JP2016030833A - Method for starting ventilation in blast furnace, and burner for hearth part temperature rising - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉の送風開始方法およびその方法に使用して好適な炉床部昇温用バーナーに関するものである。 The present invention relates to a method for starting air blowing in a blast furnace and a hearth temperature raising burner suitable for use in the method.
新設された高炉あるいは改修された高炉を立ち上げる際や、高炉の休風、バンキング等の休止後に送風を再開する際には、高炉の炉床部を昇温し、炉内が所定の温度に達したところで炉床部の上方に設けられた羽口を通して送風を開始している。 When starting up a newly installed blast furnace or a modified blast furnace, or when resuming air blow after blast furnace resting, banking, etc., raise the temperature of the hearth of the blast furnace and bring the inside of the furnace to a specified temperature. When it reaches, it starts blowing through the tuyeres provided above the hearth.
ここで、高炉の送風を開始するに先立って炉床部を昇温する理由は、高炉の立ち上げ時に炉底部に装入される枕木やコークス等の充填物、あるいは休止後の再送風時に炉底部に存在する装入物等は、温度が低いかあるいは凝固状態にあるため、そのまま羽口を通して送風を開始したとしても、コークスの燃焼により発生した熱で生成された溶融銑鉄や溶融スラグが炉底部へ流下する際に、それらの充填物や装入物等に熱を奪われて凝固してしまい、出銑口から排出することが難しいからである。 Here, the reason for raising the temperature of the hearth before starting the blowing of the blast furnace is because the filling material such as sleepers and coke charged at the bottom of the furnace when the blast furnace is started up, Since the charge, etc. present at the bottom is low or in a solidified state, molten pig iron or molten slag generated by the heat generated by the combustion of coke is still in the furnace. This is because, when flowing down to the bottom, heat is taken away by these fillers, charging materials, and the like, so that it is difficult to discharge from the outlet.
新設高炉や改修後の高炉の立ち上げにおいては、炉底部から羽口部へ至る炉床部空間に、燃焼し易く、強度も高い木材である枕木を充填し、その上部にコークスおよび鉱石を充填して羽口から着火して送風を行う方法が一般的に採られており、これにより羽口前で燃焼した枕木やコークスから発生する高温の燃焼ガスの一部を炉底部に設けられている出銑口から排出させることにより炉床煉瓦の昇温を図るようにしている。 When starting up a new blast furnace or a blast furnace after refurbishment, the floor space from the bottom of the furnace to the tuyere is filled with sleepers that are easy to burn and have high strength, and the upper part is filled with coke and ore. In general, the method of igniting from the tuyere and blowing the air is generally employed, whereby a part of the high-temperature combustion gas generated from the sleepers and coke burned in front of the tuyere is provided at the bottom of the furnace. The temperature of the hearth brick is increased by discharging from the tap.
ところで、この場合、高炉内で枕木を積み上げる作業が必要があり、多大な工数と時間がかかるうえ、送風後に出銑口から燃焼ガスを排出、放散させるため、放散ガス中のＣＯガスの不完全燃焼防止対策や放散時に発生する騒音対策が不可欠になる、といった問題が避けられない状況にあった。 By the way, in this case, it is necessary to pile up sleepers in the blast furnace, and it takes a lot of man-hours and time. In addition, in order to discharge and dissipate the combustion gas from the outlet after blowing, CO gas in the emitted gas is incomplete. Problems such as measures to prevent combustion and noise generated during emission are inevitable.
一方、高炉の休風、バンキング等の休止後において送風を再開する場合においては以下に述べるような不具合があった。 On the other hand, when air blowing is resumed after blast furnace breezes, banking, etc., there are problems as described below.
すなわち、高炉の休風、バンキング等の休止後に再度送風を開始する場合には、炉内では、高炉内に充填されている炭材と、溶融して炉底部に溜まったスラグ、銑鉄が冷却された状態で混在しているものと推測されるため、送風を開始する前に、出銑口から酸素ガスを吹き込んで炉内の炭材や銑鉄を燃焼、発熱させて炉底部を昇温し、送風開始後に生成する溶銑や溶融スラグを出銑口から流出させる必要があるが、出銑口の前に存在する炭材や銑鉄がスラグで被覆されているような状況となっている場合には、出銑口から吹き込んだ酸素ガスが拡散してしまうため、炭材の燃焼、発熱に有効に利用されないおそれがあった。 In other words, when air blowing is restarted after a pause in blast furnace, banking, etc., the carbon material filled in the blast furnace and the slag and pig iron that has melted and accumulated in the bottom of the furnace are cooled in the furnace. Therefore, before starting to blow, oxygen gas is blown from the outlet, burning the charcoal and pig iron in the furnace, heating up, raising the temperature at the bottom of the furnace, It is necessary to let the hot metal and molten slag generated after the start of air flow out from the tap outlet, but in the situation where the carbonaceous material and pig iron existing before the tap outlet are covered with slag Since the oxygen gas blown from the spout is diffused, there is a possibility that it is not effectively used for the combustion and heat generation of the carbonaceous material.
このため、高炉の休風、バンキング等の休止後に再度送風を開始する場合にあっては、出銑口へ酸素を吹き込む鋼製のパイプの先端部でそれ自体に着火させて、鋼製のパイプを燃焼させながらその燃焼熱により凝固物の昇温を行うようにしている。 For this reason, in the case where air blowing is resumed after the blast furnace is closed, banking, etc., the steel pipe is made to ignite itself at the tip of the steel pipe that blows oxygen into the outlet. The temperature of the solidified product is increased by the heat of combustion while burning.
しかしながら、このような方法によれば、鋼製のパイプ先端部で確実に燃焼熱を発生させることができる利点を有しているものの、パイプの先端部での燃焼に使用されなかった過剰な酸素は上述したように拡散するのが避けられないことから、その有効利用を図ることができない可能性もあった。 However, according to such a method, although there is an advantage that combustion heat can be reliably generated at the steel pipe tip, excess oxygen that has not been used for combustion at the pipe tip is used. As mentioned above, it is unavoidable that it is diffused, so there is a possibility that it cannot be effectively used.
これは、出銑口とその上方に配置されている羽口との間の十分送風を確保するまでに長時間を要すること、すなわち、炉内への送風を開始するまでに長時間を要することを意味している。 This requires a long time to ensure sufficient ventilation between the tap and the tuyere placed above it, that is, it takes a long time to start blowing into the furnace. Means.
炉床部の充填物や装入物等を効率よく加熱し高炉の立ち上げに要する時間を短縮することを目的とした先行技術として、例えば、特許文献１には、羽口より炉内ガスを採取して、ＣＯ２濃度を測定し、ＣＯ２濃度に応じて出銑口から可燃性ガス及び酸素の１種又は２種を吹き込んで高炉炉底部に存在する装入物及び残留物を加熱、昇温する方法が提案されている。 As a prior art aiming at efficiently heating the filling or charging material in the hearth and shortening the time required for starting up the blast furnace, for example, in Patent Document 1, the gas in the furnace is provided from the tuyere. taken to measure the CO 2 concentration, heating the charge and residues present in the blast furnace bottom blown one or combustible gas and oxygen from the taphole according to the CO 2 concentration, A method for increasing the temperature has been proposed.
かかる従来技術は、以下の知見事実に基づいてなされたものである。すなわち、可燃性ガス（炭化水素ガス）の燃焼には、炭素の一次燃焼（生成物：ＣＯ）と二次燃焼（生成物：ＣＯ２）があり、一般にコークスが赤熱している状態下（約８００℃以上）では、可燃性ガスの一次燃焼が支配的に起こる。従って、このような状況下で可燃性ガスを吹き込んで燃焼させても、昇温効果は小さく、可燃性ガスと酸素を同時に吹き込んで燃焼させるよりも、酸素を単独で吹き込んでコークスを燃焼させたほうが、昇温効果の点で有利である。このため、羽口にガス採取管を挿入して採取された炉内ガスを分析して得たＣＯ２濃度から、炉底部におけるガス燃焼が一次燃焼優位の燃焼か、二次燃焼優位の燃焼かを推定し、羽口より採取した炉内ガス中に、ＣＯ２が検知された場合、可燃性ガスの燃焼は、二次燃焼が優位と判断し可燃性ガスと酸素の吹き込みを継続し、炉内ガス中に、ＣＯ２が検知されない場合には、可燃性ガスの燃焼は、一次燃焼が優位の燃焼と判断し、酸素のみを吹き込んで、コークスの燃焼に切り替える、という方法を採用している。 Such prior art has been made on the basis of the following findings. That is, combustible gas (hydrocarbon gas) combustion includes primary combustion of carbon (product: CO) and secondary combustion (product: CO 2 ), and the coke is generally red hot (about At 800 ° C. or higher), primary combustion of the combustible gas occurs predominantly. Therefore, even if combustible gas is blown and combusted under such circumstances, the temperature rise effect is small, and the coke is combusted by blowing oxygen alone rather than combusting by combusting combustible gas and oxygen simultaneously. This is advantageous in terms of the temperature rise effect. For this reason, from the CO 2 concentration obtained by analyzing the gas in the furnace collected by inserting a gas sampling tube into the tuyere, whether the gas combustion at the bottom of the furnace is primary combustion dominant combustion or secondary combustion dominant combustion When CO 2 is detected in the furnace gas collected from the tuyere, the combustion of the combustible gas is judged to be secondary combustion, and the inflammable gas and oxygen are continuously blown. When CO 2 is not detected in the internal gas, the combustion of the combustible gas is determined to be the combustion in which the primary combustion is dominant, and the method of injecting only oxygen and switching to the combustion of coke is adopted. .
ところで、上記の従来技術では、出銑口から送給する可燃性ガスを停止するタイミングを決めることができるのみであって、どのタイミングで高炉への送風を開始するのかについての具体的手段については何も触れられておらず、高炉の立ち上げに要する時間が短縮できるかどうかも確認し難いものであった。 By the way, in the above prior art, it is only possible to determine the timing for stopping the combustible gas fed from the tap outlet, and for specific means as to when to start blowing air to the blast furnace Nothing was mentioned and it was difficult to confirm whether the time required to start up the blast furnace could be shortened.
本発明の課題は、高炉炉床部を効率よく昇温し、短時間のうちに高炉を立ち上げることができる高炉の送風開始方法およびその方法に使用する炉床部昇温用バーナーを提案するところにある。 An object of the present invention is to propose a method for starting air blowing of a blast furnace that can efficiently raise the temperature of the blast furnace hearth and start the blast furnace within a short time, and a burner for raising the hearth of the hearth used in the method. By the way.
本発明は、高炉の炉床部を昇温したのち該炉床部の上方に設置された羽口を通じて送風を開始する方法において、高炉の炉床部に設けられた１以上の出銑口にバーナーを挿入して、該バーナーより酸素ガスおよび気体燃料を吹き込んで該気体燃料を燃焼させるとともに、バーナーを挿入した出銑口を起点とする炉中心角が時計周り、反時計周りでそれぞれ３０〜９０°の領域につき、それらの領域の何れか一方もしくは両方の領域に備えられた１または２以上の羽口羽口前の温度を計測し、その計測された羽口前の温度が１０００℃を超えた時点から高炉への送風を開始する方法である。ここに、バーナーを挿入した出銑口を起点とする炉中心角とは、高炉の炉中心とバーナーを挿入した出銑口の中心とを結ぶ直線を基準線とした場合において、この基準線と同等の直線を、炉中心を軸にして時計周り、反時計周りに回転させたとき、該直線と基準線とのなす角度をいうものとする。 The present invention relates to a method of starting air blowing through a tuyere installed above a hearth part after raising the temperature of the hearth part of the blast furnace, to one or more tap holes provided in the hearth part of the blast furnace. A burner is inserted, oxygen gas and gaseous fuel are blown from the burner to burn the gaseous fuel, and the furnace center angle starting from the tap port where the burner is inserted is 30 to 30 degrees clockwise and counterclockwise. Measure the temperature before one or more tuyere tuyere in one or both of the 90 ° area, and the measured temperature before the tuyere exceeds 1000 ° C. It is a method of starting the ventilation to a blast furnace from the time. Here, the furnace center angle starting from the tap outlet where the burner is inserted is the reference line when the straight line connecting the furnace center of the blast furnace and the center of the tap outlet where the burner is inserted is used as the reference line. When an equivalent straight line is rotated clockwise or counterclockwise around the furnace center, the angle between the straight line and the reference line is assumed.
上記の方法に使用する炉床部昇温用バーナーとしては、酸素ガスを吹き込む内管と、該内管を取り囲んで配置され、該内管との相互間に形成された環状隙間を通じて気体燃料を吹き込む外管と、該外管の外周を被覆した耐火物層とを備えたものを適用するのが好ましく、前記耐火物層中には、バーナーの損耗状況を検知するセンサーを埋設しておくことができる。このセンサーとしては、光ファイバーを用いることができる。また、バーナーの内管の末端部（炉外側の端部）には、該内管の先端部を通して炉内の観察を可能とするカメラを設置するのが好ましい。 As the hearth temperature raising burner used in the above method, an inner pipe into which oxygen gas is blown and an annular gap formed between the inner pipe and the inner pipe are disposed, and gaseous fuel is supplied through the annular gap formed between the inner pipe and the inner pipe. It is preferable to apply one having an outer tube to be blown and a refractory layer covering the outer periphery of the outer tube, and a sensor for detecting the burner wear state is embedded in the refractory layer. Can do. An optical fiber can be used as this sensor. In addition, a camera that enables observation inside the furnace through the tip of the inner tube is preferably installed at the end of the inner tube of the burner (end on the outside of the furnace).
上記の構成からなる本発明の高炉の送風開始方法によれば、炉の炉床部に設けられた１以上の出銑口にバーナーを挿入し、該バーナーより酸素ガスおよび気体燃料を吹き込んで該気体燃料を燃焼させるようにしたため、出銑口前の局部的な領域で気体燃料の燃焼熱を確実に付加することが可能であり、その領域に存在する炭材やスラグ、銑鉄（溶銑を含む）を効率よく昇温させることができる。 According to the blast furnace air blowing start method of the present invention having the above-described configuration, a burner is inserted into one or more outlets provided in the hearth of the furnace, and oxygen gas and gaseous fuel are blown from the burner, Because the gaseous fuel is burned, the combustion heat of the gaseous fuel can be added reliably in the local area before the tap, and the carbonaceous material, slag, pig iron (including molten iron) ) Can be efficiently raised.
そして、気体燃料の燃焼によって生成された高温のガスは、出銑口前からその上方へと上昇する。出銑口前から上方へと上昇した高温のガスは、該出銑口から羽口に至るまでのガスの流通路に存在する炭材、スラグ、銑鉄を昇温させ、羽口前の温度は短時間のうちに上昇することになる。羽口前の温度を計測してその温度が１０００℃を超えていることが確認されれば、出銑口から当該羽口に至るまでの燃焼ガスの流通路の温度が１０００℃を超える程度にまで上昇していると推定され、その時点から送風を開始することにより、羽口前で生成する溶融銑鉄、溶融スラグが出銑口へと流下する経路において、周囲の堆積物や炉体に熱を奪われて凝固するおそれがなくなる。 And the high temperature gas produced | generated by combustion of gaseous fuel rises to the upper part from before the tap. The high-temperature gas that has risen upward from before the taphole raises the temperature of the charcoal, slag, and pig iron that exist in the gas flow path from the tapport to the tuyere, and the temperature before the tuyere is It will rise in a short time. If the temperature in front of the tuyere is measured and it is confirmed that the temperature exceeds 1000 ° C., the temperature of the combustion gas flow path from the tap to the tuyere will exceed 1000 ° C. It is estimated that it has risen up to that point, and by starting blowing from that point, heat is applied to the surrounding sediment and furnace body in the route where the molten pig iron and molten slag generated in front of the tuyeres flow down to the outlet. There is no longer any risk of coagulation.
本発明では、とくに、バーナーを挿入した出銑口を起点とする炉中心角θが時計周り、反時計周りでそれぞれ３０〜９０°の領域につき、それらの領域の何れか一方もしくは両方の領域に備えられた１または２以上の羽口の羽口前の温度を計測してその計測された羽口前の温度が１０００℃を超えた時点から送風を開始することとしたが、これにより、高炉を短時間で立ち上げることができる。 In the present invention, in particular, the furnace center angle θ starting from the tap outlet where the burner is inserted is 30 to 90 ° clockwise and counterclockwise, respectively. The temperature in front of the tuyere of one or two or more tuyere provided was measured, and the air blowing was started when the measured temperature in front of the tuyere exceeded 1000 ° C. Can be launched in a short time.
また、本発明の方法において使用する炉床部昇温用バーナーによれば、酸素ガスを吹き込む内管と、該内管を取り囲んで配置され、該内管との相互間に形成された環状隙間を通して気体燃料を吹き込む外管と、該外管の外周を被覆した耐火物層とを備えたもので構成し、耐火物層中には、バーナーの損耗状態を見地するセンサーを備えるようにしたため、たとえ炉床部昇温用バーナーの先端部が損耗（溶損）したとしても（バーナーは炉内の高温部に装入されるものであり、火点温度は、１０００℃を超える）、それを容易に検知することができる。そして、その検知によりバーナーの先端部の損耗が激しいと判断された場合には、該バーナーを炉の内側へ押し込む等の操作によりバーナーの火点一を一定の場所に保つことが可能となり、炉体煉瓦の損傷を回避することができる。センサーとして、例えば、光ファイバーを用いた場合、その先端面から放射光を採り込むことにより温度に変換することができるため、温度の監視が容易となる（常時温度を測定することができる）。 In addition, according to the hearth temperature raising burner used in the method of the present invention, an inner pipe into which oxygen gas is blown, and an annular gap that is disposed surrounding the inner pipe and formed between the inner pipe and the inner pipe. Because it comprises an outer tube that blows gaseous fuel through, and a refractory layer that covers the outer periphery of the outer tube, and in the refractory layer, a sensor that detects the wear state of the burner is provided. Even if the tip of the hearth temperature rising burner is worn (melted), the burner is inserted in the high temperature part of the furnace, and the hot spot temperature exceeds 1000 ° C. It can be easily detected. And when it is judged that the wear of the tip of the burner is severe due to the detection, it becomes possible to keep the burner at the same place by pushing the burner inside the furnace, etc. Damage to body bricks can be avoided. For example, when an optical fiber is used as the sensor, the temperature can be easily monitored because the radiation can be converted into the temperature by taking in the radiated light from the tip surface thereof (the temperature can be constantly measured).
さらに、光ファイバーの後端部（末端部）からパルス信号（光パルス）を入射させ、該光ファイバーの先端部から出射されたパルス信号が反射してくるまでの時間を測定することにより、光ファイバーの長さを測定することが可能であり、バーナーの損耗程度も容易に把握することができる。 Further, a pulse signal (light pulse) is incident from the rear end portion (terminal portion) of the optical fiber, and the time until the pulse signal emitted from the front end portion of the optical fiber is reflected is measured. The degree of wear of the burner can be easily grasped.
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は、高炉の炉床部の一部断面を模式的に示した図であり、図２は、炉床部昇温用バーナーの構成をその先端部について示した外観斜視図であり、図３は、高炉の横断面と羽口の配置状況を模式的に示した図である。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a partial cross section of the hearth part of a blast furnace, and FIG. 2 is an external perspective view showing the configuration of the hearth part temperature raising burner with respect to its tip part. FIG. 3 is a diagram schematically showing the cross section of the blast furnace and the arrangement of tuyere.
図における符号１は、高炉の周壁（炉胸、炉腹、朝顔、炉床部）を形成する鉄皮、２は、鉄皮１の内側に配置された耐火物層（炉床部において湯溜り部を形成する炉底耐火物層を含む）である。また、３は、湯溜り部に滴下した溶銑、スラグを排出する出銑口（出銑口は、高炉の周りの複数個所に設けられる）、４は、出銑口３の出側の炉床に設けられた出銑樋、５は、出銑口３の上方位置で高炉の周壁に設けられた貫通開口である。この貫通開口５には、環状管Ｈにつながるとともに、該環状管Ｈを通じて送給される熱風を高炉内へ吹き込む羽口ｈ（羽口受金物、大羽口、送風羽口からなるもの）が配置される（ここでは送風羽口は図示せず）。
In the figure, reference numeral 1 is an iron shell forming a peripheral wall of the blast furnace (furnace chest, furnace belly, morning glory, hearth part), 2 is a refractory layer (a sump in the hearth part) disposed inside the iron shell 1 A furnace bottom refractory layer forming a part). In addition, 3 is a hot metal dripping into the hot water pool, and a discharge port for discharging slag (the discharge port is provided at a plurality of locations around the blast furnace), and 4 is a hearth on the exit side of the
また、６は、羽口前の温度を計測する温度計、７は、出銑口３から挿入して酸素ガスおよび気体燃料（天然ガス等）を高炉内に吹き込んで該気体燃料を燃焼させる炉床部昇温用バーナーである。炉床部昇温用バーナー７は、その具体的構成を図２に示すように、酸素ガスを吹き込む内管７ａと、該内管７ａを取り囲んで配置され、該内管７ａとの相互間に形成された環状隙間を通じて気体燃料を吹き込む外管７ｂと、該外管７ｂ外周を被覆する耐火物層７ｃとで構成されている。
6 is a thermometer that measures the temperature in front of the tuyere; 7 is a furnace that is inserted from the
また、８は、耐火物層７ｃの中に埋設固定され、炉床部昇温用バーナー７の損耗状態を検知するセンサーである。このセンサー８としては、光ファイバーが適用される(以下、このセンサー８を光ファイバー８と記す)。この光ファイバー８は炉床部昇温用バーナー７の長手方向に沿って配置されるものであって、その末端部には、距離計８ａが接続されている。距離計８ａとしては、該光ファイバー８の末端部から入射させた光パルスを、その先端部から出射させ、反射してくる後方錯乱光を検知することによって炉床部昇温用バーナー７の先端部までの距離を計測することができるものを適用することができる。
炉床部昇温用バーナー７を高炉の出銑口３から挿入し、気体燃料を酸素ガスで燃焼して炉床部へ熱を供給する場合においては、該炉床部昇温用バーナー７の先端部が損耗すると、光ファイバー８も同様に損耗することになるため、距離計８ａで光ファイバー８の先端までの距離を計測することで、炉床部昇温用バーナー７の損耗した長さを容易に把握することができることになる。
When the hearth
また、光ファイバー８には、光ファイバーの先端より入射された放射光を温度に変換する変換器８ｂを接続して光ファイバー温度計を構成してもよい。光ファイバー温度計を構成することにより、炉床部昇温用バーナー７の先端部分が溶損したとしても該光ファイバーの先端面が常に更新された状態にあるので炉内の放射光を取り込むことができ、炉床部昇温用バーナー７の先端における温度の正確な測定が可能となる。
In addition, the
なお、この例では、炉床部昇温用バーナー７の損耗状況を検知するセンサーとして光ファイバー８を施設した場合について説明したが、センサーとしては、この他、周知の種々のものを利用することができる。例えば、炉床部昇温用バーナー７の耐火物７ｃに複数の銅線のループを埋め込んでおき、炉床部昇温用バーナー７の末端部において当該銅線の導通を確認するようにしてもよい。銅線のループを複数埋め込んでおくと、炉床部昇温用バーナー７の先端が損耗して銅線の一部が溶損した場合に、導通に変化が生じることから該ループが破断したことがわかる。銅線のループは、炉床部昇温用バーナー７の先端からその末端部に向けて一定の間隔で埋め込んでおくのがよく、これによれば、炉床部昇温用バーナー７が損耗するに従い、先端に近い銅線のループから順次破断していくため、炉床部昇温用バーナー７の損耗状況を正確に検知することができる。
In this example, the case where the
また、図における符号９は、炉床部昇温用バーナー７の内管７ａの末端部に設けられ、内管７ａの先端部を通して炉内の観察を可能とするカメラ、１０は、内管７ａにつながる酸素ガス供給経路、１１は、外管７ｂにつながる気体燃料供給経路である。
本発明の方法を実施するに当たって、高炉の炉床部に設けられた１以上の出銑口３にバーナー７を挿入し、バーナー７によって酸素ガス、気体燃料を高炉内に吹き込んで気体燃料を燃焼させることにより、出銑口３前に存在する炭材やスラグ、銑鉄は、短時間のうちに昇温されることになる。
In carrying out the method of the present invention, a
本発明では、図３に示すように、炉床部昇温用バーナー７を挿入した出銑口３を起点（基準）とする炉中心角θがそれぞれ時計周り、反時計周りで３０〜９０°の領域につき、それらの領域の何れか一方もしくは両方の領域に備えられた１または２以上の羽口の羽口前の温度を計測し、その計測された羽口前の温度が１０００℃を超えた時点から送風を開始することとしたが、その理由は、羽口前の温度が１０００℃を超えると、炉床部（出銑口）から羽口の前までの領域においてガスの流通路となる空間を確保することできるからである。
In the present invention, as shown in FIG. 3, the furnace center angle θ starting from the
ここで、炉床部昇温用バーナー７を挿入している出銑口３の直上付近の羽口は、炉床部昇温用バーナー７の火点との距離が短く、また、バーナー７の先端部で生じる燃焼ガスが上昇していくため、その羽口前の温度は、比較的短時間のうちに上昇する。
Here, the tuyere immediately above the
炉床部昇温用バーナー７を挿入した出銑口３を起点とする炉中心角θが、時計周り、反時計周りで３０〜９０°の領域にある羽口の１または２以上の羽口の羽口前の温度が１０００℃を超えていれば、高炉への送風を開始しても何らの不具合を生じることはなく、高炉を安定的に立ち上げることができる。
One or more tuyere of the tuyere whose furnace center angle θ is 30 to 90 ° in the clockwise or counterclockwise direction, starting from the
なお、炉中心角θが９０°を超える領域に備えられた羽口の羽口前の温度を計測してその温度が１０００℃を超えるまで炉内の昇温を行っても時間が余計にかかるだけであり高炉を短時間で立ち上げる観点からは好ましいとはいえない。一方、炉中心角θが３０°未満の領域に備えられた羽口の羽口前の温度を計測してその温度が１０００℃を超えたとしても、炉中心角θが３０°を超える領域についてはそれよりも温度が低く、羽口前で生成する溶融銑鉄、溶融スラグが出銑口３に向けて流下する際に、周囲の堆積物や炉体に熱を奪われて凝固することが懸念される。このため、羽口前の温度を確認する領域は、炉中心角θが時計周り、反時計周りで３０〜９０°の範囲に設けられた１または２以上の羽口の羽口前の温度を計測することとした。
Even if the temperature before the tuyere of the tuyere provided in the region where the furnace center angle θ exceeds 90 ° is measured and the temperature inside the furnace exceeds 1000 ° C., it takes extra time. However, it is not preferable from the viewpoint of starting up the blast furnace in a short time. On the other hand, even if the temperature before the tuyere of the tuyere provided in the region where the furnace center angle θ is less than 30 ° is measured and the temperature exceeds 1000 ° C., the region where the furnace center angle θ exceeds 30 ° Is lower than that, and when molten pig iron and molten slag generated in front of the tuyeres flow down toward the
羽口前の温度を確認する領域は、少なくとも、時計周り、反時計周りの何れか一方の領域で行えばよい。 The area for checking the temperature before the tuyere may be at least one of the clockwise and counterclockwise areas.
というのは、新設高炉や改修後の高炉の立ち上げの場合には、炉内にスラグや銑鉄がないので、何れか一方の領域において、それも一つの羽口の羽口前の温度を計測するだけで十分だからである。 This is because when there is no slag or pig iron in the new blast furnace or after the renovation, the temperature before the tuyere of one tuyere is measured in either area. Because it is enough to do.
高炉の休風、バンキング等の休止後に送風を再開する等、炉内にスラグや銑鉄等の凝固物が存在する可能性がある場合には、両方の領域、それも２つ以上の羽口で羽口前の温度を計測するのが好ましい。 If there is a possibility that solidified material such as slag or pig iron is present in the furnace, such as when the blast furnace is shut down or resumed after a banking stop, both areas, and two or more tuyere It is preferable to measure the temperature before the tuyere.
なお、本発明は、その実施に当たり、炉中心角θが３０°未満の領域あるいは９０°を超える領域でそこに備えられた羽口の羽口前の温度を計測することを排除するものではない（この領域での温度を考慮して高炉への送風を開始する必要はない）。 It should be noted that the present invention does not exclude measuring the temperature before the tuyere of the tuyere provided in the region where the furnace center angle θ is less than 30 ° or more than 90 °. (There is no need to start blowing into the blast furnace considering the temperature in this region).
炉床部昇温用バーナー７については高炉内の高温部に挿入されるものであり、火点温度は１０００℃を超えることから耐火物で被覆しているからといってもその先端部が溶損することも懸念される。しかし、光ファイバー８を備えた炉床部昇温用バーナー７を用いる本発明では、バーナー７の先端部がたとえ溶損したとしても、炉床部昇温用バーナー７の損耗状態を検知するセンサーを備えているため、損耗した長さに相当する分だけ炉床部昇用バーナー７を炉の内側へ押し込むことで、炉床部昇温用バーナー７の燃焼位置をほぼ同一の位置に保持することができる。とくに、センサーとして光ファイバー８を用いた場合には、それが溶損したとしても、先端面から随時放射光を取り入れることができるので、そのまま継続して損耗状態を検知することが可能であり、炉床部昇温用バーナー７の先端部の監視を確実に行うことができる。なお、炉床部昇温用バーナー７の内管７ａと外管７ｂとの相互間に形成される環状隙間を通じて気体燃料を吹き込むことにより、該気体燃料による冷却効果でもってバーナー７自体の温度上昇を抑えることができ、炉床部昇温用バーナー７の寿命の延長を図ることができる利点がある。
The hearth
また、内管７ａの末端部（炉の外側に位置する部分）にカメラを設置し、内管７ａの先端部を通して炉内を観察することで、例えば、バーナー先端部での燃焼状況の確認や、場合によっては、バーナー前の溶融物の状況等を容易に確認することが可能となり、炉床部を安定して昇温することができる。
Also, by installing a camera at the end of the
上掲図３に示すような構成からなる高炉（炉容積３０５２ｍ３、羽口本数２８本）につき、２８日間連続休風（バンキング）状態から、該高炉を立ち上げるべく、Ｎｏ．２３の羽口の下方に位置する出銑口からバーナーを挿入（挿入深さ（炉内壁からの突出長さ）：５００ｍｍ）して、酸素ガスと気体燃料（天然ガス）を吹き込み（吹込み条件：酸素ガス（１１５０Ｎｍ３／ｈ）天然ガス（６００Ｎｍ３／ｈ）炉床部の昇温を行い、送風を開始するまでにどの程度の時間を要するかについての調査を行うとともに、炉床部昇温用バーナーの末端部に設置したカメラにより炉内の観察を実施した。 For the blast furnace (furnace volume 3052 m 3 , number of tuyere 28) having the structure shown in FIG. A burner is inserted from the tap outlet located below the tuyere of 23 (insertion depth (projection length from the inner wall of the furnace): 500 mm), and oxygen gas and gaseous fuel (natural gas) are blown (blowing conditions) : Oxygen gas (1150 Nm 3 / h) Natural gas (600 Nm 3 / h) Raise the temperature of the hearth and investigate how long it takes to start blowing, The inside of the furnace was observed with a camera installed at the end of the warm burner.
なお、この実施例では、Ｎｏ．１〜１７、Ｎｏ．２６〜２８の羽口については、羽口の先端部に耐火物を詰めて閉塞（高炉への送風に際して溶融物の吹き出し防止するため）し、Ｎｏ．１８〜２５の羽口から送風を開始するようにした。また、羽口前温度は、Ｎｏ．１９、２１、２３、２５の羽口で測定した（羽口の先端から２００ｍｍ奥で側温）。 In this embodiment, no. 1-17, no. For the tuyere of Nos. 26 to 28, the tip of the tuyere was sealed with a refractory and closed (to prevent blowout of the melt when blowing into the blast furnace). Blasting was started from 18 to 25 tuyere. The temperature at the tuyere is no. The measurements were made at 19, 21, 23, and 25 tuyere (side temperature at 200 mm depth from tip of tuyere).
その結果、昇温を開始してから約６時間で炉床部昇温用バーナー直上の羽口の羽口前温度が１３５０℃に到達し、昇温の開始から１１時間後には、炉中心角θ６０°の範囲内で該炉床部昇温バーナー直上の羽口（Ｎｏ．２３）から最も離れた羽口（Ｎｏ．１９）の羽口前温度は１０００℃に到達していた。そして、昇温開始から１２時間経過した時点で昇温を終了して高炉への送風を開始したところ、高炉が安定して立ち上がることが確認された。 As a result, the temperature before the tuyere of the tuyere just above the hearth heating burner reached 1350 ° C. about 6 hours after the start of the temperature rise, and 11 hours after the start of the temperature rise, Within the range of θ60 °, the tuyere temperature at the tuyere (No. 19) farthest from the tuyere (No. 23) directly above the hearth temperature raising burner had reached 1000 ° C. Then, when 12 hours had elapsed from the start of the temperature increase, the temperature increase was terminated and the air blowing to the blast furnace was started, and it was confirmed that the blast furnace started up stably.
昇温終了後に羽口（No.１８〜２５）を通じて炉内を観察したところ、その領域は赤熱状態にあることが認められ、炉床部昇温用バーナーによる昇熱効果が炉体の広範囲にわたっていることが推測された。 When the inside of the furnace was observed through the tuyere (Nos. 18 to 25) after the temperature increase, the region was found to be in a red-hot state, and the heating effect by the hearth temperature raising burner was spread over a wide range of the furnace body. It was speculated that
炉床部の昇温中、炉床部昇温用バーナー７の耐火物７ｃ中に埋め込んだ光ファイバー８の長さを計測したところ、光ファイバー８の長さには変化が認められなかった。また、カメラによる観察では、火炎の状況が安定しており、バンキング中に凝固した凝固物の溶解によるバーナーの損耗はみられなかった。
When the length of the
本発明によれば、高炉の炉床部を効率よく昇温し短時間で高炉を立ち上げ可能な送風開始方法が提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ventilation start method which can heat up the hearth part of a blast furnace efficiently and can start up a blast furnace in a short time can be provided.
また、本発明によれば、先端部における温度の監視が容易で、かつ比較的長時間にわたって炉床部を昇温できる炉床部昇温用バーナーが提供できる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide a hearth temperature raising burner that can easily monitor the temperature at the tip portion and can raise the temperature of the hearth temperature for a relatively long time.
１ 鉄皮
２ 耐火物
３ 出銑口
４ 出銑樋
５ 貫通開口
６ 温度計
７ 炉床部昇温用バーナー
７ａ 内管
７ｂ 外管
７ｃ 耐火物
８ センサー（光ファイバー）
８ａ 距離計
８ｂ 変換器（温度計）
９ カメラ
１０ 酸素ガス供給経路
１１ 気体燃料供給経路
ｈ 羽口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
9
本発明は、高炉の炉床部を昇温したのち該炉床部の上方に設置された複数本の羽口を通じて送風を開始する方法において、高炉の炉床部に設けられた１以上の出銑口にバーナーを挿入して、該バーナーにより酸素ガスおよび気体燃料を吹き込んで該気体燃料を燃焼させるとともに、バーナーを挿入した出銑口を起点とする炉中心角が時計周り、反時計周りでそれぞれ３０〜９０°の領域につき、それらの領域の何れか一方もしくは両方の領域に備えられた１または２以上の羽口の羽口前の温度を計測し、その計測された羽口前の温度が１０００℃を超えた時点から高炉への送風を開始する方法である。ここに、バーナーを挿入した出銑口を起点とする炉中心角とは、高炉の横断面において、該高炉の炉中心とバーナーを挿入した出銑口の中心とを結ぶ直線を基準線とし、また、該高炉の炉中心とバーナーを挿入した出銑口の中心とを結ぶ直線を該基準線と同等の直線とした場合において、該基準線と同等の直線を、炉中心を軸にして高炉の周りに沿って時計周り、反時計周りに回転させたとき、該基準線と同等の直線と該基準線とのなす角度をいうものとする。 The present invention relates to a method of starting air blowing through a plurality of tuyere installed above a hearth portion after raising the temperature of the hearth portion of the blast furnace, and one or more outlets provided in the hearth portion of the blast furnace. A burner is inserted into the throat, and oxygen gas and gaseous fuel are blown by the burner to burn the gaseous fuel, and the furnace center angle starting from the outlet where the burner is inserted is clockwise or counterclockwise. For each 30-90 ° region, the temperature before the tuyere of one or more tuyere provided in one or both of those regions is measured, and the measured temperature before the tuyere This is a method of starting air blowing to the blast furnace from the time when the temperature exceeds 1000 ° C. Here, the furnace center angle originating from the taphole inserting the burner, in cross-section of the blast furnace, a straight line connecting the center of the taphole insertion of the furnace center and the burner of the blast furnace and the reference line In addition, when a straight line connecting the furnace center of the blast furnace and the center of the tap outlet where the burner is inserted is a straight line equivalent to the reference line, the straight line equivalent to the reference line is set with the furnace center as an axis. clockwise along the circumference of the blast furnace, when rotating counterclockwise, and shall refer to the angle between the equal and to the reference line of the straight line and the reference line.
また、本発明の方法において使用する炉床部昇温用バーナーによれば、酸素ガスを吹き込む内管と、該内管を取り囲んで配置され、該内管との相互間に形成された環状隙間を通して気体燃料を吹き込む外管と、該外管の外周を被覆した耐火物層とを備えたもので構成し、耐火物層中には、バーナーの損耗状態を検知するセンサーを備えるようにしたため、たとえ炉床部昇温用バーナーの先端部が損耗（溶損）したとしても（バーナーは炉内の高温部に装入されるものであり、火点温度は、１０００℃を超える）、それを容易に検知することができる。そして、その検知によりバーナーの先端部の損耗が激しいと判断された場合には、該バーナーを炉の内側へ押し込む等の操作によりバーナーの火点位置を一定の場所に保つことが可能となり、炉体煉瓦の損傷を回避することができる。センサーとして、例えば、光ファイバーを用いた場合、その先端面から放射光を採り込むことにより温度に変換することができるため、温度の監視が容易となる（常時温度を測定することができる）。 In addition, according to the hearth temperature raising burner used in the method of the present invention, an inner pipe into which oxygen gas is blown, and an annular gap that is disposed surrounding the inner pipe and formed between the inner pipe and the inner pipe. Because it comprises an outer tube that blows gaseous fuel through, and a refractory layer that covers the outer periphery of the outer tube, and in the refractory layer, a sensor that detects the wear state of the burner is provided. Even if the tip of the hearth temperature rising burner is worn (melted), the burner is inserted in the high temperature part of the furnace, and the hot spot temperature exceeds 1000 ° C. It can be easily detected. If it is determined by the detection that the burner tip is heavily worn, it is possible to keep the burner's fire point at a certain location by pushing the burner into the furnace. Damage to body bricks can be avoided. For example, when an optical fiber is used as the sensor, the temperature can be easily monitored because the radiation can be converted into the temperature by taking in the radiated light from the tip surface thereof (the temperature can be constantly measured).
Claims (5)
高炉の炉床部に設けられた１以上の出銑口にバーナーを挿入して、該バーナーより酸素ガスおよび気体燃料を吹き込んで該気体燃料を燃焼させるとともに、バーナーを挿入した出銑口を起点とする炉中心角が時計周り、反時計周りでそれぞれ３０〜９０°の領域につき、それらの領域の何れか一方もしくは両方の領域に備えられた１または２以上の羽口の羽口前の温度を計測し、その計測された羽口前の温度が１０００℃を超えた時点から高炉への送風を開始することを特徴とする高炉の送風開始方法。 In the method of starting air blowing through a plurality of tuyere installed above the hearth after raising the temperature of the hearth of the blast furnace,
A burner is inserted into one or more outlets provided in the hearth of the blast furnace, oxygen gas and gaseous fuel are blown from the burner to burn the gaseous fuel, and the outlet where the burner is inserted starts. The temperature in front of the tuyere of one or more tuyere provided in one or both of the regions where the furnace center angle is 30 to 90 ° clockwise and counterclockwise, respectively. And starting air blowing to the blast furnace when the measured temperature before the tuyere exceeds 1000 ° C.
酸素ガスを吹き込む内管と、該内管を取り囲んで配置され、該内管との相互間に形成された環状隙間を通じて気体燃料を吹き込む外管と、該外管の外周を被覆した耐火物層とを備え、
前記耐火物層中に、バーナーの損耗状態を検知するセンサーを設けたことを特徴とする炉床部昇温用バーナー。 A hearth temperature rising burner used in the blast furnace start method according to claim 1 or 2,
An inner pipe for blowing oxygen gas, an outer pipe arranged to surround the inner pipe and blowing gaseous fuel through an annular gap formed between the inner pipe, and a refractory layer covering the outer circumference of the outer pipe And
A burner for raising the hearth portion, wherein a sensor for detecting the wear state of the burner is provided in the refractory layer.
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