JPS5956503A - 高炉内装入物の水分凝縮防止法 - 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】 本発明は、装入物の降下速度、反応性、通気性などに害
をもたらす炉上段周辺部に於ける装入物層中への水分凝
縮を防止し、高炉の安定な操業を図ることを目的上する
高炉操業法に関するものである。

一般に高炉は、炉頂部から熱源および還元剤としてのコ
ークスと焼結鉱、ベレット等の含鉄原料（以ト“鉱石と
称す）を順次装入すると共に炉下部から７２００℃前後
の加熱空気を送風しコークスを燃焼させて銑鉄を精錬す
べく操業を行っている。

かかる高炉内において炉内ガスは、第１図Ａに示すよう
に炉下部の羽目部で！θθθ℃以十の温度に達するが、
順次炉内装入物中ヲ」二昇する間に鉱石との還元反応と
共に装入物との間に活発ｄ熱交換が行われ、炉頂部では
７５６〜．．２５０℃に寸で低下する。

しかるに、最近は高炉における燃料消費量の低量の低減
が計られている。例えば、特開昭Ｓ＜／−７７θθグ号
公報には、焼結鉱の還元強度を向」〕せしめる技術が開
示されており、特開昭ｓｔｉ−ｇ６ｔｉθ！号公報には
、還元強度を低下させることなく焼結鉱のスラグ成分を
低減せしめる技術が開示されている。これらの技術は、
高炉へ装入した焼結鉱が、高炉内を降下中に比較的低温
下で粉化する焼結鉱の性質を改善するものであって、高
炉内における通気性を向上せしめ、更に焼結鉱中に含ま
れるスラグ成分を低減しているので、高炉における燃料
消費量を低減することに寄与している。

父、ｔ１寺開昭、５−５−６．２／θ乙シタ公報には、
高炉内における原料層ｊワと原料粉１！−にｔ１目し、
高炉へ装入１″る原料を予め粒度によって複数種類に区
分してお・き、わ′７度の小さい原料奮炉壁側近へ装入
すると共（て炉中）Ｌ・部から炉壁側近までの間におけ
る鉱石どコークスの層厚をはヌ一定とする技術が開示さ
れている３、この技術によれば高炉操業を安定せし７め
、かつ燃半・１消費量τ低ｉ１＋Ｍできる。

−ガ、高炉への原本・Ｉ装入装置についても、べ）ｌ／
式ノモのではムーバブルアーマ−による原本・１の装入
が行われているし、史には特公昭グｇ−、３’１０８：
２月公報に開示されているようにベル式の炉頂装入装置
に代って、炉内に旋回７　ｘ　　ｌ　ｆ有するいわゆる
ベルレス式炉頂装入装置が普及しでおり、所定の原ｔ’
ｌ　ｋ炉内の定めらｉした位置へ装入することが賓易に
行えるようになった。

このように、高炉へ装入する原料の品質や装入方法或は
操業条件の改善と′、炉頂装入装置の改良や機能の強化
により、高炉操業における燃料消費ト１を大幅に減少せ
しめることを可能ならしめだが、以下に述べるような耕
たな問題が生じ当業渚Ｖよその技術的課題の解決に苦慮
している。

即ち、最近の高炉操猶のように装入物品質の向上と高炉
イス１帯設備機能の強化により炉内でのコークス消費量
が大幅に減少してくると、羽１」部で発生する高炉装入
物学位）噂４当たりの炉内ガスｈ１が少なくなる６、こ
のため炉内ガス温度分布は第１図Ｂのように低下し、炉
頂カス温度がｌ１０〜５０℃になることがある。これは
高炉装入物が通常低い温度（，２θ〜ｊθ℃）で装入さ
れることによって生ずる。

炉頂ガス温度がこのように低くなると、装入物とともに
炉内に持込まれた水分−や、炉下部から十昇するガス中
の水蒸気が炉頂部の装入物層中で凝縮する。この凝縮水
分は装入物粒子表面を濡らし、粒子間の空隙を埋め更に
はダストのイ・１着が著しく々る為炉内ガスの通気が悪
化し、ガスと装入物間の伝熱を著しく阻害する４゜この
結果低温領域が炉の下方に広がり、鉱石の還元反応を遅
らせると共に装入物のスムーズな降下を乱し棚吊り、ス
リ。

ゾ、ドロップ等の異花現象が頻発し、高炉の安定操右τ
名しく一１Ｌず、・ 第２図（イ）は、高炉炉頂部（炉内装入物の」二側）で
の炉イト方向のガス温度分布の測定例である。一般に高
炉炉内でのガス流速分布は、炉体保護−１−１炉壁側近
の円周部では流速を抑制し、炉軸側で高流速６・こなる
ように管理されている。こうして第２図（イ）の如＜、
刃炉頂カス温度が炉軸側で高く、炉壁側で低い分布が達
成される。しかし、このためにガス温度の低い炉壁側に
おいて炉内ガス中の水分が、装入物層内で凝縮しやすく
なる。この結果、炉壁近傍では、装入物層の通気性が悪
化し、ガス温度も炉上方まで低くなるため、第３図０）
に示す如く充分に加熱されない原料Ｍが炉内を降下する
ことになる。第ｄ図（ロ）は第２図（イ）と同時に測定
した炉頂ノノスのη。。の炉径方向分布である。η。。

は面炉内の鉱石の還元状況を示す指標で、炉頂ガス中の
成分比ＣＯ２／　（ＣＯ＋Ｃ０２）を意味するが、第３
図（ハ）に；Ｊ、ずように炉壁側に低温の原料層Ｍが形
成された場合６′こは、第３図（ロ）に示すように炉壁
近傍てηｃｆ）がノ、幅Ｕ′こ低下することから炉内の
炉壁近傍に還元の停滞か生じていることが把握できる０
、なお、同図において炉頂１部でもη。。の低下が６３
められるが、これは炉＋Ｉｑ１＋部のガス流速が大きく
、単位鉱石量当たりのガス吊゛か多いために起こる現象
であって通常一般にみられる現象である。

このように、低燃比ケ志向し７た高炉操業法においては
、操業成績が向」−する程炉頂ガス温度の低Ｆによる水
分凝縮現象が部分的に顕在化し、より高いレベルの操業
成績を達成することが困１１ｆｌとなっているＯ このように高炉ガス中の水分の凝縮は、高炉操業に種々
の障害をもたらすが、これを回避するためには炉内に持
込まれる水分量を減少させるか、あるいは炉頂ガス中の
排出水分を増加させる事が必要である。炉内に持込まれ
る水分には、／）炉頂からの装入原料に含まれる水分、
刀　羽１」から熱風と共に持込まれる要分、３）コーク
ス中Ｈ２分や吹込み燃＄：１（重油、微粉炭、ＣＯＧ等
の水素含有燃料）中Ｈ２分が送風羽目で熱Ｊ！を中０２
と反応して生ずる水分などがある。

炉内に持込゛まノｔろ水分量が多く、炉頂ガスに含まれ
て抽出する水分量が少なければ、炉上部の低温領域で凝
縮水分が滞留することになる。凝縮水分ｍを減少させる
方法としては、装入原料中水分の低減及び熱風中の湿分
低減、更には送風用［」への吹込み燃料の低減が考えら
れる。また抽出水分を増加させる方法としては水分の凝
縮しやすい炉上段層辺部を加熱することが考えら７］、
る。

炉上段層辺部に接する装入物層に水分が凝縮すると炉壁
近傍を流れるガス量が少なくなり、装入物の４温が遅れ
ることになる。この為炉壁近傍の装入′吻中に、付着を
助長さぜるカーボン質の微粉物や粘着を助長させるアル
カリ、亜鉛酸化物が沈着するようになる。この結果、炉
中段のシャット部壁１ｎ１にイ・１着物が形成され装入
物の降下異常を舌、起させることになる。

本発明は炉」一段層辺部のガス温度、ガス露点を連続的
に検知し、ガス温度がガス露点より、低下しないように
炉［−１金物の温度を制御し、炉上段層辺部の装入物層
中への水分の凝縮を常てゼロに保つこと金目的とした操
業法である。

以下図面に基づき本発明勿ｉ兄明する０第３図は本発明
に係る炉上段周辺部水分凝縮防市方法の説明図である。

まづ短尺）゛ンテ／で炉−」二段周辺ｊ’９３の温度・
湿分を常時…１１定する。一般に炉」二段の装入物に水
分の凝縮が生じない時ガス路点は、送風湿分とコークス
ｒｌ”Ｈ２／こまって決まり、ガス温度〉ガス露点の関
係が保たれる。しかしながら装入物の含有水分、送風湿
分の増加による炉内持込水分の増加、あるいはコークス
比低減等により炉頂温度か低下し、ガス温度とガス露点
が等しくなれば装入物層中に水分凝縮が生じる。

したがって（ガス温度）−（ガス露点）がｊ℃以ドのま
ま７時間推移すれば、水分凝縮の可能性があると判断し
て流量調節弁、２を開いて炉［−１部に設置した鋳物製
金物３中に循環パイプ７を埋設し、この循環バイブ７内
に高温流体熱媒体を循環させ炉上段層辺部を加熱する。

寸だ加熱能力が不足した時は熱交換器ダの能力を上げて
熱媒体の持つ熱量１月、１ｌｌｌ　ｉ！コの（ｆ’＋！
：（内ｉ’Ｆに笈更なし）　　′ｉ′９　ａ）　Ｊ）。

全１首し、力１１熱ハピカを」臂カロさせる０この粘来
炉上段周辺部のガス温１几、が上昇し、蘭絹水分の蒸発
が促成され、長には乾燥する。この後短、（ゾンデの側
足怜果（ガス温ｊ蓮）−（ガス露点）が／θ゛Ｃ電越え
Ｊしば弁！を閉じて高温流体熱媒体の循ｊ、（）防止め
る。

炉上段層辺部の水分凝縮防止方法の実炉への実施例を別
表及び第９図に示す。

表 測定［−１Ａは本システム稼動前、Ｂが本７ステムの稼
動後であるＯ ＡではコークスＪ七ｆ！ｃ’ｘ乙θｋＬｊ／／ｌ−ｐか
らり、ｆｆθｋｐ／ｌ−ｐに低減するに従って炉頂温度
が低Ｆ’　してきた。

これに伴って炉周上段のガス温度が３０℃まで低下して
ガス露点に寺しくなった。このことは炉壁部に水分凝縮
が生じたことを意味しており、荷下り不順指級も１θ敬
回と増加し、通′気抵抗ｉｌＪニゲ３−と増加し、η。

。は炉頂温度の低下てもかかわらず、グ２％と低下した
。

Ｂでは、ダ／１ｔとｌｙ’ｔ−ｐｉでコークス比を低減
した結果、炉頂温度は７３’Ｃまで低下した。しかしな
がら炉周」一段のガス温度はる９℃とガス露点より３θ
℃高い温度に維持されている。このため炉壁での水分凝
縮は防止されており、荷下り不順指数、通気抵抗、及び
η。。の悪化もみられない。。

このように炉壁部ての水分凝縮に伴う荷下り悪化防止、
通気性維持、η。。の悪化防止に本方法が有効であるこ
とがわかる。

以上に述べたように本発明は最近の低燃竿・［比操呆で
■またに元生した炉周上段の低温ゾーンでの水分凝縮に
由来するトラブルを未然に解消できるものであり、本発
明（（より一層安定した低燃料比操業が可能になっ／こ
。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉内の垂直方向の温度分布を示す図、第２図
（イ）（ロ）（ハ）は、炉頂ガスの温度η。０の炉径方
向分布と、炉内状況との対応を示す図、第３図は本装置
の全体を説明する図、第９図は本発明を実高炉（炉谷ａ
３θθＩＩＩ”）に適用した結果を示ず図。 ／　短尺ゾンデ　　　　Ｓ　コントロールボックス、２
　流畦調節バルブ　４・高　炉 ３　水冷金物　　　　７　・循環パイプダ　熱交換器 ・弔３図 手続補正書（方式） １６第１５８年３　月８”日 ］１ｆ３和５７年特許願第１６６４６２号２、発明の名
称 高炉内装入物の水分凝縮防止法 ３、補正をする省 Φ件との関係　特許出願人 住　＋ｙｒ　　　東京都千代田区大手町２丁目６査３号
（６６５）耕日本製鐵株式会社 氏　名（名称う代衣名　　武　　　１）　　豊４、代　
理　人　Ｔ１０３　　置２４１−０４４１住　所　　東
京都中央区日本橋本町１丁目１４番２号１均第１５８年
２月２２日（発送日） ６、補正の対象 明細書の兄明の詳細な説明の欄 ７補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉（」部に高温流体熱媒体の循環パイプを通じたステー
   プ状の鋳物製金物を設置し、炉」一段層辺部の温度、湿
   １夏の状態に応じて高温流体熱媒体を循環させて、炉十
   段周辺部を加熱することを特徴とする高炉内装入物の水
   分凝縮防止法。