JP3210843B2 - 高炉送風湿分の測定方法 - Google Patents
高炉送風湿分の測定方法Info
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Description
る設備に関し、特に送風湿分の測定に関する。
によって加熱された風が送り込まれ、４〜６ｋｇ／ｃｍ
2程度の圧力に維持される。高炉に送り込まれる風（空
気）の水分は、高炉内で水成ガス反応を起こし、還元ガ
スになる。ところが水成ガス反応は吸熱を伴うので、高
炉内の温度を一定に維持するためには、送風空気中の水
分の変化をなくす必要がある。
続された蒸気管を備えており、送風本管を通る空気に蒸
気管からの蒸気（または水）を添加し、加湿した空気を
熱風炉を介して高炉に送り込むように構成されている。
従って、送風本管に送り込む蒸気の流量を調整すること
によって、加湿後の空気の水分量を制御しうる。
り、たとえば特開昭５６−２１４号公報に開示されてい
るように、空気の湿分の検出を、塩化リチウムの吸湿性
とその水溶液の電気伝導度の変化を利用した露点湿分計
（以下デューセルと称す）をもって行っている。
などの湿分計は、いずれも検出器の抵抗変化，静電容量
変化といった電気的特性を利用し、間接的に露点を求め
る方法である。このため、演算誤差を生じたり、環境の
影響を受けやすい。特に、加湿後の高炉送風湿分のよう
な高湿分の測定に対しては、この傾向は顕著である。ま
た、応答遅れの問題もある。したがって、このデューセ
ルを湿分計に用いた高炉送風湿分の制御方法では、精度
の良い、安定した湿分制御は不可能であり、これが、高
炉操業に悪影響を及ぼすことは明白である。
する塩化リチウムの塗り方や塗布後の乾燥の仕方などに
より、測定精度が大幅に変化するというメンテナンス上
致命的な問題がある。しかも、きちんとした校正方法が
ないことも大きな問題である。高炉操業に関わる重要な
計器でありながら、整備員泣かせの計器である。
性が高く、かつメンテナンス性に優れる湿分計を用いる
高炉送風湿分の測定方法を提供することを課題とする。
に、本発明においては、送風本管に水分を注入し、加湿
した空気を熱風炉を介して高炉に供給する設備の高炉送
風湿分の測定方法において： 湿分計として鏡面式露点湿分計を用い、かつ、送風本管
のサンプル取り出し口からサンプリングした空気の圧力
をほぼ大気圧に減圧し、鏡面式露点湿分計へ導くサンプ
リング系を、加湿前湿分計においては、減圧前は減圧前
の空気の圧力に応じて決まる大気湿分の最大値に相当す
る露点温度よりも高い温度に、減圧後は減圧後の空気の
圧力に応じて決まる大気湿分の最大値に相当する露点温
度よりも高い温度にそれぞれ設定保温し、加湿後湿分計
においては、減圧前は減圧前の空気の圧力に応じて決ま
る加湿後湿分目標値の最大値に相当する露点温度よりも
高い温度に、減圧後は減圧後の空気の圧力に応じて決ま
る加湿後湿分目標値の最大値に相当する露点温度よりも
高い温度にそれぞれ設定保温することを特徴とする高炉
送風湿分の測定方法。
ず、間接測定方式という測定原理そのものに起因すると
考えられる。したがって、本発明では直接測定方式であ
る鏡面式露点湿分計の採用により解決を図った。
てながら鏡面の温度を下げていき、露点になると水分が
鏡面に付着し鏡面が曇って鏡面反射光量が減ることを利
用して露点を検出するものである。
を高精度の白金測温抵抗体により測定し、鏡面の冷却に
はペルチェ素子（ペルチェ効果を利用した冷却素子）を
用いた。
る。このように、鏡面式露点湿分計は、露点を直接に温
度より求めるため、本質的に測定誤差が少ないという特
徴を有する。
記したように４〜６ｋｇ／ｃｍ2と高圧であり、しか
も、加湿後湿分や梅雨時の大気湿分はかなり高いため、
高露点である。すなわち、サンプリング配管の途中で非
常に結露しやすい。一旦結露すると、当然ながら測定精
度に大きく影響する。したがって、サンプリング配管の
きちんとした保温が必須である。結露対策上は、サンプ
リングガスの保温の温度は高温ほど、圧力は低圧ほど有
利である。一方、湿分計は、露点検出のための冷却機構
の能力上および電子部品の寿命上、高温は不利である。
さらに、過度の保温は、省エネルギー上も問題である。
は、サンプリングした空気をほぼ大気圧に減圧するまで
のサンプリング配管の保温温度は高圧下においても結露
を生じない温度に、湿分計の保温温度はほぼ大気圧下に
おいて結露を生じない温度に設定している。すなわち前
者を後者より高い温度に設定している。これにより、高
精度で信頼性の高い湿分測定を実現した。
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
１を参照すると、高炉に空気を送る送風本管１には、脱
湿機３，ブロア４，湿分計５，流量センサ６，湿分計９
および熱風炉Ｈ１〜Ｈ３が設置されている。熱風炉は３
基備わっており、各々の熱風炉の上流側および下流側に
は、それぞれ遮断弁Ａ１〜Ａ３およびＢ１〜Ｂ３が設置
されている。また、蒸気管２が送風本管１と結合されて
いる。蒸気管２には、流量センサ７、および、開度が調
整自在な流量調節弁８が設置されている。湿分計５およ
び流量センサ６は、送風本管１と蒸気管２との結合部分
よりも上流に配置され、湿分計９は下流側に配置されて
いる。
では、送風本管１の入側に供給された空気と、蒸気管２
から供給された蒸気とが混合されて、加湿された空気に
なる。したがって、湿分計５は加湿前の空気の湿分を検
出し、湿分計９は加湿後の空気の湿分を検出する。ブロ
ア４の駆動により、加湿された空気が熱風炉を通り、高
炉に送風される。
プリング配管系統を図２に示し、図３に、図２に示す湿
分計（ＡＮ）の構成を示す。図２および図３を参照して
サンプリング系１１，１２および湿分計（ＡＮ）の構成
および動作を説明する。
されたサンプリング配管１０を経由して、サンプリング
系１１のサンプル入口に導入される。導入された空気
は、メンテナンス時サンプルガス閉止などのための止め
弁Ｖ１、導入された空気の圧力および温度を測定するた
めの圧力計Ｐ１および温度計Ｔ１を経由して、定流量弁
ＲＶに導入され、ここでほぼ大気圧まで減圧される。減
圧された空気は、エアフィルターＡＦを通過することに
より、空気中に含まれる粉塵などを除去される。粉塵を
除去された空気は、減圧後の圧力測定および流量測定の
ための圧力計Ｐ２および流量計ＦＬ１を経由し、さら
に、湿分計のメンテナンス時のための止め弁Ｖ２，温度
計Ｔ２を経由し、湿分計の検出部ＡＮに導入され、空気
中の湿分が測定される。測定済みの空気は、サンプリン
グ系１２のサンプル出口より大気に放出される。
系内に結露が生じた場合などの系内パージ用乾燥ガスの
導入口である。また、流量調節弁ＦＶ１，ＦＶ２および
流量計ＦＬ２は、主にサンプリング系の応答性を向上さ
せるための排気量調節用である。
のサンプリング系１１は、温度計Ｔ１の温度が一定とな
るように、図示しない電気ヒータおよび温度調節計によ
り温度制御されている。同様に、定流量弁ＲＶの出側か
ら湿分計の検出部ＡＮを経てサンプル出口までのサンプ
リング系１２は、温度計Ｔ２の温度が一定となるよう
に、サンプリング系１１と異なる図示しない電気ヒータ
および温度調節計により温度制御されている。
するサンプルガス量を安定させる目的を含め定流量弁Ｒ
Ｖを用いたが、減圧弁でも実施可能である。また、制御
性およびメンテナンス性から電気ヒータを用いたが、ス
チーム保温でも可能である。その際には、サンプル空気
と湿分計本体の過度の温度上昇に留意する必要がある。
さらに、本実施例では、周囲環境およびメンテナンス性
から、送風本管１の直近に湿分計を設置できなかった
が、設置可能であれば、サンプリング配管１０はほとん
ど不要となり、スチーム保温も不要となる。応答性上も
有利である。減圧弁だけでも送風本管の直近に設置でき
れば、保温上，応答性上有利である。
原理を説明する。湿分計の検出部ＡＮにサンプルガスが
導入される。投光器ＬＥＤ１から出た光は受光器ＰＤ１
に入り、投光器ＬＥＤ２から出た光は鏡Ｍに反射して受
光器ＰＤ２へ入る。露によって鏡Ｍが曇ると、投光器Ｌ
ＥＤ２から出た光は受光器ＰＤ２へ到達するときに光量
が減少する。受光器ＰＤ１と受光器ＰＤ２の光量を計器
部Ｂで比較し、その比較結果を基に露量が一定になるよ
う、マイコンＭＰＵなどによって、クーラー電源ＣＰか
らペルチエ素子（冷却素子）ＣＥへ供給する冷却電流を
変え、鏡Ｍの冷却温度を変更する。このようにして露量
が一定に維持されているときの鏡Ｍの温度を測温抵抗体
ＰＴで測定し、露点を求める。
グ系の場合、サンプル入側圧力計Ｐ１の値はゲージ圧で
４．０ｋｇ／ｃｍ2、減圧後の圧力計Ｐ２の値は０．２
ｋｇ／ｃｍ2程度で、湿分計検出部ＡＮ内の圧力はほぼ
大気圧となっている。また、加湿後湿分目標値は最大４
５ｇ／Ｎｍ3である。湿分が４５ｇ／Ｎｍ3のときの、ゲ
ージ圧４．０ｋｇ／ｃｍ2時の露点および大気圧時の露
点は、それぞれ約６７℃および３５℃であり、サンプリ
ング系の設定保温温度は、当然この露点より高くする必
要がある。
分布などの保温構造やサンプリング流量などに左右され
るが、露点＋５〜＋１０℃程度が安全サイドで妥当であ
る。また、鏡面式露点湿分計の冷却能力は、少なくと
も、センサ周囲温度−３０〜−４０℃程度はあり、この
面からも全く問題ない。本実施例では、サンプリング系
１１およびサンプリング系１２の設定保温温度を、それ
ぞれ７５℃および４５℃としている。
術の課題である高炉送風湿分計の精度および信頼性を向
上でき、しかも、メンテナンス性を大幅に改善できる。
これにより、高炉の安定操業に大きく寄与できる。
設備の構成を示すブロック図である。
のサンプリング配管と湿分計の検出部ＡＮとを示すブロ
ック図である。
である。
炉 Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３：遮断弁 ＰＶ１：加湿前湿分検出値 ＰＶ２：加湿後
湿分検出値 ＰＶ３：送風流量検出値 ＰＶ４：蒸気流
量検出値 １０：サンプリング配管 １１，１２：サ
ンプリング系 Ｖ１〜Ｖ４：止め弁 Ｐ１，Ｐ２：圧
力計 ＡＦ：エアフィルター ＦＬ１，ＦＬ
２：流量計 ＦＶ１，ＦＶ２：流量調節弁 ＡＮ：湿分計検
出部 Ｂ：湿分計計器部 ＬＥＤ１，ＬＥ
Ｄ２：投光器 ＰＤ１，ＰＤ２：受光器 Ｍ：鏡 ＭＰＵ：マイコン ＣＰ：クーラー
電源 ＣＥ：ペルチエ素子 ＰＴ：測温抵抗
体
Claims (1)
- 【請求項１】 送風本管に水分を注入し、加湿した空気
を熱風炉を介して高炉に供給する設備の高炉送風湿分の
測定方法において： 湿分計として鏡面式露点湿分計を用い、かつ、送風本管
のサンプル取り出し口からサンプリングした空気の圧力
をほぼ大気圧に減圧し、鏡面式露点湿分計へ導くサンプ
リング系を、加湿前湿分計においては、減圧前は減圧前
の空気の圧力に応じて決まる大気湿分の最大値に相当す
る露点温度よりも高い温度に、減圧後は減圧後の空気の
圧力に応じて決まる大気湿分の最大値に相当する露点温
度よりも高い温度にそれぞれ設定保温し、加湿後湿分計
においては、減圧前は減圧前の空気の圧力に応じて決ま
る加湿後湿分目標値の最大値に相当する露点温度よりも
高い温度に、減圧後は減圧後の空気の圧力に応じて決ま
る加湿後湿分目標値の最大値に相当する露点温度よりも
高い温度にそれぞれ設定保温することを特徴とする高炉
送風湿分の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23688395A JP3210843B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 高炉送風湿分の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23688395A JP3210843B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 高炉送風湿分の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0980005A JPH0980005A (ja) | 1997-03-28 |
| JP3210843B2 true JP3210843B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=17007200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23688395A Expired - Lifetime JP3210843B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 高炉送風湿分の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
1995
- 1995-09-14 JP JP23688395A patent/JP3210843B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPH0980005A (ja) | 1997-03-28 |
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