JP5064086B2

JP5064086B2 - 高炉操業方法

Info

Publication number: JP5064086B2
Application number: JP2007103049A
Authority: JP
Inventors: 正義高尾; 誠磯部; 基樹本田; 理郎浦辺
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-04-10
Also published as: JP2008260984A

Description

本発明は高炉の羽口から吹き込む微粉炭量を調整することにより、炉内に装入した装入物表面までの距離（以後、装入物レベルと称する）の円周方向の偏差を解消させる高炉操業方法に関する。

高炉操業安定化の為には炉内のガス流の円周バランスを均一にすることが重要となるが、そのためには炉頂からの装入物分布を円周方向で均一にする必要がある。高炉炉内の装入物レベルは差指と呼ばれる複数の検出端で測定されているが、そのレベル差（以下、ΔＳＴＬとも称す）の拡大は装入物の流れ込み量の偏差を拡大させ、操業変動を惹起して炉況が不安定化する問題がある。
従来、例えば、このΔＳＴＬを低減させるために、差指の測定値の高い部分の炉頂円周部分に該当する羽口の熱風制御弁を絞り、支管風量を低減することで、その羽口上方の装入物の荷下がり速度を遅らせる方法（例えば、特許文献1参照）などが提案されてきている。

特開平１−１５６４１１号公報

装入物の円周方向の装入物レベルの偏差を低減させるために、前記特許文献１のように羽口の支管風量を低減させると、羽口先端部に形成されるレースウェイ領域および酸素供給量が減少する為に、部分的に溶銑滓の還元が停滞する。
一方、微粉炭の吹き込み量は一定であるために、微粉炭比（以下、ＰＣＲとも称す）の部分的な上昇を招き、還元剤比(以下、ＲＡＲとも称す)が増加する。この部分的なＲＡＲの増加により炉内の融着帯位置に高低差が生じることから、炉内を上昇するガス流量が円周方向で異なり(偏流し)、炉況の悪化が発生する。
また、ＲＡＲの低下により融着帯の根部が垂れ下がることから、高炉下部に未還元溶融物が落下し易くなり、高炉の炉下部で吸熱反応である直接還元反応（以下、ＳＬＣ反応とも称す）が進行し炉内の熱（以下、炉熱とも称す）レベルが低下する等して、安定した操業の継続が困難となることがある。
そこで、本発明は炉内装入物に生じたΔＳＴＬが予め設定した基準値を超えることがないようにＲＡＲの円周バランスを維持しつつ、ΔＳＴＬの低減を図ることにより安定した操業を継続させることを課題とする。

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、その特徴とする手段は、
(１)高炉の羽口より微粉炭を吹込む高炉操業方法において、前記高炉の炉頂部から装入物表面までの距離を円周方向で測定して測定値の最大値と最小値の差を求め、その差が予め設定した基準値以下になるように、前記測定した装入物表面までの距離の最大値または最小値の部位の下方もしくはその近傍の前記羽口の微粉炭吹込量を調整する高炉操業方法である。
(２)前記測定した装入物表面までの距離の最大値の部位の下方またはその近傍の前記羽口の微粉炭吹込量を減少させる上記(１)記載の高炉操業方法である。
(３)前記測定した装入物表面までの距離の最小値の部位の下方またはその近傍の前記羽口の微粉炭吹込量を増加させる上記(１)または上記(２)記載の高炉操業方法である。

本発明によれば、高炉炉内のＲＡＲの円周バランスを維持しつつΔＳＴＬを低減できることから、融着帯位置を円周方向で一定に保つことが可能となる。その結果、炉内ガス流の円周バランスの均一化と炉熱低下の抑制が図られて高炉の安定操業が高位で継続することとなり、この分野における効果は大きい。

先ず、高炉炉内に装入された装入物レベルにΔＳＴＬが生じるメカニズムを図１を参照して説明する。
これは、何らかの理由により高炉１の一側（図１の右側）の装入物降下速度が遅くなると、相対的に装入物降下速度が速い側（図１の左側）に装入物が流れ込み、装入物の凹部が中心からずれる。装入物の凹部が中心からずれた状態となると装入物レベル４が深い部位(図面右側)は、装入物レベル４が浅い部位(図面左側)に比して、還元される装入物の量が少くなり、結果としてＲＡＲが上昇する。ここで全ての羽口９から当量の微粉炭を吹き込むと、装入物レベル４が深い部位のＲＡＲ上昇が助長され、その部位の装入物降下がさらに遅れて、差指２で測定される装入物レベル４のレベル差であるΔＳＴＬ３が生じるものと思われる。なお、図１において符号５は微粉炭分配器、符号６は微粉炭吹込量調整用のリング、符号７は微粉炭流量計、符号８は微粉炭吹込用のバーナーである。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る高炉操業方法において、ΔＳＴＬを低減する方法について説明する。
ΔＳＴＬを低減して予め設定した基準値以下になるようにするためには、装入物レベルが深い部位(図面右側)の微粉炭吹込量を低減させて装入物降下速度の上昇（コークス消費の促進）を図る必要がある。
このために本実施の形態では、装入レベルが深い部位の下方またはその近傍の羽口の微粉炭吹込量を減少して、該微粉炭の燃焼で消費される酸素量を低減することにより、その羽口前レースウェイでのコークスを燃焼するための酸素量を増加し、炉内円周方向の装入物レベルに発生するΔＳＴＬを低減するものである。

更に、前記実施の形態では装入レベルが深い部位のレベルを上昇することにより該装入物のΔＳＴＬを低減する方法について説明したが、本発明の第２の実施の形態に係る高炉操業方法においては、これとは逆に、装入物レベルが浅い部位のレベルを低下して、該装入物のΔＳＴＬを低減している。
ΔＳＴＬを低減するためには、装入物レベルが浅い部位(図面左側)の微粉炭吹込量を増加させて装入物降下速度の低減（コークス消費の低減）を図る必要がある。
このために本実施の形態では、装入レベルが浅い部位の下方またはその近傍の羽口の微粉炭吹込量を増加させ、該微粉炭の燃焼で消費される酸素量を増加することにより、その羽口前レースウェイでのコークスを燃焼するための酸素量を低減し、炉内円周方向の装入物レベルに発生するΔＳＴＬを低減している。
これは、装入レベルが浅い部位(図面左側)の下方またはその近傍の羽口の微粉炭吹込量を増加させると、この部位を上昇する炉内ガス中の酸素量が低減するために、コークス消費量の低減が図られることで、この部位の装入物降下速度が低減して炉内円周方向の装入物レベルに発生するΔＳＴＬを低減するものである。
さらに、上記装入レベルが深い部位のレベルを上昇する方法と装入物レベルが浅い部位のレベルを低下する方法を同時に行うことが、早期に装入物に発生したΔＳＴＬを低減することができるので好ましい。
なお、前記羽口毎の微粉炭吹込量の調整は特公平１−２０６８５公報に提案のように、微粉炭吹き込み設備の分配器５内のリング６の突出量の増減によって行うことが好ましい。

また、前記近傍の羽口とは、例えば、羽口が４０本程度の高炉であれば装入レベル測定部位の下方の左右３〜４本を指し、調整はそのうちの1本ないしは複数で実施する。
さらに、ΔＳＴＬの基準値は、高炉の構造、操業設計などによって異なることから、操業実績から予め決定されるものである。実炉では急激にガス流変動や操業変動を来たした際のΔＳＴＬの値を前記基準値に設定することが望ましい。

本発明で実施例として使用する高炉は内容積が５０００m³級のベル式超大型高炉で、羽口数は４０本、さらに図1に示すように装入物のレベル(即ち、高炉の炉頂部から装入物の表面までの距離)を複数の差指により連続的に円周方向で測定して、その最大値と最小値の差からΔＳＴＬを算出している。差指と羽口の取り合いを図2に示す。
以下、表1に本発明の実施例１〜３を示す。

実施例１は装入物表面までの距離が最大値の部位近傍の微粉炭吹込量の低減と装入物表面までの距離が最小値の部位近傍の微粉炭吹込量を増加させたケースである。
装入物表面までの距離が最大となったNo.２差指については、No.２差指下方付近の#１０羽口の吹込量低減の為に前記リングの突出量を調整し、送風量当りの羽口毎吹込量を１２３ｇ／Nm³から１１０ｇ／Nm³に低減させた。逆に装入物表面までの距離が最小となったNo.4差指については、No.４差指下方付近の#２７、２８羽口の吹込量増加の為に前記リングの突出量を調整し、送風量当りの羽口毎吹込量を９７ｇ／Nm³から１１０ｇ／Nm³に増加させたので、不安定であった炉況が安定した。
実施例２は装入物表面までの距離が最小の部位近傍の微粉炭吹込量を増加させたケースであり、No.１、３差指の装入物表面までの距離が最小となったケースである。No.１差指下方付近の#１、３９、４０およびNo.３差指下方付近の#１６、１７について羽口の吹込量増加の為に前記リングの突出量を調整し送風量当りの羽口毎吹込量を８０~９０ｇ／Nm³から９５ｇ／Nm³に増加させたので、不安定であった炉況が安定した。
実施例３は装入物表面までの距離が最大値の部位近傍の微粉炭吹込量を低減させたケースであり、No.２差指が装入物表面までの距離が最大となったことから、No.２差指下方付近の#４、５、６羽口の吹込量低減の為に前記リングの突出量を調整し、送風量当りの羽口毎吹込量を１２４ｇ／Nm³から１１０ｇ／Nm³に低減させたので、不安定であった炉況が安定した。
なお、表中の調整後とは、微粉炭吹込量を調整した後3日平均、調整前とは調整前3日平均である。
いずれのケースでもΔSTLが改善されていることが確認され、ガス流変動を示す指数（ガス流変動指数とも称す）が大幅に改善されて炉況が安定した。

高炉の炉内装入物の状態を示す説明図である。本発明の実施例の高炉の差指の位置と羽口の関係を示す説明図である。

符号の説明

１：高炉、２：差指、３：ΔSTL、４：装入物レベル、５：微粉炭分配器、６：微粉炭吹込量調整用のリング、７：微粉炭流量計、８：微粉炭吹込用のバーナー、9：羽口

Claims

高炉の羽口より微粉炭を吹込む高炉操業方法において、前記高炉の炉頂部から装入物表面までの距離を円周方向で測定して測定値の最大値と最小値の差を求め、その差が予め設定した基準値以下になるように、前記測定した装入物表面までの距離の最大値または最小値の部位の下方もしくはその近傍の前記羽口の微粉炭吹込量を調整することを特徴とする高炉操業方法。
前記測定した装入物表面までの距離の最大値の部位の下方またはその近傍の前記羽口の微粉炭吹込量を減少させることを特徴とする請求項1記載の高炉操業方法。
前記測定した装入物表面までの距離の最小値の部位の下方またはその近傍の前記羽口の微粉炭吹込量を増加させ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。