(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉側壁の高さ方向に、高炉内の圧力を測定するための圧力測定装置およびステーブ温度を測定するための温度測定装置を複数段設けて測定装置群とするとともに、該測定装置群を高炉の周方向に複数箇所設置し、前記複数段設けた測定装置群毎に各段の差圧およびステーブ温度を測定し、かつ前記各段の差圧の測定では、各段の絶対圧の差を各段間の距離で除すことにより基準化して各段の差圧を求め、該各段の差圧およびステーブ温度の時間経過に伴う変化を差圧およびステーブ温度毎に区別して表示し、該表示した各段の差圧およびステーブ温度の変化を監視することにより、吹き抜け現象を予知することを特徴とする高炉の風圧変動に伴う吹き抜け現象予知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉の風圧変動に伴う操業異常予知方法に関し、特に吹き抜け現象を予知して操業異常を予防しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高炉操業においては、使用するコークス量を減少させて低コスト化を図るために、粉炭比を１３５〜１４０ｋｇ／ｔ程度まで増加させる操業が行われている。
しかしながら、高生産を行うと、融着帯下部が限界付近にまで低下し、粉炭の熱レベルの調整のために炉壁が煽られて風圧変動が発生してしまう。このような風圧変動が発生すると、いわゆる吹き抜け現象が生じて操業異常となり、安定した高炉操業を行うことができない。
【０００３】
このような吹き抜け現象が発生する原因には、以下のものが考えられる。
第１に、原材料の装入トラブルや出銑のトラブル、あるいは原材料の装入において円周方向のバランスが乱れていることが、吹き抜け現象の原因となる。
第２に、コークス比（コークス／出銑量）を低くし、オアバイコークス（鉱石量とコークス量の比）を高くすることにより、コークスベッドの形成不良が発生し、これが吹き抜け現象の原因となる。
第３に、コークス粉化や焼結鉱還元粉化による粉の蓄積が、吹き抜け現象の原因となる。
第４に、高生産すなわち高ボッシュガス量により炉下部の通気不良が発生し、これが吹き抜け現象の原因となる。
【０００４】
高炉の安定操業を行うためには、これらの吹き抜け現象の原因を特定して、予め除去する必要がある。また、吹き抜け現象の原因を特定するためには、吹き抜け部位を特定しなければならない。
従来より、この種の操業異常を予知するための方法として、例えば特公昭６０−４１１２３号公報、特公平３−１２６８０６号公報等に、その技術が開示されている。このような従来の操業異常の予知方法では、炉内に、温度、圧力、ガス組成等を検出するためのセンサを設置し、これらのセンサの測定値に基づいて設定基準値や理論値との比較を行い、操業異常を予知していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の操業異常の予知方法では、操業異常が発生しようとしているにもかかわらず、センサの測定値が異常を示さないこともあり、操業異常の発生を的確に予知することができなかった。
また、センサの測定値が異常を示した場合であっても、その解析には専門的知識を必要とし、誰もが操業異常の発生を読みとることができるものではなかった。
このため、センサを設置した場合であっても、操業異常の発生を予知するためには、結局、熟練した作業者の勘に頼らざるを得ず、安定した高炉操業の維持を難しいものとしていた。
本発明に係る高炉の風圧変動に伴う異常操業予知方法は、上述した事情に鑑み提案されたもので、高炉の風圧変動に伴う操業異常を容易かつ的確に予知することにより、安定した高炉操業を行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高炉の風圧変動に伴う吹き抜け現象予知方法は、上述した目的を達成するためのもので、高炉側壁の高さ方向に、高炉内の圧力を測定するための圧力測定装置およびステーブ温度を測定するための温度測定装置を複数段設けて測定装置群とするとともに、該測定装置群を高炉の周方向に複数箇所設置し、前記複数段設けた測定装置群毎に各段の差圧およびステーブ温度を測定し、かつ前記各段の差圧の測定では、各段の絶対圧の差を各段間の距離で除すことにより基準化して各段の差圧を求め、該各段の差圧およびステーブ温度の時間経過に伴う変化を差圧およびステーブ温度毎に区別して表示し、該表示した各段の差圧およびステーブ温度の変化を監視することにより、吹き抜け現象を予知することを特徴とするものである。このよう吹き抜け現象予知方法を採用することにより、３次元表示された差圧およびステーブ温度の時間経過に伴う変化を監視するだけで、専門的知識を必要とせず、また熟練した技術者の勘に頼ることなく、安定した高炉操業を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明に係る高炉の風圧変動に伴う異常操業予知方法の一実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る異常操業予知方法に使用する測定装置等の配置を示す説明図であり、図１（ａ）は、高炉の縦断面を示す説明図、図１（ｂ）は、高炉の横断面を示す説明図である。
【００１０】
高炉１の側壁には、図１（ａ）に示すように、高炉１内の圧力を測定するための圧力測定装置２とステーブ温度を測定するための温度測定装置３とを、高さ方向に複数段設けて測定装置群４を構成している。また、この測定装置群４は、図１（ｂ）に示すように、高炉１の周方向に複数箇所設置されている。
図１に示す例では、高炉１の高さ方向に１０個の測定装置群４を設け、この測定装置群４を高炉１の周方向に等間隔で４カ所設置している。また、各測定装置群４は、測定した圧力情報および温度情報を収集して処理するための処理装置５に接続されている。
【００１１】
この処理装置５は、例えばキーボードやマウス等の入力手段と、ＣＲＴディスプレイやプリンタ等の出力手段と、ハードディスク記憶装置等の記憶手段とを備えたコンピュータから構成される。
各測定装置群４で測定された圧力情報および温度情報は、処理装置５に送信されて演算処理され、３次元表示されたグラフとして出力される。
処理装置５における演算処理では、各段の絶対圧の差を各段間の距離で除すことにより基準化して差圧を求めている。
【００１２】
なお、各測定装置群４における圧力測定装置２と温度測定装置３の配置個数および配置位置は、適宜変更して実施することができる。また、各測定装置群４において、圧力測定装置２のみ、あるいは温度測定装置３のみを設置した箇所が存在していてもかまわない。
さらに、高炉１の周方向に設置する測定装置群４の配置個数および配置位置も、適宜変更して実施することができる。
また、処理装置５は、必ずしも１つの機器により構成する必要はなく、情報を収集する機器と、収集した情報を処理して３次元グラフを出力する機器等のように、複数の機器により構成することもできる。
【００１３】
処理装置５により出力された３次元グラフを、図２に基づいて説明する。
図２は、測定した情報の時間経過に伴う変化を３次元表示したグラフで、図２（ａ）は、差圧の３次元グラフ、図２（ｂ）はステーブ温度の３次元グラフである。
図２（ａ）に示す例は、２７０度方向に設置された測定装置群４における差圧の測定結果を表したもので、横軸に時間、縦軸に差圧をとり、時間経過に伴う差圧の変化を示している。
【００１４】
横軸に示す（i）〜（iii）は日にちを表し、１２００，１４００等の数字は時刻を表している。
縦軸に示すＢＰ〜Ｂ３，Ｓ１〜Ｓ５，ＴＰは、測定装置群４における圧力測定装置２の設置位置を表し、下方から上方に向かって、ＢＰ，Ｂ２，Ｂ３，Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，ＴＰの順に設置されている。したがって、例えばＳ５−ＴＰとは、ＴＰとＳ５との差圧であり、Ｓ３−Ｓ５とは、Ｓ５とＳ３との差圧のことである。
また、差圧は、図２（ａ）中に示すように、０．００〜０．２５ｋｇ／ｃｍ３の範囲で０．０５ｋｇ／ｃｍ３毎に区別して表示されている。
【００１５】
同様に、図２（ｂ）に示す例は、２７０度方向に設置された測定装置群４におけるステーブ温度の測定結果を表したもので、横軸に時間、縦軸にステーブ温度をとり、時間経過に伴う差圧の変化を示している。
横軸に示す（i）〜（iii）は日にちを表し、１２００，１４００等の数字は時刻を表している。
縦軸に示すＢ１Ｌ〜Ｂ３Ｕ，Ｓ１〜Ｓ５は、測定装置群４における温度測定装置３の設置位置を表し、下方から上方に向かって、Ｂ１Ｌ，Ｂ１Ｕ，Ｂ２Ｌ，Ｂ２Ｕ，Ｂ３Ｌ，Ｂ３Ｕ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の順に設置されている。
また、ステーブ温度は、図２（ｂ）中に示すように、０〜５００℃の範囲で１００℃毎に区別して表示されている。
なお、図２（ａ）（ｂ）において、縦の破線の位置において、吹き抜け現象が発生している。
【００１６】
図２（ａ）（ｂ）の３次元グラフによれば、（ii）日目の１７時３０分頃に吹き抜け現象が発生しており、Ｂ２−Ｂ３間の差圧が極端に上昇している。
また、この吹き抜け現象が発生する以前に、（ii）日目の１０時３０分頃からＢ２−Ｂ３間の差圧が上昇しており、特に（ii）日目の１３時３０分頃と１４時３０分頃にＢ２−Ｂ３間の差圧が極端に上昇している。これに対応して、（ii）日目の１１時頃からＢ２Ｕのステーブ温度が上昇しており、特に（ii）日目の１３時頃にＢ２Ｕのステーブ温度が極端に上昇している。
また、同様の現象が（i）日目の６時頃にも発生している。
【００１７】
上述したように、図２（ａ）（ｂ）の３次元グラフに基づく分析結果を総合的に判断すると、Ｂ２レベルにおいて、例えば羽口直上で温度は高いが、鉱石の軟化により通気性の悪い層、すなわち融着帯が何らかの要因で降下停滞を起こして停滞層となり、この停滞層が時間の経過とともに部分的に崩壊したり、部分的に空洞を生じたりして、この部分を高速のガスが通過することにより吹き抜け現象を誘発したことが推測される。
ただし、図示しないが、２７０度方向以外では変化が見られないので、局所的な降下停滞と考えることができる。
【００１８】
このような停滞層が生じる原因が、高炉１操業の限界を示唆していると考えられる。上述した例では、羽口近傍の熱レベルとガス分布、鉱石の還元、融け落ち能の整合性が取れないことが原因であると推測することができ、高炉全体の熱還元バランスは取れていても、部分的な非整合が生じると破綻を来す例と考えることができる。
また、図２（ａ）に示す例では、２７０度方向の各段毎に差圧が周期的に変動している。このような１０時間以上の周期的な差圧変動は、原料の装入や操業変更の影響と推定することができる。
【００１９】
上述したような３次元グラフの変化は、専門的な知識や、長年の経験を持たない者であっても容易に読みとることができる。したがって、このような３次元グラフの変化に基づいて異常操業を予知して、吹き抜け現象が発生する原因を除去することにより、安定した高炉操業を行うことができる。
なお、上述した図２に示す例において吹き抜け現象が発生しているが、これは、本発明に係る異常操業予知方法を説明するためであり、本発明に係る異常操業予知方法では、実際に吹き抜け現象が発生する以前に、その原因を除去することにより吹き抜け現象の発生を未然に防ぐことができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明に係る高炉の風圧変動に伴う吹き抜け現象予知方法は、上記した構成を有するので、以下に示すような効果を奏することができる。すなわち、本発明に係る高炉の風圧変動に伴う吹き抜け現象予知方法では、高炉の高さ方向に複数段にわたって設けた圧力測定装置およびステーブ温度を測定するための温度測定装置により高炉内の各段の差圧およびステーブ温度を測定し、かつ前記各段の差圧の測定では、各段の絶対圧の差を各段間の距離で除すことにより基準化して各段の差圧を求め、該各段の差圧およびステーブ温度の時間経過に伴う変化を差圧およびステーブ温度毎に区別して表示し、該表示した各段の差圧およびステーブ温度の変化を監視している。したがって、各段の差圧およびステーブ温度の変化を該表示することにより、各段の差圧およびステーブ温度の変化を一目で認識することができるので、専門的知識を必要とせず、また熟練した技術者の勘に頼ることなく、安定した高炉操業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異常操業予知方法に使用する測定装置等の配置を示す説明図であり、（ａ）は、高炉の縦断面を示す説明図、（ｂ）は、高炉の横断面を示す説明図である。
【図２】測定した情報の時間経過に伴う変化を３次元表示したグラフで、（ａ）は、差圧の３次元グラフ、（ｂ）はステーブ温度の３次元グラフである。
【符号の説明】
１  高炉
２  圧力測定装置
３  温度測定装置
４  測定装置群
５  処理装置
【図１】
0003938658.tif 000002
【図２】
0003938658.tif 000003