JPS61295309A - 高炉の操業法 - 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、製鉄用高炉の操業法詳しくは、セラミックス
等の耐熱性熱風制御弁を羽口支管に設け、該熱風制御弁
により、一部の羽口支管送風量を増減せしめ、当羽口方
向における炉壁に形成された付着物を除去する高炉の操
業法に関する。

〔従来の技術〕

一般に製鉄用高炉には、高温熱風を炉内に吹き込むため
の羽口が、炉下部の外周上に３０−４０本設けられてお
り、環状高温熱風管より羽口支管を経由し、高温熱風例
えば９００−１３００℃、湿分７−５０ｇ／Ｎｍ”（最
大６０ｇ／Ｎｍ）程度の調湿熱風を炉内に吹き込んでい
ろ。

一方原料鉱石は、装入ベル、及びムーバブルアーマ等を
介して、均一な層を形成するように装入され、炉内で、
炉下部より吹き込まれた高１熱風により反応し、還元、
軟化、帰着、溶融を経て、炉湯溜りに溶銑となり、１２
日当たり１０−２０回出銑口より溶銑は出銑される。

斯かる高炉の操業法においては、円周方法におけるガス
流れの不均一等により、高炉１の炉壁２の一部に溶融物
なの凝固あるいは気相からの析出物（例えばＺｎ　Ｏ）
等による付着物１８が第１図に示す如く形成される。

これら炉壁に形成された付着物１８は、羽口６より吹き
込まれたガス流の均一性を更に妨害し、付着物１８は更
に成長し遂には操業中付着物が炉内にて落下し、該当ケ
所の羽口送風を停止せしめ休風の原因となる。

以上の如く高炉炉壁に形成された付着物は、高炉の操業
法において、不調原因となるので、兼ねてから操業中除
去する方法の開発が要望されていた。

従来これら高炉炉壁に形成された炉内付着物を除去する
ためには、ムーバブルアーマ−により、炉内ガス流を局
部的に周辺流化せしめ、付着物を還元溶融せしめろ試み
が行われていた。然しなから乙の試みも付着物の除去に
当たって十分ではなく、体風仕手羽口径を変え、羽口の
速度を上げると炉内ガス流が真中に流れ多少効果を有す
るものの休風しなければならない点実用的でなはかった
。

一方送風景を局部的に変更する場合、高温熱風の羽口支
管毎の送風量を制御するための制御弁は材質上困難があ
り、羽口毎の送風量を制御することはできなかった。

従来これら羽口の流量制御弁としては、金属性弁体から
なる制御弁の採用が試みられたが、弁体の耐熱性が不足
して高温に耐えられないため、弁体を水冷することも試
みられたが、熱損失が太きく実用に供するに至らず、環
状高温熱風管に水冷制御弁あるいはダンパーを設置して
、全体送風量を制御することは行われていたが、炉内周
方向におけるは羽口毎の送風Ｉを制御することは実用化
されるに至っていなかった。

これら上記の問題点を解決するための熱風制御弁として
、出願人は実願昭５７−１７００８０号にて第８図に示
すような、弁体１３の弁板２１と弁軸２２とをセラミッ
クスで一体に構成し５、この弁体を耐熱部材３６．３７
で内張して流路を形成したケーシング３１内に収容して
なるバタフライ弁８を出願した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、高炉の操業法において、炉壁に形成された付
着物を操業中に、羽口支管に設けた熱風制御弁により、
羽口送風量を増減し、炉内ガス流を局部的に周辺流化せ
しめ、該付着物を還元溶融除去し高炉操業を安定化せし
めるための方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は叙上の如き問題点を解決するためになされたも
のである。即ち前述の実願昭５７−１７００８０号にて
提案したセラミック製の耐熱性熱風制御弁ならびに更に
改良された熱風制御弁を羽口支管毎に設け、該熱風制御
弁により各羽口送風量を増減することにより、付着物周
辺に局部的にガス流れを起こし該付着物を還元溶融し除
去する高炉の操業法である。

即ち本願発明の要旨は高温熱風を羽口支管を経由して炉
羽口から炉内に吹き込むに際し、該羽口支管毎に熱風制
御弁を設け、該熱風制御弁により、−・部の羽口支管送
風量を増減し、当該羽口方向における炉壁に形成された
付着物を除去する高炉の操業法である。

然して前記熱風制御弁としては （ｉ）弁体の弁板と弁軸をセラミックスで一体に構成し
てなる熱風制御弁であり、 （１１）　　弁体の弁板及びその上下に設けられた弁軸
と支持軸をセラミックスで一体に構成してなる弁体と、
高温熱風の流路とほぼ等しい内径を有し、前記弁体の下
部を回転可能に支持するように形成されたセラミックス
からなる環状の一対の支持部材とを有し、該支持部材を
前記弁板、弁軸の基部及び支持軸の両側から結合してケ
ーシング内に配置した熱風制御弁であり （ｉｉｉ）円筒状の第１＃４熱部材と該第１′＃４熱部
材より長く該第１′＃４熱部材内に嵌合される円筒状の
第２＃４熱部材とを夫々中央から２分割し、これら第１
及び第２耐熱部材をケーシングの中央に配設された弁体
の両側に挿入して該弁体を回転可能に支持し、前記第及
び第２耐熱部材の両側に押さえ部材を嵌合してその外周
部に止金具を装着し、該止金具を前記ケーシング内壁に
溶接してこれらを一体に結合した熱風制御弁であり （ｉｖ）　　上記（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の熱風制御弁
において、弁体の弁軸とケーシングのフランジとの間に
形成された室を、前記フランジに、設けた通路を介して
ドレン排出部に接続したものである。

等のものが、本発明の目的を達成するものである。

〔作　用〕

従来制御が困難であった高炉炉壁に形成された付着物の
下部に設けられた羽口の支管送風量を、操業中前述の（
ｉｌ−（ｉｖｌより構成された熱風制御弁により増減す
ることにより、付着物周辺に局部的なガス流れを生せし
め、この周辺ガス流により付着物を還元、溶融し、除去
する。

通常、当該羽口の送風量を減少せしめると、炉内ガス流
は、付着物周辺流を形成する。この形成された周辺ガス
流により、付着物は溶融還元される。

以上の作用により、高炉炉壁に形成された付着物は除去
され、これによって炉内円周方向におけるガス流れは均
一となり高炉操業の安定化を図りうるものである。

高炉操業において炉壁に形成された付着物が原因で、炉
内ガスの“吹抜け”および装入物の“棚吊す°°現象が
発生し、安定操業を阻害していたが、本発明により付着
物の除去が可能なり高炉操業において゛′吹抜け”棚吊
り”現象がなくなり安定した操業が達成された。

なお具体的には、炉温センサーにより付着物の大きさを
推定し、強固な付着物の場合には、通常の羽口送風量の
約半分の状態で約５−１０日後に付着物の除去が認めら
れた。

更に本発明の高炉の操業法に用いる熱風制御弁としては
後述する実施例における第４図−第６図に示す如き熱風
制御弁は、弁体の強度が強く、流量制御範囲が広く、か
つ製作が容易でドレン抜き機構を備えているので好適な
ものである。

以下本発明の実施態様例について述べる。

〔実施例〕

第１図は本発明における、実施例の説明図、第２図は高
炉の出銑口配置図、第３図は羽口配置を示した説明図、
第４図は熱風制御弁の取付は説明図である。

図において１は高炉、２は炉壁、３は装入ベル４：鉱石
及びコークス層、５：炉温センサー、６：羽口、７：送
風羽口支管、８：熱風制御弁、９：環状熱風管、１０：
出銑口、１１：湯溜り部、１２：計算制御装置、１８：
付着物である。

高炉１に装入ベル３を介して装入された鉱石及びコーク
ス層４を反応せしめるために９００−１３００℃、絶対
温度７−５０ｇ　／　Ｎ　ｍ’の高温熱風が環状熱風管
９より送風羽口支管７を経由して、羽口６より送風され
る。炉内で反応し生成されたスラグ及び銑鉄は炉下部の
湯溜り部１１にスラグ層及び銑鉄層を形成し、周期的に
出鉄口１０より出銑ｔｉ！（図示なし）を介して大樋に
排出される。

本実施例においては、出銑口（内径５０ｍ＋ｍφ）は第
２図に示す如＜　１０ａ、　１０ｂ、　１０ｅ、　１０
ｄの４本で、各出銑口毎に当該送風羽口（羽口径１００
１４０ａ＋ｍφ）が１０本１ブロツクとして計４ブロッ
ク羽口合計４０本が配置されており、各羽口支管毎に熱
風制御＊ｓｐ設けている。

先ず、本発明の目的である、付着物の除去に当たっては
、予め炉内円周方向及び高さ方向に設けた高炉炉内温度
計５によってその異常をを検知する。

例えば第１図に図示する如く１８の付着物が形成されて
いることを温度センサー５により検知した場合、付着物
１８の下部羽口に相当する羽口ブロック９ａの羽口送風
支管７ａｓ−７ａ、の各羽口支管毎に設けられた熱風制
御弁８ａ、−８ａ、を制御し、送風量を減することによ
り、付着物１８の周辺部に局部的なガス流を生ぜしめ、
付着物１８を溶融還元せしめ除去する。

付着物１８が除去された結果、炉内円周方向に妨害物は
なくなり羽口流量を戻し適正な高炉操業が維持される。

この場合炉温センサー５によって検知した値と計算制御
袋Ｍ１２に記憶された適正炉温とを対比することにより
、炉内付着物の存在を確認し、これに該当する羽口支管
例えば７ａ、−７ａ、に設けられた熱風ｆａ御弁を自動
的に制御しても、また異常を警報装置く図示なし）によ
り操業者に知らせ、マニュアルにて操作してもよい。斯
かる操作をすることにより、従来困難とされていた高炉
炉内付着物の除去が可能となり、適正な高炉操業が維持
去れた。次に本発明方法を実施するための熱風制御弁に
ついて述べる。

本発明において、先に述べた第８図に示すようなバタフ
ライ弁は耐熱性が大きく乙の弁を送風羽口支管７に熱風
制御弁８として実用に供しうるものである。

然し乍ら本出願人は、更に上述のバタフライ弁の流路を
開閉する弁板の強度と流量制御範囲を大幅とする熱風制
御弁を開発しｔ二・ 第５図及び第６図は改良去れた熱風制御弁の一部を断面
で示した正面図及び側面図である。

第５図及び第６図において、８は熱風制御弁で、１３ば
弁体、１４は弁体を収容するケーシング、１５は弁体１
３の駆動部、１６は駆動部１５に設けたドレン排出部で
ある。

弁体１３において、２１は円板状の弁体、２ｚは弁板２
１の上部に設けた弁軸、２３は弁板２１下部に弁軸２２
と同一線上に設けた支持軸で、これらはセラミックスに
より一体に構成されている。

ケーシング１４において、３１は両端部及び上部にフラ
ンジ３２．３２ａ及び３３を有する鋼製の外筒で、フラ
ンジ３３には、フランジ３３と弁軸２２との間に形成さ
れた六人に開口する通路３４が設けられている。

３５、３５ａは弁板２１の両側からブツシュを介して弁
板２１を支持するセラミックス製の支持部材であり、３
６、３６ａはその外径が外筒３１の内径に整合する円筒
状の第１の耐熱部材で３７．３７ａは外径が第１＃４熱
部材３８．３６ｍの内径に整合し、第１耐熱部材３６．
３６ａより長い円筒状の第２耐熱部材で、３８は熱風の
流路。

３９、３９ｍは対向部内周に設けられた切除部、４０．
４０ａは切除部３９．３９ｍの上部に設けられ、弁軸２
２が押通される半円状の切除部、４］、４１ａは端部外
周において第１耐熱部材３６．３８ｍの端部まで切除さ
れた段部である。４２．４２ａはセラミックスからなる
リング状の支持部材で、その外径は第２耐熱部材３７．
３７ａの切除部３９．３９ａに整合し、内径は第２ｒ＃
４熱部材３７゜３７ｍの内径従って流路３８の径に整合
するように形成されている。

４３、４３ｍはブツシュである。４４．４４＆は耐熱材
からなるリング状の押さえ部材で、その外径は外筒３１
の内径に整合し、内径は第２耐熱部材３７．３７ａの段
部４１，４１ａに整合し、端部にはＬ字状の切除部４５
゜４５ａが形成されている。４７．４７ａはリング状の
鋼製の正金具でグランドパツキン４８．４８ａを介して
押さ部材４４．４４ｍの切除部に装着され、外筒３１の
内壁と溶接されて前記各部品を外筒３１内に一体に固定
する。

駆動部１５において、５１はモータ、５２はモータ５１
の出力軸と弁軸２２との連結部を被覆するカバーで下部
には７ランジ５３が設けられており、このフランジ５３
にはケーシング１４のフランジ３３に設けた通路３４と
連通する穴５４が設けられている。

ドレン排出部１６において、６１は一端がカバー５２の
フランジ５３に固着され、穴５４を連通するドレン抜き
パイプ、６２はこのペイプ５４に設けられたバルブ、６
３はバイブロ１を支持するステムである。

以上の様に構成した熱風制御弁においては、フランジ３
２．３２ａにより制御弁８を羽口６の羽口送風支管７の
送風流路に接続し、駆動部１５のモータ５１により弁軸
２２を＠動ずれば、弁板２１は弁軸２２及び支持軸２３
を軸として、流路３７内を回動し流路３８を流れる熱風
の流量を広範囲に互って調節することができる。

実施例によれば、流体流路の径（つまり支持部材の内径
）を２００ｍｍ、弁板の外径を１９８■とした場合、（
従って間隙ば１ａ＋ｍ）弁板の全閉時の流量をＱ１全開
時の流量をＱ、とすれば両者の比Ｑ、／Ｑは第７図の１
に示すように約５３から１００窓となり、極めて広範囲
に流量を調節することができた。なお第８図の中のＩＩ
は上記間隙を５．２ｍｍとした場合のＱ１／Ｑ、ＩＩＩ
は間隙を１５ｍｍとした場合のＱ、／Ｑを示すもので、
前述の羽口支管よりの羽口送風及制御に多大の効果を示
すものである。

また前述の如く本熱風制御弁は、第１、第２耐熱部材を
中央から２分割して対称構造とし、外筒内の中央に配設
された弁体の両側に挿入して弁体を回転可能に支持し、
両画熱部材の外周部に対称構造の押え部材を嵌合し、更
に押え部材の外周部に止金具を装着して外筒内壁に溶接
し、これらを一体に結合固定するようにしたので製作が
容易であるばかりでなく流路も正確に形成できる。この
ため弁板と流路内壁との間隙を可及的に小さくすること
ができ、熱風の流量の調節の範囲も拡大できろ。

更に本熱風制御弁にドレン排出部１６を設け、ケーシン
グのフランジと弁軸との間に形成された室に侵入する熱
風又はドレンを適時排出するようにしたので、熱風が前
記室内で凝固して弁軸の回転に支障を来たしたり、錆等
を生じる恐れがなく材料の劣化を防止できるものである
。

このように構成した熱風制御弁を、本発明の高炉の操業
法に適用すると、その目的を達成しうるものである。

〔発明の効果〕

本発明の高炉の操業法によれば、高炉炉壁に形成された
付着物を、その下部該当送風支管（こ設けた熱風制御弁
を制御し、当該羽口の送風量を減少することにより、炉
壁に形成された付着物の周辺ガス流を局部的に作り、付
着物を溶融還元せしめ、付着物を除去するものである。

これによって炉内のガス流れを均一化し、適正な高炉操
業が維持されるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における実施例の説明図、第２図は高炉
の出銑口配置図、第３図は羽口配置を示した説明図、第
４図は熱風制御弁の取付は説明図、第５図及び第６図は
本発明に用いられる熱風’ｆｌＪｔＨ弁の一部断面で示
した正面図及び側面図第７図は流路と弁板との間隙と流
量との関係を示すグラフ、第８図は、従来の高温用バタ
フライ弁の一例を示す断面図である。 図において、１：高炉２：炉壁５：炉温センサー６：羽
口、７：送風羽口支管、８：熱風制御弁、９：環状管、
１０：出銑口、１２：計算制御装置、１３：弁体、１４
：ケーシング、１５：４体の駆動部、１６：　ドレン排
出部、２１：弁板、２２゜弁軸、２３：支持軸、３１：
外筒、３４：通路３５、３５ａ：支持部材、３６．３６
ａ：第１耐熱部材、３７．３７ａ：第２＃４熱部材、３
８：流路、４２．４２ａ：　　リング状支持部材、４３
．４３ａ：　ブツシュ、４４．４４ａ：はリング伏仰え
部、４７．４７ａ　：リング状止金共、６１：　ドレン
抜きパイプ、６２：　ドレン抜きバルブ。 なお各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人弁理士　　佐　藤　正　年 第５図 第６図 第７図 ０　１０　２０　　Ｉ）　４０　５０　６０　７０８０
９０１００−開＆　（’／、）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高温熱風を羽口支管を経由して、炉羽口から、炉内に吹
   き込むに際し、該羽口支管毎に熱風制御弁を設け、該熱
   風制御弁により、一部の羽口支管送風量を増減し、当該
   羽口方向における炉壁に形成された付着物を除去するこ
   とを特徴とする高炉の操業法。