JPS5849613B2 - Method for measuring conditions inside blast furnaces - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉々内状況測定法に係り、詳しくは、高炉々
内の融着帯の位置、形状等を操業中に測定し、高炉々内
を定量化して最適状況で操業できる高炉々内状況測定法
に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for measuring conditions inside blast furnaces, and more specifically, measures the position, shape, etc. of the cohesive zone inside blast furnaces during operation, quantifies the inside of blast furnaces, and determines the optimal situation. This relates to a method for measuring conditions inside blast furnaces that can be operated in

一般に、高炉々内では炉頂より装入された原料がある位
置まで降下したところで軟化融着する。Generally, in blast furnaces, the raw material charged from the top of the furnace softens and fuses when it descends to a certain position.

この融着帯は１０００〜１６００℃程度の高温であって
、その形状によって燃料化、炉内ガス分布（通気性）、
その他炉況が大きく支配される。This cohesive zone has a high temperature of about 1000 to 1600℃, and depending on its shape, it can be used as fuel, gas distribution in the furnace (air permeability), etc.
Other furnace conditions are largely controlled.

しかし、融着帯の形状を操業中に実際に把握することが
困難であって、操業は必ずしも適正状態に保持されてい
るとは限らない○ すなわち、炉内状況は、通常、高炉の解体調査によって
初めて知ることができるものであるが、この調査では実
際操業時の炉内状況を知ることはできない。However, it is difficult to actually grasp the shape of the cohesive zone during operation, and operations are not always maintained in an appropriate state. This is something that can be known for the first time through this survey, but this survey does not allow us to know the situation inside the reactor during actual operation.

また、高炉解体調査の結果は冷却後の状態を示し、とく
に、その冷却状態に至るまでの過程では相当の炉内の状
況変化があることがおしはかられ、その解体調査の結果
をそのまま操業データーとして使うのには問題な部分が
多い。In addition, the results of the blast furnace dismantling survey indicate the state after cooling, and it is believed that there are considerable changes in the conditions inside the furnace during the process leading up to the cooling state, so the results of the dismantling survey are not used as operational data. There are many problems in using it.

また、炉内状況を知るためには、高炉の炉壁周辺部には
温度計や圧力計、層圧測定器などが設けられ、ストック
ラインの上方には、プロフィールメータや炉頂ガスサン
プラー、固定温度ゾンデなどが設けられているが、これ
ら測定器によって測定されるのは、炉内原料の外周の状
態であって、この測定値から炉内状況を予測するのには
自から限界がある。In addition, in order to know the situation inside the furnace, thermometers, pressure gauges, bed pressure measuring instruments, etc. are installed around the furnace wall of the blast furnace, and above the stock line, there are profile meters, top gas samplers, fixed Temperature probes and the like are installed, but what these measuring instruments measure is the condition of the outer periphery of the raw material in the furnace, and there is a limit to predicting the condition inside the furnace from these measured values.

本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、高炉
々内の原料とともにセンサーコードを下降させ、このセ
ンサーコードにパルス信号を送って融着帯の位置、形状
等を把握し、その形状を制御して操業できる高炉々内状
況測定法を提案する。The present invention aims to solve the above-mentioned drawbacks. Specifically, the present invention lowers a sensor cord together with the raw material in the blast furnaces, sends a pulse signal to this sensor cord, and grasps the position, shape, etc. of the cohesive zone. We propose a method for measuring conditions inside blast furnaces that can be operated by controlling the shape.

すなわち、本発明法としてはセンサーコードとして光フ
ァイバーコードが有効なことに着目し、更に、これに光
パルス信号を送ると、光パルスは炉内のコークス、鉱石
等では光の一部が減衰されながらも反射されるが、融着
体に達すると、光が反射されなくなることに着目し、こ
れを有効に利用するものとして成立したものである。In other words, the method of the present invention focuses on the fact that an optical fiber cord is effective as a sensor cord, and furthermore, when a light pulse signal is sent to this, the light pulse is partially attenuated by coke, ore, etc. in the furnace. Although the light is also reflected, we focused on the fact that the light is no longer reflected when it reaches the fused body, and was established as a method to effectively utilize this fact.

また、炉内状況を光パルス信号によって炉外に取出すと
、その光は炉内でスペクトル分折でき、これにより溶融
反応状況が連続的に監視できる。Furthermore, when the inside of the furnace is extracted outside the furnace using a light pulse signal, the light can be spectrally analyzed within the furnace, and thereby the melting reaction situation can be continuously monitored.

以下、本発明法について詳しく説明する。The method of the present invention will be explained in detail below.

まず、第１図は本発明法によって高炉々内状況を測定す
る場合の一例を縦断面図として示す説明図であって、第
１図において原料１は高炉２の炉頂２ａから装入されて
炉内において堆積する。First, FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a case where the internal conditions of blast furnaces are measured by the method of the present invention as a longitudinal sectional view. In FIG. 1, raw material 1 is charged from the top 2a of blast furnace 2. Deposits in the furnace.

この高炉２の半径方向において複数本のセンサーコード
３を例えばシーブ４を介して垂直におろし、下降させる
。A plurality of sensor cords 3 are vertically lowered in the radial direction of the blast furnace 2 through, for example, a sheave 4 and lowered.

この際、高炉２内で原料１は操業の進行とともに降下し
、この降下に引きづられてセンサーコード３は除々に下
降する。At this time, the raw material 1 descends within the blast furnace 2 as the operation progresses, and the sensor cord 3 gradually descends due to this descent.

また、各センサーコード３は下降するにつれて加熱昇温
され、原料層中の融着帯５に達すると、その温度で各セ
ンサーコード３はその形状を保つことができず、溶融滴
下する。Further, each sensor cord 3 is heated and heated as it descends, and when it reaches the cohesive zone 5 in the raw material layer, each sensor cord 3 cannot maintain its shape at that temperature and melts and drips.

つまり、破断ずる。この場合、センサーコード３は融着
帯５の温度は、例えば、最高で１６００℃程度若しくは
それに近い温度で溶融する物質から構或する。In other words, it will break. In this case, the sensor cord 3 is made of a material that melts at the temperature of the cohesive zone 5, for example, at a maximum of about 1600° C. or a temperature close to it.

また、このように複数本のセンサーコード３を高炉の半
径方向に受けて下降させる場合、通常は、各センサーコ
ード３は個別的に、例えばドラム６に巻きつけておき、
原料の摩擦力によって原料１の降下とともに、順次自動
的に供給できるよう構成すれば十分である。Further, when a plurality of sensor cords 3 are received in the radial direction of the blast furnace and lowered in this way, each sensor cord 3 is usually individually wound around, for example, the drum 6.
It is sufficient that the raw material 1 is configured to be automatically supplied sequentially as it descends due to the frictional force of the raw material.

次に、上記の通りに下降された各センサーコード３に対
し、スキャナー１を介してパルス発振器８から光パルス
信号（以下、単にパルス信号という。Next, a light pulse signal (hereinafter simply referred to as a pulse signal) is sent from the pulse oscillator 8 via the scanner 1 to each sensor cord 3 lowered as described above.

）を送る。このようにパルス信号を送って先端までで反
射されて反射光のなぐなるまでの時間を測定器９で求め
ると、センサーコード３の垂直部分の長さが求められ融
着帯の位置、形状が把握できる。). When a pulse signal is sent in this way and the time taken for the reflected light to be smoothed out after being reflected at the tip is determined using the measuring device 9, the length of the vertical portion of the sensor cord 3 can be determined, and the position and shape of the cohesive zone can be determined. I can understand it.

すなわち、各センサーコード３を下降させて先端が融着
帯５の近傍に達すると溶融し、例えば、×点で切断した
状態になる。That is, when each sensor cord 3 is lowered and its tip reaches the vicinity of the cohesive zone 5, it melts and becomes in a state where it is cut at, for example, an x point.

この場合、原料層の中で融着帯５は移動するが、その移
動に従って高温帯域も移動するため、Ｘ点に移動し、つ
まり、Ｘ線によって融着帯５の移動軌跡がスキャニング
されることになる。In this case, the cohesive zone 5 moves in the raw material layer, and the high temperature zone also moves along with the movement, so it moves to the X point, that is, the movement trajectory of the cohesive zone 5 is scanned by X-rays. become.

従って、各センサーコード３の垂直長さにより融着帯５
の位置が求められるほか、複数本のセンサーコード３の
垂直位置全体から融着帯５の形状が求められる。Therefore, depending on the vertical length of each sensor cord 3, the cohesive zone 5
In addition to finding the position, the shape of the cohesive zone 5 is also found from the entire vertical position of the plurality of sensor cords 3.

また、各センサーコード３は第２図に示す如く、その中
心部の光ファイバー３ａの外側に金属パイプ３ｂを設け
て、この金属パイプ３ｂと光ファイバー３８の間には、
不定形耐火物等の充填物３Ｃを配置して構或し、更に、
外側を保護する金属パイプ３ｂは、屈曲性を持たせるた
めに、コルゲート状に構成するのが好ましい。Furthermore, as shown in FIG. 2, each sensor cord 3 is provided with a metal pipe 3b outside the optical fiber 3a at its center, and between the metal pipe 3b and the optical fiber 38,
A filler 3C such as a monolithic refractory may be arranged, and further,
The metal pipe 3b that protects the outside is preferably constructed in a corrugated shape in order to have flexibility.

次に、上記構成の各センサーコード３においてその上端
から、例えば光パルスを中心の光ファイバ−３ａ内に入
力させる。Next, for example, a light pulse is input into the central optical fiber 3a from the upper end of each sensor cord 3 having the above configuration.

このようにすると、光パルスはファイバーの長さ方向の
各点で光の一部？減衰しながら反射してくる。In this way, the optical pulse is a portion of the light at each point along the length of the fiber? It is reflected while attenuating.

そして×点でその反射がなくなる。Then, at the x point, the reflection disappears.

更に詳しく説明すると、第３図は各センサーコードの垂
直長さ測定機構の説明図であり、第４図はその測定例の
グラフであって、例えば、パルス発生器８から光パルス
を送ると、第４図に示す如くピークがあらわれ、その光
パルス１０の入力時刻ｔ１と反射光がなくなった点での
時刻ｔ２との差１ｏ（＝１２−１）を計測器９にて検出
すると、容易にセンサーコード３の垂直長さを算出でき
る。To explain in more detail, FIG. 3 is an explanatory diagram of the vertical length measuring mechanism of each sensor cord, and FIG. 4 is a graph of an example of the measurement. For example, when a light pulse is sent from the pulse generator 8, As shown in FIG. 4, a peak appears, and when the measuring instrument 9 detects the difference 1o (=12-1) between the input time t1 of the optical pulse 10 and the time t2 at which the reflected light disappears, it is easy to The vertical length of sensor cord 3 can be calculated.

この際、実際には勿論ドラム６に巻かれている部分の長
さまで含めて求められるが、その部分の長さは後に補正
すれば容易に×点リレベルは連続的に把握できる。At this time, the length of the portion wound around the drum 6 is of course included in the calculation, but if the length of that portion is corrected later, the X point relevel can be easily grasped continuously.

また、各センサーコード別にそれぞれパルス発生器８や
計測器９を複数個設けることができるが、通常はスキャ
ナー７を介在させると、パルス発生器８、計測器９は一
つ設ければ良い。Furthermore, a plurality of pulse generators 8 and measuring instruments 9 can be provided for each sensor code, but normally, if the scanner 7 is interposed, only one pulse generator 8 and one measuring instrument 9 need be provided.

また、センサーコード３は、例えば、第１図に示す如く
、半径方向で複数ケ所下降させて測定する如く、高炉２
の円周方向にわたって多くのセンターコード３を下降さ
せると、各センサーコードの×点の位置から融着帯５の
形状は立体的にとられることができる。Further, the sensor cord 3 is connected to the blast furnace 2, for example, as shown in FIG.
When many center cords 3 are lowered in the circumferential direction of the sensor cord, the shape of the cohesive zone 5 can be formed three-dimensionally from the position of the X point of each sensor cord.

また、上記の如く複数本のセンサーコード３はシーブ４
を介して下降させる場合、各シーブ４はプッシュ１２な
らびに軸１３を介し、第５図、第６図、第１図ならびに
第８図で示す如く、固定梁１４に支持するのが好ましい
。Also, as mentioned above, the plurality of sensor cords 3 are connected to the sheave 4.
When the sheave 4 is lowered via a pusher 12 and a shaft 13, it is preferable to support it on a fixed beam 14, as shown in FIGS. 5, 6, 1 and 8.

すなわち、固定梁１４は高炉２の炉体ゐ管座１５に通常
固着させ、各センサーコード３はガイド車輪１６、プッ
シュ１１、軸１８によって炉外からシーブ４までガイド
させるよう構成する。That is, the fixed beam 14 is normally fixed to the tube seat 15 of the furnace body of the blast furnace 2, and each sensor cord 3 is configured to be guided from outside the furnace to the sheave 4 by a guide wheel 16, a pusher 11, and a shaft 18.

また、固定梁１４は高温にさらされるため、水冷構造に
構或するのが好ましく、更に、固定梁１４の上方には原
料落下の直撃を避けるために、ストーンボックス１９等
を形或するのが好ましい。Furthermore, since the fixed beam 14 is exposed to high temperatures, it is preferable to have a water-cooled structure, and furthermore, it is preferable to form a stone box 19 or the like above the fixed beam 14 in order to avoid direct impact from falling raw materials. preferable.

また、センサーコードの各ドラム６においてそのドラム
は第９図に示す如く、各センサーコード３別にそれぞれ
ドラム５ａ，５ｂ，（ｉｃ，（ｉｄを設けるのが好まし
く、このように構或すると、複数本のセンサーコード３
は各ドラム（ｌｉａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに巻きつけてお
き、各々自由な供給速度で下降できる。Further, as shown in FIG. 9, each drum 6 of the sensor cord is preferably provided with drums 5a, 5b, (ic, (id), respectively, for each sensor cord 3. With this structure, a plurality of drums 5a, 5b, (ic, (id) are provided for each sensor cord 3, respectively. sensor code 3
is wound around each drum (lia, 6b, 6c, 6d) and can be lowered at a free feeding speed.

以上詳しく説明した通り、本発明は高炉々内の原料とと
もに複数本のセンサーコードを下降させ、各センサーコ
ードにパルス信号を送って融着帯の位置、形状を把握す
るものである。As explained in detail above, the present invention involves lowering a plurality of sensor cords together with the raw materials in the blast furnaces, and sending pulse signals to each sensor cord to ascertain the position and shape of the cohesive zone.

従って、高炉の性能を最大限に発揮させるために、融着
帯形状はコントロールでき、連続的にその形状を感知し
て操業することが可能である。Therefore, in order to maximize the performance of the blast furnace, the shape of the cohesive zone can be controlled and the shape can be continuously sensed for operation.

また、これによって、燃料比を大巾に下げることも出来
、棚落ちなどを事前に感知でき、炉況の安定化に大きく
寄与できる。In addition, this allows the fuel ratio to be significantly lowered, allowing for advance detection of shelving, etc., and making a significant contribution to stabilizing furnace conditions.

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明法によって高炉々内状況を測定する場合
の一例を示す縦断面図、第２図はセンサーコードの一例
の横断面図、第３図は各センサーコードの垂直長さ測定
機構の説明図、第４図はその測定例のグラフ、第５図は
複数個のセンサーコード固定態様の一例の縦断面図、第
６図は第５図におけるＡ−Ａ線上の横断面図、第７図は
第５図におけるＢ−Ｂ線上の横断面図、第８図は第５図
におけるＣ−Ｃ線上の横断面図、第９図はセンサーコー
ドのドラムの一例の説明図である。 符号１・・・・・・原料、２・・・・・・高炉、３・・
・・・・センサーコード、３ａ・・・・・・光ファイバ
ー、３ｂ・・・・・・金属パイプ、３Ｃ・・・・・・充
填物、４・・・・・・シーブ、５・・・・・・融着帯、
６・・・・・・ドラム、１・・・・・・スキャナー、８
・・曲発振器、９・・・・・・計測器、１０・・・・・
・光パルス、１１・・・・・・ピーク、１２・・・・・
・プッシュ、１３・・・・・・軸、１４・・・・・・固
定梁、１６・・・・・・車輪、１７・・・・・・プッシ
ュ、１８・・・・・・軸、１９・・・・・・ストーンボ
ックス。[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of measuring conditions inside blast furnaces by the method of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view of an example of a sensor cord, and Fig. 3 is a cross-sectional view of each sensor. An explanatory diagram of the vertical length measuring mechanism of the cord, FIG. 4 is a graph of an example of its measurement, FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of an example of a mode of fixing a plurality of sensor cords, and FIG. 6 is A-A in FIG. 5. 7 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 5, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line C-C in FIG. 5, and FIG. 9 is an example of a sensor cord drum. FIG. Code 1...Raw material, 2...Blast furnace, 3...
...Sensor code, 3a...Optical fiber, 3b...Metal pipe, 3C...Filling, 4...Sheave, 5...・Cohesive zone,
6...Drum, 1...Scanner, 8
...Song oscillator, 9...Measuring instrument, 10...
・Light pulse, 11...Peak, 12...
・Push, 13... Axis, 14... Fixed beam, 16... Wheel, 17... Push, 18... Axis, 19 ...Stone box.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 高炉々内において原料の降下とともに融着帯の温度
で溶融する光ファイバーコードを下降させ、このコード
に光パルス信号を送って、その反射光を連続的に測定し
、パルス信号の入力時から反射光のなくなるまでの時間
から融着体の位置、形状等を把握することを特徴とする
高炉々内状況測定法０1 In the blast furnaces, an optical fiber cord that melts at the temperature of the cohesive zone is lowered as the raw materials descend, and an optical pulse signal is sent to this cord, and the reflected light is continuously measured. A method for measuring conditions inside blast furnaces that is characterized by determining the position, shape, etc. of the fused body from the time until the light disappears