(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減尺した後に高炉を休風するに際し、
減尺速度が１．０〜２．０m／hrの間で前記減尺を行い、
かつ高炉が休風に入る時の設定コークス比ＣＲ（kg／pt）を下式の範囲に設定する減尺休風後の高炉立上げ操業において、
減尺の埋め戻しをする原料を、下式で定めた設定コークス比ＣＲに対して+５０〜+１００kg／ptの範囲のコークス比となるように装入することを特徴とする高炉立上げ操業方法。
２．５×ｈ＋４４０＜ＣＲ＜６×ｈ+４１０
但し、ｈ（＝休風時間（hr））≧１６
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の休風の中でも、原料レベルを通常より低下させた（以下、減尺という。）状態での休風後の高炉立上げ操業方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉は、鉄源である鉱石と還元材であるコークス（以下、これらを総称して原料という。）を炉頂から交互に層状に装入するとともに、炉下部に存する羽口から加熱した空気を送風する。実際の操業では、羽口から加熱した空気とともに微粉炭を吹込むなど種々の操業形態があるが、炉頂から装入された原料が徐々に下降し（これを、荷下がりともいう。）、一方羽口から送風された炉内ガスが上昇することにより、向流で連続的に操業を行うことが基本的な原理である。
【０００３】
しかしながら、本体設備や付帯設備の補修等を目的として、一時的に運転を休止する場合がある（これを、休風という。）。このような休風時には高炉内の温度が低下するので、休風後の送風再開に際しては、低下した高炉内の温度をいかに短期間で回復させ、定常の操業状態に復帰させるかが極めて重要となる。なお、休風前後の高炉内の温度に関する指標としては、溶銑温度を採用することが一般的である。
【０００４】
高炉休風において、例えば通常の操業では原料が存在している部位の補修を行う場合には、減尺した後に休風を行う場合がある。減尺とは、炉頂から装入する原料の量を高炉炉内での荷下がり分以下とすることにより、原料装入表面の位置を下げる操作であるが、休風時間が同じであっても減尺を行った場合、その立上げ操業時には溶銑温度の低下幅が大きく、また立上げ時に荷下がりしない現象（以下、棚吊りという。）の頻度が増加する。これらが発生すると、定常の操業状態までの復帰が遅れ、立上げ時の減産量が大きくなるため、従来はコークス比を増加する等の操業対応を実施している。
【０００５】
たとえば特許文献１には、微粉炭吹込み操業が行なわれる高炉において、休風後送風を再開した直後に生じるスリップ、棚吊り、吹き抜け等の炉況不良乃至不安定現象を解消し、送風再開による立ち上げを短い時間で円滑に行なえる様にするための操業方法が開示されている。この特許文献１に開示された方法は、休風入りの好ましくは５時間以上前に、羽口からの微粉炭吹込み量を減少すると共に、炉頂部から装入されるコークス量を増大し、休風入り時の熱流比を高める方向に制御するものである。
【特許文献１】特開平９−２５６０１１号公報
【０００６】
また、特許文献２には、炉内装入物レベルがストックラインから、羽口との距離の０．３〜０．５倍の高さまで、原料装入を継続しながら減尺し、それよりも下方で原料装入を停止し、しかも原料装入継続中の減尺速度を０．８〜１．５m／hrに原料装入量を調整し、羽口熱風又は酸素富化熱風の、羽口から現時点の減尺レベルに至る圧力損失量ΔＰと、装入物による羽口での圧力ＷSとの比を、過去の操業実績等より予め定めた吹き抜け防止の所定値以下になるよう送風流量を調整する技術が開示されている。この技術は減尺休風に移行する際、ガス抜け等の不安定現象を回避し、円滑に休風に入ることを目的としている。
【特許文献２】特開２００１−７３０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１で開示された技術は、減尺休風での適用がなく、特に減尺することにより発生する不安定現象を解消できない。また、特許文献２で開示された技術においても、休風立上げ時の炉況不安定現象を解決することはできない。
【０００８】
本発明が解決しようとする問題点は、従来の技術では、減尺することにより発生する不安定現象や、休風立上げ時の炉況不安定現象を解決することはできないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の高炉立上げ操業方法は、
減尺休風後の高炉立上げ操業において、炉況不安定現象を解消するために、
減尺した後に高炉を休風するに際し、
減尺速度が１．０〜２．０m／hrの間で前記減尺を行い、
かつ高炉が休風に入る時の設定コークス比ＣＲ（kg／pt）を下式の範囲に設定することを最も主要な特徴としている。
２．５×ｈ＋４４０＜ＣＲ＜６×ｈ+４１０
但し、ｈ（＝休風時間（hr））≧１６
【００１０】
そして、
立上げ時における棚吊り発生および羽口破損を防止するために、
減尺休風後の高炉立上げ操業において、
減尺の埋め戻しをする原料を、上記の範囲に定めた設定コークス比ＣＲに対して+５０〜+１００kg／ptの範囲のコークス比となるように装入することを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、減尺休風の立上げ操業において、炉況の不安定現象を解消して円滑な立上げ操業を実現することができ、生産計画を達成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を用いて詳細に説明する。
高炉操業において、溶銑温度の低下は出銑トラブルや通常諸元への復帰遅れに繋がるため、溶銑温度の低下は極力抑えることが重要である。
【００１３】
ところが、高炉の休風においては、休風に入る前の溶銑温度に対して、休風立ち上げ時の溶銑温度は低下し、図１に示すように、その差は休風時間が長くなるほど大きくなる。さらに減尺を伴う休風においては、図１に示すようにその度合いはさらに大きくなる。
【００１４】
減尺を行わない休風に比較して、減尺を伴う休風時に溶銑温度がさらに低下するメカニズムについて以下に説明する。
図２（ａ）に高炉内の温度分布を示すが、炉頂から装入された原料の温度はすみやかに上昇して約１０００℃に達する。その後、しばらくはその温度は保持され（熱保存帯）、やがて原料が溶融しはじめる融着帯に達すると再び昇温され、その温度は１２００℃以上になる。融着帯で滴下した銑鉄は、コークス充填層内を通過する際にさらに昇温されて１５００℃以上に達し、出銑口から排出される。
【００１５】
ここで休風に移行した場合であっても、休風入時の融着帯レベルは通常の操業時のレベルを維持し、休風前後での溶銑温度低下は、休風中における熱の放散によるものが主である。
これに対し、減尺して休風に移行する場合は、その休風立上げ時における溶銑温度には更に低下が見られる。
【００１６】
この現象について以下に述べる。
減尺休風では、通常は休風入の数時間前より原料装入を継続させ、その装入レベルを低下させる。この際、減尺速度が遅い場合は、原料装入速度の低下幅が小さいため、熱流比（装入原料と上昇ガスとの熱容量の比）は減尺前と殆んど変化は無い。また、鉱石の被還元量は確保しなければならないため、図２（ｂ）に示すように、装入レベルを低下させた分、休風入時の融着帯レベルは低下する。その結果、休風立ち上げ時において融着帯滴下後の昇熱が不足し、溶銑温度の更なる低下が見られる。
【００１７】
ところで、減尺休風への移行時において融着帯レベルの低下を抑える手段としては、減尺速度を高めて休風に入る方法がある。減尺速度を高めるということは、すなわち原料の装入速度を低下させるということであるため、還元溶解されるべき鉱石量は低下し、相対的にガスの熱容量が増加する（熱流比低下）。したがって、融着帯を上昇させる効果が発生し、先の融着帯レベルの低下が抑制される。しかしながら、極端な熱流比の低下は、過度の炉頂ガス温度の上昇を招くため、炉頂機器などが耐えうる範囲に限られる。
【００１８】
図３に減尺速度を変化させた場合の、溶銑温度低下幅の変化を示す。
減尺速度を１．０m／hr以上に高めた場合、休風に入る前後での溶銑温度の低下幅が小さくなっていることが分かる。しかしながら、減尺速度が２．０m／hrを超えると、減尺時の炉頂ガス温度が４００℃以上まで上昇して炉頂機器に影響を及ぼすため、減尺速度としては１．０m／hr以上で２．０m／hr以下の範囲とすることが望ましい。
【００１９】
ところが、減尺速度を高めて減尺休風に入った場合、その立ち上げ過程において、装入物の荷下がりが停滞する炉況不安定現象（＝棚吊り現象）が発生する頻度の増加が見られた。棚吊りは、高炉内における融着帯の溶け落ち性状の悪化、あるいは充填層内等で通気性の高い領域が発生して送風の揚力と原料の降下がバランスし、見かけ上、原料の荷下がりが停滞する現象である。一旦棚吊りが発生すると、送風量を低下させ、バランス状態を開放する必要があり（棚落とし）高炉操業の減産につながる。
【００２０】
このように、減尺休風の立上げ時において、減尺速度を高めた場合に棚吊りの頻度が増加する原因として、鉱石の被還元不足が考えられる。減尺速度を高めることにより融着帯レベルの低下が抑制されるが、その結果、図４に示すように、立上げ時に装入された鉱石が還元されて溶け落ちるまでの領域が狭くなり、鉱石の被還元不足によって、融着帯自体の圧力損失が上昇し、棚吊りの原因になると考えられる。
【００２１】
この鉱石の被還元不足を解消する手段として、装入する原料のコークス比を高めることが挙げられる。しかしながら、過度のコークス比上昇は、立上げ時の溶銑中のＳｉ濃度を上昇させ、その結果溶銑の炉内での流動性が悪化し、羽口前の通液性不良により羽口を破損させる事態を引き起こす。このことから、減尺休風の時間、減尺レベルなどに対し、その適正な装入コークス比が存在すると考えられる。図５に休風時間と休風入時に設定したコークス比の実績を示す。
【００２２】
このように、休風時間に対して休風入時に設定したコークス比が低すぎると、立上げ時に溶銑温度の低下を招く。また、反対に休風入時に設定したコークス比が高すぎると、溶銑中のＳｉ濃度が過度に上昇して羽口の破損を招く。
【００２３】
これらのことから、休風入時に設定したコークス比ＣＲ（kg／pt）には適正値が存在することが分かり、この適正値は次式で表すことができる。次式において休風時間ｈ（hr）は減尺操業では、炉口の吹付工事などを行うため、通常は１６hr以上の休風を対象とする。
２．５×ｈ＋４４０＜ＣＲ＜６×ｈ+４１０
【００２４】
すなわち、本発明の高炉立上げ操業方法は、
減尺した後に高炉を休風するに際し、
減尺速度が１．０〜２．０m／hrの間で前記減尺を行い、
かつ高炉が休風に入る時の設定コークス比ＣＲ（kg／pt）を上記式の範囲に設定するものである。
【００２５】
そして、減尺休風時においては、数々の経験より、休風立上げ時に原料レベルを通常操業レベルまで埋め戻す際のコークス比を減尺休風入時のコークス比に対し+５０〜+１００kg／ptの範囲で装入した場合に、立上げ時において棚吊り発生および羽口破損頻度が最も少なくなるのである（図６参照）。
【００２６】
本発明の実施例を以下に示す。
下記表１は通常操業原料レベルから６〜１３mの減尺を行い、３０〜４５時間休風した場合の減尺休風操業実績を示す。
【００２７】
【表１】
0004765722.tif 000002
【００２８】
表１より、減尺速度を高めた場合には、立上げ時の溶銑温度の低下を抑えることができるが、棚吊り現象が顕著になることが分かる。これに対し、本発明例のように、立上げ時に埋め戻しのコークス比を適正に設定すれば、棚吊り発生や羽口破損を抑えることができることが分かる。
【００２９】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】休風時の溶銑温度低下を示す図である。
【図２】（ａ）は通常操業時の炉内温度分布を示す図、（ｂ）は減尺休風に移行した後の炉内温度分布を示す図である。
【図３】減尺速度を上昇させた場合の溶銑温度低下抑制効果を示す図である。
【図４】融着帯レベルを維持し立上げ操業を行った場合の、鉱石の還元遅れを示す図である。
【図５】休風時間に対する適正な設定コークス比の範囲をＡ高炉（２７００m3）で種々テストした結果を示した図である。
【図６】減尺休風立上げにおいて、埋め戻しのコークスをベースに対しアップさせ、適正化させた効果をＡ高炉（２７００m3）で種々テストした結果を示した図である。
【図１】
0004765722.tif 000003
【図２】
0004765722.tif 000004
【図３】
0004765722.tif 000005
【図４】
0004765722.tif 000006
【図５】
0004765722.tif 000007
【図６】
0004765722.tif 000008