CN111886347B - 高炉设备以及高炉的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有准确且迅速地把握炉内装入物的表面轮廓的测定单元的高炉设备。其构成为，具备：旋转滑槽，从高炉的炉顶向炉内装入原料；多个风口，向上述炉内吹入热风以及煤粉；轮廓测定装置，测定经由上述旋转滑槽装入炉内的装入物的表面轮廓；以及吹入量控制装置，控制上述风口处的热风和煤粉中的至少一方的吹入量，上述轮廓测定装置具有：电波式的测距仪，设置于上述炉顶并测量到上述炉内的装入物表面的距离；以及运算器，基于在上述高炉的周向上扫描该测距仪的检测波而得到的到上述装入物表面的距离所相关的遍及上述炉内整个区域的距离数据，来推导出上述装入物的表面轮廓。

Description

高炉设备以及高炉的操作方法

技术领域

本发明涉及高炉设备以及使用该高炉设备的高炉的操作方法。

背景技术

一般，在高炉的操作中，从炉顶部交替装入作为原料的矿石(也有时在矿石中混合焦炭的一部分)和焦炭，在炉内交替堆积矿石层和焦炭层的状态下填充原料。装入一组该矿石层和焦炭层的操作通常被称为一次装料，在一次装料中，将矿石和焦炭分别分为多批进行装入。通常，在各批中，一边改变旋转滑槽的角度一边将设置于高炉的炉顶的料仓内的原料装入炉内，以得到所希望的堆积形状。

在高炉的操作中，重要的是将炉顶部的装入物分布维持在适当的状态，若装入物分布不适当，则由于气流分布的不均匀化、气体通气性的降低、还原效率的降低等，导致生产率的降低、操作的不稳定化。换言之，通过适当地控制气流分布，能够实现高炉操作的稳定化。

作为控制该气流分布的方法之一，公知有使用具备旋转滑槽(分配滑槽)的无料钟装入装置的方法。在该装入装置中，选择旋转滑槽的倾角和转速，调整在炉半径方向上的原料的落下位置和堆积量来控制装入物分布，从而控制气流分布。

关于该装入物分布的控制，在专利文献1中提出了根据装入物的下降速度来调整热风量。即，记载了用多个料线水平高度计来测定装入物的下降速度，例如假定料线水平高度高的部分下降速度慢，控制风口组的热风控制阀的开度。具体而言，在高炉圆周上的东西南北的4处配置料线水平高度计，进行料线水平高度的测量。这样，料线水平高度计的设置数量有限，在难以充分把握料线水平高度计相互之间的区域中的装入物下降这一点上，留下了作为高炉设备的问题。

同样地，在专利文献2中记载了用多个测深仪测定装入物水平高度，基于其结果来调整煤粉吹入量。具体而言，将测深仪配置在高炉圆周上的4处，进行装入物水平高度的测量。因此，在专利文献2所记载的设备中，测深仪的设置数量也是有限的，在难以充分把握测深仪相互之间的区域中的装入物的下降这一点上，依然留下了作为高炉设备的问题。

在这里，为了把握装入物分布，测定炉内的装入物表面(原料堆积面)的轮廓是有效的。作为测定该炉内装入物的表面轮廓的方法，例如在专利文献3以及4中记载如下：朝向炉内装入物面发送微波等检测波，接收由炉内装入物面反射的检测波并测定到炉内装入物面的距离，基于该测定距离求出炉内装入物面的轮廓。

然而，装入物的轮廓是刚刚向高炉装入原料之后的信息，根据该轮廓难以把握在高炉内发生的现象。因此，需要下功夫在使所求出的轮廓反映到高炉的操作改进中。

专利文献1：日本特开平1-156411号公报

专利文献2：日本特开2008-260984号公报

专利文献3：WO2015/133005号公报

专利文献4：日本特开2010-174371号公报

为了高精度地进行高炉的装入物分布控制，需要准确且迅速地把握炉内装入物的表面轮廓，但在使用专利文献1以及2的现有的测定单元的情况下，除了测定本身耗费时间，还无法迅速的测定之外，在原料的装入时也必须使各种测量设备退回到炉体外，因此存在测定频率变低的问题。因此，无法将从测定结果得到的信息迅速地反映到实际操作中。并且，即使基于测定结果而采取特定的动作(装入物分布控制)，也不能立即确认其结果。即，在现有的测定单元中，将炉内装入物的表面轮廓的测定结果反映在装入物分布控制中，一边确认一边进行是实质困难的。

另外，在原料的装入时不能测定炉内装入物堆积面，因此无法把握原料的堆积过程。

发明内容

因此，本发明的目的首先在于提供一种高炉设备，该高炉设备具有准确且迅速地把握炉内装入物的表面轮廓的测定单元。另外，其目的还在于提出一种方法，使用该高炉设备，至少对每个装入批次测定装入物的表面轮廓，基于表面轮廓的测定结果以稳定的状态维持高炉的操作。

用于解决上述课题的本发明的主旨结构如下。

1.一种高炉设备，具备：

旋转滑槽，从高炉的炉顶向炉内装入原料；

多个风口，向上述炉内吹入热风以及煤粉；

轮廓测定装置，测定经由上述旋转滑槽装入炉内的装入物的表面轮廓；以及

吹入量控制装置，控制上述风口处的热风和煤粉中的至少一方的吹入量，

上述轮廓测定装置具有：电波式的测距仪，设置于上述炉顶并测量到上述炉内的装入物表面的距离；以及运算器，基于在上述高炉的周向上扫描该测距仪的检测波而得到的到上述装入物表面的距离所相关的遍及上述炉内整个区域的距离数据，来推导出上述装入物的表面轮廓。

2.根据上述1所记载的高炉设备，上述轮廓测定装置还具备运算器，该运算器基于上述装入物的表面轮廓而遍及上述高炉的整周地计算上述装入物的下降速度。

3.根据上述2所记载的高炉设备，上述吹入量控制装置基于上述装入物的下降速度来调整上述热风和煤粉中的至少一方的吹入量。

4.一种高炉的操作方法，使用上述1所记载的高炉设备，从上述旋转滑槽向炉内装入矿石以及焦炭，从上述风口吹入热风以及煤粉而进行操作，

通过上述轮廓测定装置，推导出上述装入物的在高炉内的周向上的表面轮廓，在该推导出的表面轮廓的波动在规定范围内的情况下，遍及上述高炉的整周地测定炉顶部的温度，基于高炉的周向上的上述温度的分布来选择适于消除该分布的风口，调整该风口处的热风和煤粉中的至少一方的吹入量。

5.一种高炉的操作方法，使用上述2所记载的高炉设备，从上述旋转滑槽向炉内装入矿石以及焦炭，从上述风口吹入热风以及煤粉而进行操作，

通过上述轮廓测定装置，推导出上述装入物的在高炉内的周向上的表面轮廓，在该推导出的表面轮廓的波动在规定范围以上的情况下，根据该表面轮廓遍及上述高炉的整周地计算装入物的下降速度，基于高炉的周向上的下降速度的分布来选择适于消除该分布的风口，调整该风口处的热风和煤粉中的至少一方的吹入量。

6.一种高炉操作方法，在上述5中，在作为上述高炉的周向上的下降速度的分布，而存在表示相对于周向的平均下降速度具有10％以上的偏差的下降速度的周向的位置的情况下，选择适于抑制该偏差的风口，调整该风口处的热风和煤粉中的至少一方的吹入量。

根据本发明，能够准确且迅速地把握高炉内装入物的表面轮廓，基于所得到的表面轮廓而立即变更操作条件。其结果，能够适当地控制高炉内的气流分布。因此，在高炉操作中，能够得到矿石较高的还原效率并且能够实现操作的稳定化。

附图说明

图1是表示高炉设备的构造的图。

图2是表示轮廓测定装置的结构的图。

图3是表示轮廓测定装置的测距仪的动作的图。

图4是表示炉内装入物的表面轮廓的图。

图5是表示炉周向的下降速度的计算结果的图。

具体实施方式

以下，参照图1对本发明的高炉设备进行详细说明。

即，本发明的高炉设备具备：旋转滑槽2，在高炉主体1的炉顶部将含有焦炭的矿石等原料装入炉内；多个风口3，向炉内吹入热风以及煤粉；轮廓测定装置5，测定经由旋转滑槽2装入炉内的装入物4的表面轮廓；以及吹入量控制装置6，控制风口3的热风和煤粉中的至少一方的吹入量。

在这里，轮廓测定装置5具有：电波式的测距仪5a，设置于高炉主体1的炉顶部并测量到炉内的装入物4表面的距离；以及运算器5b，基于在高炉主体1的周向扫描该测距仪5a的检测波而得到的到上述装入物4表面的距离所相关的遍及炉内整个区域的距离数据，来推导出装入物4的表面轮廓。

此外，测距仪5a是电波式，例如，能够使用图2以及图3所示的结构的装置。即，测距仪5a如图2所示具备收发毫米波、微波等检测波的检测波收发器50、经由导波管51与该检测波收发器50连接的天线52、以及与该天线52对置而设置的反射角度可变的检测波反射板53。从检测波收发器50发送并由天线52放射的检测波被检测波反射板53反射而入射到炉内装入物表面，由炉内装入物表面反射的检测波经由检测波反射板53以及天线52被检测波收发器50接收，从而测定到炉内装入物表面的距离，并且，调整检测波反射板53的反射角度，从而在炉内的周向对检测波放射方向进行扫描。

在高炉炉顶部的炉体部分，在能够看见炉内装入物表面(堆积面)的位置向下方或者斜下方形成有窗孔54，并且，在其炉体部分的外侧，以覆盖窗孔54的方式安装固定有具有规定的耐压性能的壳体55。而且，该壳体55内部构成收纳室56，该收纳室56通过窗孔54向炉内空间开口(开口部55A)。并且，在收纳室56内配置有天线52且在收纳室56的外侧(高炉主体1的外侧)配置有检测波收发器50。连接检测波收发器50和天线52的导波管51贯通壳体55，在其前端支承有天线52。

另外，在收纳室56内与天线52对置地配置有检测波反射板53。在收纳室56的外侧(高炉主体1的外侧)配置有用于使检测波反射板53转动的驱动装置57，其旋转驱动轴58贯通壳体55，在其前端支承有检测波反射板53。

在这里，天线52、检测波反射板53及其驱动装置57、收纳室56的开口部55A的位置关系具备如下条件：(i)天线52的中心轴线的延长线与驱动装置57的旋转驱动轴58的中心轴线一致，(ii)检测波反射板53以能够变更相对于旋转驱动轴58的角度α的方式固定于驱动装置57的该旋转驱动轴58，能够进行实现直线状的扫描和周向的扫描的检测波反射板53的动作，(iii)天线52和检测波反射板53相对于开口部55A而配置，使得从天线52发送且由检测波反射板53反射的检测波通过开口部55A而被引导到炉内。

此外，为了避免在炉内装入物吹过时，被吹起的原料碰到检测波反射板53而使反射面59等破损，在非测定时，检测波反射板53能够停止在其背面侧(反射面59的相反的一侧)朝向开口部55A那样的转动位置。

检测波收发器50产生频率在一定范围内连续地随时间变化的检测波(毫米波、微波等)，能够进行该检测波的发送以及接收。

作为天线52，能够使用抛物面形天线、喇叭形天线等。此外，在这些中，带透镜的喇叭形天线的定向特性优异，因此特别优选。

检测波反射板53例如由不锈钢等金属材料构成，形状没有限定，但通常为圆形。利用驱动装置57的旋转驱动轴58使检测波反射板53旋转，从而能够使从天线52向其中心轴向发送且由检测波反射板53反射的检测波的放射方向呈直线状扫描。而且，通过变更检测波反射板53与旋转驱动轴58的角度α，能够任意地改变扫描的直线的位置。具体而言，通过旋转驱动轴58的旋转，能够相对于检测波发送方向进行横向的直线扫描，通过角度α的变更，能够相对于检测波发送方向进行前后方向的直线扫描。通过该机构，同时调整旋转驱动轴58的旋转角度和检测波反射板53的角度，从而能够在高炉内的周向上扫描检测波的放射方向。

在收纳室56内的检测波反射板53与开口部55A之间(在图示例中开口部55A的附近位置)可开闭地设置有将收纳室56与炉内空间隔断的分隔阀60。在收纳室56的外侧(高炉主体1的外侧)设置有分隔阀60的开闭驱动部61，通过该开闭驱动部61使分隔阀60滑动移动，从而进行开闭。分隔阀60在轮廓测定时被开放，在除此以外时被关闭。

另外，为了防止在测定时炉内气体、粉尘等侵入收纳室56内，并且防止炉内气体从壳体55向外部泄漏，在壳体55连接有吹扫气体供给用的气体供给管62，通过该气体供给管62向收纳室56内供给规定压的吹扫气体(通常，氮气)。

该轮廓测定装置具有运算器5b，该运算器5b基于由检测波收发器50接收并检测出的数据来计算从天线52到炉内装入物表面的距离，并且，根据该距离数据求出炉内装入物表面的轮廓。

在以上那样的轮廓测定装置中，在检测波收发器50产生的频率连续地变化的检测波从天线52发送，经由检测波反射板53向炉内装入物表面放射。由炉内装入物表面反射的检测波(反射波)经由检测波反射板53被检测波收发器50接收。在基于这样的检测波的炉内装入物表面的检测中，通过驱动装置57使检测波反射板53旋转而改变检测波的反射角度，从而如图3所示，能够直线地扫描检测波放射方向。此时，进而变更检测波反射板53和旋转驱动轴58的角度，从而也能够进行炉内周向的扫描。

在运算器5b中，通常，通过FMCW方式(调频连续波方式)求出检测波从天线52到炉内装入物表面的往复时间，计算从天线52到炉内装入物表面的距离。而且，如上述那样，根据在炉径向上扫描检测波放射方向而得到的距离数据来求出炉内装入物表面的轮廓。

此外，为了在周向上扫描检测波的放射方向，也可以设有使测距仪5a的整体围绕开口部55A的贯通方向旋转的机构，来代替调整旋转驱动轴58的旋转角度和检测波反射板53的角度的机构。另外，代替在周向上扫描检测波，也可以求出高炉装入物整体的表面形状，从其中提取周向的位置的信息，而求出周向的轮廓。

如上所述，将炉内装入物表面的轮廓测定装置5的测距仪5a设为电波式的测距仪，从而在至少各批次的装入后能够测定到装入物4的表面的距离，能够准确地把握装入物分布。特别是能够在炉的径向以及圆周方向进行测定，因此能够遍及炉内的整个区域准确地把握装入物分布。另外，无论在各批的原料装入中，还是在旋转滑槽的每一次旋转时，都能够测定所装入的装入物的堆积状况，因此装入物分布的把握变得极其准确。

并且，优选轮廓测定装置5还具备运算器，该运算器基于装入物4的表面轮廓而遍及高炉的整周地计算装入物4的下降速度。该运算功能也能够赋予给上述的运算器5b，在图1中表示运算器5b兼具该运算功能的形态。

在这里，装入物的下降速度能够在还未从滑槽2装入原料的状态下，在规定的时间间隔进行两次炉内装入物4的表面轮廓测定，并使用炉内装入物下降的距离和上述时间间隔来进行计算。另外，优选装入物的下降速度分布能够在炉的圆周上的至少4点(例如，东西南北等圆周4等分处～相当于风口数的大约40处)得到。但是，仅在东西南北中，例如仅在东北部的极小的区域下降速度变化的情况下等，稍微存在无法准确地评价圆周方向上的下降速度分布的情况。因此，期望得到包含相当于在炉的周向上设置有多个(8～40个)风口的位置的全部的下降速度的下降速度分布。

在这里，作为上述的规定的时间间隔，在通常的操作时，如果在几秒至几分钟的范围内能够得到良好的数据。一般，完成1批的装入到下一批的装入开始的时间为1～2分钟左右，期间不进行来自滑槽2的原料装入，因此在期间进行两次轮廓测定来求出下降速度即可。

在本发明中，在求出周向的装入物的表面轮廓、下降速度、温度分布的情况下，求出在特定的径向位置的周向的轮廓、下降速度、温度分布。高炉内的径向的位置一般以无量纲半径表示。无量纲半径是指在高炉的某一水平截面上，无量纲半径＝(高炉内的某位置与高炉中心之间的水平方向距离)/(从高炉中心到高炉的内表面的水平方向距离)。在本发明中，优选求出无量纲半径为0.5～0.95之间的径向位置处的炉周向的表面轮廓。这是因为，在无量纲半径比0.5小的位置，周向的偏差成为问题的情况较少，另外，在无量纲半径比0.95大的区域，容易受到高炉内壁的影响，因此难以得到成为操作的参考的数据。作为径向的位置，特别优选选择无量纲半径为0.7～0.9之间的位置。

另外，吹入量控制装置6只要能够控制热风和煤粉中的至少一方的每单位时间或者每单位出铁量的吹入量即可，但优选能够控制热风和煤粉的双方的每单位时间或者每单位出铁量的吹入量。此外，在本说明书中，将每单位时间或者每单位出铁量的热风吹入量简称为热风量，将每单位时间或者每单位出铁量的煤粉的吹入量简称为煤粉量。优选是能够对每个风口调整炉的周向上的热风量以及/或者煤粉量的吹入量控制装置，但也可以是能够对多个风口的每一个的每个特定的区域进行调整的吹入量控制装置。此外，热风量以及/或者煤粉量的调整根据基于上述的轮廓测定装置5的运算器5b中的数据而决定的调整量来进行。

接下来，对使用图1所示的高炉设备的高炉的操作方法，大致分为操作A以及操作B来进行说明。在这里，作为使用图1所示的高炉设备的操作，首先从旋转滑槽2向炉内交替装入矿石以及焦炭，从上述风口3吹入热风以及煤粉而进行是基本的。这无论在接下来的操作A中还是在后述的操作B中都是同样的。并且，在该高炉的基本的操作中，通过轮廓测定装置5，至少对每个装入批次推导出装入物4的表面轮廓，这也与接下来的操作A和后述的操作B是同样的。但是，在预想到轮廓的变化不大的情况下，也能够减少测定频率，对多个批次进行一次测定。

[操作A]

于是，即使在对每个装入批次推导出装入物4的表面轮廓，所得到的表面轮廓例如相对于前批次没有任何变动，另外，周向的轮廓没有不均(偏差)的情况下，有时炉的周向的气体分布也会发生变化。认为原因在于，例如，在观察到炉的周向上的特定位置的温度降低的情况下，该位置的气体流速降低，因此基于气体的还原速度降低，在炉下部的熔融还原反应增加。该熔融还原反应是吸热反应，因此引起铁水温度的降低。因此，在表面轮廓没有任何偏差的情况下，遍及高炉主体1的整周地使用温度计来测定炉顶部的温度。在这里，关于轮廓的偏差的评价，例如，可以在装入物的高度、距炉顶的垂直方向的距离的平均值的偏差不超过规定的值的情况下判断为没有偏差，也可以在求出标准偏差σ，例如没有测定值和平均值的偏差超过3σ的点的情况下判断为没有偏差。

对于所得到的测定结果，确认高炉主体1的周向上的温度的分布的有无。如果温度存在显著的分布，则为了消除该分布而调整操作条件。这是因为，消除该分布会导致纠正铁水温度的变动，进而纠正炉内的气流分布的不均等。具体而言，选择适于消除上述分布的风口3，调整所选择的风口3处的热风和煤粉中的至少一方的吹入量。

气体流速的降低大多由于炉内的气体的偏流而产生。在该情况下，为了弥补某位置的气体流速的降低，即使增加来自其位置的下部的风口的热风量，也无法消除偏流的情况较多。相反，热风量的增加导致焦炭消耗量的增加，原料的下降速度变快，气体的还原迟缓，基于熔融还原的温度降低变大。即，为了消除铁水温度的降低，减少原料的下降量，减少熔融还原的反应量是有效的，因此使从确认为温度降低的位置的风口吹入的热风量降低，或者使煤粉量增加从而减少焦炭的消耗量进行调整。通过减少热风量，暂时在该部分的原料下降速度降低，但如果通过该动作消除炉内气流的偏流，则大多自然地消除原料下降速度的波动。在消除了气体温度的分布后，原料下降速度的波动仍存在的情况下，采取接下来叙述的操作B的处理即可。即，本发明的高炉操作方法的特征在于，通过焦炭消耗速度的调整来进行装入轮廓、温度分布、原料下降速度分布的异常的消除。

此外，优选对于使来自确认了温度降低的位置的风口的热风量或者煤粉量变化的量来说，从全部风口吹入的量保持恒定值，同时使从全部风口吹入的量的平均值的5％以上的量变化。变更热风量或者煤粉量的风口数越少，作为高炉整体的操作变动越小，能够使操作更稳定化。另外，作为变化量的上限优选设为20％以下。在希望增加原料的下降量的情况下，进行上述的相反的动作即、例如增加热风量，促进焦炭消耗即可。采取该动作的判断例如在将周向的测定温度的标准偏差设为σ时，在观测到与平均值偏差2σ以上的情况下能够采取动作。该基准根据操作上的要求能够适当地变更。

在这里，对于适于消除上述分布的风口3，只要选择位于在炉周向上与检测到温度偏差的位置对应的位置(检测到偏差的位置的正下方的位置)的风口即可。此时，也可以选择包含正下方的风口，并位于距此5个风口以内的距离的多个风口。

[操作B]

另一方面，在推导出装入物4的表面轮廓，所得到的表面轮廓例如相对于上次装料的相同批次存在变动，或者存在周向的偏差的情况下，例如若炉的周向上的特定位置的装入物下降速度上升，则每单位时间的原料的下降量增加，因此炉下部的熔融还原反应量增加，引起铁水温度的降低。因此，在表面轮廓存在变动、偏差的情况下，根据表面轮廓，如上所述，遍及高炉主体1的整周计算装入物4的下降速度。对于所得到的计算结果，确认高炉主体1的周向上的下降速度的分布。为了消除该分布而调整操作条件。这是因为，消除该分布会导致纠正下降速度的变动，进而纠正炉内的气流分布的不均等。具体而言，选择适于消除在该分布中下降速度差显著的分布部分的风口，调整该风口处的热风和煤粉中的至少一方的吹入量。

即，为了消除由原料的下降量的增加引起的铁水温度的降低，而减少原料的下降量，减少熔融还原的反应量是有效的，因此进行如下调整：使从确认了装入物下降速度的上升的位置的风口吹入的热风量降低，或者使煤粉量增加。此外，在使来自确认了下降速度的上升的位置的风口的热风量或者煤粉量变化时，优选从全部风口吹入的量保持恒定值，同时使从全部风口吹入的量的平均值的5％以上的量变化。该情况下，也优选作为变化量的上限设为20％以下。在想增加原料的下降量的情况下，进行上述的相反的动作即可。变更热风量或者煤粉量的风口数量越少，作为高炉整体的操作变动变小，因此优选仅变更偏差大的部位的正下方的风口的条件。此外，在表面轮廓的偏差大的情况、想迅速得到上述调整的效果的情况下，也可以同时进行上述变更的风口的周围(单侧5个风口以内)的调整。

从而，通过使用本发明的高炉设备，能够把握炉的周向上的原料的下降速度，因此能够确定检测到下降速度的变动的部位，能够变更来自适当的风口的热风量或者煤粉量，因此，更有效。此外，适于消除上述分布的风口3的选择能够与操作A的情况同样地决定。

特别是，对于在上述的分布中下降速度差显著的分布部分，优选根据由上述而得到的下降速度的计算结果求出炉周向上的平均下降速度，确定在相对于该平均下降速度具有10％以上变动的下降速度的地方。这是因为，若变动10％以上，则铁水温度的降低变得显著。

在这里，在下降速度相对于炉周向上的平均下降速度变动10％以上的情况下(K≥0.1，K＝|整周平均下降速度－确定部位的下降速度|/整周平均下降速度)，优选同时变更热风量以及煤粉量的双方。例如，与仅使热风量成为2倍相比，变更热风量以及煤粉量的双方能够有效地同时进行通气性和炉热的调整，因此能够更有效地使操作稳定化。另外，在变更的情况下，优选在K为0.2以下的阶段进行。若在K超过0.2的状态下进行热风量以及煤粉量的调整，则操作变动变大，通气性变差，因此优选在K为0.2以下的阶段进行调整。在K超过0.2的情况下，优选减少从全部风口吹入的热风量或煤粉量或者其双方，进而根据需要调整特定的风口的吹入量，而不是使从全部风口吹入的热风量、煤粉量恒定来调整特定的位置的风口的条件。

此外，在上述的操作A以及操作B的任一个中，热风量以及煤粉量的变更可以单独进行，也可以同时进行双方。例如，在确认了特定部位的铁水温度的降低的情况不用说，在确认了特定部位的下降速度的增加的情况下，有可能铁水温度降低，因此需要更迅速的调整。在这样的情况下，优选调整热风量。另一方面，在确认了特定部位的铁水温度的上升的情况不用说，在确认了特定部位的下降速度的降低的情况下，有可能铁水温度上升。在这样的情况下，优选调整作为还原材料的煤粉量。针对上述的周向的分布的异常进行动作的结果，如果周向的分布恢复到正常范围内，则一边注意不使分布变差一边进行使动作复原的操作，即，使全部风口的条件恒定的操作。

实施例1

根据本发明对进行炉周向上的气流分布控制的操作例进行说明。即，在具有图1所示的构造，在炉周向的等分位置具备40个风口的大型高炉中进行操作试验。在表1中表示该操作的各种操作条件的转变。

在该操作中，每次装入批次的装入完成时，推导出装入物的表面轮廓。此时，在炉顶部也进行气体温度的测定。表面轮廓以及气体温度的测定在无量纲半径＝0.8的位置进行。在炉顶部检测出炉周上的No.13风口的上部的温度降低，但测定炉内装入物的表面轮廓的结果(参照图4)为，轮廓的标准偏差小到0.12(m)(在该操作中，0.50(m)以下为正常范围内)，轮廓未发现变化。因此，若保持原样继续操作，则可见铁水温度的降低以及通气阻力指数的上升，焦炭比上升。此外，将该时刻的高炉操作设为比较例1(以下，同样地将各时刻的高炉操作设为比较例、发明例)。

在表1中，作为高炉内周向的温度，示出炉顶部的4处的温度。在该表中，异常部位的温度是指在比较例1的例子中，观测到温度降低的风口No.13的正上方的温度，从此处向风口编号增加的方向偏离90°的位置(风口No.23)、偏离180°的位置(风口No.33)、偏离270°的位置(风口No.3)的炉顶部的温度也一并示出。此外，在发明例中，示出与采取本发明的动作的之前的对应的比较例相同的位置的观测值(表中的风口位置的意思在表2～4中也是同样)。

因此，对于从以检测到温度降低的No.13风口为中心每一侧5个而共计11个风口(No.8～18)吹入的热风量，降低相当于每一个风口的热风量的平均值的5％的量，从剩余的风口吹入的热风均等地增量，全部热风量(送风量)没有变化地进行操作，结果炉顶部的No.13风口位置的温度降低被消除，铁水温度也上升。并且，能够继续通气阻力指数稳定的操作，能够降低焦炭比(发明例1)。

另外，从发明例1的状态，转变为仅使No.13风口的吹入的热风量降低5％的条件(发明例2)。在发明例2中，产生温度异常的No.13风口位置的温度与发明例1几乎没有变化，能够使距异常部位270°位置的温度接近平均值，圆周方向的温度偏差大幅度减少，还进一步减少通气阻力指数，结果，能够使操作比发明例1稳定。即，推定为对于比较例1的温度分布异常的修正，仅调整产生温度异常的一个风口的吹入条件就足够了。在产生了类似的温度异常的例子中，在大约一半的情况中仅调整一个风口就能够消除温度异常。在剩余的大约一半的情况中，因为仅对一个风口调整，从温度异常进行恢复迟缓，因此调整该风口的周围的风口的合计2～11个的吹入条件来消除温度异常。

同样地，对在周向的表面轮廓没有大的偏差的情况下，在炉顶部测量周向的温度分布，检测No.17风口位置的温度降低的例子(比较例2)进行说明。在检测到温度降低后，使从以No.17风口为中心的11个风口吹入的煤粉量增加5％，结果消除炉顶部的No.17风口位置的温度降低，铁水温度也上升，能够降低焦炭比(发明例3)。

另外，同样，在No.30的风口位置检测到温度降低的例子中(比较例3)，在使从No.30的1个风口吹入的煤粉量增加5％的情况下，也能够消除温度降低(发明例4)。在该例中，能够以较少的操作动作进行对应，因此圆周方向的温度偏差大幅度减少，通气阻力指数也进一步减少，结果，能够使操作更稳定。也能够使铁水温度上升(发明例4)。

[表1]

实施例2

根据本发明对进行了炉周向上的气流分布控制的操作例进行说明。即，在具有图1所示的构造，在炉周向的等分位置具备40个风口的大型高炉中进行操作试验。在表2中表示该操作的各种操作条件的转变。

在该操作中，在每次装入批次的装入完成时，在装入物的无量纲半径＝0.8的位置推导出表面轮廓。此时，在批次之间存在表面轮廓的变动，因此根据表面轮廓测定结果计算炉周向上的装入物下降速度。其结果如图5所示，No.11风口位置的装入物下降速度上升，但保持原样继续操作，结果铁水温度降低(比较例4)。

在这里，在使从检测到下降速度的上升的No.11风口位置的区域中的11个风口(No.6～16)吹入的热风量降低5％时，No.11风口位置的下降速度的上升被消除，铁水温度也上升。另外，能够继续进行通气阻力指数稳定的操作，能够降低焦炭比(发明例5)。然而，在本方法中，在No.11风口位置以外的区域的风口中也调整热风量，因此成为效率差的操作。

并且，在本发明中，能够在整个圆周测定下降速度(参照图5)，因此接着发明例5，在使从与实际下降速度降低的部位对应的No.11风口吹入的热风量降低5％时，能够以较少的操作动作进行对应，因此炉周向的下降速度偏差大幅度减少，通气阻力指数以及焦炭比也进一步减少。其结果，能够使操作更稳定，能够使铁水温度上升(发明例6)。在产生类似的下降速度异常的例子中，在大约70％的情况下，在观测到异常后，仅对一个风口进行调整就能够消除异常。在剩余的情况中，仅对一个风口调整而恢复迟缓，因此调整该风口的周围的风口的合计2～11个的吹入条件来消除异常。在大多的例子中，调整来自风口的热风、煤粉吹入量的效果在条件变更后3小时左右显著体现。因此，在调整了条件后经过4小时左右还未表现效果或者不足的情况下，优选采取进一步调整的动作。

与比较例4同样，对于在No.11风口位置检测装入物下降速度的上升的另一例(比较例5)进行叙述。在检测到下降速度的上升后，将从以No.11风口为中心的11个风口(No.6～16)吹入的煤粉量增加5％，在No.11风口位置处下降速度上升被消除，铁水温度也上升，能够降低焦炭比(发明例7)。然而，在本方法中，在No.11风口位置以外的区域的风口中也调整煤粉量，因此成为效率差的操作。

与发明例6同样，接下来是发明例7，在使从与下降速度被降低的部位对应的No.11风口吹入的煤粉量增加5％的情况下，也能够以较少的操作动作进行对应，因此圆周方向的下降速度偏差大幅度减少，通气阻力指数以及焦炭比也进一步减少。其结果，能够使操作更稳定，能够使铁水温度上升(发明例8)。在图5中一并表示发明例8的调整后的下降速度分布。

此外，在上述的专利文献1中，记载了如下方法：假定料线水平高度即高炉内原料上表面的位置高的部分下降速度较慢，进行减少该位置的热风量的调整。但是，只是测定料线水平高度，而不是测定实际的原料的下降速度。例如，即使在某位置料线的水平高度较高，如果在该位置处的原料下降速度较高，则料线的异常最终被消除。另外，即使料线的位置局部较高，如果炉内整体的原料下降速度均匀，则铁水温度降低那样的问题就不易产生。专利文献1所记载的动作被认为在高炉内上升的气体的压力过高而妨碍原料的下降的情况下具有效果，但不能说是作为本发明的特征的监视并控制原料的下降速度的技术，在该点上，专利文献1的方法作为用于维持高炉的稳定操作的方法是不充分的。

[表2]

实施例3

根据本发明，对进行了炉周向上的气流分布控制的操作例进行说明。即，在具有图1所示的构造，并在炉周向的等分位置具备40个风口的大型高炉中进行操作试验。在表3中表示该操作的各种操作条件的转变。

在该操作中，在每次装入批次的装入完成时，推导出装入物的表面轮廓。此时，在批次之间存在表面轮廓的变动，因此根据表面轮廓测定结果来计算炉周向上的装入物下降速度。其结果为No.25风口位置处的装入物下降速度相对于平均下降速度上升了10％以上，在保持原样继续操作时，铁水温度降低(表3，比较例6)。

因此，在将从检测到下降速度上升的区域的No.25风口吹入的热风量降低5％时，No.25风口位置的下降速度上升被消除，下降速度的偏差减少(参照表3)，铁水温度也上升。另外，能够继续进行通气阻力指数稳定的操作，能够降低焦炭比(发明例9)。

另外，从发明例9的状态使热风量的调整复原并使全部风口的吹入量均等后，将从与下降速度上升的部位对应的No.25风口位置的No.25风口吹入的煤粉量增加5％，结果No.25风口位置的下降速度上升相比于比较例6变小，下降速度的偏差减少，与比较例6相比，铁水温度也上升。另外，能够继续进行通气阻力指数稳定的操作，与比较例6相比，能够降低焦炭比(发明例10)。

并且，从发明例10的状态来看，在将从与下降速度上升的部位对应的No.25风口吹入的热风量降低5％，并且将煤粉量相较于比较例6增加5％的状态下进行操作，结果No.25风口位置处的下降速度上升明显被消除，下降速度的偏差明显减少(参照表3)。其结果，铁水温度也上升，继续进行通气阻力指数稳定的操作，能够明显降低焦炭比(发明例11)。

[表3]

实施例4

根据本发明，对进行了炉周向上的气流分布控制的操作例进行说明。即，在具有图1所示的构造，并在炉周向的等分位置具备40个风口的大型高炉中进行操作试验。在表4中表示该操作的各种操作条件的转变。

在该操作中，在每次装入批次的装入完成时，推导出装入物的表面轮廓。此时，在批次之间存在表面轮廓的变动，因此根据表面轮廓测定结果来计算炉周向上的装入物下降速度。其结果，检测出No.5风口位置的下降速度降低(比较例7)。

因此，将从检测到下降速度降低的区域中的一个风口(No.5)吹入的热风量增加5％，其结果，检测到下降速度降低的区域中的下降速度的降低明显被消除，下降速度的偏差明显减少(发明例12)。另外，从发明例12的状态将热风量的条件复原，将从检测到下降速度降低的区域中的No.5风口吹入的煤粉量降低5％，其结果，No.5风口位置的下降速度的降低明显被消除，下降速度的偏差明显减少(发明例13)。在所有事例中，东北侧的下降速度降低被消除，能够继续进行通气阻力指数稳定的操作，能够降低焦炭比。

[表4]

附图标记说明

1…高炉主体；2…旋转滑槽；3…风口；4…装入物；5…轮廓测定装置；5a…测距仪；5b…运算器；6…吹入量控制装置。

Claims (3)

1.一种高炉操作方法，使用高炉设备，从旋转滑槽向炉内装入矿石以及焦炭，从风口吹入热风以及煤粉进行操作，其中，

所述高炉设备具备：

所述旋转滑槽，从高炉的炉顶向炉内装入原料；

多个所述风口，向所述炉内吹入热风以及煤粉；

轮廓测定装置，测定经由所述旋转滑槽而装入炉内的装入物的表面轮廓；

温度计，对所述高炉的炉顶部的温度遍及整周地进行测定；以及

吹入量控制装置，控制所述风口处的热风和煤粉中的至少一方的吹入量，

所述轮廓测定装置具有：

电波式的测距仪，设置于所述炉顶并测量到所述炉内的装入物表面的距离；以及

运算器，基于在所述高炉的周向上扫描该测距仪的检测波而得到的到所述装入物表面的距离所相关的遍及所述炉内全部区域的距离数据，来推导出所述装入物的表面轮廓，

通过所述轮廓测定装置，推导出所述装入物的在高炉内的周向上的表面轮廓，在该推导出的表面轮廓的波动在规定范围内的情况下，遍及所述高炉的整周地测定炉顶部的温度，基于高炉的周向上的所述温度的分布来选择适于消除该分布的风口，在所述炉顶部的温度降低了的位置，在该风口，使热风吹入量降低或者使煤粉吹入量增加，或者进行使热风吹入量降低和使煤粉吹入量增加双方，在所述炉顶部的温度上升了的位置，在该风口，使热风吹入量增加或者使煤粉吹入量降低，或者进行使热风吹入量增加和使煤粉吹入量降低双方。

2.根据权利要求1所述的高炉操作方法，其中，

所述轮廓测定装置还具备基于所述装入物的表面轮廓而遍及所述高炉的整周地计算所述装入物的下降速度的运算器，

在所述推导出的表面轮廓的波动在规定范围以上的情况下，根据该表面轮廓，遍及所述高炉的整周地计算装入物的下降速度，基于高炉的周向上的下降速度的分布来选择适于消除该分布的风口，在所述下降速度上升了的位置，在该风口，使热风吹入量降低或者使煤粉吹入量增加，或者进行使热风吹入量降低和使煤粉吹入量增加双方，在所述下降速度降低了的位置，在该风口，使热风吹入量增加或者使煤粉吹入量降低，或者进行使热风吹入量增加和使煤粉吹入量降低双方。

3.一种高炉操作方法，其中，

在权利要求2中，在作为所述高炉的周向上的下降速度的分布，而存在表示相对于周向上的平均下降速度具有10％以上的偏差的下降速度的周向的位置的情况下，选择适于抑制该偏差的风口，调整该风口处的热风和煤粉中的至少一方的吹入量。

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