JPS58154630A - 羽口前温度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉羽口前の燃焼状況監視のための別口前温度
測定装置に関するものである。

高炉羽口前の燃焼状況は炉内反応の均一性を判断するう
えでの重要な判定指標となっており、正確が燃焼状況の
把握は高炉操業能率の向上に欠せないものとかつている
。このため通常は高炉羽口に臨ませる送風支管Ｋｖ、け
られている覗窓を通じて作業者が定期的に目視観察を行
っているが、火炎の色は燃料の種類によっても異なるた
め、熟練を要し、また個人差も大きく、その上羽口周辺
は作業環境が悪いなどの難点があった。このため近年に
あっては高炉周囲にレールを敷設し、これに走行装置を
用いてテレビカメラを走行させ、所定の覗窓ごとにテレ
ビカメラを臨ませ、羽口前の燃焼状況を直接的に監視す
る方法が採られていた。

しかしこのような方法にあってはレール、テレビカメラ
及び走行装置＃ｌ設備が大がかりとなり、またそのため
の必要スペースも広く、その上、各羽口について屯観察
が断続的にしか出来ず、また観測がバッチ的であるため
、燃焼異常の検知が遅れがちであるなどの難点があった
。

零発引けかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは複数の高炉羽口に通ずる送風支管に
形成されている覗窓に放射エネルギを捉えるべく受光端
を臨ませたイメージガイドと、該イメージガイドの１又
は複数の出光端から導出された放射エネルギのうち、相
異なる２波長成分の放射エネルギ夫々を透過させる２箇
のフィルタを一組とするｌ又は複数組のフィルタと、前
記２箇のフィルタを透過した２波長成分の放射エネルギ
を夫々電気信号に変換する１又は複数の光を変換素子と
、該光電変換素子にて変換された前記２波長成分の各放
射エネルギに相応する電気信号に基き、二色温度演算を
行って羽口前温度を算出する１又は複数の演算部と、前
記１又は複数の演算部で算出された温度を監視する監視
手段とを具備することにより、羽口前の燃焼状況をその
温度変化として正確に捉えることが出来、また機械内々
可動部分がないため、構成が大幅に簡略化し得るように
した羽口前温度測定装置を提供するにある。

以下本発明をその実施例を示す図面に基いて具体的に説
明する。第１図は本発明に係る羽口前温度測定装置（以
下本発明装置という）を示す模式図、第２図は同じくブ
ロック図であり、図中１は高炉を構成する耐火物、２け
鉄皮、３け羽口、４は羽口金物を示している。羽口３け
高炉の周壁に周方向に略等間隔で３６〜４０個所に設け
られており、ここに配した羽口金物４を通じて環状管５
、送風支管６からの熱風及び燃料を高炉内に吹き込むよ
うにしである。環状管５け高炉の外囲にこれと同心状に
配設されており、これには羽口数（３６〜４０個）に応
じた送風支管６の一端が周方向に略等間隔で付設され、
その他端は夫々羽口３内に配した円錐台形をなす筒状の
羽口金物４の一端に当接され、また送風支管６の水平基
端＃′ｉ蓋体８にて閉鎖され、各蓋体８にけ覗窓用の鏡
筒９が同心状に連結固定されている。銃筒９内Ｋｉｉ石
英系のレンズ９厘が固定され、また鏡筒９の後端側には
イメージガイド１０の受光端がレンズ９Ｊｌの光軸に沿
うよう挿入配設されている。各イメージガイド１０け耐
熱性を有する石英系の光ファイバを多数束ねて形成され
ており、その出光端は２色温度計１１に連結され、２色
温度計１１はまた監視手段１２に連繋されている。

２色温度計１１．監視手段１２け具体的には第２図に示
す如く構成されている。イメージガイド１０け各送風支
管６毎に、　ｆｆｌいけ高炉周囲に沿って適数の送風支
管６に装着されており、この各イメージガイド１０の出
光端毎にハーフミラＭ１、全反射ミラＭ２、フィルタＦ
Ｉ、Ｆ２、光電変換素子Ｐ、、Ｐ、、ゲート回路Ｇ、、
Ｇ、及び共用の演算回路Ｃからなる２色温度計１１が装
備され、各イメージガイドＩＯから導出された放射エネ
ルギの一部はハーフミラＭ、を透過させてフィルタＦ１
に、また他部はハーフミラＭ１．全反射ミラＭ、で反射
せしめてフィルタＦ、に導くようにしである。フィルタ
Ｆ、　、　Ｆ。

け透過波長成分のピークが夫々λ１．λ、（λ１〈λ、
）である光学的バンドパスフィルタであって、透過率が
高く、半値幅を狭くすることが出来て、測定精度を高め
得る干渉フィルタが用いられている。

勿論、干渉フィルタの他に吸収型フィルタを用いること
も可能である。フィルタＦ、を経た下記（１）式で与え
られる波長λ１の放射エネルギＮ（λ５．Ｔ）、下記（
２）式で与えられる波長λ、の放射エネルギＮ（人、。

Ｔ）Ｆｉ光電変換素子Ｐ、、Ｐ、に投射され、夫々の放
射エネルギ強度に応じたアナログ信号に変換されてゲー
ト回路Ｇ、　、　Ｇ、に達し、後述する監視手段１２の
タイミングパルス発生回路１２ｆからゲート回路Ｇ、、
Ｇ、に入力されるタイミングパルスに基いてゲート回路
Ｇ、、Ｇ、を経て演算回路Ｃに入力される。

但しＣ，、Ｃ，ニブランク定数 演算回路ｃＶｉ入カされた各放射エネルギＮ（λ１゜Ｔ
）、Ｎ（λ７．Ｔ）に相応するアナログ信号をディジク
ル信号に変換したうえで下記（３）式に従う二色温度演
算を行ってイメージガイド１０で捉えた羽目前温度を算
出し、これを監視手段１２に出力するようにしである。

タイミングパルス発生回路１２ｆから各光電変換素子Ｐ
、、Ｐ、と演算回路Ｃとの間に介装したゲートＧ、　、
　Ｇ、に対しては各イメージガイド１０毎に所定のタイ
ミングで順次的にタイミングパルスが発せられるように
構成されており、従って高炉の周方向における各羽口前
温度が順次的に演算部Ｃにて算出され、次いで同じく前
記タイミングパルス発生回路１２ｆからのタイミングパ
ルスに応じて監視手段１２を構成するＤ／Ａ変換器１２
ａ及び表示回路１２ｄに入力されてゆくこととなる。Ｄ
／Ａ変換器１２ａにてアナログ信号に変換された羽口前
温度を示す信号は比較回路１２ｂに入力され、この比較
回路１２ｂに予め入力されている望ましい温度領域中の
最低温度（及び／又は最高温度）と比較され、最低温度
（又Ｖ′ｉ最高温度）より低い（又は高い）ときけ警報
器１２ｃを作動させるようになっている。

また表示回路１２ｄに入力された羽口前温度を示す信号
は同じくタイミングパルス発生回路１２ｆからのタイミ
ングパルスを羽口位置情報とし、これに関連ずけて順次
グラクン管１２ｅに出力される。ブラウン管１２ｅには
その画面中心Ｏを中心にしてその周方向に、高炉の周方
向に位置する各羽口３を対応させ、夫々の位置において
各羽口前温度を中心Ｏからの距離ｌとして表示するよう
にしである。

グラクン管１２ｃＫけ予め定めた好ましい温度領域の最
低温度、及び最高温度を示す基準円ａ、ｂが夫々描かれ
ており、これら両基準円ａ、ｂ間を適正範囲とし、基準
円ａ以下、又は基準円す以上となったときにはこれを不
適正な温度として別にその羽口番号を表示するようにな
っている。

なお表示回路１２ｄからの出方信号が望ましい範囲を越
えるときには不適正な温度を呈する羽口３に臨ませた送
風支管６に対する風量制御弁を制御し、またブローバイ
ブに付設されている燃料噴射管からの燃料噴射によって
給送空気温度を昇温調節することとしてもよい。また上
述の実施例にあっては各イメージガイド１０の出力端毎
にハーフミラＭｌ、全反射ミラＭ、を臨ませた構成を示
したが、イメージガイド１０の出光端に回転ミラを配設
し、夫々直接対応させるべきフィルタＦＩｅＦｆｆｉに
入射せしめるようにしてもよい。また上述の実施例では
フィルタＦ１．Ｆ、の夫々に対応させて光電変換素子Ｐ
、、Ｐ、を配設する構成を示したが、各フィルタＦＩｎ
Ｆ！からの光を兼用の回転ミラを用いて単一の光電変換
素子に所定のタイミングで交互に入射せしめる構成とし
てもよい。上述のような構成ではイメージガイド１０の
放射エネルギはフィルタＦ、、Ｆ。

に、またフィルタＦ、、Ｆ、を経た放射エネルギは光電
変換素子に夫々若干の遅延を伴って入力されることとな
るが、各回転ミラの回転速度を速くすることによって、
これに伴う誤差は殆んど問題とならないことがａｉ認さ
れている。

更に上述の実施例では各光電変換素子Ｐ１．Ｐ、からの
信号に基き二色温度演算を行う演算回路Ｃを兼用する構
成を示したが、個々に演算部を配設し、また所要数の羽
口毎に演算回路を配設して二色泥炭演算を夫々にて分担
せしめることとしてもよい。

以上の如く、本発明装置にあっては高炉周囲の覗窓を通
じて捉えた放射エネルギをイメージガイドによって２色
温度の演算部に導いて温度を算出することとしているか
ら、羽口前温度を連続的に、しかも正確且つ迅速に検出
し得て高炉内の反応の全周にわたる均一化制御を極めて
高精度で行うことが可能となり、しかも従来の如くレー
ル、テレビカメラ、或いはその走行装置等を全く必要と
せず、高炉周囲のスペースが広くなり、設備費も大幅に
低減し得るなど本発明は優れた効果を奏するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の模式図、第２図は同じくブロック
図である。 １・・・耐火物　２・・・鉄皮　３・・・羽口　４・・
・羽口金物　５・・・環状管　６・・・送風支管　７・
・・ブローパイプ　９・・・鏡筒　９ａ・・・レンズ　
１０・・・イメージガイ　ド　　１１・・・二色温度計
　　１２・・・監視手段　１２ａ・・・Ｄ／Ａ変換器　
１２ｂ・・・比較回路　１２ｃ・・・警報器１２ｄ・・
・表示回路　１２ｅ・・・プラクン管　Ｆｌ、Ｆ、・・
・フィルタ　ＰＩ、Ｐｔ・・・光電変換素子　Ｇ、　、
　Ｇ、・・・ゲート回路　Ｃ・・・演算回路 特　許　出　願　人　　　住友金属工業株式会社代理人
　弁理士　　河　野　登　犬 善　　１　　凶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　複数の高炉羽目に形成されている覗窓に放射エネ
   ルギを捉えるべく受光噛を臨ませたイメージガイドと、
   該イメージガイドの１又は複数の出光端から導出された
   放射エネルギのうち、相異なる２波長底分の放射エネル
   ギ夫々を透過させる２箇のフィルタを、−組とするｌ又
   は複数組のフィルタと、前記２箇のフィルタを透過した
   ２波長底分の放射エネルギを夫々電気信号に変換する１
   又は複数の光電変換素子と、該光電変換素子にて変換さ
   れた前記２波長底分の各放射エネルギに相応する電気信
   号に基き、二色温度演算を行って羽口前渥度を算出する
   １又は複数の演算部と、前記ｌ又は複数の演算部で算出
   された温度を監視する監視手段とを具備することを特徴
   とする羽口前温度測定装置。