JPH0718311A

JPH0718311A - 高炉の操業方法

Info

Publication number: JPH0718311A
Application number: JP19187593A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Morimoto; 忍森本; Muneyuki Higuchi; 宗之樋口; Tetsuzo Haga; 徹三芳我; Yoshiyuki Matsuoka; 芳幸松岡; Masayoshi Takao; 正義高尾
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1995-01-20
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JP2889088B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高炉において操業変動があった場合、短時間
で、且つ、精度よく、その変動に応じた高炉々況を造り
込むことにより、生産性良く、低燃料費で高炉を操業す
る。【構成】炉頂部から焼結鉱、鉄鉱石、ペレット等の鉄
源とコークスを交互に装入し、且つ、炉下部の羽口から
熱風を吹き込みつつ高炉を操業する方法において、下式
で示すＭを１６〜２０に維持するように前記炉頂部から
装入する鉄源量から決まる鉄源の平均層厚Ｔ₀ 、前記羽
口先における温度Ｔｆ、ボッシュ部におけるガス量Ｗ_BG
の１つ、または、複数を調整する高炉操業方法。Ｍ＝Ｋ・Ｔｆ・Ｗ_BG／Ｔ₀ ［但し、Ｋは定数］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は安定した高炉の操業を行
う方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉々内には、炉頂部から焼結鉱、鉄鉱
石、ペレット等の鉄源とコークスを交互に層状に装入
し、高炉炉下部のボッシュ部に設けた羽口から高温の空
気（熱風）を吹込んでいる。この熱風により、羽口先部
分に生じたレースウェーでコークスが燃焼して、高温の
還元ガスが発生する。そして、この発生した高温還元ガ
スはボッシュ部から炉頂に向かって上昇する。炉内を上
昇する高温還元ガスは前記炉頂部から装入した上記鉄源
とコークス等の原料と向流接触することにより、該鉄源
は加熱及び還元反応を受けつつ炉内を降下する。

【０００３】次いで、この鉄源は炉下部の高温域で軟
化、融着して融着帯を形成する。更に、この高温域では
この融着帯が溶融滴下し、銑鉄とスラグとに分離して高
炉々底の湯溜部に溜まる。この湯溜部に溜まった銑鉄と
スラグを定期的又は連続的に出銑口から炉外に抽出する
ものである。

【０００４】このような高炉に於いて、低燃料比で安定
した高炉の操業を行うために従来より、例えば特公昭５
７−５１４４３号公報で提案のように、高炉々壁の円周
方向及び高さ方向のおける温度分布、または炉壁の熱負
荷分布を測定することにより前記融着帯の形状、位置を
検知し、その融着帯を操業状態に合った形状、位置に制
御する方法が一般的に行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この融着帯の
形状、位置を制御する方法は通常操業の場合は非常に有
効な手段であるが、操業変動時（休風立ち上げ時、増産
移行時、減産移行時等）は有効に対応できないものであ
る。即ち、この融着帯の制御は、主として、炉内に装入
する装入物の装入分布を調整して、炉内ガス流分布を変
更することによって行われることから、その変化速度は
緩やかである。このため、前記操業状態に合った融着帯
に造り込むまでには長時間を有するものであった。

【０００６】しかして、高炉において操業変動がある
と、前記融着帯をその変動した操業状態に適した形状、
位置に早急に造り込むことが、生産性良く、且つ、低燃
料比で高炉を操業する上で重要である。しかし、融着帯
の形状、位置は千差万別に変化することから、この変化
する状態に対応して、それに適した操業状態にすること
は困難であることから、融着帯の形状、位置の組み合せ
を数個に区分し、この区分を基に装入物の装入分布を調
整しており、調整制御が粗いものであった。

【０００７】本発明は、高炉において操業変動があった
場合、短時間で、且つ、精度良く、その変動に応じた炉
況にすることにより、生産性良く、低燃料比で高炉を操
業する事を課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、その手段１は炉頂部か
ら焼結鉱、鉄鉱石、ペレット等の鉄源とコークスを交互
に装入し、且つ、炉下部の羽口から熱風を吹き込みつつ
高炉を操業する方法において、前記炉頂部からの鉄源投
入量から決まる炉内装入鉄源の平均層厚、前記羽口先に
おける温度、ボッシュ部におけるガス量の１つ、又は、
複数を調整して下記（１）式で求まる値を１６〜２０に
維持する高炉の操業方法である。

【０００９】Ｋ・Ｔｆ・Ｗ_BG／Ｔ_O ・・・（１）但し、Ｔｆ：羽口先温度（℃）、Ｗ_BG：ボッシュガス量
（Ｎｍ³ ／分）、Ｔ_O ：炉内装入鉄源の平均層厚（ｍ
ｍ）、Ｋ：高炉の送風羽口からストックラインまでの高
炉内容積（実行内容積）の逆数。

【００１０】なお、前記炉内装入鉄源の平均層厚Ｔ_O は
（１チャージの鉄源装入重量×比重）／（高炉の炉腹部
の横断面積）から求めたものである。また、前記羽口先
温度Ｔｆは羽口先に生じるレースウェーの温度であり、
これは送風量ＶＢ、送風湿分量ＶＢ_H2O 、酸素富化量Ｏ
₂ 、微粉炭吹込み量ＰＣ、送風温度ＴＢを制御因子とす
るものであって、特別な式を使用することなく公知の
式、例えば、下式（ａ）で求めることができる。Ｔｆ＝１５５９＋０．８４×ＴＢ−６．０×ＶＢ_H2O ＋
４９７２×（Ｏ₂ ／ＶＢ）−Ｋ₁ ×ＰＣ・・・（ａ）但し、Ｋ₁ ：微粉炭の銘柄により変わる発熱係数であ
る。

【００１１】更に、ボッシュガス量Ｗ_BGはボッシュ部を
上昇するガス量であり、これは送風量ＶＢ、酸素富化量
Ｏ₂ 、送風湿分ＶＢ_H2O 、富化酸素湿分Ｏ_H2O 、吹込み
微粉炭湿分ＰＣ_H2O 、微粉炭中の窒素分ＰＣ_N2と水素分
ＰＣ_H2と酸素分ＰＣ_O2、装入コークス中の窒素分Ｃ_N2を
制御因子とするものであって、特別な式を使用すること
なく公知の式、例えば、下式（ｂ）で求めることができ
る。Ｗ_BG＝２ＶＢ＋２Ｏ₂ ＋（ＶＢ＊ＶＢ_H2O ＋Ｏ₂ ＊Ｏ
_H2O ＋ＰＣ＊ＰＣ_H2O ）＊（２２．４／１８）＋ＰＣ_N2
＊ＶＢ＊（２２．４／２８）＋ＰＣ_H2＊ＶＢ＊（２２．
４／２）＋ＰＣ_O2＊ＶＢ＊（２２．４／１６）・・・
（ｂ）

【００１２】本発明者は安定した高炉操業を行うため
に、種々実験・検討した結果、上記（１）式で求めた値
（以下Ｍ値と称する）に着目し、例えば、減産移行時
は、送風量・富化酸素量を減じるため、炉下部から持ち
込まれる溶融還元能力（羽口先温度Ｔｆ×ボッシュガス
量Ｗ_BG）は低下し、高炉々頂から装入鉄源量、即ち、平
均層厚Ｔ_O が一定ならばＭ値は低下する。このままの状
態で操業すると、減産移行後、１〜２ヶ月は持ちこたえ
ているが、その後、炉下部・炉芯が不活性となり、炉状
況が悪化することが殆どであることが判明した。これは
炉内装入鉄源の平均層厚が前記溶融還元能力に対して過
大のため、鉄源の溶融還元が遅れ、融着帯根部が肥大化
して垂れ下がり通気性悪化、荷下がり悪化、炉芯の汚れ
（炉芯内に溶銑、スラグが混在している現象）に繋がり
炉況不調の原因となるものと推察される。

【００１３】一方、増産時になると、送風量及び／又は
酸素富化量を増加し、燃料比を低減して、その分鉄源の
装入量を増加することで対応しているが、この結果、炉
内装入鉄源の平均層厚Ｔ_O が前記溶融還元能力に対し少
なくなり過ぎて炉体熱負荷上昇、通気性悪化、荷下がり
が悪化するものと推察される。又、燃料比低減を指向し
た操業時は、１チャージのコークス量を低減して、鉄源
量を増加する結果、前記同様に炉内溶融還元能力に対し
て炉内装入鉄源の平均層厚が極端に大きくなりソリュー
ションロスカーボン（ＳＬＣ）が上昇すると共に水素利
用率ηＨ₂ が低下し、炉下部が不活性となり炉況が悪化
する。更に、特に、Ｍ値が低下している局面で休風を行
い、その休風立ち上がりにおいて、鉄源の平均層厚が極
端に厚いと、炉内への熱風の入り状態が悪く、溶融還元
能力が大幅に低下することから、上記Ｍ値が大幅に低下
する結果、炉況は元の安定した状態に戻らず炉況不調を
惹起させるものと推察される。

【００１４】このように、減産・増産・休風立上時等の
操業変動があった場合に関わらず、通常の操業状態にお
いても安定した状態で高炉の操業を行うためには、適正
Ｍ値を見つける必要がある。このため、本発明者は図１
に示す様に、高炉炉内の装入物のスリップとＭ値との関
係を調査した。この結果、Ｍ値が１６未満、又は、２０
を越えると装入物のスリップ回数が急激に増加すること
が判明した。更に、図２に示すように、炉内の水素ガス
利用率ηＨ₂ と上記Ｍ値の関係を調査した結果、Ｍ値が
１６未満になると急激に水素ガス利用率ηＨ₂ が低下す
ることが判明した。

【００１５】この結果、Ｍ値を１６〜２０に維持するこ
とが、操業変動があった際にも、経済的に、しかも、早
急に安定した炉況にすることができることを見出した。
そして、このＭ値を１６〜２０に維持するために、前記
（１）式に示すように炉内に装入する鉄源の平均層厚、
ボッシュガス量、羽口先温度を単独又は複合して調整す
るものである。そして、この調整のための具体的手段と
しては、上記（ａ）式、（ｂ）式で示した制御因子を用
いるものである。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を表１を参照して詳細に説明
する。

【００１７】

【表１】

【００１８】本例は有効内容積が５２４５ｍ³ 、送風羽
口からストックラインまでの実行内容積が４３１２ｍ³
（前記Ｋ＝２．３×１０^-4）で、羽口から１１０ｋｇ／
ｔ−ｐｉｇの微粉炭を吹込んでいる高炉に適用した例で
ある。

【００１９】実施例１は通常の操業状態において、Ｍ値
が１５となって炉況が不安定となったので送風温度を１
５０℃高くし、羽口先温度を上昇させＭ値を１７として
操業することにより、ソリューションロスカーボン（Ｓ
ＬＣ）が１０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ低減して炉内の還元反応
が良好となり、かつ、水素利用率が４％向上して炉況が
安定し、燃料比が低下した例である。

【００２０】実施例２はＭ値が１５．２となり炉況が不
安定となったため、１チャージの鉄源量を低減し、更
に、１チャージのコークス量を低減すると共に送風量及
び酸素富化量を増加し、且つ、鉄源炉内平均層厚を２０
ｍｍ薄くすると共にボッシュガス量を増加し、羽口先温
度を高くすることにより、Ｍ値を１９．５として操業す
ることにより、ソリューションロスカーボン（ＳＬＣ）
が１０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ低減し、更に、水素利用率が４
％向上して炉況が安定し、燃料比が１０Ｋｇ低減した例
である。

【００２１】実施例３はＭ値が２４．５と高くなり炉況
が不安定となったため、１チャージの鉄源量を増加して
鉄源炉内平均層厚を７０ｍｍ厚くし、Ｍ値を２０として
操業することにより、実施例２同様にソリューションロ
スカーボン（ＳＬＣ）及び水素利用率が向上して、炉況
が安定した例である。

【００２２】実施例４はＭ値が１５．３と低くなり炉況
が不安定となったため、送風量を増加してボッシュガス
量を増加することにより、Ｍ値を１９．１として操業し
た結果、炉況が安定した例である。

【００２３】実施例５は休風立ち上げ途中を示すもので
あり、この休風立ち上げ途中でＭ値が１０．９と低くな
り炉況が不安定になったので、酸素富化量を３０００Ｎ
ｍ³／Ｈ増加し、羽口先温度を高くすると共にボッシュ
ガス量を増加することにより、Ｍ値を１６として操業す
ることにより炉況が安定化し、短時間にして立ち上げを
完了できた例である。

【００２４】

【発明の効果】本発明により、高炉に操業変動があった
場合、短時間で、且つ、精度良く、その変動に応じた高
炉々況を早期に造り込んで安定した炉況を維持する事が
できるので、生産性良く、低燃料比で高炉を操業するこ
とが可能となる等の多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｍ値とスリップ回数の関係を示した図

【図２】Ｍ値と水素ガス利用率の関係を示した図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松岡芳幸大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者高尾正義大分県大分市大字西ノ洲１番地新日本製鐵株式会社大分製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉頂部から焼結鉱、鉄鉱石、ペレット等
の鉄源とコークスを交互に装入し、且つ、炉下部の羽口
から熱風を吹き込みつつ高炉を操業する方法において、
前記炉頂部から装入する鉄源量から決まる鉄源の平均層
厚、前記羽口先における温度、ボッシュ部におけるガス
量の１つ、又は、複数を調整して下式で求まる値を１６
〜２０に維持することを特徴とする高炉の操業方法。Ｋ・Ｔｆ・Ｗ_BG／Ｔ_O 但し、Ｔｆ：羽口温度、Ｗ_BG：ボッシュガス量、Ｔ_O ：
炉内装入鉄源の平均層厚、Ｋ：高炉の送風羽口からスト
ックラインまでの高炉内容積の逆数。