(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉内の装入原料層を炉腹近傍まで降下させる減尺操業に際し、装入原料層のレベル低下に応じて調整した風量で熱風を炉内に吹き込み、シャフト部の上段，中段及び下段に設けた各圧力計で測定される円周方向に関する圧力の最大値と最小値との差が３０ｇ／ｃｍ２以下で、且つ各段の圧力及び送風圧力の変動幅が２０ｇ／ｃｍ２以内に安定した段階で、送風圧指定に切り替えて熱風を炉内に吹き込むことを特徴とする高炉の減尺操業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、定期点検・補修等の際に高炉を休風するときの減尺操業に関する。
【０００２】
【従来の技術】
耐火物でライニングされている高炉の内壁は、装入物の衝撃・摩擦や高温ガスに曝される環境で使用される。そのため、長期間操業により損耗した耐火物は、定期的に点検され、損耗がひどい場合には補修される。
点検・補修等に際しては、原料装入層のレベルを徐々に下げる減尺操業が実施される。しかし、炉内の装入物分布や炉内ガス分布が減尺の過程で不規則に変化し、スリップや吹抜け等のトラブルが発生し易く、目標レベルまで減尺できないことがある。
【０００３】
スリップや吹抜け等のトラブルは、減尺過程で融着帯の円周バランスが崩れ、炉内を水平方向断面でみたとき装入物の落下や炉内ガス流が局部的に上昇することに原因がある。そこで、原料装入層のレベルに応じ送風量を調整しながら減尺する方法が従来から採用されている。たとえば、装入原料層頂面の降下に応じて予め定められた限界送風量以下で減尺操業する方法（特開昭５５−１１０７１０号公報），融着帯の頂面から装入物までの距離が異常に接近したとき風量減少又は炉頂圧上昇のアクションを採る方法（特開昭５６−１１６８０６号公報）等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の減尺操業では、主として送風量の調整によりスリップ，吹抜け等のトラブルを防止している。しかし、融着帯の形状変化に起因した炉内ガス流の急変に伴って送風圧力が変動するとき、送風量調整ではスリップや吹抜けの発生を十分に防止できず、依然として目標レベルまでの減尺操業ができないことがある。そこで、送風量に変動がないことを確認しながら、指尺低下，送風量低下等のアクションが採られている。しかし、この方法では、減風量が多くなり、その分だけ減産量が多くなる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、減尺過程で送風量指定から送風圧指定に送風条件制御を切り替えることにより、スリップや吹抜けを防止しながら最大送風量を確保し、安定した炉況下で減尺操業することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その目的を達成するため、高炉内の装入原料層を炉腹近傍まで降下させる減尺操業に際し、装入原料層のレベル低下に応じて調整した風量で熱風を炉内に吹き込み、シャフト部の上段，中段及び下段に設けた各圧力計で測定される円周方向に関する圧力の最大値と最小値との差が３０ｇ／ｃｍ２以下で、且つ各段の圧力及び送風圧力の変動幅が２０ｇ／ｃｍ２以内に安定した段階で、送風圧指定に切り替えて熱風を炉内に吹き込むことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
高炉の減尺操業では、鉱石，コークス等の原料を装入することなく送風を継続し、炉内にある装入原料層のレベルを順次低下させる操業法であり、目標時間に指尺レベル（炉頂からストックラインまでの距離）を目標位置まで下げ、減鉱を羽口レベルに到達させることが必要とされる。そのため、減尺操業開始から休風までの装入原料に応じた送風量の累計が炉況を安定に維持する上で重要な要因になる。
【０００７】
減尺操業中、装入原料層のレベル低下に伴って炉内の通気抵抗が減少するため、一定した送風量を維持するとスリップや吹抜けが発生しがちな炉況になる。通気抵抗の減少は、微粉炭の吹込み中止によっても大きく影響される。そこで、レベル低下に応じた指定風量が得られるように、高炉に熱風を吹き込む送風機を制御する。送風量指定の減尺操業は、制御が容易であるものの、送風圧力に変動がないことを確認しながら指尺低下及び送風量低下のアクションをとるため、送風圧力に変動が生じた場合には送風量を大幅に低下させて変動を抑制するアクションが必要になる。また、送風圧力の変動が抑制されても、送風圧力の変動を誘発する送風量の回復は実行が困難になることから、減風量が更に多くなる。具体的には、内容積１６５０ｍ3の高炉でストックラインを１５ｍ下げる減尺操業したときの実績値を示す図１にみられるように、減尺操業の開始から送風停止までに８〜９時間がかかる。減風量の増加は、炉内を必要以上に温度降下させ、休風停止後に炉況を立ち上げるまでの時間を長くする原因となる。
【０００８】
そこで、本発明においては、減尺操業の途中で送風量指定から送風圧指定に切り替えることにより、減尺操業の開始から送風停止までの期間を短縮し、減風量の増加を抑制している。送風量指定から送風圧指定に切り替えるタイミングは、高炉シャフト部の垂直方向に関する圧力変動が低位に安定したことを確認して設定される。圧力変動は、高炉シャフト部の垂直方向に関して炉壁に挿入した圧力計で炉内圧力を多段に測定し、測定値の時間変化から検出される。
【０００９】
具体的には、図２に示すように高炉シャフトの上段，中段及び下段に円周方向に関して等間隔で４本の圧力計を埋め込み、高炉内の装入原料及びガス流の変動部位及び変動の大きさを把握する。減尺操業されている高炉では、装入原料レベルの低下に従って上段の圧力計で検出される圧力値が炉頂圧に近づき、装入原料レベルに偏差が生じた場合には各段の圧力値に変動幅が生じる。したがって、炉内圧力の推移及び各段の円周方向に関する圧力値の変動幅から炉況の安定度及び減尺操業の良否を判定でき、本発明においてはこの判定結果に基づいて送風量指定から送風圧指定に切り替えるタイミングを設定している。
【００１０】
切替えのタイミングは、シャフト部の上段，中段及び下段の各段において円周方向に等間隔で４本配置した圧力計及び羽口に設けた圧力計で測定される炉内各部の圧力及び送風圧力に応じて定められる。
各圧力計で得られた圧力値の変動幅が２０ｇ／ｃｍ2以下になっているとき、スリップや吹抜けのない安定した炉況が維持されている。他方、圧力変動が２０ｇ／ｃｍ2を超える個所では、部分的なスリップや吹抜けが発生している可能性が高く、この段階で風圧指定に切り替えると炉況が更に不安定になる。なお、圧力変動は、全１３点の圧力計で１分ごとに測定した値の過去約５分間における実績で示す。また、各段の圧力計で検出された圧力の最大値−最小値として求められる炉体円周方向に関する変動幅が３０ｇ／ｃｍ2以下になっているとき、炉況が安定に維持されている。他方、３０ｇ／ｃｍ2を超える変動幅は、円周方向に関して装入原料層の片減り等、原料降下速度に差が発生していることの現われであり、この段階で風圧指定に切り替えると片減り部分に風量が集中し吹抜け等が誘発され易くなる。
【００１１】
また、減尺操業で装入原料層のレベルを徐々に低下させるに従って送風量を低下させているので、高炉内を通過するガス流量の低下が吹抜けの可能性を減少させる。そのため、送風圧指定の操業が可能になる。ただし、ガス流量の低下は、羽口風速低下に伴った中心流不足や、局部的な周辺流に起因して装入原料層に偏差を生じさせる原因にもなり易い。そこで、スリップ，吹抜け等のトラブルが発生しない炉況下で目標の装入原料層レベルまで減尺する上で、低送風量での操業時間を短くすることは、休風前後の炉況の安定化に重要である。
【００１２】
減尺操業が送風圧指定に移行した段階では、指尺レベルに応じて炉内圧損（＝送風圧力−炉頂圧力）が制御される。本発明者等による調査・研究の結果から、指尺レベルとの関係で炉内圧損を図３の直線よりも下方にある吹抜け防止域に維持するとき、スリップ，吹抜け等のトラブル発生を防止できることが判った。図３の関係は、炉頂圧力を一定に維持し、指定した送風圧力での減圧操業が可能なことを示している。
送風圧力の指定は、炉頂圧力を一定に維持しているため高炉の操業中に指尺レベル及び炉内圧損が常に把握されていることから、指尺レベルの低下に先行して実施できる。また、スリップや吹抜け等が発生しない炉況下で最大風量が確保される。したがって、減尺時間が図１に示すように短縮された無装入減尺操業が可能になり、減尺，休風に伴った減産量も低く抑えられる。
【００１３】
【実施例】
内容積１６５０ｍ3の高炉を休風するに際し、指尺レベルの低下に応じて図１に示すように風量を下げた。減尺操業中、シャフト部の垂直方向に関する炉内圧力を常時測定し、炉内圧力の変動幅が２０ｇ／ｃｍ2以内で，各段の圧力計で計測された圧力値の最大値と最小値との差が３０ｇ／ｃｍ2以下に至った時点で送風条件を送風量指定から送風圧指定に切り替えた。この切替え時点は、減尺操業前の通常操業中の指定風量のほぼ７割に当たる。送風圧指定の減尺操業では、ストックラインと炉内圧損との関係から定まる吹抜け防止域（図３）に調節した送風圧で熱風を炉内に吹き込んだ。
【００１４】
減尺操業開始から炉内装入原料層のレベルが炉腹近傍に達するまでに８時間を要したが、この間にスリップや吹抜けは何ら検出されなかった。次いで、炉内を補修・点検した後、炉況を立ち上げて通常操業に移行した。通常操業に移行するまでの期間は、１１時間と短期間であった。これは、減尺操業中の減風量低下が抑えられたことによるものである。
比較のため、同じ高炉を用い送風量指定の減尺操業で炉内装入原料層のレベルを炉腹近傍まで下げた。この場合には、本発明例に比較して９時間と長い時間が必要であった。そのため、減尺操業中の減風量が増加し、休風後に高炉を通常の炉況に回復させるまでに１５時間と長時間が必要であった。
【００１５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明においては、高炉の休風に際し装入原料層のレベルに応じて調節した送風量の熱風を炉内に吹き込み、炉内圧力が低位に安定したことを検出した段階で、送風条件を送風量指定から送風圧指定に切り替えている。この切替えにより比較的短時間で装入原料層のレベルを炉腹近傍まで下げることができ、減尺操業・休風に伴った減風量や減風期間の増加が抑制される。そのため、休風後の高炉が短時間で通常の炉況に回復し、減産量を少なくした減尺操業が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  送風量指定から送風圧指定に切り替える減尺操業の操業諸元の変化を送風量指定の減尺操業と対比して示したグラフ
【図２】  送風量指定から送風圧指定に切り替えるタイミングを検出するため垂直方向に複数の圧力計を埋め込んだシャフト部をもつ高炉
【図３】  ストックラインと炉内圧損との関係が吹抜けに及ぼす影響を示したグラフ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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