JPH02232533A - キルン内壁温度検出装置 - Google Patents

キルン内壁温度検出装置

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JPH02232533A
JPH02232533A JP1053204A JP5320489A JPH02232533A JP H02232533 A JPH02232533 A JP H02232533A JP 1053204 A JP1053204 A JP 1053204A JP 5320489 A JP5320489 A JP 5320489A JP H02232533 A JPH02232533 A JP H02232533A
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kiln
coke
temperature
infrared sensor
scan
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Katsuzane Sakai
酒井 勝真
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、回転する円筒状のキルンの温度を険出する装
置に関する。
(従来の技術) 石炭系及び石油系の重質油を原料として製造された生コ
ークスは、回転するキルン等のか焼装置によりか焼され
、人造黒鉛電極製造用原料等に広く使用されている。こ
の人造黒鉛電極等の原料であるか焼コτクスを得るため
のキルンの運転制御は、一般に、円筒状のキルンの一端
てあるキルン出口の温度を基準として行なわれてきた。
しかしながら近年、電気製鋼炉のU H P (UIL
ra l!IghPower )操業が行なわれるよう
になって以来、キルン出口の温度制御のみではUHP!
Il業に要求される高品質のか焼コークス(例えばRD
値のバラツキが極めて少ないか焼コークス)を得ること
が難しく、キルンの運転制御力法の技術改良が望まれて
いた。
そのため、本件出願人は、高品質のか焼コークスを得る
方法として、キルン内の燃焼領域(生コークスがキルン
人口から出口へ移動する間において燃え始める地点)の
検出を自動的に行なうとともに燃焼鎮域の位置制御を正
確に行なうことにより、高品質のか焼コークスを1ワる
ための技術を開発し、先に特許出願をした(特開昭63
一230787号公!!)。
前記技術は、高品質のか焼コークスを得るという点にお
いて優れた技術ではあるが、更なるΔ品質のか焼コーク
スをjリるためには、キルンの入口から出口に至るまで
のキルン内のコークス温度プロフィール(キルン内コー
クスの多点温度情)を検知・制御することが必要であっ
た。
しかしながら、キルン内における水分・揮発分の発生領
域や燃焼領域あるいはバーナー炎等が影響して、キルン
内のコークス温度プロフィールを険知することは事実上
不可能に近い情況であった。
(発明が解決しようとする課題) 前記したように、キルン内の広範囲の温度プロフィール
を検知することは、事実上不可能に近い状況であったが
、本件出願人が研究した結果、コークスの温度とほぼ等
両と見なせるキルン内壁の温度を検出することにより最
終的に知りたいコークスの温度を制御できること、及び
キルン内のコークスが安息角を形成しない内壁面であれ
ば、キルン内における水分・揮発分の発生頭域や燃焼6
n域あるいはバーナー炎等の影響を殆ど受けることなく
温度を検出できることを見い出した。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
キルン内の温度プロフィールをリアルタイムに検知する
ことができるキルン内壁温度検出装置を提供することを
目的とする。
〔允明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、円筒状のキルンの一端近傍で、該キルンの回
転により内部のコークスが安息角を形成する側の上部に
、赤外線センサを配置し、該赤外線センサを首振させる
首振機構を設け、この首振機構によって前記赤外線セン
サを、前紀キルン内壁であってコークスが安息角を形成
しない側のキルンの一端から他端を直線状にスキャンニ
ングさせるよう構成したキルン内壁温度検出装置である
(作 用) 赤外線センサを前記した位置に配置することにより、該
赤外線センサによりキルンの内壁を一端から他端に向け
てスキャンニングすることができ、従ってキルン内壁の
温度を回転軸方向全体にわたる広い範囲で検知できる。
またこのスキャンニングを首振機構によりおこなわせる
ことで、自動的にリアルタイムで検知がおこなえる。
(実施例) 本発明の一実施例を第1図〜第7図において説明する。
第2図は、本実施例の温度検出装置が取付けられるキル
ンの出口付近を示す側面図である。円筒状のキルン1は
、支持ローラ装置2に支持され、軸回りに所定の回転速
度で回転できるようになっている。またキルン1は回転
軸が水平線に対し所定角度傾斜している。従って図中右
側の端部すなわちキルン入口に投入された原料である生
コークスは、回転しながらキルンl内部を移動し、キル
ン出口3から下方へ落下する。キルン出口3、すなわち
キルン1のもう一つの端には、キルンフッド4と呼ばれ
る覆いが設けられ前記コークスが落下する落下口5へ連
続している。このキルンフッド4には、コークスへ着火
させるためのバーナーノズル6及び本実施例の温度検出
装置を取付けるためのハウジング7が設けられる。
第3図に、前記第2図のハウジング7近傍の縦断面図を
示す。キルンフッド4に対しノズルフランジ8が取付け
られ、このノズルフランジ8に対してコンビネーション
フランジ9が取付けられる。
このコンビネーションフランジ9に支持されたビュウバ
イブ10がキルン1内部側に向って開口している。ビュ
ウバイブ10の反対側すなわち図中左側には、本実施例
の温度検出装置を取付けるための前記ハウジング7が設
けられている。ノズルフランジ8にはプロセスエアーを
供給するためのエアーバイブ11が接続され、このプロ
セスエアーによってキルン内部からの輻射熱及び伝導熱
によりビュウバイブ10が過熱するのを防止する。
またハウジング7とノズルフランジ8の間には、気密を
保持するための石英フラットレンズ12が設けられる。
この石英フラットレンズl2がコ−クスの汚れにより曇
ってしまイ)ないようにするため及び輻射熱や伝導熱に
より過熱するのを防止するため、計器用空気人口13が
石英フラットレンズ12の近くに設けられている。尚、
ハウジング7自体も、伝導熱やハウジング内部に収納す
る装置から発生する熱を除くために水冷ジャケット構造
になっている。尚、図中14はレンズ焦点である。
次に第4図に赤外線センサのセンサーヘッドと首振機構
の概略図を示す。また、第1因に赤外線センサの配置位
置、及びスキャンニング方向を示す。センサーヘッド2
1は、キルン1の内壁から発する赤外線を超狭角レンズ
系によりスポット的にとらえるもので、とらえた赤外線
は先ファイバ22により送る。センサーへッド21は首
振軸23に固定されており、この首振軸23にはカムレ
パー24が軸と直角方向に設けられている。このカムレ
パー24はカム25に対しスプリング26の付勢力によ
り押圧されている。従クてカム25が一定速度で回転す
ることによりセンサーへッド21は所定角度で首振動作
を続けることになる。カム25はカムシャフト27に固
定されており、このカムシャフト27にはギャ28が設
けられ、このギャ28がスキャンモータ29のギャ30
と噛み合うことによりカムシャフト27は一定速度で回
転することができる。また力ムシャフ]・27にはカッ
プリング31を介してエンコーダ32が設けられており
、四転角度が検出される。
第1図(A)の平面図に示すようにセンサーヘッド21
はキルン1の端部に向って右側に設けられている。また
同図(B)の側面図に示すように上部に設けられている
。その理由は、同図(B)の左側面図を表わす(C)に
示すように、キルン1の反時計回りの回転に対し、内部
のコークス40が底部右側に片寄るためである。この場
合、この片寄りは、回転に伴いコークス40が傾斜する
のと、この傾斜に伴いコークス40が傾斜而を崩れ落ち
るのとがつり合った安息角41を形成する。従ってキル
ン1の内壁を赤外線センサでスキャンするためには、コ
ークスの存在しない左側の壁面(第1図(C))をスキ
ャンするよう、赤外線センサを右側上方に配置している
図中赤外線センサが配置される位置をAとし、キルン1
の出口から入口に向けて直線上にスキャンニングする際
の直線上の点を出口から順にB,D,  Cとする。ま
たD’ C’ は、Aに対しBとほぼ同じ距離に設けた
投影仮想t!il42に対し前記D及びCを投影した点
である。このB,D’ ,C’を正面から見た図を第1
図(D)に示す。このときのセンサーヘッド21の首振
は、水平面内で角度α、垂直面内で角度βを有する。
また第5図に示すようにセンサーヘッド21の首振によ
るスキャンは繰り返し行なわれる。この動きはカム25
の形状によって制御される。
光ファイバ22によって送られた赤外線は第6図に示す
ように、フィルタ51により所定波長のもののみが通過
を許される。この所定波長の赤外線とは、キルン1の内
壁面からの赤外線には多く含まれるがバーナーノズル6
の炎からの赤外線にはあまり含まれない波長である。こ
のような波長のみを通過させることにより、バーナーノ
ズル6の炎が赤外線センサの視野を横切っても、炎の影
響を殆ど受けずにすむことになる。この通過した赤外線
はPbSエレメント52に達し電流信号に変換される。
これにより赤外線のエネルギーが強ければ強いほど大き
な電流に変換される。
このとき考えなければならないことは、放射率である。
すなわち物体から放射される赤外線が物体の表面温度と
一義的に対応するのは、物体表面が完全黒体であるとい
う特別の場合である。物体によっては完全黒体でなくて
もほぼ完全黒体と同様に取扱ってもよい場合がある。こ
のような場合には放射率はほぼ1であるという。
キルン内壁すなわちレンガ壁面の場合には経験的にほぼ
1に近いものと考えられることから現在は放射率を1.
0に設定してよいと考えられる。
しかし実際には若干1,0を下回っていることも考えら
れるので、正しい放射率を実験的に決めることもできる
。すなわちキルン1内壁のレンガ壁面と同材質のものを
測定温度近くまで加熱し、通常の熱電灼を用いた温度計
によりΔp1温し、次に同様の条件で赤外線センサによ
る測温をおこない、両方の8#J温表示が一致するよう
に赤外線センサのレベルを合わせるものとする。このレ
ベルを合わせる機能を有するのが、第6図の赤外線温度
変換器53のダイヤル54である。この赤外!lm度変
換器53から出力された温度信号は図示しないデータ処
理部へ送られ処理される。
尚、前記第4図においてご振機構の説明をしたが、実際
には第6図のようにjp成して使用されている。両図と
も原理は同じであるがスキャンモータ29の軸の方向と
カムシャフト27の方向が異なっている。
カムシャフト27の角度を検出するエンコーダ32は、
レーザビームを使用した装置であり発生パルスレベルが
小さいため、エンコーダブりアンプ55により増幅しセ
ンサーヘッドの位置信号としてデータ処理部へ送られる
。データ処理部からはアウトプットとしてスキャン速度
信号がスキャンモー夕へ送られる。尚、前記エンコーダ
ブリアンブ55及び電源56にはACIOOボルトが(
B給される。
以上の本実施例により実際にデータ処珪をおこなった結
果のグラフを第7図に示す。横軸がキルンの出口(図中
左側)から人口(図中右側)の長手h゛向の位置を示す
。縦軸が赤外線センサによって測温された温度を示す。
図中NはN回目の現在のスキャンによって得られた長手
方向の温度プロファイルであり、図中N一1は1回前の
スキャンによって得られた同プロファイルである。図か
ら判かるようにグラフの右側で温度が急に低《なってお
り燃焼領域の位置がはっきりと判る。また出目に近くな
るに従い温度が^くなっていることも判り全体の温度プ
ロファイルが表示されている。
尚、この図には現在のプロファイルと1回前のスキャン
によるプロファイルが示されているが、他の実施例にお
いては更に理想のグラフを同じ図の中に描くことにより
キルンの運転制御をよりしやすいものとしてもよい。更
に他の実施例においては横軸に時間あるいは過去のスキ
ャン番号を時間ごとに並べ、縦軸に温度をとり、キルン
の回転軸方向の代表的な点を複数えらび(これらの複数
点は順に温度が変化しているので縦軸に沿って並ぶこと
になる)各点の温度を時間に沿って表わすことも可能で
ある。このようにすることによりキルン1内の温度の時
間的変化を細かく観察することもできる。
以上説明したように本実施例によれば、キルン出口側か
らキルン奥側(キルン人口方向側)へ向って広範囲に、
キルン内壁の温度を連続的に測定できる。また、最終的
に知りたいコークスの温度とほぼ等碌に見なせるキルン
内壁の温度を検出することにより、従来のように燃焼鎮
域を把握してコークスのか焼条件を制御することに比べ
て、はるかに正確に温度制御を行なうことができる。ま
たスキャンヘッドの配置位置を、コークスの安息角41
を考慮して、スキャン角度がもっとも人きくとれる場所
とした。これによりセンサーヘッド21の首振りを大き
な角度とし、首振制御を容易にするとともに位置分解能
の向上を図っている。
またキルンの長手刀向の温度プロファイルを自動的にリ
アルタイムで知ることができるので、キルンの運転制御
をより完全自動化へ向けて進めることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、赤外線センサを
キルンの一端近傍で、大きく首振できる位置に配置し、
キルンの一端から他端に向けて直線上にスキャンニング
させることにより、牛ルンの端部のみならず深部に及ぶ
広範囲の温度プロファイルを正確に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は赤外線センサの配置位置とスキャンの方
向を示す概略平面図、第1図(B)は同図(A)の側面
図、第1図(C)は同図(B)の左側面図、第1図(D
)は同図(C)の各点の投影図、第2図は本実施例の赤
外線センサが設けられるキルン端部の全体部、第3図は
第2図の要部を示す拡大縦断面図、第4図は第3図のハ
ウジング7内に収納される赤外線センサの首振機構を示
す概略斜視図、第5図は第4図の動作を示す図、第6図
は第4図を含む温度検出装置の概略全体ブロック図、第
7図は本実施例によってデータ処理された一例を示す図
である。 1・・・キルン、4・・・キルンフッド、6・・・バー
ナーノズル、7・・・ハウジング、8・・・ノズルフラ
ンジ、9・・・コンビネーションフランジ、10・・・
ビューバイブ、21・・・センサーヘッド、22・・・
光ファイバ、23・・・口゛振軸、24・・・カムレバ
ー、25・・・カム、26・・・スプリング、27・・
・カムシャフト、28・・・ギヤ、29・・・スキャン
モータ、31・・・カップリング、32・・・エンコー
ダ、51・・・フィルタ、52・・・エレメント。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 円筒状のキルンの一端近傍で、該キルンの回転により内
    部のコークスが安息角を形成する側の上部に、赤外線セ
    ンサを配置し、該赤外線センサを首振させる首振機構を
    設け、この首振機構によって前記赤外線センサを、前記
    キルン内壁であってコークスが安息角を形成しない側の
    キルンの一端から他端を直線状にスキャンニングさせる
    よう構成したキルン内壁温度検出装置。
JP1053204A 1989-03-06 1989-03-06 キルン内壁温度検出装置 Expired - Lifetime JP2774131B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008180451A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 外熱式ロータリーキルンおよびその運転方法
CN109269647A (zh) * 2018-11-06 2019-01-25 安徽工业大学 一种凸轮式焦炉炉顶看火孔自动测温系统和方法

Cited By (3)

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JP2008180451A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 外熱式ロータリーキルンおよびその運転方法
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CN109269647B (zh) * 2018-11-06 2024-01-26 安徽工业大学 一种凸轮式焦炉炉顶看火孔自动测温系统和方法

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