JPH0625721A

JPH0625721A - 高炉操業方法

Info

Publication number: JPH0625721A
Application number: JP20611192A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Tanaka; 勝博田中; Yukio Tomita; 幸雄富田; Hiroshi Ookusu; 洋大楠; Fumiaki Orimo; 文秋下茂
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1994-02-01

Abstract

(57)【要約】【目的】温度変動を指標として炉心の活性状態を検出
し、炉心の活性度を回復させる操業アクションを早期に
且つ適確に採る。【構成】稼動中の高炉１０内に、光ファイバー３３を
内装したプローブ３０を羽口１１から挿入する。スラ
グ，溶銑等の液滴２１がプローブ３０の先端部近傍を滴
下すると、温度の上昇として温度計３２で検出される。
測温値から記録演算装置３４で標準偏差が求められる。
標準偏差が設定値を下回ったとき、炉心の活性度が低下
する傾向が示されたものとして、粉コークス蓄積量が減
少する送風湿分の増加，高品質コークスの装入等の操業
アクションを採る。【効果】温度変動は、炉心の活性化状態を早期に且つ
適確に表す指標である。そのため、不活性化の初期段階
で必要な操業アクションをタイムリーに採ることがで
き、炉心の不活性化が回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通気・通液性等の活性
化度を良好に維持しながら、長期間安定した炉況下で高
炉を操業する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉内に存在する炉芯の通気・通液性が
悪化すると、炉内の通気性も悪化し、出銑比が低下す
る。更に、その現象が進行すると、冷込み等の重大なト
ラブルが発生する。そのため、炉芯の活性化度を良好に
維持することは、安定した高炉操業を行う上で不可決で
ある。特に、高出銑比を充填においた高炉操業では、通
気・通液性の管理が重要である。

【０００３】炉芯の通気・通液性は、炉芯コークス層内
に蓄積した粉コークスの量に依存する。たとえば、粉コ
ークス量が増大するほど、炉芯の通気・通液性が悪化す
る。したがって、炉芯の通気・通液性を良好に維持する
ためには、粉コークスの蓄積量を低く抑える必要があ
る。

【０００４】炉心内の粉コークス蓄積量は、送風中の湿
分を増加させたり、高品質のコークスを挿入すること等
によって低減することができる。しかし、これらの操業
アクションは、溶銑コストを上昇させることから、常時
採用できるものではない。また、炉心が不活性になった
後で操業アクションを採用しても、活性化度の回復には
長時間を要し、その間の出銑比が低下する。

【０００５】そのため、定常的に炉芯の活性化度を検出
し、活性化度が悪化する兆候がみられた段階で、粉コー
クスの蓄積量を低減させる適切な操業アクションをとる
ことが要求される。現在の活性化度を把握する手段とし
て、炉体側壁に設けたセンサー類，羽口コークスサンプ
ラー，炉芯ゾンデ等が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】炉芯は炉内に存在する
ものであり、炉体側壁に設けたセンサー類で活性化度の
悪化を予知することは困難である。羽口コークスサンプ
ラーによって炉芯内にあるコークスを採取するとき、粉
コークスの蓄積量を実測することができる。しかし、羽
口コークスサンプラーは、高炉が休風状態にあるときに
のみ使用可能であり、常に炉芯内の状況を観察すること
には不向きである。

【０００７】稼動状態にある高炉の炉芯を観測すること
ができるものとして、炉芯ゾンデが知られている。炉芯
ゾンデによって、レースウェイ及び炉芯内の温度，ガス
組成，圧力等の情報や少量の炉内内容物が得られる。た
とえば、特公平４−８４８３号公報では、炉心内温度及
びサンプリングした内容物中でのスラグ・メタル重量割
合が所定値になるように操業条件を変更する方法が開示
されている。

【０００８】炉芯ゾンデを使用した場合にあっても、炉
芯の状況を正確に把握することができない。たとえば、
炉芯の活性化度が悪化した段階で、炉芯内の温度が低下
する場合もある。また、炉芯が活性化しているにも拘ら
ず、未還元のＦｅＯの滴下及びその還元反応による吸熱
反応のため、炉芯内の温度が低下することもある。ま
た、内容物中におけるスラグ・メタルの重量割合が所定
範囲内にあることは、必ずしも炉心の活性化度とは対応
しない。

【０００９】このように、炉芯の通気・通液性を適確に
把握できる方法はなかった。そのため、経験によって或
いは過去に蓄積したデータから炉芯の活性化度を推定
し、推定された活性化度に応じて高炉の操業条件を調整
している現状である。本発明は、このような問題を解消
すべく案出されたものであり、炉心の活性化状態を表す
指標として温度の変動値を使用することにより、適確且
つ早期に炉芯の活性化状態を検出し、タイムリーな操業
アクションを実施することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の高炉操業方法
は、その目的を達成するため、羽口から定期的にプロー
ブを稼動中の高炉炉内に挿入し、前記プローブに設けら
れている温度センサーで炉心内各位置の温度を検出し、
検出された温度の変動値が設定値以下になったとき炉心
内の粉コークスを低減する操業アクションをとることを
特徴とする。

【００１１】本発明は、たとえば図１に概略を示す設備
構成の高炉を使用して実施される。高炉１０の内部で
は、炉頂から装入された鉱石原料，副原料等が順次還元
反応を受け、溶融スラグ，溶銑等の液滴２１として炉内
を降下して、炉芯２２に到達する。液滴２１の滴下量
は、炉芯２２が活性な状態であるほど多くなる。逆に、
炉芯２２が不活性になると、スラグや溶銑等の液滴２１
が全く滴下しない場合もある。炉芯２２の周囲には、羽
口１１に装着された送風支管１２から吹き込まれた熱風
により、レースウェイ２３が形成されている。この高炉
１０内に、送風支管１２の後端側からプローブ３０を炉
芯２２に達するまで挿入する。プローブ３０の挿入操作
及び挿入量の調節は、駆動装置３１によって行われる。

【００１２】プローブ３０に温度計３２と連結された光
ファイバー３３が内装されており、光ファイバー３３の
先端がプローブ３０の先端部に臨んでいる。プローブ３
０による温度測定は、炉内に挿入されたプローブ３０を
引き出す際に行われる。このとき、プローブ３０の先端
部近傍では赤熱状態のコークスが落下しているので、落
下中のコークス温度を測定することが多い。しかし、ス
ラグ，溶銑等の液滴２１が落下すると、その液滴２１の
温度を測定することができる。測定結果は、記録演算装
置３４に記録される。

【００１３】炉心２２内では、コークス層中をスラグ，
溶銑等の液滴２１が滴下している。液滴２１の滴下量
は、炉心２２の活性化度が高いほど多くなってくる。逆
に、不活性な炉心２２では、スラグ，溶銑等の液滴２１
が全く滴下しない場合もある。滴下している液滴２１
は、コークス層に比較して大幅に高い温度になってい
る。そのため、プローブ３０の先端部近傍における液滴
２１の滴下は、光ファイバー３３を介し温度計３２で検
出された測温値の変動として把握される。このとき、ス
ラグ，溶銑等の液滴２１の滴下量が多いほど、換言すれ
ば炉心２２の活性化度が高いほど、測温値の変動が大き
くなる。

【００１４】図２に、炉心２２が活性な状態における測
温値の変化（ａ-1），（ａ-2）及び不活性な状態におけ
る測温値の変化（ｂ-1），（ｂ-2）を示す。何れの場合
においても、測温値は羽口１１に近付くほど大きな値と
なっているが、炉心２２の内部での温度は半径方向に関
しほぼ同様な値を示す。炉心２２が活性な状態にあると
き、スラグ，溶銑等の液滴２１の滴下量が多いため、
（ａ-1），（ａ-2）のように温度変動が大きい。

【００１５】他方、通気性に変化は見られないものの、
炉心２２が不活性にある状態では、（ｂ-1）のように温
度変動が減少している。また、通気性が悪化した不活性
状態では、（ｂ-2）のように温度変動はほとんどみられ
ない。このことから、炉心２２における温度変動は、炉
心２２の活性化度を適確に現しており、その値を定常的
に把握することにより通気性の悪化を未然に知ることが
できる。

【００１６】この温度変動に基づき高炉の操業条件を調
整するため、たとえば炉心内部の測温データから標準偏
差σ_t を算出し、標準偏差σ_t を指標とすることが好ま
しい。すなわち、標準偏差σ_t が設定値σ_t0以下となっ
たとき、炉心内の粉コークス量を低減させる送風中の湿
分増大，高品質コークスの装入等の操業アクションをと
る。スラグ，溶銑等の液滴２１は、炉内を均一に滴下す
るものではなく、流れ易い領域を選択的に流下する傾向
がある。この液滴２１の流下傾向を考慮すると、一箇所
のみの測定では測定箇所に起因する誤差が生じ易く、炉
芯２２全域の活性化度を把握できない場合がある。そこ
で、炉内半径方向の複数箇所からプローブを挿入し、複
数箇所の測定位置における標準偏差σ_t を平均化して炉
芯内全域の活性化度を評価することが好ましい。この方
法によるとき、炉心が不活性化する前に必要な操業アク
ションが採られるため、短時間で炉心の活性化状態を回
復させることができる。また、操業アクション自体も大
きく変える必要がないため、炉況の変動を必要最小限に
抑え、安定条件下での高炉操業が可能となる。

【００１７】

【実施例】光ファイバー３３を内装した外径５０ｍｍの
プローブ３０を内径１２０ｍｍの羽口１１から炉内容積
２１５０ｍ³ の高炉１０に挿入し、羽口１１の先端から
プローブ３０の先端までの挿入長さを５ｍに設定した。
プローブ３０の先端部近傍を滴下するスラグ，溶銑等の
液滴２１を、光ファイバー３３を介して温度計３２で測
温した。測温結果を記録演算装置３４に送信して記録
し、標準偏差σ_t を算出した。プローブ３０による測温
は、１回／日とした。

【００１８】送風中湿分５ｇ／ｍ³ 及びコークス比４１
０ｋｇ／トンの条件下で高炉１０を操業し、２．０トン
／ｍ³ ・日の割合で溶銑を製造した。このとき、標準偏
差σ_t 及び高炉の通気抵抗指数ｋ値は、時間経過と共に
図３に示すように推移した。なお、図３には、従来から
炉心の活性度を評価する指標として使用されている炉心
内温度Ｔの推移も併せ示した。また、ｋ値は、次式
（１）で求められる値である。

【００１９】標準偏差σ_t は、操業開始から２日経過し
た時点で低下傾向を示し、１週間後に設定値σ_t0＝２０
℃を下回る値を示した。このとき、ｋ値にはほとんど変
化がみられなかった。また、炉心内温度Ｔに若干の変動
がみられるものの、低下傾向は窺われなかった。

【００２０】標準偏差σ_t が設定値σ_t0＝２０℃を下回
った段階で、送風中湿分を１５ｇ／ｍ³ に増やした。ま
た、湿分の増加に対応した熱補償のため、ＰＣ比を９５
ｋｇ／トンの一定値に維持しながらコークス比を４２０
ｋｇ／トンに上昇させた。この条件下で操業を継続した
ところ、５日後に標準偏差σ_t が設定値σ_t0＝２０℃よ
り大きくなった。そこで、操業条件を当初の送風中湿分
５ｇ／ｍ³ 及びコークス比４１０ｋｇ／トンに戻した。
この間、通気性の悪化は全くみられず、ｋ値はほぼ一定
した値で推移した。

【００２１】これに対し、ｋ値を指標とする場合、炉心
が不活性となり通気性が悪化した段階で操業アクション
が採られるため、前掲の操業条件によっても通気性の改
善にほとんど効果がなく、更にコークス比を増加させた
操業が必要となる。しかも、通気性が回復するまでに、
１か月以上の長期間が要求される。この対比から明らか
なように、標準偏差σ_t を定常的に把握しておくことに
より、炉心の不活性かを未然に知ることができ、早期に
且つ適確に炉況回復のための操業アクションを採ること
が可能になった。その結果、通気・通液性を悪化させる
ことなく、健全な炉況の下で高炉を操業することができ
た。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、活性化状態を表す指標として炉心の温度変動を使用
することにより、十分に早い段階で炉心の活性化度の変
動を適確に知ることができる。そのため、不活性化初期
の段階で必要な操業アクションがタイムリーに採られ、
炉況の回復に長時間を要することなく、炉心の不活性化
が避けられる。したがって、特に出銑比を高く設定した
操業条件であっても、健全な炉況の下での高炉操業が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する設備構成の一例

【図２】炉心が活性化状態にある場合（ａ-1）, （ａ
-2）及び不活性な状態にある場合（ｂ-1）, （ｂ-2）の
炉心温度の変動を示すグラフ

【図３】高炉の通気抵抗指数ｋ値の推移に応じた炉心
温度の標準偏差σ_t及び炉心内温度Ｔの変化

【符号の説明】

１０高炉１１羽口１２
送風支管２１スラグ，溶銑等の液滴２２
炉心２３レースウェイ３０プローブ３１
駆動装置３２温度計３３光ファイバー３４
記録演算装置

フロントページの続き (72)発明者下茂文秋広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社鉄鋼研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】羽口から定期的にプローブを稼動中の高
炉炉内に挿入し、前記プローブに設けられている温度セ
ンサーで炉心内各位置の温度を検出し、検出された温度
の変動値が設定値以下になったとき炉心内の粉コークス
を低減する操業アクションをとることを特徴とする高炉
操業方法。