CN102057057B - 高炉不稳定出铁抑制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够将高炉炉衬背面间隙中的、作为炉内气体漏风出口的出铁孔附近可靠地填充、并且能够长期间维持压入材料填充带来的炉内气体密封效果的不稳定出铁抑制技术。本发明是一种高炉不稳定出铁抑制方法，是从设在出铁孔旁边的压入孔向出铁孔周围部的高炉炉衬背面间隙压入高粘性压入材料的高炉不稳定出铁抑制方法，其特征在于，将粘性为2000～7000cP的高粘性压入材料利用在出铁中在出铁孔附近发生的喷射效应压入。

Description

高炉不稳定出铁抑制方法
技术领域
本发明涉及在高炉炉衬背面产生的间隙成为炉内气体流出路径、有效地抑制在出铁孔发生不稳定出铁(荒れ出銑)的现象的方法。
背景技术
高炉的炉壁如图1所示，从内侧起依次构成为内衬砖1、捣压材2、冷却壁3、铁皮4，炉底部的内衬转1一般使用热传导率较高的碳砖。另一方面，将铁皮4使用冷却壁3冷却。因而，内衬砖1及捣压材2相比冷却壁3及铁皮4更大地热膨胀。起因于这些热膨胀的差异，在高炉起动时在捣压材2层与冷却壁3层之间产生图1所示的间隙a-a。接着，如图2所示，在经由风口5的炉内气体流入上述间隙a-a中而捣压材2层热劣化的过程中，上述间隙a-a扩大。这样形成的间隙a-a(称作高炉炉衬背面间隙)成为炉内气体流出路径。该炉内气体流出路径内的炉内气体在出铁时被卷入到在出铁用的孔中流动的铁水及炉渣中，成为铁水及炉渣在出铁孔6出口处动荡喷吹的“高炉不稳定出铁”的原因。高炉不稳定出铁使作为附近设备的出铁导槽等熔损，成为出铁导槽及导槽盖等的设备寿命下降的原因。
对于这样的现象，以往的高炉不稳定出铁抑制方法，是在特许第2617859号公报中记载的将压入材料压入到设在风口下方的压入孔中、将高炉炉衬背面间隙填充的方法。但是，一般从风口到出铁孔的距离是5.0m以上，即使压入具有高流动性的低粘性的压入材料，压入材料也达不到出铁孔附近的间隙，有不能得到想要的填充效果的问题。此外，有包含在低粘性压入材料中的液体成分受热挥发而压入材料收缩、或因为是低粘性所以压入材料从一部分气体流出路径流出到出铁孔中、在高炉炉衬背面间隙的填充中使用的压入材料带来的炉内气体密封效果在短期间中下降的问题。
另一方面，在使用炉内气体密封效果较高的高粘性压入材料的情况下，压入孔或压入配管的堵塞成为问题，如果提高压入材料的压入压力而进行压入，则有可能将图1所示那样的内衬砖1压出等、使高炉炉壁损伤，所以从设备保护的观点看，提高压入压力而将高粘性压入材料压入是困难的。
发明内容
本发明的目的是解决上述以往技术的问题、提供一种能够将高炉炉衬背面间隙中的、作为炉内气体漏风出口的出铁孔附近可靠地填充、并且能够长期间维持压入材料填充带来的炉内气体密封效果的不稳定出铁抑制技术。
为了解决上述问题，有关本发明的高炉不稳定出铁抑制方法的要点如下。
(1)一种从设在出铁孔旁边的压入孔向出铁孔周围部的高炉炉衬背面间隙压入高粘性压入材料的高炉不稳定出铁抑制方法，其特征在于，将粘性为2000～7000cP的高粘性压入材料利用在出铁中在出铁孔附近发生的喷射效应进行压入。
(2)在上述(1)所述的高炉不稳定出铁抑制方法中，其特征在于，将压入孔设在出铁孔的周围0.5～4m的位置上。
(3)在上述(1)或(2)所述的高炉不稳定出铁抑制方法中，其特征在于，通过炉内压力检测机构检测喷射效应的发生，在确认喷射效应发生后开始压入。
(4)在上述(1)～(3)中任一项所述的高炉不稳定出铁抑制方法中，其特征在于，在高粘性压入材料压入后进行仅树脂的压入。
(5)在上述(1)～(4)中任一项所述的高炉不稳定出铁抑制方法中，其特征在于，从设在风口下方的压入孔组合进行粘性为20～2000cP的低粘性压入材料的压入。
在以往的高炉不稳定出铁抑制方法中，采用从设在风口下方的压入孔压入粘性为20～2000cP的低粘性压入材料的方法。相反，在本发明中，通过从设在出铁孔旁边的压入孔压入2000～7000cP的高粘性压入材料，能够将高炉炉衬背面间隙中的、作为炉内气体漏风出口的出铁孔附近可靠地填充，并且能够长期维持压入材料填充带来的炉内气体密封效果。
另外，如果提高压入材料的粘度，则如上所述，压入孔或压入配管堵塞成为问题，此外，从设备保护的观点看有压入压力的制约，所以在以往的方法中不能使用粘度为2000cP以上的压入材料，但在本发明中，通过利用在高炉出铁时出铁孔附近的炉内压力下降、产生朝向出铁孔附近的吸引力的特性(以下称作喷射效应)、在出铁中进行压入，能够使用粘度为2000～7000cP的高粘性压入材料。
根据本发明的优选的形态，通过将压入孔设在出铁孔的周围0.5～4m的位置、进行从出铁孔的近距离的压入，能够更可靠地将作为炉内气体漏风出口的出铁孔附近填充。
根据本发明的另一优选的形态，通过用炉内压力检测机构检测出喷射效应的发生、在喷射效应发生确认后开始压入，能够防止压入材料的倒流且能够将压入材料可靠地填充到高炉炉衬背面间隙中。
根据本发明的另一优选的形态，通过在高粘性压入材料压入后进行只有树脂的压入，将附着在压入材料压入用配管内及压入孔炉内侧周围的高粘性压入材料用树脂置换。由此，能够防止压入材料压入用配管内及压入孔炉内侧周围的堵塞。此外，在下次高粘性压入材料压入时，通过残留在压入配管内壁面上的低粘性的树脂，能够减轻将高粘性压入材料压入时的配管内摩擦。因此，能够将压入材料高效率地压入。
根据本发明的又一优选的形态，通过组合从设在风口下方的压入孔进行粘性20～2000cP的低粘性压入材料的压入，防止炉内气体直接吹入到填充有上述高粘性压入材料的密封部分中所带来的密封部分的损伤。由此，能够长期维持炉内气体密封效果。
附图说明
图1是在高炉调试时在捣压层—冷却壁间产生的间隙的说明图。
图2是作为“高炉不稳定出铁”的原因的炉内气体流出路径的说明图。
图3是本发明的高炉不稳定出铁抑制方法的概略说明图。
图4是设在本发明中使用的出铁孔旁边的压入孔的位置说明图。
图5是表示本发明的一实施方式的说明图。
图6是表示导槽寿命的比较的图。
图7是表示导槽盖寿命的图。
图8是表示出铁时的炉压力变动的图。
图9是表示压入压力与可压入粘度的关系的图。
图10是压入材料压入带来的密封效果的持续期间的比较图。
具体实施方式
以下，参照图3～图5说明用来实施本发明的高炉不稳定出铁抑制方法的优选的实施方式。
在图3中表示本发明的高炉不稳定出铁抑制方法的概略说明图。在图4中表示设在本发明中使用的出铁孔旁边的压入孔的位置说明图。在图5中表示本发明的一实施方式。
图3示意地表示高炉炉衬截面和压入机7。出铁孔6的旁边的压入孔9从出铁孔6观察设置在高炉圆周方向上，经由配管10与具有用来将压入材料压入的泵、马达等的压入机7和配管10连接。通过压入机7的压力，将压入材料经由配管10向压入孔9压入。不论是从设在出铁孔6旁边的压入孔压入的情况、还是从设在风口下方的压入孔压入的情况，都考虑作业员的安全和设备的保护而在出铁时的铁水的飞散达不到的风口台面8上设置压入机7。
图4示意地表示高炉的出铁孔的水平上的高炉炉内水平截面。如图4所示，上述压入孔9设在出铁孔的周围0.5～4m的位置上。在压入孔9的设置位置比出铁孔6的周围0.5m近的情况下，连接在设置于出铁孔6旁边的压入孔9上的配管10有可能被从出铁孔飞散的铁水损伤。此外，在压入孔9的设置位置比出铁孔6的周围4m远的情况下，不能充分地得到出铁时的喷射效应带来的炉内压力下降，所以将高粘性压入材料压入变得困难。因此，压入孔9优选地设置在出铁孔6旁边的周围0.5～4m的位置上。
在本发明中使用的高粘性压入材料是粘性为2000～7000cP的压入材料，该高粘性压入材料可以使用例如呋喃类树脂与石墨的混匀物。另外，作为不稳定出铁抑制用压入材料要求的物性，是即使在与350℃左右的高温气体接触的情况下、粉体与树脂也不会分离而收缩、相反也不会将挥发气体取入到内部中而膨胀、能够维持最适合于气体密封的致密性、以及具有较高的热传导性，在本发明中使用的压入材料(粘性为2000～7000cP)是具备该物性的材料。
本发明的特征是为了能够将粘性为2000～7000cP的压入材料压入而在出铁中进行压入。以下，基于图8及图9对该特征进行说明。在图8中表示出铁时的炉压力变动，在图9中表示压入压力与可压入粘度的关系。
如图8所示，在出铁待机中是约0.4MPa的出铁孔周围的压力在出铁时向0.1MPa以下大幅下降。即，在出铁时，在出铁孔周围吸引力较大地作用。本发明的特征是，利用该吸引力将高粘性的压入材料从设在出铁孔旁边的压入孔压入。另外，如图9所示，出铁待机时(炉内压力为约0.4MPa)的适当压送压力是1.5～2MPa，通过该压力不能压入1000～2000cP以上的粘性的压入材料。另一方面，在本发明中，在出铁时，利用出铁孔周围的压力向0.1MPa以下大幅下降的喷射效应，能够在1.5～2MPa的适当压送压力下将2000～7000cP的压入材料压入，成功地大幅改善炉内气体密封效果。
在将压入材料填充到高炉炉衬背面间隙中的情况下，根据压入压力和炉内压力，有可能压入材料会倒流。此外，根据压入管，喷射效应发生的定时不同。因此，需要通过测量炉内压力来检测喷射效应的发生定时并进行压入。例如，如图5所示，可以在延长配管10与压入机7之间设置阀13a、压力计A11、阀13b、压力计B12、和阀13c而进行压入定时调节。具体而言，首先仅将阀13a开放，在阀13b和阀13c关闭的状态下，通过压力计A11测量炉内压力，确认图8所示那样的炉内压力的急剧的下降(喷射效应的发生)。在确认了喷射效应的发生之后，将阀13c也开放，在确认压力计B12表示的压力超过炉内送风压力之后将阀13b开放。由此，能够防止压入材料的倒流、并且检测喷射效应发生的定时而在炉内压力下降后压入。
高粘性压入材料具有气体密封性改善的效果，但在压入后压入材料堵塞在延长配管10内及压入孔9炉内侧周围，反复压入变得困难。相对于此，通过在高粘性压入材料压入结束后仅压入树脂并填充到配管内，防止压入材料压入用配管内及压入孔炉内侧周围的堵塞。此外，在下次的高粘性压入材料压入时，通过残留在压入配管内壁面上的低粘性的树脂，能够减轻压入高粘性压入材料时的配管内摩擦。因此，能够不由压入材料将配管堵塞而高效率地压入。
作为本发明的另一实施方式，有同时采用上述方法和从设在风口下方的压入孔将低粘性压入材料压入的方法的方法。如上所述，仅通过从设在风口下方的压入孔压入低粘性压入材料，流动性重现的低粘性压入材料流入到出铁孔中，密封性下降。另一方面，在从设在出铁孔旁边的压入孔将高粘性压入材料压入的情况下，上述问题消除了，但是会发生气体从风口下方通过炉内气体流出路径吹入、将密封部分逐渐损伤的问题。相对于此，通过组合从设在风口下方的压入孔进行粘性为20～2000cP的低粘性压入材料的压入来进行，能够防止炉内气体直接吹入到填充有上述高粘性压入材料的密封部分上带来的密封部分的损伤。
实施例1
在从炉内容积5400m3的高炉的出铁孔沿炉圆周方向2m的位置上左右各设置有1处内径40A的压入孔。将压入机设置在铁水的飞散达不到的风口台面上，通过1次的压入作业从1～2处的设在出铁孔旁边的压入孔压入。压入材料是呋喃类树脂与石墨的混匀物，将具有3000～5000cP的粘度的混匀物对1处压入孔使用约100kg。在压入时，在可预料喷射效应的出铁中实施上述压力确认和阀操作，以压入压力1.2～1.5MPa压入。由于炉内气体混流到出铁孔的出铁流中而在出铁流中发生紊乱，所以作为出铁孔的出铁流路径的导槽、其盖损伤。确认该压入下的导槽、盖的寿命，结果如图6所示，导槽为出铁量9万吨，如图7所示，盖为出铁量5万吨，如图10所示，压入带来的炉内气体密封效果持续7～12天。
实施例2
在上述高炉的风口下方，遍及炉整周设置有42处内径40A的压入孔。将压入机设置在铁水的飞散达不到的风口台面上，通过1次的压入作业从10处左右的设在风口下方的压入孔压入。压入材料是呋喃树脂与石墨的混匀物，将具有1000cP的粘度的混匀物对1处压入孔使用约100kg。在压入时，在作业中实施上述压力确认和阀操作，以压入压力1.5～1.8MPa进行了压入。与该压入组合，以上述要领实施了从设在出铁孔旁边的压入孔的压入。确认该组合压入下的导槽、盖的寿命，结果如图6所示，导槽为出铁量9.8万吨，如图7所示，盖为出铁量5.5万吨，如图10所示，压入带来的炉内气体密封效果持续10～17天。
比较例1
在上述高炉的风口下方，遍及炉整周而设置有42处内径40A的压入孔。将压入机设置在铁水的飞散达不到的风口台面上，通过1次的压入作业从10处左右的设在风口下方的压入孔压入。压入材料是呋喃树脂与石墨的混匀物，将具有1000cP的粘度的混匀物对1处压入孔使用约100kg。在压入时，在作业中实施上述压力确认和阀操作，以压入压力1.5～1.8MPa进行了压入。确认压入下的导槽、盖的寿命，结果如图6所示，导槽为出铁量7.0万吨，如图7所示，盖为出铁量3.0万吨，如图10所示，压入带来的炉内气体密封效果持续2～3天。
工业实用性
根据本发明，能够提供解决以往技术的问题、将高炉炉衬背面间隙中的、作为炉内气体漏风出口的出铁孔附近可靠地填充、并且能够长期维持压入材料填充带来的炉内气体密封效果的、不稳定出铁抑制方法。
标号说明
1内衬砖
2捣压层
3冷却壁
4铁皮
5风口
6出铁孔
7压入机
8风口台面
9压入孔
10延长配管
11压力计A
12压力计B
13a～13c球阀

Claims (4)

1.一种高炉不稳定出铁抑制方法，从设在出铁孔周围0.5～4m位置的压入孔向出铁孔周围部的高炉炉衬背面间隙压入高粘性压入材料，其特征在于，
将粘性为2000～7000cP的高粘性压入材料利用在出铁中在出铁孔附近发生的喷射效应进行压入。
2.如权利要求1所述的高炉不稳定出铁抑制方法，其特征在于，通过炉内压力检测机构检测出喷射效应的发生，在确认喷射效应发生后开始压入。
3.如权利要求1或2所述的高炉不稳定出铁抑制方法，其特征在于，在高粘性压入材料压入后进行仅树脂的压入。
4.如权利要求1或2所述的高炉不稳定出铁抑制方法，其特征在于，从设在风口下方的压入孔组合进行粘性为20～2000cP的低粘性压入材料的压入。
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