(57)【要約】【課題】ベルレス高炉において、コンベア上での原料の載置順序と、炉頂バンカーからの原料の排出順序等との関係を把握することのできる原料装入状況の把握方法を提供する。【解決手段】高炉炉頂に分配シュートを有するベルレス高炉における原料装入状況の把握方法において、高炉に原料を搬送するコンベア上の原料中に、互いにＩＤ情報の異なるＲＦＩＤタグを配置し、炉頂バンカーから排出される前記ＲＦＩＤタグのＩＤ情報を炉頂バンカーの排出口またはその下方に下部ＩＤ情報検出端を配設した下部タグ検出機構によって検出し、前記コンベア上における前記ＲＦＩＤタグの配列順序と、前記下部タグ検出機構によって検出された前記ＲＦＩＤタグの前記バンカーからの排出順序とを用いて前記原料の装入状況を把握する。この結果を用いて、原料分布の最適化を図り、高炉操業の適正化を図ることができる。【選択図】図２
2010007178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉頂に分配シュートを有するベルレス高炉における原料装入状況の把握方法において、
高炉に原料を搬送するコンベア上の原料中に、互いにＩＤ情報の異なるＲＦＩＤタグを配置し、炉頂バンカーから排出される前記ＲＦＩＤタグのＩＤ情報を炉頂バンカーの排出口またはその下方に下部ＩＤ情報検出端を配設した下部タグ検出機構によって検出し、
前記コンベア上における前記ＲＦＩＤタグの配列順序と、前記下部タグ検出機構によって検出された前記ＲＦＩＤタグの前記バンカーからの排出順序とを用いて前記原料の装入状況を把握することを特徴とするベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。
【請求項２】
前記炉頂バンカーから１バッチで排出されるコンベア上の原料に、前記ＲＦＩＤタグを、予め記録した前記ＩＤ情報の順序で等間隔に配置することを特徴とする請求項１に記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。
【請求項３】
前記原料を前記コンベア上に排出する前に、原料槽に貯蔵された原料中に前記ＲＦＩＤタグを混入させるとともに、前記ＲＦＩＤタグの前記コンベア上における配置順序を、ＲＦＩＤタグを前記原料とともにコンベアから炉頂バンカーに装入する際に、炉頂バンカーの装入部またはその上方に上部ＩＤ情報検出端を配設した上部タグ検出機構によって検知することを特徴とする請求項１に記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。
【請求項４】
前記原料が粒度分布幅を有し、前記ＲＦＩＤタグが前記粒度分布幅内の複数種類の粒度に形成されるとともに、前記ＩＤ情報に前記粒度の情報が含まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。
【請求項５】
前記原料が複数種類の原料からなり、前記ＲＦＩＤタグのＩＤ情報にそれぞれの原料の種類の情報が含まれるとともに、前記コンベア上において、ＩＤ情報に含まれる原料種類の情報に対応した原料に前記ＲＦＩＤタグを配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。
【請求項６】
前記複数種類の原料の密度がそれぞれ異なり、前記ＲＦＩＤタグを前記各密度の原料と同じかまたは近似する密度の物質で被覆することを特徴とする請求項５に記載のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の原料装入状況の把握方法を用いて、着目原料の炉頂バンカーからの排出タイミングを前記ＲＦＩＤタグにより検知し、前記ＲＦＩＤタグの全数の検知期間が全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対して９０％以上となるように、装入順序変更により、前記炉頂バンカー内での該着目原料の配置を変更することを特徴とする高炉の操業方法
【請求項８】
請求項７に記載の高炉の操業方法において、下記（１）式で定義される、検知された該着目原料の炉頂バンカーからの排出頻度の時間偏差を、０．４以下とすることを特徴とする高炉の操業方法
【数１】
2010007178.tif 000011
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルレス装入装置を有する高炉（以下、「ベルレス高炉」ともいう）への原料装入状況の把握方法および高炉の操業方法に関し、詳しくは、原料の高炉内における分布制御の精度を向上させることが可能なベルレス高炉における原料装入状況の把握方法、およびこの原料装入状況の把握方法を用いた高炉の操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高炉操業においては、高炉の炉頂から、原料である塊鉱石、焼結鉱、ペレット等の鉱石とコークスとを交互に装入して、層状に堆積させる。高炉の羽口から吹き込まれる熱風により、高炉内の炉下部に堆積したコークスがガス化し、消滅することにより、また、鉱石が溶融し、滴下することにより、高炉内の原料は降下し、層高は低下していく。そのため、この層高を常時ほぼ一定の高さに維持するように、炉頂から鉱石およびコークスを交互に装入する。
【０００３】
図１は、従来のベルレス高炉の上部およびベルレス高炉に原料を装入する装置の構成を示す図である。図１を用いて、ベルレス高炉における原料の装入について説明する。高炉１０の上部には傾動角（シュートの長手方向軸と鉛直線とのなす角度）が変更可能であり、且つ旋回する分配シュート１２が設けられている。高炉１０の上部には、高炉１０の炉体に近い方から順に、集合ホッパー１３、炉頂バンカー１４および原料装入部１５が設けられている。炉頂バンカー１４は集合ホッパー１３の上方に通常２個並立されているが、３個並立されたり、垂直２段に配置されることもある。原料装入部１５の上部には、コンベア１６の端部（搬送方向下流側の端部）が配置されており、コンベア１６の他端（搬送方向上流側の端部）の上方には、鉱石２１またはコークス２３（以下、総称して「原料２０」ともいう）が種類毎に貯蔵された原料槽１７が配置されている。以下、炉頂バンカーおよび分配シュートは、それぞれ単に、「バンカー」および「シュート」ともいう。
【０００４】
所定の装入量に応じて原料槽１７からコンベア１６上に排出された原料２０は、コンベア１６によって原料装入部１５の上部に搬送される。搬送された原料２０は、原料装入部１５内に落下し、炉頂バンカー１４に一旦蓄えられた後、集合ホッパー１３を経て、分配シュート１２を介して高炉１０内に装入される。
【０００５】
通常、高炉１０内に原料２０を装入する際には、鉱石２１とコークス２３を一括して装入するのではなく、鉱石２１とコークス２３を、炉頂バンカー１４を通じて交互に、複数回に分割して装入している。この原料２０の分割単位をバッチと称する。ベルレス高炉では、１バッチの装入途中で分配シュート１２の傾動角を変更して、高炉１０内への原料２０の装入位置を変化させる。
【０００６】
今日の高炉操業においては、生産効率の向上、資源の節約および地球環境問題から、炉内通気性の確保と反応効率の向上の両立が重要な課題である。これら、通気性の確保および反応効率の向上には、高炉内における半径方向の原料の堆積状態、すなわち高炉内部における装入物の分布を適切に制御することが有効である。
【０００７】
高炉内部における装入物の分布を制御する方法としては、上述の、分配シュートの傾動角の変更に加えて、以下の方法が適宜併用される。その方法としては、高炉内に装入される原料の粒径を、常に平均粒径となるように均一化するのではなく、その経時変化を適切に制御する方法や、コークスを適度に混合した鉱石層を、高炉内の適切な半径方向位置に装入する方法が挙げられる。これは、一般に高炉操業においては、炉内の中心部に装入する原料の粒径が大きいほど、通気性の確保に有利であり、操業が安定することや、鉱石層内にコークスが存在することにより、鉱石の還元反応が促進されることなどの知見を背景としている。
【０００８】
上述のような、装入物の分布制御のために、原料槽からコンベア上に原料を排出する際に、原料の粒径や種類、鉱石とコークスとの混合比率を時系列的に変化させる方法が従来からとられている。しかし、コンベア上に積載された原料の順序と、バンカーから排出され、高炉に装入される原料の順序とは、必ずしも一致しないことが知られている。その理由は、以下のように考えられている。
【０００９】
まず、コンベアからバンカーに原料が装入される際に、粒径の大きい原料や、鉱石とコークスとの混合物中のコークスのように、密度の小さい原料は、粒度偏析や密度偏析により、バンカーの外周部（側壁部）に堆積する。そして、装入された原料をバンカーから排出する際には、原料は粉粒体であるため、バンカーの排出口直上部では流下速度が速く、側壁部近辺では流下速度が遅くなる、「ファンネルフロー」という現象が生じる。
【００１０】
したがって、この粒度偏析、密度偏析およびファンネルフローのため、バンカーの排出口直上部に堆積した比較的粒径の小さい原料や、密度の大きい原料は、バンカーの外周部に堆積した比較的粒径の大きい原料や、密度の小さい原料よりも、早期に排出される傾向がある。
【００１１】
そのため、ベルレス高炉においては、目的とする特定原料が目的とするタイミングでバンカーから排出されるようにバンカーへの原料の装入を制御することが、炉内での原料の分布制御を行う上で重要であると同時に難しい課題でもある。
【００１２】
炉内での原料の分布制御を行うための原料の装入方法の指針を得る方法としては、例えば、非特許文献１には、落下する焼結鉱石またはコークス等の粒子にマイクロ波を放射して、粒子からの散乱電力により粒度を測定する方法が開示されている。
【００１３】
特許文献１には、高炉内に装入された鉱石やコークス等からなる粒状性物体の表面に、その粒状性物体の粒径に近い波長を有する電磁波を所定の入射角度で入射させて、その粒状性物体の表面から反射した反射波のうち、強度が最大となる反射角度を求めることにより粒状性物体の粒度を推定する方法が開示されている。
【００１４】
また、特許文献２には、高炉の炉頂バンカーの下方において、交流電流を印加した中空のコイルを、高炉内へ落下装入される原料がその内部を通過するように配置し、原料の通過時にコイルに発生する出力電圧にもとづいて高炉に装入される原料の混合率を計測する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平５−５２７３７号公報（特許請求の範囲および段落［００１４］〜［００２２］）
【特許文献２】特開２００７−１５５５７０号公報（特許請求の範囲、段落［００２３］、［００２４］および図６）
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】白川芳幸、外４名、「マイクロ波によるオンライン粒度計測技術の開発，実用化」、製鉄研究、新日本製鐵株式会社、１９９０年、第３３９号、ｐ．８−１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、いずれの文献に記載された方法も、コンベア上における原料の積載順序と、バンカーから排出される原料の順序や、粒度、原料中の鉱石とコークスの混合比率の時間変化との、直接的な対応関係を決定することはできない。
【００１８】
バンカーから排出される原料の順序や粒度、原料中の鉱石とコークスの混合比率が判明すれば、シュートの角度との関係からその原料が高炉内のどの位置に装入されたか推測でき、これに基づいて高炉の操業条件の最適化を図ることができる。そのため、コンベア上への積載順序等の原料の高炉への装入条件と、バンカーから排出される原料の順序や粒度、鉱石とコークスの混合比率の時間変化との関係を把握することが求められている。しかし、これらの関係の把握は、上述のように従来の技術では困難であった。このため、上述のような高炉の操業条件の最適化を図ることも困難であった。
【００１９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、高炉の操業条件の最適化を図るため、装入コンベア上の原料の積載順序と、炉頂バンカーから排出される原料の順序や粒度、鉱石とコークスの混合比率の時間変化との関係を精度良く把握し、その結果に基づいてコンベア上の原料の積載順序や炉頂バンカーから排出される原料の順序を制御することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
近年、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる、電波による非接触通信とＩＣチップとを利用した認証（認識）技術が次第に普及してきている。
【００２１】
ＲＦＩＤを用いれば、タグやラベル状に加工されたアンテナ付きＩＣチップ（ＲＦＩＤタグ、以下単に「タグ」ともいう）を人や物に付与し、タグに個別に記憶された情報（ＩＤ情報、以下、単に「ＩＤ」ともいう）をタグリーダと呼ばれる装置で読みとることにより、個人認証や物体認識を行うことが可能である。ＲＦＩＤは電波による非接触通信を利用するため、従来から行われているバーコードによるＩＤ認識と比べて、汚れに強く、且つ対象から離れて認識や認証を行うことができる点で優れている。
【００２２】
ＲＦＩＤタグには、パッシブ方式とアクティブ方式の２方式が存在する。パッシブ方式のタグは、タグリーダからの電波（ＵＨＦ帯やマイクロ波帯）をエネルギー源として動作し、電池を内蔵する必要がないため、小型且つ安価である。パッシブ方式のタグのＩＤ情報は、タグのアンテナがタグリーダからの電波の一部を反射した電波（反射波）によって搬送される。反射波の強度は非常に小さいため、後述するアクティブ方式に比べて受信距離が短く、また、タグリーダは、タグからの非常に微弱な反射波を受信し、解読するため、比較的高出力の電波を供給しなければならない。しかも、その電波を利用するには電波法に従って電波局への申請が必要である。しかし、小型且つ安価であること、およびほぼ恒久的に作動するというメリットがあり、実操業での連続的な監視に適用可能である。
【００２３】
一方、アクティブ方式のタグは、内蔵した電池をエネルギー源として動作し、タグ自身が電波を発する。そのため、通信距離を１０〜１００ｍと長く取ることができ、且つその電波は通常の使用範囲では電波法による申請が不要というメリットがある。しかし、タグが高価というデメリットがある。
【００２４】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、このＲＦＩＤタグを用いることを検討した。その結果、互いにＩＤが異なったＲＦＩＤタグを、コンベア上に積載された原料中にトレーサーとして配置または混入させ、高炉の炉頂バンカーの排出口以降で検出することにより、コンベア上での原料の積載順序と、バンカーから排出される順序とを関連付けることが可能になるとの知見を得た。つまり、意図した炉内装入物分布を得ることができる、コンベア上における原料積載順序を容易に決定することが可能となることが判明した。
【００２５】
本発明は、上記の知見に基づきなされたものであり、下記のベルレス高炉における原料装入状況の把握方法と、この把握結果に基づくベルレス高炉の操業方法を要旨としている。
【００２６】
高炉炉頂に分配シュートを有するベルレス高炉における原料装入状況の把握方法において、高炉に原料を搬送するコンベア上の原料中に、互いにＩＤ情報の異なるＲＦＩＤタグを配置し、炉頂バンカーから排出される前記ＲＦＩＤタグのＩＤ情報を炉頂バンカーの排出口またはその下方に下部ＩＤ情報検出端を配設した下部タグ検出機構によって検出し、前記コンベア上における前記ＲＦＩＤタグの配列順序と、前記下部タグ検出機構によって検出された前記ＲＦＩＤタグの前記バンカーからの排出順序とを用いて前記原料の装入状況を把握することを特徴とするベルレス高炉における原料装入状況の把握方法。
【００２７】
本発明において、「ＩＤ情報」とは、ＲＦＩＤタグに個別に記憶された、英字や数字などの文字の配列からなる情報であり、数字のみからなるものの場合には、「ＩＤ番号」ともいう。また、「原料装入状況」とは、原料の装入順序、鉱石とコークスの混合比率を意味する。そして、「タグ検出機構」は、ＩＤ情報検出端とＲＦＩＤタグリーダにより構成されている。
【００２８】
上記ベルレス高炉における原料装入状況の把握方法において、炉頂バンカーから１バッチで排出されるコンベア上の原料に、ＲＦＩＤタグを、予め記録したＩＤ情報の順序で配置すると、ＲＦＩＤタグの、コンベア上における配列順序を検出するためのタグ検出機構を設ける必要がなくなるため、装置管理や費用の削減の面で好ましい。また、ＲＦＩＤタグをコンベア上の原料に等間隔に配置すると、原料装入状況について偏りのない情報を得ることができるため好ましい。
【００２９】
原料をコンベア上に排出する前に、原料槽に貯蔵された原料中にＲＦＩＤタグを混入させるとともに、ＲＦＩＤタグのコンベア上における配置順序を、ＲＦＩＤタグを原料とともにコンベアから炉頂バンカーに装入する際に、炉頂バンカーの装入部またはその上方に上部ＩＤ情報検出端を配設した上部タグ検出機構によって検知することとしてもよい。この場合、配置前にＲＦＩＤタグをＩＤ情報順に管理する必要がない。
【００３０】
前記原料が粒度分布幅を有し、前記ＲＦＩＤタグが前記粒度分布幅内の複数種類の粒度に形成されるとともに、前記ＩＤ情報に前記粒度の情報が含まれることによって、原料装入状況のうち、排出量の粒度ごとの時間変化、すなわち粒度の時間変化を把握することが可能となる。
【００３１】
前記原料が複数種類の原料からなり、ＲＦＩＤタグのＩＤ情報にそれぞれの原料の種類の情報が含まれるとともに、コンベア上において、ＩＤ情報に含まれる原料種類の情報に対応した原料にＲＦＩＤタグを配置することによって、各原料の装入状況、すなわち各原料の装入順序および混合比率を把握することが可能となる。そして、複数種類の原料の密度がそれぞれ異なる場合には、ＲＦＩＤタグを各密度の原料と同じかまたは近似する密度の物質で被覆することにより、より精度良く各原料の挙動を追跡し、混合比率を把握することが可能である。
【００３２】
また、上記方法を用いることにより、コンベア上の原料の積載順序と、炉頂バンカーから排出される原料の順序や粒度、鉱石とコークスの混合比率の時間変化との関係を精度良く把握することができるため、その把握結果に基づいて、これらの操作量を制御し、高炉の操業条件の適正化を図ることが可能である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、上記把握結果に基づいて、高炉の装入物分布条件の適正化を的確におこなうことにより、高炉の通気性、反応効率向上を図り、高炉の安定操業、および原料に占める還元材の割合を低減させる低還元材比操業に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来のベルレス高炉の上部およびベルレス高炉に原料を装入する装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る原料装入状況の把握方法を利用した、原料装入装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る原料装入状況の把握方法を利用した、原料装入装置の構成例を示す図である。
【図４】数値シミュレーションに用いた炉頂バンカー中の原料の配置条件を示す図である。
【図５】着目原料のバンカー排出挙動を示すグラフであり、同図（ａ）はｃａｓｅ１〜４、同図（ｂ）はｃａｓｅ５〜７についてのグラフである。
【図６】着目原料の炉頂装入物分布を示すグラフであり、同図（ａ）はｃａｓｅ１〜４、（ｂ）はｃａｓｅ５〜７についてのグラフである。
【図７】実施例１における試験方法および試験結果を示す図であり、同図（ａ）はコンベア上に配置された鉱石タグの炉頂バンカーへの装入および排出順序を示す模式図であり、（ｂ）はその検出結果を示すグラフである。
【図８】バンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数を示すグラフである。
【図９】実施例２に用いた原料装入装置の構成例を示す図である。
【図１０】実施例２における試験方法および試験結果を示す図であり、同図（ａ）は実施例２の検討用の原料列の構成を示す模式図であり、（ｂ）はバンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数を示すグラフである。
【図１１】実施例２における改善後の試験方法および試験結果を示す図であり、同図（ａ）は実施例２の改善後の原料列の構成を示す模式図であり、（ｂ）はバンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数を示すグラフである。
【図１２】実施例３の着目原料のバンカー排出タイミングの測定実験に用いた実験装置の構成図である。
【図１３】実施例３における着目原料のＲＦＩＤタグの検知タイミングのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の原料装入状況の把握方法は、上述の通り、高炉炉頂に分配シュートを有するベルレス高炉における原料装入状況の把握方法において、高炉に原料を搬送するコンベア上の原料中に、互いにＩＤ情報の異なるＲＦＩＤタグを配置し、炉頂バンカーから排出される前記ＲＦＩＤタグのＩＤ情報を炉頂バンカーの排出口またはその下方に下部ＩＤ情報検出端を配設した下部タグ検出機構によって検出し、前記コンベア上における前記ＲＦＩＤタグの配列順序と、前記下部タグ検出機構によって検出された前記ＲＦＩＤタグの前記バンカーからの排出順序とを用いて前記原料の装入状況を把握することを特徴とするベルレス高炉における原料装入状況の把握方法である。
【００３６】
１．第１の実施形態
図２は、本発明の第１の実施形態に係る原料装入状況の把握方法を利用した、原料装入装置の構成例を示す図である。図２に示す原料装入装置は、タグ混入機が配置されている点以外は図１に示すものと同一である。
【００３７】
図２に示す原料装入装置において、コンベア１６の搬送方向上流側の端部の上部には、原料槽１７の下流側に並んで２個のタグ混入機１８が配置されている。タグ混入機１８には、ＲＦＩＤタグ４０（後述する２種類の大きさの鉱石タグ４１、４２およびコークスタグの総称）が収容されている。
【００３８】
また、集合ホッパー１３内部の天井（集合ホッパー１３の上部であって、炉頂バンカー１４の配管との接続部を除く部分）には、原料２０に混入したＲＦＩＤタグ４０から発信される、ＩＤ番号を含む信号を検出する下部ＩＤ情報検出端（下部検出アンテナ）３２が配置されている。検出アンテナ３２には、タグリーダ３１が接続されており、タグリーダ３１には検出したＲＦＩＤタグ４０のＩＤ番号および信号を検出した時刻が記録される。ここで、ＩＤ情報検出端およびタグリーダ（検出アンテナ）を総称して、「タグ検出機構」とも記す。
【００３９】
炉頂バンカー１４から排出されるＲＦＩＤタグ４０を含む原料２０は、集合ホッパー１３下部の分配シュート１２へ排出される落下口の上方では、ＲＦＩＤタグ４０とともに露出した状態となる。そのため、下部検出アンテナ３２によって、ＲＦＩＤタグ４０の信号の安定した検出が可能である。
【００４０】
原料槽１７から排出され、コンベア１６によって搬送される原料２０の列上に、タグ混入機１８によってＲＦＩＤタグ４０が落下、載置される。ここで、ＲＦＩＤタグ４０は、炉頂バンカー１４から１バッチで排出される、コンベア１６上の原料２０の列を対象として、必要個数が必要位置に載置される。
【００４１】
タグ混入機１８から排出されるＲＦＩＤタグ４０の信号は、タグ混入機１８の排出口またはその近傍に設けられた検出アンテナによって検出され、それぞれのＲＦＩＤタグ４０の信号が検出された時刻は、下部検出アンテナ３２に接続された下部タグリーダ３１にＩＤ番号とともに記録される。この記録から、原料２０上におけるＲＦＩＤタグ４０の順序や位置を把握することができる。
【００４２】
そして、ＲＦＩＤタグ４０は、原料２０とともにコンベア１６によって原料装入部１５の上部に搬送され、原料装入部１５内に落下し、炉頂バンカー１４に一旦貯蔵される。そして、炉頂バンカー１４から集合ホッパー１３に排出される際に、下部検出アンテナ３２によって信号が検出される。その後、集合ホッパー１３から分配シュート１２を介して高炉１０に装入される。これにより、コンベア１６上での原料２０の配列順序と、集合ホッパー１３からの排出順序とを関連付けること、すなわち原料２０の挙動を追跡することができる。
【００４３】
原料２０上でのＲＦＩＤタグ４０の配置は等間隔であることが好ましい。配置を等間隔とすることにより、コンベア１６上の各位置の原料２０の挙動について偏りのない情報を得ることができる。
【００４４】
そして、この追跡結果に基づいて、高炉１０内に装入された原料の配置が高炉操業の安定化にとって適切なものとなるように、原料槽１７から排出する原料２０のコンベア１６上における原料配列を最適化し、また、コンベア１６の搬送速度、分配シュート１２の傾動角を制御することが可能となる。
【００４５】
１−１．ＲＦＩＤタグの形態
本発明に係る原料装入状況の把握方法に使用できるＲＦＩＤタグの形態の一例について説明する。ＲＦＩＤタグとしては、アクティブ方式、パッシブ方式のいずれも使用することができる。アクティブ方式のタグの場合、約２０ｍｍ角のボタン状であり、内部に電池を内蔵し、タグ固有のＩＤ番号を含む信号を０．２秒間隔で送信する。ＲＦＩＤタグの耐熱温度は電池の動作上限である８０℃であるが、信号の検出を行うバンカー下方における雰囲気温度は８０℃以下であるため、問題なく運用が可能である。パッシブ方式のタグの場合には、アクティブ方式のものより小型であり、電池を内蔵しないため、耐熱温度がアクティブ方式のものよりも高く、この場合にも問題なく運用が可能である。
【００４６】
ＲＦＩＤタグは、露出した状態で原料に混入させてもよいが、次に説明するように、樹脂に埋設してもよいし、原料に挿入してもよい。例えば、原料のうちコークスに混入させるＲＦＩＤタグ（以下、「コークスタグ」ともいう）は、コークスと密度が同じかまたは近似した、所定の大きさのプラスチック系の樹脂の塊に埋設することにより作製することができる。これにより、ＲＦＩＤタグが導電性を有するコークス中にある場合においても信号を受信することができるため、その所定の大きさのコークスの挙動を精度良く追跡することが可能である。
【００４７】
プラスチック系樹脂としては、耐熱温度が本発明の実施に十分な１５０℃であり、容易に電波を透過することが可能なポリアセタール樹脂を使用することができる。樹脂の塊の大きさとしては、例えばコークスとして中塊コークスを用いる場合には、その粒径に一致させて直径約３０ｍｍのものを作製し、他に、コークスの粒度分布に合わせて、その分布幅内に含まれる粒径である直径５０ｍｍおよび８０ｍｍ程度のものを作製すればよい。
【００４８】
また、鉱石に混入させるＲＦＩＤタグ（以下、「鉱石タグ」という）は、鉱石に穴をあけて、その中に挿入することにより作製することができる。鉱石は絶縁体であり、電波をよく透過するため、この鉱石タグにより、その鉱石および周辺の類似する粒径の鉱石の挙動を精度良く追跡することが可能である。ＲＦＩＤタグを挿入する鉱石の大きさとしては、例えば直径約３０ｍｍまたは約５０ｍｍを、代表的な粒径として挙げることができる。
【００４９】
このように、ＲＦＩＤタグを樹脂に埋設または鉱石に挿入することにより、コンベア上やホッパー内で大量の原料中に混入しても故障しにくい耐久性を確保することができる。また、それぞれの種類のＲＦＩＤタグを、コンベア上の、対応した種類の原料に配置することにより、原料の挙動をその種類ごとおよび大きさごとに追跡できる。
【００５０】
複数の大きさのＲＦＩＤタグを用いる場合には、それぞれの大きさのものを同じ位置に配置することにより、それぞれの大きさの粒子について精度良く挙動を追跡することができる。
【００５１】
ＲＦＩＤタグのＩＤ番号は、固有の識別番号に加えて、配置する位置の原料の種類や大きさがわかるように設定することにより、管理が容易となる。例えば、ＩＤ番号を構成する８桁の数字のうち、一番左の桁を原料種、左から２桁目を原料の大きさ、残りの６桁を固有の識別番号とすることができる。
【００５２】
１−２．タグ検出機構の検出アンテナ
タグ検出機構の検出アンテナとしては、ダイポールアンテナを用いることが可能である。ダイポールアンテナは、遮蔽物が存在しない条件では２０ｍ程度離れたＲＦＩＤタグからでもＩＤ番号の信号を検出することができ、導電体であるコークス層の中に埋もれた場合でも、その深さが１０ｃｍ以内であれば、コークス粒子間の若干の隙間を通して安定した信号の検出が可能である。また、検出アンテナの設置スペースが許せば、ダイポールアンテナよりも検出感度の高い八木アンテナ等も利用可能である。
【００５３】
２．第２の実施形態
ＲＦＩＤタグの、コンベア上の原料への配置は、コンベア上の原料列にタグ混入機から落下、載置する方法に限られず、原料槽中の原料に予め混入する方法により行っても構わない。
【００５４】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る原料装入状況の把握方法を利用した、原料装入装置の構成例を示す図である。図３に示す原料装入装置は、原料槽に鉱石タグまたはコークスタグが装入されているため、タグ混入機が配置されていない点ならびにタグリーダおよび検出アンテナが２個ずつ、つまりタグ検出機構が２組配置されている点で異なる以外は、図２に示す原料装入装置と同様の構成である。
【００５５】
本実施形態では、図３に示すように、上部タグリーダ３３に接続された上部検出アンテナ３４が原料装入部１５内部の天井（原料装入部１５の上部であって、コンベア１６から装入される原料２０が接触しない部分）に配置され、下部タグリーダ３１に接続された下部検出アンテナ３２が集合ホッパー１３内部の天井に配置されている。上部検出アンテナ３４および下部検出アンテナ３２はいずれもＲＦＩＤタグ４０から発信される、ＩＤ番号を含む信号を直接捕らえることができるため、ＲＦＩＤタグ４０から信号を安定して受信することが可能である。上部タグリーダ３３および下部タグリーダ３１には、いずれも検出した鉱石タグまたはコークスタグのＩＤ番号および信号を検出した時刻が記録される。
【００５６】
鉱石２１およびコークス２３の種類別に貯蔵された原料槽１７中の原料２０に、固有の識別番号に加えて、原料２０の種類を識別可能なＩＤ番号を設定したＲＦＩＤタグ４０を混入させ、原料２０とＲＦＩＤタグ４０を一緒にコンベア１６上に排出する。
【００５７】
原料２０とともにコンベア１６によって搬送されたＲＦＩＤタグ４０は、炉頂バンカー１４に装入される際に、原料装入部１５に配置された上部検出アンテナ３４によって信号が検出され、ＩＤ番号と検出時刻が上部タグリーダ３３に記録される。このようにして得られた上部タグリーダ３３の記録から、原料２０に混入したＲＦＩＤタグ４０のコンベア上での配列順序およびその位置や間隔を算出することができる。
【００５８】
続いて、炉頂バンカー１４から高炉１０内に原料２０とともに排出される際に、ＲＦＩＤタグ４０は集合ホッパー１３に配置された下部検出アンテナ３２によって信号が検出され、ＩＤ番号と検出時刻が下部タグリーダ３１に記録される。
【００５９】
したがって、上部タグリーダ３３および下部タグリーダ３１に記録された各ＲＦＩＤタグ４０についてのデータに基づいて、原料２０のコンベア１６上における順序と、炉頂バンカー１４からの排出順序との相関関係を得ることができる。これにより、従来は感覚的な概要の理解に留まっていた炉頂バンカー１４内での原料の偏析とファンネルフローの影響に関して詳細かつ具体的なデータを得ることができる。
【００６０】
また、上記の相関関係の結果を長期間にわたり、比較することによって、バンカーへ装入される原料の衝突によるバンカー内壁やバンカー内設備の摩耗等に起因するバンカー内の原料の排出特性、降下挙動などの力学的特性の変化を把握することができる。また、コンベア１６上での原料２０の種類ごとの順序を変更して、原料２０の炉頂バンカー１５からの排出順序の最適化を図ることができる。
【００６１】
ＲＦＩＤタグ４０を原料槽１７中の原料２０に予め混入させておく場合、原料槽１槽あたりのＲＦＩＤタグ４０は多いほど望ましいが、通常の操業の場合、原料槽中の原料１００ｔに対して約５０個程度、つまり原料１ｔあたり０．５個程度混合させておけば、十分な精度で原料の排出順序の相関関係を得ることができる。
【００６２】
また、常時、原料２０中にＲＦＩＤタグ４０を均一に混合しておけば、常に高炉１０内への原料２０の装入状況をモニターすることができる。これにより、原料を意図した通りに装入できなかったこと等による異常を直ちに検出することができる。
【００６３】
上記原料装入状況の把握方法を用いることにより、コンベア１６上における原料２０の種類ごとの順序を変更する等の対策を施し、高炉の安定操業を確保することができる。発明者らは、このことを数学モデルによるシミュレーションで確認した。
【００６４】
ベルレス高炉において、同一バッチで着目原料を他の原料と同時に装入するとき、全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対して、該着目原料の炉頂バンカーからの排出期間が短い場合、炉内における該着目原料が特定部位に集中すると推定される。逆に、該着目原料の炉頂バンカーからの排出期間が全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対して近い程、広範囲に他の原料と共に混合して装入されることが期待される。
【００６５】
発明者らは数値シミュレーションにより、全原料の炉頂バンカーからの排出期間（ｔ１）に対する着目原料のバンカー排出期間（ｔ２）の割合（τ＝ｔ２／ｔ１）と着目原料の炉内堆積位置の関係を整理した。着目原料の排出期間が分割して現れる場合には、各排出期間の合計をｔ１として、着目原料のバンカー排出期間の割合（τ）を規定した。
【００６６】
図４は、数値シミュレーションに用いた炉頂バンカー中の原料の配置条件を示す図である。本数値シミュレーションの計算条件を図４ならびに表１および表２に示す。
【００６７】
【表１】
2010007178.tif 000003
【００６８】
【表２】
2010007178.tif 000004
【００６９】
図４に示すように、炉頂バンカー１４中には原料Ｗ1、Ｗ2およびＷ3が順に装入され、貯蔵されている。原料Ｗ1および原料Ｗ3は焼結鉱、原料Ｗ2は中塊コークスである。
【００７０】
本数値シミュレーションでは、全原料の合計質量を１２３．１ｔとし、原料Ｗ2を着目原料とした。表１に示すように、ｃａｓｅ１〜７において、着目原料である原料Ｗ2は３．１ｔで一定とし、原料Ｗ1およびＷ2は合計が１２０ｔとなるように配分した。ｃａｓｅ１では原料Ｗ1は装入せず、原料Ｗ2および原料Ｗ3のみを装入し、ｃａｓｅ７では原料Ｗ3は装入せず、原料Ｗ1および原料Ｗ2のみを装入した。表２には、鉱石バッチ（原料Ｗ1〜Ｗ3）の装入条件として、シュートの傾動角および旋回数を示した。原料は、シュートの傾動を低傾動角側から高傾動角側に向かって制御しながら装入した。各傾動角では表２に記載の通りの旋回数で原料を装入し、０では無い旋回数が記載される最大傾動角の最終旋回で全原料の装入が完了するものとした。
【００７１】
計算の結果を図５および６ならびに表３に示す。
【００７２】
【表３】
2010007178.tif 000005
【００７３】
表３に、ｃａｓｅ１〜７についての着目原料のバンカー排出期間の割合（τ）と評価を示す。評価は、高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差について行い、評価の欄の×は、この偏差が所定値以上であることを表し、○は所定値未満であることを表す。
【００７４】
図５は、着目原料のバンカー排出挙動を示すグラフであり、（ａ）はｃａｓｅ１〜４、（ｂ）はｃａｓｅ５〜７についてのグラフである。図５では、横軸をバンカー排出無次元時間、すなわち全原料の炉頂バンカーからの排出期間を１とした、原料のバンカーからの排出時間とし、縦軸を着目原料のバンカー排出速度、すなわち単位時間当たりに排出される着目原料の質量とした。
【００７５】
図６は、着目原料の炉頂装入物分布を示すグラフであり、（ａ）はｃａｓｅ１〜４、（ｂ）はｃａｓｅ５〜７についてのグラフである。図６では、横軸を高炉層頂無次元半径、すなわち高炉内の炉口半径を１とした、高炉の中心からの距離とし、縦軸を着目原料層堆積量、すなわち堆積した着目原料の単位面積当たりの質量とした。
【００７６】
高炉内の反応効率・通気性向上の観点から、高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差は小さいことが望ましい。図６において、ｃａｓｅ１および２は無次元半径０．４付近に、ｃａｓｅ６および７は無次元半径０．７５付近に、それぞれ着目原料堆積量のピークが顕在化している。ｃａｓｅ１、２、６および７のように、着目原料堆積量の半径方向偏差が大きくなると、高炉内の反応効率および通気性は低下すると考えられる。
【００７７】
ｃａｓｅ１および２は、表３から全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対する着目原料のバンカー排出期間の割合（τ）がそれぞれ０．７０および０．８５である。そのため、τが０．９０を下回ると高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差が大きくなることが推定される。従って、τが０．９０以上となるようにバンカーへの着目原料の装入順序を制御することが、該着目原料を広範囲に装入するための必要条件である。
【００７８】
但し、ｃａｓｅ６および７のように、τが０．９０以上でも、高炉層頂での着目原料堆積量の半径方向偏差が大きくなる場合がある。そこで、その精度を向上すべく、発明者らは数値シミュレーションにより、全原料の炉頂バンカーからの排出期間内において、着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差と着目原料の混合状態の関係を整理し、表４に示した。
【００７９】
【表４】
2010007178.tif 000006
【００８０】
その結果、表４に示すように、着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差σが０．４を越えると高炉層頂において着目原料が特定部位に装入されること、すなわち高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差が大きくなることを知見した。ここで、着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差σは下記（１）式で定義する。このσは、全原料の炉頂バンカーからの排出期間内において、着目原料が時間的に完全に均一に排出された場合に０となり、時間的な偏差が大きいほど大きくなる。また、表４の評価欄の記載は表３と同内容である。
【００８１】
【数１】
2010007178.tif 000007
【００８２】
実際の高炉操業においては、着目原料がどのタイミングで炉頂バンカーから排出されるか直接把握できない。そこで、本発明の原料装入状況の把握方法ではＲＦＩＤタグを用いて、着目原料の炉頂バンカーからの排出タイミングを把握し、この把握した内容に基づいて本発明の高炉の操業方法を実施するのである。本発明によれば、バンカー形状、バンカーの大きさ、原料の種類等が異なる場合でも適用可能である。
【００８３】
ＲＦＩＤタグを用いる場合には、表５に示す対応表に従って式（１）の記号を置き換えた、式（２）から偏差σを算出することができる。
【００８４】
【表５】
2010007178.tif 000008
【００８５】
【数２】
2010007178.tif 000009
【実施例】
【００８６】
本発明に係るベルレス高炉における原料装入状況の把握方法の効果を確認するため、以下に示す試験を実施した。以下に説明する実施例１および２は、試験研究の一環であること、ならびに届け出ることなく使用できる範囲の電波強度および周波数であり、且つ数ｍ離れた位置から安定してＩＤ信号を検出できるという観点から、ＲＦＩＤの方式として、発信周波数が３１５ＭＨｚ帯のアクティブ方式を採用した。
【００８７】
〈実施例１〉
前記図２に示す原料装入装置を用いて、実施した実施例について説明する。
【００８８】
実施例１では、コンベアによって搬送される鉱石上に、直径３０ｍｍおよび５０ｍｍの、大小２種類の粒径の鉱石タグをそれぞれ１個ずつ落下させ、１ｍ間隔で配置した。コンベア上の鉱石列の長さは１５ｍであり、鉱石列を１ｍ毎に分割した各部分のほぼ中央に鉱石タグを大小１個ずつ配置したので、１５÷１×２＝３０より、鉱石列上に配置された鉱石タグは合計３０個である。
【００８９】
鉱石タグに挿入されたＲＦＩＤタグのＩＤ番号は、固有の識別番号に加えて、鉱石粒子の大きさの大小を識別できるように設定した。そして、コンベアによって搬送され、炉頂バンカーからホッパーに排出される鉱石に混入した鉱石タグからＩＤ番号を含む信号を検出した。
【００９０】
図７は、試験方法および試験結果を示す図である。図７（ａ）は、コンベア１６上に配置された鉱石タグが、どのような順序で炉頂バンカー１４に装入され、排出されたかを示す模式図である。同図（ａ）では、１５ｍの鉱石列を先頭部ａ、中間部ｂおよび後方部ｃに３等分し、それぞれの部分が炉頂バンカー内でどのように装入されたかを示す。先頭部ａ、中間部ｂおよび後方部ｃにはそれぞれ大小５個ずつ、合計１０個の鉱石タグが含まれる。
【００９１】
図７（ｂ）は、横軸に炉頂バンカーから鉱石の排出を開始後完了するまでの時間を１とした無次元時間をとり、縦軸にバンカー排出口での鉱石タグの検出頻度（任意単位）をとって、その経時変化を示したグラフである。同図（ｂ）に示すように、鉱石の排出のごく初期には、先頭部ａに配置された鉱石タグが検出され、その後中間部ｂおよび後方部ｃに配置された鉱石タグが検出され、排出後期には再び先頭部に配置されたものが多く検出された。このことから、鉱石の排出挙動について、バンカーからの排出初期には鉱石列の先頭部ａの鉱石が少量排出され、その後中間部ｂおよび後方部ｃの鉱石のみが排出され、排出後期には中間部ｂおよび後方部ｃの鉱石に加え、先頭部ａの鉱石が多く排出されたことが判明した。
【００９２】
図８は、バンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数の経時変化を示すグラフであり、横軸に炉頂バンカーから鉱石の排出を開始してからの時間をとり、縦軸に１０秒ごとの検出個数をとったものである。同図に示すように、鉱石の排出初期には小径の鉱石タグが多く検出され、排出後期には大径の鉱石タグが多く検出された。このことから、小径の鉱石の方が大径の鉱石よりも先に排出されたことがわかった。このように、排出される鉱石の粒径経時変化は、コンベア上での配置が同じであっても粒径によって炉頂バンカー内での堆積挙動が異なることに加えて、前記図７（ｂ）に示した排出挙動が重畳されることによって生じたと考えられる。
【００９３】
一般に、高炉操業は、炉内中心部に装入する原料の粒径が大きいほど安定した中心ガス流が確保されることから、安定する。したがって、このような鉱石タグを用いた試験を行い、その結果に基づいて、コンベア上において粒径毎に原料を配置することにより、炉内中心部に装入する原料の粒径を大きくし、高炉の操業を安定化することができる。また、バンカーから排出される鉱石の粒径経時変化の勾配が大きくなるようにバンカー内の粒度偏析影響因子、例えば、コンベアの送り速度やバンカー内での原料落下位置等を制御することによっても、炉内中心部に装入する原料の粒径を大きくすることができる。
【００９４】
〈実施例２〉
鉱石タグおよびコークスタグを用いてコンベア上における原料の配置順序とバンカーからの原料の排出順序について調査し、その結果に基づいてコンベア上における原料の配置について検討した実施例について説明する。
【００９５】
図９は、実施例２に用いた原料装入装置の構成例を示す図である。図９に示す原料装入装置は、タグ混入機１８が、鉱石タグを混入する混入機に加えてコークスタグを混入する混入機が配置されている点で異なる以外は、前記図２に示す原料装入装置と同様の構成である。
【００９６】
図１０は、本実施例の試験方法および試験結果を示す図である。図１０（ａ）は、本実施例の検討用の原料列の構成を示す模式図である。また、同図（ｂ）は、粒径別の鉱石タグおよびコークスタグの検出個数の経時変化を示すグラフであり、横軸を炉頂バンカーから鉱石の排出を開始してからの時間とし、縦軸を１０秒ごとの検出個数として、表示したものである。
【００９７】
本実施例では、まず、先頭の５ｍは中塊コークス２３、残りの１０ｍは鉱石２１とした原料列を作製し、検討用とした。中塊コークス２３の列上には、直径３０ｍｍのコークスタグ４３を０．５ｍ間隔で１個ずつ、合計１０個配置し、鉱石２１の列上には、直径３０ｍｍおよび５０ｍｍの、大小２種類の粒径の鉱石タグ４１、４２を１ｍ間隔でそれぞれ１個ずつ、合計２０個配置した。
【００９８】
鉱石タグ４１、４２およびコークスタグ４３に装入されたＲＦＩＤタグのＩＤ番号は、鉱石またはコークスの原料種類および鉱石粒子の大きさの大小を識別できるように設定した。
【００９９】
そして、コンベアによって搬送され、炉頂バンカーからホッパーに排出される原料に混入した鉱石タグまたはコークスタグからＩＤ信号を検出した。
【０１００】
図１０（ｂ）から、コークスの排出時期が、原料の排出初期と排出終期の２つの時期に分かれていることがわかる。これはバンカー内における原料のファンネルフローによるものである。
【０１０１】
この結果に基づき、コンベア上における原料列の配置について検討し、改善を図った。改善後の原料列は、鉱石列を分割して順序を入れ替え、先頭の３ｍを鉱石２１、中央の５ｍを中塊コークス２３、後端の７ｍを鉱石２１とした。鉱石２１の列上およびコークス２３の列上での鉱石タグ４１、４２とコークスタグ４３の配置については、検討用の場合と同様とした。
【０１０２】
図１１は、本実施例の改善後の試験方法および試験結果を示す図である。図１１（ａ）は、本実施例の改善後の原料列の構成を示す模式図であり、同図（ｂ）は、バンカーから排出された鉱石タグの粒径別の検出個数の経時変化を示すグラフであって、縦軸および横軸は前記図１０（ｂ）と同様である。
【０１０３】
図１１（ｂ）から、コンベア上の原料の配列を変更することにより、バンカーからの原料の排出期間の全域にわたって、鉱石とコークスとが均等に混合されて排出されることがわかる。
【０１０４】
〈実施例３〉
実機の１／５模型を用いて、コンベアから装入する原料中の着目原料の装入順を変更し、ＲＦＩＤタグによる該着目原料のバンカー排出タイミングを測定する実験を行った。
【０１０５】
図１２は、実施例３の着目原料のバンカー排出タイミングの測定実験に用いた実験装置の構成図である。図１２の実験装置は、寸法、および原料装入部を有しない点以外は前記図２に示す原料装入装置とほぼ同様の構成であり、実質的に同一の部分には同一の符号を付している。原料Ｗは、コンベア１６から炉頂バンカー１４中に、原料Ｗ1、Ｗ2およびＷ3の順に装入される。原料Ｗ1および原料Ｗ3は焼結鉱、原料Ｗ2は中塊コークスである。本実験では原料Ｗ2を着目原料とし、原料Ｗのうち、原料Ｗ2にのみＲＦＩＤタグ（ＩＣタグ粒子）としてコークスタグ４３を混入させる。
【０１０６】
原料Ｗ1〜Ｗ3は、炉頂バンカー１４から、流量調整弁（ＦＣＧ）１４ａによって集合ホッパー１３への排出量が調整される。該着目原料Ｗ2のバンカー排出タイミングは、炉頂バンカー１４の排出口付近の集合ホッパー１３の上部に設置したアンテナ３２を通じて、ＲＦＩＤタグの発信する電波をＩＣタグ受信機３１により受信することにより把握できる。アンテナ３２の上方の集合ホッパー１３の上端には、ノイズとなる装置外部のＩＣタグの検知を回避するため、鉄板１３ａが配置されている。
【０１０７】
実験条件を表６に示す。本実施例では、全原料の合計質量を９６５ｋｇとする。表６に示すように、ｃａｓｅ１〜４において、着目原料である原料Ｗ2は２５ｋｇで一定とし、原料Ｗ1およびＷ2は合計が９４０ｋｇとなるように配分した。すなわち、装入コンベアからバンカーへ装入する全原料における、着目原料Ｗ2の装入順序を変化させた。ｃａｓｅ１では原料Ｗ1は装入せず、原料Ｗ2および原料Ｗ3のみを装入した。ＲＦＩＤタグの全投入数は３０個とし、ＲＦＩＤタグ検知頻度カウントの時間刻み数は１０とした。
【０１０８】
【表６】
2010007178.tif 000010
【０１０９】
実験結果を表６および図１３に示す。表６には、実験条件とともに、実験結果として全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対する着目原料の検知期間割合（τ）、全原料の炉頂バンカーからの排出期間内における着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差（σ）および評価を示す。評価は、高炉層頂における着目原料堆積量の半径方向偏差について行い、評価の欄の×は、この偏差が所定値以上であることを表し、○は所定値未満であることを表す。本実施例では、着目原料のＲＦＩＤタグの検知期間を、着目原料のバンカー排出期間ｔ１とする。
【０１１０】
図１３は、実施例３における着目原料のＲＦＩＤタグの検知タイミングのグラフである。図１３は、ｃａｓｅ１〜４の各々についての、着目原料のＲＦＩＤタグのバンカー排出タイミングであり、横軸はバンカー排出無次元時間、縦軸はＩＣタグの検知頻度（個）を示す。
【０１１１】
表６および図１３に示すｃａｓｅ３およびｃａｓｅ４についての結果からわかるように、装入コンベアからバンカーへの着目原料の装入順序を制御することにより、全原料の炉頂バンカーからの排出期間に対する着目原料の検知期間割合（τ）を９０％以上に、また、全原料の炉頂バンカーからの排出期間内における着目原料の炉頂バンカー排出頻度の時間偏差（σ）を０．４以下に制御することができる。したがって、前記表３および前記表４に示した数値シミュレーション結果を勘案すれば、装入コンベアからバンカーへの着目原料の装入順序を制御することにより、高炉内層頂で着目原料を広範囲に分布させることができるのである。
【０１１２】
本発明によれば、着目する原料のバンカー排出タイミングを直接、検知できるので、バンカー形状、バンカーへの原料供給設備、着目する原料性状が異なる場合でも、コンベア上の原料の積載順序や炉頂バンカーから排出される原料の順序を精度よく制御することが可能となる。
【０１１３】
このように、コンベア上を搬送される原料列上にＲＦＩＤタグを配置して、炉頂バンカーからの排出時にＩＤ信号の検出を行うことにより、コンベア上の原料列の配置を最適化することができ、高炉操業の安定化に寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明によれば、コンベア上の原料の積載順序と、炉頂バンカーから排出される原料の順序や粒度、鉱石とコークスの混合比率の時間変化との関係を精度良く把握することができるため、その結果に基づいて、これらの操作量を制御し、高炉の操業条件の適正化を図ることが可能である。したがって、本発明の方法は、炉内における原料分布の的確な把握と精度の高い分布制御を可能とし、良好な通気性および反応効率を実現するための原料装入状況の把握方法として広範に適用できる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０：高炉、１２：分配シュート、１３：集合ホッパー、１３ａ：鉄板、
１４：炉頂バンカー、１４：流量調整弁（ＦＣＧ）、１５：原料装入部、
１６：コンベア、１７：原料槽、１８：タグ混入機、２０：原料、２１：鉱石、
２３：コークス、３１：下部タグリーダ、
３２：下部ＩＤ情報検出端（下部検出アンテナ）、３３：上部タグリーダ、
３４：上部ＩＤ情報検出端（上部検出アンテナ）、４０：ＲＦＩＤタグ、
４１：鉱石タグ、４２：鉱石タグ、４３：コークスタグ
【図１】
2010007178.tif 000012
【図２】
2010007178.tif 000013
【図３】
2010007178.tif 000014
【図４】
2010007178.tif 000015
【図５】
2010007178.tif 000016
【図６】
2010007178.tif 000017
【図７】
2010007178.tif 000018
【図８】
2010007178.tif 000019
【図９】
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【図１０】
2010007178.tif 000021
【図１１】
2010007178.tif 000022
【図１２】
2010007178.tif 000023
【図１３】
2010007178.tif 000024