(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉底部に低温状態又は凝固状態で存在する装入物及び残留物を、出銑口から可燃性ガス及び酸素の１種又は２種を吹き込んで加熱して昇温する方法において、
（ａ）羽口より炉内ガスを採取して、ＣＯ2濃度を測定し、
（ｂ）ＣＯ2が検知された場合、吹込みガスを、(b1)可燃性ガスと酸素に切り替えて吹込み、ＣＯ2が検知されない場合、吹込みガスを、(b2)酸素のみに切り替えて吹き込む
ことを特徴とする高炉炉底部の装入物及び残留物の昇温方法。
【請求項２】
前記装入物及び残留物中のコークスが赤熱している状態下では、酸素の吹込み量のみを調整することを特徴とする請求項１に記載の高炉炉底部の装入物及び残留物の昇温方法。
【請求項３】
前記高炉炉底部が、火入れ高炉の炉底部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高炉炉底部の装入物及び残留物の昇温方法。
【請求項４】
前記高炉炉底部が、長時間休風した高炉、又は、長時間操業を停めた高炉の炉底部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高炉炉底部の装入物及び残留物の昇温方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉炉底部の装入物及び残留物を加熱して昇温する方法、特に、高炉の建設・改修立上げや、長時間の休風後、又は、バンキング・炉冷トラブル等の長時間の操業停止後、高炉を立上げるとき、高炉炉底部の装入物及び残留物を加熱して昇温する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火入れ高炉や、長時間休風した高炉、又は、バンキング及び炉冷トラブル等で長時間操業を停止した高炉においては、炉底部の装入物及び残留物が、低温状態又は凝固状態にある。この状態から高炉を立ち上げ、通常の操業状態に戻すためには、炉底部の装入物及び残留物を加熱して昇温しなければならない。
【０００３】
通常、コークスや微粉炭などの燃料の燃焼や、炉下部から滴下する銑鉄により、炉底部の装入物及び残留物は加熱される。しかし、この方法は、炉内の熱レベルを徐々に上げていく方法であるので、炉内が所要の熱レベルに達し、所要の生産量に到達するまでには、多量のコークス（エネルギー）と時間を必要とする。
【０００４】
特許文献１には、大型高炉の長期休風後の立ち上げを容易にするため、休風時に、炉芯にむけ通気孔を開け、羽口熱風を炉芯に供給する方法が開示されている。しかし、この方法では、羽口〜出銑口間の昇温効率は低く、多量の羽口熱風を必要とするので、エネルギー効率が非常に悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０３−２６０００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高炉立ち上げの上記実情に鑑み、羽口より下部の炉底部の装入物及び残留物の加熱を効率良く行い、高炉立ち上げに要する時間を短縮することを課題とし、該課題を解決する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】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、次の知見を見いだした。
【０００８】
可燃性ガス（炭化水素ガス）の燃焼には、炭素の一次燃焼（生成物：ＣＯ）と二次燃焼（生成物：ＣＯ2）がある。二次燃焼で生成する燃焼ガスの温度は、ブタンの場合、約２８００℃であるのに対し、一次燃焼で生成する燃焼ガスの温度は約１１５０℃である。それ故、一次燃焼が支配的な燃焼状態では、燃焼による炉底部昇温効果は小さい。
【０００９】
一般に、コークスが赤熱している状態下（約８００℃以上）では、可燃性ガスの一次燃焼が支配的に起こる。それ故、この燃焼状態で、さらに可燃性ガスを燃焼させても、燃焼による昇温効果を享受し難く、時間・燃料の浪費につながる。
【００１０】
この場合、可燃性ガスと酸素を同時に吹き込んで燃焼させるよりも、酸素を単独で吹き込んで、コークスを燃焼させるほうが、昇温効果の点で有利である。つまり、炉内のコークスの状態に応じて、吹き込みガスを変えれば、効率良く炉底部を加熱して昇温することができる。
【００１１】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１２】
（１）高炉炉底部に低温状態又は凝固状態で存在する装入物及び残留物を、出銑口から可燃性ガス及び酸素の１種又は２種を吹き込んで加熱して昇温する方法において、
（ａ）羽口より炉内ガスを採取して、ＣＯ2濃度を測定し、
（ｂ）ＣＯ2が検知された場合、吹込みガスを、(b1)可燃性ガスと酸素に切り替えて吹込み、ＣＯ2が検知されない場合、吹込みガスを、(b2)酸素のみに切り替えて吹き込む
ことを特徴とする高炉炉底部の装入物及び残留物の昇温方法。
【００１３】
（２）前記装入物及び残留物中のコークスが赤熱している状態下では、酸素の吹込み量のみを調整することを特徴とする前記（１）に記載の高炉炉底部の装入物及び残留物の昇温方法。
【００１４】
（３）前記高炉炉底部が、火入れ高炉の炉底部であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の高炉炉底部の装入物及び残留物の昇温方法。
【００１５】
（４）前記高炉炉底部が、長時間休風した高炉、又は、長時間操業を停めた高炉の炉底部であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の高炉炉底部の装入物及び残留物の昇温方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高炉炉底部の装入物及び残留物の加熱を効率良く行い、高炉立ち上げに要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＣＯ2濃度測定−吹込みガス切替えの仕組みを模式的に示す図である。
【図２】高炉炉底部へのガス吹込み態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、高炉炉底部に低温状態又は凝固状態で存在する装入物及び残留物を、出銑口から可燃性ガス及び酸素の１種又は２種を吹き込んで加熱して昇温する方法において、
（ａ）羽口より炉内ガスを採取して、ＣＯ2濃度を測定し、
（ｂ）ＣＯ2が検知された場合、吹込みガスを、(b1)可燃性ガスと酸素に切り替えて吹込み、ＣＯ2が検知されない場合、吹込みガスを、(b2)酸素のみに切り替えて吹き込む
ことを特徴とする。
【００１９】
即ち、本発明においては、出銑口から吹込みランスを挿入し、可燃性ガスと酸素を同時に吹き込んで燃焼させ、炉底部を直接加熱するが、羽口から炉内ガスを採取して、ＣＯ2濃度を測定し、ＣＯ2濃度に応じて、吹き込みガスを“可燃性ガスと酸素”又は“酸素のみ”のいずれかに切り替える。
【００２０】
図１に、ＣＯ2濃度測定−吹込みガス切替えの仕組みを模式的に示す。この仕組みは、基本的には、出銑口から可燃性ガス（Ｃ4Ｈ10［ブタン］）と酸素を吹き込む系と、羽口から炉内ガスを採取して分析する系を組み合せたものである。
【００２１】
高炉１の炉底部に、出銑口２から吹込みランス４を挿入し、可燃性ガス（Ｃ4Ｈ10）と酸素を吹き込み、可燃性ガス（Ｃ4Ｈ10）の燃焼熱と、炉底部に存在するコークスの燃焼熱で、炉内装入物及び炉内残留物を直接加熱して昇温する。
【００２２】
しかし、前述したように、コークスが赤熱している状態下（約８００℃以上）では、可燃性ガスの一次燃焼が支配的に起きるので、さらに可燃性ガスを吹き込んで燃焼させても、昇温効果は小さい。このような場合、可燃性ガスと酸素を同時に吹き込んで燃焼させるよりも、酸素を単独で吹き込んで、コークスを燃焼させたほうが、昇温効果の点で有利である。
【００２３】
そこで、羽口３にガス採取管５を挿入して採取した炉内ガス（ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2）を分析して得たＣＯ2濃度に基づいて、炉底部におけるガス燃焼が、一次燃焼優位の燃焼か、二次燃焼優位の燃焼かを推定する。即ち、炉底部におけるコークスの状態（赤熱状態（８００℃以上）か否か）を推定する。
【００２４】
羽口３より採取した炉内ガス中に、ＣＯ2が検知された場合、可燃性ガスの燃焼は、二次燃焼が優位の燃焼と判断し、可燃性ガスと酸素の吹き込みを継続する。一方、炉内ガス中に、ＣＯ2が検知されない場合、可燃性ガスの燃焼は、一次燃焼が優位の燃焼と判断し、酸素のみを吹き込んで、コークスの燃焼に切り替える。このように、吹き込むガスを切り替えることにより、可燃性ガスの一次燃焼（無駄な燃焼）を抑制することができる。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００２６】
（実施例１）
出銑口に、吹込みランスを挿入し、最初、酸素のみを２００Ｎｍ3／ｈｒ吹き込んで、吹込みを開始した。その後、酸素を２００Ｎｍ3／ｈｒずつ増し、異常が発生しないことを確認した。図２に、高炉炉底部へのガス吹込み態様を示す。
【００２７】
酸素の吹き込みを一旦停止し、初期段階のガス吹込みを終了し、第２段階で、ブタンガス（Ｃ4Ｈ10）と酸素を完全燃焼比率となる１：６．５の比率で吹き込んだ。最初は、ブタンガス（Ｃ4Ｈ10）を２０Ｎｍ3／ｈｒ（酸素１３０Ｎｍ3／ｈｒ）で吹き込み、５分／１ステップで、ブタンガス（Ｃ4Ｈ10）を２０Ｎｍ3／ｈｒ（酸素１３０Ｎｍ3／ｈｒ）ずつ増加し、３０分で吹込み量の上限まで増加した。
【００２８】
この間、羽口にガス採取管を挿入して採取した炉内ガス（ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2）を分析して、炉底部におけるガス燃焼が、一次燃焼優位の燃焼か、二次燃焼優位の燃焼かを推定した。
【００２９】
ＣＯ2が検出されなくなったこと、即ち、燃焼が、二次燃焼から一次燃焼に変化したことを確認した後、第３段階として、ブタンガス（Ｃ4Ｈ10）の吹込みを停止し、酸素のみを１０００Ｎｍ3／ｈｒ吹き込んだ。
【００３０】
このようにして、高炉炉底部の装入物及び残留物の加熱を効率良く行うことができた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
前述したように、本発明によれば、高炉炉底部の装入物及び残留物の加熱を効率よく行い、高炉立ち上げに要する時間を短縮することができる。よって、本発明は、鉄鋼産業において利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【００３２】
１    高炉
２    出銑口
３    羽口
４    吹込みランス
５    ガス採取管
【図１】
0005835076.tif 000002
【図２】
0005835076.tif 000003