JPS61201711A - 高炉操業法 - 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、高炉の装入物分布制御法に関するものである
。

（従来の技術） 現在多くの高炉では、原料の装入方法を調整することに
よシ、ガス流分布を制御する操業が行われている。高炉
内のガス流分布を決める因子は、主として装入原料の粒
子径分布と空隙率分布であり、高炉では種々の装入物分
布制御装置（例えばムーバブルアーマ−、ペルレス装入
装置）または装入方法（例えば装入パターンの変更、装
入ラインの変更）によシ、装入原料中の鉱石とコークス
の層厚比分布、装入原料の粒度分布の調整を行っている
。

そして高炉の安定操業を目的とした原料装入方法につい
ては、従来より多くの先行技術が報告されているが、そ
れらの多くは、火入れ時のレンガの損耗や付着物の生成
のない正常プロフィルの高炉を想定していたシ、高炉の
炉体内壁プロフィルを、全く考慮していない場合の原料
装入方法に関するものである。

しかし鉄と鋼６２（１９７６）５．Ｐ、５３５で報告さ
れているように、高炉の炉体内壁プロフィルは、鉱石と
コークスの混合層の形成やガス流れに大きな影響を及ぼ
している。一方実際の高炉は、火入れ後の稼動年月と共
にその炉体内壁状態が変化しておシ、原料の装入方法は
、その炉体内壁状態に対応して変更する必要があると考
えられる。

この分野の先行技術は、鉄と鋼６８（１９８２）８、Ｐ
、９３６、鉄と鋼＋５９（１９８３）４．Ｓ６１および
鉄と鋼７０（１９８４）４，８５１の報告にあるように
、炉体内壁状態（例えば凸凹、シャフト角度）と炉壁近
傍の装入原料の降下挙動に関する研究に限定されておシ
、炉体内壁状態を考慮した原料装入方法に関する先行技
術は少ない。

とくに高炉操業上重要と考えられる高炉の下部炉壁に、
付着物あるいはプロフィルの乱れを形成した場合の原料
装入方法に関する先行技術としては、通常の高炉原料装
入サイクルにおいて、コークスの数チャージ連続装入を
行うことによシ、周辺流を強めて炉壁付着物を溶融除去
しようとする特公昭５５−１８７６４号公報があるが、
この先行技術は、一時的にせよ炉体熱負荷の増大を招き
、高炉の長寿命化を考えれば問題点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は、とくに高炉操業上重要な高炉下部（とく
に炉腹部以下）の炉壁に付着物の根まだはプロフィルの
乱れがある場合と、火入れ時を想定した正常プロフィル
の場合の高炉内現象を比較するために、第２図に示す高
炉下部２次元モデル装置を使用し実験を行った。

装入物として使用した試料は、平均粒径５　ｍｍのコー
クスと、融点が１００〜１２３℃の平均粒径ｓ　ｍｍ　
の低融点合金の擬似鉱石であシ、装置下端に設置した羽
口８より吹き込まれる１５０〜２００℃の熱風により昇
温され、擬似鉱石はコークス充填層中を溶融滴下する。

図中ｔ：１４００鴫、Ｌ　：　１４００　ｍｍ、Ｓ　：
　５８　ｍｍ　である。

第３図、第４図、第５図に実験結果を示した。

第６図は火入れ時を想定したレンガの損耗や、付着物の
ない正常プロフィル時に、擬似鉱石層厚を径方向に均一
に装入した場合の装入物の等時間曲線と炉下部温度分布
、第４図は朝顔部に付着物の根またはプロフィルの乱れ
を想定し、厚さ３０ｍｍ　の小突起物をつけた炉体内壁
プロフィル時に、第３図と同一の装入条件で装入した場
合の装入物の等時間曲線と、炉下部温度分布である。

第４図よシ、朝顔部に小突起物をつけたプロフィルの場
合には、小突起物の直上の炉壁部に降下停滞域が形成し
、朝顔部の炉壁温度が上昇することがわかる。さらに中
間部の擬似鉱石層厚を増大した場合には、第５図に示す
ように、上記の現象が顕著になっている。

このように炉体下部の炉壁温度が上昇することは、炉体
の保護上好ましくなく、降下停滞域の形成は、装入物の
安定した降下挙動から考えると良くない。一方、高炉の
炉体プロフィルは、レンガの侵蝕・摩耗によシ変化し、
プロフィルの乱れや凹凸を生じることが、放射性元素を
用いた測定や、休風時および吹き止め時の種々の測定・
観察によって確認されている。

したがって炉体内壁プロフィルの経時変化によシ、炉腹
部以下に付着物の根がつくような操業例がしばしば発生
した。そのような場合に、炉腹部以下の炉体温度の上昇
や降下停滞域の形成を抑制することは、高炉の長寿命化
を図シ、長期的に安定した高炉操業を維持するために解
決すべき技術的課題である。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、高炉の炉腹部以下に突起物がある場合に発生
する前記の技術的課題を解決するために、高炉に装入す
る原料の装入方法に着目して完成された発明である。そ
の特徴は、高炉の炉腹部以下の炉体内壁状態を各種検出
端による測定、休風時の炉体内壁の直接観察、およびポ
ーリングによる測定等によシ検出し、炉壁に突起物が存
在する場合には、特定の原料装入方法を採用することに
ある。

すなわち炉腹部以下に、炉壁よＦ）　１００　ｍｍ　以
上の突起物が存在する場合には、鉱石が軟化収縮しない
シャフト部の任意の設定位置における炉壁近傍（炉内壁
よシ１ｔｒＬ以内の領域）の鉱石／コークス、の層厚比
を、各種検出端（例えば電気抵抗式層厚計、マグネット
メーター、接触式または非接触式の装入物表面形状プロ
フィルメーター等）で計測するか、計算よシ推定し、そ
の値が炉頂よシ装入する鉱石とコークスの１回あたシの
装入体積と前記設定位置の断面積よシ求まる鉱石／コー
クス、の平均層厚比に比べて、１０％以上増大するよう
に鉱石層を厚くして装入制御することにある。

ここで１０％以上とした理由は、１０チが本発明法の効
果を出すために必要な下限値であるからである。

しかして本発明の実施によシ、第１図に示したように、
降下停滞域の縮小および炉壁部温度の低下が可能となシ
、高炉の長寿命化および長期的に安定した高炉操業の維
持が可能となる。

以下に本発明を実験例に基づいて説明する。

第２図に示す実高炉の１／９スケールの２次元モデル装
置を用いて、本発明法を実施した場合の装入物の等時間
曲線と、炉下部温度分布測定結果を第１図に示す。

本実験例では、炉壁近傍のＭ似鉱石とコークスの層厚比
を、炉頂よシ装入する擬似鉱石と、コークスの１回あた
シの装入体積よシ求まる擬似鉱石と、コークスの平均層
厚比に比べて１０％増大するように装入しておシ、第４
図と比較すると、突起物直上の降下停滞域が縮小し、炉
壁部の温度が低下している。

このように降下停滞域が縮小する理由は、炉壁近傍の鉱
石と、コークスの層厚比を増大して鉱石層を厚くするこ
とによシ、炉壁近傍の荷重応力および鉱石層の溶融に伴
う消滅体積が増加し、炉壁近傍の装入物の降下速度が増
加する結果である。

なお実際の高炉では、ムーバブルアーマ−やペルレス装
入装置等の炉頂装入制御装置を用いて、炉壁近傍（炉内
壁よ、９１ｍ以内の領域）の鉱石と、゛コークスの装入
量を調整することによシ、炉壁近傍の鉱石と、コークス
の層厚比を制御することができる。

（発明の効果） 本発明は、レンガの損傷、損耗によシ変化する炉体内壁
プロフィルに適応した原料の装入制御法である。具体的
には、高炉の炉腹部以下の炉体内壁状態を検出し、１０
０　ｍｍ以上の厚みをもつ突起物が存在する場合に、シ
ャフト部の任意の設定位置における炉壁近傍（炉内壁よ
シ１ＷＬ以内の領域）の鉱石と、コークスの層厚比の計
測値もしくは推定値が、炉頂よシ装入する鉱石と、コー
クスの１回あたシの装入体積と、前記設定位置の断面積
よシ求まる鉱石と、コークスの平均層厚比に比べて、１
０％以上増大するように、原料の装入制御を行うことに
よシ、炉体内壁プロフィルの変化した高炉に対して、以
下のような効果を収めることができる。

（１）降下停滞域の縮小によシ、炉腹部以下の装入物の
降下領域を拡大し、降下速度を小さくして、平均化する
ことが可能となシ、生鉱下シ等による急激な炉熱低下を
防止することができる。（２］炉腹部以下の炉体温度を
低下し、炉体熱負荷の軽減によシ、高炉の寿命の延長・
エネルギー原単位の低減が可能となる。

（実施例） 高炉の実操業において、炉腹部以下の炉体温度の上昇お
よび炉熱変動（溶銑温度の変動）の増加が認められ、休
風時のポーリング調査によシ、炉腹部以下に１００　ｍ
ｍ以上の突起物が検出された。

そこで、シャフト中部の炉壁近傍（炉内壁よシ１ｒｒＬ
以内の領域）の鉱石と、コークスの層厚比の計測値もし
くは推定値が、炉頂よシ装入する鉱石と、コークスの１
回あたシの装入体積と、前記設定位置の断面積よシ求ま
る鉱石と、コークスの平均層厚比に比べて、１０チ以上
増大するように、ムーバブルアーマ−によシ原料の装入
制御を行った結果、第６図に示すように炉腹部以下の炉
体温度（例えば朝顔部のレンガ温度）は再び低下し、急
激な炉熱変動（溶銑温度の変動）も減少した。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは第２図の装置を使用して得られた本発明
を実施した場合の装入物の等時間曲線図と炉下部温度分
布図、第２図は実高炉の１７９スケールの２次元モデル
実験装置図、第３図ａ、　ｂは第２図の装置を使用して
得られた火入れ時を想定したレンガの損耗や付着物のな
い正常プロフィル時の装入物の等時間曲線図と炉下部温
度分布図、第４図ａ１ｂ、第５図ａ、ｂは第２図の装置
を使用して得られた朝顔部に付着物の根またはプロフィ
ルの乱れを想定し、厚さ３０　ｍｍ　の小突起物をつけ
た場合の装入物の等時間曲線図と炉下部温度分布図、第
６図は実高炉での実施例のグラフである。 １；装入物；コークス（４〜６　ｍｍφ）特殊合金（融
点１００〜１２３℃、４〜６ ｍ□φ） ２：熱電対（３６点） ３：空気加熱器 ４：流量調整器 ５：送風機 ６：熱風（最大２００℃、２１）　ＯＮｄ／ｈ）７：ロ
ータリフィーダー ８：羽口 炉壁　　　　中心 ６Ｗ虫Ｖ訪　θ 中心からの距離（ｍｍ　） 炉壁　　　中心 中心からの距＠（ｍｍ） 炉壁　　　中心 １す璧　　　　　　中心 中心からの距離（ｍｍ） ぜ寵　　　中１ひ 中心力＼らの距離（ｍｍ　）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高炉の炉腹部以下の炉体内壁状態を検出し、炉壁より１
   ００ｍｍ以上の厚みをもつ突起物が存在する場合には、
   シャフト部の任意の設定位置における炉壁近傍の鉱石／
   コークスの層厚比を、前記設定位置における平均層厚比
   に比べて、１０％以上増大するように原料を装入制御す
   ることを特徴とする高炉操業法。