JP7149026B1

JP7149026B1 - Apparatus and method for measuring surface profile of blast furnace insert, and method for operating blast furnace

Info

Publication number: JP7149026B1
Application number: JP2022095235A
Authority: JP
Inventors: 早衛萱野; 博之井本; 幸一松本
Original assignee: Wadeco Co Ltd
Current assignee: Wadeco Co Ltd
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2042-06-13
Also published as: JP2023181865A

Abstract

【課題】噴出した装入物の影響を受けることなく、装入面全面のプロフィールを正確に測定することができ、更には、炉内ガスの噴出口の表面プロフィールを正確に測定することができる高炉内装入物の表面プロフィールの測定装置及び測定方法を提供する。【解決手段】高炉内装入物の表面プロフィール測定装置及び測定方法は、検出波を送信し、受信する送受信手段と、検出波を、高炉の周方向に走査する周方向走査手段と、検出波を、高炉の径方向に走査する径方向走査手段と、を備えるともに、周方向走査手段及び径方向走査手段を共に稼働し、検出波を高炉の周方向に走査しながら、高炉の径方向への走査を行う第１の測定モードと、周方向走査手段及び径方向走査手段を共に停止し、停止位置にて、検出波による測定を繰り返し行い、得られたデータを平均化する第２の測定モードと、を備える。【選択図】図６Kind Code: A1 It is possible to accurately measure the profile of the entire charging surface without being affected by ejected charge, and moreover, to accurately measure the surface profile of the outlet of gas in the furnace. An apparatus and method for measuring the surface profile of blast furnace inserts is provided. A surface profile measuring apparatus and measuring method for a blast furnace insert includes a transmitting/receiving means for transmitting and receiving a detection wave, a circumferential scanning means for scanning the detection wave in the circumferential direction of the blast furnace, and a detection wave. , and a radial scanning means for scanning in the radial direction of the blast furnace, the circumferential scanning means and the radial scanning means are operated together, and while scanning the detection wave in the circumferential direction of the blast furnace, the radial direction of the blast furnace is scanned. A first measurement mode in which scanning is performed, and a second measurement mode in which both the circumferential scanning means and the radial scanning means are stopped, measurements are repeatedly performed using detection waves at the stop positions, and the obtained data are averaged. And prepare. [Selection drawing] Fig. 6

Description

本発明は、高炉内の鉄鉱石やコークス、石灰（以下、まとめて「装入物」ともいう。）の表面プロフィールを測定する測定装置及び測定方法に関する。また、本発明は、装入物の表面プロフィールを基にして最適な高炉の操業を行う方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a measuring apparatus and a measuring method for measuring the surface profile of iron ore, coke, and lime (hereinafter collectively referred to as "charge") in a blast furnace. The invention also relates to a method for optimal blast furnace operation based on the surface profile of the charge.

高炉の操業では、装入物の堆積状態を適正にして、炉内のガスの流れを安定させることにより、燃料費低減や炉体の長寿命化が可能となる。装入物の適正な堆積状態を得るためには、堆積している装入物の表面（以下、「装入面」ともいう。）のプロフィールを短時間で正確に測定し、予め求めておいた理論的な堆積状態、すなわち「理論堆積プロフィール」となるように装入物を補給したり、高炉内のガスの流れを調整する必要がある。 In the operation of a blast furnace, it is possible to reduce fuel costs and extend the life of the furnace body by optimizing the deposition state of the burden material and stabilizing the gas flow in the furnace. In order to obtain an appropriate accumulation state of the charged material, the profile of the surface of the accumulated charged material (hereinafter also referred to as "charging surface") must be accurately measured in a short period of time and obtained in advance. It is necessary to replenish the charge and adjust the gas flow in the blast furnace so as to achieve the theoretical deposition state, that is, the "theoretical deposition profile".

特に、高炉内のガスの流れや融着帯の形成を左右するのは、高炉の半径方向における鉄鉱石とコークスとの分布比である。高炉を安定的に稼働させるためには、高炉の中心部にガスを多く流すことが望ましいとされており、高炉の中心側の「Ｏ／Ｃ（Ｏ：鉱石層厚、Ｃ：コークス層厚）」を低くし、炉壁側の「Ｏ／Ｃ」を高くすることが重要である。装入面の「Ｏ／Ｃ」が理想的な状態であると、逆Ｖ型の軟化融着帯が形成され、炉内ガスが高炉の中心に集中するようになり、高炉の中心の装入面から炉内ガスが吹き出す。それに伴って、高炉の中心の装入面に窪みができる。 In particular, the distribution ratio of iron ore and coke in the radial direction of the blast furnace affects the flow of gas in the blast furnace and the formation of cohesive zones. In order to operate the blast furnace stably, it is desirable to flow a large amount of gas into the center of the blast furnace. is low and the "O/C" on the furnace wall side is high. When the “O/C” of the charging surface is in an ideal state, an inverted V-shaped softening cohesive zone is formed, and the gas in the furnace is concentrated in the center of the blast furnace, and the charging at the center of the blast furnace Furnace gas blows out from the surface. As a result, a depression is formed on the charging surface at the center of the blast furnace.

装入面の「Ｏ／Ｃ」が適正であるかは、装入面のプロフィールを測定することで判断することができ、装入物が噴出した個所が、炉内ガスの噴出口であると見做すことができる。しかし、炉内ガスの噴出と共に装入物が噴出するため、噴出した装入物により検出波が反射及び減衰されて、装入面のプロフィールを正確に測定することができず、噴出口の表面プロフィールを正確に測定することもできない。 Whether or not the "O/C" of the charging surface is appropriate can be judged by measuring the profile of the charging surface. can be regarded. However, since the charge is ejected together with the gas in the furnace, the detected wave is reflected and attenuated by the ejected charge, making it impossible to accurately measure the profile of the charging surface. It is also not possible to measure the profile accurately.

また、軟化融着帯が理想的な状態に形成されているかを判断する方法として、炉頂に設置されたカメラを用いて炉内を観察する方法が広く行われている（例えば、特許文献１参照）。しかし、炉内は真っ暗であって、装入面の高温の部分が明るく見られる程度であり、噴出口の表面プロフィールを正確に測定することができない。また、噴出した装入物によりカメラの視野が遮られるなどの問題もある。 In addition, as a method for determining whether the softened cohesive zone is formed in an ideal state, a method of observing the inside of the furnace using a camera installed at the furnace top is widely used (for example, Patent Document 1 reference). However, the inside of the furnace is completely dark, and only the high-temperature portion of the charging surface can be seen brightly, and the surface profile of the jet nozzle cannot be accurately measured. In addition, there is also a problem that the field of view of the camera is blocked by the spouted charge.

特開２０１７－１９１０２３号公報JP 2017-191023 A

本発明はこれら問題に鑑みて成されたものであり、噴出した装入物の影響を受けることなく、装入面全面のプロフィールを正確に測定することができ、更には、炉内ガスの噴出口の表面プロフィールを正確に測定することができる、高炉内装入物の表面プロフィールの測定装置及び測定方法を提供する。 The present invention has been made in view of these problems, and it is possible to accurately measure the profile of the entire charging surface without being affected by the ejected charge, and furthermore, it is possible to measure the ejection of gas in the furnace. Provided are a surface profile measuring apparatus and a method for measuring the surface profile of a blast furnace inlet, which can accurately measure the surface profile of the outlet.

上記課題を解決するために本発明は、下記の高炉内装入物のプロフィール測定装置及び測定方法、並びに高炉の操業方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following profile measuring apparatus and measuring method for blast furnace contents, and a method for operating a blast furnace.

（１）高炉に供給され、堆積している装入物の表面に向けて検出波を送信し、前記装入物の表面で反射された前記検出波を受信して、前記装入物の表面プロフィールを測定する測定装置であって、
前記検出波を送信し、受信する送受信手段と、
前記検出波を、前記高炉の周方向に走査する周方向走査手段と、
前記検出波を、前記高炉の径方向に走査する径方向走査手段と、
を備えるともに、
前記周方向走査手段及び前記径方向走査手段を共に稼働し、前記検出波を前記高炉の周方向に走査しながら、前記高炉の径方向への走査を行う第１の測定モードと、
前記装入物の噴出口に対応する位置にて、前記周方向走査手段及び前記径方向走査手段を共に停止して前記検出波による測定を繰り返し行い、得られたデータを平均化して前記噴出口の表面プロフィールを測定する第２の測定モードと、
を備えることを特徴とする高炉内装入物の表面プロフィール測定装置。
（２）前記高炉の軸線中心部に対応する前記装入物の表面に対して、前記第２の測定モードを行うことを特徴とする（１）に記載の高炉内装入物の表面プロフィール測定装置。
（３）前記第１の測定モードと前記第２の測定モードとを組み合わせ、前記装入物の表面全体の表面プロフィールと、前記装入物の噴出口の表面プロフィールとを測定することを特徴とする（１）又は（２）に記載の高炉内装入物の表面プロフィール測定装置。
（４）高炉に供給され、堆積している装入物の表面に向けて検出波を送信し、前記装入物の表面で反射された前記検出波を受信して、前記装入物の表面プロフィールを測定する測定方法であって、
（１）に記載の高炉内装入物の表面プロフィール測定装置を用いて、
前記第１の測定モードにより、前記装入物の表面全体の表面プロフィールを測定するとともに、前記装入物の噴出物を検出し、かつ、
前記第２の測定モードにより、前記装入物の噴出口の表面プロフィールを測定することを特徴とする高炉内装入物の表面プロフィール測定方法。
（５）前記高炉の軸線中心部に対応する前記装入物の表面に対して、前記第２の測定モードを行うことを特徴とする（４）に記載の高炉内装入物の表面プロフィール測定方法。
（６）前記第１の測定モードと前記第２の測定モードとを組み合わせ、前記装入物の表面全体の表面プロフィールと、前記装入物の噴出口の表面プロフィールとを測定することを特徴とする（４）又は（５）に記載の高炉内装入物の表面プロフィール測定方法。
（７）前記第１の測定モードを行い、前記装入物の噴出物を検出した時にガスが噴出していると判断し、前記第２の測定モードにより、前記装入物の噴出口の表面プロフィールを測定することを特徴とする（４）又は（５）に記載の高炉内装入物の表面プロフィール測定方法。
（８）前記第１の測定モードを行い、前記装入物の噴出物を検出した時にガスが噴出していると判断し、前記第２の測定モードにより、前記装入物の噴出口の表面プロフィールを測定することを特徴とする（６）に記載の高炉内装入物の表面プロフィール測定方法。
（９）（１）又は（２）に記載の高炉内装入物の表面プロフィール測定装置を用い、
前記第１の測定モードにより、前記装入物の表面全体の表面プロフィールを測定するとともに、前記装入物の噴出物を検出し、かつ、
前記第２の測定モードにより、前記装入物の噴出口の表面プロフィールを測定し、操業条件を調整しながら操業することを特徴とする高炉の操業方法。
（１０）（３）に記載の高炉内装入物の表面プロフィール測定装置を用い、
前記第１の測定モードにより、前記装入物の表面全体の表面プロフィールを測定するとともに、前記装入物の噴出物を検出し、かつ、
前記第２の測定モードにより、前記装入物の噴出口の表面プロフィールを測定し、操業条件を調整しながら操業することを特徴とする高炉の操業方法。 (1) transmitting a detection wave toward the surface of a charge that is supplied to and deposited in a blast furnace, receiving the detection wave reflected from the surface of the charge, and A measuring device for measuring a profile,
Transmitting/receiving means for transmitting and receiving the detection wave;
circumferential scanning means for scanning the detection wave in the circumferential direction of the blast furnace;
Radial direction scanning means for scanning the detection wave in the radial direction of the blast furnace;
with
a first measurement mode in which both the circumferential direction scanning means and the radial direction scanning means are operated to scan the detection wave in the circumferential direction of the blast furnace while scanning in the radial direction of the blast furnace;
Both the circumferential scanning means and the radial scanning means are stopped at a position corresponding to the ejection port of the charged material, and measurements are repeatedly performed using the detection waves. a second measurement mode for measuring the outlet surface profile ;
A surface profile measuring device for a blast furnace insert, comprising:
(2) The blast furnace charge surface profile measuring apparatus according to (1), characterized in that the second measurement mode is performed on the surface of the charge corresponding to the center of the axis of the blast furnace. .
(3) Combining the first measurement mode and the second measurement mode to measure the surface profile of the entire surface of the charge and the surface profile of the outlet of the charge. The surface profile measuring device for blast furnace contents according to (1) or (2).
(4) transmitting a detection wave toward the surface of a charge that is supplied to and deposited in a blast furnace, receiving the detection wave reflected from the surface of the charge, and A measurement method for measuring a profile, comprising:
Using the surface profile measuring device for the blast furnace insert described in (1),
the first measurement mode measures a surface profile across the surface of the charge and detects ejecta of the charge; and
A method for measuring the surface profile of the charge in the blast furnace, characterized by measuring the surface profile of the outlet of the charge in the second measurement mode.
(5) The method for measuring the surface profile of the charge in the blast furnace according to (4), wherein the second measurement mode is performed on the surface of the charge corresponding to the center of the axis of the blast furnace. .
(6) Combining the first measurement mode and the second measurement mode to measure the surface profile of the entire surface of the charge and the surface profile of the outlet of the charge. The method for measuring the surface profile of the blast furnace charge according to (4) or (5).
(7) performing the first measurement mode, judging that the gas is ejected when the ejected matter of the charge is detected, and measuring the surface of the ejection port of the charge by the second measurement mode; The method for measuring the surface profile of the blast furnace insert according to (4) or (5), characterized in that the profile is measured.
(8) performing the first measurement mode, judging that gas is ejected when the ejected matter of the charge is detected, and measuring the surface of the ejection port of the charge by the second measurement mode; The method for measuring the surface profile of the blast furnace insert according to (6), characterized in that the profile is measured.
(9) Using the surface profile measuring device for blast furnace contents according to (1) or (2),
the first measurement mode measures a surface profile across the surface of the charge and detects ejecta of the charge; and
A method of operating a blast furnace, characterized by measuring the surface profile of the outlet of the charge in the second measurement mode, and operating the blast furnace while adjusting operating conditions.
(10) Using the surface profile measuring device for blast furnace contents according to (3),
the first measurement mode measures a surface profile across the surface of the charge and detects ejecta of the charge; and
A method of operating a blast furnace, characterized by measuring the surface profile of the outlet of the charge in the second measurement mode, and operating the blast furnace while adjusting operating conditions.

本発明によれば、噴出した装入物の影響を受けることなく、装入面全面のプロフィールを正確に測定することができ、更には、炉内ガスの噴出口の表面プロフィールを正確に測定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately measure the profile of the entire charging surface without being affected by the ejected charge, and moreover, to accurately measure the surface profile of the outlet of the in-furnace gas. be able to.

図１は、高炉内装入物の表面プロフィールの測定装置の一例を示す図であり、当該測定装置を高炉に設置した状態を、高炉の軸線に沿って示す図である。FIG. 1 is a view showing an example of a measuring device for the surface profile of blast furnace contents, and is a view showing a state in which the measuring device is installed in a blast furnace along the axis of the blast furnace. 図２は、図１に示した測定装置の具体的構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the measuring device shown in FIG. 1. As shown in FIG. 図３は、高炉内装入物の表面プロフィールの測定装置の他の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another example of a surface profile measuring device of a blast furnace charge. 図４は、高炉内装入物の表面プロフィールの測定装置の更に他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing still another example of a surface profile measuring apparatus for blast furnace inserts. 図５は、噴出した装入物により検出波の送受信が阻害される状態を、図１に倣って示す図である。FIG. 5 is a diagram showing, following FIG. 1, a state in which the transmission and reception of the detection wave are obstructed by the spouted charging material. 図６は、第１の測定モード及び第２の測定モードの装入面上の走査線の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of scanning lines on the loading surface in the first measurement mode and the second measurement mode. 図７は、第１の測定モード及び第２の測定モードの装入面上の走査線の他の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of scanning lines on the loading surface in the first measurement mode and the second measurement mode.

以下、本発明に関して、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment described below.

図１及び図２は、高炉内装入物の表面プロフィールの測定装置の一例を示している。なお、図１は、高炉内装入物の表面プロフィールの測定装置の一例を示す図であり、当該測定装置を高炉に設置した状態を、高炉の軸線に沿って示す図であり、図２は、測定装置の詳細を示す図である。 1 and 2 show an example of a measuring device for the surface profile of blast furnace inserts. In addition, FIG. 1 is a diagram showing an example of a measuring device for the surface profile of blast furnace contents, and is a diagram showing a state in which the measuring device is installed in a blast furnace along the axis of the blast furnace. It is a figure which shows the detail of a measuring apparatus.

図１に示すように、高炉１は、シュート２００により装入物２０である鉄鉱石やコークス、石灰等が供給される。シュート２００は、高炉１の軸線Ｃを中心に図中符号Ｒ１で示す方向に旋回し、軸線Ｃに対する傾斜角度Ｒ２を変えることで、装入物２０の落下位置を制御している。そして、シュート２００から落下した装入物２０が、高炉１の炉内に堆積する。 As shown in FIG. 1 , the blast furnace 1 is supplied with a charge 20 such as iron ore, coke, and lime through a chute 200 . The chute 200 rotates about the axis C of the blast furnace 1 in the direction indicated by reference numeral R1 in the figure, and by changing the inclination angle R2 with respect to the axis C, the dropping position of the charge 20 is controlled. Then, the charge 20 dropped from the chute 200 accumulates in the furnace of the blast furnace 1 .

高炉１の炉頂近傍には開口部２Ａが形成されており、開口部２Ａに測定装置１００Ａが設置される。測定装置１００Ａは、図２に示すように、回転軸１１０を中心にして、符号Ｙで示すように高炉１の開口部２Ａに対して水平に回転する回転板１２０を備える。なお、本実施形態において、回転板１２０は、高炉１の開口部２Ａに対して水平に回転するものとしているが、必ずしもこれに限られるものではなく、高炉１の開口部２Ａに対して若干の傾斜角を有した状態で回転するものであってもよい。 An opening 2A is formed near the top of the blast furnace 1, and a measuring device 100A is installed in the opening 2A. As shown in FIG. 2, the measuring apparatus 100A includes a rotary plate 120 that rotates horizontally with respect to the opening 2A of the blast furnace 1 as indicated by symbol Y about a rotary shaft 110. As shown in FIG. In this embodiment, the rotating plate 120 rotates horizontally with respect to the opening 2A of the blast furnace 1, but it is not necessarily limited to this. It may rotate with an inclination angle.

回転板１２０は、その中央部が開口した円環状の円板である。この回転板１２０の中央部の開口を、符号１２１で示す。 The rotating plate 120 is an annular disc with an opening at its center. A central opening of the rotary plate 120 is indicated by reference numeral 121 .

回転軸１１０は、円筒状で、その内部にアンテナ１３５を収容しており、回転板１２０の開口１２１と同心状に取り付けられる。アンテナ１３５は、導波管１３３を介して検出波Ｍ（マイクロ波やミリ波）の送受信手段１３０に接続している。導波管１３３は、連結棒１１４の送受信手段１３０側の上端部分が分離しており、送受信手段１３０が回転しない構成となっている。この分離部分を符号１８０で示すが、検出波Ｍが漏洩しないように、隙間の間隔を検出波Ｍの波長未満に設定している。 Rotating shaft 110 is cylindrical, accommodates antenna 135 therein, and is attached concentrically with opening 121 of rotating plate 120 . Antenna 135 is connected to transmitting/receiving means 130 for detecting wave M (microwave or millimeter wave) via waveguide 133 . The waveguide 133 is configured such that the upper end portion of the connecting rod 114 on the transmitting/receiving means 130 side is separated so that the transmitting/receiving means 130 does not rotate. This separated portion is indicated by reference numeral 180, and the interval of the gap is set to be less than the wavelength of the detected wave M so that the detected wave M does not leak.

なお、図示は省略するが、導波管１３３のアンテナ１３５側の部分を、回転軸１１０よりフリーにして回転軸１１０が回転しても導波管１３３が回転しないようにしてもよく、この場合は分離部分１８０が不要になる。 Although illustration is omitted, the portion of the waveguide 133 on the antenna 135 side may be freed from the rotating shaft 110 so that the waveguide 133 does not rotate even when the rotating shaft 110 rotates. eliminates the separation portion 180.

また、導波管１３３は、回転軸１１０の軸線と一致している。尚、アンテナ１３５には、検出波Ｍの指向性を高めるために、アンテナ面に、例えばフッ素樹脂等からなる誘電体レンズ１３６を付設してもよい。また、アンテナ１３５をパラボラアンテナ又はカセグレンアンテナにすることにより、測定装置１００Ａの全体としての、図２中の縦方向の寸法を小さくすることができ、誘電体レンズ１３６を省略することもできる。 Also, the waveguide 133 is aligned with the axis of the rotating shaft 110 . Incidentally, in order to improve the directivity of the detected wave M, the antenna 135 may be provided with a dielectric lens 136 made of, for example, fluorine resin on the antenna surface. Further, by using a parabolic antenna or a Cassegrain antenna as the antenna 135, the vertical dimension in FIG. 2 of the measuring apparatus 100A as a whole can be reduced, and the dielectric lens 136 can be omitted.

回転軸１１０の外周面にはギア１１２が設けられており、ギア１１２には、モータ１１３のギア１５５が噛合している。したがって、モータ１１３を駆動させることにより、回転軸１１０が図中の符号Ｙで示すように回動し、それに伴って回転板１２０が、回転軸１１０と同方向に、高炉１の開口部２Ａに対して水平に回転する。 A gear 112 is provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft 110 , and a gear 155 of the motor 113 is meshed with the gear 112 . Therefore, by driving the motor 113, the rotating shaft 110 rotates as indicated by symbol Y in the figure, and accordingly the rotating plate 120 moves toward the opening 2A of the blast furnace 1 in the same direction as the rotating shaft 110. rotate horizontally.

このように、回転板１２０の回転とともに検出波Ｍが高炉１の周方向に走査され、回転板１２０及びその駆動系が「周方向走査手段」に相当する。 In this way, the detection wave M is scanned in the circumferential direction of the blast furnace 1 as the rotating plate 120 rotates, and the rotating plate 120 and its drive system correspond to "circumferential scanning means".

回転板１２０の下方の、高炉１の開口部２Ａとの間の空間には、炉内に検出波Ｍを送信し、受信するための角度固定反射板１３８と、角度可変反射板１４０とが配設されている。 In the space below the rotor plate 120 and between the opening 2A of the blast furnace 1, a fixed angle reflector 138 and a variable angle reflector 140 for transmitting and receiving the detection wave M into the furnace are arranged. is set.

角度固定反射板１３８は、その反射面の傾斜角度が４５°に固定されている反射板であり、第１の角度固定反射板１３８Ａ、第２の角度固定反射板１３８Ｂ、及び第３の角度固定反射板１３８Ｃで構成されている。
第１の角度固定反射板１３８Ａは、回転板１２０の開口１２１を通じてアンテナ１３５のアンテナ面（図の例では誘電体レンズ１３６）と対向している。
第２の角度固定反射板１３８Ｂは、第１の角度固定反射板１３８Ａと対向配置しており、第２の角度固定反射板１３８Ｂとは第３の角度固定反射板１３８Ｃが対向配置している。
そのため、図２中の一点鎖線で示すように、アンテナ１３５から送信された検出波Ｍは、第１の角度固定反射板１３８Ａで反射されて第２の角度固定反射板１３８Ｂに送られ、第２の角度固定反射板１３８Ｂで反射された後、第３の角度固定反射板１３８Ｃに送られる。そして、第３の角度固定反射板１３８Ｃで反射されて、角度可変反射板１４０に送られる。 The fixed-angle reflector 138 is a reflector whose reflecting surface is fixed at an inclination angle of 45°. It is composed of a reflector 138C.
The first fixed-angle reflector 138A faces the antenna surface of the antenna 135 (the dielectric lens 136 in the example shown) through the opening 121 of the rotating plate 120 .
The second fixed angle reflector 138B faces the first fixed angle reflector 138A, and the third fixed angle reflector 138C faces the second fixed angle reflector 138B.
Therefore, as indicated by the dashed line in FIG. 2, the detection wave M transmitted from the antenna 135 is reflected by the first fixed angle reflector 138A and sent to the second fixed angle reflector 138B, where it is sent to the second fixed angle reflector 138B. After being reflected by the second fixed angle reflector 138B, it is sent to the third fixed angle reflector 138C. Then, the light is reflected by the third fixed angle reflector 138</b>C and sent to the variable angle reflector 140 .

これら第１の角度固定反射板１３８Ａ、第２の角度固定反射板１３８Ｂ及び第３の角度固定反射板１３８Ｃは、例えば、回転板１２０から高炉１の開口部２Ａに向かって垂下する固定部材（図示せず）に取り付けられる。 These first fixed-angle reflector 138A, second fixed-angle reflector 138B, and third fixed-angle reflector 138C are, for example, fixed members hanging down from the rotating plate 120 toward the opening 2A of the blast furnace 1 (Fig. not shown).

角度可変反射板１４０は、反射面１４０ａの傾斜角度が図２中の符号Ｘで示す方向に可変する反射板である。この角度可変反射板１４０では、反射面１４０ａとは反対側の面（裏面）の中心に、リンク機構１１７の第１リンク１１７ａが固定されており、第１リンク１１７ａには第２リンク１１７ｂが連結している。また、第２リンク１１７ｂには、回転軸１１０の開口１２１を通じて回転軸１１０の内部を貫通する連結棒１１４が連結しており、連結棒１１４の第２リンク１１７ｂとは反対側の端部にラックギア１１８が形成されている。 The angle-variable reflector 140 is a reflector whose inclination angle of the reflecting surface 140a is variable in the direction indicated by symbol X in FIG. In this variable angle reflector 140, the first link 117a of the link mechanism 117 is fixed at the center of the surface (rear surface) opposite to the reflecting surface 140a, and the second link 117b is connected to the first link 117a. is doing. A connecting rod 114 is connected to the second link 117b and passes through the inside of the rotating shaft 110 through the opening 121 of the rotating shaft 110. A rack gear is attached to the end of the connecting rod 114 opposite to the second link 117b. 118 are formed.

連結棒１１４は、アンテナ１３５と送受信手段１３０とを接続する導波管１３３を内管とする外管部１１４ａを有し、外管部１１４ａの外周面にラックギア１１８が形成されている。このラックギア１１８には、モータ１２５のギア１１９が噛合しており、モータ１２５を駆動することによりギア１１９が回転し、ラックギア１１８で直線運動に変換される。ここで、モータ１２５には、エンコーダ１２６が接続しており、モータ１２５の回転量、更にはギア１１９の回転量が検出される。 The connecting rod 114 has an outer tube portion 114a having a waveguide 133 connecting the antenna 135 and the transmitting/receiving means 130 as an inner tube, and a rack gear 118 is formed on the outer peripheral surface of the outer tube portion 114a. A gear 119 of a motor 125 is meshed with the rack gear 118 , and when the motor 125 is driven, the gear 119 rotates and is converted into linear motion by the rack gear 118 . An encoder 126 is connected to the motor 125 to detect the amount of rotation of the motor 125 and the amount of rotation of the gear 119 .

また、連結棒１１４は、回転軸１１０の内部で、アンテナ１３５を避けるように回転板１２０に向かって延びる中間部１１４ｂを有している。外管部１１４ａの回転軸１１０側の端部は外方に屈曲しており、この屈曲部分に中間部１１４ｂが連続している。 Moreover, the connecting rod 114 has an intermediate portion 114 b extending toward the rotating plate 120 inside the rotating shaft 110 so as to avoid the antenna 135 . The end portion of the outer tube portion 114a on the rotating shaft 110 side is bent outward, and the intermediate portion 114b is connected to this bent portion.

更には、中間部１１４ｂは、回転板１２０の開口１２１を通じて高炉１の開口部２Ａに延びる下端部１１４ｃを有している。この下端部１１４ｃが、リンク機構１１７の第２リンク１１７ｂに連結している。 Furthermore, the intermediate portion 114b has a lower end portion 114c extending through the opening 121 of the rotating plate 120 to the opening 2A of the blast furnace 1. As shown in FIG. This lower end portion 114 c is connected to the second link 117 b of the link mechanism 117 .

連結棒１１４はこのように構成され、モータ１２５の回転がギア１１９を通じてラックギア１１８により直線運動に変換され、図２中に符号Ｈで示すように、連結棒１１４が角度可変反射板１４０の側、あるいは反対側へと直線状に移動する。 The connecting rod 114 is configured as described above, and the rotation of the motor 125 is converted into linear motion by the rack gear 118 through the gear 119. As indicated by symbol H in FIG. Or move in a straight line to the other side.

また、角度可変反射板１４０の直径両端には、支軸（図示せず）が突設しており、支軸が回動自在に支持されている。そして、支持腕が、回転板１２０に取り付けられた支持腕保持棒１４５に取り付けられている。 A support shaft (not shown) protrudes from both diametrical ends of the angle-variable reflector 140, and the support shaft is rotatably supported. A support arm is attached to a support arm holding rod 145 attached to the rotating plate 120 .

そして、連結棒１１４が角度可変反射板１４０の側へと移動（図２中の下降方向）すると、リンク機構１１７を介して角度可変反射板１４０の反射面１４０ａが高炉１の内壁１ａを向くように傾斜し、連結棒１１４が角度可変反射板１４０とは反対側へと移動（図２中の上昇方向）すると、リンク機構１１７を介して角度可変反射板１４０の反射面１４０ａが高炉１の軸線Ｃ（図１参照）を向くように傾斜する。すなわち、連結棒１１４の下降及び上昇により、角度可変反射板１４０の反射面１４０ａの傾斜を、図２中の符号Ｘ方向に変えることができる。 When the connecting rod 114 moves toward the variable angle reflector 140 (downward direction in FIG. 2), the reflection surface 140a of the variable angle reflector 140 faces the inner wall 1a of the blast furnace 1 via the link mechanism 117. and the connecting rod 114 moves to the opposite side of the variable angle reflector 140 (upward direction in FIG. Tilt to face C (see FIG. 1). That is, by lowering and raising the connecting rod 114, the inclination of the reflecting surface 140a of the angle-variable reflecting plate 140 can be changed in the X direction in FIG.

それに伴って、角度固定反射板１３８の第３の角度固定反射板１３８Ｃから角度可変反射板１４０に送られた検出波Ｍは、符号Ｚで示すように図２中における左右方向に振られ、回転板１２０の径方向に沿った線状となって炉内に送られる。角度可変反射板１４０による検出波Ｍの振り幅は、例えば図１に示すように高炉１の内壁１ａから軸線Ｃまで検出波Ｍが線状に移動するように調整される。 Accompanying this, the detection wave M sent from the third fixed angle reflector 138C of the fixed angle reflector 138 to the variable angle reflector 140 is swung in the horizontal direction in FIG. It becomes linear along the radial direction of the plate 120 and is sent into the furnace. The amplitude of the detected wave M by the angle-variable reflector 140 is adjusted, for example, so that the detected wave M moves linearly from the inner wall 1a of the blast furnace 1 to the axis C as shown in FIG.

このように、角度可変反射板１４０により検出波Ｍが高炉１の径方向に走査され、角度可変反射板１４０及びその駆動系が「径方向走査手段」に相当する。 In this way, the detection wave M is scanned in the radial direction of the blast furnace 1 by the angle-variable reflector 140, and the angle-variable reflector 140 and its drive system correspond to "radial direction scanning means".

検出波Ｍは、図１に示す装入面Ｓで反射され、送信時と同経路を辿って送受信手段１３０で受信される。送受信は、例えばＦＭ－ＣＷ方式で行うことができる。すなわち、送受信手段１３０に接続するアンテナ１３５から送信され、角度固定反射板１３８Ａ～１３８Ｃで反射されて角度可変反射板１４０に送られ、角度可変反射板１４０から所定の角度で送信された検出波Ｍ（送信波）は、高炉１の開口部２Ａを通じて炉内へと送られた後、装入面Ｓで反射され、その反射波が逆の経路（すなわち、角度可変反射板１４０→角度固定反射板１３８Ｃ～１３８Ａ→アンテナ１３５→送受信手段１３０）を辿って、送受信手段１３０で検波される。そして、送信波と反射波との周波数差（ビート周波数）から送受信手段１３０と装入面Ｓとの間の距離情報が得られる。 The detected wave M is reflected by the charging surface S shown in FIG. Transmission and reception can be performed, for example, by the FM-CW system. That is, the detection wave M transmitted from the antenna 135 connected to the transmitting/receiving means 130, reflected by the fixed angle reflectors 138A to 138C, sent to the variable angle reflector 140, and transmitted from the variable angle reflector 140 at a predetermined angle. The (transmission wave) is sent into the furnace through the opening 2A of the blast furnace 1, and then reflected by the charging surface S. 138C to 138A→antenna 135→transmitting/receiving means 130) and detected by the transmitting/receiving means 130. Distance information between the transmitting/receiving means 130 and the charging surface S is obtained from the frequency difference (beat frequency) between the transmitted wave and the reflected wave.

この線状の検出波Ｍの送受信を、回転軸１１０を中心にして回転板１２０を回転させながら行うことにより、高炉１の炉内全域にわたる円形の走査領域における距離情報が得られる。一方で、モータ１１３に接続するエンコーダ１５０により、回転板１２０の回転位置に相当する回転軸１１０の回動角度が検出されるため、走査領域における検出波Ｍの位置情報が得られる。また、エンコーダ１２６によるモータ１２５及びギア１１９の回転量から、角度可変反射板１４０の反射面１４０ａの傾斜角度が検出され、回転板１２０の径方向における位置情報が検出される。これら距離情報と位置情報とから、装入面Ｓの全面にわたって表面プロフィールが得られる。 By transmitting and receiving this linear detection wave M while rotating the rotating plate 120 around the rotating shaft 110, distance information in the circular scanning area throughout the furnace 1 can be obtained. On the other hand, the encoder 150 connected to the motor 113 detects the rotational angle of the rotary shaft 110 corresponding to the rotational position of the rotary plate 120, so positional information of the detected wave M in the scanning area can be obtained. In addition, the tilt angle of the reflecting surface 140a of the angle-variable reflecting plate 140 is detected from the amount of rotation of the motor 125 and the gear 119 by the encoder 126, and the positional information of the rotating plate 120 in the radial direction is detected. From these distance and position information, a surface profile over the entire loading surface S is obtained.

このように、回転板１２０の回転に合わせて角度可変反射板１４０を傾斜させるだけであるため、全表面を一度に走査する場合に比べて、装置の簡素化及び駆動源の負荷を軽減することができる。 In this way, since the angle-variable reflector 140 is simply tilted in accordance with the rotation of the rotary plate 120, the device can be simplified and the load on the drive source can be reduced compared to the case where the entire surface is scanned at once. can be done.

また、角度固定反射板１３８及び角度可変反射板１４０を用いる代わりに、図３に示すような、フェーズドアレイモジュール１６０を回転板１２０に取り付ける構成とすることもできる。 Also, instead of using the fixed-angle reflector 138 and the variable-angle reflector 140, a phased array module 160 can be attached to the rotating plate 120 as shown in FIG.

図３に示すように、フェーズドアレイモジュール１６０は、ｎ個のアンテナ素子１６１（１）～１６１（ｎ）を移相器１６２に接続したものであり、個々のアンテナ素子１６１（１）～１６１（ｎ）は、検出波Ｍの位相を制御するための移相器１６２にマイクロストリップライン（図示せず）で接続されている。そして、フェーズドアレイモジュール１６０は、移相器１６２からのアンテナ素子１６１（１）～１６１（ｎ）への各移相量を変えることによりアンテナ素子１６１（１）～１６１（ｎ）の指向性（検出波Ｍの送受信方向）を変えて、アンテナ素子１６１（１）～１６１（ｎ）の連設方向（すなわち、図３における左右方向）に沿った線状の走査を行う。 As shown in FIG. 3, the phased array module 160 consists of n antenna elements 161(1)-161(n) connected to a phase shifter 162, each antenna element 161(1)-161( n) is connected to a phase shifter 162 for controlling the phase of the detection wave M by a microstrip line (not shown). The phased array module 160 changes the phase shift amount from the phase shifter 162 to the antenna elements 161(1) to 161(n) to change the directivity ( The transmission/reception direction of the detection wave M) is changed, and linear scanning is performed along the direction in which the antenna elements 161(1) to 161(n) are arranged (that is, the horizontal direction in FIG. 3).

フェーズドアレイモジュール１６０は、アンテナ素子１６１（１）～１６１（ｎ）のアンテナ端面１６１ａが高炉１の開口部２Ａを向くように、かつ、アンテナ素子１６１（１）～１６１（ｎ）の連設方向が回転板１２０の径方向に沿うように、回転板１２０に取り付けられる。フェーズドアレイモジュール１６０の回転板１２０への取り付けは、アンテナ端面１６１ａを結ぶ線が回転板１２０の板面に対して角度αをなすように傾斜していてもよいし、アンテナ端面１６１ａを結ぶ線と回転板１２０の板面とが平行、すなわち角度α＝０としてもよい。 The phased array module 160 is arranged such that the antenna end faces 161a of the antenna elements 161(1) to 161(n) face the opening 2A of the blast furnace 1, and the antenna elements 161(1) to 161(n) are arranged in series. is attached to the rotating plate 120 along the radial direction of the rotating plate 120 . When phased array module 160 is attached to rotating plate 120, the line connecting antenna end surfaces 161a may be inclined so that it forms an angle α with respect to the plate surface of rotating plate 120, or the line connecting antenna end surfaces 161a and The plate surface of the rotating plate 120 may be parallel, that is, the angle α=0.

このように、フェーズドアレイモジュール１６０により検出波Ｍが高炉１の径方向に走査され、フェーズドアレイモジュール１６０及び移相器１６２が「径方向走査手段」に相当する。また、上記と同様に、回転板１２０及びその駆動系が、「周方向走査手段」に相当する。 In this way, the phased array module 160 scans the detection wave M in the radial direction of the blast furnace 1, and the phased array module 160 and the phase shifter 162 correspond to "radial scanning means". Further, similarly to the above, the rotating plate 120 and its drive system correspond to the "circumferential direction scanning means".

測定装置として、図４に示す構成の測定装置１００Ｂとすることも可能である。図４は、高炉内装入物の表面プロフィールの測定装置の更に他の例を示す図である。 As the measuring device, a measuring device 100B having the configuration shown in FIG. 4 can also be used. FIG. 4 is a diagram showing still another example of a surface profile measuring apparatus for blast furnace inserts.

図４に示すように、高炉１の開口部２Ｂには、容器３５０が取り付けられてり、容器３５０の一側面（図４では左側端部）が開口して、アンテナ取付壁３５１で閉鎖されている。そして、アンテナ取付壁３５１にアンテナ３１１が取り付けられている。また、アンテナ３１１には、検出波Ｍの送受信器３１０が連結している。 As shown in FIG. 4, a container 350 is attached to the opening 2B of the blast furnace 1, one side of the container 350 (the left end in FIG. 4) is open, and is closed by an antenna mounting wall 351. there is An antenna 311 is attached to the antenna attachment wall 351 . A transmitter/receiver 310 for the detected wave M is connected to the antenna 311 .

容器３５０の開口部２Ｂの直上には、反射板３２０が配置されている。反射板３２０の直径両端からは支軸３２１が突出しており、支軸３２１を支持腕３６０が回動自在に支持している。また、支持腕３６０は、管体３６１の反射板３２０側の端部（先端）に固定されている。 A reflector 320 is arranged directly above the opening 2B of the container 350 . A support shaft 321 protrudes from both diametrical ends of the reflecting plate 320, and the support arm 360 supports the support shaft 321 so as to be rotatable. Further, the support arm 360 is fixed to the end (tip) of the tubular body 361 on the reflecting plate 320 side.

管体３６１の後端近傍の外周面には、ギア３６４が取り付けられており、モータ３７０のギア３７１と係合している。そして、管体３６１は、モータ３７０の駆動により自身の軸線を中心に矢印Ｙ方向に回動し、この回動に伴って、支持腕３６０で支持されている反射板３２０も、同方向に回動する。また、管体３６１の外周面には軸受３６２が嵌合しており、管体３６１は、軸受３６２を介して回動自在に容器３５０に支持される。 A gear 364 is attached to the outer peripheral surface of the tubular body 361 in the vicinity of the rear end thereof, and engages with the gear 371 of the motor 370 . The tubular body 361 is driven by the motor 370 to rotate about its own axis in the direction of the arrow Y, and along with this rotation, the reflector 320 supported by the support arm 360 also rotates in the same direction. move. A bearing 362 is fitted to the outer peripheral surface of the tubular body 361 , and the tubular body 361 is rotatably supported by the container 350 via the bearing 362 .

また、反射板３２０には、リンク機構３００が連結している。このリンク機構３００は、反射板３２０の裏面３２０ａの中心に、第１リンク３０１が固定されている。そして、第１リンク３０１には、連結ピン３０４を介して第２リンク３０２が回動自在に連結し、第２リンク３０２には、連結ピン３０５を介してスライダ３０３が回動自在に連結している。スライダ３０３は、断面円形の長尺の棒材であり、その後端にはラックギア３０８が形成されている。このラックギア３０８は、モータ３０９のギアと係合しており、モータ３０９を駆動することにより、スライダ３０３が、図４中における矢印Ｌ方向に往復直線移動する。そして、スライダ３０３がアンテナ側に前進すると、反射板３２０が開口部２Ｂを向くように図４中下向き方向に傾斜し、スライダ３０３が反アンテナ側に後退すると、反射板３２０がアンテナ３１１を向くように図４中における上向き方向に傾斜する。 A link mechanism 300 is connected to the reflector 320 . The link mechanism 300 has a first link 301 fixed to the center of the rear surface 320 a of the reflector 320 . A second link 302 is rotatably connected to the first link 301 via a connecting pin 304 , and a slider 303 is rotatably connected to the second link 302 via a connecting pin 305 . there is The slider 303 is an elongated bar with a circular cross section, and a rack gear 308 is formed at its rear end. This rack gear 308 is engaged with the gear of a motor 309, and by driving the motor 309, the slider 303 linearly moves back and forth in the direction of arrow L in FIG. When the slider 303 advances toward the antenna, the reflector 320 is inclined downward in FIG. 4 so as to face the opening 2B. to the upward direction in FIG.

スライダ３０３は、アンテナ３１１から送信される検出波Ｍの伝搬軸の延長線上にあり、反射板３２０の支軸３２１もこの検出波の伝搬軸の延長線上にある。そのため、反射板３２０は、検出波の伝搬軸を中心に、スライダ３０３の前進後退に伴って、図４中における矢印Ｘ方向に回動する。 The slider 303 is on the extension line of the propagation axis of the detection wave M transmitted from the antenna 311, and the support shaft 321 of the reflector 320 is also on the extension line of the propagation axis of this detection wave. Therefore, the reflecting plate 320 rotates about the propagation axis of the detected wave in the direction of the arrow X in FIG. 4 as the slider 303 advances and retreats.

また、管体３６１とスライダ３０３とは、管体３６１を外管とし、スライダ３０３を内管とする２重管構造になっている。また、スライダ３０３の反射板３２０側の端部には、溝が形成されており、この溝にＯリング等のシール部材３６５が装着され、管体３６１との隙間を摺動自在に塞いでいる。 Further, the tubular body 361 and the slider 303 have a double tube structure in which the tubular body 361 is an outer tube and the slider 303 is an inner tube. A groove is formed in the end portion of the slider 303 on the reflecting plate 320 side, and a seal member 365 such as an O-ring is attached to the groove to slidably close the gap with the tubular body 361 . .

そして、管体３６１を駆動するモータ３７０と、スライダ３０３を駆動するモータ３０９とを協働することにより、反射板３２０を、矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に回動する。これにより、開口部２Ｂから送信された検出波Ｍは、装入物２０の挿入面を面状に走査し、面状の表面プロフィールが得られる。尚、モータ３７０とモータ３０９の何れか一方のみを駆動して、反射板３２０を矢印Ｘ方向又は矢印Ｙ方向の一方にのみ回動させることにより、線状の表面プロフィールを得ることもできる。 By cooperating the motor 370 that drives the tubular body 361 and the motor 309 that drives the slider 303, the reflecting plate 320 is rotated in the arrow X direction and the arrow Y direction. Thereby, the detection wave M transmitted from the opening 2B scans the insertion surface of the charge 20 planarly, and a planar surface profile is obtained. A linear surface profile can also be obtained by driving either the motor 370 or the motor 309 to rotate the reflector 320 in either the arrow X direction or the arrow Y direction.

このように、管体３６１及びその駆動系が「周方向走査手段」に相当する。また、反射板３２０及びその駆動系が「径方向走査手段」に相当する。 Thus, the tubular body 361 and its drive system correspond to the "circumferential scanning means". Also, the reflector 320 and its driving system correspond to the "radial direction scanning means".

尚、上記測定装置１００Ｂとして、周方向走査手段と径方向走査手段とを備える限り、上記構成に制限されることはなく、例えば、本出願人による特許第６５７３３２３号公報に記載の測定装置なども可能である。 The measuring device 100B is not limited to the above configuration as long as it has circumferential scanning means and radial scanning means. It is possible.

上述したように、測定装置１００Ｂの周方向走査手段及び径方向走査手段の両方を稼働させることにより、装入面Ｓの全面にわたる表面プロフィールを測定することができる。この測定モードが、「第１の測定モード」である。 As described above, the surface profile over the entire loading surface S can be measured by operating both the circumferential scanning means and the radial scanning means of the measuring device 100B. This measurement mode is the "first measurement mode".

ところで、第１の測定モードでは、装入面Ｓの表面プロフィールの他に、装入面Ｓの噴出した部分（噴出口）からの噴出物も検出される。図５は、噴出した装入物２０により検出波の送受信が阻害される状態を、図１に倣って示す図であるが、図示されるように、噴出した個々の装入物２０は、数十ｍｍ程度の大きさがあるため、送信波Ｔの一部は装入物２０で反射され、反射波Ｒとして受信される。一方、装入物２０をすり抜けた送信波Ｔ′は、装入面Ｓで反射して反射波Ｒ′として受信される。そのため、噴出した装入物２０が多量になるほど、装入物２０をすり抜ける送信波Ｔ′が少なくなり、更には反射波Ｒ′も噴出した装入物２０によって遮られるため、測定装置１００Ａで受信する反射波Ｒ′の信号レベルが低下する。 By the way, in the first measurement mode, in addition to the surface profile of the charging surface S, ejected substances from the ejected portion (jet port) of the charging surface S are also detected. FIG. 5 is a diagram showing a state in which the transmission and reception of the detection wave is blocked by the spouted charge 20, following FIG. Since it has a size of about 10 mm, part of the transmitted wave T is reflected by the charge 20 and received as a reflected wave R. On the other hand, the transmitted wave T' passing through the charging material 20 is reflected by the charging surface S and received as a reflected wave R'. Therefore, the greater the amount of the injected charge 20, the less the transmitted wave T' passing through the injected charge 20, and the reflected wave R' is also blocked by the injected charge 20, so that the measurement device 100A receives the wave. The signal level of the reflected wave R' is lowered.

また、装入面Ｓからの反射波Ｒ′は１点であるのに対し、噴出した装入物２０は高炉１の上下方向又は左右方向にある広がりをもって分散しているため、噴出した装入物２０からの反射波Ｒは複数存在する。しかも、噴出した装入物２０は落下するため、空間に留まることがないため、反射波Ｒの信号レベルの大きさは常に変化する。 In addition, while the reflected wave R' from the charging surface S is one point, the spouted charge 20 is dispersed with a certain spread in the vertical or horizontal direction of the blast furnace 1, so the spouted charge A plurality of reflected waves R from the object 20 exist. Moreover, since the spouted charge 20 falls and does not remain in space, the signal level of the reflected wave R constantly changes.

このように、測定装置１００Ａでは、装入面Ｓからの反射波Ｒ′と、噴出した装入物２０からの反射波Ｒとが混在しており、装入面Ｓ、更にはガスの噴出口の表面プロフィールを正確に測定することができない。そこで、噴出口に対応する位置にて、回転板１２０の回転及び角度可変反射板１４０の傾斜動作を任意の位置で停止し、停止した位置にて検出波Ｍによる送受信を繰り返し行う。この走査が、「第２の測定モード」である。 Thus, in the measuring device 100A, the reflected wave R′ from the charging surface S and the reflected wave R from the ejected charge 20 are mixed, and the charging surface S and further the gas ejection port surface profile cannot be measured accurately. Therefore, the rotation of the rotary plate 120 and the tilting operation of the angle-variable reflector 140 are stopped at an arbitrary position at a position corresponding to the ejection port, and the detection wave M is repeatedly transmitted and received at the stopped position. This scanning is the "second measurement mode".

また、第２の測定モードでは、受信データ（スペクトル波形）を加算平均することにより、噴出した装入物２０からのランダムに変化する反射波Ｒ及びフロアノイズを１／√Ｎ（ただし、Ｎは「繰り返し測定回数」である。）だけ減衰させることができる。これにより、噴出した装入物２０の影響を抑えて、噴出口の表面プロフィールをより正確に測定できる。
なお、第２の測定モードでは、反射波Ｒを平均化するため、噴出した装入物２０を検出することができない。 In the second measurement mode, by averaging the received data (spectrum waveform), the randomly changing reflected wave R and floor noise from the spouted charge 20 are reduced to 1/√N (where N is ) can be attenuated. As a result, the influence of the ejected charge 20 can be suppressed, and the surface profile of the ejection port can be measured more accurately.
In addition, in the second measurement mode, since the reflected wave R is averaged, the spouted charge 20 cannot be detected.

第２の測定モードは、装入面Ｓの軸線Ｃに対応する部分の周辺（以下、「炉心周辺部」という。）を走査することが好ましい。すなわち、装入面Ｓの炉心周辺部にて、図２に示す測定装置１００Ａでは、回転板１２０の回転動作及び角度可変反射板１４０の傾斜動作を停止させ、また、図３に示すフェーズドアレイモジュール１６０では、回転板１２０の回転動作及び位相変化を停止させ、また、図４に示す測定装置１００Ｂでは、管体３６１の回転動作及び反射板３２０の傾斜動作を停止させることにより、それぞれ周方向及び径方向の走査点を固定し、Ｎ回、同じ位置にて検出波Ｍによる送受信を行う。これにより、装入面Ｓの炉心周辺部の表面プロフィールをより正確に測定できる。 In the second measurement mode, it is preferable to scan the periphery of the portion corresponding to the axis C of the charging surface S (hereinafter referred to as "core periphery"). That is, in the core peripheral portion of the charging plane S, the measuring apparatus 100A shown in FIG. In 160, the rotational movement and phase change of the rotating plate 120 are stopped, and in the measurement apparatus 100B shown in FIG. A scanning point in the radial direction is fixed, and transmission/reception by the detection wave M is performed N times at the same position. As a result, the surface profile of the charging surface S around the core can be measured more accurately.

上述したように、高炉１を安定稼働させるためには、高炉１の炉心部分でガスが噴出していることが望ましいとされているが、噴出した装入物２０により検出波Ｍの送受信が阻害されているため、装入面Ｓの炉心周辺部の表面プロフィールを正確に測定することができない。しかし、第２の測定モードを行うことにより、噴出した装入物２０の影響を少なくすることができるため、炉心周辺部の装入面Ｓをより正確に知り得ることは、高炉１の操業に有利となる。 As described above, in order to stably operate the blast furnace 1, it is desirable that the gas is ejected from the core portion of the blast furnace 1, but the emitted burden 20 hinders the transmission and reception of the detection wave M. Therefore, the surface profile of the charging surface S around the core cannot be accurately measured. However, by performing the second measurement mode, it is possible to reduce the influence of the spouted charge 20. Therefore, it is useful for the operation of the blast furnace 1 to know the charging surface S around the core more accurately. be advantageous.

また、第１の測定モードと第２の測定モードとを組み合わせることにより、装入面Ｓの全面にわたる表面プロフィールと、例えば炉心周辺部の表面プロフィールを同時に測定することができる。図６に、両測定モードによる装入面Ｓの面上での走査様式の一例を示すが、花びら状の実線（ただし、実際には、測定点は点線状に連なっている。）は第１の測定モードを、点は高炉１の軸線Ｃの周辺部で第２の測定モードを行ったときのそれぞれの走査様式を示している。このように、第１の測定モードによる装入面Ｓの全面の表面プロフィールと、第２の測定モードにより噴出した装入物２０による影響を抑えた、炉心周辺部の表面プロフィールを同時に測定することができる。 Further, by combining the first measurement mode and the second measurement mode, it is possible to simultaneously measure the surface profile over the entire surface of the charging surface S and, for example, the surface profile around the core. FIG. 6 shows an example of the scanning pattern on the charging surface S in both measurement modes. , and the points indicate scanning modes when the second measurement mode is performed around the axis C of the blast furnace 1 . In this way, the surface profile of the entire surface of the charging surface S by the first measurement mode and the surface profile of the core peripheral part, which suppresses the influence of the ejected charge 20 by the second measurement mode, can be simultaneously measured. can be done.

尚、第１の測定モードによる花びら状の走査は、本出願人による特開２０２１－１７２８７７号公報を参照することができる。 Note that the petal-shaped scanning in the first measurement mode can be referred to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-172877 filed by the present applicant.

また、第１の測定モードには制限はなく、図６に示す花びら状の走査線の他、例えば図７に示すような階段状の走査線とすることもできる。図示されるような階段状の走査線とするには、図４に示した測定装置１００Ｂにおいて、先ず、管体３６１をある角度回転させて停止し、停止した位置にて反射板３２０を連続して傾斜させることにより、図４中の左右方向への走査を行う。次いで、反射板３２０の傾斜を固定した状態で、管体３６１を所定角度回転させると、図４中の上下方向の次の段に以降し、再度、反射板３２０を連続して、図４中の左右方向に走査する。この操作を繰り返し行うことで、図７に示すような階段状の走査を行うことができる。 Moreover, the first measurement mode is not limited, and in addition to the petal-shaped scanning line shown in FIG. 6, for example, a stepped scanning line as shown in FIG. In order to form the stepwise scanning line as shown in the figure, in the measuring apparatus 100B shown in FIG. 4, scanning is performed in the horizontal direction in FIG. Next, when the tubular body 361 is rotated by a predetermined angle while the inclination of the reflector 320 is fixed, the next step in the vertical direction in FIG. to the right and left. By repeating this operation, stepped scanning as shown in FIG. 7 can be performed.

その他、図示は省略するが、高炉１の軸線Ｃを中心とする螺旋状の走査も可能である。 In addition, although illustration is omitted, spiral scanning around the axis C of the blast furnace 1 is also possible.

このように第１の測定モードと第２の測定モードにより測定した装入面Ｓの表面プロヒールに基づき、鉄鉱石及びコークスの各供給量、「Ｏ／Ｃ」などの操業条件を調整することで、より安定した高炉１の操業が可能になる。 In this way, based on the surface profile of the charging surface S measured by the first measurement mode and the second measurement mode, by adjusting the operating conditions such as the supply amount of iron ore and coke and "O/C" , more stable operation of the blast furnace 1 becomes possible.

１高炉
２Ａ、２Ｂ開口部
２０装入物
１００Ａ、１００Ｂ測定装置（高炉内装入物の表面プロフィール測定装置）
１１０回転軸
１１４連結棒
１１７リンク機構
１２０回転板
１３０送受信手段
１３５アンテナ
１３８、１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃ角度固定反射板
１４０角度可変反射板
１５０エンコーダ（回転板側）
１６０フェーズドアレイモジュール
１６１、１６１（１）～１６１（ｎ）アンテナ素子
１６２移相器
１６４（１）～１６４（ｎ）導波管
２００シュート
３００リンク機構
３０１第１リンク
３０２第２リンク
３０３スライダ
３０８ラックギア
３０９モータ
３１０送受信器
３１１アンテナ
３２０反射板
３５０容器
３６１管体
３６４ギア
３７０モータ
３７１ギア 1 Blast Furnace 2A, 2B Opening 20 Charge 100A, 100B Measurement Device (Surface Profile Measurement Device for blast furnace charge)
110 Rotating shaft 114 Connecting rod 117 Link mechanism 120 Rotating plate 130 Transmitting/receiving means 135 Antenna 138, 138A, 138B, 138C Fixed angle reflector 140 Variable angle reflector 150 Encoder (rotary plate side)
160 phased array modules 161, 161(1) to 161(n) antenna element 162 phase shifters 164(1) to 164(n) waveguide 200 chute 300 link mechanism 301 first link 302 second link 303 slider 308 rack gear 309 Motor 310 Transceiver 311 Antenna 320 Reflector 350 Container 361 Pipe 364 Gear 370 Motor 371 Gear

Claims

Transmitting a detection wave toward a surface of a charge being fed and deposited in a blast furnace and receiving said detection wave reflected at the surface of said charge to measure a surface profile of said charge. A measuring device for
Transmitting/receiving means for transmitting and receiving the detection wave;
circumferential scanning means for scanning the detection wave in the circumferential direction of the blast furnace;
Radial direction scanning means for scanning the detection wave in the radial direction of the blast furnace;
with
a first measurement mode in which both the circumferential direction scanning means and the radial direction scanning means are operated to scan the detection wave in the circumferential direction of the blast furnace while scanning in the radial direction of the blast furnace;
Both the circumferential scanning means and the radial scanning means are stopped at a position corresponding to the ejection port of the charged material, and measurements are repeatedly performed using the detection waves. a second measurement mode for measuring the outlet surface profile ;
A surface profile measuring device for a blast furnace insert, comprising:

2. The blast furnace charge surface profile measuring apparatus according to claim 1, wherein the second measurement mode is performed on the surface of the charge corresponding to the axial center of the blast furnace.

3. A surface profile of the entire surface of the charged material and a surface profile of an ejection port of the charged material are measured by combining the first measurement mode and the second measurement mode. 3. The surface profile measuring device for blast furnace inserts according to 1 or 2.

Transmitting a detection wave toward a surface of a charge being fed and deposited in a blast furnace and receiving said detection wave reflected at the surface of said charge to measure a surface profile of said charge. A measuring method for
Using the surface profile measuring device for blast furnace inserts according to claim 1,
the first measurement mode measures a surface profile across the surface of the charge and detects ejecta of the charge; and
A method for measuring the surface profile of the charge in the blast furnace, characterized by measuring the surface profile of the outlet of the charge in the second measurement mode.

5. The method of measuring a surface profile of a charge in a blast furnace according to claim 4, wherein the second measurement mode is performed on the surface of the charge corresponding to the center of the axis of the blast furnace.

3. A surface profile of the entire surface of the charged material and a surface profile of an ejection port of the charged material are measured by combining the first measurement mode and the second measurement mode. 6. The method for measuring the surface profile of the blast furnace insert according to 4 or 5.

The first measurement mode is performed, and it is determined that the gas is ejected when the ejected matter of the charge is detected, and the surface profile of the ejection port of the charge is measured by the second measurement mode. 6. The method for measuring the surface profile of a blast furnace charge according to claim 4 or 5, characterized in that:

The first measurement mode is performed, and it is determined that the gas is ejected when the ejected matter of the charge is detected, and the surface profile of the ejection port of the charge is measured by the second measurement mode. 7. The method for measuring the surface profile of a blast furnace charge according to claim 6, characterized in that:

Using the surface profile measuring device for blast furnace contents according to claim 1 or 2,
the first measurement mode measures a surface profile across the surface of the charge and detects ejecta of the charge; and
A method of operating a blast furnace, characterized by measuring the surface profile of the outlet of the charge in the second measurement mode, and operating the blast furnace while adjusting operating conditions.

Using the surface profile measuring device for blast furnace inserts according to claim 3,
the first measurement mode measures a surface profile across the surface of the charge and detects ejecta of the charge; and
A method of operating a blast furnace, characterized by measuring the surface profile of the outlet of the charge in the second measurement mode, and operating the blast furnace while adjusting operating conditions.