JPH0841511A - 高炉の制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉内状況に応じて装入物の鉱石内振り比率を
調整することにより、還元効率が向上でき、しかも高炉
操業の安定性が図れる高炉の制御方法およびその装置を
提供する。 【構成】 高炉１０の中心線上におけるシャフト下部か
ら炉腹部上部の間にある高炉中心部Ｘと、羽口先端Ｙと
を直線で結び、前記直線ＸＹより炉中心側および炉壁側
においてそれぞれ複数点の炉内ガスの平均温度を求め、
該平均温度が、炉中心側＞炉壁側を維持するように、炉
頂から装入する装入物の炉径方向の相対Ｏ／Ｃを調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炉内状況に応じて炉半
径方向における相対Ｏ（鉄源重量）／Ｃ（コークス重
量）を調整することにより、還元効率が向上でき、しか
も高炉状況の安定性が図れる高炉の制御方法およびその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉においては、鉄原料とコークスとが
交互に装入され、炉内を上昇する高温の還元ガスにより
酸化鉄の加熱還元が行なわれている。生成された鉄は溶
融して炉低部に滴下し、炉外へ排出される。従って、装
入された鉄原料などの装入物は、還元反応と溶融の進行
に伴って徐々に降下し、その分だけ新しい装入物が炉頂
部より装入される。このような炉内装入物の降下状況や
新規装入状況は装入物の層厚分布に影響するが、層厚分
布と高炉操業状況との間には一定の関係があり、炉内の
ガス流分布や融着帯の形状にも影響を与えている。従っ
て、装入物の層厚分布状況を知ることは、炉内ガス流の
状況や融着帯の形状を決定する要素、引いては還元効率
を決定する要素でもある新規装入物の炉半径方向におけ
る装入落下位置制御を適切にするためにも重要なことで
あり、これにより高い還元効率で、安定した高炉操業の
実現を図ることが可能になる。

【０００３】ところで、従来におけるこの装入物の層厚
分布調整制御は、ベル式高炉の層厚分布手段としてのア
ーマープレートの位置調整や、ベルレス式高炉の旋回シ
ュートの旋回角度調整などにより行なわれていたが、例
えばベル式高炉のアーマープレートの調整操作と装入物
の層厚分布状況との関係はモデル実験的に知られている
だけで、実際の高炉操業における層厚分布状況は、これ
と異なる。従って、実際の操業時における装入物の層厚
分布状況の正確な把握は、装入制御の高精度化を図るた
めに必要なことであった。そこで、この装入物の層厚分
布状態を検出する方法として、例えば特開昭５８−２２
３１３号公報に記載されているように、高炉の炉頂部に
設けられた赤外線テレビカメラにより、炉内に堆積した
装入物の表面温度の温度分布パターンを測定し、その測
定されたパターンを高温域と低温域とに区分し、高低域
の面積比率の変化を検出する方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに赤外線テレビカメラを用いて装入物の温度分布パタ
ーンを測定し、それに基づいて装入物分布調整を行なっ
ても、あくまで、炉頂側から得られたデータに基づいた
装入物の分布調整であるので、その時々の炉内状況に応
じて変化するガス流の状況や融着帯の形状に対応できる
調整とはいえず、還元率が変動したりして、高炉操業の
安定性を維持するのに充分なものではなかった。

【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、炉内状況に応じて装入物の鉱石の落下位置を調整す
ることにより、還元効率が向上でき、しかも高炉操業の
安定性が図れる高炉の制御方法およびその装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の高炉の制御方法は、高炉炉腹部位置における炉芯
表面より炉中心側および炉壁側における炉内ガス温度を
求め、該温度が炉内中心側≦炉壁側となった際、炉頂か
ら装入する装入物の炉径方向の相対Ｏ／Ｃを調整して、
前記炉中心側温度＞炉壁側温度にするように構成されて
いる。ここでいう相対Ｏ／Ｃとは、サウンジング装置な
どの測定手段により測定された局部的なＯ／Ｃと、全装
入物のＯ／Ｃとの比である。

【０００７】また、請求項２記載の高炉の制御方法は、
高炉の中心線上におけるシャフト下部から炉腹部上部の
間にある高炉中心部と羽口先端とを直線で結ぶ線上を炉
芯表面位置とすると共に、炉外から先端が前記直線より
炉内側に挿出入可能にした温度測定手段を設け、該温度
測定手段で前記直線より炉中心側および炉壁側における
炉内ガス温度を求め、該温度が炉内中心側≦炉壁側とな
った際、炉頂から装入する装入物の炉径方向の相対Ｏ／
Ｃを調整して、前記平均温度が炉中心側＞炉壁側にする
ように構成されている。なお、炉芯表面の位置はこのよ
うに推定してもよいが、挿入する温度測定手段を炉内に
挿入する際、その挿入推力を測定し、その測定推力値よ
り推定してもよい。炉壁近傍の相対Ｏ／Ｃの調整は、ベ
ル式高炉ではアーマープレートの調整、ベルレス高炉で
は旋回シュートの旋回角度の調整で可能となる。

【０００８】さらに、請求項３記載の高炉の制御装置
は、高炉の炉中心側および炉壁側の炉内ガス温度を測定
する温度測定手段と、該温度測定手段により測定した炉
内ガス温度から前記炉中心側の平均温度と前記炉壁側の
平均温度とを求め、これらの平均温度が炉内中心側≦炉
壁側になったことを判定すると、前記炉壁近傍の相対Ｏ
／Ｃを低減して、前記炉中心側平均温度＞炉壁側平均温
度にするように炉頂から装入する装入物の炉径方向にお
ける層厚分布調整手段の調整駆動手段に操作指令信号を
出力する制御手段とを備えるように構成されている。

【０００９】

【作用】本発明者などは、融着帯の形状、炉心の通気
性、炉内ガスの関係について調査、検討した結果、先ず
炉芯の表面は、図２に示すように、高炉の中心線上にお
けるシャフト下部から炉腹部上部の間ａの任意点である
高炉中心部Ｘと、羽口先端Ｙとを結んだ直線で現される
ことが判明した。この直線ＸＹより炉中心側の点Ａと炉
壁側の点Ｃとを結んだ線ＡＣと、直線ＸＹとの交点を点
Ｂとする。高炉の中心線上におけるシャフト下部から炉
腹部上部の間ａにおける高炉中心部Ｘの高さ位置は各高
炉で炉芯表面位置が多少異なることからこれに合わせて
決定する。また、例えば炉壁から挿入された温度測定手
段の一例である温度検出部を挿入し、操業時におけるＡ
Ｂ間の複数点の平均温度Ｔａｂと、ＢＣ間の複数点の平
均温度Ｔｂｃとを実測したところ、安定した操業を行
なっている場合には、Ｔａｂ＞Ｔｂｃとなり、不安定
な操業を行なっている場合には、Ｔａｂ＜Ｔｂｃとなる
ことが判明した。すなわち、は炉芯の通気性が良好で
多量の炉内ガスが通過し、融着帯の形状が逆Ｖ字形にな
って、炉内ガス流れは周辺流となっている。一方、は
炉芯の通気性が悪くて通過する炉内ガス流量は少なく、
融着帯の形状が逆Ｕ字形となって、炉内ガス流は中心流
となっている。

【００１０】また、図３のＢＣ間の平均温度−ＡＢ間の
平均温度（以下、ＢＣ−ＡＢ温度という）と、炉頂部の
炉壁近傍の相対Ｏ／Ｃとの関係を示すグラフから、両者
の関係はほぼ比例関係であることがわかり、相対Ｏ／Ｃ
が増減すれば、ＢＣ−ＡＢ温度も増減する。そこで、炉
中心側（ＸＹ線より炉中心側）および炉壁側（ＸＹ線よ
り炉壁側）の温度を測定し、炉中心側の平均温度と炉壁
側の平均温度との関係が、炉中心側≦炉壁側となった場
合に、例えば炉頂部から装入される装入物の全体量のＯ
／Ｃを一定にした条件の基でアーマープレートを調整
し、炉壁近傍のＯ／Ｃを低減させる、つまり炉中心側に
装入される鉱石量を増大させることにより、ＢＣ−ＡＢ
温度を低下させて、炉中心側温度＞炉壁側温度とする装
入物分布調整を行なう。すなわち、炉中心側に鉱石を多
量に装入して炉内ガス流の中心流を抑制することによ
り、融着帯を逆Ｖ字形にして炉芯を流れる炉内ガス量を
増大させて、ＢＣ−ＡＢ温度を適正化する。この結果、
図４に示すように通気抵抗が低下して還元効率が向上す
ると共に出銑量が増加し、しかも高炉の操業安定性の向
上が図れる。

【００１１】

【実施例】続いて、本発明を具体化した実施例につき説
明し、本発明の理解に供するが、本発明はこれらの実施
例に限定されないのは言うまでもない。

【００１２】実施例１〜３ 内容積５２４５ｍ³ 、羽口先端から炉中心線までの長さ
が６ｍのベル式高炉１０を用い、図１に示すように、高
炉の中心線上で、羽口１１から７ｍの高さ位置を高炉中
心部Ｘとし、この高炉中心部Ｘと羽口先端Ｙとを直線で
結ぶ。羽口１１より５ｍの高さ位置から斜め下方へ２５
度の角度で温度測定手段の温度検出部１２を挿入し、そ
の挿入される温度検出部１２の先端（検出端）が、直線
ＸＹより炉中心側へ１ｍの位置を点Ａ、直線ＸＹと交わ
った位置を点Ｂ、炉壁側へ１ｍ戻した位置を点Ｃとし、
このときの炉内温度の測定位置は、点Ａ、Ｂ、Ｃと各点
間の中央の５箇所である。温度検出部１２からの検出信
号は制御手段１３へ送られ、制御手段１３ではその検出
信号に基づいて、高炉１０の炉頂部上方に配置された例
えばベル式高炉のアーマープレート１４の調整駆動手段
１５により炉中心側へ装入される鉱石の比率を大きくし
て炉壁近傍の相対Ｏ／Ｃを低下する操作指令が出され、
これによりアーマープレート１４が炉内側へ移動して炉
中心側および炉壁側の平均温度が、炉中心側＞炉壁側に
なるように炉壁近傍の相対Ｏ／Ｃの調整が行なわれる。

【００１３】表１の各調整前に示す操業条件で、直線Ｘ
Ｙより炉中心側ＡＢおよび炉壁側ＢＣの各測定点におい
て、炉内ガスを測定し、それぞれの平均温度を求めた。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１から明らかなように、実施例１〜３の
高炉操業方法では、図２の直線ＸＹより炉中心側および
炉壁側の炉内ガスの平均温度を求め、その平均温度が、
炉中心側＞炉壁側を維持するように、炉頂部において、
炉壁近傍の相対Ｏ／Ｃを０．７〜０．８低下させる調整
を行なったので、調整前のものに比べて、燃料比が３〜
６Kg/T-pigだけ低減し、出銑量が５０〜２００Ｔ／Ｄ向
上し、通気抵抗指数が０．０４〜０．０８低下し、ソリ
ューションロスカーボンは１〜２Kg/T-pigだけ低減し、
溶銑中シリコンが０．０３〜０．０４％減少した。この
結果から明らかなように、本発明は、炉内状況に応じて
炉壁近傍の相対Ｏ／Ｃを、直線ＸＹより炉中心側および
炉壁側の炉内ガスの平均温度が炉中心側＞炉壁側になる
ような調整を行なうことにより、還元効率や溶銑品質が
向上する。しかも、炉内ガスの平均温度が炉中心側＞炉
壁側である状態を維持することにより、安定した高炉操
業が実現できる。

【００１６】

【発明の効果】このように、高炉の中心線上におけるシ
ャフト下部から炉腹部上部の間にある高炉中心部と、羽
口先端とを直線で結び、この直線より炉中心側および炉
壁側においてそれぞれ複数点の炉内ガスの平均温度を求
め、この平均温度が、炉中心側＞炉壁側を維持するよう
に、炉頂の相対Ｏ／Ｃを調整するようにしたので、炉内
へ装入した鉱石の還元効率を向上でき、しかも高炉状況
の安定が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る高炉の制御方法が適用
された高炉の概略断面図である。

【図２】本発明の実施態様に係る高炉の制御方法が適用
された高炉の概略断面図である。

【図３】ＢＣ間の平均温度−ＡＢ間の平均温度と、炉壁
近傍の相対Ｏ／Ｃとの関係を示すグラフである。

【図４】ＢＣ間の平均温度−ＡＢ間の平均温度と、通気
抵抗指数との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 高炉 １１ 羽口 １２ 検出端 １３ 制御手段 １４ アーマープレート １５ 調整駆動手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉炉腹部位置における炉芯表面より炉
   中心側および炉壁側における炉内ガス温度を求め、該温
   度が炉内中心側≦炉壁側となった際、炉頂から装入する
   装入物の炉径方向の相対Ｏ／Ｃを調整して、前記炉中心
   側温度＞炉壁側温度にすることを特徴とする高炉の制御
   方法。
2. 【請求項２】 高炉の中心線上におけるシャフト下部か
   ら炉腹部上部の間にある高炉中心部と羽口先端とを直線
   で結ぶ線上を炉芯表面位置とすると共に、炉外から先端
   が前記直線より炉内側に挿出入可能にした温度測定手段
   を設け、該温度測定手段で前記直線より炉中心側および
   炉壁側における炉内ガス温度を求め、該温度が炉内中心
   側≦炉壁側となった際、炉頂から装入する装入物の炉径
   方向の相対Ｏ／Ｃを調整して、前記平均温度が炉中心側
   ＞炉壁側にすることを特徴とする高炉の制御方法。
3. 【請求項３】 高炉の炉中心側および炉壁側の炉内ガス
   温度を測定する温度測定手段と、該温度測定手段により
   測定した炉内ガス温度から前記炉中心側の平均温度と前
   記炉壁側の平均温度とを求め、これらの平均温度が炉内
   中心側≦炉壁側になったことを判定すると、前記炉壁近
   傍の相対Ｏ／Ｃを低減して、前記炉中心側平均温度＞炉
   壁側平均温度にするように炉頂から装入する装入物の炉
   径方向における層厚分布調整手段の調整駆動手段に操作
   指令信号を出力する制御手段とを備えたことを特徴とす
   る高炉の制御装置。