JPH09263809A - 高炉内装入物表面の距離測定方法および装置 - Google Patents
高炉内装入物表面の距離測定方法および装置Info
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- JPH09263809A JPH09263809A JP7296596A JP7296596A JPH09263809A JP H09263809 A JPH09263809 A JP H09263809A JP 7296596 A JP7296596 A JP 7296596A JP 7296596 A JP7296596 A JP 7296596A JP H09263809 A JPH09263809 A JP H09263809A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高炉内装入物表面までの距離をマイクロ波用
アンテナを用いて、必要時に頻度よく測定し、炉内装入
物表面のプロフィール情報を得る。 【解決手段】 炉口部空間内に測定ランス10を常設し、
この測定ランス10の先端部と途中とに２台のマイクロ波
用アンテナ３を、距離Ｌの間隔をもって配置し、それぞ
れのマイクロ波用アンテナ３からのマイクロ波の送受信
により、炉内装入物２までの距離Ｘ1 、Ｘ2 を測定す
る。マイクロ波用アンテナ３間の距離Ｌと、炉内装入物
２までの距離Ｘ1 、Ｘ2 とから炉内装入物２の傾斜角度
θを算出し、これによって、炉内装入物２の表面プロフ
ィールを推定する。
アンテナを用いて、必要時に頻度よく測定し、炉内装入
物表面のプロフィール情報を得る。 【解決手段】 炉口部空間内に測定ランス10を常設し、
この測定ランス10の先端部と途中とに２台のマイクロ波
用アンテナ３を、距離Ｌの間隔をもって配置し、それぞ
れのマイクロ波用アンテナ３からのマイクロ波の送受信
により、炉内装入物２までの距離Ｘ1 、Ｘ2 を測定す
る。マイクロ波用アンテナ３間の距離Ｌと、炉内装入物
２までの距離Ｘ1 、Ｘ2 とから炉内装入物２の傾斜角度
θを算出し、これによって、炉内装入物２の表面プロフ
ィールを推定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の炉口部空間
内に、炉半径方向に向け水平に挿入した計測ランスに下
向きに取り付けたマイクロ波用アンテナを用いて、非接
触により炉内装入物表面までの距離を測定するようにし
た高炉内装入物表面の距離測定方法および装置に関する
ものである。
内に、炉半径方向に向け水平に挿入した計測ランスに下
向きに取り付けたマイクロ波用アンテナを用いて、非接
触により炉内装入物表面までの距離を測定するようにし
た高炉内装入物表面の距離測定方法および装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高炉では、炉頂から装入物とし
て鉄鉱石およびコークスが交互に装入され、炉内に鉱石
層とコークス層とが形成される。炉内に形成された鉱石
層とコークス層とは、層状を呈して炉内を徐々に降下
し、羽口から吹き込まれる熱風とコークスとの反応によ
って生じるＣＯガスにより鉄鉱石が加熱、還元され、軟
化融着帯を形成した後、溶滴はコークス層の間を通過し
炉底部に溶銑が溜まる。
て鉄鉱石およびコークスが交互に装入され、炉内に鉱石
層とコークス層とが形成される。炉内に形成された鉱石
層とコークス層とは、層状を呈して炉内を徐々に降下
し、羽口から吹き込まれる熱風とコークスとの反応によ
って生じるＣＯガスにより鉄鉱石が加熱、還元され、軟
化融着帯を形成した後、溶滴はコークス層の間を通過し
炉底部に溶銑が溜まる。
【０００３】ところで、高炉に装入された鉄鉱石および
コークスによって形成される炉口部の装入物分布を調整
し、適正なガス分布とすることは非常に重要である。炉
内装入物の表面形状は、ベル式装入装置ではムーバブル
アーマを、また、ベルレス式装入装置では旋回シュート
を介する装入物の落下軌跡によって決定される。通常、
炉口部の装入物は、中央部が低いすり鉢状になっている
が、傾斜角度は鉱石よりコークスの方が傾斜角度が大き
いため、炉内に装入された場合、炉中心部に鉱石が多
く、炉周辺部にコークスが多く堆積する傾向となる可能
性が大きい。
コークスによって形成される炉口部の装入物分布を調整
し、適正なガス分布とすることは非常に重要である。炉
内装入物の表面形状は、ベル式装入装置ではムーバブル
アーマを、また、ベルレス式装入装置では旋回シュート
を介する装入物の落下軌跡によって決定される。通常、
炉口部の装入物は、中央部が低いすり鉢状になっている
が、傾斜角度は鉱石よりコークスの方が傾斜角度が大き
いため、炉内に装入された場合、炉中心部に鉱石が多
く、炉周辺部にコークスが多く堆積する傾向となる可能
性が大きい。
【０００４】しかし、コークス層の上に鉱石を装入する
場合には、コークスが炉中心部に押し流されて傾斜角度
が小さくなると共に、中心部に鉱石とコークスの混合層
が形成されるが、鉱石上にコークスを装入する場合に
は、中心部に混合層が形成されないというように、装入
順序により装入物の表面状況が変化する他、装入物の性
状や高炉の操業条件等により装入物の分布が定まること
になる。このように高炉炉内の装入物の表面形状、いわ
ゆる装入物のプロフィールは、高炉の操業にとって重要
な情報であり、従来より炉内に装入された装入物の表面
状況を測定する方法が試みられ、実用化されてきた。
場合には、コークスが炉中心部に押し流されて傾斜角度
が小さくなると共に、中心部に鉱石とコークスの混合層
が形成されるが、鉱石上にコークスを装入する場合に
は、中心部に混合層が形成されないというように、装入
順序により装入物の表面状況が変化する他、装入物の性
状や高炉の操業条件等により装入物の分布が定まること
になる。このように高炉炉内の装入物の表面形状、いわ
ゆる装入物のプロフィールは、高炉の操業にとって重要
な情報であり、従来より炉内に装入された装入物の表面
状況を測定する方法が試みられ、実用化されてきた。
【０００５】ところで、特公昭51-33492号公報に、高炉
炉体の周面の一方側から炉内へ圧力波信号を発射し、こ
の圧力波信号を炉体周面の他方側に設置した圧力波検出
器で検出し、圧力波の炉内伝播特性の変化により炉内堆
積層の状態変化を検出するものが開示されている。しか
しながら、この従来技術は、炉内に装入された装入物の
コークス層と鉱石層とが正常に堆積しているかどうか
を、両者の境界で反射される圧力波により検出するもの
であり、この測定技術では、炉内装入物表面の状態を測
定することができない。
炉体の周面の一方側から炉内へ圧力波信号を発射し、こ
の圧力波信号を炉体周面の他方側に設置した圧力波検出
器で検出し、圧力波の炉内伝播特性の変化により炉内堆
積層の状態変化を検出するものが開示されている。しか
しながら、この従来技術は、炉内に装入された装入物の
コークス層と鉱石層とが正常に堆積しているかどうか
を、両者の境界で反射される圧力波により検出するもの
であり、この測定技術では、炉内装入物表面の状態を測
定することができない。
【０００６】また、特公昭57-3723 号公報に、先端に装
入物の抵抗を測定するための電極を有するゾンデを炉側
面から装入物中に挿入し、炉半径方向に移行しつつ装入
物の電気抵抗を連続的に測定することにより、コークス
層と鉱石層の境界点を検出すると共に、その変位量を検
出し、これによって炉内装入物の層厚、炉内における傾
斜角度ならびにその降下速度を算出するものが開示され
ている。この測定技術でも、前記公報に開示された技術
と同様に、炉内装入物表面の状態を測定することは困難
である。
入物の抵抗を測定するための電極を有するゾンデを炉側
面から装入物中に挿入し、炉半径方向に移行しつつ装入
物の電気抵抗を連続的に測定することにより、コークス
層と鉱石層の境界点を検出すると共に、その変位量を検
出し、これによって炉内装入物の層厚、炉内における傾
斜角度ならびにその降下速度を算出するものが開示され
ている。この測定技術でも、前記公報に開示された技術
と同様に、炉内装入物表面の状態を測定することは困難
である。
【０００７】さらに、特開平3-5692号公報には、高炉に
装入する前に、原料ホッパ内に貯えられた原料の上方に
少なくとも２個の超音波レベル計、サウンジングレベル
計等のレベル計を径方向に間隔をもって配置し、このレ
ベル計の出力に基づいて原料表面の傾斜角度を求め、こ
れによって高炉の装入物の堆積傾斜角度を推定するもの
が開示されている。この従来技術は、高炉に装入する前
の段階で原料ホッパ内の原料について、その傾斜角度を
求め、これにより高炉内に装入された装入物表面の傾斜
角度を推定するものであり、信頼性に乏しいという問題
点がある。
装入する前に、原料ホッパ内に貯えられた原料の上方に
少なくとも２個の超音波レベル計、サウンジングレベル
計等のレベル計を径方向に間隔をもって配置し、このレ
ベル計の出力に基づいて原料表面の傾斜角度を求め、こ
れによって高炉の装入物の堆積傾斜角度を推定するもの
が開示されている。この従来技術は、高炉に装入する前
の段階で原料ホッパ内の原料について、その傾斜角度を
求め、これにより高炉内に装入された装入物表面の傾斜
角度を推定するものであり、信頼性に乏しいという問題
点がある。
【０００８】高炉内装入物表面の測定方法のうち、最も
実用性の高いものは、図３に示すような距離測定装置を
用いるものである。すなわち、高炉４の炉口部空間内
に、炉半径方向に向け水平に挿入した進退自在な計測ラ
ンス１の先端部に下向きに取り付けたマイクロ波用アン
テナ３を用いて、炉内装入物表面２までの距離を測定す
る方法である。すなわち、マイクロ波用アンテナ３から
炉内装入物表面２に送信し、炉内装入物表面２から反射
されるマイクロ波をマイクロ波用アンテナ３で受信して
炉内装入物表面２までの距離を測定する。この場合、計
測ランス１を炉半径方向に移動させることによって、炉
半径方向の異なった位置における測定距離から炉内装入
物表面２の炉半径方向分布を測定し、これに基づいて装
入物のプロフィールを推定するものである。
実用性の高いものは、図３に示すような距離測定装置を
用いるものである。すなわち、高炉４の炉口部空間内
に、炉半径方向に向け水平に挿入した進退自在な計測ラ
ンス１の先端部に下向きに取り付けたマイクロ波用アン
テナ３を用いて、炉内装入物表面２までの距離を測定す
る方法である。すなわち、マイクロ波用アンテナ３から
炉内装入物表面２に送信し、炉内装入物表面２から反射
されるマイクロ波をマイクロ波用アンテナ３で受信して
炉内装入物表面２までの距離を測定する。この場合、計
測ランス１を炉半径方向に移動させることによって、炉
半径方向の異なった位置における測定距離から炉内装入
物表面２の炉半径方向分布を測定し、これに基づいて装
入物のプロフィールを推定するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述のマイクロ波用ア
ンテナ３による炉内装入物表面２の測定では、測定の度
に計測ランス１を炉外から炉内に挿入して移動させる必
要があり、１回の測定を行うのに数分の時間が必要にな
る。そのため、炉内装入物表面２までの距離を測定中
は、高炉４内への原料装入ができなくなり、炉内装入物
表面２のレベルが下がり過ぎてしまい高炉操業に悪影響
を及ぼすという問題点がある。したがって、マイクロ波
用アンテナ３による炉内装入物表面２の炉半径方向の分
布を連続的に測定することができず、多くても１日に数
回程度の頻度で測定するだけに止まっていた。
ンテナ３による炉内装入物表面２の測定では、測定の度
に計測ランス１を炉外から炉内に挿入して移動させる必
要があり、１回の測定を行うのに数分の時間が必要にな
る。そのため、炉内装入物表面２までの距離を測定中
は、高炉４内への原料装入ができなくなり、炉内装入物
表面２のレベルが下がり過ぎてしまい高炉操業に悪影響
を及ぼすという問題点がある。したがって、マイクロ波
用アンテナ３による炉内装入物表面２の炉半径方向の分
布を連続的に測定することができず、多くても１日に数
回程度の頻度で測定するだけに止まっていた。
【００１０】ところが、最近の高炉操業では、細粒鉱石
等の品質の劣る原料を使用する比率が増してきたため、
原料の性状変化が大きくなり、炉内装入物表面２のプロ
フィールが、原料性状変化の影響を受けやすくなってき
た。そのため、炉内装入物表面２の測定頻度を上げて装
入物プロフィールの管理を強化するニーズが以前にも増
して強くなってきた。しかしながら、前述のような従来
のマイクロ波用アンテナ３による測定方法では、現状よ
りも高い頻度で炉内装入物表面２の測定を行うことは、
困難であった。
等の品質の劣る原料を使用する比率が増してきたため、
原料の性状変化が大きくなり、炉内装入物表面２のプロ
フィールが、原料性状変化の影響を受けやすくなってき
た。そのため、炉内装入物表面２の測定頻度を上げて装
入物プロフィールの管理を強化するニーズが以前にも増
して強くなってきた。しかしながら、前述のような従来
のマイクロ波用アンテナ３による測定方法では、現状よ
りも高い頻度で炉内装入物表面２の測定を行うことは、
困難であった。
【００１１】本発明は、前記従来技術の問題点を解消
し、高炉の炉内装入物表面までの距離を、必要に応じて
適時に頻度よく測定することができる高炉内装入物表面
の距離測定方法および装置を提供することを目的とする
ものである。
し、高炉の炉内装入物表面までの距離を、必要に応じて
適時に頻度よく測定することができる高炉内装入物表面
の距離測定方法および装置を提供することを目的とする
ものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、高炉操業にお
いて、炉内装入物表面のプロフィール管理に必要になる
のは、必ずしも炉半径方向の全体に亘るプロフィール情
報ではなく、炉内装入物表面の傾斜角度さえ測定できれ
ば、高炉操業にとって有力な情報が得られるという点に
着目し、種々検討を重ねた結果により達成されたもので
あり、その要旨とするところは下記の通りである。
いて、炉内装入物表面のプロフィール管理に必要になる
のは、必ずしも炉半径方向の全体に亘るプロフィール情
報ではなく、炉内装入物表面の傾斜角度さえ測定できれ
ば、高炉操業にとって有力な情報が得られるという点に
着目し、種々検討を重ねた結果により達成されたもので
あり、その要旨とするところは下記の通りである。
【００１３】前記目的を達成するための請求項１記載の
本発明は、高炉の炉口部空間内に、炉半径方向に向け水
平に挿入した計測ランスに下向きに取り付けたマイクロ
波用アンテナを用いて、炉内装入物表面までの距離を測
定するようにした高炉内装入物表面の距離測定方法にお
いて、前記計測ランスの先端部と途中とに複数台のマイ
クロ波用アンテナを間隔を置いて下向きに取り付ける一
方、当該計測ランスの炉外後端部にマイクロ波発振回路
を配置し、前記複数台のマイクロ波用アンテナとマイク
ロ波発振回路とを導波管を用いて接続し、前記マイクロ
波発振回路からマイクロ波を導波管を介してマイクロ波
用アンテナに送波し、このマイクロ波用アンテナから炉
内装入物表面にマイクロ波を送信し、炉内装入物表面か
ら反射されるマイクロ波を前記マイクロ波用アンテナで
受信し、さらに導波管を介してマイクロ波発振回路に受
波してマイクロ波を信号処理することにより、前記複数
台のマイクロ波用アンテナから炉内装入物表面までの、
炉半径方向の異なった位置における距離を、それぞれ測
定することを特徴とする高炉内装入物表面の距離測定方
法である。
本発明は、高炉の炉口部空間内に、炉半径方向に向け水
平に挿入した計測ランスに下向きに取り付けたマイクロ
波用アンテナを用いて、炉内装入物表面までの距離を測
定するようにした高炉内装入物表面の距離測定方法にお
いて、前記計測ランスの先端部と途中とに複数台のマイ
クロ波用アンテナを間隔を置いて下向きに取り付ける一
方、当該計測ランスの炉外後端部にマイクロ波発振回路
を配置し、前記複数台のマイクロ波用アンテナとマイク
ロ波発振回路とを導波管を用いて接続し、前記マイクロ
波発振回路からマイクロ波を導波管を介してマイクロ波
用アンテナに送波し、このマイクロ波用アンテナから炉
内装入物表面にマイクロ波を送信し、炉内装入物表面か
ら反射されるマイクロ波を前記マイクロ波用アンテナで
受信し、さらに導波管を介してマイクロ波発振回路に受
波してマイクロ波を信号処理することにより、前記複数
台のマイクロ波用アンテナから炉内装入物表面までの、
炉半径方向の異なった位置における距離を、それぞれ測
定することを特徴とする高炉内装入物表面の距離測定方
法である。
【００１４】請求項２記載の本発明は、複数台のマイク
ロ波用アンテナから装入物表面までの、炉半径方向の異
なった位置における距離をそれぞれ測定し、得られた各
装入物表面までの距離から、装入物表面の傾斜角度を算
出することを特徴とする請求項１記載の高炉装入物表面
の距離測定方法である。請求項３記載の本発明は、高炉
の炉口空間内に計測ランスを常設し、この計測ランスの
先端部と途中とに間隔を置いて下向きに取り付けた複数
台のマイクロ波用アンテナから炉内装入物表面までの距
離をそれぞれ測定することを特徴とする請求項１または
２記載の高炉内装入物表面の距離測定方法である。
ロ波用アンテナから装入物表面までの、炉半径方向の異
なった位置における距離をそれぞれ測定し、得られた各
装入物表面までの距離から、装入物表面の傾斜角度を算
出することを特徴とする請求項１記載の高炉装入物表面
の距離測定方法である。請求項３記載の本発明は、高炉
の炉口空間内に計測ランスを常設し、この計測ランスの
先端部と途中とに間隔を置いて下向きに取り付けた複数
台のマイクロ波用アンテナから炉内装入物表面までの距
離をそれぞれ測定することを特徴とする請求項１または
２記載の高炉内装入物表面の距離測定方法である。
【００１５】請求項４記載の本発明は、高炉の炉口部空
間内に、炉半径方向に向け水平に挿入した計測ランスに
下向きに取り付けたマイクロ波用アンテナを用いて、炉
内装入物表面までの距離を測定するようにした高炉内装
入物表面の距離測定装置において、前記計測ランスを炉
口部空間内に常設し、この計測ランスの先端部と途中と
に間隔を置いて下向きに取り付けた複数台のマイクロ波
用アンテナと、前記計測ランスの炉外後端部に配置した
マイクロ波発振回路と、前記複数台のマイクロ波用アン
テナとマイクロ波発振回路とを接続する導波管とを具備
したことを特徴とする高炉内装入物表面の距離測定装置
である。
間内に、炉半径方向に向け水平に挿入した計測ランスに
下向きに取り付けたマイクロ波用アンテナを用いて、炉
内装入物表面までの距離を測定するようにした高炉内装
入物表面の距離測定装置において、前記計測ランスを炉
口部空間内に常設し、この計測ランスの先端部と途中と
に間隔を置いて下向きに取り付けた複数台のマイクロ波
用アンテナと、前記計測ランスの炉外後端部に配置した
マイクロ波発振回路と、前記複数台のマイクロ波用アン
テナとマイクロ波発振回路とを接続する導波管とを具備
したことを特徴とする高炉内装入物表面の距離測定装置
である。
【００１６】請求項５記載の本発明は、計測ランスの炉
外部に給水管および排水管を接続して、当該計測ランス
を水冷構造としたことを特徴とする請求項４記載の高炉
内装入物表面の距離測定装置である。請求項６記載の本
発明は、計測ランスの炉外部に接続したパージガス供給
管を、当該計測ランス内を経由して先端部と途中とに間
隔を置いて下向きに取り付けた複数台のマイクロ波用ア
ンテナに接続したことを特徴とする請求項４または５記
載の高炉内装入物表面の距離測定装置である。
外部に給水管および排水管を接続して、当該計測ランス
を水冷構造としたことを特徴とする請求項４記載の高炉
内装入物表面の距離測定装置である。請求項６記載の本
発明は、計測ランスの炉外部に接続したパージガス供給
管を、当該計測ランス内を経由して先端部と途中とに間
隔を置いて下向きに取り付けた複数台のマイクロ波用ア
ンテナに接続したことを特徴とする請求項４または５記
載の高炉内装入物表面の距離測定装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の高炉内装入物表面の距離
測定方法では、図１に示すような距離測定装置を、高炉
４の炉口部空間に内に常設して使用することを基本に設
計してあるが、もちろん、必要な時には、いつでも炉内
から炉外に出し入れすることが可能な構造となってい
る。炉内装入物表面２の上方にランスを常設すること
は、従来より炉内を流れるガスの炉半径方向温度分布を
測定するための温度測定用ランスやゾンデにおいてすで
に実用化されているので、ランスを冷却構造にしておけ
ば耐久性の問題がないという実績がある。
測定方法では、図１に示すような距離測定装置を、高炉
４の炉口部空間に内に常設して使用することを基本に設
計してあるが、もちろん、必要な時には、いつでも炉内
から炉外に出し入れすることが可能な構造となってい
る。炉内装入物表面２の上方にランスを常設すること
は、従来より炉内を流れるガスの炉半径方向温度分布を
測定するための温度測定用ランスやゾンデにおいてすで
に実用化されているので、ランスを冷却構造にしておけ
ば耐久性の問題がないという実績がある。
【００１８】本発明に係る炉内装入物表面２の上方に常
設する距離測定装置は、図２に概略断面図で示すよう
に、計測ランス10に、炉半径方向の異なった位置になる
ように、その先端部と途中とに間隔を置いて下向きに複
数台、図面では２台のマイクロ波用アンテナ３を取り付
けてある。マイクロ波用アンテナ３は、計測ランス10内
に納まるという点からは、リフレクト型ホーンアンテナ
が好ましいが、高ゲインを得たい場合にはパラボラアン
テナでもよい。使用するマイクロ波は、10GHZ 付近のＸ
バンドが一般的であるが、さらに高い周波数を使用する
こともできる。距離測定の方式は、一般にFM-CW 方式が
用いられるが、タイムオブフライト方式やＭ系列変調方
式でもよい。
設する距離測定装置は、図２に概略断面図で示すよう
に、計測ランス10に、炉半径方向の異なった位置になる
ように、その先端部と途中とに間隔を置いて下向きに複
数台、図面では２台のマイクロ波用アンテナ３を取り付
けてある。マイクロ波用アンテナ３は、計測ランス10内
に納まるという点からは、リフレクト型ホーンアンテナ
が好ましいが、高ゲインを得たい場合にはパラボラアン
テナでもよい。使用するマイクロ波は、10GHZ 付近のＸ
バンドが一般的であるが、さらに高い周波数を使用する
こともできる。距離測定の方式は、一般にFM-CW 方式が
用いられるが、タイムオブフライト方式やＭ系列変調方
式でもよい。
【００１９】また、計測ランス10の炉外後端部にマイク
ロ波発振回路６を配置し、前記２台のマイクロ波用アン
テナ３とマイクロ波発振回路６とは、それぞれ２本の導
波管５を用いて電磁的に接続してある。なお、パラボラ
アンテナを使用する場合には、方向を変えるために一部
にコーナ導波管を使用する。さらに、計測ランス10の内
部に図示を省略した通水路を設けて水冷構造にしてあ
り、計測ランス10の炉外部に接続した給水管11および排
水管12を介して冷却水を給排水することによって計測ラ
ンス10の内部が冷却されている。
ロ波発振回路６を配置し、前記２台のマイクロ波用アン
テナ３とマイクロ波発振回路６とは、それぞれ２本の導
波管５を用いて電磁的に接続してある。なお、パラボラ
アンテナを使用する場合には、方向を変えるために一部
にコーナ導波管を使用する。さらに、計測ランス10の内
部に図示を省略した通水路を設けて水冷構造にしてあ
り、計測ランス10の炉外部に接続した給水管11および排
水管12を介して冷却水を給排水することによって計測ラ
ンス10の内部が冷却されている。
【００２０】図３に示した従来の計測ランス１では、マ
イクロ波用アンテナ３の直後の計測ランス１内にマイク
ロ波発振回路６を設けていたため、この回路の耐熱性の
点から測定時にのみ計測ランス１を炉内に挿入する方式
を採用していた。本発明では、マイクロ波発振回路６を
炉外に配置し、計測ランス10を水冷構造にすると共に、
マイクロ波用アンテナ３とマイクロ波発振回路６とを耐
熱性の高い金属製の導波管５を用いて接続することによ
り、計測ランス10およびマイクロ波用アンテナ３の炉内
への常設を可能としている。
イクロ波用アンテナ３の直後の計測ランス１内にマイク
ロ波発振回路６を設けていたため、この回路の耐熱性の
点から測定時にのみ計測ランス１を炉内に挿入する方式
を採用していた。本発明では、マイクロ波発振回路６を
炉外に配置し、計測ランス10を水冷構造にすると共に、
マイクロ波用アンテナ３とマイクロ波発振回路６とを耐
熱性の高い金属製の導波管５を用いて接続することによ
り、計測ランス10およびマイクロ波用アンテナ３の炉内
への常設を可能としている。
【００２１】計測ランス10の炉外部には、パージガス供
給管９を接続してあり、このパージガス供給管９は、計
測ランス10内を経由して先端部と途中とに間隔を置いて
下向きに取り付けた２台のマイクロ波用アンテナ３に接
続されている。パージガス供給管９から窒素ガスを供給
すると、パージガス供給管９の先端から、マイクロ波用
アンテナ３内に窒素ガスが吹き出し、炉内に浮遊してい
るダストをパージすることにより、マイクロ波用アンテ
ナ３の放射面にダストが付着するのを防止するようにす
るのが好ましい。
給管９を接続してあり、このパージガス供給管９は、計
測ランス10内を経由して先端部と途中とに間隔を置いて
下向きに取り付けた２台のマイクロ波用アンテナ３に接
続されている。パージガス供給管９から窒素ガスを供給
すると、パージガス供給管９の先端から、マイクロ波用
アンテナ３内に窒素ガスが吹き出し、炉内に浮遊してい
るダストをパージすることにより、マイクロ波用アンテ
ナ３の放射面にダストが付着するのを防止するようにす
るのが好ましい。
【００２２】高炉４の炉口部空間内に、炉半径方向に向
け水平に挿入した常設の計測ランス10の先端部と途中と
に間隔を置いて下向きに２台取り付けたマイクロ波用ア
ンテナ３を用いて、炉内装入物表面２までの距離を測定
するには、前述の距離測定方式のうち、たとえば一般に
用いられるFM-CW 方式により、マイクロ波発振回路６か
らマイクロ波を２本の導波管５を介してそれぞれの２台
のマイクロ波用アンテナ３に送波する。各々のマイクロ
波用アンテナ３では、受波したマイクロ波を炉内装入物
表面２の異なった位置に送信すると共に、炉内装入物表
面２から反射されるマイクロ波をそれぞれのマイクロ波
用アンテナ３で受信し、これをそれぞれ２本の導波管５
を介してマイクロ波発振回路６に送信する。
け水平に挿入した常設の計測ランス10の先端部と途中と
に間隔を置いて下向きに２台取り付けたマイクロ波用ア
ンテナ３を用いて、炉内装入物表面２までの距離を測定
するには、前述の距離測定方式のうち、たとえば一般に
用いられるFM-CW 方式により、マイクロ波発振回路６か
らマイクロ波を２本の導波管５を介してそれぞれの２台
のマイクロ波用アンテナ３に送波する。各々のマイクロ
波用アンテナ３では、受波したマイクロ波を炉内装入物
表面２の異なった位置に送信すると共に、炉内装入物表
面２から反射されるマイクロ波をそれぞれのマイクロ波
用アンテナ３で受信し、これをそれぞれ２本の導波管５
を介してマイクロ波発振回路６に送信する。
【００２３】マイクロ波発振回路６では、受信したマイ
クロ波を、さらに、距離測定回路７に送信すると、距離
測定回路７では、２台のマイクロ波用アンテナ３から炉
内装入物表面２までの距離を個別に求めて出力し、各々
の測定距離を演算器８に入力する。演算器８には、予
め、２台のマイクロ波用アンテナ３の配置位置から定ま
る両者間の距離Ｌの情報が入力されており、距離測定回
路７から演算器８に入力された炉半径方向の異なった位
置におけるマイクロ波用アンテナ３から炉内装入物表面
２までの２つの測定距離Ｘ1 、Ｘ2 の情報と予め入力さ
れている２台のマイクロ波用アンテナ３間の距離Ｌの情
報を処理することにより、炉内装入物表面２の傾斜角度
θを演算により算出し、得られた炉内装入物表面２の傾
斜角度θを出力する。
クロ波を、さらに、距離測定回路７に送信すると、距離
測定回路７では、２台のマイクロ波用アンテナ３から炉
内装入物表面２までの距離を個別に求めて出力し、各々
の測定距離を演算器８に入力する。演算器８には、予
め、２台のマイクロ波用アンテナ３の配置位置から定ま
る両者間の距離Ｌの情報が入力されており、距離測定回
路７から演算器８に入力された炉半径方向の異なった位
置におけるマイクロ波用アンテナ３から炉内装入物表面
２までの２つの測定距離Ｘ1 、Ｘ2 の情報と予め入力さ
れている２台のマイクロ波用アンテナ３間の距離Ｌの情
報を処理することにより、炉内装入物表面２の傾斜角度
θを演算により算出し、得られた炉内装入物表面２の傾
斜角度θを出力する。
【００２４】すなわち、図１に示すように、計測ランス
10の先端部と途中とに取り付けた２台のマイクロ波用ア
ンテナ３間の距離Ｌおよび計測ランス10の先端部に取り
付けたマイクロ波用アンテナ３により測定した炉内装入
物表面２までの測定距離Ｘ1と計測ランス10の途中に取
り付けたマイクロ波用アンテナ３により測定した炉内装
入物表面２までの測定距離Ｘ2 との差（Ｘ1 −Ｘ2 ）を
用いて、下記計算式(1) により炉内装入物表面２の傾斜
角度θを算出する。
10の先端部と途中とに取り付けた２台のマイクロ波用ア
ンテナ３間の距離Ｌおよび計測ランス10の先端部に取り
付けたマイクロ波用アンテナ３により測定した炉内装入
物表面２までの測定距離Ｘ1と計測ランス10の途中に取
り付けたマイクロ波用アンテナ３により測定した炉内装
入物表面２までの測定距離Ｘ2 との差（Ｘ1 −Ｘ2 ）を
用いて、下記計算式(1) により炉内装入物表面２の傾斜
角度θを算出する。
【００２５】 炉内装入物傾斜角度θ＝ｔａｎ-1（Ｘ1 −Ｘ2 ）／Ｌ ・・・(1) 前記計算式(1) により算出した炉内装入物表面２の傾斜
角度θに基づき、炉内装入物表面２の炉半径方向分布す
なわち炉内装入物表面２のプロフィールを推定するもの
である。前述本発明の実施態様では、計測ランスに２台
のマイクロ波用アンテナ３を取り付けるものについて説
明したが、３台もしくはそれ以上の台数を取り付け、こ
れによってよりきめ細かい炉内装入物表面２までの距離
測定が可能になる。
角度θに基づき、炉内装入物表面２の炉半径方向分布す
なわち炉内装入物表面２のプロフィールを推定するもの
である。前述本発明の実施態様では、計測ランスに２台
のマイクロ波用アンテナ３を取り付けるものについて説
明したが、３台もしくはそれ以上の台数を取り付け、こ
れによってよりきめ細かい炉内装入物表面２までの距離
測定が可能になる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、計
測ランスに取り付けた複数台のマイクロ波用アンテナを
用いて炉内装入物表面の傾斜角度を常時モニタリングで
きるので、炉内装入物表面プロフィールの変化をいち早
く捉えることが可能になる。その結果、炉内装入物表面
プロフィールの変化がもたらす高炉の炉況の悪化を未然
に防止することができ、高炉操業の安定化に寄与すると
ころが多大である。
測ランスに取り付けた複数台のマイクロ波用アンテナを
用いて炉内装入物表面の傾斜角度を常時モニタリングで
きるので、炉内装入物表面プロフィールの変化をいち早
く捉えることが可能になる。その結果、炉内装入物表面
プロフィールの変化がもたらす高炉の炉況の悪化を未然
に防止することができ、高炉操業の安定化に寄与すると
ころが多大である。
【図１】本発明に係る距離測定装置を用いて高炉内装入
物表面までの距離を測定する状況を示す概略断面図であ
る。
物表面までの距離を測定する状況を示す概略断面図であ
る。
【図２】本発明に係る高炉内装入物表面の距離測定装置
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図３】従来に係る距離測定装置を用いて高炉内装入物
表面までの距離を測定する状況を示す概略断面図であ
る。
表面までの距離を測定する状況を示す概略断面図であ
る。
１ 計測ランス（従来） ２ 炉内装入物表面 ３ マイクロ波用アンテナ ４ 高炉 ５ 導波管 ６ マイクロ波発振回路 ７ 距離測定回路 ８ 演算器 ９ パージガス供給管 10 計測ランス（本発明） 11 給水管 12 排水管
Claims (6)
- 【請求項１】 高炉の炉口部空間内に、炉半径方向に向
け水平に挿入した計測ランスに下向きに取り付けたマイ
クロ波用アンテナを用いて、炉内装入物表面までの距離
を測定するようにした高炉内装入物表面の距離測定方法
において、前記計測ランスの先端部と途中とに複数台の
マイクロ波用アンテナを間隔を置いて下向きに取り付け
る一方、当該計測ランスの炉外後端部にマイクロ波発振
回路を配置し、前記複数台のマイクロ波用アンテナとマ
イクロ波発振回路とを導波管を用いて接続し、前記マイ
クロ波発振回路からマイクロ波を導波管を介してマイク
ロ波用アンテナに送波し、このマイクロ波用アンテナか
ら炉内装入物表面にマイクロ波を送信し、炉内装入物表
面から反射されるマイクロ波を前記マイクロ波用アンテ
ナで受信し、さらに導波管を介してマイクロ波発振回路
に受波してマイクロ波を信号処理することにより、前記
複数台のマイクロ波用アンテナから炉内装入物表面まで
の、炉半径方向の異なった位置における距離を、それぞ
れ測定することを特徴とする高炉内装入物表面の距離測
定方法。 - 【請求項２】 複数台のマイクロ波用アンテナから炉内
装入物表面までの、炉半径方向の異なった位置における
距離をそれぞれ測定し、得られた炉内装入物表面までの
距離から、装入物表面の傾斜角度を算出することを特徴
とする請求項１記載の高炉装入物表面の距離測定方法。 - 【請求項３】 高炉の炉口空間内に計測ランスを常設
し、この計測ランスの先端部と途中とに間隔を置いて下
向きに取り付けた複数台のマイクロ波用アンテナから炉
内装入物表面までの距離をそれぞれ測定することを特徴
とする請求項１または２記載の高炉内装入物表面の距離
測定方法。 - 【請求項４】 高炉の炉口部空間内に、炉半径方向に向
け水平に挿入した計測ランスに下向きに取り付けたマイ
クロ波用アンテナを用いて、炉内装入物表面までの距離
を測定するようにした高炉内装入物表面の距離測定装置
において、前記計測ランスを炉口部空間内に常設し、こ
の計測ランスの先端部と途中とに間隔を置いて下向きに
取り付けた複数台のマイクロ波用アンテナと、前記計測
ランスの炉外後端部に配置したマイクロ波発振回路と、
前記複数台のマイクロ波用アンテナとマイクロ波発振回
路とを接続する導波管とを具備したことを特徴とする高
炉内装入物表面の距離測定装置。 - 【請求項５】 計測ランスの炉外部に給水管および排水
管を接続して、当該計測ランスを水冷構造としたことを
特徴とする請求項４記載の高炉内装入物表面の距離測定
装置。 - 【請求項６】 計測ランスの炉外部に接続したパージガ
ス供給管を、当該計測ランス内を経由して先端部と途中
とに間隔を置いて下向きに取り付けた複数台のマイクロ
波用アンテナに接続したことを特徴とする請求項４また
は５記載の高炉内装入物表面の距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296596A JPH09263809A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 高炉内装入物表面の距離測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296596A JPH09263809A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 高炉内装入物表面の距離測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263809A true JPH09263809A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13504610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7296596A Pending JPH09263809A (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 高炉内装入物表面の距離測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09263809A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178207A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Wire Device:Kk | マイクロ波距離計 |
| JP2011521700A (ja) * | 2008-06-02 | 2011-07-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | データ送信用のコンピュータ断層撮影ガントリーに関するデバイス |
| KR101277883B1 (ko) * | 2011-09-28 | 2013-06-21 | 현대제철 주식회사 | 고로의 선회 슈트 장치 |
| CN103409572A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-11-27 | 天津市三特电子有限公司 | 高炉料面表面形状雷达在线检测装置及检测方法 |
| CN114350876A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-15 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | 一种高炉布料溜槽α角校正方法和角度测量工具 |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP7296596A patent/JPH09263809A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178207A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Wire Device:Kk | マイクロ波距離計 |
| JP2011521700A (ja) * | 2008-06-02 | 2011-07-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | データ送信用のコンピュータ断層撮影ガントリーに関するデバイス |
| KR101277883B1 (ko) * | 2011-09-28 | 2013-06-21 | 현대제철 주식회사 | 고로의 선회 슈트 장치 |
| CN103409572A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-11-27 | 天津市三特电子有限公司 | 高炉料面表面形状雷达在线检测装置及检测方法 |
| CN103409572B (zh) * | 2013-07-23 | 2016-01-13 | 天津市三特电子有限公司 | 高炉料面表面形状雷达在线检测装置及检测方法 |
| CN114350876A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-15 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | 一种高炉布料溜槽α角校正方法和角度测量工具 |
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