JPS59100204A - 熱風炉の操業方法 - Google Patents
熱風炉の操業方法Info
- Publication number
- JPS59100204A JPS59100204A JP21097282A JP21097282A JPS59100204A JP S59100204 A JPS59100204 A JP S59100204A JP 21097282 A JP21097282 A JP 21097282A JP 21097282 A JP21097282 A JP 21097282A JP S59100204 A JPS59100204 A JP S59100204A
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- combustion
- gas
- exhaust gas
- air
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高炉熱風炉の操業方法、とくに燃焼期における
操−：方法に関する。
操−：方法に関する。
高炉に附属する熱風炉は燃焼室と畜熱室と構成されてい
て、ぞの燃焼工程では燃焼ガスの頭熱を畜熱室のギツク
れんがとよばれる穴のあいたれんがの畜熱れんがに蓄熱
した後、送風工程に切り換え、冷風を連して熱交換によ
つて熱風とし、この熱風を高炉に送風するものである０
熱風炉は通常、高炉１基に対して３〜４基併設されてい
で、燃焼工程と送風工程とが交丸に順次切り換えられ、
高炉へ一定温度の熱風が連続的に送風される。
て、ぞの燃焼工程では燃焼ガスの頭熱を畜熱室のギツク
れんがとよばれる穴のあいたれんがの畜熱れんがに蓄熱
した後、送風工程に切り換え、冷風を連して熱交換によ
つて熱風とし、この熱風を高炉に送風するものである０
熱風炉は通常、高炉１基に対して３〜４基併設されてい
で、燃焼工程と送風工程とが交丸に順次切り換えられ、
高炉へ一定温度の熱風が連続的に送風される。
第１図は一般的な熱風炉の構造を示ず模式図であつて、
燃焼工程では燃焼用空気１と燃料ガス２をバーナ３で燃
焼し、燃焼ガスの頭熱は穴のあいたギツタれんが５内で
れんがに伝熱、蓄積、排ガスは煙道を経て煙突１１から
排出される。図中４はドーム温度測定位置で、７は排ガ
ス温度測定位置である。燃焼工程の終了と共に、送風工
程への切換えは、煙道弁１０、燃焼用空気弁１、燃料ガ
ス弁２′を全閉とし、冷却弁８′をあけ、蓄熱室へ送風
された冷風は蓄熱状態のギツタれんが５で熱交換して加
熱され、熱風弁９’を開いて高炉１２へ送風される。８
は冷風温度管理位置、９は送風温度管理位置である。
燃焼工程では燃焼用空気１と燃料ガス２をバーナ３で燃
焼し、燃焼ガスの頭熱は穴のあいたギツタれんが５内で
れんがに伝熱、蓄積、排ガスは煙道を経て煙突１１から
排出される。図中４はドーム温度測定位置で、７は排ガ
ス温度測定位置である。燃焼工程の終了と共に、送風工
程への切換えは、煙道弁１０、燃焼用空気弁１、燃料ガ
ス弁２′を全閉とし、冷却弁８′をあけ、蓄熱室へ送風
された冷風は蓄熱状態のギツタれんが５で熱交換して加
熱され、熱風弁９’を開いて高炉１２へ送風される。８
は冷風温度管理位置、９は送風温度管理位置である。
熱風炉操業における燃焼工程で重要なことは、ギツタれ
んが上部の桂石れんがの耐久性やギツタれんが受け金物
６の耐熱性の制約から排ガス温度７とドーム温度４に制
約をうけ、予め設定されたドーム温度と排ガス温度管理
範囲で、出来ルだけ少ない燃料で、高炉操業に必要な設
定送風温度と風量を維持することである。第２図に熱風
炉操業概念のモデルを示す。図においてＣＴは冷風温度
、ＢＴは送風温度、ＤＴはドーム温度、ＷＴは排ガス温
度であつて、蓄熱室の熱交侯を示しでいる。そして斜線
部は蓄熱室における熱交換に必要な熱量と考えられる。
んが上部の桂石れんがの耐久性やギツタれんが受け金物
６の耐熱性の制約から排ガス温度７とドーム温度４に制
約をうけ、予め設定されたドーム温度と排ガス温度管理
範囲で、出来ルだけ少ない燃料で、高炉操業に必要な設
定送風温度と風量を維持することである。第２図に熱風
炉操業概念のモデルを示す。図においてＣＴは冷風温度
、ＢＴは送風温度、ＤＴはドーム温度、ＷＴは排ガス温
度であつて、蓄熱室の熱交侯を示しでいる。そして斜線
部は蓄熱室における熱交換に必要な熱量と考えられる。
また、熱効率はドーム温度ＤＴと排風温度ＷＴの差とし
て考えられ、ドーム温度を上げれは点線で示すように排
ガス温度ＷＴ’が低下し、排ガスによつて蓄熱室から持
ち去られる熱量が低下して熱効率は上昇する。そのため
、熱風炉の操業ではドーム温度を出来るたけ高い温度に
維持することが重要である。しかしドーム温度は、燃イ
：ガスのカロリーとガス量により外定されるため、設備
上の制約から例えば１４５０℃と定められた場合に、燃
料ガスのカロリーが決まればガス量は必然的に決まる。
て考えられ、ドーム温度を上げれは点線で示すように排
ガス温度ＷＴ’が低下し、排ガスによつて蓄熱室から持
ち去られる熱量が低下して熱効率は上昇する。そのため
、熱風炉の操業ではドーム温度を出来るたけ高い温度に
維持することが重要である。しかしドーム温度は、燃イ
：ガスのカロリーとガス量により外定されるため、設備
上の制約から例えば１４５０℃と定められた場合に、燃
料ガスのカロリーが決まればガス量は必然的に決まる。
例えば、８００Ｋｃａｌ／Ｎｍ３の燃料ガスを、３６０
００Ｎｍ３／ｈの割合で燃焼しだ場合の一般的なドーム
温度と排ガス温度の上昇状態は、第３図に示すように、
ドーム（Ｉ法度と排ガス温度は徐々に上昇してゆき、設
備的制約をうける管理値であるドームの最高温度１４５
０℃、排ガス温度３５０℃を越えないようにガス量を調
整する。そして熱効率の点から望まれることは、出来る
だけドーム温度を高く保ちかつ排ガス温度は低くなるよ
うに操業することが肝要である。その方法として、従来
から行なわれているのは、燃焼ガスと４ｃる高炉ガスと
コークス炉ガスとの混合比率を調整したり、あるいは他
の燃料ガス中にコークス炉ガスを添加するなどでカロリ
ーアツプを図ることであるが、ガスの供給バランスやバ
ーナの能力などに限界があり、ガスのカロリーアツプだ
けでは多量の熱量を蓄熱室に与えることが困難であつた
。
００Ｎｍ３／ｈの割合で燃焼しだ場合の一般的なドーム
温度と排ガス温度の上昇状態は、第３図に示すように、
ドーム（Ｉ法度と排ガス温度は徐々に上昇してゆき、設
備的制約をうける管理値であるドームの最高温度１４５
０℃、排ガス温度３５０℃を越えないようにガス量を調
整する。そして熱効率の点から望まれることは、出来る
だけドーム温度を高く保ちかつ排ガス温度は低くなるよ
うに操業することが肝要である。その方法として、従来
から行なわれているのは、燃焼ガスと４ｃる高炉ガスと
コークス炉ガスとの混合比率を調整したり、あるいは他
の燃料ガス中にコークス炉ガスを添加するなどでカロリ
ーアツプを図ることであるが、ガスの供給バランスやバ
ーナの能力などに限界があり、ガスのカロリーアツプだ
けでは多量の熱量を蓄熱室に与えることが困難であつた
。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであつ
て、その要旨は、カロリーアツプした燃料ガスｐ使する
に際して、従来は燃焼期間を通じて一定の燃料ガス量を
燃焼して蓄熱していたのに対して、本発明では熱風炉の
煙道弁の開度と燃料ガス量とを予め定められた燃焼スケ
ジユールに基づいて段階的に調製し、蓄熱室のれんが内
を通過するガスの滞留時間を長くすることによつて、熱
効率を向上させるよ・）にした熱風炉の操業技術を提供
するものである。
て、その要旨は、カロリーアツプした燃料ガスｐ使する
に際して、従来は燃焼期間を通じて一定の燃料ガス量を
燃焼して蓄熱していたのに対して、本発明では熱風炉の
煙道弁の開度と燃料ガス量とを予め定められた燃焼スケ
ジユールに基づいて段階的に調製し、蓄熱室のれんが内
を通過するガスの滞留時間を長くすることによつて、熱
効率を向上させるよ・）にした熱風炉の操業技術を提供
するものである。
以下に本発明の構成を具体的な実施態様に基づいて説明
する。
する。
第４図は本発明の方法を実施するための煙道弁開度を調
整する装置の一例を示すものであつて、煙道弁の調製は
、煙道弁１３を昇降させるロツド１４の近傍に、開度設
定用リミツトスイツチ１５を設けて、作動片１６がロツ
ドの昇降に応じてリミツトスイツチを作動させる。ロツ
ド１４の昇降は、往来の煙道弁と同様に圧空シリンダ１
７による電磁弁１８のコントロールで行なう。なお説明
の便宜上、リミツトスイツチは３段階に変更できる装置
とし、１基の燃焼制御について示す。高炉には一般に複
数基の偽風炉を有するが、それには１基に対する燃焼制
御を順次に適用ずれはよい。
整する装置の一例を示すものであつて、煙道弁の調製は
、煙道弁１３を昇降させるロツド１４の近傍に、開度設
定用リミツトスイツチ１５を設けて、作動片１６がロツ
ドの昇降に応じてリミツトスイツチを作動させる。ロツ
ド１４の昇降は、往来の煙道弁と同様に圧空シリンダ１
７による電磁弁１８のコントロールで行なう。なお説明
の便宜上、リミツトスイツチは３段階に変更できる装置
とし、１基の燃焼制御について示す。高炉には一般に複
数基の偽風炉を有するが、それには１基に対する燃焼制
御を順次に適用ずれはよい。
燃焼制御の方法を第５図に示す。横紬には燃焼時間を２
時間としたが、これは各熱ｊ虱炉スケジユールによつて
異なるので便宜上仮定したものである。全開ストローク
１５００ｍｍに対し、リミツトスイツチを１０００ｍｍ
（開度６６％）、５００ｍｍ（開度３３％）に取り付け
、３段階の開度調整が出来るようにしたので、燃焼時間
１／３ずつ即ち図面の例では４０ｍｉｎ毎に分割し、燃
焼の初期は５００ｍｍ（開度３３％）、中期は１００Ｏ
ｍｍ（開度６６％）、末期は１５００ｍｍの全開とした
。燃料ガスのカロリーは、燃焼中は一時的に設定される
ために、ガス量で調整する。その場合、初期の燃料ガス
量はなるべくバーナ能力の最大限で燃焼させるようにす
るが、煙道弁を絞つたままでは排ガス温度が次第に高く
なつて来るから、燃料ガス量を減少する方向で３段階に
調整才る。こσ）ようにして、燃料ガス量が減少するに
従つて、煙道弁を開制御し、蓄熱室れんがを通過する燃
焼ガスの速度を遅い状態で一定にする。
時間としたが、これは各熱ｊ虱炉スケジユールによつて
異なるので便宜上仮定したものである。全開ストローク
１５００ｍｍに対し、リミツトスイツチを１０００ｍｍ
（開度６６％）、５００ｍｍ（開度３３％）に取り付け
、３段階の開度調整が出来るようにしたので、燃焼時間
１／３ずつ即ち図面の例では４０ｍｉｎ毎に分割し、燃
焼の初期は５００ｍｍ（開度３３％）、中期は１００Ｏ
ｍｍ（開度６６％）、末期は１５００ｍｍの全開とした
。燃料ガスのカロリーは、燃焼中は一時的に設定される
ために、ガス量で調整する。その場合、初期の燃料ガス
量はなるべくバーナ能力の最大限で燃焼させるようにす
るが、煙道弁を絞つたままでは排ガス温度が次第に高く
なつて来るから、燃料ガス量を減少する方向で３段階に
調整才る。こσ）ようにして、燃料ガス量が減少するに
従つて、煙道弁を開制御し、蓄熱室れんがを通過する燃
焼ガスの速度を遅い状態で一定にする。
このようにすることにより、燃焼の初期にバーナ能力最
大の燃料ガス量を燃焼させても、蓄熱室を通過する速度
が遅くなり滞留時間が長くなつて充分な蓄熱・熱の移動
が行なわれるσ）で、蓄熱室を通過して排出される排ガ
ス温度の上昇が防がれる。さらに未期には煙道弁を全開
にしても、ガス量が減少しでいるので排カス温度の上昇
を防止することが出来る。
大の燃料ガス量を燃焼させても、蓄熱室を通過する速度
が遅くなり滞留時間が長くなつて充分な蓄熱・熱の移動
が行なわれるσ）で、蓄熱室を通過して排出される排ガ
ス温度の上昇が防がれる。さらに未期には煙道弁を全開
にしても、ガス量が減少しでいるので排カス温度の上昇
を防止することが出来る。
煙道弁開度を段階的に調整する燃焼スケジユールの設定
にあたつては、熱風炉蓄熱室れんがの伝熱面積と燃焼ガ
ス量との伝熱計算から、最適ドーム温度と排ガス温度と
の関係を求め、出来るだけ排ガス温度が低く、かつドー
ム温度の高い条件になるようなスケジユールに設定する
。従つて実施例では３段階の調整を行なつたが、設備に
応じて任意に設定出来ることは言うまでもない。
にあたつては、熱風炉蓄熱室れんがの伝熱面積と燃焼ガ
ス量との伝熱計算から、最適ドーム温度と排ガス温度と
の関係を求め、出来るだけ排ガス温度が低く、かつドー
ム温度の高い条件になるようなスケジユールに設定する
。従つて実施例では３段階の調整を行なつたが、設備に
応じて任意に設定出来ることは言うまでもない。
次に実施例について、本発明の方法を具体的に説明する
。
。
４基の熱風炉を併設した高炉の操業において、その４基
の熱風炉のうち２基が燃焼、２基が送風というスタツガ
ードパラレル方式を行なつていた場合、この時の熱風炉
の設備能力は、バーナの燃焼能力は最大４７０００Ｎｍ
３／ｈ・基、ドーム温度上限は１４３０℃、排ガス温度
上限は３５０℃であり、この能力の範囲で高炉の操業条
件である１１５０℃の送風温度、４０００Ｎｍ３／ｍｉ
ｎの送風量を維持していた。
の熱風炉のうち２基が燃焼、２基が送風というスタツガ
ードパラレル方式を行なつていた場合、この時の熱風炉
の設備能力は、バーナの燃焼能力は最大４７０００Ｎｍ
３／ｈ・基、ドーム温度上限は１４３０℃、排ガス温度
上限は３５０℃であり、この能力の範囲で高炉の操業条
件である１１５０℃の送風温度、４０００Ｎｍ３／ｍｉ
ｎの送風量を維持していた。
上記設備及び操業条件のもとで、従来例ではガスカロリ
ー７５０Ｋｃａｌ／Ｎｍ３の燃料ガスに対し、燃焼する
燃料ガスは３９００Ｎｍ３／ｍｉｎの一定であり、燃焼
末期のドーム温度は１３７０℃、排ガス温度は３２０℃
であつて、その時のドーム温度、排ガス温度の推移は第
６図に示すような特性曲線を示した。
ー７５０Ｋｃａｌ／Ｎｍ３の燃料ガスに対し、燃焼する
燃料ガスは３９００Ｎｍ３／ｍｉｎの一定であり、燃焼
末期のドーム温度は１３７０℃、排ガス温度は３２０℃
であつて、その時のドーム温度、排ガス温度の推移は第
６図に示すような特性曲線を示した。
これに対し、本発明の方法に従つてリミツトスイツチを
３段に設け、第７図のような燃焼スケジユールに従つて
煙道弁を調製することにより、同一ガスカロリー７５０
Ｋｃａｌ／Ｎｍ３の燃焼ガスに対し、燃焼する燃焼ガス
量は初期４２００Ｎｍ３／ｍｉｎ中期３９００Ｎｍ３／
ｍｉｎ、末期３４００Ｎｍ３／ｍ１ｎで燃焼させること
によつて、ドーム温度が１４１０℃に上昇し、末期の排
ガス温度は２８０℃となつ ：た。これを従来法
と比較して第８図に示した。このように、本発明方法を
適用することによつて、ドーム温度は高く維持され、排
ガス温度の上昇を防止、燃焼した燃料ガス量は平均３８
３３Ｎｍ３／ｈ・基となり、同じ送風温度と送風量を維
持するのに、従来法に比べ本発明の方法では、燃料ガス
の使用量において６７Ｎｍ３／ｈ・基の節減が可能とな
つた。
３段に設け、第７図のような燃焼スケジユールに従つて
煙道弁を調製することにより、同一ガスカロリー７５０
Ｋｃａｌ／Ｎｍ３の燃焼ガスに対し、燃焼する燃焼ガス
量は初期４２００Ｎｍ３／ｍｉｎ中期３９００Ｎｍ３／
ｍｉｎ、末期３４００Ｎｍ３／ｍ１ｎで燃焼させること
によつて、ドーム温度が１４１０℃に上昇し、末期の排
ガス温度は２８０℃となつ ：た。これを従来法
と比較して第８図に示した。このように、本発明方法を
適用することによつて、ドーム温度は高く維持され、排
ガス温度の上昇を防止、燃焼した燃料ガス量は平均３８
３３Ｎｍ３／ｈ・基となり、同じ送風温度と送風量を維
持するのに、従来法に比べ本発明の方法では、燃料ガス
の使用量において６７Ｎｍ３／ｈ・基の節減が可能とな
つた。
上記熱風炉１基当りの燃料ガス量の節減を、その高炉に
附属する全燃風炉、さらに全高炉の熱風炉のすべてに適
用した場合の燃料ガス量の節減による高炉操業経費の低
減に貢献する本発明方法の効果は、極めて顕著なもので
ある。
附属する全燃風炉、さらに全高炉の熱風炉のすべてに適
用した場合の燃料ガス量の節減による高炉操業経費の低
減に貢献する本発明方法の効果は、極めて顕著なもので
ある。
第１図は熱風炉の構造を示す模式図、
第２図は熱風炉操業のモデル図、
第３図は燃焼期におけるドーム温度と排ガス温度の上昇
を示す図、 第４図は煙道弁開度の調整装置の概略図、第５図は煙道
弁開度・燃料ガス量の制御図、第６図はドーム温度・排
ガス温度の推移を示す曲線、 第７図は煙道弁開度スケジユール、 第８図は本発明方法と従来法におけるドーム温度と琲カ
ス温度の推移を比較した図面である。 １・・・燃焼用空気、１′・・・空気弁、２・・・・燃
料ガス、２′・・・ガス弁、３・・・バーナ、４・・・
ドーム温度管理位置、５・・・ギツタれんが、６・・・
ギツタ受金物、７・・・排ガス温度管理位置、８・・・
冷風温度、８′・・・冷風弁、９・・・送風温度管理位
置、９′・・熱風弁、１０．１３・・・煙道弁、１１・
・・煙突、１２・・・高炉、１４・・・・ロツド、１５
・・・リミツトスイツチ、１６・・・作動片、１７・・
・圧空シリンダ、１８・・・電磁弁。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 同 弁理士 杉 村 興 作
を示す図、 第４図は煙道弁開度の調整装置の概略図、第５図は煙道
弁開度・燃料ガス量の制御図、第６図はドーム温度・排
ガス温度の推移を示す曲線、 第７図は煙道弁開度スケジユール、 第８図は本発明方法と従来法におけるドーム温度と琲カ
ス温度の推移を比較した図面である。 １・・・燃焼用空気、１′・・・空気弁、２・・・・燃
料ガス、２′・・・ガス弁、３・・・バーナ、４・・・
ドーム温度管理位置、５・・・ギツタれんが、６・・・
ギツタ受金物、７・・・排ガス温度管理位置、８・・・
冷風温度、８′・・・冷風弁、９・・・送風温度管理位
置、９′・・熱風弁、１０．１３・・・煙道弁、１１・
・・煙突、１２・・・高炉、１４・・・・ロツド、１５
・・・リミツトスイツチ、１６・・・作動片、１７・・
・圧空シリンダ、１８・・・電磁弁。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 代理人弁理士 杉 村 暁 秀 同 弁理士 杉 村 興 作
Claims (1)
- １．高炉附属熱風炉の操業において、燃焼期の排ガス煙
道弁の開度と燃料ガス量とを、予め定められた燃焼スケ
ジユールにもとづし）で、段階的に調整−ることを特徴
とする熱風炉の操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21097282A JPS59100204A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 熱風炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21097282A JPS59100204A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 熱風炉の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59100204A true JPS59100204A (ja) | 1984-06-09 |
Family
ID=16598172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21097282A Pending JPS59100204A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 熱風炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59100204A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005325446A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-11-24 | Nippon Steel Corp | 熱風炉の制御方法、制御装置、制御システム、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP21097282A patent/JPS59100204A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005325446A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-11-24 | Nippon Steel Corp | 熱風炉の制御方法、制御装置、制御システム、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
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