JPH03291316A - 高炉操業法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高炉の操業方法に関するものである。

［従来の技術］ 高炉内の装入物の降下挙動すなわち炉壁近傍の混合層や
停滞層の形成挙動に及ぼす高炉の内壁面形状のに響が大
きいことが文献に報告されている。たとえば、ｒ鉄と鋼
Ｊ　（６９（１９８３）４．５６１）では、シャフト部
に数段の突起物を設置した場合に炉壁近傍に混合層が形
成されるために、炉壁近傍のガス流速が増加することが
報告サレ、’鉄ト！ａ　（７１（１９８５）　４．５７
５）　テＬｔ、炉腹部以下の炉下部に突起物を設置した
場合に、突起物直上の炉壁近傍に停滞層が形成されるこ
とが報告されている。一方、高炉は火入れ以降の稼働年
数の経過に伴い、炉体レンガの損耗・脱落により、内壁
面形状の炉高方向および円周方向の不均一化が進行する
。このようｔｊ内壁面形状の乱れは、炉壁近傍の混合層
や停滞層を形成させ、高炉操業を不安定化するために、
高炉に内壁面形状の乱れが発生した場合には、その都度
内壁面形状の不均一な乱れを種々の補修技術により修理
することが一般的に実施されている。そして、特公昭６
３−３１５２３号公報では、現在の補修技術ではきわめ
て修理困難な炉腹部以下の炉下部に内壁面形状の乱れが
発生した場合には、炉壁近傍のＯｒｅ／Ｃｏｋｅを大き
くすることにより、炉壁近傍に形成される停滞層を縮小
できることが開示されている。

［発明が解決しようとするｎ題］ しかし、従来実施されている補修の方法では、高炉寿命
の中期から末期の炉体レンガの損耗・脱落により内壁面
形状の炉高方向の不均一化が進行した場合には、休風時
の補修の実施回数が大幅に増加し、補修費用の増大と補
修材料のロスによる炉内への持ち込み粉の増大に起因す
る休風からの送風立ち上げ時の通気トラブルの発生の問
題があり、高炉の安定操業の維持のためには、根本的な
解決策とはなっていない。

そして、前述の特公昭６３−３１５２３号公報の方法で
は、オールコークス操業のように炉壁近傍のＯｒａ／Ｃ
ｏｋｅを大きくできない操業の場合には有効な手段とな
りえないという問題点がある。

そこで、本発明は、現状では高炉の安定操業にとって問
題とされている内壁面形状の乱れを逆に積極的につくり
、かつ、その内壁面形状の乱れを調整することにより、
装入物降下挙動を制御し高炉の安定操業を行うことを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、現状では高炉の安定操業にとって問題とされ
ている内壁面形状の乱れを、逆に積極的につくり、かつ
、その内壁面形状の乱れを調整することにより、装入物
が降下する稼働面プロフィルを制御しざらに炉壁近傍で
の装入物の降下速度および熱流比を制御しようとするも
のである。

具体的には、本発明は、高炉のシャフト下部から朝顔部
の炉壁近傍に、炉高方向に複数に分割した範囲毎に設置
した数段の突起物を炉中心に向かって前後進させること
により、その突起物の突出し長さを炉高方向の複数に分
割した範囲毎にそれぞれ独立して調整し、稼働面のプロ
フィルおよび炉壁近傍の降下速度および熱流比を制御す
る方法である０本発明の方法により、高炉操業上、従来
問題とされてきた内壁面形状の乱れが生じた場合に、シ
ャフト下部から朝顔部の任意の範囲の炉壁近傍に厚みの
小さい停滞層を形成させることが可能となる。さらに、
シャフト下部から朝顔部の任意な範囲の炉壁近傍の装入
物をゆっくり降下させることにより、熱的に最も厳しい
炉下部の任意な範囲での装入物と高温の還元ガスとの熱
交換の時間の短縮を防止することが可能となる。

本発明では、本発明に用いる突起物をシャフト下部から
朝顔部の炉高方向の全範囲、かつ、全円周に設置する場
合について説明したが、局部的に上記突起物を設置する
場合も有効である。

［実　　施　　例コ 本発明の実施例について、作用とともに図面に基づいて
説明する。

本発明の方法は、以下に説明する実験結果から得られた
知見をもとになされた方法である。

本発明者らは、第２図に示すような縦断面の構造をもち
現実の高炉のｌ／２０程度の大きさの模型装置を使用し
て実験を行った。この模型装置の炉床径は３４５＋ｎｍ
であり、炉腹径は３７９ｍｍ　、羽口からシャフト上端
までの有効高さは１２１７ｍｍであった。また、模型装
置の前面には、コークスや擬似鉱石（固液の流量比およ
び充填物の密度が実際の高炉の条件と近似するように調
整した易融合金とステアリン酸の混合物）の降下と溶融
の挙動を観察できるように耐熱性のガラスを装着した。

コークス６および擬似鉱石７は、模型装置上部のベル８
からムーバブルアーマ−９を介して交互に層状に装入さ
れた。他方、１８０℃の加熱空気を装置下部の１８本の
羽口１０から吹込み、擬似鉱石を溶融滴下させた。溶融
物は、炉床に溜められた後に、出銑口１１から排出され
た。コークスは、レースウェイ１２直下に設けた６台の
ロータリーフィーダー１３によって下部ホッパーに運ば
れ、さらにチューブラコンベア１４によって密閉庫内に
排出された。この高炉模型装置において、炉内の温度状
態、通気性、壁面近傍の応力状態およびガス流れを検出
するため、温度計、圧力計および熱線風速計を、それぞ
れ炉壁面あるいは炉内に設置し、装入物の降下状態を検
出するため、等時間線用のトレーサーとして着色コーク
スを装入した。

第１図は、本発明に用いる突起物の作動を説明する図で
ある。１は高炉のシャフト下部から朝顔部の炉高方向に
複数に分割した範囲毎に設置された、炉中心に向かって
水平方向に前後進が可能な突起物であり、２はレンガお
よびステーブ、３は鉄皮、４は炉内、モして５はその突
起物の駆動装置である。そして、シャフト下部、炉腹部
および朝顔部の円周方向に、第１図に示すような炉中心
に向かって水平方向への前後進の調整が、炉高方向の複
数に分割した範囲毎にそれぞそれ独立して調整可能な突
起物１を設置し、シャフト下部からｓＢ部の任意の範囲
の炉壁近傍に厚みの小さい停滞層を形成させ、シャフト
下部から朝顔部の任意の範囲での突起物の突き出し長さ
と炉壁近傍の降下速度および炉壁温度の関係を求めた。

第３図に示すように、シャフト下部から朝顔部の任意の
範囲での停滞層の厚みはｍ１図に示した突起物１の突出
し長さにほぼ比例して増加することが判明した。

上記の知見に基づいて、本発明者らは、突起物の突出し
長さによって停滞層の厚みを制御できるとの考えに至っ
た。第４図に示すように、高炉模型装置のシャフト下部
から朝顔部の範囲の炉内に、本発明の方法のシャフト下
部から朝顔部炉高方向に複数に分割した範囲毎に設置さ
れた水平方向駆動式の突起物１を設置した。突起物１は
シャフト下部から朝顔部の炉高方向に複数に分割した範
囲毎に数段からなる。炉腹部の任意の範囲での炉内側へ
の突起物の突出し長さを　Ｏｍｍから１０ｍｍ（実炉換
算値：２００ｍｍ　）にした結果、炉壁近傍に厚み３０
ｍｍ（実炉換算値＝６００■）の停滞層が形成され、炉
腹部の任意の範囲での炉壁から５０■（実炉換算値：１
０００ｍｍ　）での装入物の降下速度および熱流比は、
突出し長さがＯｍｍの場合に比べて、それぞれ４０亀、
５０主に減少し、炉腹部の任意の範囲での炉壁温度は、
突出し長さが０■の場合に比べて、３（ｎ低下した。つ
ぎに、炉内側への突起物の突出し長さを１０ｍｍから５
ｍｍ　（実炉換算数値：　１００ｍｍ　）にした結果、
炉腹部の任意の範囲での炉壁近傍の停滞層は１０ｍｍ　
（実炉換算数値：　２００ｍｍ　）に縮小し、炉壁から
５０ｍｍ（実炉換算数値＋１０００ｍｍ　）の範囲での
装入物の降下速度および熱流比は、突出し長さがＯｍｍ
の場合に比べて、それぞれ７０に、８０にのレヘルに戻
り、炉腹部の任意の範囲での炉壁温度は、突出し長さが
０１の場合に比べて、９０９６のレベルに戻った。この
ことから、本発明の方法により、シャフト下部から朝顔
部の炉高方向に複数に分割した任意の範囲の炉壁近傍の
装入物の降下速度、熱流比、および、装入物が降下する
稼働面のプロフィルを制御することができることがわか
る。

なお実炉では、シャフト下部から朝顔部の範囲の炉高方
向に５−１５分割、円周方向に４−８分割した、油圧ま
たは圧空の駆動装置によって炉内中心に向かって前後進
が可能な突起物を設置し、その突起物の突出し長さを、
炉高方向に複数に分割した範囲毎にそれぞれ独立して調
節する（ただし円周方向には同時に作動する）ことによ
り、シャフト下部から朝顔部の炉高方向に複数に分割し
た任意の範囲の炉壁近傍の装入物の降下速度、熱流比、
および、装入物が降下する稼働面のプロフィルを制御す
ることができる。

しかし、現実には、炉下部の炉壁近傍に停滞層が形成さ
れると、付着物に成長する可能性があり、付着物に成長
して炉下部での装入物の降下領域が狭くなると、装入物
の降下挙動に悪影響を及ぼす、このような停滞層が付着
物に成長するような徴候は、炉壁温度の急激な低下等の
情報により判定することができるので、その場合には、
燃料比を高目に設定した後に、シャフト下部から＠顔部
の炉高方面に複数に分割した範囲毎に円周方向に独立し
て設置した駆動式の突起物を、シャフト下部から朝顔部
の炉高方向に複数に分割した任意の範囲で炉内側に水平
方向に挿入することによって、操業状態を大きく乱すこ
となく、早期に付着物を脱落させることがで幹る。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明においては、高炉の炉内
のシャフト下部から朝顔部の範囲の炉壁近傍に、シャフ
ト下部から朝顔部の炉高方向に複数に分割した範囲毎に
炉中心に向かって前後進可能な突起物を設定し、シャフ
ト下部から朝顔部の炉高方向に複数に分割した任意の範
囲の突起物の水平方向の突出し長さを、それぞれ独立し
て調整することにより、シャフト下部から朝顔部の炉高
方向に複数に分割した任意の範囲の炉壁近傍の装入物の
降下速度、熱流比、および、装入物が降下する稼働面の
プロフィルを制御することができる。そのため、炉況を
常に安定な状態に維持できるため、低燃料比、高出銑比
で効率よく操業することが可能となり、同時に、高炉の
寿命を従来より長くすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

′ｓ１図は本発明に用いる突起物の概念図、第２図は本
発明において使用した高炉模型の説明図、第３図はシャ
フト下部から朝顔部の特定な範囲での突起物の突出し長
さと炉壁停滞層の厚みとの関係を表したグラフ、第４図
は本発明の方法による装入物が降下する稼働面のプロフ
ィル、炉壁近傍の装入物の降下速度、熱流比、および、
炉壁温度の変化を示す図である。 １：駆動式（油圧または圧空式）の突起物２：レンガお
よびステーブ ３：鉄皮　　　　　　４：炉内 ５：駆動装置　　　　６：コークス ７：疑似鉱石　　　　８：ベル ９：ムーバブルアーマ ｌＯ：羽口　　　　　　１１：出銑口 １２ニレ−スウェイ　　１３：ロータリフイーダ１４：
チューブラコンベア Ａ：朝顔部　　　　　Ｂ：シャフト部 第１図 イ也４名 第 ２ 図 第 図 突起物の突出し長さとコークス粒径の比（） 所（！！所）東京都千代田区大手町２丁目６番３号名（
名称”）　（６６５）新日本製鐵株式會社補 正 本願明細書中下記事環を補正致します。 記 ′！Ｊ８頁１６行目に 「第４図」とあるを 「第１図」と訂正する。 Ｚ、＄９頁２行目に 「数段からな、る、炉腹部」とあるな ｒ数段からなる。第４図に示すように、部」と訂正する
。 炉腹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高炉内のシャフト下部から朝顔部の範囲の炉壁近傍
   に、炉中心に向かって前後進可能な突起物を炉高方向に
   複数に分割して設置し、複数に分割した範囲毎に前記突
   起物の水平方向の突出し長さをそれぞれ独立して調整す
   ることにより、炉高方向の任意の範囲の炉壁近傍の装入
   物の降下速度および熱流比を制御することを特徴とする
   高炉操業方法。 ２　高炉内のシャフト下部から朝顔部の範囲の炉壁近傍
   に、炉中心に向かって前後進可能な突起物を炉高方向に
   複数に分割して設置し、複数に分割した範囲毎に前記突
   起物の水平方向の突出し長さをそれぞれ独立して調整す
   ることにより、炉高方向の任意の範囲の装入物が降下す
   る稼働面のプロフィルを制御することを特徴とする高炉
   操業方法。