JP3210843B2 - 高炉送風湿分の測定方法 - Google Patents
高炉送風湿分の測定方法Info
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Description
る設備に関し、特に送風湿分の測定に関する。
によって加熱された風が送り込まれ、4〜6kg/cm
2程度の圧力に維持される。高炉に送り込まれる風(空
気)の水分は、高炉内で水成ガス反応を起こし、還元ガ
スになる。ところが水成ガス反応は吸熱を伴うので、高
炉内の温度を一定に維持するためには、送風空気中の水
分の変化をなくす必要がある。
続された蒸気管を備えており、送風本管を通る空気に蒸
気管からの蒸気(または水)を添加し、加湿した空気を
熱風炉を介して高炉に送り込むように構成されている。
従って、送風本管に送り込む蒸気の流量を調整すること
によって、加湿後の空気の水分量を制御しうる。
り、たとえば特開昭56−214号公報に開示されてい
るように、空気の湿分の検出を、塩化リチウムの吸湿性
とその水溶液の電気伝導度の変化を利用した露点湿分計
(以下デューセルと称す)をもって行っている。
などの湿分計は、いずれも検出器の抵抗変化,静電容量
変化といった電気的特性を利用し、間接的に露点を求め
る方法である。このため、演算誤差を生じたり、環境の
影響を受けやすい。特に、加湿後の高炉送風湿分のよう
な高湿分の測定に対しては、この傾向は顕著である。ま
た、応答遅れの問題もある。したがって、このデューセ
ルを湿分計に用いた高炉送風湿分の制御方法では、精度
の良い、安定した湿分制御は不可能であり、これが、高
炉操業に悪影響を及ぼすことは明白である。
する塩化リチウムの塗り方や塗布後の乾燥の仕方などに
より、測定精度が大幅に変化するというメンテナンス上
致命的な問題がある。しかも、きちんとした校正方法が
ないことも大きな問題である。高炉操業に関わる重要な
計器でありながら、整備員泣かせの計器である。
性が高く、かつメンテナンス性に優れる湿分計を用いる
高炉送風湿分の測定方法を提供することを課題とする。
に、本発明においては、送風本管に水分を注入し、加湿
した空気を熱風炉を介して高炉に供給する設備の高炉送
風湿分の測定方法において: 湿分計として鏡面式露点湿分計を用い、かつ、送風本管
のサンプル取り出し口からサンプリングした空気の圧力
をほぼ大気圧に減圧し、鏡面式露点湿分計へ導くサンプ
リング系を、加湿前湿分計においては、減圧前は減圧前
の空気の圧力に応じて決まる大気湿分の最大値に相当す
る露点温度よりも高い温度に、減圧後は減圧後の空気の
圧力に応じて決まる大気湿分の最大値に相当する露点温
度よりも高い温度にそれぞれ設定保温し、加湿後湿分計
においては、減圧前は減圧前の空気の圧力に応じて決ま
る加湿後湿分目標値の最大値に相当する露点温度よりも
高い温度に、減圧後は減圧後の空気の圧力に応じて決ま
る加湿後湿分目標値の最大値に相当する露点温度よりも
高い温度にそれぞれ設定保温することを特徴とする高炉
送風湿分の測定方法。
ず、間接測定方式という測定原理そのものに起因すると
考えられる。したがって、本発明では直接測定方式であ
る鏡面式露点湿分計の採用により解決を図った。
てながら鏡面の温度を下げていき、露点になると水分が
鏡面に付着し鏡面が曇って鏡面反射光量が減ることを利
用して露点を検出するものである。
を高精度の白金測温抵抗体により測定し、鏡面の冷却に
はペルチェ素子(ペルチェ効果を利用した冷却素子)を
用いた。
る。このように、鏡面式露点湿分計は、露点を直接に温
度より求めるため、本質的に測定誤差が少ないという特
徴を有する。
記したように4〜6kg/cm2と高圧であり、しか
も、加湿後湿分や梅雨時の大気湿分はかなり高いため、
高露点である。すなわち、サンプリング配管の途中で非
常に結露しやすい。一旦結露すると、当然ながら測定精
度に大きく影響する。したがって、サンプリング配管の
きちんとした保温が必須である。結露対策上は、サンプ
リングガスの保温の温度は高温ほど、圧力は低圧ほど有
利である。一方、湿分計は、露点検出のための冷却機構
の能力上および電子部品の寿命上、高温は不利である。
さらに、過度の保温は、省エネルギー上も問題である。
は、サンプリングした空気をほぼ大気圧に減圧するまで
のサンプリング配管の保温温度は高圧下においても結露
を生じない温度に、湿分計の保温温度はほぼ大気圧下に
おいて結露を生じない温度に設定している。すなわち前
者を後者より高い温度に設定している。これにより、高
精度で信頼性の高い湿分測定を実現した。
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
1を参照すると、高炉に空気を送る送風本管1には、脱
湿機3,ブロア4,湿分計5,流量センサ6,湿分計9
および熱風炉H1〜H3が設置されている。熱風炉は3
基備わっており、各々の熱風炉の上流側および下流側に
は、それぞれ遮断弁A1〜A3およびB1〜B3が設置
されている。また、蒸気管2が送風本管1と結合されて
いる。蒸気管2には、流量センサ7、および、開度が調
整自在な流量調節弁8が設置されている。湿分計5およ
び流量センサ6は、送風本管1と蒸気管2との結合部分
よりも上流に配置され、湿分計9は下流側に配置されて
いる。
では、送風本管1の入側に供給された空気と、蒸気管2
から供給された蒸気とが混合されて、加湿された空気に
なる。したがって、湿分計5は加湿前の空気の湿分を検
出し、湿分計9は加湿後の空気の湿分を検出する。ブロ
ア4の駆動により、加湿された空気が熱風炉を通り、高
炉に送風される。
プリング配管系統を図2に示し、図3に、図2に示す湿
分計(AN)の構成を示す。図2および図3を参照して
サンプリング系11,12および湿分計(AN)の構成
および動作を説明する。
されたサンプリング配管10を経由して、サンプリング
系11のサンプル入口に導入される。導入された空気
は、メンテナンス時サンプルガス閉止などのための止め
弁V1、導入された空気の圧力および温度を測定するた
めの圧力計P1および温度計T1を経由して、定流量弁
RVに導入され、ここでほぼ大気圧まで減圧される。減
圧された空気は、エアフィルターAFを通過することに
より、空気中に含まれる粉塵などを除去される。粉塵を
除去された空気は、減圧後の圧力測定および流量測定の
ための圧力計P2および流量計FL1を経由し、さら
に、湿分計のメンテナンス時のための止め弁V2,温度
計T2を経由し、湿分計の検出部ANに導入され、空気
中の湿分が測定される。測定済みの空気は、サンプリン
グ系12のサンプル出口より大気に放出される。
系内に結露が生じた場合などの系内パージ用乾燥ガスの
導入口である。また、流量調節弁FV1,FV2および
流量計FL2は、主にサンプリング系の応答性を向上さ
せるための排気量調節用である。
のサンプリング系11は、温度計T1の温度が一定とな
るように、図示しない電気ヒータおよび温度調節計によ
り温度制御されている。同様に、定流量弁RVの出側か
ら湿分計の検出部ANを経てサンプル出口までのサンプ
リング系12は、温度計T2の温度が一定となるよう
に、サンプリング系11と異なる図示しない電気ヒータ
および温度調節計により温度制御されている。
するサンプルガス量を安定させる目的を含め定流量弁R
Vを用いたが、減圧弁でも実施可能である。また、制御
性およびメンテナンス性から電気ヒータを用いたが、ス
チーム保温でも可能である。その際には、サンプル空気
と湿分計本体の過度の温度上昇に留意する必要がある。
さらに、本実施例では、周囲環境およびメンテナンス性
から、送風本管1の直近に湿分計を設置できなかった
が、設置可能であれば、サンプリング配管10はほとん
ど不要となり、スチーム保温も不要となる。応答性上も
有利である。減圧弁だけでも送風本管の直近に設置でき
れば、保温上,応答性上有利である。
原理を説明する。湿分計の検出部ANにサンプルガスが
導入される。投光器LED1から出た光は受光器PD1
に入り、投光器LED2から出た光は鏡Mに反射して受
光器PD2へ入る。露によって鏡Mが曇ると、投光器L
ED2から出た光は受光器PD2へ到達するときに光量
が減少する。受光器PD1と受光器PD2の光量を計器
部Bで比較し、その比較結果を基に露量が一定になるよ
う、マイコンMPUなどによって、クーラー電源CPか
らペルチエ素子(冷却素子)CEへ供給する冷却電流を
変え、鏡Mの冷却温度を変更する。このようにして露量
が一定に維持されているときの鏡Mの温度を測温抵抗体
PTで測定し、露点を求める。
グ系の場合、サンプル入側圧力計P1の値はゲージ圧で
4.0kg/cm2、減圧後の圧力計P2の値は0.2
kg/cm2程度で、湿分計検出部AN内の圧力はほぼ
大気圧となっている。また、加湿後湿分目標値は最大4
5g/Nm3である。湿分が45g/Nm3のときの、ゲ
ージ圧4.0kg/cm2時の露点および大気圧時の露
点は、それぞれ約67℃および35℃であり、サンプリ
ング系の設定保温温度は、当然この露点より高くする必
要がある。
分布などの保温構造やサンプリング流量などに左右され
るが、露点+5〜+10℃程度が安全サイドで妥当であ
る。また、鏡面式露点湿分計の冷却能力は、少なくと
も、センサ周囲温度−30〜−40℃程度はあり、この
面からも全く問題ない。本実施例では、サンプリング系
11およびサンプリング系12の設定保温温度を、それ
ぞれ75℃および45℃としている。
術の課題である高炉送風湿分計の精度および信頼性を向
上でき、しかも、メンテナンス性を大幅に改善できる。
これにより、高炉の安定操業に大きく寄与できる。
設備の構成を示すブロック図である。
のサンプリング配管と湿分計の検出部ANとを示すブロ
ック図である。
である。
炉 A1〜A3,B1〜B3:遮断弁 PV1:加湿前湿分検出値 PV2:加湿後
湿分検出値 PV3:送風流量検出値 PV4:蒸気流
量検出値 10:サンプリング配管 11,12:サ
ンプリング系 V1〜V4:止め弁 P1,P2:圧
力計 AF:エアフィルター FL1,FL
2:流量計 FV1,FV2:流量調節弁 AN:湿分計検
出部 B:湿分計計器部 LED1,LE
D2:投光器 PD1,PD2:受光器 M:鏡 MPU:マイコン CP:クーラー
電源 CE:ペルチエ素子 PT:測温抵抗
体
Claims (1)
- 【請求項1】 送風本管に水分を注入し、加湿した空気
を熱風炉を介して高炉に供給する設備の高炉送風湿分の
測定方法において: 湿分計として鏡面式露点湿分計を用い、かつ、送風本管
のサンプル取り出し口からサンプリングした空気の圧力
をほぼ大気圧に減圧し、鏡面式露点湿分計へ導くサンプ
リング系を、加湿前湿分計においては、減圧前は減圧前
の空気の圧力に応じて決まる大気湿分の最大値に相当す
る露点温度よりも高い温度に、減圧後は減圧後の空気の
圧力に応じて決まる大気湿分の最大値に相当する露点温
度よりも高い温度にそれぞれ設定保温し、加湿後湿分計
においては、減圧前は減圧前の空気の圧力に応じて決ま
る加湿後湿分目標値の最大値に相当する露点温度よりも
高い温度に、減圧後は減圧後の空気の圧力に応じて決ま
る加湿後湿分目標値の最大値に相当する露点温度よりも
高い温度にそれぞれ設定保温することを特徴とする高炉
送風湿分の測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23688395A JP3210843B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 高炉送風湿分の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23688395A JP3210843B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 高炉送風湿分の測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0980005A JPH0980005A (ja) | 1997-03-28 |
JP3210843B2 true JP3210843B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=17007200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23688395A Expired - Lifetime JP3210843B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 高炉送風湿分の測定方法 |
Country Status (1)
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---|---|
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-
1995
- 1995-09-14 JP JP23688395A patent/JP3210843B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH0980005A (ja) | 1997-03-28 |
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