JPH01116015A - 高炉における小粒の燒結鉱の使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は高炉における小粒の焼結鉱の使用方法に関す
る。

［従来の技術］ 近年高炉操業においては、省エネルギー、省資源の観点
からできるかぎり劣質な原料の使用が試みられており、
その一つとして従来は篩下として再度焼結工程に戻して
いたような小粒の焼結鉱（，１〜５ｍｍ）を装入するこ
とが行われている。しかし高炉操業において炉内のガス
分布と通気性を適当な状態に維持し、ガスの持つｍ熱と
還元能力をいかに効率良く利用するかが、良好な操業を
行うための一つの重要な条件であるため、炉内通気性の
悪化を招く小粒の焼結鉱の使用は５〜１０％程度を目安
として使用していた。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら整粒されて高炉内に装入された塊焼結鉱（
５〜５０ｍｍ）も高炉内における還元粉化現象によりか
なりの量が粉化（３ｍｍ以下の粒径となる）すると考え
られ、この程度は焼結鉱自身の性状及び炉内における温
度履歴などに大きく左右され、高炉シャフト内での通気
性に影響を及ぼし、高炉の安定操業に重大な影響を与え
てぃる。従って小粒の焼結鉱（１〜５ｍｍ）を使用する
に際しては、塊焼結鉱（５〜５０ｍｍ）の炉内における
粉化の程度を考慮しなければならないが、従来は高炉内
の焼結鉱の還元粉化量を精度良くオンラインで知る方法
はなく、そのため炉内還元粉化量に対応して小粒の焼結
鉱の使用を変化させることはできず、又還元粉化量が多
いにもかかわらず小粒の焼結鉱を使用したため炉況を悪
くし大きな減産を招くことがあった。本発明は係る事情
に鑑みてなされたものであって、炉内における焼結鉱の
還元粉化量をオンラインで把握することにより、小粒の
焼結鉱の使用量を調整することにより、期間内での総使
用量を増加し、かつ小粒の焼結鉱の使用に起因する炉況
不良を回避することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係わる高炉のにおける焼結鉱還元粉化量の制
御方法は、高炉内におけるガス組成及びガス温度を測定
し、このガス組成に基づいて高炉内に装入される焼結鉱
の還元率を求め、この還元率から焼結鉱中のヘマタイト
減少量を求め、この焼結鉱中のヘマタイト減少量及び前
記ガス測定温度に基づいて前記焼結鉱の還元粉化量を推
定し、この還元粉化量より、小粒の焼結鉱の使用量を調
整することを特徴とする。

［作用コ 還元粉化現象は、焼結鉱が４００〜６００°Ｃで還元さ
れてヘマタイトからマグネタイトに変化する際の体積変
化に起因すると言われており、また、焼結鉱のヘマタイ
ト減少量と還元粉化量とは極めて強い相関がある。また
、これらの値は温度依存性が高い、従って、焼結鉱のヘ
マタイト減少量及び炉内温度を把握することができれば
、焼結鉱の還元粉化量を求めることができる。そしてこ
のヘマタイト減少量は炉内のガス組成から求めた焼結鉱
の還元率に基づいて求めることができる。

このようにして求めた焼結鉱の還元粉化量が多い時は小
粒の焼結鉱の使用量（装入量）減じ、焼結鉱の還元粉化
量が少ない時は小粒の焼結鉱の使用量（装入量）増加す
ることにより常に炉内に存在する小粒の焼結鉱の量を一
定に調整することができる６本願発明者等は高炉におけ
る焼結鉱還元粉化量に影響を及ぼす因子について鋭意研
究を重ねた結果、還元粉化率は焼結鉱石中のヘマタイト
減少量から求めることができ、焼結鉱の還元粉化率とヘ
マタイト減少量の関係は炉内温度に依存していることを
知るに至った。従って焼結鉱の還元粉化量を求めるため
には炉内の測定部分において焼結鉱石のヘマタイト減少
量と炉内温度とを把握すればよい、第５図は炉内温度と
、焼結鉱の比表面積及びヘマタイト減少量との関係を示
すグラフ図である。図中の実線は　焼結鉱の比表面積を
示し、破線はヘマタイト減少量を示す、この第５図によ
れば、ある温度では、焼結鉱の比表面積とヘマタイト減
少量が一義的に対応しまた、これらの値が温度により変
化することがわかる。第６図は炉内温度と粉化速度及び
ヘマタイト減少速度関係を示すグラフ図である。粉化速
度（１分間光たりの比表面積の増加量）及びヘマタイト
減少速度は、即ち焼結鉱の比表面積及びヘマタイト減少
量を各々時間で微分した値である。図中の実線は粉化速
度を示し、破線はヘマタイト減少速度を示す、第６図に
よれば、粉化速度及びヘマタイト減少速度はいずれも所
定温度で極大値を取り、これら粉化速度及びヘマタイト
減少速度との間には強い相関があることがわかる。第７
図は炉内温度とヘマタイト減少量１％当たりの粉化量（
粉化速度及びヘマタイト減少速度から求めたもの）の関
係を示すグラフ図である０図中白抜きの記号は径方向の
中央部で測定したものを示し、黒塗りの記号は炉壁近傍
で測定したものである。これによれば炉内温度とヘマタ
イト減少量１％当たりの粉化量とは直線関係があること
がわかる。これらのグラフにより、前述したように焼結
鉱のヘマタイト減少量と炉内の測定部分の温度とを把握
することにより、焼結鉱の還元粉化量を求め得ることが
確認された。第８図は焼結鉱の還元率と還元前のヘマタ
イト量に対する実際のヘマタイト量の割合との関係を示
すグラフ図である。この第８図に示すように焼結鉱の還
元率と還元前のヘマタイト量に対する実際のヘマタイト
量の割合との間には直線関係がある。従って焼結鉱の還
元率と還元前のヘマタイト量が把握されていれば、ヘマ
タイト減少量を容易に求めることができる。この場合に
、焼結鉱の還元率は、炉内の還元粉化量を検出する位置
にガス組成を分析すること等により求めることができる
。このようにして求めた焼結鉱の還元量が多くなると通
気性が悪化して炉況が不安定になる。従ってこのような
場合は、装入物中の小粒の焼結鉱の割合を減じることに
より炉況の回復を図ることができる。

［実施例コ 以下、この発明の実施例について具体的に説明する。

第１図は高炉を示す断面図である。１は高炉本体、２は
ベル、３は焼結鉱層、４はコークス層、５は測定設備、
６は上下動が可能なシャフト、７はシャフト先端部の測
定部、高炉本体１内には、図示しない装入設備からベル
２を介して焼結鉱及びコークス等の原料が交互に層状に
なるように装入される。即ち、高炉本体１内に垂直ゾン
デ−と称される測定設備５が高炉上方から挿入される。

この測定膜（１１５は図示しない移動設備にて上下動が
可能なシャフト６とこの上下動が可能なシャフト６の下
端に設けられた測定部７を備えておりこれにより炉内の
高さ方向の任意の炉内温度及びガス組成を測定すること
ができる。この測定設備５により、焼結鉱層３のある位
置における炉内温度及びガス組成を測定しこの値に基づ
いてシャフト内の焼結鉱の粉化量を求め、小粒の焼結鉱
の使用量を調整する０次に、焼結鉱の還元粉化量制御方
法の一例について説明する。第２図は焼結鉱の還元粉化
量を制御するための装置を示すブロック図である。前述
した測定設備５にて測定された炉内温度及びガス組成の
信号は入力装置１１に入力される。そして入力装置１１
に入力された信号は、所定の信号に変調されて出力され
、演算装置（コンピュタ−）１２に入力される。演算袋
！１２には焼結鉱の装入時の粒度分布及び焼結特性が初
期条件として入力され、また、前述のヘマタイト減少量
と、焼結鉱の還元粉化量との関係に従って焼結鉱の還元
粉化量を求める演算回路が組み込まれている。そしてこ
れらの初期条件を設定して前述のデータを入力すること
により焼結鉱の還元粉化量が検出される。この焼結鉱の
還元粉化量に基づいて炉内における焼結鉱の粒径を適正
な値に制御　４するためには更に、演算装置１２におい
て焼結鉱の還元粉化量から焼結鉱の粒径分布及び平均粒
径を求め、その信号を制御装置１３に出力する。制御装
置１３においては焼結鉱の平均粒径が予め設定された範
囲内に含まれている場合には、小粒の焼結鉱の使用量を
一定の状態に維持し、その範囲外の場合には、焼結鉱の
平均粒径がその範囲内になるように小粒の焼結鉱の使用
量を増減するガイド値を表示装置１４に表示する。第３
図はその際の演算フローチャート図である。まず、初期
条件２１として焼結鉱の装入時の粒度分布及び焼結特性
を入力する９次に、入力データ２２としてガス温度及び
ガス組成が入力される。これら初期条件２１及び入力デ
ータ２２により焼結鉱の還元速度２３、ヘマタイト減少
速度２４、粉化速度２５が順に求められ、粉化量２６が
求められる。この粉化量２６から焼結鉱の粒度分布及び
平均粒径２７が算出され、その値が設定値２８に適合し
ていれば、フローが終了し、適合していなければ小粒の
焼結鉱の使用量の増減量を表示する。

次に、この実施例による小粒の焼結鉱の使用結果につい
て説明する。第１表は出銑比２．Ｏｔ／日／　Ｍ　３で
操業している時の小粒の焼結鉱の使用量の例である。従
来は従来法のＡは通常操業で小径焼結鉱の使用量は１０
％であり、又塊焼結鉱の還元粉化率は３８％となってい
る。そして塊焼結鉱の還元粉化率が３３％になっな時（
従来法のＢの場合）でも、従来であると小粒の焼結鉱の
使用量は一定の１０％であるが、本発明によると、この
時の炉内還元粉化量を算出（この例では目安としてスト
ックライン１０ｍの指示値を示す）し、還元粉化量が少
ないため小粒の焼結鉱の使用量を増加している。第４図
は小径焼結鉱の使用量を調整して使用した場合のグラフ
図である。横軸は期間（時開まなは日）、縦軸は小粒の
焼結鉱の使用量（％）を示す。図中ａは調整して使用し
た場合の小粒の焼結鉱の使用量で、ｂは従来の一定量の
み使用している場合である。この図から明らかなように
期間中に斜線で現した量が本発明による小粒の焼結鉱の
総増便用量である。

第　　１　　表 ［発明の効果］ この発明によれば、焼結鉱のヘマタイト減少量及び測定
温度からその還元粉化型番求め、この還元粉化量により
、小粒の焼結鉱の使用量を調整することにより、高炉炉
内の焼結鉱の粉化率を一定に保つことにより炉の安定を
得ると共にも小粒の焼結鉱の総使用量を増加することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉を示す断面図、第２図は焼結鉱の還元粉化
量制御するための装置を示すブロック図、第３図はその
際の演算フローチャート図、第４図は小粒の焼結鉱の使
用量を調整して使用した場合のグラフ図、第５図は炉内
温度と、焼結鉱の比表面積及びヘマタイト減少量との関
係を示すグラフ図、第６図は炉内温度と粉化速度及びヘ
マタイト減少速度関係を示すグラフ図、第７図は炉内温
度とヘマタイト減少ｉ１％当たりの粉化量の関係を示す
グラフ図、第８図は焼結鉱の還元率と還元前のヘマタイ
ト量に対する実際のヘマタイト量の割合との関係を示す
グラフ図である。 １・・・高炉本体、５・・・測定装置、１１・・・入力
装置、１２・・・演算装置、１４・・・表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高炉内におけるガス組成及びガス温度を測定し、この
   ガス組成に基づいて高炉内に装入される焼結鉱の還元率
   を求め、この還元率から焼結鉱中のヘマタイト減少量を
   求め、この焼結鉱中のヘマタイト減少量及び前記ガス測
   定温度に基づいて前記焼結鉱の還元粉化量を推定し、こ
   の還元粉化量より、小粒の焼結鉱の使用量を調整するこ
   とを特徴とする高炉における小粒の焼結鉱の使用方法。