JPH06104841B2 - 高炉への原料装入モニタリング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、ホッパから排出される原料を、旋回半径を可
変することのできる旋回シュートの先端を移動させなが
ら装入するに際し、この高炉への原料装入のリアルタイ
ムなモニタリング及びこのリアルタイムなモニタリング
による高炉への原料装入での操業実績収集を効果的に行
うことができる高炉への原料装入モニタリング方法に関
する。

【従来の技術】

ベルレス高炉や一般シャフト炉等炉頂から原料を装入す
る高炉においては、原料の流量調整ゲート（以降、流調
ゲートと呼ぶ）の開度を調整しながら、旋回動作を行っ
ている旋回シュートを介して、この旋回シュートの傾斜
角を制御しながら高炉への原料装入が行われている。 このような高炉への原料装入方法においては、従来か
ら、高炉内への原料の装入の均一性の向上や安定した高
炉操業を図るための様々な技術が開示されている。 特開昭61−227108では、前述のような旋回シュートを用
いた高炉への原料装入方法において、ホッパから１回分
の装入原料を粒度別に排出すると共に、旋回シュートの
傾斜角や旋回速度や排出速度ｗを炉内各装入ゾーンの面
積に応じて制御したり、旋回シュートの旋回速度を段階
的に加速したり、ホッパからの原料の排出速度ｗの制御
と旋回シュートの旋回制御を併用したり、旋回シュート
の旋回条件を一定としながらホッパからの原料の排出速
度ｗを制御することにより、炉内装入原料の炉壁から炉
心方向への傾動堆積の傾斜角を安定的に維持できるよう
にし、よって、炉内ガス流分布や炉熱分布等の制御性を
向上させ高炉の安定操業を図るという技術が開示されて
いる。 特開昭62−63606では、前述のような旋回シュートを用
いた高炉の原料装入装置において、ホッパからの原料排
出速度ｗと旋回シュートの旋回角度の情報から高炉内の
円周方向の原料分布についての実績値を求め、この実績
値に基づいて以降の原料装入を行うようにした各手段に
より構成された高炉の原料装入装置により、原料重量や
鉱種や粒度や鉱石／コークス比等の変化、あるいは設備
上のばらつき等の如何に拘らず、常に適切且つ均一な装
入分布を得ることができる高炉の原料装入装置に関する
技術が開示されている。 特開平２−11711では、前述のような旋回シュートを用
いた高炉への原料装入において、ホッパの重量計よりの
排出及び旋回シュートの旋回角度等の入力に基づいて高
炉内円周方向の装入物分布の実績モニタリングを行い、
この結果に基づいて数バッチ分毎の鉱石、コークス別の
原料重量、排出順の各累積値が全旋回角度に渡って一定
値となるようにフーリエ係数にて表現した偏析の数学モ
デルに基づき次回装入の排出タイミングを逐一ダイナミ
ックにフィードバック演算し、この演算結果に基づいて
原料装入することにより、高炉内への原料装入の偏析を
防止し、安定した高炉操業を確保するという技術が開示
されている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、前述のような従来の旋回シュートを用い
た高炉への原料装入方法は、過去に使用実績のある原料
を用いた通常時の原料装入方法である。 流調ゲートの開度や旋回シュートの傾斜角や旋回速度等
の設備運用条件が同じであっても、装入される原料の性
質が異なると装入状態が変化してしまう。例えば、装入
される原料の種別や装入量や装入速度ｗ（排出速度ｗ）
や粒度等が変化すると高炉への原料装入状態が変化して
しまう。 又、高炉へ原料を装入する設備においても、設備保守等
により旋回シュートの回転速度や傾斜角等に運用制限が
生じること等もある。 このような過去に装入した実績のない性質の原料の装入
や設備運用上の制限がある場合においては、作業者の判
断に従った手動操作により高炉へ原料が装入されること
が一般的であった。このような手動操作においては、高
炉内での原料装入状態は容易に目視することができない
等原料装入モニタリング上制限があり、高炉の安定操業
上問題があった。 又、このような高炉への原料装入において、従来、流調
ゲートの開度制御や旋回シュートの傾斜角制御や旋回制
御等が正常に機能していることをモニタリングすること
が十分であったとは言えず、例えば、流調ゲートの開度
が目的の開度以上に開かれてしまっているにも拘らずこ
の異常を即座に検出できないために、高炉の操業に支障
を来たす程障害が拡大してしまうというような問題があ
った。 本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたも
ので、ホッパから排出される原料を、旋回半径を可変す
ることのできる旋回シュートの先端を移動させながら装
入するに際し、この高炉への原料装入のリアルタイムな
モニタリング及びこのモニタリングによる高炉への原料
装入操業実績収集を効果的に行い、これにより、製品品
質の向上や高炉の操業の安定度や稼動率の向上や、更に
は種々のトラブルを未然に防ぐと共に、高炉運用方法の
改善のための貴重なデータを多く得ることのできる高炉
への原料装入モニタリング方法を提供することを目的と
する。

【課題を解決するための手段】

本願の第１発明は、ホッパから排出される原料を、旋回
半径を可変することのできる旋回シュートの先端を移動
させながら装入するに際し、前記旋回シュートの傾動角
と旋回角と高炉内装入物表面レベルとを測定し、予め求
められた前記旋回シュートの長さと、前記傾動角と旋回
角とから、該旋回シュート先端の座標を求めると共に、
前記旋回シュート先端の座標と前記傾動角と前記高炉内
装入物表面レベルと、予め設定又は求められた原料排出
時のその落下速度とから、重力による該原料の落下速度
の増加をも配慮しながら、高炉内の原料落下点の位置座
標を求めることにより、前記課題を達成したものであ
る。 又、本願の第２発明は、ホッパから排出される原料を、
旋回半径を可変することのできる旋回シュートの先端を
移動させながら装入するに際し、高炉上方から装入物表
面を見込む位置で、且つ、前記旋回シュートの旋回によ
る該旋回シュート自体又は該旋回シュートから落下中の
原料の通過を検出できる位置に反射型距離計を配置し、
この反射型距離計により、高炉内装入物表面レベルを測
定すると共に、前記旋回シュートの旋回による、該旋回
シュート自体又は該旋回シュートから落下中の原料の通
過を検出し、予め決定されている異常診断ルールに従っ
て、前記高炉内装入物表面レベルの測定値と、前記旋回
シュート自体又は落下中の原料の通過の検出から、高炉
への原料装入異常を診断することにより、同じく前記課
題を達成したものである。

【作用】

まず、本願の前記第１発明は、手動操作で高炉へ原料を
装入することが非常に困難であったり、又自動操作中に
おいても原料装入状態の把握が困難であることの原因
が、装入に用いられる旋回シュートの旋回状態や高炉内
での原料落下点の状態を把握することが困難であるため
であることに着目したものである。 従来、操業中の高炉内の雰囲気は良好なものではなく、
従って高炉内の状態を直接目視したりあるいは工業用ビ
デオカメラを設置することが困難であった。 本第１発明は、直接目視したり、工業用ビデオカメラを
設置したりしなくても、グラフィックCRT上に旋回シュ
ートや原料落下点の動きをグラフィックに表示したり、
Ｘ−Ｙプロッタを用いて旋回シュート先端の座標の軌跡
や原料落下点位置座標の軌跡をプロットするようにし
て、操業中の高炉内のモニタリングが可能になるように
するものである。このために、旋回シュートの旋回角や
傾動角等をリアルタイムで検出し、更にこれらの検出さ
れたデータに基づいて旋回シュート先端の座標や高炉内
での原料落下点の位置座標をリアルタイムに求めてい
る。 次に、本願の前記第２発明では、従来高炉内に装入され
た原料の積載量（積載高）を検出していた反射型距離計
（マイクロ波サウンジング計）を用いて、旋回シュート
の旋回によるこの旋回シュート自体又はこの旋回シュー
トから落下する原料の通過を検出し、予め決定されてい
る異常診断ルールに従って高炉への原料装入異常を診断
するようにしている。この反射型距離計では、従来から
旋回シュートの旋回によるこの旋回シュート自体又はこ
の旋回シュートから落下する原料の通過が検出されてい
たが、従来このような通過の検出は用いられず、かえっ
て原料の積載量の測定のノイズとなっていた。しかしな
がら、本第２発明では、様々な旋回シュートの傾動角に
おいてもこの旋回シュート自体や旋回シュートから落下
する原料の通過を検出できるような位置にこの反射型距
離計を配置するようにし、この通過検出により高炉への
原料装入異常を診断するようにしている。これにより、
たとえ原料装入装置に何らかの異常げや故障が発生して
も、この異常や故障をすみやかに検出し、よってこのよ
うな異常や故障による障害が拡大してしまうことを防止
することができる。 更に、前述のようにして求められた旋回シュート先端の
座標や高炉内の原料落下点の位置座標や高炉への原料装
入異常の診断結果をデータ記憶装置に記憶保持したり、
又更には印字プリンタからモニタリング結果帳票として
出力することにより、将来の高炉運用方法の改善のため
の貴重なデータを多く得ることができる。

【実施例】

以下、図を用いて本願の前記第１発明及び前記第２発明
の実施例を詳細に説明する。 第１図は、本発明が実施された高炉への原料装入装置の
構成図である。 この第１図において、上部ホッパ20には高炉10へ装入さ
れる原料１が蓄えられている。流調ゲート22は、排出速
度ｗに従った開度で、所定時間だけ開くことにより、旋
回シュート24へ原料１を供給するものである。旋回シュ
ート24は、角速度ωで旋回しながら傾動角αを可変する
ことができるものであり、これにより高炉内の原料上面
の炉壁側円周部にも炉芯部にも原料１を装入できるよう
になっている。なお、旋回シュート24の旋回角はβとす
る。 レベル計26は、図示されぬＥマイクロ波サウンジング計
26aと、Ｗマイクロ波サウンジング計26bとにより、これ
らそれぞれのサウンジング計から高炉10内の原料１上面
までの距離l₀及びl₀′の測定を行い、これらそれぞれ測
定された距離l₀及びl₀′を旋回シュート回転速度演算器
50と原料装入監視装置54とへ出力する。 これらＥマイクロ波サウンジング計26aをＷマイクロ波
サウンジング計26bにおいては、それぞれのサウンジン
グ計から高炉10内の原料１上面までの距離の測定中に、
旋回シュート24の旋回による、この旋回シュート24自体
又はこの旋回シュート24から落下する原料１の通過が検
出される。 傾動制御装置30は、旋回シュート回転速度演算器50から
の傾動角指令に従ってサーボモータ31の位置決めを行
い、これにより傾動駆動機構32を介して旋回シュート24
を指令された傾動角αにするものである。 旋回制御装置35は、旋回シュート回転速度演算器50から
与えられる旋回シュート回転角速度指令に従ってインダ
クションモータ37の速度制御を行い、これにより、旋回
駆動機構39を介して旋回シュート24を角速度ωで旋回さ
せるものである。インダクションモータ37にはパルス発
生器37aが取付けられており、旋回制御装置35はこのパ
ルス発生器37aからの信号により旋回シュート24の旋回
角βを求め、この旋回角βは旋回シュート回転速度演算
器50に出力される。 この旋回シュート回転速度演算器50では、従来からの技
術に従って、最適量の排出速度ｗで原料１が上部ホッパ
20から旋回シュート24へ排出されるように流調ゲート22
を制御し、同時に旋回シュート24が原料１の装入中に角
速度ωで旋回するように旋回制御装置35へ旋回シュート
回転角速度指令を出力しながら、経時的に旋回シュート
24の傾動角αを可変させるように傾動制御装置30へ傾動
角指令を出力する。これにより、高炉内10上面に、最適
な分布の原料１の装入を行うことができる。 この旋回シュート回転速度演算器50では、このような従
来からの処理に加え、本発明が適用された処理を行う原
料装入監視装置54へ、旋回シュート24の傾動角α及び旋
回角β及び旋回角速度ω及び旋回角βから検出された旋
回回転数ｎ及び、流調ゲート22を介して上部ホッパ20か
ら旋回シュート24へ排出される原料１の排出落下速度
ｖ、及び高炉10内の原料１の積載傾斜角θを出力する処
理と、又、原料装入監視装置54から入力される異常警告
信号Armに対応する処理を行う。 原料装入監視装置54は、第２図に示されるような構成に
なっており、前述のレベル計26と旋回シュート回転速度
演算器50からの入力により、高炉への原料装入モニタリ
ング処理を行う。 第２図は、第１図を用て前述した本発明の実施された高
炉への原料装入装置に用いられる、原料装入監視装置54
の構成図である。 この第２図において、軌跡演算器70は、旋回シュート24
の傾動角αと旋回角βと予め設定された旋回シュート24
の長さＬとから旋回シュート先端の座標を求めると共
に、この旋回シュート先端の座標とこの旋回シュートの
傾動角αと高炉内装入物表面レベルl₀又はl₀′と予め設
定又は求められた原料排出落下速度ｖとから高炉内の原
料落下点の位置座標を求める。更に、この軌跡演算器70
は、グラフィックCRT60及びＸ−Ｙプロッタ62に旋回シ
ュート24の動きや高炉内の原料落下点の移動を表示又は
プロットするためのデータをも作成する。 診断データ処理装置71は、高炉10上方から装入物表面を
見込む位置で、且つ、旋回シュート24の旋回によるこの
旋回シュート24自体又はこの旋回シュート24から落下す
る原料１の通過を検出できる位置に配置されたＥマイク
ロ波サウンジング計26aとＷマイクロ波サウンジング計2
6bとが入力されているレベル計26からの入力信号によ
り、高炉10への原料装入の異常を診断する。 データ記憶装置72は、軌跡演算器70や診断データ処理装
置71で作成されたデータを記憶保存し、例えば将来の高
炉10の運用方法の改善のためのデータを蓄積できるよう
にする。 グラフィックCRT60は、前述のような旋回シュート24の
先端の動きと高炉10内の原料落下点の動きをグラフィッ
ク表示すると共に、キーボード61と共に用いることによ
り、この原料装入監視装置54の種々の操作や設定を行っ
たり、又、データ記憶装置72に記憶されている実績デー
タを印字プリンタ63に帳票出力するための操作を行うた
めのキャラクタCRTとしても用いられる。この原料装入
監視装置54では、診断データ処理装置71で原料装入装置
の異常が検出された場合にはグラフィックCRT60に警告
表示がされたり旋回シュート回転速度演算器50へ異常警
告信号Armが出力されたりするようになっているが、更
に、作業者が原料装入装置の異常発生を容易に認識でき
るように、警告ランプ64が点灯したり、警告ブザー65が
鳴動するようになっている。 第３図は、前述の原料装入監視装置54内の診断データ処
理装置71の構成図である。 この第３図において、診断データ処理装置71は、原料落
下及び原料落下高さ診断器80及び90と、旋回時間診断器
82及び92と、旋回回数診断器84及び94と、旋回方向診断
器86及び96と、ダンプ高さ診断器88及び98とにより構成
され、更に診断データ外部出力75とにより構成されてい
る。 この診断データ処理装置71において同種の診断器がそれ
ぞれ２台ずつ配置されているのは、２台のサウンジング
計、即ちＥマイクロ波サウンジング計26aとＷマイクロ
波サウンジング計26bとを用いながらほぼ同じ処理を２
重に行うことにより、原料装入装置の異常診断の信頼性
を向上させるためである。 これらそれぞれの診断器で行われる処理は、後述するよ
うなそれぞれの診断器における異常診断ルールに従って
行われる。 又、診断データ外部出力75はこの診断データ処理装置71
内での原料装入装置の異常診断処理により作成されたデ
ータを出力するための出力インターフェイス処理を行う
ものである。 以下、図を用いて本実施例の作用を説明する。 第４図は、旋回シュート24の先端の座標及び旋回シュー
ト24から落下する原料１の落下点の位置座標を示す線図
である。 この図において、旋回シュート24は長さＬであり、出力
落下速度ｖで排出されている原料１を、傾動角αの状態
で高炉10へ装入している。 又、高炉10内の原料１の上面の形状は炉壁側よりも炉芯
側が低くなるような擂鉢状の形状であり、このときの原
料１の積載傾斜角はθである。 この図において、Ａは高炉10内で旋回している旋回シュ
ート24の旋回の軌跡である。 このとき、この旋回シュート24の先端の軌跡が描かれる
平面と平行な平面をＸ−Ｙ軸平面とし、Ｘ軸及びＹ軸を
定義する。又、Ｚ軸は高炉10において上方から下方方向
の座標軸として定義する。 Ｓは高炉10内における原料１の積載レベル測定の基準面
であるストックラインであり、Ｐは旋回シュート24の旋
回及び傾動動作の中心点であり、Ｂは高炉10内での原料
落下点であり、Ｃは高炉10内の積載原料上面のサウジン
グ測定点である。 旋回シュート24の旋回半径R₁は、旋回シュート24の長さ
即ち旋回傾動中心点Ｐから旋回シュート24の先端までの
長さＬとし、旋回シュート24の傾動角αと次式から求め
ることができる。 R₁＝Ｌ×sinα …（１） この第４図におけるＸ−Ｙ軸平面における旋回シュート
24の先端の座標（X₁,Y₁）は、旋回シュート24の旋回半
径R₁と旋回シュート24の旋回角βと次式により求めるこ
とができる。 X₁＝R₁×sinβ ＝Ｌ×sinα×sinβ …（２） Y₁＝R₁×cosβ ＝Ｌ×sinα×cosβ …（３） ここで、旋回シュート24の傾動角α及び旋回シュート24
の旋回角βは、旋回シュート24を旋回させながら原料１
を高炉10へ装入している最中においては、時々刻々変化
する時間関数である。 旋回シュート24の先端の座標は前述のように（２）式と
（３）式とにより求めることができるが、グラフィック
CRT60やＸ−Ｙプロッタ62等に表示又はプロットする場
合においては、これらのCRT画面や印字用紙上の中心に
旋回傾動中心点Ｐが描かれる必要があるため、バイアス
値を加味する必要がある。即ち、例えばこのバイアス値
を旋回シュート24の長さＬとすれば、CRT表示又はプロ
ットにおける旋回シュート24の先端の座標（X₁′,
Y₁′）は次式のようになる。 X₁′＝Ｌ×sinα×sinβ＋Ｌ …（2a） Y₁′＝Ｌ×sinα×cosβ＋Ｌ …（3a） 次に、旋回シュート24から落下する原料１の落下点Ｂの
位置座標は次のようにして求める。 旋回シュート24に排出される上部ホッパ20からの原料１
の排出落下速度はｖであるが、旋回シュート24から高炉
10内に落下する原料１の初速度はv cosαになるとす
る。このとき、旋回シュート24の先端から原料１が落下
して高炉10内の原料１の積載面上面に到達するまでの時
間をｔとし、重力加速度をｇとし、高炉10内の原料１の
積載傾斜角をθとし、旋回傾動中心点Ｐとストックライ
ンＳとの間のＺ軸方向の距離をｌとし、ストックライン
Ｓから原料落下点ＢまでのＺ軸方向の距離をl₁とし、サ
ウンジング測定により得られるストックラインＳからの
高炉10内の原料１の積載面上面までのＺ軸方向の距離を
l₂とし、サウンジング測定を行っているＣ点のＸ−Ｙ軸
平面における旋回傾動中心点Ｐからの距離Ｒ′とすれ
ば、高炉10内の原料１の落下点の旋回移動半径R₀と旋回
シュート24の先端から原料落下点ＢまでのＺ軸方向の距
離Z₀とは次式のように表わすことができる。 R₀＝（ｖ×cosα×sinα）×ｔ＋Ｌ×sinα …（４） Z₀＝（ｖ×cosα×cosα）×ｔ＋ｇ×t²/2 …（５） Z₀＝l₁＋ｌ−L cosα ＝l₂＋（Ｒ′−R₀）×tanθ＋ｌ−L cosα…（６） 以上の（４）式から（５）式と（６）式とを用いてｔを
消去し旋回移動半径R₀を求め、これを用いることによ
り、高炉10内の原料１の落下点Ｂの位置座標（X₂,Y₂）
を、サウンジング計によって求められる長さl₂（l₀又は
l₀′から予め求める）と原料１の積載傾斜角θと旋回シ
ュート24の傾動角αとの関数として次式のように求める
ことができる。 X₂＝R₀×sinβ …（７） Y₂＝R₀×cosβ …（８） 以上のようにして、原料１の落下点Ｂの位置座標（X₂,Y
₂）を求めることができるが、グラフィックCRT60及びＸ
−Ｙプロッタ62にグラフィック表示あるいはプロットす
る場合に原料１の落下点Ｂの旋回移動軌跡の中心点（旋
回傾動中心点Ｐ）がグラフィックCRT画面上乃至はプロ
ット用紙上の中心にくるようにするために、バイアス値
をｍとし、表示又はプロットするための高炉10内の原料
１の落下点Ｂの位置座標（X₂′,Y₂′）を次式のように
表わす。 X₂′＝R₀×sinβ＋ｍ …（7a） Y₂′＝R₀×cosβ＋ｍ …（8a） 以上、（２）式及び（３）式と、（７）式及び（８）式
とにより、旋回シュート24の先端の座標及びこの座標の
軌跡と、高炉10内の原料１の落下点Ｂの位置座標及びこ
の座標の軌跡を、容易に具体的に把握できる。又（2a）
式及び（3a）式と、（7a）式及び（8a）式とにより、こ
れら旋回シュート24の先端の座標及びこの座標の軌跡
と、高炉10内の原料１の落下点Ｂの位置座標及びこの座
標の軌跡を、グラフィックCRT60やＸ−Ｙプロッタ62等
に容易に表示することができる。 又、この表示やプロットを高炉10への原料搬入中にリア
ルタイムに行うことにより、あたかも高炉10内を上方か
ら直接目視しているように高炉10内の内部モニタリング
を行うことができ、これにより高炉の操業の安定度や稼
動率の向上を図ることができることはいうまでもない。 なお、第５図は、前記実施例による旋回シュート24から
落下する原料１の落下点Ｂの位置座標のプロット例を示
す線図である。 次に、本実施例における主に診断データ処理装置71にお
ける作用、即ち本実施例における高炉10への原料装入異
常を診断する機能の作用を説明する。 第６図は、前記実施例における２台のサウンジング計か
ら検出される信号を示す線図である。 この第６図において、旋回シュート24は高炉10内で傾動
角αの角度で旋回しながら原料１の装入を行っている。
Ｅマイク波サウンジング計26a及びＷマイクロ波サウン
ジング計26bは、高炉10上方から装入物表面を見込む位
置で、且つ、旋回シュート24の旋回によるこの旋回シュ
ート24自体又は旋回シュート24から落下中の原料１の通
過を検出できる位置に配置されている。 Ｄは、高炉10内の原料落下点の旋回移動軌跡である。 Ｅマイクロ波サウンジング計26aとＷマイクロ波サウン
ジング計26bは同一半径の原料落下点の旋回移動軌跡Ｄ
上に配置されているが、しかしながら、旋回傾動中心点
Ｐを中心とする原料落下点の旋回移動軌跡Ｄの反対側、
即ち、丁度180゜反対側に位置するような形で配置され
ていない。即ち、旋回シュート24が逆旋回しているとき
においては、26aから26bまでの原料落下点の旋回移動時
間t₂と、26bから26aまでの原料落下点の旋回移動時間t₃
とが等しくならないような位置にそれぞれ配置されてい
る。このＥマイクロ波サウンジング計26aとＷマイクロ
波サウンジング計26bとの配置位置のそれぞれ180゜反対
側からのずれ量は、|t₂−t₃|が後述する高炉への原料装
入異常を診断する上での検出（旋回方向診断器86及び96
での異常診断）で容易に検出できる大きさであるような
ずれ量となっている。 この第６図における実線Ｆは、Ｅマイク波サウンジング
計26aから検出される信号に従った原料１までの距離l₀
信号の波形である。又、実線Ｇは、Ｗマイクロ波サウン
ジング計26bで検出される信号に従ったレベル計26から
出力される原料１までの距離l₀′信号である。 h₁及びh₁′は、それぞれ高炉10内における原料１の落下
の通過の検出による各サウンジング計から原料１までの
距離l₀及びl₀′のピーク値である。h₂及びh₂′は、それ
ぞれ高炉10内の原料の積載による各サウンジング計から
原料１までの距離l₀とl₀′とのそれぞれのピーク値であ
る。h₃及びh₃′は、それぞれ高炉10内の原料が荷下りし
たときのそれぞれのサウンジング計から原料１までの距
離のl₀とl₀′とのそれぞれの最小値である。 原料落下及び原料落下高さ診断器80及び90では、スレッ
ショルド値ｅを用いた次式により原料装入異常を診断す
る。 ｛（h₁−h₂）−e₁｝＜f₁（θ）＜｛（h₁−h₂）＋e₁｝…
（９） ｛（h₁′−h₂′）−e₁｝＜f₁（θ）＜｛（h₁′−h₂）＋
e₁｝ …（9a） ここで、f₁は異常診断におけるパラメータの関数である
が、この関数の値、即ち、f₁（θ）は、原料落下及び原
料落下高さ診断器80及び90内のデータテーブルから原料
１の積載傾斜角θにより予め求めておく。 旋回時間診断器82及び92では、それぞれＥマイクロ波サ
ウンジング計及びＷマイク波サウンジング計により検出
される高炉10内の原料１の落下点の旋回移動の１回転時
間t₁（＝t₂＋t₃）とスレッシヨルド値e₂とを用いた次式
により原料装入異常を診断する。 （t₁−e₂）＜（２π／ω）＜（t₁＋e₂） …（10） なお、この１回転時間は、第６図のＪ点とＫ点との間の
実線Ｆ（原料１までの距離l₀の信号の波形）における、
パルス間隔時間の平均である。 旋回回数診断器84及び94では、それぞれＥマイクロ波サ
ウンジング計26a及びＷマイクロ波サウンジング計26bに
よりそれぞれ旋回シュート24の旋回による旋回シュート
24自体又は旋回シュート24から落下する原料１の通過を
検出することにより求められる旋回回転数ｋ及びｋ′と
旋回シュート24の旋回角βから検出された旋回回転数ｎ
とを用いたそれぞれ次式により原料装入異常を診断す
る。 ｋ＝ｎ …（11） ｋ′＝ｎ …（11a） なお、この旋回回転数ｋ及びｋ′は、第６図のＪ点とＫ
点との間の実線Ｆ又はＧ（原料１までの距離l₀信号又は
l₀′信号の波形）における、パルス数である。 旋回方向診断器86では、Ｅマイクロ波サウンジング計26
aで旋回シュート24自体又は旋回シュート24から落下す
る原料１の通過が検出されてからＷマイクロ波サウンジ
ング計26bで旋回シュート24自体又は旋回シュート24か
ら落下する原料１の通過が検出されるまでの時間がt₂で
あるかt₃であるか（t₂≠t₃、t₁＝t₂＋t₃）判定すること
により、旋回シュート24の旋回方向が正旋回（t₃）であ
るか逆旋回（t₂）であるか判定し、これが目的の回転方
向と一致するかどうかにより原料装入異常を診断する。
又、旋回方向診断器96は、Ｗマイクロ波サウンジング計
26bで旋回シュート24自体又は旋回シュート24から落下
する原料１の通過が検出されてからＥマイクロ波サウン
ジング計26aで旋回シュート24自体又は旋回シュート24
から落下する原料１の通過が検出されるまでの時間がt₂
であるかt₃であるか（t₂≠t₃、t₁＝t₂＋t₃）判定するこ
とにより、旋回シュート24の旋回方向が正旋回（t₂）で
あるか逆旋回（t₃）であるか判定し、この旋回方向が目
的の旋回方向と一致するかどうかにより原料装入異常を
診断するものである。 ダンプ高さ診断器88及び98は、それぞれ、Ｅマイクロ波
サウンジング計26aから原料１までの距離l₀から求めら
れる高炉10内の原料１の積載レベルh₂とh₃、又はＷマイ
クロ波サウンジング計26bから原料１までの距離l₀′か
ら求められる高炉10内における原料１の積載レベルh₂′
とh₃′とスレッシヨルド値e₃とを用いたそれぞれ次式に
より原料装入異常の診断を行う。 ｛（h₂−h₃）−e₃｝＜f₂（θ,W）＜｛（h₂−h₃）−e₃｝
…（12） ｛（h₂′−h₃′）−e₃｝＜f₂（θ,W）＜｛（h₂′−
h₃′）−e₃｝ ……（12a） ここで、関数f₂は異常診断のパラメータの関数であり、
この関数の値、即ち、f₂（θ,W）はダンプ高さ診断器88
及び98内部のデータテーブルから原料１の積載傾斜角θ
及び原料１の１ダンプ当りの原料量Ｗとにより予め求め
ておく。 このように、主に診断データ処理装置71でなされる処理
により高炉への原料装入異常を診断することができる。 例えば、原料落下及び原料落下高さ診断器80及び90で
は、流調ゲート22の故障等により旋回シュート24から装
入される原料１の中断を検出することができる。旋回時
間診断器82及び92では、インダクションモータ37やこの
インダクションモータ37に取付けられたパルス発生器37
aの故障等により旋回シュート24の旋回角速度ωに異常
があった場合に、この異常を検出することができる。旋
回回数診断器84及び94では、インダクションモータ37に
取付けられたパルス発生器37aの異常や旋回シュート回
転速度演算器50での旋回回数カウントの異常を検出する
ことができる。旋回方向診断器86及び96では、旋回駆動
機構39や旋回制御装置35等の異常により旋回シュート24
の旋回方向が目的の回転方向と不一致であることを検出
することができる。ダンプ高さ診断器88及び98では、流
調ゲート22の故障や旋回シュート24の傾動動作の異常に
より高炉10内における原料１のダンプ高さの異常を検出
することができる。 これらの高炉10への原料１の装入異常を診断するように
することにより、高炉10への原料装入装置の異常が比較
的小さなものでも速かに診断検出できるようになり、従
って、種々の異常が拡大して高炉10の操業に支障をきた
すことを防ぐことができる。 なお、高炉10への原料装入異常を診断する機能上におい
ては、Ｅマイクロ波サウンジング計26aやＷマイクロ波
サウンジング計26b等の反射型距離計は、高炉10上方か
ら装入物表面を見込む位置で、且つ、旋回シュート24の
傾動角αがいかなる角度であっても、この旋回シュート
24の旋回による、この旋回シュート24自体又はこの旋回
シュート24から落下する原料１の通過を検出できる位置
に配置することが好ましい。しかしながら、種々の取付
け上の制約により、例えば、旋回シュート24の傾動角α
がある一定角度以下ではこの旋回シュート24自体又はこ
の旋回シュート24から落下する原料１の通過がいずれも
検出できないような位置にこのような反射型距離計を配
置せざるを得ない場合においては、この反射型距離計が
旋回シュート24自体又は旋回シュート24から落下する原
料１の通過を検出できる旋回シュート24の傾動角αの範
囲内では、この反射型距離計を用いた高炉10への原料装
入異常を診断する処理を行うようにすればよい。又、こ
の考え方は本発明の考えに含まれるものである。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、ホッパから排出さ
れる原料を、旋回半径を可変することのできる旋回シュ
ートの先端を移動させながら装入するに際し、この高炉
への原料装入のリアルタイムなモニタリング及びこのモ
ニタリングによる高炉への原料装入操業実績収集を効果
的に行い、これにより、製品品質の向上や高炉の操業の
安定度や稼動率の向上や、更には種々のトラブルを未然
に防ぐと共に、高炉運用方法の改善のための貴重なデー
タを多く得ることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が実施された高炉への原料装入装置の
構成図、 第２図は、前記実施例に用いられる原料装入監視装置の
構成図、 第３図は、前記原料装入監視装置に用いられる診断デー
タ処理装置の構成図、 第４図は、旋回シュートの先端の座標及び旋回シュート
から落下する原料の落下点の位置座標を示す線図、 第５図は、前記実施例による旋回シュートから落下する
原料の落下点の位置座標のプロット例を示す線図、 第６図は、前記実施例における２台のサウンジング計か
ら検出される信号を示す線図である。 １……原料、 10……高炉、 20……上部ホッパ、 22……流調ゲート（FCG）、 24……旋回シュート、 26……レベル計、 26a……Ｅマイクロ波サウンジング計、 26b……Ｗマイクロ波サウンジング計、 30……傾動制御装置、 31……サーボモータ、 32……傾動駆動機構、 35……旋回制御装置、 37……インダクションモータ、 37a……パルス発生器、 39……旋回駆動機構、 50……旋回シュート回転速度演算器、 54……原料装入監視装置、 60……グラフィックCRT、 61……キーボード、 62……Ｘ−Ｙプロッタ、 63……印字プリンタ、 64……警告ランプ、 65……警告ブザー、 70……軌跡演算器、 71……診断データ処理装置、 72……データ記憶装置、 Ｌ……旋回シュートの長さ、 α……旋回シュートの傾動角、 β……旋回シュートの旋回角、 ω……旋回シュートの旋回角速度、 l₀……Ｅマイクロ波サウンジング計から原料までの距
離、 l₀′……Ｗマイクロ波サウンジング計から原料までの距
離、 Ｓ……ストックライン、 Ｒ′……Ｘ−Ｙ軸平面での旋回傾動中心点からサウンジ
ング測定点までの距離、 R₀……高炉内の原料落下点の旋回移動半径、 R₁……旋回シュートの旋回半径、 Z₀……旋回シュート先端から原料落下点までのＺ軸方向
の距離、 ｎ……旋回シュートの旋回角から検出された旋回回転
数、 ｖ……原料の旋回シュートへの排出速度、 θ……高炉内の原料の積載傾斜角、 Arm……異常警告信号。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホッパから排出される原料を、旋回半径を
   可変することのできる旋回シュートの先端を移動させな
   がら装入するに際し、 前記旋回シュートの傾動角と旋回角と高炉内装入物表面
   レベルとを測定し、 予め求められた前記旋回シュートの長さと、前記傾動角
   と旋回角とから、該旋回シュート先端の座標を求めると
   共に、 前記旋回シュート先端の座標と前記傾動角と前記高炉内
   装入物表面レベルと、予め設定又は求められた原料排出
   時のその落下速度とから、重力による該原料の落下速度
   の増加をも配慮しながら、高炉内の原料落下点の位置座
   標を求めることを特徴とする高炉への原料装入モニタリ
   ング方法。
2. 【請求項２】ホッパから排出される原料を、旋回半径を
   可変することのできる旋回シュートの先端を移動させな
   がら装入するに際し、 高炉上方から装入物表面を見込む位置で、且つ、前記旋
   回シュートの旋回による該旋回シュート自体又は該旋回
   シュートから落下中の原料の通過を検出できる位置に反
   射型距離計を配置し、 この反射型距離計により、高炉内装入物表面レベルを測
   定すると共に、前記旋回シュートの旋回による、該旋回
   シュート自体又は該旋回シュートから落下中の原料の通
   過を検出し、 予め決定されている異常診断ルールに従って、前記高炉
   内装入物表面レベルの測定値と、前記旋回シュート自体
   又は落下中の原料の通過の検出から、高炉への原料装入
   異常を診断することを特徴とする高炉への原料装入モニ
   タリング方法。