JPS62164806A - 熱風炉の操業方法 - 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】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は熱風炉の操業方法に係り、詳しくは、熱風炉蓄
熱室煉瓦の保全および熱効率の向上をはかった熱風炉の
操業方法に係る。

従　　来　　の　　技　　術 熱風炉は高炉への送風に熱を与えて高温とするための蓄
熱式熱交換器であり、送風に熱を与える蓄熱室と、蓄熱
室を加熱する燃焼室とから構成され、普通、高炉１基に
対して３〜４基設置されている。

第４図は蓄熱室１と燃焼室２とを別個に備える外燃式熱
風炉であるが、この他に蓄熱室と燃焼室とを同一円筒鉄
皮内に収容した内燃式熱風炉もあり、何れの熱風炉にお
いても、蓄熱室には穴のあいた多くの蓄熱煉瓦が積まれ
ている。

近年、高炉への送風温度は高温化し、それに伴ない熱風
炉の蓄熱煉瓦として高温領域における耐荷重軟化性の優
れた珪石煉瓦が使用されるようになった。この際、高温
領域は蓄熱室の上部側になるので、蓄熱煉瓦の上部側に
珪石煉瓦が積まれることになる。例えば、第４図の外燃
式熱風炉の蓄熱室１について示すと、３が珪石煉瓦であ
り、下部側には通常の蓄熱煉瓦４が積んである。

第４図に示す外燃式熱風炉の操作を説明する。

空気弁５およびガス弁６を開いて燃焼を開始すると、燃
焼で生じた高温ガスは燃焼室２、蓄熱室１を通過し、煙
道弁８から炉外へ排出される。この間に蓄熱室１内の蓄
熱煉瓦と高温ガスとの間に熱交換が行なわれ蓄熱される
。蓄熱煉瓦が所定の温度に達したら、空気弁５およびガ
ス弁６を閉じて燃焼を停止すると共に煙道弁８を閉じる
（燃焼期）。

続いて、送風弁９および熱風弁１０を開いて蓄熱室１に
送風して高温の蓄熱煉瓦と熱交換させ燃焼室２を経て熱
風弁１０から高炉へ熱風を供給する（送風期）。

上述のように、熱風炉は高炉１！１に対して通常３〜４
基あり、これらの熱風炉を互いにその時期をずらせて交
互に送風あるいは燃焼状態とすることによって高炉へ所
定温度の熱風を連続的に送風するようになっている。

すなわち、熱風炉は蓄熱型の熱交換器であるため、１つ
の熱風炉のみで見れば、燃焼期（蓄熱期）、送風期（放
熱期）の繰り返しがあり、蓄熱室内にある煉瓦は高温、
低温の繰り返しが生じるが、珪石煉瓦は高温では熱膨脹
率変化が少なく、耐スポーリング性が高く、非常に耐久
性が良いため、高温送風操業に特によく使用されている
。

しかし、最近、高炉ではオールコークス操業へ移行する
ようになり、高炉への送風温度が下がり、その帖渠、熱
風炉も蓄熱室内；８度を下げざるを得なくなった。この
場合、珪石煉瓦は温度変化に弱い温度域があるので、こ
れを避けつつ高効率操業をすることが必要である。

そこで、珪石煉瓦の温度に対してはスポーリングを起こ
さない温度下限（ＴＬＯ）を例えば６００℃と決め管理
していたが、このような管理では珪石煉瓦温度が下げら
れず、排ガス温度が下がらないため、熱効率の向上が期
待できない。

発明が解決しようとする問題点 本発明はこれらの問題点を解決することを目的とし、具
体的には、珪石煉瓦のスポーリングを生じることなく、
排ガス温度を下げ熱効率を向上することのできる熱風炉
の操業方法を提供することを目的とする。

〈発明の構成≦ 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 本発明は、熱風炉蓄熱室の蓄熱煉瓦として使用されてい
る珪石煉瓦積の下端煉瓦の熱膨脹率変化を０．１％以内
に抑えて熱風炉を操業する口とを特徴とする。

すなわち、本発明者等はこの問題について種々検討した
結果、煉瓦のスポーリングは熱膨張率の変化が大きい時
に生じる現Φであって、温度そのものへの依存度は小さ
いことから、熱膨張率の変化に看目し、本発明を完成し
たものであって、珪石煉瓦のスポーリングを生じない熱
膨張率の変化小（Δε）を従来の操業実績および実験よ
り求め、これをΔε０とすると、低温送風操業において
も、この値をΔε０以下に保持する操業を行なえば珪石
煉瓦下端温度ｆＴ、　）を相当下げることができ、排ガ
ス温度（Ｔｗ）が下がり熱効率が上昇することになる。

また、高温送風操業においてもΔε〈△ε０およびＴＬ
　＞ＴＬＯの両条件を併用して操業を行なえばスポーリ
ングを生じない、より厳密な設備管埋および熱管理がで
きることになる。

以下、図面を用いて本発明の構成ならびに作用について
説明すると、次の通りである。

第１図は送風温度を下げたオールコークス操業高炉の熱
風炉における珪石煉瓦積の下端に設けた温度計Ａ（第４
図参照）による実７１Ｉ温度（曲線ａ）、計篩で求めた
珪石煉瓦温度（曲線ｂ）および計鐸で求めた送風空気温
度（曲線Ｃ）の推移を示したグラフであり、第２図は珪
石煉瓦温度と熱１１ｉｉｌ脹率との関係を示したグラフ
であって、２００〜３００℃付近に珪石煉瓦の変態に伴
なう大ぎな体積膨張変化があることが分る。

従来からスポーリングを生じない温度（ＴＬｏ）として
は６００℃が採用され、珪石煉瓦を６００℃以上に保つ
ように操業されてきた。第２図において、６００℃以上
の温度領域の熱膨張率は温度の上昇と共に１．２１％か
ら１．３０％に増加し、１．３０％で飽和値に達してい
る。従って、スポーリングしない熱Ｉｆｉ１服率の変化
小Δε０はΔεｏ＝１．３０％−１，２１％＝０．０９
％≠０．１％となる。

また、第１図の曲線ａから、珪石煉瓦積下端の温度領域
は４００〜６５０℃であるが、この場合でも珪石煉瓦の
スポーリングが生じていない。これはΔε０が０．１％
以下に保持されているためと考えられ、この値を保持し
ながら操業すれば珪石煉瓦はスポーリングしないことを
裏づけでいる。言いかえれば珪石下端温度を下げて送風
操業できる。

第３図は一定送風条件下で熱風温度に対し、ドーム温度
をどのように設定すれば珪石下端温度、ギッター受金物
および空気比の各条件を満足しながら操業できるかを示
したもので、図中、一点鎖線はモデル計算で求めた熱効
率ηを示したものである。送風温度を下げると、珪石煉
瓦下端温度下限曲線■に沿ってドーム温度を下げなけれ
ばならず熱効率も低下する。しかし、熱膨脹率変化（Δ
ε）が０．１％以下という制限曲線ｎを用いればドーム
温度を上げることができ熱効率は上昇する。

実施例 以下、実施例により更に説明する。

第４図の蓄熱室珪石煉瓦下端部４点に設置した熱電対で
測定された最高温度と最低温度を第２図の膨張率曲線に
あてはめて、それぞれの熱膨張率を読み取り、その差Δ
εを求め、０．１％以上であればドーム温度を下げ、０
．１％以下であればドーム温度を上げて熱膨脹率変化中
を０．１％以下に保つように操業する。

このように操業することにより、第３図に示したように
、従来の珪石煉瓦下端温度をある限界以上に保つ方法（
第３図曲線ｍ）に比べ本法（第３図曲線ｎ）は送風温度
に対するドーム温度設定範囲が広くなるため、低温送風
でもドーム温度は高温度のまま設定でき、その結果、排
ガス温度が下り熱効率は上昇する。

また、送風温度を変えない場合も本法によれば熱効率が
上昇する。例えば、１１５０℃送風の場合、従来法では
ドーム温度１３４０℃、熱効率が８４．６％であるが、
本方法によれば、ドーム温度１４２０℃、熱効率８Ｇ、
８％となり、２．２％の熱効率向上が期待できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は、熱風炉蓄熱室の蓄熱煉
瓦として使用されている珪石煉瓦積の下端煉瓦の熱膨脹
率変化を０．１％以内に抑えて熱風炉を操業することを
特徴とする熱風炉の操業方法であって、本方法によれば
、送風温度に対するドーム温度設定範囲が広くなるため
、低温送風でもドーム温度は高温に設定でき、その結果
、排ガス温度が下り、熱効率を上昇する口とができ、省
エネルギーに大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃焼・送風サイクルにおける蓄熱室珪石下端煉
瓦の温度変化を示すグラフ、第２図は珪石煉瓦の膨張曲
線を示すグラフ、第３図は熱風炉操業可能範囲を示すグ
ラフ、第４図は外熱式熱風炉の一例を示す縦断面図であ
る。 符号１・・・・・・蓄熱室　　　　２・・・・・・燃焼
至３・・・・・・珪石煉瓦　　　４・・・・・・蓄熱煉
瓦５・・・・・・空気弁　　　　Ｇ・・・・・・ガス弁
８・・・・・・煙道弁　　　　９・・・・・・送風弁１
０・・・・・・熱風弁 特許出願人　川１！ｍ！鉄株式会社 代　理　人　弁理士　松　下　義　勝 弁護士　　副　　島　　文　　雄 第１図 ＠２図 レンｎ″温度Ｃｃ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱風炉蓄熱室の蓄熱煉瓦として使用されている珪石煉瓦
   積の下端煉瓦の熱膨脹率変化を０．１％以内に抑えて熱
   風炉を操業することを特徴とする熱風炉の操業方法。