JPH0417606A - 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、高炉の羽口部から微粉炭を多量に吹込む際に
、高炉下部中心のコークス層（炉芯と称する）内の温度
を保持し、生産性、燃料比を維持させた高炉操業法に関
する。

（従来の技術） 高炉操業にあっては、コークス代替として、安価で燃焼
性がよく発熱量の高い燃料（微粉炭、石油、重油、ナフ
サ等）を羽口部より吹込み、溶銑製造コスト低減、生産
性向上をはかつてきており、特公昭４０−２３７８３号
公報にその技術が開示されている。とくに最近では価格
の点から微粉炭吹込みが主流となっており、燃料比低減
（コスト低減）、生産性向上に大きく寄与している。

このようにして吹込まれた微粉炭は高炉内で一部のコー
クスの代りに燃焼し、その燃焼性の良さと高い発熱量の
ために、高温で多量の還元ガスを生成し効率的な還元反
応を行う。したがって炉頂より装入された鉄鉱石はすば
やく金属状態に還元されるとともに、溶融して高温の溶
銑となり、高炉の炉熱が高く生産性が向上する。

（発明が解決しようとする課題） ところで従来の高炉操業において、微粉炭を多量に吹込
むと、吹込んだ微粉炭全量が燃焼せずに一部未燃チャー
が発生する。この未燃チャーは上昇ガス流に乗って炉頂
より排出されるため、微粉炭のコークスに対する置換率
が低下し、燃料比上昇、生産量低下を引き起こす。

またこの未燃チャーが高炉下部中心のコークス層（炉芯
と称する）に捕捉されるため、この部分を流下する溶銑
滓の通液性を阻害し、ひいてはこの部分のガスの通気性
を阻害することになり、高炉の生産量はさらに低下する
。このとき高炉全体の通気性を示す送風圧力が上昇し、
炉芯内温度が低下したと想定される。

このため、微粉炭の吹込み量には上限が存在し、次に示
す過剰酸素率を１，０以上に維持している。

（Ａ剰酸素率）＝ （羽口部より吹込まれる空気、純酸素、微粉炭中酸素量
）／（微粉炭中炭素、水素をＣＯ□、Ｈ２Ｏまで燃焼す
るのに必要な酸素量）過剰酸素率か１０以上の場合は微
粉炭中の炭素、水素が全量、Ｃ＋０２−Ｃｏｔ、２Ｈ＋
１／２０□−Ｈ２Ｏの反応によりＣＯ２、Ｈ２Ｏとなり
、これが全量レースウェイ内のコークスとＣ０２−Ｃ−
２ＧＯ，Ｈ２０＋Ｃ−Ｈ２＋ＣＯの反応により、Ｇｏ、
Ｈ２となるため、未燃チャーは発生しない。ところが過
剰酸素率が１．０以下の場合は全量がＣＯ２，Ｈ２Ｏに
ならず、一部Ｃ（未燃チャー）が生成する。この未燃チ
ャーが前述したように、置換率低下、通気不良の原因と
なる。

また全体の過剰酸素率が１．０以上の場合でも、多数の
羽口から吹き込まれる羽口ごとの微粉炭吹込み量、送風
量にバラツキが存在するので、部分的に過剰酸素率が１
．０以下の状態が起こり、未燃チャーが発生し、置換率
低下、通気不良となる。

送風圧力が上昇し、炉芯内温度が低下したと想定される
場合は、微粉炭吹込み量を低下させ、また炉頂より装入
する鉄鉱石とコークスの比率（０７Ｃと略す）の中心部
の値を低下させて、代りに中間部から周辺部の０／Ｃを
増加するか、中間部から周辺部のＯ／Ｃ増加の余裕がな
いとぎは、全体のＯ／Ｃを低下させる。このため、燃料
比が上昇し、生産量が低下する。

炉芯内温度はその測定方法が困難なため一般的には測定
しておらず、通気不良は送風圧力で検知しているが、送
風圧力で検知できる状態に至ったときは既に遅く、大幅
なアクションを取らなければ回復せず、燃料比上昇、生
産量低下の度合が大きい。

そこで本発明は、微粉炭を多量に吹込んだときに、炉芯
内温度を検出して送風条件を変更することにより、該温
度が低下したときにそれを回復し、通気不良、燃料比上
昇による生産量低下を回避することを目的とする。

（課題を解決するための手段および作用）本発明の高炉
操業法は、その目的を達成するために、羽口部から微粉
炭を高炉の内部に吹込む操業法において、高炉の炉芯内
温度を検出し、該温度があらかじめ設定した値より低下
したときに、送風温度、送風中の酸素量、送風中の蒸気
のいずれか１種、または送風温度と送風中の蒸気、ある
いは送風中の酸素量と送風中の蒸気のいずれかを増加す
ることを特徴とする。

本発明における炉芯内温度の検知手段を第４図に示す。

第４図において、１は高炉鉄皮、２はレンガ、３は羽口
、４は送風支管、５は遮断弁、６は水冷プローブ、７は
熱電対を示し、８部は送風支管部より高炉内に水冷プロ
ーブを挿入する場合、５部は羽口と羽口の間の鉄皮を開
孔して高炉内に水冷プローブを挿入する場合、０部は炉
芯内温度の測定範囲を示す。

本発明の方法は第４図に示すように稼動中高炉の送風支
管部に遮断弁を取り付け、その遮断弁を開いて高炉内に
水冷プローブ（熱電対搭載）を挿入して測定する方法（
第４図ａ部参照）および稼動中高炉の羽口と羽口の間の
鉄皮を開孔して遮断弁を取り付け、その遮断弁を開いて
開孔部より高炉内に水冷プローブ（熱電対搭載）を挿入
して測定する方法（第４図す部参照）による。

これらの水冷プローブにより稼動中高炉の炉芯内温度を
測定すると、通常操業時は１４００〜１５３０℃の値が
得られた。

ここでいう炉芯内温度とは高炉中心に対して半径１．０
ｍの円の中の温度を示す（第４図Ｃ部参照）。

本発明者らはこれらの測定を５〜７時間に１回実施し、
送風温度、送風中の酸素量、送風中の蒸気を変化させる
操業試験を実施して炉芯内温度の変化を追跡し、第１図
〜第３図に示す炉芯内温度が低下したときにその低下量
と低下した炉芯内温度をもとに戻すために必要な送風温
度増加量、送風中の酸素増加量、送風中の蒸気増加量と
の関係を明らかにした。

さて送風温度または送風中の酸素量を増加すると、羽口
部よりレースウェイ内に吹込まれるガス温度（フレーム
温度）が上昇するため、炉芯内温度が上昇する。フレー
ム温度上昇により、微粉炭の燃焼性が向上し、未燃チャ
ーの発生が抑制されることも炉芯内温度を上昇させる原
因となっている。よって第１図、第２図に示すように、
炉芯内温度が低下したときに、その低下量に応じて、送
風温度、送風中の酸素量を増加すると、炉芯内温度を回
復できる。また送風中の蒸気を増加するとフレーム温度
は低下するが、ガスよりコークスへの伝熱効率が向上す
るため、やはり炉芯内温度が上昇する。蒸気を増加した
ときは、微粉炭燃焼によって発生し炉芯内に捕捉された
未燃チャーをＨ２０＋Ｃ−）１２＋（：Ｏの反応により
消費することも炉芯内温度を上昇させる原因となってい
る。よって′ｓ３図に示すように、炉芯内温度が低下し
たときに、その低下量に応じて、送風中の蒸気を増加す
ると、炉芯内温度を回復できる。

よって炉芯内温度が低下したときに、第１図〜第３図に
したがって送風温度、送風中の酸素量、送風中の蒸気の
いずれか１種、または送風温度と送風中の蒸気、送風中
の酸素量と送風中の蒸気のいずれかを増加して該温度を
回復させることかできる。回復したら増加した操作量を
元に戻せばよい。これにより炉芯内温度の低下を抑制で
きる。操作の基準となる炉芯内温度の基準値は高炉によ
って異るし、同じ高炉でも炉の火入れ後の経過年数によ
）ても異る。また検出する手段によっても異るため、そ
の高炉の火入れ後の経過年数、検出手段によって最適値
を決めればよい。

（実　施　例） 以下実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。

実施例１ 第４図ａ部に示すように、送風支管部に遮断弁を取り付
け、その遮断弁を開いて高炉内に水冷プローブ（熱電対
搭載）を挿入して６時間に１回測定した炉芯内温度が、
通常１４００〜１５００℃の測定値を示していた。第１
表に示すように、炉芯内温度の基準値を１４００℃とし
ていたが、測定値が１３４０℃と一６０℃になったため
、第１図に示す関係から送風温度を４０℃増加して４８
時間経過したら、測定値が１４１０℃と＋１０℃回復し
たため送風温度をもとに戻した操業例である。

実施例２ 第４図す部に示すように、羽口と羽口の間の鉄皮を開孔
して遮断弁を取り付け、その遮断弁を開いて開孔部より
高炉内に水冷プローブ（熱電対搭載）を挿入して５時間
に１回測定した炉芯内温度か通常１４１０〜１５１０℃
の測定値を示していた。第１表に示すように、炉芯内温
度の基準値を１４１０℃としていたが、測定値が１３６
０℃と一５０℃になったため、′ｓ２図に示す関係から
送風中の酸素を０．７％増加して４５時間経過したら、
測定値が１４１５℃とφ５℃回復したため送風中の酸素
をもとに戻した操業例である。

実施例３ 第４図ａ部に示すように、送風支管部に遮断弁を取り付
け、その遮断弁を開いて高炉内に水冷プローブ（熱電対
搭載）を挿入して７時間に１回測定した炉芯内温度が、
通常１４２０〜１５２０℃の測定値を示していた。第１
表に示すように、炉芯内温度の基準値を１４２０℃とし
ていたが、測定値が１３８０℃と一４０℃になったため
、第３図に示す関係から送風中の蒸気を６ｇ／Ｎｍ３増
加して４０時間経過したら、測定値が１４３５℃と＋１
５℃回復したため送風中の蒸気をもとに戻した操業例で
ある。

実施例４ 第４図す部に示すように、羽口と羽口の間の鉄皮を開孔
して遮断弁を取り付け、その遮断弁を開いて開孔部より
高炉内に水冷プローブ（熱電対搭載）を挿入して５時間
に１回測定した炉芯内温度が、通常１４３０〜１５３０
℃の測定値を示していた。第１表に示すように、炉芯内
温度の基準値を１４３０℃としていたが、測定値が１３
５０℃と一８０℃になったため、半分ずつアクションを
とるため一４０℃にわけ、第１図に示す関係から送風温
度を２５℃、第３図に示す関係から送風中の蒸気を５ｇ
／Ｎｍ３増加して４０時間経過したら、測定値が１４５
０℃と＋２０℃回復したため送風温度、送風中の蒸気を
もとに戻した操業例である。

実施例５ 第４図ａ部に示すように、送風支管部に遮断弁を取り付
け、その遮断弁を開いて高炉内に水冷プローブ（熱電対
搭載）を挿入して６時間に１回測定した炉芯内温度が、
通常１４２０〜１５２０℃の測定値を示していた。第１
表に示すように、炉芯内温度の基準値を１４２０℃とし
ていたが、測定値カ月３５０℃と一７０℃になったため
、半分ずつアクションをとるため一３５℃にわけ、′ｔ
Ｓ２図に示す関係から送風中の酸素を０．５％、第３図
に示す関係から送風中の蒸気を４ｇ／Ｎｍ３増加して４
３時間経過したら、測定値が１４３０℃と＋１０℃回復
したため送風中の酸素、送風中の蒸気をもとに戻した操
業例である。

いずれの場合も、比較例に対比すると、高炉の通気性を
示す送風圧力が低く、出銑量が多く、燃料比が低くなっ
ている。

なお本実施例においては、基準値に対して一４０℃〜−
８０℃となったときアクションをとり、基準値に対して
＋５℃〜＋２０℃となったときにアクションをもとに戻
しているが、必ずしもこれに限定されるものでなく、適
宜アクショをとることかできる。

比較例は炉芯内温度が低下したと想定される状況で、送
風圧力が上昇したため、中心部０７Ｃを低下させて、全
体のＯ／Ｃを低下させた操業例である。実施例１〜５に
比べると、送風圧力が高く、出銑量が少なく、燃料比が
高い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、炉芯内温度が
低下しないように、送Ｊ！ｌ温度、送風中の酸素量、送
風中の蒸気のいずれか１種、または送風温度と送風中の
蒸気、あるいは送風中の酸素量と送風中の蒸気のいずれ
かを増加することにより、通気不良を回避し、生産性向
上、燃料比低下をはかり、安定した溶銑供給が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高炉操業法で使用する、炉芯内温度低
下量と送風温度増加量との関係を、第２図は炉芯内温度
低下量と送風中の酸素増加量との関係を、第３図は炉芯
内温度低下量と送風中の蒸気増加量との関係を示す。第
４図は本発明の高炉操業法で使用する高炉羽口中心部の
断面における炉芯内温度測定装置を示す。 １・・・高炉鉄皮　　　　２・・・レンガ３・・・羽口
　　　　　　４・・・送風支管５・・・遮断弁　　　　
　６・・・不意令プローブ７・・・熱電対 他４名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　羽口部から微粉炭を高炉の内部に吹込む操業法にお
   いて、高炉の炉芯内温度を検出し、該温度があらかじめ
   設定した値より低下したときに、送風温度、送風中の酸
   素量、送風中の蒸気のいずれか１種、または送風温度と
   送風中の蒸気、あるいは送風中の酸素量と送風中の蒸気
   のいずれかを増加することを特徴とする高炉操業法。