JPS5825411A - 高炉内円周方向分布偏差の検出方法 - 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】 本発明は高炉内の物流の円周方向の偏差を定量的に検出
する方法に関するものである。

最近の省エネルギー努力への志向傾向は高炉においても
著しく強まり、高炉操業の安定化と省エネルギー（低燃
料比）化が表裏一体となって進められてきた。この過程
において特に重要視されたのは円筒形状の容器の体をな
す高炉内の中径方向における物流分布の制御であり、そ
の結果、半径方向分布の制御は高炉における省エネルギ
ーに最も大きく寄与している現状にある。この段階から
さらに一段の省エネルギーを進めるためには炉内円周方
向の物流分布の制御を行なって行く必要がある。例えば
円周方向に配置された複数の出銑口−から排出される溶
銑、溶滓の成分、温度に差異を生じた揚台、炉熱レベル
の低い側に合わせた操業管理を要し、その差異が大きい
ときは省エネルギー（低燃料比）操業をうまく行なうこ
とができない・ 従来、炉内円周方向の物流分布の偏差の検出方法として
これを定量的に表わせるものはなく、主として次の検出
手段によって判断がなされているに過ぎなかった０ （１）高炉炉壁もしくは炉内円周方向に設けられた温度
計の指示値が同一レベルでも差異を生じ、この差異は時
間的にも変化していること。

（２）高炉円周方向に複数個の出銑口を有する高炉にお
いて、ある一定期間の平均値をとれば、各出銃口間の成
分や温度に有意な偏差を認めうろこと。

しかし、上記の２つの検出手断では、円周方向に偏差を
生じていることは認められるものの１物流の各構成要素
が定量的にどの程度の偏差を生じているかを検出するこ
とはできない。

本発明は以上のような現状に鑑み、高炉内の円周方向の
物流の偏差を定量的に検出する方法を提供することを目
的とし、この検出結果に基づき炉頂装入物の円周方向分
布偏差の具体的な修正を可能ならしめ１一層の書エネル
ギーを達成することを１的とするものである。

本発明の要旨とするところは、高炉炉頂の円周方向複数
箇所のガス成分と、高炉排出全体ガス成分とを定量分析
し、この分析結果と、予め知られている複合送風組成と
炉頂装入物の分析値とから、高炉内円周方向の物質の存
在分布と物質の流れの偏差とを定量的に検出する９とを
特徴とする高炉内円周方向分布偏差の検出方法に存する
◎以下本発明の詳細な説明する。

高炉内で着目すべき主要な元素は大きく見れば鉄、炭素
、酸素（以下それぞれ？ｅ１０、Ｏと記す）である。こ
れらの高炉への出入について見れ（１）ハ　は全量−〇
は９０５ｇ以上、０は約半分が炉頂装入物として炉内に
持ち込まれ、残余の入量は羽口から送風によって持ち込
まれる。炉頂から装入物として入る　１・と０との存在
比は装入物の化学分析によって予め知られている。

（２）一方、これらの元素が高炉から排出される形態と
しては、１・は溶銑として１００襲出銑口から排出され
、０はほぼ一定量（約１０≦）が溶銑と共に出銑口から
、残りは排ガスとして炉頂から排ｕ４され、Ｏは１００
≦が排ガスとして炉頂から排出される。

また、送風中の各成分の濃度は円周方向で均一もしくは
その濃度調節可能（既知）である。

以上のことから、単位時間当りの装入物中の０と０の消
費量をそれぞれＷｅ、ｙｏ　　とし、１・の生成量を　
Ｗｌ、とすれば、物質バランスから次の（１）、（ｚ）
、（８）式が成立する。

Ｗｏｗ　　Σα　　Ｘ　（排ガス）−Σβ。、ｊ”Ｊｉ
ａ、ｉ　ｉ　　　　　　　ｊ （送風）　＋　　γ町、　　　　　　　　　　・・・・
・・（１）Ｗｏ−ぞ“ｏ、ｉ”ｉ−ｆβｏｓ　ｊＹｊ−
°−（２）マ１ｏ−ロＯ・・・−（８） ここに、 ｘｌ、τｊ！それぞれ排ガス中、送風中の各成分の流量 α。、１、β。、１Ｓそれぞれ排ガス中、送風中に含ま
れる０の濃度 ｇｏ、　ｊ、β。、ｊ＄それぞれ排ガス中、送風中に含
まれるＯの濃度 ｒ＝ｆｌｊ銑中の１ｅに対するａの比で一定値Ｊ−酸化
鉄中０に対する１ｅの比 である。

（１）〜（ｓ）式中ｇ１−は化学量論的に導かれる定数
であり、ｒは既知の定数、−は装入物の分析値によって
定まるＯ従って炉頂排ガスと送風との成分及び流量が定
まれば、Ｗｅ　ｓ　Ｔｏ　５Ｗ１Ｐ−を決定される・ 今、この原理式を炉内円周方向に分割した領域について
適用すると次の遁りである。

以下、例として円周を４分割した場合を示すＯ第１図に
示すように、高炉を円周方向に４つの領域に分け、各領
域のガスのに成分の分析値をｘｋ〜ｘＰ１各領域の流量
を−〜−とし、全領域の合計のガスのに成分の分析値を
ｘＦ・全流量を−とすれば ｘＦ　Ｉ　＋　ｘＦ　：Ｌ”　＋　ｘＦ　７　＋　ｘＦ
　Ｉ−ｘＦ−・・・−・（４） が成立し、←）式は−〜−の４個の未知数を含む方程式
となるＯ 従って各領域においてｋｙｊｌ１分として例えば００．
００１．１ｇ　、Ｈｚの４虞分を分析してその数値を（
４）式に代入すれば−〜−は−を用１．ｓて表わすこと
ができる。

また−は夏型が高炉内で発生も吸収もしなし亀ことを利
用すれば Ｙ　（送風中Ｍ、流量）−ｘＮ。３？ ｌ「雪 が成立し、従って −−τＭ３／・♂　　　・・・・・・（５）となり、−
は（５）式で定まる。

複合送風の量と組成とは既知であるから（！１）式で−
を求めることができ、（４）式から各領域におけるガス
流量−〜−が定まり、それぞれの領域におけるＷｏ”　
ｓ　Ｗｏ（４、Ｗ、、（′）（１−１，ｚ　、　ｓ　、
番）を求めることができる◎ 各領域について得られたこれらの数値を比較すれば、円
層方向偏差として各領域でのＯＳＯ，Ｐ・の各流量の比
を定量的に求めることができる。

以上詳細に説明したように、高炉炉頂の円周畜肉複数箇
所のガス成分ｋ（ｋは００．００鵞、Ｋｌ。

百雷、−）と、高炉排出全体ガスの成分ｋ（ｋは００　
％　００３　、Ｈ意、Ｍｔ　、・・・）とを実質的に同
時（４ に定量分析し、この分析結果ｘｋ　（ｋは００，００゜
Ｋ雷、Ｍ雪、・・・、ｌは１，２，３．・・・）と、複
合送風１１６β。９．１βｏｔｊ及び送風量Ｙ、Ｙ、、
と、炉頂装入物の分析値から導かれる酸化鉄中の０に対
する１・　の比Ｉと、溶銑中の１８に対するＯの比ｒと
から、高炉円周方向の各領域におけるｏＳｏ、ｙ・のそ
れぞれの流量、ｏ（７）、Ｗｏ（４、ｙ？。（１）　　
（７は１゜２．３．・・・）を得ることができ、高炉内
円周方向の物質の存在量分布と物質の流れの偏差とを定
量的に検出することができる。

さらに各領域における装入鉱石とコークスとの比Ｒ（′
）　は、μを鉱石中の酸化鉄の酸素分率の逆数とすれば 、（Ｚ）　　ｍ　　’ご−　　　　　・・・・・・（６
）ａ により定量的に求めることができるので、本検出方法を
用いて高炉内円周方向分布偏差を具体的に修正すること
ができる。

高炉炉頂のガス採取箇所は、高炉内の装入物表面より上
方の適当な炉内空間でよく、例えば、通常複数列設けら
れているアップデータに設けるの・　が好適である。

また、高炉排出全体ガスの採取箇所は、各領域のガスが
十分混合した後がよく、従来からガス採取している集塵
装置の出口等が適当である。

なお、以上の説明においては、円周方向各領域の排ガス
流量−を、ガス分析結果ｘｋを用いて（４）　、（ｉ）
式により求めたが、各領域の流量を適当な検出器を用い
て直接測定すれば、その測定値を用イテ（１）、（２）
、（８）式から、ｏ（Ａ、　、ｏ（１）　　　（４、Ｗ
ｌ、　　を求め ることができる。しかし高炉排ガスは含重量が多く、流
量検ａｓｉｓの摩耗、粉塵堆積などの問題があり、分割
された各領域の高炉排ガスの流量を連続的に精度よく測
定することは極めて困難で現実的ではない◎ 本発明により従来定量的に検出することが不可能であっ
た高炉内円周方向分布偏差を定量的に検出することが可
能となり、従来行なわれていた高炉内の半径方向におけ
る物流分布制御と共に円周方向の物流分布制御を行なう
ことができるので、一層高度な高ｐＨｉＩ御が可能とな
り、高炉操業の安定化と省エネルギーに貢献するところ
が大である・次に本発明の詳細な説明する。

高炉の４本のアップデータより、それぞれガス採取配管
系によってガス分析計へガスを導入し、各各のガスを短
時間（１０秒以内）でガス分析を行なった。また全ガス
の分析値を得るため、ベンチエリ後からもガス採取配管
系によってガスを導入し周期的にガス分析を行なった。

ガス分析の取り出し位置を第２図に、ガス分析配管系を
第３図に示す。ガス分析の測定値例を第４図に示す。

これらのデータから長期間に亙り、各領域での装入鉱石
とコークスとの比−を定量的に求めた。

−の計算方法は（６）式の逼りである。その結果、Ｒ（
１）の数値は第５＠Ｉに示すような偏差があり、ナ１、
中２アップテーク偲のｌω、−に比し、ナ３、ナ４アッ
プテーク何の−、−が常に高い値を示すことが判明し、
炉頂でのバンカーホッパー内における偏析が原因である
ことが究明された。

そこでホッパーの改造を行ない、その結果第６図のよう
に偏析が殆ど認められないように改善され、その改善結
果も本発明の偏差検出方法により確認することができた
。

【図面の簡単な説明】

第１ｔｉｌｉは高炉内円層方向偏差計算のための説明図
、第２［はガス分析配管の取出し位置の説明図、第３閣
はガスサンプリング系の模式図、第４図は炉頂排ガス分
析値の例を示すダラ７、第５図、第６図はそれぞれ炉頂
分布歇曽前と改曽後の各アップテータ領域での円周方向
偏差を示すグラフである０ １・・・高炉　　２・−ガス分析装置　　３−・アップ
テーク　　４−炉頂排出ガス配管　　５・・・ダストキ
ャツチャ　　６・−ペンチェリスタテパフ・・・サンプ
ルガス配管　　８−除塵フィルタ９・・・流量プントロ
ーラ　　１〇−排気管す０、−１！Ｆ　”・それぞれ炉
頂ガス全体の領域、流量、ｋ成分の分析値 す１〜す４、ｔ〜−１■〜Ｘ−−それでｋ れ高炉円周方向区分領域、各領域のガス流量、各領域の
に成分の分析値 Ｔ・・・時間　　Ｒ・・・鉱石とコークスとの比第１図 第２図 ＃１　　井２　　＃３　　井４ −５５−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高炉炉頂の円周方向複数箇所のガス成分と高炉排出金体
   ガス成分とを定量分析し、該分析結果と複台送風組成と
   炉頂装入物の分析値とから高炉内円層方向の物質の存在
   量分布と物質の流れの偏差とを定量的に検出することを
   特徴とする高炉内円周方向分布偏差の検出方法。