JP2017048421A - Charge and deposition method of charging material to blast furnace, surface monitor of charging material and operation method of blast furnace - Google Patents
Charge and deposition method of charging material to blast furnace, surface monitor of charging material and operation method of blast furnace Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、マイクロ波やミリ波等の検出波を高炉内に送信し、炉内に装入された鉄鉱石やコークスで反射された検出波を受信して、装入物の表面プロフィールを検出する装置に関する。また、本発明は、高炉に装入される鉄鉱石やコークスの堆積プロフィールを制御する技術に関する。 The present invention transmits detection waves such as microwaves and millimeter waves into the blast furnace, receives detection waves reflected by iron ore and coke charged in the furnace, and detects the surface profile of the charge. It is related with the apparatus to do. The present invention also relates to a technique for controlling the deposition profile of iron ore and coke charged in a blast furnace.
高炉では、炉内に装入された鉄鉱石やコークスの表面プロフィールを検出するために、鉄鉱石やコークスの表面に検出波を送信し(送信波)、鉄鉱石やコークスで反射された検出波(反射波)を受信し、送信波と反射波との時間差等から鉄鉱石やコークスまでの距離や表面のプロフィールを検出することが行われている。尚、検出波としては、高温で使用でき、炉内の浮遊物や水蒸気等の影響を受けにくいことから、マイクロ波やミリ波が使用されている。 In the blast furnace, in order to detect the surface profile of iron ore and coke charged in the furnace, a detection wave is transmitted to the surface of the iron ore and coke (transmitted wave), and the detection wave reflected by the iron ore and coke. (Reflected wave) is received, and the distance to the iron ore and coke and the profile of the surface are detected from the time difference between the transmitted wave and the reflected wave. As the detection wave, a microwave or a millimeter wave is used because it can be used at a high temperature and is not easily affected by suspended matter or water vapor in the furnace.
表面検出装置として、例えば特許文献1では、図9に示すように、高炉6の内部に挿入されるランス1の先端開口近傍にアンテナ2を通じて、マイクロ波送受信手段3からのマイクロ波を炉内の装入物7(鉄鉱石7aまたはコークス7b)に向けて送信し、装入物7の表面で反射されたマイクロ波をアンテナ2で受信してマイクロ波送受信手段3で検波し、送信と受信との時間差から装入物7の表面までの距離を求めている。その際、ランス1を炉壁5から、高炉6の軸線4に向かって往復させることにより、装入物7の堆積プロフィールを求めている。装入物7の堆積状態は、図示されるように、高炉6の軸線4上が最も深く、炉壁5に向かって徐々に浅くなる逆釣鐘状を呈しており、走査位置毎に装入物7までの距離を測定することにより、装入物7の表面プロフィールを線状(2次元的)に検出することができる。
As a surface detection device, for example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 9, the microwave from the microwave transmission /
しかし、特許文献1の検出装置では、ランス1を平行移動するだけであるから、装入物7の表面プロフィールを線状にしか検出できない。また、ランス1は、炉の半径ほどの長尺物であり、自重により下方に垂れ下がって炉から抜けなくなったり、移動のためのストロークも長く炉外に大きなスペースが必要になる。更には、ランス1を移動するための駆動ユニットも必要になる。
However, since the detection apparatus of Patent Document 1 only moves the lance 1 in parallel, the surface profile of the
そこで、本出願人は先に特許文献2において、図10に示すように、高炉6の炉頂付近に設けた開口部6aの直上に反射板120を配設し、反射板120と対向してアンテナ111を配設し、送受信手段110からの検出波Mをアンテナ111から送信して反射板120で反射して炉内に送り、炉内の装入物7(鉄鉱石7aやコークス7b)で反射された反射波を反射板120で反射して送受信手段110に送るとともに、反射板120に取り付けた角度可変機構(図示せず)により反射板120を互いに直交する2方向に回動させることにより、送信波を装入物7の表面を面状に走査させて、表面プロフィールを3次元的に検知する表面検出装置100を提案している。
In view of this, the present applicant previously arranged a
ところで、高炉を安定して操業するための重要な要因の1つに、炉内のガス流の分布がある。このガス流の分布は、鉄鉱石やコークスの堆積状況と密接な関係があり、通常は、実験によりガス流の分布が最適となる堆積状態、即ち堆積物の傾斜面の角度や、鉄鉱石の堆積層とコークスの堆積層との層厚比等が最適となるような理論堆積プロフィールを求め、実際の堆積状態が理論堆積プロフィールと合致するように大ベル(図9の符号8)やシュータ(図10の符号10)動作を制御している。
By the way, one of the important factors for stably operating the blast furnace is the distribution of gas flow in the furnace. This gas flow distribution is closely related to the iron ore and coke deposits, and usually the deposition state where the gas flow distribution is optimal by experiment, that is, the angle of the slope of the deposit, the iron ore A theoretical deposition profile is obtained so that the layer thickness ratio between the deposition layer and the coke deposition layer is optimal, and a large bell (reference numeral 8 in FIG. 9) or a shooter (so that the actual deposition state matches the theoretical deposition profile).
そのため、表面プロフィールの測定をより正確に、かつ、迅速に行い、理論堆積プロフィールにより近くなるように装入作業を行うことが要求される。しかし、特許文献1の検出装置では、鉄鉱石7aやコークス7bの装入の際にランス1が障害物になるため、鉄鉱石7aまたはコークス7bを装入している間はランス1を炉外に引き抜く必要があり、一回の装入が完了するまでは鉄鉱石7aやコークス7bの堆積プロフィールを測定することができない。また、ランス1の往復にも時間がかかるため、迅速な測定ができない。更には、表面プロフィールを線状にしか検知できない。そのため、理論堆積プロフィールとの乖離が大きくなっている。
Therefore, it is required to carry out the charging operation so that the measurement of the surface profile is performed more accurately and quickly and closer to the theoretical deposition profile. However, in the detection device of Patent Document 1, since the lance 1 becomes an obstacle when the
また、特許文献2の表面検出装置も、角度可変機構において反射板120を2方向に回動させるため、装置構成及びその制御が複雑であり、回動動作の高速化に改善の余地がある。しかも、図10に示すように、表面検出装置100は、シュータ10を避けるために、高炉6の軸線Cからある程度離れて設置される。そのため、図示されるように、検出波Mは装入物7に対して斜め上方から送信され、炉頂から装入物7の表面を見ると、図11(A)、(B)に示すように、検出波Mは装入物7の表面では楕円状(点線)に走査する。そのため、同図(A)に示すように、楕円の外側に走査されない領域A(ハッチングで示す)が発生する。また、装入物7の全面を走査しようとすると、同図(B)に示すように、走査範囲(点線で示す)が装入物7よりも楕円状に広くなり、無駄なサンプリング領域B(ハッチングで示す)が発生して走査時間を浪費している。
Further, the surface detection device of
図12に示すように、例えば鉄鉱石7aを装入する場合、予め堆積している鉄鉱石7aの堆積プロフィールをP0とすると、シュータ10をV方向への回転角度θ1にて旋回させると、新たな鉄鉱石7aが堆積プロフィールP0の上に、シュータ10の回転角度θ1に応じた位置を起点として堆積されて新たな堆積プロフィールP1となる。次いで、シュータ10をV方向への回転角度θ2にて新たに旋回させると、新たな鉄鉱石7aが堆積プロフィールP1の上に、シュータ10の回転角度θ2に応じた位置を起点として堆積され、堆積プロフィールP2となる。このようなシュータ10の旋回ごとに堆積プロフィールは変化するため、より迅速な走査を行って理論堆積プロフィールと比較し、理論堆積プロフィールにより近づけるようにシュータ10の旋回様式を制御することが望まれる。
As shown in FIG. 12, for example, when the
そこで本発明は、装入物の表面プロフィールを面状に検出する表面検出装置において、送信波を2次元的に走査するための反射板の角度可変機構を簡素化するとともに、表面プロフィールをより正確に、かつ、迅速に測定することを目的とする。 Therefore, the present invention simplifies the reflector angle changing mechanism for two-dimensionally scanning the transmission wave in the surface detection device for detecting the surface profile of the charge in a planar shape, and makes the surface profile more accurate. In addition, the purpose is to measure quickly.
上記課題を解決するために本発明は、下記に示す高炉における装入物の表面検出装置を提供する。
(1)高炉に設けた開口部を通じて、送受信手段からの検出波を炉内に送信し、炉内の装入物の表面で反射された検出波を、開口部を通じて送受信手段に送り、送受信手段にて受信して装入物の表面プロフィールを検出する装入物の表面検出装置において、
一端が送受信手段に接続し、他端にアンテナが取り付けられた導波管と、
導波管を、該導波管の軸線を中心に所定角度で回動させる導波管回動手段と、
高炉の開口部の直上に、アンテナと対向して配置される反射板と、
反射板傾斜手段とを備え、
導波管回動手段と反射板傾斜手段とを連動させて、導波管の回動とともに反射板を回動させるとともに、反射面を所定角度でアンテナ側または反アンテナ側に傾斜させ、
装入物の表面を、高炉の軸線を中心に同心円状または螺旋状に走査することを特徴とする装入物の表面検出装置。
(2)高炉に設けた開口部を通じて、送受信手段からの検出波を炉内に送信し、炉内の装入物の表面で反射された検出波を、開口部を通じて送受信手段に送り、送受信手段にて受信して装入物の表面プロフィールを検出する装入物の表面検出装置において、
一端が送受信手段に接続し、他端にアンテナが取り付けられた導波管と、
導波管を、該導波管の軸線を中心に所定角度で回動させる導波管回動手段と、
高炉の開口部の直上に、アンテナと対向して配置される反射板と、
アンテナと、反射板の直径両端に突設した支軸とを連結する連結部材と、
反射板傾斜手段とを備え、
導波管回動手段と反射板傾斜手段とを連動させて、導波管の回動とともに反射板を回動させるとともに、反射面を所定角度でアンテナ側または反アンテナ側に傾斜させ、
装入物の表面を、装入物の直径に相当する最長の線分を中心とし、最長の線分から離れるほど徐々に短くなる線分を平行に、かつ、各線分の両端同士を連結したときにほぼ円を描くように配置した軌跡に沿って走査することを特徴とする装入物の表面検出装置。
(3)シュータにより、鉄鉱石やコークス等の装入物を高炉の内部に装入し、堆積させる方法であって、
上記(1)または(2)記載の表面検出装置を備えるとともに、
検出波により装入物の表面を走査する送受信作業を、シュータの1旋回内もしくは所定旋回回数内に完了し、
シュータの旋回中または所定旋回毎に、装入物の表面プロフィールを測定して装入物を装入することを特徴とする高炉内への装入物の装入及び堆積方法。
(4)表面プロフィールを基に装入物の堆積プロフィールを求め、予め求めた理論堆積プロフィールと比較し、理論堆積プロフィールからの誤差を修正するようにシュータを制御して新たな装入物を装入することを特徴とする上記(3)記載の高炉への装入物の装入及び堆積方法。
(5)上記(3)または(4)に記載の方法により高炉内に装入物を装入し、堆積させて高炉を操業することを特徴とする高炉の操業方法。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following surface detection device for a charge in a blast furnace.
(1) The detection wave from the transmission / reception means is transmitted into the furnace through the opening provided in the blast furnace, and the detection wave reflected from the surface of the charge in the furnace is transmitted to the transmission / reception means through the opening, thereby transmitting / receiving means. In the charge surface detection device for detecting the surface profile of the charge received at
A waveguide having one end connected to the transmitting / receiving means and an antenna attached to the other end;
A waveguide rotating means for rotating the waveguide at a predetermined angle about the axis of the waveguide;
A reflector disposed directly above the opening of the blast furnace and facing the antenna;
A reflector tilting means,
The waveguide rotating means and the reflecting plate tilting means are interlocked to rotate the reflecting plate as the waveguide rotates, and the reflecting surface is tilted to the antenna side or the non-antenna side at a predetermined angle.
An apparatus for detecting a surface of a charge, wherein the surface of the charge is scanned concentrically or spirally about the axis of the blast furnace.
(2) The detection wave from the transmission / reception means is transmitted into the furnace through the opening provided in the blast furnace, and the detection wave reflected from the surface of the charge in the furnace is transmitted to the transmission / reception means through the opening, and the transmission / reception means In the charge surface detection device for detecting the surface profile of the charge received at
A waveguide having one end connected to the transmitting / receiving means and an antenna attached to the other end;
A waveguide rotating means for rotating the waveguide at a predetermined angle about the axis of the waveguide;
A reflector disposed directly above the opening of the blast furnace and facing the antenna;
A connecting member that connects the antenna and the support shaft protruding from both ends of the diameter of the reflector;
A reflector tilting means,
The waveguide rotating means and the reflecting plate tilting means are interlocked to rotate the reflecting plate as the waveguide rotates, and the reflecting surface is tilted to the antenna side or the non-antenna side at a predetermined angle.
When the surface of the charge is centered on the longest line segment corresponding to the diameter of the charge, the line segments that gradually become shorter as the distance from the longest line segment is parallel, and both ends of each line segment are connected A surface detection device for a charged object, characterized by scanning along a trajectory arranged so as to draw a substantially circular shape.
(3) A method of charging and depositing iron ore, coke and other charges into the blast furnace with a shooter,
While comprising the surface detection device according to (1) or (2) above,
The transmission / reception operation of scanning the surface of the charged object with the detection wave is completed within one or a predetermined number of turns of the shooter,
A method for charging and depositing a charge in a blast furnace, wherein the charge is charged by measuring a surface profile of the charge during turning of the shuter or at every predetermined turn.
(4) Obtain a deposit profile of the charge based on the surface profile, compare it with the previously determined theoretical deposition profile, and control the shooter to correct the error from the theoretical deposition profile and load a new charge. The method for charging and depositing a charge into a blast furnace as described in (3) above, wherein
(5) A method for operating a blast furnace, wherein the charge is charged into the blast furnace by the method described in (3) or (4) above, and the blast furnace is operated by being deposited.
本発明の表面検出装置において、反射板の角度可変機構は、導波管回動手段によりアンテナとともに反射板を回動させ、反射板のアンテナ側または高炉の開口部側への傾斜を別機構(反射板傾斜手段)で行う。そのため、特許文献2のように反射板を2方向に回動させる方式に比べて回動させるための装置や制御が大幅に簡素化されている。また、装入物の表面を、高炉の軸受を中心に同心円状、螺旋状または線状に走査するため、装入物の全表面を過不足なく走査することができ、より正確で、迅速な走査が可能になる。
In the surface detection apparatus of the present invention, the angle changing mechanism of the reflecting plate rotates the reflecting plate together with the antenna by the waveguide rotating means, and separates the tilt of the reflecting plate toward the antenna side or the opening side of the blast furnace. Reflector tilting means). Therefore, the apparatus and control for rotating the reflecting plate in two directions as in
そして、本発明の表面検出装置を用いることにより、シュータが一回転する間にも装入物の表面プロフィールを測定できるため、理論堆積プロフィールにより合致するように装入して最適な高炉操業を可能にする。 And by using the surface detection device of the present invention, the surface profile of the charge can be measured even during one rotation of the shooter, so that the optimum blast furnace operation can be performed by charging it so as to match the theoretical deposition profile. To.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の表面検出装置を示す図であり、図10に従い高炉6の断面に沿って示している。また、図2は図1に示した表面検出装置の詳細を示す断面図であり、図3は反射板傾斜手段について反射板の裏面側の構成を示す上面図である。
FIG. 1 is a view showing a surface detection apparatus according to the present invention, and is shown along a cross section of a
高炉6の炉頂には、鉄鉱石7aやコークス7bを装入するためのシュータ10が配設されており、シュータ10は矢印Rで示すように水平方向への旋回、及び矢印Vで示すように振り子運動を組み合わせた動きにより投下口11から鉄鉱石7aやコークス7bを炉内の所定位置に装入する。また、装入物7(鉄鉱石7aまたはコークス7b)の堆積プロフィールを測定するための表面検出装置100が、シュータ10の回転を避けるために、炉頂から側壁に連続する傾斜部に設けられた開口部6aに接続して炉外に設置される。
A
表面検出装置100は、検出波の送受信手段110に導波管112を通じて連結するアンテナ111と、反射板120とが対向して配置されており、反射板120の反射面120aが高炉6の開口部6aを向くように下方に傾斜している。尚、検出波としては、熱や炉内の水蒸気等の影響を受けにくいマイクロ波やミリ波を用いる。
In the
導波管112は、図中に矢印Xで示すように、導波管112の軸線を中心に時計回りまたは反時計回りに回動自在にする。回動させるには、モータ130によりモータ側ギア131を回転させ、その回転を導波管112に取り付けた導波管側ギア132に伝達する。尚、導波管112には送受信手段110が連結しており、この送受信手段110も導波管112の回動に伴って回動するが、導波管112と送受信手段110とをカプラー135等により分離することにより、送受信手段110は固定のままで、導波管112のみを回動させることもできる。
As indicated by an arrow X in the figure, the
反射板120の直径両端には、ピン状の支軸121,121が突出して設けられている。また、アンテナ111の開口周縁のフランジ111aには筒状の連結部材115が取り付けられており、連結部材115から一対の支持部材117,117が導波管112の軸線と同一の水平位置にて反射板側に延出している。そして、支持部材117,117に反射板120の支軸121,121が支持される。これにより、図中に矢印Yで示すように、反射板120の反射面120aが、支軸121,121を中心にしてアンテナ側または開口部側に自在に回動する。また、導波管回動手段により導波管112の回動と同方向(矢印X方向)に回動する。
Pin-shaped
また、反射板120の裏面(反射板120aとは反対側の面)には、反射面120aの中心部、またはその上下位置に取付片122が設けられており、取付片122にはシリンダ125のピストンロッド126の先端部に連結する棒状部材127が連結している。そして、シリンダ125を駆動することにより、ピストンロッド126が矢印Fのように前進(図中右側に移動)または後退(図中左側に移動)し、ピストンロッド126が前進したときには棒状部材127と連動して取付片122もアンテナ側に移動し、それに伴って反射面120aが高炉側を向くように反射板120を傾斜させる。一方、ピストンロッド126が後退したときには、取付片122を反アンテナ側に移動させ、それに伴って反射面120aがアンテナ側を向くように反射板120を傾斜させる。このようなリンク機構を備える反射板傾斜手段により、シリンダ125を駆動して、反射板120を支軸121,121を中心にして矢印Y方向に回動させる。それにより、マイクロ波またはミリ波は、Mで示すように図中左右方向に振られて炉内へと送られる。
Further, a mounting
このように、上記表面検出装置100によれば、導波管回動手段による回動と反射板傾斜手段におけるピストンロッドの前後運動との組み合わせにより、反射板120の反射面120aをX方向及びY方向に自在に回動させることができ、装入物7の表面を面状に走査することが可能になる。しかも、X方向への回動は導波管112を回動させるモータ130及びギア131,132で行い、Y方向への回動はシリンダ125で行うため、特許文献2のように、反射板120のX方向及びY方向への傾斜の制御を同時に行う場合に比べて装置構成及び制御が簡素になる。
As described above, according to the
しかし、図1に示されるように、表面検出装置100の取り付け位置の関係で、マイクロ波やミリ波は装入物7に対して斜め上方から送信されるため、装入物7の表面では楕円状に走査することになる。
However, as shown in FIG. 1, because microwaves and millimeter waves are transmitted obliquely from above to the
そこで、図4に示すように、導波管112の回動角度Xを0°で固定し、反射板120の回動角度Yを変えて装入物7の表面を線状に走査して、装入物7と高炉6の内壁とが接する位置から、装入物7の直径dを測定する。反射板120の回動角度Y(振り幅)を大きくすることにより走査する距離が長くなり、いずれ装入物7の外周端縁を超えて高炉6の内壁による反射波が検出され、その時に両端間の距離を装入物7の直径dと見做すことができる。そして、この直径dに相当する長さの線分D0を走査するために要する反射板120の回動角度Y(θ0)、並びに回動起点及び回動終点を求める。
Therefore, as shown in FIG. 4, the rotation angle X of the
尚、反射板120は図中左右方向に振られ、高炉6の軸線Cを中心にしてその回動角度を右側を+側、左側を−側とすることができる。従って、回動起点は、例えば+a°、回動終点は−b°のように表される。
The reflecting
次いで、導波管112の回動角度Xをどちらかの方向に、例えば+2°回動させ(図の例ではD0の上方側を走査する)、反射板120の回動角度Yを変えて走査すると、走査の軌跡は、D0に対して距離S2だけ上方に平行移動した線状になる。その際に、装入物7が高炉6の内壁と接する両端を検出して両端間の距離を求め、その距離に相当する長さの線分D2を走査するのに要する反射板120の回動角度Y(θ2)、並びに回動起点と回動終点とを求める。
Next, the rotation angle X of the
同様にして、導波管112の回動角度Xを大きくして、その回動角度Xnごとに反射板120を回動させて装入物7が高炉6の内壁とする位置からその両端間の距離を求め、、その距離に相当する長さの線分Dnを走査するのに要する反射板120の回動角度Y(θn)、並びに回動起点と回動終点とを求める。
Similarly, the rotation angle X of the
上記から、装入物7の直径dに相当する長さの線分D0を中心とし、そこからの平行移動量(S2・・・Sn)が大きくなるのに従って、線分長さが徐々に短くなる複数の線分(D2・・・Dn)が平行に配置した軌跡が得られる。この軌跡は、線分の両端同士を連結すると、丁度、装入物7の円周にほぼ沿った円形になる。
From the above, with the line segment D 0 having a length corresponding to the diameter d of the
そして、これら導波管112の回動角度Xと、反射板120の回動角度Y及び回動起点と回動終点との関係を、装入物7の直径dごとにマップ化しておく。そして、実際の走査に際して、回動角度Xを0°として反射板120を回動させて装入物7の直径dを測定し、その後、測定して得られた直径dに相当する長さの線分に対応するテーブルを基に、回動角度Xを増しながら、反射板120を回動させる。これにより、装入物7の円周の内側部分を無駄なく走査することができる。
The relationship between the rotation angle X of the
尚、走査に際して、D0に沿って図の右側から左側に走査したときには(矢印F)、D2を走査する際に図中の左側端部から走査する(矢印R)。このように、隣接する線分ごとに走査方向を逆向きにすることにより、走査時間を短縮することができる。 Note that when scanning, when scanned from the right side of the figure along the D 0 to the left to scan from the left end in the drawing when scanning (arrow F), D 2 (arrow R). Thus, the scanning time can be shortened by reversing the scanning direction for each adjacent line segment.
また、上記では、導波管112の回動角度Xを固定し、反射板120の回動角度Yを変化させたが、反射板120の回動角度Yを固定し、導波管112の方を回動させてもよい。この場合は、線分D0、D2・・Dnは、図中、Y=0°の線と平行に縦方向に並んだ状態となる。
In the above description, the rotation angle X of the
上記では導波管112の回動角度Xと、反射板120の回動角度Yとの関係を測定により求めているが、下記のように計算して求めることもできる。
In the above description, the relationship between the rotation angle X of the
図5に高炉6の断面図を示すが、反射板120の中心をA、装入物7の外周端部と高炉6の内壁との接点をHa,Hbとするとき、検出波のAからHaまでの距離aと、AからHbまでの距離bと、線分D0との間で三角形が形成される。装入物7の直径dは、HaとHbとを含む平面上にあるから、装入物7の直径dを上記のように測定して求めると、高炉6の設計仕様からHa,Hbが決まる。反射板120の中心Aは、表面検出装置100の設置位置で決まるため、aとbも幾何学的に決められる。また、装入物7の直径dは、線分D0の長さに相当する。従って、a、b及び線分D0の長さがそれぞれ既知となり、線分D0に対する反射板120の回動角度Y(θ0)が幾何学的に算出される。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the
また、装入物7の円周は、線分D0の長さから決まるため、線分D0と平行で、線分D2に相当する同円の円周上で対向する2点が求められる。この2点が新たなHaとHbに相当し、それぞれをHa2、Hb2とする。反射板120の中心Aは固定であるから、AからHa2までの距離a2と、AからHb2までの距離b2が求められる。そして、線分D2の長さ、a2及びb2から、反射板120の回動角度Y(θ2)が算出される。以下、同様にして線分Dnの長さ、Han、Hbnが求められ、その時々の反射板120の回動角度Y(θn)が算出され、マップ化しておく。
Further, the circumference of the
このように、装入物7の堆積位置(Ha、Hb)を測定するだけで、装入物7の直径dに相当する線分D0の長さ、並びに線分D0から平行移動した各線分ごとに反射板120の回動角度Yを算出することができる、そして、この計算結果を基にして装入物7の表面を走査する。
As described above, the length of the line segment D 0 corresponding to the diameter d of the
上記以外にも、装入物7の表面を、高炉6の軸線Cを中心として同心円状(図6)または螺旋状(図8)に走査することもできる。
In addition to the above, the surface of the
図6において、(A)は高炉6の上面から装入物7を見た図であり、表面検出装置100の導波管112の軸線に沿った方向をY軸、このY軸と直交する方向をX軸としている。また、図6(B)はX軸方向から見た断面図であり、図6(C)はY軸方向から見た断面図である。図6(A)に示すように、装入物7の高炉6の内壁と接する位置、即ち装入物7の円周に沿って1回目の走査S1を行う。走査は、導波管112の回動角度X=0°の点Xaを起点とし、反射板120の最大回動角度に相当するYb方向へと進んで一周する軌跡を辿る。円に沿って走査するには、導波管112の回動角度Xと、反射板120の回動角度Yとを同時に制御する。
6A is a view of the
図7(A)に示すように、ある円CF上の点Fの座標(x、y)は、中心Cと点Fとを結ぶ直線KとX軸とがなす角度をαとするとき、x=kcosα、y=ksinαで表される。kは直線Kの長さである。即ち、導波管112についてはcos波に従って回動角度Xを制御し、反射板120についてはsin波に従って回動角度Yを制御することができる。
As shown in FIG. 7A, the coordinates (x, y) of the point F on a certain circle C F are expressed as follows: α is the angle formed by the straight line K connecting the center C and the point F and the X axis. x = k cos α, y = k sin α. k is the length of the straight line K. That is, the rotation angle X of the
図7(B)は、経過時間(T)による上記波形の変化状況を示す図であり、実線は導波管112の回動角度X、点線は反射板120の回動角度Yの経時変化を示している。即ち、導波管112の回動角度Xを示す波形WX(実線)と、反射板120の回動角度Yを示す波形WY(点線)とは、90°位相がずれて重なる。
FIG. 7B is a diagram showing a change state of the waveform according to the elapsed time (T). A solid line indicates a change in the rotation angle X of the
図7(B)に示す波形では、回動角度X、Yの変化速度が一定であるが、図6(C)に示すように、表面検出装置100が高炉6の斜面部分に設置されているため、導波管112を回動させた際に、反射板120からXaまでの距離と、Xbまでの距離とが異なり、図7(B)に示す回動角度Xの変化が一定である波形WXに従って導波管112を回動させても、図7(A)に示すような円形に走査することはできない。そこで、上記した平行配置された線分を走査する場合のように、マイクロ波やミリ波の傾斜を基に補正する必要がある。
In the waveform shown in FIG. 7B, the changing speeds of the rotation angles X and Y are constant, but as shown in FIG. 6C, the
そこで、装入物7の表面で円を描くような、回動角度Xの変化速度(波の傾斜)が時間(T)で異なる波形WX´を測定から求めるか、計算から求める。
Therefore, a waveform W X ′ in which the change speed (wave slope) of the rotation angle X differs in time (T), such as drawing a circle on the surface of the
また、反射板120については、図6(B)に示すように、回動角度Yは高炉6の軸線Cに対して対称であり、図7(B)に点線で示す波形WYをそのまま利用する。
As for the
そして、走査S1に対する、回動角度Xに関する補正した波形WX´と、回動角度Yに関する波形とを記憶しておく。 Then, the corrected waveform W X ′ related to the rotation angle X and the waveform related to the rotation angle Y for the scan S 1 are stored.
1回目の走査S1の終了後に、それより小径側にて2回目の走査S2を行う。図7(A)に示すように、αが同じで、円CFよりも小径の円CG上の点Gは、直線Kの長さが短くなっただけであり、図7(B)において振幅kが小さくなった波形に相当する。そして、走査S1と同様にして、振幅がkよりも小さい振幅k1であり、かつ、回動角度Xを補正した波形WX2´を求め、振幅k1であり、かつ、位相変化がWYと同じである波形WY2を記憶する。 After the first scan S 1 completed, the second scan S 2 at it from the small diameter side. As shown in FIG. 7 (A), alpha is the same, the point G on the circle C F diameter of the circle C G than merely shortened the length of the straight line K, in FIG. 7 (B) This corresponds to a waveform with a reduced amplitude k. In the same manner as the scan S 1, the amplitude is small amplitude k 1 than k, and obtains the waveform W X2 'obtained by correcting the rotational angle X, the amplitude k 1, and the phase change is W A waveform W Y2 that is the same as Y is stored.
以下、円周ごとに、回動角度Xについて補正した波形を求めてマップ化する。そして、この場合も、導波管112の回動角度を0°とし、反射板120を最大角度で走査して装入物7の直径dを求め、直径dに対応するテーブルを基に導波管112及び反射板120の各回動角度X、Yをそれぞれの波形に沿って制御することにより、同心円状に走査することができる。
Hereinafter, for each circumference, a waveform corrected for the rotation angle X is obtained and mapped. Also in this case, the rotation angle of the
図8は、装入物7の表面を高炉6の軸線Cを中心にした螺旋に沿って走査する場合を示しているが、この場合も導波管112及び反射板120を、螺旋の方程式に従って同時に回動させる。その際、マイクロ波やミリ波の傾斜を考慮して、導波管112の回動速度を補正する。尚、螺旋の起点は導波管112の回動角度Xが0°の位置であり、螺旋の動径が徐々に縮まるように装入物7の円周から軸線Cに向かって走査する。
FIG. 8 shows the case where the surface of the
そして、装入物7の反射板120からの高さごとに導波管112及び反射板120の回動角度X、Yをマップ化しておき、測定に際して装入物7の反射板120からの高さを測定し、直径に則した導波管112及び反射板120の回動様式にて走査を行う。
Then, the rotation angles X and Y of the
上記した走査方法によれば、図11(B)に示したような無駄な領域Bでの走査が無くなくなり、走査時間を大幅に短縮することができる。その結果、図12に示したように、鉄鉱石7aやコークス7bの堆積状態を細かく検出することかでき、シュータ10の旋回を理論堆積プロフィールにより合致させるように制御することができ、高炉6の操業を安定して行うことができる。
According to the scanning method described above, there is no need to scan in the useless region B as shown in FIG. 11B, and the scanning time can be greatly shortened. As a result, as shown in FIG. 12, the accumulation state of the
また、図11(A)に示したような、走査されない領域Aが発生することもない。 Further, the non-scanned area A as shown in FIG. 11A does not occur.
上記の表面検出装置は、種々の変更が可能である。図2に示すように、アンテナ111をレンズ付ホーンアンテナにしてもよい。レンズ113は、セラミックスやガラス、フッ素樹脂等の誘電体からなる半凸状体であり、ホーンアンテナからのマイクロ波やミリ波を収束して送信することができ、ホーンアンテナのホーン長さを短くして、装置を小型化することができる。また、図示は省略するが、アンテナ111として、パラボラアンテナを用いることもできる。
Various modifications can be made to the surface detection device. As shown in FIG. 2, the
また、高炉6からは、開口部6aを通じて粉塵や高温のガスが装置内部に侵入する。そこで、図2に示すように、連結部材115の開口部を、検出波を透過する材料からなる通気性のフィルタ140で覆う。このフィルタ140として、例えば宇部興産(株)製の「チラノ繊維」からなる織物を用いることができる。このチラノ繊維は、シリコン、チタン、ジルコニウム、炭素及び酸素からなるセラミック繊維であり、これを面状に編んだものは、耐熱性の通気材料となる。
Further, dust and high-temperature gas enter the apparatus from the
更に、連結部材115のフィルタ140とアンテナ111との間の適所に、空気等の気体や粉塵等の固体を透過せず、検出波を透過する材料からなる耐熱性の非通気性隔壁145を配設し、フィルタ140とアンテナ111との間の空間を区画してもよい。この非通気性隔壁145は、例えばセラミックボードとすることができる。非通気性隔壁145により、高炉6からの熱を遮断することができる。
Further, a heat-resistant air-
そして、反射板120、フィルタ140、非通気性隔壁145及びアンテナ111を耐圧容器150に収容するとともに、ガス供給口151を通じて耐圧容器150に高圧の不活性ガス(例えば窒素ガス)を供給する。連結部材115には、フィルタ側に傾斜している通気孔116が複数形成されており、ガス供給口151は、この連結部材115の直上付近に設けられる。導波管112を回動させると、それに伴って連結部材115も回動し、通気孔116がガス供給口151に到達すると、ガス供給口151からの不活性ガスが通気孔116を通じてフィルタ140に向かって噴出され、フィルタ140に付着した炉内からの粉塵を払い落とすことができる。また、不活性ガスは、フィルタ140を透過して反射板120の反射面120aにも到達するため、反射面120aに付着した粉塵も払い落とすことができる。
The
一方、連結部材115の通気孔116がガス供給口151の付近に無い場合は、がス供給口151からの不活性ガスは耐圧容器150と連結部材115との隙間に供給されるため、この隙間への粉塵の侵入を防いだり、この隙間に侵入した粉塵を除去することができる。
On the other hand, when the
このように、連結部材115の回動に伴って、通気孔116がガス供給口151に到達したり、ガス供給口151から離間することを繰り返すことにより、不活性ガスの流れも変わり、連結部材115も振動し、その振動がフィルタ140にも伝わる。そして、この振動によってもフィルタ140に付着している粉塵が払い落とされる。更には、反射板120が正逆方向に回動するたびに、モータ側ギア131及び導波管側ギア132が反対方向に切り替えられるため、そのときの振動が導波管112を通じてアンテナ111、連結部材115、更にはフィルタ140へと伝わり、フィルタ140に付着している粉塵が振動により振い落とされる。
As described above, as the connecting
上記のように非通気性隔壁145により高炉6からの熱を遮断しているが、断熱をより確実にするために、アンテナ111と導波管112との連結部、あるいは導波管112の送受信手段110により近い位置に、フッ素樹脂やセラミックス等の検出波を透過する材料からなる栓部材160を挿入してもよい。
As described above, the heat from the
また、開口部6aが広く、ピストンロッド126や棒状部材127が露出しているため、炉内から吹き上がった鉄鉱石7aやコークス7bがこれらに直接衝突する。そこで、反射板120の裏面全体を追うような金属製のカバー170を付設し、測定しない間はアンテナ111や反射板120とともに180°回転させてカバー170を開口部側に移動してピストンロッド126や棒状部材127、反射板120を炉内からの鉄鉱石7aやコークス7bの衝突からの防御や、粉塵の侵入を防ぐこともできる。
Further, since the
その他にも、図示は省略するが、耐圧容器150の反射板120及びフィルタ140の直上部分を開口して窓を設け、非測定時に、導波管112及び反射板120を180°回動させて反射面120a及びフィルタ140を窓に対面させることにより、反射面120a及びフィルタ140の粉塵付着状況を観察することができる。上記のように、反射面120aやフィルタ140は不活性ガスや振動により付着した粉塵を除去することができるが、除去が不十分なことがあり、窓を通じて粉塵の付着状況を観察し、粉塵の除去が必要な場合は窓を開放して清掃作業を行うことができる。
In addition, although illustration is omitted, a window is provided by opening a portion directly above the
このように、非測定時に導波管112及び反射板120を180°回動させることにより、反射板120の裏面(反射面120aとは反対側の面)が高炉6の開口部6aと対向するため、高炉6から吹き上げられた鉄鉱石やコークスが開口部6aを通じて装置内に飛来してきても、反射板120の裏面に当り、フィルタ140を破壊することもない。
In this way, by rotating the
また、高炉6の開口部6aと表面検出装置100との間、例えば、耐圧容器150の連結部152に仕切弁を設け、測定時には開状態とし、非測定時には閉状態とするともできる。
In addition, a gate valve may be provided between the
6 高炉
7 装入物
7a 鉄鉱石
7b コークス
10 シュータ
100 表面検出装置
110 送受信手段
111 アンテナ
112 導波管
115 連結部材
117 支持部材
120 反射板
121 支軸
122 取付片
125 シリンダ
126 ピストンロッド
127 棒状部材
130 モータ
131 モータ側ギア
132 導波管側ギア
140 フィルタ
145 非通気性隔壁
150 耐圧容器
152 連結部
6
Claims (5)
一端が送受信手段に接続し、他端にアンテナが取り付けられた導波管と、
導波管を、該導波管の軸線を中心に所定角度で回動させる導波管回動手段と、
高炉の開口部の直上に、アンテナと対向して配置される反射板と、
反射板傾斜手段とを備え、
導波管回動手段と反射板傾斜手段とを連動させて、導波管の回動とともに反射板を回動させるとともに、反射面を所定角度でアンテナ側または反アンテナ側に傾斜させ、
装入物の表面を、高炉の軸線を中心に同心円状または螺旋状に走査することを特徴とする装入物の表面検出装置。 The detection wave from the transmission / reception means is transmitted into the furnace through the opening provided in the blast furnace, and the detection wave reflected by the surface of the charge in the furnace is transmitted to the transmission / reception means through the opening and received by the transmission / reception means. In the charge surface detection device for detecting the charge surface profile,
A waveguide having one end connected to the transmitting / receiving means and an antenna attached to the other end;
A waveguide rotating means for rotating the waveguide at a predetermined angle about the axis of the waveguide;
A reflector disposed directly above the opening of the blast furnace and facing the antenna;
A reflector tilting means,
The waveguide rotating means and the reflecting plate tilting means are interlocked to rotate the reflecting plate as the waveguide rotates, and the reflecting surface is tilted to the antenna side or the non-antenna side at a predetermined angle.
An apparatus for detecting a surface of a charge, wherein the surface of the charge is scanned concentrically or spirally about the axis of the blast furnace.
一端が送受信手段に接続し、他端にアンテナが取り付けられた導波管と、
導波管を、該導波管の軸線を中心に所定角度で回動させる導波管回動手段と、
高炉の開口部の直上に、アンテナと対向して配置される反射板と、
アンテナと、反射板の直径両端に突設した支軸とを連結する連結部材と、
反射板傾斜手段とを備え、
導波管回動手段と反射板傾斜手段とを連動させて、導波管の回動とともに反射板を回動させるとともに、反射面を所定角度でアンテナ側または反アンテナ側に傾斜させ、
装入物の表面を、装入物の直径に相当する最長の線分を中心とし、最長の線分から離れるほど徐々に短くなる線分を平行に、かつ、各線分の両端同士を連結したときにほぼ円を描くように配置した軌跡に沿って走査することを特徴とする装入物の表面検出装置。 The detection wave from the transmission / reception means is transmitted into the furnace through the opening provided in the blast furnace, and the detection wave reflected by the surface of the charge in the furnace is transmitted to the transmission / reception means through the opening and received by the transmission / reception means. In the charge surface detection device for detecting the charge surface profile,
A waveguide having one end connected to the transmitting / receiving means and an antenna attached to the other end;
A waveguide rotating means for rotating the waveguide at a predetermined angle about the axis of the waveguide;
A reflector disposed directly above the opening of the blast furnace and facing the antenna;
A connecting member that connects the antenna and the support shaft protruding from both ends of the diameter of the reflector;
A reflector tilting means,
The waveguide rotating means and the reflecting plate tilting means are interlocked to rotate the reflecting plate as the waveguide rotates, and the reflecting surface is tilted to the antenna side or the non-antenna side at a predetermined angle.
When the surface of the charge is centered on the longest line segment corresponding to the diameter of the charge, the line segments that gradually become shorter as the distance from the longest line segment is parallel, and both ends of each line segment are connected A surface detection device for a charged object, characterized by scanning along a trajectory arranged so as to draw a substantially circular shape.
請求項1または2記載の表面検出装置を備えるとともに、
検出波により装入物の表面を走査する送受信作業を、シュータの1旋回内もしくは所定旋回回数内に完了し、
シュータの旋回中または所定旋回毎に、装入物の表面プロフィールを測定して装入物を装入することを特徴とする高炉内への装入物の装入及び堆積方法。 A method of charging and depositing iron ore, coke and other charges into a blast furnace with a shuta,
While comprising the surface detection device according to claim 1 or 2,
The transmission / reception operation of scanning the surface of the charged object with the detection wave is completed within one or a predetermined number of turns of the shooter,
A method for charging and depositing a charge in a blast furnace, wherein the charge is charged by measuring a surface profile of the charge during turning of the shuter or at every predetermined turn.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017164358A1 (en) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 株式会社Wadeco | Blast furnace charge-material surface detection device and detection method |
CN112313346A (en) * | 2019-05-31 | 2021-02-02 | 株式会社Wadeco | Surface profile detection device for blast furnace contents and operation method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52125359A (en) * | 1976-04-14 | 1977-10-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Method of measuring level distribution of charging materials in vertical furnace |
JPH0611328A (en) * | 1992-03-23 | 1994-01-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method and instrument for measuring profile of charge in shaft furnace |
JP5391458B2 (en) * | 2009-07-09 | 2014-01-15 | 株式会社ワイヤーデバイス | Method and apparatus for measuring charge profile in blast furnace |
-
2015
- 2015-09-01 JP JP2015172030A patent/JP6595265B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52125359A (en) * | 1976-04-14 | 1977-10-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Method of measuring level distribution of charging materials in vertical furnace |
JPH0611328A (en) * | 1992-03-23 | 1994-01-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method and instrument for measuring profile of charge in shaft furnace |
JP5391458B2 (en) * | 2009-07-09 | 2014-01-15 | 株式会社ワイヤーデバイス | Method and apparatus for measuring charge profile in blast furnace |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017164358A1 (en) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 株式会社Wadeco | Blast furnace charge-material surface detection device and detection method |
CN112313346A (en) * | 2019-05-31 | 2021-02-02 | 株式会社Wadeco | Surface profile detection device for blast furnace contents and operation method |
JP6857933B1 (en) * | 2019-05-31 | 2021-04-14 | 株式会社Wadeco | Surface profile detection device and operation method for blast furnace interior inclusions |
CN112313346B (en) * | 2019-05-31 | 2022-09-06 | 株式会社Wadeco | Surface profile detection device for blast furnace contents and operation method |
EP3978633A4 (en) * | 2019-05-31 | 2023-06-28 | Wadeco Co., Ltd. | Surface profile detection device for blast furnace charge and operation method |
US11891672B2 (en) | 2019-05-31 | 2024-02-06 | Wadeco Co., Ltd. | Surface profile detection apparatus of burden in blast furnace and operation method comprising an angle fixed reflection plate to transmit the detection wave from an antenna to the reflection surface of an angle variable reflection plate |
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