JP2001040405A - 高炉出銑口のマッド材の評価方法および出銑口開口方法 - Google Patents
高炉出銑口のマッド材の評価方法および出銑口開口方法Info
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- JP2001040405A JP2001040405A JP11216257A JP21625799A JP2001040405A JP 2001040405 A JP2001040405 A JP 2001040405A JP 11216257 A JP11216257 A JP 11216257A JP 21625799 A JP21625799 A JP 21625799A JP 2001040405 A JP2001040405 A JP 2001040405A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マッド材の損耗性を的確に評価することが可
能な高炉出銑口のマッド材の評価方法および出銑終了時
刻を的確に予測することが可能な高炉の出銑終了時刻の
予測方法および最大の出銑時間を得ることが可能な高炉
の出銑口開口方法の提供。 【解決手段】 高炉の出銑時に、出銑口から排出される
溶銑と溶滓の合計流出体積速度である全流出速度を測定
し、得られた全流出速度の時間変化率に基づき出銑口の
マッド材の損耗性を評価する高炉出銑口のマッド材の評
価方法、および前記全流出速度の時間変化率と操業条件
から求められる造銑滓量に基づき、当該出銑の終了時刻
を予測する高炉の出銑終了時刻の予測方法、および前記
全流出速度の時間変化率と操業条件から求められる造銑
滓量に基づき、次回出銑時における出銑口開口条件を求
め、出銑口の開口を行う高炉の出銑口開口方法。
能な高炉出銑口のマッド材の評価方法および出銑終了時
刻を的確に予測することが可能な高炉の出銑終了時刻の
予測方法および最大の出銑時間を得ることが可能な高炉
の出銑口開口方法の提供。 【解決手段】 高炉の出銑時に、出銑口から排出される
溶銑と溶滓の合計流出体積速度である全流出速度を測定
し、得られた全流出速度の時間変化率に基づき出銑口の
マッド材の損耗性を評価する高炉出銑口のマッド材の評
価方法、および前記全流出速度の時間変化率と操業条件
から求められる造銑滓量に基づき、当該出銑の終了時刻
を予測する高炉の出銑終了時刻の予測方法、および前記
全流出速度の時間変化率と操業条件から求められる造銑
滓量に基づき、次回出銑時における出銑口開口条件を求
め、出銑口の開口を行う高炉の出銑口開口方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マッド材の損耗性
を的確に評価することが可能な高炉出銑口のマッド材の
評価方法および出銑終了時刻を的確に予測することが可
能な高炉の出銑終了時刻の予測方法および出銑時間の制
御が可能な高炉の出銑口開口方法に関する。
を的確に評価することが可能な高炉出銑口のマッド材の
評価方法および出銑終了時刻を的確に予測することが可
能な高炉の出銑終了時刻の予測方法および出銑時間の制
御が可能な高炉の出銑口開口方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高炉炉内に生成した溶銑滓は、炉床部の
出銑口から排出される。炉内での溶銑滓の単位時間当た
りの生成量（造銑滓速度）と出銑口からの溶銑滓の単位
時間当たりの排出量（排出速度）が等しければ、炉内の
滞留溶銑滓量が一定の状態で連続的に出銑滓が行われ
る。
出銑口から排出される。炉内での溶銑滓の単位時間当た
りの生成量（造銑滓速度）と出銑口からの溶銑滓の単位
時間当たりの排出量（排出速度）が等しければ、炉内の
滞留溶銑滓量が一定の状態で連続的に出銑滓が行われ
る。
【０００３】しかし、出銑口を形成する耐火物（以下、
マッド材と記す）は、出銑口の内部を流れる溶銑滓によ
って損耗を受け、出銑口の径が徐々に拡大するため、排
出速度は出銑口開口時から次第に増加し、溶銑滓の排出
速度が造銑滓速度よりも大きくなると炉内滞留溶銑滓量
が減少する。炉内滞留溶銑滓の上面が出銑口の位置まで
下降すると、出銑口から溶銑滓と共に炉内ガスが吹き出
るため、出銑口にマッド材を充填して出銑滓を停止し、
マッド材の焼成後、所定時期に再度出銑口をドリル掘
り、金棒打ち込みなどの手段により開口する。
マッド材と記す）は、出銑口の内部を流れる溶銑滓によ
って損耗を受け、出銑口の径が徐々に拡大するため、排
出速度は出銑口開口時から次第に増加し、溶銑滓の排出
速度が造銑滓速度よりも大きくなると炉内滞留溶銑滓量
が減少する。炉内滞留溶銑滓の上面が出銑口の位置まで
下降すると、出銑口から溶銑滓と共に炉内ガスが吹き出
るため、出銑口にマッド材を充填して出銑滓を停止し、
マッド材の焼成後、所定時期に再度出銑口をドリル掘
り、金棒打ち込みなどの手段により開口する。
【０００４】以上、高炉の出銑滓について述べたが、従
来、高炉の出銑滓に関して下記で述べる(1) 精度に優れ
た出銑終了時刻の予測、(2) 出銑時間の延長が求められ
ていた。 (1) 精度に優れた出銑終了時刻の予測：出銑中にその出
銑が終了する時刻を予測することができれば、終了前に
的確に他の出銑口を開口して、次回の出銑を開始するこ
と（以下、ラップ出銑とも記す）ができるため、炉内残
銑滓量に応じた出銑スケジュールを立てることが可能に
なる。
来、高炉の出銑滓に関して下記で述べる(1) 精度に優れ
た出銑終了時刻の予測、(2) 出銑時間の延長が求められ
ていた。 (1) 精度に優れた出銑終了時刻の予測：出銑中にその出
銑が終了する時刻を予測することができれば、終了前に
的確に他の出銑口を開口して、次回の出銑を開始するこ
と（以下、ラップ出銑とも記す）ができるため、炉内残
銑滓量に応じた出銑スケジュールを立てることが可能に
なる。
【０００５】前記したように、出銑中は、出銑口が損耗
により拡大して出銑滓速度が時間と共に増加し、造銑滓
速度を上回って、炉内の銑滓レベルが出銑孔レベルまで
低下した時に、炉内のガスが炉外に吹き出し、出銑が終
了する。出銑の終了時刻を予測するためには、出銑滓速
度を予測することが必要であるが、それに必要な出銑口
の拡大速度、すなわち損耗速度は、マッド材質以外に、
高炉の操業条件や溶銑滓性状に大きく依存するため、正
確に出銑の終了時刻を予測することは極めて困難であっ
た。
により拡大して出銑滓速度が時間と共に増加し、造銑滓
速度を上回って、炉内の銑滓レベルが出銑孔レベルまで
低下した時に、炉内のガスが炉外に吹き出し、出銑が終
了する。出銑の終了時刻を予測するためには、出銑滓速
度を予測することが必要であるが、それに必要な出銑口
の拡大速度、すなわち損耗速度は、マッド材質以外に、
高炉の操業条件や溶銑滓性状に大きく依存するため、正
確に出銑の終了時刻を予測することは極めて困難であっ
た。
【０００６】これに対して、造銑量と出銑量から求めた
炉内残留溶銑量と、溶銑の生成速度と過去の出銑速度パ
ターンから算定した炉内残留溶銑の予測減少速度から、
出銑終了予測時刻を遂次求め、出銑中のある時点から出
銑終了予測時刻までの時間が所定時間内になった後、出
銑速度の降下を検知して出銑終了を判定する技術が開示
されている（特許第 2615290号公報参照）。
炉内残留溶銑量と、溶銑の生成速度と過去の出銑速度パ
ターンから算定した炉内残留溶銑の予測減少速度から、
出銑終了予測時刻を遂次求め、出銑中のある時点から出
銑終了予測時刻までの時間が所定時間内になった後、出
銑速度の降下を検知して出銑終了を判定する技術が開示
されている（特許第 2615290号公報参照）。
【０００７】しかし、上記した技術の場合、過去の出銑
速度パターンを出銑終了時刻の予測に用いているため、
特に高炉の操業条件などが変化した場合に出銑終了時刻
の予測誤差が大きくなることが問題である。 (2) 出銑時間の延長：高炉操業においては、出銑口の開
口から閉塞（以下出銑止めとも記す）までの出銑時間を
延長することによって、作業者の出銑作業負荷の軽減、
出銑口の閉塞に用いられるマッド材や開口時の金棒など
に要する費用の削減を達成することができる。
速度パターンを出銑終了時刻の予測に用いているため、
特に高炉の操業条件などが変化した場合に出銑終了時刻
の予測誤差が大きくなることが問題である。 (2) 出銑時間の延長：高炉操業においては、出銑口の開
口から閉塞（以下出銑止めとも記す）までの出銑時間を
延長することによって、作業者の出銑作業負荷の軽減、
出銑口の閉塞に用いられるマッド材や開口時の金棒など
に要する費用の削減を達成することができる。
【０００８】さらに、出銑口の閉塞から次回の出銑開始
までの時間（以下、出銑間隔とも記す）中は、炉内の残
銑滓量が増加するため操業が不安定となり易いが、出銑
時間を延長することによって出銑止めの回数を低減し、
出銑間隔を短くすることができれば、出銑間隔中に発生
するこれらの問題も少なくなる。以上述べたように、１
回の出銑時間の延長による出銑回数の減少は、高炉操業
上多くの利点をもたらす。
までの時間（以下、出銑間隔とも記す）中は、炉内の残
銑滓量が増加するため操業が不安定となり易いが、出銑
時間を延長することによって出銑止めの回数を低減し、
出銑間隔を短くすることができれば、出銑間隔中に発生
するこれらの問題も少なくなる。以上述べたように、１
回の出銑時間の延長による出銑回数の減少は、高炉操業
上多くの利点をもたらす。
【０００９】出銑時間を支配する主な因子としては、出
銑量（出銑速度）、スラグ比、出銑口の初期の開口径、
出銑口深度、マッド材の損耗速度などが挙げられる。ま
た、異なる出銑口を順次使用する交互出銑の場合は、こ
れらの出銑口の出銑前後の出銑の重複時間（以下、ラッ
プ時間とも記す）も出銑時間に影響を与える。
銑量（出銑速度）、スラグ比、出銑口の初期の開口径、
出銑口深度、マッド材の損耗速度などが挙げられる。ま
た、異なる出銑口を順次使用する交互出銑の場合は、こ
れらの出銑口の出銑前後の出銑の重複時間（以下、ラッ
プ時間とも記す）も出銑時間に影響を与える。
【００１０】上記した各因子の内、出銑量やスラグ比は
高炉の操業条件で決まるものであり、出銑口深度は、出
銑口上部の羽口条件や、炉内のコークスの充填状態など
に大きく影響されるため、出銑時間をマッド材の充填量
などの操作因子だけで制御することは難しい。これに対
して、開口径は、開口作業時に随時選択可能な因子であ
り、また、マッド材の損耗速度は、マッド材の原料配合
や粒度構成などによって制御可能であるため、一般的に
はこれらの因子の選択、あるいは改善によって出銑時間
の制御が行われている。
高炉の操業条件で決まるものであり、出銑口深度は、出
銑口上部の羽口条件や、炉内のコークスの充填状態など
に大きく影響されるため、出銑時間をマッド材の充填量
などの操作因子だけで制御することは難しい。これに対
して、開口径は、開口作業時に随時選択可能な因子であ
り、また、マッド材の損耗速度は、マッド材の原料配合
や粒度構成などによって制御可能であるため、一般的に
はこれらの因子の選択、あるいは改善によって出銑時間
の制御が行われている。
【００１１】マッド材の損耗速度の評価は、溶銑あるい
は溶銑と溶滓との混合液にマッド材を浸漬し、一定時間
後のマッド材の損耗量を実験室的に調べることによって
行うのが一般的である。しかしながら、実際の高炉の出
銑口内においては、秒速10ｍ近い速度で溶銑滓が流れて
おり、流出する溶銑滓中の溶銑と溶滓の量比も常に変化
している。
は溶銑と溶滓との混合液にマッド材を浸漬し、一定時間
後のマッド材の損耗量を実験室的に調べることによって
行うのが一般的である。しかしながら、実際の高炉の出
銑口内においては、秒速10ｍ近い速度で溶銑滓が流れて
おり、流出する溶銑滓中の溶銑と溶滓の量比も常に変化
している。
【００１２】また、出銑口の形状および出銑口内におけ
るマッド材の焼成状態、充填密度は、空間的にも経時的
にも一定ではない。すなわち、実機におけるマッド材の
損耗性を評価、予測する場合、マッド材の損耗速度の実
験室的な評価のみでは極めて不十分である。さらに、前
記したように高炉の出銑時間は種々の因子に複雑に支配
されているため、マッド材の損耗性が出銑時間に与える
影響を単独で評価することはこれまで困難であった。
るマッド材の焼成状態、充填密度は、空間的にも経時的
にも一定ではない。すなわち、実機におけるマッド材の
損耗性を評価、予測する場合、マッド材の損耗速度の実
験室的な評価のみでは極めて不十分である。さらに、前
記したように高炉の出銑時間は種々の因子に複雑に支配
されているため、マッド材の損耗性が出銑時間に与える
影響を単独で評価することはこれまで困難であった。
【００１３】この結果、出銑口の初期の開口径を規定し
たとしても、マッド材の損耗性の評価、予測が困難なた
め、出銑時間が所定時間となるように制御することは困
難であった。これに対して、出銑時間を延長する技術と
して、出銑口直上部にマッド材を充填するための専用口
を設け、出銑に伴って損耗するマッド材を適宜補うこと
によって出銑時間を延長する技術が開示されている（特
開平９−279211号公報）。
たとしても、マッド材の損耗性の評価、予測が困難なた
め、出銑時間が所定時間となるように制御することは困
難であった。これに対して、出銑時間を延長する技術と
して、出銑口直上部にマッド材を充填するための専用口
を設け、出銑に伴って損耗するマッド材を適宜補うこと
によって出銑時間を延長する技術が開示されている（特
開平９−279211号公報）。
【００１４】しかしながら、上記した技術の場合、マッ
ド材充填口を設置するための費用がかかる上に、炉内の
出銑口前とコークス充填層との間にマッド材が充填され
る可能性があり、出銑口への溶銑滓の流れが阻害される
危険性がある。また、出銑時間を最適範囲に制御する技
術として、複数の内孔を設けた耐火物スリーブを出銑口
内に装着し、当該内孔から不活性ガスを噴射して溶銑滓
と耐火物との間にガス膜層を形成し、両者の接触を防ぐ
技術が開示されている（特開平９−235602号公報参
照）。
ド材充填口を設置するための費用がかかる上に、炉内の
出銑口前とコークス充填層との間にマッド材が充填され
る可能性があり、出銑口への溶銑滓の流れが阻害される
危険性がある。また、出銑時間を最適範囲に制御する技
術として、複数の内孔を設けた耐火物スリーブを出銑口
内に装着し、当該内孔から不活性ガスを噴射して溶銑滓
と耐火物との間にガス膜層を形成し、両者の接触を防ぐ
技術が開示されている（特開平９−235602号公報参
照）。
【００１５】上記した技術によれば、出銑口の損耗が著
しく減少するため、出銑時間の飛躍的な延長が期待でき
るが、複雑な構造の耐火物スリーブが高価であること
や、出銑中に多量の不活性ガスを使用する必要があり、
溶銑コストの上昇が免れない。
しく減少するため、出銑時間の飛躍的な延長が期待でき
るが、複雑な構造の耐火物スリーブが高価であること
や、出銑中に多量の不活性ガスを使用する必要があり、
溶銑コストの上昇が免れない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、マッド材の損耗性を的確に評
価することが可能な高炉出銑口のマッド材の評価方法お
よび出銑終了時刻を的確に予測することが可能な高炉の
出銑終了時刻の予測方法および所定のマッド材に対して
最大の出銑時間を得ることが可能な高炉の出銑口開口方
法を提供することを目的とする。
来技術の問題点を解決し、マッド材の損耗性を的確に評
価することが可能な高炉出銑口のマッド材の評価方法お
よび出銑終了時刻を的確に予測することが可能な高炉の
出銑終了時刻の予測方法および所定のマッド材に対して
最大の出銑時間を得ることが可能な高炉の出銑口開口方
法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、高炉の出
銑時に、出銑口から排出される溶銑と溶滓の合計流出体
積速度である全流出速度を測定し、得られた全流出速度
の時間変化率に基づき出銑口のマッド材の損耗性を評価
することを特徴とする高炉出銑口のマッド材の評価方法
である。
銑時に、出銑口から排出される溶銑と溶滓の合計流出体
積速度である全流出速度を測定し、得られた全流出速度
の時間変化率に基づき出銑口のマッド材の損耗性を評価
することを特徴とする高炉出銑口のマッド材の評価方法
である。
【００１８】第２の発明は、高炉の出銑時に、出銑口か
ら排出される溶銑と溶滓の合計流出体積速度である全流
出速度を測定し、得られた全流出速度の時間変化率と、
操業条件から求められる造銑滓量に基づき、当該出銑の
終了時刻を予測することを特徴とする高炉の出銑終了時
刻の予測方法である。第３の発明は、高炉の出銑時に、
出銑口から排出される溶銑と溶滓の合計流出体積速度で
ある全流出速度を測定し、得られた全流出速度の時間変
化率と、操業条件から求められる造銑滓量に基づき、次
回出銑時における出銑口開口条件を求め、得られた出銑
口開口条件に基づき出銑口の開口を行うことを特徴とす
る高炉の出銑口開口方法である。
ら排出される溶銑と溶滓の合計流出体積速度である全流
出速度を測定し、得られた全流出速度の時間変化率と、
操業条件から求められる造銑滓量に基づき、当該出銑の
終了時刻を予測することを特徴とする高炉の出銑終了時
刻の予測方法である。第３の発明は、高炉の出銑時に、
出銑口から排出される溶銑と溶滓の合計流出体積速度で
ある全流出速度を測定し、得られた全流出速度の時間変
化率と、操業条件から求められる造銑滓量に基づき、次
回出銑時における出銑口開口条件を求め、得られた出銑
口開口条件に基づき出銑口の開口を行うことを特徴とす
る高炉の出銑口開口方法である。
【００１９】前記した第３の発明においては、前記出銑
口開口条件として、開口時の開口径、出銑口深度および
マッド材質から選ばれる１種または２種以上を選択する
ことが好ましい。
口開口条件として、開口時の開口径、出銑口深度および
マッド材質から選ばれる１種または２種以上を選択する
ことが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明は、出銑時のマッド材の損耗速度を的確に
評価することことが可能な高炉出銑口のマッド材の評価
方法を提供するものである。また、本発明は、出銑終了
時刻を的確に予測することが可能な高炉の出銑終了時刻
の予測方法を提供するものである。
する。本発明は、出銑時のマッド材の損耗速度を的確に
評価することことが可能な高炉出銑口のマッド材の評価
方法を提供するものである。また、本発明は、出銑終了
時刻を的確に予測することが可能な高炉の出銑終了時刻
の予測方法を提供するものである。
【００２１】また、本発明は、予め、マッド材質毎の損
耗速度を的確に評価、予測し、得られた結果に基づき、
出銑口の開口条件を選択することによって、炉内残銑滓
量を一定値以下に管理しながらマッド材質に対応する最
大の出銑時間を得るものである。すなわち、本発明によ
れば、下記(1) 〜(3) の方法によって前記した課題を解
決する。
耗速度を的確に評価、予測し、得られた結果に基づき、
出銑口の開口条件を選択することによって、炉内残銑滓
量を一定値以下に管理しながらマッド材質に対応する最
大の出銑時間を得るものである。すなわち、本発明によ
れば、下記(1) 〜(3) の方法によって前記した課題を解
決する。
【００２２】(1) 高炉の出銑口から排出される溶銑およ
び溶滓の合計流出体積速度である全流出速度を測定し、
得られた全流出速度の時間変化率によってマッド材の損
耗性を評価する。 (2) 上記(1) で得られたマッド材の損耗性の評価結果
と、操業条件から求められる造銑滓量に基づき、出銑終
了時刻を予測する。
び溶滓の合計流出体積速度である全流出速度を測定し、
得られた全流出速度の時間変化率によってマッド材の損
耗性を評価する。 (2) 上記(1) で得られたマッド材の損耗性の評価結果
と、操業条件から求められる造銑滓量に基づき、出銑終
了時刻を予測する。
【００２３】この場合、出銑時において全流出速度が増
加し始めた後、所定時間経過迄の全流出速度の時間変化
率によって、当該出銑の出銑終了時刻を予測する。 (3) 上記(1) で得られたマッド材の損耗性の評価結果
と、操業条件から求められる造銑滓量に基づき、次回出
銑時における適切な出銑口開口条件を求め、出銑口の開
口を行う。
加し始めた後、所定時間経過迄の全流出速度の時間変化
率によって、当該出銑の出銑終了時刻を予測する。 (3) 上記(1) で得られたマッド材の損耗性の評価結果
と、操業条件から求められる造銑滓量に基づき、次回出
銑時における適切な出銑口開口条件を求め、出銑口の開
口を行う。
【００２４】以下、本発明を、[1] 高炉出銑口のマッド
材の評価方法（第１の発明）、[2]高炉の出銑終了時刻
の予測方法（第２の発明）、[3] 出銑口開口方法（第３
の発明）の順に説明する。 [1] 高炉出銑口のマッド材の評価方法（第１の発明）：
本発明者らは、種々の高炉操業条件、出銑口開口条件お
よびマッド材質の条件下、溶銑滓の流出速度の時間変化
率を測定した。
材の評価方法（第１の発明）、[2]高炉の出銑終了時刻
の予測方法（第２の発明）、[3] 出銑口開口方法（第３
の発明）の順に説明する。 [1] 高炉出銑口のマッド材の評価方法（第１の発明）：
本発明者らは、種々の高炉操業条件、出銑口開口条件お
よびマッド材質の条件下、溶銑滓の流出速度の時間変化
率を測定した。
【００２５】その結果、いずれの条件においても、出銑
口から流出する溶銑の単位時間当たりの体積（以下、溶
銑流出速度と記す）と、出銑口から流出する溶滓の単位
時間当たりの体積（以下、溶滓流出速度と記す）とを合
計した量（以下、全流出速度と記す）が、出銑中の一定
の時間内において経過時間に対して直線的に増加するこ
とを見出した。
口から流出する溶銑の単位時間当たりの体積（以下、溶
銑流出速度と記す）と、出銑口から流出する溶滓の単位
時間当たりの体積（以下、溶滓流出速度と記す）とを合
計した量（以下、全流出速度と記す）が、出銑中の一定
の時間内において経過時間に対して直線的に増加するこ
とを見出した。
【００２６】図１に、出銑中の溶銑流出速度、溶滓流出
速度、全流出速度の経時変化の１例を示す。図１に示さ
れるように、溶銑流出速度および溶滓流出速度のそれぞ
れは、時間に対して大きく変動するが、溶銑流出速度お
よび溶滓流出速度の合計量である全流出速度は、出銑開
始後一定時間経過後は、時間に対して直線的に増加し、
その変動も少ない。
速度、全流出速度の経時変化の１例を示す。図１に示さ
れるように、溶銑流出速度および溶滓流出速度のそれぞ
れは、時間に対して大きく変動するが、溶銑流出速度お
よび溶滓流出速度の合計量である全流出速度は、出銑開
始後一定時間経過後は、時間に対して直線的に増加し、
その変動も少ない。
【００２７】また、上記した一定時間内の全流出速度の
時間変化率、すなわち下記式(1) で定義されるＷ値は、
初期に変動する場合があるが、例えば出銑開始後60分か
らガスが出銑口より吹き出すまでの間、一定値を維持す
ることが分かった。
時間変化率、すなわち下記式(1) で定義されるＷ値は、
初期に変動する場合があるが、例えば出銑開始後60分か
らガスが出銑口より吹き出すまでの間、一定値を維持す
ることが分かった。
【００２８】
【数１】
【００２９】本発明に係るＷ値は、流出する溶銑滓の性
状の変化などの因子を取り込んだ形での出銑時のマッド
材の損耗速度を示すものであり、同一の高炉であれば、
Ｗ値によってマッド材の損耗性を単独で評価することが
できる。この結果、後記する実施例で示されるように、
本発明に係るＷ値は、高耐久性マッド材の開発にとって
非常に有用である。
状の変化などの因子を取り込んだ形での出銑時のマッド
材の損耗速度を示すものであり、同一の高炉であれば、
Ｗ値によってマッド材の損耗性を単独で評価することが
できる。この結果、後記する実施例で示されるように、
本発明に係るＷ値は、高耐久性マッド材の開発にとって
非常に有用である。
【００３０】[2] 高炉の出銑終了時刻の予測方法（第２
の発明）：本発明によれば、出銑開始後所定時間全流出
速度を測定することによって、その後の任意の時刻迄の
高炉炉外排出溶銑滓量を予測することができる。すなわ
ち、図２の例では、出銑時は、出銑開始（時刻：Ｔ0 ）
後ｔ1 時間は、全流出速度はほぼ一定値を示し、時刻Ｔ
1 以降全流出速度が増加し始める。
の発明）：本発明によれば、出銑開始後所定時間全流出
速度を測定することによって、その後の任意の時刻迄の
高炉炉外排出溶銑滓量を予測することができる。すなわ
ち、図２の例では、出銑時は、出銑開始（時刻：Ｔ0 ）
後ｔ1 時間は、全流出速度はほぼ一定値を示し、時刻Ｔ
1 以降全流出速度が増加し始める。
【００３１】ただし、Ｔ0 からＴ1 までの全流出速度の
変化は、一定値であるとは限らない。本発明において
は、出銑開始時の高炉内の残銑滓量：ＶR 、出銑中
の造銑滓量Ｖ1 、ｔ1 時間に流出する溶銑滓量Ｖ2 、
全流出速度が増加し始めた後の所定時刻Ｔ2 迄の全流
出速度の時間変化率：Ｗに基づき、下記式(2) からｔを
求め、この回の出銑の出銑終了時刻：Ｔ（＝Ｔ0 ＋ｔ1
＋ｔ）を予測することができる。
変化は、一定値であるとは限らない。本発明において
は、出銑開始時の高炉内の残銑滓量：ＶR 、出銑中
の造銑滓量Ｖ1 、ｔ1 時間に流出する溶銑滓量Ｖ2 、
全流出速度が増加し始めた後の所定時刻Ｔ2 迄の全流
出速度の時間変化率：Ｗに基づき、下記式(2) からｔを
求め、この回の出銑の出銑終了時刻：Ｔ（＝Ｔ0 ＋ｔ1
＋ｔ）を予測することができる。
【００３２】 Ｖ2 ＋〔（Ｗｔ／２）＋ａ〕ｔ＝ＶR ＋（ｔ1 ＋ｔ）Ｖ1 ………(2) なお、上記式(2) において、 ｔ ：出銑開始後全流出速度が増加し始めてから出銑が
終了しガス吹きするまでの時間 ＶR ：出銑開始時の高炉内の残銑滓量(m3) ｔ1 ：出銑開始後全流出速度が増加し始めるまでの時間
(min) Ｖ1 ：出銑中の造銑滓量(m3/min) Ｖ2 ：出銑開始後全流出速度が増加し始めるまでの溶銑
滓流出量(m3) Ｗ ：前記式(1) で求められる全流出速度の時間変化率
(m3/min/min) ａ ：出銑開始後全流出速度が増加し始めた時点の全流
出速度(m3/min) を示す。
終了しガス吹きするまでの時間 ＶR ：出銑開始時の高炉内の残銑滓量(m3) ｔ1 ：出銑開始後全流出速度が増加し始めるまでの時間
(min) Ｖ1 ：出銑中の造銑滓量(m3/min) Ｖ2 ：出銑開始後全流出速度が増加し始めるまでの溶銑
滓流出量(m3) Ｗ ：前記式(1) で求められる全流出速度の時間変化率
(m3/min/min) ａ ：出銑開始後全流出速度が増加し始めた時点の全流
出速度(m3/min) を示す。
【００３３】所定時刻における高炉内の残銑滓量は、高
炉へ装入する原料、燃料、副原料の組成と装入量から算
出される高炉内の造銑滓量と出銑滓量の差から求めるこ
とができ、出銑開始時の高炉内の残銑滓量：ＶR は、前
回出銑終了時の残銑滓量と出銑間隔中の造銑滓量から求
めることができる。出銑中の造銑滓量：Ｖ1 は上記と同
様に、高炉へ装入する原料、燃料、副原料の組成と装入
量から算出される。
炉へ装入する原料、燃料、副原料の組成と装入量から算
出される高炉内の造銑滓量と出銑滓量の差から求めるこ
とができ、出銑開始時の高炉内の残銑滓量：ＶR は、前
回出銑終了時の残銑滓量と出銑間隔中の造銑滓量から求
めることができる。出銑中の造銑滓量：Ｖ1 は上記と同
様に、高炉へ装入する原料、燃料、副原料の組成と装入
量から算出される。
【００３４】また、出銑開始後全流出速度が増加し始め
るまでの溶銑滓流出量：Ｖ2 、出銑開始後全流出速度が
増加し始めた時点の全流出速度：ａ、全流出速度の時間
変化率：Ｗは、例えば受銑車、受滓車に秤量器を設置し
てその重量および単位時間当たりの重量増加量および重
量増加量の時間変化率を測定し、それぞれの測定値を、
溶銑滓の温度、組成から計算される溶銑滓の密度で除す
ことによって求められる。
るまでの溶銑滓流出量：Ｖ2 、出銑開始後全流出速度が
増加し始めた時点の全流出速度：ａ、全流出速度の時間
変化率：Ｗは、例えば受銑車、受滓車に秤量器を設置し
てその重量および単位時間当たりの重量増加量および重
量増加量の時間変化率を測定し、それぞれの測定値を、
溶銑滓の温度、組成から計算される溶銑滓の密度で除す
ことによって求められる。
【００３５】溶銑滓の重量は、受銑車、受滓車内の液面
レベルから求めることもできるが、一般に受銑車、受滓
車の形状が複雑であること、溶銑の場合は液面をスラグ
が覆うことなどから精度の面で問題があり、上記した秤
量器による測定の方が優れている。さらに、本発明者ら
は、図３に示すように、Ｗ値と、ガス吹きを伴う出銑終
了直前の全流出速度との間には一定の関係があることを
見出した。
レベルから求めることもできるが、一般に受銑車、受滓
車の形状が複雑であること、溶銑の場合は液面をスラグ
が覆うことなどから精度の面で問題があり、上記した秤
量器による測定の方が優れている。さらに、本発明者ら
は、図３に示すように、Ｗ値と、ガス吹きを伴う出銑終
了直前の全流出速度との間には一定の関係があることを
見出した。
【００３６】この関係は、高炉の炉床径、出銑口の配
置、出銑口と羽口との距離、出銑口と炉底との距離など
高炉の仕様によって異なるが、同一の高炉では送風量、
送風温度、燃料比、補助燃料比、酸素富化率、スラグ比
などの操業諸元や、使用出銑口、出銑口の開口径、開口
方法、出銑間隔などの開口条件によらず一定であること
が分かった。
置、出銑口と羽口との距離、出銑口と炉底との距離など
高炉の仕様によって異なるが、同一の高炉では送風量、
送風温度、燃料比、補助燃料比、酸素富化率、スラグ比
などの操業諸元や、使用出銑口、出銑口の開口径、開口
方法、出銑間隔などの開口条件によらず一定であること
が分かった。
【００３７】すなわち、前記した図３に示す関係と計算
で求めた高炉内の溶銑滓レベルとを組み合わせることに
よって、出銑終了時刻を正確に予測することが可能とな
る。[3] 出銑口開口方法（第３の発明）：一般に、マッ
ドの耐久性が向上して出銑時間が延長されると、出銑中
に炉内に滞留する溶銑滓量が増加し、送風圧力の上昇や
変動の増大などの悪影響が生じ易くなる。
で求めた高炉内の溶銑滓レベルとを組み合わせることに
よって、出銑終了時刻を正確に予測することが可能とな
る。[3] 出銑口開口方法（第３の発明）：一般に、マッ
ドの耐久性が向上して出銑時間が延長されると、出銑中
に炉内に滞留する溶銑滓量が増加し、送風圧力の上昇や
変動の増大などの悪影響が生じ易くなる。
【００３８】このため、本発明においては、予め、マッ
ド材質毎の損耗性を正確に評価、予測し、得られた結果
に基づき、開口時の開口径、出銑口深度など出銑口の開
口条件を選択することによって、炉内銑滓量の増加を伴
うことなくマッド材質に対応する最大の出銑時間を得る
ものである。本発明によれば、全流出速度の時間変化
率：Ｗ、出銑開始時の高炉内の残銑滓量および出銑中の
造銑滓量とから開口条件を最適化することができる。
ド材質毎の損耗性を正確に評価、予測し、得られた結果
に基づき、開口時の開口径、出銑口深度など出銑口の開
口条件を選択することによって、炉内銑滓量の増加を伴
うことなくマッド材質に対応する最大の出銑時間を得る
ものである。本発明によれば、全流出速度の時間変化
率：Ｗ、出銑開始時の高炉内の残銑滓量および出銑中の
造銑滓量とから開口条件を最適化することができる。
【００３９】すなわち、予め、使用するマッド材質に対
するＷを実操業データの解析によって求める。次に、与
えられた造銑滓速度と、前記において求めたＷから算出
した出銑滓速度との差を、想定した出銑口開口径、出銑
口深度などの開口条件から計算する。これと出銑開始時
の炉内残銑滓量から求めた、出銑中の炉内残銑滓量が一
定限度値を越えない範囲内での最小開口径で開口する。
するＷを実操業データの解析によって求める。次に、与
えられた造銑滓速度と、前記において求めたＷから算出
した出銑滓速度との差を、想定した出銑口開口径、出銑
口深度などの開口条件から計算する。これと出銑開始時
の炉内残銑滓量から求めた、出銑中の炉内残銑滓量が一
定限度値を越えない範囲内での最小開口径で開口する。
【００４０】本発明によれば、全流出速度の時間変化
率：Ｗによって、マッド材質毎の損耗速度を事前に適切
に評価できるため、適切な開口条件を選択することによ
って、炉内残銑滓量の増加に伴う操業トラブルを起こす
ことなく、マッド材質に対応した最大の出銑時間を得る
ことができる。
率：Ｗによって、マッド材質毎の損耗速度を事前に適切
に評価できるため、適切な開口条件を選択することによ
って、炉内残銑滓量の増加に伴う操業トラブルを起こす
ことなく、マッド材質に対応した最大の出銑時間を得る
ことができる。
【００４１】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに具体的
に説明する。すなわち、本発明を、内容積：5153m3、羽
口本数：40本の高炉に適用して試験を行った。なお、本
試験においては、下記事項について試験を行った。
に説明する。すなわち、本発明を、内容積：5153m3、羽
口本数：40本の高炉に適用して試験を行った。なお、本
試験においては、下記事項について試験を行った。
【００４２】(1) 出銑終了時刻の予測：本発明の出銑終
了時刻の予測方法を用い、予測出銑時間と実績出銑時間
との対応を調査した。すなわち、前記した図２におい
て、全流出速度が一定の時間ｔ1 と前記した式(1) 、
(2) から求められるｔとの合計である予測出銑時間と、
実績出銑時間との対応を調査した。
了時刻の予測方法を用い、予測出銑時間と実績出銑時間
との対応を調査した。すなわち、前記した図２におい
て、全流出速度が一定の時間ｔ1 と前記した式(1) 、
(2) から求められるｔとの合計である予測出銑時間と、
実績出銑時間との対応を調査した。
【００４３】(2) 出銑時間の制御：本発明の出銑口開口
方法によって出銑時間を制御した。すなわち、予め、使
用するマッド材質に対するＷを実操業データの解析によ
って求めた。次に、得られた関係および前回の出銑時間
に基づき、次回の出銑において、出銑中の炉内残銑滓量
が一定値を越えない範囲内での最小開口径を求め、得ら
れた開口径で出銑口を開口した。
方法によって出銑時間を制御した。すなわち、予め、使
用するマッド材質に対するＷを実操業データの解析によ
って求めた。次に、得られた関係および前回の出銑時間
に基づき、次回の出銑において、出銑中の炉内残銑滓量
が一定値を越えない範囲内での最小開口径を求め、得ら
れた開口径で出銑口を開口した。
【００４４】(3) Ｗ値が小さいマッド材の開発：損耗速
度が大きいマッド材の場合、開口径の縮小のみでは、出
銑時間の延長には限界があり、前記した図１に例示した
全流出速度の時間変化率であるＷ値に基づき、マッド材
の損耗性を評価し、マッド材の原料配合、混練の最適化
によりＷ値が小さいマッド材の開発を行った。
度が大きいマッド材の場合、開口径の縮小のみでは、出
銑時間の延長には限界があり、前記した図１に例示した
全流出速度の時間変化率であるＷ値に基づき、マッド材
の損耗性を評価し、マッド材の原料配合、混練の最適化
によりＷ値が小さいマッド材の開発を行った。
【００４５】また、開発した各マッド材に対して上記し
た本発明の出銑口開口方法を適用し、出銑時間の延長を
図った。図４に、下記高炉操業条件下において本発明の
方法で予測した予測出銑時間と実績の出銑時間との関係
を示す。 〔高炉操業条件：〕 送風量 ：5000〜7500Nm3/min コークス比：480 〜520kg/ton-pig 微粉炭比 ：50〜100kg/ton-pig 図４に示すように、操業条件が大きく変化しているにも
かかわらず、予測出銑時間は実績出銑時間と良く一致し
ており、本発明によって、出銑終了時刻の予測を精度良
く行えることが分かった。
た本発明の出銑口開口方法を適用し、出銑時間の延長を
図った。図４に、下記高炉操業条件下において本発明の
方法で予測した予測出銑時間と実績の出銑時間との関係
を示す。 〔高炉操業条件：〕 送風量 ：5000〜7500Nm3/min コークス比：480 〜520kg/ton-pig 微粉炭比 ：50〜100kg/ton-pig 図４に示すように、操業条件が大きく変化しているにも
かかわらず、予測出銑時間は実績出銑時間と良く一致し
ており、本発明によって、出銑終了時刻の予測を精度良
く行えることが分かった。
【００４６】次に、図５に、試験期間中の出銑時間の推
移を示す。なお、図５の各プロットは、休風の前後や大
幅な減風時の出銑を除いた３日間の平均値を示す。図５
に示すように、マッド材開発中から出銑時間は増加し始
め、本発明適用前に平均2.5 時間であった出銑時間が、
本発明適用後には平均５時間まで延長でき、また、出銑
毎の出銑時間のばらつきも大幅に低減した。
移を示す。なお、図５の各プロットは、休風の前後や大
幅な減風時の出銑を除いた３日間の平均値を示す。図５
に示すように、マッド材開発中から出銑時間は増加し始
め、本発明適用前に平均2.5 時間であった出銑時間が、
本発明適用後には平均５時間まで延長でき、また、出銑
毎の出銑時間のばらつきも大幅に低減した。
【００４７】さらに、いずれの出銑においても出銑中の
炉内残銑滓量の増加に伴う送風圧力の増大などの影響は
皆無であった。以上述べた実施例に示されるように、本
発明によれば、下記の優れた効果が得られることが分か
った。 (1) 出銑終了時刻の予測を精度良く行える。
炉内残銑滓量の増加に伴う送風圧力の増大などの影響は
皆無であった。以上述べた実施例に示されるように、本
発明によれば、下記の優れた効果が得られることが分か
った。 (1) 出銑終了時刻の予測を精度良く行える。
【００４８】(2) 個々の高炉およびその操業条件に対応
したマッド材の損耗性の評価を行うことができ、マッド
材質の適正化が行える。 (3) マッド材質に対応した最大の出銑時間を得ることが
できる。
したマッド材の損耗性の評価を行うことができ、マッド
材質の適正化が行える。 (3) マッド材質に対応した最大の出銑時間を得ることが
できる。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、出銑終了時刻を的確に
予測することが可能となった。さらに、本発明によれ
ば、個々の高炉およびその操業条件に対応したマッド材
の損耗性の評価を行うことができ、マッド材質の適正化
および適切な開口条件の選択によって、出銑時間の延長
を図ることが可能となった。
予測することが可能となった。さらに、本発明によれ
ば、個々の高炉およびその操業条件に対応したマッド材
の損耗性の評価を行うことができ、マッド材質の適正化
および適切な開口条件の選択によって、出銑時間の延長
を図ることが可能となった。
【図１】出銑中の溶銑流出速度、溶滓流出速度、全流出
速度の経時変化の１例を示すグラフである。
速度の経時変化の１例を示すグラフである。
【図２】出銑中の全流出速度の経時変化の１例を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】全流出速度の時間変化率：Ｗ値と出銑終了直前
の全流出速度との関係を示すグラフである。
の全流出速度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の方法で予測した予測出銑時間と実績の
出銑時間との関係を示すグラフである。
出銑時間との関係を示すグラフである。
【図５】本発明適用前後の出銑時間の推移を示すグラフ
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 滋明 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K012 AA04 BC05 BC10
Claims (3)
- 【請求項１】 高炉の出銑時に、出銑口から排出される
溶銑と溶滓の合計流出体積速度である全流出速度を測定
し、得られた全流出速度の時間変化率に基づき出銑口の
マッド材の損耗性を評価することを特徴とする高炉出銑
口のマッド材の評価方法。 - 【請求項２】 高炉の出銑時に、出銑口から排出される
溶銑と溶滓の合計流出体積速度である全流出速度を測定
し、得られた全流出速度の時間変化率と、操業条件から
求められる造銑滓量に基づき、当該出銑の終了時刻を予
測することを特徴とする高炉の出銑終了時刻の予測方
法。 - 【請求項３】 高炉の出銑時に、出銑口から排出される
溶銑と溶滓の合計流出体積速度である全流出速度を測定
し、得られた全流出速度の時間変化率と、操業条件から
求められる造銑滓量に基づき、次回出銑時における出銑
口開口条件を求め、得られた出銑口開口条件に基づき出
銑口の開口を行うことを特徴とする高炉の出銑口開口方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21625799A JP3794211B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 高炉出銑口のマッド材の評価方法および出銑口開口方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21625799A JP3794211B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 高炉出銑口のマッド材の評価方法および出銑口開口方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001040405A true JP2001040405A (ja) | 2001-02-13 |
| JP3794211B2 JP3794211B2 (ja) | 2006-07-05 |
Family
ID=16685730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21625799A Expired - Fee Related JP3794211B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 高炉出銑口のマッド材の評価方法および出銑口開口方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3794211B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112899424A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-06-04 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种特大型高炉倒场出铁方法 |
| CN115074470A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-20 | 武汉钢铁有限公司 | 一种确定高炉铁口工作状态的方法、装置及设备 |
| CN115612763A (zh) * | 2022-09-09 | 2023-01-17 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种维持铁口深度的操作方法 |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP21625799A patent/JP3794211B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112899424A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-06-04 | 山东钢铁集团日照有限公司 | 一种特大型高炉倒场出铁方法 |
| CN115074470A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-20 | 武汉钢铁有限公司 | 一种确定高炉铁口工作状态的方法、装置及设备 |
| CN115612763A (zh) * | 2022-09-09 | 2023-01-17 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种维持铁口深度的操作方法 |
| CN115612763B (zh) * | 2022-09-09 | 2023-11-28 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种维持铁口深度的操作方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3794211B2 (ja) | 2006-07-05 |
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