JPWO2019189025A1 - 高炉設備および高炉の操業方法 - Google Patents
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Abstract
Description
高炉の操業では、炉頂部での装入物分布を適正な状態に維持することが重要であり、装入物分布が適正でないとガス流分布の不均一化、ガス通気性の低下、還元効率の低下などにより、生産性の低下や操業の不安定化を招く。換言すると、ガス流分布を適正に制御することにより、高炉操業の安定化を図ることが可能となる。
また、どちらの方法とも、装入物の降下速度の影響が考慮されておらず、この点でも改善の余地が残っていた。
1.高炉の炉頂から炉内へ原料を装入する旋回シュートと、
前記旋回シュートを介して炉内に装入された装入物の表面プロフィールを測定するプロフィール測定装置と、
前記旋回シュートの傾動角を制御する傾動角制御装置と、
を備え、
前記プロフィール測定装置は、前記炉頂に設置され前記炉内の装入物表面までの距離を計測する電波式の距離計および、該距離計の検出波を前記高炉の周方向に走査して得られる前記装入物表面までの距離に関する、前記炉内全域にわたる距離データに基づいて前記装入物の表面プロフィールを導出するとともに、得られた表面プロフィールに基づいて前記旋回中の旋回シュートの傾動角変更を前記傾動角制御装置へ指令する演算器、前記旋回中の旋回シュートの旋回速度の変更を前記速度制御装置へ指令する演算器および、前記旋回中の旋回シュートに供給する装入物の供給速度の変更を前記速度制御装置へ指令する演算器、のいずれか1以上を有する高炉設備。
前記プロフィール測定装置により、前記装入物の表面プロフィールを導出し、該導出した表面プロフィールまたは表面プロフィールから導出される装入物の降下速度のばらつきもしくは鉱石層厚比のばらつきが所定値以上である場合は、前記旋回シュートを介して装入される鉱石およびコークスのいずれか少なくとも一方の装入位置と、前記旋回シュートを介して装入される鉱石およびコークスのいずれか少なくとも一方の装入速度と、のいずれか1以上を調整する高炉操業方法。
すなわち、本発明の高炉設備は、高炉本体1の炉頂部にコークスを含めた鉱石などの原料を炉内に装入する旋回シュート2と、炉内に熱風および微粉炭を吹き込む複数の羽口3と、旋回シュート2を介して炉内に装入された装入物4の表面プロフィールを測定するプロフィール測定装置5と、旋回シュート2の傾動角を制御する傾動角制御装置6とを備える。さらに、旋回シュート2の旋回速度を制御する旋回速度制御装置を備える。また、炉頂に設けられたホッパーと旋回シュート2との間には装入物の供給速度を制御する装入物供給速度制御装置を備える。装入物供給量制御装置の例としては、装入物の流路に設けられたゲート弁の開度を制御する機構が挙げられる。
また、収納室56内に、アンテナ52と対向するようにして検出波反射板53が配置されている。収納室56の外側(高炉本体1の外側)には検出波反射板53を回動させるための駆動装置57が配置され、その回転駆動軸58がケーシング55を貫通し、その先端に検出波反射板53が支持されている。
アンテナ52としては、パラボラアンテナ、ホーンアンテナなどを用いることができる。なお、これらのなかでは、レンズ付きホーンアンテナが指向特性に優れているので特に好ましい。
検出波反射板53は、例えば、ステンレス鋼などの金属材からなり、形状は限定しないが、通常は円形である。検出波反射板53を駆動装置57の回転駆動軸58で回転させることにより、アンテナ52からその中心軸方向に送信され、検出波反射板53で反射する検出波の放射方向を直線状に走査させることができる。そして、検出波反射板53と回転駆動軸58の角度αを変更することによって、走査する直線の位置を任意に変えることができる。具体的には、回転駆動軸58の回転により検出波送信方向に対して横方向の直線走査が可能になり、角度αの変更によって検出波送信方向に対して前後方向の直線走査が可能になる。この機構を介して、回転駆動軸58の回転角度と検出波反射板53の角度を同時に調整することにより、検出波の放射方向を高炉内の周方向に走査することができる。
このプロフィール測定装置は、検出波送受信器50で受信して検出したデータに基づきアンテナ52から炉内装入物表面までの距離を算出し、さらに、この距離データから炉内装入物表面のプロフィールを求める演算器5bを有している。
また、検出波を周方向に走査させる代わりに、高炉装入物全体の表面形状を求め、その中から周方向の位置の情報を抽出して、周方向のプロフィールを求めてもよい。
装入物が落下する位置は、旋回シュートの傾動角や旋回速度、また装入物の物性や落下速度を考慮して、公知の方法で落下軌跡を計算することで、より正確に推定することができる。
この関係を利用して、装入物の降下速度が大きい位置では、降下速度を小さくするためにコークスの装入量を増やすか、または鉱石の装入量を下げる(すなわち、鉱石層厚比を下げる)アクションを行う。コークス装入量を増やすアクションと鉱石装入量を下げるアクションの両方を行っても良い。降下速度を上げたい場合はその逆のアクションをとる。また、装入物プロフィールの分布において、装入物表面の位置が高い場合は、降下速度を上げるアクションをとる。
2 旋回シュート
3 羽口
4 装入物
5 プロフィール測定装置
5a 距離計
5b 演算器
6 傾動角制御装置
Claims (5)
- 高炉の炉頂から炉内へ原料を装入する旋回シュートと、
前記旋回シュートを介して炉内に装入された装入物の表面プロフィールを測定するプロフィール測定装置と、
前記旋回シュートの傾動角を制御する傾動角制御装置と、
を備え、
前記プロフィール測定装置は、前記炉頂に設置され前記炉内の装入物表面までの距離を計測する電波式の距離計および、該距離計の検出波を前記高炉の周方向に走査して得られる前記装入物表面までの距離に関する、前記炉内全域にわたる距離データに基づいて前記装入物の表面プロフィールを導出するとともに、得られた表面プロフィールに基づいて前記旋回中の旋回シュートの傾動角変更を前記傾動角制御装置へ指令する演算器、前記旋回中の旋回シュートの旋回速度の変更を前記速度制御装置へ指令する演算器および、前記旋回中の旋回シュートに供給する装入物の供給速度の変更を前記速度制御装置へ指令する演算器、のいずれか1以上を有する高炉設備。 - 前記プロフィール測定装置は、前記装入物の表面プロフィールに基づいて前記装入物の降下速度を前記高炉の全周にわたって算出する演算器をさらに備える請求項1に記載の高炉設備。
- 請求項1または請求項2に記載の高炉設備を用いて、前記旋回シュートから鉱石およびコークスを炉内へ装入して行う、高炉の操業方法であって、
前記プロフィール測定装置により、前記装入物の表面プロフィールを導出し、該導出した表面プロフィールまたは表面プロフィールから導出される装入物の降下速度のばらつきもしくは鉱石層厚比のばらつきが所定値以上である場合は、前記旋回シュートを介して装入される鉱石およびコークスのいずれか少なくとも一方の装入位置と、前記旋回シュートを介して装入される鉱石およびコークスのいずれか少なくとも一方の装入速度と、のいずれか1以上を調整する高炉操業方法。 - 前記装入位置の調整は、前記旋回シュートの傾動角を旋回中に変更し、旋回シュートの旋回毎に前記表面プロフィールを調整する請求項3に記載の高炉操業方法。
- 前記装入速度の調整は、前記旋回シュートを旋回中に行う、請求項3または請求項4に記載の高炉操業方法。
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