JPH048483B2

JPH048483B2 -

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Publication number: JPH048483B2
Application number: JP60099313A
Authority: JP
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1992-02-17
Also published as: JPS61257405A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は溶鉱炉の操炉方法に関するものであ
る。（従来の技術）溶鉱炉に於いて、炉内反応状況を直接把握しな
がら鉱石／コークス比、装入物分布、羽口吹込燃
料量、送風温度、送風湿分、送風羽口先温度等の
操炉因子を適宜に調節して炉内反応状況を制御す
ることは高炉操業上重要な意義がある。しかしながら炉内反応状況を直接把握する手段
が無かつた。このため、従来は、溶鉱炉の炉壁温
度分布、装入物の下降速度分布、羽口先レースウ
エイ温度、排ガス成分等々を測定して炉内反応状
況を予測してそれが目標状況になるように前記操
炉因子を調節していた。（発明が解決しようとする課題）従来は、前記のごとく炉内反応状況を直接把握
しないで制御しているので、その制御は予測と修
正を加えつつ行われることからなお無駄と制御遅
れ及び制御精度の限界が存在する。（課題を解決するための手段）そこで本発明者等は種々の実験検討を重ねて溶
鉱炉の炉内反応状況を直接代表的に示す因子とし
て溶鉱炉の下部中央部に存在する炉芯体に注目を
置きその温度や組成構成が測定出来るプローブを
開発し探索した結果、なされたもので、炉内反応
状況が最適となる炉芯体の条件を見出しその条件
が維持されるように前記操炉因子を調整するもの
である。本発明の特徴とする手段は、溶鉱炉の炉芯体を
所定の条件下に維持するために、炉芯体からの測
定データをもとに、送風温度、吹き込み燃料、送
風湿分、送風羽口先温度、鉱石／コークス比、装
入物の炉内分布等の操炉手段を単独または組合せ
て操作するに際して、所定の羽口からプローブを
挿入して、羽口先レースウエイの前方位置に相当
する炉芯体内にプローブ先端を貫入させ、炉芯体
表層部の温度と組成を測定し、炉芯体表層部の
［溶銑＋溶滓／溶銑＋溶滓＋コークス］重量％を
30±５％、温度を1200℃以上に維持するように上
記操炉手段を操作することを特徴とする溶鉱炉の
操業方法にある。即ち、本発明は、従来から良く知られているよ
うにコークス層によつて形成され層内が高温還元
気体の上昇流路で且つ生成溶銑・滓の滴下流路と
なり溶鉱炉の操業上重要な熱プールである炉芯体
に於いて、該羽口先レースウエイの前方位置に相
当する炉芯体内の表層部の温度を1200℃以上に維
持することにより、該炉芯体表層部の融点の高い
溶滓の重量％（［溶滓］／［溶銑＋溶滓＋コーク
ス］の重量％）第１図に示す如く30％以下に抑制
し炉芯体内外の高温還元気体の通気性と溶銑、滓
の通液性を良好に維持するものである尚、前記通
気性と通液性を良好に維持するためには炉芯体温
度の上限はないが、高温になると測定するプロー
ブ１０、高炉々内の耐火物に悪影響を与えるため
1600℃以下に維持することが好ましい。又、レー
スウエイの前方位置に相当する炉芯体表層部の
［溶銑＋溶滓］／［溶銑＋溶滓＋コークス］の重
量％分布を25〜35％の範囲内に維持することによ
つて、炉芯体層内外の溶銑・滓滴下状態と、炉芯
体層内外の高温還元気体の通気状態を偏流の無い
最適なものにして炉径方向と炉周方向の高温還元
気体流速分布を均一化し、還元反応効率、熱交換
効率を高め燃料比の低減を図ると共に、吹き抜
け、棚吊り等の操業トラブルを起こすことなく生
産性を高位に安定せしめるものである。而して、
レースウエイの前方位置に相当する炉芯体表層部
の［溶銑＋溶滓］／［溶銑＋溶滓＋コークス］の
重量％（以下単に銑・滓重量％と称する）分布で
25％未満の部分が存在すると炉芯体層内外の通気
性が過大となり炉径方向の高温還元気体流速分布
を中央部が異常に高く、周辺部の低いものとす
る。この結果、該中央部においては、還元反応効
率、熱交換効率が著しく低下するまた該周辺部に
おいては、装入物の昇温が遅れ、炉壁への付着物
が多くなり装入物の下降状況が不順となつて生産
性に大きく影響を及ぼす。これを回避するのには
燃料比を大幅に高くさせることが必要でありコス
ト的に見て不利である。また前記溶銑・滓重量％
分布で35％を超過する部分が存在すると炉芯体層
内の溶滓重量％が30％を超えるため、炉芯体層内
外での溶銑・滓滴下状態が悪化して炉芯体層内外
の高温還元気体の通気性を阻害する。このため羽
口からの衝風は炉壁側に多く偏流して炉径方向の
高温還元気体流速分布は周辺部が異常に高くなり
シヤフト部への熱負荷を増大せしめる一方、炉壁
近傍における吹き抜けトラブルを惹起せしめ休風
等の処置を余儀無くされると共に炉芯体の昇温が
不十分となり1200℃を下回り冷え込みなどのトラ
ブルを惹起する等生産性に悪影響を与える。（作用）以下発明の作用に基づいて詳細に説明する。本発明者等は第２図に示すプローブ１０、自走
台車１１からなる炉芯ゾンデ１を開発し、これを
溶鉱炉２の鉄皮３、ライニング４を貫通状態に連
設設置した。そして熱風を吹込む羽口５、直管６
曲管７および曲管７の下部後方部８に気密遮断装
置９を連設し、この気密遮断装置９を介して自走
台車１１が保持するプローブ１０（画像処理装置
および／または温度計と連結したグラスフアイバ
ー内装）を前記羽口５の先端から３mm挿入可能と
し、羽口先端から1.2m〜1.5mに存在する炉芯体
１２の表面および内部における物性、温度等を観
測測定した。この羽口先端から1.2m〜1.5mは炉
芯体１２の表層300mm厚部でありこの部分を殆ど
の溶銑・溶滓が流下し、更には炉内高温還元気体
の上昇通路となる重要な位置である。その結果を
第３図に示す。図は、横軸に羽口３の先端からのプローブ１０
の挿入深度をとり、縦軸に銑・滓重量％(a)、粒度
３mm以下のコークス重量％(b)、炉芯体１２の温度
(c)をとつたものである。ここに描かれた２つの測定結果、Ａが炉芯体温
度が1570℃のものであり、Ｂは温度が1120℃のも
のである。ａ図から明らかなように炉芯体径方向の溶融滴
下する銑・滓重量％分布は、Ａの場合は測定範囲
全体のサンプリングにおいて30±５％と略均であ
つて、好調かつ高生産性な炉内反応が得られてお
り、それに比してＢは炉内反応域に50％部分、20
％部分が存在し局部傾向現象が発生している。これはｂ図に明らかなように粒度３mm以下の粉
コークスがＡでは炉芯体１２の奥深くに存在する
のに対し、Ｂは炉芯体１２の表面下の近傍位置に
存在し羽口３から吹き込まれた熱風および酸素ま
たは吹込燃料による炉内高温還元気体が炉芯体１
２の内部にまで浸透通過していないことを示して
いる。この事実を平行して観測していた溶鉱炉２の鉄
皮３の温度を示す第４図で説明する。図は横軸に鉄皮３に埋設している炉体冷却装置
であるステーブ（図示せず）の温度をとり、縦軸
ステーブの位置をとつた。S₁はシヤフト部の腹上
部、B₃は炉腹部の上部、B₂は炉腹部の中央部、
B₁は炉腹部の下部、T₂は羽口５の上部H₃は羽口
部の下部を示したものである。図に明らかなようにＡは炉芯体１２からその上
部に位置する融着帯１３におよんで炉体高さ方向
全体に正常な通気性が確保され、鉄皮３の熱負荷
に大きな変動が生じないばかりか、その絶対値も
低位に安定していることを示している。これに対
し、Ｂは異常な通気性が推測される結果を示して
いる。つまり、B₂部で羽口５の上部と同等な高温を
示す一方B₃，S₁部では極端な温度差を示してお
り、明らかな炉芯体１２表面から炉体ライニング
４、および鉄皮３側への逆流通気が推測される。一方、炉芯体１２から融着帯１３へおよび通気
流が期待できない現象構成が推測され、しかもこ
の現象は、炉体ライニング４、および鉄皮３にも
局部的な熱負荷を増大する高い絶対値を示してお
り、操炉上の反応性、生産性に加えて炉体保守上
にも多大の問題を提起する操業条件であることを
示している。このことを、さらに炉内通気性の点から観測し
た結果を第５図で説明する。第５図は、横軸に炉芯体１２の温度をとり縦軸
に溶鉱炉全体の通気抵抗指数、Ｋ値ａおよび炉芯
体１２近傍の溶鉱炉下部のＫ値ｂを示したもので
ある。図に明らかなように前述した炉芯体１２の
第３図ａ，ｂ、および炉体ライニング４を経て鉄
皮３に伝わつている熱負荷におけるＡ、Ｂの差は
炉下部、つまり炉芯体１２の通気性の差によつて
いるといえるものである。この内通気性に影響を与えるのは、第１に滓の
量であり、次に粒度３mm以下の粉コークスであ
る。滓は前記のように融点が高いために1200℃以
下になると流動性が極端に悪くなり炉芯体１２内
に滞留する時間が長くなつてその量が多くなるこ
とから、滓の重量％が増加するとその結果炉芯体
１２内における通気抵抗が増加し第５図ａ，ｂに
みられるように炉芯体１２の温度が低下すると炉
下部通気抵抗指数および炉全体通気抵抗指数が上
昇するのである。このように滓の重量％の増加により、羽口から
吹込まれた熱風等の炉内高温還元気体が羽口先端
から1.2〜1.5mつまり炉芯体の表層300mm厚部の滓
の量で止められて炉芯体１２の内部に十分浸透し
なくなると、同時に炉芯体１２の表面下の近傍位
置に粒度３mm以下の粒コークスが堆積し始め、さ
らに炉芯体１２への高温還元気体の浸透を更に悪
くするのである。この通気性の差の実質的な評価は第３図ａの
Ａ、Ｂの差でとられることができる。つまり、溶鉱炉の操炉上反応性、生産性、炉体
保守性からみても問題があるＢ操業は、炉体半径
方向において溶融低下する鉄滓のサンプリング全
体の割合のバランスは崩れ20％〜50％のバラツキ
を示し、特に50％は炉芯体の表層部分に発生す
る。それにひきかえ最も好ましい操炉状態を示す
Ａはコークス層内を溶融滴下する鉄・滓重量％が
サンプリングの全体にわたつて25％〜35％の範囲
にあり、30％±５％におさまつているのである。第３図ａは縦軸は、溶銑と滓を合わせた銑・滓
重量％であるが、その溶銑と滓を分離して表した
のが第１図である。第１図には第３図のＡとＢも
実測値として黒点で含まれており、Ａは滓が30％
以下の約５％であり、Ｂは30％超過する36％であ
る。従つてＡは滓が約５％溶銑が約25％であり、
通気性が良いことを裏づけている。第１図によると前記所定の炉芯体の表層部にお
ける滓の重量％の上限値が30％を越すと、銑・滓
重量％が30％±５％を維持することができなくな
るので、炉芯体の温度の下降値は1200℃であり、
前記Ａのような好ましい操炉状態は前記所定の炉
芯体の温度を1200℃以上に維持すれば良いことが
わかる。以上説明したＡ，Ｂは共に炉内容積5070m³の溶
鉱炉（高炉）において、実験、検討を行つたもの
で、共に10000t／日を越える生産状況下であり、
燃料比はＡが481Kg／ｔ−pig、Ｂが492Kg／ｔ−
pigで両者の間には、10Kg／ｔ−pigに達する反応
性の差が認められたものである。（実施例）本発明の実施例を比較例と共に第１表に示す。

【表】

【表】本発明方法は、炉芯体の温度を設定して行い、
は1200℃、は1500℃として、送風温度又は羽
口吹込燃料の量を調整して設定温度の維持につと
めたその５日間の操炉結果は表示の通りである。比較例は炉況の安定状態の維持を前提に設定炉
芯体温度を維持した。なお炉芯体の温度調整には
送風温度、吹込燃料、送風湿分、送風羽口先温度
鉱石／コークス比の調整および装入物の炉内分布
の調整を単独又は組合せて行うことができる。表に明らかな通り本発明例は比較例に対し、出
銑量が2.2〜2.9％増加しガス利用率は１％向上
し、燃料比は８〜９Kg／ｔ−pig節減できた。な
お本実施例に示さなかつたが本発明の実施にあた
つての酸素富化送風は好適な実施態様である。（発明の効果）本発明は炉芯体温度を1200℃以上に維持しつつ
溶鉱炉を操炉するので、炉内反応は良好な通気性
に支えられて向上し、その結果、生産性の向上、
炉体保守性の向上、燃料比の好転等多大の効果を
もたらし、これをもとに製造される鋼材価格の抵
減に大きく貢献する等、本発明がもたらす工業的
価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉芯体温度と炉芯ゾンデサンプリング
物中の銑・滓重量％の関係を示す図、第２図は本
発明者らが開発した炉芯ゾンデの使用状況説明図
第３図は炉芯ゾンデのプローブ挿入装置と、ａは
サンプリング物中銑・滓重量％、ｂは粒度３mm以
下の粉コークス重量％、ｃは炉芯体温度の関係を
Ａ（本発明条件）Ｂ（比較条件）について示した
図。第４図は第３図Ａ，Ｂと溶鉱炉高さ方向ステ
ーブ温度との関係を示した図。第５図は炉芯体の
温度と炉全体ａと炉下部ｂの通気抵抗指数（Ｋ
値）の関係図。１……炉芯ゾンデ、２……溶鉱炉、３……鉄
皮、４……ライニング、５……羽口、６……直
管、７……曲管、９……気密遮断装置、１０……
プローブ、１１……自走台車、１２……炉芯体、
１３……融着帯。

Claims

【特許請求の範囲】

１溶鉱炉の炉芯体を所定の条件下に維持するた
めに、炉芯体からの測定データをもとに、送風温
度、吹き込み燃料、送風湿分、送風羽口先温度、
鉱石／コークス比、装入物の炉内分布等の操炉手
段を単独または組合せて操作するに際して、所定
の羽口からプローブを挿入して、羽口先レースウ
エイの前方位置に相当する炉芯体内にプローブ先
端を貫入させ、炉芯体表層部の温度と組成を測定
し、炉芯体表層部の［溶銑＋溶滓／溶銑＋溶滓＋
コークス］重量％を30±５％、温度を1200℃以上
に維持するように、上記操炉手段を操作すること
を特徴とする溶鉱炉の操業方法。