JPH0421706A - 高炉の原料装入方法 - 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］ 本発明は高炉の原料装入方法に関する。

［従来の技術１ 高炉操業においては、高炉半径方向のガス流の分布を制
御し、還元ガスの有効利用を図りつつ、炉内の通気抵抗
を低下させることによって、高出銑量を確保することが
重要なターゲットとなる。

高炉内下部には、融着帯と呼ばれる。鉱石が軟化融着し
た通気抵抗の大きな領域があり、高炉全体の通気性を支
配し、さらには生産性を律速しでいる。

融着帯の通気性を改善するには、鉱石層にコークスを混
合するいわゆる混合装入が有効であることが知られ、適
切な混合状態を得るために、多くの技術が報告されてい
る。

混合装入によって適切な混合状態を作りだすための装入
方法として次の■、■が提案されている。

■特開昭６０−１４９７０７号公報 ■特公昭５０〜３５８８３号公報 これらの従来技術は異種の原料、特に鉱石とコークスを
混合して、炉内に装入する方法に関しての技術である。

鉱石とコークスをそれぞれ異なった炉頂ホッパに装入し
ておき、装入装置の開閉弁を同時に作動させることによ
り、炉内に均一に混合された状態で堆積せしめる方法で
ある。

［発明が解決しようとする課題］ ベルレス高炉は、原料が炉内に装入される単位時間当た
りの量が少ないため、原料は炉内の装入物表面を流下す
る際に粒度の偏析を起こし大粒径の原料が中心部に、小
粒径の原料が周辺部に堆積する。このような自然な粒度
の半径方向の偏析は高炉操業上不可避である。また、こ
のような偏析を活用してシャープな高炉中心ガス流、適
切な炉壁ガス流を確保することにより、適切に融着帯形
状を制御してきた。

融着帯の通気抵抗を下げるために、混合装入法を採用し
た場合、上記従来技術では以下の原因で適切な高炉中心
ガス流の確保が困難になった。

■　混合装入により、コークスが混合された鉱石層の体
積が増加し、原料の排出速度が増加し、炉内での粒度の
偏析が不十分となり、高炉中心部の鉱石粒径が低下する
。

■　混合装入により、コークスが混合された鉱石層の体
積が増加し、従来に比較して大量の鉱石が中心に流れ込
み、゛中心部の鉱石／コークスの割合が増加した。

これらの問題は、全て混合層（鉱石層）の体積が増大す
ることに古来するものであるが、１回当たりの鉱石装入
量を減少させることは、以下の理由で困難である。

（ａ）　　通常用いられている並列２ホッパ方式のベル
レス高炉では装入回数が生産性を律速しでおり、高生産
性に対応できない。

（ｂ）　　混合装入時にコークス層の層厚が薄くなりす
ぎると、半径方向のコークスの堆積の再現性が悪くなり
、装入物分布の制御性が低下する。

高炉中心ガス流を確保する方法としては、従来技術とし
て特公昭６４−９３７３号公報が知られている。この技
術は高炉に対して、鉱石とコークスを交互に装入する場
合のコークス装入方法であり、各チャージにおけるコー
クスを経時的に少なくとも２系列に分け、当該チャージ
の総装入コークスの大部分を鉱石層を全て覆うように装
入し、最後の装入時に残りのコークスを炉中心部に装入
する方法である。

上記方法による高炉中心ガス流の確保と融着帯の通気性
改善を狙った鉱石、コークスを混合した混合装入法に適
用した場合に以下の問題が発生した。

（イ）　混合装入法と組合わせた場合には、中心に装入
するコークスの量が一定でも高炉中心ガス流が過多にな
ったり、高炉中心ガス流が不足する場合があり、再現性
に乏しい。これは、混合装入に混合したコークスの量に
応じて中心に装入するコークス量に適正な範囲があるた
めである。

（ロ）　通常の並列２ホツパ型のベルレス装入装置では
、装入回数が設備により律速され、減産操業時以外には
通用が困難であった。

本発明は融着帯の通気抵抗を低下させる混合装入を可能
にするために、上記従来技術の問題１点を解決しようと
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明はベルレス装入装置を有する高炉での原料装入方
法において、次の技術手段を講じたものである。

■　最初に全装入コークス量のＡ％を炉中心部に集中的
に装入する。

■　次に残余の（１００−Ａ）％のコークスを高炉半径
全体に装入する。

■　その後に鉱石中に別のコークスを８％混入した混合
物を装入する。

■　上記Ａ、Ｂが以下の関係を満足すること。

０．２８６　Ｂ　−０，２８６ ＜　　　Ａ　　　＜０．３４０Ｂ＋５．２０次に、上記
■、■の順序を逆にしてもよ（、この場合、Ａ、Ｂは以
下の関係を満足することを特徴とする。

０．２８６Ｂ−０，２８６ ＜　　Ａ　　＜０．３４０Ｂ＋４．０ 以上の方法は、並列に３個以上の炉頂ホッパを用いて行
うことが好ましい。

〔作用］ 本発明は従来の混合装入法が有する問題点を解決するた
めに、以下の方法で装入することを特徴とする混合装入
法である。

すなわち本発明は、先ず高炉中心部にコークスを集中的
に装入してから半径方向全体に装入し。

次いで混合物をその上に装入する。

混入するコークス量の増大に応じて中心に装入するコー
クス量を増大させることにより、中心部に流れ込む混合
層の量を制御する。これにより、高炉中心部にコークス
の多い層が安定的に形成され、高炉中心ガス流を確保し
、炉壁流を適正に制御することができる。

これにより、炉況が安定し、高出銑比操業を行うことが
可能となる。また、並列に３個以上のホッパを用いると
、本発明を円滑に実施することができる。

第１図は混合装入時の高炉１内における装入物の堆積挙
動を示す高炉の模式部分断面図である。

第１図（ａ）において、高炉１の上部には旋回シュート
２が装着されている。炉頂ホッパから、まず高炉中心部
に中心部装入コークス５が装入され、次いでコークス層
３が装入され、その後に混合層（鉱石とコークスとの混
合物層）４が装入される。

中心に装入されるコー・クス５の量が多すぎると中心部
の鉱石層厚とコークス層厚の比（Ｌｏ　／Ｌｃ）が低下
し、中心流が過大となる。

また、中心装入コークス５の量が一定でも混合層に混合
されるコークスの量が変化すると中心に流れ込む鉱石が
変化する。

混合コークス量を増大させた時には、中心に流れ込む鉱
石が増大するため、中心に装入されるコークスの量を増
加させる必要がある。

装入のシーケンスを変更した（ｂ）の場合でも同様な傾
向がある。

そこで、好適な中心コークス装入量５を求めるために、
種々の混合装入量に対して中心部装入コークス量を変更
して実験を行った。

第３図は高炉内における高炉中心ガス流と中心コークス
装入量との関係を示すグラフである。

中心流の強さを表わすシャフトガスサンプラ中心部ガス
温度及びシャフトガスサンプラ中心部ガス利用率（ＣＯ
２／　（ＣＯ２＋Ｃ０））は中心部コークス装入量によ
って大きく変化する。シャフトガスサンプラ中心部ガス
温度の好適範囲は６００〜８００℃、シャフトガスサン
プラ中心部ガス利用率の好適範囲は２５％以下である。

これらの値をそれぞれ好適範囲とするためには、混合コ
ークス量に応じて好適な中心部コークス装入量が存在す
る。混合コークス量が１％と小さい場合には、中心装入
コークスは必要ないが、混合コークス量を増加するに従
い、中心部コークス装入量を増大する必要がある。

第３図から、シャフトガスサンプラー中心部ガス利用率
の好適範囲〈２５％および中心部ガス温度の好適範囲６
００〜８００℃を満足する混合装入コークス量と中心部
装入コークスの量の関係を求め、第４図に示した。

第４図は混入コークス量に応じた中心部装入コークスの
量の好適範囲を示すグラフである。

第５図には、最初にコークスを高炉半径全体に装入し、
次に残余のコークスを炉中心部に集中的に装入し、次い
で鉱石中に別のコークスをＢ（％）混入した混合物を装
入した場合についても同様な手順で混合コークス量に応
じた中心部装入コークスの量の好適範囲を示すグラフを
求めた。

混入コークス量に応じて、中心部装入コークスの量には
最適値が存在する。中心部装入コークス量が多すぎると
中心ガス流が過多となり、少なすぎると中心ガス流が不
足になる。その限界値は混入コークス量に応じて好適範
囲が存在する。最適値を表す関数は装入方法により異な
り、原料の装入方法が、最初にコークスのＡ（％）を炉
中心部に集中的に装入し、次に残余の（１００−Ａ）（
％）コークスを高炉半径全体に装入し、次いで鉱石中に
別のコークスをＢ（％）混入した混合物を装入する場合
（第４図の場合）には、下限は０．２８６　Ｂ　−０，
２８６である。また上限は０−３４０Ｂ＋、５．２０で
示される。

原料の装入方法が、最初にコークスの（１００−Ａ）（
％）のコークスを高炉半径全体に装入し、次に残余の全
体のＡ（％）のコークスを炉中心部に集中的に装入し、
次いで鉱石中に別のコークスをＢ（％）混入した混合物
を装入する場合（第５図の場合）には、下限は上記と同
様であるが上限は０．３４０Ｂ＋４．０で示される。

混合装入法は前述のように、融着帯の圧力損失を低下さ
せることにより、高炉の通気性を改善し、出銑量を増大
させることが目的である。

中心装入法と混合装入法を組合わせることにより、炉内
の通気性の確保は可能になったが、■チャージ当りのバ
ッチ数が増大し、装入回数という設備面から出銑量の上
限が律速するようになる。

第６図は並列に設けたホッパの数と装入回数の関係を示
す説明図である。

横軸には、 （ａ）２バツチ　ｌチャージ （Ｃ−０装入サイクル） （ｂ）３バツチ　ｌチャージ （Ｃ−Ｃ−Ｏ装入サイクル） （Ｃ）４バツチ　１チヤージ （Ｃ−Ｃ−０門装入サイクル） を示している。ここでＣはコークス装入、０は鉱石装入
、ＯＭは混合装入工程を示している。

縦軸には、１日の装入回数をとっている。好適な装入回
数は１５０回／日以上である。第６図中Δ印は垂直２段
ホッパ、○印は２並列ホッパ、・印は３並列ホッパの能
力を示している。

退京の２並列ホッパでは、同時排出を伴うサイクルでは
装入回数が追いつかず、本発明のような複雑な装入は困
難である。出銑速度が小さい場合には、２並列ホッパで
も混合装入が可能であるが、高出銑比操業では、３以上
の並列ホッパを使用することが有効となる。

〔実施例１ 第２図は高炉の原料装入経路の系統図である。

鉱石、コークス等を貯蔵する貯蔵ビン１１から排出され
た高炉装入原料はベルトコンベヤ１２を経てサージホッ
パ１３に導かれ、高炉装入コンベヤ１４によって高炉１
の炉頂ホッパ１５に装入される。炉頂ホッパ１５から切
出された原料は旋回シュート２によって高炉１内に散布
され、コークスと鉱石との互層をなすように装入される
。鉱石中にコークスを混入して混合装入するときは、炉
頂ホッパ１５に鉱石とコークスを別々に装入しておき、
これを同時排出するか、サージホッパ１３に別々に入れ
である鉱石とコークスを同時排出するか、又は貯蔵ビン
１１から鉱石とコークスをベルトコンベヤ１２上に同時
排出するかなどのいずれかの手段によって行われる。炉
頂ホッパ１５が３個以上あれば混合装入の操作は容易に
なる。

次に本発明方法の実施例を比較例（Ｉ）（１１）と対比
して第１表に示す。

第１表中の装入方式は次のとおりである。

ｃ、−ｃ２−ｏ門：中心装入コークスの装入後に、全半
径にコークス装入後混合装 入 ｃ２−ｃ、−〇Ｍ：全半径にコークス装入後中心装入コ
ークスを装入しこの後混合 装入 ［発明の効果］ 本発明によれば高出銑比操業を達成することができ、そ
の前提条件である安定したシャープな中心流の確保が可
能であり、炉壁流の制御性が良く、再現性良く中心流、
周辺流を制御できた。

また、装入物分布の制御性を向上することができ、製銑
成分の安定が可能になり、通気抵抗の変動が減少し、原
料、燃料コストを削減できるなどの効果がある。

さらに、設備上の律速を炉頂部に３個以上のホッパを並
列に設けることにより解消でき、混合装入において中心
にコークスを単独で装入する際の問題点を解決すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１区は高炉の部分断面図、第２図は高炉の原料装入経
路の系統図、第３図は高炉内における高炉中心ガス流と
中心コークス装入量との関係を示すグラフ、第４図、第
５図は混入コークス量と中心部装入コークス量の関係を
示すグラフ、第６図は並列に設けた炉頂ホッパの数と装
入回数との関係を示すグラフである。 Ｉ・・・高炉　　　　　　　２・・・旋回シュート３−
・・コークス層　　　４・・・混合層５・・・中心部装
入コークス １１・・・貯蔵ビン　　　１２・・・ベルトコンベヤ１
３・・・サージホッパ　１４・・・高炉装入コンベヤ１
５・・・炉頂ホッパ 呂 願 人 川崎ＷＡ鉄株式会社 代 理 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ベルレス装入装置を有する高炉の原料装入方法にお
   いて、 最初にコークスのＡ（％）を炉中心部に集 中的に装入し、次に残余の（１００−Ａ） （％）コークスを高炉半径全体に装入し、次いで鉱石中
   に別のコークスをＢ（％）混入した混合物を装入し、か
   つ上記Ａ、Ｂが次の以下の関係を満足することを特徴と
   する高炉の原料装入方法。 ０．２８６Ｂ−０．２８６ ＜Ａ＜０．３４０Ｂ＋５．２０ ２　最初にコークスの（１００−Ａ）（％）のコークス
   を高炉半径全体に装入し、次に残余の全体のＡ（％）の
   コークスを炉中心部に 集中的に装入し、次いで鉱石中に別のコークスをＢ（％
   ）混入した混合物を装入し、かつ前記Ａ、Ｂが以下の関
   係を満足することを特徴とする高炉の原料装入方法。 ０．２８６Ｂ−０．２８６ ＜Ａ＜０．３４０Ｂ＋４．０ ３　並列に３個以上の炉頂のホッパを用いて高炉に原料
   を装入することを特徴とする請求項１又は２記載の高炉
   の原料装入方法。