JP4794924B2 - 高炉の操業方法 - Google Patents

Description

本発明は、銑鉄を製造するための高炉の操業方法に関する。

高炉本体は、羽口の上の朝顔（ボッシュ）、炉腹（ベリー）、炉胸（シャフト）といったプロフィルを有する。このプロフィルは、炉内の個体、液体、気体の動きに合わせて経験的に決められている。例えば炉胸角度及び朝顔角度は、炉下部への装入物、ガスの温度上昇による体積の増加等を考慮して決められる。

かかる高炉本体の冷却装置として、特に近年では、高圧操業の発展に伴う気密性の維持という要請からステーブ方式が多く採用されている。これは、パイプを鋳込んだ鋳鉄製の矩形の箱（ステーブ）を鉄皮の内面に設置し、炉内からの熱負荷をパイプ内を流れる冷却水で受けるものである。

この場合に、羽口を設置した朝顔部の下部にもステーブを設置すると、そのステーブにつなげるために朝顔部のステーブの設置角度を自由に決めることができなくなる。そこで、朝顔下部に耐火煉瓦を設置し、その耐火煉瓦内に冷却盤を挿入して冷却することにより所望の朝顔角を有するようにしている。

このステーブ方式と冷却盤方式とを併用した高炉炉壁構造について、例えば特許文献１で提案しているように従来より知られている。

ところで、特許文献２に開示されているように、近年では、炉径（すなわち高炉の内容積）が大きくなる傾向にあり、炉芯の通気性が悪化（不活性化）し、還元反応が促進されない領域が発生する傾向が高くなることから、この領域をできるだけ小さくするために、羽口の炉内への突出し長さを長くすることが行われている。

特開平８−１９９２１１号公報 特開平５−３０２１０７号公報

上述したような高炉においては、炉壁が冷却されることにより、炉壁には付着物が成長するが、その付着物が、なんらかの原因により塊状物（例えば、鉄やスラグ等）となって炉壁を滑って落下することがある。この場合に、特に羽口の炉内への突出し長さを長くしている場合には、落下する塊状物が羽口に当って、羽口の曲損を招くトラブルが生じるおそれがある。

本発明は、セルフコーティング層が形成された状態で、羽口の突出し長さを長くする場合に、それに合わせて冷却盤の挿入深度を深くできるようにすることを目的とする。

本発明による高炉の操業方法は、朝顔の上部領域に配設されたステーブと、羽口より上で朝顔の下部領域に積み重ねられた耐火煉瓦と複数段に配設された冷却盤とを備えた高炉の操業方法であって、セルフコーティング層が形成された状態で、前記羽口の炉内への突出長さを長くする場合に、前記各冷却盤をいったん引き抜き、前記セルフコーティング層の炉内側表面に穴あけを行った後、前記各冷却盤の挿入深度を深くすることを特徴とする。

本発明によれば、セルフコーティング層が形成された状態で、羽口の突出し長さを長くする場合に、それに合わせて冷却盤の挿入深度を深くすることができる。これにより、羽口の突出し長さを基にして各冷却盤の炉内への挿入深度を調整して、例えば新たに形成されるセルフコーティング層の下端が前記羽口の先端に合うようにして、該セルフコーティング層に沿って落下する塊状物による羽口の曲損を防止することができ、炉芯の不活性化も解消して、高炉の安定操業が可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１、２は、本実施形態の高炉炉壁構造の羽口から朝顔にかけての部分を示す図である。朝顔の上部領域において、鉄皮１の内側に、キャスタブル２を介して銅ステーブ３が設置される。銅ステーブ３は、上方に向かうにしたがって拡径する適宜な角度を持つ。銅ステーブ３は、炉内側表面に帯状の煉瓦部３ａを有し、鉄皮１の外側に設けられた冷却水供給装置（不図示）から流入する冷却水によって冷却されるものである。

また、羽口４より上で朝顔の下部領域において、鉄皮１の内側に、冷却盤６の支持体として耐火煉瓦５が積み重ねられる。耐火煉瓦５の炉内側表面は、上方に向かうにしたがって、すなわち羽口４側から銅ステーブ３側に向かうにしたがって拡径する適宜な角度を持つ。

さらに、羽口４より上で朝顔の下部領域において、冷却盤６を支持するための支持部７が千鳥状に配設される。支持部７は鉄皮１から耐火煉瓦５の炉内側表面まで貫通する穴であり、各支持部７に鉄皮１の外側から冷却盤６を挿設することができる。すなわち、冷却盤６は、高炉の周方向に適宜な間隔（好ましくは等間隔）で、４〜５段程度（図示例では４段）に配置される。

冷却盤６は、例えば図３に示すように、先端を弧状にした薄型の箱体内に冷却水流路（不図示）を設けた水冷構造を有するものである。本実施形態では、冷却盤６の後端の出張り部６ａと鉄皮１の表面に設けられた支持部９との間にスペーサ８を介在させており、このスペーサ８のサイズを適宜変更することにより、各冷却盤６の炉内への挿入深度が調整可能となっている。

すなわち、本実施形態の高炉炉壁構造においては、冷却盤６により朝顔の下部領域のプロフィルが形成され、銅ステーブ３により朝顔の上部領域のプロフィルが形成される。この場合に、高炉操業に伴って、二点鎖線１１ａに沿うような形で、銅ステーブ３の炉内側表面及び耐火煉瓦５の炉内側表面には、粉コークスやスラグ等により構成される付着物が付着してセルフコーティング層（堆積物）１１が形成される。

そして、上述したように各冷却盤６の炉内への挿入深度が調整可能となっているので、挿入深度を調整することによって、所望のセルフコーティング層１１を形成することができる。したがって、羽口４の突出し長さに合わせてセルフコーティング層１１を形成するようにすれば、図１に示すように、セルフコーティング層１１に沿って落下する塊状物１３があったとしても、羽口４を避けるように落下させることができ、羽口４の曲損を防ぐことができる。

上述したように、近年では、炉芯に還元反応が促進されない領域（表層域の場合が多い）が発生した場合には、この領域をできるだけ小さくするために、羽口４の炉内への突出し長さを長くすることが行われている（特許文献２等を参照）。このように羽口４の突出し長さを長くする場合には、塊状物１３の脱落により羽口が曲損するのを防止する必要がある。図１に示す例において、羽口４の突出し長さを長くする場合（図中点線で示す羽口４´）、その突出し長さと同程度だけ各冷却盤６の挿入深度を深くすればよい（図中点線で示す冷却盤６´）。

例えば数年程度高炉操業が行われ、セルフコーティング層１１が既に形成された状態で、冷却盤６の挿入深度を深くする場合は、冷却盤６をいったん引き抜き、支持部７内からドリル等によりセルフコーティング層１１の炉内側表面に穴あけを行った後、挿入深度を深くするように冷却盤６を再度挿設すればよい。冷却盤６の挿入深度を深くすることにより、これまであったセルフコーティング層１１の炉内側表面に、二点鎖線１２ａに沿うような形で、新たにセルフコーティング層１２が形成されることになる。

なお、上記実施形態では、冷却盤６の炉内への挿入深度を調整するに際して、図３に示すように、もともと長尺の冷却盤６を使用し、スペーサ８のサイズを変更することで炉内への挿入深度を調整するようにしたが、それまで挿設されていた冷却盤６を引き抜き、それよりも長尺化した冷却盤６を新たに挿設するようにしてもよい。

以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、上記実施形態では、冷却盤６の形状を平面視で板状のものを説明したが、それに限定されるものではなく、棒状等にすることも可能である。

本実施形態の高炉炉壁構造の一部断面図である。 高炉炉壁構造の炉内側表面を示す図である。 冷却盤を平面視した図である。

符号の説明

１ 鉄皮
２ キャスタブル
３ 銅ステーブ
４、４´ 羽口
５ 耐火煉瓦
６、６´ 冷却盤
７ 支持部
８ スペーサ

Claims (2)

1. 朝顔の上部領域に配設されたステーブと、
   羽口より上で朝顔の下部領域に積み重ねられた耐火煉瓦と複数段に配設された冷却盤とを備えた高炉の操業方法であって、
   セルフコーティング層が形成された状態で、前記羽口の炉内への突出長さを長くする場合に、前記各冷却盤をいったん引き抜き、前記セルフコーティング層の炉内側表面に穴あけを行った後、前記各冷却盤の挿入深度を深くすることを特徴とする高炉の操業方法。
2. 前記羽口の突出し長さを基にして前記各冷却盤の炉内への挿入深度を調整して、新たに形成されるセルフコーティング層の下端が前記羽口の先端に合うようにして、該セルフコーティング層に沿って落下する塊状物による羽口の曲損を防止するようにさせることを特徴とする請求項１に記載の高炉の操業方法。

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