JPH0625725A - 高炉炉芯部の活性化度検出方法 - Google Patents

高炉炉芯部の活性化度検出方法

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JPH0625725A
JPH0625725A JP20611092A JP20611092A JPH0625725A JP H0625725 A JPH0625725 A JP H0625725A JP 20611092 A JP20611092 A JP 20611092A JP 20611092 A JP20611092 A JP 20611092A JP H0625725 A JPH0625725 A JP H0625725A
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JP
Japan
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heat flux
furnace
core
probe
blast furnace
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Withdrawn
Application number
JP20611092A
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English (en)
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Katsuhiro Tanaka
勝博 田中
Yukio Tomita
幸雄 富田
Hiroshi Ookusu
洋 大楠
Fumiaki Orimo
文秋 下茂
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱流束の変化を指標として、炉心の活性状態
を早期に且つ適確に検出する。 【構成】 稼動中の高炉10内に、複数個の熱流束セン
サー311 ,312 ,313 ・・・・31n を備えたプ
ローブ30を羽口11から挿入する。スラグ,溶銑等の
液滴21がプローブ30に接触すると、熱流束の増大と
して熱流束センサー311 ,312 ,313 ・・・・3
n で感知される。感知された熱流束は、熱流束計33
で熱流束値として測定され、記録演算装置34に記録さ
れる。 【効果】 熱流束の変動は、炉心の活性化状態を早期に
且つ適確に表す指標である。そのため、不活性化の初期
段階で必要な操業アクションをタイムリーに採ることが
でき、炉心の不活性化が回避される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、健全な炉況での高炉操
業に必要な炉芯部の通気性,通液性等を確保するため、
炉芯部の活性化度を検出する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉内に存在する炉芯の通気・通液性が
悪化すると、炉内の通気性も悪化し、出銑比が低下す
る。更に、その現象が進行すると、冷込み等の重大なト
ラブルが発生する。そのため、炉芯の活性化度を良好に
維持することは、安定した高炉操業を行う上で不可決で
ある。特に、高出銑比を充填においた高炉操業では、通
気・通液性の管理が重要である。
【0003】炉芯の通気・通液性は、炉芯コークス層内
に蓄積した粉コークスの量に依存する。たとえば、粉コ
ークス量が増大するほど、炉芯の通気・通液性が悪化す
る。したがって、炉芯の通気・通液性を良好に維持する
ためには、粉コークスの蓄積量を低く抑える必要があ
る。そのため、定常的に炉芯の活性化度を検出し、活性
化度が悪化する兆候がみられた段階で適切な操業アクシ
ョンをとっている。
【0004】炉芯の活性化度を良好に維持するために
は、現在の活性化度を適確に把握することが要求され
る。このための手段として、炉体側壁に設けたセンサー
類,羽口コークスサンプラー,炉芯ゾンデ等が知られて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】炉芯は炉内に存在する
ものであり、炉体側壁に設けたセンサー類で活性化度の
悪化を予知することは困難である。羽口コークスサンプ
ラーによって炉芯内にあるコークスを採取するとき、粉
コークスの蓄積量を実測することができる。しかし、羽
口コークスサンプラーは、高炉が休風状態にあるときに
のみ使用可能であり、常に炉芯内の状況を観察すること
には不向きである。
【0006】稼動状態にある高炉の炉芯を観測すること
ができるものとして、炉芯ゾンデが知られている。炉芯
ゾンデによって、レースウェイ及び炉芯内の温度,ガス
組成,圧力等の情報や少量の炉内内容物が得られる。た
とえば、特公平4−8483号公報では、炉心内温度及
びサンプリングした内容物中でのスラグ・メタル重量割
合が所定値になるように操業条件を変更する方法が開示
されている。炉芯ゾンデを使用した場合にあっても、炉
芯の状況を正確に把握することができない。たとえば、
炉芯の活性化度が悪化した段階で、炉芯内の温度が低下
する場合もある。また、炉芯が活性化しているにも拘ら
ず、未還元のFeOの滴下及びその還元反応による吸熱
反応のため、炉芯内の温度が低下することもある。更に
は、可動状態の高炉における炉内内容物の量やガス組成
から炉芯の活性化度を判断することはできない。
【0007】このように、炉芯の通気・通液性を適確に
把握できる方法はなかった。そのため、経験によって或
いは過去に蓄積したデータから炉芯の活性化度を推定
し、推定された活性化度に応じて高炉の操業条件を調整
している現状である。本発明は、このような問題を解消
すべく案出されたものであり、炉心部の熱流束変化を検
出することにより、適確且つタイムリーに炉芯の活性化
状態を検出することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の活性化度検出方
法は、その目的を達成するため、長手方向に沿った複数
箇所に温度センサー又は熱センサーを備えたプローブを
稼動中の高炉炉内にある炉芯内部にまで半径方向に挿入
し、前記温度センサー又は熱センサーで得られた情報を
熱流束変化に演算し、前記プローブに接触するスラグ,
溶銑等の液滴の量を熱流束変化として検出することを特
徴とする。
【0009】本発明は、たとえば図1に概略を示す設備
構成の高炉を使用して実施される。高炉10の内部で
は、炉頂から装入された鉱石原料,副原料等が順次還元
反応を受け、溶融スラグ,溶銑等の液滴21として炉内
を降下して、炉芯22に到達する。液滴21の滴下量
は、炉芯22が活性な状態であるほど多くなる。逆に、
炉芯22が不活性になると、スラグや溶銑等の液滴21
が全く滴下しない場合もある。炉芯22の周囲には、羽
口11に装着された送風支管12から吹き込まれた熱風
により、レースウェイ23が形成されている。この高炉
10内に、送風支管12の後端側からプローブ30を炉
芯22に達するまで挿入する。プローブ30の挿入操作
及び挿入量の調節は、駆動装置32によって行われる。
【0010】プローブ30の内壁には、長手方向に沿っ
て複数個の熱流束センサー311 ,312 ,313 ・・
・・31n が埋め込まれている。これら熱流束センサー
311 ,312 ,313 ・・・・31n からの情報に基
づき、炉内半径方向に関しプローブ30に対する熱負荷
(熱流束)を測定することができる。滴下中のスラグ,
溶銑等の液滴21がプローブ30に接触すると、プロー
ブ30への熱流束が増大する。この熱流束を熱流束セン
サー311 ,312 ,313・・・・31n で検出し、
熱流束計33で測定された値を記録演算装置34に保存
する。
【0011】熱流束の測定結果は、炉芯の活性度に応じ
て異なった値を示す。炉芯22が活性な状態にあると
き、炉芯22に多量の液滴21が滴下しており、プロー
ブ30に接触する頻度が高くなる。その結果、図2の
(a)に示すように、スラグ,溶銑等の液滴21の滴下
に対応し熱流束が増大する時間が長くなっている。ま
た、熱流束の増大量も、高い値を示している。逆に、炉
芯が不活性であると、スラグ,溶銑等の液滴21が滴下
する量が少ない。したがって、プローブ30が受ける熱
流束は、図2の(b)に示すように、ほとんど増大がみ
られず、また増大があっても短時間で終わっている。
【0012】なお、炉芯の活性化度が高い場合及び低い
場合に何れにおいても、プローブ30が高温のコークス
層内に挿入されているため、熱流束センサー311 ,3
2,313 ・・・・31n によってガスやコークスか
らの熱流束が検出される。このときの熱流束は、スラ
グ,溶銑等の液滴21がプローブ30に接触したときの
熱流束に比較して大幅に小さなものである。図2におけ
る対比から、熱流束の増大量を時間で積分した値Qは、
測定領域内を滴下するスラグ,溶銑等の液滴21の流量
に対応し、炉芯22の活性化度を適確に表す指標である
ことが判る。したがって、積分値Qに基づき操業条件を
制御するとき、常に安定した炉況で高炉が稼動され、生
産性の向上が図られることが判る。
【0013】スラグ,溶銑等の液滴21は、炉内を均一
に滴下するものではなく、流れ易い領域を選択的に流下
する傾向がある。この液滴21の流下傾向を考慮する
と、一箇所のみの測定では測定箇所に起因する誤差が生
じ易く、炉芯22全域の活性化度を把握できない場合が
ある。そこで、炉内半径方向の複数箇所からプローブを
挿入し、複数箇所の測定位置における積分値Qの総和で
炉芯内全域の活性化度を評価することが好ましい。
【0014】図1では、熱流束センサー311 ,31
2 ,313 ・・・・31n を備えたプローブ30を示し
ている。しかし、本発明は熱流束センサーに拘束される
ものではなく、炉芯22の熱流束変化を測定できる限
り、他のセンサーをプローブに装着させることもでき
る。たとえば、熱電対等の温度センサーによっても、ス
ラグ,溶銑等の滴下に対応して温度変化が測定され、こ
の温度変化から演算される熱流束に基づいて炉芯22の
活性化度を把握することが可能である。
【0015】
【実施例】6個の熱流束センサー311 ,312 ,31
3 ・・・・316 を0.5mm間隔で設けた外径50m
mのプローブ30を使用した。最先端の熱流束センサー
311 からプローブ30の先端までの距離を0.2mm
に設定し、7本のプローブ30を円周方向等間隔で内径
120mmの羽口11を介し炉内容積2150m3の高
炉10に挿入した。羽口11の先端からプローブ30の
先端までの挿入長さを5mとした。プローブ30を炉内
に挿入した後、10秒間保持し、熱流束センサー31
1 ,312 ,313 ・・・・316 各位置での熱流束を
測定し、測定値を0.1秒間隔で記録演算装置34に記
録した。測定終了後、プローブ30を炉内から引き抜い
た。記録演算装置34で熱流束の増大量を時間積分し、
各位置における積分値Qを算出した。
【0016】各プローブ30ごとの積分値Qを集計し、
合計値Qt を算出した。合計値Qtと通気抵抗指数k値
の推移との関係を調べたところ、両者の間に図3に示す
関係が成立していた。なお、図3には、従来から炉心の
活性化度を評価する指標として知られている炉心内温度
Tの推移も併せ示した。また、k値は、次式(1)で求
められる値である。
【0017】図3に示すように、k値の変化がほとんど
みられない時期に、合計値Qt の低下傾向が検出され
た。このとき、炉心内温度Tは、変動がみられるもの
の、低下する傾向を示さなかった。この状態で操業を継
続したところ、合計値Qt の低下傾向が検出された時点
からほぼ1週間経過したとき、炉内の通気性が悪化し、
通気抵抗指数k値が増大した。k値の増大とほぼ時期を
同じくして、炉心内温度Tが低下した。
【0018】このことから、合計値Qt は、炉心内温度
Tに比較して炉心の不活性化を適確に表した指標である
ことが判る。また、合計値Qt の変化は、通気抵抗指数
kが増大する時点よりも十分早い時期に現れている。し
たがって、合計値Qt を指標として操業条件を制御する
とき、安定した炉況で高炉の操業が行われる。また、早
い時期から通気・通液性を良好に維持するための操業ア
クションがとられるため、炉内の反応等に与える操業条
件変動の影響も少なくすることができる。
【0019】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、スラグ,溶銑等がプローブに与える熱流束の変化
を、炉心の活性化状態を表す指標として検出している。
熱流束は、従来の炉心内温度Tに比較し、十分に早い段
階で炉心の活性化度の変動を示す情報として外部に取り
出される。そのため、不活性化初期の段階で必要な操業
アクションをタイムリーに取ることができ、炉況の回復
に長時間を要することなく、炉心の不活性化が避けられ
る。したがって、特に出銑比を高く設定した操業条件で
あっても、健全な炉況の下での高炉操業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を実施する設備構成の一例
【図2】 炉心が活性化状態にある場合(a)及び不活
性な状態にある場合(b)の熱流束の測定結果
【図3】 高炉の通気抵抗指数k値の推移に応じた熱流
束の合計値Qt 及び炉心内温度Tの変化
【符号の説明】
10 高炉 11 羽口 12 送
風支管 21 スラグ,溶銑等の液滴 22 炉
心 23 レースウェイ 30 プローブ 311 〜31n 熱流束センサー 32 駆
動装置 33 熱流束計 34 記録演算装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下茂 文秋 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株式 会社鉄鋼研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長手方向に沿った複数箇所に温度センサ
    ー又は熱センサーを備えたプローブを稼動中の高炉炉内
    にある炉芯内部にまで半径方向に挿入し、前記温度セン
    サー又は熱センサーで得られた情報を熱流束変化に演算
    し、前記プローブに接触するスラグ,溶銑等の液滴の量
    を熱流束変化として検出することを特徴とする高炉炉芯
    部の活性化度検出方法。
JP20611092A 1992-07-09 1992-07-09 高炉炉芯部の活性化度検出方法 Withdrawn JPH0625725A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021182041A1 (ja) * 2020-03-12 2021-09-16 Jfeスチール株式会社 高炉の異常判定方法、安定期モデルの学習方法、高炉の操業方法および高炉の異常判定装置
CN113528721A (zh) * 2021-06-30 2021-10-22 包头钢铁(集团)有限责任公司 一种评价高炉炉缸活跃程度的建立方法

Cited By (3)

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JPWO2021182041A1 (ja) * 2020-03-12 2021-09-16
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