JP2557544B2 - 高炉々底の銑鉄凝固層厚さの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高炉々底耐火物の高炉内側表面に凝固した
銑鉄の凝固層厚さを高炉々底を冷却する冷却媒体の温度
を調節することによって一定の管理値に制御する高炉々
底の銑鉄凝固層厚さの制御方法に関する。

従来技術 高炉々底の耐火物は、その損耗が直接高炉の寿命に影
響を与えるが、補修や交換は困難である。そこで従来、
耐火物の損耗を防止するために高炉々底に冷却管を設け
て該管内に冷却媒体を通し、耐火物を冷却している。冷
却により高炉々底耐火物の高炉内側表面に銑鉄の凝固層
を形成し、耐火物が直接溶けた銑鉄に触れないようにし
て損耗を防止している。

高炉内側表面に形成される銑鉄の凝固層の厚みは、極
端に大きくなると、高炉の内容積が狭められて銑鉄の生
産量が減少したり、溶けた銑鉄の高炉々外への抽出が困
難となる。

そこで、高炉々底耐火物の高炉内側表面に凝固した銑
鉄の凝固層の厚さは、耐火物の保護と安定操業の両面を
考慮して適切な厚さに保つことが望ましく、そのために
冷却媒体の温度を調節する必要が生じてくる。

従来は高炉々底の冷却管内を通過して高温となった冷
却媒体は、冷却塔を通したり或いは特願昭53-58405号に
示されるような方法で冷却して循環させているが、こう
した冷却方法では、冷却媒体の冷却後の温度が外気温や
冷却水の温度に左右されて適温にすることができず、そ
のため銑鉄の凝固層厚さを一定に保つことができなかっ
た。このため銑鉄の凝固層の厚みを増したいときには、
高価なチタンを銑鉄に添加したり、銑鉄1ton当りの燃料
消費量を増して銑鉄に含まれるシリコンを増加し或いは
また硫黄を減少させたり、銑鉄の生産量を減ずるなどし
て銑鉄を凝固し易くしていた。

一方、銑鉄の凝固層の厚みを減少させたいときには、
銑鉄1ton当りの燃料消費量を増して銑鉄の温度を上げた
り或いは銑鉄中の硫黄を増して銑鉄を凝固し難くゝして
いた。

発明が解決しようとする課題 以上のように上述するような従来の冷却塔や特願昭53
-58405号によるような冷却方法では、銑鉄の凝固層の厚
みを一定に保つことが難かしく、銑鉄の凝固を促進或い
は困難とするような方法を併用する必要があるため銑鉄
の原価上昇、減産、品質の変動等を伴うようになる。し
かも銑鉄の凝固層の厚みを一定に保つための操作要因が
複数となるため自動制御も困難となる。

本発明は、銑鉄の凝固層の厚みを一定に保つための操
作要因を冷却媒体の温度調節のみに一元化することによ
って上記の問題を解消しようとするものである。

課題の解決手段 すなわち本発明は、高炉々底の冷却管を通過した冷却
媒体を、負荷を自由に制御できる冷凍式冷却装置に通し
て冷却媒体の凝固点温度から沸点温度までの範囲で銑鉄
の凝固層の厚みを一定に保つことができるように温度制
御するようにしたもので、高炉々底耐火物内に埋設され
た温度計の指示値から高炉々底耐火物の高炉内側表面に
凝固した銑鉄の凝固層厚さを推定し、銑鉄の凝固層の厚
さの目標管理値からの偏差と、該偏差の時間微分と、冷
却媒体の循環温度とから凝固層厚さが上記目標管理値と
なるような冷却媒体の設定温度を演算したのち冷却媒体
が通される冷凍式冷却装置の負荷を調節し、冷却媒体の
循環温度を上記設定温度となるように制御することを特
徴とするものである。

作用 第４図において、銑鉄の凝固層の厚さが点線で表した
目標管理値を越えると、冷却媒体の循環温度が上昇し、
これにより凝固層が溶解して厚みが減少する。一方、凝
固層の厚みが目標管理値を下廻ると、冷却媒体の循環温
度が低下して銑鉄の凝固が促進され、凝固層の厚みが増
加する。

実施例 第１図は高炉々底の概略的な断面を示すもので、炉底
耐火物１は高炉基礎２の上部に埋設された炉底冷却管３
に通される冷却媒体により冷却されるようになってい
る。高炉内には溶けた銑鉄４が溜まっているが、炉底耐
火物１の高炉内側表面には冷却媒体による冷却によって
凝固した銑鉄５が付着し、溶けた銑鉄４と炉底耐火物１
が直接接触するのを妨げて炉底耐火物１が損耗するのを
防止する機能を果たしている。凝固した銑鉄５は厚く成
長して出銃口６の高さを越えてしまうと、溶けた銑鉄４
を高炉外へ抽出できなくなる。そこで凝固した銑鉄５の
厚みを一定に保つことが望まれ、本実施例ではそのため
次のようにして銑鉄凝固層の厚みが一定となるように制
御した。このことを第２図に基づいて説明する。

冷却媒体は、循環ポンプ７によって循環媒体ピット８
よりくみ上げられ、配管９を通り、ヘッダー管11で分配
されて炉底冷却管３に通される。そして炉底を冷却した
のち再びヘッダー管11で集められ、配管９を経て冷凍式
冷却装置12に送られる。冷却装置12で冷却された冷却媒
体は再び循環媒体ピット８に戻される。

炉底耐火物１には温度計13が埋込んであり、該温度計
で計測された温度により銑鉄の凝固層の厚さが演算装置
14により例えば二点間法で演算され、その値が負荷制御
装置15に出力される。

循環媒体ピッド内の冷却媒体は、攪拌装置16により攪
拌されて温度は均一化され、温度計17で計られた計測値
が上記負荷制御装置15に出力される。

負荷制御装置15は、銑鉄の凝固層の厚さの目標管理値
からの偏差と、該偏差の時間微分と循環媒体ピッド内で
の冷却媒体の温度とから一定の計算式に基づいて凝固層
厚さを上記目標管理値とするような冷却媒体の設定温度
を演算する。そして循環媒体ピット内の冷却媒体温度が
上記設定温度となるように冷凍式冷却装置12の負荷を制
御する。第３図は上記負荷制御装置15による制御の方法
の一例を示すもので、炉底耐火物１の温度が温度計13に
より計測され（ステップ21）、この計測値に基づいて演
算装置14により銑鉄の凝固層の厚みが演算される（ステ
ップ22）。一方、循環媒体ピット内の冷却媒体の温度が
温度計17により計測される（ステップ23）。次に演算し
て求められた銑鉄の凝固層の厚みと、予め設定した目標
管理値との偏差が計算され（ステップ24）、該偏差の時
間微分と循環媒体ピット内の冷却媒体の温度とから銑鉄
の凝固層厚さが上記目標管理値となるような冷却媒体の
設定温度を経験式に基づいて算出する（ステップ25）。
ついで温度計17により計測された上記冷却媒体の温度が
設定温度と比較され（ステップ26）、計測温度の方が高
いときには低くなるように、計測温度の方が低いときに
は高くなるように冷凍式冷却装置12の負荷を制御する
（ステップ27）。

以上のようにして循環媒体ピット内の冷却媒体は、設
定温度に保たれ、循環ポンプ７によってくみ上げられた
のち炉底冷却管３に供給され、炉底を冷却する（ステッ
プ28）。

冷却媒体の温度は以上のように、本実施例により冷却
媒体の凝固点温度から沸点温度の範囲内で自由に制御で
きるし、冷却媒体の種類を変えることにより種々の凝固
点温度と沸点温度の範囲を選択することができる。

発明の効果 本発明によれば以上のように、凝固層の厚みを一定に
保つことができるため炉底耐火物が損耗するのを防ぎ、
また高炉の安定操業を保つことができる。しかも銑鉄の
凝固層の厚みを一定に保つのが冷却媒体の温度制御のみ
によって行われるため銑鉄のコストや生産、品質に影響
を与えることがなく、自動制御も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉々底部の縦断面図、第２図は本発明方法の
ブロック図、第３図は同フローチャート、第４図は冷却
媒体の循環温度と銑鉄の凝固層の厚さについてのグラフ
図である。 １‥炉底耐火物、２‥炉底基礎 ３‥炉底冷却管、４‥溶けた銑鉄 ５‥凝固した銑鉄、６‥出銃口 ７‥循環ポンプ、８‥循環媒体ピット 12‥冷凍式冷却装置、13、17‥温度計 14‥演算装置、15‥負荷制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−184607（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−293513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−32309（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高炉々底耐火物の温度計測値から高炉々底
   耐火物の高炉内側表面に凝固した銑鉄の凝固層厚さを演
   算する過程と、求めた凝固層厚さの目標管理値からの偏
   差と、該偏差の時間微分と、炉底冷却管内を循環する冷
   却媒体の温度とから銑鉄の凝固層厚さを上記目標管理値
   とするような冷却媒体の設定温度を演算する過程と、冷
   却媒体が通される冷凍式冷却装置の負荷を調節し、冷却
   媒体の循環温度を上記設定温度となるように制御する過
   程とよりなることを特徴とする高炉々底の銑鉄凝固層厚
   さの制御方法。