JPH0778248B2 - 高炉レースウェイ部観察装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高炉内のレースウェイ部を観察する装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来、稼働中の高炉の炉況を判定するには、送風羽口前
に形成されるレースウェイの情報が最も直接的で確実と
言われてきた。

そこで羽口先の明るさを人間が直接観察して炉況を判定
することが一般に行われている。この主観的な作業を定
量化してより精度を上げる試みとして特開昭54−66304
号公報に示されるように高速シヤツター付きテレビカメ
ラと画像処理装置を組み合わせた炉況判定装置が提案さ
れている。

また特願昭59−276760号に示されるように直接レースウ
ェイ内にゾンデを挿入してレースウェイ深度や酸素分圧
など種々の情報を測定する方法も提案されている。

（発明が解決しようとする課題） レースウェイ内の情報は上記のように直接ゾンデで測定
することが望ましいが、レースウェイ内は約2000〜2400
℃の高温のため、この中に挿入するためには冷却構造や
挿入装置など特殊な装備が必要となるため、円周方向の
どこでも簡単に測定するというわけにはいかない。した
がって覗き窓から測定する方がはるかに簡単であり、円
周バランスの判定上からも有利である。

しかしながら従来の測定法ではレースウェイ内の燃焼火
炎から発する輝度の方がコークスやスラグなど固体、液
体の表面から発する輝度より大きいので固体や液体分の
形状をうまく観察できない欠点があった。しかもレース
ウェイ内は流速200m/sec前後の高速で小粒塊のコークス
が旋回しているため、通常のカメラでは撮影することが
不可能であった。たとえ高速度シャッター付きのテレビ
カメラを使用しても前記の如く気体からの放射光に妨害
されて固体、液体の輪郭を鮮明に区別することは不可能
であった。

画像解析の二値化処理法などを駆使しても、高温気体か
らの輻射光の影響をスクリーニングすることは困難であ
った。

（課題を解決するための手段） 本発明は、高炉炉内のレースウェイ部へ光源を照射する
光源照射装置、炉内からの反射光を撮像する撮像装置及
び撮像信号を画像処理する画像処理装置とからなる高炉
レースウェイ部観察装置において、上記炉内から反射光
の通過位置、上記撮像装置の前方に低波長可視光線域の
反射光を通過させるフイルターを配置することを特徴と
する高炉レースウェイ部観察装置である。

即ち、本発明は炉内のレースウエイ一部で発生する光情
報から、コークスや溶銑、熔融スラグなどの固体、液体
から発する光と燃焼ガスから発する光を分離し、前者の
映像をより鮮明にするため、後者の光を特定のフイルタ
ーを用いてスクリーニングすることにより観察可能とし
た装置を見出したものである。

即ち、低波長可視光線域である、例えば、400〜600nmの
波長をよく透過させる光フイルターを介してレースウェ
イ一部から発生する光映像を撮像装置である高速度カメ
ラに導くと、燃焼ガスからの発色光に影響されずに鮮明
な画像が得られることを見出した。

本発明の原理は第２図に示す如く、燃料ガス単味から発
生する光（Ａ）に対してコークス溶融スラグなど固体、
液体から発生する光（Ｂ）の強度が400〜600nmの波長域
では光（Ａ）と（Ｂ）とに差がないことを利用してい
る。

レースウェイ部からの受光される光は前記２者の混合で
あり、2000〜2400℃という高温ガスから発生する光
（Ａ）の強度が相対的に強いため、従来法では光（Ｂ）
の情報から鮮明な画像を得ることができなかった。

400〜600nmの波長域を選択的に撮像装置（高速度カメ
ラ）に導入することによってレースウェイ内を浮遊する
数ミリ程度のコークス塊までも観察することが可能であ
る。さらに鮮明度を上げる目的とレースウェイの奥行き
方向を観察する目的で外部からレースウェイ部へ400〜6
00nmの光源を照射することが効果的である。

特に、光源として488、514nmの発振波長を持つArイオン
レーザーや510、578nmの発振波長の銅蒸気レーザーを用
いることが望ましい。

レーザー光をパルス発振させて照射することによってス
トロボ光として利用でき、高速カメラと連動させれば、
レースウェイ内のコークス粉の運動状態を克明に観察す
ることが可能である。

（実施例） 第１図は、本発明を高炉羽口の覗き窓に具体的に適用し
たときの実施例を示すものである。

第１図において、１は高炉内のレースウェイであり、２
の羽口、３のブローパイプの後端に覗き窓４が設けられ
ており、この覗き窓４からレースウェイ１を肉眼で観察
できる構造になっている。

レースウェイ内部の運動状態を克明に観察するために、
50Wの銅蒸気レーザー５（511/578mm）を光源として、ハ
ーフミラー６を経て400〜600nmを投下するフィルター７
を通し、覗き窓４からレースウェイ１内を照射する。レ
ースウェイ内のコークス小塊や溶融スラグなどで反射し
た光線はハーフミラー６で直角に曲げられ、高速度カメ
ラ８に導入される。高速度カメラ８は1/100〜1/5000秒
の高速シャッター付きのものを用い、VTRで録画し、後
で画像処理装置９で解析できるシステムとした。

銅蒸気レーザーのパレス発振は1/10000〜1/100000秒で
高速度カメラ８と同調させることによって、レースウェ
イ１内を落下する鉱石をコークス同様に観察できるばか
りか、ランス10から吹き込んだ微粉石炭の燃焼状況およ
びレースウェイ１内で旋回するコークス微粒子も同時に
観察することができた。第３図に測定結果を示す。

本発明の測定装置は移動台車11に設置することによっ
て、測定したい羽口の覗き窓４の前まで移動することが
可能であるようにした。もちろん測定する羽口を固定し
て長期間同じ所に配置することも可能である。

さらに複数個の羽口覗き窓から光アァイバーケーブルを
利用して１個の観察装置に集合させ、切り換えて順番に
測定する方法を採った。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、羽口先のレース
ウェイ内のコークス状態（平均粒度、粒度分布）や深度
および微粉炭の燃焼状況を円周方向のどこでもリアルタ
イムで測定することができるので、この情報を炉内装入
物分布、送風条件等にフィードバツクさせることによっ
て高炉管理上極めて大なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す装置構成図、第２図は
レースウエイ部から発生する光を分光解析した図、第３
図は、レースウェイ内を観察したときのコークス粒径の
ヒストグラムを示す図である。 １……レースウェイ ２……羽口 ３……ブローパイプ ４……覗き窓 ５……銅蒸気レーザー ６……ハーフミラー ７……フィルター ８……高速度カメラ ９……画像処理装置 10……ランス 11……移動台車

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高炉炉内のレースウェイ部へ光源を照射す
   る光源照射装置、炉内からの反射光を撮像する撮像装置
   及び撮像信号を画像処理する画像処理装置とからなる高
   炉レースウエイ部観察装置において、上記炉内からの反
   射光の通過位置、上記撮像装置の前方に低波長可視光線
   域の反射光を通過させるフイルターを配置することを特
   徴とする高炉レースウェイ部観察装置