(57)【要約】【課題】  高炉へ装入した装入物の流れ込み挙動を的確に得ることができ、高炉操業を安定に行うことができる高炉の装入物分布状態の判定方法を提供する。【解決手段】  コークス又は鉱石の装入物を高炉１０内に装入した後、高炉炉頂のガス温度を、高炉炉頂の炉径方向に複数設置された温度計によって測定し、この測定した高炉炉頂の炉径方向におけるガス温度パターンと、予め設定したガス温度パターンとを比較して、高炉１０の炉径方向における装入物の流れ込み分布状態を判定する。【選択図】        図１
2006265647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス又は鉱石の装入物を高炉内に装入した後、該高炉炉頂のガス温度を、該高炉炉頂の炉径方向に複数設置された温度計によって測定し、この測定した前記高炉炉頂の炉径方向におけるガス温度パターンと、予め設定したガス温度パターンとを比較して、前記高炉の炉径方向における前記装入物の流れ込み分布状態を判定することを特徴とする高炉の装入物分布状態の判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉内に装入された装入物（コークス又は鉱石）の流れ込み分布状態を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉操業においては、鉄源である鉱石類とコークスを高炉炉頂から装入し、下方より上昇する高温還元ガスによって鉱石類の昇温還元を行うことで、高炉炉内に融着帯が形成される。融着帯は高炉操業上重要な指針となるため、この融着帯の形状及び形成位置が適正になるように、高炉炉頂から装入する鉱石類とコークスの装入物の装入分布の調整を行っている。
その調整方法として、高炉上部に設けた例えば、ムーバブルアーマー又は回転シュートで構成される装入装置を操作して、鉱石類とコークスの装入位置を調整する方法があるが、装入装置の操作時においては、予め装入された装入物の分布状態を把握する必要がある。
例えば、特許文献１には、炉上部の炉壁に設けた複数の温度計から温度データを集め、各バッチにおける温度の最高点及び最低点を用い、その差から炉内装入物の流れ込み挙動を検出し、この検出値に基づいて装入装置を制御する方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３５００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の方法には、未だ解決すべき以下のような問題があった。
各バッチにおける温度の最高点及び最低点を用いて、装入物の流れ込み挙動を把握しているが、装入物の炉径方向に渡る具体的な流れ込み挙動を明確に得ることができない問題があった。
また、炉上部の前記温度データは、炉径方向の平均的な温度であり、炉径方向の中央付近の流れ込みを代表して検出するのみで、炉径方向に渡る流れ込み挙動を明確に得ることができない問題もあった。
このため、高炉操業を安定に行うことができなかった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、高炉へ装入した装入物の流れ込み挙動を的確に得ることができ、高炉操業を安定に行うことができる高炉の装入物分布状態の判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る高炉の装入物分布状態の判定方法は、コークス又は鉱石の装入物を高炉内に装入した後、該高炉炉頂のガス温度を、該高炉炉頂の炉径方向に複数設置された温度計によって測定し、この測定した前記高炉炉頂の炉径方向におけるガス温度パターンと、予め設定したガス温度パターンとを比較して、前記高炉の炉径方向における前記装入物の流れ込み分布状態を判定する。
ここで、予め設定したガス温度パターンとは、安定操業時に装入物を高炉に装入してから、装入物が炉内に流れ込むまでの間に測定されるガス温度の最小値に基づいて形成される温度の回帰曲線を意味する。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の高炉の装入物分布状態の判定方法は、高炉炉頂の炉径方向に複数設置された温度計によって高炉炉頂のガス温度を測定し、このガス温度パターンを予め設定したガス温度パターンと比較して、高炉の炉径方向における装入物の流れ込み分布状態を判定するので、高炉へ装入した装入物の炉径方向への流れ込み挙動を的確に得ることができ、高炉操業を安定に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る高炉の装入物分布状態の判定方法を適用する高炉炉頂の縦断面図、（Ｂ）〜（Ｅ）はそれぞれ高炉炉頂でのガス温度パターンを示す説明図、図２は本発明の一実施の形態に係る高炉の装入物分布状態の判定方法を適用した場合のＣＯ還元効率の推移を示す説明図、図３は同判定方法を適用する高炉炉頂部の説明図である。
【０００９】
図１（Ａ）、図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る高炉の装入物分布状態の判定方法は、高炉１０内に装入されたコークス又は鉱石の装入物の流れ込み分布状態を判定して、高炉操業を安定に行うための方法である。
まず、本発明の一実施の形態に係る高炉の装入物分布状態の判定方法を適用する高炉１０について説明した後、判定方法について説明する。
【００１０】
高炉炉頂には、装入物を炉内１１に装入するための大ベル１２が設けられている。また、大ベル１２下方の炉壁１３には、装入物の装入装置である複数（ここでは２４台）のムーバブルアーマー（以下、単にＭＡともいう）１４が、円周方向に沿って略等間隔に設置されている。このＭＡ１４は、軸部１５を軸心とし、ガイド板１６を炉壁１３側又は大ベル１２側へ傾動させる構成となったものであり、この傾斜角度α（例えば、６０度以上９０度以下程度）を調整することで、大ベル１２に沿って落下してきた装入物を、目的とする分布状態に流れ込ませることができる。
【００１１】
ここで、ＭＡ１４の調整にあたっては、装入物の装入毎に、１ノッチ（例えば、１ノッチが０．５度以上２度以下）ずつ、ガイド板１６を炉壁１３側又は大ベル１２側へ傾動させて行うことが好ましいが、２以上のノッチ数で傾動させることも可能である。このとき、ＭＡ１４のガイド板１６上面１７が傾動していない状態、即ち垂直な状態を０ノッチとする。なお、ＭＡ１４のノッチ数が大きいほど、ガイド板１６の傾斜角度αが大きいことを意味する。
【００１２】
また、図１（Ａ）に示すように、炉内１１のＭＡ１４の下方には、複数（ここでは、例えば２本）の水冷式のゾンデ１８が、炉壁１３から炉内１１中心部へ向けて放射状に装入されている。この各ゾンデ１８は、内部に複数の温度計型熱電対（以下、単に熱電対ともいう）が設けられている。各熱電対先端１９は、各ゾンデ１８の下部から突出状態で、しかも長手方向に渡って略等間隔に設置されている。
ここで、熱電対先端１９は、装入物を炉内１１に最大限装入した場合でも埋没しない位置であって、可能な限り下方であることが好ましく、例えば、装入物との最短距離が５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下程度となる位置に固定されている。
【００１３】
続いて、本発明の一実施の形態に係る高炉の装入物分布状態の判定方法について説明する。
図１（Ａ）に示すように、高炉１０への装入物の装入は、１バッチのコークス及び鉱石を各々２分割し、Ｃ１（１層目のコークス）、Ｃ２（２層目のコークス）、Ｏ１（１層目の鉱石）、及びＯ２（２層目の鉱石）の順で行い、これを１チャージとして、複数チャージ連続的又は断続的に行う。
これにより、炉内１１に、コークスと鉱石の層が交互に形成される。
【００１４】
ここで、ゾンデ１８で測定するガス温度について説明する。
ガス温度を測定する熱電対は、炉内１１中心部に１個と、これを中心として炉径方向に５個ずつ、即ち高炉１０の直径方向に合計１１個設けられている。また、図１（Ｂ）はＯ１、及び図１（Ｃ）はＯ２のガス温度パターンをそれぞれ示している。
図１（Ｂ）及び（Ｃ）中の温度パターンｂはそれぞれ、ＭＡ１４を４ノッチに調整して１層目の鉱石（Ｏ１）を装入した後のガス温度パターン、及び、更にＭＡ１４を１２ノッチに調整して２層目の鉱石（Ｏ２）を装入した後のガス温度パターンである。
これは、炉内への流れ込み状況に大きな変化があり、操業への影響も大きな鉱石について、ガス温度の検討を行うものである。
【００１５】
なお、装入された鉱石の流れ込み分布状態が適切か否かの判断は、図１（Ｂ）、（Ｃ）において、予め設定したガス温度パターンａ、即ち前述した安定操業時における１層目の鉱石（Ｏ１）が高炉１０に装入された際に測定されたガス温度パターンと、今回１層目の鉱石（Ｏ１）及び２層目の鉱石（Ｏ２）を高炉１０に装入した際にそれぞれ測定したガス温度パターンｂとを比較して行う。
ここで、ガス温度パターンａ及びガス温度パターンｂは、前記ゾンデ１８で測定され、制御部（図示しない）へ送られた各ガス温度に基づき形成される温度の回帰曲線であってもよい。
【００１６】
図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、炉内１１の中央部、即ち熱電対Ｎｏ．５〜Ｎｏ．７で測定された温度が、熱電対Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４、及びＮｏ．８〜Ｎｏ．１１で測定された温度より高くなっていることが分かる。更に、熱電対Ｎｏ．５〜Ｎｏ．７で測定された温度は、１層目の鉱石（Ｏ１）を装入した後、２層目の鉱石（Ｏ２）を装入した場合に、熱電対Ｎｏ．５及びＮｏ．６で測定された温度が上昇し、熱電対Ｎｏ．７で測定された温度が略同等となっている。
【００１７】
通常、鉱石を装入した場合、ガス温度は低下するが、このようにガス温度が上昇しているということは、２層目の鉱石（Ｏ２）の流れ込み分布状態が不適切、即ちＭＡ１４のガイド板１６の傾斜角度αが適切でなかったことを意味する。
このように、高炉１０の炉径方向における鉱石の流れ込み分布状態を判定できる。
このとき、高炉１０内で還元反応が有効に進行しているか否かを示す指標、即ちＣＯ還元効率ηCOについて検討したところ、図２に示すように、ηCOは４８％前後を推移し、高炉１０内での還元反応が有効に進行していないことが分かった。
なお、ＣＯ還元効率ηCOは以下の式で表される。
ηCO＝（ＣＯ2 ）／（ＣＯ2 ＋ＣＯ）
【００１８】
以上のことから、鉱石の流れ込み分布状態が不適であると判定される。従って、鉱石の流れ込み分布状態を変えるため、次のチャージから、２層目の鉱石（Ｏ２）装入時におけるＭＡ１４のガイド板１６の傾斜角度αを変更する。この傾斜角度αの変更の一例として、２層目の鉱石（Ｏ２）を装入するに際し、ＭＡ１４を１３ノッチ（前回までは１２ノッチ）に調整した。
【００１９】
そして、前記したように、予め設定したガス温度パターンａと測定したガス温度パターンｂとの比較及びＣＯ還元効率ηCOの推移の経過をみる。
その結果、２層目の鉱石（Ｏ２）装入後の温度パターンｂが、温度パターンａに順次近づいて、図１（Ｄ）に示すようになり、更に、図２に示すように、ＣＯ還元効率ηCOが徐々に向上し、高炉１０内での還元反応を有効に進行できていると判断できる。このため、そのＭＡ１４のノッチ数を継続する。なお、温度パターンｂが温度パターンａに順次近づかず、還元反応が有効に進行できてないと判断される場合には、再度ＭＡ１４のノッチを増加（１４ノッチ）して、上記した方法と同様の方法にて経過をみて、場合によっては、ＭＡ１４のノッチ数を更に増加させてその後の経過をみる。
【００２０】
図１（Ｅ）に示すように、炉内１２の中央部の熱電対Ｎｏ．５〜Ｎｏ．７で測定された温度が、予め設定したガス温度パターンａと比べて低い状態となった場合、前述の２層目の鉱石（Ｏ２）の流れ込み分布状態が不適切であると判断される。従って、鉱石の流れ込み分布状態を変えるため、次のチャージから２層目の鉱石（Ｏ２）装入時におけるＭＡ１４を、１４ノッチから１３ノッチに減少させて調整し、２層目の鉱石（Ｏ２）を装入した。
その結果、２層目の鉱石（Ｏ２）装入後の温度パターンｂが温度パターンａに順次近づいて、炉況が安定した。
【００２１】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の高炉の装入物分布状態の判定方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、流れ込み状況に変化が発生し易い鉱石を高炉に装入するときに、ガス温度パターンに基づきＭＡのガイド板の傾斜角度を調整した場合について説明したが、コークスを装入する場合についても、ガス温度パターンに基づきＭＡのガイド板の傾斜角度を調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る高炉の装入物分布状態の判定方法を適用する高炉炉頂の縦断面図、（Ｂ）〜（Ｅ）はそれぞれ高炉炉頂でのガス温度パターンを示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る高炉の装入物分布状態の判定方法を適用した場合のＣＯ還元効率の推移を示す説明図である。
【図３】同判定方法を適用する高炉炉頂部の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０：高炉、１１：炉内、１２：大ベル、１３：炉壁、１４：ムーバブルアーマー、１５：軸部、１６：ガイド板、１７：上面、１８：ゾンデ、１９：熱電対先端
【図１】
2006265647.tif 000003
【図２】
2006265647.tif 000004
【図３】
2006265647.tif 000005