JPS6040484B2 - 高炉原料の装入落下状況把握方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高炉に菱入される高炉原料の袋入落下状況を
把握する方法に関し、に落下途中の原料を横切る様に配
設した棒状測定装置（プローブ）によって、下ベルから
の菱入落下状況を知るようにしたものである。

高炉用原料例えばコークスおよび鉄鉱石は、それぞれバ
ケット等によって秤量されつつ高炉の炉頂に搬送されて
装入されるが、最近の高炉は炉頂が高圧化されているの
で装入に際しては境圧室を形成した装入装置が利用され
る。第１図は代表例として、１均圧室２ベル方式の装入
装置１を示し、該装入装置１は高炉２の炉頂部に固設さ
れる。そしてその構成は、小ベルホッパー３と大ベルホ
ッパー４で形成され、それぞれの下部側には漏斗状のシ
ュート３ｃ，４ａを形成する。またこれらのシュート３
ａ，４ａにはそれぞれの開□を下側から閉塞する様にし
た吊鐘形閉塞部材（ベル）５，７が配設され、これらの
ベル５，７はそれぞれ引き上げられた状態にいて前記シ
ュート３ａ，４ａの閉口部を閉塞している。ところでベ
ル７は、大ベルホッパ−４に収納した原料を直接高炉２
内に落下させる案内部材となり且つ落下する原料を炉内
の周辺部に導くために大径で形成される。またベル５は
ホツパー３内の原料を大ベルホッパー４に均整に堆積す
るためにベル７より小径で形成される。従って、ベル５
および７は、それぞれ小ベルおよび大ベルとも呼称され
るが、本明細書ではそれぞれ上ベルおよび下ベルの名称
で説明する。原料の装入に当っては、まず１回分の装入
総量が上ベルホッパ−３に投入される。次いで上ベル５
が一点鎖線５ａで示すように下降してシュート３ａの下
方中央部に閉口５ｂを形成し、上ベルホツパー３内の原
料が下ベルホツパ−４に菱入される。この菱入に当って
は操作軸６によって上ベル５が下降して原料を下ベルホ
ッパー４に均整に分散堆積する。次いで下ベルホッパー
４が密閉された状態において、下ベル７が一点鎖線７ａ
で示す様に下降して、シュート４ａとの間に閉口部７ｂ
を形成し、１回の装入量が下ベル７の周辺から炉内に落
下する。

ところで高炉操業においては、円滑で且つ良好な操業を
行なう必要があり、炉内シャフト部におけるガス分布を
適正な状態に維持して、ガスのもつ顕熱と還元能力を如
何に効率よく利用するかが重要な問題になっている。

これらのために前記原料はそれそれ整粒されるが、前記
下ベル７から落下した原料を高炉内においてどの様に堆
積させるかも大きい問題となっている。即ち最近の操炉
条件の１つとしては中心ガス流の形成が重要ポイントを
構成しており、そのためにはシャフト部の中心側のガス
抵抗を相当に少なくして、ガスを中心側へ導くことがな
されている。特にこれらのガス流は原料の粒度並びに堆
積層厚によって大きく左右され、本出願人は炉壁周辺に
塊鉱、中心側にコークスを集めることを目指す操業法を
確立しつつあるがこれによって円滑な荷下がりも確保さ
れるようになっている。また原料は前記したように下ベ
ル７の傾斜面に沿って下降し、ある速度をもってベル７
の周辺から放物線を描いて炉の周壁に向けて落下するが
、落下位置においては原料の安息角に応じて流動し落下
部を頂点とする３角状山が形成される。この頂点を結ぶ
線を装入線と称す。第１図は原料が装入された状態を示
すが、コ−クス１０は整粒鉱石１１に比較して大魂であ
るので安息角が大きいため、炉壁部が厚層となる。他方
整粒鉱石１１は安息角が小さいため炉心部が厚層となっ
て中心ガス流が得られてに〈い。更に下ベル７の下降位
置７ａは一定であるから原料の炉内での堆積は既装入堆
積高さによって原料の堆積頂点の径を変え、炉壁側に近
寄ったり遠ざかったりする。従ってこれらの不安定要因
を消去する必要がある。しかしながらこれらの炉内での
堆積状況を外部から見ることはできないので、その落下
軌跡或は分布は、実験式や実際操業における炉○部での
ガス分布の変化などによって推測しているだけである。
更に落下堆積状況は、装入原料の種類や配合率の変化、
乾燥度、高炉操業条件、下ベルの摩損等によっても変化
することが知られており、これらの落下原料を落下の途
中において案内しようちするアーマも利用されている。
即ち第２図に示すように炉内周辺には分割したアーマ１
２が設けられ、その原料当綾面は適当な角度に保持され
るよう支持村１３，１３によって調整可能に設けられて
いる。しかしながら、このようなアーマ１２の調整は、
原料落下軌跡を把握して行なうものではなく、経験や推
測、模索によって行なわれているに過ぎない。また炉内
装入原料の降下状況を検出する手段として、第３図に示
す様なゲ−ジー４を炉内に下降させ、落下原料の堆積高
さを検出すると共に荷下りをも検知する様なことも知ら
れているが、特定部における装入原料の最高頂面を検知
するだけであって、原料落下の軌跡ならびに分布を検出
する手段としては利用できない。従ってアーマ１２を調
整するに当っても、或は下ベル７の開口速度や開□量を
見直すに当っても下ベル７の周辺から落下する原料の軌
跡および分布を承知することが必要である。本発明はこ
れらに着目してなされたもので、簡単な測定装置によっ
て、高炉に装入される原料の落下軌跡や分布等の状況を
把握する方法を提供しようとするものである。

しかしてこの様な本発明とは、下ベルによる閉口部で且
つ炉周壁との間に、多数の感圧測定部材を列設したプロ
ーブを、炉心方向に向けてほぼ水平に配置し、開口部か
らの落下原料を、該プローブに曝して通過させ、各感圧
測定部材によってそれぞれ特定部位における荷重の変化
を連続的に検出して、原料の装入落下状況を把握する様
にしたものである。以下図面に基づいて本発明を詳細に
説明するが、図は本発明の具体的な実施の一例を示すも
ので、本発明はこれらの図示例に限定されず前記および
後述する記載の趣旨に徴して他の構成部品を利用したり
、或は設計を変更しても同様に実施することができる。
また特許請求の範囲に託した実施態様も本発明を限定す
るものではない。第４図は本発明を示す一部断面図、第
５図は第４図の一部水平断面図であって、プローブ１５
は、測定部１６と支持部１７で構成され、測定部１６が
炉壁２ｂを貫通して炉内に挿入して設けられる。またこ
の挿設位置は炉頂部周辺であって、前記アーマ１２の下
部において炉○方向に向けてほぼ水平であるように位置
決めされる。なお図はプローブ１５を炉周に１個設けた
ものを示すが、必要に応じて複数個を等間隔に配設する
こともできる。支持部１７の筒体内には測定部１６が自
在摺動出入りできる様に設けると共に測定部１６に取り
付けた感圧測定部材２２（後述する）の接続およびその
取り出し接続部を形成し、ブラケット１８を介して炉壁
外周に取り付けられる。１９は測定部１６の送り出し装
置、２０は測定接続部を示す。

一方測定部１６はその一部を第６図に拡大して示す様に
、筒体２１の頂両側に多数の感圧部材２２が列設されて
成り、これらの感圧部材２２は、その頂面側に働く荷重
を個々に検出すると共にこれを電気信号に変換し得る様
な感圧部材が利用される。図は圧電素子を利用した感圧
部村２２を例示し、圧電素子２６はケース２４の底辺に
収納され、その上のピストン２５をばね２７によって一
定加圧で挟持するように配設される。ピストン２５の頂
面には広い面積の受板２８が取り付けられ、該受板２３
が荷重を受けるとその荷重量によって圧電素子２６の電
流が変化し、電気信号として取り出すことができる。な
おこの様な感圧部材２２は、圧電素子を利用したものに
限定されず、荷重量を電気的信号の変化として取り出し
得るものならばいずれも利用できる。

たとえば前記ケース２４を、作動媒体の収納された容器
で形成して、加圧変化を電気信号に換えたり、或は磁場
内に移動鉄心を配置しその変位を荷重変化に応ずるよう
にして、これを電気信号として取り出す等、感圧部材２
２としては他に適当なものを利用することができる。こ
の様に多数の感圧部村を設けた測定部１６は、これらの
感圧部材２２が炉内に臨み且つ一定位置を保持するよう
にして挿設され、例えばこれらの感圧部材２２を１肌ピ
ッチで配設した測定部１６を炉内に挿設し、最外周の感
圧部材を炉の内壁面と一致するように設ければ、炉内面
から１肌ずつ半径方向に沿った感圧部材列が形成された
ことになる。一方下ベル７の閉口部７ｂから落下する原
料群のうち、縦方向の特定面内にある原料（原料膜）は
、必ずこの測定部１６に衝突して落下することになる。
従って落下重量は、個々の感圧部材により、荷重量とし
て検出することができ、落下原料膜層における分布状況
を把握することができる。即ち第７図は具体的な一例を
示すもので、横軸には、炉の内周壁面から順次１伽毎に
配列した感圧部材を順序に従って１〜５３で示し、縦軸
には、下ベル７を下降させはじめてからの経過時間（秒
）をとり、各々の感圧部材の検出量を示したものである
。即ち閉口開始後約１１秒間で原料装入が完了すること
、その落下厚さ方向の分布は、炉周辺から２０〜４０弧
のところで、且つ５〜８秒間に集中すること、又落下軌
跡は、該プローブの取付高さ位置において、炉内原料堆
積の頂点が２０〜５０肌の間に存在すること等が推察で
きる。更に３秒時、５秒時およ７秒時における装入落下
総量を第７図からひろうと、第８図のように示される。
尚その横軸には装入落下層厚が示される。

また軌跡は、ある時間における最大強度をプロットする
ことによっても知ることができ、装入落下状況を把握す
ることができる。なおこれらは特定面における装入落下
層の分布について述べたものであるが、周万向の分布に
ついては、これらのプローブ１５を周方向多数配設して
前記の様に各プローブを比較すれば直ちに把握すること
ができ、下ベル７の摩損等もこれによって知ることがで
きる。またこれらの実施例は、装入落下方向に沿って１
本のプローブを設けた場合であるが上下２本を同一線上
、若しくは僅かに横方向ずらせて配設した場合は、落下
軌跡をより高精度に把握することができる。第９図はそ
の一例を示したもので、特に上部側に設ける測定部村１
６′は、アーマ１２を貫通するように設けて、アーマ１
２に当る袋入原料の実状を把握し且つアーマ１２に当っ
て反渓落下する状況を把握するものである。また第１０
図に示すように、前第４図に示した実施例の下部に更に
別の感圧部材１６″を挿設し、互いに僅かすらせておけ
ば、それぞれの測定部材１６，１６″における同一場所
の感圧部村の検出量を比較することができ、落下放物線
の軌跡を一段と正確に把握することができると共に、そ
の菱入線もより正確に把握することができる。なおこれ
らの重複列配設は２本に限定される必要はなく、それ以
上の数であってもよいし、これらを周面に設けてもよい
ことは言う迄もない。

以上述べた様に本発明は、簡単な測定部材によつて【１
｝ 高炉装入原料の落下状況を把握することができ、原
料の種類、配合率の変更等によって、適合な装入調整が
でき、操業を円滑にすることができる。

‘２｝ 下ベルの摩損、偏位等を知ることができる。

等の利益が享受でき高炉の安定操業を確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉原料の装入方法を示す説明図、第２図は第
１図の一部で他の手段を設けた説明図、第３図は菱入物
の量を測定する従来の説明図、第４図は本発明を示す説
明図、第５図は第４図の一部水平断面図、第６図は第５
図の一部拡大説明図、第７図および第８図は本発明にお
けるデータ説明図、第９図は本発明の他の実施例を示す
説明図、第１０図も本発明の他の実施例を示す説明略図
である。 １・・・菱入装置、２・・・炉、３，４・・・ホッパー
、５…上ベル、６・・・操作軸、７・・・下ベル、８・
・・作動鞠、９…鉱石受金物、１０・・・コークス、１
１・・・鉱石、１２…アーマ、１４…ケージ、１５…プ
ローブ、１６・・・測定部、１７・・・支持部、２２・
・・惑圧部村、２３・・・受板、２４・・・ケース、２
６…圧電素子。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高炉に装入される原料の装入落下状況を把握する方
   法であつて、下レベル側開口部の下方にあたる炉周壁か
   ら挿入されるプローブに多数の感圧測定部材を列設する
   と共に該プローブを炉心方向に向けてほぼ水平に配置し
   、前記開口部からの落下原料を、該プローブに曝して通
   過させ、各感圧測定部材によつてそれぞれ特定部位にお
   ける荷重の変化を連続的に検出して、原料の装入落下状
   況を把握する様にしたことを特徴とする高炉原料の装入
   落下状況把握方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において感圧測定部材は、圧
   電素子を内蔵したセルを用い、荷重量を電気信号として
   取り出す様にしたものである高炉原料の装入落下状況把
   握方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、感圧測定部材は、
   作動用媒体を介してその荷重を電気信号として取り出す
   様にしたものである高炉原料の装入落下状況把握方法。 ４ 特許請求の範囲第１項にいて、感圧測定部材は、荷
   重変化を磁場の変化に変換して電気信号として取り出す
   様にしたものである高炉原料の装入落下状況把握方法。
   ５ 特許請求の範囲第１〜３又は４項において、感圧測
   定部材を列設したプローブは、高炉原料の装入落下軌跡
   に沿つて上下２段に配設したものである高炉原料の装入
   落下状況把握方法。