(57)【要約】【課題】装入物の降下速度または降下量を表示することにより、新たな装入作業において堆積プロファイルを修正して高炉の操業を最適に行えるようにする。【解決手段】装入作業の都度、装入直前の堆積プロファイル及び装入直後の堆積プロファイルを測定し、前回の装入時における装入直後の堆積プロファイルと、今回の装入時における装入直前の堆積プロファイルとを比較し、前回の装入直後から今回の装入直前での期間における装入物の表面の各位置での降下速度または降下量を算定するとともに、装入物の表面における降下速度または降下量の分布を示す表面画像と、装入物の表面の任意の位置における降下速度または降下量を示す断面画像とを表示する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉に装入され、堆積している装入物の表面に検出波を送信し、装入物の表面で反射された反射波を受信して装入物の表面の各位置における堆積量を示す堆積プロファイルを検出する高炉プロファイルメータの表示方法であって、
前回の装入時における装入直後の堆積プロファイルと、今回の装入時における装入直前の堆積プロファイルとを比較し、前回の装入直後から今回の装入直前での期間における装入物の表面の各位置での降下速度または降下量を算定するとともに、
装入物の表面における降下速度または降下量の分布を示す表面画像と、装入物の表面の任意の位置における降下速度または降下量を示す断面画像とを表示することを特徴とする高炉プロファイルメータの表示方法。
【請求項２】
前記表面画像において、装入物の表面を直径に沿って複数に区画するとともに、区画した直径に相当する線分を表示し、
前記断面画像において、前記線分に沿った断面画像を表示する
ことを特徴とする請求項１記載の高炉プロファイルメータの表示方法。
【請求項３】
前記降下速度又は降下量に異常が見られる場合、異常箇所を抽出し、前回の装入作業より以前の所定の回数の装入作業における画像を表示することを特徴とする請求項１または２記載の高炉プロファイルメータの表示方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の表示方法を基に画像を監視し、高炉への装入物を装入する際に、装入手段を制御することを特徴とする高炉への装入物の装入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉に装入される鉄鉱石やコークスの堆積状態を検出する高炉プロファイルメータの表示方法に関する。また、本発明は、前記表示方法を反映して高炉への装入物を装入する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鉱石を溶解する高炉では、通常、炉頂から大ベル（ベル式装入装置）やシュータ（ベルレス式装入装置）により鉄鉱石とコークスとを交互に装入して層状に堆積させて操作している。
【０００３】
高炉を安定して操業するための重要な要因の１つに、炉内のガス流の分布がある。このガス流の分布は、鉄鉱石やコークスの堆積状況と密接な関係があり、通常は、実験によりガス流の分布が最適となる堆積状態、即ち堆積物の傾斜面の角度や、鉄鉱石の堆積層とコークスの堆積層との層厚比等が最適となるような理論堆積プロファイルを求め、実際の堆積状態が理論堆積プロファイルと合致するように大ベルやシュータの動作を制御して、鉄鉱石やコークスの投下量を調整している。
【０００４】
理論堆積プロファイルと合致するように堆積されているかを確認するために、装入直後に鉄鉱石またはコークスの堆積表面にマイクロ波やミリ波を向けて送信し、鉄鉱石またはコークスの表面で反射された反射波を受信して堆積プロファイルを求めることが行われている。
【０００５】
この堆積プロファイルを検出するための検出装置（プロファイルメータ）として、例えば特許文献１では、図１に示すように、高炉６の内部に挿入されるランス１の先端開口近傍にアンテナ２を通じて、マイクロ波送受信手段３からのマイクロ波を炉内の装入物７（鉄鉱石７ａまたはコークス７ｂ）に向けて送信し、装入物７の表面で反射されたマイクロ波をアンテナ２で受信してマイクロ波送受信手段３で検波し、送信と受信との時間差から装入物７の表面までの距離を求めている。その際、ランス１を炉壁５から、高炉６の軸線４に向かって往復させることにより、装入物７の堆積プロファイルを求めている。装入物７の堆積状態は、図示されるように、高炉６の軸線４上が最も深く、炉壁５に向かって徐々に浅くなる逆釣鐘状を呈しており、走査位置毎に装入物７までの距離を測定することにより、装入物７の堆積プロファイルを線状（２次元的）に検出することができる。
【０００６】
また、本出願人も、先に特許文献２において、図２に示すように、高炉６の炉頂付近に設けた開口部６ａの直上に反射板１２０を配設し、反射板１２０と対向してアンテナ１１１を配設し、マイクロ波送受信手段１１０からの検出波Ｍをアンテナ１１１から送信して反射板１２０で反射して炉内に送り、炉内の装入物７（鉄鉱石７ａやコークス７ｂ）で反射された反射波を反射板１２０で反射してマイクロ波送受信手段１１０に送るとともに、反射板１２０に取り付けた角度可変機構（図示せず）により反射面を互いに直交する２方向に回動させることにより、送信波を装入物７の表面を面状に走査させて、堆積プロファイルを３次元的に検知するプロファイルメータ１００を提案している。
【０００７】
そして、特許文献１、２に記載されているようなプロファイルメータでは、測定した堆積プロファイルに基づく位置情報（装入物の位置での堆積量）を装入物の供給手段である大ベル（図１の符号８）やシュータ（図２の符号１０）に送り、大ベルからの鉄鉱石やコークスの投下量や、シュータの回動速度等を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３４１０７号公報
【特許文献２】特許第５３９１４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、高炉の操業とともに、装入物の表面レベルが徐々に降下するが、降下速度は高炉の中心部よりも炉壁側の方が速くなる。高炉の中心部には炉芯が形成されるため、中心部を避けるように、その周辺で降下量が多くなる。このような炉壁側で降下速度が速くなる現象は、大型の高炉で起こりやすい。
【００１０】
また、鉄鉱石やコークスは種々の大きさの塊状物であるため、面状に一様に降下しないことが多く、局所的に降下速度が遅い部分と早い部分とが存在する。
【００１１】
このような降下速度や降下量の部分的な違いは、装入直後の堆積プロファイルを見ただけでは判断できない。実際は、降下速度が一様であるとみなし、前回の装入直後の堆積プロファイルを基に、新たな装入時に理論堆積プロファイルになるように装入量を設定して装入しており、前回の装入作業と今回の装入作業との間の、実際の降下速度や降下量を反映させたものではない。
【００１２】
降下速度や降下量が他の部分よりも大きく異なっている部分、即ち降下速度や降下量が異常な部分を残したまま新たな装入操作を行うと、理論堆積プロファイル通りの最適な操業を行うことができない。
【００１３】
そこで本発明は、装入物の降下速度または降下量を表示することにより、新たな装入作業において堆積プロファイルを修正して高炉の操業を最適に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明は、下記の高炉プロファイルメータの表示方法及び高炉への装入物の装入方法を提供する。
（１）高炉に装入され、堆積している装入物の表面に検出波を送信し、装入物の表面で反射された反射波を受信して装入物の表面の各位置における堆積量を示す堆積プロファイルを検出する高炉プロファイルメータの表示方法であって、
前回の装入時における装入直後の堆積プロファイルと、今回の装入時における装入直前の堆積プロファイルとを比較し、前回の装入直後から今回の装入直前での期間における装入物の表面の各位置での降下速度または降下量を算定するとともに、
装入物の表面における降下速度または降下量の分布を示す表面画像と、装入物の表面の任意の位置における降下速度または降下量を示す断面画像とを表示することを特徴とする高炉プロファイルメータの表示方法。
（２）前記表面画像において、装入物の表面を直径に沿って複数に区画するとともに、区画した直径に相当する線分を表示し、
前記断面画像において、前記線分に沿った断面画像を表示する
ことを特徴とする上記（１）記載の高炉プロファイルメータの表示方法。
（３）前記降下速度又は降下量に異常が見られる場合、異常箇所を抽出し、前回の装入作業より以前の所定の回数の装入作業における画像を表示することを特徴とする上記（１）または（２）記載の高炉プロファイルメータの表示方法。
（４）上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の表示方法を基に画像を監視し、高炉への装入物を装入する際に、装入手段を制御することを特徴とする高炉への装入物の装入方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装入物の実際の降下速度または降下量を検出・表示することにより、新たな装入作業において堆積プロファイルを修正して高炉の操業を最適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プロファイルメータの一例（２次元堆積プロファイル測定）を示す図である。
【図２】プロファイルメータの他の例（３次元堆積プロファイル測定）を示す図である。
【図３】前回の装入時における装入直後の装入物の堆積プロファイルを示す（Ａ）表面画像及び（Ｂ）断面画像である。
【図４】今回の装入時における装入直前の装入物の堆積プロファイルを示す（Ａ）表面画像及び（Ｂ）断面画像である。
【図５】降下速度または降下量を示す（Ａ）表面画像及び（Ｂ）断面画像である。
【図６】（Ａ）表面画像及び（Ｂ）断面画像の他の表示例を示す図である。
【図７】降下異常個所が複数ある場合の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１８】
本発明において、装入物の堆積プロファイルを検出する方法としては、図２に示したように、反射板１２０を回動させることにより、装入物７の表面を面状に走査し、３次元堆積プロファイルを測定する方法が好ましい。この３次元堆積プロファイルでは、装入物７の表面の各位置での堆積量を正確に測定することができ、更には装入物７の表面の任意の位置での断面を求めることができる。
【００１９】
本発明では、装入作業の都度、装入直前及び装入直後に堆積プロファイルを測定する。
そして、前回の装入時における装入直後の堆積プロファイルと、今回の装入時における装入直前の堆積プロファイルとを比較することにより、前回の装入と今回の装入との間における装入物の降下状態を知ることができる。
【００２０】
図３は、前回の装入時における装入直後の堆積プロファイルの一例であり、同図（Ａ）は装入物の表面の堆積状態を示す表面画像であり、同図（Ｂ）は装入物の表面の任意の直線に沿った堆積量（堆積高さ）を示す断面画像である。また、図３（Ａ）では、装入物の表面の堆積状態を、同じ堆積量の点を結んだ等高線で示している。
【００２１】
図４は、今回の装入時における装入直前の堆積プロファイルの一例であり、同図（Ａ）は表面画像であり、同図（Ｂ）は断面画像である。図４（Ａ）には符号Ｈで示す部分（Ｈ部分）が大きく窪んでいることが表示されており、図４（Ｂ）にはＨ部分の中心付近を通る直径（図４（Ａ）の水平線）に沿った堆積量が表示されている。
【００２２】
従って、図３の画像と図４の画像とを比較することにより、Ｈ部分の装入物の降下速度または降下量が、他の部分に比べて大きいことが分かる。尚、図３（Ｂ）に、図４（Ｂ）の画像（図中の２点鎖線）を重ねて示すこともできる。
【００２３】
図５は、図３と図４から得られた降下速度または降下量を示す画像であり、同図（Ａ）は表面画像、同図（Ｂ）は断面画像である。Ｈ部分以外の部分では、降下速度または降下量は略一定で、変動許容範囲Ａであるのに対し、Ｈ部分では変動許容範囲Ａを超えている部分（図中、斜線部分）を含んでいる。尚、変動許容範囲Ａは、任意に設定可能である。
【００２４】
このように、前回の装入直後の堆積プロファイルと今回の装入直前の堆積プロファイルとを比較することにより、前回の装入から今回の装入までの間の装入物の降下速度または降下量を求め、Ｈ部分のように降下速度または降下量が他の部分と大きく異なっている部分（降下異常部分）を知ることができる。そして、この降下異常部分を考慮して、今回の装入作業時に、装入手段である大ベル（図１の符号８）やシュータ（図２の符号１０）の制御に役立てることにより、高炉の操業をより安定して行うことができる。具体的には、降下速度または降下量を基に、装入手段からの装入量の分布やコークス比の調整を行う。また、羽口から供給する熱風の風量、風温、湿度、ＰＣＩ（微粉炭）量等を調整して、降下異常部分が発生しないようにすることもできる。あるいは、降下異常個所がある場合、警報を発してもよい。
【００２５】
画像の表示様式は、種々変更可能である。例えば図６は、図５に対応する表面画像（Ａ）及び線分（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４）における降下速度又は降下量を示す断面画像（Ｂ）であるが、同図（Ａ）の表面画像において、表面の任意の位置、例えば同図の水平線（Ｘ＝０°の位置とＸ＝１８０°の位置とを結ぶ線）をＸ１、Ｘ１と直交する線Ｘ２（Ｘ＝９０°の位置とＸ＝２７０°の位置とを結ぶ線）、線Ｘ２の両側にて線Ｘ１と線Ｘ２とを２等分する線Ｘ３（Ｘ＝４５°の位置とＸ＝２２５°の位置とを結ぶ線）及び線Ｘ４（Ｘ＝１３５°の位置とＸ＝３１５°の位置とを結ぶ線）を重ねて表示する。それとともに、同図（Ｂ）の断面画像において、線Ｘ１〜Ｘ４沿った各断面を、線種や線色を変えて、重ねて表示する（図の例では線種を変えて４本）。
【００２６】
尚、線Ｘ１〜Ｘ４の間隔、即ち角度差は、上記した４５°以外にも任意に設定可能である。また、表示箇所も線Ｘ１〜Ｘ４の４ヶ所に限らず、増減することができる。更に、図４（Ａ）は、線Ｘ１がＸ＝０°の位置での表面画像を示しているが、線Ｘ１を任意の角度で線Ｘ３側（上方）、あるいは線Ｘ４側（下方）に回転させた表面画像を表示することもできる。
【００２７】
また、降下異常個所が複数ある場合もある。例えば、図７に示すように降下異常個所がＨ１０部分とＨ２０部分の２箇所ある場合、同図（Ａ）の表面画像に、Ｈ１０部分とＨ２０部分の各中心付近を通る線分Ｘ１０とＸ２０とを表示するとともに、それぞれの中心付近を通る直径に相当する線分Ｘ１０、Ｘ２０を表示するとともに、同図（Ｂ）の断面画像に、線Ｘ１０と線Ｘ２０に沿った断面を重ねて表示する。
【００２８】
更には、降下速度又は降下量の計測データを連続して記録し、任意の回数毎に表示して降下速度又は降下量の変化状況を求め、装入方法等の高炉の制御に反映させることもできる。
【符号の説明】
【００２９】
１  ランス
２  アンテナ
３  マイクロ波送受信手段
６  高炉
７  装入物
７ａ  鉄鉱石
７ｂ  コークス
８  大ベル
１０  シュータ
１１０  マイクロ波送受信手段
１１１  アンテナ
１２０  反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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