JPS5938424Y2 - ベルレス高炉の原料装入装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はベルレス高炉の原料装入装置に関するもので
ある。

ベルレス高炉の原料装入装置においては、複数の炉頂バ
ンカーに入れられた原料を、下部シール弁を開放して高
炉内へ装入するに際して、一定回転速度で回転する旋回
シュートの傾き角を変更することにより、原料の炉内へ
の落下位置を決定し、また炉頂バンカー下端の流調ゲー
トの開度を変更することにより原料の炉内への流量を調
整している。

従ってこの装置は炉内における所望の装入物分布を形成
し得る点で、ベル式装入装置よりも有利である。

しかしながらこの装置では上述したように、装入物分布
を自由にコントロールできる反面、旋回シュートの俯仰
角度や流調ゲートの開度のわずかな変化が、そのま＼装
入物分布の差として現われるので的確な制御が必要であ
り、とくに特定のシュート旋回速度のもとで、実際の装
入時間がいくらであるかは極めて重要で、その少しの違
いが装入物偏析の原因ともなり、ひいては炉況を悪化さ
せることになる。

そこで従来は、まずどのような装入物分布を得るかを操
業者が決定し、この決定に基いて旋回シュートの軌道を
定めるとともに、原料を装入すべき時間（以下設定排出
時間とい５）Ｔを求める。

ここで装入原料の買置をＷｉとすると、必要な設定質量
流量■ｉは Ｖ、＝Ｗ、／Ｔ −Ｗ ｉ／ｎｔＲ−”（１） ｎ：旋回シュートの回転数 ｔＲ：旋回シュートの一回転に要する時間Ｗｉ：コ番目
のチャージにおける原料質量ｖｉ：ｉ番目のチャージに
必要な設定質量流欧 となるので、操作者はこの設定質量流量■ｉの値に基い
て流調ゲートの開度調節を行なっていた。

そしてこの開度調節が十分正確に行われ、排出時間に影
響を与える他の要因の作用が無視できる場合には、第１
図に実線で示すように、設定排出時間Ｔと実排出時間Ｔ
ｉとが一致して所要の装入物分布が得られるものの、図
に一点鎖線で示すように流調ゲートの開度が過大になっ
た場合、または二点鎖線で示すように過小になった場合
には、設定排出時間Ｔと実排出時間Ｔｉが一致せず、こ
のため不均一な装入物分布が得られることとなり、前述
した問題がもたらされることとなる。

さらにまた、設定質量流量ｖｉは第２図から明らかなよ
うに、 Ｖ ｉ −（Ｙｇｉ −Ｙｊ ｉ ）／Ｔｉ ・・
・・・・（２）Ｙｇｉ：排出開始前のバンカー内質５ Ｙ、ｉ：排出開始後のバンカー内装置 Ｔｉ ：実排出時間 で求まることから、第３図に示すように、炉頂バンカー
ａに質量計すを取り付けるとともに、炉頂バンカーａが
高炉Ｃの内圧を受けて上方へ押圧されることに基く質量
補正のための圧力計ｄを炉頂バンカーａに取り付け、こ
の圧力計ｄおよび質量計すからの出力信号に基いて演算
器ｆでｙ＝ｘ＋ｓ−ｐ ・・・・・・・
・（３）Ｙ：バンカー内の真の買置 Ｘ：質量計出力 Ｐ：バンカー内圧力 Ｓ：エキスパン部面積 の計算を行い、そしてこの真の質量Ｙに基く実質量流量
を演算器ｇで計算し、この値と設定質量流量Ｖｉとを質
量流量制御器りに比較させるとともに、質緻流象の修正
信号を発生させ、さらにこの出力信号を流調ゲートコン
トローラｉに入力してここからの信号で流調ゲートｊの
開度を制御しようとする提案もなされている。

しかしながら、このことによってもまた、原料排出量が
少なくなるにつれ質量計すの精度を維持すること、なら
びに圧力計ｄの測定孔の閉塞を防止して正確なバンカー
内圧力ｐを測定することが難しい場合が少なくなく、従
って、実質量流量を確実に求めることが難かしく、さら
には、実排出時間Ｔｉを正確に測定することが困難であ
り、このため信頼性の高い流調ゲートの開度制御が実質
上不可能であった。

そこでさらに、第４図ａに示すように、集合シュー）ｋ
に音響センサーまたは振動計１を配置し、原料が集合シ
ュートｋを流れ落ちるときの音または振動を測定してた
とえば音響センサーの出力が第４図すに示すように、上
下限の設定値と交差する間の時間を実排出時間Ｔｉとし
、この値をもとに旋回シュートの旋回始端位置を制御す
る提案もなされたが、この方法では旋回するシュートに
合せて流調ゲートを開閉する制御が難しく、また炉頂バ
ンカーａに原料の閉塞や棚吊りが発生した場合にも、音
響センサーからの出力の停止によって排出終了時と同様
に時間測定が行われる欠点があった。

このことをさらに具体的に述べれば、第４図すに破線で
示す如く、棚吊が発生すると、排出中の音響信号が途切
れ、シーケンス制御装置は、炉頂バンカーの流調ゲート
を閉動作させ、次に装入すべき原料を炉頂バンカーに投
入することになる。

ところが、この時点で棚吊りによってバンカー内には、
原料が残っているため、投入原料は炉頂バンカーよりあ
ふれてしまい、それにより炉頂バンカーの上部シール部
の閉動作ができず、高炉体風の事態に至る問題をもたら
し、円滑な原料装入はもちろん安定した高炉操業が出来
ないという欠点があった。

この考案は、バンカー質量計と音響センサーもしくは振
動計からの信号に基いて排出開始、終了を正確に検知し
て実排出時間を求めることにより、バンカー内原料の棚
吊りや原料の種類、性状の変化に影響されることなく常
に精度の高い実排出時間を得、装入物分布を適切に制御
して安定した高炉の操業を確保し得るようにしたベルレ
ス高炉の原料装入装置を提供するものである。

以下にこの考案を図示例に基いて説明する。

第５図はこの考案を適用した装置の例である。

図中１は炉頂バンカー、２は炉体、３は旋回シュート、
４は炉頂バンカーの下端に設けた流調ゲート、５は集合
シュート、６はエキスパンを示シ、また７はエキスパン
によって集合シュートから力的に絶縁された炉頂バンカ
ーと固定部材との間に配置したたとえばロードセルから
なる質量計、８は炉頂バンカーに取り付けた圧力計、９
は集合シュートの下部に取り付けた音響センサーもしく
は振動計を示す。

また１０は質は計７と圧力計８からの出力信号にもとづ
き、前述した（３）式によって真の買置を求める演算器
、１２は演算された質量を表示する質量表示計であり、
この質鮭表示計には下限リミットスイッチ１２′が設け
られ、演算買置が下限設定値に達した場合はその出力信
号を発するようになっている。

さらに、１４は音響センサー９に接続した増幅器のアン
プ、１４′は増幅された信号の上、下限設定ＩＪ ミツ
トスイッチを有する音響信号の表示計、１３は流調ゲー
ト開閉指令装置、１１はゲート開放信号と音響センサー
もしくは振動計の上限設定値信号によるＡＮＤ条件の排
出開始信号及び買置表示計と音響センサーもしくは振動
計の下限設定値信号によるＡＮＤ条件の信号で原料の実
排出時間を求める排出時間計時装置、１５は原料を炉内
へ装入するに際し、旋回シュート３の旋回数の決定に基
づいて旋回数と１旋回当りの所要時間から求められる目
標排出時間を出力する排出時間設定器、１６は排出時間
設定器１５から入力される設定時間と、前記質量計と音
響センサーもしくは振動計からの信号によって求めた実
排出時間とを比較し、その差にもとづいて次回の原料装
入時のゲート開度の修正量を演算し、その制御信号を流
調ゲート開閉用駆動源に出力する排出時間制御装置、１
７は油圧シリンダーによって駆動される流調ゲート開閉
用駆動源である。

このような構成において、質量計７および圧力計８から
の出力信号を、演算器１０で第３図について述べたと同
様に処理し、ここから信号を、下限リミットスイッチを
有する置針表示計１２に入力させた後、排出時間計時装
置１１に入力させる３この排出時間計時装置１１はさら
に、流調ゲート開閉指令装置１３からの排出開始信号お
よび音響センサー９からアンプ１４を経た信号を受け、
そこで第６図に示すように、流調ゲート開閉指令装置１
３から与えられる排出開始信号と音響センサー９の出力
が上限値を越えることとのＡＮＤ条件により排出開始の
信号をとり、そして音響センサー９の出力が下限値以下
になることならびに炉頂バンカー１内の真の質量が下限
値以下になって、質量計下限リミットスイッチ１２′か
ら信号が発生することとのＡＮＤ条件により排出終了の
信号をとる。

最後に排出開始信号と排出終了信号との間の時間をはか
り、実排出時間Ｔｉを求める。

従ってこの実排出時間Ｔｉは、前述した原料の閉塞また
は棚吊りなどが発生しても、ＡＮＤ条件が満たされない
限り、排出終了信号が発生しないので、現実の極めて正
確な値となる。

このため、例えば原料装入中に棚吊りが発生した場合で
も、本ロジックによれば、排出終了信号が発生せず、排
出時間として異常なデータを生ずることがない。

このことをいいかえれば、排出開始後、質量計下限の否
定信号と音響センサー出力下限信号のＡＮＤ条件をとれ
ば、棚吊りの発生を検知できるので、その信号により、
測定した排出時間を使用しないようにすることもできる
。

従って棚吊りが発生し、原料が残っているにもかかわら
ず、次に投入する原料がバンカーから溢れて操業に支障
をきたすというようなことはない。

このように、音響センサーと質量計の２つの出力から得
られる信号を組み合わせることは、各々を単独に用いる
ことに比べて著しい利点がある。

また質量計の下限信号はバンカーの壁装置の変化を上ま
わる程度であればよく、質量計の精度に大きく依存され
ない点が有利である。

このようにして得られた実排出時間Ｔｉはたとえば第５
図に示すように排出時間設定器１５から与えられる設定
排出時間Ｔと比較することにより、流調ゲート開度の修
正量を排出時間制御装置１６内で演算し、流調ゲート開
閉用駆動源１７に与えられる。

排出時間制御装置１６は同一バンカーの同一原料の投入
に対して従来のＰＩ制御方式を適用すれば良く、−回の
装入結果に基づく修正量を次回の装入に適用するバッチ
制御方式をとれば良い。

以上述べたようにこの考案によれば、実排出時間の測定
に際し、音響センサーもしくは振動計と質量計の信号の
両者を使用するからバンカー内で棚吊りが生じた場合、
それを音響センサーや振動計では検出することはできな
いが質量計の信号によって検出することができ、バンカ
ー内に原料が残っているにも係らず次の原料を投入して
バンカーから原料を溢れさせるというようなことを回避
することができる。

更に、排出巽が少なくなるにつれて質に計の精度が低下
し、また圧力計の測定孔の閉塞を生じて測定精度が低下
あるいは測定不能となっても、音響センサーもしくは振
動計の信号によって実際の原料排出状態を検出でき、常
に正確な実排出時間で流調ゲートの開度を制御すること
ができる。

このため常に適正な装入物分布が得られると共に、円滑
な原料装入を行うことができ、安定した高炉操業を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は買置流象の調整目的を示す線図、第２図は排出
速度とバンカー内原料装置との関係を示す線図、第３図
はベルレス高炉装入装置を示す路線図、第４図は音響セ
ンサーによる排出時間測定例を示す路線図、第５図はこ
の考案の実施例を示す路線図、第６図はこの考案の排出
時間測定方法を示す線図である。 １・・枦頂バンカー、２・・・炉体、３・・・旋回シュ
ート、４・・・流調ゲート、５・・・集合シュート、６
・・・エキスパン、Ｉ・・・買置計、８・・・圧力計、
９・・・音響センサーもしくは振動計、１０・・・演算
器、１１・・・排出時間計時装置、１２・・・買置表示
計、１２′・・・リミットスイッチ、１４・・・アンプ
、１４′・・・表示計、１５・・・排出時間設定器、１
６・・・排出時間制御装置、１７・・・流調ゲート開閉
用駆動源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の炉頂バンカー１と、集合シュート５とを具え、旋
   回シュート３を介して高炉内へ原料を装入するベルレス
   高炉の原料装入装置において、炉頂バンカーＬＫは質量
   計７および圧力計８を、まり集合シュート５の下方には
   音響センサーもしくは振動計９をそれぞれ設けると共に
   、流調ゲート開閉指令装置１３と音響センサーもしくは
   振動計９からの出力信号で排出開始時を検知する一方、
   質量計７と音響センサーもしくは振動計９からの出力信
   号で排出終了時を検知して実排出時間Ｔｉを求める排出
   時間計時装置１１と、設定排出時間Ｔを出力する排出時
   間設定器１５と、実排出時間Ｔｉと設定排出時間Ｔとを
   比較してその差にもとづき、次回の原料装入時におげろ
   流調ゲート開度を制御する排出時間制御装置１６とを設
   けてなることを特徴とするベルレス高炉の原料装入装置
   。