JPS5887211A - 高炉の調湿操業法 - 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】 この発明は高炉の調湿操業法に関するもので、とくに重
油を吠込むことなく炉熱調整を装入コークスによっての
み行うオールコークス操業時における調湿操業法につい
ての提案である。

最近、原油価格の高騰に伴って吹込み重油をカットした
オールコークス操業が行われている。この操業の特徴は
、原油吹込み停止によって羽目前の理論燃焼温度の上昇
を抑えた炉熱調整を行う操業に、あわせ、大気中湿分変
動による炉熱レベルの変動を避けるため、送風湿分に水
蒸気を加えである一定値に湿分を維持することにある。

こうした１湿操業の従来法は嬉１図の７０−に示すよう
に、熱風炉に入る手前の冷風管ｌに水蒸気−を混入する
方法であり、＃湿された冷風は熱風炉蓄熱室３で指定の
熱風温度まで加熱された後、熱風本管ｔを油り環状管！
から各別（ＩＩ乙へ送られる。従来調湿操業法は、水蒸
気添加の調湿空気が蓄熱室３から各羽目６へ送られるま
での間に、ドーム連結管７熱風弁ｌのようなとくに設備
を保護するために冷却しているところでは、ドレンが多
量に発生し熱風本ＩＦダや票状蕾！内の粘土質れんが（
内張り）が浸される。しかも、ドレンの発生は熱風炉れ
んかにも悪影響を戊はしてその寿命を早めることになる
から高炉操業上望ましくない。また、ｓｌｆＭのために
水蒸気を吹込むのはコスト的にも費用が嵩むという欠点
がある。

その欠点を克服するのに羽口から水蒸気を吹込むことも
考えられるがコストアップになる点では従来と同様であ
る。一方、炉内に直接水を吹込み炉内の熱で気化させる
ことも考えられた。この方法には例えば特公昭１／−９
Ｏ（８号として提案されている一溜部の浴銑中に［接水
を圧入する方法があるが、これはＯｒの酸化を行わせ低
Ｑｒ溶銑を製錬するための方法であり、しかもこの方法
の場合法のような欠点がある。

（１）　　溶銑中に直接水を注入すると、溶銑中のＨ２
ｍ度が上昇し、次工損の製鋼、圧延における品質の点で
問題が生じる。

＜２）　　ｌｌｋ’接溶銑中に水を注入する場合、水蒸
気増発の恐れがあり、安金上好ましくない。また、過量
の水は、急減な溶銑温度の低下をもたらし、万一の場合
病炉冷えこみを起すｉｚＪ能性がある。

（３）　　オールコークス操業時の１１湿水蒸気の効果
は、Ｈ２に占る鉄鉱石還元の効果が大さいので、荷下グ
の安定性が得られると考えられ、直接溶銑中に水を圧入
すればその効果が得られない。

（４）　　理論燃焼温度の制御、大気湿分の変動をカバ
ーすることができない。

本発明は、調湿操業を行うにあたっての上記の欠点およ
び問題点を有利に克服するものとして案出した方法で、
いわゆる蒸気よりも安価で取扱いの谷易な水を使うこと
により、最通なガス流分布、炉熱を維持しつつ安定した
調湿操業を行うのに好遇な方法である。それは、燃料の
吹込みがなく炉熱−整をもっばら装入コークスのみで行
う高炉の１＃１湿操東において、湿分管理に要する量の
水を、炉内レースウェイ中で気化するように、ブローパ
イプもしくは羽目部に臨ませ開口させた吹込み口を通じ
て添加し調湿を行うことを特徴とする高炉の！４湿操業
法を要旨構成とするものである。以下にその＃４成の＃
細を説明する。

オールコークス操業においては、調湿は不可欠のもので
ある。それは重油吹込み時の場合には送風湿分が極力お
さえられており、炉熱レベルの即効的なＡｌｌ；手段が
必要になるときでも送風湿度と゛吹込重油量で制御でき
た。ところがオールコークス操業では、送風湿分と送風
温度で炉熱レベル調整を行わねばならない。例えば溶銑
温度が高く風圧が上昇している時′は、炉熱レベルが過
剰になっているのであるから送風湿度の低Ｆあるいは送
風湿分増加のアクションをとる必要がある。

また、この調湿操埜の役割は、上述のような単なる炉熱
の調整手段であるばかりでなく、羽目前理論燃焼°温度
を制御しＨ２による還元率を高め高炉操業を安定にする
機能があると考えられている。

第２図には理論燃焼温度とスリップ発生回数嬉３図には
送風湿分と理＊途ｍｍ度との関係を示す。

この第λ、３図から判るように、理論燃焼温度が低下す
ればスリップ（回／日ンは減少するという関係が顕著で
あり、しかもその理論燃焼温度は湿分瞳と送風温度とに
強く影曽される。したがって、スリップを防止するには
送ｘ温度を一定にすれば送風湿分の増加が必要となって
くるのである。

本発明での水の吹込みは、ブローパイプもしくは羽目部
に開口させた水吹込み口を通じて行い、直にレースウェ
イ内に吐出させてここで気化させる。この吹込みの位置
は前述したようにドレンの問題があってここに限定され
るが、その開目端がブローパイプや羽目内壁のあまり近
いところで開口させると耐火−物を損傷させるので好し
くない。

また、該水吹込み管開口端を羽目より炉内に突出させる
ように配設すると、炉内装入物降下やレース９エイ内で
流動するコークスに接触して損耗する。本発明者らの実
施列では、ブローパイプ中心軸線上で開口するようにし
、かつ該ブローパイプと羽目との境界付近がよ−かった
。なお、従来の重油吹込み管を利用しても本発明水吹込
みの実施が０丁能であった。

吹込み水量については、レースウェイ中で完全に気化蒸
発し溶銑温度の低下や銑中Ｈ２濃度を上昇させないこと
を臨界にして吹込む必要がある。

そのための水吹込量を求めるには、檎々の方法が考えら
れるが、実施例は最も簡便な算出法として以下のような
方法を採用した。湿分ｗ場諌ｂｙ７Ｍｍ３で操業してい
る場合に例をとると、いま大気中の湿分がｊ　９７／Ｈ
ｍ３と求まっているとすれば、これを湿分管理値から差
引いた値ｌｊり／Ｍｍ３の蒸気量に相当する水量が吹き
こみ量となる。なお、ここで百う湿分管理値とは、高炉
々内の荷下りを安定にするために必要な設定湿分のこと
で送風に含まれるすべての湿分を示しで−おり、各高炉
により適宜設定される送風湿度と羽口先理論燃焼温度を
きめれば送風湿分管理値が求められる。操業上の目安と
される理論燃焼湿度をコｒｏｏ’ｃ、送風温度が設備的
限界により／コｓｏ”ｃの場合、送風湿分は最低限１３
９７Ｈｒｎ”投入しなければならない。計算式は、レー
スウェイへ降下するコークスの温度を理論燃焼温度Ｘ　
（＋、７ｊと仮定し−〔送風顧熱十コークス顧熱＋０燃
錦熱−湿分分解熱生ガス顕熱から求められる。

一方蒸気吹込みに対し水吹込みを採用したときに考慮す
べき点は、水が蒸気になるための熱量６１０　Ｋ　Ｃａ
ｌ／に９−　Ｃが余分に必要になることである。

そこで、溶銑温度の低下や銑中Ｈ２＋Ｎ２度を上昇させ
ないようレースウェイ雰囲気温度を一定にするために以
下のように熱バランスを考えた。２５　”Ｃの水ｌ〜を
ｌλ００″Ｃの蒸気にするのに必要熱量は空気の比熱が
０．’１ＫＯｅＬ）／に９である場合、６ｊ（’　ＫＯ
ａｌ／〜”　（／ｊ００−　／　ＯＯ）　×０．１ＫＯ
ａ　ｔ／−０ｃ９−１０５’　ＯＧいとなる。水と蒸気
が［２１ＬＪ２ガスになる必要潜熱を比較すれば、Ｈ２
Ｃの分解熱を２１３１９　Ｋｃａｌ、Ａとした場合、 ２１！１１９ １０９０ＫＯＢ４／に９＋　−Ｋ（ａ／、Ａｐ　：　セ
μ’＝、　／　：　０．７　　となる。

ｉｔ　　　　　　　　　　　ｉｔｒ これから水／　９／Ｎｍ３に対する蒸気の置換率は熱バ
ランスで０．７９７Ｎｍ３となる。即ち、１例を示せば
大気湿分がｊ　９７Ｈｍ３一定の時、設定湿分管理値と
、吹込水分管理値の間には、表−７に示すような関係が
得られる。

表−１ ただし、表−７中吹込み水分管理値は、高炉操実によっ
て変るので、その場合法のように水皺調整を行う。

嬉１図は、操業条件として送風量を例にしだときの湿分
管理値から大気湿分を差し引いた吹込み水分管理値と水
量との関係を示すものである。溶銑温度に代表される炉
熱レベルの変動に伴って、例えば吹込水分管理値をｔｏ
　９４ｍ３に設定した場合の水−は、送風量に応じてｊ
　０００　Ｎｍ３／ｍｉｎの時！、０シａｈ　、ｔｏｏ
ｏ　Ｎｍ３／ｍｉｎの時３．≦ｔ／ｈ１７０００　Ｎｍ
３／　ｗｉｎの時≠、２ｔ／ｈ・・・・・というように
水量を調整する。

また、他の操業条件、例えば送風温度、大気湿分、コー
クス化等が変化した場合にも即応できるよう予め操業条
件の変動に応じた湿分管理値と吹込水量との関係を求め
ておけば操業条件の変化に応じた湿分ｔ＃理値、それに
応じた水吹込瀘に調整することができる。

実施例 高炉容積ｑｓｏｏｍ３、送風量≦０００　Ｎｍ３／ｍｉ
ｎ送風温度／２００′ｃ、レースウェイ温度−３００’
Ｃｓ湿分’ｉｆ堀値り！７／Ｎ　ｍ３そのうち大気湿分
子　９／Ｎｍ３で、４．／コｔ／ｈの蒸気を吹込んで、
１１４湿操業をしている高炉に、蒸気の全量を水に１１
挾し、／Ｎｌハｍ３に相当する水４．／λｔ／ｈ？ｒ、
ＬＩｏ本の各羽口から１５３１／ｈづつバルブの開度を
調整しながら吹込んで操業したところ、従来の調湿操業
時と変りなく安定した高炉操業を維持することができた
。これにより熱風炉のドレン発生もなくなってれんがの
破損もなくなり、また銑中Ｈ２濃度の上昇や溶銑温度の
低下、還元反応の低Ｆを招くことなく長期間安定した高
炉操業を継続することができた。とくにこの実施例では
１５０ｔ／Ｄもの＃ｌｌ開用蒸気全量水に置換したので
コスト的にも安くなった。このｌ！施例の効果は本発明
の所期する効果を満すものであった。

尚、本実施例では、蒸気の全量を水に置換して操業した
が操業状態に応じ、適宜羽目から水と蒸気を嚢合して吹
込むことを否定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高炉送風配管の略ｉ図、第２図は理ｉｉ
＆燃焼温度とスリップ同数との関係を示すグラフ、嬉３
図は送風温度と理論燃焼温度との関係を示すグラフ、＠
ｌ１は送風量を変えたときの吹込み水量と吹込み水分管
理値との関係を示すグラフである。 ｌ・・・冷風１ｇ　、　Ｊ・・・水蒸気、３・・・熱風
炉蓄熱室、グ・・熱風本旨、ｊ・・・環状管、≦・・・
羽口、７・・・ドーム連結管、ｌ・・・熱風弁 特許出願人　　川崎製鉄株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　燃料の吹込みがなく炉熱調整をもっばら装入コー
   クスのみで行う高炉の＃湿操業においてＪｅｉ分管理に
   要する量の水を、炉内レースウェイ中で気化するように
   、ブローパイプもしくは羽目都に臨ませ開口させた吹込
   み口を通じて添刀口し調湿を行うことを特徴とする高炉
   の調湿操業法。