(57)【要約】【課題】高炉内の操業状態およびその変動を早期に把握し、高炉の特に炉芯部および炉床部を常に活性状態に保ち、あるいは不活性状態を早期に検知して活性状態に改善する高炉の操業方法を提供する。【解決手段】炉底部側面に第１および第２の出銑口１５、１６を有する高炉１０を用いて溶銑を製造するに際し、まず第１の出銑口１５を開口して第１の出銑を行い、その後、第２の出銑口１６を開口して第２の出銑を行う高炉の操業において、第１の出銑の末期の溶銑温度Ｔ１ｂと、第２の出銑の初期の溶銑温度Ｔ２ｔとをそれぞれ測定し、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ＞−１５℃となるように高炉の操業条件を制御する。【選択図】図５
2008255402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉底部側面に第１および第２の出銑口を有する高炉を用いて溶銑を製造するに際し、まず前記第１の出銑口を開口して第１の出銑を行い、その後、前記第２の出銑口を開口して第２の出銑を行う高炉の操業において、前記第１の出銑の末期の溶銑温度Ｔ１ｂと、前記第２の出銑の初期の溶銑温度Ｔ２ｔとをそれぞれ測定し、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ＞−１５℃となるように前記高炉の操業条件を制御することを特徴とする高炉の操業方法。
【請求項２】
請求項１記載の高炉の操業方法において、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃である場合、前記高炉内に装入する原料中のコークス比を増大させることを特徴とする高炉の操業方法。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか１項に記載の高炉の操業方法において、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃である場合、前記高炉内の微粉炭の吹込み量を増大させることを特徴とする高炉の操業方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の高炉の操業方法において、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃である場合、前記高炉内の送風温度を増大させることを特徴とする高炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の操業方法に係り、更に詳細には高炉内の操業状態およびその変動を早期に把握し、高炉の特に炉芯部および炉床部を常に活性状態に保ち、あるいは不活性状態を早期に検知して活性状態に改善する高炉の操業方法に関する。
なお、本発明において、「活性状態」とは、高炉の炉芯および炉床湯溜部において良好な還元反応が十分に進み、熱裕度の保てる操業状態、およびその結果出銑量が高位安定している状態をいい、「不活性状態」とは、高炉の炉芯および炉床湯溜部において還元反応が十分に進まず、熱裕度のない操業状態、およびその結果出銑量が高位安定ではない状態をいう。
【背景技術】
【０００２】
高炉による溶銑の製造においては、鉄鉱石、焼結鉱、ペレット等の鉄原料および燃料であるコークスを、炉頂から装入し、鉄原料とコークスとが交互に堆積した層状構造を保ちながら炉内を下降させる。炉下部の羽口からは、熱風および必要に応じて微粉炭等の補完還元材を吹き込んでコークスを燃焼させ、ＣＯ、Ｈ２等を含む還元性ガスを生成させる。高温の還元性ガスは、上昇気流となって炉内を上昇し、炉内を下降する鉄原料と接触して酸化鉄を還元する（間接還元）。還元され融解した鉄原料は、炉芯部のコークス層内を滴下しながらコークスの炭素と接触してさらに還元され（直接還元）、溶銑となって炉床の湯溜部に溜まる。湯溜部に溜まった溶銑は、炉底部側面に設けられた出銑口から出銑される。
【０００３】
高炉の操業状態が活性状態に維持されている場合には、原料の溶解が十分に進み、還元不良物が炉芯部や炉床部に溜まって不透過層を形成することがないため、炉内の通気性および通液性が確保されている。したがって、溶銑は炉芯部および炉床部で滞留して冷却ないしは不透過層へ抜熱されることなく（以下、総称して単に「冷却」ということもある）円滑に流動して出銑口より出銑されるため、出銑口より出銑される溶銑の温度はほぼ一定に保たれる。
一方、高炉の操業状態が不活性状態に転じると、還元不良物が炉芯部や炉床部に溜まって不透過層が形成されるため、炉芯部および炉床部において溶銑の円滑な流れが阻害される。その結果、滞留した溶銑の冷却に伴い、出銑口より出銑される溶銑の温度が低下する。
【０００４】
不活性状態の発生が、炉口部または炉腹部での還元不良に起因する場合には、炉頂より装入する原料の品質の改善、または羽口から吹き込む熱風の送風温度の増大もしくは微粉炭の吹込み量の増大等による高炉への投入熱量の増大等の措置を早期に講じることにより、数時間程度で活性状態に改善することができる。しかしながら、炉芯部から炉床部にかけて還元不良が発生した場合、生成する不透過層の融解のために炉芯部および炉床部にのみ直接熱量を投入することは高炉の構造上困難であるため、炉内全体に対する投入熱量を増大させる必要があり、より大きなエネルギーを必要とする。
したがって、高炉の操業状態をできるだけ活性状態に保ち、高いエネルギー効率での操業を維持するためには、炉床湯溜部の溶銑温度の低下等の操業状態の不活性化の兆候を早期に感知して、炉頂から装入する原料の品質の改善、および高炉への投入熱量の増大等の適切な措置をできるだけ早期に講じる必要がある。
【０００５】
一般には、高炉内の炉芯部および炉床湯溜部の不活性状態を判定する方法として、炉底部のレンガの内部に埋め込んだ温度計の測定データが、低い値で安定するか下降に転じる変化を起こした時点を検出する方法が知られている。しかし、この方法では、炉底部のレンガ表面からレンガの内部に埋め込まれた温度計までの熱伝達に数日を要するため、不活性状態の検知までに数日のタイムラグが発生する。そのため、操業状態を改善するための対策が遅れがちとなり、数日〜１ヶ月程度の長期にわたり出銑量の低下に見舞われるとともに、炉内に投入する熱量を増大させる等の改善策を継続して実施する必要が生じる。
【０００６】
上記課題を解決するために、例えば、特許文献１では、高炉の出銑口から排出された溶銑流の温度を金属管で被覆された光ファイバーを利用して測定し、こうして得られた温度情報に基づき高炉炉芯部における活性状態を検知する高炉の操業方法が提案されている。
より具体的には、出銑初期の溶銑温度から当該出銑期間中の最低溶銑温度を差し引いた値をΔＴと定義し、炉芯の活性状態の判定基準および活性状態への復旧のために講じる修正アクションの内容については、例えば、ΔＴの値およびそのΔＴが何回の出銑にわたり継続するか等に応じて予め定めておく。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２２２６１１号公報（第６−７頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の高炉の操業方法では、出銑期間中の溶銑温度の変動のパターンによっては、実際には活性状態であるにもかかわらず不活性状態と誤判定してしまい、その結果過剰な修正措置を講じた結果、高炉の生産効率や還元反応の効率を却って低下させてしまう、あるいは、実際には炉芯部および炉床湯溜部に生成した不透過層を看過して活性状態であると誤判定してしまい、不活性状態からの改善のために必要な措置を講じるタイミングを逸してしまうという問題が発生する場合がある。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、高炉内の操業状態およびその変動を早期に把握し、高炉の特に炉芯部および炉床部を常に活性状態に保ち、あるいは不活性状態を早期に検知して活性状態に改善する高炉の操業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】
【００１０】
前記目的に沿う本発明に係る高炉の操業方法は、炉底部側面に第１および第２の出銑口を有する高炉を用いて溶銑を製造するに際し、まず前記第１の出銑口を開口して第１の出銑を行い、その後、前記第２の出銑口を開口して第２の出銑を行う高炉の操業において、前記第１の出銑の末期の溶銑温度Ｔ１ｂと、前記第２の出銑の初期の溶銑溶銑温度Ｔ２ｔとをそれぞれ測定し、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ＞−１５℃となるように前記高炉の操業条件を制御する。
なお、本発明において「第１の出銑」および「第２の出銑」とは、一連の高炉の操業工程におけるある時点を基準時とし、その基準時後の１番目および２番目の出銑をそれぞれ意味し、高炉の操業開始後の第１回および第２回の出銑を意味するわけではない。
「その後、前記第２の出銑口を開口して第２の出銑を行う」とは、第１の出銑口を閉塞して前記第１の出銑を終了した後に第２の出銑口を開口して第２の出銑を行う場合と、第２の出銑口を開口して第２の出銑を開始した後に第１の出銑口を閉塞して第１の出銑を終了する場合のいずれをも意味する。なお、後者の場合、第２の出銑開始から第１の出銑終了までの時間は、０を超え１０分以下である。
「第１の出銑の末期の溶銑温度Ｔ１ｂ」とは、第１の出銑終了前の２０分間における溶銑温度の平均値をいい、「第２の出銑の初期の溶銑温度Ｔ２ｔ」とは、第２の出銑開始から２０分間における溶銑温度の平均値をいう。
さらに、「溶銑温度」とは、出銑樋や大気への放熱の影響を受けない高炉から流出直後の溶銑の温度をいい、「溶銑温度の平均値」とは、一定間隔ごとに測定した溶銑温度の測定値の総和を、測定値の個数で除した値をいう。
【００１１】
高炉内が活性状態にある場合には、炉床部に不透過層が生成しないので、湯溜部に貯留された溶銑は滞留することなく円滑に流動し、第１の出銑の終了時には、炉床湯溜部の溶銑はほぼ全て排出される。したがって、第２の出銑の開始時には、炉内で生成したばかりの溶銑が冷却を受けることなく排出されるので、Ｔ２ｔの値は、Ｔ１ｂの値を大きく下回ることはない。
一方、高炉内が不活性状態にある場合には、炉芯部や炉床湯溜部に溶銑の流動を阻害する不透過層が生成し、第１の溶銑の終了時に第２の出銑口付近に溶銑の一部が滞留する。したがって、第２の出銑の開始時には、炉床湯溜部に滞留し、炉壁の冷却装置による冷却や不透過層等へ抜熱された低温の溶銑が排出されるので、Ｔ２ｔとＴ１ｂとの差は−１５℃以下となる。
このように、Ｔ２ｔとＴ１ｂとの温度差を比較することにより、高炉内の操業状態を迅速に判定することができる。
【００１２】
本発明に係る高炉の操業方法において、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃である場合、前記高炉内に装入する原料中のコークス比を増大させてもよい。
なお、「コークス比」とは、溶銑（ｐｉｇ  ｉｒｏｎ）１トンを製造するのに必要なコークス量（ｋｇ／ｔｏｎ−ｐｉｇ）をいう。
【００１３】
本発明に係る高炉の操業方法において、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃である場合、前記高炉内の微粉炭の吹込み量を増大させてもよい。
なお、「微粉炭の吹込み量」とは、溶銑１トンを製造するのに必要な微粉炭の吹込み量（ｋｇ／ｔｏｎ−ｐｉｇ）をいう。
【００１４】
本発明に係る高炉の操業方法において、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃である場合、前記高炉内の送風温度を増大させてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜４記載の高炉の操業方法においては、第２の出銑の初期の溶銑温度Ｔ２ｔと第１の出銑の末期の溶銑温度Ｔ１ｂとの関係に基づいて、高炉の操業状態が活性状態および不活性状態のいずれであるかを判定する。そのため、高炉内の操業状態の変動を早期にかつ確実に把握することができるので、不活性状態への移行を未然に防ぐための、あるいは、不活性状態を活性状態に早期に改善するための措置を迅速に講じることができ、高炉の活性状態を長期間にわたり維持することができる。
また、Ｔ２ｔとＴ１ｂの差に基づいて高炉の操業状態を判定しているため、出銑の途中での一時的な操業条件の変動に伴う溶銑温度の変化を不活性状態への移行と誤判定するおそれが低く、過剰な措置を講じることによって却って操業状態を悪化させてしまうリスクを低減することができる。
【００１６】
特に、請求項２記載の高炉の操業方法においては、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃となる場合、高炉内に装入する原料中のコークス比を増大させることにより、炉内の熱量を増大させるので、高炉内の炉芯部および炉床湯溜部に生成した不透過層を融解させ、高炉の操業状態を活性状態に改善することができる。
【００１７】
請求項３記載の高炉の操業方法においては、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃となる場合、高炉内に装入する原料中の微粉炭の吹込み量を増大させることにより、炉内の熱量を増大させるので、高炉内の炉芯部および炉床湯溜部に生成した不透過層を融解させ、高炉の操業状態を活性状態に改善することができる。
【００１８】
請求項４記載の高炉の操業方法においては、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃である場合、前記高炉内の送風温度を増大させることにより、炉内の熱量を増大させるので、高炉内の炉芯部および炉床湯溜部に生成した不透過層を融解させ、高炉の操業状態を活性状態に改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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は本発明の本発明の一実施の形態に係る高炉の操業方法に用いられる高炉の概略図、図２（Ａ）は活性状態にある高炉の第１の出銑における出銑後経過時間と溶銑の生成量および出銑量との関係を示すグラフ、図２（Ｂ）は同高炉における出銑後経過時間と貯留溶銑量との関係を示すグラフ、図３は活性状態にある高炉の第１の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフ、図４（Ａ）は活性状態にある高炉の第１の出銑時における溶銑面および溶銑の流れを説明する概略図、図４（Ｂ）は同高炉の第２の出銑時における溶銑面および溶銑の流れを説明する概略図、図５は活性状態にある高炉の第１および第２の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフ、図６（Ａ）は不活性状態にある高炉の第１の出銑時における溶銑面および溶銑の流れを説明する概略図、図６（Ｂ）は同高炉の第２の出銑時における溶銑面および溶銑の流れを説明する概略図、図７は不活性状態にある高炉の第１および第２の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフ、図８は活性状態にあるものの、一時的に操業条件が変動した高炉の第１および第２の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフ、図９（Ａ）は第１日午前０時から第１１日午前０時までの高炉の操業時におけるＴ２ｔ−Ｔ１ｂの経時変化を示すグラフ、図９（Ｂ）は同操業時における炉底部の耐火物内部に設置した温度計の測定値の経時変化を示すグラフである。
【００２０】
図１に本発明の一実施の形態に係る高炉の操業方法に用いられる高炉１０の概略図を示す。高炉１０は、鉄製の容器の内面に耐火物１９が貼られた筒状の反応炉である。耐火物１９の外部には、図示しない冷却装置であるステーブが設置されている。高炉１０の上部には、鉄鉱石、焼結鉱、ペレット等の鉄原料および燃料であるコークスを装入するための炉頂部１１が設けられており、高炉１０の下部の側面には、炉内に熱を供給するための熱風、および補完還元材である微粉炭を吹き込むための羽口１２が設けられている。炉底部の側面、具体的には炉床湯溜部１４の側壁には、貯留した溶銑を出銑するための第１の出銑口１５および第２の出銑口１６が設けられている。
【００２１】
第１の出銑口１５および第２の出銑口１６には、溶銑温度を測定するための図示しない温度計が配置されている。一定の間隔で溶銑温度の測定を行い、第１の出銑終了前２０分間の測定値、および第２の出銑開始直後から２０分間の測定値をそれぞれ平均し、第１の出銑の末期の溶銑温度Ｔ１ｂ、および第２の出銑の初期の溶銑温度Ｔ２ｔとし、両者の差（Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ）を求める。温度の測定間隔は２０分以下であり、好ましくは１０分以下である。本実施の形態においては、１分間隔で測定を行った。
溶銑温度の測定には、１４００〜１６００℃の高温測定を行うことができる任意の温度計（熱電対を用いたもの等）を用いることができるが、例えば、特開２００６−１１９１１０号公報に記載の、溶銑の熱放射輝度分布画像の濃度ヒストグラムの最頻値に基づいて溶銑温度を産出する高炉出銑温度測定装置等の非接触型の温度測定装置がより好ましい。
【００２２】
高炉１０内で熱風と接触したコークスは、燃焼により還元性ガスを生成し、接触した鉄鉱石中の酸化鉄を還元する。一方、高炉中央部のコークスは、コークス粒がほとんど流動せずに多孔状の炉芯１３を形成し、滴下してきた液滴中に含まれる酸化物をさらに還元するとともに、高炉１０内の熱源としても作用する。生成した鉄分は、高温により融解し、液滴となって高炉１０内を滴下し、炉床湯溜部１４に貯留するとともに、第１の出銑口１５または第２の出銑口１６より出銑される。
なお、鉄原料中に含まれるシリカやアルミナ等の不純物は、コークスや微粉炭中の灰分とともに溶融してスラグとなる。スラグの比重は、溶銑のそれよりも小さいため、スラグは溶銑上に浮上し、第１の出銑口１５または第２の出銑口１６から溶銑とともに排出後、分離される。
【００２３】
本発明の一実施の形態に係る高炉の操業方法は、高炉１０を用いて溶銑を製造するに際し、まず第１の出銑口１５を開口して第１の出銑を行い、次いで第１の出銑口１５を閉塞して第１の出銑を終了し、第２の出銑口１６を開口して第２の出銑を行う操業において、第１の出銑の末期の溶銑温度Ｔ１ｂと、第２の出銑の初期の溶銑温度Ｔ２ｔとをそれぞれ測定し、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ＞−１５℃となるように高炉１０の操業条件を制御する。
【００２４】
活性状態にある高炉１０の第１の出銑における、出銑後経過時間と、溶銑の生成量および出銑量との関係を示すグラフを図２（Ａ）に、出銑後経過時間と、炉床湯溜部１４に貯留する溶銑の量（以下「貯留溶銑量」という）との関係を示すグラフを図２（Ｂ）にそれぞれ示す。
第１の出銑開始直後からしばらくの間は、貯留溶銑量が減少して溶銑面が第１の出銑口１５よりも低下しており、溶銑の生成量が出銑量を上回っている。そのため、図２（Ｂ）に示すように貯留溶銑量は徐々に増加するが、溶銑面１７の上昇に伴い、出銑量も次第に増大する（図２（Ａ）中、ａで示した領域）。
出銑開始後時間の経過とともに、第１の出銑口１５は損耗して徐々に拡大するため、出銑量が増大し、生成量と出銑量が等しくなると、一時的に定常状態に到達し、図２（Ａ）、および（Ｂ）に示すように出銑量および溶銑面１７が一定に保たれる（図２（Ａ）中、ｂで示した領域）。
第１の出銑の末期には、第１の出銑口１５の損耗による拡大がさらに進み、出銑量が生成量を上回るため、図２（Ｂ）に示すように溶銑面１７は低下し、第１の出銑口１５の出銑口面に達した時点で第１の出銑を終了する（図２（Ａ）中、ｃで示した領域）。
この際、高炉が活性状態にあれば、図２（Ａ）に示すように、溶銑の生成量は、予め立てた操業計画によって設定された操業条件に応じたほぼ一定の値となる。
【００２５】
上で説明した活性な状態にある高炉１０の、第１の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフを図３に示す。
第１の出銑の初期には、炉床湯溜部１４に貯留した溶銑がほとんどないため、出銑開始直後には、生成後間もない高温の溶銑の一部が直接第１の出銑口１５から出銑されるとともに、残りは炉床湯溜部１４に貯留する。その後、時間の経過とともに貯留溶銑量が増大すると、貯留された溶銑の第１の出銑口１５から出銑される溶銑全体に占める割合が次第に大きくなる。炉床湯溜部１４に貯留した溶銑は、冷却され温度が低下しているので、出銑される溶銑温度は、時間とともに低下する（図３中、ａ’で示した領域）。
出銑量および溶銑面１７が一時的に定常状態に到達すると、貯留された溶銑の第１の出銑口１５から出銑される溶銑全体に占める割合も一定となるため、溶銑温度も一時的に一定の値となる（図３中、ｂ’で示した領域）。
第１の出銑の末期には、貯留溶銑量および溶銑面１７が低下するのに伴い、貯留された溶銑の第１の出銑口１５から出銑される溶銑全体に占める割合が低下するため、第１の出銑口１５から出銑される溶銑温度は再び上昇する（図３中、ｃ’で示した領域）。
【００２６】
活性状態にある高炉１０の第１の出銑時における溶銑面１７および溶銑の流れを説明する概略図、ならびに同高炉の第２の出銑時における溶銑面１７および溶銑の流れを説明する概略図を、それぞれ図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示す。なお、「側面図」は、炉床部付近の概略図を、「断面図」は、炉床湯溜部１４における断面図をそれぞれ意味する。
不透過層が存在しないため、溶銑は炉床湯溜部１４の内部を円滑に流動することができる。したがって、溶銑面１７の高さおよび溶銑温度は、上記のような経時変化を示す。
【００２７】
活性状態にある高炉１０の、第１および第２の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフを図５に示す。
第１および第２の出銑における、出銑後経過時間と溶銑温度との関係については、上で説明したとおりである。本実施の形態にでは、第１の出銑終了後、第１の出銑口１５を閉塞して５分後に第２の出銑口１６を開口して、第２の出銑を開始している。上で説明した第１の出銑の場合と同様、第２の出銑の開始直後は、炉床湯溜部１４に貯留した溶銑がほとんどないため、第２の出銑口１６から出銑される溶銑の大部分は、生成後間もない高温の溶銑である。また、第１の出銑終了から第２の出銑開始までは５分間と短時間であり、その間大きな操業条件の変動も起こらなかったため、本実施の形態においては、Ｔ１ｂ―Ｔ２ｔ＝０℃である。
高炉の操業状態が変動しない理想的な場合には、上述の如くＴ１ｂ―Ｔ２ｔ＝０℃となるが、実際には、装入した原料の品質の変動等に起因して、生成する溶銑の温度は若干変動する。高炉の操業状態が活性状態にあれば、操業経験上、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ＞−１５℃が成立することが確認されている。そこで、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ＞−１５℃が常に成立するように高炉の操業条件を制御することとした。
【００２８】
一方、不活性状態にある高炉１０の第１の出銑時における溶銑面１７および溶銑の流れを説明する概略図、ならびに同高炉の第２の出銑時における溶銑面１７および溶銑の流れを説明する概略図を、それぞれ図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す。なお、「側面図」は、炉床部付近の概略図を、「断面図」は、炉床湯溜部１４における断面図をそれぞれ意味する。
炉床湯溜部１４に不透過層１８が生成すると、第１の出銑口１５近傍から第２の出銑口１６への溶銑の流動、および第２の出銑口１６近傍から第１の出銑口１５への溶銑の流動が阻害される。特に、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第２の出銑口１６近傍に不透過層１８が生成すると、第１の出銑終了後も、図６（Ｂ）の側面図に示すように、第２の出銑口１６近傍には溶銑が滞留する。
【００２９】
上に述べたような、不活性状態にある高炉１０の第１および第２の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフを図７に示す。
上で説明した場合と同様に、第１の出銑終了から５分後に第２の出銑を開始したにもかかわらず、Ｔ２ｔはＴ１ｂに対し大幅に低下している（Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ＝−３０℃）。Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ≦−１５℃となる場合、図７に示すように、高炉内の炉芯１３や炉床湯溜部１４の一部に溶銑の流動を阻害する不透過層が生成し、第２の出銑口１６近傍の炉床湯溜部１４に溶銑が滞留するため、これが第２の出銑の開始直後において、生成後間もない溶銑とともに出銑される。そのため、Ｔ２ｔは、Ｔ１ｂよりも大幅に低下する。
このように、Ｔ２ｔとＴ１ｂとの関係（Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ）は、高炉の不活性状態に起因する炉芯１３および炉床湯溜部１４における不透過層の生成を如実に反映して変化するため、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂを指標とすることにより、高炉の操業状態を迅速かつ的確に把握することができる。
【００３０】
これに対して、特許文献１（特開平１１−２２２６１１号公報の６〜７頁）に記載の炉芯活性状態の判定方法では、出銑初期の溶銑温度から当該出銑期間中の最低または最高溶銑温度を差し引いた値ΔＴがゼロまたは正の値である状態が続く限り、高炉の操業状態は活性状態であると判定される。したがって、同方法によると、図７中の第２の出銑において、現実には不活性状態になっているにもかかわらず、第２の出銑開始後に溶銑温度が低下しているためΔＴ≧０となり、活性状態と誤判定される。
【００３１】
図８は、活性状態にあるものの、一時的に操業条件が変動した高炉１０の第１および第２の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフである。第１の出銑の中期以降、溶銑温度が低下しているが、これは、炉芯１３や炉床湯溜部１４における不透過層の発生によるものではなく、装入する原料の品質の一時的な低下や付着物の脱落等による操業条件の一時的な変動に起因するものである。このような場合には、高炉１０の内部で生成する溶銑の温度の低下に伴い溶銑温度も一時的に低下するが、装入する原料品質の改善や、付着物を溶解させるために一時的に余剰の熱量を補填する等の措置を講じることにより、数時間程度で（図８の例では、第２の出銑終了時までに）操業状態は改善され、溶銑温度も上昇する。
このような、高炉１０の炉口および炉腹部における一時的な操業状態の変化に起因して、溶銑温度が出銑開始後時間の経過とともに単調増加する、図８中の第２の出銑のような場合、特許文献１に記載の炉芯活性状態の判定方法では、出銑開始直後の温度が第２の出銑期間中の最低温度であるため、ΔＴ＜０となり、不活性状態であると誤判定されることとなる。それに対して、出銑量の低下や装入原料中の還元材費の増大等の不適切な措置を講じると、却って高炉の操業状態の悪化や生産効率の低下を招くおそれがある。
【００３２】
次に、炉芯１３または炉床湯溜部１４が不活性状態であると判定した場合に講じる措置（操業アクション）について説明する。
高炉１０が不活性状態に移行し始め、炉芯１３または炉床湯溜部１４に不透過層が生成した場合、不透過層を消失させるために取り得る操業アクションとしては、（１）高炉１０内への投入熱量を増大させて不透過層を直接加熱して融解する方法、および（２）不透過層の近傍に高温の溶銑を流通させ、溶銑の熱量により不透過層を融解する方法が挙げられる。
操業アクションの具体例としては、炉頂部１１から装入する原料中のコークス比を増大させ、炉芯１３および炉床湯溜部１４により高い燃焼熱を投入するとともに、不透過層の近傍に、空隙率の大きいコークスにより通気性および通液性の高い領域を生成する方法、および微粉炭の吹込み量の増大または熱風の送風温度の増大により高炉１０内への投入熱量を増大させる方法が挙げられる。
【００３３】
これらの操業アクションは、それぞれ単独で行ってもよく、任意の２または３を組み合わせて行ってもよい。また、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂの値に応じて、行う操業アクションの種類またはその組み合わせ、ならびにコークス比、微粉炭の吹込み量、および熱風の送風温度の増大量を予め決定しておいてもよい
【実施例】
【００３４】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
使用した高炉は、３６本の羽口および４本の出銑口を有する、内容積４２５０ｍ３の溶鉱炉である。４本の出銑口のうち、対向する１対の出銑口から交互に出銑を行った。
高炉の操業条件は下記のとおりである。
出銑量：９８００〜１０１５０ｔ／日
コークス比：３３０〜３７０ｋｇ／ｔｏｎ−ｐｉｇ
微粉炭吹込み量：１３０〜１７０ｋｇ／ｔｏｎ−ｐｉｇ
送風温度：１１４０〜１２４０℃
送風量：６２００〜６６００Ｎｍ３／分
【００３５】
溶銑温度は、第１および第２の出銑口の近傍で、特開２００６−１１９１１０号公報に記載の高炉出銑温度測定装置を用いて測定した。測定は１分間隔で行い、第１の出銑終了前２０分間の測定値、および第２の出銑開始直後から２０分間の測定値をそれぞれ平均し、Ｔ１ｂ、Ｔ２ｔおよび両者の差（Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂ）を求めた。
また、比較のため、高炉の炉底部の耐火物内部に設置した温度計を用いて、炉底温度を計測した。
【００３６】
上記のようにして得られたＴ２ｔ−Ｔ１ｂの値に応じて、コークス比を増大させる操業アクションを行った。Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂの値とコークス比の増大量との関係は、以下の表１に示すとおりとした。
【００３７】
【表１】
2008255402.tif 000003
【００３８】
図９（Ａ）に、第１日午前０時から、第１１日午前０時までの高炉の操業時における、Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂの経時変化を示す。Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂの値は、第２日の午前０時（図９（Ａ）中、（１）で示した時点）に−１５℃を下回っており、この時点で高炉が不活性状態に移行したと判定された。そこで、上記表１にしたがい、高炉に装入する原料のコークス比を増大させる操業アクションを講じた。
Ｔ２ｔ−Ｔ１ｂの値は、第３日の夜には−３２℃付近まで低下したが、第５日の夜（図９（Ａ）中、（２）で示した時点）までには−１５℃以上の値に改善され、不活性状態は約４日間で活性状態に改善された。
【００３９】
同操業時における、炉底部の耐火物内部に設置した温度計の測定値の経時変化を図９（Ｂ）に示す。炉底温度が低下に転じたのは、実際に不活性状態に移行してから約２日後の第４日の午前０時頃（図９（Ｂ）中、（３）で示した時点）である。また、炉底温度が上昇に転じたのは、活性状態に回復後約２日後の第７日の夜間（図９（Ｂ）中、（４）で示した時点）である。このことから、炉底温度の変化を指標とする従来の方法に比べ、本発明の方法では、迅速に高炉の操業状態の変化を把握できることがわかる。
本発明の方法と、炉底温度を指標とする従来の方法をそれぞれ用いた場合における、出銑量、コークス比、および活性状態回復までに要した日数を比較した結果を、以下の表２に示す。
【００４０】
【表２】
2008255402.tif 000004
【００４１】
本発明の方法によると、出銑量の減少幅、およびコークス比の増大量を抑制しつつ、より短期間で高炉の操業状態を改善できることがわかる。
【００４２】
本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記した実施の形態や変形例の一部または全部を組み合わせて本発明の高炉の操業方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、前記実施の形態の高炉の操業方法において、２本の出銑口を用いて出銑を行っているが、３本以上の出銑口を用いて出銑を行う場合にも本発明の高炉の操業方法を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る高炉の操業方法に用いられる高炉の概略図である。
【図２】（Ａ）は活性状態にある高炉の第１の出銑における出銑後経過時間と溶銑の生成量および出銑量との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は同高炉における出銑後経過時間と貯留溶銑量との関係を示すグラフである。
【図３】活性状態にある高炉の第１の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフである。
【図４】（Ａ）は活性状態にある高炉の第１の出銑時における溶銑面および溶銑の流れを説明する概略図であり、（Ｂ）は同高炉の第２の出銑時における溶銑面および溶銑の流れを説明する概略図である。
【図５】活性状態にある高炉の第１および第２の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフである。
【図６】（Ａ）は不活性状態にある高炉の第１の出銑時における溶銑面および溶銑の流れを説明する概略図であり、（Ｂ）は同高炉の第２の出銑時における溶銑面および溶銑の流れを説明する概略図である。
【図７】不活性状態にある高炉の第１および第２の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフである。
【図８】活性状態にあるものの、一時的に操業条件が変動した高炉の第１および第２の出銑における出銑後経過時間と溶銑温度との関係を示すグラフである。
【図９】（Ａ）は第１日午前０時から第１１日午前０時までの高炉の操業時におけるＴ２ｔ−Ｔ１ｂの経時変化を示すグラフであり、（Ｂ）は同操業時における炉底部の耐火物内部に設置した温度計の測定値の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０：高炉、１１：炉頂部、１２：羽口、１３：炉芯、１４：炉床湯溜部、１５：第１の出銑口、１６：第２の出銑口、１７：溶銑面、１８：不透過層、１９：耐火物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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