JPS63282483A - 竪型炉の炉内状況検出方法 - 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］ この発明は、竪型炉を操業する場合において、炉内の状
況を適切に把握しつつ竪型炉を運転する竪型炉の炉内状
況検出方法に関する。

［従来の技術］ 従来の炉内状況の検出手段のうちには、消耗型送り込み
式ゾンデや挿入式垂直上置ゾンデなどを利用するガスサ
ンプリング方法がある。

これらの従来方法の検出方法のうち、消耗型送り込み式
ゾンデは、炉内の状況の確認が必要な際のたびごとに炉
内に送りこむものであり、確認ないしは測定が完了する
と消耗するものである。

この方式のものは、竪型炉自体にはさほどの設備を必要
としないものであり、操業が定常状態にあるときには費
用のかからない安直な方法である−ということができる
。

一方の挿入式垂直上置ゾンデは、ゾンデを炉内に挿入さ
せたままでいることにより、炉内の各位置におけるガス
成分や温度を検出して、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コ 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、９
ＥＺに炉内の状態を知りたいときには結局費用がかさむ
という欠点を有しているし、また、挿入式垂直ゾンデの
場合には、ゾンデが原料表面に着地したまま荷下りとと
もにその位置を降下させつつ検出を行なうため、１バツ
チの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を行うに
留まり、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。

さらに、任意の時間に炉内の測定を行なうことが不可能
であり、また、フレキシブルなプローブを使用している
ものについては、測定位置に対する誤差も大きいという
問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、以上のような従来装置ないしは方法におけ
る不都合を解消するについて検討を加えた結果到達した
ものであって、竪型炉の高さ方向に複数のガスサンプリ
ング装置と圧力測定装置を備えた測定手段を炉の円周方
向に少な炙とも２つ設け、ガスサンプリング装置から得
たガス成分のうちｃｏおよびＣＯ２成分の組成から炉内
の還元状態を、また圧力測定装置からの情報に基いて炉
内圧力を求め炉内の操業状態を検出し制御の情報として
利用することを特徴とする竪型炉の炉内状況検出方法に
関するものである。

［作　用コ この発明においては、竪型炉の高さ方向に複数の圧力測
定装置とガスサンプリング装置を備えた測定手段を炉の
円周方向に少なくとも２つ恒常的に設けて炉内状況を検
出しているため、任意の所望の時に短時間で、かつ、３
次元的な検出を長期°間連続して行い得るものであり、
従って従来の方法に比較して容易で、しかも的確なに炉
内状況の検出ができるようになったという作用を有する
。

また、炉内のガスのうち窒素ガスを利用することなくＣ
ＯおよびＣＯ２成分の組成から還元率を求めるため、測
定要素が少なく簡略化された方法で−ありながら正確な
還元状態を検出できるという利点を有するものでる。

［実施例］ 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）は竪型炉の炉壁、（２）は炉体の高さ方向に垂直に
複数配置すると共に、炉壁（１）を貫通して炉内に挿入
させているガス採取管である。

このガス採取管（２）は、炉頂から２０ｍ近辺までの区
間に記者するが、特に還元率などの変化が大きなボッシ
ュ部には狭い間隔で配置するのが好ましい。

これは、竪型炉炉内における原料の溶融付蓋が炉頂から
２０ｍ近辺であるが、誤差の少ない検出を行なうために
は、特に変化の大きく現れる領域において密な情報を得
るために機能させるためである。

また、最上段に位置した採取管（２）は、炉頂の原料挿
入位置直下の近傍に配置するが、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って、仮に最上
段の採取管（２）が、炉頂の原料挿入位置から離れた位
置に設置した場合には、炉頂近傍のガス成分が採取管（
２）に至るまでに変化し、誤差が大きくなってしまった
　　−めである。

（３）はパージ用窒素ガス供給管、（４）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た
めの圧力変換器、（５）はサンプリング管、（６）はガ
スクロマトグラフィなどの分析装置である。

この分析装置（６）の入力端は、サンプリング管゛（５
）を介してガス採取管（２）に接続し、出力側は後記制
御装置（７）に接続している。

他方、操業管理を行なう構成要素のうち、制御装置（７
）は、例えば、ＴＤＣ３とプロコンなどによって構成さ
れいて、後記の出力装置（８）に接続している。

出力装置（８）は、炉内状況の測定データを出力表示す
るＣＲＴなどの出力装置である。

上記のように構成している実施例の全体的な動作につい
て説明する。

まず、炉壁（１）の高さ方向に多段に挿入して設けたガ
ス採取管（２）からなる測定手段を、少なくとも２つ設
け、炉内のガスを採取しサンプリング管（５）によって
分析装置（６）に導く。

各段のガス採取管（２）には、それぞれ、窒素ガス供給
管（３）および圧力変換器（４）を接続しており、この
窒素ガス供給管（３）によってＮ２ガスを炉内に供給し
、圧力変換器（４）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も分析装置（６）に人力する。

分析装置（６）では、供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、ガス
背圧から炉内圧の圧損などの炉内状況を検出する。

具体的には、この分析装置（６）では、採取ガス中のＣ
ＯおよびＣＯ□の含有量、ガス利用率および背圧などを
分析し、その分析結果に基づいて炉内の操業状況を把握
するためのデータを得るのである。

なお、炉内の操業状態の判断材料としては、炉内のガス
利用率η、。（ＣＯ２／　ＣＯ＋　ＣＯ２）を測定する
ことにより求めることができる。

このような検出結果を制御装置（７）に人力し、その入
力信号に応じて炉の操業を制御すると同時に、ＣＲＴ　
（８）にその操業指標を表示するのである。

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

先ず、第２図は、炉内の鉱石の還元率を求めるための操
業線図を示したものであってその横軸は一ガス利用率η
ＣＯｓ縦軸は鉱石酸化度（０／Ｆｅ）とし、この両者に
関しての操業傾向を示したものである。

また、第３図（Ａ）および第４図（Ａ）には、炉壁とそ
のストックラインを示しており、一方第３図（Ｂ）には
、前記第２図によって求めた鉱石の還元率Ｒ０とガス利
用率η。。の関係を示しているものであり、第４図（Ｂ
）は、前述のストックラインに対応する圧損を示したも
のである。

先ず、炉内のガスをガス採取管（２）により採取し、こ
のようにして採取したガスをサンプリング管（５）によ
り分析装置（６）に供給する。

この分析装置（６）では、サンプリングしたガスのＣ０
１ＣＯ２成分の濃度、組成、ガス利用率および背圧など
を計測分析しその分析結果に基づいて炉内の操業状況を
知るためのデータを供給するものである。

これらのデータのうち、還元率Ｒ８は、第２図に示した
リスト線図により求めるが、まず、炉頂近傍に設置した
最上段のガス採取管（２）によりガス組成と鉱石酸化度
の初期値１＋（ηｃｏ）。、（０／　Ｆ　ｅ　）　ｏを
求める。

なお、鉱石酸化度は、あらかじめ原料分析値より求めて
おくが、大幅な原料の変更が無い限り固定点として取扱
ってよい。

また、リザーブゾーンにおけるＦｅＯとＦｅの平衡点と
、Ｗ点を仮定して、これらの２点を結び図のような１次
方程式で示される直線を得る。

つぎに、この線図から採取管（２）を設置している各段
のガス利用率および鉱石酸化度を求め、として還元率を
求めるのである。

以上の手法によって求めた還元率Ｒ８は、第３図（Ｂ）
のような挙動として示される。

また、分析装置（６）の結果から測定したガス利用率と
その測定位置の関係を考慮することにより同図（Ｂ）の
η。。で示したガス利用率分布曲線を得るのである。

そして、この曲線から還元率がＸ％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。

なお、還元率Ｘ％の値は、１００〜７０％の範囲であり
、使用原料により変更することが望ましい。

一方、各段に設置しているセンサーからの各位置の炉内
圧を求め、最上段のガス採取管（２）からの炉頂位置近
傍の炉内圧力を基準とした各サンプリング位置における
圧損を求めて表示したものが第４図（Ｂ）である。

このように、ガス採取管（２）、窒素ガス供給管（３）
および圧力変換器（４）を竪型炉の高さ方向に複数設置
したことからなる測定手段を少なくとも２つ、炉の円周
に配置して炉内の状況を検出するようにしていることか
ら、任意の時間に連続的に炉内状況を把握することがで
きる。

このときガス採取管（２）を炉頂から２０ｍ近辺までの
区間、特に最上段のガス採取管（２）を炉頂の原料面の
直上位置の近傍に設けると共に、還元率が大きく変化す
ることが予想されるボッシュ部では、特にその間隔をせ
ばめてガスのサンプリングを行っていることから、誤差
の少ない測定を行うことができる。

また、ガス還元率をＣＯとＣＯ２のガス組成から求める
ので測定の対象となるガスは簡略化されることになり、
それだけ各種装置の縮小化と保守の簡素化に貢献するこ
とになる。

なお、上述の説明では、ガス採取管（２）を竪型炉に対
して垂直に対向している場面を想定して述べたが、これ
は例えば炉に対して螺旋状に配置してもよいのはいうま
でもない。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明によれば、竪型炉の高さ
方向に圧力測定装置およ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。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示した概略構成′図、第
２図はデータの算出方法を説明するための説明図、第３
図および第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。 （１）は炉壁、（２）はガス採取管、（３）は窒素ガス
供給管、（４）は圧力変換器、（５）はサンプリング管
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）竪型炉の高さ方向に複数のガスサンプリング装置
   と圧力測定装置を備えた測定手段を炉の円周方向に少な
   くとも２つ設けて、ガスサンプリング装置から得たガス
   成分のうちＣＯおよびＣＯ＿２成分の組成から炉内の還
   元状態を、また圧力測定装置からの情報に基いて炉内圧
   力を求めて炉内の操業状態を検出し、竪型炉の操業条件
   を調節することを特徴とする竪型炉の炉内状況検出方法
   。
2. （２）ガスサンプリング装置から得た情報によつて炉内
   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１項記載の竪型炉の炉内状況検出方法。