JPH0718311A - 高炉の操業方法 - Google Patents

高炉の操業方法

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JPH0718311A
JPH0718311A JP19187593A JP19187593A JPH0718311A JP H0718311 A JPH0718311 A JP H0718311A JP 19187593 A JP19187593 A JP 19187593A JP 19187593 A JP19187593 A JP 19187593A JP H0718311 A JPH0718311 A JP H0718311A
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忍 森本
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宗之 樋口
Tetsuzo Haga
徹三 芳我
Yoshiyuki Matsuoka
芳幸 松岡
Masayoshi Takao
正義 高尾
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉において操業変動があった場合、短時間
で、且つ、精度よく、その変動に応じた高炉々況を造り
込むことにより、生産性良く、低燃料費で高炉を操業す
る。 【構成】 炉頂部から焼結鉱、鉄鉱石、ペレット等の鉄
源とコークスを交互に装入し、且つ、炉下部の羽口から
熱風を吹き込みつつ高炉を操業する方法において、下式
で示すMを16〜20に維持するように前記炉頂部から
装入する鉄源量から決まる鉄源の平均層厚T0 、前記羽
口先における温度Tf、ボッシュ部におけるガス量WBG
の1つ、または、複数を調整する高炉操業方法。 M=K・Tf・WBG/T0 [但し、Kは定数]

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は安定した高炉の操業を行
う方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高炉々内には、炉頂部から焼結鉱、鉄鉱
石、ペレット等の鉄源とコークスを交互に層状に装入
し、高炉炉下部のボッシュ部に設けた羽口から高温の空
気(熱風)を吹込んでいる。この熱風により、羽口先部
分に生じたレースウェーでコークスが燃焼して、高温の
還元ガスが発生する。そして、この発生した高温還元ガ
スはボッシュ部から炉頂に向かって上昇する。炉内を上
昇する高温還元ガスは前記炉頂部から装入した上記鉄源
とコークス等の原料と向流接触することにより、該鉄源
は加熱及び還元反応を受けつつ炉内を降下する。
【0003】次いで、この鉄源は炉下部の高温域で軟
化、融着して融着帯を形成する。更に、この高温域では
この融着帯が溶融滴下し、銑鉄とスラグとに分離して高
炉々底の湯溜部に溜まる。この湯溜部に溜まった銑鉄と
スラグを定期的又は連続的に出銑口から炉外に抽出する
ものである。
【0004】このような高炉に於いて、低燃料比で安定
した高炉の操業を行うために従来より、例えば特公昭5
7−51443号公報で提案のように、高炉々壁の円周
方向及び高さ方向のおける温度分布、または炉壁の熱負
荷分布を測定することにより前記融着帯の形状、位置を
検知し、その融着帯を操業状態に合った形状、位置に制
御する方法が一般的に行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この融着帯の
形状、位置を制御する方法は通常操業の場合は非常に有
効な手段であるが、操業変動時(休風立ち上げ時、増産
移行時、減産移行時等)は有効に対応できないものであ
る。即ち、この融着帯の制御は、主として、炉内に装入
する装入物の装入分布を調整して、炉内ガス流分布を変
更することによって行われることから、その変化速度は
緩やかである。このため、前記操業状態に合った融着帯
に造り込むまでには長時間を有するものであった。
【0006】しかして、高炉において操業変動がある
と、前記融着帯をその変動した操業状態に適した形状、
位置に早急に造り込むことが、生産性良く、且つ、低燃
料比で高炉を操業する上で重要である。しかし、融着帯
の形状、位置は千差万別に変化することから、この変化
する状態に対応して、それに適した操業状態にすること
は困難であることから、融着帯の形状、位置の組み合せ
を数個に区分し、この区分を基に装入物の装入分布を調
整しており、調整制御が粗いものであった。
【0007】本発明は、高炉において操業変動があった
場合、短時間で、且つ、精度良く、その変動に応じた炉
況にすることにより、生産性良く、低燃料比で高炉を操
業する事を課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、その手段1は炉頂部か
ら焼結鉱、鉄鉱石、ペレット等の鉄源とコークスを交互
に装入し、且つ、炉下部の羽口から熱風を吹き込みつつ
高炉を操業する方法において、前記炉頂部からの鉄源投
入量から決まる炉内装入鉄源の平均層厚、前記羽口先に
おける温度、ボッシュ部におけるガス量の1つ、又は、
複数を調整して下記(1)式で求まる値を16〜20に
維持する高炉の操業方法である。
【0009】K・Tf・WBG/TO ・・・(1) 但し、Tf:羽口先温度(℃)、WBG:ボッシュガス量
(Nm3 /分)、TO :炉内装入鉄源の平均層厚(m
m)、K:高炉の送風羽口からストックラインまでの高
炉内容積(実行内容積)の逆数。
【0010】なお、前記炉内装入鉄源の平均層厚TO
(1チャージの鉄源装入重量×比重)/(高炉の炉腹部
の横断面積)から求めたものである。また、前記羽口先
温度Tfは羽口先に生じるレースウェーの温度であり、
これは送風量VB、送風湿分量VBH2O 、酸素富化量O
2 、微粉炭吹込み量PC、送風温度TBを制御因子とす
るものであって、特別な式を使用することなく公知の
式、例えば、下式(a)で求めることができる。 Tf=1559+0.84×TB−6.0×VBH2O
4972×(O2 /VB)−K1 ×PC・・・(a) 但し、K1 :微粉炭の銘柄により変わる発熱係数であ
る。
【0011】更に、ボッシュガス量WBGはボッシュ部を
上昇するガス量であり、これは送風量VB、酸素富化量
2 、送風湿分VBH2O 、富化酸素湿分OH2O 、吹込み
微粉炭湿分PCH2O 、微粉炭中の窒素分PCN2と水素分
PCH2と酸素分PCO2、装入コークス中の窒素分CN2
制御因子とするものであって、特別な式を使用すること
なく公知の式、例えば、下式(b)で求めることができ
る。 WBG=2VB+2O2 +(VB*VBH2O +O2 *O
H2O +PC*PCH2O )*(22.4/18)+PCN2
*VB*(22.4/28)+PCH2*VB*(22.
4/2)+PCO2*VB*(22.4/16)・・・
(b)
【0012】本発明者は安定した高炉操業を行うため
に、種々実験・検討した結果、上記(1)式で求めた値
(以下M値と称する)に着目し、例えば、減産移行時
は、送風量・富化酸素量を減じるため、炉下部から持ち
込まれる溶融還元能力(羽口先温度Tf×ボッシュガス
量WBG)は低下し、高炉々頂から装入鉄源量、即ち、平
均層厚TO が一定ならばM値は低下する。このままの状
態で操業すると、減産移行後、1〜2ヶ月は持ちこたえ
ているが、その後、炉下部・炉芯が不活性となり、炉状
況が悪化することが殆どであることが判明した。これは
炉内装入鉄源の平均層厚が前記溶融還元能力に対して過
大のため、鉄源の溶融還元が遅れ、融着帯根部が肥大化
して垂れ下がり通気性悪化、荷下がり悪化、炉芯の汚れ
(炉芯内に溶銑、スラグが混在している現象)に繋がり
炉況不調の原因となるものと推察される。
【0013】一方、増産時になると、送風量及び/又は
酸素富化量を増加し、燃料比を低減して、その分鉄源の
装入量を増加することで対応しているが、この結果、炉
内装入鉄源の平均層厚TO が前記溶融還元能力に対し少
なくなり過ぎて炉体熱負荷上昇、通気性悪化、荷下がり
が悪化するものと推察される。又、燃料比低減を指向し
た操業時は、1チャージのコークス量を低減して、鉄源
量を増加する結果、前記同様に炉内溶融還元能力に対し
て炉内装入鉄源の平均層厚が極端に大きくなりソリュー
ションロスカーボン(SLC)が上昇すると共に水素利
用率ηH2 が低下し、炉下部が不活性となり炉況が悪化
する。更に、特に、M値が低下している局面で休風を行
い、その休風立ち上がりにおいて、鉄源の平均層厚が極
端に厚いと、炉内への熱風の入り状態が悪く、溶融還元
能力が大幅に低下することから、上記M値が大幅に低下
する結果、炉況は元の安定した状態に戻らず炉況不調を
惹起させるものと推察される。
【0014】このように、減産・増産・休風立上時等の
操業変動があった場合に関わらず、通常の操業状態にお
いても安定した状態で高炉の操業を行うためには、適正
M値を見つける必要がある。このため、本発明者は図1
に示す様に、高炉炉内の装入物のスリップとM値との関
係を調査した。この結果、M値が16未満、又は、20
を越えると装入物のスリップ回数が急激に増加すること
が判明した。更に、図2に示すように、炉内の水素ガス
利用率ηH2 と上記M値の関係を調査した結果、M値が
16未満になると急激に水素ガス利用率ηH2 が低下す
ることが判明した。
【0015】この結果、M値を16〜20に維持するこ
とが、操業変動があった際にも、経済的に、しかも、早
急に安定した炉況にすることができることを見出した。
そして、このM値を16〜20に維持するために、前記
(1)式に示すように炉内に装入する鉄源の平均層厚、
ボッシュガス量、羽口先温度を単独又は複合して調整す
るものである。そして、この調整のための具体的手段と
しては、上記(a)式、(b)式で示した制御因子を用
いるものである。
【0016】
【実施例】本発明の実施例を表1を参照して詳細に説明
する。
【0017】
【表1】
【0018】本例は有効内容積が5245m3 、送風羽
口からストックラインまでの実行内容積が4312m3
(前記K=2.3×10-4)で、羽口から110kg/
t−pigの微粉炭を吹込んでいる高炉に適用した例で
ある。
【0019】実施例1は通常の操業状態において、M値
が15となって炉況が不安定となったので送風温度を1
50℃高くし、羽口先温度を上昇させM値を17として
操業することにより、ソリューションロスカーボン(S
LC)が10kg/t−pig低減して炉内の還元反応
が良好となり、かつ、水素利用率が4%向上して炉況が
安定し、燃料比が低下した例である。
【0020】実施例2はM値が15.2となり炉況が不
安定となったため、1チャージの鉄源量を低減し、更
に、1チャージのコークス量を低減すると共に送風量及
び酸素富化量を増加し、且つ、鉄源炉内平均層厚を20
mm薄くすると共にボッシュガス量を増加し、羽口先温
度を高くすることにより、M値を19.5として操業す
ることにより、ソリューションロスカーボン(SLC)
が10kg/t−pig低減し、更に、水素利用率が4
%向上して炉況が安定し、燃料比が10Kg低減した例
である。
【0021】実施例3はM値が24.5と高くなり炉況
が不安定となったため、1チャージの鉄源量を増加して
鉄源炉内平均層厚を70mm厚くし、M値を20として
操業することにより、実施例2同様にソリューションロ
スカーボン(SLC)及び水素利用率が向上して、炉況
が安定した例である。
【0022】実施例4はM値が15.3と低くなり炉況
が不安定となったため、送風量を増加してボッシュガス
量を増加することにより、M値を19.1として操業し
た結果、炉況が安定した例である。
【0023】実施例5は休風立ち上げ途中を示すもので
あり、この休風立ち上げ途中でM値が10.9と低くな
り炉況が不安定になったので、酸素富化量を3000N
3/H増加し、羽口先温度を高くすると共にボッシュ
ガス量を増加することにより、M値を16として操業す
ることにより炉況が安定化し、短時間にして立ち上げを
完了できた例である。
【0024】
【発明の効果】本発明により、高炉に操業変動があった
場合、短時間で、且つ、精度良く、その変動に応じた高
炉々況を早期に造り込んで安定した炉況を維持する事が
できるので、生産性良く、低燃料比で高炉を操業するこ
とが可能となる等の多大な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】M値とスリップ回数の関係を示した図
【図2】M値と水素ガス利用率の関係を示した図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 芳幸 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 高尾 正義 大分県大分市大字西ノ洲1番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉頂部から焼結鉱、鉄鉱石、ペレット等
    の鉄源とコークスを交互に装入し、且つ、炉下部の羽口
    から熱風を吹き込みつつ高炉を操業する方法において、
    前記炉頂部から装入する鉄源量から決まる鉄源の平均層
    厚、前記羽口先における温度、ボッシュ部におけるガス
    量の1つ、又は、複数を調整して下式で求まる値を16
    〜20に維持することを特徴とする高炉の操業方法。 K・Tf・WBG/TO 但し、Tf:羽口温度、WBG:ボッシュガス量、TO
    炉内装入鉄源の平均層厚、K:高炉の送風羽口からスト
    ックラインまでの高炉内容積の逆数。
JP19187593A 1993-07-07 1993-07-07 高炉の操業方法 Expired - Fee Related JP2889088B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014031568A (ja) * 2012-07-12 2014-02-20 Jfe Steel Corp 高炉操業方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014031568A (ja) * 2012-07-12 2014-02-20 Jfe Steel Corp 高炉操業方法

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