JPS61139610A - 高炉の低シリコン操業方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉体および／または流体を羽口から吹込む製
鉄用高炉の低シリコン操業方法に関する。

〔従来の技術〕

高炉操業においては、溶銑中シリコン濃度（以下（Ｓｉ
）と記す）は従来より安定操業を示す炉熱の指標として
、０．３〜０．８重量％の間で管理されてきた。つまり
、高炉操業者は（Ｓｔ）が０．３重量％未渦の値になる
と予測した時には、送風温度を上昇させたり、補助燃料
の吹込み量を増大させたりする操業アクションをとり、
（Ｓ　ｉ）を０．３重量％以上に保つよう管理していた
。

ところが、近年になって、後工程の転炉操業において、
転炉スラグ発生部を減少させることが大きなコストメリ
ットになると指摘され、改めてプロセス全体を見なおし
た結果、溶銑に要求される品質が大幅に変更された。

従来、（Ｓｉ）は（１）式のような発熱反応で鋼浴温度
を上昇させる重要な熱源であった。

（Ｓ　　ｉ）　　＋２　　（０）　　→　（Ｓｉ０２　
）ΔＨ＝−２１０，２ｋｃａｌ／ｎｏ　　ｌ・・・　（
，１） ここに、 （Ｓｉ）：溶銑中のシリコン （Ｓｉ０２）ニスラグ中の５ｉ０２ である。

しかし、最近の省エネルギー活動の成果によって転炉に
装入する溶銑の温度が上昇し、また転゛。

炉への溶銑の高配合が通常行われているため、（Ｓｔ）
の発熱剤としての必要性はほとんどなくなった。そして
、ｍ基度調整のまために、スラグ化した５ｉ０２に加え
るＣａＯが原料費の上昇に結び付き、問題点として顕在
化した。これが高炉操業で低（Ｓ　ｉ）操業を目指す理
巾である。

さて、（Ｓｔ）を決定する高炉側の操業条件は次のよう
に整理されている。

１）下記（２）式によって羽口前のレースウェイで発生
する５ｉｎ（ガス）が（３）式によって溶銑中の〔Ｃ〕
で還元され、（Ｓｉ）として溶銑中２にはいる。

５ｉ０２（主にコークスアッシュ）十〇（固）→５ｊＯ
（カス）　＋ｃｏ　（ガス）　　・・・（２）Ｓｉｎ（
ガス）＋　（Ｃ） →（Ｓ　ｉ）　＋ＣＯ（ガス）　　　　　・・・（３）
レースウェイで発生する５ｉｎ（ガス）晴は、第２図に
示したようにその部分のガス温度、コークス温度、コー
クスアッシュ中のＳｉ、０２濃度等によって決定される
。また、第３図に示したように、５ｉｎ（ガス）の還元
と溶銑中への（Ｓｉ）の溶解は、溶銑への５ｉｎ（ガス
）の吸収速度、スラグによる５ｉｎ（ガス）の吸収速度
（スラグ塩基度、接触面積）等に依存している。

従って、低〔Ｓｔ）銑生産の条件としては、（ａ）レー
スウェイガス温度、コークス温度を低下させる。

（ｂ）コークスアッシュ中Ｓｆ０２７ｇ度を低下させる
。

（Ｃ）溶銑とＳｉＯガスの接触を妨げる。

（ｄ）スラグ塩基度を上げＳｉＯガスの吸収速度を」−
昇させる。

等が考えられる。

２）レースウェイから滴下した溶銑は炉床でスラグと２
液層に分離する。炉床を滴下する過程および２液相で存
在している間に、スラグ−メタル平衡分配反応により、
（Ｓｔ）は平衡Ｓｉ濃度に到達する方向に変化する。し
かし、発明者らの行った実験によって、この要因の寄与
は少ないこと部分っ□ている。

これまで、鉄鋼メーカーは高炉の低（Ｓｔ）銑生産にお
いて、様々な手段を講じて”きた。そあ中で、羽口前の
レースウェイにおける。’　Ｓ　ｉ　Ｏの発生の抑制と
スラグによるＳｉＯの吸収を狙って１、　羽口部での粉
体吹込みが新技術として採用されるに至っている。（参
考文献　特開昭５３−８７９０８、特開昭５６−２９６
０１．特開昭５７−１３７４０２、特開昭５７−’１３
７４０３、特開昭５８−３４１０９） 粉体および／または流体の吹込みにより、（Ｓｔ）を低
下させる技門は特開昭５７−１３７４０２（微粉炭、酸
化鉄、還元鉄の吹込みにより低（Ｓｉ）を達成）、特開
昭５７−１３７４０３（微粉炭、石灰石、ドロマイトあ
るいはその焼成物またはカルシウム、マグネシウムの水
酸化物等の塩基性物質の吹込みによる低（Ｓ　ｉ）の達
成）、特開昭５８−３４１０’９（鉄酸化物を吹込んで
（Ｓ　ｉ）を制御する）がある。

また、特開昭５９−５０８１３には輝度計に関する最新
の技術が開示されている。この技術は羽口断面内の複数
点の輝度を測定するのが特徴でそれにより未還元鉱石降
りと鉱滓湧きを定量化したり区別して検出したりする手
段として用いられている。つまり、輝度が急激に減少す
る時、未還元鉱石降りとしてカウントし、それを高炉操
業の安定度の指数として用い′るのである。しかし低（
Ｓｉ）操業についその言及はなく、レースウェイ内での
コークスの温度の上Ａに対□応する変化に注目して操業
アクションを行うような例はない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、低（Ｓｉ）銑生産のため、粉体および／または流
体を羽［１から吹込む技術は連続吹込み技術である。し
かし、ＳｉＯ発生速度に関与・するレースウェイのガス
温度、コークス温度が、抑制が必要な程度の高温に達す
るのは、第４図に示すように、全時間の半分にも満たな
い。これは、本来、ＳｉＯ発生低下を目的として吹込む
粉体および／または流体の浪費を行っていることになる
。

そこで（Ｓｊ）低下の効果を損わないように粉体および
／または流体の使用掛な削減する方法を開発した。本′
発明はこのような高炉の低（Ｓｉ）操業方法を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

−１−記問題点を解決するための本発明方法は次の技術
手段から成るものである−　　　　　′（Ａ）　　低（
Ｓ　ｔ）銑生産を目的とした粉体および／または流体吹
込む操業方法であること。

粉体および／または流体は基本的には□レースウェイの
コークス温度の低下か５ｉ０２の活量の低下を可能にす
るものなら何でもよい。例えば、気体ではＣＯ２、Ｈ２
０（、ｆ４気）など、液体ではＨ２０（水）など、粉体
ではＣａＣＯ３，ＭｇＣ０３、Ｆ　ｅ２０３　、ダスト
などでよい。

（Ｂ）　　　レースウェイの輝度あるいはコークスの温
度を測定する機能を有していること。

レースウェイ内に設置した熱電対あるいは、オプティカ
ルファイバーによるコークスからの輻射光を測定するパ
イロメーターによってそれが可能となる。レースウェイ
の輝度を測ることでもよい。この場合本発明では複数羽
口（粉体吹込みの全羽口）への輝度計の取付けによるレ
ースウェイの平均温度の把握が重要であり、羽口断面内
の複数点の輝度測定は不要である。また目的も未逮元鉱
降りや、鉱滓湧きの検出ではなく、低（Ｓｉ）銑の生産
である。従って同じ輝度計という手段を用いても、その
出力のどの部分に注目して操業アクションを採っていく
のかという点が先行技術と全く異なる。

（Ｃ）’−）：記（Ｂ）の温度計測器の信号を読み取り
、その値がある管理」−眼基準値を越えると、粉体およ
び／または流体吹込み装置を作動してレースウェイに粉
体および／または流体を吹込む。吹込みにより低下した
温度計測器の信号が、ある管理下限基準値を下まわると
なると、粉体および／または流体吹込み装置を停止にし
て、吹込みを中断する。このフィードバックシーケンス
を有していること。

前述の先行技術と本発明との違いは溶銑中への移行反応
経路に基づき必要”最少限の粉体および／または流体の
吹込みを可能にした点にある。つまり銑中Ｃ３ｉ）は主
にＳｉＯを経由すると考え、羽口レースウェイでのＳｉ
Ｏ抑制、言い換えると羽口レースウェイの超高温化（例
えば１８００°Ｃ以」−）を粉体および／または流体の
吹込みにより制限し、一方では羽口レースウェイの低温
化（例えば１５００°Ｃ以下）を防止するために吹込み
の停止１］を行うものである。

（、’Ｓｉ）は羽口前のレースウェイにおけるＳｉＯガ
スの発生量を抑制してやることにより低下させることが
できる。

ＳｉＯガスの発生は羽口レースウェイのコークスの温度
がある温度以上になると顕著になるもので、その温度以
下では、それほど問題にならない。従って従来コークス
温度に無関係に連続的に吹込む粉体および／または流体
はそのかなりの部分が浪費されていると言える。そこで
、本発明では羽口前のレースウェイのコークス温度また
はコークス温度と相関のあるガス温度を測定し、その測
定値と、管理上限値、管理下限値と比較し１それを越え
ると、それぞれ粉体および／または液体の吹込み開始ま
たは停止１−を行う。

吹込み停止］−動作を開始する管理温度下限値は通常１
５００°Ｃ程度にセットされる。なぜなら１５００℃は
ＳｉＯの発生を十分抑制するほど低温であり、またレー
スウェイ内の溶融物が固化しないほど高温である。

前述の従来の輝度計で検出の対象とされた未還元鉱石降
りの定量化は、１２００　’Ｏ以下のことで本願とは全
く管理方法が異なる。

以上の説明では粉体および／または流体の吹込みは、単
に０Ｎ−ＯＦＦによる間欠的定量吹込みを例として示し
たが、粉体および／または流体の吹込み量の制御につい
ては、比例制御も可能である。

比例制御では吹込み開始、停止温度と、コークス温度の
差に比例する吹込み量を吹込む。

ｙ＝　ａ　（Ｔｌ　−Ｔｏ　）　　　　　・＝　（４）
ここで、 Ｙ：吹込み量 Ｔ１　：コークス温度（実測） Ｔｏ：吹込み開始、停止温度（設定） ａ：比例定数 である。比例制御では０Ｎ−ＯＦＦ制御よりも滑らかな
制御が可能で吹込量の一層の節減が可能である。

〔作用〕

羽口前レースウェイのコークス温度、ガス温度の異常高
を防１トし、ＳｉＯの発生を抑制し、コークス温度、ガ
ス温度低下時には、吹込み停止により、粉体および／ま
たは流体の節約を行う。

〔実施例〕

実施例１ 高炉羽口に複数個取付けられた粉体および／または流体
吹込み装置と羽口輝度計（コークス温度計）を用いて、
フィードバック制御をした実施例を第５図に示した。図
中実線が検出されたコークス温度で、実施後の破線は、
粉体および／または流体を吹込まなかった場合の仮想の
コークス温度を示している。コークス温度の管理−上限
値、下限値で粉体および／または流体の吹込みを制御す
る流量制御弁を０Ｎ−ＯＦＦすることにより、コークス
温度の高温域を抑制し、かつ無用の粉体および／または
流体の吹込みを削減することに成功した。

第６図は操業に適用した時の（Ｓｉ）の推移と粉体およ
び／または流体の使用量を示している。

実験期間■は粉体および／または流体の連続吹込み時で
、（Ｓｔ）の低下は達成したが、粉体および／または流
体の使用量は多い。実験期間ＩＩは本発明を適用したも
ので低（Ｓｉ）と粉体および／または流体の使用用削減
を達成した。

実施例２ 第７図は間欠０Ｎ−ＯＦＦ制御と前記（４）式による比
例制御による操業の比較をした結果である。吹込み開始
、停止温度と、コークス温度の差に比例する吹込み量の
ＣａＣＯ３を吹込む方法を採った。

ＯＮ　−ＯＦ　Ｆ　ｆｌ制御と比例制御の比較では、は
ぼ同等の（Ｓｔ）を得るのに、比例制御では、約２０重
量％ＣａＣＯ３吹込み量を節約（１日約８ｔ）すること
ができた。

〔発明の効果〕

（Ｄ（Ｓｉ）低下の効果を損なわず、粉体および／また
は流体の吹込み量を削減し、原料費のコストダウンが可
能となる。例えば、日産約５０００ｔの高炉でのＣａＣ
Ｏ３の吹込みを例にとると、 ＣａＣＯ３の連続吹込み： ４．２ｔ／ｈｒＸ２４ｈｒ／日 ＝１００．８ｔ／日 ＣａＣＯ３の間欠吹込み： ４．２　ｔ　／ｈ　ｒＸＯ，４５Ｘ２４　ｈ　ｒ／日＝
４５．３６ｔ／日 であり、ＣａＣＯ３の１日の使用葦約５５ｔの節約、原
単位で５５重量％の節約ができた。

（２）　　羽口前のレースウェイのコークス温度、ガス
温度の変化か小さくなり、高炉装入物の降下状態が改善
される。その結果溶銑成分の変動が小さくなる。

（３）　　高炉の低（Ｓｉ）操業により転炉操業におけ
る大幅なコストダウンを実現することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一例を示すフローシート、第２図
はＳｉＯガスとコークス温度の関連を示すグラフ、第３
図はスラグによるＳｉＯの吸収速度と溶銑中（Ｓｔ）に
及ぼすスラグ塩基度の影響を示すグラフ、第４図はレー
スウェイのコークス温度の推移の例を示すグラフ、第５
図は本発明方法の実施例の説明図、第６図は本発明方法
の実□。 施例の（Ｓ＋）、粉流体使用量の推移を示すグラフ、第
７図は本発明方法の別め実施例の説明図である。 ｌ・・・高炉　　　　　　　２・−・粉体ホッパ３・・
・流体　　　　　　　４・・・流掃制御弁５・・・レー
スウェイＡ１１１温装置 ６・・・記録計　　　　　　７・・・送風羽口８・・・
レースウェイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高炉の複数個の羽口より、粉体および／または流体
   を吹込む操業方法において、レースウェイの輝度または
   コークス温度を測定し、その測定値が一定の管理上限を
   越えたとき羽口から粉体および／または流体の吹込みを
   開始し、前記測定値が一定の管理下限を下廻ったとき羽
   口から粉体および／または流体の吹込みを停止すること
   を特徴とする高炉の低シリコン操業方法。 ２　高炉の複数個の羽口より、粉体および／または流体
   を吹込む操業方法において、粉体および／または流体の
   吹込み量を、レースウェイ部輝度またはコークス温度測
   定値に従い比例制御により変化させることを特徴とする
   高炉の低シリコン操業方法。