JP3016977B2 - 高炉操業方法 - Google Patents

高炉操業方法

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JP3016977B2
JP3016977B2 JP4296631A JP29663192A JP3016977B2 JP 3016977 B2 JP3016977 B2 JP 3016977B2 JP 4296631 A JP4296631 A JP 4296631A JP 29663192 A JP29663192 A JP 29663192A JP 3016977 B2 JP3016977 B2 JP 3016977B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高炉操業法に係わり、特
に不調傾向の高炉の炉況回復を図る高炉操業方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】高炉は鉱石の還元性の良否、鉱石、コー
クス等の粉化し易さなどにより炉況が変化する。また
スリップ、吹き抜けなどの現象も突発的に発生すること
があり、これにより炉況が悪化する。さらに近年製鋼工
程の負担軽減のため低Si操業が指向されており、この
ために燃料比を下げ炉熱を低下させると炉況の変動に伴
って冷込みが発生しやすい。
【0003】これらのことにより炉況が悪化した場合、
O/C比(鉱石/コークス)を下げて操業し、炉況の回
復を図る。しかしながら炉況が悪いときには炉内ガスの
偏流が生じていることが多く、吹き抜けが頻発し、回復
するのに時間がかかることが多い。そのうえ羽口前で発
生した熱量の大部分は羽口よりも上方の装入物の加熱に
費され、下方は直接的には加熱されないため、炉下部が
冷え込むと昇温に長時間を要し、この間出銑量が減少す
るという問題がある。
【0004】高炉炉芯部はコークス粒子が堆積して構成
されており、シャフト部の装入物が数時間で炉内を通過
するのに対して炉芯は数日間から数週間を要してコーク
スが入れ替わるものと推定されている。この炉芯部に高
温の炉内ガスが充分流れている間は活性化状態にあり問
題はないが、コークス粒子が急激に微細化したり、羽口
から吹き込んだ微粉炭の燃え残り(未燃チャー)が堆積
したりして炉芯部の通気性が悪化し炉内ガスが流れ難く
なると、炉芯部の温度が局部的あるいは全体的に低下し
始め、粉コークス、未燃チャー、灰等が滞留してますま
す炉内ガスが流れ難くなり、滴下、流動すべき溶銑、溶
滓の粘性が高まり炉芯内に滞留し、そして炉下部の冷え
込みに至ることになる。
【0005】これを送風条件、例えば特開昭61−19
9006号で開示されているようなプラズマ発生装置を
用いて送風温度を上昇させるとか送風湿分、微粉炭など
の吹き込み量を調整したとしても、高温の送風はもはや
炉芯内部に侵入することができず、仮に炉芯部表面が加
熱されたとしても炉芯内部の粉コークス、灰、スラグ等
の排除には至らない。また装入物分布の制御や、コーク
ス比を増大させても上記のような状態の炉芯はなかなか
置換されないので炉芯部の冷え込みを抑えることはでき
ない。さらに円周バランスの崩れ、荷下がりが平均化せ
ず、炉況が不安定になる場合が多々ある。
【0006】従って、装入物分布の制御、送風条件の調
整等多面的にアクションをとって円周バランスを改善す
る方法が種々提案されているが、炉況回復には長期を要
し、即効的な手段が未だ見出されていないのが現状であ
った。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記問題を解決するた
め、炉芯部に対して直接の処置を行なう方法として本発
明者等は特願平3−255970号の技術を提示してい
る。この方法は操業中において炉芯部にCO2 、H2
O、O2 などの炭素と反応するガスを直接吹き込み、未
燃焼チャーなどを除去するものである。この方法は炉芯
に直接の処置を行なうので速効性もあり有効な方法であ
るが、炉内に新たなガスを添加することになるため炉全
体の反応状態に影響を与えるので注意が必要である。ま
たCO2 、H2 Oなどによる吸熱反応とO2 による発熱
反応のバランスをとるなど熱収支に十分配慮が必要とな
る。
【0008】また特開平3−24209号公報には、炉
芯の通気性が不良となり炉況が不調になったとき、大塊
の高強度のコークスを装入装置により炉芯に押し込む方
法が示されている。しかしながらこの方法はすでにコー
クスが充填されている部分に新たに大塊コークスを押し
込むものであり、所要押し込み力が大きいのみならず炉
内にすでにあるコークスを破砕してさらに粉化するおそ
れがある。またすでに発生している粉コークスの除去は
行なわれないので効果自体も限られたものになるという
問題がある。
【0009】本発明は上記問題点に鑑み、炉芯部の通気
性、通液性が不良となったとき、炉内反応や熱的状態に
影響を与えることなく、炉芯コークスの性状を効率的に
改善する方法を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、先端が開放された金属管よりなる内
管と外管の二重管を、高炉の休風時に羽口部より高炉炉
芯部に挿入した後、前記内管のみを抜き出し、別途大塊
コークスを装入した内管を前記外管内に挿入し、前記大
塊コークスを装入した内管内部の炉外側をストッパーで
押さえて該内管および前記外管を引き抜いて前記大塊コ
ークスのみを炉内に残留せしめ、羽口より送風を行なう
ことを特徴とする高炉操業方法である。またここにおい
て前記の大塊コークスに代えてコークスとフラックスの
混合物を用いることも特徴とする。
【0011】またこれらの方法を実施するにあたり、二
重管を高炉内に挿入するときにおいて、その先端部分の
内径が他の部分の内径より小さくなっていること、また
さらに内容物を装入した内管を外管内に挿入したときに
構成される二重管の先端部分の内径は、他の部分の内径
以上であることも特徴とする。
【0012】
【作用】本発明においては、高炉の休風時に羽口部より
高炉炉芯部に二重管を挿入する。二重管は先端が開放さ
れた金属管よりなる内管と外管とで構成されている。す
なわち内管と外管とは密着しておらず自由に抜き差しで
きるものとし、強度の点からは金属管が適当である。ま
た金属管は炉内に長時間置くものではないので通常は水
冷を行なわなくてもよい。
【0013】図1は本発明の高炉操業方法を示す高炉下
部の断面図で、羽口部4から内管2と外管3よりなる二
重管1を挿入した状態を示している。図において5は炉
芯、6は送風支管、7は挿入台車である。この状態から
内管2のみを抜き出すと管内のコークスは内管とともに
取り出され、外管3はそのまま炉内に挿入された状態で
残る。そこで別途大塊コークスを詰めて用意しておいた
内管を前記外管内に挿入し、内管内部の炉外側をストッ
パーで押えて内容物をそのまま置き去るようにして外管
と内管とをともども炉外に引き抜くと、炉内には内管に
充填されていた大塊コークスのみが残る。
【0014】図2は大塊コークスを装入した内管2とス
トッパー9とを外管3内に挿入した状態を示す高炉下部
の断面図である。また図3は内管2内にストッパー9が
挿入された状態を示す断面図であり、ストッパー9は長
いストッパー支持棒10の先端に取り付けられ、内管内
で抵抗なく滑動するようになっている。図2において装
入台車7は内管2、外管3、ストッパー支持棒10をそ
れぞれ任意にクランプしたり、開放して移動することが
できるようになっている。ストッパー支持棒10は固定
台11で固定しておき、装入台車7についてはストッパ
ー支持棒10は開放して内管2と外管3とをクランプ
し、装入台車を後退させれば大塊コークスを炉内に残留
させることができる。内管2と外管3の先端がストッパ
ー9の部分まで後退したところでストッパー支持棒10
も装入台車7にクランプし、固定台11を除去して装入
台車をさらに後退させれば内管、外管、ストッパーをす
べて炉外に出すことができる。
【0015】この状態で挿入口8を塞いで羽口より送風
を開始すれば、羽口先の炉芯部は大塊コークスで占めら
れているので炉芯の奥の方まで送風が届き、大塊コーク
ス周囲の微粉コークス、未燃焼チャー等を燃焼させて炉
芯の通気性、通液性を改善して活性化することができ
る。本発明の方法は羽口からの送風とは別個に直接炉芯
にガスを吹き込む方法と異なり、効果が急激には表れな
いが、通常の羽口からの送風中、すなわち操業中に長時
間にわたってその効果が持続する。また羽口からの送風
と別個にガスを吹き込まないことから炉内のガス反応や
ガス収支に影響を与えることがない。しかも炉芯に大塊
コークスを挿入した後は通常の操業条件と変わりなく操
業ができるので操業条件の変更などのわずらわしさがな
い。
【0016】本発明の方法は炉況の悪化の程度が比較的
小さく徐々に回復させるときに特に好適である。すなわ
ち炉芯内に装入した大塊コークスは侵炭により徐々に消
耗するもののその速度は遅いため長時間にわたり通気
性、通液性の良い大塊コークス炉芯部に存在することに
なり、炉内状況が改善される。ここで大塊コークスとし
ては球換算直径でおよそ50mm以上のものが適当であ
り、これ未満では効果が小さくなる。
【0017】また本発明の他の方法として上記の大塊コ
ークスに代えてコークスとフラックスとの混合物とを内
管に装入して炉内に残留せしめることも行なわれる。す
なわち炉芯部のスラグの流動性の悪化により炉芯の通気
性、通液性が悪化しているときには、炉芯部にコークス
とスラグ性状を改善するフラックスとの混合物を装入す
る。これにより炉芯部の未溶融または流動性の悪いスラ
グの性状をより滴下しやすいように改善でき、炉芯の通
気性、通液性が改善される。ここで使用するフラックス
としてはたとえばCaF2 が好適である。またコークス
の粒径については特に限定するものではないが、先の方
法のように大塊コークスを使用すれば炉芯の奥の方の温
度上昇が速やかでより早い効果が期待できる。
【0018】本発明の方法を実施するにあたり、二重管
の先端部分は単に管が二重になっているだけでもよい
が、炉芯に挿入したときの管内でのコークスの詰まりを
防ぎ、円滑に内部までコークスを取り込むため先端形状
を変えるとよい。図4はこの例を示すが、先端部は外管
3のみになっており内管2の先端部はこれより後退した
位置になっている。そして外管3の先端部3Cは、内径
が他の部分の内径より小さくなっていると同時に内管2
の内径よりもさらに小さくなっている。これにより二重
管を炉内に挿入したとき管内に入った炉芯コークスは内
管の内径が外管の先端部分3Cの内径より大になってい
るので圧縮されることなく内管の奥の方へ円滑に入って
いくことができる。
【0019】また図5は他の例を示すが、内管2の先端
部2Cの内径が他の部分より小さくなっており、これに
より先の例と同様の効果を得ることができる。なおこの
例では外管3の先端部分3Cが先細になっており、挿入
抵抗を小さくするようにしている。なお、上記いずれの
場合でも二重管の先端部分の内径を小さくした部分の長
さは他の部分の内径の同程度以下にすべきであり、あま
り長いと効果が小さくなる。また内径を小さくする程度
は他の部分の内径の5%から15%程度小さくすればよ
い。
【0020】また上記のように二重管の先端形状を変え
た場合、大塊コークス等を炉内に装入するときにはその
ままでは逆に先端部の内径が小さくなった部分が邪魔を
することになる。このため先に挿入して炉芯のコークス
を抜き取るのに用いる内管と、後から挿入して大塊コー
クス等を装入するのに用いる内管とは肉厚、形状等を異
ならせるとよい。図6は、図4の二重管を先に炉芯コー
クスを抜き取るとき使用した場合に、後から大塊コーク
ス等を挿入のための内管2Dを挿入した状態を示してい
る。先に挿入した内管2(図4)よりも後から挿入した
内管2Dは内径が小さく、外管3の先端部分3Cの内径
よりさらに小さくなっている。これにより大塊コークス
等を炉内に残留させるとき、先端部分3Cに引っ掛かる
ことがない。
【0021】また図7は、図5の二重管を先に炉芯コー
クスを抜き取るとき使用した場合に、上記と同様に後に
内管2Dを挿入した状態を示している。この場合後から
挿入した内管2Dは先端部まで内径が同一のストレート
パイプになっている。本発明は上記具体例に限定される
ものでなく、内容物を装入した内管、すなわち後から挿
入する内管を外管内に挿入したときに構成される二重管
において、その先端部分の内径が他の部分の内径以上で
あればよい。
【0022】
【実施例】
実施例1 本発明の高炉操業方法を内容積3880m3 の高炉にお
いて実施した。高炉操業中においてスリップ多発、炉熱
低下など操業状態に不調が認められたので、休風後図1
に示した方法により、外管の外径215mm、内管の内
径180mmの非水冷の鋼管よりなる二重管を高炉炉内
の炉壁より5mの位置まで挿入した。そして内管を抜き
出して内容物のコークスを調べたところコークス粒度3
mm以下のものが33%、−1mm粉中に未燃チャーが
45%あり、炉芯の通気性、通液性が不良になりつつあ
ると判断された。そこで図2に示したように、球換算直
径80mmの大塊コークスを先端から約4mの位置まで
装入した別の内管を外管内に挿入し、炉内に大塊コーク
スのみを残留せしめた。その後挿入口を閉塞して羽口よ
り送風を開始した。その結果炉況は回復に向かい、5時
間後にはほぼ正常な状態になった。
【0023】実施例2 高炉操業中においてスリップ多発、炉熱低下など操業状
態に不調が認められたので、休風後図1に示した方法に
より、外管の外径215mm、内管の内径180mmの
非水冷の鋼管よりなる二重管を高炉炉内の炉壁より5m
の位置まで挿入した。そして内管を抜き出して内容物の
コークスを調べたところコークス粒度3mm以下のもの
が36%、−1mm粉中の未燃チャーが50%あると共
にスラグの粘性も増大し、炉芯の通気性、通液性が不良
になっていると判断された。そこで図2に示したよう
に、換算粒径80mmの大塊コークスにCaF2 の粒を
10%混合したものを先端から約4mの位置まで装入し
た別の内管を外管内に挿入し、炉内に大塊コークスとC
aF2 との混合物のみを残留せしめた。その後挿入口を
閉塞して羽口より送風を開始した。その結果炉況は回復
に向かい、7時間後にはほぼ正常な状態になった。
【0024】
【発明の効果】本発明の高炉操業法においては炉芯のコ
ークスを休風中に置き換えるだけであとの操業は通常と
変わりないから操業条件の格別な変更なしに炉下部、炉
芯部の通気性、通液性の改善が可能である。また羽口か
らの送風とは別個にガスを吹き込む方法と異なり、ガス
収支など炉内反応状況に影響を与えることがなく、燃料
比の増加、出銑量の低下をもたらさない。そして効果は
ゆるやかであるが、装入した大塊コークスやフラックス
が消耗するには時間がかかるから効果を長時間にわたっ
て持続させ安定操業をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を示す高炉炉下部の断面図
【図2】本発明の方法を示す高炉炉下部の断面図
【図3】本発明の方法に使用する二重管の構成を示す断
面図
【図4】本発明の方法に使用する二重管の構成を示す断
面図
【図5】本発明の方法に使用する二重管の構成を示す断
面図
【図6】本発明の方法に使用する二重管の構成を示す断
面図
【図7】本発明の方法に使用する二重管の構成を示す断
面図
【符号の説明】
1 二重管 2 内管 3 外管 4 羽口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 務 愛知県東海市東海町5−3 新日本製鐵 株式会社 名古屋製鐵所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21B 5/00,7/16

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端が開放された金属管よりなる内管と
    外管の二重管を、高炉の休風時に羽口部より高炉炉芯部
    に挿入した後、前記内管のみを抜き出し、別途大塊コー
    クスを装入した内管を前記外管内に挿入し、前記大塊コ
    ークスを装入した内管内部の炉外側をストッパーで押さ
    えて該内管および前記外管を引き抜いて前記大塊コーク
    スのみを炉内に残留せしめ、羽口より送風を行なうこと
    を特徴とする高炉操業方法。
  2. 【請求項2】 先端が開放された金属管よりなる内管と
    外管の二重管を、高炉の休風時に羽口部より高炉炉芯部
    に挿入した後、前記内管のみを抜き出し、別途コークス
    とフラックスの混合物を装入した内管を前記外管内に挿
    入し、前記コークスとフラックスの混合物を装入した内
    管内部の炉外側をストッパーで押えて該内管および前記
    外管を引き抜いて前記コークスとフラックスの混合物の
    みを炉内に残留せしめ、羽口より送風を行なうことを特
    徴とする高炉操業方法。
  3. 【請求項3】 二重管を高炉内に挿入するときにおい
    て、その先端部分の内径が他の部分の内径より小さくな
    っていることを特徴とする請求項1または2記載の高炉
    操業方法。
  4. 【請求項4】内容物を装入した内管を外管内に挿入した
    ときに構成される二重管の先端部分の内径は、他の部分
    の内径以上であることを特徴とする請求項3記載の高炉
    操業方法。
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