JP4808931B2 - 高炉の出銑滓制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、高炉内の溶銑を溶滓ごと出銑孔から出銑滓として排出する際の高炉の出銑滓制御方法に関するものである。

高炉では、一般的に、コークスや鉱石等を上方から投入し、炉の下部に設けられた羽口から熱風を送風することにより、当該羽口前方の所謂レースウエイで燃焼に類似した温度上昇が発生し、これによって鉱石が溶融し、溶銑と溶滓として炉床に流下する。このように高炉の炉床部に貯留された溶銑及び溶滓（以下、単に溶銑滓とも記す）は、炉壁下端部に形成された出銑孔から出銑滓として排出される。

この出銑滓排出の際の従来の制御方法としては、例えば出銑孔からの出銑滓の状態、具体的には出銑と出滓との比率に基づいて、出銑孔から高炉内に押し込むマッドの押量と出銑孔深度との比率、即ち深度指数を調整することにより、出銑孔前の空間、所謂フリースペースの形態を制御して良好な出銑滓を確保するものがある（例えば特許文献１）。
特開２００２−６０８１９公報

しかしながら、前記従来の出銑滓制御方法では、まず出銑孔から排出される出銑滓の状態を検出し、その後、マッド押量と出銑孔深度との比率からなる深度指数を調整し、然る後、出銑孔前空間の形態が調整されて出銑滓量を確保できるというものであるため、出銑孔前空間の形態の調整までに手間と時間がかかるという問題がある。
本発明は、良好な出銑量を確保するために出銑孔前空間の形態の調整が容易な高炉の出銑滓制御方法を提供することを目的とするものである。

上記問題を解決するために、本発明の高炉の出銑滓制御方法は、高炉の全周に渡って設けられている羽口から微粉炭を噴出しながら操業を行うときの、高炉内の溶銑を溶滓ごと出銑孔から出銑滓として排出する際の高炉の出銑滓制御方法であって、高炉の全周に渡って設けられている羽口のうち、前記出銑孔の上方の羽口から投入する前記微粉炭を、前記出銑滓の排出に先立ち或いはそれと同時に、他の羽口から投入する微粉炭より少なくするか、又は零として、前記出銑孔上方のレースウエイでのコークス消費を促進し、出銑孔近傍のコークス充填層を浮上させ、マッド堆積層とコークス充填層の間に形成される出銑孔前の空間を大きくして、出銑滓量を増大することを特徴とするものである。

而して、本発明の高炉の出銑滓制御方法によれば、出銑孔の上方の羽口から投入する微粉状燃料を、他の羽口から投入する微粉状燃料より少なくするか、又は零とすることにより、出銑孔前のコークスの消費が大きくなり、その結果、出銑孔前の空間が大きくなって出銑滓量が増大する。

次に本発明に係る高炉の出銑滓制御方法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、図１には、本実施形態の高炉の羽口から炉床部までの縦断面図を示す。高炉の炉壁１の下部には、その全周に渡って、熱風送風口としての羽口２が多数設けられている。この羽口２には、図示されない熱風炉で１０００℃程度まで加熱されたガスが供給され、当該羽口２から高炉内に吹出された熱風は、後述するコークス充填層４にレースウエイ３と呼ばれる高熱空間部を形成する。なお、羽口２には、微粉状の燃料、具体的には微粉炭を噴出するノズル１０が設けられており、通常は、全ての羽口２のノズル１０から微粉炭を噴出しながら操業を行う。

一方、高炉の上方から投入されたコークスや鉱石等は、前記羽口２より下方では、ほぼコークスだけからなるコークス充填層４を形成する。これは、前記レースウエイ３での高温加熱によって鉱石が溶融し、それが溶銑及び溶滓，つまり溶銑滓９として炉床部に流下するためである。
また、炉床部は、耐火材からなるマッドで覆われて、マッド堆積層５を構成している。このマッドは、炉壁からマッド堆積層５まで穿設された出銑孔７を閉塞するために用いられるものであり、このマッド堆積層５が、本来の炉床を保護している。

そして、高炉の炉床部，つまり前記マッド堆積層５上に溶銑滓９が或る程度溜まったら、前記炉壁１からマッド堆積層５まで出銑孔７を貫通し、この出銑孔７から溶銑滓９を出銑滓として排出する。
そして、本実施形態では、前記出銑滓の排出に先立ち或いはそれと同時に、出銑孔７の上方の羽口２から噴出する微粉炭の量を、他の羽口２から噴出する微粉炭の量より少なくする、或いは当該出銑孔７の上方の羽口２から噴出する微粉炭の量を零にする。その理由を以下に説明する。

図２は、図１の高炉内を簡潔に表したものであり、高炉の内部にはコークス及び鉱石が充満しているものとする。前述のように、羽口２は、高炉１の炉壁全周にわたって設けられているので、炉内のコークス充填層４を炉の外周部、即ち図に破線で分断した領域Ａと、炉の中央部、即ち図に破線で分断した領域Ｂとに分けて考える。このうち、炉の外周部（領域Ａ）に存在するコークス充填層４内のコークスは、レースウエイ３に向けて上方から直接接近する（レースウエイ３に入る）。一方、炉の中央部（領域Ｂ）に存在するコークス充填層４内のコークスは、出銑滓に伴って、一旦、羽口レベルより降下し、溶銑滓レベルの上下に伴って浮沈し、レースウエイ３には下方から接近する（レースウエイ３に入る）。この領域Ｂでのコークス浮上量が大きいほど、出銑滓時の出銑孔前の空間６が大きくなり、出銑滓量が増大する。そのためには、出銑孔上方のレースウエイ３でのコークス消費が大きいことが望まれる。

一方、前述した羽口２から噴出される微粉炭は、レースウエイ３を高温に保持するために用いられるが、微粉炭の噴出量が大きくなりすぎると、未燃チャー（石炭の中の不燃物）や灰化物によって、レースウエイ３の外側に形成される、シェルと呼ばれる硬化層が肥大化する。このシェルは、通気性も通液性もよくないので、コークスの消費を阻害し、コークス充填層４の浮上も阻害する。更に、出銑孔７の上方に噴出された微粉炭自身の燃焼に酸素が消費されてしまうために、その下方のコークスの消費が阻害され、これによってもコークス充填層４の浮上が阻害される。

そのため、本実施形態では、出銑孔７の上方の羽口２から噴出する微粉炭の量を、他の羽口２から噴出する微粉炭の量より少なくする、或いは当該出銑孔７の上方の羽口２から噴出する微粉炭の量を零にすることで、出銑孔７の上方のコークス充填層４内のコークスの消費を促進し、もって出銑孔７近傍のコークス充填層４を浮上させ、出銑孔７前の空間６を大きくして、出銑滓量を増大する。
このように、本実施形態の高炉の出銑滓制御方法によれば、出銑孔７の上方の羽口２から噴出する微粉炭の量を、他の羽口２から噴出する微粉炭の量より少なくする、或いは当該出銑孔７の上方の羽口２から噴出する微粉炭の量を零にすることで、出銑孔７前の空間６を大きくして出銑滓量を増大することができるので、手間や時間をかけずに、容易に出銑滓量を確保することができる。

高炉の羽口から炉床部までの状態を示す縦断面図である。 図１の高炉における本発明の出銑滓制御方法の作用の説明図である。

符号の説明

１は炉壁
２は羽口
３はレースウエイ
４はコークス充填層
５はマッド堆積層
６は空間
７は出銑孔
８は流量制御弁
９は溶銑滓
１０はノズル

Claims (1)

1. 高炉の全周に渡って設けられている羽口から微粉炭を噴出しながら操業を行うときの、高炉内の溶銑を溶滓ごと出銑孔から出銑滓として排出する際の高炉の出銑滓制御方法であって、高炉の全周に渡って設けられている羽口のうち、前記出銑孔の上方の羽口から投入する前記微粉炭を、前記出銑滓の排出に先立ち或いはそれと同時に、他の羽口から投入する微粉炭より少なくするか、又は零として、前記出銑孔上方のレースウエイでのコークス消費を促進し、出銑孔近傍のコークス充填層を浮上させ、マッド堆積層とコークス充填層の間に形成される出銑孔前の空間を大きくして、出銑滓量を増大することを特徴とする高炉の出銑滓制御方法。

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