JPS6026801B2 - シャフト炉の運転を制御する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシャフト炉の運転を制御するための方法に関す
るものであって、炉の耐火被覆の外側の側表面の温度を
測定してその温度の変化に基づき炉の運転パラメータを
修正する方法に関する。

シャフト炉特に高炉の運転の制御は一般に炉頂のガス分
析、通風圧および高炉の種々な水準におけるガス圧、な
ちびに鋳造された鋳鉄とスラグの分析に基づいて行なわ
れる。他の方法は高炉の上部分の菱入物を観察すること
である。

袋入物の上部分の温度と温度分布、ならびに袋入物の形
態およびその配直、その降下勾配の均一性などを観察し
、これに基づき運転の制御が行なわれている。この方法
は、連続法であろうと不連続法であろうと、炉の内部に
実際に起っている現象についての概略的情報が得られる
に過ぎず、望ましくない現象が起っている場所を稀にし
か確認させない。

これらの欠点を少なくとも一部分矯正するために、青を
利用する方法がある。これは装入物の内部へ音を入射し
てより正確な情報を得るのである。しかしながらこの方
法で得られる情報は極めて局所的にしか有効な結論を引
き出せず、しかもその結論を得るのがむつかしくかつ“
遅鈍”である。

また炉壁の温度を測定する方法もある。

これは、炉の側壁の重要部分を構成している耐火材の好
ましくない過熱を防ぐために該側壁に設けられた冷却箱
または水袷ステーブの冷却水の温度を測定し、これによ
りいくつかの情報を引き出すのである。しかしこれから
得られた情報は極めて定性的なものに蟹つており、炉の
運転の均一性における不規則を極めて明瞭に示さず、ま
た場合によっては穿孔のその他の重大な危険の切迫をも
知らせないものである。本発明は袋入物の全榛周囲の温
度の分布に関する正確な情報を連続的に得ることのでき
る方法を提供することであり、この方法は棚、通風筒ま
たは異常な損耗の場所の形成、存在、位置消滅または移
動を知らせるものである。

本発明によれば、内部耐火被覆の外側の側表面において
水平に延びた一つの帯域を選択し、この帯域内の複数点
で温度を測定し、この帯城の実際の温度分布図を作り、
この温度分布図が時間によって変化するのを観察し、前
記帯域での冷たい区域並びに熱い区域を検出しかっこの
冷たい区域並びに熱い区域が時間によってどのように変
化するのかを検出し、それぞれの時間における前記の実
際の温度分布図をそれぞれの時間における望ましい温度
分布図と比較し、これによって得られた情報により炉の
良好な運転の維持または回復に必要と思われるあらゆる
正しい手段を綾じる方法である。

以下添付の図面を参照して本発明をより具体的に説明す
る。

本発明の方法は第１図に略図的に示す高炉１に適用され
る。

高炉の側壁を幾つかの水平帯域（各帯域は炉の垂直軸線
に直角な二つの水平面の間からなる）に分け、好ましく
は炉腹を含む帯域２において多数の温度測定点が設けら
れる。帯城２では第２図に拡大されて示されている如く
３から８で示された例えば六つの高さで金属板Ｐが全岡
に配置されている。その詳細は第３図に示されており、
金属板Ｐは内部耐火被覆９と熱隔離層１０との間に配置
されている。熱隔離層１０は外部金属外被１１により被
われている。金属板Ｐは冷却流体（例えば水）を通過さ
せる導管１２を垂直方向に備えており、水冷ステーブと
称される。導管１２は適当な接続部１３（例えば屈曲し
得る継手）によって隣接する上下の金属板Ｐへ運通して
いる。各金属板Ｐの内側面の真中には熱電対１４が設け
られており、かくして熱電対１４は内部耐火被覆の外側
の側表面の温度を測定する。なお、この側表面は外部金
属外被１１と直接接触していてもよいが図示では金属板
Ｐおよび熱隔離層１０を介されている。第２図から理解
される如く、温度採取点（すなわち熱電対１４）は帯城
２において上下左右に等間隔を置かれて多数存在する。
第４図を参照して、温度採取点の位置を機軸Ｌで示され
た角度（全周で３６０ｏ）並びに縦軸ｄで示された高さ
（なお高さ日，，比は一つの水平帯域２を限定している
）で示し、各温度採取則こおける温度を第４図の該当位
置に記し、温度分布図を作りその等温点を連結して等温
曲線を画く。かくして得られた第４図の温度分布図はあ
る時刻における、帯城２の温度分布を示す。第４図につ
いて更に説明すると、１００℃から４００℃まで５０℃
の間隔で等温曲線が画かれており、この帯城２の大部分
の区域は約１００ｑ０から１５０ｑｏの温度であること
が判る。

そしてこれらは非常にゆるやかな温度変化である。この
ことから帯城２の区域の冷却は効果的であり実質的に均
一である。つまり、炉のこれら区域においては異常はな
いということが判る。ところで帯域２の上部（高さＱ）
において約４００℃に達する区域が二つあり、その付近
の温度勾配は急激である。なお、これら区域の一つは機
軸Ｌのｏｏ（または３６０ｏ）のところであり、他の一
つは１２００のところである。かかる熱い点の発生は棚
（ｈａｎｇｎｇ：炉壁に集積した袋入物主に炭素質物質
）の急激な脱落によるかあるいは菱入物中における局所
的なガス流通によるものである。そのいずれによるかは
温度分布図の変化（時間による）を検討することにより
判明するのである。いずれにしてもそこでは冷却系統は
その抵抗限界を越えて働かされる危険を冒している事実
に注意する必要がある。第４図では特に冷たい区域が現
われていないが、冷たい区域の発生は内部耐火被覆に大
きな棚（ｈａｎｇｉｎｇ）がついているかあるいは上昇
ガスがその付近を十分に循環していないことによるもの
である。

棚の形成は壁厚を徐々に増大させて０．４ｑｏ／分のオ
ーダーまたはそれより低いオーダーで温度を減ぜしめ、
逆に棚の除去は３．ギ○／分またはそれ以上のオーダで
急激な温度上昇となる。

かかる温度変動は本発明による温度分布図の時間的経過
を観察することにより判明する。従ってかかる温度分布
図を検討することにより次の結論を引き出すことが出来
る。

温度分布は理想的には装入物およびその反応の均一部分
並びに冷却箱による水冷ステーブの制御された冷却に対
応した温度となっているはずであるが、それと比較して
実際の温度分布図が異なっておれば、１ 特に冷たい区
域については、【１１ それら冷たい区域は急速な棚脱
落を引き起こすかも知れない厚い棚の存在を知らせる。

かかる棚脱落は該区域の温度の急上昇によって観察する
ことができる。【２ー それら冷たい区域は上昇ガスが
十分に循環されていない高炉装入物の部分と接触してい
る。このことは該区域が冷たいままに留まっているかど
うかを確認させることができる。‘３｝ それら冷たい
区域は該区域に対して垂直に存在する羽□おける送風の
不十分または事故の結果である。

このことによりこの場所での制御が行なわれるように仕
向けられる。ロ 特に熱い区域については、 ‘１１それら熱い区域は棚脱落が急に起った場所である
。

この脱落はこの区域に熱い徴候が現われたことによって
発見される。■ それら熱い区域はこれに接した装入物
を通るガス空洞の影響を受けている。

このように前記温度分布図を検討することによって得ら
れた異常を矯正するためには、長期的には例えば装入物
の成分および／または分布の修正、および／または短期
的には例えば送風のパラメータまたは炭化水素注入のパ
ラメータの修正が取られる。

かかる修正は単一の温度分布図に基づくものではなく、
時間経過における各時点の温度分布図を多数比較検討し
た結果である。

何故ならば時間による温度分布図の変化は作業員により
多くの情報をもたらし、異常が何によるものであるか知
らせる。従って作業員は最も適当な対策を取ることが出
来るものである。温度分布図ならびにその時間変化の観
察は作業員に更に次の如き情報を与える。

ｍ 高炉の耐火被覆の残留厚みを推定させ、｛２１ 高
炉の内部を上昇するガスの分布の均一性と分布を推定さ
せ、脚 高炉内の装入物の溶融区域の位置をほぼ推定さ
せる。

要するに、本発明により高炉の運転の規則性の一つの正
確な制御が得られ、また、例えば運転停止、冷却系統の
過失などのような高炉の運転事故をこれら異常の出現の
最初の段階から認めさせるのに役立つ。

本発明の方法を上記の如く一実施例でもつて説明したが
、本発明の方法の本質は以下のとおりである。

すなわち、本発明の方法の本質は、シャフト炉の炉壁の
少なくとも一つの水平帯域（例えば高さ日，と日２との
間であって３６００ にわたって炉のまわりに延びたも
の）における内部耐火被覆の外側の側表面の温度を測定
する温度センサー（探針）を用いること；この温度セン
サーにより周期的にまたは連続的に温度を測定すること
；これら測定の結果として前記帯城の時々刻々の自記温
度分布図を作ること；前記温度分布図に現われた熱い区
域または冷たい区域並びに時間的にそれらが変化する状
態から前記帯城に相当する炉内の状態を推定すること；
および前記温度分布図上に認められる異常を消失させる
ために、有用と判断されるあらゆる手段を、菱入口付近
または送風口付近および場合によってあり得る注入口付
近において、または同時にそれら二つの場所において、
取ることである。

本発明の方法の有利な一つの変法によれば、自記温度分
布図の作製に続いて、この温度分布図の解釈を容易なら
しめるため等温曲線がその上に描かれる。

温度センサーは考案されている帯城において規則正しく
分布され、かつ例えば水冷金属板（水冷ステーブ）の内
面に配置され、そして好ましくは内部耐火被覆と外部金
属外被との間に置かれ、前記水冷金属板は前記帯城にお
いて一つの完全な全周を形成するように互いに隣り合わ
せに配置されるのが好ましい。

前記帯城は炉壁のどの高さであってもよいが、高炉の場
合では炉腹を含むように取られるのが有利であり、また
この区域の上下に各一つの他の帯城が位置しているのが
好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される炉１を図式的に示す図であ
る。 第２図は第１図の帯城２に配置された金属板Ｐの配列状
態を拡大して示す図である。第３図は金属板Ｐおよび熱
電対１４が炉墜に配列されている状態を示す垂直断面、
水平断面および側面断面を示す図である。第４図は熱電
対１４によって得られた帯城２の温度分布図を示す図で
ある。なお図中１は高炉、２は炉腹を含む一つの帯城、
３〜８は帯城２を拡大した六個の高さ、９は内部耐火被
覆、Ｐは水冷ステーブ、１０は熱隔離層、１１‘ま外部
金属外後、１４は熱電対を示す。 第１図第３図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部金属外被と内部耐火被覆とからなるシヤフト炉
   の運転を制御する方法において、前記内部耐火被覆の外
   側の側表面において水平に延びた一つの帯域を選択し、
   この帯域の複数点で温度を測定し、この帯域の実際の温
   度分布図を作り、この温度分布図の時間による変化を観
   察し、前記帯域に形成された冷たい区域並びに熱い区域
   を検出し同様にこの冷たい区域並びに熱い区域の時間に
   よる変化を検出し、それぞれの変化の前記の実際の温度
   分布図をそれぞれのその変化の望ましい温度分布図と比
   較し、それぞれ時間による変化の間で前記の二つの温度
   分布図の間のいかなる差をも消すように少なくとも一つ
   の炉の運転パラメータを修正することを特徴とするシヤ
   フト炉の運転を制御する方法。 ２ 前記シヤフト炉は高炉である特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ３ 前記温度分布図に等温曲線を画く特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の方法。 ４ 前記外部金属外被と内部耐火被覆との間に水冷ステ
   ーブが、前記帯域の前記側表面全部を覆うように、配置
   され、この水冷ステーブと前記内部耐火被覆との間で温
   度探針が、前記帯域の前記側表面に規則的に、配置され
   ている特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項
   に記載の方法。