JPH0417607A

JPH0417607A - 高炉操業法

Info

Publication number: JPH0417607A
Application number: JP12204290A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Yamaguchi; 一良山口; Hiromitsu Ueno; 上野　浩光; Kenji Tamura; 健二田村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 1992-01-22

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】（産業上の利用分野）本発明は、高炉の炉腹部から朝顔部にかけて稼動面付近
の温度を検出し、高炉の炉頂装入物分布を調整すること
により、生産性を向上させ、燃料比を低下させた高炉操
業法に関する。

（従来の技術）高炉操業にあっては、炉頂から装入する鉱石とコークス
の比率（０／Ｃと略す）の半径方向分布を調整すること
により、高炉の通気性を確保して生産性を向上させ、か
つガス還元効率の向上をはかり燃料比を低下させている
。

この装入物分布調整にあたり、炉内の装入物降下速度を
検出することは非常に重要であり、とくに高炉の周辺部
の装入物降下速度は高炉の通気性、還元効率をほぼ決定
するので、従来からその検出方法が開発され実用化され
ている。

例えば、特公昭５７−０３１１０４号公報では、鉄鉱石
とコークスの電気抵抗の差を利用した２木のゾンデによ
る装入物降下速度検出方法が開示されている。

また高炉の炉壁部の温度は、高炉の炉熱を示す重要な指
揮となることが従来より知られており、特開昭５３−０
４６４１９号公報では、炉壁部の温度としてステーブク
ーラー温度を用いた高炉操業法が開示されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで従来の高炉操業において、特公昭５７−０３１
１０４号公報に開示されている装入物降下速度検出方法
をはじめ、開発され実用化されている検出方法の測定位
置は炉頂製人物表面より５ｍ程度までの低温領域に限ら
れている。この理由は、炉下部の高温領域になると、電
気抵抗の差を利用した検出の場合は、鉄鉱石とコークス
の抵抗差がなくなり、原理的に検出不可能であるととも
に、センサーを搭載するゾンデの耐熱性に限界があり、
長期的安定稼動できないことによる。しかし、装入物降
下速度は炉下部における検出が重要であり、炉頂部にお
ける装入物降下速度より炉下部の装入物降下速度を推定
することは、この間に５〜６時間のタイムラグがあるこ
とや、炉頂部で周辺部に装入された鉄鉱石とコークスが
そのままピストンフローで炉壁部を降下するとは限らず
、検出精度が悪く、それを用いた装入物分布制御による
生産性向上、燃料比低下には限界があった。

また高炉の炉壁部の温度も、ステーブクーラーやレンガ
に埋めこんだ熱電対による、炉内温度の間接測定である
ため、炉下部の温度ではあるが、検出精度として十分で
はなく、やはりそれを用いた装入物分布制御による生産
性向上、燃料比低下には限界があった。

このように従来の高炉操業は、生産性向上、燃料比低下
をはかろうとしたときに、炉下部を検出する精度よい測
定手段がないため、装入物分布制御技術が有効に活用さ
れていない。

そこで本発明は、炉下部における装入物降下速度、炉内
温度を直接検出し、それを用いて装入物分布制御を行う
ことにより、生産性向上、燃料比低下を達成することを
目的とする。

（課題を解決するための手段および作用）本発明の高炉
操業法は、その目的を達成するために、高炉の炉腹部か
ら朝顔部にかけて稼動面付近の温度を検出し、該温度の
周期的変化より装入物降下速度を算出し、該温度および
装入物降下速度があらかじめ設定した範囲に入るように
、炉頂から装入する炉周辺部の鉱石とコークスの比率を
調整することを特徴とする。

本発明における高炉の炉腹部から朝顔部にかけての稼動
面付近の温度の検出方法を第４図に示す。第４図におい
て、１は高炉鉄皮、２はレンガ、３は耐熱性のある合金
製保護管、４は駆動式ゾンデ、５は熱電対、６は遮断弁
を示し、ａ部は炉腹部より合金製保護管に挿入した熱電
対を外部から炉内に挿入し、その保護管の先端を稼動面
付近に位置させる方法を示し、ｂ部は朝顔部の開孔部よ
り駆動式ゾンデ（熱電対内蔵）を挿入し、測定するとき
にそのゾンデ先端を稼動面付近に位置させる方法を示す
。

本発明の方法は第４図に示すように、炉下部（炉腹部か
ら朝顔部）の稼動面付近に、耐熱性のある合金製保護管
に挿入した熱電対を外部から炉内に挿入し、その保護管
の先棒を稼動面付近に位置させる方法（ａ部参照）、お
よび駆動式ゾンデ（熱電対内蔵）を高炉の炉腹部から朝
顔部にかけての開孔部より挿入し、測定するときにその
ゾンデ先端を稼動面付近に位置させる方法（ｂ部参照）
による。

本発明において稼動面とは、熱電対の先端部を炉壁から
５ｃｍ以内に挿入して測定するので、この範囲をいう。

これらの方法により高炉の炉腹部の稼動面付近の温度を
測定すると、例えばある高炉の場合、第１図に示す測定
結果が得られた。第１図において、横軸は経過時間、縦
軸は炉腹部稼動面付近の温度を示す。この温度は周期的
変化をしており、ｔはこの周期の谷と谷の間の時間を示
す。

高炉の炉下部（炉腹部から朝顔部）の稼動面付近の温度
は、この領域を流れるガス温度を直接測定することにな
るから、炉熱の指標として非常に精度がよい。また第１
図に示すようにこの温度（この場合は炉腹部温度）は周
期的変化をしており、炉頂から層状に装入される鉄鉱石
とコークスのうち、炉下部で鉄鉱石だけが軟化融着する
ためこの部分の通気性が悪くなり、温度が低下するもの
で、交互に降下する鉄鉱石とコークスにしたがって周期
性をもっている。この周期の谷と谷の間の時間ｔ　（ｍ
ｉｎ）を測定し、（１）式により装入物降下速度が計算
できる。

（装入物降下速度、ｍ／ｍ１ｎ）　＝（コークス装入量、トン／回）Ｘ（コークス　圧縮率、
！￥）／ｌｏｏ　／（（センサー取付は位置の高炉断面
積、ｍ２）ｘ（コークス嵩密度、トン／ｍ３）ｘｔ）　
　　・・・（１）コークス圧縮率は通常８０％を用いる
。このようにして求めた装入物降下速度は、炉下部の直
接測定データをベースにしているので非常に精度がよい
。

この精度よい炉下部の稼動面付近の温度、および装入物
降下速度を装入物分布制御によ）、一定範囲に維持する
には次のようにする。すなわち、稼動面付近の温度が高
いときおよび装入物降下速度が遅いときは、炉の周辺部
のＯ／Ｃを低下させることを基本として、該温度および
該降下速度が一定範囲を外れたときの、炉の周辺部のＯ
／Ｃのアクション方向を第１表に示す。

本発明において、炉周辺部とは炉壁から１．０ｍ以内を
いう。

＄１表発明者らは高炉の炉下部（炉腹部から朝顔部）の稼動面
付近の温度を測定し、その温度の周期的変化より（１）
式にしたがって装入物降下速度を算出して、炉周辺部０
７Ｃを増減する操業試験を実施して、温度および装入物
降下速度と炉周辺部０７Ｃとの関係を追跡した。本発明
はそれらの試験の結果得られた方法であフて、温度およ
び装入物降下速度が基準値を外れたとき、第２図、第３
図に示すように基準値からの変化量と基準値に戻すため
の炉周辺部０／Ｃの変化量の関係を用いて、高炉の炉下
部（炉腹部から朝顔部）の稼動面付近の温度および装入
物降下速度が一定になるように炉周辺部０７Ｃを調整す
ることにより、高炉操業が安定し、生産性向上、燃料比
低下を達成することができる。

温度および装入物降下速度の制御すべき一定範囲は、そ
の高炉の好調な操業状態のときを参考にして、炉別に定
めるものとする。また炉の周辺部のＯ／Ｃの変化量につ
いても、当該炉の操業試験等を実施して炉別に定めるも
のとする。

（実　施　例）以下実施例により本発明の特徴を具体的に説明する。

実施例１朝顔部稼動面付近に耐熱性のある合金製保護管に挿入し
た熱電対を配設し、その温度の周期的変化の谷と谷を通
過する時間（ｔ、ｍ１ｎ）を測定すると、５〜１５分の
値となった。（１）式にコークス装入量＝２５トン／回
、コークス圧縮率＝８０％、センサー取付は位置の高炉
断面積＝１３５ｍ’、　　コークス嵩密度＝　　０．５
　トン／ｍ３を代入して装入物降下速度を計算すると、
０．０５９〜０．０２０ｍ／ｍｉｎとなった。また温度
は１ｏ５ｏ〜１１４ｏ℃の間を変化した。あらかじめ操
業試験で求めた制御範囲として、温度を１０８０〜１１
２０ｔに、装入物降下速度を０．０３０〜０．０５０ｍ
／ｍｉｎに設定しており、炉周辺部のＯ／Ｃは４．０で
操業していた。

温度が１１４０℃と上限を＋２ｏ’ｅを越えたときは、
第２図にしたがって、炉周辺部のＯ／Ｃを４．０から５
．０と＋１．０増加して、８時間経過したら１１２０℃
に戻ったので、炉周辺部のＯ／Ｃをもとに戻した。また
温度が１０５０’Ｃと下限を−３０℃下まわったときは
、第２図にしたがって、炉周辺部のＯ／Ｃを４．０から
２．５　と−１，５減少して、９時間経過したら１０８
０ｔに戻ったので、炉周辺部の０／Ｃをもとに戻した。

装入物降下速度が０．０２０ｍ／ｍｉｎと下限を−０，
０１０ｍ／ｍｉｎ下まわったときは、第３図にしたがっ
て、炉周辺部のＯ／Ｃを４．０から５．３と＋１．３増
加して、８時間経過したら０．０３０ｍ／ｍｉｎに戻っ
たので、炉周辺部のＯ／Ｃをもとに戻した。また装入物
降下速度がＱ、０５９ｍ／ｍｉｎと上限を＋０．００９
ｍ／ｍｉｎ越えたときは、第３図にしたがって、炉周辺
部の０７Ｃを４．０から２．９　と−１，１減少して、
７時間経過したら０．０５０　ｍ／ｍｉｎに戻ったので
、炉周辺部のＯ／Ｃをもとに戻した。

温度、装入物降下速度の両方が外れているときは、まず
装入物降下速度を制御範囲に入るように炉周辺部のＯ／
Ｃを調整し、その後温度を制御範囲に入るように炉周辺
部のＯ／Ｃを調整した。

実施例２炉腹部稼動面付近に駆動式ゾンデ（熱電対内蔵）を設置
し、その温度の周期的変化の谷と谷を通過する時間（ｔ
、ｍ１ｎ）を測定すると、４〜１２分の値となった。（
１）式にコークス装入量；２５トン／回、コークス圧縮
率＝８０％、センサー取付は位置の高炉断面積＝　１４
５ｍ’　　コークス嵩密度＝　０．５）ン／ｍ３を代入
して装入物降下速度を計算すると、０．０６９〜０．０
２３ｍ／ｍｉｎとなった。また温度は９６０〜１０５０
℃の間を変化した。

あらかじめ操業試験で求めた制御範囲として、温度を　
９８０〜１０２０℃に、装入物降下速度を０．０３０〜
０．０５５ｍ／ｍｉｎに設定しており、炉周辺部のＯ／
Ｃは４．１で操業していた。

温度が１０５０℃と上限を＋３０℃越えたときは、第２
図にしたがって、炉周辺部のＯ／Ｃを４．１から５．６
　と＋１．５増加して、９時間経過したら１０２０℃に
戻ったので、炉周辺部の０／Ｃをもとに戻した。また温
度が９６０℃と下限を−２０℃下まわったときは、第２
図にしたがって、炉周辺部の０／Ｃを４．１から３．１
　と−１，０減少して、７時間経通したら９８０℃に戻
ったので、炉周辺部の０７Ｃをもとに戻した。

装入物降下速度が０．０２３ｍ／ｍｉｎと下限を−０，
００７ｍ／ｍｉｎ下まわったときは、第３図にしたがっ
て、炉周辺部のＯ／Ｃを４．１から４．９と÷０．８増
加して、７時間経過したら０．０３０ｍ／ｍｉｎに戻っ
たので、炉周辺部のＯ／Ｃをもとに戻した。また装入物
降下速度が０．０６９ｍ／ｍｉｎと上限を＋０．０１４
ｍ／ｍｉｎ越えたときは、第３図にしたがって、炉周辺
部のＯ／Ｃを４．１から２．４　と−１，７減少して、
１０時間経過したら０．０５５ｍ／ｍｉｎに戻ったので
、炉周辺部のＯ／Ｃをもとに戻した。

実施例３朝顔部稼動面付近に耐熱性のある合金製保護管に挿入し
た熱電対を配設し、炉腹部稼動面付近に駆動式ゾンデ（
熱電対内蔵）を設置し、その温度の周期的変化の谷と谷
を通過する時間（ｔ、ｗｉｎ）を測定すると、それぞれ
朝顔部５〜１４分、炉腹部４〜１１分の値となった。（
１）式ニコークス装入量＝２５トン／回、コークス圧縮
率＝８０％、センサー取付は位置の高炉断面積＝　１３
５ｍ２（朝顔部）　、１４５ｍ２（炉腹部）、コークス
嵩密度＝　０．５）ン／ｍ３を代入して装入物降下速度
を計算すると、それぞれ朝顔部０．０５９〜（１，０２
１ｍ／ｍｉｎ　、炉腹部０．０６９〜０．０２５ｍ／ｍ
ｉｎとな）た。

また温度はそれぞれ朝顔部１１００〜１２００℃、炉腹
部９９０〜１１１０℃の間を変化した。あらかしめ操業
試験で求めた制御範囲として、温度を朝顔部１１３０〜
１１７０℃、炉腹部１０３０〜１０７０℃に、装入物降
下速度を朝顔部０．０３０〜０．０５０ｍ／ｍｉｎに、
炉腹部０．０３５〜０．０５５ｍ／ｗｉｎに設定してお
り、炉周辺部の０７Ｃは３．９で操業していた。実施例
１、実施例２と同様な炉周辺部のｏ／Ｃを、まず炉腹部
の温度、装入物降下速度をあらかじめ操業試験で求めた
制御範囲に入るように調整し、その後朝顔部の温度、装
入物降下速度をあらかじめ操業試験で求めた制御範囲に
入るように調整した。

いずれの場合も、第２表に示すように、比較例に対比す
ると、出銑量が多く、燃料比が低くなっている。

比較例は従来のように炉腹部レンガに埋めこんだ熱電対
による温度を測定すると、１００〜２００℃の間を変化
した。あらかじめ操業試験で求めた制御範囲として、温
度を１５０±２０℃に維持するように炉周辺部の０／Ｃ
の調整を行った操業例である。第２表に示すように、実
施例１〜３に比べると、出銑量が少なく、燃料比が高い
。

第２表（発明の効果）以上説明したように、本発明においては、高炉の炉ａｍ
から朝顔部にかけての稼動面付近の温度および装入物降
下速度を一定に維持するように炉頂装入物分布を調整す
ることにより、高炉が安定的に稼動し、生産性向上、燃
料比低下をはかることができ、安定した溶銑供給が可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の高炉操業法で使用する、高炉の炉腹
部温度の周期的変化の例を示す図、第２図は、本発明の
高炉操業法で使用する、炉腹部稼動面付近の温度の基準
値に対する変化幅と炉周辺部０７Ｃの変化幅との関係を
示す図、第３図は、炉腹部製入物降下速度の基準値に対
する変化幅と炉周辺部ｏ７ｃの変化幅との関係を示す図
、第４図は、本発明の高炉操業法で使用する、高炉縦断
面における炉腹部から朝顔部にかけての稼動面付近の温
度測定装置を示す。１・・・高炉鉄皮　　　　２・・・レンガ３・・・合金
製保護管　　４・・・駆動式ゾンデ５・・・熱電対　　
　　　６・・・遮断弁第２図第１図炉腹部稼動面付近の温度の基準値に対する変化幅（”Ｃ）第３図経過時間（分）基準値に対する変化幅（ｓ／ｍｉｎｌ

Claims

【特許請求の範囲】

１　高炉の炉腹部から朝顔部にかけて稼動面付近の温度
を検出し、該温度の周期的変化より装入物降下速度を算
出し、該温度および装入物降下速度があらかじめ設定し
た範囲に入るように、炉頂から装入する炉周辺部の鉱石
とコークスの比率を調整することを特徴とする高炉操業
法。