JP2009235437A - 大減尺休風時の高炉操業管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大減尺休風時の高炉おける炉内温度低下を防止して、長時間の休風においても炉冷の発生を防止できる大減尺休風時の操業管理方法を提供すること。
【解決手段】炉内装入物３が羽口４の下方に積層している減尺状態で休風している高炉において、炉内装入物３を羽口４から挿入したバーナー８で加熱して炉内温度を維持することを特徴とする大減尺休風時の高炉操業管理方法を用いる。炉内装入物３の温度を、出銑口５内の温度を測定することでモニターし、炉内装入物３の温度に応じてバーナー８による炉内装入物３の加熱を行うことが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、高炉の炉体補修等のための休風を目的とした、高炉の減尺時の操業方法に関し、特に、大減尺休風時の高炉操業管理方法に関するものである。

近年、高炉の寿命は設備技術や操業技術の進歩により大幅に延びており、１０年以上稼動している大型高炉も多い。一方で、稼動年数の経過と共にシャフト下部や朝顔部のライニング厚さが減少する。そこで、シャフト部や朝顔部の内面を補修する必要があるが、その場合、この部分に高温の原料があると補修できないので、高炉内の原料装入レベルを所定の高さまで下げ、次いで高炉の操業を一時的に停止する休風を行う。炉内の補修終了後、高炉の操業を再開する際には、再度原料を充填して高炉の立ち上げを行う。このように、炉体の中間補修を行なうとき、高炉内の原料装入レベルを下げていく操業形態を減尺操業という。減尺操業の基本的方法は、炉頂からの鉄原料装入を停止し、これをコークスに置換して、羽口から供給する高温送風によりコークスを燃焼させつつ、原料装入レベルを下げることで行う。原料装入レベルを羽口レベルまで、例えば原料装入レベルを２０ｍ以上下げるような減尺は、大減尺と呼ばれている。

図１に、高炉の大減尺休風状態における縦断面模式図を示す。同図において、１は炉頂、２は回転シュート、３は大減尺状態における炉内装入物、４は羽口、５は出銑口、６は散水、そして７はその散水により炉内発生ガスを冷却するための散水管である。

高炉の減尺操業は、例えば、次のようにして行なわれる。

先ず、コークスの増加装入を行ない、その後、鉄原料装入を中止する。一方、羽口４からは炉内に熱風を吹き込みながら原料装入レベルを下げていく。この熱風送風流量は、原料の降下状況に応じて減らしていく。鉄原料装入を中止し、熱風送風流量を減らすと減尺が進み、コークスの燃焼と炉内ガスの通りがよくなること等により、炉頂ガスの温度が上昇する。これに対して炉頂ガス温度の上昇を抑えるために、炉頂に設けた散水管７から散水６を出してガスを冷却する。原料装入レベルを下げていく過程においても、鉄鉱石等の鉄原料は所要の予備還元が行なわれ、炉冷発生を防止しつつ溶銑の生成反応が行なわれるように操業しなければならない。従って、鉄原料装入を中止しても、コークス装入を継続し、炉冷発生を防止する。

こうして、原料装入レベルが所定のレベル、即ち大減尺時には羽口レベルまで下げた後に休風に入る。休風の際には羽口からの冷風の吸い込みを防止して、炉内温度低下を防ぐために、羽口あるいはブローパイプ内に粘土や不定形耐火物等の詰め物を充填して羽口を閉塞させる。

このような高炉の減尺操業を短時間で行う方法や、スリップや吹き抜けを防止する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）
特開平２−２８２４０８号公報 特開昭５５−１１０７１０号公報 特開昭５７−１４３４０６号公報

すみやかに高炉の操業を再開するために、休風時には炉冷の発生を防止することが重要である。大減尺休風時の高炉において、高温の炉内装入物は少量であり、炉内の熱源は溶銑の顕熱のみである。したがって、休風時間が長期化するほど、溶銑温度の保持が困難となる恐れがある。しかも上記のように、炉頂ガス温度を抑制するために散水を行うので、炉内装入物に水がかかりいっそう温度が低下してしまう場合がある。また、補修工事に伴う冷却水漏れの発生等の懸念もある。

炉内装入物の温度は、例えば羽口先のコークスの赤熱状態を観察して確認することができる。しかし休風中に何回も、装入した詰め物を除去して炉内を観察し、再度詰め物を充填して羽口を閉塞させる作業を行なうことは手間がかかる。また、炉内点検の度に炉内に空気が流入する点も問題である。炉内に空気が流入すると、中毒性のガス（ＣＯ）が発生する場合があり、安全対策上の点からも羽口は閉塞された状態であることが望ましい。

このような大減尺休風時の高炉おける炉内温度低下に関する問題は、特許文献１〜３に記載の技術では対応できない。

したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、大減尺休風時の高炉おける炉内温度低下を防止して、長時間の休風においても炉冷の発生を防止できる大減尺休風時の操業管理方法を提供することにある。

このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）炉内装入物が羽口の下方に積層している減尺状態で休風している高炉において、炉内装入物を羽口から挿入したバーナーで加熱して炉内温度を維持することを特徴とする大減尺休風時の高炉操業管理方法。
（２）炉内装入物の温度を、出銑口内の温度を測定することでモニターし、前記炉内装入物の温度に応じてバーナーによる前記炉内装入物の加熱を行うことを特徴とする（１）に記載の大減尺休風時の高炉操業管理方法。

本発明によれば、大減尺休風時の高炉おける炉内温度低下を防止して、炉冷の発生を防ぐことができる。これにより炉冷の発生を恐れて休風の時間を必要以上に短くする必要がなく、補修作業を充分に行うことができる。

本発明を、図１を用いて説明する。

大減尺休風時の高炉おいて、炉内温度低下を防止するために、本発明では羽口４からバーナー８を挿入して炉内装入物３をバーナーで加熱する。すなわち、炉内のコークスを羽口４からバーナー８を挿入して加熱、燃焼させることで炉内の温度を維持する。羽口からのバーナー加熱は全ての羽口で行うこともできるが、休風時の状況に応じて、加熱を行う羽口の数を適宜設定することができる。全ての羽口で加熱を行わない場合には、加熱を行う羽口が炉の垂直断面において円周上で等間隔になるように配置することが好ましく、例えば１〜４個毎の羽口で行うことができる。バーナーとしては、燃料ガスと燃焼用の空気を使用する、通常のガスバーナーを用いればよい。燃料ガスとしては、例えばコークス炉ガス（Ｃガス）を用いることができる。燃焼用空気吹き込み管をバーナーとは別の管として羽口に装入することも、燃焼用空気を燃料ガスと共にバーナーから吹き込むこともできる。

これにより、炉内装入物の温度が低下することがなく、長時間の休風においても炉冷の発生を防止できる。このように炉内装入物を羽口から挿入したバーナーで加熱して炉内温度を維持することで大減尺休風時の高炉操業を管理することができる。

大減尺休風時の高炉おいてバーナーで炉内装入物を加熱する際には、炉内装入物の温度をモニターすることが好ましい。炉内装入物の温度がモニターできれば、炉内装入物の温度が低下することを予測して、適切なタイミングで炉内装入物をバーナーで加熱することが可能となる。炉内の温度を直接測定するのは困難であるので、出銑口内の温度を測定することが好ましい。例えば、長い棒状の温度測定器具を出銑口に挿入して、出銑口出口から２〜３ｍ内側で温度測定を行うことで、炉内装入物の温度をモニターして温度変化を検出するとよい。炉内装入物の温度が所定値以下に低下した場合にバーナー加熱を行ない、所定値以上に上昇した場合にバーナー加熱を中止することで、炉内の温度を適切な範囲に管理することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１を用いて具体的に説明する。

高炉の大減尺操業を行うために、先ず、コークスの増加装入を行ない、鉄原料装入を中止する。羽口４から炉内に熱風を吹き込みながら原料装入レベルを下げていく。羽口４からの熱風送風流量は、原料の降下状況に応じて減らしていく。鉄原料装入を中止し、熱風送風流量を減らすと減尺が進む。炉頂ガスの温度の上昇は、炉頂に設けた散水管７からの散水６により冷却して低下させる。原料装入レベルを羽口レベルまで下げ、散水６を停止し、羽口４からの熱風送風を休止して休風に入る。羽口４にはバーナー８を挿入し、バーナーを挿入しない羽口には詰め物を充填して羽口を閉塞させる。

出銑口５から温度測定器具を挿入し、炉内の温度をモニターする。温度が所定値以下になった場合は、羽口に挿入したバーナーにより、炉内装入物３の表面を加熱して温度の低下を防止する。これにより炉冷が発生することなく休風を終え、操業を再開することができる。このように炉内装入物を直接加熱して炉内温度を維持することで、大減尺休風時の高炉操業を適切な状態に管理することができる。

温度測定器具としては出銑口に挿入できる棒状の部材で良く、棒状部材の先端部分及び先端から所定間隔離して設けた温度計を内在させたもので温度測定は可能である。これにより炉内半径方向の温度を測定し、炉内をモニターした温度変化から、炉内装入物の温度状況を判定し、バーナー挿入の可否を決定する。

高炉の大減尺操業を行ない、高炉内の装入物レベルを羽口下とし、炉頂からの散水を停止して、羽口からの送風を中止した。その後、炉内補修を開始すると共に、羽口に点火したバーナーを挿入し、炉内のコークスを加熱した。バーナー加熱は円周方向で等間隔になるように、８ヶ所の羽口から行った。バーナーの燃料ガスにはＣガス（コークス炉ガス：主成分Ｈ₂、ＣＨ₄）を用いた。バーナーを挿入しない羽口は不定形耐火物を充填して閉塞させた。

コークスがバーナーで加熱され、炉内装入物温度が維持された。補修作業終了後、バーナーを羽口から抜き取り、送風を開始し、操業を再開した。

高炉の大減尺操業を行ない、高炉内の装入物レベルを羽口下とし、羽口を閉塞して休風状態とした。

休風後、温度センサーを先端から３０ｃｍ毎に３個取りつけた長さ２．５ｍの棒を用いて、出銑口から炉内の温度測定を行った。

炉内温度が低下傾向になったことが、前記温度センサーによる測定で判明したため、作業員が装入物表面を観察した所、表層温度低下が確認されたため、羽口を開けて点火したバーナーを挿入し、コークスを加熱した。バーナー加熱は円周方向で等間隔になるように、８ヶ所の羽口から行った。バーナーの燃料ガスにはＣガス（コークス炉ガス：主成分Ｈ₂、ＣＨ₄）を用いた。コークスがバーナーで加熱され、炉内装入物温度が維持された。

温度センサーで測定した温度が炉内温度低下前の状態に戻ったため、その時点でバーナー加熱を中止した。

高炉の大減尺休風状態における縦断面模式図。

符号の説明

１ 炉頂
２ 回転シュート
３ 炉内装入物
４ 羽口
５ 出銑口
６ 散水
７ 散水管
８ バーナー

Claims (2)

1. 炉内装入物が羽口の下方に積層している減尺状態で休風している高炉において、炉内装入物を羽口から挿入したバーナーで加熱して炉内温度を維持することを特徴とする大減尺休風時の高炉操業管理方法。
2. 炉内装入物の温度を、出銑口内の温度を測定することでモニターし、前記炉内装入物の温度に応じてバーナーによる前記炉内装入物の加熱を行うことを特徴とする請求項１に記載の大減尺休風時の高炉操業管理方法。

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