JPS61175515A - 還元溶解炉炉内装入物の堆積層厚ならびに降下速度の測定方法 - 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】 （産業上の利用分野） 高炉、シャフト炉など還元溶解炉のように炉頂部よりコ
ークス、鉱石類を層状に装入している炉の装入物の堆積
層厚および降下速度の測定は該炉の操業上重要である。

高炉などの還元溶解炉においては、通常炉頂部より被還
元薄物として鉱石類を、還元剤および熱源としてのコー
クスとともに交互層状に装入する。

これはコークス、鉱石類を層状に装入することによって
、層内の空間率を大きくしガスの還元効率を高くするた
めであるが炉頂部より装入された鉱石類及びコークスは
それらに特有な傾斜を呈し、いわゆる安息角に従って堆
積する。

この安息角は装入物の粒度、装入量、原料種別、装入方
式等によっても大きく左右され、この安息角如何によっ
て炉内の堆積層厚分布も変化する。

これらの鉱石層、コークス層は炉内を下降するにつれて
その層厚は薄くなりかつ炉の中心にむかっての傾斜角は
小さくなる。

また炉内に装入され几装入物の堆積形状、層厚分布及び
炉内を下降する装入物の層厚分布は炉内ガス流れに大き
な影響をおよぼす。九とえば、鉱石層の層厚が大きい部
分にはガス流れは少なくなりコークス層の層厚の大きい
部分にはガス流れは大きくなる。

このガス流れが著しく偏流し次場合には高炉特有のトラ
ブルであるスリップ、吹き抜は等が起こり、炉況が不安
定となり安定した操業が維持できなくなる。

し友がって、操業を安定化させるためには炉内ガス流れ
を制御する必要があり、その几めには装入物の層厚分布
変化を確実に把握しておく必要がある。

（従来の技術） 従来高炉装入物の堆積層厚は次のような測定方法に従う
ものを例とする。

（１）　　コークスを装入し九厘後にコークス表面まで
の深さをプロフィル計にて測定し、コークス表面までの
深さを把握したあとに鉱石類を′装入し、コークス同様
に鉱石層のグロフィル深さと鉱石層間距離とを測定し、
両方の装入物表面とプロフィル計の間の深さの差よ抄層
厚を求める。

（２）　　装入物間の電気抵抗の差異を利用して、各１
対の電極を有する２個のゾンデを高さを異ならしめ炉壁
を貫通して炉内に突出させて配置し、電極間の電気抵抗
の変化により異種装入物間の境界面を検知し、引き続く
下位ゾンデの境界面検知間の時間を求めて装入物の層厚
及び降下速度を測定する（特開昭５２−１４４４７号公
報）。

しかしく１）の方法ではコークス、鉱石類の単なる表面
形状の差から層厚を求めている九め、コークス鷺の層表
面に鉱石類嶌を装入し九際に生ずるコークス〜の表面の
変化が測定できない上、炉鉛直方向の層厚変化が全く把
握できない。

（２）の方法ではｌ厚を測定するのにかなりの時間を要
するほか、とくにパッチ測定で６９連続測定でないし、
ま次項界面及び降下速度は正確に測定できる利点はある
が、その検知の文めゾンデを炉内に突出させねばならず
この突出部への装入物の滞留による誤検知ならびに装入
物の降下によるゾンデ自体の損傷も問題である。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べ几従来技術の問題に鑑み、とくに非接触方式検
知手段による連続的な装入物の堆積層厚ならびに降下速
度を正確に把握することを可能にし比測定方法を与える
ことがこの発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は装入物の固有振動を測定する撮動ピックアッ
プセンサーを２ヶ以上縦方向に配置し、この振動ピック
アップセンサー間の距離は既知であることを次のように
利用する。

すなわち、炉壁に高さを異ならせて設置した複数の圧ｌ
ｌＥ型振動ピックアップセンサーにより炉内を降下する
装入物の撮動数差異から異種装入物層間の境界面をＷＡ
次に検知し、引続く下位の上記センサーによる境界面積
ｌＨＪまでの時刻より上記センナ関の所要時間を求め、
上記センサー間の距離と所要時間から装入物の層厚及び
降下速度を検出することを特徴とする還元溶解炉炉内装
入物の堆積層厚ならびに降下速度の測定方法である。

第１図にこの発明における装入物層厚測定方法の具体的
な構成を示す。

図中１はベル、８は炉壁、８は装入物グロフィル、番は
鉱石層、５はコークス層である。

この発明の方法を適用する測定系社、圧電素子を内蔵し
次振動ピックアップセンサー６（２点以上）、該素子上
に発生し几起電力を増巾するアンプ７、ノイズを除去し
波形整形を施す信号処理装置８および装入物の下降速度
ならびに層厚を計算する演算器９からなる。なお１０は
表示器である。

ここに圧電素子とは圧電現象を呈する結晶を用いて、そ
の結晶をある特定の方向に切り出し友薄板の両面に金属
を蒸着、あるいは焼付けて電極と成したもので、薄板の
ある特定方向に力を加えると、電極面に°電荷を発生す
ることを利用した検出素子べ非常に感度が高く、０・Ｉ
Ｈｚ、１０［Ｈｚの低振動から高振動数域の検出ができ
る。従って炉壁を伝播する振動の検出に有効に利用でき
る。

この発明の特徴は炉内に装入され次鉱石類及びコークス
が炉内を下降する際に炉壁に伝わる撮動が著しく異なる
ことを利用したところにある。

（作用） 第１図に示すように炉壁２に圧電素子を内蔵しｆｃ蚕励
動ピックアップセンサー６炉の高さ方向に２点又はそれ
以上取付ける。

上部の振動ピックアップセンサー６がまず装入物の下降
する際の振動周波数ｆを検出し、Δを後に下部の振動ピ
ックアップセンサーが装入物の下降する際の振動周波数
ｆを検出する。

振動ピックアップセンサー間の距離をｌとすれば装入物
の下降速度Ｖは、 Δｔ で求めることができる〇 ま友この下降速度に振動ピックアップセンサーが検出し
ている装入物の下降継続時間を積算すればその装入物の
層厚が求められる。

（実施例） コークス層の方が鉱石層に比べて空隙率がより大きいの
で、炉内を下降する際の炉壁に伝わる振動周波数が小さ
くなり、従って境界面の弁別は確実である。

第２図に示すデータｌ、データ２はそれぞれ上部の振動
ピツクアツフ”センサーの出力を増幅したｔＪｔと、下
部の振動ピックアップセンサーの出力を増幅し比信号で
おる。また、ｆｃＯｋｅ、　ｆｏｒｅはコークス層、鉱
石層の振動周波数である。

まず、上部の撮動ピックアップセンサーが鉱石層の振動
周波数ｆｏｒｅを検出し、Δを後に下部の撮動ピックア
ップセンサーで鉱石層の振動周波数ｆｏｒｅが検出され
る。上部、下部間の振動ピックアップセンサー間の距離
をｌとすれば鉱石層の下降速度ｖｏｒｅ　（＝＝乞、）
が求まる。

この鉱石層の下降速度ｖｏｒｅに上部撮動ピックアップ
センサーが鉱石層を検出している時間ｔ０を積算すれば
、鉱石層の層厚Ｌｏｒｅが求められる。

Ｌｏｒｅ　＝　ＶＯｒｅ　−ｔ１ コークス層についても前述の鉱石層同様にコークス層の
炉壁に伝わる振動周波数を上下のピックアップセンサー
で検出すれば、下降速度、層厚が求められる。

（発明の効果） このようにして、従来の方法では測定が非常に困難でお
つ友装入物堆積層厚が容易に求められ、また同時に装入
物の下降速度が測定できる。これによって、炉内の高さ
方向のガス分布が把握でき、高炉の安定操業が望める。

ま友非接触式で測定できることから、信頼性が高く、保
守も容易である。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の方法の適用を例示し几炉内！！部の
断面図、 第２図は、測定結果の一例を示すグラフである。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、炉壁に高さを異ならせて設置した複数の圧電型振動
   ピックアップセンサーにより炉内を降下する装入物の振
   動数差異から異種装入物層間の境界面を順次に検知し、
   引続く下位の上記センサーによる境界面検知までの時刻
   より上記センサ間の所要時間を求め、上記センサー間の
   距離と所要時間から装入物の層厚及び降下速度を検出す
   ることを特徴とする還元溶解炉炉内装入物の堆積層厚な
   らびに降下速度の測定方法。