JPH0317209A - 高炉の操業方法 - 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［ 本発明は高炉の操業方法に関し、特に将来の軟化融着帯
形状とその位置を想定して装入物或は送風条件の制御を
行い、安定かつクｈ率の良い操業を行う操業方法に関す
る． 〔従来の技術〕 高炉では、鉱石類とコークスを炉頂から層状に装入し，
羽目からの送風によって加熱製錬する。

炉頂から装入された鉱石類は炉内を降下しながら上界す
るガスにより加熱還元され，１２５０℃付近で軟化融着
を開始し１　４００℃付近で溶融滴下する。この軟化融
着帯は，極端に通気の悪い状態にあるため、この部分で
の炉内の通気を確保するためには軟化融着帯温度域の高
さが炉径方向で異なるようにし，鉱石類と鉱石類の間の
コークス層にガスが流れるようにする必要がある．さら
に軟化融着帯の炉内での位置についても過度に下がり過
ぎると還元不良による炉熱の変動、また過度に上方にあ
ると高温域の拡大により通気の悪化を招くことから，高
炉を安定にかつ効率よい状態で操業するには、この軟化
融着帯温度域の炉内での高さを適正に制御する必要があ
る。

これに対して、本出願人は，先に，炉頂部に設置した炉
内ガスサンプラーで得られる炉径方向のガス組成、温度
分布を指数化してこれを適正範囲内におさめたり，軟化
＃４着帯を代表する１４００℃の炉内半径方向の等温分
布を把握しこれを適正範囲に制御することで高炉繰業の
安定化と効率化を達成する方法を，特開昭６０−４０４
８２号によって提案している． 〔発明が解決しようとする課題１ ガスサンプラーで得られる炉径方向のガス組成、温度分
布の指数化は、軟化融着帯の炉内での高さについても他
の要因と交絡した定性的情報しか与えないため適切を欠
く場合が多く、ひいては操業の安定と効率化を阻害する
結果となっていた。

また、１４００℃の炉内半径方向の等温分布の計算では
，操業結果として得られる炉頂ガス温度、成分と複合送
風条件などの操業条件とから物質収支，熱収支に基づき
炉内での反応量を求め，さらに反応温度と伝熱速度から
炉高方向の温度分市を求めているが，これは炉内が定常
状態に保たれているという条件での計算であり，非定常
状態での計算すなわち短期間の操業実績に基づく計算や
炉内状況が大きく変化しつつある期間内の計算には物質
収支，熱収支がとれないこと等により適用できないケー
スが多い。従って軟化融着帯形状とその位置がどのよう
に変化しつつあるかという状況もこの方法では分からな
いという欠点がある． 〔課題を解決するための手段〕 本発明は上述の問題点を解決するもので、高炉上部の装
入物直上に設置したガスサンプラーでホ１１定される炉
径方向の温度と炉径方向のＣＯ，ＣＯ２．Ｈ２．Ｎ２等
のガス成分分布と操業条件とから、軟化融着帯形状とそ
の位置を炉径方向装入物の１４００℃の等温線分市とし
て定量的に求め，装入物或は送風榮件の制御を行う高炉
の操業方法に適用され，次の方法を探った．すなわち，
軟化融着帯の降下速度と、装入物の降下速度の実測値と
の差および別途計算される高炉操業の熱流比に基づき，
軟化融ｔ帯の将来の位置および形状を恕定し、炉頂装入
物の分配或は羽目からの送風条件を制御することを特徴
とする高炉の操業方法である。

［作用Ｊ 従来例の、１　４００℃の炉内半径方向の等温線分布計
算（以下、モデル計算と略す）を様々なケースに適用し
てきた結果、計算結果の中、装入物降下速度と同時にセ
ンサーによって実測した降下速度が一致しないケースが
発生した．さらに、それらの結果と別途求めた熱流比お
よびその時の計算対象期間以後の融着帯位置、形状の変
化を調査してみると、それらの間には一定の関係がある
ことが明らかとなった。その関係を以下に示す．（１）
モデル計算の対象期間として５日間以上の開間を選択し
て，その平均の操業実績を用いて計算を行い、また比較
する実測の降下速度データはモデル計算の対象期間の中
の最新のｌ日平均値を用いる． （２）実測の降下速度分布（直線近似とする）とモデル
計算による降下速度分布の比較で、実測の方が勾配が大
きい場合、融着帯形状は炉芯と炉壁のレベル差が拡大し
つつあることを示す。（第ｌ図参照） （３）その時，炉壁および炉芯の融着帯がどのように変
化するかは，実測降下速度データと同じ期間の熱流比と
モデル計算の対象期間の熱流比とを比較することにより
決定される。その変化の状況を第１図に示す．熱流比Ｔ
ＦＲは、次式により定義される． ＶＴＯＸ　　ＲＴＱ ・−（１） ただし２ Ｗｏｒｅ　（Ｗｃｏｋｅ　　） ：鉱石（コークス）装入速度（　ｔ　／　ｈ　ｒ　）Ｒ
ｏｒｅ　（Ｒｃｏｋｅ　） ：鉱石（コークス）比熱（ｋｃａ″ｌ／ｔ・℃） Ｖ　ＴＧ　：炉頂ガスＮ　（　Ｎｒｎ’／　ｈ　ｒ　）
ＲＴＧ　：炉頂ガス比熱（　ｋ　ｃ　ａ　Ｉ　／　Ｎ　
ｒｒｒ’　−　’Ｃ　）熱流比は一般的に炉内の融着帯
の平均的高さを示すもので第１図で明らかになった融着
帯の変化の関係とよく一致している。

なお、第ｌ図において， ■ＴＦＲＭはモデル計算の対象期間の平均の熱流比， ＴＦＲＲは実測降下速度データと同一期間の熱流比であ
り、 ■融着帯の内，破線は、この時のモデル計算により得ら
れた融着帯形状を示し，実線は本発明により予測される
融着帯の変化方向を示す．また、炉頂装入物の降下速度
の測定には種々の方法があるが、ここではマイクロ波に
よる炉頂装入物プロフィール計の測定値を適用するもの
とする。すなわち、一定時間間隔で装入物プロフィール
を測定しその変化量から降下速度を漬算して求めるもの
である６マイクロ波によるプロフィール計の概要を第３
図に示す。これは、マイクロ波の発振器からのマイクロ
波を炉頂装入物表面に発射して，その反射波を受信器で
受信しその間のマイクロ波伝播時間から装入物までの距
離を算出するものである．この操作を炉径方向に行なえ
ば装入物のプロフィールが得られる。プロフィール計の
仕様は， 測定時間　：　　１２０ｓｅｃ 測定精度　：±１３０ｍｍ 測定範囲　：　半径方向一方向 である。

また、モデル計算による降下速度と実測の降下速度のと
差は一定値以下にあることが重要で、そうでないと上述
の関係は得られない。この値は高炉の大きさ等により異
なるが、通常は２０ｍｍ／ｍｉｎ程度である．差が非常
に大きい場合は，炉内の定常状態からのずれが非常に大
きい非定常状態となっており、モデル計算結果が全く炉
内状況を表わしていないため、上述の関係が得られない
ものと推定される． 以上に示した様に、装入物のｌ４００℃の炉径方向の等
温線分布として求められる軟化融着帯形状とその計算過
程で得られる装入物降下速度，そのモデル計算と同じ対
象期間の熱流比、実測の装入物降下速度５およびその実
測値と同じ対象期間の熱流比を用いることにより融着帯
の変化の予測が可能になる． この予測結果に対応して融着帯の制御アクションをとる
ことにより従来よりも高精度の融着帯の制御が可能にな
り、高炉操業の安定化と効率化に寄与する。

本発明の処理フローを第２図により説明する．日毎の高
炉操業実績をもとに現在から５日前迄の平均的操業実績
を作成し，それを入力データとして軟化融着帯を代表す
るｌ４００℃の炉内半径方向の等温分布を求める。この
方法の詳細は、前述の特公昭６０−４０４８２号に示す
通りである。

？のときの装入物降下速度の炉内半径方向分布も同時に
求められる。またこの同じ期間の熱流比を（１）式によ
り求める． 次に，その対象明間（５日間）の中の直五のｌ日間の平
均熱流比を求める．また同じ期間の平均の実測装入物降
下速度をマイクロ波プロフィール計測定結果より演算し
て求める。

これらの結果より第１図に示す分類に従って現状（５日
間平均）の融着帯位置、レベルが今後どのように変化す
るかを予測する。その結果に基づいて軟化融着帯を適正
範囲に制御するために必要な操業アクションを決定する
．アクションは羽口からの送風条件としては送風温度，
温分，送風量等、また炉頃での原料装入条件としては１
回当りのコークスあるいは鉱石の装入量，装入線の高さ
，装入順序、ムーバブルアーマの■置，ベルレス高炉で
のシュート角度等の制御因子より選択して実廊する。

〔実施例］ 本発明を炉内容積４５００ｒｒ？の高炉で出銑比１．９
で操業された時期（３ケ月間）に適用した例を示す。

軟化融着帯を代表する１４００℃の炉内半径方向の等温
分布計算は５日間の平均操業実績、また、実測降下速度
は直近のｌ日間の平均操業実績より求めそれらより融着
帯の動きを予ｉｊＩ１するという第３図に示す一連の処
理を５日毎に実廁し，その結果に基づき所定の基準に従
ってアクションを実施した６ また，モデル計算による降下速度と実測の降下速度との
差は．１５ｍｍ／ｍｉｎ以下とし、両者の差がＬ５ｍｍ
／ｍｉｎ以上の場合は処理を中断させ融着帯の変化予測
は求めないものとしている。

本発明を適用した操業について第Ｅ表に本発明適用前の
操業データと比較して示す．炉内装入物の降下速度の変
動状況を示し，ほど変動が大きい． 値が大きい 第ｌ表によれば、融着帯の制御の精度が向上した結果、
装入物降下状況が改善され，また炉熱変動が低減したた
め、通気抵抗、疎密指数，溶銑成分のバラッキｆ［ｓｉ
］、［Ｓ１）が大いに改善された。

［発明の効果］ 本発明により，種々の操業実績に基づく情報により炉内
の軟化融着帯の変化方向を予測することができ、これを
適正範囲に入れるようなより高精度の制御が可能となり
、高炉の操業状態を良好に維持して生産性の向上を図る
ことができる．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は，本発明の融着帯形状の変化予測の分類を示す
模式図、第２図は本発明実施のための処理フロー図、第
３図はマイクロ波プロフィール計の説明図である． 少ｆ−ゾト 炉内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高炉上部の装入物直上に設置したガスサンプラーで
   測定される炉径方向の温度と炉径方向のＣＯ、ＣＯ＿２
   、Ｈ＿２、Ｎ＿２等のガス成分分布と操業条件とから、
   軟化融着帯形状とその位置を炉径方向装入物の１４００
   ℃の等温線分布として定量的に求め、装入物或は送風条
   件の制御を行う高炉の操業方法において、該軟化融着帯
   の降下速度と、装入物の降下 速度の実測値との差および別途計算される高炉操業の熱
   流比に基づき、該軟化融着帯の将来の位置および形状を
   想定し、炉頂装入物の分配或は羽口からの送風条件を制
   御することを特徴とする高炉の操業方法。