JP2000219903A - ベルレス高炉における中心コークス投入制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定な高炉操業を可能とするとともに、増産
時の出銑量も確保できるベルレス高炉における中心コ−
クスの投入制御方法を提供する。 【解決手段】 ベルレス高炉において、装入原料と中心
コ−クスを同期させて投入し、中心コ−クスを高炉の中
心に、装入原料をその周辺に装入するベルレス高炉にお
ける中心コークス投入制御方法。および、前記方法にお
いて、装入原料投入シュ−トの旋回数、旋回位置および
旋回速度に基づき、中心コ−クスの投入開始時期および
終了時期を制御するベルレス高炉における中心コークス
投入制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルレス高炉にお
ける中心コ−クスの投入制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ベル式高炉では、鉱石およびコ−クス等
の装入原料をベルより交互に切出し、炉壁側の原料装入
物表面に落下、堆積させる。切出された装入原料は、炉
中心部に流れ込むから、炉中心部に向かって傾斜した鉱
石層およびコ−クス層が交互に形成される。

【０００３】この際、鉱石の安息角は、コ−クスに比べ
て小さく、鉱石はコ−クスに比べて炉中心に流れ込み易
い。このため、炉中心部における鉱石層の厚み；L_oとコ
−クス層の厚み；L_cとの厚み比は、高くなる。

【０００４】この結果、還元ガス流の多くが炉壁側を上
昇する、いわゆる、周辺ガス流操業状態が形成され、棚
吊り、スリップ等の事故が発生し易くなって、生産量の
変動を招き、安定した高炉操業が達成できない。

【０００５】一方、一般にコ−クス層は、鉱石層に比べ
て通気性に優れているが、コ−クス原料の物理的性状が
変動することにより、炉中心部でのコ−クス層の通気性
が低下することがある。このような場合も、周辺ガス流
操業状態が形成されて、安定した高炉操業が達成できな
い。

【０００６】従って、高炉の安定操業を達成するために
は、鉱石層およびコ−クス層の炉中心部における通気性
を確保するため、原料装入分布を適正に管理し、炉内を
上昇する還元ガス流分布を制御することが重要である。

【０００７】このために、ベル式高炉の炉頂部にコ−ク
スの専用投入シュ−トを設け、このシュ−トより高炉炉
中心部にコ−クスを投入して炉中心部の通気性を高め、
ガス流の一部を炉中心部に集中させ、中心ガス流を得る
ことにより、周辺ガス流操業状態を改善し、多少の炉況
が変化しても、高炉の安定操業を維持する方法が実用化
されている。このような操業は、中心コ−クス投入と呼
称されている。

【０００８】ベル式高炉における中心コ−クス投入方法
については、いくつかの提案；例えば、装入原料の切出
し開始直前に中心コ−クスを切出す方法を採用した特開
平９−１５７７１０号等がなされている。

【０００９】一方、ベルレス高炉においては、装入原料
として鉱石（焼結鉱を含む）およびコ−クスを炉頂ホッ
パ−より交互に切出し、装入原料を旋回シュ−トを旋回
させつつ、炉壁から炉中心に向かって移動して炉内に装
入、堆積させる。装入原料は、炉内に堆積した後、安息
角を超える部分が炉中心に向かって流れ込むので、炉壁
から中心部に向かって下方に傾斜した装入原料の鉱石層
およびコ−クス層が形成される。このため、中心コ−ク
ス投入をしないと、ベル式高炉と同様の現象が発生する
ので、これを改善すべく中心コ−クス投入が試みられて
いる。

【００１０】しかし、ベルレス高炉における中心コ−ク
ス投入については、未だ公開されたものは無い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ベルレス高炉において
は、装入原料投入シュ−トを旋回させながら装入原料の
装入を行うので、装入原料投入シュ−トが、中心コ−ク
ス投入シュ−ト位置を移動しているときに、中心コ−ク
スが投入されつつあると、装入原料に中心コ−クスが衝
突し、中心コ−クスが炉中心の周辺に散らばり、中心コ
−クスの炉中心部における歩留りが低くなる。このた
め、中心コ−クスは、装入原料の装入が終了した後に、
投入していた。しかし、この方法では、中心コ−クスを
炉中心に投入したとき、中心コ−クスの真下に前回装入
した装入原料が流れ込み、その結果、中心コ−クスが周
辺に流れ、炉中心での中心コ−クス歩留りが低下し、還
元ガス流の多くが炉壁側を上昇する、いわゆる、周辺ガ
ス流状態が形成され、棚吊り、スリップ等の事故が発生
し易くなって、安定操業ができなくなる。

【００１２】また、前記の方法では、中心コ−クスを投
入しているとき、装入原料の装入を中止しなければなら
ないので、装入原料の装入回数が、その分、少なくな
る。このため、増産時の出銑量の確保が困難となる。

【００１３】本発明は、以上のような問題を解消して、
安定な高炉操業を可能とするとともに、増産時の出銑量
も確保できるベルレス高炉における中心コ−クスの投入
制御方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ベル
レス高炉において、装入原料と中心コ−クスを同期させ
て投入し、中心コ−クスを高炉の中心に、装入原料をそ
の周辺に装入するベルレス高炉における中心コークス投
入制御方法。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、装入原料投入シュ−トの旋回数、旋回位置および旋
回速度に基づき、中心コ−クスの投入開始時期および終
了時期を制御するベルレス高炉における中心コークス投
入制御方法。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、装入原料投入シュ−トの旋回数、旋回位置および旋
回速度に基づき、装入原料装入１回当たり、中心コ−ク
スの投入を複数回に分けて投入するベルレス高炉におけ
る中心コークス投入制御方法。

【００１７】上記方法は、装入原料を炉内に装入する投
入シュ−トの旋回回数、旋回位置、速度情報を基に、中
心コ−クスを炉中心部に投入する時期、その量を制御す
ることが可能となり、鉱石の炉中心部への流れ込みを阻
止できるので、中心コ−クスの炉中心部での歩留りが向
上し、高炉の炉況の安定化を図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。

【００１９】図１は、本発明の方法の説明図である。図
１は、炉頂から投入原料の炉内最上面を見た平面図とし
て表わしている。１は、投入原料の最上面レベルの高炉
炉内壁、２は、投入原料の投入シュ−ト、３は、中心コ
−クスの専用ホッパ−、４は、専用ホッパ−３に貯蔵さ
れている中心コ−クスを、炉中心部に投入する中心コ−
クス投入シュ−トである。

【００２０】装入原料の投入シュ−ト２は、矢印イの方
向に旋回しながら、炉壁１から炉中心に向かって移動し
て、装入原料を炉内に投入、堆積させる。なお、装入原
料投入シュ−ト２の旋回方向は、矢印イと反対方向の場
合もある。

【００２１】一方、中心コ−クス投入シュ−ト４は、固
定されており、旋回はしない。中心コ−クス投入シュ−
ト４は、排出端から排出された中心コ−クスが、装入原
料のストック面への落下位置が、丁度、炉中心部になる
ようにその炉内壁と排出端との距離および装入原料のス
トック面からの高さが設計されている。

【００２２】上記の設備において、本発明方法は、次の
ように行われる。図１において、中心コ−クス投入シュ
−ト４の左側の角度位置α₁は、中心コ−クス投入シュ
−ト４から中心コ−クスが投入開始される位置を示し、
中心コ−クス投入シュ−ト４の右側の角度位置α₂は、
中心コ−クスの投入停止位置を示している。中心コ−ク
ス投入シュ−ト４を挟む角度α₁と角度α₂との間の角度
領域は、斜線が入れられている。

【００２３】装入原料投入シュ−ト２が、左周り旋回し
て角度位置α₁から出て行くと、同時に中心コ−クス投
入シュ−ト４から中心コ−クスが、炉中心部に投入開始
される。装入原料投入シュ−ト４が、斜線領域外を旋回
している間、中心コ−クスの投入が継続され、角度位置
α₂に達したときに中心コ−クスの投入が停止される。

【００２４】換言すれば、装入原料投入シュ−ト２が斜
線領域外を旋回している間、同期して（同時に）、中心
コ−クス投入シュ−ト４から中心コ−クスが、炉中心部
に投入され、装入原料投入シュ−ト２が、斜線領域を移
動している間は、中心コ−クスの投入が中止される。こ
のことにより、装入原料と中心コ−クスを同時に投入し
ても、前述した「装入原料に中心コ−クスが衝突する」
という問題が解消される。

【００２５】上記の角度位置α₁およびα₂は、１回当た
りの中心コ−クス投入量に基づいて設定される。これら
の角度位置は、中心コ−クスの投入所要時間（以降、投
入時間という）によって決まるので、この投入時間の算
出について次に説明する。

【００２６】投入時間は、中心コ−クスの落下速度およ
び投入量（中心コ−クスの専用ホッパ−４に装入された
中心コ−クスの秤量値）との一次式で表わすことができ
る。

【００２７】すなわち、前回の実績投入量／前回の投入
時間から中心コ−クスの投入速度を算出する。この算出
値に一定の重み係数を乗じて補正する。；中心コ−クス
の成分、性状は、コ−クス工場の操業により変化し、中
心コ−クスの排出速度が変化する。この成分および性状
を考慮した排出速度を求めるために、重み係数を用い
る。

【００２８】次に、予め設定した今回の投入予定量を補
正された投入速度値で除算する。この除算値に、中心コ
−クスが投入動作開始から投入シュ−ト３を通って炉中
心部に到達するまでの時間（一定値）を加算して投入時
間とする。これを数式化したものが、数１である。

【００２９】

【数１】 ここに、Ｔ_i：今回の投入時間（ｍｉｎ） Ｗ_i：今回の投入予定量（ｔ） Ｗ_i-1：前回の実績投入量（ｔ） Ｔ_i-1：前回の実績投入時間（ｍｉｎ） Ａ：投入速度に対する重みづけ係数 Ｂ：中心コ−クスが投入動作開始から投入シュ−トを通
って炉中心部に到達する時間（ｍｉｎ）

【００３０】なお、装入原料投入シュ−ト２の旋回位置
（旋回角度）は、図示しない角度検出センサ−で計測さ
れており、その時刻、旋回角度（１度単位で）等の情報
は、常時、制御装置に入力されている。

【００３１】前述の本発明方法を、さらに詳しく説明す
る。図２は、１旋回中の中心コ−クスの投入時のその切
出しゲ−トの開動作、中心部投入および装入原料投入シ
ュ−ト２の位置との関係を示したものである。前記角度
検出センサ−および１旋回に要した時間より、装入原料
投入シュ−ト２が、現在位置から角度位置α₁までの到
達時間を求める。

【００３２】この算出時間に基づいて、中心コ−クスの
専用ホッパ−の切出しゲ−トを開準備を行う。原料投入
シュ−ト２が、位置α₁に到達した時点で、切出しゲ−
トを開とする。開動作から、数１で算出した投入時間、
中心コ−クスを投入する。そして、この間、装入原料投
入シュ−ト２が旋回して位置α₂に到達した情報を得た
とき、制御装置を介して切出しゲ−トは、前記投入時間
に優先して閉とされる。

【００３３】炉況によっては、装入原料の１回装入量
（１チャ−ジ分）に対する中心コ−クスの投入量を通常
よりも増加しなければならない場合がある。このような
場合、中心コ−クスの投入速度は、切出しゲ−トおよび
投入シュ−ト４の排出能力に制限があるため、中心コ−
クスの投入作業を複数回に分けて行う必要がある。この
ような場合は、「投入シュ−ト２の旋回数が、中心コ−
クスの第１回投入時の投入シュ−ト２の旋回数Ｎ₁に、
予め設定しておいた旋回数Ｎ₂を加算した旋回数（Ｎ₁＋
Ｎ₂）になったとき、前述の中心コ−クスの投入工程を
繰り返す」投入作業を、予定量になるまで繰り返す。

【００３４】なお、５は、切出しゲ−トを開とした後、
中心コ−クスが投入シュ−トを移動および炉中心部に落
下するに要する時間（数１のＢに相当）を表わしてい
る。また、６は、切出しゲ−トを閉にした後、投入シュ
−トを移動中および空間落下中の中心コ−クスが炉中心
部に投入されている時間（数１のＢに相当）を表わして
いる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、高炉々内の中心部に投
入する中心コ−クスの歩留りを向上させ、炉内ガス分布
を適性化することにより、高炉の安定操業を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を説明する平面図である。

【図２】中心コ−クス切出しゲ−トの開動作、中心部投
入および装入原料投入シュ−ト２の位置との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１ 高炉々内壁 ２ 装入原料投入シュ−ト ３ 中心コ−クス専用ホッパ− ４ 中心コ−クス投入シュ−ト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルレス高炉において、装入原料と中心
   コ−クスを同期させて投入し、中心コ−クスを高炉の中
   心に、装入原料をその周辺に装入することを特徴とする
   ベルレス高炉における中心コークス投入制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、装入原料投入シュ−
   トの旋回数、旋回位置および旋回速度に基づき、中心コ
   −クスの投入開始時期および終了時期を制御することを
   特徴とするベルレス高炉における中心コークス投入制御
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、装入原料投入シュ−
   トの旋回数、旋回位置および旋回速度に基づき、装入原
   料装入１回当たり、中心コ−クスの投入を複数回に分け
   て投入することを特徴とするベルレス高炉における中心
   コークス投入制御方法。