(57)【要約】【課題】羽口から固体還元材と気体還元材を吹き込む操業を行う高炉において、出銑口間の溶銑温度較差が生じた際に、これを速やかに縮小又は解消できる気体還元材吹込み装置を提供する。【解決手段】炉体を囲む気体還元材供給用の複数の環状管１と、各環状管１から複数の羽口ａに気体還元材を供給する供給管２を有し、気体還元材の吹込みを行う各羽口ａに、いずれかの環状管１及び供給管２を通じて気体還元材を供給できるようにした装置であって、炉体周方向で各出銑口ｂの周囲に位置する複数の羽口ａを１つの羽口群Ａとし、各羽口群Ａに気体還元材を供給する供給管系４と、各供給管系４に対する気体還元材の供給を制御する制御手段３を備える。溶銑温度の低い出銑口の周囲に位置する羽口群Ａに対する気体還元材の供給量を選択的に増加させることにより、当該出銑口の溶銑温度を上昇させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽口（ａ）から固体還元材と気体還元材を炉内に吹込む操業がなされる高炉に設置される気体還元材吹込み装置であって、高炉の炉体周方向に沿って設けられる気体還元材供給用の複数の環状管（１）と、該各環状管（１）から複数の羽口（ａ）に気体還元材を供給する供給管（２）を有し、気体還元材の吹込みを行う各羽口（ａ）に、いずれかの環状管（１）及び供給管（２）を通じて気体還元材を供給できるようにした気体還元材吹込み装置において、
高炉の炉体周方向で各出銑口（ｂ）の周囲に位置する複数の羽口（ａ）を１つの羽口群（Ａ）とし、該各羽口群（Ａ）に気体還元材を供給する供給管系（４）と、該各供給管系（４）に対する気体還元材の供給を制御する制御手段（３）を備えることを特徴とする高炉の気体還元材吹込み装置。
【請求項２】
各羽口群（Ａ）は、高炉の炉体平面上において、炉体周方向で出銑口（ｂ）両側に各々位置する１本以上の羽口（ａ）から構成されることを特徴とする請求項１に記載の高炉の気体還元材吹込み装置。
【請求項３】
各羽口群（Ａ）は、高炉の羽口総本数の１０％以上２５％未満の本数の羽口（ａ）から構成されることを特徴とする請求項２に記載の高炉の気体還元材吹込み装置。
【請求項４】
各供給管系（４）は、供給管（４０）と、該供給管（４０）から分岐して羽口群（Ａ）を構成する各羽口（ａ）に導かれる供給支管（４１）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高炉の気体還元材吹込み装置。
【請求項５】
気体還元材の供給本管（６）と、該供給本管（６）から分岐して各環状管（１）に接続される複数の供給管（７）と、供給本管（６）から分岐した供給管であって、各供給管系（４）の供給管（４０）が接続される供給管（８）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高炉の気体還元材吹込み装置。
【請求項６】
制御手段（３）は、供給管（８）に設けられる流量制御弁（３０）及び流量計（３１）と、各供給管系（４）を構成する供給管（４０）に設けられる開閉弁（３２）から構成されることを特徴とする請求項５に記載の高炉の気体還元材吹込み装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の気体還元材吹込み装置を備えた高炉において、
複数の出銑口（ｂ）から出銑される溶銑温度に較差がある場合に、溶銑温度の低い出銑口（ｂ）の周囲に位置する羽口群（Ａ）に対してのみ、供給管系（４）から気体還元材を供給することを特徴とする高炉の操業方法。
【請求項８】
同時期に供給管系（４）から気体還元材を供給する羽口（ａ）の本数が、高炉の羽口総本数の１０％以上２５％未満であることを特徴とする請求項７に記載の高炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体還元材（微粉炭、粒状プラスチックなど）と気体還元材（天然ガス、都市ガスなど）を羽口から炉内に吹込む操業がなされる高炉に設置される気体還元材吹込み装置と、これを用いた高炉の操業方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉において、高出銑比、低還元材操業を達成する手段として、天然ガスや都市ガスなどの気体還元材（還元性ガス）の羽口からの吹込みが行われている。しかし、例えば、体積５０００ｍ３クラスで、羽口送風圧力が４００ｋＰａ以上、羽口数が４０本前後であるよう大型高炉において気体還元材の吹込みを行なう場合、次のような問題がある。すなわち、熱風を熱風本管から熱風環状管に送り、そこからさらに各羽口に設けられた送風ノズルに供給する熱風吹込み装置を用いて気体還元材の吹込みを行った場合、大型高炉は羽口の数も多いため、個々の羽口の吹込みガス量が均一になるように調整することが難しい。さらに、逆火を防止するためにある程度の吹込み速度を確保しなければならないが、高炉が大きくなると炉内圧が大きくなるので、特に、吹込みガス量が少なくなった場合に、この吹込み速度を確保することが困難となる。このため、熱風吹込み装置を用いた気体還元材の吹込みは容易ではない。
【０００３】
このような問題を解決し、安価な設備費で高炉の炉周方向での気体還元材の吹込み量を均等にできる装置として、特許文献１に、高炉の炉体周方向に沿って設けられる気体還元材供給用の複数の環状管と、この各環状管から複数の羽口（気体還元材吹込み用ランス）に気体還元材を供給する供給管を備え、各羽口にいずれかの環状管及び供給管を通じて気体還元材を供給できるようにした気体還元材吹込み装置が示されている。また、この装置では、各羽口への気体還元材（還元性ガス）の吹込み量制御を、各環状管の元配管に設置された流量制御弁で一括制御するようにしている。
【０００４】
また、特許文献２には、上記のような装置構成に加えて、気体還元材供給用の別の環状管と、この環状管から各羽口（気体還元材吹き込み用ランス）に気体還元材を供給する供給管を設けた気体還元材吹込み装置が示され、また、この装置を用いた操業方法として、固体還元材吹込み用ランスが閉塞トラブルなどによって固体還元材の吹き込みが停止した際に、前記環状管及び供給管からの気体還元材の供給により、その羽口（気体還元材吹込み用ランス）に供給する気体還元材の流量を増加させることで、高炉炉況を悪化させることなく、高炉の操業を継続可能とする操業方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０６９９４号公報
【特許文献２】特開２００８−２３１５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示される気体還元材吹込み装置を用いることで、大型高炉であっても、気体還元材を炉体周方向でバランスよく安定して吹込むことができ、吹込量を調節することもできる。また、特許文献２に示される気体還元材吹込み装置を用いることで、ランス先端の閉塞等により固体還元材吹込み用ランスからの固体還元材の吹き込みが停止した場合に、気体還元材吹込み用ランスに供給する気体還元材の流量を増加させることで、羽口先端の理論燃焼温度の上昇を抑制し、高炉炉況の悪化を防止することができる。
【０００７】
大型の高炉は、一般に炉体周方向の４ヶ所に出銑口を有し、対角の２ヶ所の出銑口を出銑滓に使用し、１ヶ所の出銑口は補修を行い、残りの１ヶ所の出銑口は予備の出銑口として待機させるのが一般的である。
高炉の操業では、炉内の鉱石、コークス等の内容物の円周バランスが崩れた際には、出銑滓に使用する２ヶ所の出銑口の溶銑温度に較差を生じる場合がある。溶銑温度は、高いほどスラグの流動性が良く排滓性が良好となるが、高すぎると出銑口周囲の耐火物の損耗を早める問題があり、通常、溶銑温度は１５３０℃以下に管理される。一方、出銑滓に使用する２ヶ所の出銑口のうち、片側の出銑口からの溶銑温度が低下すると、排滓性の悪化により炉内圧が上昇するなど、さらなる炉況悪化につながる。しかし、特許文献１，２に示される装置では、このような問題に対処できない。
【０００８】
したがって本発明の目的は、羽口から固体還元材と気体還元材を炉内に吹込む操業がなされる高炉において、出銑口間の溶銑温度較差が生じた際に、その溶銑温度較差を速やかに縮小又は解消することができる気体還元材吹込み装置及びこれを用いた高炉の操業方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［1］羽口（ａ）から固体還元材と気体還元材を炉内に吹込む操業がなされる高炉に設置される気体還元材吹込み装置であって、高炉の炉体周方向に沿って設けられる気体還元材供給用の複数の環状管（１）と、該各環状管（１）から複数の羽口（ａ）に気体還元材を供給する供給管（２）を有し、気体還元材の吹込みを行う各羽口（ａ）に、いずれかの環状管（１）及び供給管（２）を通じて気体還元材を供給できるようにした気体還元材吹込み装置において、
高炉の炉体周方向で各出銑口（ｂ）の周囲に位置する複数の羽口（ａ）を１つの羽口群（Ａ）とし、該各羽口群（Ａ）に気体還元材を供給する供給管系（４）と、該各供給管系（４）に対する気体還元材の供給を制御する制御手段（３）を備えることを特徴とする高炉の気体還元材吹込み装置。
【００１０】
［2］上記［1］の気体還元材吹込み装置において、各羽口群（Ａ）は、高炉の炉体平面上において、炉体周方向で出銑口（ｂ）両側に各々位置する１本以上の羽口（ａ）から構成されることを特徴とする高炉の気体還元材吹込み装置。
［3］上記［2］の気体還元材吹込み装置において、各羽口群（Ａ）は、高炉の羽口総本数の１０％以上２５％未満の本数の羽口（ａ）から構成されることを特徴とする高炉の気体還元材吹込み装置。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの気体還元材吹込み装置において、各供給管系（４）は、供給管（４０）と、該供給管（４０）から分岐して羽口群（Ａ）を構成する各羽口（ａ）に導かれる供給支管（４１）を備えることを特徴とする高炉の気体還元材吹込み装置。
【００１１】
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの気体還元材吹込み装置において、気体還元材の供給本管（６）と、該供給本管（６）から分岐して各環状管（１）に接続される複数の供給管（７）と、供給本管（６）から分岐した供給管であって、各供給管系（４）の供給管（４０）が接続される供給管（８）を備えることを特徴とする高炉の気体還元材吹込み装置。
［6］上記［5］の気体還元材吹込み装置において、制御手段（３）は、供給管（８）に設けられる流量制御弁（３０）及び流量計（３１）と、各供給管系（４）を構成する供給管（４０）に設けられる開閉弁（３２）から構成されることを特徴とする高炉の気体還元材吹込み装置。
【００１２】
［7］上記［1］〜［6］のいずれかの気体還元材吹込み装置を備えた高炉において、
複数の出銑口（ｂ）から出銑される溶銑温度に較差がある場合に、溶銑温度の低い出銑口（ｂ）の周囲に位置する羽口群（Ａ）に対してのみ、供給管系（４）から気体還元材を供給することを特徴とする高炉の操業方法。
［8］上記［7］の高炉の操業方法において、同時期に供給管系（４）から気体還元材を供給する羽口（ａ）の本数が、高炉の羽口総本数の１０％以上２５％未満であることを特徴とする高炉の操業方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、出銑口間の溶銑温度較差が生じた際に、溶銑温度が低い方の出銑口の周囲に位置する羽口に対する気体還元材の供給量を選択的に増加させ、気体還元材の吹込みを行うことができるので、当該出銑口の溶銑温度を速やかに上昇させ、出銑口間の溶銑温度較差を縮小又は解消することができる。このため、各出銑口での溶銑温度を適正に維持し、排滓性を良好に維持することができ、炉内圧上昇などに起因する高炉炉況悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の気体還元材吹込み装置の一実施形態を模式的に示す平面図
【図２】本発明の気体還元材吹込み装置において、供給管の気体還元材吹込み用ランスに対する接続構造の一実施形態を示す説明図
【図３】本発明の気体還元材吹込み装置の他の実施形態を模式的に示す平面図
【図４】従来の気体還元材吹込み装置を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明者らは、出銑口間で溶銑温度較差が生じた際に、溶銑温度の低い方の出銑口周囲の羽口から吹き込む還元材の量を選択的に増加させることで、溶銑温度較差を是正することが有効であると考えた。増加させる還元材としては、固体還元材の吹込み量を増加させると、ランス先端が詰まりやすい問題があるので、ランス先端詰まりの発生しない、気体還元材の流量を増加させるのが好ましい。
図４に、従来技術である特許文献１に記載の気体還元材（還元性ガス）吹込み装置を示す。この装置では、気体還元材は４つの環状管２０から供給管２１を通じて羽口に供給され、高炉内に吹込まれる。気体還元材の吹込量制御は、各環状管２０の元配管２２に設置された流量制御弁２３により一括で実施される。例えば、羽口本数が４０本前後の高炉では、１つの流量制御弁２３で９〜１０本分の羽口への流量が一括制御される。したがって、図４の装置を用いる場合、溶銑温度の低い方の出銑口周囲の羽口に吹き込む気体還元材流量を選択的に増加させることは不可能である。
【００１６】
気体還元材の流量を羽口毎に調整可能とするためには、各羽口毎に単独の配管を設置して、羽口数と同じ数の流量制御弁と流量計を設置する必要があるが、設備費が高額になり、また制御の面でも複雑になる。また、吹込み管に流量制御弁と流量計を設置することも考えられるが、実際の設備では配置上、設置不可能な場合もあり、また、ダストを含んだ高温ガス雰囲気の羽口周辺に流量制御弁や流量計を設置することになるため、設備費だけでなく、耐久性の面でも問題がある。
そこで、本発明では、各出銑口単位でその周囲の複数の羽口への気体還元材流量を増加できるようにするため、各出銑口の周囲の複数の羽口をグループ化して１つの羽口群とし、各羽口群にそれぞれ供給管系を接続し、各羽口群毎に一括して気体還元材流量を増加させ得るようにしたものである。
【００１７】
図１は、本発明の気体還元材吹込み装置の一実施形態を模式的に示す平面図である。なお、図１では、便宜上、発明の特徴部である供給管を一点鎖線で表している。
本発明の気体還元材吹込み装置が適用される高炉は、炉体周方向で間隔をおいて複数の羽口ａを備え、これらの羽口ａから固体還元材と気体還元材を炉内に吹込む操業がなされる。このため、各羽口ａには、固体還元材吹込み用ランスと気体還元材吹込み用ランス（いずれも図示せず）が備えられている。但し、操業形態としては、一部の羽口ａからは固体還元材、気体還元材のうちの一方又は両方が吹き込まれない場合もあり、本発明の対象にはこのような操業が行われる高炉も含まれる。
【００１８】
ここで、気体還元材は、メタン、プロパン、都市ガス、天然ガス、製鉄所内副生ガス（高炉、コークス炉、転炉などから発生する副生ガス）などの還元性ガスであり、これらの１種以上を用いることができる。また、固体還元材は、微粉炭、粒状プラスチックなどの固体炭素含有物質であり、これらの１種以上を用いることができる。
また、炉体にはその周方向で間隔をおいて複数の出銑口ｂが設けられ、この出銑口ｂから出銑滓がなされる。図１に示すように、通常、出銑口ｂは炉体周方向の４ヶ所（出銑口ｂ1〜ｂ4）に設けられる。
【００１９】
本発明の気体還元材吹込み装置は、高炉の炉体周方向に沿って設けられる（炉体を囲むように設けられる）気体還元材供給用の複数の環状管１（本実施形態では４つの環状管１w〜１z）と、この各環状管１から複数の羽口ａに気体還元材を供給する供給管２を備え、気体還元材の吹込みを行う各羽口ａ（本実施形態では全部の羽口ａ）には、いずれかの環状管１及び供給管２を通じて気体還元材を供給できるようにしてある。本実施形態では４つの環状管１w，１x，１y，１zを備えているため、例えば、羽口本数が４０本前後の場合、各環状管１w〜１zから１０本前後の羽口ａに供給管２を通じて気体還元材を供給できるようにしてある。各供給管２は、羽口ａに設置された気体還元材吹込み用ランスに接続される。
【００２０】
気体還元材の供給本管６からは複数（４本）の供給管７が分岐し、これら各供給管７が各環状管１w〜１zに接続されている。供給本管６及び供給管７には、各環状管１w〜１zに対する気体還元材の供給を制御する制御手段５が設けられている。すなわち、供給本管６には、気体還元材の流量を制御する流量制御弁５０と流量計５１が設けられ、各供給管７には開閉弁５２が設けられ、これらが各環状管１w〜１zに対する気体還元材の供給を制御する制御手段５を構成している。
なお、図１では、環状管１w〜１z、羽口ａ、供給管２などの構成部材を含めた炉体周方向の一部分について、その図示を省略してある。
【００２１】
以上の構成は従来の気体還元材吹込み装置と同様であるが、本発明では、高炉の炉体周方向で各出銑口ｂ（出銑口ｂ1〜ｂ4）の周囲に位置する複数の羽口ａを１つの羽口群Ａとし、この各羽口群Ａに気体還元材を供給する供給管系４と、この各供給管系４に対する気体還元材の供給を制御する制御手段３（流量制御弁３０、流量計３１、開閉弁３２など）を備えている。すなわち、４ヶ所の出銑口ｂ1〜ｂ4にそれぞれ対応して、羽口群Ａとこれに気体還元材を供給する供給系４が備えられている。
通常、各羽口群Ａは、高炉の炉体平面上（仮想平面上）において、炉体周方向で出銑口ｂ両側に各々位置する１本以上の羽口ａ（計２本以上の羽口ａ）から構成される。本実施形態では、各羽口群Ａは、出銑口ｂ両側に各々位置する２本の羽口ａ（計４本の羽口ａ）から構成されている。
【００２２】
また、後述するように、本発明の装置を使用する際に、同時期に供給管系４から気体還元材を供給する羽口ａの本数は、高炉の羽口総本数の１０％以上２５％未満であることが好ましく、この条件で高炉操業を行うのであれば、羽口群Ａを構成する羽口ａの本数も、高炉の羽口総本数の１０％以上２５％未満とすればよい。例えば、羽口総本数４０本の場合には、羽口群Ａを構成する羽口ａの本数は４〜８本が適当である。
前記各供給管系４は、供給管４０と、この供給管４０から分岐して羽口群Ａを構成する各羽口ａに導かれる供給支管４１を備えており、各供給管系４の供給管４０が、供給本管６から分岐した供給管８に接続されている。
前記制御手段３は、供給管８に設けられる流量制御弁３０及び流量計３１と、各供給管系４を構成する供給管４０に設けられる開閉弁３２で構成されている。
【００２３】
ここで、各供給支管４１は、供給管２とともに、羽口ａに設置された気体還元材吹込み用ランスに気体還元材を供給するものであるが、供給管２と供給支管４１は、例えば、図２に示すような実施形態で気体還元材吹込み用ランスに接続される。図２の実施形態では、供給管２と供給支管４１が合流し、その合流管１０（１００は合流管１０の一部を構成するフレキシブルホース）が気体還元材吹込み用ランス９に接続されている。供給管２と供給支管４１には、それぞれ開閉弁１１，１２と逆止弁１３，１４が設けられている。
なお、前記供給管８は、例えば図３に示すように、供給本管６から分岐する供給管８０と、高炉の炉体周方向に沿って設けられ（炉体を囲むように設けられる）、前記供給管８０が接続される環状管８１からなるものでもよい。
【００２４】
次に、上述した本発明の気体還元材吹込み装置を用いた高炉の操業方法について説明する。
高炉の通常操業では、気体還元材が供給本管６及び供給管７を通じて各環状管１w〜１zに供給され、さらに、供給管２を通じて各羽口ａに設置された気体還元材吹込み用ランスに供給され、高炉内に吹き込まれる。また、固体還元材が、気体還元材とは別の経路で、各羽口ａに設置された固体還元材吹込み用ランスに搬送ガスで供給され、搬送ガスとともに高炉内に吹込まれる。
【００２５】
大型の高炉は、一般に炉体周方向の４ヶ所に出銑口を有し、このうち対角の２ヶ所の出銑口から出銑が行われるが、炉内の鉱石、コークス等の内容物の円周バランスが崩れた際には、２ヶ所の出銑口の溶銑温度に較差を生じる場合があり、特に、片側の出銑口からの溶銑温度が低下すると、排滓性の悪化により炉内圧が上昇するなど、炉況悪化の原因となる。そこで、本発明の高炉の操業方法では、例えば、炉体周方向の４ヶ所に出銑口を有する高炉の場合、出銑が行われている２ヶ所の出銑口ｂの溶銑温度を監視し、両出銑口ｂから出銑される溶銑温度に較差がある場合に、４ヶ所の出銑口に対応する４つの羽口群Ａのうち、溶銑温度の低い出銑口ｂの周囲に位置する羽口群Ａに対してのみ、供給管系４から気体還元材を供給し、当該出銑口ｂの溶銑温度を上昇させる。これにより、出銑口間での溶銑温度較差が縮小又は解消され、各出銑口での溶銑温度を適正に維持することができる。
【００２６】
気体還元材の供給量としては、羽口１本当たり０．６〜２．５kg／溶銑ton程度が好ましい。逆火を防止するためには或る程度の吹込速度を確保する必要があるが、羽口１本当りの気体還元材の供給量が０．６ｋｇ／溶銑ton未満では、必要な吹込速度を確保できない。一方、羽口１本当りの気体還元材の供給量が２．５ｋｇ／溶銑tonを超えると、ホットスポットができやすく、炉壁耐火物の損傷につながる。
出銑口から出銑される溶銑温度を１時間以内に１０℃上昇させるには、気体還元材の供給量を５ｋｇ／溶銑ton程度増加させる必要があるが、気体還元材を増加する羽口本数が少なすぎると１本当たりの吹込み量に上限があるので、必要な昇温速度が得られない。また、１本当たりの吹込み量の上限を超えて吹き込むと、上記のように部分的に高温となりすぎ耐火物の損耗を早める問題がある。一方、気体還元材を増加する羽口本数が多すぎると１本当たりの吹込み量が相対的に少なくなるので、溶銑温度上昇の応答性が悪くなる。このため、同時期に供給管系４から気体還元材を供給する羽口ａの本数は、高炉の羽口総本数の１０％以上２５％未満であることが好ましい。
【００２７】
例えば、羽口総本数が４０本の高炉で１つの羽口群Ａが計６本の羽口ａからなる場合（出銑口ｂの両側３本ずつ、計６本の羽口ａからなる場合）、計６本の羽口ａからの気体還元材吹込み量を各々１．０kg／溶銑ton増加させれば、６kg／溶銑tonの気体還元材を増加したことになる。
供給管系４を通じた気体還元材の供給は、供給管２を通じた気体還元材の供給量が比較的少ない場合は、供給管２を通じた気体還元材の供給とともに行ってもよいし、供給管２を通じた気体還元材の供給量が多いために供給量の上げ代が不足する場合は、流量制御弁５０を調整して供給管７，２を通じた気体還元材の供給量を減少方向に調整するか、供給管２を通じた気体還元材の供給を、気体還元材流量を増加させる羽口群Ａの羽口のみ停止（例えば、図２に示す供給管２の開閉弁１１を閉じる）して行ってもよい。さらに、溶銑温度が高い側の出銑口ｂの溶銑温度が１５２５℃以上の場合には、羽口１本当たりの気体還元材の供給量の許容範囲内で、流量制御弁５０を調整して供給管７，２を通じた気体還元材の供給量を減少方向に調整してもよい。
【００２８】
溶銑温度が低い出銑口側の羽口群Ａに対して気体還元材流量を増加させるのは、例えば、下記（1）又は（2）のようなタイミングで行うことができる。
（1）溶銑温度の下限（例えば１５００℃）を設定しておき、いずれかの出銑口ｂから出銑される溶銑温度がその下限を下回った時に行う。
（2）複数の出銑口ｂから出銑される溶銑温度の較差が許容値を超えた時に行う。
溶銑温度は、通常、高炉操業で用いられる測定方法で測定すればよく、例えば、出銑口ｂから噴出する溶銑や溶銑樋を流れる溶銑の温度を熱電対、放射温度計、光ファイバー温度計等により測定することができる。
【００２９】
以下、図１に示すような気体還元材吹込み装置が設置されるとともに、炉体周方向で４ヶ所の出銑口ｂと４０本の羽口ａが設けられ、各羽口ａに固体還元材（微粉炭）吹込み用ランスと、気体還元材（都市ガス）吹込み用ランスが１本ずつ設置された高炉において、微粉炭比（ＰＣＲ）８０kg／溶銑ton、都市ガス比３０kg／溶銑ton程度の吹込みを実施している際に、出銑口間の溶銑温度に較差が生じた場合の操業方法を説明する。
高炉の操業において、出銑口の溶銑温度が１５００℃を切ると、出銑滓がスムーズにできなくなり、炉況悪化の原因となる。このため、出銑滓に使用する対角に配置された２ヶ所の出銑口のうち、一方の出銑口ｂの溶銑温度が１５００℃未満となった場合に、供給管系４から当該出銑口ｂの周囲の羽口群Ａに合計で４〜１０kg／溶銑tonの都市ガスを追加して供給する。これにより、概ね４〜１０℃／hrの溶銑温度の上昇効果が得られる。
【００３０】
この際、供給管系４を通じた都市ガスの供給は、供給管２を通じた都市ガスの供給とともに行えばよいが、さきに述べたように、供給管２を通じた気体還元材の供給を羽口毎に停止（例えば、図２に示す供給管２の開閉弁１１を閉じる）して行ってもよい。供給管２を通じた気体還元材の供給を羽口毎に停止する場合は、供給を停止しない羽口１本当りの都市ガス供給量が増加するので、供給管２を通じた気体還元材の供給量をその分低下させることが好ましい。
供給管系４を通じた特定の羽口群Ａへの都市ガスの供給を行った結果、溶銑温度が低かった出銑口の溶銑温度が上昇し、目標温度に達したら、供給管系４を通じた都市ガスの供給を止め、通常操業に移行する。このような操業を行うことにより、常時溶銑温度が炉周方向で安定し、炉況悪化の無い高い生産性の操業を継続できる。
【実施例】
【００３１】
体積約５０００ｍ３、羽口本数４０本の大型高炉において、羽口から微粉炭（ＰＣ）と都市ガス（ＬＮＧ）を吹込む操業を行なった。都市ガス成分は、ＣＨ４：８８．０vol％、Ｃ２Ｈ６：５．８vol％、Ｃ３Ｈ８：４．５vol％、Ｃ４Ｈ８：１．７vol％であり、ガス比重は０．８３７kg／Ｎｍ３である。
ベースの操業条件は、送風量：７６００Ｎｍ３／min、酸素流量：２４０００Ｎｍ３／hr、微粉炭比：８０kg／溶銑ton、都市ガス比：３０kg／溶銑tonである。気体還元材吹込み用ランスからの都市ガス流量は羽口１本当り５００Ｎｍ３／hr、流速は９７．２ｍ／ｓである。
【００３２】
気体還元材吹込み装置は、高炉の炉体周方向に沿って設けられる気体還元材供給用の４本の環状管１と、これら各環状管１からそれぞれ１０本の羽口ａに気体還元材を供給する供給管２を備えている。高炉は炉体周方向の４ヶ所に出銑口ｂを有し、それぞれの出銑口ｂの周囲に位置する複数本の羽口ａを１つの羽口群Ａとした。各羽口群Ａに気体還元材を供給する供給管系４を備え、この各供給管系４は、供給管４０と、この供給管４０から分岐して羽口群Ａを構成する各羽口ａに導かれる供給支管４１から構成した。
溶銑温度の測定については、ステンレス製の被覆管内に石英ガラス製光ファイバーを有する光センサーユニットを出銑中の噴出溶銑流に挿入し、光ファイバー温度計で１時間当たり２〜３回の頻度で溶銑温度を測定した。
【００３３】
［実施例１］
本実施例では、出銑口ｂの両側に各々位置する３本の羽口、計６本の羽口ａを１つの羽口群Ａとした。
通常操業時には、４本の環状管１のうち３本の環状管１に都市ガスを供給し、４０本の羽口ａのうち３０本の羽口ａに環状管１及び供給管２を通じて３０kg／溶銑ton（羽口１本当り１．０kg／溶銑ton）の都市ガスを供給した。したがって、通常操業時において、各出銑口ｂに対応した羽口群Ａを構成する６本の羽口ａからの都市ガスの吹き込み量は、順に1/0/1/1/1/0（kg／溶銑ton）であり、合計で４kg／溶銑tonとなる。
【００３４】
出銑は対角の２つの出銑口ｂ1，ｂ3から行われ、両出銑口から出銑される溶銑温度が、出銑口ｂ1で１５１７℃、出銑口ｂ3で１４９８℃となり、出銑口ｂ3の出銑温度が１５００℃未満となったので、３本の環状管１及び供給管２からの都市ガスの供給はそのまま続行しつつ、溶銑温度の低い出銑口ｂ3に対応した羽口群Ａｂ3（６本の羽口ａ）に対して、供給管系４を通じて羽口１本当たり１kg／溶銑tonの都市ガスを供給した。これにより、羽口群Ａｂ3を構成する６本の羽口ａからの都市ガスの吹き込み量は、順に、
2(=1+1)/1(=0+1)/2(=1+1)/2(=1+1)/2(=1+1)/1(=0+1)（kg／溶銑ton）
となり、合計で１０kg／溶銑ton（６kg／溶銑ton 増）となった。これにより出銑口ｂ3の溶銑温度は、１時間後には６℃上昇して１５０４℃に、２時間後にはさらに５℃上昇して１５０９℃になった。さらに２時間、羽口群Ａｂ3への供給管系４を通じた都市ガスの供給を継続した結果、両出銑口ｂ1，ｂ3から出銑される溶銑温度が、出銑口ｂ1で１５１９℃、出銑口ｂ3で１５２１℃と逆転したので、羽口群Ａｂ3への供給管系４を通じた都市ガスの供給を停止した。
【００３５】
［実施例２］
本実施例では、出銑口ｂの両側に各々位置する３本の羽口、計６本の羽口ａを１つの羽口群Ａとした。
通常操業時には、４本の環状管１のうち３本の環状管１に都市ガスを供給し、４０本の羽口ａのうち３０本の羽口ａに環状管１及び供給管２を通じて都市ガスを供給した。したがって、通常操業時において、各出銑口ｂに対応した羽口群Ａを構成する６本の羽口ａからの都市ガスの吹き込み量は、順に、1/0/1/1/1/0（kg／溶銑ton）であり、合計で４kg／溶銑tonとなる。
【００３６】
出銑は対角の２つの出銑口ｂ1，ｂ3から行われ、両出銑口から出銑される溶銑温度が、出銑口ｂ1で１５２６℃、出銑口ｂ3で１５０５℃となり、２０℃以上の較差が生じたため、溶銑温度の低い出銑口ｂ3に対応した羽口群Ａｂ3（６本の羽口ａ）について、３本の環状管１及び供給管２からの都市ガスの供給を停止し、供給管系４を通じて羽口１本当たり１．５kg／溶銑tonの都市ガスを供給した。なお、４本の環状管１のうち３本の環状管１及び供給管２からの羽口群Ａｂ3への都市ガスの供給を停止するに伴い、４本の環状管１のうち３本の環状管１及び供給管２からの羽口群Ａｂ3以外の羽口aへの都市ガス供給量を、流量制御弁５０の調整により、２６kg／溶銑ton（１本当り１．０kg／溶銑ton）から２３．４kg／溶銑ton（１本当り０．９kg／溶銑ton）に変更した。
【００３７】
羽口群Ａｂ3を構成する６本の羽口ａからの都市ガスの吹き込み量は、順に、
1.5/1.5/1.5/1.5/1.5/1.5（kg／溶銑ton）
となり、合計で９kg／溶銑ton（５kg／溶銑ton増）となった。これにより出銑口ｂ3の溶銑温度は１時間後には５℃上昇して１５１０℃に、２時間後にはさらに４℃上昇して１５１４℃になった。さらに２時間、羽口群Ａｂ3への供給管系４を通じた都市ガスの供給を継続した結果、両出銑口ｂ1，ｂ3から出銑される溶銑温度が、出銑口ｂ1で１５２１℃、出銑口ｂ3で１５２１℃と同じ温度になったので、羽口群Ａｂ3への供給管系４を通じた都市ガスの供給を停止し、供給管２からの羽口群Ａｂ3への都市ガスの供給を再開するとともに、流量制御弁５０を再調整し、元の供給状態に戻した。
【００３８】
［実施例３］
本実施例では、出銑口ｂの両側に各々位置する１本の羽口、計２本の羽口ａを１つの羽口群Ａとした。
通常操業時には、４本の環状管１のうち３本の環状管１に都市ガスを供給し、４０本の羽口ａのうち３０本の羽口ａに環状管１及び供給管２を通じて都市ガスを供給した。したがって、通常操業時において、各出銑口ｂに対応した羽口群Ａを構成する２本の羽口ａからの都市ガスの吹き込み量は、順に、1/1（kg／溶銑ton）であり、合計で２kg／溶銑tonとなる。
【００３９】
出銑は対角の２つの出銑口ｂ1，ｂ3から行われ、両出銑口から出銑される溶銑温度が、出銑口ｂ1で１５１８℃、出銑口ｂ3で１４９７℃となり、出銑口ｂ3の出銑温度が１５００℃未満となったので、３本の環状管１及び供給管２からの都市ガスの供給はそのまま続行しつつ、溶銑温度の低い出銑口ｂ3に対応した羽口群Ａｂ3（２本の羽口ａ）に対して、供給管系４を通じて羽口１本当たり１．５kg／溶銑tonの都市ガスを供給した。これにより、羽口群Ａｂ3を構成する２本の羽口ａからの都市ガスの吹き込み量は、順に、
2.5(=1+1.5)/2.5(=1+1.5)（kg／溶銑ton）
となり、合計で５kg／溶銑ton（３kg／溶銑ton増）となった。羽口群Ａｂ3への都市ガス供給量の増加量が少ないので、出銑口ｂ3の溶銑温度は上昇したものの、４時間後に１５０９℃（３℃／hr）と温度回復に要する時間が延びた。羽口群ＡＡｂ3の供給管系４を通じた都市ガスの供給を継続した結果、８時間後に両出銑口ｂ1，ｂ3から出銑される溶銑温度が、出銑口ｂ1で１５１９℃、出銑口ｂ3で１５２０℃と逆転したので、羽口群Ａｂ3への供給管系４を通じた都市ガスの供給を停止した。
羽口１本当りの都市ガス流量が過大になると、ホットスポットができやすく、炉壁耐火物の損傷につながるので、本実施例のように羽口群Ａの羽口本数が少ないと、羽口１本当りの上限である２．５kg／溶銑tonまでしか都市ガスを増加できないので、羽口群Ａに対する都市ガス増加量が少なくなり（合計３kg／溶銑ton）、このため昇温速度が遅くなる（３℃／hr）
【００４０】
［実施例４］
本実施例では、出銑口ｂの両側に各々位置する５本の羽口、計１０本の羽口ａを１つの羽口群Ａとした。
通常操業時には、４本の環状管１のうち３本の環状管１に都市ガスを供給し、４０本の羽口ａのうち３０本の羽口ａに環状管１及び供給管２を通じて都市ガスを供給した。したがって、通常操業時において、各出銑口ｂに対応した羽口群Ａを構成する１０本の羽口ａからの都市ガスの吹き込み量は、順に、
1/1/0/1/1/1/0/1/1/1（kg／溶銑ton）
であり、合計で８kg／溶銑tonとなる。
【００４１】
出銑は対角の２つの出銑口ｂ1，ｂ3から行われ、両出銑口から出銑される溶銑温度が、出銑口ｂ1で１５２２℃、出銑口ｂ3で１５００℃となり、２０℃以上の較差が生じたため、３本の環状管１及び供給管２からの都市ガスの供給はそのまま続行しつつ、溶銑温度の低い出銑口ｂに対応した羽口群Ａｂ3（１０本の羽口ａ）に対して、供給管系４を通じて羽口１本当たり０．６kg／溶銑tonの都市ガスを供給した。これにより、羽口群Ａｂ3を構成する１０本の羽口ａからの都市ガスの吹き込み量は、順に、
1.6/1.6/0.6/1.6/1.6/1.6/0.6/1.6/1.6/1.6（kg／溶銑ton）
となり、合計１４kg／溶銑ton（６kg／溶銑ton増）となった。羽口群Ａｂ3への都市ガス供給量の増加量は６kg／溶銑tonと実施例１と同レベルだが、羽口１本当りの都市ガス増分が少ないので、出銑口ｂ3の溶銑温度は上昇したものの、４時間後に１５１１℃と温度回復に要する時間が延びた。羽口群Ａｂ3への供給管系４を通じた都市ガスの供給を継続した結果、８時間後に両出銑口ｂ1，ｂ3から出銑される溶銑温度が、出銑口ｂ1で１５２１℃、出銑口ｂ3で１５２２℃と逆転したので、羽口群Ａｂ3への供給管系４を通じた都市ガスの供給を停止した。
本実施例のように羽口群Ａの羽口本数が多いと、羽口１本当たりの都市ガス増分が少なくなり、このため都市ガス使用量が多いにもかかわらず、昇温に時間を要してしまう（３℃／hr）。
【符号の説明】
【００４２】
１，１w，１x，１y，１z  環状管
２  供給管
３  制御手段
４  供給管系
５  制御手段
６  供給本管
７，８  供給管
９  気体還元材吹込み用ランス
１０  合流管
１１，１２  開閉弁
１３，１４  逆止弁
３０  流量制御弁
３１  流量計
３２  開閉弁
４０  供給管
４１  供給支管
５０  流量制御弁
５１  流量計
５２  開閉弁
８０  供給管
８１  環状管
１００  フレキシブルホース
ａ  羽口
ｂ，ｂ1，ｂ2，ｂ3，ｂ4  出銑口
Ａ  羽口群
【図１】
2014077151.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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