JP2002285211A - Method for estimating coke filling structure at furnace hearth part of blast furnace - Google Patents

Method for estimating coke filling structure at furnace hearth part of blast furnace

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JP2002285211A
JP2002285211A JP2001087713A JP2001087713A JP2002285211A JP 2002285211 A JP2002285211 A JP 2002285211A JP 2001087713 A JP2001087713 A JP 2001087713A JP 2001087713 A JP2001087713 A JP 2001087713A JP 2002285211 A JP2002285211 A JP 2002285211A
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slag
furnace
coke
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pseudo
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JP2001087713A
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Japanese (ja)
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Masahito Yasui
雅人 安井
Yasuhei Nouchi
泰平 野内
Takeshi Sato
健 佐藤
Shiro Watakabe
史朗 渡壁
Yoshitaka Sawa
義孝 澤
Hideo Oide
秀雄 尾出
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for estimating a coke filling structure at a furnace hearth part of a blast furnace with residual pig iron quantity and residual slag quantity in the furnace can be decided at more accurate than the conventional method, in order to realize, what is called, 'dry-hearth' needed to the keep of the stable operation in the blast furnace. SOLUTION: When the structure of the coke filling layer the front part of a molten pig iron tapping hole in the furnace hearth part of the blast furnace is estimated, a ratio of the measured value of the slag quantity discharged during tapping the molten pig iron and a calculated value of the slag quantity produced in the furnace, is obtained, and the coke filling structure is estimated, based on the above ratio at the time point passing a prescribed time from the opening of the molten pig iron tapping hole.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉炉床部におけ
るコークス充填構造の推定方法に係わり、詳しくは、炉
床でのコークス充填構造を適正に維持して安定な高炉操
業の継続を可能とするため、該コークス充填構造を正確
に把握する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for estimating a coke filling structure in a blast furnace hearth, and more particularly, to a method for appropriately maintaining a coke filling structure in a hearth to enable stable blast furnace operation. And a technique for accurately grasping the coke filling structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】高炉では、原料(鉄鉱石類、及びコーク
ス)が炉頂より装入されて層状に堆積し、また炉下部か
ら送風される高温空気が炉内でコークスを燃焼して高温
の還元性ガスを生成し、この高温還元性ガスが炉内を上
昇する間に炉内に堆積した原料の昇温と鉱石類の還元、
溶融が生じて、炉床へ溶銑、溶滓が流下する。このよう
に、高炉の炉下部では、鉱石類は溶融されて消失するた
め、コークスの充填層が形成されている。
2. Description of the Related Art In a blast furnace, raw materials (iron ores and coke) are charged from the furnace top and deposited in layers, and high-temperature air blown from the lower part of the furnace burns coke in the furnace to generate high-temperature air. A reducing gas is generated, and while this high-temperature reducing gas rises in the furnace, the temperature of the raw materials deposited in the furnace and the reduction of ores,
Melting occurs and hot metal and slag flow down to the hearth. As described above, the ore is melted and disappears in the lower part of the blast furnace, so that a coke packed layer is formed.

【0003】炉床へ流下した溶銑、溶滓は、炉床部に設
けられた出銑口を開孔することにより炉外へ排出され
る。近年建設される大型高炉では、この出銑口が2〜4
個程度設けられており、これらの出銑口を適宜開孔、閉
塞することで炉底へ流下する溶銑、溶滓を常時炉外へ排
出する操作が行われる。
[0003] Hot metal and slag flowing down to the hearth are discharged out of the furnace by opening a taphole provided in the hearth. In large blast furnaces constructed in recent years, this tap hole has 2 to 4 taps.
An operation of discharging the hot metal and slag flowing down to the furnace bottom by always opening and closing the tap holes as appropriate is performed.

【0004】この出銑口の一つを閉塞し、他の一つを開
孔した直後の炉内状況を模式的に図2に示す。図2に示
すように、閉塞した右側の出銑口1では、溶銑及びスラ
グの液面位置2、3(以下、レベルという)が出銑口1
のほぼ炉内側高さにある。これは、炉内ガスが噴出する
ようになるまで溶銑及びスラグを排出した後に、該出銑
口1を閉塞したからである。一方、開孔したばかりの左
側の出銑口4では、スラグのレベル3は、該出銑口4の
炉内側高さよりかなり高いところにある。これは、左側
の出銑口近傍に滞留していたスラグが、前回の出銑中に
開孔されていた右側の出銑口側へあまり流れていかない
ことを意味している。コークス充填層5の抵抗があっ
て、左側の出銑口近傍から右側の出銑口近傍まで溶銑や
スラグが該コークス充填層5内を通過し難かったからで
ある。左側出銑口4の開孔後は、該左側出銑口4より溶
銑やスラグが炉外へ漸時排出され、溶銑やスラグのレベ
ル2、3は低下する。しかし、高炉操業は連続的である
ため、常時新たな溶銑やスラグが生成し、炉床部6へ流
下しているので、反対側の右側出銑口近傍には新たに生
成した溶銑やスラグが溜まり、それらのレベルが高くな
る。このように、高炉の炉床部6における溶銑やスラグ
のレベル2、3は、出銑時期に応じて各出銑口近傍では
上昇、下降を交互に繰り返すことになる。実際には、上
記した溶銑及びスラグの炉内での流れの他、それらの生
成量と炉外への排出量とのバランスによって、炉内での
溶銑及びスラグのレベル2、3は定められる。
FIG. 2 schematically shows a state in the furnace immediately after one of the tap holes is closed and the other is opened. As shown in FIG. 2, in the closed tap hole 1 on the right side, the liquid level positions 2 and 3 (hereinafter, referred to as levels) of the hot metal and the slag are the tap holes 1.
At almost the furnace inside height. This is because the taphole 1 was closed after the hot metal and slag were discharged until the gas in the furnace was ejected. On the other hand, in the tap hole 4 on the left side, which has just been opened, the slag level 3 is at a position considerably higher than the inside height of the tap hole 4 in the furnace. This means that the slag that has accumulated near the taphole on the left side does not flow much to the taphole side on the right side that was opened during the previous tapping. This is because there was resistance of the coke packed bed 5 and it was difficult for hot metal or slag to pass through the coke packed bed 5 from near the taphole on the left side to near the taphole on the right side. After the opening of the left tap hole 4, the hot metal or slag is gradually discharged from the left tap hole 4 to the outside of the furnace, and the levels 2 and 3 of the hot metal or slag decrease. However, since the blast furnace operation is continuous, new hot metal or slag is constantly generated and flows down to the hearth 6, so that newly generated hot metal or slag is near the right taphole on the opposite side. Accumulate and their level increases. As described above, the levels 2 and 3 of the hot metal and slag in the hearth 6 of the blast furnace alternately rise and fall near each tap hole according to the tapping time. Actually, the levels 2 and 3 of the hot metal and the slag in the furnace are determined by the balance between the flow of the hot metal and the slag in the furnace and the amount of the generated hot metal and the slag discharged outside the furnace.

【0005】ところで、高炉では、図2に示した羽口7
から高温の空気を炉内へ供給して充填してあるコークス
や羽口7から同時に吹きこんだ微粉炭を燃焼させ、発生
したCOガスを利用して別途炉頂から装入した鉄鉱石、
造滓剤等の還元、溶融を行い、溶銑やスラグを生成す
る。その際、スラグの炉内でのレベル3が上昇し、羽口
7の設置位置まで達してしまうと、該スラグによって羽
口溶損が起きて好ましくない。また、そこまでスラグの
レベル3が高くなくても、相対的に高いと、炉内を上昇
するガスの流れに影響を与え、操業を不安定にすること
が多い。そのため、炉内に滞留する溶銑やスラグ(通
常、これらを炉内残銑滓と称している)のレベル2、3
は、できるだけ低いようにするのが好ましい。つまり、
高炉の安定操業にとっては、炉内残銑滓の量を低減する
ことが重要である。
In the blast furnace, the tuyere 7 shown in FIG.
Hot air is supplied into the furnace from the furnace to burn the coke and the pulverized coal simultaneously blown from the tuyere 7, and the iron ore charged separately from the furnace top using the generated CO gas;
Reduces and melts slag-forming agents, etc. to produce hot metal and slag. At this time, if the level 3 of the slag in the furnace rises and reaches the installation position of the tuyere 7, the slag undesirably causes tuyere melting. Even if the slag level 3 is not so high, if it is relatively high, the slag level will affect the flow of gas rising in the furnace, and the operation will often be unstable. Therefore, the level of molten iron or slag (usually referred to as residual iron slag in the furnace) at levels 2 and 3
Is preferably as low as possible. That is,
For stable operation of the blast furnace, it is important to reduce the amount of residual iron slag in the furnace.

【0006】ところが、この炉内残銑滓量は、従来よ
り、出銑開始から閉塞までの時間で炉内に生成する溶
銑、溶滓量と実際に出銑口から排出した溶銑、溶滓量と
を比較することで決定していた。これは、単に溶銑及び
スラグの生成量と排出量との差を求めたもので、実際に
出銑開孔時に炉内にどれくらいの残銑滓量があったかに
ついては何ら情報を与えるものではない。従って、その
情報を用いて操業アクションを取っても、必ずしも高炉
の安定操業が維持できるとは限らないという問題があっ
た。
However, the amount of hot metal remaining in the furnace has conventionally been calculated from the amount of hot metal and slag produced in the furnace during the period from the start of tapping to the closing, and the amount of hot metal and slag actually discharged from the taphole. And was determined by comparing. This is simply the difference between the amount of generated hot metal and slag and the amount of discharged slag, and does not give any information about the amount of residual iron slag in the furnace at the time of tapping. Therefore, there is a problem that even if an operation action is taken using the information, a stable operation of the blast furnace cannot always be maintained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、高炉操業の安定操業維持に必要な所謂「ドライ
ハース」(炉床部での溶融物をできる限り少ない状態に
する)を実現するため、炉内での残銑量及び残滓量を従
来より正確に定めることの可能な高炉炉床部におけるコ
ークス充填構造の推定方法を提供することを目的として
いる。
In view of such circumstances, the present invention has realized a so-called "dry hearth" (reducing the melt in the hearth as little as possible) necessary for maintaining a stable operation of the blast furnace operation. Therefore, it is an object of the present invention to provide a method for estimating a coke filling structure in a blast furnace hearth portion, which can determine the amount of residual iron and the amount of residue in a furnace more accurately than before.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するためには、炉床部の残滓量を決定する要因を明ら
かにする必要があると考え、該炉床部のコークス充填構
造と炉内残銑滓量との関係をモデル実験で明確にしよう
とした。
SUMMARY OF THE INVENTION The inventor of the present invention considers that it is necessary to clarify the factors that determine the amount of residue in the hearth in order to achieve the above object. The purpose of this study was to clarify the relationship between the temperature and the amount of residual iron slag in the furnace.

【0009】まず、図3に示すような半裁円筒状の模型
炉床部を製作した。この模型炉床部は、炉床径10mの
高炉の1/25縮尺であり、その前面は、透明なアクリ
ル樹脂板で形成してあり、炉床部に相当する内部を観察
できるようになっている。この模型炉床部8には、擬似
コークスとして6mm径のプラスチック・ビーズを装入
し、その充填層を形成させた。このビーズ充填層9は、
下部を金網20で支持して充填層形状の安定化を図ると
共に、充填層自体を上下に昇降可能とした。このビーズ
充填層9の全体を上下に移動できるようにしたのは、実
際の高炉では、コークスの比重が溶銑に較べて小さいた
め、炉床部6の周端ではコークス充填層5が溶銑の上に
浮き、コークス充填層5の存在しない領域10(以下、
フリースペース10という)があると言われているから
である。
First, a half-cylindrical model hearth as shown in FIG. 3 was manufactured. This model hearth is a 1/25 scale of a blast furnace with a hearth diameter of 10 m, and the front surface is formed of a transparent acrylic resin plate so that the interior corresponding to the hearth can be observed. I have. Into the model hearth 8, plastic beads having a diameter of 6 mm were charged as pseudo coke to form a packed layer. This bead packing layer 9
The lower portion is supported by the wire mesh 20 to stabilize the shape of the filling layer, and the filling layer itself can be moved up and down. The reason why the whole of the bead packed layer 9 can be moved up and down is that in the actual blast furnace, the specific gravity of the coke is smaller than that of the hot metal. In the region 10 where the coke packed layer 5 does not exist (hereinafter, referred to as a region 10).
It is said that there is a free space 10).

【0010】モデル実験は、擬似溶銑として比重1.8
の液体フロン11、擬似スラグとして比重0.8の流動
パラフィン12を用い、それらを模型炉床部の上方から
擬似コークス充填層(ビーズ充填層9ともいう)へ供給
し、下方の左右壁に設けた擬似出銑口13より、排出さ
せることで行った。液体供給中の模型内には、炉内ガス
をまねて、圧力30kPaの空気14を供給した。な
お、擬似出銑口13の開孔、閉塞を切換えるタイミング
は、実高炉と同様に、ガス(この場合、空気14)の吹
き出しを目安とした。すなわち、液体フロン11と流動
パラフィン12が擬似出銑口13から排出していき、流
動パラフィン12の上部表面21が擬似出銑口13のレ
ベルまで降下すると空気14が擬似出銑口13から排出
されるようになるため、この現象が発生するタイミング
で、擬似出銑口13の開孔、閉塞を切り換えた。
In the model experiment, a specific gravity of 1.8 was set as pseudo hot metal.
Of liquid freon 11 and liquid paraffin 12 having a specific gravity of 0.8 as a pseudo slag are supplied from above the model hearth to a pseudo coke packed bed (also referred to as a bead packed bed 9) and provided on the lower left and right walls. It was carried out by discharging from the simulated taphole 13. Air 14 at a pressure of 30 kPa was supplied into the model during liquid supply by imitating gas in the furnace. In addition, the timing of switching the opening and closing of the pseudo tap hole 13 was based on the blowing of gas (in this case, air 14) as in the actual blast furnace. That is, the liquid Freon 11 and the liquid paraffin 12 are discharged from the pseudo tap hole 13, and when the upper surface 21 of the liquid paraffin 12 is lowered to the level of the pseudo tap hole 13, the air 14 is discharged from the pseudo tap hole 13. Therefore, the opening and closing of the pseudo tap hole 13 were switched at the timing when this phenomenon occurred.

【0011】実験結果の一例を図4(a)及び(b)に
示す。それは、図4(b)に示すように、炉床部のビー
ズ充填層9を徐々に持ち上げ、フリースペース10の上
端位置、つまりビーズ充填層9と炉壁との境界位置を種
々変更させた場合に、擬似炉床部の残滓(スラグ)量が
どのようになるかの調査結果である。境界位置の変更
は、擬似出銑口13の中心線位置13aを0とし、上下
にビーズ充填層9全体を移動させることで行った。残滓
率は、出銑口レベルより上にまったく擬似スラグが溜ま
っていない時を0%、擬似出銑口13の上方40mmま
で擬似スラグが溜まった時の値を100%として求め
た。図4(a)より、フリースペース10の上端位置が
低いと(H=−40mm)、残滓量が大きいが、ビーズ
充填層9の炉壁部下端を擬似出銑口13の上方まで持ち
上げ、フリースペース10の上端位置を高くすると(H
=+20,+40,+80mm)、残滓量が低下すると
いう新しい知見が得られた。
FIGS. 4A and 4B show examples of the experimental results. This is because, as shown in FIG. 4B, the bead-filled layer 9 in the hearth is gradually lifted, and the upper end position of the free space 10, that is, the boundary position between the bead-filled layer 9 and the furnace wall is variously changed. Next, the results of an investigation on the amount of residue (slag) in the simulated hearth will be described. The boundary position was changed by setting the center line position 13a of the pseudo tap hole 13 to 0 and moving the entire bead-filled layer 9 up and down. The residue ratio was determined as 0% when no pseudo slag was accumulated above the tap hole level, and 100% when pseudo slag was accumulated up to 40 mm above the pseudo tap hole 13. 4A, when the upper end position of the free space 10 is low (H = −40 mm), the amount of the residue is large, but the lower end of the furnace wall of the bead packed layer 9 is lifted up to above the pseudo tap hole 13 and free. If the upper end of the space 10 is raised, (H
= + 20, +40, +80 mm), and a new finding that the amount of residue is reduced was obtained.

【0012】また、擬似出銑口13の炉内側にビーズ充
填層9が存在している場合(図5(a)参照)には、擬
似スラグが十分排出されないうちにガスの吹き出しが発
生し、擬似出銑口13の左右切換が必要となった。これ
は、ビーズ充填層9の抵抗が大きく、その内を擬似スラ
グ(矢印C)が流れ難かったためである。一方、擬似出
銑口13の炉内側にフリー・スペース10が存在する場
合(図5(b)参照)には、炉内の擬似スラグが著しく
減少する現象が確認された。これは、擬似出銑口13の
炉内側にフリー・スペース10を選択的に流れる擬似ス
ラグの環状流(矢印D)が生成すると共に、ビーズ充填
層9内から放射状(矢印E)に擬似スラグが上記環状流
へ流れるためである。つまり、ビーズ充填層9内では、
擬似スラグの流路が分散されて線速度が低下するため抵
抗が減って、擬似スラグが流れ易くなっていると考えら
れる。
When the bead-filled layer 9 exists inside the furnace of the pseudo tap hole 13 (see FIG. 5A), gas is blown out before the pseudo slag is sufficiently discharged. It was necessary to switch the pseudo tap hole 13 left and right. This is because the resistance of the bead filling layer 9 was large, and the pseudo slag (arrow C) did not easily flow through the inside. On the other hand, when the free space 10 exists inside the furnace of the pseudo taphole 13 (see FIG. 5B), a phenomenon in which the pseudo slag in the furnace is significantly reduced was confirmed. This means that an annular flow (arrow D) of pseudo slag selectively flowing through the free space 10 inside the furnace of the pseudo taphole 13 is generated, and the pseudo slag is radially (arrow E) from inside the bead packed layer 9. This is for flowing into the annular flow. That is, in the bead filling layer 9,
It is considered that the pseudo slag flow is dispersed and the linear velocity is reduced, so that the resistance is reduced and the pseudo slag flows easily.

【0013】このように、炉床のコークス充填層が溶銑
からの浮力により浮遊し、出銑口の炉内側前にコークス
充填層のないフリースペースを形成しているときには、
炉内の残銑滓量は少ない状態であることが判る。従っ
て、高炉の実操業において、この出銑口炉内側のフリー
スペースの存在有無を推定し、これがフリースペースの
ない状態であるとされる時には、積極的にフリースペー
スを形成する操業アクションを採ることが考えられる。
本発明は、この観点から鋭意研究して想到したものであ
る。
As described above, when the coke packed bed of the hearth floats due to buoyancy from the hot metal and forms a free space without a coke packed bed in front of the tap hole inside the furnace,
It turns out that the amount of residual iron slag in the furnace is small. Therefore, in the actual operation of the blast furnace, it is necessary to estimate the presence or absence of free space inside the taphole furnace, and when it is deemed that there is no free space, take active action to form free space. Can be considered.
The present invention has been made by intensive studies from this viewpoint.

【0014】すなわち、本発明は、高炉炉床部内の出銑
口前方におけるコークス充填層の構造を推定するに際し
て、出銑中の排出されるスラグ量の測定値と炉内で生成
されるスラグ量の計算値との比を求め、出銑口の開孔か
ら所定時間を経過した時点の前記比の値に基づき、コー
クス充填構造を定めることを特徴とする高炉炉床部にお
けるコークス充填構造の推定方法である。
That is, according to the present invention, when estimating the structure of a coke packed bed in front of a tap hole in a blast furnace hearth, the measured value of the amount of slag discharged during tapping and the amount of slag generated in the furnace Estimating the coke filling structure in the blast furnace hearth characterized by determining the coke filling structure based on the value of the ratio at the time when a predetermined time has elapsed since the opening of the taphole, Is the way.

【0015】この場合、所定時間として、出銑口の開孔
からガス吹き出しまでの期間を100%とした時に、出
銃口の開孔から10〜50%のどこかの時点を経過する
までの時間とすることが好ましい。
In this case, assuming that the period from the opening of the tap hole to the gas blowing is 100% as the predetermined time, the time from the opening of the tap hole to the passage of some time of 10 to 50%. It is preferable that

【0016】また、前記比が、0.7を超えの場合を出
銑口前にコークス充填層があり、0.7以下の場合をコ
ークス充填層が無いとするのが良い。
When the ratio is more than 0.7, it is preferable that there is a coke packed bed in front of the taphole, and when the ratio is 0.7 or less, there is no coke packed bed.

【0017】本発明によれば、出銑口からのスラグ排出
量の経時変化に基づき、炉床部内での前記フリースペー
スの有無を決定できるようになる。その結果、炉床部で
の残銑滓量を低減できるようになり、安定した高炉操業
を維持することが可能となった。
According to the present invention, the presence / absence of the free space in the hearth can be determined based on the change over time in the amount of slag discharged from the taphole. As a result, the amount of residual iron slag in the hearth can be reduced, and stable blast furnace operation can be maintained.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、発明をなすに至った経緯
に沿い、本発明の実施の形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below in accordance with the circumstances leading to the invention.

【0019】前記したモデル実験で、炉床部の出銑口前
でのフリースペースの有無による出銑滓の排出状況の相
違点を検討した。そのモデル実験は、前記模型炉床部の
充填層を図1(a)及び(c)に示すような構造として
行われた。図1(a)に対応する場合の結果を図6
(a)に、図1(c)に対応する場合の結果を図6
(b)に示す。これら図6では、横軸が時間(単位:s
ec)であり、縦軸は以下に示す規格化された擬似溶銑
あるいは擬似スラグの流量である。
In the above-described model experiment, the difference in the discharge of tapping slag depending on the presence or absence of free space before the taphole on the hearth was examined. In the model experiment, the packed bed of the model hearth was constructed as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (c). FIG. 6 shows the result in the case corresponding to FIG.
FIG. 6A shows the result in the case corresponding to FIG.
(B). In FIG. 6, the horizontal axis represents time (unit: s).
ec), and the vertical axis is the flow rate of the standardized pseudo hot metal or pseudo slag shown below.

【0020】ここで、規格化された擬似溶銑の流量と
は、単位時間当たりに模型へ供給した擬似溶銑の流量を
分母とし、その間に擬似出銑口から排出された擬似溶銑
の量を分子とした数値であり、無次元数となる。この定
義より、規格化された擬似溶銑の流量が1の時は、供給
された擬似溶銑量と出銑口から排出される擬似溶銑量と
は等しいことを示し、1を超える時は、供給された擬似
溶銑量よりも出銑口から排出される擬似溶銑量の方が多
く、1を下回るときは、供給された擬似溶銑量が出銑口
から排出される擬似溶銑量よりも多いことを示す。つま
り、1を基準に模型内の擬似溶銑量の増加、低減を判断
するものである。なお、この定義は、擬似スラグの規格
化された流量に関しても単位時間当たりに模型へ供給し
た擬似スラグの流量を分母とし、その間に擬似出銑口か
ら排出された擬似スラグの量を分子とした数値として同
様に用いられる。
Here, the standardized flow rate of the simulated hot metal is defined as the denominator being the flow rate of the simulated hot metal supplied to the model per unit time, and the amount of the simulated hot metal discharged from the simulated tapping port being a numerator. This is a dimensionless number. According to this definition, when the standardized flow rate of pseudo hot metal is 1, it indicates that the amount of pseudo hot metal supplied is equal to the pseudo hot metal amount discharged from the tap hole, and when the flow rate exceeds 1, it is supplied. If the amount of simulated hot metal discharged from the tap hole is larger than the amount of simulated hot metal that has been dropped and is less than 1, it indicates that the amount of simulated hot metal supplied is greater than the amount of simulated hot metal discharged from the tap hole. . That is, the increase or decrease of the pseudo hot metal amount in the model is determined based on 1. In addition, this definition, with respect to the standardized flow rate of the pseudo slag, the denominator is the flow rate of the pseudo slag supplied to the model per unit time, and the numerator is the amount of the pseudo slag discharged from the pseudo taphole during that time. It is similarly used as a numerical value.

【0021】次に、実験結果について述べると、図6
(a)は、擬似出銑口前にフリースペースが無く、コー
クス充填層が存在して、出銑中に模型炉床部内の擬似ス
ラグ量が多い状態で経時変化していることを示し、図6
(b)は、擬似出銑口前にフリースペースがあって、コ
ークス充填層がなく、出銑中に模型炉床部内の擬似スラ
グ量は比較的少ない状態で経時変化していることを示し
ている。また、いずれの状態であっても、擬似溶銑や擬
似スラグの排出のされ方は、出銑口を開孔した直後は目
立った変動があるが、その変動が収まった後は、それぞ
れ特徴のある排出挙動となる。さらに、図6(a)及び
(b)のいずれの結果も、擬似溶銑は比較的安定して流
量が1前後で経時変化しており、模型炉床部内の擬似溶
銑の流量はほぼ一定となっている。
Next, the experimental results will be described with reference to FIG.
(A) shows that there is no free space in front of the simulated taphole, there is a coke packed bed, and the simulated slag in the model hearth is changing over time during tapping, and FIG. 6
(B) shows that there is a free space in front of the simulated taphole, there is no coke packed bed, and the amount of simulated slag in the model hearth changes with time during tapping with a relatively small amount. I have. Also, in any state, the way of discharging pseudo-hot metal and pseudo-slag has a noticeable fluctuation immediately after opening the taphole, but after the fluctuation has subsided, each has its own characteristics. Emission behavior. 6 (a) and 6 (b), the pseudo hot metal is relatively stable and the flow rate changes with time around 1 and the flow rate of the pseudo hot metal in the model hearth becomes substantially constant. ing.

【0022】しかしながら、擬似スラグの排出に注目し
て見ると、その排出状況は、フリースペースの有無によ
り大きな相違が生じている。すなわち、図6(a)のフ
リースペースが無い状態では、擬似スラグは,擬似出銑
口の開孔当初から比較的順調に排出され、大部分の期間
を前記した規格化流量で0.7を超えて推移している。
そして、出銑の後半では、その流量が徐々に増加してガ
スの吹き出しに至るという経時変化を示す。一方、図6
(b)のフリースペースがある状態では,擬似出銑口の
開孔当初は擬似スラグの排出は少なく、規格化流量で
0.7以下の状態が続き、その後急激に擬似スラグの流
量が増加してガス吹きに至るという経時変化となる。従
来の高炉における出銑管理でいえば、図6(a)のよう
な場合には、生成するスラグ量と排出されるスラグ量と
がほぼ同程度に変化しているので、良好な出銑滓である
と判断されるが、モデル実験の結果としては、このよう
なスラグの排出挙動は炉内の残滓量が多いということに
なる。また、図6(b)で示されるようなスラグの排出
挙動は,従来の高炉操業での判断基準から見れば、出銑
開始からしばらくの間生成するスラグ量よりも排出され
るスラグ量が少ないため好ましくないということになる
が、モデル実験では、こちらの方が炉内での残滓量は低
いという結果となる。図1(a)及び(c)にモデル実
験におけるガス吹き時の炉内スラグレベルの推移を模式
的に示したが、それらと同様に、図6(a)の推移を示
す例(すなわち図1(a)に示す炉内擬似コークスの充
填構造)では、ガス吹き時の炉内の擬似スラグ層厚は大
きく、図6(b)の推移を示す例(すなわち図1(c)
に示す炉内擬似コークスの充填構造)では、ガス吹き時
での炉内擬似スラグ層厚は小さくなっていて、炉内の残
滓量を少なくできている。また、実験中の炉内スラグレ
ベルの観察においても、図6(a)の例よりも、図6
(b)の例の方が、出銑中の最大のスラグレベルが大き
いことがわかった。このように、従来の実際高炉での判
断とモデル実験との判断が異なる理由は、モデル実験で
の図6(a)のような残滓が多い条件では,スラグ層厚
が大きいため、スラグのヘッド圧が高く、出銑当初から
比較的スラグが排出され易いのに対し、図6(b)のよ
うな残滓が少ない条件では、スラグのヘッド圧が小さい
ため、出銑当初のスラグは比較的排出され難く、ある程
度スラグ層の厚みが大きくなった時点からスラグの排出
が促進されるという状態と推察される。しかしながら、
モデル実験は、理想的な状況を形成させての結果であ
り、信頼性が高いと考えられる。
However, when paying attention to the discharge of the pseudo slag, the discharge state greatly differs depending on the presence or absence of the free space. That is, in the state where there is no free space in FIG. 6 (a), the pseudo slag is relatively smoothly discharged from the beginning of the opening of the pseudo taphole, and the standardized flow rate is 0.7% for most of the period. It has been exceeding.
Then, in the latter half of tapping, the flow rate gradually increases and the gas flows out, showing a temporal change. On the other hand, FIG.
In the state with the free space (b), the discharge of pseudo slag was small at the beginning of the opening of the pseudo tap hole, and the standardized flow rate remained below 0.7, and then the pseudo slag flow increased rapidly. Over time, leading to gas blowing. Speaking of tapping control in a conventional blast furnace, in the case of FIG. 6 (a), the amount of slag to be generated and the amount of slag to be discharged are almost the same, so that good tapping slag However, as a result of the model experiment, such a slag discharge behavior indicates that the amount of residue in the furnace is large. In addition, the slag discharge behavior as shown in FIG. 6 (b) indicates that the amount of slag discharged is smaller than the amount of slag generated for a while after the start of tapping, according to the criterion in the conventional blast furnace operation. Therefore, it is not preferable, but in the model experiment, this results in a lower amount of the residue in the furnace. FIGS. 1A and 1C schematically show changes in the slag level in the furnace at the time of gas blowing in the model experiment. Similarly to these, examples showing changes in the slag level in FIG. In the case of the filling structure of the pseudo coke in the furnace shown in (a)), the pseudo slag layer thickness in the furnace at the time of gas blowing is large, and the transition shown in FIG. 6B (ie, FIG. 1C)
In the furnace pseudo-coke filling structure shown in (1), the thickness of the pseudo-slag in the furnace during gas blowing is small, and the amount of residue in the furnace can be reduced. Also, in the observation of the slag level in the furnace during the experiment, FIG.
It was found that the maximum slag level during tapping was larger in the example of (b). As described above, the difference between the judgment in the conventional actual blast furnace and the judgment in the model experiment is that under the condition where there is a large amount of residue as shown in FIG. 6 (a) in the model experiment, the slag layer thickness is large. The pressure is high and slag is relatively easy to be discharged from the beginning of tapping. On the other hand, under the condition where there is little residue as shown in FIG. 6B, the slag at the beginning of tapping is relatively discharged because the head pressure of the slag is small. It is assumed that the slag discharge is promoted when the slag layer becomes thick to some extent. However,
The model experiment is a result of forming an ideal situation, and is considered to be highly reliable.

【0023】以上のようなモデル実験を繰り返し行な
い、炉内側にフリースペースがある時とない時での擬似
スラグ、擬似溶銑の排出挙動を精査したところ、擬似出
銑口を開孔してからある程度の時間が経過するまでは、
擬似スラグ、擬似溶銑の排出流量は実験により変動する
ことがあるが、その変動する時間が経過して出銑滓が安
定化した後は、フリースペースの有無に応じてほぼ同様
の推移を示すことがわかった。
By repeating the above model experiments and examining the discharge behavior of pseudo slag and hot metal with and without free space inside the furnace, it was found that the pseudo tap hole was opened to some extent after opening. Until the time has passed,
The discharge flow rate of pseudo-slag and pseudo-hot metal may fluctuate experimentally, but after the fluctuating time has passed and the tapping slag has stabilized, it should show almost the same transition depending on the presence or absence of free space. I understood.

【0024】すなわち、出銑滓が安定化した後は、擬似
出銑口炉内側のフリースペースの有無に関わらず、擬似
溶銑、擬似スラグの流量は時間の経過に伴い、ほぼ定量
もしくは単調に増加して、傾向として流量が低下するこ
とはない。また、フリースペースがある場合は、出銑滓
が安定化した時点で流量は0.7以下であり、この状態
がしばらく続いた後に出銑後半でスラグ流量が急激に増
加してガス吹きに至る。一方、フリースペースが無い場
合は、出銑滓が安定化した時点で流量は0.7を超えて
おり、そのままの流量でしばらく推移した後に出銑後半
に徐々にスラグ流量が増加してガス吹きに至る。
That is, after the tapping slag is stabilized, the flow rates of the pseudo hot metal and the pseudo slag increase with the passage of time almost steadily or monotonously regardless of the presence or absence of the free space inside the pseudo taphole furnace. Thus, the flow rate does not tend to decrease. In addition, when there is free space, the flow rate is 0.7 or less when the tapping slag is stabilized, and after this state continues for a while, the slag flow rate sharply increases in the latter half of tapping, leading to gas blowing. . On the other hand, when there is no free space, the flow rate exceeds 0.7 when the tapping slag is stabilized, and the slag flow rate gradually increases in the latter half of tapping after the flow rate has changed for a while, and gas blowing Leads to.

【0025】そこで、発明者は、これらモデル実験の知
見より、出銑の開始から所定時間経過した時点でのスラ
グの前記規格化流量に基づき、出銑口前のコークス充填
層の存在を推定することを本発明としたのである。この
場合、所定時間とは、出銑口開孔後の溶銑、スラグの流
量が安定しない期間を経過後の時間である。通常出銑口
の開孔からガス吹きまでの期間を100%とした時に、
10%程度経過するまでは炉内の溶銑滓の流れが不安定
であるため、10%以上経過して時点で判断するのが良
い。また、50%を超えて時間が経過していると、炉内
のスラグ層厚の上昇によりスラグ流量の急激な増加が見
られる場合があるので、好ましくない。従って、上記の
所定時間としては、出銑口の開孔からガス吹き出しまで
の期間を100%とした時に、出銑口の開孔から10〜
50%のどこかの時点を経過するまでの時間とすること
が好ましい。また、スラグの規格化流量の基準を0.7
とするのが良く、それを超えている場合には、出銑口前
にフリースペースが無い(コークス充填層がある)と判
断し、0.7以下では、フリースペースがある(コーク
ス充填層がない)と判断することになる。
Therefore, the inventor estimates the presence of the coke packed bed before the tap hole based on the standardized flow rate of the slag at the time when a predetermined time has elapsed from the start of tapping from the knowledge of these model experiments. That is the present invention. In this case, the predetermined time is a time after a period in which the flow rates of the hot metal and the slag after the tap hole is opened are not stable. When the period from the opening of the taphole to the gas blowing is 100%,
Until about 10% elapses, the flow of the molten iron slag in the furnace is unstable. On the other hand, if the time exceeds 50%, a rapid increase in the slag flow rate may be observed due to an increase in the slag layer thickness in the furnace, which is not preferable. Therefore, as the above-mentioned predetermined time, when the period from the opening of the tap hole to the gas blowout is 100%, 10 to 10
It is preferable to set the time until some point of 50% elapses. In addition, the standard of slag standardized flow rate is 0.7
If it exceeds this, it is determined that there is no free space before the tap hole (there is a coke packed bed). No).

【0026】この本発明を実際の高炉出銑に適用するに
は、前記規格化されたスラグの流量をコンピュータに記
録しておくことで可能である。実際の高炉出銑における
規格化されたスラグの流量は、以下のようにして求める
ことができる。
In order to apply the present invention to actual blast furnace tapping, it is possible to record the standardized slag flow rate in a computer. The standardized slag flow rate in actual blast furnace tapping can be obtained as follows.

【0027】実際の操業においては、規格化されたスラ
グ流量として、単位時間当たりのスラグの生成量に対す
る単位時間当たりのスラグの出銑口からの排出量として
定義することができる。
In an actual operation, the standardized slag flow rate can be defined as the amount of slag generated per unit time from the tap hole of the slag per unit time with respect to the amount of slag generated per unit time.

【0028】この場合、任意の時点における単位時間当
たりのスラグの生成量としては、例えば、その任意の時
点から過去10チャージ分の炉頂装入原料(鉱石および
コークス)に対して、その10チャージ分の装入原料か
ら生成するスラグ量(例えばトン単位)を計算し、これ
をその10チャージ分の装入に要した時間(例えば分単
位)で除した数値を用いて(トン/分)といった単位で
計算することが簡便である。このとき、羽口からの微粉
炭や重油、廃棄物などを吹込んでいる場合は、上記10
チャージ分の装入に要した時間における各種吹込み物の
量を基に、その吹込み物から生成するスラグ量を加えた
ものが任意の時点における単位時間当たりのスラグの生
成量となる。この場合、計算に入れる装入回数は10チ
ャージに限らず任意の回数を考慮することが可能である
が、2チャージ以下であると炉内の装入物降下状況によ
る変動の影響を受け易いので好ましくない。また15チ
ャージを超えるような長時間の装入を考慮するのでは、
装入原料の変更などの影響を長時間受けることになり、
計算誤差の原因になるため、好ましくない。従って3〜
15チャージ程度の期間でのスラグ生成量を計算に入れ
れば良い。
In this case, the amount of slag generated per unit time at an arbitrary point in time may be, for example, 10 charges from the arbitrary point in time for the past 10 charges of the furnace top charge (ore and coke). The amount of slag (for example, tons) generated from the charged raw material for each charge is calculated, and the resulting value is divided by the time (for example, for minutes) required for charging the 10 charges. It is convenient to calculate in units. At this time, if pulverized coal, heavy oil, waste, etc. are being injected from the tuyere,
The amount of slag generated per unit time at an arbitrary time point is obtained by adding the amount of slag generated from the blown object based on the amount of various blown objects at the time required for charging the charge. In this case, the number of charges to be included in the calculation is not limited to 10 charges, and any number of charges can be considered. Not preferred. Also, if you consider long-time charging that exceeds 15 charges,
You will be affected for a long time by changing the charged materials, etc.
It is not preferable because it causes a calculation error. Therefore 3 ~
The amount of slag generated during a period of about 15 charges may be included in the calculation.

【0029】一方、単位時間当たりのスラグの出銑口か
らの排出量は、例えば出銑口から排出されるスラグを樋
で導いて水砕スラグを製造している場合には、製造され
た水砕スラグの輸送コンベア等に設けられた秤量器を用
いて、単位時間当たりの水砕スラグの製造量を記録する
ことで概略の排出量を計算できる。または、スラグを樋
からスラグ鍋に受滓している場合には、鍋の容量が既知
であるから、鍋一杯毎の受滓に要した時間を測定するこ
とで、単位時間当たりのスラグの出銑口からの排出量を
求めることができる。
On the other hand, the amount of slag discharged from the tap hole per unit time is calculated, for example, when the granulated slag is produced by guiding the slag discharged from the tap hole with a gutter. The approximate discharge amount can be calculated by recording the production amount of the granulated slag per unit time using a weighing device provided on a conveyor for transporting the crushed slag or the like. Alternatively, when slag is received from a gutter to a slag pot, the capacity of the pot is known. The amount of discharge from the pig iron can be determined.

【0030】従って、例えば、水砕スラグを製造してい
る場合には、出銑開始から例えば15分置きに輸送コン
ベアに設けられた秤量器におけるスラグ製造量Sa(ト
ン/分)を求め、またこの時点における過去10チャー
ジでのスラグ生成量をその10チャージに要した時間で
除したスラグ生成量Sc(トン/分)を計算すること
で、この時点における規格化されたスラグ流量Sは S=Sa/Sc として無次元数として求めることができる。
Therefore, for example, when granulated slag is produced, the slag production amount Sa (ton / min) in a weighing device provided on the transport conveyor is determined, for example, every 15 minutes from the start of tapping. By calculating the slag generation amount Sc (ton / min) by dividing the slag generation amount in the past 10 charges at this time by the time required for the 10 charges, the standardized slag flow rate S at this time is S = It can be obtained as a dimensionless number as Sa / Sc.

【0031】このような計算を出銑口開孔時から15分
毎に行ない横軸に時間、縦軸に規格化されたスラグ流量
を記録しておくと、出銑口閉塞時にその出銑口開孔時間
の中での規格化されたスラグ流量の変化を読み取ること
ができ、出銑開始から15%経過した時点でこの規格化
されたスラグ流量が0.7を超えているかどうかが判断
できる。
Such calculations are performed every 15 minutes from the time of tap hole opening, and the time on the horizontal axis and the standardized slag flow rate on the vertical axis are recorded. The change of the standardized slag flow rate during the opening time can be read, and it can be determined whether or not the standardized slag flow rate exceeds 0.7 when 15% has elapsed since the start of tapping. .

【0032】スラグを樋からスラグ鍋に受滓している場
合には、スラグ鍋が一杯受滓する毎にその鍋一杯の受滓
量とその受滓に要した時間とから、単位時間当たりのス
ラグの出銑口からの排出量を求め、また、排出完了時点
におけるスラグ生成量を上記と同様に求めることで、こ
の時点における規格化されたスラグ流量Sを同様の式で
求めるにとができる。
When slag is received from a gutter to a slag pot, each time the slag pot receives one cup, the amount of the full pot and the time required for the reception are calculated per unit time. The amount of slag discharged from the taphole and the amount of slag generated at the time of completion of discharge are obtained in the same manner as described above, so that the standardized slag flow rate S at this time can be obtained by the same formula. .

【0033】ところで、出銑口の炉内側前方にコークス
充填層の無いフリースペースを形成させるには、出銑口
の炉内側前方近傍だけで炉芯コークス層5の下端が上昇
していれば良いと考えられる。炉床部6側にある炉芯コ
ークス層5の下端位置は、炉芯コークス層5に上方から
加えられる荷重と炉内の溶銑滓からうける浮力とのバラ
ンスできまるが、炉壁周辺部には、羽口7で消費される
コークスの該羽口7への移動があるため、このコークス
の移動も炉壁周辺部の炉芯コークス層5の下端位置に影
響する。すなわち、羽口7からの送風の力により羽口7
の前面に形成される空間(レースウェイ16という)
は、その壁を炉内に充填されたコークスで形成されてお
り、この壁から剥離したコークスがレースウェイ16内
を旋回しながら燃焼する。この剥離コークスは、レース
ウェイ16の壁の上面や側面から供給され、羽口位置よ
りも上方に存在するコークスに相当する。一方、レース
ウェイ16の下面の壁から供給されるコークスは、レー
スウェイ16の下方から上昇してきたものであると考え
られる。炉床部の炉芯コークス層5を形成しているコー
クスは、炉壁周辺部では上方の羽口7へ向けて動き、前
記した炉床部の炉芯コークス層5の下端位置15は、炉
中心では相対的に低く、炉壁部分では高めになって、下
に凸の状態となる(図7参照)。この炉壁部でのコーク
スの上方の羽口へ向けての移動量は、羽口7の炉内側前
方に存在するレースウェイ16でのコークスの消費量に
より決まるので、出銑孔直上近傍に設けられた羽口7の
送風条件のうちの送風量や富化酸素量を、その他の位置
に設けられている羽口7とは独立に制御し、かつ選択的
に増やすと、該出銑口近傍で炉芯コークス層5の下端位
置を上昇させることが可能と考えられる。これは、出銑
口の炉内側前方において、炉芯コークス層下端の上昇速
度とスラグ液面の低下速度のバランスで、炉芯コークス
層下端の上昇速度の方が大きければ、出銑口の炉内側前
方にフリースペースが確保できることを意味している。
ここで、出銑口の直上近傍に設けられた羽口7とは、出
銑口1、4の中心軸を含む鉛直面上に、該中心軸を挟ん
で左右にある2ないし4本の羽口をいう。
In order to form a free space without a coke packed layer in front of the tap hole inside the furnace, the lower end of the core coke layer 5 only needs to be raised near the front of the tap hole inside the furnace. it is conceivable that. The lower end position of the core coke layer 5 on the hearth 6 side can be determined by the balance between the load applied to the core coke layer 5 from above and the buoyancy received from the molten iron slag in the furnace. Since the coke consumed in the tuyere 7 moves to the tuyere 7, this coke movement also affects the lower end position of the core coke layer 5 around the furnace wall. In other words, the tuyere 7
Space formed in front of the vehicle (referred to as raceway 16)
Is made of coke filled in the furnace, and the coke separated from the wall burns while turning inside the raceway 16. This peeled coke is supplied from the upper surface or the side surface of the wall of the raceway 16 and corresponds to coke existing above the tuyere position. On the other hand, the coke supplied from the lower wall of the raceway 16 is considered to have risen from below the raceway 16. The coke forming the core coke layer 5 in the hearth moves toward the upper tuyere 7 in the vicinity of the furnace wall, and the lower end position 15 of the core coke layer 5 in the furnace hearth is It is relatively low at the center, high at the furnace wall, and convex downward (see FIG. 7). The amount of movement of the coke toward the tuyere above the furnace wall is determined by the amount of coke consumed in the raceway 16 located in front of the tuyere 7 inside the furnace. When the blowing amount and the enriched oxygen amount in the blowing conditions of the tuyere 7 are controlled independently of the tuyere 7 provided at other positions and selectively increased, the vicinity of the tap hole It is thought that it is possible to raise the lower end position of the furnace core coke layer 5 by the above. This is the balance between the rising speed of the bottom of the core coke layer and the falling speed of the slag liquid level in front of the tap hole inside the furnace.If the rising speed of the bottom of the core coke layer is greater, This means that a free space can be secured inside and forward.
Here, the tuyere 7 provided immediately above the taphole is defined as two to four feathers on the vertical plane including the center axes of the tapholes 1 and 4 on either side of the center axis. Say mouth.

【0034】さらに、前記のごとく、出銑口の炉内側前
方近傍の炉芯コークス層下端は、出銑口位置より上方に
あるレースウェイ16でのコークスの燃焼消費を補う新
しいコークスの上方への移動の影響を受けるので、この
レースウェイ16の奥行きが大きいほど、コークスの移
動量が多く、出銑口の炉内側前方に炉中心へ向かってコ
ークス層下端位置の高い領域、つまり広いフリースペー
ス10を形成することができる。レースウェイ16の深
度が深く、奥行きが大きいと、炉中心に向けて奥深くコ
ークスが消費され、その下方のコークスの上昇を促すか
らである(図8参照)。
Further, as described above, the lower end of the core coke layer near the front of the taphole inside the furnace is located above the new coke that supplements the combustion consumption of coke in the raceway 16 above the taphole position. Because of the influence of the movement, the greater the depth of the raceway 16, the greater the amount of movement of the coke, and the higher the lower end of the coke layer toward the center of the furnace in front of the taphole inside the furnace, that is, the larger free space 10 Can be formed. This is because if the raceway 16 is deep and deep, coke is consumed deeply toward the center of the furnace, and the coke below it is encouraged to rise (see FIG. 8).

【0035】この現象を利用して、出銑口直上近傍の羽
口で形成されるレースウェイ16の深度を大きくするこ
とで、出銑口の炉内側前方近傍のフリースペース10を
大きくし、維持するようにする。その為には、出銑口
1、4の直上近傍に設けられた羽口7から炉内へ吹き込
まれる空気流の径を、他の位置に設けられた羽口から吹
き込まれる空気流の径より大きくすれば良い。具体的に
は、出銑口1、4の直上近傍に設ける羽口の径をその対
置の設ける羽口の径より拡大したり、側壁が拡縮自在の
羽口を用いることになる。この空気流の径拡大の程度
は、発明者の検討によれば、1.05〜1.4倍が好ま
しい。拡大率が1,05倍未満では、各羽口の風量の誤
差等と同じ程度であり、他の位置に設けた羽口と相対的
な区別ができないからである。また、・1.4倍を超え
て羽口径を拡大すると、拡大した羽口の面積が他の位置
に設けた羽口の2倍程度にまで大きくなり、高炉全体の
円周方向での風量バランスが崩れ、好ましくない。確実
に効果を発揮し、高炉全体の円周方向の風量バランスを
安定に維持するためには、1.1〜1.3倍程度の拡大
率がより好ましい。
By utilizing this phenomenon, the depth of the raceway 16 formed by the tuyere immediately above the taphole is increased, so that the free space 10 near the front of the taphole inside the furnace is enlarged and maintained. To do it. For this purpose, the diameter of the airflow blown into the furnace from the tuyeres 7 provided immediately above the tapholes 1 and 4 is made larger than the diameter of the airflow blown from the tuyeres provided at other positions. You just need to increase it. Specifically, the diameter of the tuyere provided immediately above the tapholes 1 and 4 is larger than the diameter of the tuyere provided opposite the taphole, or a tuyere whose side wall is freely expandable and contractible is used. According to the study of the inventor, the degree of the diameter increase of the air flow is preferably 1.05 to 1.4 times. If the enlargement ratio is less than 1,05, it is almost the same as the error of the air volume of each tuyere, and it cannot be distinguished from the tuyeres provided at other positions. When the tuyere diameter is increased by more than 1.4 times, the area of the enlarged tuyere becomes about twice as large as the tuyere provided at other positions, and the air volume balance in the circumferential direction of the entire blast furnace Collapses, which is not preferable. In order to reliably exert the effect and to stably maintain the balance of the air volume in the circumferential direction of the entire blast furnace, an enlargement ratio of about 1.1 to 1.3 times is more preferable.

【0036】なお、この出銑孔直上近傍に設けた羽口7
の径を、他の位置に設けた羽口の径よりも拡大すること
は、高炉操業の安定度へ影響を与えず、すなわち生産量
や操業条件としての送風量、送風温度等を変更すること
なく、出銑口直上近傍に位置する羽口のレースウェイ深
度を大きくするので、非常に有効な手段である。
The tuyere 7 provided just above the taphole
Enlarging the diameter of the tuyere at other positions does not affect the stability of the blast furnace operation, that is, changing the production volume and the air volume and air temperature as operating conditions This is a very effective means because it increases the raceway depth of the tuyere located just above the taphole.

【0037】[0037]

【実施例】内容積5000m3の高炉に本発明を適用し
た。まず、出銑口を切り替えて、使用開始後5タップ目
の出銑において、本発明に係る規格化されたスラグ流量
を測定して記録した。その際、スラグ流量は、水砕設備
における水砕スラグの生成量から出滓量を推定し、スラ
グの生成量は、前記シミュレーション・モデルで計算し
た。そして、それらの比、つまり規格化されたスラグ流
量の経時変化を図9に示す。出銑時間(出銑口の開孔か
らガス吹き出しが認められて出銑口を閉塞するまでの時
間)は、約4時間であったが、出銑口の開孔後、出銑滓
が安定した出銑時間の15%程度を経過した時点で判断
したところ、規格化されたスラグ流量は、0.7を超え
ていた。そこで、この出銑口では、まだ出銑口の炉内前
方近傍にフリースペースが形成されていないと判断し、
該出銑口の直上近傍に位置する2本の羽口の羽口径を1
40mmφから160mmφに拡大して、当該羽口から
炉内への吹込み酸素量を増加し、操業を継続した。
EXAMPLE The present invention was applied to a blast furnace having an inner volume of 5000 m 3 . First, the tap hole was switched, and the standardized slag flow rate according to the present invention was measured and recorded at the tapping at the fifth tap after the start of use. At that time, the slag flow rate was obtained by estimating the amount of slag from the amount of granulated slag generated in the granulating equipment, and the amount of slag generated was calculated by the simulation model. FIG. 9 shows their ratio, that is, the standardized change in the slag flow rate over time. The tapping time (the time from the opening of the taphole until the gas blowing was recognized and the taphole was closed) was about 4 hours, but after the taphole was opened, the tapping slag was stable. When it was determined that about 15% of the tapping time had elapsed, the standardized slag flow rate was over 0.7. Therefore, in this tap hole, it is determined that free space has not yet been formed near the front of the tap hole inside the furnace,
The tuyere diameters of the two tuyeres located immediately above and near the taphole are 1
From 40 mmφ to 160 mmφ, the amount of oxygen blown into the furnace from the tuyere was increased, and the operation was continued.

【0038】その結果、次の出銑では、図10に示すよ
うに、出銑に伴う規格化されたスラグ流量は、開孔後、
出銑滓が安定した出銑時間の15%程度経過した時点で
0.7に満たない数値を記録し、ガス吹き出し前に急激
流量が増加する排出パターンに変化した。これにより、
出銑口炉内側ヘフリースペースが形成されたものと判断
できた。
As a result, in the next tapping, as shown in FIG. 10, the standardized slag flow rate associated with tapping becomes
A value less than 0.7 was recorded when about 15% of the stable tapping time of the tapping slag was reached, and the discharge pattern changed to an abrupt increase in the flow rate before gas blowing. This allows
It was determined that free space was formed inside the taphole furnace.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、出銑
口からのスラグ排出量の経時変化に基づき、炉床部内で
のフリースペースの有無を判断できるようになった。そ
の結果、炉床部での残銑滓量を低減できるようになり、
安定した高炉操業を維持することが可能となった。
As described above, according to the present invention, it is possible to determine the presence or absence of free space in the hearth based on the change over time in the amount of slag discharged from the taphole. As a result, the amount of residual iron slag in the hearth can be reduced,
It has become possible to maintain stable blast furnace operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】出銑口の炉内側前方にフリースペースを形成し
た場合の効果を説明する図であり、(a)はコークス充
填層が出銑口を覆う角度θ=180°、(b)はθ=1
5°、(c)はθ=0°の場合である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining an effect when a free space is formed in front of a taphole inside a furnace, where (a) shows an angle θ = 180 ° at which a coke packed bed covers the taphole, and (b) shows an angle. θ = 1
5 ° and (c) show the case where θ = 0 °.

【図2】高炉の下部を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a lower part of a blast furnace.

【図3】炉床部の半裁円筒状模型を示す図である。FIG. 3 is a view showing a half-cut cylindrical model of a hearth section.

【図4】モデル実験の結果を示す図であり、(a)は実
験結果、(b)は実験条件の説明図である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the results of a model experiment, in which FIG. 4A is an explanatory diagram of the experimental results and FIG.

【図5】擬似スラグの環状流生成による残滓量の低減を
説明する図であり、(a)は擬似出銑口の前方がコーク
スで完全に覆われた場合、(b)は出銑口の前方にフリ
ースペースが形成されている場合である。
5A and 5B are diagrams for explaining the reduction of the amount of residue due to the generation of an annular flow of pseudo slag, wherein FIG. 5A shows a case where the front of the pseudo tap hole is completely covered with coke, and FIG. This is a case where a free space is formed in front.

【図6】本発明をなす基礎になった規格化流量(模型炉
床部での排出流量/供給流量の比)の経時変化を示す図
であり、(a)は出銑口の前方にフリースペースがほと
んど無い場合、(b)は出銑口の前方にフリースペース
がある場合である。
FIG. 6 is a diagram showing a temporal change of a standardized flow rate (ratio of discharge flow rate / supply flow rate at a model hearth), which is the basis of the present invention, and (a) shows a free flow in front of a taphole; When there is almost no space, (b) is a case where there is a free space in front of the tap hole.

【図7】炉芯コークス層の沈降速度と羽口先でのコーク
ス消費速度との関係を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a sedimentation speed of a furnace core coke layer and a coke consumption speed at a tuyere tip.

【図8】炉壁近傍におけるフリースペースの形成を説明
する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the formation of a free space near a furnace wall.

【図9】実際の高炉でフリースペースの無い時のスラグ
規格化流量の経時変化を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a change over time of a standardized slag flow rate when there is no free space in an actual blast furnace.

【図10】実際の高炉でフリースペースの有る時のスラ
グ規格化流量の経時変化を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a change over time of a standardized slag flow rate when there is a free space in an actual blast furnace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 出銑口 2 溶銑の液面位置(レベル) 3 スラグの液面位置(レベル) 4 左側の出銑口 5 コークス充填層(炉芯コークス) 6 炉床部 7 羽口 8 模型炉床部 9 ビーズ充填層(ビーズ) 10 コークス充填層の存在しない領域(フリースペー
ス) 11 液体フロン 12 流動パラフィン(擬似スラグ) 13 擬似出銑口 13a 出銑口中心位置 14 空気 15 下端位置 16 レース・ウエイ 17 マッド材 18 出銑口レンガ 20 金網(ビーズ充填層の下端) 21 擬似スラグの上面 22 擬似スラグの上面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tap hole 2 Hot metal liquid level (level) 3 Slag liquid level (level) 4 Left tap hole 5 Coke packed bed (core coke) 6 Furnace floor 7 Tuyere 8 Model furnace floor 9 Bead filled layer (beads) 10 Region where coke packed layer does not exist (free space) 11 Liquid Freon 12 Liquid paraffin (pseudo slag) 13 Pseudo tap hole 13a Tap hole center position 14 Air 15 Lower end position 16 Raceway 17 Mud Material 18 Taphole brick 20 Wire mesh (lower end of bead filling layer) 21 Upper surface of pseudo slag 22 Upper surface of pseudo slag

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 健 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 渡壁 史朗 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 澤 義孝 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 尾出 秀雄 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Ken Sato 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Inside the Technical Research Institute of Kawasaki Steel (72) Inventor Shiro Watanabe 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Kawasaki Steel Engineering Co., Ltd. (72) Yoshitaka Sawa Inventor 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Prefecture Kawasaki Steel Co., Ltd. Address Kawasaki Steel Corp.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高炉炉床部内の出銑口前方におけるコ
ークス充填層の構造を推定するに際して、 出銑中の排出されるスラグ量の測定値と炉内で生成され
るスラグ量の計算値との比を求め、出銑口の開孔から所
定時間経過した時点の前記比の値に基づき、コークス充
填構造を定めることを特徴とする高炉炉床部におけるコ
ークス充填構造の推定方法。
When estimating the structure of a coke packed bed in front of a taphole in a blast furnace hearth, the measured value of the amount of slag discharged during tapping and the calculated value of the amount of slag generated in the furnace A method for estimating a coke filling structure in a blast furnace hearth, wherein a ratio of the coke filling structure is determined based on a value of the ratio at a point in time when a predetermined time has elapsed from the opening of the taphole.
【請求項2】 前記所定時間が、出銑口の開孔からガス
吹き出しまでの期間を100%とした時に、出銑口の開
孔から10〜50%のどこかの時点を経過するまでの時
間であることを特徴とする請求項1記載の高炉炉床部に
おけるコークス充填構造の推定方法。
2. The method according to claim 1, wherein the predetermined time is defined as 100% of the period from the opening of the tap hole to the gas blowout until the passage of any time of 10 to 50% from the opening of the tap hole. The method for estimating a coke filling structure in a blast furnace hearth according to claim 1, wherein the time is time.
【請求項3】 前記比が、0.7を超えの場合を出銑口
前にコークス充填層があり、0.7以下の場合をコーク
ス充填層が無いとすることを特徴とする請求項1又は2
記載の高炉炉床部におけるコークス充填構造の推定方
法。
3. The method according to claim 1, wherein when the ratio exceeds 0.7, there is a coke packed bed before the taphole, and when the ratio is 0.7 or less, there is no coke packed bed. Or 2
The method for estimating the coke filling structure in the blast furnace hearth described above.
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