JPH04308013A - 高炉操業方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉の操業方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉内の装入物の降下挙動すなわち炉壁
近傍の混合層や停滞層の形成挙動に及ぼす高炉の内壁面
形状の影響が大きいことが文献に報告されている。たと
えば、「鉄と鋼」（６９（１９８３）４，Ｓ６１）では
、シャフト部に数段の突起物を設置した場合に炉壁近傍
に混合層が形成されるために、炉壁近傍のガス流速が増
加することが報告され、「鉄と鋼」（７１（１９８５）
４、Ｓ７５）では、炉腹部以下の炉下部に突起物を設置
した場合に、突起物直上の炉壁近傍に停滞層が形成され
ることが報告されている。

【０００３】一方、高炉は火入れ以降の稼働年数の経過
に伴い、炉体レンガの損耗、脱落により、内壁面形状の
炉高方向および円周方向の不均一化が進行する。このよ
うな内壁面形状の乱れは、炉壁近傍の混合層や停滞層を
形成させ、高炉操業を不安定化するために、高炉に内壁
面形状の乱れが発生した場合には、その都度内壁面形状
の不均一な乱れを種々の補修技術により修理することが
一般的に実施されている。そして、特公昭６３−３１５
２３号公報では、現在の補修技術ではきわめて修理困難
な炉腹部以下の炉下部に内壁面形状の乱れが発生した場
合には、炉壁近傍のＯｒｅ／Ｃｏｋｅを大きくすること
により、炉壁近傍に形成される停滞層を縮小できること
が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来実施され
ている補修の方法では、高炉寿命の中間から末期の炉体
レンガの損耗、脱落により、内壁面形状の炉高方向およ
び円周方向の不均一化が進行した場合には、休風時の補
修の実施回数が大幅に増加し、補修費用の増大と補修材
料のロスによる炉内への持ち込み粉の増大に起因する休
風からの送風立ち上げ時の通風トラブルの発生の問題が
あり、高炉の安定操業の維持のためには、根本的な解決
策とはなっていない。そして、前述の特公昭６３−３１
５２３号公報の方法では、オールコークス操業のように
炉壁近傍のＯｒｅ／Ｃｏｋｅを大きくできない操業の場
合には有効な手段となりえないという問題点がある。

【０００５】そこで、本発明は、現状で高炉の安定操業
にとって問題とされている内壁面形状の乱れを逆に積極
的につくり、かつ、その内壁面形状の乱れを調整するこ
とにより、装入物の降下挙動の円周バランスを制御し高
炉の安定操業を行うことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、現状では高炉
の安定操業にとって問題とされている内壁面形状の乱れ
を、逆に積極的のつくり、かつ、その内壁面形状の乱れ
を調整することにより、装入物が降下する稼働面プロフ
ィルを制御しさらに炉壁近傍での装入物の降下速度およ
び熱流比を制御しようとするものである。

【０００７】具体的には、本発明は、高炉のシャフト下
部から朝顔部の炉壁近傍に、炉高および円周方向に複数
に分割した範囲毎に設置した数段の突起物を炉中心に向
かって前後進させることにより、その突起物の突出し長
さを炉高および円周方向の複数に分割した範囲毎にそれ
ぞれ独立して調整し、稼働面のプロフィルおよび炉壁近
傍の降下速度および熱流比を制御する方法である。

【０００８】本発明の方法により、高炉操業上従来問題
とされてきた内壁面形状の乱れが生じた場合に、シャフ
ト下部から朝顔部の任意の範囲の炉壁近傍に厚みの小さ
い停滞層を形成させることが可能となる。さらに、シャ
フト下部から朝顔部の任意な範囲の炉壁近傍の装入物を
ゆっくり降下させることにより、熱的に最も厳しい炉下
部の任意な範囲での装入物と高温の還元ガスとの熱交換
の時間の短縮を防止することが可能となる。本発明では
、本発明に用いる突起物をシャフト下部から朝顔部の炉
高方向の全範囲、かつ、全円周に設置する場合について
説明したが、局部的に上記突起物を設置する場合も考え
られる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例について、作用とともに図面
に基づいて説明する。本発明の方法は、以下に説明する
実験結果から得られた知見をもとになされた方法である
。本発明者等は、図３に示すような縦断面の構造をもち
現実の高炉の２０分の１程度の大きさの模型装置を使用
して実験を行った。この模型装置の炉床径は３４５ミリ
メートルであり、炉腹径は３７９ミリメートル、羽口か
らシャフト上端までの有効高さは１２１７ミリメートル
であった。また、模型装置の前面には、コークスや擬似
鉱石（固液の流量比および充填物の密度が実際の高炉の
条件と近似するように調整した易融合金とステアリン酸
の混合物）の降下と溶融の挙動を観察できるように耐熱
性のガラスを装着した。

【００１０】コークス６および擬似鉱石７は、模型装置
上部のベル８からムーバブルアーマー９を介して交互に
層状に装入された。他方、１８０度Ｃの加熱空気を装置
下部の１８本の羽口１０から吹込み、擬似鉱石を溶融滴
下させた。溶融物は、炉床に溜められた後に、出銑口１
１から排出された。コークスは、レースウエイ１２直下
に設けた６台のロータリーフィーダー１３によって下部
ホッパーに運ばれ、さらにチューブラコンベア１４によ
って密閉庫内に排出された。この高炉模型装置において
、炉内の温度状態、通気性、壁面近傍の応力状態および
ガス流れを検出するため、温度計、圧力計および熱線風
速計を、それぞれ炉壁面あるいは炉内に設置し、装入物
の降下状態を検出するため、等時間線用のトレーサーと
して着色コークスを装入した。

【００１１】図１は、本発明に用いる突起物の作動を説
明する図である。１は高炉のシャフト下部から朝顔部の
炉高および円周方向に複数に分割した範囲毎に設置され
た炉中心に向かって水平方向に前後進が可能な突起物で
あり、２はレンガおよびステーブ、３は鉄皮、４は炉内
、そして５はその突起物の駆動装置である。そして、図
２は図１のＡ−Ａ’断面図であるが、これでもわかるよ
うに炉中心に向かって水平方向への前後進の調整が、炉
高および円周方向の複数に分割した範囲毎にそれぞれ独
立して調整可能になっている。

【００１２】突起物１により、シャフト下部から朝顔部
の任意の範囲の炉壁近傍に厚みの小さい停滞層を形成さ
せ、シャフト下部から朝顔部の任意の範囲での突起物の
突出し長さと炉壁近傍の降下速度および炉壁温度の関係
を求めた。図４に示すように、シャフト下部から朝顔部
の任意の範囲での停滞層の厚さは図１および図２に示し
た突起物１の突出し長さにほぼ比例して増加することが
判明した。

【００１３】上記の知見に基づいて、本発明者等は、突
起物の突出し長さによって停滞層の厚みを制御できると
の考えに至った。そして高炉模型装置のシャフト下部か
ら朝顔部の範囲の炉内に、本発明の方法のシャフト下部
から朝顔部の炉高および円周方向に複数に分割した範囲
毎に設置された水平方向駆動式の突起物１を設置した。 突起物１はシャフト下部から朝顔部に炉高および円周方
向に複数に分割した範囲毎に数段からなる。

【００１４】図５に示すように炉腹部の任意の範囲での
炉内側への突起物の突出し長さを０ミリメートルから５
ミリメートル（実炉換算値：１００ミリメートル）にし
た結果、炉壁近傍に厚み１０ミリメートル（実炉換算値
：２００ミリメートル）の停滞層が形成され、炉腹部の
任意の範囲での炉壁から２５ミリメートル（実炉換算値
：５００ミリメートル）での装入物の下降速度および熱
流比は、突出し長さが０ミリメートルの場合に比べて、
それぞれ７０パーセント、８０パーセントに減少し、炉
腹部の任意の範囲での炉壁温度は、突出し長さが０ミリ
メートルの場合に比べて、１５パーセント低下した。

【００１５】つぎに、炉内側への突起物の突出し長さを
５ミリメートル（実炉換算値：１００ミリメートル）か
ら２．５ミリメートル（実炉換算値：５０ミリメートル
）にした結果、炉腹部の任意の範囲での炉壁近傍の停滞
層の厚みは５ミリメートル（実炉換算値：１００ミリメ
ートル）に縮小し、炉壁から２５ミリメートル（実炉換
算値：５００ミリメートル）の範囲での装入物の降下速
度および熱流比は、突出し長さが０ミリメートルの場合
に比べて、それぞれ８０パーセント、８５パーセントの
レベルに戻り、炉腹部の任意の範囲での炉壁温度は、突
出し長さが０ミリメートルに場合に比べて、９０パーセ
ントのレベルに戻った。

【００１６】このことから、本発明の方法により、シャ
フト下部から朝顔部の炉高および円周方向に複数に分割
した任意の範囲の炉壁近傍の装入物の降下速度、熱流比
、および装入物が降下する稼働面のプロフィルを制御す
ることができることがわかる。

【００１７】なお実炉では、シャフト下部から朝顔部の
範囲の炉高方向に５から１５分割、円周方向に８から１
６分割した。油圧または空圧の駆動装置によって炉内中
心に向かって前後進が可能な突起物を設置し、その突起
物の突出し長さを、炉高および円周方向に複数に分割し
た範囲毎にそれぞれ独立して調節することにより、シャ
フト下部から朝顔部の炉高および円周方向に複数に分割
した任意の範囲の炉壁近傍の装入物の降下速度、熱流比
、および装入物が降下する稼働面のプロフィルを制御す
ることができる。

【００１８】しかし、現実には、炉下部の炉壁近傍に停
滞層が形成されると、付着物に成長する可能性があり、
付着物に成長して炉下部での装入物の降下領域が狭くな
ると、装入物の降下挙動に悪影響を及ぼす。このような
停滞層が付着物に成長するような徴候は、炉壁温度、ス
テーブ温度の急激な低下等の情報により判定することが
できるので、その場合には、燃料比を高めに設定した後
に、シャフト下部から朝顔部の炉高および円周方向に複
数に分割した範囲毎に独立して設置した駆動式の突起物
を、シャフト下部から朝顔部の炉高および円周方向に複
数に分割した任意の範囲で炉内側に水平方向に挿入する
ことによって、操業状態を大きく乱すことなく、早期に
付着物を脱落させることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、高炉の炉内のシャフト下部から朝顔部の範囲の炉壁
近傍に、シャフト下部から朝顔部の炉高および円周方向
に複数に分割した範囲毎に炉中心に向かって前後進可能
な突起物を設置し、シャフト下部から朝顔部の炉高およ
び円周方向に複数に分割した任意の範囲の突起物の水平
方向の突出し長さを、それぞれ独立して調整することに
より、シャフト下部から朝顔部の炉高および円周方向に
複数に分割した任意の範囲の炉壁近傍の装入物の降下速
度、熱流比、および装入物が降下する稼働面のプロフィ
ルを制御することができる。そのため、炉況を常に安定
な状態に維持できるため、低燃料比、高出銑比で効率よ
く操業することが可能となり、同時に、高炉の寿命を従
来より長くすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる突起物の概念図

【図２】図１の
Ａ−Ａ’断面図

【図３】本発明において使用した高炉模型

【図４】シャ
フト下部から朝顔部の任意の範囲での突起物の突出し長
さと炉壁停滞層の厚みとの関係を表したグラフ

【図５】本発明の方法による装入物が降下する稼働面の
プロフィル、炉壁近傍の装入物の降下速度、熱流比、お
よび炉壁温度の変化を示す図

【符号の説明】

１　　突起物 ２　　レンガおよびステーブ ３　　鉄皮 ４　　炉内 ５　　駆動装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高炉内のシャフト下部から朝顔部の範
   囲の炉壁近傍に、炉中心に向かって前後進可能な突起物
   を炉高および円周方向に複数に分割して設置し、複数に
   分割した範囲毎に前記突起物の水平方向の突出し長さを
   それぞれ独立して調整することにより、炉高および円周
   方向の任意の範囲の炉壁近傍の装入物の降下速度および
   熱流比を制御することを特徴とする高炉操業方法。
2. 【請求項２】　　高炉内のシャフト下部から朝顔部の範
   囲の炉壁近傍に、炉中心に向かって前後進可能な突起物
   を炉高および円周方向に複数に分割して設置し、複数に
   分割した範囲毎に前記突起物の水平方向の突出し長さを
   それぞれ独立して調整することにより、炉高および円周
   方向の任意の範囲の装入物が降下する稼働面のプロフィ
   ルを制御することを特徴とする高炉操業方法。