JPH08302407A

JPH08302407A - 高炉操業法

Info

Publication number: JPH08302407A
Application number: JP20930695A
Authority: JP
Inventors: Morimasa Ichida; 守政一田; Kazuya Kunitomo; 和也国友; Kazuyuki Morii; 和之森井; Takashi Kumaoka; 尚熊岡
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1996-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、炉芯に変調の徴候があれば、休風
時の立ち上げ時に炉芯部を活性化する。【構成】高炉の休風時に羽口から中空パイプまたは金
棒を炉芯内に打ち込み、前記中空パイプまたは金棒を炉
芯内に残留させたまま送風立上げを行い、炉芯内に高温
ガスを供給することにより、炉芯部および／あるいは炉
床部を活性化する。炉芯測定法との組み合わせにより、
炉芯部および／あるいは炉床部を効率的に活性化する。
さらに、羽口毎に設置した送風支管風量計より各羽口の
送風支管風量を測定し、平均送風支管風量で炉芯の円周
バランスを評価することにより、より効率的に炉芯部お
よび／あるいは炉床部を活性化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操業時に炉芯部状
態を測定し、変調の徴候があれば休風時から送風立ち上
げ時に炉芯部を活性化する高炉の操業方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】製鉄用高炉は大量の銑鉄を生産できしか
も熱効率が９０％と高い。このため現在でも銑鉄製造の
主流を維持している。しかし、高炉は巨大な向流移動層
であるために、生産性、生産弾力性等に問題があり、安
定した生産量と溶銑品質の確保のためにはより一層の制
御性の向上が望まれている。一方、高炉では、鉄源コス
ト競争力強化の観点から、安価原燃料使用操業や高微粉
炭比操業が実施されつつある。上記の操業下では、鉱石
・コークスの粉比率が増加し未燃焼チャーを含む炉下部
での粉率が上昇して炉芯部の通気性・通液性の確保が困
難となりやすい。したがって、有効な炉芯の活性化技術
の確立が望まれている。

【０００３】上記炉芯部の通気性・通液性が低下した場
合の炉芯の活性化方法としては、従来技術の燃料比上昇
や水蒸気添加のほかに、いくつかの炉芯活性化方法が開
示されている。特開平６−９３３１９号公報、特開平６
−９３３２０号公報では、休風毎に複数の羽口を介して
炉芯部の特性を測定して炉芯部の状態を判定し、要加熱
部位の近傍の羽口から中空パイプを挿入して炉芯内コー
クスをサンプリングすることにより炉芯内に通気孔を設
ける方法が開示されている。また、特願平６−８３７８
３号公報では、休風時あるいは操業時に炉芯粉率を測定
し、粉率が２０％以上の場合に要加熱・粉除去部位の近
傍の羽口から中空パイプを挿入して炉芯内コークスをサ
ンプリングすることにより炉芯内に空洞の通気孔を設け
る方法が提示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平６−９３３
１９号公報、特開平６−９３３２０号公報、特願平６−
８３７８３号で示されている方法、すなわち羽口コーク
スサンプリングにより炉芯内コークスを取り出して炉芯
内に空洞の通気孔を設ける方法では、羽口コークスサン
プリングにより形成された炉芯内の空洞の通気孔が送風
立ち上げ時に確実に維持されている保証はない。したが
って、上記の方法では、炉芯内へ高温ガスの一部を吹込
むことによる炉芯内コークス・メタル・スラグの加熱効
果や粉除去効果にバラツキが生じ、効果が予想通りの場
合と効果が小さい場合が生じる。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、炉芯の通気性に悪影響を及ぼしている鳥の巣と炉芯
表層部に確実に空洞の通気孔を形成し、炉芯内へ効率的
に高温の熱風を吹き込むことにより、上記問題点を解決
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、上記
課題を解決するためになされたものであって、その要旨
とするところは（１）高炉の休風時に羽口から中空パイ
プを炉芯内に打ち込み、前記中空パイプを炉芯内に残留
させたまま送風立上げを行い、前記中空パイプより炉芯
内に送風することを特徴とする。また、（２）高炉の休
風時に羽口から金棒を炉芯内に打ち込み、前記金棒を炉
芯内に残留させたまま送風立ち上げを行い、前記金棒を
溶解させて炉芯内に通気孔を形成し、該通気孔から炉芯
内に送風することを特徴とする。

【０００７】また、（３）高炉の操業中または休風中に
炉芯状態を測定し、炉芯状態が悪いと判断された場合
に、高炉の休風時に羽口から中空パイプを炉芯内に打ち
込み、前記中空パイプを炉芯内に残留させたまま送風立
上げを行い、前記中空パイプより炉芯内に送風すること
を特徴とする。また、（４）高炉の操業中または休風中
に炉芯状態を測定し、炉芯状態が悪いと判断された場合
に、高炉の休風時に羽口から金棒を炉芯内に打ち込み、
前記金棒を炉芯内に残留させたまま送風立上げを行い、
前記金棒を溶解させて炉芯内に通気孔を形成し、該通気
孔から炉芯内に送風することを特徴とする。また、
（５）前記（３）において、高炉操業中に羽口毎に設置
した送風支管風量計より各羽口の送風支管風量を測定
し、平均送風支管風量で除した相対送風支管風量が０．
９以下の羽口を検知し、高炉の休風時に、前記相対送風
支管風量が０．９以下の羽口および／またはその近傍の
羽口から中空パイプを炉芯内に打ち込むことを特徴とす
る。

【０００８】また、（６）前記（４）において、高炉操
業中に羽口毎に設置した送風支管風量計より各羽口の送
風支管風量を測定し、平均送風支管風量で除した相対送
風支管風量が０．９以下の羽口を検知し、高炉の休風時
に、前記相対送風支管風量が０．９以下の羽口および／
またはその近傍の羽口から金棒を炉芯内に打ち込むこと
を特徴とする。また、（７）前記（１）または（３）ま
たは（５）において、中空パイプの先端および／または
中空パイプに開孔した孔から送風することを特徴とす
る。また、（８）前記（１）または（３）または（５）
または（７）において、中空パイプとして、セラミック
スリーブを内装した金属パイプを使用することを特徴と
するものである。

【０００９】

【作用】本発明では、高炉の休風時に、羽口から炉芯内
に中空パイプを可搬型の打ち込み装置により打ち込む。
この中空パイプはレースウェイ奥に形成される粉とＡｓ
ｈをバインダーにしたコークスのシェルである鳥の巣と
炉芯表層部の通気性の悪い領域を掘削するため、通常で
は高温のガス流通量の少ない炉芯内に、送風立上げ時に
羽口から送風される８００℃〜１３００℃の熱風をこの
中空パイプを介して直接的かつ強制的に吹き込むことが
できる。炉芯内に吹き込まれた熱風は炉芯内のコークス
と反応して粉コークスを消費すると同時に２０００℃近
傍のＣＯリッチな還元ガスになり、炉芯内コークスを加
熱すると同時に炉芯内にホールドアップしているメタル
・スラグを溶解する。

【００１０】炉芯内コークスの加熱により炉芯内での粉
コークスのソリューションロス反応も進行するため、炉
芯内の加熱・粉除去を確実に進めることができる。した
がって、炉芯の通気性・通液性が改善される。上記のよ
うに送風立上げ時に羽口から吹き込まれる８００℃〜１
３００℃の熱風をこの中空パイプを介して直接的かつ強
制的に吹き込むことができるのは、送風立ち上げ後の３
０分前後と推定される。すなわち、送風後３０分前後の
間には、中空パイプを打ち込んだ羽口から８００℃〜１
３００℃の熱風が１００〜２００Ｎｍ³ ／ｍｉｎ炉芯内
へ吹き込まれることになる。

【００１１】本発明では、数ケ所の羽口から中空パイプ
を打ち込むため、送風後３０分前後の間に８００℃〜１
３００℃の熱風が２０，０００〜３０，０００Ｎｍ³ 炉
芯内へ吹き込まれ、炉芯内のコークスと反応して粉コー
クスを消費すると同時に発生した２０００℃前後の高温
ガスが炉芯内のコークスを昇温し溶融物を昇温溶融さ
せ、通気性・通液性を改善する。中空パイプの溶融消滅
後も炉芯内に形成された空洞の形状は１日から数日の間
保持されるため、レースウェイ内のコークスと反応して
発生した２０００℃前後の高温ガスの炉芯内への通気性
はある程度確保され、炉芯内の加熱・粉除去により、炉
芯部を迅速に活性化することができる。

【００１２】上記の炉芯改善効果は、中空パイプの代わ
りに金棒を打ち込むことによっても発揮される。この場
合には、羽口より炉芯内に打ち込まれた金棒が、送風立
上げ時に羽口から吹き込まれる８００℃〜１３００℃の
熱風がレースウェイでコークスと反応して発生した２０
００℃前後の高温ガスにより加熱溶解されて、炉芯内に
空洞の通気孔が形成され、高温の還元ガスの一部が炉芯
内に形成された空洞の通気孔へ流れて炉芯内コークス・
メタル・スラグが加熱されて、炉芯改善効果が発揮され
る。

【００１３】炉芯改善効果の観点からは、中空パイプま
たは金棒を炉芯内へ掘削する羽口数は最低４箇所以上必
要で、炉芯内へ掘削する羽口数が多い程炉芯改善効果が
大きい。休風中に中空パイプまたは金棒を炉芯内へ掘削
できる羽口数は休風時間により異なり、休風時間が２４
時間以下の場合の掘削できる羽口数の上限は３０箇所で
ある。また、中空パイプまたは金棒の最低打ち込み深度
は、鳥の巣と炉芯表層部の通気性の悪い領域を掘削する
必要から２ｍであり、打ち込み深度としては２ｍから７
ｍの範囲にすることが望ましい。

【００１４】炉芯内に打ち込まれた中空パイプまたは金
棒は休風中でも常に１４００℃近い温度領域にさらされ
るため、座屈する可能性が大きい。したがって、中空パ
イプまたは金棒の材質は高温強度の強い品質のもの例え
ばＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３０４以上のものを使用す
ることが望ましい。

【００１５】本発明法を、高炉の休風時に定期的に実施
することにより、炉芯は休風時に定期的に加熱されるこ
とになるため、炉芯に起因した操業の不安定化を防止す
ることができる。本発明法の炉芯改善効果は確実である
が、休風時毎に多数の羽口から中空パイプまたは金棒を
炉芯内へ掘削しており、休風時の作業負荷が大きく費用
が増大する。炉芯の状態すなわち炉芯の通気性・通液性
は操業条件・原燃料条件により変化しており、常時炉芯
の通気性・通液性が悪いわけではない。したがって、炉
芯の通気性・通液性が悪くなった場合に上記発明を実施
すればよく、休風時毎に毎回実施する必要はない。その
ためには、炉芯の状態を測定し的確に評価できることが
必要である。

【００１６】炉芯の状態の測定法としては、公知の方法
を適用することができる。例えば、熱電対を内装したプ
ローブを羽口から炉芯内に挿入して測温する方法、光フ
ァイバーを内装したプローブを羽口から炉芯内に挿入し
て放射温度計により測温する方法、中空パイプのプロー
ブを羽口から炉芯内に挿入して炉芯コークスを採取し、
そのコークスの履歴温度あるいは粉率（例えば、３ｍｍ
以下のコークスの割合）を測定する方法、あるいは上記
コークスサンプリングと同様に採取されたスラグの組
成、たとえばＡｌ₂ Ｏ₃ ／ＣａＯの値と高炉へ装入され
た平均スラグのＡｌ₂ Ｏ₃ ／ＣａＯを比較することによ
り炉芯部の活性度を間接的に判定する方法、あるいは羽
口部からプローブを挿入する時の挿入抵抗値から炉芯部
の活性度を判定する方法等の測定方法が採用できる。以
上の測定方法は基本的には休風時に実施するものである
が、操業中にサンプリングや測温ができる炉芯ゾンデが
ある高炉では、操業時にも実施できる。

【００１７】上記の公知の方法による炉芯状態の測定法
では、休風時の測定であるため操業中の炉芯状態を知る
ことができない。また、温度情報以外の情報は解析に数
日間が必要であるため、タイムリーな炉芯改善アクショ
ンが遅れる可能性が大きい。炉芯ゾンデが装備されてい
る高炉では、操業中の炉芯状態（粉率、温度）を測定で
きるが、１箇所のみの羽口からの測定のため、炉芯全体
の状態を評価するには精度上の問題が大きい。したがっ
て、炉芯状態の円周バランスを操業中に測定できれば、
炉芯全体の状態を精度よくかつタイムリーに評価するこ
とができ、炉芯活性化技術の確度が向上する。

【００１８】本発明では、炉芯状態の円周バランスを操
業中に測定できる指標として、相対送風支管風量を用い
た。ここで、相対送風支管風量とは、各羽口の送風支管
風量を平均送風支管風量で除した値であり、平均送風支
管風量は送風量を羽口数で除した値である。相対送風支
管風量が０．９超の場合には炉芯の通気性・通液性に問
題はないが、相対送風支管風量が低下した場合、特に相
対送風支管風量が０．９以下になった場合には、その羽
口に対応する部分の炉芯の通気性・通液性が大幅に低下
し、いずれ炉芯全体の通気性・通液性の低下につながる
可能性が大きい。したがって、相対送風支管風量が０．
９以下になると、炉芯の通気性・通液性を改善する手段
を講じることが必要となる。

【００１９】本発明では、相対送風支管風量が０．９以
下の羽口およびその羽口の近傍の羽口から炉芯内に中空
パイプを、可搬型のパイプ打ち込み装置により打ち込
む。この中空パイプはレースウェイ奥に形成される鳥の
巣と炉芯表層部の通気性の悪い領域を掘削するため、通
常では高温のガス流通量の少ない炉芯内に、送風立上げ
時に羽口から吹き込まれる８００〜１３００℃の熱風を
中空パイプを介して直接的かつ強制的に吹き込むことが
できる。炉芯内に送風される熱風は炉芯内のコークスと
反応して粉コークスを消費すると同時に２０００℃前後
の高温ガスになり、炉芯内コークスを加熱すると同時に
炉芯内にホールドアップしているメタル・スラグを溶解
する。炉芯内コークスの加熱により炉芯内での粉コーク
スのソリューションロス反応も進行するため、炉芯内の
加熱・粉除去を確実に進めることができる。したがっ
て、炉芯の通気性・通液性が改善され、０．９以下であ
った相対送風支管風量が大幅に改善される。

【００２０】上記の炉芯改善効果は、中空パイプの代わ
りに金棒を打ち込むことによっても発揮される。この場
合には、羽口より炉芯内に打ち込まれた金棒が、送風立
上げ時に羽口から吹き込まれる８００℃〜１３００℃の
熱風がレースウェイでコークスと反応して発生した２０
００℃前後の高温ガスにより加熱溶解された後に、高温
ガスの一部が炉芯内に形成された空洞の通気孔へ流れて
炉芯内コークス・メタル・スラグが加熱されて、炉芯改
善効果が発揮される。

【００２１】また、羽口から中空パイプを炉芯内へ打ち
込む場合には、炉芯の加熱したい部位によって、先端キ
ャップの材質や中空パイプの先端部分に開孔する孔の位
置を変更することにより、炉芯改善効果の効率を上昇す
ることができる。羽口からの中空パイプの打ち込み時に
中空パイプの先端からコークスが入らないように取り付
ける先端キャップの材質は、炉芯内に打ち込んだ中空パ
イプの前方の炉芯の加熱を主目的とする場合には、中空
パイプの打ち込みが完了する時点で先端キャップが溶融
するように、高温強度の弱いＳＴＰＧ（普通鋼）とする
ことが望ましい。

【００２２】ここで、炉底の熱レベルを示すいくつかの
指標が低下し炉床部の熱が不足と判断した場合、例えば
炉底底盤温度が低下傾向にある場合あるいは高炉に入る
Ｓ量の中でスラグ中へ排出されるＳ量の比率を示す脱硫
率や出銑時間内の出滓時間の比率を示す出滓率が低い場
合には、炉芯内に打ち込んだ中空パイプより下の炉床部
分の加熱を主目的とする。

【００２３】炉芯内に打ち込んだ中空パイプより下の炉
床部分の加熱を主目的とする場合には、中空パイプの先
端から１ｍの範囲に垂直下向きに開孔した数十箇所の孔
から、送風立上げ時に羽口から送風される８００〜１３
００℃の熱風を炉床方向に吹き込めるようにする必要が
あるため、送風立ち上げの時点でも先端のキャップが溶
融しないようにする必要があり、先端キャップの材質は
高温強度の強いＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３０４以上の
品質のものを使用することが望ましい。孔の径について
はできるだけ大きい方が望ましいが、中空パイプの強度
を考えると１０〜２０φが適正範囲である。孔の個数
は、孔の開孔面積が中空パイプの内径断面積の０．５倍
〜３倍の範囲になるように設定することが望ましい。

【００２４】炉芯内に打ち込んだ中空パイプは、休風中
の羽口からの空気の吸い込みにより、羽口からレースウ
ェイ内の部分では冷却されるが、炉芯内の部分では空気
と１３００〜１４００℃のコークスの反応熱により、休
風中に溶融する可能性が大きい。炉芯内に打ち込まれた
中空パイプが溶融しても炉芯内の空洞は維持される可能
性が大きいが消滅する可能性もある。その場合には、送
風立ち上げ時に羽口から送風される８００〜１３００℃
の熱風を中空パイプを介して確実に炉芯内へ吹き込むこ
とが難しくなり、炉芯加熱効果が半減する。したがっ
て、炉芯への打ち込み後の耐熱強度を改善することが、
本発明による炉芯加熱効果を最大限に発揮するために必
要である。

【００２５】セラミックスリーブを内装した金属パイプ
では、炉芯への打ち込み時の高温強度をＳＵＳパイプが
保証し、炉芯への打ち込み後の耐熱強度は内装したセラ
ミックスリーブが保証する。そのため、送風立ち上げ後
も炉芯内の空洞はセラミックスリーブにより保証され、
送風立上げ時に羽口から送風される８００〜１３００℃
の熱風を中空パイプを介して、炉芯内へ確実かつ長時間
吹き込むことができるようになる。セラミックスリーブ
の材質としては、耐熱温度１６００℃以上、曲げ強度１
０００ｋｇ／ｃｍ² で、最終的には溶融してスラグ成分
として炉外に排出されることが必要であり、例えば、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ／ＳｉＯ₂ 系のセラミックスリーブが望まし
い。なお、セラミックスリーブを内装した金属パイプの
ほかに、内面あるいは外面にキャスタブルコーティング
した金属パイプも使用できる。

【００２６】相対送風支管風量が０．９以下の羽口を検
知した場合には、その羽口の前方の通気性・通液性が悪
い炉芯部分を改善するために、相対送風支管風量が０．
９以下の羽口から中空パイプまたは金棒を打ち込む。そ
して、できれば、相対送風支管風量が０．９以下の羽口
の前方の通気性・通液性が悪い炉芯部分とその近傍を改
善することが望ましい。その場合には、相対送風支管風
量が０．９以下の羽口およびその近傍の羽口、すなわち
相対送風支管風量が０．９以下の羽口の両方向３本の羽
口までの間において、両方向に少なくとも１本ずつの羽
口から、中空パイプまたは金棒を打ち込む方がさらに炉
芯への送風量を増加できるので好ましい。

【００２７】ここで、熱風とは、高炉の羽口から吹き込
まれる熱風炉で加熱された高温の空気またはガスであ
る。熱風の温度範囲は以下の理由により、８００〜１３
００℃が望ましい。熱風は炉芯内に打ち込んだ中空パイ
プを介して炉芯部のコークスを燃焼して高温の還元ガス
になるが、その温度を２０００℃以上に確保するために
は、熱風の下限温度は８００℃である。また、熱風の温
度が１３００℃以上になると、炉芯内に打ち込んだ中空
パイプを介して炉芯部のコークスを燃焼してできる還元
ガス温度が高温になりすぎ、コークス中の灰中のＳｉＯ
₂ を揮発して炉芯の通気性を逆に悪化させる。

【００２８】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて具体的に
説明する。（実施例１）内容積が４０００ｍ³ 以上で羽口数が３８
本の大型高炉において、休風毎に、羽口取り替え予定の
羽口および任意の羽口を合わせて６箇所の羽口から、図
１に示すような方式で中空パイプ４を炉芯部に打ち込ん
だ。エアーハンマーと油圧を組み合わせで打ち込む可搬
型のパイプ打ち込み装置１とパイプ打ち込み用治具２を
用いて、まず先端に炉芯コークスの侵入防止用のキャッ
プ３を設置した長さ２ｍの中空パイプ４を、羽口５から
炉芯部６に打ち込んだ。次に長さが１ｍの中空パイプ７
の先端を前記中空パイプ４の末端に接続した後に打ち込
み、炉壁から３ｍの深度まで中空パイプを打ち込んだ。
なお、図中９はレースウェイ、１０は鳥の巣である。

【００２９】ここで、先端部の長さが２ｍのパイプ４と
長さが１ｍの中空パイプ７の繋ぎ目部分は、嵌め合いが
上手くいくように、図２に示すように切削加工にて中空
パイプ７の方が厚くなるように肉厚を変化させた。な
お、先端のキャップ３の材質は、炉壁から３ｍの深度ま
で中空パイプを打ち込んだ時点で溶融するようにＳＴＰ
Ｇ（普通鋼）とした。そして、送風立ち上げ時に羽口か
ら送風される８００〜１３００℃の熱風が直接的かつ強
制的に炉芯に吹き込まれるように、パイプの打ち込み完
了時点で、中空パイプと羽口の隙間にボタ８を詰めた。
本発明法の実施により炉芯が改善され、図３に示すよう
に、本発明法実施前には多かったスリップ等の荷下がり
変動や風圧変動が低下し操業状態が安定した。また、休
風時に、中空パイプ７の代わりに金棒を炉芯部に打ち込
んだ場合にも、図３に示すように、スリップ等の荷下が
り変動や風圧変動は低いレベルで推移し、中空パイプ打
ち込み時とほぼ同様な炉芯改善効果が得られた。

【００３０】（実施例２）内容積が４０００ｍ³ 以上で
羽口数が３８本の大型高炉において、操業中に相対送風
支管風量が０．９以下の羽口が３箇所で検知され、炉芯
の通気性・通液性が悪化していると判断された。そこ
で、次回の高炉の休風時に、３箇所の相対送風支管風量
が０．９以下の羽口とその近傍の羽口、すなわち相対送
風支管風量が０．９以下の羽口の両隣の羽口の計９箇所
の羽口から、図１に示すような方式で中空パイプを炉芯
部に打ち込んだ。エアーハンマーと油圧を組み合わせで
打ち込む可搬型のパイプ打ち込み装置１と打ち込み用治
具２を用いて、まず長さが２ｍの先端に炉芯コークスの
侵入防止用のキャップ３を設置した長さ２ｍの中空パイ
プ４を、羽口５から炉芯部６に打ち込んだ。

【００３１】次に長さが１ｍの中空パイプ７の先端を前
記中空パイプ４の末端に接続した後に打ち込み、炉壁か
ら３ｍの深度まで中空パイプを打ち込んだ。ここで、先
端部の長さが２ｍのパイプ４と長さが１ｍの中空パイプ
７の繋ぎ目部分は、嵌め合いが上手くいくように、図２
に示すように切削加工にて肉厚を変化させた。なお、先
端のキャップの材質は、炉壁から３ｍの深度まで中空パ
イプを打ち込んだ時点で溶融するようにＳＴＰＧ（普通
鋼）とした。そして、送風立ち上げ時に羽口から送風さ
れる８００〜１３００℃の熱風が直接的かつ強制的に炉
芯に吹き込まれるように、パイプの打ち込み完了時点
で、中空パイプと羽口の隙間にボタ８を詰めた。

【００３２】休風後の送風立ち上げは順調に推移し、３
箇所の相対送風支管風量が０．９以下の羽口の相対送風
支管風量は、図４に示すように、送風立ち上げ１日後か
ら大幅に改善され、いずれも１前後となり、炉芯が活性
化方向に向かった。その結果、図５に示すように、休風
前には多かったスリップ等の荷下がり変動や風圧変動が
休風立ち上げ後に低下傾向を示し操業状態が安定化し
た。また、休風時に中空パイプ７の代わりに金棒を炉芯
部に打ち込んだ場合にも、図４、図５に示すように、ス
リップ等の荷下がり変動や風圧変動は低いレベルで推移
し、中空パイプ打ち込み時とほぼ同様な炉芯改善効果が
得られた。

【００３３】（実施例３）内容積が４０００ｍ³ 以上で
羽口数が３８本の大型高炉において、相対送風支管風量
が０．９以下の羽口が４箇所で検知された。さらに、脱
硫率が７０％台、出滓率が６０％台と低く炉床の熱不足
で炉芯の通気性・通液性が悪化していると判断された。
そこで、次回の高炉の休風時に、４箇所の相対送風支管
風量が０．９以下の羽口とその近傍の羽口、すなわち相
対送風支管風量が０．９以下の羽口の両隣の羽口の計１
２箇所の羽口から、図１に示すような方式で中空パイプ
を炉芯部に打ち込んだ。エアーハンマーと油圧を組み合
わせで打ち込む可搬型のパイプ打ち込み装置１と打ち込
み用治具２を用いて、まず、図６に示すような先端から
１ｍの範囲の一方向に１０〜１５φの孔を１０箇所以上
開孔した長さ２ｍの中空パイプ４を、その先端に炉芯コ
ークスの侵入防止用のキャップ３を設置し孔が垂直下向
きになるようにして、羽口５から炉芯部６に打ち込ん
だ。

【００３４】次に長さが１．５ｍの中空パイプ７の先端
を中空パイプ４の末端に接続した後に打ち込み、炉壁か
ら３．５ｍの深度まで中空パイプを打ち込んだ。ここ
で、先端部の長さが２ｍのパイプ４と長さが１．５ｍの
中空パイプ７の繋ぎ目部分は、嵌め合いが上手くいくよ
うに、図２に示すように切削加工にて肉厚を変化させ
た。なお、先端のキャップの材質は、送風立ち上げ時点
でも先端のキャップが溶融しないように、中空パイプと
同じ材質のＳＵＳ３０４とした。そして、送風立ち上げ
時に羽口から吹き込まれる８００〜１３００℃の熱風が
直接的かつ強制的に炉芯に吹き込まれるように、パイプ
の打ち込み完了時点で、中空パイプと羽口の隙間にボタ
８を詰めた。

【００３５】休風後の送風立ち上げは順調に推移し、４
箇所の相対送風支管風量が０．９以下の羽口の相対送風
支管風量は、図７に示すように、送風立ち上げ１日後か
ら大幅に改善され、いずれも１前後となり、図８に示す
ように、休風前には多かったスリップ等の荷下がり変動
や風圧変動が低下傾向を示した。そして、図８に示すよ
うに、送風立ち上げ１週間後から休風前まで低下傾向で
あった炉底の底盤レンガ温度が上昇しはじめ、１ヵ月後
には好調時の温度レベルに到達し、炉芯が活性化され
た。その結果、溶銑と同時にスラグの排出が順調にな
り、出銑時間内にスラグが排出されている割合を示す出
滓率が６０％から８０％に向上し、脱硫率も上昇した。
また、炉底の底盤レンガ温度の上昇に伴い炉底側壁温度
が低下し、炉寿命短縮の主要因である環状流を抑制する
ことができた。

【００３６】（実施例４）内容積が４０００ｍ³ 以上で
羽口数が３８本の大型高炉において、相対送風支管風量
が０．９以下の羽口が４箇所で検知された。さらに、脱
硫率が７０％台、出滓率が６０％台と低く炉床の熱不足
で炉芯の通気性・通液性が悪化していると判断された。
そこで、次回の高炉の休風時に、４箇所の相対送風支管
風量が０．９以下の羽口とその近傍の羽口、すなわち相
対送風支管風量が０．９以下の羽口の両隣の羽口の計１
２箇所の羽口から、図１に示すような方式でセラミック
スリーブを内装した中空パイプを炉芯部に打ち込んだ。
エアーハンマーと油圧を組み合わせで打ち込む可搬型の
パイプ打ち込み装置１と打ち込み用治具２を用いて、ま
ず、図９に示すようなセラミックシート１２をクッショ
ン材としたセラミックスリーブ１１を内装した長さ２ｍ
の中空の金属パイプ４を、羽口５から炉芯部６に打ち込
んだ。

【００３７】次に長さが１．５ｍの中空パイプ７の先端
をセラミックスリーブを内装した中空の金属パイプ４の
末端に接続した後に打ち込み、炉壁から３．５ｍの深度
まで中空パイプを打ち込んだ。ここで、先端部の長さが
２ｍのパイプ４と長さが１．５ｍの中空パイプ７の繋ぎ
目部分は、嵌め合いが上手くいくように、図２に示すよ
うに切削加工にて肉厚を変化させた。そして、送風立ち
上げ時に羽口から吹き込まれる８００〜１３００℃の熱
風が直接的かつ強制的に炉芯に吹き込まれるように、パ
イプの打ち込み完了時点で、中空パイプと羽口の隙間に
ボタ８を詰めた。

【００３８】休風後の送風立ち上げの２時間後において
も、炉芯内でのセラミックスリーブの存在が羽口から確
認され、図１０に示すように、送風立ち上げ１週間後に
は、炉底の底盤レンガ温度が好調時の温度レベルに到達
し、セラミックスリーブを内装しない中空パイプの炉芯
内への打ち込み時に比べて、１／３〜１／４の短時間で
炉芯が活性化された。その結果、短期間で溶銑と同時に
スラグの排出が順調になり、出銑時間内にスラグが排出
されている割合を示す出滓率が６０％から８０％に向上
し、脱硫率も上昇した。また、炉底の底盤レンガ温度の
上昇に伴い炉底側壁温度が低下し、炉寿命短縮の主要因
である環状流を抑制することができた。

【００３９】

【発明の効果】本発明法によれば、休風時に定期的に羽
口から中空パイプまたは金棒を打ち込むことにより、送
風立上げ時に２０００℃前後の高温ガスの炉芯内への流
通量を上昇させることができるので、炉芯内の加熱・粉
除去を確実に行うことができ、炉芯の通気性・通液性を
常時良好に維持し、安定な操業を維持することができ
る。また、公知の炉芯状態の測定法と組み合わせること
により炉芯状態を評価できる場合には、炉芯の状態が悪
い場合にのみ本発明を適用することができるため、効率
的に炉芯を活性化できる。さらに、各羽口の相対送風支
管風量を測定できる場合には、操業中に炉芯の円周バラ
ンスを評価できるため、より効率的に炉芯を活性化する
ことができる。

【００４０】本発明法を実施すれば、従来のような長時
間にわたって燃料比を高くする操業を継続したり、炉況
を早期に立て直せないために出銑量が長期間にわたり低
下するような問題は完全に解消できる。今後の安価原燃
料使用操業時や高微粉炭比操業時のように、鉱石・コー
クスの粉化が増加し未燃焼チャーを含む炉下部での粉率
が上昇して炉芯部の通気性・通液性の確保が困難となり
やすい場合においても安定操業を維持することができ
る。また、本発明法を実施すれば、環状流を解消できる
ことにより、環状流対策としての燃料上昇や出銑量抑制
をする必要がなくなるため、高炉の制御性を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による炉芯部への中空パイプ打ち込み方
法の概要説明図

【図２】炉芯打ち込み用の中空パイプの繋ぎを示す説明
図

【図３】本発明法（１），（２）実施前後の操業指標の
推移図

【図４】本発明法（５），（６）実施前後の相対送風支
管風量の変化を示す図

【図５】本発明法（５），（６）実施前後の操業指標の
推移図

【図６】炉床加熱用の中空パイプの孔位置を示す図

【図７】本発明法（７）実施前後の相対送風支管風量の
変化を示す図

【図８】本発明法（７）実施前後の操業指標の推移図

【図９】セラミックスリーブを内装した中空パイプを示
す図

【図１０】本発明法（８）実施前後の操業指標の推移図

【符号の説明】

１可搬型のパイプ打ち込み装置２パイプ打ち込み用治具３キャップ４中空パイプ５羽口６炉芯部７中空パイプ８ボタ９レースウェイ１０鳥の巣１１セラミックスリーブ１２セラミックシート１３セラミックボード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者熊岡尚千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉の休風時に羽口から中空パイプを炉
芯内に打ち込み、前記中空パイプを炉芯内に残留させた
まま送風立上げを行い、前記中空パイプより炉芯内に送
風することを特徴とする高炉操業法。
【請求項２】高炉の休風時に羽口から金棒を炉芯内に
打ち込み、前記金棒を炉芯内に残留させたまま送風立ち
上げを行い、前記金棒を溶解させて炉芯内に通気孔を形
成し、該通気孔から炉芯内に送風することを特徴とする
高炉操業法。
【請求項３】高炉の操業中または休風中に炉芯状態を
測定し、炉芯状態が悪いと判断された場合に、高炉の休
風時に羽口から中空パイプを炉芯内に打ち込み、前記中
空パイプを炉芯内に残留させたまま送風立上げを行い、
前記中空パイプより炉芯内に送風することを特徴とする
高炉操業法。
【請求項４】高炉の操業中または休風中に炉芯状態を
測定し、炉芯状態が悪いと判断された場合に、高炉の休
風時に羽口から金棒を炉芯内に打ち込み、前記金棒を炉
芯内に残留させたまま送風立上げを行い、前記金棒を溶
解させて炉芯内に通気孔を形成し、該通気孔から炉芯内
に送風することを特徴とする高炉操業法。
【請求項５】高炉操業中に羽口毎に設置した送風支管
風量計より各羽口の送風支管風量を測定し、平均送風支
管風量で除した相対送風支管風量が０．９以下の羽口を
検知し、高炉の休風時に、前記相対送風支管風量が０．
９以下の羽口および／またはその近傍の羽口から中空パ
イプを炉芯内に打ち込むことを特徴とする請求項３記載
の高炉操業法。
【請求項６】高炉操業中に羽口毎に設置した送風支管
風量計より各羽口の送風支管風量を測定し、平均送風支
管風量で除した相対送風支管風量が０．９以下の羽口を
検知し、高炉の休風時に、前記相対送風支管風量が０．
９以下の羽口および／またはその近傍の羽口から金棒を
炉芯内に打ち込むことを特徴とする請求項４記載の高炉
操業法。
【請求項７】中空パイプの先端および／または中空パ
イプに開孔した孔から送風することを特徴とする請求項
１または請求項３または請求項５記載の高炉操業法。
【請求項８】中空パイプとして、セラミックスリーブ
を内装した金属パイプを使用することを特徴とする請求
項１または請求項３または請求項５または請求項７記載
の高炉操業法。