JPS5811483B2 - コウロ ノ ガスリユウソクブンプソクテイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高炉操業に供する管理資料を得るため、高炉
の炉頂部におけるストックレベル近傍に立ち昇るガスの
流速分布を測定する装置に関する。

従来、高炉内のストックレベル近傍におけるガスの流速
分布を測定するためにとられてきた手段は、ストックレ
ベルよりやや高い位置の水平方向に、適数個のピトー管
を配置し、各ピトー管で得られた全圧と静圧との差圧に
より、ガス流速の分布を測定するものであった。

ところが、炉頂部でのガス流速は、はとんどの場合０．
５ｍ／Ｓ〜３．Ｏｍ／Ｓ程度であり、特に速い所でも１
０ｍ／Ｓを越えることがない程の低速である。

従って非常に小さな差圧しか得られず、高精度な測定は
望み得べ（もなかった。

しかも常時変動する炉内圧が雑音を誘発し、かつガス温
度の変動に伴う補正が必要であるばかりでなく、更に不
可避的な粉塵によってピトー管がしばしば閉塞状態とな
るため、安定した測定結果を得ることができないという
欠点があった。

本発明は、前記従来の欠点に鑑み、これを解消すること
を目的とするものである。

本発明に利用されるガス流速測定の原理は、ガス流の方
向に沿う二つの測定点相互間距離が短い場合、上流側測
定点におけるガス流の持つ局所的特徴（温度分布、速度
のゆらぎ分布等）が、平均的流速に従って下流側測定点
にほぼそのままの形で現われるという事実に根拠をおい
ており、本発明はこの事実に着目して成された。

第１図はこの原理に基づく流速測定装置を示すものであ
る。

同図において１及び１′は、高炉内の炉頂部におけるス
トックレベル近傍のガスの流れ方向（普通は上下方向）
の一直線上に沿い、互に一定の距離ｄだけ離して設置し
た検出端である。

この検出端１゜１１は例えば熱電対、抵抗温度計素子、
熱線等が使用される。

特に熱線を使用する場合は、ガスに侵蝕され難いニッケ
ル線で構成されたものが好ましい。

本発明の実施例においては、直径約２０〜２００μ、長
さ約２０ｍｍのニッケル線２本を用い、相互間距離１０
〜５０ｍｍを隔てて検出端１，１′とし、これらに電流
を通じてストックレベル附近の温度（通常４００℃前後
）より約２００℃高めに保持するようにした。

このようになされた検出端１．１′は立ち昇るガスの影
響を受けて温度変化を起す。

本発明に使用される流速測定装置は、この温度変化を電
気信号として取り出すのである。

両横出端１，１′からの検出信号は増幅器２，３によっ
て適焔なレベルまで増幅され、更に高周波通常フィルタ
回路４，５を通すことにより、検出信号から直流成分を
除去して変動分だけを取り出すのである。

第２図はこの変動成分の波形を図示したものである。

同図から明らかなように、二つの検出端１，１／に外乱
が入らなげれば；検出端１と１′からは、相互間距離ｄ
に対応した遅れ時間τをおいてほぼ同じ波形の信号を得
ることができる。

遅れ時間τは、遅延時間測定装置６（例えば、実時間デ
ィジタル相関計、実時間極性相関計等）で測定され、こ
の測定値τを計算装置７に取り込み、予め記憶されてい
る前記検出端１，１′の相互間距離ｄとにより、次式に
従って流速Ｖが計算される。

Ｖ＝ｄ／τ なお、第１図において８は表示出力回路である。

上述の原理と流速測定装置とを用いれば、流速０．２ｍ
／Ｓ以上のガス流速は充分測定することが可能となり、
特に高炉のストックレベル近傍におけるが如き低速のガ
ス流速を測定するのに好適である。

第３図は、上記第１
図の流速測定装置を用いて成る本発明の流速分布測定装
置の一実施例を示したブロック図であり、第４図は該流
速分布測定装置の検出器が設けられている高炉炉頂部を
平面視した模式図である。

同図において２０は高炉であり、その炉頂部には炉壁部
ど炉心部との間をストックレベルに沿って掃引すること
のできるゾンデ９□〜９４が設けられている。

この実施例では４本のゾンデ９１〜９４を炉頂部炉壁の
円周方向に等配したが、その設置数は炉頂内径が大きい
ものやガス流速分布を高密度に測定する必要のある場合
には多くするものとする。

従ってその数は限定的なものではない。

各ゾンデ９□〜９４の先端５には前述した二つの検出端
１，１′を一組とする検出器１２、−１２．が取り付け
られている。

検出器１２□〜１２４が取り付けられている位置には、
その周囲をフード（図示せず）で囲い、ガスのゆらぎや
流れ方向の変化による測定値への影響をなくするように
配慮するのがよい。

各ゾンデ９□〜９４の後方部は炉壁外に設置されたピス
トンモータ等から成る駆動装置１０□〜１０４に連結さ
れ、ゾンデ制御装置１１によりセルシンモータ等を用い
てゾンデ９．〜９４の炉内への挿入長を調節するように
なされている。

炉頂部におけるガス流速分布の測定は、炉心部又は炉壁
部から半径方向の同距離位置において同時に測定する必
要があるから、ゾンデ９１〜９４の掃引駆動は全てのも
のが同期して行なわれなげればならない。

検出器１２、〜１２４からの検出信号は第１図の一点鎖
線内に記載の各種回路や装置を内蔵した信号処理装置１
３□〜１３４に与えられる工 記録及び又は表示装置１４は、上記ゾンデ制御装置１１
から掃引位置信号を取り込むと共に信号処理装置１３１
〜１３４からガス流速信号を取り込み、炉頂部における
ガス流速分布を記録・表示する。

なお、この記録・表示装置１４は、炉頂部の平面図を模
式的に表示できるように構成し、測定位置が前記駆動装
置１０１〜１０４の動きに対応して指示され、かつガス
流速の値が表示されるようにしておくとよい。

このようにして、ガス流速の分布を知ることにより高炉
の操業が平均的に行なわれているかどうか、炉心部又は
炉壁部にかたよっているかどうか等を恰も直接観測する
が如くに知得することができる。

更にはガス流速分布の円周方向のかたよりの有無、棚吊
り現象の有無、及びそれらの状態をも推定することがで
きる。

上述したガス流速分布の測定に基づいて高炉の操業を自
動化するには次の如くすればよい。

即ち、記憶装置１５に安定操業状態時の標準ガス流速分
布を記憶せしめておき、これと前記信号処理装置１３□
〜１３４から取り込むことのできるガス流速分布の測定
結果とを分布差検知器１６で比較し、その偏差を求め、
この偏差を高炉操業制御装置１７に送る。

該高炉操業制御装置１７は所定の制御方式により、ガス
流速分布の偏差を減少せしめる如く原料供給設備１８、
送風設備１９等を制御し、もって常に高炉内の状態を平
均に保って安定した操業を行なうことができる。

本発明は以上説明した如く、ガスによる侵蝕、炉圧変動
による雑音の影響、粉塵による閉塞等を受けることのな
い熱電対、抵抗温度計素子、熱線等で構成された検出器
が用いられているため、従来のピトー管によっては測定
できない程の低速のガス流速を高精度に測定できるとと
もに、炉頂部のストックレベルに沿うほぼ全域にわたる
ガス流速分布を、恰も直接的に観測するかのように検知
することができるものであるから、高炉の安定操業に資
すること極めて犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高炉のガス流速分布測定装置に用
いられる流速測定装置のブロック図、第２図は第１図に
示す２個１組の流速検出端で検出された流速信号波形を
経時的に比較した図、第３図は本発明に係る高炉のガス
流速分布測定装置の一実施例を示すブロック図、第４図
はガス流速検出器が設けられた高炉炉頂部を模式的に示
した平面図である。 １．１１……流速検出端、２，３……増幅器、４゜５…
…高周波通過フィルタ回路、６……遅延時間測定装置、
７……流速計算装置、８……表示出力回路、９□〜９４
……ゾンデ、１０、〜１０４……駆動装置、１１……ゾ
ンデ制御装置、１２□〜１２４……流速検出器、１３、
〜１３４……信号処理装置、１４……記録・表示装置、
１５……記憶装置、１７……高炉操業制御装置、１８…
…原料供給設備、１９……送風設備、２０……高炉。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱電対、抵抗温度計素子、熱線等からなる２個の検
   出端が、ガス流方向に沿った一直線上に所定間隔をおい
   て設けられたガス流速検出器を先端部に取付けた複数本
   のゾンデと、該複数本のゾンデを高炉のストックレベル
   上方近傍の炉周方向に配置支持し、かつ前記検出器が炉
   内半径方向を掃引すべく前記各ゾンデの炉内挿入長を同
   期して調整する駆動制御装置と、前記各検出器の２個の
   検出端から得られた信号相互間の遅延時間にもとすいて
   ガス流速を計算する信号処理装置と、該信号処理装量の
   ガス流速値信号と前記駆動制御装置の掃引位置信号とを
   取込んでガス流速分布を記録及び又は表示する記録・表
   示装置とを備えたことを特徴とする高炉のガス流速分布
   測定装置。