JPS6038446B2 - 高炉の装入物堆積分布状況検知方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉において菱入物の装入時にムーバブルアー
マ−を用いて装入分布制御を行なうにあたり、装入物の
炉内堆積分布状況を検知する方法を提供するものである
。

高炉における装入物の炉内堆積分布は、炉内の通気性、
（鉱石／コークス）比、炉内反応等に大きく影響し、高
炉操業上非常に重要な管理項目である。

この炉内堆積分布状況を正確に知ることができればムー
バブルアーマーによる装入分布制御を適正に行なうこと
ができ、安定した高炉操業を行なうことができる。従来
、袋入物の炉内堆積分布状況を検知する手段として、マ
イクロ波やレーザーあるいはラジオアイソトープを利用
したプロフイルメーターが研究ないいま実用化されてい
る。

またサウンディングによる機械的なフ。。フィルメータ
ーも実用化されている。しかしながらこれらの手段はい
ずれも検知器を炉内に設置しなければならず、炉内の高
温、多塵の可酪な雰囲気に曝されて寿命が短か〈かつ保
守点検も困難であり、また全体の装置規模も大きなもの
となる欠点があった。本発明は上記の点に鑑み発明され
たものであり、極めて簡単な検出器を利用して装入物の
炉内堆積分布状況を推定する方法を提供するものである
。

本発明の要旨は、高炉炉頂部の炉周方向に複数個設けた
ムーバブルアーマーの角度を調節して装入物の分布制御
を行なうにあたり、１個または２個以上のムーバブルア
ーマーあるいはムーバフルアーマーの駆動機構の滴宜位
置に振動計を設置して装入物の装入中におけるムーバブ
ルアーマーあるいはその駆動機構の振動を連続的に測定
し、該振動測定値と予じめ求めておいたところのムーバ
ブルアーマーの各設定角度における振動測定値とムーバ
ブルアーマーに衝突する装入物の重量との関係とを用い
て装入物の装入中におけるムーバフルァーマ−への装入
物の単位時間当りの衝突重量を連続的に求め、該装入物
衝突重量と予じめ求めておいたところの装入物の装入始
めから装入終りまでの間の各単位時間当りの装入量とか
ら装入物がムーバブルアーマープレートによって反発さ
れる割合を求め、該装入物の反発割合と予じめ求めてお
いたところのムーバブルアーマーの各設定角度における
装入物の落下軌跡とから袋入物の炉内堆積分布状況を推
定することを特徴とする高炉の装入物堆積分布状況検知
方法である。

以下本発明を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は高炉炉頂部の内部を示す縦断面図であり、炉頂
から装入された装入物がムーバブルアーマープレートに
衝突し炉内に堆積する状況を示す図である。図において
１は下ベル、２は装入物、３はムーバプルアーマー、４
はムーバブルア←マープレート、５はムーバブルアーマ
ー３の額動を駆動する駆動軸、２′は堆積した装入物で
ある。ムーバブルアーマーの装置構成は公知（たとえば
実公昭４８−４１２８２号公報参照）であるので詳細説
明は省略する。図に示すように下ペルーから落下した装
入物２はムーバブルアーマープレート４に衝突し反発さ
れて、すでに装入され堆積している装入物２′のうえに
落下して図のようなある堆積分布状況を示す。ムーバブ
ルァーマー３を煩動して点線で示すようにムーバブルア
ーマー３の設定角度を変えると袋入物がムーバブルアー
マープレートに衝突し反発する割合が変わるとともに装
入物の落下軌跡も変り、堆積分布状況が変わることは周
知のとおりである。本発明者等は、装入物の装入中にム
ーバブルアーマープレートに衝突する実際の重量を検知
することができれば、予じめ実験により定量的に求め得
るところのムーバブルアーマーの各設定角度における装
入物の落下軌跡および前記衝突重量と装入重量とから求
め得る装入物の反発割合との関係を用いて装入物の炉内
堆積分布状況を推定することが可能なことに着目して本
発明を創案しものである。

装入物の装入中にムーバブルァーマーに衝突する実際の
重量は以下のように、ムーバブルアーマ−またはその駆
動機構の適宜位置に振動計をとりつけ、装入中における
ムーバブルアーマーまたはその駆動機構の振動を測定す
ることにより求めることができる。

高炉の装入物は鉄鉱石、コークス等の塊状物であり、こ
れら塊状物が単位時間に数多くムーバフルアーマ−プレ
ートに衝突する。

このときの衝突の周期はムーバブルアーマーおよびその
駆動機構の固有振動に比べて十分に小さい。ここでムー
ハブルアーマーとその駆動機構を含めた振動の系につい
て考えてみると、この振動の系の固有振動の周期に比べ
て十分に短かし、周期をもつ外力が加わると、この振動
の系のある点の振動は周期はほぼ外力の周期に等しく、
その振幅は外力の振幅に比例する。従って装入物がムー
バブルアーマープレートに衝突する場合、この振動の系
のある点での振動の周期はほぼ袋入物の衝突の周期に等
しく、振幅は衝突の重量に比例したものとなる。本発明
者等は実炉の高炉炉頂装入装置と同じ大きさの実験装置
を用いて、ムーバブルアーマーの設定角度を変えて袋入
中のムーバブルァーマ−およびその駆動装置の振動を測
定するとともに、装入物のムーバブルアーマープレート
への衝突重量を実測し、上記の関係を実験的に求めた。

第２図はこの実験に用いた振動測定装置のブロック図で
あり、第３図は振動測定値の時間的変化の一例を示す図
であり、第４図は振動測定値と実測した衝突重量との関
係の一例を示す図である。第２図において６はムーバブ
ルアーマーの駆動軸５にとりつけた振動計で、駆動軸５
の鉛直方向の振動を検出し振動の加速度に比例した電気
信号を出力する。

７はブリアンプであり、８はバンドパスフィルターで装
入物のムーバブルアーマープレートへの衝突による周波
数成分のみを通過させるためのものである。

９は整流器、１０は平滑回路、１ １は記録計である。

第３図の機軸は時間、縦軸は振動の加速度（平滑回路１
０の出力）を示し、図中曲線ａとｂはムーバブルアーマ
ーの設定角度を変えた場合を示す。曲線ｂは曲線ａの場
合よりムーバブルアーマ一の設定角度を小さくした場合
である。第４図の横軸は振動の加速度、縦横は単位時間
当りの装入物のムーバブルアーマープレートへの衝突重
量を示す。

図中曲線ａとｂは第３図と同じくムーバブルアーマーの
設定角度を変えた場合を示す。なお、上記の実験例はム
ーバブルアーマーの駆動軸の振動を測定したものである
が、ムーバブルアーマーの振動を測定した場合も、また
振動の速度を測定した場合も第３図および第４図に示し
た関係は同様な傾向を示した。また上記の実験例は装入
物としてコークスを用いて実験したものであるが、鉄鉱
石を用いた実験でも第３図および第４図に示した関係は
同様な傾向を示した。以上の実験例の説明からわかるよ
うに、実炉においても装入物の装入中にムーバプルアー
マ−またはその駆動機構のある点の振動の速度あるいは
加速度を測定することにより、第４図に示したごとき予
じめ求めた振動と衝突重量との関係を利用して装入中の
装入物がムーバプルアーマープレートに衝突する重量を
求めることができる。このようにして衝突重量が求まれ
ば、これも予じめ実験により求めることのできる、ムー
バブルアーマーの各設定角度における袋入物の落下軌跡
および前記衝突重量と装入重量とから求め得る装入物の
反発割合との関係を用いて装入物が落下したあとどのよ
うな堆積分布になるかを推定することができる。第５図
は前記実験装置により求めたムーバフルァーマ−の各設
定角度と装入物の落下軌跡との関係の一例を示す図であ
る。

図示のパターンは装入物の種類（鉄鉱石、コークス等）
によっても変るもので、図示の例はコークスの場合の例
である。図の■〜■はムーバブルアーマーの各設定角度
に対応する切替えノッチ番号を示すものである、■から
■にいくに従って設定角度は大きくなる。図中の曲線群
１はコークスがムーバブルアーマープレートに衝突し反
発して落下するものの落下軌跡を示し、曲線群Ｄ‘まコ
ークスがムーバブルアーマープレートには衝突せずその
まま落下するものの落下軌跡を示す。下ベルから落下す
る装入物が、その全部がムーバブルアーマープレートに
衝突するか、あるいは一部がムーバブルアーマープレー
トに衝突するか、あるいは全部が衝突せずにそのま）落
下するかは、そのときのムーバブルアーマ一の設定角度
によってほぼ決まるが、装入物の下ベルからの排出量（
下ベルの開度）および袋入物の種類によって同じ設定角
度であってもムーバフルアーマープレートへの衝突重量
は異なる。いま実炉においてムーバブルアーマーをある
一定の角度に設定し、下ベルの関度を一定にしてある銘
柄の装入物を装入した場合、装入物の落下軌跡は第５図
に示したように予じめ実験により求められているので、
菱入中における実際の装入物のムーバブルアーマープレ
ートへの衝突重量が連続的に検知できれば、装入物の下
ベルからの排出量の時間的変化（これも予じめ実験によ
り求めておくことができる）と前記衝突重量との比を求
めることにより装入中における菱入物の反発割合が求め
られる。装入物の反発割合がわかると第５図に示した落
下軌跡から落下した装入物の堆積分布の状況を推定する
ことができる。落下した装入物の堆積分布は、一般に第
６図の略図に示されるように、炉壁からある距離Ｌの位
置を頂点にして炉中心方向および炉壁方向に煩射した形
の分布となる。ここで炉壁から分布の頂点までの距離い
ま第７図に例示するように、ムーバブルアーマーの設定
角度と装入物の種類が同じであれば装入物の反発割合に
よってほぼ定まるので、前述のように袋入物の反発割合
がわかると第６図に示した堆積分布の状況を推定するこ
とができるわけである。以上に述べた方法により、装入
物の装入中におけるムーバブルアーマーまたはその駆動
機構の振動を測定することにより装入物の炉内堆積分布
状況を推定できるのであるが、振動の測定を高炉の炉周
方向に設けた多数個のムーバブルアーマーの任意の複数
個のムーバブルアーマーについて振動を測定することに
より、高炉の炉周方向の装入物の堆積分布状況も推定す
ることができる。また、このようにして操業中にムーバ
ブルアーマーの振動を常時測定し、この測定値の傾向管
理を行なうことにより、ムーバブルァーマ−の設定角度
のずれや、ムーバブルアーマーブレートの異常摩耗を検
知することもでき、設定角度の修正やプレートの交換を
適正に行なうことができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉炉頂部の内部を示す縦断面図、第２図は振
動測定装置の構成を示すブロック図、第３図は振動測定
値の時間的変化の一例を示す図、第４図は振動測定値と
装入物の衝突重量との関係の一例を示す図、第５図は装
入物の落下軌跡を示す図、第６図は装入物の堆積分布の
一例を示す図、第７図は装入物の反発割合と堆積分布と
の関係の一例を示す図である。 １：下ベル、２：装入物、２′：堆積した装入物、３：
ムーバプルアーマー、４：ムーバブルアーマープレート
、５：駆動軸、６二振動計、７：プリアンプ、８：バン
ドパスフィルター、９：整流器、１０：平滑回路、１１
：記録計。 茅′図 多２四 多３図 安く凶 孝ょ図 多づ図 多７四

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高炉炉頂部の炉周方向に複数個設けたムーバブルア
   ーマーの角度を調節して装入物の分布制御を行なうにあ
   たり、１個または２個以上のムーバブルアーマーあるい
   はムーバブルアーマーの駆動機構の適宜位置に振動計を
   設置して装入物の装入中におけるムーバブルアーマーあ
   るいはその駆動機構の振動を連続的に測定し、該振動測
   定値と予じめ求めておいたところのムーバブルアーマー
   の各設定角度における振動測定値とムーバブルアーマー
   に衝突する装入物の重量との関係とを用いて装入物の装
   入中におけるムーバブルアーマーへの装入物の単位時間
   当りの衝突重量を連続的に求め、該装入物衝突重量と予
   じめ求めておいたところの装入物の装入始めから装入終
   りまでの間の各単位時間当りの装入量とから装入物がム
   ーバブルアーマープレートによつて反発される割合を求
   め、該装入物の反発割合と予じめ求めておいたところの
   ムーバブルアーマーの各設定角度における装入物の落下
   軌跡とから装入物の炉内堆積分布状況を推定することを
   物徴とする高炉の装入物堆積分布状況検知方法。