JPS5925906A - 高炉炉底 - 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、高炉炉底の構造に関する。

高炉炉底を長期にわたり健全な状態に保つことは、高炉
を長寿命化する上で重要な課題となっている。

最近の高炉炉底湯溜り部レンガには、カーボン系の高熱
伝導率を有するレンガが使用されているので、外部冷却
が行なわれている限り、過度なレンガ侵食は無い。しか
し、レンガの局部的損耗や、炉内溶銑が局部的に速く流
れる場合には、外部冷却が十分でなく、レンガ侵食を加
速することが懸念され、やむを得ず出銑量を押え、操業
レベルを低下させるような対策を講じるが、極端な場合
には操業停止にいたることもある。このような場合にと
られる対策として、従来から装入物中にＴｊを加え、溶
銑の粘性を増して、Ｔ１を多量に含んだイ」着物、いわ
ゆるチタンベアを炉底部に作ることが行なわれてきた。

この操作では、必ずしも確実に伺着物ができるとは言え
ず、一方溶銑の粘性が増えるために出銑作業がやや困難
になる。しかしながら、他に効果的な方法も見出せない
ために従来法が慣用されている。一方強固な旬着物が形
成でき、外部冷却が十分きいている場合には、付着物が
レンガと同様な機能をはたずことができるので、局部的
なレンガ損耗が起っても、何ら問題なく操業を続けるこ
とができる。したがって、高炉長寿命化にとって、炉底
付着物の形成方法はきわめて重要な技術である。

付着物を形成させるには、炉底部の溶銑を静止させ、外
部冷却を十分に行なうことにより溶銑を共晶点温度（１
１５０℃）まで冷却させ、溶銑と析出グラファイトの混
合物から成る付着物をレンガ表面に生長させる。この際
に特に重要な点は、溶銑は静止させない限り、常に新し
い高温の溶銑が」二から降下して付着物形成は不可能と
なることである。

本発明は寿命の長い高炉炉底に関するものてあ４る。

まず、出銑作業に伴なって生ずる炉床湯溜り部の溶銑流
の性質を、電算機でＨＩ算した結果に基づいて、簡単に
説明する。

第１図は、炉床部にコークスが完全に充填している場合
の溶銑の流線２を示す。炉床部１に一様に溶銑が流れる
。この■４′の流速は遅いために、レンガには過度の熱
負荷は生ぜず、比較的に好ましい状態と首える。

第２図は、コークスが僅かにｒ￥　Ｕ：した場合に生ず
る溶銑流を示す。充填層４の浮上によって生じたコーク
ス空隙部５を速い溶銑６が流れるようになり、レンガ表
面は熱い溶銑にさらされ、Ｉノンガにとって好ましくな
い状態となる。コークス空隙部５がさらに厚くなると、
溶銑流はさらに変化する。

すなわち第３図は炉底部を断熱した場合で、この時はや
はり空隙部５に速い流れが形成される。しかしその速度
は第２図の場合より、やや遅くなる。

このような状態から炉底部を冷却すると、第４図のよう
な薄い静止溶銑（停滞）層７ができる。しかし、静止溶
銑Ｗｊ７の厚みはきわめて簿く、付着物を発達させるに
は不十分である。

第５図は、溶銑を静止させて静止溶銑中に湿度勾配をつ
けた後に出銑させた場合の溶銑流である。

この時には、静止溶銑層が厚く形成され、出銑によって
も影響をうけず、常に静止停滞しつづける。

この層は、一種の断熱層の役割を果し外部冷却の効果が
あられれて、レンガ表面から付着物が形成されるように
なる。炉床湯溜りの熱容星は大きいので、ｌＩいイ」着
物を形成するまでには、長時間を要する。このような静
止溶銑層７が出来る原因は、溶銑中に温度勾配によって
できた密度勾配による、いわゆる密度成層流が形成され
ることに外ならない。

厚い密度成層流を作るには、 （１）十分な厚みのコークス空隙Ｍ５を作ること。

（２）溶銑を静止させて溶銑中に温度勾配を作ること。

が条件となる。（１）については、出銑１−」３と炉床
レンガ面まであ距離Ｌｉが十分に長いことが必要で、（
２）に関しては、静止溶銑中に温度勾配ができる程度に
外部冷却がなされることが必要となる。本発明者の知見
によればこれまでの高炉解体の実績から、カーボンブロ
ックで築構した炉底を有する高炉は、出銑口から炉底冷
却パイプまでの距離と、出銑１コ３から炉底レンガ侵食
面までの距離の関係をプロン１−すると、第６図に示す
ように、すへての高炉は直線的な関係を有することにな
る。このデータは、炉底冷却の及ぶ範囲を示したものと
考えられる。

そこで本発明では、築炉の際の炉底レンガ面を前記第６
図に示す直線Ａ上に位置させることを特徴とする。すな
わち、高炉炉底に炉底レンガを冷却する冷却機構８を備
え、かつ出銑口３から炉内底面までの距離をＬｉ（ｒｎ
）とし、出銑口３から前記冷却機構までの距離をＬｏ（
ｒｎ）とするとき、Ｌｊ＝０．７５　Ｌｏ　−１，２５
±０．５但しＬｏ≧３（ｒｎ） として構築したことを特徴とするものである。このよう
にすることにより炉底部の冷却を応答性よく行うことが
できる。

コークス空隙層５の厚みを制御することはＪ１！常に困
難であるが、本発明者等のこれまでの研究から、融着層
より上部の装入物重量は、送風圧と炉壁の摩擦で支えら
れ、融着帯内面より下側のコークス重置と炉底湯溜り内
のコークス浮力がほぼバランスすることが明らかとなっ
た。従って、融着層を低い位置にもってくれば、融Ａ層
内面より下側のコークスの量が減少し、その結果浮力が
勝って厚いコークス空隙層′５が形成される。そこでこ
のような操業条件下で休風を行い、溶銑中に温度勾配を
つけるならば、厚い静止溶銑層が形成でき、さらに（＝
Ｊ着層がレンガ表面に発達することになる。

そこで操業開始後可及的すみやかに一時体風を行つと静
止溶銑層を形成し、イ」着物層をレンガ表面に形成させ
ることが望ましい。

〔実施例〕

炉容積３５００　ｍ　’　、炉床径１４ｍ、出銑口３と
炉底レンガ上面までＬｉ＝３．２５ｍ、出銑口３から炉
底冷却面までＬｏ＝６ｍの高炉につき、炉底レンガ表面
に付着物を形成させ、長寿命炉底を実現した例を示す。

出銑口３から、浮上コークス下面までの距離を１．８ｍ
　、コークス空隙層５厚を１　、７　ｍとする。溶銑を
静止状態から出銑を開始すると、空隙層５内の下方２／
：）が停滞し、上方１／３を選択的に溶銑が流れてゆく
。この時の温度分布は、第７図の実線に示すようになり
、斜線で示した溶銑の凝固温度である１１５０°Ｃより
低い部分、すなわち、炉底レンガ面」二に約３５ｃｍ程
度の付着物ができる。

炉底部のレンガは、この付着物と、さらにその」ニ部に
できた約６０ｃｍの静止溶銑層で２重に保護されたこと
になり、レンガは全く損耗をうけずに長期間の使用に耐
える。コークスの下面が上下しても静止溶銑層が緩衝作
用をもたらし、厚みが増減するのみで、付着物は安定に
存在する。第８図は、炉底側壁部に埋設した熱電対の温
度推移であるが、火入後約４年して、急上昇をはじめ、
側壁レンガが侵食されたことを示す。この状態では、操
業を続けることに危険を生じた。そこで２４時間の休風
を行ない、炉底溶銑に温度勾配をつけた後に操業を再開
した。その後は、炉底温度は低下を続け、安定な伺着物
が形成されたことを示している。

この高炉の炉底構造は、第６図に示した斜線領域内の条
件を満たしているので、溶銑の静止溶銑層が容易に出来
、伺着物がつき易い構造になっている。

以」二の通り、本発明の高炉は、築炉初期から静止溶銑
層を形成しうる炉底構造になっているので、操業初期か
ら静止溶銑層を炉底のレンガ上面に形成し、あるいは、
炉底温度の」二昇時に必要に応じて静止溶銑層を形成し
て、長期に操業を継続しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図および第５図は、高炉
炉底部の縦断面概要を示す断面図、第６図は炉底冷却が
及ぶ範囲を示すグラフ、第７図は高炉炉床部の高さ方向
の温度分布を示すグラフ、第８図は操業高炉の炉底側壁
の温度推移を示すグラフである。 １・・・高炉炉床部 ２・・・溶銑流線 ３・・・出銑口 ４・・・コークス充填層 ５・・・空隙層 ６・・・速い溶銑 ７・・・静止溶銑（停滞）層 ８・・・冷却バイブ 特許出願人　新日本製鐵株式會社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高炉炉底をカーボンレンガで構築し、かつ該炉底
   部を冷却する冷却機構を備え、さらに出銑□口から炉内
   底面までの距離をＬｉ　（ｍ）とし、出銑口から冷却機
   構までの距離をＬｏ（ｍ）とするとき。 Ｌｉ”’０．７５　Ｌｏ−１，２５±０．５但しＬｏ≧
   ３ として築炉してなる高炉炉底。
2. （２）炉内底部に停滞層と付着物層を有する前記特許請
   求の範囲第（１）項記載の高炉炉底。