JP3796059B2

JP3796059B2 - 高炉レースウェイ内の温度制御方法

Info

Publication number: JP3796059B2
Application number: JP34190198A
Authority: JP
Inventors: 守政一田; 博史織田; 嘉雄奥野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: JP2000160215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉等のシャフト炉型高温反応容器に微粉炭を吹き込む操業方法において、高炉装入物の装入分布に応じて高炉レースウェイ内の温度を適切に調整し、安定した高炉操業を維持するための高炉レースウェイ内の温度制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベルレス高炉において、装入物が溶融するまでの炉内滞留時間に相当する堆積量若しくはその量以下の任意の一定量を旋回シュート速度および角度を調節しながら、高炉の炉周に沿う各部（以下、炉周方向という）および高炉軸芯から炉壁に至る各部（以下、炉半径方向という）において、鉄鉱石／コークス（以下、単にＯ／Ｃという）分布を調整することにより、操業上のトラブルを未然に防止するのに有利な高炉への装入物の装入方法が採用されていた。
【０００３】
一般に、高炉内の熱レベルの状態は装入物堆積層のＯ／Ｃ分布と密接な関係にあり、炉周方向および炉半径方向でのＯ／Ｃ分布に偏りがある場合には、該炉周方向および炉半径方向で熱レベルにも格差が生じる。特に炉周方向に格差が生じた時は、炉周に沿って複数の出銑口をもつ高炉において、各出銑口から出湯する溶銑の温度や成分に差異を生じる可能性が極めて大きい。
上記のように炉周方向および炉半径方向で熱レベル状態に格差がある場合には、高炉操業が不安定なものになる。さらに各出銑口間で溶銑の温度、成分に差異が生じた場合には後続工程での溶銑の円滑な処理が損なわれる。
【０００４】
ところで、ベルレス高炉での旋回シュート方式での装入ではその装置の構成上、装入物を炉周方向および炉半径方向に均一に装入することは難しく、このため炉周方向および炉半径方向でのＯ／Ｃ分布が不均一となる場合がある。すなわち、装入物は旋回シュートの旋回角に応じて高炉内の所定の位置に落下するが、該旋回シュートの移動距離量に応じて等分に装入物が所定量落下すればよいが、時には装入物の粒度分布の差異、シュート上での異物の付着等により偏流落下を生じることがある。このような状態では、最終的に炉内での炉周方向および炉半径方向にＯ／Ｃ分布の堆積層プロフィルに偏りが発生する。
しかして、炉内堆積層の装入物のＯ／Ｃ分布が、炉周方向および炉半径方向で均一でないと、片減りによるスリップの発生、ガスの偏流による羽口破損やステーブの破損等の操業上の各種トラブルを誘発するようになる。
【０００５】
一般にベルレス高炉では、旋回シュートの偏った摩耗を防止するために、該シュートの旋回方向を正旋回、逆旋回という周期的な変更を行っているが、その変更によって炉内堆積層は丁度１８０°のずれをもって、炉周に沿った各部で偏析する。
したがって、ベルレス高炉において、上述したような旋回方向の選択による炉周方向および、炉半径方向におけるＯ／Ｃ分布の偏りを考慮することなく装入しながら高炉操業を行うとすれば、前述したトラブルは避け難いものになる。
【０００６】
高炉におけるＯ／Ｃの値は、炉内消費燃料に対する生産する鉄分の割合を示すものに当たるから、その値が偏りをもつとすれば、単位Ｆｅ量当たりの燃料使用量に差が出ることになる。しかも、鉄鉱石層とコークス層とでは、ガスの流れに対する通気抵抗が全く異なるので、Ｏ／Ｃの高い方は、ガスが流れにくく低い方では流れやすいという現象が当然起こり得る。
上述のようなＯ／Ｃ分布の差は、Ｏ／Ｃの高い所では鉄鉱石の加熱溶融に多くのガス流を必要とするのに、ガスの流れが少ないばかりか燃料比も小さいという倍加された形となって顕れ、これが堆積物の付着、羽口の破損、ステーブの破損等に大きく影響を及ぼす。
【０００７】
一方、従来より高炉羽口より補助燃料として微粉炭や重油を吹き込む操業を行っている。この目的は高炉レースウェイ内温度制御による高炉操業の安定と、コークス比の削減である。特に最近のコークス炉の劣化を考えれば、コークス比の低減は急務であり、また微粉炭とコークスの価格差を考えれば、高炉操業において多く微粉炭を使用することはコスト的にみて大きなメリットがある。
従って、できるだけコークス量を低下させ、それに代えて微粉炭の吹き込み量を増加する高炉操業法が主流となりつつある。このような状況下で微粉炭を如何に多く使用できるかについて多くの試みがなされているが、微粉炭は高炉内においては分解して炭素系ガスとなるため分解熱を必要とし、炉内温度の低下をもたらす。そこで、この熱を補償するために高炉へ送る熱風温度を上昇させてやらねばならないが、熱風温度の上昇には自ずから限界が存在する。
【０００８】
上述したように、微粉炭を多く用いる高微粉炭比操業では、微粉炭の分解熱による羽口先での理論燃焼温度の低下を補償するために、送風中の空気に酸素を富化した操業を行ったり、または、微粉炭の燃焼性を向上するために微粉炭の吹き込みランスを二重管にして、例えば内管から微粉炭、外管から酸素を別々に吹き込み燃焼温度の低下に対処している。
【０００９】
こうした中で送風ガス中の酸素濃度を高めることなく、微粉炭燃料の燃焼効率を高レベルに維持することができる高炉における送風方法として、例えば特開平６−２３５００９号が開示されている。該公報によれば、「羽口から高炉内部に送風されたガスの流路を中心領域の主通路と周辺領域の副通路の２つに分割し、さらに、羽口から吹き込まれた微粉炭の流路を主通路とすることにより、主通路からの送風によって微粉炭の主たる燃焼領域である噴流を形成せしめ、副通路からの送風によって噴流を覆う。これにより、噴流の外部への微粉炭の飛散を防ぎ、微粉炭の燃焼効率を高めることができるので、微粉炭の吹き込み量を増すことが可能となる」と記載されており、羽口内部を特殊な構造にすることによって上記効果を狙っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように高炉への装入物の分布状態の如何は、高炉炉況に直接的な影響を及ぼすので極めて重要な要因となっていたが、従来装入物の制御の主体は、炉半径方向におけるＯ／Ｃ分布、または粒度分布を対象にしたものであり、例えばＯ／Ｃ分布状態はレースウェイから上昇してくるガス流れ分布の状況を左右し、融着帯の形状形成にも影響を与え、高炉での燃料比、安定な操業を支配する重要な因子である。また、鉄鉱石、コークスの粒度分布は通気性や還元性に影響を及ぼす。
【００１１】
このことから、従来の高炉ではもっぱらＯ／Ｃ分布、または粒度分布の制御に主きをおいており、微粉炭を吹き込む高炉操業においても装入物のＯ／Ｃ分布に考慮をはらう操業はなされていなかった。したがって、羽口部前面のレースウェイでの温度分布は上記Ｏ／Ｃ分布とは無関係に決められていた。
また前述の特開平６−２３５００９号に述べられている方法では、レースウェイ内での燃焼温度の最高温部（以下、燃焼焦点という）が羽口側に近づき、レースウェイで発生した高温の還元ガスが炉周辺を上昇して炉体の損傷を促進する原因ともなり、また高炉操業の安定化を阻害する惧れがあった。
【００１２】
例えば、図４に通常の高炉操業での高炉内における羽口先端からの距離と炉内温度の関係について、酸素富化の有無によってその変化する状況を示したが、酸素富化によって羽口直前の温度が上昇していることが判る。このように微粉炭吹き込み操業においては、その燃焼焦点を如何に適切に調整するかが大きな課題となっていた。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、微粉炭吹き込み時に微粉炭吹き込みランスの外管の冷風量を調整することによって、レースウェイ内での微粉炭燃焼焦点位置を調整し、レースウェイ内の温度分布を制御することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、下記手段にある。
（１）高炉羽口からの微粉炭吹き込みに際して、二重管ランスを用い微粉炭を内管中内部から、冷風を内管と外管の間から供給し、鉄鉱石／コークス比（Ｏ／Ｃ）を高炉装入物の装入分布の指標とし、炉半径方向でのＯ／Ｃ分布に応じて前記冷風量を調整変更し、前記Ｏ／Ｃ分布の最大値を示す位置のほぼ真下のレースウェイ内に前記微粉炭の燃焼焦点位置を設定せしめることを特徴とする高炉レースウェイ内の温度制御方法。
（２）高炉羽口からの微粉炭吹き込みに際して、三重管ランスを用い微粉炭を内管中内部から、冷風を中心管と中間管の間および、外管と中間管の間から供給し、鉄鉱石／コークス比（Ｏ／Ｃ）を高炉装入物の装入分布の指標とし、炉半径方向でのＯ／Ｃ分布に応じて前記冷風量を調整変更し、前記Ｏ／Ｃ分布の最大値を示す位置のほぼ真下のレースウェイ内に前記微粉炭の燃焼焦点位置を設定せしめることを特徴とする高炉レースウェイ内の温度制御方法。
（３）前記（２）において、三重管ランスの外管と中間管の間から供給する冷風は、二重管の中間管と内管の間から供給する冷風量では、不足する場合に主に用いる高炉レースウェイ内の温度制御方法。
【００１５】
（４）前記（１）または（２）において、内管外側のランスに酸素を富化した冷風を用いる高炉レースウェイ内の温度制御方法。
【００１６】
（５）さらに、炉周方向でのＯ／Ｃ分布に応じて、微粉炭の燃焼焦点位置の調整を、高炉円周方向を囲繞して設けられている羽口毎に行うことを特徴とする（１）ないし（４）のいずれかに記載の高炉レースウェイ内の温度制御方法。
（６）前記二重管または三重管ランスに用いる冷風は、熱風炉を通す以前の送風の一部を分離して用いることを特徴とする（１）ないし（５）のいずれかに記載の高炉レースウェイ内の温度制御方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
高炉レースウェイ内の燃焼帯の主たる機能は、コークスを燃焼させることにより、鉄鉱石の還元に必要な一酸化炭素ガスを発生すると同時に、鉄鉱石の溶融に必要な熱を発生することである。特に後者に関係するレースウェイ内の炉径方向の温度分布は、レースウェイ内直上部における炉径方向の鉄鉱石の溶融速度や溶融領域の大きさ、ひいては、レースウェイ内へ降下するコークスの降下経路や降下速度、すなわち、高炉内の装入物の降下状況にも多大の影響を及ぼす。従って、レースウェイ内の温度分布とも密接な関係を持つものと考えられる。
【００１８】
しかしながら、レースウェイ内の状況は、例えばレースウェイの上部に存在する鉄鉱石の融着層の位置や形状、炉壁付着物の脱着の状態及びレースウェイの前面に存在する炉芯の張り出し具合やコークス粉の発生程度によって大きな影響を受ける。
このように、稼働中の高炉のレースウェイ内における温度分布は、高炉操業上の重要な指標となるにもかかわらず、レースウェイ内における温度制御を積極的に行った具体的な例は報告されていなかった。
【００１９】
そこで本発明者らは、微粉炭を吹き込む高炉操業において、レースウェイ上部での鉄鉱石の還元・溶融とコークスの降下に多大の影響を及ぼすレースウェイ内における温度分布を的確に制御すべく種々なる調査を行った。すなわち、レースウェイ内での微粉炭の燃焼焦点をいかなる位置に存在せしめれば高炉操業にとって最適であるかの検討を行った結果、高炉に装入されたＯ／Ｃの分布状態を指標とし、該Ｏ／Ｃ分布の指標値を求めるために、その測定を行い、Ｏ／Ｃの最高値に合わせその真下のレースウェイ内に、微粉炭の燃焼焦点を調整変更し最適位置に設定せしめることによって、微粉炭の燃焼熱がその真上の鉄鉱石・コークスに有効に作用し、高出銑比を維持し、安定した高炉操業を実現できるとの知見を得た。
【００２０】
ここで先ず、通常の微粉炭吹き込みランスの設置状態を図１に示した。
高炉炉壁１には羽口２が設けられ、羽口２の後端にブローパイプ３が連接されている。ブローパイプ３には加熱空気等のガスが供給されており、ブローパイプ３を介して羽口２から炉内４に送風される。このような送風羽口においてランス７がブローパイプ３を貫通してガス通路内に開口し、該ランス７を介して微粉炭がガス通路内に吹き込まれるように構成されており、羽口２の前方にはガスによる噴流５が形成され、さらに、炉内４に充填されたコークスが旋回しながら燃焼する領域、すなわちレースウェイ６が形成される。
【００２１】
上記のような微粉炭吹き込み状況下にあって、微粉炭はランス７から吹き込まれたのち羽口２の先端を通過するまでに燃焼され、続いて、羽口２を通じて高炉内部４に吹き込まれた後は、主に噴流５の内部で燃焼される。噴流５の外部においては酸素濃度が低く、またコークスの存在量が多いため、微粉炭の燃焼量は極めて少ない。すなわち、微粉炭の燃焼が進行する主領域は、羽口２および噴流５の内部である。
【００２２】
通常の高炉操業において、微粉炭の燃焼効率を上昇させるために二重管ランスを用い、内管から微粉炭を外管より酸素を富化した空気を送り、微粉炭を燃焼せしめることが行われているが、微粉炭は富化酸素と素早く反応し、早期に燃焼が進み、羽口直前での炉内温度が上昇する。
したがって、燃焼効率を上昇させるため酸素を用いると早期に燃焼が進み、羽口直前での炉内温度が上昇することは避けられない。
【００２３】
そこで本発明者らは、この高温域となる燃焼焦点をいかに制御して、レースウェイ内部の所定位置へ移行させるかについて、鋭意研究を重ねた結果、微粉炭吹き込み時に二重管または三重管ランスを用い、微粉炭吹き込みと同時に該二重管または三重管ランスの外管に冷風を供給し、該冷風流によって微粉炭を周辺から包み込み、その冷風量を調整することによって、例えばランス先端近傍での微粉炭と外部酸素との接触反応を抑制すると共に、送風中の熱風の温度を降下せしめる効果をも有するので、供給する冷風量の大小によって、微粉炭が酸素との反応によって発熱する領域を自由に制御でき、その結果、燃焼焦点位置をレースウェイ内において、羽口直前から炉芯近傍までの間で所定の位置に設定することができることを見出した。
【００２４】
本発明において、燃焼焦点の最適位置の設定は、前述したように高炉装入物のＯ／Ｃの分布状態に応じて行う。すなわち、Ｏ／Ｃが大きい値を示すのは、鉄鉱石量に対するコークス量が少なく、従って還元ガスの発生が所要量を確保できていない状態となっていることを意味する。そこでその不足分に該当する量を微粉炭の燃焼により発生する還元ガスで補い、炉内での還元雰囲気の均一化を図るものである。
【００２５】
前記したように高炉内において、装入装置の特異性または異常の発生により装入物のＯ／Ｃ分布状態に偏りを生じることが起こり得るので、Ｏ／Ｃの分布状態を例えばプロフィルメーターによって正確に把握し、その状況に応じレースウェイ内での燃焼焦点位置の設定に当たってはその測定結果を基にして、Ｏ／Ｃ値が高いと予測される部位の真下に該当すると思われるレースウェイ内の位置に燃焼焦点を設定せしめるもる。
【００２６】
本発明において、レースウェイ内での燃焼焦点位置の制御は、微粉炭吹き込み時に使用する二重管または三重管ランスの外管に冷風を供給して行う。
まずその１としては三重管ランスを用いるものがあり、その実施態様としては図２（ａ）と（ｂ）にそれぞれランスの断面図と側面図を示したが、三重管ランス８から微粉炭と冷風をそれぞれ同時に吹き込むものである。
すなわち、該ランス８は外管１０の内部に中間管１１を挿入し、さらにその内部に中心管１２を挿入した三重管構造をとり、ガス体および固体の流路を３通路としたところに特長があり、中心管内部１５には微粉炭を供給し、中心管と中間管の間１６には冷風を、また中間管と外管の間１７にも冷風を供給できるように構成されている。
【００２７】
しかして、レースウェイ内に設定する燃焼焦点位置の羽口先端からの距離によって、冷風量の大小を調節する場合に、中心管と中間管の間１６の冷風のみによるか、または中間管と外管の間１７の冷風も使用するかを決定する。
なお、三重管ランス８はブローパイプ３内に臨んで設置されているので、外管１０は常時熱風に曝されている。したがって、外管の冷風を積極的に使用するか否かに拘らず外管を保護するために、中間管と外管の間１７には少量の冷風を絶えず流しておくことが必要である。
【００２８】
本発明においては、高炉装入物のＯ／Ｃ分布値が高いと予測される場所が炉壁寄りの場合は、燃焼焦点の設定位置を羽口先端寄りとしなければならないので、冷風の供給は中心管と中間管の間１６からの僅かに流すことにより、所望の燃焼焦点位置を確保することができる。
これとは逆に、Ｏ／Ｃの値が高いと予測される場所が炉芯寄りの場合は、燃焼焦点の設定位置は羽口先端から遠く離れた炉芯寄りとなるので、冷風の供給は中心管と中間管の間１６からと中間管と外管の間１７から大量に流出させることにより、所望の燃焼焦点位置を確保することができる。
【００２９】
次にその２としては二重管ランスを用いるものであり、図３（ａ）と（ｂ）にそれぞれランスの断面図と側面図を示した。
二重管ランス９は外管２０の内部に内管２１を挿入した二重管構造をとり、ガス体および固体の流路を２通路としたもので、内管内部２５からは微粉炭を供給し、内管と外管の間２６からは冷風を供給できるように構成されている。
使用方法は三重管ランス８の場合と同様で、高炉装入物のＯ／Ｃ分布状態に応じて燃焼焦点位置をレースウェイ内に設定し、同様の操作を行うことによって同様の効果を期待することができる。なお、二重管ランス９の場合は冷風が内管と外管の間２６に多く流せることによる冷風量の調整自由度を確保するために、内管と外管の間２６の間隔を広げておく必要がある。
【００３０】
三重管ランス８を用いるか二重管ランス９を使用するかは、高炉の持つ特殊性、操業状況への影響度合い、装置製造上の容易性、使用に際してのランス保守性等を考慮して決めればよい。
なお、微粉炭を使用する高炉操業において、熱風中に酸素を富化し出銑量の増大を図ることも行われているが、本発明において同様の目的で熱風中へ酸素富化した場合であっても、冷風量を調整（通常は増大）することによって、容易に対処でき何等の支障もきたさない。
【００３１】
また、特に図示しなかったが本発明において、微粉炭を供給する内管外側のランスに酸素を富化した冷風を用い、微粉炭の完全燃焼を行わせることにより、未燃焼微粉炭の発生を極力抑制し、高炉操業の安定化に大きく寄与せしめることも可能である。
ななわち、未燃焼の微粉炭が残ると炉芯まで飛散し、炉芯部に堆積して炉芯コークスの目詰まりを惹起する。その結果、炉芯部の空隙率が著しく低下しガスの流れを阻害し、通気・通液性を悪化させ送風圧の上昇、スリップの多発、排滓性の悪化を誘起する等高炉操業上において、種々の悪影響を及ぼすが、ランス外管へ酸素を富化することにより、これらの障害発生を防止するのに極めて効果的である。
【００３２】
以上、レースウェイ内での微粉炭の燃焼焦点位置の調整方法について説明したが、前述したように高炉内における炉内に堆積する装入物のＯ／Ｃ分布は、炉半径方向ばかりではなく炉周方向においても不均一になるので、前記レースウェイ内での微粉炭の燃焼焦点位置の調整は、高炉円周方向を囲繞して設けられている羽口毎に行う必要がある。
したがって、高炉炉内全体の装入物Ｏ／Ｃ分布の状態を適確に把握し、その状況に応じ最適と思われる位置に調整を行うものである。
【００３３】
なお、以上の説明は、装入装置の特異性などによる高炉円周方向および炉半径方向での高炉内装入物Ｏ／Ｃ分布の不均一性になった場合の処置について説明したが、均一な装入を行っているつもりであっても、時には装入物層が異常な状態になることも起こり得る。このため棚吊りや、スリップの発生、羽口破損やステーブの破損等の各種トラブルが惹起することがあり、その対策として装入物を故意に高炉炉周方向で偏って堆積させて、その異常事態の解消を図ることもある。また、シャフト部のガス流分布状況によっては装入物中のＯ／Ｃ分布を炉半径方向で変更する必要も生じる。このような場合でも、本発明を適用することによて適切な高炉操業を持続することができることは言うまでもないことである。
【００３４】
さらに、本発明の二重管または三重管ランスの外管に用いる冷風は、熱風炉により昇温する以前の送風の一部を送風管より分岐した分岐管により、ランスの外管に接続して活用すれば、コンプレッサーなどの他の機器を要しないので、設備的に簡易化が図れコスト低減に繋がる。
また、通常熱風炉で昇温され高炉に供給される熱風は１０００℃前後の高温を有するが、熱風炉を通さない冷風は１００℃前後の低温であるため、ランス内管より供給される微粉炭が高温の熱風と直に接触するのを防ぎ、微粉炭が燃焼温度に達するのを遅延する働きを有する。
【００３５】
【実施例】
以下本発明の効果を実際の高炉に適用した実施について以下説明する。
実施例に用いた微粉炭吹き込み用ランスの先端は何れも羽口先端から０．３ｍ内部に入った羽口内である。
（実施例１）
本発明方法を用いて２８２０ｍ³ の高炉にて図２に示したような三重管ランスを用いて微粉炭吹き込みを行った。
高炉内への装入物の装入については、炉内上昇ガス流の分布状況から判断して、高炉内装入物堆積層の炉半径方向でのＯ／Ｃ分布値が、高炉炉口半径方向０．（炉中心を０とし炉壁を１としたとき、以下同じ）で最大になるような装入を行い、その直後にプロフィルメーターによって装入物の装入状態を測定したところ、装入物のＯ／Ｃ分布はほぼ上記位置で最大値を示した。
【００３６】
また、このときの炉周方向での装入物のＯ／Ｃ分布については、炉全周に亙って高炉炉口半径方向においてほぼ同一の位置にあったので、微粉炭吹き込みを行っている全羽口について、レースウェイ内での微粉炭の燃焼焦点位置を特定するため、以下に示すような同一の操業条件で、供給する微粉炭量に見合う冷風量に制御した。
内管からの微粉炭吹き込み量は１７０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ（以下ｔ−ｐｉｇを単にｔ・ｐと記す）で、三重管ランスの中間管内（内管と中間管の間，以下同じ）からの冷風は３．５ｍ³ ／ｍｉｎ，外管（中間管と外管の間，以下同じ）よりの冷風は１．５ｍ³ ／ｍｉｎにそれぞれ調整し、微粉炭と共に羽口内に吹き込んだ。
【００３７】
その結果、羽口先端から０．６ｍ離れたレースウェイ内に微粉炭の燃焼焦点位置を設定せしめることができた（この位置は上記装入物のＯ／Ｃ分布の最大値を示す位置のほぼ真下に該当する）ので、この状態での操業を８時間継続した。このような操業を実施し８時間経過後には、炉内上昇ガス流の分布状況が通常のガス分布状況と殆ど変わらない状態に復帰したので、以後装入物の装入を通常の装入状態に戻した。
また、レースウェイ内の微粉炭燃焼焦点位置が通常位置になるように冷風量を調整したので、それ以降安定した高炉操業を継続することができた。
【００３８】
（実施例２）
本発明方法を用いて３２８０ｍ³ の高炉にて図３に示したような二重管ランスを用いて微粉炭吹き込みを行った。
高炉内への装入物の装入については、炉内上昇ガス流の分布状況から判断して、高炉内装入物堆積層の炉半径方向でのＯ／Ｃ分布値が、高炉炉口半径方向０．９５で最大になるような装入を行い、その直後にプロフィルメーターによって装入物の装入状態を測定したところ、装入物のＯ／Ｃ分布はほぼ上記位置で最大値を示した。
【００３９】
また、このときの炉周方向での装入物のＯ／Ｃ分布については、炉全周に亙って高炉炉口半径方向においてほぼ同一の位置にあったので、微粉炭吹き込みを行っている全羽口について、レースウェイ内での微粉炭の燃焼焦点位置を特定するため、以下に示すような同一の操業条件で、供給する微粉炭量に見合う冷風量に制御した。
内管からの微粉炭吹き込み量は１８０ｋｇ／ｔ・ｐで、二重管ランスの外管よりの冷風は３ｍ³ ／ｍｉｎに調整し、微粉炭と共に羽口内に吹き込んだ。
【００４０】
その結果、羽口先端から０．３ｍ離れたレースウェイ内に微粉炭の燃焼焦点位置を設定せしめることができた（この位置は上記装入物のＯ／Ｃ分布の最大値を示す位置のほぼ真下に該当する）ので、この状態での操業を８時間継続した。このような操業を実施し８時間経過後には、炉内上昇ガス流の分布状況が通常のガス分布状況と殆ど変わらない状態に復帰したので、以後装入物の装入を通常の装入状態に戻した。
また、レースウェイ内の微粉炭燃焼焦点位置が通常位置になるように冷風量を調整したので、それ以降安定した高炉操業を継続することができた。
【００４１】
（実施例３）
本発明方法を用いて３２８０ｍ³ の高炉にて図２に示したような三重管ランスを用いて微粉炭吹き込みを行った。
高炉内への装入物の装入は、炉内上昇ガス流分布の状況から判断して、高炉内装入物堆積層の炉半径方向でのＯ／Ｃ分布が炉周方向で偏りが発生しているように見受けられたので、装入直後にプロフィルメーターによって装入物の装入状態を測定したところ、炉周方向でのＯ／Ｃ分布に偏りがあるのが確認された。
【００４２】
しかして、Ｏ／Ｃ値が最大を示す位置は、高炉炉口半径方向で０．８５であったので、炉周方向でその位置の真下に存在し、微粉炭吹き込みを行っている羽口５本ついてのみ、レースウェイ内での微粉炭の燃焼焦点位置を特定するため、以下に示すような同一の操業条件で、供給する微粉炭量に見合う冷風量に制御した。
内管からの微粉炭吹き込み量は１８０ｋｇ／ｔ・ｐで、三重管ランスの中間管内からの冷風は５ｍ³ ／ｍｉｎ，外管よりの冷風は１．５ｍ³ ／ｍｉｎに調整し、微粉炭と共に羽口内に吹き込んだ。
【００４３】
その結果、羽口先端から０．９ｍ離れたレースウェイ内に微粉炭の燃焼焦点位置を設定せしめることができたので、この状態での操業を８時間継続した。このような操業を実施し８時間経過後には、炉内上昇ガス流の分布状況が通常のガス分布状況と殆ど変わらない状態となり、また、それ以後の装入物のＯ／Ｃ分布には炉周方向での偏りが発生しなかったので、レースウェイ内の微粉炭燃焼焦点位置が通常位置になるように冷風量を調整した。それ以降安定した高炉操業を継続することができた。
【００４４】
（実施例４）
本発明方法を用いて８２８０ｍ³ の高炉にて図３に示したような二重管ランスを用いて微粉炭吹き込みを行った。
高炉内への装入物の装入は、炉内上昇ガス流分布の状況から判断して、高炉内装入物堆積層の炉半径方向でのＯ／Ｃ分布が炉周方向で偏りが発生しているように見受けられたので、装入直後にプロフィルメーターによって装入物の装入状態を測定したところ、炉周方向でのＯ／Ｃ分布に偏りがあるのが確認された。
【００４５】
しかして、Ｏ／Ｃ値が最大を示す位置は、高炉炉口半径方向で０．８０であったので、炉周方向でその位置の真下に存在し、微粉炭吹き込みを行っている羽口５本ついてのみ、レースウェイ内での微粉炭の燃焼焦点位置を特定するため、以下に示すような同一の操業条件で、供給する微粉炭量に見合う冷風量に制御した。
内管からの微粉炭吹き込み量は１９０ｋｇ／ｔ・ｐで、二重管ランスの外管よりの冷風は７．５ｍ³ ／ｍｉｎに調整し、微粉炭と共に羽口内に吹き込んだ。
【００４６】
その結果、羽口先端から１．２ｍ離れたレースウェイ内に微粉炭の燃焼焦点位置を設定せしめることができたので、この状態での操業を８時間継続した。このような操業を実施し８時間経過後には、炉内上昇ガス流の分布状況が通常のガス分布状況と殆ど変わらない状態となり、また、それ以後の装入物のＯ／Ｃ分布には炉周方向での偏りが発生しなかったので、レースウェイ内の微粉炭燃焼焦点位置が通常位置になるように冷風量を調整した。それ以降安定した高炉操業を継続することができた。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、酸素を用いた微粉炭吹き込み操業において、レースウェイ内での微粉炭の燃焼焦点位置をランス外管よりの冷風量を調整することにより、自由に制御することができ、高炉内装入物の装入分布が如何ような状態にあっても、それに対応してレースウェイ内での微粉炭の燃焼焦点位置を適正位置に移動させることにより、炉体損傷を防止し高出銑比操業が可能となるななど、高炉操業上有益な効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】高炉の送風に用いられている羽口の断面を示す模式図
【図２】本発明に用いられる三重管ランスの断面を示す図
【図３】本発明に用いられる二重管ランスの断面を示す図
【図４】従来の微粉炭吹き込みによる燃焼焦点位置を示す図
【符号の説明】
１高炉炉壁
２羽口
３ブローパイプ
４炉内
５噴流
６レースウェイ
７ランス
８三重管ランス
９二重管ランス
１０外管
１１中間管
１２中心管
１５中心管内部
１６中心管と中間管の間
１７中間管と外管の間
２０外管
２１内管
２５内管内部
２６内管と外管の間

Claims

高炉羽口からの微粉炭吹き込みに際して、二重管ランスを用い微粉炭を内管中内部から、冷風を内管と外管の間から供給し、鉄鉱石／コークス比（Ｏ／Ｃ）を高炉装入物の装入分布の指標とし、炉半径方向でのＯ／Ｃ分布に応じて前記冷風量を調整変更し、前記Ｏ／Ｃ分布の最大値を示す位置のほぼ真下のレースウェイ内に前記微粉炭の燃焼焦点位置を設定せしめることを特徴とする高炉レースウェイ内の温度制御方法。
高炉羽口からの微粉炭吹き込みに際して、三重管ランスを用い微粉炭を内管中内部から、冷風を中心管と中間管の間および、外管と中間管の間から供給し、鉄鉱石／コークス比（Ｏ／Ｃ）を高炉装入物の装入分布の指標とし、炉半径方向でのＯ／Ｃ分布に応じて前記冷風量を調整変更し、前記Ｏ／Ｃ分布の最大値を示す位置のほぼ真下のレースウェイ内に前記微粉炭の燃焼焦点位置を設定せしめることを特徴とする高炉レースウェイ内の温度制御方法。
前記請求項２において、三重管ランスの外管と中間管の間から供給する冷風は、二重管の中間管と内管の間から供給する冷風量では、不足する場合に主に用いることを特徴とする高炉レースウェイ内の温度制御方法。
前記請求項１または請求項２において、内管外側のランスに酸素を富化した冷風を用いることを特徴とする高炉レースウェイ内の温度制御方法。
さらに、炉周方向でのＯ／Ｃ分布に応じて、微粉炭の燃焼焦点位置の調整を、高炉円周方向を囲繞して設けられている羽口毎に行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の高炉レースウェイ内の温度制御方法。
前記二重管または三重管ランスに用いる冷風は、熱風炉を通す以前の送風の一部を分離して用いることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の高炉レースウェイ内の温度制御方法。