JP6020111B2 - Method and apparatus for detecting blast furnace dust accumulation level - Google Patents
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Description
本発明は、高温ガス中のガス灰捕集装置である高炉ダストキャッチャー（以下ＤＣと称する）において、捕集された高温の高炉ダストの堆積レベルを検出する、高炉ダスト堆積レベルの検出方法および検出装置に関するものである。 The present invention relates to a blast furnace dust accumulation level detection method and a detection method for detecting the accumulation level of collected high temperature blast furnace dust in a blast furnace dust catcher (hereinafter referred to as DC) which is a gas ash collection device in high temperature gas. It relates to the device.
一般に、銑鉄の製造における高炉には、炉頂から装入物として、粉鉄鉱石を焼き固めた焼結鉱や塊状鉄鉱石等、及びコークスが、交互に高炉の上部から装入されて堆積し、炉内に鉱石層およびコークス層が形成される。そして、高炉下方にある羽口から吹き込まれる熱風とコークスとの反応によって生じるＣＯガスにより、鉄鉱石は加熱、還元され（間接還元）、一部はコークスにより直接的に還元されて、軟化融着帯を形成した後、溶滴となる。溶滴、すなわち溶銑は、コークス層の間を通過して炉底部に溜まる。このとき高炉から発生する高炉ガスは、ＣＯを多量に含んでいるので、回収して種々の用途に再利用される。 In general, in the blast furnace in the production of pig iron, sintered ore, lump iron ore, etc., baked and hardened with powdered iron ore, and coke are charged from the top of the blast furnace and accumulated alternately. An ore layer and a coke layer are formed in the furnace. The iron ore is heated and reduced (indirect reduction) by the CO gas generated by the reaction between hot air blown from the tuyere below the blast furnace and coke, and part of it is reduced directly by coke and softened and fused. After forming the band, it becomes a droplet. The droplets, that is, the molten iron, pass between the coke layers and accumulate at the bottom of the furnace. At this time, since the blast furnace gas generated from the blast furnace contains a large amount of CO, it is recovered and reused for various purposes.
高炉ガスには高炉ダストが浮遊しているため、高炉ガスを再利用する際には、高炉ダストを除去する必要がある。そこで、高炉ガスは、高炉から、例えばサイクロン式集塵設備等による集塵設備へ送られ、そこで高炉ダストが除去される。そして、高炉ダストが除去された高炉ガスは、ガス洗浄装置で洗浄され、その後、燃料等として再利用される。 Since blast furnace dust is floating in the blast furnace gas, it is necessary to remove the blast furnace dust when reusing the blast furnace gas. Therefore, the blast furnace gas is sent from the blast furnace to a dust collection facility such as a cyclone type dust collection facility, where blast furnace dust is removed. The blast furnace gas from which the blast furnace dust has been removed is cleaned by a gas cleaning device and then reused as fuel or the like.
高炉ガスから除去された高炉ダストは、集塵設備のＤＣ底部に貯留される。高炉の連続操業により、ＤＣの底部に貯留される高炉ダストは徐々に堆積されていく。堆積された高炉ダストは適宜排出する必要があり、そのためには、ＤＣ内の高炉ダストの貯留量を検出することが重要である。 Blast furnace dust removed from the blast furnace gas is stored at the DC bottom of the dust collection facility. Due to the continuous operation of the blast furnace, the blast furnace dust stored at the bottom of the DC gradually accumulates. Accumulated blast furnace dust must be discharged as appropriate, and for that purpose it is important to detect the amount of blast furnace dust stored in the DC.
従来、例えば、集塵設備の外側から放射線を照射して、ＤＣ内に堆積した高炉ダストの高さを検出する技術が検討されている。ところが、放射線を使用する場合、照射する回数を制限する必要があるため、検出精度に限界がある。しかも、放射線の使用にあたっては、測定機器のみならず作業員の被曝管理も必要であり、安全性の確保に多大な時間と労力を要する。 Conventionally, for example, a technique for detecting the height of blast furnace dust accumulated in DC by irradiating radiation from the outside of a dust collection facility has been studied. However, when using radiation, since it is necessary to limit the number of times of irradiation, the detection accuracy is limited. In addition, when using radiation, it is necessary to manage not only the measurement equipment but also the exposure of workers, and a great deal of time and labor is required to ensure safety.
そのため、放射線を使用しない検出方法として、例えば特許文献１には、ＤＣ側壁の高さ方向で選択した一定範囲のレベル間の平均温度を測定して、上限レベル以上のレベルの側壁温度および下限レベル以下のレベルの側壁温度に基づいて演算し、ＤＣ内に堆積したダストレベルを知る方法が開示されている。
Therefore, as a detection method that does not use radiation, for example,
また、特許文献２には、集塵設備の外筒を上下方向に複数の帯域に分けて各帯域の平均温度を測定し、その平均温度と予め設定したしきい値とを比較して、ダストレベルを判定する方法が開示されている。
In
しかしながら、上記特許文献１、２は、平均温度に基づいて高炉ダストの貯留量を管理するため、高精度な検出は期待できない。さらに、いずれも、ダストを堆積させるＤＣの外側に設置した温度計の測定値によって、高炉ダストの貯留量を検出する方法であり、ＤＣ内の温度を間接的に測定するため、精度に問題がある。
However, since
そこで、本発明は、高炉ダストキャッチャー（ＤＣ）内の高炉ダストの堆積量を、放射線を使用せず高精度に検出できる、高炉ダスト堆積レベルの検出方法および検出装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a detection method and a detection apparatus for a blast furnace dust accumulation level, which can detect the accumulation amount of blast furnace dust in a blast furnace dust catcher (DC) with high accuracy without using radiation. .
上記問題を解決するため、本発明は、高炉ダストキャッチャーにおける高炉ダスト堆積レベルの検出方法であって、前記高炉ダストキャッチャーの内部の温度を測定する温度計を備え、前記温度計の測定値より、所定時間当たりの温度変化量を算出し、前記温度変化量と予め設定した規定値とを比較して、前記温度変化量が前記規定値よりも少ない状態が一定時間以上継続したときに、前記温度計の位置に高炉ダストが有ると判定することを特徴とする、高炉ダスト堆積レベルの検出方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a method for detecting a blast furnace dust accumulation level in a blast furnace dust catcher, comprising a thermometer for measuring the temperature inside the blast furnace dust catcher, and from the measured value of the thermometer, The temperature change amount per predetermined time is calculated, and the temperature change amount is compared with a preset specified value, and when the state where the temperature change amount is less than the specified value continues for a certain time or more, the temperature Provided is a method for detecting a blast furnace dust accumulation level, wherein it is determined that blast furnace dust is present at a total position.
前記高炉ダスト堆積レベルの検出方法において、前記高炉ダストキャッチャーの底部を高さ方向に複数の区画に分けて、前記複数の区画にそれぞれ温度計を配置してもよい。 In the method for detecting a blast furnace dust accumulation level, the bottom of the blast furnace dust catcher may be divided into a plurality of sections in the height direction, and thermometers may be disposed in the plurality of sections.
さらに、本発明は、高炉ダストキャッチャーにおける高炉ダスト堆積レベルの検出装置であって、前記高炉ダストキャッチャーの内部の温度を測定する温度計と、前記温度計の測定値より、所定時間当たりの温度変化量を算出し、前記温度変化量と予め設定した規定値とを比較して、前記温度変化量が前記規定値よりも少ない状態が一定時間以上継続したときに、前記温度計の位置に高炉ダストが有ると判定する判定部と、を有することを特徴とする、高炉ダスト堆積レベルの検出装置を提供する。 Furthermore, the present invention is a blast furnace dust accumulation level detection device in a blast furnace dust catcher, a thermometer for measuring the temperature inside the blast furnace dust catcher, and a temperature change per predetermined time from the measured value of the thermometer An amount is calculated, and the temperature change amount is compared with a preset specified value.When a state where the temperature change amount is less than the specified value continues for a certain period of time or longer , a blast furnace dust is placed at the thermometer position. And a blast furnace dust accumulation level detection device, comprising: a determination unit that determines that the blast furnace dust is present.
本発明によれば、安全かつ高精度に、ＤＣ内の高炉ダストの堆積レベルを検出することができる。 According to the present invention, the accumulation level of blast furnace dust in DC can be detected safely and with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明が適用される高炉ダストキャッチャー（ＤＣ）を備えた高炉設備の構成例を示す。高炉１には、炉頂から鉄鉱石または鉱石、及びコークスが交互に装入され、高炉下方から吹き込まれる熱風とコークスとの反応によって生じるＣＯガスにより、鉄鉱石は加熱、還元され、溶銑となる。溶銑は、コークス層の間を通過して炉底部に溜まり、このとき、高炉１から高炉ガス２が発生する。高炉１で発生した高炉ガス２は、高炉ダストを除去して再利用するために、例えばサイクロン式集塵設備等による集塵設備３へ送られる。集塵設備３で除去された高炉ダスト４はＤＣ５の底部に堆積される。その後、高炉ガス２はガス洗浄装置６で洗浄され、燃料等として再利用される。
FIG. 1 shows a configuration example of a blast furnace facility including a blast furnace dust catcher (DC) to which the present invention is applied. In the
本発明者らは、ＤＣ５の底部に堆積した高炉ダスト４の上面位置を検出する手段として、高炉ダスト４の温度に着目した。ＤＣ５には、高炉１内で高温に曝された高炉ダスト４が高炉ガス２とともに吹き込まれ、高炉ダスト４がＤＣ５の底部に堆積する。このとき、ＤＣ５内の空間の温度は高炉ガス２の温度変化とほぼ同等の変動をするのに対して、堆積した高炉ダスト４は、高炉ガス２の温度変化の影響をほとんど受けない。そこで、熱電対を用いてＤＣ５内部の温度を測定したところ、高炉ダスト４に埋もれた熱電対の測定値は、埋もれた時点の温度を起点として一定勾配による温度下降または一定の温度推移を示す特性があることが分かった。高炉ガス２の温度変動は極めて大きいため、ある一定の温度をしきい値として、温度測定値がそのしきい値を単純に超えた（下回った）ときに高炉ダストの有無を判定するという従来の方法では、誤って判定される場合がある。本発明者らは、温度変化の特性を活用することによって、高炉ダスト４の上面位置を正確に検出することが可能であることを見出した。
The inventors paid attention to the temperature of the
図２は、本発明の実施の形態にかかる検出装置の一例を示し、集塵設備３のＤＣ５を拡大した断面図である。本実施形態においては、ＤＣ５の底部を、上下方向に複数、例えば６つの区画７ａ〜７ｆに分けて、各区画７ａ〜７ｆの内部にそれぞれ温度計８を取り付ける。温度計８は、各区画７ａ〜７ｆにおいて同一円周位置に配置され、測温部９がＤＣ５の内部に配置されるように取り付けられる。また、温度計８は、それぞれ、測定データの読み取りおよびそのデータを用いた演算を行う判定部１０に接続される。各区画７ａ〜７ｆに取り付ける温度計８の個数は１つずつには限らず、区画毎に円周方向に複数個の温度計８を設置すれば、高炉ダスト４の円周方向の堆積分布が検出され、さらに検出精度が向上する。温度計８の種類は、ＤＣ５内部の高炉ダスト４を直接測温するため、熱電対を使用するのが好ましく、測温部９がＤＣ５の内部に配置されていればよい。また、ＤＣ５の底部を分割する区画の数は、ＤＣ５の大きさにもよるため特に限定しないが、多すぎると温度計８の取り付けや配線およびメンテナンスの手間が増大するため、４〜６区画が好ましい。ただし、例えば１区画のみとして、高炉ダスト４の上限に設定する高さのみの温度測定を行って高炉ダスト４の有無を検出するようにしてもよい。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
次に、図２に示す検出装置を用いて各区画の高炉ダスト４の有無を判定する検出方法を説明する。
Next, the detection method which determines the presence or absence of the
一般的に、高炉ガス２の温度は、高炉１の稼働状況に応じて上下に変動する。図３は、高炉１内の炉頂部の温度、およびＤＣ５の底部に図４に示すように３つの温度計８ａ、８ｂ、８ｃを設置した場合の各温度計８ａ、８ｂ、８ｃによる温度測定値の例を示すグラフである。炉頂部の温度は、図３に破線で示すように、高炉ガス２の温度と同期して規則的に変動している。温度計８ａ、８ｂ、８ｃがいずれも高炉ダスト４に埋もれていない場合、温度測定値は、ＤＣ５の内部空間の温度を示し、炉頂部の温度と同期して変動する。図４（Ａ）に示すように、一番下の温度計８ａが高炉ダスト４に埋もれ始めると（図３のＴ１）、温度計８ａの測定値ｔ８ａは、高炉ガス２の温度変動にかかわらず、一定勾配による温度降下または一定の温度推移を示す。さらに高炉ダスト４の量が増えて、温度計８ｂが高炉ダスト４に埋もれ始めると（図３のＴ２）、温度計８ｂの測定値ｔ８ｂが、一定勾配による温度降下または一定の温度推移を示す。その後、温度計８ｃが高炉ダスト４に埋もれる前に、高炉ダスト４が排出され、温度計８ｂが高炉ダスト４から抜け出すと（図３のＴ３）、温度計８ｂの測定値ｔ８ｂが、再び炉頂部の温度と同期して変動するようになる。さらに高炉ダスト４が排出されて温度計８ａが高炉ダスト４から抜け出すと（図３のＴ４）、温度計８ａの測定値ｔ８ａも、炉頂部の温度と同期して変動する。本発明は、この温度推移の特性を利用して、温度計８が設置された位置の高炉ダスト４の有無を判定する。
Generally, the temperature of the
すなわち、先ず、ＤＣ５内部に配置したそれぞれの温度計８により、予め設定した時間ΔＴ（ｓｅｃ）毎に温度測定を行い、前回の温度測定値と比較する。測定値の比較は、温度差の絶対値とする。一方、高炉１の稼働状況による高炉ガス２の温度変動を元に、時間ΔＴの温度差である温度の偏差Δｔ（℃）を規定値として予め設定しておく。
That is, first, the temperature is measured every preset time ΔT (sec) by each
そして、温度計８による時間ΔＴ毎の温度測定値の差が、偏差Δｔ以内となる状態が、一定時間以上継続するかどうかで、温度計８が高炉ダスト４に埋もれているかどうかを判定する。つまり、温度計８が高炉ダスト４の上端よりも上方に配置されているときには、温度計８の測定値は、高炉ガス２の温度変動と同期するため、時間ΔＴの温度測定値の差が偏差Δｔ以下という状態が継続することはない。これに対し、温度計８が高炉ダスト４に埋もれた場合は、高炉ダスト４によって保温状態となり、高炉ガス２の温度変動と同期せず、一定勾配による温度下降または一定の温度推移を示す。尚、この時の高炉ダスト４の温度は、温度計８が埋もれた時点の温度が起点となる。この場合、温度測定値の差が偏差Δｔ以内となる状態が継続するので、高炉ダスト有りと判定される。高炉ダスト４が排出されて再び温度計８が高炉ダスト４の上方に露出するまで、この状態が継続する。温度計８が高炉ダスト４から露出すれば、変動する高炉ガス２の温度と同期して、再び偏差Δｔを上回る温度差が生じるため、高炉ダスト無しと判定される。
Then, whether or not the
図５は、温度測定値の時間変化のグラフの一例を示す。本発明にかかる高炉ダスト堆積レベルの検出方法について、図５に基づいて更に具体的に説明する。 FIG. 5 shows an example of a graph of the time change of the temperature measurement value. The method for detecting the blast furnace dust accumulation level according to the present invention will be described more specifically with reference to FIG.
図５のＡ区間では、温度計８による測定値は、高炉の稼働状況に応じて上下に変動し、各測定値Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、それぞれ、前回の測定値に対して、予め設定した偏差Δｔを超える温度差が生じている。この場合には、温度計８の位置は高炉ダストの非検知が判定される。測定間隔は例えば２０秒、偏差Δｔは例えば０．６℃と設定される。
In the A section of FIG. 5, the measurement value by the
温度計８が高炉ダスト４に埋もれていなくても、温度差が偏差Δｔ以内となる場合がある。図５のＢ区間において、測定値Ｂ１とＢ２のように、炉内の温度が下限値となる前後で測定したときには、温度差が０に近く、偏差Δｔ以内となる。この時点で、高炉ダスト４有りと判定するための判定タイマーが開始される。ところが、次の測定値Ｂ３では、測定値Ｂ２に対してΔｔを超える温度差が生じたため、温度差が偏差Δｔ以内となる状態が一定時間継続したことにはならない。この場合には、判定タイマーは停止され、時間測定をリセットして、高炉ダストの非検知が判定される。偏差Δｔ以内となる状態が継続する一定時間は、例えば１２０秒と設定される。
Even if the
図５のＣ区間では、測定値Ｃ１からＣ４までの間は、一定勾配による緩やかな温度下降の推移を示している。測定値Ｃ１とＣ２の温度差が偏差Δｔ以内となり、このときに判定タイマーが開始される。一定時間経過後の測定値Ｃｎまでの間、偏差Δｔ以内の状態が継続すれば、判定タイマーがカウントアップし、その時点で、高炉ダストの検知が判定される。その後も温度測定が行われ、温度測定値の差と偏差Δｔとの比較を継続する。 In the section C in FIG. 5, the transition between the measured values C1 and C4 shows a gradual temperature decrease due to a constant gradient. The temperature difference between the measured values C1 and C2 is within the deviation Δt, and at this time, the determination timer is started. If the state within the deviation Δt continues until the measured value Cn after a certain time has elapsed, the determination timer counts up, and at that time, detection of blast furnace dust is determined. Thereafter, the temperature measurement is performed, and the comparison between the difference between the temperature measurement values and the deviation Δt is continued.
図５のＤ区間では、最初の測定値Ｄ１とＤ２の温度差は偏差Δｔ以下であるが、測定値Ｄ３とＤ２との温度差はΔｔを上回っている。高炉ダスト４の排出により、このように再び温度差が偏差Δｔよりも大きくなれば、すぐに判定タイマーがリセットされ、高炉ダストの非検知が判定される。
In the section D of FIG. 5, the temperature difference between the first measured values D1 and D2 is equal to or less than the deviation Δt, but the temperature difference between the measured values D3 and D2 exceeds Δt. If the temperature difference again becomes larger than the deviation Δt due to the discharge of the
以上のように、温度測定値の差の推移と、予め設定した偏差Δｔとを比較することにより、温度測定位置における高炉ダストの有無を判定することができる。本発明では、ＤＣ５の内部に温度計８の測温部９を配置して直接温度測定を行うため、正確にＤＣ５内部の状態を把握できる。そして、このような温度測定による高炉ダストの検出を、ＤＣ５の高さ方向の区画毎に独立して実施することで、各区画での高炉ダスト４の有無を判定でき、ＤＣ５内の高炉ダスト堆積レベルの高精度な検出が可能となる。
As described above, the presence or absence of blast furnace dust at the temperature measurement position can be determined by comparing the transition of the difference between the temperature measurement values and the preset deviation Δt. In the present invention, since the temperature measuring unit 9 of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
例えば、上記実施形態では、温度計８の測温部９がＤＣ５内に配置されているものとしたが、ＤＣ５の内部の温度を直接測定できれば良く、温度計８全体がＤＣ５の内部に配置されても構わない。
For example, in the above embodiment, the temperature measuring unit 9 of the
本発明は、温度が変動する高温ガス中のガス灰捕集装置において、捕集された高温のガス灰の堆積レベルを検出する際に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied when detecting the accumulation level of collected high-temperature gas ash in a gas ash collection device in high-temperature gas whose temperature varies.
１ 高炉
２ 高炉ガス
３ 集塵設備
４ 高炉ダスト
５ 高炉ダストキャッチャー（ＤＣ）
６ ガス洗浄装置
７ａ〜７ｆ 区画
８ 温度計
９ 測温部
１０ 判定部
1
6 Gas cleaning devices 7a to 7f
Claims (3)
前記高炉ダストキャッチャーの内部の温度を測定する温度計を備え、
前記温度計の測定値より、所定時間当たりの温度変化量を算出し、前記温度変化量と予め設定した規定値とを比較して、前記温度変化量が前記規定値よりも少ない状態が一定時間以上継続したときに、前記温度計の位置に高炉ダストが有ると判定することを特徴とする、高炉ダスト堆積レベルの検出方法。 A method for detecting a blast furnace dust accumulation level in a blast furnace dust catcher,
A thermometer for measuring the temperature inside the blast furnace dust catcher,
The temperature change amount per predetermined time is calculated from the measured value of the thermometer, and the temperature change amount is compared with a preset specified value, and the state where the temperature change amount is less than the specified value is a predetermined time. A method for detecting a blast furnace dust accumulation level, characterized in that it is determined that blast furnace dust is present at the position of the thermometer when the above is continued .
前記高炉ダストキャッチャーの内部の温度を測定する温度計と、
前記温度計の測定値より、所定時間当たりの温度変化量を算出し、前記温度変化量と予め設定した規定値とを比較して、前記温度変化量が前記規定値よりも少ない状態が一定時間以上継続したときに、前記温度計の位置に高炉ダストが有ると判定する判定部と、を有することを特徴とする、高炉ダスト堆積レベルの検出装置。 An apparatus for detecting a blast furnace dust accumulation level in a blast furnace dust catcher,
A thermometer for measuring the temperature inside the blast furnace dust catcher;
The temperature change amount per predetermined time is calculated from the measured value of the thermometer, and the temperature change amount is compared with a preset specified value, and the state where the temperature change amount is less than the specified value is a predetermined time. A blast furnace dust accumulation level detection device, comprising: a determination unit that determines that blast furnace dust is present at the position of the thermometer when continuing .
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