig, die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung zu verringern, anders gesagt, geeignete Steuerung des Windes oder Gebläses durchzuführen, und zwar entweder durch Verringerung der Menge des Windes oder des Durchflusses von Sauerstoff oder durch Erhöhung des Durchflusses von Schweröl, und dadurch kann die Ofenheizbedingung auf einem konstanten Niveau gehalten werden. Es muß nicht extra bemerkt werden, daß die gleiche Wirkung, wie sie oben beschrieben ist, in gleicher Weise durch die Veiweniking eines geeigneten Mittels der Gebläsesteuenmg erzielt werden kann, einschließlich der Steuerung der Temperatur des Windes und der Steuerung der

Feuchtigkeit des Windes. Wenn ferner der Verteilung der Dicke der Schichten der Chargen oder der Verteilung der Form der Chargen in Richtung des Radius Gleichmäßigkeit fehlen sollte, ist es erforderlich, die Menge des Windes und/oder des Sauerstoffdurchflusses in einigen Fällen zu dem Zweck abzuwandeln, die Verteilung des Widerstandes gegen die Durchlässigkeit von Gas in radialer Richtung in dem Ofen ungleichförmig zu machen. Wenn z. B. die Menge an Koks, der in der Ofenmitte vorhanden ist, groß ist und der Durchfluß an Gasen in dem Ofen in der Nähe der Ofenmittc konzentriert wird, kann die Geschwindigkeit des Durchflusses von Gasen in den) Ofen durch Anwendung eines geeigneten Verfahrens entweder durch Verringern der Menge des Windes usw. oder durch Erhöhen des unten beschriebenen Druckes oben an der Gicht des Ofens verringert werden, wodurch die Verteilung de¹. Durchflusses von Gasen in radialer Richtung gleichmaßig gemacht werden kann. lindlich kann bezüglich der Steuerung des Druckes an der Gicht oder am oberen Teil des Ofens eine Wirkung erwartet worden, die grundsätzlich analog der der Steuerung des Windes oder Gebläses ist. Dies soll konkreter ausgeführt werden. In dem Falle, wenn die Verteilung der Dicke der Schichten der Chargen oder die Verteilung der Form der Chargen in radialer Richtung nicht gleichmäßig ist. oder in dem Falle, wenn gefunden wird, daß eine merkliche Abweichung von dem vorher gewählten Standardwert vorhanden ist. muß der Druck am oberen Teil des Ofens zu dem Zweck erhöht werden, die Verteilung der Geschwindigkeit des Durchflusses von Gasen in radialer Richtung gleichmäßig zu machen. wodurch sowohl die Geschwindigkeit des Windes an der Düse als auch dl· Teschwindigkeit des Durchflusses von Gasen in dem Ofen verringert werden kann. Dadurch wird die Wirksamkeit der Reduktion von Erz durch das in dem Ofen vorhandene reduzierende Gas erhöht, und es kann nicht nur die Durchlässigkeit verbessert werden, sondern es können auch Brennstoffkosten verringert werden. Wenn es im Gegensatz dazu erforderlich ist. daß der Durchfluß von Gasen in der Nähe der Ofenmitte beschleunigt werden muß. kann der Durchfluß von Gasen in der Ofenmittc. in deren Nähe der Widerstand für Zugluft an sich klein ist, geeignet beschleunigt werden, indem entweder der Druck am oberen Teil des Ofens erniedrigt oder die Menge des Gebläses oder Windes erhöht wird.

In Fig. 16 ist ein Beispiel des Ergebnisses vom Nachweis der Verteilung der Dicke der Schichten von Erz 2 und Koks 3 und der Verteilung der Form derselben in den Füllschichten der Chargen in dem Ofen gezeigt, das erhalten werden könnte, wenn das oben angegebene Verarbeiten der Ausgangssignale von vier magnetischen Fühlern 6i/| bis 6iu durch die Signalverarbeitungseinheit in solch einem Falle durchgeführt wird, in dem diese vier magnetischen Fühler 6t/j bis 6ot mit Abständen von 890 mm in der Richtung des Ofendurchmessers im Inneren eines hohlen Rohres 4 befestigt und angebracht werden, wobei das hohle Rohr 4 4100 mm unterhalb der Füllinie (Beschickungsoberfläche, üblicherweise kurz 5. L genannt, und die die horizontale Oberfläche 1 m unterhalb des unteren Endes einer großen Glocke 20, die sich zur Zeit der Abwärtsbewegung der Chargen an der Stelle befindet, bezeichnet) des Hochofens mit 2800 m³ innerem Volumen angeordnet ist In der Zeichnung stellt die Längsachse die Schichthöhe oder Schichtdicke dar, die durch den magnetischen Fühler 6ui von der unteren Endoberfläche

der F.rzstandardschicht 2 als Bezugspunkt gemessen wurde, und die Querachsen stellen die Stellungen der Anordnung der magnetischen Fühler 6u\ bis 6«4 dar, die in der Richtung des Ofenradius angebracht waren.

Im Falle dieses Beispiels wurden Ergebnisse von der Messung erhalten, die unter solchen Bedingungen durchgeführt wurde, daß die durch die Gicht oder cten oberen Teil des Ofens eingebrachten Chargen jedes Mal 72,4 Tonnen Erz und 18,5 Tonnen Koks betrugen, und die Bedingungen für die Steuerung der Neigungswinkel-Stellung des verstellbaren Schlagpanzers waren so, daß zur Zeit der Beschickung mit Koks abwechselnd 5 Kerben und 4,5 Kerben eingestellt wurden, während zur Zeit der Beschickung mit Erz die Einstellung so gesteuert wurde, daß sie 3 Kerben betrug. Die Ergebnisse der Messung /eigen nun. je größer die Anzahl der Kerben war, desto näher zur Ofenmittc hin wurden die Chargen eingebracht. Daher zeigte sich, daß unter den Arbeitsbedingungen, die in der Zeichnung gezeigt sind, während des Betriebes darauf Wert gelegt wurde, daß Koks 3 näher zu der Ofenmitte hin als Erz 2 eingebracht wurde, daß die Koksschicht eine relativ größere Dicke an der Ofenmittc erhielt und daß die Erzschicht in der Nähe der Ofenwand eine größere Dicke als die Koksschicht erhielt. Nebenbei bemerkt, wurde im Falle dieses Ausführungsbeispieles das Anbringen des hohlen Rohres 4 an dem Ofenschacht 1 nur auf einer einzigen Stufe in Richtung der Ofenhöhe durchgeführt; demnach hatte die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen, die für den Gebrauch ausgewählt worden war. einen Wert von 5930 mm/h, der im voraus auf der Basis der Anzeige an dem besagten Pegellotunf\>meßgerät berechnet worden war.

In Fig. 16 stellen ferner die gestrichelten Teile die Schicht aus Erz 2 und die ununterbrochen weißen Teile die Schicht aus Koks 3 dar. In der Zeichnung sind der Fall, in dem der Koks 5 Kerben entsprach, und der Fall, in dem der Koks 4,5 Kerben entsprach, jeweils getrennt angegeben, was auf das Vorgehen zurückzuführen ist. daß nur solche Daten, die siui nur auf den Koks 3. der mit 5 Kerben beschickt wurde, einerseits bezogen. Integration oder Mittelwertbildungsbehandlung unterworfen wurden, um so die Verteilung der Dicke der Schicht und des Neigungswinkels (die Formvert.' >'ung) des 5-Kerben-Kokses 3 auf der Basis der Signale von dsn entsprechenden magnetischen Mehrfachfiihlern 6ui his 6ü4 innerhalb der Zeitdauer von etwa 4 Stünden zu finden, und so wurden auch in diesem Falle die Verteilung der Dicke der Schicht und des Neigungswinkels von dem Koks 3 gefunden, der in den Ofen mit 4,5 dafür verwendeten Kerben eingebracht worden war, wobei das gleiche Verfahren angewendet wurde. Die Ergebnisse der Berechnung der Dicke der Schichten und des Neigungswinkels von dem Erz 2 und dem Koks 3, gemessen an den entsprechenden Meßpunkten, sind ebenfalls in die Zeichnung eingetragen, es wurde jedoch klar und deutlich genug festgestellt, daß eine so geringe Änderung in den Panzerkerben (bzw. in der Gichtfolge) wie von nur 0,5 Kerben zur Zeit der Beschickung des Kokses zu einer beträchtlichen Änderung in der Verteilung der Dicke der Schichten und des Neigungswinkels (der Formverteilung) der Chargen in. Richtung des Ofendurchmessers oder in der Richtung der Ofenhöhe führt, weiterhin ist die Verteilung der Form in Richtung des Ofendurchmessers nicht linear, die Neigung ist steil in einem mittleren Abschnitt, etwas entfernt von der Ofenwand, und die Neigung ist mäßig in der Nähe der Ofenwand und in der Ofenmitte.

Hierzu 7 BIJi.: Zeichnuneen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zum Betrieb eines Hochofens durch Erfassen des Verhaltens von Rohstoffen, mit denen der Hochofen beschickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

   Erfassen von Schwankungen in von magnetischen Fühlern abgegebenen Signalen, die in Obereinstimmung mit der Abwärtsbewegung der Charge in dem Ofen entstehen und von einer Vielzahl vertikal in dem Hochofen angeordneter magnetischer Fühler zugeführt werden;

   Durchführen eines Vergleiches zwischen einem Signal, das von einem an einer oberen Stelle angeordneten magnetischen Fühler zugeführt wird, und einem Signal, das von einem an einer tieferen Stelle angeordneten magnetischen Fühler zugeführt wird, auf ^sr Basis ihrer schwankenden Signale, um so die Zeirdifferenz zwischen ihren Spitzenwerten zu finden;

   Ermitteln der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung einer Charge an jedem Meßpunkt, indem die Zeitdifferenz zwischen diesen Spitzenwerten und der Abstand zwischen dem oberen und unteren Meßpunkt als Kriterium dafür genommen wird; Ermitteln der Durchgangszeit der Schicht der Charge mittels Signalen, die von den an den besagten oberen und unteren Stellungen angeordne- jo ten magnetischen Fühlern zugeführt werden; und Ermitteln der Schichtdicke der Charge an jedem Meßpunkt, indem die Zeit des Durchgangs der Schicht der besagten Charge und die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung dieser Charge als Kriterium dafür genommen werden.

   2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

   Durchführen eines Vergleiches zwischen den Signalen, die von den magnetischen Fühlern in benachbarter Stellung zugeführt werden, um so die Zeitdifferenz zwischen den Spitzenwerten zu erfassen, die der Grenzoberfläche ein und derselben Charge entsprechen, und Ermitteln des Neigungswinkels der Charge durch Aufnahme besagter Zeitdifferenz zwischen den Spitzenwerten, des Abstandes zwischen den besagten benachbarten Meßpunkten und der besagten Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen. M

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder zwei oder mehr Verteilungen, ausgewählt aus der Verteilung der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Chargen in dem Ofen, der Verteilung ihrer Schichtdicken und der Verteilung ihrer Form in Richtung des Ofendurchmessers und/oder in Richtung der Ofenhöhe, erfiißt und nachgewiesen wird bzw. werden.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder zwei oder mehr Steuerun- μ gen, ausgewählt aus der Chargensteuerung, der Luftoder Windgebläsesteuerung und der Steuerung des Druckes an der Gicht bzw. dem oberen Teil des Ofens, auf der Grundlage des Fehlens von Gleichförmigkeit der besagten Verteilung oder auf der Grundlage der Differenz zwischen der besagter. Verteilung und einem als Standard eingestellten Wert durchgeführt wird bzw. werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich solch ein Verfahren angewendet wird, bei dem ein oder mehrere Niveaumeßgeräte, ausgewählt aus einem Schall-Höhen- oder Pegelmesser, einem Mikrowellen-Höhenoder Pegelmesser und/oder einem Ultraschall-Höhen- oder Pegelmesser, auf dem Ofenmassiv des Hochofens angebracht wird bzw. werden, um so die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung de? Charge in dem Ofen zu ermitteln durch Aufnahme des Abstandes der Abwärtsbewegung der Füllschicht der Charge innerhalb einer eingestellten Zeitdauer, wie er in Form eines Signals oder von Signalen des bzw. der Höhenmesser erhalten wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Charge durch Anwendung der folgenden Formel berechnet wird:

   Vi = H/r/

   wobei

   Vi die Geschwindigkeit des Abfallens oder Absinkens der Charge bei einem bestimmten Meßpun* t in Richtung des Ofendurchmessers,

   H der Abstand zwischen dem oberen und unteren magnetischen Fühler,

   Ti der Mittelwert der Zeitdifferenz vi,j(j = 1,2, 3...) zwischen den Spitzenwerten in der eingestellten Zeitperiode von den Ausgangssignalen fui, fli der magnetischen Fühler auf der oberen und der unteren Stufe, die sich einander entsprechen, sind.

   7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung der Zeit τ, bei der auf der Grundlage der folgenden Formel (2) berechnete Wert von g{r) sein Maximum erreicht, als die Zeitdifferenz zwischen den Spitzenwerten der Ausgangssignale von den magnetischen Fühlern gefunden wird, um so die Berechnung der Geschwindigkeit V/der Charge durchzuführen:

   (2)

   wobei

   g(r) der Koeffizient der gegenseitigen Abhängigkeit

   fui-fli die Ausgangssignale der magnetischen Mehrfachfühler (6) auf der oberen Stufe und der unteren Stufe, I die Zeit

   T das Korrelationsbetriebszeitintervall (eingestellte Zeit) / die Zeitabweichung (Differenz in der Zeit

   zwischen den Spitzenwerten) ist, 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit des Durchganges Δίο der Schicht aus Erz und die Zeit des Durchganges Δ te der Schicht aus Koks an einem bestimmten Meßpunkt in dem Signalverarbeitungsprozeß jeweils arithmetischer Operation unterworfen werden, um so die Dicke der Schicht aus Erz ho und die Dicke der Schicht aus Koks hc zur Zeit des jeweiligen

   Meßpunktes zu finden, indem die folgenden Formeln (3) und (4) entsprechend angewendet werden:

   ho = Vi- Ifo
   he = Vi- Itc.

   9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit des Durchganges Δ to der Schicht aus Erz und die Zeit des Durchganges Δ te der Schicht aus Koks an einem bestimmten Meßpunkt in dem Signalverarbeitungsprozeß jeweils arithmetischer Operation unterworfen werden, um so die Dicke der Schicht aus Erz ho und die Dicke der Schicht aus Koks hc zur Zeit des jeweiligen Meßpunktes zu finden, indem die folgenden Formeln (3) und (4) entsprechend angewendet werden:

   ho = Vi- lio
   hc = Vi- Ire.

   20

   10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz in der mittleren Zeit Δ ti zwischen den Spitzenwerten der Kurven von /u/und fui + 1 berechnet wird, um so den Neigungswinkel Qi, i + 1 zwischen zwei derartigen Punkten zu finden, die ein und dieselbe Grenzoberfläche ÄS besitzen, indem die folgende Formel (5) angewendet wird: jo

   ei, i + I = tg~' (α/, i + IILi, / + I), (5)

   Li, i + 1 der Abstand zwischen den magnetischen j5 Fühlern an zwei solchen Meßpunkten ist, die in Richtung des Ofendurchmessers einander benachbart sind,

   txi, i + 1 der Abstand der Abweichung auf ein und derselben Grenzoberfläche zwischen zwei -to Meßpunkten in Richtung der Ofenhöhe ist und der Wert des Abstandes durch Anwendung der folgenden Formel (6) gefunden werden kann,

   45

   λ ι, ι + ! = Vi + I · Ir/ f /i/, / + I, (6)

   Vi + 1 die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung der Tharge an dem zweiten Meß- -,o punkt und

   ßi, i + 1 der Abstand der Abweichung in Abwärtsrichtung an dem zweiten Meßpunkt ist, wenn der erste MeSpunkt dafür als Bezugspunkt bzw. Kriterium genommen wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung mit Erz oder Koks vorübergehend mit einer Schichtdicke durchgeführt wird, die zweimal so groß wie im üblichen Falle ist, indem das Doppelchargenverfahren angewendet wird (Verfahren, bei dem das Gewicht der Charge, die zu einer Zeit durch den oberen Teil des Ofens eingesetzt werden soll, vorübergehend zeitweise auf das doppelte erhöht wird), ein und dieselbe « Grenzoberflächt BS mittels solch eines speziellen Signalmusters erfaßt und nachgewisen wird, wie es in Form der Ausgangssignale fui und fui + 1 des magnetischen Fühiers erhalten wird, der Mittelweg Δτ\ der Zeitdifferenz Δτ\,ί(ϊ = 1,2,3,...) zwischen den sich einander entsprechenden Spitzenwerten in einer wahlweise ausgewählten und direkt vorhergehenden Zeitperiode bezüglich zwei solcher Meßpunkte, die einander benachbart sind, gefunden wird und der Neigungswinkel Θ;' / + 1 zwischen zwei solchen benachbarten Punkten (i und / + 1), die ein und dieselbe Grenzoberfläche BS haben, durch die Anwendung der folgenden Formel (5) gefunden wird:

   f)j_t i+\= tg~^l (ai, 1 + 11 Li, i + I), (5)

   wobei

   Li, /+ 1 der Abstand zwischen den magnetischen Fühlern an den zwei einander in der Richtung des Ofendurchmessers benachbarten Meßpunkten,

   xi. / + 1 der Abstand der Abweichung auf ein und derselben Grenzoberfl?che BS zwischen den zwei Meßpunkten <n der Richtung der Ofenhöhe ist und der Abstand der Abweichung durch Anwendung der folgenden Formel

   x/, i+\ = Vi+\- I(-H + fii, i + 1 (6)

   gefunden werden kann,

   wobei

   Vi + I die Geschwindigkeit des Absinkens der Charge an dem zweiten Meßpunkt und

   ßi. i + 1 der Abstand der Abweichung in Abwärtsrichtung von dem zweiten Meßpunkt ist, wenn der erste Meßpunkt dafür als Bezugspunkt bzw. Kriterium genommen wird.

   12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere hohle Rohre i4) derart angeordnet sind, daß sie sich an solch einer Stelle durch den Ofenraum erstrecken, die unterhalb der Füllinie bzw. des Beschickungsniveaus der Rohstoffe (2, 3) in dem Ofen gelegen ist, Lnd in dem hohlen Rohr bzw. in den hohlen Rohren (4> jeweils ein oder mehrere magnetische(r) Fühler fest oder beweglich angeordnet ist bzw. sind.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Signalverarbeitungsvorrichtung (7) enthält, die die Verarbeitung eines oszillierenden Signals von dem magnetischen Fühler verarbeitet.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß für das hohle Rohr bzw. die hohlen Rohre (4) ein Kühlmittelzirkulationssystem (15) vorgesehen ist.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl dieser hohlen Rohre (4) in eir^r mehrstufigen Form angeordnet ist.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl der hohlen Rohre (4) in einer Weise angeordnet sind, ddß sie sich miteinander kreuzen.

   17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der hohlen Rohre (4) in Form eines Doppelrohres ausgebildet ist und der magnetische Fühler (6) auf dem hohlen Rohr angebracht ist.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl hohler Rohre (4) vertikal und parallel angeordnet ist und einige der hohlen Rohre (4) einen oder mehrere magnetische Fühler (6) enthalten, die für die jeweilige bestimmte Anzahl von Meßpunkten richtig angeordnet sind, die in entsprechender Weise in vertikaler Richtung ausgewählt sind.