JPS63207983A

JPS63207983A - 竪型炉の炉内状況検出方法

Info

Publication number: JPS63207983A
Application number: JP4035087A
Authority: JP
Inventors: 桜井　雅昭; 一政脇元; 牧　章
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1988-08-29

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】［ａ業上の利用分野］この発明は、溶鉱炉及びシャフト炉等の竪型炉の操業に
おいて、炉内の状況を把握するための検出方法に関する
ものである。

［従来の技術］従来の炉内状況の検出方法としては、挿入式垂直ゾンデ
や消耗型送り込み式ゾンデなどを利用したガスサンプリ
ング方法がある。

上記のような検出方法は、ゾンデを炉内に挿入すること
により、炉内の各位置におけるガス成分や温度を検出し
、これらの検出結果から原料の溶融帯位置あるいは、還
元状況等の炉内状況を推定している。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、上記のような従来技術において、消耗型送り込
み式ゾンデの場合には１回の測定にしか利用できず、ま
た挿入式垂直ゾンデの場合にはゾンデは炉頂から挿入さ
れ、荷下りとともに降下しつつ検出を行なうため、検出
が完了するまでに長時間かかることになる。

従って、いずれの場合も一日に数回程度の測定が限度で
あり、長期間連続して炉内状況を検出することは困難で
あった。更に、任意の時間に測定を行なうことが不可能
であるという問題点があつた。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、任
意の時間に長時間連続的に炉内状況を把握できる検出方
法を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］この発明にかかる竪型炉の炉内状況検出方法は、竪型炉
の高さ方向に複数の圧力測定装置及びガスサンプリング
装置を設置し、前記各々の検出装置から得られた情報か
ら炉内の操業状況を任意に検出できるようにしたことに
よりて上記問題点を解決したものである。

［作用］この発明においては、竪型炉の高さ方向にｉ数の圧力測
定装置及びガスサンプリング装置を設置して、炉内状況
を検出しているため、短時間で検出が行なわれることと
なる。従って、任意の時間に長期間連続して炉内状況を
検出できることとなる。また、炉内から採取されたガス
組成のうちＮ２を用いずＣＯとＣＯ２によって炉内の還
元状態を検出するため、検出方法が簡略化されることと
なる。

［実施例コ以下この発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、（１
０）は竪型炉の炉壁である。また、ガスの検出及び成分
の分析を行なう構成要素のうち、（１２）は炉体の高さ
方向に垂直に複数配置されるとともに、炉壁（１０）を
貫通して炉内に挿入するように設置されたガス採取管で
あり、炉頂から２０ｍ近辺までの区間に配置され、還元
率等の変化率が゛大きなボッシュ部には特に狭い間隔で
配置されている。これは、原料の溶融位置が炉頂から２
０ｍ近辺であり、誤差の少ない検出を行なう上で、測定
値の変化率の大きな部分では密な情報が必要であるため
である。

また、最上段の採取管（１２）は、炉頂の原料挿入位置
直下の近傍に配置されている。これは、炉頂のガス成分
が、操業状況を把握するための各データの初期値を算出
するための計算上重要な情報となるからであり、仮に最
上段の採取管（１２）が、炉頂の原料挿入位置から離れ
た位置に設置された場合には、炉頂のガス成分が採取管
（１２）に至るまでに変化し、誤差が大きくなってしま
うためである。

（１２ａ）はガス採取管（１２）に接続されたパージ用
窒素ガス供給管、（１４）は窒素ガスの背圧を測定し、
その測定値に応じて電気信号゛を出力する圧力変換器、
（１６）はガス採取管（１２）にｔｉ続され、採取した
ガスを後記分析装置（１８）に送給するためのサンプリ
ング管である。（１８）はフィルタボックスと粗ガス分
析計とを有するガスクロマトグラフィ等の分析装置であ
る。分析装置（１８）の入力側はサンプリング管（１６
）を介してガス採取管（１２）に接続され、出力側は後
記制御装置（２０）に接続されている。

他方、操業管理を行なう構成要素のうち、制御装置（２
０）は例えばＴＤＣ３とプロコンなどによって構成され
、分析装置（１８）及び後記出力装置（２２）に接続さ
れている。（２２）は制御装置（２０）に接続されると
ともに、炉内状況の測定データを出力表示するＣＲＴ等
の出力装置である。

次に、上記のように構成された実施例の全体的な動作に
ついて説明する。

まず、炉壁（ｌＯ）の高さ方向に多段に設けるとともに
、炉内に挿入したガス採取管（１２）により炉内のガス
を採取し、サンプリング管（１６）によって分析装置（
１８）に送給する。各段のガス採取管（１２）には、窒
素ガス供給管（１２ａ）及び圧力変換器（１４）が各々
接続されており、窒素ガス供給管（１２ａ）からＮ２ガ
スを供給し、圧力変換器（１４）によりＮ２ガスの背圧
を測定して、その測定値に応じた信号をも分析装置（１
８）に入力する。

分析装置（１８）では送給された情報に基いてガス組成
を分析し、炉内の原料の溶融帯位置、ガス還元率、更に
ガス背圧から炉内圧の圧損等の炉内状況を検出する。こ
こで、炉内の溶融帯位置は、ガス利用率（ＣＯ２／　ＣＯ＋　ＣＯ２）を測定することにより求
める。

このような検出結果を制御装置（２０）に入力し、制御
装置（２０）によって炉の操業を制御するとともに、Ｃ
ＲＴ　（２２）に操業指標を表示する。

次に、この発明の検出結果の測定方法を第２図、第３図
及び第４図を参照しながら説明する。

第２図には炉内の鉱石の還元率を求めるためのリスト操
業線図が示されており、横軸はＣＯとＣＯ２のガス組成
、縦軸は鉱石酸化度　（０／Ｆｅ）を示している。第３
図（Ａ）、第４図（Ａ）には炉壁とそのストックライン
が示され、第３図（Ｂ）には上記第２図によって求めら
れた鉱石の還元率Ｒ０と、ガス利用率η、。が示されて
いる。この第３図（Ｂ）は同図（Ａ）のストックライン
に対応している。また、第４図（Ｃ”）には同様なスト
ックラインに対応する圧損が示されている。

まず、炉内のガスを炉内に挿入されたガス採取管（１２
）により採取し、採取したガスをサンプリング管（１６
）によフて分析装置（１８）に送給する。

該分析装置（１８）ではサンプリングしたガスのＣ０，
ＣＯ２成分の濃度組成、ガス利用率（Ｃ（ｈ／ｆｌ：Ｏ
＋（：０）及び背圧等を分析し、その分析結果に基いて
炉内の操業状況を把握するためのデータを得る。

これらのデータのうち、還元率Ｒ０は、上述したように
第２図に示したリスト操業線図によって求める。まず、
炉頂近傍に設置された最上段のガス採取管（１２）より
、ガス組成と鉱石酸化度の初期値１＋（η、。）。、　
　（０／Ｆｅ）。を求める。また、リザーブゾーンにお
けるＦａＯと　Ｆｅの平衡点よりＷ点を仮定する。更に
、これらの２点を結び図のような１次方程式直線を得る
。

次に、この線図からガス採取管（１２）が設置された各
段のガス利用率（ｎｃｏ）＋及び鉱石酸化度（０／　Ｆ
ｅ）　ｌを求め、として還元率Ｒ０を求める。

以上のように求められた還元率Ｒについては、第３図（
Ｂ）に示すようなデータが得られる。

また、分析装置（１８）において測定されたガス利用率
（Ｃ（ｈ／ＧＯ＋Ｃ（ｈ　）と、その測定位置の関係か
ら同（Ｂ）図のｎｃｏで示されたガス利用率分布曲線が
得られる。そして、この曲線からあらかじめ決められた
還元率（Ｒ×）となる位置を近似的に求めて、炉内原料
の溶融帯位置を検出する。

次に、各段のガス採取管（１２）に各々接続された窒素
ガス供給管（１２ａ　）及び圧力変換器（１４）の各作
用により測定された各サンプリング位置の背圧に基いて
、各位置での炉内圧を求める。そして、最上段のガス採
取管（１２）が配置されている炉頂近傍位置の炉内圧力
を基準とし、各サンプリング位置における圧損を第４図
（Ｃ）のように検出する。

このようにガス採取管（１２）、窒素ガス供給管（１２
ａ　）及び圧力変換器（１４）を竪型炉の高さ方向に各
々複数設置して、炉内の操業状況、を検出しているので
、任意の時間に連続的に炉内状況を長期的に把握するこ
とができる。

また、ガス採取管（１２）を炉頂から２０ｍ近辺までの
区間に、最上段の採取管（１２）は炉頂の原料種′入位
置直下の近傍に、還元率等の変化率が大きなボッシュ部
には特に狭い間隔で配置してガスのサンプリングを行な
うため、誤差の少ない検出を行なうことが可能となる。

更に、ガス還元率をＣＯとＣＯ２のガス組成から求めて
いるため、炉内の還元状態の検出が簡略化出来るという
効果がある。

なお、本発明は何ら上記実施例に限定されるものではな
く、同様の機能を奏するように種々設計変更可能であり
、種々の態様を含むものである。

また、上記実施例ではガス採取管（１２）を竪型炉の高
さ方向垂直に配置して炉内のガスを採取して°いるが、
ガス採取管（１２）を炉の外周部に螺旋状に配置しても
同様な効果を期待できる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、竪型炉の高さ方
向に圧力測定装置及びガスサンプリング装置を複数設置
して、炉内の操業状況を検出するようにしたので、任意
の時間に連続的に炉内状況を長期的に把握することがで
きるという効果がある。また、溶融帯位置をＣＯと００
２のみのガス組成から求めているため、溶融帯位置を炉
況管理に適用する上で精度向上及び管理の簡略化が図れ
るという効果がある。

更に、連続的な管理を長期間性なえるという効果もある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
、第３図及び第４図はデータの算出方法を説明するため
のグ、ラフである。図において、（１０）は炉壁、（１２）はガス採取管、
（１２ａ）は窒素ガス供給管、（１４）は圧力変換器、
（１６）はサンプリング管である。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）竪型炉の高さ方向に複数のガスサンプリング装置
及び圧力測定装置を設置し、前記ガスサンプリング装置
から得られたガス成分のうちＣＯ、ＣＯ＿２成分の組成
から炉内の還元状態を求め、また前記圧力測定装置から
の情報に基いて炉内圧力を求めることによって、炉内の
操業状況を検出することを特徴とする竪型炉の炉内状況
検出方法。
（２）前記ガスサンプリング装置からの情報によって、
炉内の原料の溶融帯位置を検出することを特徴とする特
許請求の範囲第一項記載の竪型炉の炉内状況検出方法。