JP3299075B2 - 送風羽口の漏水検知方法 - Google Patents

送風羽口の漏水検知方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉の送風羽口からの
冷却水の漏水の検知などに利用される羽口の漏水検知方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高炉の送風羽口の漏水検知技術と
して、複数の流量計を用いて送風羽口に対する冷却水の
差流量を測定する方法が知られている。この従来技術
は、羽口漏水に伴う高炉内への浸水が発生すると排水流
量が給水流量に比べて減少するという現象を利用し、給
水と排水の流量差が所定の閾値を超えたことを以て羽口
破損の有無を検知している。
【0003】他の従来技術として、給排水系のいずれか
一方にカルマン渦式流量計などの流量計を設置し、この
流量計による一定時間ごとの流量積算値を正常時におけ
る流量積算値と比較し、それが一定差以上となった場合
に警報を発するという方法が知られている(特公昭51ー
6008号公報) 。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記給排水の流量差か
ら送風羽口の漏水を検知する従来方法は、1本の羽口あ
たり2台の流量計が必要になるため、設備費用が高騰す
るという問題がある。すなわち、大型高炉では典型的な
羽口の本数は40本程度にも達するため、このように多
数の羽口の一つ一つに2台ずつの流量計を設置すること
は、工事費用も含めて設備費用が高騰するという問題が
ある。
【0005】上記特公昭51ー6008号公報に開示された漏
水検知方法は、羽口に対する冷却水の給水系が専用の給
水系であるなどの理由で安定している場合にはかなり有
効である。しかしながら、羽口への冷却水の給水系統が
他の箇所に対する給水系統と兼用される場合が一般的で
あり、例えば炉頂散水の有無によって羽口への給水量が
変動し、誤警報が頻発するなどの問題が予想される。
【0006】また、上記特公昭51ー6008号公報の従来方
法は、休風時の羽口交換などによって羽口相互間の給水
量のバランスが崩れたり、一旦崩れた給水量が安定する
まで時間を要したり、正常時の積算値決定するのが容易
ではないという問題がある。さらに、この従来方法は、
給水量の積算値を利用するため応答遅延が生じること
や、間欠的な少量の漏水を検知できないなどの本質的な
問題がある。従って、本発明の目的は、低廉でしかも信
頼性の高い羽口の漏水検知方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の漏水検知方法
は、炉体に設置された複数の送風羽口のそれぞれに対し
て供給される冷却水の排水量を流量計で実測し、各実測
値と各送風羽口の排水量について予め定めておいた所定
の基準値との差が所定値以上変動したか否かを判定し、
所定値以上変動した送風羽口が同時に所定個数以下発生
した場合にはそのような所定個数以下の送風羽口におい
て漏水が発生したことを検知するように構成されてい
る。
【0008】
【作用】本発明では、複数の送風羽口で同時に漏水が発
生する確率が非常に稀である点に着目し、所定個数以下
の送風羽口(例えば1個又は2個の送風羽口のみ)にお
いて差流量が所定値以上変動したことを以てその又はそ
れらの送風羽口において漏水が発生した旨を検知する。
すなわち、所定個数よりも多くの送風羽口でそのような
所定値以上の差流量の変動が発生している場合には、漏
水が原因ではなく他の冷却水系の操作などに起因する変
動と判定される。所定個数以下の送風羽口で所定値以上
の差流量の変動が発生していないことを検知する方法と
しては、適宜なものが考えられるが、一例として、全送
風羽口の排水量の実測値の加算値とこの加算値に関し予
め定めておいた基準値との差が所定値未満であることな
どから検知する方法も考えられる。
【0009】また、上述のように、他の給排水系統の流
量変動に伴って送風羽口の給排水系統の流量が変動した
り、休風時の羽口の交換などに伴って羽口相互間の流量
の配分が崩れたり、一旦崩れた流量の配分が安定するま
で時間を要したりするため、流量の安定な実測値を得た
り、正常の基準とする基準値を設定することは容易では
ない。そこで、本発明の好適な一実施例では、各送風羽
口のそれぞれにおける冷却水の排水量の実測が、流量計
から所定周期で所定個数にわたってサンプリング値を収
集することによって行われ、さらに、各サンプリング値
のばらつきが所定値以下である場合の各サンプリング値
の平均値が各送風羽口における排水量の基準値として設
定される。以下、本発明を実施例と共に更に詳細に説明
する。
【0010】
【実施例】図3は、本発明の一実施例の漏水検知方法を
適用する漏水検知装置の構成を監視対象の送風羽口と共
に示すブロック図である。高炉の炉体Aには、監視対象
の複数の送風羽口T1,T2・・・Tkが設置されてい
る。羽口T1〜Tkのそれぞれには給水管C10とC2
0とを通して冷却水が供給されると共に、各羽口からは
排水管C91〜C9kとC90とを通して排水が行われ
る。給水管C10には、上記羽口に対する冷却水の給水
管C10の他に、例えば前述した炉頂散水装置などに対
する他の冷却水の給水管C30やC40などが連結され
ている。
【0011】任意の送風羽口Tn(n=1〜k)の排水
管C9n(n=1〜k)には、電磁流量計などの適宜な
形式の流量計Dn(n=1〜k)が設置されている。各
流量計Dnの検出値は、電気信号の形式でコンピュータ
COMに転送される。コンピュータCOMは、各流量計
から転送されてきた冷却水の流量の計測値を所定のサン
プリング周期で読込んで処理し、いずれかの送風羽口に
ついて漏水を検知すると、漏水検知信号を監視装置VD
Tに送出する。監視装置VDTは、コンピュータCOM
から漏水検知信号を受信すると、漏水警報音を発すると
共に画面表示することによって漏水の検知を操業オペレ
ータに通知する。
【0012】次に、コンピュータCOMが行う漏水検知
処理を図1のフローチャートを参照しながら説明する。
【0013】コンピュータCOMは、最初のステップ1
1において、各羽口Tnの排水量について予め定められ
た所定の基準値Fnoと、この基準値Fnoと排水量の
実測値Fnとの差に関して予め定められた閾値αとを読
込む。さらに、コンピュータCOMは、全ての羽口の実
測排水量の総和と、全ての羽口の排水量の基準値の総和
との差に関して予め定められた所定の閾値βも読込む。
なお、この閾値βは、上述した各羽口Tnに関する閾値
αを全ての羽口について加算した値とは必ずしも一致し
ない。
【0014】コンピュータCOMは、次のステップ12
に進み、各送風羽口Tnの排水管に設置されている流量
計Dnによる排水量の実測値Fnを読込む。コンピュー
タCOMは、次のステップ13に進み、各羽口につい
て、排水量の実測値Fnから所定の基準値Fno を減算
することにより差流量ΔFnを算定する。続くステップ
14では、各羽口について算出された差流量を全ての羽
口について加算した差流量の加算値Σn=1 k ΔFn=Σ
n=1 k (Fn−Fno) が算定される。
【0015】次のステップ15では、羽口Tnの全てに
ついて、ステップ13で算定済みの差流量ΔFnの絶対
値が所定の閾値α以上であるか否かが判定される。差流
量ΔFnの絶対値が閾値α未満であれば、全ての羽口に
ついて漏水発生のおそれがないものと判定され、ステッ
プ12への復帰と、このステップ12から判定ステップ
15までの前述した処理が反復される。
【0016】判定ステップ15において、いずれかの羽
口について差流量ΔFnの絶対値が閾値α以上であれ
ば、処理がステップ16に移行せしめられる。すなわ
ち、ステップ14で算定済みの差流量の加算値Σn=1 k
ΔFnの絶対値が所定の閾値β以上であるか否かが判定
される。コンピュータCOMは、ステップ16におい
て、差流量の加算値の絶対値が閾値β未満であると判定
すると、ステップ15において差流量ΔFnの絶対値が
閾値α以上であると判定した羽口Tnに漏水が発生した
と判定し、監視装置VDTを介して漏水警報を発生す
る。
【0017】これに対して、コンピュータCOMは、ス
テップ16において、差流量の加算値の絶対値が閾値β
以上であると判定すると、ステップ15において差流量
ΔFnの絶対値が閾値α以上であると判定した羽口Tn
には漏水が発生していないと判定し、漏水警報を発生す
ることなくステップ12に復帰し、上述した処理を反復
する。
【0018】本実施例では、送風羽口の総数を29本と
し、各送風羽口Tnの排水量の基準値Fno を毎分 400
リットル、各羽口の差流量の閾値αを毎分10リットル、
全羽口の差流量の閾値βを毎分150 リットルと設定し
た。
【0019】次に、コンピュータCOMが図1のステッ
プ11で設定する各羽口の排水量の基準値Fnoのこの
コンピュータCOMによる算出方法を、図3のフローチ
ャートを参照しながら説明する。
【0020】コンピュータCOMは、最初のステップ2
1で、予め定められた所定のデータサンプリング周期
T、所定のサンプリングデータ個数L、所定のサンプリ
ングデータのばらつきの上限値γ及び所定の演算反復回
数の上限値δを読込み、続いて演算反復回数Nを初期値
0に設定する(ステップ22)。
【0021】次に、送風羽口Tnのそれぞれについて、
排水量の実測値Fnm(m=1〜L)がT秒のサンプリ
ング周期でL個読込まれ(ステップ23)、羽口Tnの
それぞれについてL個の実測値Fnmの平均値Xとばら
つきσとが算定される(ステップ24)。続いて、羽口
Tnのそれぞれについて算定済みのばらつきσが所定の
上限値γ未満であるか否かが判定され(ステップ2
5)、ばらつきσが閾値γ未満であれば排水量が正常と
見做され算定済みの実測データの平均値Xが基準値Fn
oとして設定される(ステップ26)。
【0022】算定済みのばらつきσが閾値γ以上である
とステップ25で判定されると、演算反復回数が1だけ
増加され(ステップ27)、この増加済みの演算反復回
数が所定の閾値δ未満であるか否かが判定され(ステッ
プ28)、未満であればステップ23からステップ25
までの実測と演算の処理が反復される。コンピュータC
OMは、上記データの実測と平均値及びばらつきの演算
の反復回数が所定値δに達したことをステップ28で判
定すると、管理値の演算が不可である旨の警報を監視装
置VDTに送出して演算処理を終了する。
【0023】以上、全送風羽口の排水量の実測値の加算
値と、この加算値に関し予め定めておいた基準値との差
が所定値未満であることを以て差流量が任意の送風羽口
の一つのみにおいて所定値以上変動したと判定する構成
を例示した。しかしながら、各送風羽口についてそれぞ
れの差流量が測定されるため、差流量が所定値以上変動
した送風羽口の個数を計数しそれが一つしか存在しない
ことを以て、その羽口に漏水が発生したと判定する構成
を採用できる。
【0024】以上、各送風羽口Tnの差流量の閾値を全
ての送風羽口について等しい値αに設定する場合を例示
した。しかしながら、各送風羽口の基準排水量の違いに
応じて異なる値αnを設定してもよい。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の漏
水検知方法は、所定個数以下の送風羽口において差流量
が所定値以上変動したことを以て漏水の発生と判定する
構成であるから、他の給排水系統に起因する排水量の変
動を漏水の発生と誤検知し易いという従来方法の問題点
が有効に解決できる。
【0026】また、本発明の漏水検知方法によれば、送
風羽口あたり1個の流量計を設置すれば足りるため、設
置作業も含めた設備コストを低減できるという効果が奏
される。
【0027】また、本発明の好適な実施例によれば、各
羽口の排水量の実測が所定周期で所定個数にわたってサ
ンプリング値を収集し、そのばらつきが所定値以下であ
る場合の平均値を基準値として設定する構成であるか
ら、他の給排水系統の流量変動に伴って送風羽口の給排
水系統の流量が変動したり、休風時の羽口の交換などに
伴って羽口相互間の流量の配分が崩れたり、一旦崩れた
流量の配分が安定するまで時間を要しても、妥当な基準
値を設定できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる漏水検知方法の内容
を説明するためのフローチャートである。
【図2】上記実施例において各送風羽口について排水量
の基準値を設定する方法の一例を説明するためのフロー
チャートである。
【図3】図1の実施例を適用する各送風羽口の構成を高
炉の炉体と共に説明するための概念図である。
【符号の説明】
T1 〜Tk 送風羽口 D1 〜Dk 各送風羽口の排水量を測定するための流量
計 C20 各送風羽口への給水管 C90〜C9k 各送風羽口の排水管 COM コンピュータ VDT 監視装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21B 7/24 304 C21B 7/10 304 C21B 7/16 305 F27D 21/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炉体に設置された複数の送風羽口のそれぞ
    れに対して供給される冷却水の排水量を流量計で実測
    し、 各実測値と各送風羽口の排水量について予め定めておい
    た所定の基準値との差が所定値以上変動したか否かを判
    定し、 前記所定値以上変動した送風羽口が同時に所定個数以下
    発生した場合にはそのような所定個数以下の送風羽口に
    おいて漏水が発生したことを検知することを特徴とする
    送風羽口の漏水検知方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 全送風羽口の排水量の実測値の加算値と、この加算値に
    関し予め定めておいた基準値との差が所定値未満である
    場合には前記所定個数以下の送風羽口において差流量が
    所定値以上変動したと判定することを特徴とする送風羽
    口の漏水検知方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、 前記各送風羽口における冷却水の排水量の実測を、前記
    対応の流量計から所定周期で所定個数にわたってサンプ
    リング値を収集することによって行うことを特徴とする
    送風羽口の漏水検知方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 前記各サンプリング値のばらつきが所定値以下である場
    合の各サンプリング値の平均値を前記各送風羽口におけ
    る排水量の基準値として設定することを特徴とする送風
    羽口の漏水検知方法。
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CN106282462B (zh) * 2015-05-28 2018-10-02 宝山钢铁股份有限公司 一种高炉密闭冷却系统集中检漏装置及方法

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