JPH024647B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、高炉の操業方法に関し、とくに高
炉操業中炉内に局所的な炉況異常が生じた場合で
も、該炉況異常を有利に軽減して操業の安定な維
持を可能ならしめようとするものである。 一般に高炉操業においては、高炉の炉周に沿つ
た各部（以下炉周方向という）で、しばしば局所
的な、 (1) 炉壁れんが損傷、炉体冷却設備の破損および
鉄皮破損、 (2) 炉壁での付着物の生成、 などの炉内異常が生じ、ひいては炉況異常をもた
らす。かような炉況異常は高炉の円滑な操業に及
ぼす悪影響が大きく、従つて上掲１，２の如き炉
内異常が生じた場合には、破損個所の保護ないし
付着物の除去を行う必要があり、そのための対策
として従来、高炉全体の半径方向における鉱石／
コークス（以下単にＯ／Ｃで示す）分布の調整、
または高炉全体にわたるＯ／Ｃ比の調整が行われ
ている。 しかしながらかような高炉全体にわたる調整
は、いずれも燃料比を大きく上昇させ、しかも高
炉の安定操業を著しく阻害していたのである。 この発明は上記の問題を有利に解決するもの
で、炉況異常が生じた局所のみのＯ／Ｃ比を効果
的に調整するとにより、燃料比の増大をもたらす
ことなく、しかも高炉操業を安定に維持すること
ができる操業方法を提案するものである。 すなわちこの発明は、複数の炉頂バンカーから
排出されたのち、垂直シユート内を偏つて落下し
てくる原料を、旋回シユートを用いて直接高炉内
に装入しつつ、炉床から溶銑を取出すベルレス高
炉操業において、 鉱石およびコークスの排出に使用するバンカー
の選択、ならびに旋回シユートの旋回方向の設定
のうち少なくともいずれか一方と、旋回シユート
の旋回速度の設定との組合せによつて定まる、炉
周に沿つた鉱石／コークス比の最大偏り方向が
種々に異なる複数の装入パターンを予め用意して
おき、 炉周に沿うある領域において炉況異常が生じた
場合に、その炉況異常に応じ、上記の複数の装入
パターンの中からその領域での炉況異常を緩和す
る鉱石／コークス分布をもつ装入パターンを指定
し、 この指定装入パターンに基いて該領域での鉱
石／コークス比の増減をもたらす原料の装入を行
うことをもつて、前記課題の解決手段とするもの
である。 以下この発明を具体的に説明する。 さて第１図に、旋回シユートを用いて高炉内に
原料を装入した場合における、装入物の積層状態
とくにＯ／Ｃ分布状態を炉頂設備と共に断面で、
また第２図に炉頂バンカー、垂直シユートおよび
旋回シユートの位置関係をそれぞれ示す。 図中番号１，２はいずれも炉頂バンカーで、こ
の例では炉頂バンカー１から鉱石を同２からコー
クスを排出する場合について示し、３は垂直シユ
ート、４は旋回シユート、そして５は高炉の炉壁
である。 上記の如き炉頂設備によつて炉内に原料を装入
する場合、各炉頂バンカー１，２から排出された
原料は、垂直シユート３内を通過する際、いずれ
の炉頂バンカーから排出されたかで垂直シユート
３内で異なる落下位置を占め、例えば図中に矢印
で示したような偏流が生じる。その結果、原料は
旋回シユート４上の異なる位置に落下することに
なるから、該旋回シユート４上での原料の移動距
離は、d₁からd₂までの間で変動する。従つて原料
の旋回シユート４上での移動時間ならびに該シユ
ート４を離れる際の速度、方向に差異が生じるた
め、旋回シユート４で分配された原料の炉内で装
入物層分布に偏り、すなわち第１図に示した堆積
層プロフイルに見られるようなＯ／Ｃ分布の偏り
が生じること、を発見した。 発明者らは上記の点に注目し、かようなＯ／Ｃ
分布の偏りを逆に、炉況異常の解消に利用できな
いものかと考え、まず、旋回シユートを用いた場
合にＯ／Ｃ分布に偏りが生じる要因につき鋭意研
究を重ねたところ、次の事柄が解明された。 すなわち高炉の炉周方向におけるＯ／Ｃ比が、
どの位置で大きく、またどの位置で小さくなるか
は、 (イ) 原料の排出のために使用する炉頂バンカーの
選択、 (ロ) 旋回シユートの旋回方向、および (ハ) 旋回シユートの旋回速度 の３つの要因にとくに大きく影響され、これら３
つの条件の組合わせ如何によつて変化する。 そこで発明者らは、上記した使用バンカーの選
択ならびに旋回シユートの旋回方向および旋回速
度の組合わせにおいて生じる炉周方向における鉱
石、コークスそれぞれの増減領域ならびにＯ／Ｃ
比の増減領域を、高炉炉周の複数個所に設置した
サウンジングまたは同じく炉周の複数個所で採
取、分析した炉頂ガス組成から直接または間接的
に検出し、その結果に基き、炉周方向で異つた
Ｏ／Ｃ分布を呈するような装入方式をパターン化
した。 その一例を表Ｉに示す。表Ｉの例は、旋回シユ
ートの旋回速度は一定として、使用バンカーの選
択および旋回シユートの旋回方向の切替えを組合
わせたものである。

【表】 表Ｉは、どちらの炉頂バンカー，を使うの
か、またシユートの旋回方向はどの向きにするの
かという組合せで決定される装入方式と、その装
入方式を採用したときに装入物が炉内においてど
のようなＯ／Ｃ分布になるかという関係を示すも
ので、各装入方式を採用するときにあらわれる炉
周方向に見られるＯ／Ｃ分布の違いに応じてそれ
を４種のものに区別した。その区別した４種のも
のをＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄパターンとすると、各パター
ンにおけるＯ／Ｃ分布の偏りは、例えばＡパター
ンの場合、炉周方向を４つの領域に分けたときに
第１、第３象限のＯ／Ｃは平均的な値をもつのに
対し、第２象限の領域ではＯ／Ｃが大きく、一方
第４象限の領域ではＯ／Ｃが小さいという炉周方
向の偏りをもつＯ／Ｃ分布状態を示しているので
ある。 逆に、このようなパターンＡのＯ／Ｃ分布とな
るように原料の装入を行いたいときには、炉頂バ
ンカーＩからコークスを、同から鉱石を排出す
ると共に旋回シユートは時計まわりの正旋回を選
ぶ装入方式とすればよいのである。 次に旋回シユートの旋回方向は一定にしてお
き、使用バンカーの切替えおよび旋回速度を変化
させた場合のパターン化について説明する。 旋回シユートの旋回速度を変更した場合に、原
料の堆積分布の偏りが最大となる方向（堆積量の
少い方から多い方へ向きをとり、以下単に最大偏
り方向という）の基準線とのなす角θは、第３図
に示したように、旋回速度の増減に伴つてθ′，
θ″のように連続的に増減する。従つて前掲表に
おけるパターンＡについて、旋回速度を上昇させ
ていくと、Ｏ／Ｃが大きいところは第２象限から
第１象限の領域に、またＯ／Ｃが小さいところは
第４象限から第３象限の領域に連続的に移行させ
ることができ、結局表のパターンＣに従つて装
入した場合と同じＯ／Ｃ分布にすることができ
る。同様にパターンＡにおいて旋回方向はそのま
ま使用バンカーを切替えたパターンＢについても
旋回速度を上昇させることにより、連続的にパタ
ーンＤと同様のＯ／Ｃ分布にすることができる。 すなわち、使用バンカーの切替えおよび旋回シ
ユートの旋回速度の変更の２つの組合わせによつ
ても表と同様のパターン分けができるのであ
る。 次に原料の使用バンカーの切替えは行わずに、
旋回シユートの旋回方向と旋回速度の変更によつ
て装入方式をパターン化する場合について説明す
る。 同じく表のパターン分けにおいて、パターン
Ａにつき使用バンカーの切替えを行わず、旋回シ
ユートの旋回方向を逆転させたのがパターンＣで
ある。これらのパターンＡ，Ｃにおいて、旋回速
度を上昇させて最大偏り方向を180゜回転させると
パターンＢおよびＤとなり、結局旋回シユートの
旋回方向および旋回速度の変更によつても表と
同じく４つのパターン分けを行なうことができ
る。 このように使用バンカーの選択、ならびに旋回
シユートの旋回方向および旋回速度のうちから選
んだ２つの条件を組合わせることによつて、炉周
方向で異つたＯ／Ｃ分布を示す幾つかの装入パタ
ーンを得ることができ、さらには３つの条件すべ
てを組合わせることによつても同様にして装入方
式をパターン化することができるのである。 しかしながら上述の説明から明らかなように、
使用バンカーの選択、ならびに旋回シユートの旋
回方向および旋回速度の３つの条件のうち、使用
バンカーの選択と旋回シユートの旋回方向との組
合せによつて装入方式をパターン化する場合は、
表にも示したとおり、炉周方向の固定された領
域におけるＯ／Ｃ分布の調整しかできず、ある領
域におけるＯ／Ｃ分布を炉周方向に連続して移行
させるためには旋回シユートの旋回速度の調整が
不可欠である。 この点、換言すると、旋回シユートの旋回速度
をパターン化の必須条件とすれば、Ｏ／Ｃ比の最
大偏り方向を、炉周方向全周にわたつて連続的に
移行させることが可能となるわけである。 ところで炉況異常は、炉周方向の特定位置にて
発生するというものではなく、どの位置において
も起こり得るものであるから、固定された領域の
Ｏ／Ｃ分布の調整によつては、必ずしも満足のい
く結果が得られるとは限らない。 そこでこの発明では、炉況異常が炉内の何処に
生じても的確に対処できるように、旋回シユート
の旋回速度を必須要件とし、これと使用バンカー
の選択および旋回シユートの旋回方向のうち少な
くともいずれか一方との組合せによつて、装入方
式のパターン化を行うことにしたのである。 なお高炉の定常操業時においては、炉周方向で
Ｏ／Ｃ分布に偏りが生じるのは好ましくない。そ
こで定常操業時には、パターンＡと同Ｂまたはパ
ターンＣと同Ｄとを数チヤージずつ交互に使用し
て炉周方向においてＯ／Ｃ分布に偏りが生じない
ようにしておく。そして何かの原因で炉況異常、
たとえば炉壁れんが損傷が生じた場合には、その
領域でＯ／Ｃ比が大きくなる装入パターンを指定
して該領域での温度上昇を抑え、一方炉壁に付着
物が生成した場合には、その領域でのＯ／Ｃ比を
小さくする装入パターンを指定して温度を上昇さ
せることにより該付着物生成に対処する操業を行
うのである。かくして炉況異常が解消されたのち
は、再び定常操業にもどすのである。 以下この発明の好適実施例につき、前掲第１表
に示した炉頂バンカーの選択および旋回シユート
の旋回速度の組合わせによつて装入方式をパター
ン化した場合を代表例として、従来法と比較して
説明する。 第４図に、炉壁付着物が生成した場合に、従来
法に従つて高炉半径方向のＯ／Ｃ分布調整を行
い、高炉の炉壁全周のＯ／Ｃ比を下げて該付着物
を除去した場合の、燃料比（同図ｃ）ならびにス
リツプ回数（同図ｂ）の推移について調べた結果
を示す。この例ではとくに炉内の45゜方向に付着
物が生成した場合であり、付着物の生成は第５図
に示したように炉周方向の４ケ所に設置した温度
計で測定した炉壁温度の推移（第４図ａ）で検出
した。 従来法においては、切替え装入後、炉壁温度が
全般的に上昇し、付着物が脱落するまでに８日間
を要した。しかもその間スリツプ回数の増加量は
最高６回と多く、また燃料比の増加量も約10Kg/
ｔ・ｐ）と大きかつた。 次に第６図に、炉内135゜方向に付着物が生成し
た場合に、この発明法に従つて、それまで
7.6rpmの速度で旋回させていたシユートの旋回
速度を9.2rpmに増加するとともに、鉱石を側
バンカーから、コークスを側バンカーから入れ
るパターンを選択（このとき旋回シユートの旋回
方向は正旋回）して、炉周方向のＯ／Ｃ分布が
135゜方向で最も小さくなるようにし、この装入パ
ターンに基づいて高炉装入を行つた場合の、スリ
ツプ回数（同図ｂ）ならびに燃料比（同図ｃ）に
ついて調べた結果を示す。 同図より明らかなように、切替え操業から６日
目では付着物は脱落し、その間における135゜方向
以外の方向の炉壁温度の変化は小さく、しかもス
リツプ回数および燃料比の増加量とも従来に比べ
て著しく軽減された。 以上述べたようにこの発明によれば、高炉操業
中、炉況異常が生じた場合であつても、その炉況
異常を燃料比やスリツプ回数の低減の下に効果的
に解消することができ、高炉の安定操業に大きく
貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉頂設備と炉内装入物の堆積状態を示
す断面図、第２図は炉頂バンカー、垂直シユート
および旋回シユートの位置関係を示す模式図、第
３図は旋回シユートの旋回速度の変更に伴う最大
偏り方向の変化を示した図、第４図ａ，ｂおよび
ｃはそれぞれ従来法に従う炉壁付着物の除去に伴
う炉壁温度、スリツプ回数および燃料比の推移を
示したグラフ、第５図ａ，ｂはそれぞれ温度計の
設置位置を示した図、第６図ａ，ｂおよびｃはそ
れぞれこの発明に従つて炉壁付着物を除去した場
合の炉壁温度、スリツプ回数および燃料比の推移
を示したグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の炉頂バンカーから排出されたのち、垂
   直シユート内を偏つて落下してくる原料を、旋回
   シユートを用いて直接高炉内に装入しつつ、炉床
   から溶銑を取出すベルレス高炉操業において、 鉱石およびコークスの排出に使用するバンカー
   の選択、ならびに旋回シユートの旋回方向の設定
   のうち少なくともいずれか一方と、旋回シユート
   の旋回速度の設定との組合せによつて定まる、炉
   周に沿つた鉱石／コークス比の最大偏り方向が
   種々に異なる複数の装入パターンを予め用意して
   おき、 炉周に沿うある領域において炉況異常が生じた
   場合に、その炉況異常に応じ、上記の複数の装入
   パターンの中からその領域での炉況異常を緩和す
   る鉱石／コークス分布をもつ装入パターンを指定
   し、 この指定装入パターンに基いて該領域での鉱
   石／コークス比の増減をもたらす原料の装入を行
   うことを特徴とする高炉の操業方法。