JP2668486B2 - 水素ガス利用率を用いた高炉操業方法 - Google Patents
水素ガス利用率を用いた高炉操業方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高炉シャフト部の水素ガ
ス利用率を用いた高炉操業法に関するものである。
ス利用率を用いた高炉操業法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高炉操業において高炉々内に於ける塊状
帯部分の温度分布、特に塊状帯部分の高さ方向に於ける
５００〜８００℃の低温領域の長さを適正化すること
は、操業の安定化及び還元ガス利用率を向上させ燃料比
を低減する上で極めて重要である。つまり、５００〜８
００℃の低温領域は炉内に装入された焼結鉱、塊鉱石等
の鉄源の還元粉化が最も発生し易い温度域であり、この
低温領域が長い程、還元粉化が助長され、高炉内通気性
悪化、炉況不調へと繋がっていくことから、前記低温領
域の長さを検知し、その長さを適正化する必要がある。
このため、従来、前記塊状帯部分に於ける前記低温領域
を検知する方法としては、例えば、垂直ゾンデにより直
接測定した炉高方向の温度分布から求める方法がある。
この垂直ゾンデによる温度分布測定には大がかりな設備
を要するため多大な設備投資、運転費及び労務費がかか
り、更に１回の測定に数時間を要するため日常の高炉操
業管理に使用することは実際上困難である。
帯部分の温度分布、特に塊状帯部分の高さ方向に於ける
５００〜８００℃の低温領域の長さを適正化すること
は、操業の安定化及び還元ガス利用率を向上させ燃料比
を低減する上で極めて重要である。つまり、５００〜８
００℃の低温領域は炉内に装入された焼結鉱、塊鉱石等
の鉄源の還元粉化が最も発生し易い温度域であり、この
低温領域が長い程、還元粉化が助長され、高炉内通気性
悪化、炉況不調へと繋がっていくことから、前記低温領
域の長さを検知し、その長さを適正化する必要がある。
このため、従来、前記塊状帯部分に於ける前記低温領域
を検知する方法としては、例えば、垂直ゾンデにより直
接測定した炉高方向の温度分布から求める方法がある。
この垂直ゾンデによる温度分布測定には大がかりな設備
を要するため多大な設備投資、運転費及び労務費がかか
り、更に１回の測定に数時間を要するため日常の高炉操
業管理に使用することは実際上困難である。
【０００３】そこで日常の高炉操業管理に使用するため
に、本発明者等は過去において、炉高方向の温度分布を
直接測定するのではなく、炉内における水素ガス利用率
を基に前記５００〜８００℃の低温領域の長さを推定す
る方法を提案した。これは、実公平１−２７０３８号公
報に提案の高炉内反応シュミレーター（上部より鉱石を
充填すると共に下部より還元ガスを導通して、該還元ガ
スと鉱石を向流接触する炉芯管と、該炉芯管の一部を包
囲して前記還元ガス下流方向に移動自在に設けた加熱器
を有する装置）を用いて得た知見、即ち、上記充填層高
さ方向の５００〜８００℃の低温領域が長くなるに従い
水素ガス利用率ηＨ2 が低下するという現象を利用した
ものであって、例えば特公昭６３−６１３６６号公報、
特公平３−２７６０４号公報の提案がある。
に、本発明者等は過去において、炉高方向の温度分布を
直接測定するのではなく、炉内における水素ガス利用率
を基に前記５００〜８００℃の低温領域の長さを推定す
る方法を提案した。これは、実公平１−２７０３８号公
報に提案の高炉内反応シュミレーター（上部より鉱石を
充填すると共に下部より還元ガスを導通して、該還元ガ
スと鉱石を向流接触する炉芯管と、該炉芯管の一部を包
囲して前記還元ガス下流方向に移動自在に設けた加熱器
を有する装置）を用いて得た知見、即ち、上記充填層高
さ方向の５００〜８００℃の低温領域が長くなるに従い
水素ガス利用率ηＨ2 が低下するという現象を利用した
ものであって、例えば特公昭６３−６１３６６号公報、
特公平３−２７６０４号公報の提案がある。
【０００４】この特公昭６３−６１３６６号公報は高炉
々頂部に於ける高炉ガス組成を分析し、水素ガス利用率
を算定することにより前記塊状帯部分の前記低温領域を
推定する方法である。特公平３−２７６０４号公報は高
炉シャフト部の上部からゾンデを挿入して、塊状帯部分
における高炉半径方向の複数点において炉内ガス組成を
分析し、水素ガス利用率または水素ガス利用率／ＣＯガ
ス利用率を算定することにより、上記各測定点における
高炉炉高方向の低温領域を推定する方法である。
々頂部に於ける高炉ガス組成を分析し、水素ガス利用率
を算定することにより前記塊状帯部分の前記低温領域を
推定する方法である。特公平３−２７６０４号公報は高
炉シャフト部の上部からゾンデを挿入して、塊状帯部分
における高炉半径方向の複数点において炉内ガス組成を
分析し、水素ガス利用率または水素ガス利用率／ＣＯガ
ス利用率を算定することにより、上記各測定点における
高炉炉高方向の低温領域を推定する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特公昭６
３−６１３６６号公報で提案の方法では、上記炉頂水素
ガス利用率が高炉全体の指標であるため、低温領域の長
さの異常部位が炉内の何れかの位置に存在することの検
知はできるが、その部位を特定することが出来ないもの
である。また、特公平３−２７６０４号公報で提案の方
法では、ある特定の高さ位置における高炉半径方向の水
素ガス利用率を指標とするため、塊状帯より下方部位に
於ける水素ガス利用率の変化による外乱を避けられな
い。このため、水素ガス利用率の低下が塊状帯部分に起
因しているものか、塊状帯より下方部分に起因している
ものかを判定することが困難であった。
３−６１３６６号公報で提案の方法では、上記炉頂水素
ガス利用率が高炉全体の指標であるため、低温領域の長
さの異常部位が炉内の何れかの位置に存在することの検
知はできるが、その部位を特定することが出来ないもの
である。また、特公平３−２７６０４号公報で提案の方
法では、ある特定の高さ位置における高炉半径方向の水
素ガス利用率を指標とするため、塊状帯より下方部位に
於ける水素ガス利用率の変化による外乱を避けられな
い。このため、水素ガス利用率の低下が塊状帯部分に起
因しているものか、塊状帯より下方部分に起因している
ものかを判定することが困難であった。
【０００６】本発明は高炉々内の塊状帯部分での水素ガ
ス利用率の低下部位を精度良く推定することにより、該
塊状帯部分に於ける５００〜８００℃の低温領域の長さ
が異常である部位を求めて、炉頂装入物分布調整を行う
ことにより低温領域の長さを適正化し、高炉操業の安定
化及び還元ガス利用率を向上させ燃料比を低減すること
を課題とするものである。
ス利用率の低下部位を精度良く推定することにより、該
塊状帯部分に於ける５００〜８００℃の低温領域の長さ
が異常である部位を求めて、炉頂装入物分布調整を行う
ことにより低温領域の長さを適正化し、高炉操業の安定
化及び還元ガス利用率を向上させ燃料比を低減すること
を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、その手段は、高炉シャ
フトの塊状帯部分高さ方向における所定の複数箇所の夫
々において、高炉半径方向における所定の複数箇所で炉
内ガス中の水素ガス量を測定し、該測定値に基づいて測
定位置毎に水素ガス利用率を算定し、そして、前記塊状
帯部分の高さ方向の下部位置における算定水素ガス利用
率から上部位置における算定水素ガス利用率を差引いて
その差を求め、この水素ガス利用率の差が−５％を下回
る位置があるか否かを判定し、−５％を下回る位置があ
る場合には炉内装入物分布調整を行って、その位置の炉
内装入物の（鉱石量）／（コークス量）を低減して前記
差が−５％を下回る位置がないようにすることを特徴と
する水素ガス利用率を用いた高炉操業方法である。
するためになされたものであり、その手段は、高炉シャ
フトの塊状帯部分高さ方向における所定の複数箇所の夫
々において、高炉半径方向における所定の複数箇所で炉
内ガス中の水素ガス量を測定し、該測定値に基づいて測
定位置毎に水素ガス利用率を算定し、そして、前記塊状
帯部分の高さ方向の下部位置における算定水素ガス利用
率から上部位置における算定水素ガス利用率を差引いて
その差を求め、この水素ガス利用率の差が−５％を下回
る位置があるか否かを判定し、−５％を下回る位置があ
る場合には炉内装入物分布調整を行って、その位置の炉
内装入物の（鉱石量）／（コークス量）を低減して前記
差が−５％を下回る位置がないようにすることを特徴と
する水素ガス利用率を用いた高炉操業方法である。
【０００８】前記、該高炉々径方向の装入物分布調整は
公知の方式、例えば、ベル式高炉においてはアーマープ
レートの調整、ベルレス高炉においては炉内旋回シュー
トの旋回速度の調整が最も効果的であるが、その他、装
入物の性状の変更、装入物の装入量の変更等を各々単
独、或いはいずれかを組み合わせて行ってもよい。又、
水素ガス利用率の算定は下記（１）式、又は、特公平３
−２７６０４号公報で記載のように各シャフトゾンデ
８，９で測定した水分濃度、水素濃度を使用したＨ2 Ｏ
％／（Ｈ2 ％＋Ｈ2 Ｏ％）で算定してもよいが、本発明
はこれに限定されるものではなく、公知の方式のいずれ
の算定方式でもよい。
公知の方式、例えば、ベル式高炉においてはアーマープ
レートの調整、ベルレス高炉においては炉内旋回シュー
トの旋回速度の調整が最も効果的であるが、その他、装
入物の性状の変更、装入物の装入量の変更等を各々単
独、或いはいずれかを組み合わせて行ってもよい。又、
水素ガス利用率の算定は下記（１）式、又は、特公平３
−２７６０４号公報で記載のように各シャフトゾンデ
８，９で測定した水分濃度、水素濃度を使用したＨ2 Ｏ
％／（Ｈ2 ％＋Ｈ2 Ｏ％）で算定してもよいが、本発明
はこれに限定されるものではなく、公知の方式のいずれ
の算定方式でもよい。
【０００９】 100 −(100−炉頂水素ガス利用率）×（各部位における水素濃度）／ （炉頂ガス中水素濃度）［％］・・・（１） 但し、 （ａ）炉頂水素ガス利用率は（供給水素量−炉頂ガス中
水素濃度）×１００／供給水素量〔％〕で算定した値で
ある。 （ｂ）炉頂水素ガス利用率は炉頂に設けたガス分析計１
０で測定した炉頂ガス中の水素濃度である。 （ｃ）供給水素量は装入物中の水素量、羽口から吹込む
熱風中の水素量及び微粉炭中の水素量等の高炉々内に供
給される水素量の合計である。
水素濃度）×１００／供給水素量〔％〕で算定した値で
ある。 （ｂ）炉頂水素ガス利用率は炉頂に設けたガス分析計１
０で測定した炉頂ガス中の水素濃度である。 （ｃ）供給水素量は装入物中の水素量、羽口から吹込む
熱風中の水素量及び微粉炭中の水素量等の高炉々内に供
給される水素量の合計である。
【００１０】
【作用】本発明の作用を図１から図４を参照して説明す
る。図１中に示す実機高炉に設置した剛体型垂直ゾンデ
７を用いて測定した高炉高さ方向の５００℃から８００
℃領域の長さと、塊状帯６の上部に当たるシャフト上部
より挿入したゾンデ（以下、単にシャフト上部ゾンデと
称す）８及び塊状帯６の下部に当たるシャフト中部より
挿入したゾンデ（以下、単にシャフト中部ゾンデと称
す）９を用いて測定した炉内ガス組成から求めたシャフ
ト中部ゾンデ位置とシャフト上部ゾンデ位置間の｛（水
素分圧ＰＨ２×二酸化炭素分圧ＰＣＯ２）／（水分分圧
ＰＨ２Ｏ×一酸化炭素分圧ＰＣＯ）｝の関係を図２に示
す。この図は、高炉高さ方向、つまり、炉内ガス流れ方
向に５００℃から８００℃の低温領域が発達して長くな
る程、炉内ガス中の水分と一酸化炭素が反応する水性ガ
スシフト反応（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ＝ＣＯ２＋Ｈ２）が進行す
ることを示す。そして、この水性ガスシフト反応が進行
するにつれて、高炉ガス中の水素濃度が順次濃くなって
水素ガス利用率が低下する。
る。図１中に示す実機高炉に設置した剛体型垂直ゾンデ
７を用いて測定した高炉高さ方向の５００℃から８００
℃領域の長さと、塊状帯６の上部に当たるシャフト上部
より挿入したゾンデ（以下、単にシャフト上部ゾンデと
称す）８及び塊状帯６の下部に当たるシャフト中部より
挿入したゾンデ（以下、単にシャフト中部ゾンデと称
す）９を用いて測定した炉内ガス組成から求めたシャフ
ト中部ゾンデ位置とシャフト上部ゾンデ位置間の｛（水
素分圧ＰＨ２×二酸化炭素分圧ＰＣＯ２）／（水分分圧
ＰＨ２Ｏ×一酸化炭素分圧ＰＣＯ）｝の関係を図２に示
す。この図は、高炉高さ方向、つまり、炉内ガス流れ方
向に５００℃から８００℃の低温領域が発達して長くな
る程、炉内ガス中の水分と一酸化炭素が反応する水性ガ
スシフト反応（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ＝ＣＯ２＋Ｈ２）が進行す
ることを示す。そして、この水性ガスシフト反応が進行
するにつれて、高炉ガス中の水素濃度が順次濃くなって
水素ガス利用率が低下する。
【００１１】従って、本発明は炉内ガスの組成を測定
し、これを基にして塊状帯部分での水素ガス利用率を演
算し、この演算水素ガス利用率と予め求めておいた目標
とする所定範囲値と比較し、５００〜８００℃の低温領
域長さの異常（基準長さ範囲内に有るか否か）を判定す
るものである。この塊状帯部分に於ける炉高方向の温度
分布を推定する手段として、高炉シャフト上部、中部に
設置した２種のゾンデ８、９を用いて高炉半径方向複数
位置の水素ガス利用率を測定し、その差を求めることに
より、ゾンデ９より下方における水素ガス利用率の変動
による外乱を除外して、推定精度を向上することが可能
になる。つまり、高炉シャフト上部ゾンデ８により高炉
半径方向７点について水素ガス利用率ηＨ２−８を測定
した例を図３に示す。図中の上部ゾンデ位置における水
素ガス利用率ηＨ２−８のみを考慮すると、該水素ガス
利用率ηＨ２−８の最低部位が無次元半径（炉中心から
測定位置までの距離／高炉半径）０．４付近にある。
し、これを基にして塊状帯部分での水素ガス利用率を演
算し、この演算水素ガス利用率と予め求めておいた目標
とする所定範囲値と比較し、５００〜８００℃の低温領
域長さの異常（基準長さ範囲内に有るか否か）を判定す
るものである。この塊状帯部分に於ける炉高方向の温度
分布を推定する手段として、高炉シャフト上部、中部に
設置した２種のゾンデ８、９を用いて高炉半径方向複数
位置の水素ガス利用率を測定し、その差を求めることに
より、ゾンデ９より下方における水素ガス利用率の変動
による外乱を除外して、推定精度を向上することが可能
になる。つまり、高炉シャフト上部ゾンデ８により高炉
半径方向７点について水素ガス利用率ηＨ２−８を測定
した例を図３に示す。図中の上部ゾンデ位置における水
素ガス利用率ηＨ２−８のみを考慮すると、該水素ガス
利用率ηＨ２−８の最低部位が無次元半径（炉中心から
測定位置までの距離／高炉半径）０．４付近にある。
【００１２】しかし、これは前記のように、融着帯又は
それより下方部の影響が含まれていることがあり、これ
を排除するため、シャフト中部からゾンデ９を挿入し、
このシャフト中部位置の無次元半径０．４〜１．０の範
囲における７点の炉内ガス組成を測定し、これを基に水
素ガス利用率ηＨ２−９を求め、これを図３に示す。そ
して、この炉内ガス流れに対応した所定位置間、つま
り、同一無次元半径位置の水素ガス利用率との差（ηＨ
２−９−ηＨ２−８＝ΔηＨ ２ ）、即ち、ゾンデ８、９
間の塊状帯部分における水素ガス利用率を算出した結果
を図４に示す。尚、このシャフト中部位置の水素ガス利
用率ηＨ２−８とシャフト上部位置の水素ガス利用率η
Ｈ２−９の差を求める位置を同一無次元半径位置とする
のは、炉下部から上昇する炉内ガスの内で、シャフト中
部位置で測定した炉内ガスと同一のガスをシャフト上部
位置で測定するためである。
それより下方部の影響が含まれていることがあり、これ
を排除するため、シャフト中部からゾンデ９を挿入し、
このシャフト中部位置の無次元半径０．４〜１．０の範
囲における７点の炉内ガス組成を測定し、これを基に水
素ガス利用率ηＨ２−９を求め、これを図３に示す。そ
して、この炉内ガス流れに対応した所定位置間、つま
り、同一無次元半径位置の水素ガス利用率との差（ηＨ
２−９−ηＨ２−８＝ΔηＨ ２ ）、即ち、ゾンデ８、９
間の塊状帯部分における水素ガス利用率を算出した結果
を図４に示す。尚、このシャフト中部位置の水素ガス利
用率ηＨ２−８とシャフト上部位置の水素ガス利用率η
Ｈ２−９の差を求める位置を同一無次元半径位置とする
のは、炉下部から上昇する炉内ガスの内で、シャフト中
部位置で測定した炉内ガスと同一のガスをシャフト上部
位置で測定するためである。
【００１３】前記図３より塊状帯において高炉炉径方向
で中部ゾンデ位置から上部ゾンデ位置にかけて水素ガス
利用率の差ΔηＨ2 が最も大きい、つまり、水素ガス利
用率が最も低下している部位は無次元半径０．６付近に
あることが判別できる。このようにシャフト上部ゾンデ
８のみで判断した水素ガス利用率が炉下部（融着帯、又
は、これより下方）における外乱を含む場合において
も、シャフト中部ゾンデ９で検知した水素ガス利用率と
の差を求めることによって塊状帯部分に於ける水素ガス
利用率を精度良く判別することができる。
で中部ゾンデ位置から上部ゾンデ位置にかけて水素ガス
利用率の差ΔηＨ2 が最も大きい、つまり、水素ガス利
用率が最も低下している部位は無次元半径０．６付近に
あることが判別できる。このようにシャフト上部ゾンデ
８のみで判断した水素ガス利用率が炉下部（融着帯、又
は、これより下方）における外乱を含む場合において
も、シャフト中部ゾンデ９で検知した水素ガス利用率と
の差を求めることによって塊状帯部分に於ける水素ガス
利用率を精度良く判別することができる。
【００１４】かくして、上記のようにして求めた、高炉
半径方向での何れかにおける部位の水素ガス利用率の差
ΔηＨ２が−５％以下になる、即ち、前記５００〜８０
０℃の低温領域が所定長さ以上となると、その部位の通
気性が悪化する事から、装入物の分布調整を行って通気
性を改善し、高炉半径方向での温度分布を調整して、前
記低温領域の長さを所定長さ以上になる事を防止する。
このような操業アクションを行うことによって高炉内の
低温領域の長さを適正に保ち安定した操業を継続するも
のである。
半径方向での何れかにおける部位の水素ガス利用率の差
ΔηＨ２が−５％以下になる、即ち、前記５００〜８０
０℃の低温領域が所定長さ以上となると、その部位の通
気性が悪化する事から、装入物の分布調整を行って通気
性を改善し、高炉半径方向での温度分布を調整して、前
記低温領域の長さを所定長さ以上になる事を防止する。
このような操業アクションを行うことによって高炉内の
低温領域の長さを適正に保ち安定した操業を継続するも
のである。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図１、３、４を参
照して詳細に説明する。図１中、１は大ベル、２は大ベ
ル上の装入物、４はアーマープレート、５は高炉の側壁
に設けた鉱石受け金物、６は炉内に堆積した装入物の塊
状帯、８は装入物のストックラインから４．５ｍ下方に
設けた上部ゾンデ、９は上部ゾンデ８から７ｍ下方に設
けた中部ゾンデである。そして、この高炉は内容積：５
２４５ｍ３、送風量：８１００Ｎｍ３／分、送風湿分：
４１ｇ／Ｎｍ３、酸素付加量：１５０００Ｎｍ３／時
間、微分炭吹込み量：８０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ、出銑量：
１２０００トン／日、装入物の装入モード：Ｃ（コーク
ス）Ｃ（コークス）Ｏ（鉱石）Ｏ（鉱石）である。更
に、この高炉の水素ガス利用率の差の目標とする値は−
５％以上であり、これは過去の操業データー等を解析し
て求めた値である。
照して詳細に説明する。図１中、１は大ベル、２は大ベ
ル上の装入物、４はアーマープレート、５は高炉の側壁
に設けた鉱石受け金物、６は炉内に堆積した装入物の塊
状帯、８は装入物のストックラインから４．５ｍ下方に
設けた上部ゾンデ、９は上部ゾンデ８から７ｍ下方に設
けた中部ゾンデである。そして、この高炉は内容積：５
２４５ｍ３、送風量：８１００Ｎｍ３／分、送風湿分：
４１ｇ／Ｎｍ３、酸素付加量：１５０００Ｎｍ３／時
間、微分炭吹込み量：８０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ、出銑量：
１２０００トン／日、装入物の装入モード：Ｃ（コーク
ス）Ｃ（コークス）Ｏ（鉱石）Ｏ（鉱石）である。更
に、この高炉の水素ガス利用率の差の目標とする値は−
５％以上であり、これは過去の操業データー等を解析し
て求めた値である。
【００１６】実施例１ アーマープレート４のモードを（００００）＜前記装入
物の装入モードのＣＣＯＯに対応してアーマープレート
４の各ノッチ数を示す値であり、その値が大きくなる
程、これで蹴られて装入される装入物の落下位置は炉中
心に近くなるので高炉操業している際、炉況が不安定に
なった。この状態における上部ゾンデ８とガス分析計１
０で測定して求めた炉径方向の水素ガス利用率ηＨ
２−８、中部ゾンデ９とガス分析計１０で測定して求め
た炉径方向の水素ガス利用率ηＨ２−９を図３に示し、
その差（ηＨ２−９−ηＨ２−８＝ΔηＨ ２ ）を図４の
ａ曲線で示す。この図４のａ曲線から分かるように、水
素ガス利用率のΔηＨ ２ が最も小さいのは無次元半径
０．６付近で、その値は−１６％で、水素ガス利用率の
差の所定範囲値ηＨ２０（−５％以上）外である。この
ためアーマープレート４の使用モードを（１２０４）と
（０００９）の併用（使用度合は２：１）して、炉中心
部へのコークス及び鉱石の蹴り量を促進した。
物の装入モードのＣＣＯＯに対応してアーマープレート
４の各ノッチ数を示す値であり、その値が大きくなる
程、これで蹴られて装入される装入物の落下位置は炉中
心に近くなるので高炉操業している際、炉況が不安定に
なった。この状態における上部ゾンデ８とガス分析計１
０で測定して求めた炉径方向の水素ガス利用率ηＨ
２−８、中部ゾンデ９とガス分析計１０で測定して求め
た炉径方向の水素ガス利用率ηＨ２−９を図３に示し、
その差（ηＨ２−９−ηＨ２−８＝ΔηＨ ２ ）を図４の
ａ曲線で示す。この図４のａ曲線から分かるように、水
素ガス利用率のΔηＨ ２ が最も小さいのは無次元半径
０．６付近で、その値は−１６％で、水素ガス利用率の
差の所定範囲値ηＨ２０（−５％以上）外である。この
ためアーマープレート４の使用モードを（１２０４）と
（０００９）の併用（使用度合は２：１）して、炉中心
部へのコークス及び鉱石の蹴り量を促進した。
【００１７】この結果、無次元半径０．６付近における
鉱石／コークスが相対的に低下して通気性が良好になっ
て、通気改善効果が現れ数時間後、中部ゾンデ９とガス
分析計１０で高炉ガス中の水素濃度を測定し、上記
（１）式で演算した水素ガス利用率ηＨ２−９、上部ゾ
ンデ８とガス分析計１０で高炉ガス中の水素濃度測定
し、上記（１）式で測定演算した水素ガス利用率ηＨ
２−８の差（ηＨ２−９−ηＨ２−８＝ΔηＨ ２ ）を図
４のｂ曲線で示す。この図４のｂ曲線から分かるように
無次元半径０．６付近で−４％程度となり、上記目標値
ηＨ０２内（−５％以上）となり炉況が安定し、燃料比
は４９８ｋｇ／ｔ−ｐｉｇから４８７ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ
に低減した。
鉱石／コークスが相対的に低下して通気性が良好になっ
て、通気改善効果が現れ数時間後、中部ゾンデ９とガス
分析計１０で高炉ガス中の水素濃度を測定し、上記
（１）式で演算した水素ガス利用率ηＨ２−９、上部ゾ
ンデ８とガス分析計１０で高炉ガス中の水素濃度測定
し、上記（１）式で測定演算した水素ガス利用率ηＨ
２−８の差（ηＨ２−９−ηＨ２−８＝ΔηＨ ２ ）を図
４のｂ曲線で示す。この図４のｂ曲線から分かるように
無次元半径０．６付近で−４％程度となり、上記目標値
ηＨ０２内（−５％以上）となり炉況が安定し、燃料比
は４９８ｋｇ／ｔ−ｐｉｇから４８７ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ
に低減した。
【００１８】実施例２ アーマープレート４のモードを（１２０４）と（０００
９）を併用（使用度合は２：１）しつつ長期の間操業し
ていると、再び、炉況が不安定になりつつあった。この
状態で、上部ゾンデ８とガス分析計１０で高炉ガス中の
水素濃度を測定して求めた炉径方向の水素ガス利用率η
Ｈ２−８、中部ゾンデ９ガス分析計１０で高炉ガス中の
水素濃度を測定して求めた炉径方向の水素ガス利用率η
Ｈ２−９を各々図５に示し、その差（ηＨ２−９−ηＨ
２−８＝ΔηＨ ２ ）を図６のｃ曲線で示す。この図６の
ｃ曲線から分かるように、水素ガス利用率の差ΔηＨ ２
が最も小さいのは無次元半径０．４付近で、その値は−
８％で、水素ガス利用率の差の目標値ηＨ０２（−５％
以上）外である。このためアーマープレート４の使用モ
ードを（２４０６）と（０００１１）の併用（使用度合
は２：１）して、炉中心部へのコークス及び鉱石の蹴り
量を促進した。
９）を併用（使用度合は２：１）しつつ長期の間操業し
ていると、再び、炉況が不安定になりつつあった。この
状態で、上部ゾンデ８とガス分析計１０で高炉ガス中の
水素濃度を測定して求めた炉径方向の水素ガス利用率η
Ｈ２−８、中部ゾンデ９ガス分析計１０で高炉ガス中の
水素濃度を測定して求めた炉径方向の水素ガス利用率η
Ｈ２−９を各々図５に示し、その差（ηＨ２−９−ηＨ
２−８＝ΔηＨ ２ ）を図６のｃ曲線で示す。この図６の
ｃ曲線から分かるように、水素ガス利用率の差ΔηＨ ２
が最も小さいのは無次元半径０．４付近で、その値は−
８％で、水素ガス利用率の差の目標値ηＨ０２（−５％
以上）外である。このためアーマープレート４の使用モ
ードを（２４０６）と（０００１１）の併用（使用度合
は２：１）して、炉中心部へのコークス及び鉱石の蹴り
量を促進した。
【００１９】この結果、無次元半径０．４付近である炉
中間部の鉱石／コークスが相対的に一段と低下して通気
性が良好になって、通気改善効果が現れ数時間後、中部
ゾンデ９とガス分析計１０で高炉ガス中の水素濃度を測
定し、上記（１）式で演算した水素ガス利用率ηＨ
２−９、上部ゾンデ８とガス分析計１０で高炉ガス中の
水素濃度を測定し、上記（１）式で演算した水素ガス利
用率ηＨ２−８は図７に示すようになり、その差（ηＨ
２−９−ηＨ２−８＝ΔηＨ ２ ）を図６のｄ曲線で示
す。この図６のｄ曲線から水素ガス利用率の差ΔηＨ ２
は０〜−４％となり上記目標値ηＨ２０内（−５％以
上）となり炉況が安定し、燃料比を４８７ｋｇ／ｔ−ｐ
ｉｇから４８３ｋｇ／ｔ−ｐｉｇに低減出来た。
中間部の鉱石／コークスが相対的に一段と低下して通気
性が良好になって、通気改善効果が現れ数時間後、中部
ゾンデ９とガス分析計１０で高炉ガス中の水素濃度を測
定し、上記（１）式で演算した水素ガス利用率ηＨ
２−９、上部ゾンデ８とガス分析計１０で高炉ガス中の
水素濃度を測定し、上記（１）式で演算した水素ガス利
用率ηＨ２−８は図７に示すようになり、その差（ηＨ
２−９−ηＨ２−８＝ΔηＨ ２ ）を図６のｄ曲線で示
す。この図６のｄ曲線から水素ガス利用率の差ΔηＨ ２
は０〜−４％となり上記目標値ηＨ２０内（−５％以
上）となり炉況が安定し、燃料比を４８７ｋｇ／ｔ−ｐ
ｉｇから４８３ｋｇ／ｔ−ｐｉｇに低減出来た。
【００２０】尚、本実施例では、高炉シャフト上部と中
部に各々ゾンデ８、９を挿入して、炉内ガス組成を測定
するようにしたが、本発明はこれに限ることなく、シャ
フト上部ゾンデ８とシャフト中部ゾンデ９との間に、更
に、中間ゾンデを挿入し、シャフト上部ゾンデ８と中間
ゾンデ、シャフト中間ゾンデ９と中間ゾンデの組み合わ
せにより、上記同様に水素ガス利用率の差を求め、この
２つから塊状帯での５００〜８００℃の低温領域の長さ
を推定することが、推定精度が向上して好ましい。
部に各々ゾンデ８、９を挿入して、炉内ガス組成を測定
するようにしたが、本発明はこれに限ることなく、シャ
フト上部ゾンデ８とシャフト中部ゾンデ９との間に、更
に、中間ゾンデを挿入し、シャフト上部ゾンデ８と中間
ゾンデ、シャフト中間ゾンデ９と中間ゾンデの組み合わ
せにより、上記同様に水素ガス利用率の差を求め、この
２つから塊状帯での５００〜８００℃の低温領域の長さ
を推定することが、推定精度が向上して好ましい。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、塊状帯部分の高炉高さ方向に
おける水素ガス利用率の差が−５％以上になるように装
入物の分布調整を行い、該に塊状帯部分に形成される５
００〜８００℃の低温領域を適正範囲に保つことが可能
となり、低燃料比で安定した高炉操業を継続して行うこ
とができる等の多大な効果を奏するものである。
おける水素ガス利用率の差が−５％以上になるように装
入物の分布調整を行い、該に塊状帯部分に形成される５
００〜８００℃の低温領域を適正範囲に保つことが可能
となり、低燃料比で安定した高炉操業を継続して行うこ
とができる等の多大な効果を奏するものである。
【図１】本発明を実施するための高炉の縦断面図、
【図２】塊状帯で５００〜８００℃領域の長さと｛（水
素分圧ＰＨ2 ×二酸化炭素分圧ＰＣＯ2 ）／（水分分圧
ＰＨ2 Ｏ×一酸化炭素分圧ＰＣＯ）｝の関係を示す図、
素分圧ＰＨ2 ×二酸化炭素分圧ＰＣＯ2 ）／（水分分圧
ＰＨ2 Ｏ×一酸化炭素分圧ＰＣＯ）｝の関係を示す図、
【図３】高炉の無次元半径と水素ガス利用率の関係を示
す図、
す図、
【図４】高炉の無次元半径と水素ガス利用率の差の関係
を示す図、
を示す図、
【図５】高炉の他の実施例による無次元半径と水素ガス
利用率の関係を示す図、
利用率の関係を示す図、
【図６】高炉の他の実施例による無次元半径と水素ガス
利用率の差の関係を示す図、
利用率の差の関係を示す図、
【図７】高炉の更に他の実施例による無次元半径と水素
ガス利用率の関係を示す図である。
ガス利用率の関係を示す図である。
１ 大ベル ２ 大ベル上の装入物 ３ 融着帯 ４ アーマープレート ５ 鉱石受け金物 ６ 塊状帯 ７ 剛体型垂直ゾンデ ８ 上部ゾンデ ９ 中部ゾンデ １０ ガス分析計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 誠章 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平２−236210（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−27604（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−61366（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 高炉シャフトの塊状帯部分高さ方向にお
ける所定の複数箇所の夫々において、高炉半径方向にお
ける所定の複数箇所で炉内ガス中の水素ガス量を測定
し、該測定値に基づいて測定位置毎に水素ガス利用率を
算定し、そして、前記塊状帯部分の高さ方向の下部位置
における算定水素ガス利用率から上部位置における算定
水素ガス利用率を差引いてその差を求め、この水素ガス
利用率の差が−５％を下回る位置があるか否かを判定
し、−５％を下回る位置がある場合には炉内装入物分布
調整を行って、その位置の炉内装入物の（鉱石量）／
（コークス量）を低減して前記差が−５％を下回る位置
がないようにすることを特徴とする水素ガス利用率を用
いた高炉操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21403292A JP2668486B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 水素ガス利用率を用いた高炉操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21403292A JP2668486B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 水素ガス利用率を用いた高炉操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0657315A JPH0657315A (ja) | 1994-03-01 |
| JP2668486B2 true JP2668486B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=16649150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21403292A Expired - Fee Related JP2668486B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | 水素ガス利用率を用いた高炉操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668486B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA3161120A1 (en) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | Nippon Steel Corporation | Blast furnace operation method |
-
1992
- 1992-08-11 JP JP21403292A patent/JP2668486B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0657315A (ja) | 1994-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970603 |
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