JPH0733529B2 - Raw material load calculation method and raw material charging method in bellless top charging device - Google Patents

Raw material load calculation method and raw material charging method in bellless top charging device

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JPH0733529B2
JPH0733529B2 JP2136210A JP13621090A JPH0733529B2 JP H0733529 B2 JPH0733529 B2 JP H0733529B2 JP 2136210 A JP2136210 A JP 2136210A JP 13621090 A JP13621090 A JP 13621090A JP H0733529 B2 JPH0733529 B2 JP H0733529B2
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Japan
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raw material
hopper
load
chute
furnace
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昌男 藤田
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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】 本発明は、並列に設置された2以上のホッパを有するベ
ルレス炉頂装入装置において各ホッパの原料荷重を正確
に算出することができる原料荷重の算出方法、及び上記
ベルレス炉頂装入装置から、原料を炉内に均等な分布で
装入することができるベルレス炉頂装入装置による原料
装入方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a raw material load calculation method capable of accurately calculating the raw material load of each hopper in a bellless furnace top charging device having two or more hoppers installed in parallel, and the above. The present invention relates to a raw material charging method using a bellless furnace top charging device capable of charging raw materials into the furnace in a uniform distribution from the bellless furnace top charging device.

【従来の技術】[Prior art]

高炉へ原料を装入するための炉頂装入装置としてベルレ
ス装入装置が知られている。第4図は、ベルレス装入装
置から高炉への原料装入方法の一例を示す概略説明図で
ある。 高炉10へホッパ12から原料を装入する場合は、該ホッパ
12に原料を装填し、該原料をロードセル14で秤量し、次
いで、その原料量に見合った開度に流量調整ゲート16を
調整し、シール弁18を開いて上記原料を所定の速度で高
炉10の炉頂部へ装入する。炉頂部へ順次装入されてくる
原料は、安定した炉況の下で操業が可能となるように、
旋回シュート20により高炉内に均等な分布になるように
分配される。 上述のように、高炉10内に原料を均等な分布で分配する
には、例えば旋回シュート20の旋回終了と該シュート20
からの原料の排出終了とを一致させる、即ち、上記旋回
シュート20の予定旋回数で過不足なくホッパ12から全原
料の分配を完了させる必要がある。そのためには、ホッ
パ12に装填された原料を正確に秤量し、且つ、その原料
量に見合った適切な開度に上記ゲート16を設定すること
が重要である。 ところで、原料は、前述の如く、ロードセル14で秤量さ
れるが、上記ベルレス装入装置では、ホッパ12とレシー
バ22との間に連結用の第1伸縮接手管24と、ホッパ12の
上部に給排気用の第2伸縮接手管26とが連設されてい
る。従って、上記ホッパ12内の圧力が上昇すると上記第
1及び第2伸縮接手管24、26の伸縮部24A、26Aには推力
が生じ、又、該ホッパ12の全重量が増すと、受梁(構造
物)28がたわみ、該ホッパ12が下方に変位するため、上
記両伸縮部24A、26Aにはばね反力が生じる、そのため、
上記ホッパ12内の原料を秤量するに際しては、上記ロー
ドセル14による測定値に対して、上記両伸縮部24A、26A
による影響を考慮した補正を行って秤量精度の向上を図
っていた(特開昭62−156527)。
A bellless charging device is known as a furnace top charging device for charging raw materials into a blast furnace. FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an example of a raw material charging method from a bellless charging device to a blast furnace. When charging raw material into the blast furnace 10 from the hopper 12, the hopper
12 is charged with raw material, the raw material is weighed with a load cell 14, then the flow rate adjusting gate 16 is adjusted to an opening degree corresponding to the raw material amount, the seal valve 18 is opened, and the raw material is fed at a predetermined speed to the blast furnace 10. Charge to the furnace top of. The raw materials that are sequentially charged to the top of the furnace should be operated under stable furnace conditions.
It is distributed by the swirling chute 20 so as to have an even distribution in the blast furnace. As described above, in order to distribute the raw material in the blast furnace 10 in an even distribution, for example, the turning end of the turning chute 20 and the chute 20
It is necessary to match the end of the discharge of the raw materials from the hopper 12, that is, to complete the distribution of all the raw materials from the hopper 12 with just the planned number of turns of the turning chute 20. For that purpose, it is important to accurately weigh the raw material loaded in the hopper 12 and set the gate 16 at an appropriate opening degree corresponding to the raw material amount. By the way, the raw material is weighed by the load cell 14 as described above, but in the bellless charging device, the raw material is fed to the first expansion joint tube 24 for connection between the hopper 12 and the receiver 22 and the upper portion of the hopper 12. A second expandable joint pipe 26 for exhaust is continuously provided. Therefore, when the pressure in the hopper 12 increases, thrust is generated in the expandable portions 24A, 26A of the first and second expandable joint pipes 24, 26, and when the total weight of the hopper 12 increases, the beam receiving ( (Structure) 28 is deflected and the hopper 12 is displaced downward, so that a spring reaction force is generated in both of the elastic portions 24A and 26A.
When weighing the raw material in the hopper 12, with respect to the measurement value by the load cell 14, the both expansion and contraction section 24A, 26A
In order to improve the weighing accuracy, a correction was made in consideration of the influence of (Japanese Patent Laid-Open No. 62-156527).

【発明が達成しようとする課題】[Problems to be achieved by the invention]

しかしながら、ベルレス装入装置が同一構造物上に2以
上のホッパが並設された構成を有している場合には、一
のホッパ内に装填される原料をロードセルで秤量しよう
とすると、そのロードセルによる測定値には、該ホッパ
における前記伸縮部24A、26Aによる推力及びばね反力の
外に、並設されている他のホッパの影響が加わることに
なる。即ち、上記他のホッパにおける原料荷重、その伸
縮部による推力及びばね反力等に起因して上記構造物に
たわみが発生し、そのたわみが上記一のホッパについて
のロードセルの測定値に影響を与えることになる。 以上の関係を、第5図に示すように、I〜IIIの3基の
ホッパが同一梁(構造物)28上に並列に設置されている
ベルレス装入装置の場合について具体的に説明する。 第6図は、上記ベルレス装入装置におけるホッパIとホ
ッパIIに着目し、各ホッパのロードセル14の出力値(測
定値)を経時的にプロットしたものである。 第6図の上段及び下段はそれぞれホッパI及びホッパII
におけるロードセル14の出力値を示している。 何れのホッパも空の状態から、A1時点でホッパIに原料
の供給を開始し、A2時点で供給を終了する。その間、ホ
ッパIのロードセルの出力値は増大するが、原料供給と
共に受梁28がたわむため、ホッパIIのロードセルの出力
値は減少している。 次いで、B1時点で上記ホッパIIに対する原料供給を開始
し、B2時点で終了する。その間、ホッパIIの重量増加に
より受梁28がたわむため、ホッパIのロードセルの出力
値が減少している。 その後、原料を炉内へ供給することを可能とするため、
C1時点でホッパIの内圧を上昇させ、炉内圧に一致させ
る均圧操作を開始し、C2時点で終了する。その間、ホッ
パIでは、内圧上昇に起因する伸縮部24A、26Aの推力に
よりロードセルの出力値が増大するが、ホッパIIでは逆
に減少している。 上述した如く、複数のホッパが並設されているベルレス
装入装置においては、一のホッパにおけるロードセルの
測定値(出力値)が、それ以外のホッパにおける原料荷
重、伸縮部の推力及びばね反力等の影響を複雑に受ける
ため、上記ロードセルの測定値に、単一ホッパのベルレ
ス装入装置のように単純な補正を施しただけでは原料を
精度良く秤量することはできなかった。その結果、各ホ
ッパに装填された原料量に見合った適切なゲート開度や
旋回シュートの旋回速度を設定できないため、高炉内に
均等な分布を形成するように原料を装入することができ
ないという問題があった。 本発明は、前記問題点を解消するべくなされたもので、
同一構造物上に複数のホッパが並設されているベルレス
装入装置においても、各ホッパに装填される原料を高精
度で算出することを可能とするベルレス炉頂装入装置に
おける原料荷重の算出方法を提供することを第1の課題
とする。 本発明は、又、上記原料荷重の算出結果により、コント
ロールゲートの開度又は旋回シュートの旋回速度を適切
に制御・設定し、高炉内に均等な分布を形成し得るよう
に原料を装入することを可能とするベルレス炉頂装入装
置による原料装入方法を提供することを第2の課題とす
る。
However, when the bellless charging device has a configuration in which two or more hoppers are arranged in parallel on the same structure, when the raw material loaded in one hopper is to be weighed by the load cell, the load cell In addition to the thrust force and the spring reaction force of the expansion and contraction portions 24A and 26A of the hopper, the influence of other hoppers arranged in parallel is added to the measured value by. That is, the material load in the other hopper, deflection due to the thrust force and spring reaction force due to the expansion and contraction portion thereof, and the like, the structure is deflected, and the deflection affects the measurement value of the load cell for the one hopper. It will be. The above relationship will be specifically described in the case of a bellless charging device in which, as shown in FIG. 5, three hoppers I to III are installed in parallel on the same beam (structure) 28. FIG. 6 is a plot of the output values (measured values) of the load cells 14 of the respective hoppers over time, focusing on the hoppers I and II in the bellless charging device. The upper and lower rows of FIG. 6 are hopper I and hopper II, respectively.
The output value of the load cell 14 is shown. From the empty state of any hopper, the supply of the raw material to the hopper I is started at the time point A 1 , and the supply is ended at the time point A 2 . During that time, the output value of the load cell of hopper I increases, but the output beam of the load cell of hopper II decreases because the receiving beam 28 bends as the raw material is supplied. Next, the raw material supply to the hopper II is started at time B 1 , and is finished at time B 2 . During that time, since the receiving beam 28 is bent due to the increase in the weight of the hopper II, the output value of the load cell of the hopper I is decreasing. After that, in order to be able to supply the raw material into the furnace,
The internal pressure of the hopper I is increased at the time point C 1 to start the pressure equalizing operation to match the internal pressure of the furnace, and is finished at the time point C 2 . Meanwhile, in the hopper I, the output value of the load cell is increased by the thrust of the expansion / contraction parts 24A and 26A caused by the increase in the internal pressure, but it is decreased in the hopper II. As described above, in the bellless charging device in which a plurality of hoppers are installed in parallel, the measured value (output value) of the load cell in one hopper is the raw material load, thrust force of the expansion / contraction part, and spring reaction force in the other hoppers. However, the raw material could not be accurately weighed by simply performing a simple correction on the measured value of the load cell as in the case of a single hopper bellless charging device. As a result, it is impossible to set the gate opening and the swirling speed of the swirling chute that are appropriate for the amount of the raw material loaded in each hopper, so that the raw material cannot be charged so as to form an even distribution in the blast furnace. There was a problem. The present invention has been made to solve the above problems,
Even in a bellless charging device in which multiple hoppers are installed side by side on the same structure, it is possible to calculate the raw material load in the bellless furnace top charging device that enables highly accurate calculation of the raw materials loaded in each hopper. It is a first object to provide a method. The present invention also appropriately controls and sets the opening of the control gate or the turning speed of the turning chute based on the calculation result of the raw material load, and charges the raw material so that an even distribution can be formed in the blast furnace. It is a second object to provide a raw material charging method using a bellless furnace top charging device that enables the above.

【課題を達成するための手段】[Means for achieving the object]

本発明は、同一構造物上に2基以上のホッパが並設さ
れ、且つ各ホッパには荷重測定手段が付設されていると
共に伸縮接手管が連結されているベルレス装入装置を用
い、一のホッパにおける原料の荷重測定値に対し、該一
のホッパの内圧による補正と、他のホッパにおける原料
の荷重測定値及び内圧による補正とを行って上記一のホ
ッパに装填された原料荷重を算出することにより、前記
第1の課題を達成したものである。 又、本発明は、上記算出方法により一のホッパに装填さ
れた原料荷重を算出すると共に、上記一のホッパに装填
された原料をコントロールゲートを介して炉頂部に設置
されている旋回シュートに導入し、該旋回シュートを目
標回数旋回させながら該旋回シュートから上記原料を炉
内に排出させて装入する際、算出した上記原料荷重に基
づいて、旋回シュートの目標回数の旋回終了と、該旋回
シュートからの原料の排出終了とが一致するように、上
記一のホッパにおけるコントロールゲートの開度又は旋
回シュートの旋回速度を制御することにより、前記第2
の課題を達成したものである。
The present invention uses a bellless charging device in which two or more hoppers are arranged side by side on the same structure, and load measuring means is attached to each hopper and an expansion joint tube is connected. The raw material load loaded in the one hopper is calculated by correcting the raw material load value in the hopper by the internal pressure of the one hopper and the raw material load measurement value in another hopper and the internal pressure. This achieves the first object. Further, according to the present invention, the raw material load loaded in one hopper is calculated by the above calculation method, and the raw material loaded in the one hopper is introduced into the swirling chute installed at the furnace top through the control gate. Then, when the raw material is discharged from the turning chute into the furnace while charging while turning the turning chute a target number of times, based on the raw material load calculated, the turning end of the target number of turns of the turning chute and the turning are performed. By controlling the opening of the control gate or the turning speed of the turning chute in the one hopper so that the end of the discharge of the raw material from the chute coincides with the second hopper.
Has achieved the task of.

【作用及び効果】[Action and effect]

本発明においては、一のホッパにおける原料の荷重測定
値に対し、該一のホッパの内圧による補正と、他のホッ
パにおける原料の荷重測定値及び内圧による補正とを行
って上記一のホッパに装填された原料荷重を算出するの
で、正確な原料荷重を求めることができる。 そして、上記一のホッパに装填された原料をコントロー
ルゲートを介して炉頂部に設置されている旋回シュート
に導入し、該旋回シュートを目標回数旋回させながら該
旋回シュートから上記原料を炉内に排出させて装入する
際、算出した上記原料荷重に基づいて、旋回シュートの
目標回数の旋回終了と、該旋回シュートからの原料の排
出終了とが一致するように、上記一のホッパにおけるコ
ントロールゲートの開度を制御し、該一のホッパから炉
頂部に原料を導入することにより、該ホッパに装填され
た原料量に見合った適切なゲート開度で原料の装入が可
能となるため、炉頂部に設置されている旋回シュートの
目標旋回数に合わせた原料供給が可能となる。又、同様
に、旋回シュートの旋回速度を制御することにより、コ
ントロールゲートの開度が固定されている場合でも、該
シュートの旋回数を目標に一致させることが可能とな
る。 従って、上記旋回シュートの目標旋回数の旋回終了と該
旋回シュートから炉内への原料排出完了とを正確に一致
させることが可能となり、その結果、炉内における円周
方向への原料の分配を目標通りに行うことができるた
め、炉況の向上等が達成される。
In the present invention, the load measurement value of the raw material in one hopper is corrected by the internal pressure of the one hopper, and the load measurement value of the raw material in another hopper and the correction by the internal pressure are performed to load the one hopper. Since the calculated raw material load is calculated, an accurate raw material load can be obtained. Then, the raw material loaded in the one hopper is introduced into a swirling chute installed at the top of the furnace through a control gate, and the raw material is discharged from the swirling chute into the furnace while rotating the swirling chute a target number of times. Then, based on the calculated raw material load, the end of turning of the target number of turns of the turning chute and the end of discharging the raw material from the turning chute are matched so that the control gate of the one hopper By controlling the opening and introducing the raw material from the one hopper into the furnace top, the raw material can be charged at an appropriate gate opening corresponding to the amount of the raw material loaded in the hopper. It is possible to supply the raw material according to the target number of turns of the turning chute installed in the. Further, similarly, by controlling the turning speed of the turning chute, it becomes possible to match the number of turns of the chute with the target even when the opening of the control gate is fixed. Therefore, it becomes possible to exactly coincide with the end of turning of the target number of turns of the turning chute and the completion of discharging the raw material from the turning chute into the furnace, and as a result, the distribution of the raw material in the circumferential direction in the furnace can be made. Since it can be carried out according to the target, the improvement of the reactor condition is achieved.

【実施例】【Example】

以下、図面を参照して、本発明の実施例について詳細に
説明する。 第1図は、本発明の一実施例に適用可能なベルレス装入
装置の一例を示す正面図である。 上記ベルレス装入装置は、高炉10の上方に、並列に設置
された2基のホッパ12A、12Bを備えるものである。上記
ホッパ12A、12Bの上方には、コンベアシュート30が配設
され、レシービングシュート32を介して上記各ホッパに
原料を供給可能になされている。 上記各ホッパ12A、12Bに供給され、装填された原料は、
それぞれロードセル(荷重測定手段)14で測定される。
又、上記各ホッパ12A、12Bはそれぞれ伸縮接手管24を介
して上部レシーバ34に連結され、該上部レシーバ34は下
部レシーバ36を介して前記高炉10の炉頂に連結されてお
り、上記各ホッパ12A、12Bから原料を流量調整ゲート16
を経て、上記高炉10の炉頂部へ装入可能になされてい
る。 上記各ホッパ12A、12Bからそれぞれ装入される原料は、
炉頂部に設置され、且つ駆動装置38により旋回される旋
回シュート20により、炉内に均等な分布を形成するよう
に分配される。 上記のように、均等な分布を形成するように原料を分配
するためには、例えば、旋回シュート20の予定旋回数の
終点と該シュート20からの原料の排出終了とを実質的に
一致させることが必要であり、又、そのためには、各ホ
ッパ12A、12Bについて、装填された原料量に見合った適
切な初期開度を前記流量調整ゲート16に設定する等によ
り、該ゲート16の開度を適切に制御する必要がある。従
って、上記高炉10内に原料を均等な分布で供給するため
には、流量調整ゲート16の開度を決定する基準となる各
ホッパに装填された原料を高精度で求めることが極めて
重要である。 次に、同一構造物上に2基以上のホッパが並設されてい
るベルレス装入装置について、各ホッパに装填された原
料を、各ホッパについてのロードセルの測定値及び内圧
とを考慮してそれぞれ高精度に算出することを可能とす
る計算方法について、第2図及び第3図を参照して説明
する。 第2図は、単一のホッパ12について、ロードセル14に作
用する荷重の種類を示す概略説明図である。 第2図(A)は、ホッパ12に荷重Wの原料が装填された
状態を示し、該荷重Wはロードセル14に直接作用する。 第2図(B)は、ホッパ12に内圧Pがかかった場合を示
し、伸縮部24A及び26Aにはそれぞれ推力が発生する。こ
こで、上記伸縮部24A及び26Aにおける比例係数をそれぞ
れA1及びA2とし、第2伸縮接手管26の垂直方向となす角
度をθとすると、内圧Pに起因してロードセル14に作用
する推力Lは次式(1)で与えられる。 L=−P×A1+P×A2 sinθ =(−A1+A2 sinθ)P =K・P(K:定数) …(1) 第2図(C)は、前記荷重W及び推力L等に起因して
受梁28が破線の位置までたわんだ場合を示し(たわみ量
=δ)、この場合、上記伸縮部24A及び26Aにはそれぞれ
ばね反力が発生する。伸縮部24Aの弾性係数をK1、伸縮
部26Aにおける管方向の弾性係数をK2L、該管方向に垂
直な方向の弾性係数をK2Cとすると、ロードセル14に作
用するばね反力Lは次式(2)で与えられる。 L=−K1δ−K2L δ sinθ −K2C δ cosθ =−(K1+K2L sinθ +K2C cosθ)δ =K・δ(K:定数) …(2) 今、ロードセル14による原料のみの荷重測定値をL
すると、ホッパ内の原料荷重Wは次式(3)となる。 W=L+L+L …(3) 又、前記(2)式において、たわみ量δは、受梁28のた
わみ係数をFとすると次式(4)で与えられ、該(4)
式に前記(1)、(2)式を代入すると(5)式が得ら
れる。 δ=F(W+L+L) …(4) δ=F(W+K・P+K・δ) ∴δ=F(W+K・P)/(1−F・K) ={F/(1−F・K)}・W +{F・K/(1−F・K)}・P …(5) 従って、原料荷重Wは、前記(3)式から以下のように
して得られる下記(6)式で与えられる。 W=L+L+L=L+K・P+K・δ =L+K・P+K[{F/(1−F・K)}・W +{F・K/(1−F・K)}・P] ∴W={1−K・F/(1−F・K)}-1 ×〔L+{K+F・K・K/(1−F・
)}・P〕 =A・L+B・P …(6) (A,B:係数) 上記(6)式より、単一ホッパの場合は、該ホッパに装
填されている原料荷重Wを、ロードセルによる測定値L
及び内圧Pの1次関数として表現できる。 次に、第3図に示す3基並列のベルレス装入装置を具体
例として、複数のホッパが並設されている場合について
説明する。 まず、ホッパ12(1)について考えると、該ホッパ12
(1)による受梁28のたわみ量δには、他のホッパ12
(2)及び12(3)それぞれによるたわみ量δ及びδ
の影響を受ける。従って、上記たわみ量δは、前記
(5)式を準用して次式(7)で表わすことができる。 δ=k1W・W1+k1P・P1+k12 ×δ+k13・δ …(7) ここで、W1及びP1はそれぞれホッパ12(1)における原
料荷重及び内圧であり、各kは何れも係数である。 上記(7)式に、δ及びδそれぞれについて前記
(5)式を準用して代入すると、δは次式(8)のよ
うに表わせる。 δ=k1W・W1+k1P・P1 +k12W・W2+k12P・P2 +k13W・W3+k13P・P3 …(8) ここで、W2及びP2はホッパ12(2)における重量荷重及
び内圧であり、同様にW3及びP3はホッパ12(3)におけ
る重量荷重及び内圧である。又、各kは何れも係数であ
る。 前記(3)式を準用すると原料荷重W1は次式(9)で表
わせる。 W1=LI1+LP1+KE1・δ …(9) δは、前記(8)式よりW、P(i=1,2,3)の
1次関数である。即ち、δは、L、P(i=1,2,
3)の1次関数である。従って、前記(9)式は、次式
(10)で表わすことができる。 W1=A11LI1+B11P1+A12LI2 +B12P2+A13LI3+B13P3 …(10) ここで、A11〜A13は、ロードセルによる測定値に対する
補正係数、B11〜B13は、内圧に対する補正係数である。 以上と同様の操作を、ホッパ12(2)及び12(3)それ
ぞれについて実行し、原料荷重W2及びW3を求めると、こ
れらW2及びW3は、それぞれ上記(10)式と同等の式で表
わすことができる。従って、ホッパ12(1)〜12(3)
についての原料荷重W1〜W3は、次式(11)に示すマトリ
ックスの積として表現することができる。 ここで、LI1、LI2及びLI3は、それぞれホッパ12
(1)、(2)及び(3)におけるロードセルの測定値
であり、P1、P2及びP3はそれぞれ同じく各ホッパにおけ
る内圧である。 上記(11)式において、原料荷重W1についての各係数を
算出する場合の実機による測定の組合せの一例を、下記
第1表に具体的に示す。 なお、各係数は理論的に求めることは可能ではあるが、
頻雑で且つ、精度も劣るため、未知数として、実機の測
定データより求めるのがよい(理論的に求めてもよいこ
とはいうまでもない)。 その場合、未知数が18となるので、3×3×2=18ケー
スあれば、未知数は求まる。しかし、下記第1表に示す
ように、影響度の大きな係数の場合を重点的に測定する
のが望ましい。 前記(11)式の関係は、同一構造物上に任意の数nのホ
ッパが並列に設置されているベルレス装入装置について
も成立する。従って、次の一般式で表現することができ
る。 ここで、W:i番目のホッパにおける原料荷重 L:i番目のホッパにおけるロードセルの測定値 P:i番目のホッパにおける内圧 Aij:Lに乗ずる係数 Bij:Pに乗ずる係数 以上のように、2基以上のホッパが並設されているベル
レス装入装置では、各ホッパにおけるロードセルの測定
値L及び内圧Pを成分とするベクトルと各成分に対
する補正マトリクスの積によって秤量補正値を成分とす
るベクトルを算出することにより、各ホッパにおける補
正された原料荷重Wを求めることができる。 従って、任意の数のホッパが並設されているベルレス装
入装置についても、各ホッパにおける原料荷重を正確に
求めることが可能となるため、該原料荷重に基づいて各
ホッパ下部の流量調整ゲートを適切な開度に制御する
(例えば、初期開度を所定の開度に設定する)ことが可
能となる。その結果、高炉内に設けられた旋回シュート
の目標旋回数の終了と、上記流量調整ゲートを経て炉頂
部に装入され、次いで上記旋回シュートから排出される
原料の排出終了とを一致させることが可能となるため、
炉内には目標通りに原料を均等に分配することが達成さ
れる。 従って、従来、複数のホッパが並設されているベルレス
装入装置の場合は、炉頂における原料の分配制御がうま
くいかず、炉況が悪化する懸念があったが、本実施例に
よれば、炉内の円周方向において目標通りの原料分布を
形成することができるため、炉況を向上することが可能
となると共に、炉況の制御性及び安定性を向上すること
が可能となる。 なお、上記ベルレス装入装置から炉内へ原料を装入する
場合には、旋回シュート20の旋回速度を制御してもよ
く、このように旋回速度を制御することによって、ゲー
ト開度を制御する場合と同等の効果が得られる。例え
ば、ホッパに装填された原料荷重を算出した結果、その
原料を旋回シュートにより目標の旋回回数で炉内に装入
しきるために、ゲート開度が小さい場合には旋回速度も
小さくし、逆にゲート開度が大きい場合には旋回速度も
大きくすることにより、炉内目標位置における原料の分
配量を適切に調整することができる。 コントロールゲートの開度及び旋回シュートの旋回速度
を制御する場合について具体例を挙げて説明する。 いま、ホッパに装填された120tの鉱石を、100秒で旋回
シュートを目標回数の12回旋回させることにより炉内に
装入することが基準として設定されているとする。 前述した方法でロードセルの測定値から算出されたホッ
パ内の鉱石が120tを超えている場合は、旋回速度を固定
し、ゲート開度を上げて装入終了を100秒に一致させる
ようにするか、又はゲート開度を固定し、旋回速度を下
げて100秒より遅れて12回の旋回が達成されるようにす
る。逆にホッパ内の鉱石が120t未満の場合は、旋回速度
を固定し、ロール開度を下げて装入時間が100秒に一致
するようにするか、又はゲート開度を固定し、旋回速度
を上げて100秒より早い時期に12回の旋回が達成される
ようにする。 以上の制御操作を、1回の原料装入時間内に任意回数実
行することにより、常に原料装入終了と旋回シュートの
目標回数の旋回終了とを一致させることができる。 以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は前
記実施例に示したものに限られるものでないことはいう
までもない。 例えば、荷重測定手段はロードセルに限らず、同様の機
能を有する種々の手段を利用可能であり、又ベルレス装
入装置の具体的構成も種々変更可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing an example of a bellless charging device applicable to one embodiment of the present invention. The bellless charging device is provided with two hoppers 12A and 12B installed in parallel above the blast furnace 10. A conveyor chute 30 is arranged above the hoppers 12A and 12B, and a raw material can be supplied to each hopper via a receiving chute 32. The raw materials supplied to and loaded into the above hoppers 12A and 12B are
Each is measured by a load cell (load measuring means) 14.
The hoppers 12A and 12B are connected to an upper receiver 34 via expansion joint tubes 24, and the upper receiver 34 is connected to a furnace top of the blast furnace 10 via a lower receiver 36. Flow rate control gate 16 for raw materials from 12A and 12B
After that, the blast furnace 10 can be charged into the furnace top. The raw materials charged from the hoppers 12A and 12B are
A swirling chute 20 installed at the top of the furnace and swung by a drive device 38 distributes it so as to form an even distribution in the furnace. As described above, in order to distribute the raw material so as to form an even distribution, for example, the end point of the planned number of turns of the turning chute 20 and the end of discharging the raw material from the chute 20 should be substantially matched. Is required, and for that purpose, for each hopper 12A, 12B, the opening of the gate 16 can be adjusted by setting an appropriate initial opening corresponding to the amount of the loaded raw material in the flow rate adjusting gate 16. Need to be properly controlled. Therefore, in order to supply the raw material into the blast furnace 10 in a uniform distribution, it is extremely important to accurately determine the raw material loaded in each hopper that serves as a reference for determining the opening of the flow rate adjusting gate 16. . Next, regarding a bellless charging device in which two or more hoppers are arranged side by side on the same structure, the raw materials loaded in each hopper are respectively considered in consideration of the measured value of the load cell and the internal pressure of each hopper. A calculation method that enables highly accurate calculation will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a schematic explanatory view showing types of loads acting on the load cell 14 with respect to the single hopper 12. FIG. 2A shows a state in which the hopper 12 is loaded with the raw material having the load W, and the load W directly acts on the load cell 14. FIG. 2 (B) shows a case where the internal pressure P is applied to the hopper 12, and thrust is generated in each of the expansion / contraction parts 24A and 26A. Here, assuming that the proportional coefficients in the expanding and contracting portions 24A and 26A are A 1 and A 2 , respectively, and the angle formed with the vertical direction of the second expanding and contracting joint pipe 26 is θ, the thrust force acting on the load cell 14 due to the internal pressure P is given. L P is given by the following equation (1). L P = -P × A 1 + P × A 2 sinθ = (- A 1 + A 2 sinθ) P = K P · P (K P: constant) ... (1) FIG. 2 (C), the load W and shows a case where the deflected receiving beam 28 due to the thrust L P and the like to the position of the dashed line (deflection amount = [delta]), in this case, each spring reaction force in the stretchable portion 24A and 26A are generated. The elastic modulus of the stretchable portion 24A K 1, the elastic coefficient K 2L tube direction of stretch unit 26A, when the elastic modulus in the direction perpendicular to the tube direction is K 2C, a spring reaction force L E acting on the load cell 14 It is given by the following equation (2). L E = -K 1 δ-K 2L δ sinθ -K 2C δ cosθ = - (K 1 + K 2L sinθ + K 2C cosθ) δ = K E · δ (K E: constant) (2) Now, according to the load cell 14 Assuming that the load measurement value of only the raw material is L I , the raw material load W in the hopper is given by the following equation (3). W = L I + L P + L E (3) Further, in the equation (2), the deflection amount δ is given by the following equation (4) when the deflection coefficient of the receiving beam 28 is F.
By substituting the expressions (1) and (2) into the expression, the expression (5) is obtained. δ = F (W + L P + L E ) ... (4) δ = F (W + K P · P + K E · δ) ∴δ = F (W + K P · P) / (1−F · K E ) = {F / (1 −F · K E )} · W + {F · K P / (1−F · K E )} · P (5) Therefore, the raw material load W is obtained from the formula (3) as follows. It is given by the following equation (6). W = L I + L P + L E = L I + K P · P + K E · δ = L I + K P · P + K E [{F / (1-F · K E )} · W + {F · K P / (1 −F · K E )} · P] ∴W = {1-K E · F / (1-F · K E )} −1 × [L I + {K P + F · K E · K P / (1 -F
K E )} · P] = A · L I + B · P (6) (A, B: coefficient) From the above formula (6), in the case of a single hopper, the raw material load W loaded in the hopper is W. Is the measured value L by the load cell
It can be expressed as a linear function of I and the internal pressure P. Next, a case where a plurality of hoppers are arranged side by side will be described by taking the three bell-less charging devices shown in FIG. First, considering the hopper 12 (1), the hopper 12
For the deflection amount δ 1 of the receiving beam 28 according to (1), the other hopper 12
Deflection amounts δ 2 and δ due to (2) and 12 (3) respectively
Affected by 3 . Therefore, the deflection amount δ 1 can be expressed by the following formula (7) by applying the formula (5). δ 1 = k 1W · W 1 + k 1P · P 1 + k 12 × δ 2 + k 13 · δ 3 (7) where W 1 and P 1 are the raw material load and the internal pressure in the hopper 12 (1), Each k is a coefficient. Substituting the equation (5) for δ 2 and δ 3 into the equation (7), δ 1 can be expressed as the following equation (8). δ 1 = k 1W · W 1 + k 1P · P 1 + k 12W · W 2 + k 12P · P 2 + k 13W · W 3 + k 13P · P 3 (8) Where W 2 and P 2 are hoppers 12 (2 ) Is the weight load and the internal pressure, and W 3 and P 3 are the weight load and the internal pressure in the hopper 12 (3). Further, each k is a coefficient. Applying the equation (3), the raw material load W 1 can be expressed by the following equation (9). W 1 = L I1 + L P1 + K E1 · δ 1 (9) δ 1 is a linear function of W i and P i (i = 1,2,3) according to the equation (8). That is, δ 1 is L i , P i (i = 1,2,
It is a linear function of 3). Therefore, the equation (9) can be expressed by the following equation (10). W 1 = A 11 L I1 + B 11 P 1 + A 12 L I2 + B 12 P 2 + A 13 L I3 + B 13 P 3 … (10) where A 11 to A 13 are correction factors for the measured values by the load cell, B 11 to B 13 are correction coefficients for the internal pressure. The same operation as above is executed for each of the hoppers 12 (2) and 12 (3), and when the raw material loads W 2 and W 3 are obtained, these W 2 and W 3 are respectively equivalent to the above equation (10). It can be represented by a formula. Therefore, the hoppers 12 (1) -12 (3)
The raw material loads W 1 to W 3 can be expressed as the product of the matrices shown in the following equation (11). Here, L I1 , L I2 and L I3 are respectively in the hopper 12
The measured values of the load cell in (1), (2), and (3), and P 1 , P 2, and P 3 are the internal pressures in each hopper, respectively. In the above formula (11), an example of a combination of measurements by an actual machine when calculating each coefficient for the raw material load W 1 is specifically shown in Table 1 below. Although it is possible to obtain each coefficient theoretically,
Since it is complicated and inferior in accuracy, it is better to obtain it as the unknown number from the measurement data of the actual machine (it goes without saying that it may be obtained theoretically). In that case, the unknown number is 18, so if 3 × 3 × 2 = 18 cases, the unknown number can be obtained. However, as shown in Table 1 below, it is desirable to focus on the case where the coefficient has a large influence. The relation of the expression (11) is also established for a bellless charging device in which an arbitrary number n of hoppers are installed in parallel on the same structure. Therefore, it can be expressed by the following general formula. Here, W i : raw material load in the i-th hopper L i : measured value of load cell in the i-th hopper P i : internal pressure in the i-th hopper A ij : coefficient for multiplying Li i coefficient for multiplying B ij : P i As described above, in the bellless charging device in which two or more hoppers are arranged in parallel, the weighing is performed by the product of the vector having the measured value L i and the internal pressure P i of the load cell in each hopper and the correction matrix for each component. The corrected raw material load W i in each hopper can be obtained by calculating the vector having the correction value as a component. Therefore, even for a bellless charging device in which an arbitrary number of hoppers are installed side by side, it is possible to accurately determine the raw material load in each hopper, so that the flow rate adjustment gate under each hopper is set based on the raw material load. It is possible to control to an appropriate opening (for example, to set the initial opening to a predetermined opening). As a result, it is possible to match the end of the target number of turns of the swirling chute provided in the blast furnace with the end of discharge of the raw material charged into the furnace top through the flow rate adjusting gate and then discharged from the swirling chute. Because it will be possible
It is achieved that the raw materials are evenly distributed in the furnace according to the target. Therefore, conventionally, in the case of a bellless charging device in which a plurality of hoppers are installed in parallel, there was a concern that the distribution control of the raw material at the furnace top would not work and the furnace condition would deteriorate, but according to this embodiment, Since the target material distribution can be formed in the circumferential direction in the furnace, the furnace condition can be improved and the controllability and stability of the furnace condition can be improved. When charging the raw material into the furnace from the bellless charging device, the turning speed of the turning chute 20 may be controlled, and the gate opening is controlled by controlling the turning speed in this manner. The same effect as the case can be obtained. For example, as a result of calculating the load of the raw material loaded in the hopper, the raw material can be charged into the furnace by the swirling chute at the target number of times of swirling. When the gate opening is large, the swirling speed is also increased, so that the distribution amount of the raw material at the target position in the furnace can be appropriately adjusted. A case where the opening degree of the control gate and the turning speed of the turning chute are controlled will be described with a specific example. Now, it is assumed that it is set as a standard to load 120 tons of ore loaded in the hopper into the furnace by turning the turning chute 12 times a target number of times in 100 seconds. If the ore in the hopper calculated from the measured value of the load cell by the above-mentioned method exceeds 120t, the turning speed should be fixed and the gate opening should be increased to make the charging end coincide with 100 seconds. Or, fix the gate opening and reduce the turning speed so that 12 turns can be achieved after 100 seconds. Conversely, if the ore in the hopper is less than 120 tons, fix the turning speed and lower the roll opening so that the charging time matches 100 seconds, or fix the gate opening and change the turning speed. Raise it so that 12 turns are achieved earlier than 100 seconds. By executing the above-described control operation any number of times within one raw material charging time, it is possible to always match the end of raw material charging with the end of the turning of the target number of turning shoots. Although the present invention has been specifically described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. For example, the load measuring means is not limited to the load cell, and various means having the same function can be used, and the concrete structure of the bellless charging device can be variously changed.

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

第1図は、本発明の一実施例に適用可能なベルレス装入
装置を示す正面図、 第2図は、単一のホッパの場合にロードセルに作用する
荷重の種類を示す概略説明図、 第3図は、3基並列のホッパの場合にロードセルに作用
する荷重を説明するための概略説明図、 第4図は、単一ホッパのベルレス装入装置を示す概略構
成図、 第5図は、従来技術を説明するためのベルレス装入装置
の要部を示す概略構成図、 第6図は、上記第5図のベルレス装入装置におけるロー
ドセルの出力を示す線図である。 10……高炉、12……ホッパ、 14……ロードセル、16……流量調整ゲート、 20……旋回シュート、 24、26……伸縮接手管、28……受梁。
FIG. 1 is a front view showing a bellless charging device applicable to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic explanatory view showing kinds of loads acting on a load cell in the case of a single hopper, FIG. 3 is a schematic explanatory view for explaining a load acting on the load cell in the case of three parallel hoppers, FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a bellless charging device of a single hopper, and FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a main part of a bellless charging device for explaining the prior art, and FIG. 6 is a diagram showing an output of a load cell in the bellless charging device of FIG. 10 …… Blast furnace, 12 …… Hopper, 14 …… Load cell, 16 …… Flow adjustment gate, 20 …… Swivel chute, 24,26 …… Expansion joint pipe, 28 …… Bee beam.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】同一構造物上に2基以上のホッパが並設さ
れ、且つ各ホッパには荷重測定手段が付設されていると
共に伸縮接手管が連結されているベルレス装入装置を用
い、 一のホッパにおける原料の荷重測定値に対し、該一のホ
ッパの内圧による補正と、他のホッパにおける原料の荷
重測定値及び内圧による補正とを行って上記一のホッパ
に装填された原料荷重を算出することを特徴とするベル
レス炉頂装入装置における原料荷重の算出方法。
1. A bellless charging device in which two or more hoppers are arranged in parallel on the same structure, and each hopper is provided with a load measuring means and an expansion joint pipe is connected thereto, For the load measurement value of the raw material in the hopper, the raw material load loaded in the one hopper is calculated by performing the correction by the internal pressure of the one hopper and the correction of the raw material load value in the other hopper and the internal pressure. A method for calculating a raw material load in a bellless furnace top charging device, comprising:
【請求項2】同一構造物上に2基以上のホッパが並設さ
れ、且つ各ホッパには荷重測定手段が付設されていると
共に伸縮接手管が連結されているベルレス装入装置を用
い、 一のホッパにおける原料の荷重測定値に対し、該一のホ
ッパの内圧による補正と、他のホッパにおける原料の荷
重測定値及び内圧による補正とを行って上記一のホッパ
に装填された原料荷重を算出し、 上記一のホッパに装填された原料をコントロールゲート
を介して炉頂部に設置されている旋回シュートに導入
し、該旋回シュートを目標回数旋回させながら該旋回シ
ュートから上記原料を炉内に排出させて装入する際、 算出した上記原料荷重に基づいて、旋回シュートの目標
回数の旋回終了と、該旋回シュートからの原料の排出終
了とが一致するように、上記一のホッパにおけるコント
ロールゲートの開度又は旋回シュートの旋回速度を制御
することを特徴とするベルレス炉頂装入装置における原
料装入方法。
2. A bellless charging device in which two or more hoppers are arranged in parallel on the same structure, and a load measuring means is attached to each hopper and an expansion joint pipe is connected thereto. For the load measurement value of the raw material in the hopper, the raw material load loaded in the one hopper is calculated by performing the correction by the internal pressure of the one hopper and the correction of the raw material load value in the other hopper and the internal pressure. Then, the raw material loaded in the one hopper is introduced through a control gate to a swirling chute installed at the top of the furnace, and the raw material is discharged from the swirling chute into the furnace while rotating the swirling chute a target number of times. Then, based on the calculated raw material load, the above-mentioned one hook is set so that the end of turning of the target number of turns of the turning chute and the end of discharging the raw material from the turning chute coincide with each other. Material charging method in bell-less furnace ItadakiSo input apparatus characterized by controlling the opening or rotation speed of the rotating chute control gate in.
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