JPH0860211A

JPH0860211A - 高炉の出銑終了時期判定方法

Info

Publication number: JPH0860211A
Application number: JP19711794A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Wakita; 茂脇田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】高炉の出銑時に出銑口から噴出するガスの発
生条件に変動があっても、安定して精度良くかつ定量的
に出銑終了時期を判定することができる高炉の出銑終了
時期判定方法を提供する。【構成】高炉１の出銑時に出銑口２から噴出するガス
３の二酸化炭素濃度および酸素濃度をそれぞれ連続的に
測定し、ガス中の二酸化炭素濃度が継続して所定の濃度
以上になり、かつ酸素濃度が継続して所定の濃度以下に
なった時に、出銑終了と判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉の出銑終了時期を
判定する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉の安定操業を行う上で、炉床部での
溶銑滓のレベル管理は極めて重要である。例えば炉内の
溶銑滓のレベルが高すぎると羽口破損や通気不良等が生
じて操業が不安定となりやすく、一方、溶銑滓が低レベ
ルになりすぎると、集塵能力を越えた炉内ガスの吹き出
しによる発塵が生じ、粉塵公害の問題を引き起こす。従
来の出銑終了時期すなわち出銑口閉塞時期の判定方法で
は、炉前作業員が出銑作業の末期に炉内から発生するガ
スを十分に出させ、炉床内に残銑滓がないことを判断確
認して出銑口の閉塞を行っていた。しかしこの方法で
は、個人差に基づく出銑終了時期のバラツキが多く高炉
操業の不安定要因の一つとなっていた。このため、これ
まで出銑終了時期を定量的に判定する方法がいくつか提
示されてきている。

【０００３】図３は例えば特開昭６２−１８２２１２号
公報に開示されている従来の高炉の出銑口閉塞方法に関
する説明図である。図において１は高炉、２は出銑口、
３は炉内ガス、４は炉床、５は溶銑滓、６は羽口、１２
は鋳床、１３は樋カバ−、１４はマッドガン、１５は駆
動装置、１６ａ、１６ｂはガス採取管、１７は前処理装
置、１８ａはＣＯ₂，ＳＯｘ，ＮＯｘメーター、１８ｂ
はＯ₂メーター、１９は演算装置、２０は集塵ダンパ
ー、２１は集塵装置を示す。

【０００４】図３に示すように、出銑中は出銑された鋳
床１２上の樋に樋カバー１３をして封止する。さらに樋
カバー１３を、別に設けられた建屋集塵装置２１によっ
て吸引することにより出銑口２の発煙及び発塵を防止す
る。出銑口２のガスは、樋カバー１３の一端からガス採
取管１６によりフィルター１７を介してガスメーター１
８ａ，１８ｂに導入される。採取されたガスはそれぞれ
前処理装置のフィルター１７により濾過され、ＣＯ₂，
ＳＯｘ，ＮＯｘ等は、メーター１８ａにより、Ｏ₂はメ
ーター１８ｂにより、濃度がそれぞれ測定される。メー
ター１８ａにより求められたＣＯ₂濃度などは集塵装置
への配管に設けられたダンパー２０の開度を調整するこ
とにより誤差を生ずるので、Ｏ₂換算補正を行うため演
算器１９により演算補正し、真のガス濃度を検知する。
次いで、演算後のガス成分変化により出銑口２の閉塞時
期をマッドガン１４の駆動装置１５に発信し、自動閉塞
を行う。また演算値により異常出銑をも演算器１９によ
り予知する。さらに演算後のガス成分濃度により出銑口
２の閉塞時期を集塵装置２１に発信し、自動的にダンパ
ー２０を制御するか、集塵ファンの風量を制御する。

【０００５】図４は図３の方法で得られた出銑中の出銑
口のガス成分濃度変化例を示す経時変化図である。出銑
開始から出銑終了までの間において出銑口のガス成分濃
度は変化する。特に酸素濃度及びＮＯｘ濃度は例えばＤ
点より変化し始め、Ｅ点及びＦ点において急激な変化を
示す。マッドガンの閉塞時間を考慮しＤ点またはＥ点に
おける測定値と演算装置１９に入力されたＯ₂濃度例え
ば１９％或いはＮＯｘ濃度３ｐｐｍの設定値と照合し、
演算装置１９の信号により、マッドガン１４の駆動装置
１５を稼働せしめるか、及び／または集塵装置２１のダ
ンパー２０の調節を行い発塵、発煙の防止を図ってい
る。

【０００６】また、特開昭５７−１３４５０４号公報に
は上記と同様な装置を用いた高炉出銑終了時期を検知す
る方法が開示されている。この方法では図５に示すよう
に、高炉出銑口近傍における雰囲気ガス中に含まれるＳ
Ｏ₂ガス濃度が急激に上昇した点（図中Ｈ点）をもって
出銑止めの時刻として判断している。この時、上記のＳ
Ｏ₂成分に代わって、ＣＯ，ＣＯ₂，Ｈ₂Ｓ，ＳＯｘ等
の炉内ガスの中に含まれる少なくとも一種のガス成分の
濃度の急激な変化を利用しても良いとしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の高
炉の出銑終了時期を判定する方法では、監視するガス成
分濃度が急激に変化した時点をもって、出銑終了時期の
判定基準としていた。しかし、一般的には高炉炉内のガ
ス流れおよび炉内反応状況の不均一さのために、出銑時
に出銑口から排出されるガス成分は必ずしも一定してお
らず非定常状態になっている場合も多い。この場合、従
来の出銑終了時期を判定する方法では誤った判断基準を
与えてしまい、その結果例えば炉内に残銑がある状態で
出銑終了と判断して出銑口を閉塞してしまい、高炉の炉
況の悪化や生産性低下を引き起こすという問題点があっ
た。特に、監視するガス成分として、ＣＯ、Ｈ₂Ｓ、Ｓ
Ｏｘ、ＮＯｘ等の濃度がｐｐｍオーダーの微量成分を用
いた場合には測定誤差や外乱によるバラツキがより大き
くなるので、出銑終了時期を判定する基準としては信頼
性に欠ける場合が多々あった。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、高炉の出銑時に出銑口から噴
出するガスの発生条件に変動があっても、安定して精度
良くかつ定量的に出銑終了時期を判定することができる
高炉の出銑終了時期判定方法を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、高炉出銑時
の末期段階における炉内溶銑滓レベルと出銑口より噴出
するガスの発生量および成分との関係を詳細に調査した
ところ、以下のような新たな知見が得られ、本発明の完
成に至った。

【００１０】出銑末期には炉内溶銑滓レベルの低下にと
もない、出銑口からガスの吹き出し（以下ガス吹きとい
う）が始まる。このガス吹き量は、炉内溶銑滓レベルの
低下とともに多くなっていき、ついには炉内残銑滓がほ
とんど無くなった状態では最大になる。この間のガス成
分の変化挙動を詳細に調査したところ、ガス吹きが始ま
ると同時に、ガス成分中の二酸化炭素濃度が急激に上昇
し、その後二酸化炭素濃度はほぼ一定になることが分か
った。一方、酸素濃度はガス吹きが開始すると徐々に低
下して行き、炉内残銑滓がほとんど無くなった状態で
は、酸素濃度は最低に達し以後ほぼ一定に推移すること
も判明した。以上のことは、二酸化炭素は高炉ガスの主
要構成成分の一つであるため、ガス吹きと共に採取ガス
中に直ちに検知される事と、また酸素についてはガス吹
き量の増加と共に出銑口近傍での空気の巻き込み量が徐
々に減少し、その結果採取ガス中の酸素濃度も徐々に低
下する事とで、説明できることが分かった。また、二酸
化炭素濃度及び酸素濃度は１％以上あるので測定誤差や
外乱の影響が少なく、このため判定条件として定常状態
の条件が用いることができるので、ガス発生の条件が変
動しても、出銑終了の時期を安定して精度良く定量的に
判定できる。

【００１１】以上のような結果に基づいて完成した本発
明は、高炉出銑時において、出銑口より噴出するガスの
二酸化炭素濃度および酸素濃度をそれぞれ連続的に測定
し、前記ガス成分のうち二酸化炭素濃度が継続して所定
の濃度以上になり、かつ前記酸素濃度が継続して所定の
濃度以下になった時に、高炉の出銑終了と判断して出銑
口の閉塞を行う。

【００１２】出銑時の二酸化炭素濃度は通常約３％で定
常的に推移しているが、ガス吹きが始まると二酸化炭素
濃度は増加する。この時のガス分析の測定誤差を考慮す
ると実質的には二酸化炭素濃度が６％以上となった時点
をもってガス吹きが始まったものとするのが妥当であ
る。一方、酸素濃度はガス吹きが始まると徐々に低減し
ていき、理論的には高炉炉内ガス中の酸素濃度レベルと
同一レベルとなるので、通常の分析方法では検知されな
くなる。しかし実質的には、酸素濃度が１％以下とな
り、かつこの状態が３分間以上継続すれば炉内に残銑が
ほとんど無いと判断しても良いことが確認されている。
なお、上記の条件の酸素濃度が得られている状態におい
ては、炉内の溶銑滓レベルは低すぎず適正領域にあるの
で、吹き出しガスに伴う発塵の発生を最小限に抑えるこ
とが可能である。

【００１３】

【作用】本発明においては、高炉出銑時に出銑口より噴
出するガス成分を連続測定し、このガス成分値の変化に
より出銑終了時期を判断する方法において、前記ガス成
分のうち測定精度が高く外乱の影響の少ない二酸化炭素
と酸素のそれぞれの濃度を監視する。出銑中に二酸化炭
素濃度が増加し継続して所定の濃度以上になったときは
出銑口からのガス吹きの開始時期を示すこと、及び酸素
濃度が低下して継続して所定の濃度以下となったときは
高炉内の残銑量がほとんどなくなった状態を示すこと
が、噴出ガスの発生条件に変動があっても安定して得ら
れるので、高炉の出銑終了時期を精度良くかつ定量的に
判定できる。

【００１４】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の一実施例に係る高炉の出銑終
了時期判定方法を実施するための装置およびその関連設
備の説明図であり、１〜６は上記従来のものと同一のも
のである。７は羽口床、８はガス採取口、９はガス分析
装置、１０は監視室であり、１１は監視室１０に設置さ
れたガス分析結果を表示するモニターである。なお、図
３に示される従来例のように、マッドガンの自動駆動装
置および集塵装置のダンパー或いは集塵ファンの自動制
御装置を備えた構成としても良い。

【００１５】出銑中は、出銑口２から噴出する炉内ガス
３をガス採取口８にて常時採取しガス分析装置９にて、
ガス分析を連続的に行う。なお、ガスの採取は巻き込み
空気の影響をなくすためにできるだけ出銑口２の近傍で
ガスを採取するのが良い。炉内ガスの分析結果は連続的
に監視室１０のモニター１１にて表示記録され、炉前作
業員が炉内ガスの成分挙動を監視し、その結果を用いて
出銑終了時期を判定できるようになっている。

【００１６】図２は図１の装置を用いて得られた出銑口
から噴出するガス成分のうち、出銑処理末期時におけ
る、二酸化炭素濃度と酸素濃度の変化の一例を示す。図
２に示すように出銑処理中、二酸化炭素濃度は約３％、
酸素濃度は約１５％，と、それぞれほぼ一定に推移し
た。図中のＡ点で、二酸化炭素濃度は急激に約８％まで
上昇しほぼ一定の値となった。この時点でガス吹きが開
始したものと判断してマッドガンによる閉塞準備を開始
した。一方、酸素濃度はＡ点で急激に減少し、さらにＢ
点で１％以下となり、この状態がＣ点まで３分間継続し
たので、出銑終了時期と判定してマッドガンにより出銑
口閉塞を実施した。その結果二酸化炭素濃度は１％以
下、酸素濃度は２１％前後となり、ほぼ大気ガス成分と
同一になった。なおＳＯｘ濃度とＮＯｘ濃度の分析も上
記操業中に同時に行ったが、図２のＡ点からＣ点にわた
って変動が非常に大き過ぎたために、測定結果の表示記
録が出来なかった。したがってＳＯｘ濃度或いはＮＯｘ
濃度の経時変化の測定からは、出銑終了の判定ができな
いことが判明した。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高炉出銑
時に出銑口より噴出するガス成分のうち二酸化炭素と酸
素のそれぞれの濃度を連続的に測定し、二酸化炭素濃度
が継続して所定の濃度以上になったときは出銑口からの
ガス吹きの開始時期を示し、かつ酸素濃度が継続して所
定の濃度以下となった時には高炉内の残銑量がほとんど
なくなった状態を示すことを用いて、安定して精度良く
かつ定量的に出銑終了時期を判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係る高炉の出銑終了
時期判定方法を実施するための装置およびその関連設備
の説明図である。

【図２】図２は図１において得られた出銑口より噴出す
るガス中の二酸化炭素濃度と酸素濃度の経時変化図であ
る。

【図３】図３は従来の高炉の出銑口閉塞方法に関する説
明図である。

【図４】図４は出銑中の出銑口より噴出するガス成分濃
度の経時変化図である。

【図５】図５は出銑中の出銑口より噴出するＳＯ₂ガス
の濃度の経時変化図である。

【符号の説明】

１高炉２出銑口３炉内ガス５溶銑滓６羽口９ガス分析装置１１モニター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉の出銑時に、出銑口から噴出するガ
スの二酸化炭素濃度及び酸素濃度をそれぞれ連続的に測
定し、前記二酸化炭素濃度が継続して所定の濃度以上に
なり、かつ前記酸素濃度が継続して所定の濃度以下にな
った時に、高炉の出銑終了と判断することを特徴とする
高炉の出銑終了時期判定方法。
【請求項２】二酸化炭素濃度が継続して６％以上で、
かつ酸素濃度が３分間以上１％以下になった時に、高炉
の出銑終了と判断する請求項１記載の高炉の出銑終了時
期判定方法。