JPH06104841B2 - Monitoring method for charging raw material into blast furnace - Google Patents

Monitoring method for charging raw material into blast furnace

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JPH06104841B2
JPH06104841B2 JP2132004A JP13200490A JPH06104841B2 JP H06104841 B2 JPH06104841 B2 JP H06104841B2 JP 2132004 A JP2132004 A JP 2132004A JP 13200490 A JP13200490 A JP 13200490A JP H06104841 B2 JPH06104841 B2 JP H06104841B2
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JP
Japan
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turning
raw material
chute
blast furnace
charging
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修一 谷吉
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川崎製鉄株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、ホッパから排出される原料を、旋回半径を可
変することのできる旋回シュートの先端を移動させなが
ら装入するに際し、この高炉への原料装入のリアルタイ
ムなモニタリング及びこのリアルタイムなモニタリング
による高炉への原料装入での操業実績収集を効果的に行
うことができる高炉への原料装入モニタリング方法に関
する。
The present invention provides a real-time monitoring of the charging of raw materials into this blast furnace and the real-time monitoring when charging the raw materials discharged from the hopper while moving the tip of the turning chute whose turning radius can be changed. The present invention relates to a method for monitoring the charging of raw materials into a blast furnace, which enables effective collection of operation results in charging the raw materials into the blast furnace.

【従来の技術】[Prior art]

ベルレス高炉や一般シャフト炉等炉頂から原料を装入す
る高炉においては、原料の流量調整ゲート(以降、流調
ゲートと呼ぶ)の開度を調整しながら、旋回動作を行っ
ている旋回シュートを介して、この旋回シュートの傾斜
角を制御しながら高炉への原料装入が行われている。 このような高炉への原料装入方法においては、従来か
ら、高炉内への原料の装入の均一性の向上や安定した高
炉操業を図るための様々な技術が開示されている。 特開昭61−227108では、前述のような旋回シュートを用
いた高炉への原料装入方法において、ホッパから1回分
の装入原料を粒度別に排出すると共に、旋回シュートの
傾斜角や旋回速度や排出速度wを炉内各装入ゾーンの面
積に応じて制御したり、旋回シュートの旋回速度を段階
的に加速したり、ホッパからの原料の排出速度wの制御
と旋回シュートの旋回制御を併用したり、旋回シュート
の旋回条件を一定としながらホッパからの原料の排出速
度wを制御することにより、炉内装入原料の炉壁から炉
心方向への傾動堆積の傾斜角を安定的に維持できるよう
にし、よって、炉内ガス流分布や炉熱分布等の制御性を
向上させ高炉の安定操業を図るという技術が開示されて
いる。 特開昭62−63606では、前述のような旋回シュートを用
いた高炉の原料装入装置において、ホッパからの原料排
出速度wと旋回シュートの旋回角度の情報から高炉内の
円周方向の原料分布についての実績値を求め、この実績
値に基づいて以降の原料装入を行うようにした各手段に
より構成された高炉の原料装入装置により、原料重量や
鉱種や粒度や鉱石/コークス比等の変化、あるいは設備
上のばらつき等の如何に拘らず、常に適切且つ均一な装
入分布を得ることができる高炉の原料装入装置に関する
技術が開示されている。 特開平2−11711では、前述のような旋回シュートを用
いた高炉への原料装入において、ホッパの重量計よりの
排出及び旋回シュートの旋回角度等の入力に基づいて高
炉内円周方向の装入物分布の実績モニタリングを行い、
この結果に基づいて数バッチ分毎の鉱石、コークス別の
原料重量、排出順の各累積値が全旋回角度に渡って一定
値となるようにフーリエ係数にて表現した偏析の数学モ
デルに基づき次回装入の排出タイミングを逐一ダイナミ
ックにフィードバック演算し、この演算結果に基づいて
原料装入することにより、高炉内への原料装入の偏析を
防止し、安定した高炉操業を確保するという技術が開示
されている。
In blast furnaces such as bellless blast furnaces and general shaft furnaces where raw materials are charged from the top, a swirling chute that performs swirling motion is adjusted while adjusting the opening of the raw material flow rate control gate (hereinafter referred to as flow control gate). Through this, the raw material is charged into the blast furnace while controlling the inclination angle of the turning chute. In such a method for charging the raw material into the blast furnace, various techniques for improving the uniformity of charging the raw material into the blast furnace and achieving a stable blast furnace operation have been disclosed. In Japanese Patent Laid-Open No. 61-227108, in the method for charging a raw material into a blast furnace using a swirling chute as described above, the charging raw material for one time is discharged from the hopper by grain size, and the inclination angle and swirling speed of the swirling chute and The discharge speed w is controlled according to the area of each charging zone in the furnace, the swirl speed of the swirling chute is gradually increased, and the control of the discharge speed w of the raw material from the hopper and the swirl chute swirling control are used together. By controlling the discharge speed w of the raw material from the hopper while keeping the turning condition of the turning chute constant, it is possible to stably maintain the inclination angle of the tilted accumulation of the raw material fed into the furnace from the furnace wall toward the core. Therefore, there is disclosed a technique of improving the controllability of the gas flow distribution in the furnace, the heat distribution of the furnace, and the like to achieve stable operation of the blast furnace. In JP-A-62-63606, in the raw material charging apparatus for a blast furnace using a swirl chute as described above, the raw material distribution in the circumferential direction in the blast furnace is calculated from the information on the raw material discharge speed w from the hopper and the swirl angle of the swirl chute. Of the raw material weight, ore species, particle size, ore / coke ratio, etc., by the raw material charging device of the blast furnace, which is configured by each means for performing the subsequent raw material charging based on this actual value. There has been disclosed a technique relating to a raw material charging apparatus for a blast furnace, which can always obtain an appropriate and uniform charging distribution regardless of changes in temperature, variations in equipment, and the like. In Japanese Patent Laid-Open No. 2-11711, when charging a raw material into a blast furnace using a swirling chute as described above, the charging in the circumferential direction in the blast furnace is performed based on the discharge from a hopper scale and the input of the swirling angle of the swirling chute. We will monitor the results of the distribution of incoming goods,
Based on this result, based on the mathematical model of segregation, the ore for several batches, the raw material weight for each coke, and the cumulative value of the discharge order are constant values over all turning angles based on the segregation mathematical model. Disclosed is a technique of preventing the segregation of the raw material charging into the blast furnace and ensuring stable blast furnace operation by dynamically performing feedback calculation of the charging discharge timing and charging the raw material based on the calculation result. Has been done.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、前述のような従来の旋回シュートを用い
た高炉への原料装入方法は、過去に使用実績のある原料
を用いた通常時の原料装入方法である。 流調ゲートの開度や旋回シュートの傾斜角や旋回速度等
の設備運用条件が同じであっても、装入される原料の性
質が異なると装入状態が変化してしまう。例えば、装入
される原料の種別や装入量や装入速度w(排出速度w)
や粒度等が変化すると高炉への原料装入状態が変化して
しまう。 又、高炉へ原料を装入する設備においても、設備保守等
により旋回シュートの回転速度や傾斜角等に運用制限が
生じること等もある。 このような過去に装入した実績のない性質の原料の装入
や設備運用上の制限がある場合においては、作業者の判
断に従った手動操作により高炉へ原料が装入されること
が一般的であった。このような手動操作においては、高
炉内での原料装入状態は容易に目視することができない
等原料装入モニタリング上制限があり、高炉の安定操業
上問題があった。 又、このような高炉への原料装入において、従来、流調
ゲートの開度制御や旋回シュートの傾斜角制御や旋回制
御等が正常に機能していることをモニタリングすること
が十分であったとは言えず、例えば、流調ゲートの開度
が目的の開度以上に開かれてしまっているにも拘らずこ
の異常を即座に検出できないために、高炉の操業に支障
を来たす程障害が拡大してしまうというような問題があ
った。 本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたも
ので、ホッパから排出される原料を、旋回半径を可変す
ることのできる旋回シュートの先端を移動させながら装
入するに際し、この高炉への原料装入のリアルタイムな
モニタリング及びこのモニタリングによる高炉への原料
装入操業実績収集を効果的に行い、これにより、製品品
質の向上や高炉の操業の安定度や稼動率の向上や、更に
は種々のトラブルを未然に防ぐと共に、高炉運用方法の
改善のための貴重なデータを多く得ることのできる高炉
への原料装入モニタリング方法を提供することを目的と
する。
However, the above-described conventional method of charging a raw material into a blast furnace using a swirling chute is a normal-time raw material charging method using a raw material that has been used in the past. Even if the equipment operating conditions such as the opening of the flow control gate, the tilt angle of the turning chute, and the turning speed are the same, the charging state changes if the properties of the charged raw materials are different. For example, the type of raw material to be charged, the charging amount, the charging speed w (discharge speed w)
When the particle size and particle size change, the state of charging the raw material into the blast furnace changes. In addition, even in equipment for charging raw materials into a blast furnace, there are cases in which operational restrictions are imposed on the rotational speed and inclination angle of the swirling chute due to equipment maintenance and the like. When there are restrictions on the operation of the raw material that has not been used in the past and the operation of the equipment, it is common to charge the raw material to the blast furnace by manual operation according to the operator's judgment. It was target. In such a manual operation, there are limitations in monitoring the charging of raw materials such as the state of charging the raw materials in the blast furnace cannot be easily visually observed, and there is a problem in stable operation of the blast furnace. In addition, in the charging of raw materials into such a blast furnace, it was conventionally sufficient to monitor that the opening control of the flow control gate, the inclination angle control of the turning chute, the turning control, etc. were functioning normally. However, for example, even though the opening of the flow control gate has been opened beyond the target opening, this abnormality cannot be immediately detected, so the obstacle expands to the extent that it interferes with the operation of the blast furnace. There was a problem such as doing. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and when charging the raw material discharged from the hopper while moving the tip of the turning chute whose turning radius can be changed, this raw material is fed to this blast furnace. Real-time monitoring of raw material charging of the blast furnace and collection of raw material charging operation results into this blast furnace by this monitoring are effectively performed, which improves product quality, improves stability and operating rate of blast furnace, and further It is an object of the present invention to provide a raw material charging monitoring method for a blast furnace, which can prevent various troubles and obtain a lot of valuable data for improving the operation method of the blast furnace.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本願の第1発明は、ホッパから排出される原料を、旋回
半径を可変することのできる旋回シュートの先端を移動
させながら装入するに際し、前記旋回シュートの傾動角
と旋回角と高炉内装入物表面レベルとを測定し、予め求
められた前記旋回シュートの長さと、前記傾動角と旋回
角とから、該旋回シュート先端の座標を求めると共に、
前記旋回シュート先端の座標と前記傾動角と前記高炉内
装入物表面レベルと、予め設定又は求められた原料排出
時のその落下速度とから、重力による該原料の落下速度
の増加をも配慮しながら、高炉内の原料落下点の位置座
標を求めることにより、前記課題を達成したものであ
る。 又、本願の第2発明は、ホッパから排出される原料を、
旋回半径を可変することのできる旋回シュートの先端を
移動させながら装入するに際し、高炉上方から装入物表
面を見込む位置で、且つ、前記旋回シュートの旋回によ
る該旋回シュート自体又は該旋回シュートから落下中の
原料の通過を検出できる位置に反射型距離計を配置し、
この反射型距離計により、高炉内装入物表面レベルを測
定すると共に、前記旋回シュートの旋回による、該旋回
シュート自体又は該旋回シュートから落下中の原料の通
過を検出し、予め決定されている異常診断ルールに従っ
て、前記高炉内装入物表面レベルの測定値と、前記旋回
シュート自体又は落下中の原料の通過の検出から、高炉
への原料装入異常を診断することにより、同じく前記課
題を達成したものである。
A first invention of the present application is, when charging a raw material discharged from a hopper while moving a tip of a turning chute whose turning radius can be varied, inclining angle and turning angle of the turning chute, and a blast furnace interior container. The surface level is measured, the length of the turning chute obtained in advance, and from the tilt angle and the turning angle, the coordinates of the tip of the turning chute are obtained,
From the coordinates of the tip of the swirling chute, the tilt angle, the surface level of the blast furnace interior material, and the drop speed at the time of discharging the material set or obtained in advance, while considering the increase of the falling speed of the material due to gravity. The object is achieved by obtaining the position coordinates of the raw material drop point in the blast furnace. In addition, the second invention of the present application, the raw material discharged from the hopper,
When charging while moving the tip of a swirling chute whose swiveling radius can be changed, at a position where the surface of the charging material is seen from above the blast furnace, and from the swiveling chute itself or from the swirling chute by the swiveling of the swirling chute. Place a reflective rangefinder at a position where it can detect the passage of raw materials while falling,
With this reflection type distance meter, the surface level of the blast furnace interior material is measured, and the passing of the turning chute itself or the passing raw material from the turning chute by the turning of the turning chute is detected, and a predetermined abnormality is detected. According to a diagnostic rule, the measurement value of the surface level of the blast furnace interior charge and the detection of the passage of the swirling chute itself or the material in the fall, and by diagnosing the charging of the raw material into the blast furnace, the same object was achieved. It is a thing.

【作用】[Action]

まず、本願の前記第1発明は、手動操作で高炉へ原料を
装入することが非常に困難であったり、又自動操作中に
おいても原料装入状態の把握が困難であることの原因
が、装入に用いられる旋回シュートの旋回状態や高炉内
での原料落下点の状態を把握することが困難であるため
であることに着目したものである。 従来、操業中の高炉内の雰囲気は良好なものではなく、
従って高炉内の状態を直接目視したりあるいは工業用ビ
デオカメラを設置することが困難であった。 本第1発明は、直接目視したり、工業用ビデオカメラを
設置したりしなくても、グラフィックCRT上に旋回シュ
ートや原料落下点の動きをグラフィックに表示したり、
X−Yプロッタを用いて旋回シュート先端の座標の軌跡
や原料落下点位置座標の軌跡をプロットするようにし
て、操業中の高炉内のモニタリングが可能になるように
するものである。このために、旋回シュートの旋回角や
傾動角等をリアルタイムで検出し、更にこれらの検出さ
れたデータに基づいて旋回シュート先端の座標や高炉内
での原料落下点の位置座標をリアルタイムに求めてい
る。 次に、本願の前記第2発明では、従来高炉内に装入され
た原料の積載量(積載高)を検出していた反射型距離計
(マイクロ波サウンジング計)を用いて、旋回シュート
の旋回によるこの旋回シュート自体又はこの旋回シュー
トから落下する原料の通過を検出し、予め決定されてい
る異常診断ルールに従って高炉への原料装入異常を診断
するようにしている。この反射型距離計では、従来から
旋回シュートの旋回によるこの旋回シュート自体又はこ
の旋回シュートから落下する原料の通過が検出されてい
たが、従来このような通過の検出は用いられず、かえっ
て原料の積載量の測定のノイズとなっていた。しかしな
がら、本第2発明では、様々な旋回シュートの傾動角に
おいてもこの旋回シュート自体や旋回シュートから落下
する原料の通過を検出できるような位置にこの反射型距
離計を配置するようにし、この通過検出により高炉への
原料装入異常を診断するようにしている。これにより、
たとえ原料装入装置に何らかの異常げや故障が発生して
も、この異常や故障をすみやかに検出し、よってこのよ
うな異常や故障による障害が拡大してしまうことを防止
することができる。 更に、前述のようにして求められた旋回シュート先端の
座標や高炉内の原料落下点の位置座標や高炉への原料装
入異常の診断結果をデータ記憶装置に記憶保持したり、
又更には印字プリンタからモニタリング結果帳票として
出力することにより、将来の高炉運用方法の改善のため
の貴重なデータを多く得ることができる。
First, in the first invention of the present application, it is very difficult to charge the raw material into the blast furnace by a manual operation, or it is difficult to grasp the raw material charging state even during the automatic operation. This is because it is difficult to grasp the turning state of the turning chute used for charging and the state of the raw material dropping point in the blast furnace. Conventionally, the atmosphere in the blast furnace during operation is not good,
Therefore, it is difficult to directly observe the state inside the blast furnace or install an industrial video camera. The first aspect of the present invention graphically displays the movement of the turning chute and the material dropping point on the graphic CRT without visually observing or installing an industrial video camera.
It is possible to monitor the inside of the blast furnace during operation by plotting the locus of the coordinates of the tip of the turning chute and the locus of the position coordinates of the raw material drop point using an XY plotter. For this purpose, the turning angle and tilt angle of the turning chute are detected in real time, and based on these detected data, the coordinates of the tip of the turning chute and the position coordinates of the material dropping point in the blast furnace are calculated in real time. There is. Next, in the second invention of the present application, the turning chute is swung by using a reflection range finder (microwave sounding meter) which has conventionally detected the loading amount (loading height) of the raw material charged in the blast furnace. The passage of the swirling chute itself or the material falling from the swirling chute is detected, and an abnormality in charging the raw material into the blast furnace is diagnosed according to a predetermined abnormality diagnosis rule. In this reflection type distance meter, conventionally, the passage of the turning chute itself or the raw material falling from the turning chute due to the turning of the turning chute has been detected, but conventionally such a detection of the passage is not used, and rather the raw material There was noise in the load measurement. However, according to the second aspect of the present invention, the reflection range finder is arranged at a position where it is possible to detect the passage of the turning chute itself or the material falling from the turning chute even at various tilt angles of the turning chute, The detection is used to diagnose abnormal charging of raw materials into the blast furnace. This allows
Even if some abnormality or failure occurs in the raw material charging device, this abnormality or failure can be detected promptly, and thus the failure due to such abnormality or failure can be prevented from expanding. Further, the coordinates of the tip of the swirling chute obtained as described above, the position coordinates of the raw material dropping point in the blast furnace, and the diagnosis result of the raw material charging abnormality into the blast furnace are stored and held in a data storage device,
Furthermore, by outputting the monitoring result form from the printing printer, it is possible to obtain a lot of valuable data for improving the blast furnace operating method in the future.

【実施例】【Example】

以下、図を用いて本願の前記第1発明及び前記第2発明
の実施例を詳細に説明する。 第1図は、本発明が実施された高炉への原料装入装置の
構成図である。 この第1図において、上部ホッパ20には高炉10へ装入さ
れる原料1が蓄えられている。流調ゲート22は、排出速
度wに従った開度で、所定時間だけ開くことにより、旋
回シュート24へ原料1を供給するものである。旋回シュ
ート24は、角速度ωで旋回しながら傾動角αを可変する
ことができるものであり、これにより高炉内の原料上面
の炉壁側円周部にも炉芯部にも原料1を装入できるよう
になっている。なお、旋回シュート24の旋回角はβとす
る。 レベル計26は、図示されぬEマイクロ波サウンジング計
26aと、Wマイクロ波サウンジング計26bとにより、これ
らそれぞれのサウンジング計から高炉10内の原料1上面
までの距離l0及びl0′の測定を行い、これらそれぞれ測
定された距離l0及びl0′を旋回シュート回転速度演算器
50と原料装入監視装置54とへ出力する。 これらEマイクロ波サウンジング計26aをWマイクロ波
サウンジング計26bにおいては、それぞれのサウンジン
グ計から高炉10内の原料1上面までの距離の測定中に、
旋回シュート24の旋回による、この旋回シュート24自体
又はこの旋回シュート24から落下する原料1の通過が検
出される。 傾動制御装置30は、旋回シュート回転速度演算器50から
の傾動角指令に従ってサーボモータ31の位置決めを行
い、これにより傾動駆動機構32を介して旋回シュート24
を指令された傾動角αにするものである。 旋回制御装置35は、旋回シュート回転速度演算器50から
与えられる旋回シュート回転角速度指令に従ってインダ
クションモータ37の速度制御を行い、これにより、旋回
駆動機構39を介して旋回シュート24を角速度ωで旋回さ
せるものである。インダクションモータ37にはパルス発
生器37aが取付けられており、旋回制御装置35はこのパ
ルス発生器37aからの信号により旋回シュート24の旋回
角βを求め、この旋回角βは旋回シュート回転速度演算
器50に出力される。 この旋回シュート回転速度演算器50では、従来からの技
術に従って、最適量の排出速度wで原料1が上部ホッパ
20から旋回シュート24へ排出されるように流調ゲート22
を制御し、同時に旋回シュート24が原料1の装入中に角
速度ωで旋回するように旋回制御装置35へ旋回シュート
回転角速度指令を出力しながら、経時的に旋回シュート
24の傾動角αを可変させるように傾動制御装置30へ傾動
角指令を出力する。これにより、高炉内10上面に、最適
な分布の原料1の装入を行うことができる。 この旋回シュート回転速度演算器50では、このような従
来からの処理に加え、本発明が適用された処理を行う原
料装入監視装置54へ、旋回シュート24の傾動角α及び旋
回角β及び旋回角速度ω及び旋回角βから検出された旋
回回転数n及び、流調ゲート22を介して上部ホッパ20か
ら旋回シュート24へ排出される原料1の排出落下速度
v、及び高炉10内の原料1の積載傾斜角θを出力する処
理と、又、原料装入監視装置54から入力される異常警告
信号Armに対応する処理を行う。 原料装入監視装置54は、第2図に示されるような構成に
なっており、前述のレベル計26と旋回シュート回転速度
演算器50からの入力により、高炉への原料装入モニタリ
ング処理を行う。 第2図は、第1図を用て前述した本発明の実施された高
炉への原料装入装置に用いられる、原料装入監視装置54
の構成図である。 この第2図において、軌跡演算器70は、旋回シュート24
の傾動角αと旋回角βと予め設定された旋回シュート24
の長さLとから旋回シュート先端の座標を求めると共
に、この旋回シュート先端の座標とこの旋回シュートの
傾動角αと高炉内装入物表面レベルl0又はl0′と予め設
定又は求められた原料排出落下速度vとから高炉内の原
料落下点の位置座標を求める。更に、この軌跡演算器70
は、グラフィックCRT60及びX−Yプロッタ62に旋回シ
ュート24の動きや高炉内の原料落下点の移動を表示又は
プロットするためのデータをも作成する。 診断データ処理装置71は、高炉10上方から装入物表面を
見込む位置で、且つ、旋回シュート24の旋回によるこの
旋回シュート24自体又はこの旋回シュート24から落下す
る原料1の通過を検出できる位置に配置されたEマイク
ロ波サウンジング計26aとWマイクロ波サウンジング計2
6bとが入力されているレベル計26からの入力信号によ
り、高炉10への原料装入の異常を診断する。 データ記憶装置72は、軌跡演算器70や診断データ処理装
置71で作成されたデータを記憶保存し、例えば将来の高
炉10の運用方法の改善のためのデータを蓄積できるよう
にする。 グラフィックCRT60は、前述のような旋回シュート24の
先端の動きと高炉10内の原料落下点の動きをグラフィッ
ク表示すると共に、キーボード61と共に用いることによ
り、この原料装入監視装置54の種々の操作や設定を行っ
たり、又、データ記憶装置72に記憶されている実績デー
タを印字プリンタ63に帳票出力するための操作を行うた
めのキャラクタCRTとしても用いられる。この原料装入
監視装置54では、診断データ処理装置71で原料装入装置
の異常が検出された場合にはグラフィックCRT60に警告
表示がされたり旋回シュート回転速度演算器50へ異常警
告信号Armが出力されたりするようになっているが、更
に、作業者が原料装入装置の異常発生を容易に認識でき
るように、警告ランプ64が点灯したり、警告ブザー65が
鳴動するようになっている。 第3図は、前述の原料装入監視装置54内の診断データ処
理装置71の構成図である。 この第3図において、診断データ処理装置71は、原料落
下及び原料落下高さ診断器80及び90と、旋回時間診断器
82及び92と、旋回回数診断器84及び94と、旋回方向診断
器86及び96と、ダンプ高さ診断器88及び98とにより構成
され、更に診断データ外部出力75とにより構成されてい
る。 この診断データ処理装置71において同種の診断器がそれ
ぞれ2台ずつ配置されているのは、2台のサウンジング
計、即ちEマイクロ波サウンジング計26aとWマイクロ
波サウンジング計26bとを用いながらほぼ同じ処理を2
重に行うことにより、原料装入装置の異常診断の信頼性
を向上させるためである。 これらそれぞれの診断器で行われる処理は、後述するよ
うなそれぞれの診断器における異常診断ルールに従って
行われる。 又、診断データ外部出力75はこの診断データ処理装置71
内での原料装入装置の異常診断処理により作成されたデ
ータを出力するための出力インターフェイス処理を行う
ものである。 以下、図を用いて本実施例の作用を説明する。 第4図は、旋回シュート24の先端の座標及び旋回シュー
ト24から落下する原料1の落下点の位置座標を示す線図
である。 この図において、旋回シュート24は長さLであり、出力
落下速度vで排出されている原料1を、傾動角αの状態
で高炉10へ装入している。 又、高炉10内の原料1の上面の形状は炉壁側よりも炉芯
側が低くなるような擂鉢状の形状であり、このときの原
料1の積載傾斜角はθである。 この図において、Aは高炉10内で旋回している旋回シュ
ート24の旋回の軌跡である。 このとき、この旋回シュート24の先端の軌跡が描かれる
平面と平行な平面をX−Y軸平面とし、X軸及びY軸を
定義する。又、Z軸は高炉10において上方から下方方向
の座標軸として定義する。 Sは高炉10内における原料1の積載レベル測定の基準面
であるストックラインであり、Pは旋回シュート24の旋
回及び傾動動作の中心点であり、Bは高炉10内での原料
落下点であり、Cは高炉10内の積載原料上面のサウジン
グ測定点である。 旋回シュート24の旋回半径R1は、旋回シュート24の長さ
即ち旋回傾動中心点Pから旋回シュート24の先端までの
長さLとし、旋回シュート24の傾動角αと次式から求め
ることができる。 R1=L×sinα …(1) この第4図におけるX−Y軸平面における旋回シュート
24の先端の座標(X1,Y1)は、旋回シュート24の旋回半
径R1と旋回シュート24の旋回角βと次式により求めるこ
とができる。 X1=R1×sinβ =L×sinα×sinβ …(2) Y1=R1×cosβ =L×sinα×cosβ …(3) ここで、旋回シュート24の傾動角α及び旋回シュート24
の旋回角βは、旋回シュート24を旋回させながら原料1
を高炉10へ装入している最中においては、時々刻々変化
する時間関数である。 旋回シュート24の先端の座標は前述のように(2)式と
(3)式とにより求めることができるが、グラフィック
CRT60やX−Yプロッタ62等に表示又はプロットする場
合においては、これらのCRT画面や印字用紙上の中心に
旋回傾動中心点Pが描かれる必要があるため、バイアス
値を加味する必要がある。即ち、例えばこのバイアス値
を旋回シュート24の長さLとすれば、CRT表示又はプロ
ットにおける旋回シュート24の先端の座標(X1′,
Y1′)は次式のようになる。 X1′=L×sinα×sinβ+L …(2a) Y1′=L×sinα×cosβ+L …(3a) 次に、旋回シュート24から落下する原料1の落下点Bの
位置座標は次のようにして求める。 旋回シュート24に排出される上部ホッパ20からの原料1
の排出落下速度はvであるが、旋回シュート24から高炉
10内に落下する原料1の初速度はv cosαになるとす
る。このとき、旋回シュート24の先端から原料1が落下
して高炉10内の原料1の積載面上面に到達するまでの時
間をtとし、重力加速度をgとし、高炉10内の原料1の
積載傾斜角をθとし、旋回傾動中心点Pとストックライ
ンSとの間のZ軸方向の距離をlとし、ストックライン
Sから原料落下点BまでのZ軸方向の距離をl1とし、サ
ウンジング測定により得られるストックラインSからの
高炉10内の原料1の積載面上面までのZ軸方向の距離を
l2とし、サウンジング測定を行っているC点のX−Y軸
平面における旋回傾動中心点Pからの距離R′とすれ
ば、高炉10内の原料1の落下点の旋回移動半径R0と旋回
シュート24の先端から原料落下点BまでのZ軸方向の距
離Z0とは次式のように表わすことができる。 R0=(v×cosα×sinα)×t+L×sinα …(4) Z0=(v×cosα×cosα)×t+g×t2/2 …(5) Z0=l1+l−L cosα =l2+(R′−R0)×tanθ+l−L cosα…(6) 以上の(4)式から(5)式と(6)式とを用いてtを
消去し旋回移動半径R0を求め、これを用いることによ
り、高炉10内の原料1の落下点Bの位置座標(X2,Y2
を、サウンジング計によって求められる長さl2(l0又は
l0′から予め求める)と原料1の積載傾斜角θと旋回シ
ュート24の傾動角αとの関数として次式のように求める
ことができる。 X2=R0×sinβ …(7) Y2=R0×cosβ …(8) 以上のようにして、原料1の落下点Bの位置座標(X2,Y
2)を求めることができるが、グラフィックCRT60及びX
−Yプロッタ62にグラフィック表示あるいはプロットす
る場合に原料1の落下点Bの旋回移動軌跡の中心点(旋
回傾動中心点P)がグラフィックCRT画面上乃至はプロ
ット用紙上の中心にくるようにするために、バイアス値
をmとし、表示又はプロットするための高炉10内の原料
1の落下点Bの位置座標(X2′,Y2′)を次式のように
表わす。 X2′=R0×sinβ+m …(7a) Y2′=R0×cosβ+m …(8a) 以上、(2)式及び(3)式と、(7)式及び(8)式
とにより、旋回シュート24の先端の座標及びこの座標の
軌跡と、高炉10内の原料1の落下点Bの位置座標及びこ
の座標の軌跡を、容易に具体的に把握できる。又(2a)
式及び(3a)式と、(7a)式及び(8a)式とにより、こ
れら旋回シュート24の先端の座標及びこの座標の軌跡
と、高炉10内の原料1の落下点Bの位置座標及びこの座
標の軌跡を、グラフィックCRT60やX−Yプロッタ62等
に容易に表示することができる。 又、この表示やプロットを高炉10への原料搬入中にリア
ルタイムに行うことにより、あたかも高炉10内を上方か
ら直接目視しているように高炉10内の内部モニタリング
を行うことができ、これにより高炉の操業の安定度や稼
動率の向上を図ることができることはいうまでもない。 なお、第5図は、前記実施例による旋回シュート24から
落下する原料1の落下点Bの位置座標のプロット例を示
す線図である。 次に、本実施例における主に診断データ処理装置71にお
ける作用、即ち本実施例における高炉10への原料装入異
常を診断する機能の作用を説明する。 第6図は、前記実施例における2台のサウンジング計か
ら検出される信号を示す線図である。 この第6図において、旋回シュート24は高炉10内で傾動
角αの角度で旋回しながら原料1の装入を行っている。
Eマイク波サウンジング計26a及びWマイクロ波サウン
ジング計26bは、高炉10上方から装入物表面を見込む位
置で、且つ、旋回シュート24の旋回によるこの旋回シュ
ート24自体又は旋回シュート24から落下中の原料1の通
過を検出できる位置に配置されている。 Dは、高炉10内の原料落下点の旋回移動軌跡である。 Eマイクロ波サウンジング計26aとWマイクロ波サウン
ジング計26bは同一半径の原料落下点の旋回移動軌跡D
上に配置されているが、しかしながら、旋回傾動中心点
Pを中心とする原料落下点の旋回移動軌跡Dの反対側、
即ち、丁度180゜反対側に位置するような形で配置され
ていない。即ち、旋回シュート24が逆旋回しているとき
においては、26aから26bまでの原料落下点の旋回移動時
間t2と、26bから26aまでの原料落下点の旋回移動時間t3
とが等しくならないような位置にそれぞれ配置されてい
る。このEマイクロ波サウンジング計26aとWマイクロ
波サウンジング計26bとの配置位置のそれぞれ180゜反対
側からのずれ量は、|t2−t3|が後述する高炉への原料装
入異常を診断する上での検出(旋回方向診断器86及び96
での異常診断)で容易に検出できる大きさであるような
ずれ量となっている。 この第6図における実線Fは、Eマイク波サウンジング
計26aから検出される信号に従った原料1までの距離l0
信号の波形である。又、実線Gは、Wマイクロ波サウン
ジング計26bで検出される信号に従ったレベル計26から
出力される原料1までの距離l0′信号である。 h1及びh1′は、それぞれ高炉10内における原料1の落下
の通過の検出による各サウンジング計から原料1までの
距離l0及びl0′のピーク値である。h2及びh2′は、それ
ぞれ高炉10内の原料の積載による各サウンジング計から
原料1までの距離l0とl0′とのそれぞれのピーク値であ
る。h3及びh3′は、それぞれ高炉10内の原料が荷下りし
たときのそれぞれのサウンジング計から原料1までの距
離のl0とl0′とのそれぞれの最小値である。 原料落下及び原料落下高さ診断器80及び90では、スレッ
ショルド値eを用いた次式により原料装入異常を診断す
る。 {(h1−h2)−e1}<f1(θ)<{(h1−h2)+e1}…
(9) {(h1′−h2′)−e1}<f1(θ)<{(h1′−h2)+
e1} …(9a) ここで、f1は異常診断におけるパラメータの関数である
が、この関数の値、即ち、f1(θ)は、原料落下及び原
料落下高さ診断器80及び90内のデータテーブルから原料
1の積載傾斜角θにより予め求めておく。 旋回時間診断器82及び92では、それぞれEマイクロ波サ
ウンジング計及びWマイク波サウンジング計により検出
される高炉10内の原料1の落下点の旋回移動の1回転時
間t1(=t2+t3)とスレッシヨルド値e2とを用いた次式
により原料装入異常を診断する。 (t1−e2)<(2π/ω)<(t1+e2) …(10) なお、この1回転時間は、第6図のJ点とK点との間の
実線F(原料1までの距離l0の信号の波形)における、
パルス間隔時間の平均である。 旋回回数診断器84及び94では、それぞれEマイクロ波サ
ウンジング計26a及びWマイクロ波サウンジング計26bに
よりそれぞれ旋回シュート24の旋回による旋回シュート
24自体又は旋回シュート24から落下する原料1の通過を
検出することにより求められる旋回回転数k及びk′と
旋回シュート24の旋回角βから検出された旋回回転数n
とを用いたそれぞれ次式により原料装入異常を診断す
る。 k=n …(11) k′=n …(11a) なお、この旋回回転数k及びk′は、第6図のJ点とK
点との間の実線F又はG(原料1までの距離l0信号又は
l0′信号の波形)における、パルス数である。 旋回方向診断器86では、Eマイクロ波サウンジング計26
aで旋回シュート24自体又は旋回シュート24から落下す
る原料1の通過が検出されてからWマイクロ波サウンジ
ング計26bで旋回シュート24自体又は旋回シュート24か
ら落下する原料1の通過が検出されるまでの時間がt2
あるかt3であるか(t2≠t3、t1=t2+t3)判定すること
により、旋回シュート24の旋回方向が正旋回(t3)であ
るか逆旋回(t2)であるか判定し、これが目的の回転方
向と一致するかどうかにより原料装入異常を診断する。
又、旋回方向診断器96は、Wマイクロ波サウンジング計
26bで旋回シュート24自体又は旋回シュート24から落下
する原料1の通過が検出されてからEマイクロ波サウン
ジング計26aで旋回シュート24自体又は旋回シュート24
から落下する原料1の通過が検出されるまでの時間がt2
であるかt3であるか(t2≠t3、t1=t2+t3)判定するこ
とにより、旋回シュート24の旋回方向が正旋回(t2)で
あるか逆旋回(t3)であるか判定し、この旋回方向が目
的の旋回方向と一致するかどうかにより原料装入異常を
診断するものである。 ダンプ高さ診断器88及び98は、それぞれ、Eマイクロ波
サウンジング計26aから原料1までの距離l0から求めら
れる高炉10内の原料1の積載レベルh2とh3、又はWマイ
クロ波サウンジング計26bから原料1までの距離l0′か
ら求められる高炉10内における原料1の積載レベルh2
とh3′とスレッシヨルド値e3とを用いたそれぞれ次式に
より原料装入異常の診断を行う。 {(h2−h3)−e3}<f2(θ,W)<{(h2−h3)−e3
…(12) {(h2′−h3′)−e3}<f2(θ,W)<{(h2′−
h3′)−e3} ……(12a) ここで、関数f2は異常診断のパラメータの関数であり、
この関数の値、即ち、f2(θ,W)はダンプ高さ診断器88
及び98内部のデータテーブルから原料1の積載傾斜角θ
及び原料1の1ダンプ当りの原料量Wとにより予め求め
ておく。 このように、主に診断データ処理装置71でなされる処理
により高炉への原料装入異常を診断することができる。 例えば、原料落下及び原料落下高さ診断器80及び90で
は、流調ゲート22の故障等により旋回シュート24から装
入される原料1の中断を検出することができる。旋回時
間診断器82及び92では、インダクションモータ37やこの
インダクションモータ37に取付けられたパルス発生器37
aの故障等により旋回シュート24の旋回角速度ωに異常
があった場合に、この異常を検出することができる。旋
回回数診断器84及び94では、インダクションモータ37に
取付けられたパルス発生器37aの異常や旋回シュート回
転速度演算器50での旋回回数カウントの異常を検出する
ことができる。旋回方向診断器86及び96では、旋回駆動
機構39や旋回制御装置35等の異常により旋回シュート24
の旋回方向が目的の回転方向と不一致であることを検出
することができる。ダンプ高さ診断器88及び98では、流
調ゲート22の故障や旋回シュート24の傾動動作の異常に
より高炉10内における原料1のダンプ高さの異常を検出
することができる。 これらの高炉10への原料1の装入異常を診断するように
することにより、高炉10への原料装入装置の異常が比較
的小さなものでも速かに診断検出できるようになり、従
って、種々の異常が拡大して高炉10の操業に支障をきた
すことを防ぐことができる。 なお、高炉10への原料装入異常を診断する機能上におい
ては、Eマイクロ波サウンジング計26aやWマイクロ波
サウンジング計26b等の反射型距離計は、高炉10上方か
ら装入物表面を見込む位置で、且つ、旋回シュート24の
傾動角αがいかなる角度であっても、この旋回シュート
24の旋回による、この旋回シュート24自体又はこの旋回
シュート24から落下する原料1の通過を検出できる位置
に配置することが好ましい。しかしながら、種々の取付
け上の制約により、例えば、旋回シュート24の傾動角α
がある一定角度以下ではこの旋回シュート24自体又はこ
の旋回シュート24から落下する原料1の通過がいずれも
検出できないような位置にこのような反射型距離計を配
置せざるを得ない場合においては、この反射型距離計が
旋回シュート24自体又は旋回シュート24から落下する原
料1の通過を検出できる旋回シュート24の傾動角αの範
囲内では、この反射型距離計を用いた高炉10への原料装
入異常を診断する処理を行うようにすればよい。又、こ
の考え方は本発明の考えに含まれるものである。
Hereinafter, embodiments of the first invention and the second invention of the present application will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a raw material charging apparatus for a blast furnace in which the present invention is implemented. In FIG. 1, the raw material 1 to be charged into the blast furnace 10 is stored in the upper hopper 20. The flow control gate 22 supplies the raw material 1 to the swirling chute 24 by opening the flow control gate 22 at an opening according to the discharge speed w for a predetermined time. The swirling chute 24 is capable of changing the tilt angle α while swirling at an angular velocity ω, whereby the raw material 1 is charged into the furnace wall side circumferential portion of the raw material upper surface in the blast furnace and the furnace core portion. You can do it. The turning angle of the turning chute 24 is β. The level meter 26 is an E microwave sounding meter (not shown).
26a and the W microwave sounding meter 26b measure the distances l 0 and l 0 ′ from the respective sounding meters to the upper surface of the raw material 1 in the blast furnace 10 and measure the respective distances l 0 and l 0 respectively. 'Swivel chute rotation speed calculator
Output to 50 and raw material charging monitoring device 54. These E microwave sounding meters 26a are W microwave sounding meters 26b, and while measuring the distance from each sounding meter to the upper surface of the raw material 1 in the blast furnace 10,
The passage of the turning chute 24 itself or the raw material 1 falling from the turning chute 24 due to the turning of the turning chute 24 is detected. The tilt control device 30 positions the servomotor 31 in accordance with the tilt angle command from the turning chute rotation speed calculator 50, whereby the turning chute 24 is moved via the tilt drive mechanism 32.
To the commanded tilt angle α. The turning control device 35 controls the speed of the induction motor 37 in accordance with the turning chute rotation angular velocity command given from the turning chute rotation speed calculator 50, thereby turning the turning chute 24 at the angular velocity ω via the turning drive mechanism 39. It is a thing. A pulse generator 37a is attached to the induction motor 37, and the turning control device 35 obtains a turning angle β of the turning chute 24 based on a signal from the pulse generator 37a. The turning angle β is a turning chute rotation speed calculator. Output to 50. In this turning chute rotation speed calculator 50, the raw material 1 is fed to the upper hopper at the optimum discharge speed w in accordance with the conventional technique.
Flow control gate 22 so that it is discharged from the turning chute 24 from 20
And simultaneously outputs the turning chute rotation angular velocity command to the turning control device 35 so that the turning chute 24 turns at an angular velocity ω during charging of the raw material 1, and simultaneously turns the turning chute.
A tilt angle command is output to the tilt control device 30 so as to change the tilt angle α of 24. As a result, the raw material 1 having the optimum distribution can be charged on the upper surface of the blast furnace 10. In this turning chute rotation speed calculator 50, in addition to such conventional processing, the tilting angle α and the turning angle β of the turning chute 24 and the turning are fed to the raw material charging monitoring device 54 which performs the processing to which the present invention is applied. The rotation speed n detected from the angular velocity ω and the rotation angle β, the discharge drop velocity v of the raw material 1 discharged from the upper hopper 20 to the swing chute 24 via the flow control gate 22, and the raw material 1 in the blast furnace 10 The process of outputting the loading inclination angle θ and the process corresponding to the abnormality warning signal Arm input from the raw material charging monitoring device 54 are performed. The raw material charging monitoring device 54 is configured as shown in FIG. 2, and performs the raw material charging monitoring process to the blast furnace by the inputs from the level meter 26 and the turning chute rotation speed calculator 50 described above. . FIG. 2 is a raw material charging monitoring device 54 used for the raw material charging device for the blast furnace in which the present invention is carried out as described above with reference to FIG.
It is a block diagram of. In FIG. 2, the trajectory calculator 70 indicates that the turning chute 24
The tilting angle α, the turning angle β, and the preset turning chute 24
And the coordinate of the tip of the turning chute, the tilt angle α of the turning chute, the surface level l 0 or l 0 ′ of the blast furnace interior entrance, and the raw material set or obtained in advance. The position coordinates of the raw material drop point in the blast furnace are obtained from the discharge drop velocity v. Furthermore, this locus calculator 70
Also creates data on the graphic CRT 60 and XY plotter 62 to display or plot the movement of the swirl chute 24 and the movement of the material drop point in the blast furnace. The diagnostic data processing device 71 is located at a position where the surface of the charging material is seen from above the blast furnace 10 and at a position where it is possible to detect passage of the swirling chute 24 itself or the raw material 1 falling from the swirling chute 24 due to the swiveling of the swirling chute 24. E microwave sounding meter 26a and W microwave sounding meter 2 arranged
Based on the input signal from the level meter 26 to which 6b and 6b are input, the abnormality in the charging of the raw material into the blast furnace 10 is diagnosed. The data storage device 72 stores and saves the data created by the trajectory calculator 70 and the diagnostic data processing device 71, and can store the data for improving the operation method of the blast furnace 10 in the future, for example. The graphic CRT 60 graphically displays the movement of the tip of the turning chute 24 and the movement of the raw material dropping point in the blast furnace 10 as described above, and by being used together with the keyboard 61, various operations of the raw material charging monitoring device 54 and It is also used as a character CRT for making settings and for performing an operation for outputting the record data stored in the data storage device 72 to the printer 63. In the raw material charging monitoring device 54, when an abnormality of the raw material charging device is detected by the diagnostic data processing device 71, a warning is displayed on the graphic CRT 60 or an abnormality warning signal Arm is output to the turning chute rotation speed calculator 50. The warning lamp 64 is turned on or the warning buzzer 65 is activated so that the operator can easily recognize the occurrence of an abnormality in the raw material charging device. FIG. 3 is a configuration diagram of the diagnostic data processing device 71 in the raw material charging monitoring device 54 described above. In FIG. 3, the diagnostic data processing device 71 includes a raw material drop and raw material drop height diagnostic devices 80 and 90, and a turning time diagnostic device.
82 and 92, turning number diagnostic devices 84 and 94, turning direction diagnostic devices 86 and 96, dump height diagnostic devices 88 and 98, and diagnostic data external output 75. In this diagnostic data processing device 71, two diagnostic devices of the same type are arranged, and the reason why two diagnostic devices, that is, an E microwave sounding meter 26a and a W microwave sounding meter 26b, are used for substantially the same processing. 2
This is because the reliability of the abnormality diagnosis of the raw material charging device is improved by performing the duplication. The processing performed by each of these diagnostic devices is performed according to the abnormality diagnosis rule in each diagnostic device as described below. Further, the diagnostic data external output 75 is the diagnostic data processing device 71.
The output interface processing for outputting the data created by the abnormality diagnosis processing of the raw material charging apparatus in the inside is performed. The operation of this embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing the coordinates of the tip of the turning chute 24 and the position coordinates of the drop point of the raw material 1 falling from the turning chute 24. In this figure, the turning chute 24 has a length L, and the raw material 1 discharged at the output falling velocity v is charged into the blast furnace 10 in a state of a tilt angle α. Further, the shape of the upper surface of the raw material 1 in the blast furnace 10 is a mortar shape such that the furnace core side is lower than the furnace wall side, and the loading inclination angle of the raw material 1 at this time is θ. In this figure, A is the trajectory of the turning chute 24 turning in the blast furnace 10. At this time, the plane parallel to the plane on which the locus of the tip of the turning chute 24 is drawn is defined as the XY axis plane, and the X axis and the Y axis are defined. Further, the Z-axis is defined as a coordinate axis from the upper side to the lower side in the blast furnace 10. S is a stock line which is a reference plane for measuring the loading level of the raw material 1 in the blast furnace 10, P is a center point of the turning and tilting motions of the turning chute 24, and B is a raw material dropping point in the blast furnace 10. , C are souding measurement points on the upper surface of the loaded raw material in the blast furnace 10. The turning radius R 1 of the turning chute 24 is the length of the turning chute 24, that is, the length L from the turning tilt center point P to the tip of the turning chute 24, and can be obtained from the tilt angle α of the turning chute 24 and the following equation. . R 1 = L × sin α (1) Swiveling chute on the XY plane in FIG.
The coordinates (X 1 , Y 1 ) of the tip of 24 can be obtained by the following equation and the turning radius R 1 of the turning chute 24 and the turning angle β of the turning chute 24. X 1 = R 1 × sin β = L × sin α × sin β (2) Y 1 = R 1 × cos β = L × sin α × cos β (3) Here, the tilt angle α of the turning chute 24 and the turning chute 24
The turning angle β of the raw material 1 while turning the turning chute 24
Is a time function that changes from moment to moment during charging of blast furnace 10. The coordinates of the tip of the turning chute 24 can be obtained by the equations (2) and (3) as described above.
When displaying or plotting on the CRT 60, the XY plotter 62, or the like, the turning and tilting center point P needs to be drawn at the center of the CRT screen or the printing paper, so that it is necessary to add the bias value. That is, if this bias value is taken as the length L of the turning chute 24, for example, the coordinates (X 1 ′, X 1 ′, of the tip of the turning chute 24 in the CRT display or plot).
Y 1 ′) becomes as follows. X 1 ′ = L × sin α × sin β + L (2a) Y 1 ′ = L × sin α × cos β + L (3a) Next, the position coordinates of the falling point B of the raw material 1 falling from the turning chute 24 are as follows. Ask. Raw material 1 from the upper hopper 20 discharged to the turning chute 24
The discharge and falling velocity of V is v
The initial velocity of raw material 1 falling within 10 is v cos α. At this time, the time taken for the raw material 1 to drop from the tip of the turning chute 24 to reach the upper surface of the loading surface of the raw material 1 in the blast furnace 10 is t, the gravitational acceleration is g, and the loading inclination of the raw material 1 in the blast furnace 10 is The angle is θ, the distance between the turning tilt center point P and the stock line S in the Z-axis direction is l, the distance from the stock line S to the raw material dropping point B in the Z-axis direction is l 1 , and the sounding measurement is performed. The distance in the Z-axis direction from the obtained stock line S to the upper surface of the loading surface of the raw material 1 in the blast furnace 10
Let l 2 be the distance R ′ from the turning tilt center point P in the X-Y axis plane of the point C where the sounding measurement is performed, and the turning movement radius R 0 of the falling point of the raw material 1 in the blast furnace 10 and the turning The distance Z 0 in the Z-axis direction from the tip of the chute 24 to the raw material dropping point B can be expressed by the following equation. R 0 = (v × cosα × sinα) × t + L × sinα ... (4) Z 0 = (v × cosα × cosα) × t + g × t 2/2 ... (5) Z 0 = l 1 + l-L cosα = l 2 + seek (R'-R 0) × tanθ + l-L cosα ... pivotal movement radius R 0 Clears t with (6) or more (4) from equation (5) and the equation (6), By using this, the position coordinates (X 2 , Y 2 ) of the falling point B of the raw material 1 in the blast furnace 10
The length l 2 (l 0 or
(preliminarily obtained from l 0 ′) and the loading inclination angle θ of the raw material 1 and the inclination angle α of the turning chute 24 can be obtained as follows. X 2 = R 0 × sin β (7) Y 2 = R 0 × cos β (8) As described above, the position coordinates of the falling point B of the raw material 1 (X 2 , Y
2 ) You can ask for a graphic CRT60 and X
In order to make the center point of the orbiting locus of the falling point B of the raw material 1 (the orbiting and tilting center point P) come to the center on the graphic CRT screen or the plotting paper in the case where it is graphically displayed or plotted on the Y plotter 62. Where the bias value is m, and the position coordinates (X 2 ′, Y 2 ′) of the dropping point B of the raw material 1 in the blast furnace 10 for displaying or plotting are expressed by the following equation. X 2 ′ = R 0 × sin β + m (7a) Y 2 ′ = R 0 × cos β + m (8a) As described above, the formula (2) and the formula (3), and the formula (7) and the formula (8) The coordinates of the tip of the chute 24 and the locus of this coordinate, the position coordinate of the falling point B of the raw material 1 in the blast furnace 10 and the locus of this coordinate can be easily grasped concretely. Also (2a)
By the equations and (3a) and the equations (7a) and (8a), the coordinates of the tip of the swirling chute 24 and the locus of these coordinates, the position coordinates of the falling point B of the raw material 1 in the blast furnace 10 and The coordinate locus can be easily displayed on the graphic CRT 60, the XY plotter 62, or the like. In addition, by performing this display and plotting in real time while the raw material is being carried into the blast furnace 10, the inside of the blast furnace 10 can be monitored as if the inside of the blast furnace 10 is directly viewed from above, which allows the blast furnace 10 to be monitored. Needless to say, it is possible to improve the stability of the operation and the operating rate of. FIG. 5 is a diagram showing a plot example of the position coordinates of the dropping point B of the raw material 1 falling from the turning chute 24 according to the above-mentioned embodiment. Next, the operation of the diagnostic data processing device 71 in the present embodiment, that is, the operation of the function of diagnosing an abnormal charging of the raw material into the blast furnace 10 in this embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing signals detected from the two sounding meters in the above embodiment. In FIG. 6, the turning chute 24 is charging the raw material 1 while turning in the blast furnace 10 at a tilt angle α.
The E-microwave sounding meter 26a and the W-microwave sounding meter 26b are located at a position where the surface of the charge can be seen from above the blast furnace 10 and the swirling chute 24 itself by the swiveling of the swirling chute 24 or the raw material falling from the swirling chute 24. It is arranged at a position where passage of 1 can be detected. D is a turning movement locus of the raw material dropping point in the blast furnace 10. The E microwave sounding meter 26a and the W microwave sounding meter 26b are the turning trajectories D of the material dropping points of the same radius.
However, it is arranged on the opposite side of the turning movement locus D of the raw material dropping point centered on the turning tilt center point P,
That is, they are not arranged so that they are located exactly 180 ° on the opposite side. That is, when the turning chute 24 is turning in the reverse direction, the turning movement time t 2 of the raw material dropping point from 26a to 26b and the turning movement time t 3 of the raw material dropping point from 26b to 26a.
They are placed at positions where and are not equal. The deviations of the positions of the E microwave sounding meter 26a and the W microwave sounding meter 26b from the opposite sides of 180 ° are used by | t 2 −t 3 | to diagnose the raw material charging abnormality into the blast furnace described later. Detection above (Turning direction diagnostics 86 and 96
The amount of deviation is such that it can be easily detected by (abnormality diagnosis). The solid line F in FIG. 6 indicates the distance l 0 to the raw material 1 according to the signal detected from the E microphone sounding meter 26a.
It is a waveform of a signal. The solid line G is the distance l 0 ′ signal output from the level meter 26 to the raw material 1 according to the signal detected by the W microwave sounding meter 26b. h 1 and h 1 ′ are peak values of the distances l 0 and l 0 ′ from each sounding meter to the raw material 1 by detecting the passage of the dropping of the raw material 1 in the blast furnace 10, respectively. h 2 and h 2 ′ are respective peak values of the distances l 0 and l 0 ′ from each sounding meter to the raw material 1 due to the loading of the raw material in the blast furnace 10. h 3 and h 3 ′ are respective minimum values of l 0 and l 0 ′, which are distances from the respective sounding gauges to the raw material 1 when the raw material in the blast furnace 10 is unloaded. The raw material drop and raw material drop height diagnosing devices 80 and 90 diagnose the raw material charging abnormality by the following equation using the threshold value e. {(H 1 −h 2 ) −e 1 } <f 1 (θ) <{(h 1 −h 2 ) + e 1 } ...
(9) {(h 1 ′ −h 2 ′) −e 1 } <f 1 (θ) <{(h 1 ′ −h 2 ) +
e 1 } (9a) Here, f 1 is a function of the parameter in the abnormality diagnosis, and the value of this function, that is, f 1 (θ) is within the raw material drop and raw material drop height diagnostic devices 80 and 90. It is obtained in advance by the loading inclination angle θ of the raw material 1 from the above data table. In the turning time diagnostic devices 82 and 92, one rotation time t 1 (= t 2 + t 3 ) of the turning movement of the dropping point of the raw material 1 in the blast furnace 10 detected by the E microwave sounding meter and the W microphone sounding meter, respectively. The raw material charging abnormality is diagnosed by the following equation using the threshold value e 2 and the threshold value e 2 . (T 1 −e 2 ) <(2π / ω) <(t 1 + e 2 ) ... (10) Note that this one rotation time is equal to the solid line F between the point J and the point K in FIG. Waveform of the signal at distance l 0 ) to
It is the average of the pulse interval times. In the number-of-turns diagnostics 84 and 94, the E-wave sounding meter 26a and the W-microwave sounding meter 26b respectively turn the turning chute 24 to make a turning chute.
24 or the rotation speeds k and k'obtained by detecting the passage of the raw material 1 falling from the rotation chute 24 and the rotation speed n detected from the rotation angle β of the rotation chute 24.
The raw material charging abnormality is diagnosed by the following equations using and. k = n (11) k '= n (11a) The turning speeds k and k'are the points J and K in FIG.
Solid line F or G between the points (distance to raw material 1 signal 0 or
The number of pulses in the l 0 ′ signal waveform). In the turning direction diagnostic device 86, the E microwave sounding meter 26
After the passage of the swirl chute 24 itself or the passage of the raw material 1 falling from the swivel chute 24 is detected in a, until the passage of the raw material 1 falling from the swivel chute 24 itself or the swivel chute 24 is detected by the W microwave sounding meter 26b. By determining whether the time is t 2 or t 3 (t 2 ≠ t 3 , t 1 = t 2 + t 3 ), the turning direction of the turning chute 24 is a forward turning (t 3 ) or a reverse turning. (T 2 ), and the raw material charging abnormality is diagnosed depending on whether or not this is the target rotation direction.
Further, the turning direction diagnostic device 96 is a W microwave sounding meter.
After the passage of the swirling chute 24 itself or the raw material 1 falling from the swirling chute 24 is detected by 26b, the swirling chute 24 itself or the swirling chute 24 is detected by the E microwave sounding meter 26a.
From the time when the passage of the raw material 1 falling from is detected is t 2
Or t 3 (t 2 ≠ t 3 , t 1 = t 2 + t 3 ), the turning direction of the turning chute 24 is a forward turning (t 2 ) or a reverse turning (t 3 ). The raw material charging abnormality is diagnosed based on whether or not the turning direction matches the target turning direction. The dump height diagnostic devices 88 and 98 are the loading levels h 2 and h 3 of the raw material 1 in the blast furnace 10 obtained from the distance l 0 from the E microwave sounding meter 26a to the raw material 1, or the W microwave sounding meter, respectively. Load level h 2 ′ of raw material 1 in blast furnace 10 obtained from distance l 0 ′ from 26b to raw material 1
And h 3 ′ and the threshold value e 3 are used to diagnose the raw material charging abnormality by the following equations. {(H 2 -h 3) -e 3} <f 2 (θ, W) <{(h 2 -h 3) -e 3}
… (12) {(h 2 ′ −h 3 ′) −e 3 } <f 2 (θ, W) <{(h 2 ′ −
h 3 ′) −e 3 } (12a) Here, the function f 2 is the function of the parameter for abnormality diagnosis,
The value of this function, that is, f 2 (θ, W) is the dump height diagnostic device 88.
And the data table inside 98, the loading inclination angle θ of raw material 1
And the raw material amount W per dump of the raw material 1 in advance. In this way, the raw material charging abnormality into the blast furnace can be diagnosed mainly by the processing performed by the diagnostic data processing device 71. For example, the raw material drop and raw material drop height diagnosing devices 80 and 90 can detect interruption of the raw material 1 charged from the turning chute 24 due to a failure of the flow control gate 22 or the like. In the turning time diagnostic devices 82 and 92, the induction motor 37 and the pulse generator 37 attached to the induction motor 37 are used.
When there is an abnormality in the turning angular velocity ω of the turning chute 24 due to a failure of a or the like, this abnormality can be detected. The turning number diagnostic devices 84 and 94 can detect an abnormality in the pulse generator 37a attached to the induction motor 37 and an abnormality in counting the number of turnings in the turning chute rotation speed calculator 50. In the turning direction diagnostic devices 86 and 96, the turning chute 24 is caused by an abnormality in the turning drive mechanism 39, the turning control device 35, or the like.
It is possible to detect that the turning direction of does not match the intended rotation direction. The dump height diagnostic devices 88 and 98 can detect an abnormality in the dump height of the raw material 1 in the blast furnace 10 due to a failure of the flow control gate 22 or an abnormality in the tilting movement of the swirling chute 24. By diagnosing the charging abnormality of the raw material 1 into the blast furnace 10, even if the abnormality of the raw material charging device into the blast furnace 10 is comparatively small, it is possible to quickly diagnose and detect the abnormality. It is possible to prevent the anomaly of the above from expanding and hindering the operation of the blast furnace 10. In addition, in the function of diagnosing abnormal charging of raw material into the blast furnace 10, a reflection type distance meter such as the E microwave sounding meter 26a and the W microwave sounding meter 26b is located at a position where the charging surface is seen from above the blast furnace 10. And, even if the tilt angle α of the turning chute 24 is any angle,
It is preferable to dispose the swirling chute 24 itself or a position where the passage of the raw material 1 falling from the swirling chute 24 due to the turning of the 24 can be detected. However, due to various mounting restrictions, for example, the tilt angle α of the turning chute 24 is
When there is no choice but to arrange such a reflection range finder at a position where the passage chute 24 itself or the passage of the raw material 1 falling from the rotation chute 24 cannot be detected at a certain angle or less, Within the range of the tilt angle α of the revolving chute 24, which can detect the passage of the raw material 1 falling from the revolving chute 24 itself or the revolving chute 24, the raw material loading to the blast furnace 10 using the reflex distance measuring device is performed. It suffices to perform a process for diagnosing an input abnormality. Further, this idea is included in the idea of the present invention.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上説明した通り、本発明によれば、ホッパから排出さ
れる原料を、旋回半径を可変することのできる旋回シュ
ートの先端を移動させながら装入するに際し、この高炉
への原料装入のリアルタイムなモニタリング及びこのモ
ニタリングによる高炉への原料装入操業実績収集を効果
的に行い、これにより、製品品質の向上や高炉の操業の
安定度や稼動率の向上や、更には種々のトラブルを未然
に防ぐと共に、高炉運用方法の改善のための貴重なデー
タを多く得ることができるという優れた効果を有する。
As described above, according to the present invention, when charging the raw material discharged from the hopper while moving the tip of the turning chute whose turning radius can be changed, the raw material charging to the blast furnace can be performed in real time. Effectively perform monitoring and collection of raw material charging operation results into this blast furnace by this monitoring, thereby improving product quality, improving stability and operation rate of blast furnace operation, and preventing various troubles in advance. At the same time, it has an excellent effect that many valuable data for improving the operation method of the blast furnace can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明が実施された高炉への原料装入装置の
構成図、 第2図は、前記実施例に用いられる原料装入監視装置の
構成図、 第3図は、前記原料装入監視装置に用いられる診断デー
タ処理装置の構成図、 第4図は、旋回シュートの先端の座標及び旋回シュート
から落下する原料の落下点の位置座標を示す線図、 第5図は、前記実施例による旋回シュートから落下する
原料の落下点の位置座標のプロット例を示す線図、 第6図は、前記実施例における2台のサウンジング計か
ら検出される信号を示す線図である。 1……原料、 10……高炉、 20……上部ホッパ、 22……流調ゲート(FCG)、 24……旋回シュート、 26……レベル計、 26a……Eマイクロ波サウンジング計、 26b……Wマイクロ波サウンジング計、 30……傾動制御装置、 31……サーボモータ、 32……傾動駆動機構、 35……旋回制御装置、 37……インダクションモータ、 37a……パルス発生器、 39……旋回駆動機構、 50……旋回シュート回転速度演算器、 54……原料装入監視装置、 60……グラフィックCRT、 61……キーボード、 62……X−Yプロッタ、 63……印字プリンタ、 64……警告ランプ、 65……警告ブザー、 70……軌跡演算器、 71……診断データ処理装置、 72……データ記憶装置、 L……旋回シュートの長さ、 α……旋回シュートの傾動角、 β……旋回シュートの旋回角、 ω……旋回シュートの旋回角速度、 l0……Eマイクロ波サウンジング計から原料までの距
離、 l0′……Wマイクロ波サウンジング計から原料までの距
離、 S……ストックライン、 R′……X−Y軸平面での旋回傾動中心点からサウンジ
ング測定点までの距離、 R0……高炉内の原料落下点の旋回移動半径、 R1……旋回シュートの旋回半径、 Z0……旋回シュート先端から原料落下点までのZ軸方向
の距離、 n……旋回シュートの旋回角から検出された旋回回転
数、 v……原料の旋回シュートへの排出速度、 θ……高炉内の原料の積載傾斜角、 Arm……異常警告信号。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for charging a raw material into a blast furnace in which the present invention is implemented, FIG. 2 is a block diagram of a raw material charging monitoring apparatus used in the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a configuration diagram of a diagnostic data processing device used in the entrance monitoring device, FIG. 4 is a diagram showing the coordinates of the tip of the turning chute and the position coordinates of the drop point of the raw material falling from the turning chute, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a plot example of the position coordinates of the dropping points of the raw material falling from the turning chute according to the example, and FIG. 6 is a diagram showing the signals detected from the two sounding meters in the embodiment. 1 …… Raw material, 10 …… Blast furnace, 20 …… Upper hopper, 22 …… Flow control gate (FCG), 24 …… Swirl chute, 26 …… Level meter, 26a …… E Microwave sounding meter, 26b …… W microwave sounding meter, 30 ... Tilt control device, 31 ... Servo motor, 32 ... Tilt drive mechanism, 35 ... Turning control device, 37 ... Induction motor, 37a ... Pulse generator, 39 ... Turning Drive mechanism, 50 …… Swivel chute rotation speed calculator, 54 …… Raw material charging monitoring device, 60 …… Graphic CRT, 61 …… Keyboard, 62 …… XY plotter, 63 …… Print printer, 64 …… Warning lamp, 65 ... warning buzzer, 70 ... trajectory calculator, 71 ... diagnostic data processing device, 72 ... data storage device, L ... turning chute length, α ... turning chute tilt angle, β …… Turning angle of turning chute, ω …… Turning of turning chute Rotational angular velocity, l 0 ... E distance from microwave sounding meter to raw material, l 0 '... distance from microwave microwave sounding meter to raw material, S ... stock line, R' ... in X-Y axis plane From the center of swiveling and tilting to the sounding measurement point, R 0 …… Swing movement radius of raw material drop point in blast furnace, R 1 …… Swirl radius of swivel chute, Z 0 …… From tip of swivel chute to raw material drop point In the Z-axis direction, n ... Swirl speed detected from the swivel angle of the swirl chute, v ... Discharge speed of the raw material to the swirl chute, θ ... Loading inclination angle of the raw material in the blast furnace, Arm ... Abnormal warning signal.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ホッパから排出される原料を、旋回半径を
可変することのできる旋回シュートの先端を移動させな
がら装入するに際し、 前記旋回シュートの傾動角と旋回角と高炉内装入物表面
レベルとを測定し、 予め求められた前記旋回シュートの長さと、前記傾動角
と旋回角とから、該旋回シュート先端の座標を求めると
共に、 前記旋回シュート先端の座標と前記傾動角と前記高炉内
装入物表面レベルと、予め設定又は求められた原料排出
時のその落下速度とから、重力による該原料の落下速度
の増加をも配慮しながら、高炉内の原料落下点の位置座
標を求めることを特徴とする高炉への原料装入モニタリ
ング方法。
1. When charging a raw material discharged from a hopper while moving the tip of a swirling chute whose swiveling radius can be varied, the tilt angle and swivel angle of the swirling chute, and the surface level of the blast furnace interior contents. And the coordinate of the tip of the turning chute is determined from the length of the turning chute and the tilt angle and the turning angle that are obtained in advance, and the coordinates of the tip of the turning chute, the tilt angle, and the interior of the blast furnace are entered. The position coordinates of the raw material dropping point in the blast furnace are obtained from the surface level of the material and the preset or required dropping speed at the time of discharging the raw material while considering the increase in the dropping speed of the raw material due to gravity. Monitoring method of raw material charging into blast furnace.
【請求項2】ホッパから排出される原料を、旋回半径を
可変することのできる旋回シュートの先端を移動させな
がら装入するに際し、 高炉上方から装入物表面を見込む位置で、且つ、前記旋
回シュートの旋回による該旋回シュート自体又は該旋回
シュートから落下中の原料の通過を検出できる位置に反
射型距離計を配置し、 この反射型距離計により、高炉内装入物表面レベルを測
定すると共に、前記旋回シュートの旋回による、該旋回
シュート自体又は該旋回シュートから落下中の原料の通
過を検出し、 予め決定されている異常診断ルールに従って、前記高炉
内装入物表面レベルの測定値と、前記旋回シュート自体
又は落下中の原料の通過の検出から、高炉への原料装入
異常を診断することを特徴とする高炉への原料装入モニ
タリング方法。
2. The turning radius of the raw material discharged from the hopper is changed.
Do not move the tip of the swing chute that can be changed.
At the time of charging the blast furnace at the position where the surface of the charge is seen from above the blast furnace,
The turning chute itself or the turning by the turning of the turning chute
Check the position where it can detect the passage of raw materials while dropping from the chute.
An emissive distance meter is installed, and the surface level of the blast furnace interior is measured by this reflective distance meter
And the turning of the turning chute by turning the turning chute.
The chute itself or the flow of raw materials falling from the turning chute
Of the blast furnace according to a predetermined abnormality diagnosis rule.
Measurement value of the surface level of the interior container and the turning chute itself
Or, from the detection of the passage of raw materials during falling, charging the raw materials into the blast furnace
Moni charging of raw material into blast furnace characterized by diagnosing abnormality
Tulling method.
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