JPS6283410A

JPS6283410A - 高炉操業方法

Info

Publication number: JPS6283410A
Application number: JP22438485A
Authority: JP
Inventors: Atsunori Koike; 小池　厚則
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1985-10-08
Publication date: 1987-04-16

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〉この発明は、高炉操業方法に関するものである。

〈従来技術とその問題点〉高炉は、炉頂より交互に装入される鉱石類（鉱石、焼結
鉱、ペレット等）およびコークスなどの固体と、炉の下
方側部より吹込まれる熱風および重油等により発生ずる
還元ガス（コークス寄与）出が向流的に反応して銑鉄を
製造する向流反応器であり、装入物の下降点ガスの上昇
の管理が操業上、非常に重要である。

すなわち、高炉操業においては、炉内装入物がその下降
を停止しないように、さらに炉口部に吹上げられないよ
うに管理することが、炉熱確保、安定操業の面から非常
に重要である。

炉内装入物の下降が停止するいわゆる棚吊りは、炉の上
部と下部によってその起こる原因は異なるが、通常は装
入物粒度が非常に小さくなった場合、前記粒度分布が不
適正な場合、過大の送風量を送風した場合、または炉床
部に多量の溶銑溶滓が存在する場合には、装入物粒子間
を流れるガスの流速が増大するため圧力損失が増大して
、装入物に対するガスの持ち上げ力が装入物自重以上に
なった場合に起こる。

また、装入物が逆に−Ｆ方に吹上げられ未だ還元能力を
有する還元−ｈスが有効に利用されないまま炉口部に達
するいわゆる吹抜けは、装入方法の不適、炉壁伺着物の
異常発達などによる炉内分布の不均一、送風量の過多あ
るいは過少などによりカスの上昇が不均一になるために
起こる。

このように棚吊りや吹抜けは、炉内の通気分布の不均一
や送風圧力の異常変動などにより起こるため、高炉の安
定操業に重大な影響を及ぼす。

すなわち、棚吊りが生ずると炉頂カス温度が異常に上昇
し炉頂設備が損傷され、その後の操業に重大な支障をき
たすため、送風圧力の低下等により棚落しを行なイっね
ばならず、直接的に生産量の減少をみる。

さらに、棚落し操作のタイミングが悪く、炉内に多量の
溶銑滓が残存していた場合には、棚落し操作による装入
物の急激かつ大幅な降下すなわちスリップにより炉内の
溶銑滓が送風羽口に逆流し送風困難な状況を呈するのみ
ならず、炉床部の温度が急激に低下して出銑滓が困難に
なるいわゆる炉冷現象を惹起し、銑鉄の生産がほとんど
不可能になる。

一方、吹抜けが生じると炉下部の還元ガスが鉱石を十分
還元しないままに炉上部に吹抜（Ｊるため、還元不十分
な鉱石が炉下部に降下した時大きな吸熱反応である直接
還元反応が増大し、その結果、炉下部の急激な温度低下
を惹起し、炉冷現象を生ずる。

従って、高炉操業にとって、装入物の自重とガスによる
持−Ｌげ力のバランスを常に適正に管理して装入物の自
重による降下を妨げないよう、またガスの吹抜けを生じ
ないようにするこみは、炉の安定操業を確保する一Ｉ−
で不可欠である。

従来、装入物の自重と−Ｊノスの持ち上は力のバランス
を判断する方法として、送風圧力の上限を管理する方法
と、単位長さあたりの圧力損失による方法が知られてい
る。

送風圧力の上限を管理する方法では、炉頂圧カ一定の場
合に送風圧力が上昇した場合には、炉内の通気抵抗が上
列し棚吊り、吹抜けの危険性が増大したことを知ること
ができるが、炉頂圧力の変更により装入物に対するガス
の持ぢ上げ力が一定（炉内圧損一定）でも送風圧力が変
化するため、その都血送風圧力−ヒ限管理値のみなおし
か必要であり、その決定に非常なあいまいさが残るため
十分信頼できる管理方法ではない。

また、単位長さあたりの圧力損失による方法は、ガスの
持ち上げ力と装入物重量の比を吹抜は指標と定義し、こ
の吹抜は指標を管理して装入物の自重さガスの持ち上げ
力のバランスを判断する方法である。

しかし、従来の前記方法はいずれも高炉の断面平均値に
よる管理であるため、高炉の半径、円周方向にわたる装
入物とガスの力のバランスを評価していないという大き
な欠点を有する。

すなわち、高炉はその半径、円周方向で装入物の鉱石／
コークス、粒度分布、およびこれらに基づくガス流量分
布が存在するため、断面平均的には装入物重量の方が、
ガスの持ち上げ力よりも大きく、棚吊り、吹抜けは生じ
ない古みられる場合でも局部的にガスの持ち上げ力か大
きい部分が生ずるこ吉があり、この部分で小規模な棚吊
り、吹抜けを生じている。

この発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、
その目的は小規模な棚吊り、吹抜けを精度良く、早期に
発見でき、安定操業を確保し得る高炉操業方法を提供す
るこ吉にある。

〈問題点を解決するための手段〉この発明に係る高炉操業方法は、対物レンズ系を有する
光ファイバーを備え、あるいはカメラを内蔵し、炉内を
直接賜察し得る耐熱ランスを円周方向に複数配設し、こ
の耐熱ランスから得られる信号を画像処理して炉内画像
を得、この炉内画像内の粒子を、目視、輝度あるいはマ
イクロ波によりコークスと鉱石類に区別するとともに目
測あるいは画像データ処理によりそれぞれの平均粒径に
近い粒子に注目し、この平均粒子の挙動により、例えは
粒子の荷下り速度が小さくなり、逆に上昇を始めた時点
で減風を実施するようにして、吹き抜けを予防するよう
にしたものである。

〈実施例〉以下この発明を図示する一実施例に基ついて説明する。

第１図に小ずよ・うに、高炉１のシャフト部１人に、炉
内を直接観察し得る耐熱ランス２を円周方向に複数配設
する。

この耐熱ランス２は、一般に使用されている対物レンズ
系を不する光ファイバーを備えたもの、あるいは直接カ
メラを内蔵したもので良く、光発生装置６からの光を炉
内被観察体に照射し得る伝送体を内蔵している。

さらに、この耐熱ランス２ζ−１、＋−ｙ２ガス等の不
活性ガスにより冷却され、受光面が炉内ガス中のダスト
などにより汚損される場合には、不活ｉ＝＋ガスにより
パージされる。

この耐熱ランス２からの信号は、光電変換器４により光
電変換され、この映像信号がモニター用画像記憶装置５
およびデータ処理用画像記憶装置乙に入力される。そし
て、モニター用画像記憶装置５からの映像信号は、モニ
ター装置７に出力され、ここでモニターされ、炉内動画
像を観察することができる。

一方、データ処理用画像記憶装置６からの映像信号は、
Ａｌ１）変換器８を介して画像データ処理装置９に入力
され、ここでデータの処理が行なわれ、■〕／Ａ変換器
１０を介して送風量制御器１１に出力される。

以上のような構成において、目視による送風量制御とデ
ータ処理による送風量制御が可能である。

（ａ）目視の場合まず、観察画面内の粒子を「■祝によりコークス吉鉱石
類に区別する。

そして、観察位置でのそれぞれの平均粒径に近い粒子に
注目する。

ここで、上昇するガス流れ中の固体の最小流動化速度■
は次の式で与えられ、但し、ｄ：固体の粒径（ｌ） ρＳ：固体の密度 ρｇ：ガスの密度ｇ：重力加速度固体の粒径の平方根に比例することかわかる。

すなわち、固体の粒径ｄの大きいもの程、流動化速度が
大きく、平均値に近い粒子が流動化を開始した時点では
、それより粒径の大きな粒子は流動化していない。した
がって、平均粒径に近い粒子が流動化を開始するこ吉が
全体の流動化の前像と見なせる。

注目した平均粒子の荷下り速度が小さくなり、逆に上昇
を始めた時点で送風量を減少させる。

これにより吹き抜けを防止することが可能となる。

なお、コークスと鉱石類の区別は目視に限らず、マイク
ロ波を照射し、その反射波の違いにより区別することも
できる。

（ｂ）データ処理による場合画像データ処理装置９では、まず輝度検出器１２で輝度
が検出され、コークス吉鉱石類を区別する。なお、前述
のようにマイクロ波を使用することも可能である。

これと平行して、輪郭検出回路１６で映像信号に微分操
作を加えて粒子の輪郭を検出し、さらに輪郭トレース回
路１４において適当なレベル（しきい値）で２値化する
ことにより、粒子画像を分離して明確にする古ともに識
別不能な粒子を除外する。

続いて、近似回路１５で個々の粒子画像を楕円等に近似
し、粒度計算回路１６で長径と短径の平均などにより粒
径が検出される。

次いで、平均粒度計算回路１７で画面全体の粒子の平均
粒径を計算し、平均粒子の選択回路１８で前記平均粒径
にマツチする平均粒子を決定する。

この平均粒子を平均粒子追跡回路１９で一定時間追跡し
、移動速度計算回路２ｏで移動速度を算出し、判定回路
２１で移動速度の逆転を判定し、送風量制御器１１に出
力し、減風を行なう。なお、ここで前述の最小流動化速
度■を算出して、送風量制御に反映させてもよい。また
、平均粒子は粒径によらず面積により決定するようにし
てもよい。

以上のような本発明を実施したところ次のような結果が
得られた。

本発明実施後は、棚吊り、吹抜けおよびそれに起因する
クリーニング（棚おろし）操業を生じさせることなく、
安定操業を継続している。

なお、以上は光学式による画像処理により粒子を監視す
る方式について説明したが、これに限らずマイクロ波に
より導波管、マイクロ波送受波器を用い、その反射波、
散乱波から降下速度を測定し、粒子の挙動を知ることも
可能である。

〈発明の効果〉前述のとおりこの発明によれは、炉内を直接判定回路。

観察し得る耐熱ランスを複数設置し、装入物の荷下がり
状況を直接監視するようにしたため、流動化状況を早期
に検知し、棚吊り、吹抜けを精度良く、早期に発見でき
、吹抜けなどを未然に防止でき、安定操業を行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る高炉操業方法を実施するための
装置の概略図、第２図はその画像処理装置を示すフロッ
ク図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高炉シャフト部に、炉内を直接観察し得る耐熱ラ
ンスを円周方向に複数配設し、この耐熱ランスから得ら
れる信号を画像処理して炉内画像を得、この炉内画像内
の粒子をコークスと鉱石類に区別するとともにそれぞれ
の平均粒径に近い粒子に注目し、この平均粒子の移動速
度に基づいて高炉の送風量を調節することを特徴とする
高炉操業方法。