JPH0442446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はベル式原料装入装置を有する高炉の原
料装入方法に関する。さらに詳細には本発明は、
ベル式原料装入装置を有する高炉の原料装入にお
いて、大ベル表面に開閉自在な開口部を設置し、
大ベルホツパー内に堆積した原料の一部を当該開
口部を所定時期に開にして高炉の中心部に直接装
入するベル式高炉の原料装入方法に関するもので
あり、高炉の中心部における鉱石とコークスの重
量比（以下Ｏ／Ｃと略記する）、および／または
装入物の粒径を正確に制御できる原料装入方法を
開示するものである。

従来の技術 高炉操業においては、高炉炉頂部における装入
物のＯ／Ｃ、粒径等の半径方向の分布を適正に制
御して、炉内における半径方向のガス流分布、熱
流比分布を所定の範囲に維持し、鉱石の還元・溶
解を安定に行なう必要がある。

従来のベル式原料装入方法を第２図を参照して
説明する。

第２図はベル式高炉の炉頂部の原料装入装置の
概略図である。図示の如く、高炉１の炉頂には炉
外から炉内にベルトコンベア２の如き搬送手段が
取りつけられ、ベルトコンベア２の下方にはベル
トコンベア２によつて搬送された原料３を収容す
る固定ホツパー４が設けられている。固定ホツパ
ー４の下部はシール弁５によつて閉止されてい
る。シール弁５の下方には旋回シユート６が設け
られ、さらに、小ベル７が配置されている。小ベ
ル７は小ベルロツド８によつて上下に移動可能で
あり、小ベル７上に堆積された原料３が集積また
は落下するように構成されている。小ベル７の下
方には、さらに、大ベル９が設けられ、大ベル９
は大ベルロツド１０によつて上下に移動可能であ
り、大ベル９上に堆積された原料３が集積または
落下するように構成されている。炉頂部の原料装
入装置はさらに、大ベル９の下方にムーバブルア
ーマ１１を備え、その傾斜角度を調整することに
より大ベル９より落下する原料３の位置を調整す
るように構成されている。

従つて、第２図で示す従来のベル式原料装入装
置では、次のように原料の炉内装入がなされる。

まず、ベルトコンベア２によつて炉頂部に搬送
された原料３を固定ホツパー４内に一旦貯蔵す
る。その後、シール弁５を開状態にして、旋回シ
ユート６を介して小ベル７上に均等に原料３を装
入する。次いで、原料３は、小ベルロツド８の操
作によつて小ベル７を開状態にして、大ベル９上
に装入される。さらに高炉１内で装入物のレベル
が所定の位置（ストツクレベル）に到達すると大
ベルロツド１０の操作によつて大ベルホツパー内
の装入物が、大ベル斜面を降下して、炉内に装入
される。この際ムーバブルアーマ１１を操作し
て、装入物の炉内落下位置を制御する。

しかしながら、従来のベル式原料装入方法に
は、次のような問題点がある。すなわち、ムーバ
ブルアーマ１１を使用して原料の炉内落下位置を
制御しているとはいえ、ムーバブルアーマ１１の
操作による原料の落下位置の調整は、たかだか炉
中心と炉壁との中間点付近までである。このた
め、実操業においては炉壁部近傍を装入原料の落
下位置としている場合が多い。

従つて、炉壁部近傍に装入された原料は既に堆
積している原料の斜面を自重によつて移動し、炉
中心部にまで到達することとなる。このようにし
て高炉中心部に堆積する原料は、大ベルから直接
装入されるのではなく、一旦炉壁部近傍に装入さ
れた原料が、斜面を移動してきて、いわば間接的
に装入される。

このような炉中心部への原料の間接装入には、
次の問題点がある。

即ち鉱石装入時に鉱石落下位置近傍に堆積して
いるコークス層の表面の一部が、鉱石の落下衝撃
エネルギーによつて削りとられ、炉中心部方向に
鉱石と混合しながら移動し、炉中心部近傍に広範
囲な混合層を形成する。例えば、ワイ．カジワラ
らのトランザクシヨン オブ アイアン アンド
スチール インスチユート オブ ジヤパン
（Y.Kajiwara et al.のTransactions of Iron
and steel Institute of Japan）23巻 1983年
1045頁を参照されたい。

このため、従来の高炉原料装入方法では、炉中
心部のＯ／Ｃは鉱石およびコークスの堆積角から
計算されるＯ／Ｃよりも大巾に低下する。

第２に原料が炉壁部近傍から炉中心部に移動す
る間に原料が斜面で再分級するため、炉中心部に
は粒径の大きい原料が堆積することとなる。この
現象は鉱石、コークスともに生じるが、粒度分布
巾の大きい焼結鉱を含む鉱石の場合に、炉中心部
に粗粒が集中する傾向が顕著になる。

このように炉中心部は、混合層形成によるＯ／
Ｃの低下、再分級による粒径の増加によつてガス
の通気性が過大になり易い傾向をもつ。高炉の安
定操業のためには炉中心部に適度のガスの通気性
を確保することが重要であり、中心ガス流が過多
になると、炉壁部での鉱石の未溶解等に起因する
荷下がりの悪化だけでなく、半径方向のガスと鉱
石のバランスがくずれて燃料比も悪化するので好
ましくない。

しかるに前述の２つの現象、即ち混合層形成と
斜面での再分級の程度は、高炉の原料の条件（粒
度分布、冷間強度等の調整）や装入条件（ムーバ
ブルアーマノツチ、ストツクレベル、コークスベ
ース、鉱石装入量等の調整）によつて変化するこ
とが判明しているものの、その定量的な推定は現
在では困難であるばかりでなく、現状の検出法で
は日常的に把握していない項目でもある。原料の
装入条件は比較的固定しているが、原料性状は日
常的に変動しており、炉中心部のＯ／Ｃ、粒径を
正確に制御できているとはいえない。

さらに、炉内半径方向のＯ／Ｃ分布を改善する
ための方法が特開昭60−56003号に開示されてい
るが、この従来方法では鉱石とコークスを交互に
装入するものであり、さらに炉内中心部に原料を
簡易な方法で直接装入する方法を開示していな
い。

発明の解決すべき問題点 本発明の目的は、従来のベル式原料装入方法の
前述した問題点を解決することにあり、さらに詳
細には、従来のベル式原料装入方法を改善して、
大ベルホツパー内に堆積した原料の一部を炉内中
心部に直接装入することによつて、中心部の原料
のＯ／Ｃおよび粒径を正確に制御し、さらに、半
径方向のガス流分布、熱流比分布を適正にコント
ロールすることによつて安定な高炉操業を達成す
ることにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、前記した従来のベル式原料装入方法
の問題点を解決するためになされたもので、大ベ
ル表面に開閉自在な開口部を設置し、大ベルホツ
パー内に堆積した原料の一部を当該開口部を介し
て高炉の中心部に直接装入することによつて、炉
中心部のＯ／Ｃおよび／または粒径を正確に制御
するベル式原料装入方法を提供するものである。

すなわち、本発明に従うと、ベル式原料装入装
置を有する高炉の原料装入方法において、大ベル
表面に開閉自在な開口部を設け、原料の炉内装入
初期には大ベルを閉状態にして原料を大ベルホツ
パー内に堆積せしめ、この状態で前記開口部を開
いて原料を前記開口部から高炉の中心部に直接落
下せしめ、装入中期以降は前記開口部を閉状態に
して大ベルを開き、大ベルホツパー内に堆積され
た原料を高炉の中間部および炉壁部に装入するこ
とを特徴とするベル式高炉の原料装入方法が提供
される。

作 用 本発明の方法に従うと、炉内中心部に原料を直
接装入することができるため、炉中心部のＯ／Ｃ
および／または粒径、すなわち炉内半径方向にわ
たりＯ／Ｃおよび／または粒径を正確に制御する
ことができる。すなわち、本発明の方法では、大
ベル表面に開閉自在な開口部を設け、これを開閉
制御するのみで炉内中心部に原料を直接装入する
ことができるので装置的にも簡易な装置を必要と
するのみである。

本発明により炉内半径方向にわたりＯ／Ｃおよ
び／または粒径を制御することにより炉内半径方
向のガス流分布、熱流比分布が適正に制御でき、
炉内軟化融着帯の形状を適正化して安定な高炉操
業が達成できる。

実施例 本発明による原料装入法の１例を第１図に基づ
いて説明する。

第１図は本発明による方法を実施するためのベ
ル式原料装入装置の概略図である。既に説明した
第２図のベル式原料装入装置と同一の部材は同一
の参照番号で示し、その詳細な説明を省略する。

すなわち、本発明に従うと、大ベル９の表面に
複数の開閉自在な開口部１２を設け、開口部１２
から大ベル９内に侵入した原料３を炉内に落下案
内するようにガイド板１３と、ガイド板１３に連
結してガイド管１４を設ける。

本発明の原料装入方法を説明するが、大ベル９
上に原料が装入されるまでは前記した従来方法と
同一なので説明を省略する。

すなわち、大ベル９上に原料が装入され、高炉
１内の装入物のレベルがストツクレベルに到達す
ると、大ベル９は閉状態のままで、大ベル表面に
設置した開口部１２を、第３図に図示し、後述す
る駆動装置を操作して開状態にし、大ベルホツパ
ー中の原料の一部を開口部１２を介し、次に大ベ
ル内部に設置されたガイド板１３および大ベル底
面に設置されたガイド管１４を経て、高炉の中心
部に直接装入する。第２図中参照番号１５で示す
部分がこの方法によつて高炉中心部に直接装入さ
れた原料である。

次に開口部１２を閉にして高炉中心部への原料
の装入をやめた後、大ベル９を大ベルロツド１０
を操作して開状態にし、大ベルホツパー内に残つ
ている原料のすべてをムーバブルアーマ１１を介
して炉壁近傍の所定の位置に装入する。第２図中
参照番号１６で示す部分がこの方法によつて高炉
の炉壁部から中間部に堆積した原料を示す。

このように本発明の方法によつて大ベル表面に
設置された開口部から高炉の中心部に装入初期に
集中して原料を直接装入すれば、中心部のＯ／Ｃ
は、従来の原料装入方法のように鉱石装入時の混
合層形成による影響をうけずに正確に制御できる
ばかりでなく、中心部に先に堆積した原料がムー
バブルアーマを介して炉内に装入される原料をせ
きとめる形になり、堆積斜面での再分級が制御さ
れて、中心部の粒径の増加は緩和される。この結
果炉中心部のＯ／Ｃおよび粒径が正確に制御で
き、半径方向のガス流分布、熱流比分布が適正に
コントロールされて安定な高炉操業が達成でき
る。

次に大ベル表面に設置する開口部の具体例につ
いて詳述する。

第３図は本発明の方法で使用する大ベル開口部
の詳細図である。図示の如く、大ベル９は中空の
鐘形状をなし、その側部表面に複数の開口部１２
を備える。開口部１２と同一形状の開口部をもつ
た円錐台形の側板１７が開口部１２に対応する位
置でガイドレール１８に保持されている。さら
に、側板１７はガイドレール１８に案内されて回
転可能であり、このため側板１７は連結棒１９に
より大ベルロツド１０と連結され、大ベルロツド
１０の軸回転により回転するように構成されてい
る。大ベル９の内部には、開口部１２から侵入す
る原料を案内するように、逆円錐台形のガイド板
１３が開口部１２の下部から大ベル９の下面に設
けた開孔２０を連結するように設けられている。
さらに、開孔２０にはガイド管１４が設けられ、
原料を直下の炉内中心部に落下案内している。

従つて、側板１７の開口部と大ベルの開口部の
重なり部分の面積を調整すれば、高炉中心部への
原料装入速度が制御できる。側板１７の駆動は側
板に固結した連結棒１９が大ベルロツド１０に連
結してあり、大ベルロツドをロツドの軸のまわり
に図示しない駆動装置で旋回させることによつて
行なう。

第４図は種々の形状の開口部１２を有する大ベ
ルを示す。すなわち、開口部１２は第４図ａに示
す如く円形でも、第４図ｂに示す如く矩形でもよ
く、さらには所期の目的が達成できる形状、すな
わち原料の大ベル内部への侵入を可能とする形状
であればどのような形状でも良い。更に第４図ｃ
に示すように開口部に篩目を設けて、粗大な原料
が中心部に装入されることを防止することもでき
る。

発明の効果 本発明の効果を確認するため炉外において、大
ベルと形状および寸法が同一で、角度20°をなす
扇形の冷間原料装入装置を製作した。試験に使用
した原料は実際の高炉で使用している原料を使用
し、装入条件も扇形の部分のみであること、送風
がないことを除けば実際の高炉と同一の条件で行
なつた。半径方向のＯ／Ｃおよび粒径の分布は装
入後の原料をエポキシ系樹脂で固化して装置外に
とりだして計測した。中心部に装入する原料の量
は中心から1.0mの範囲に装入する原料の量とし、
中心のＯ／Ｃが3.5になるように調整した。

炉中心相当部分および炉壁相当部分の間の半径
方向Ｏ／Ｃ分布および鉱石の粒径分布を測定し、
それらの結果を第５図および第６図に示した。第
５図および第６図中、実線は本発明の方法による
結果を示し、破線は従来技術の方法による結果を
示す。

第５図に示す如く、従来技術による原料装入方
法では炉中心部ではＯ／Ｃは極端に低下している
が、本発明の方法では炉中心のＯ／Ｃが3.6とほ
ぼ当初の予定通りのＯ／Ｃを得ている。もちろん
炉中心部のＯ／Ｃを更に低下したい場合には大ベ
ルの開口部から装入する鉱石量をへらし、コーク
ス量を増加すれば容易に達成できる。

炉内半径方向の鉱石の粒径分布については、第
６図に示すように、従来方法では炉内堆積物の斜
面を移動する間に再分級して、中心部の粒径が極
端に大きくなつている。一方、本発明の方法では
中心部の粒径はほぼ炉内全体の平均粒径に等しく
なつていることが分かる。もちろん中心の粒径を
更に変更したい場合には、第４図ｃに示すように
開口部に篩目を設けてもよく、或いは、所定の粒
径をもつた原料が大ベルホツパーの底部に堆積す
るようなシーケンス変更等を実施すれば容易に達
成できる。

以上説明の如く、本発明は炉内中心部に原料を
直接装入することに成功したものであり、本発明
の方法によつて、炉内半径方向にわたりＯ／Ｃお
よび／または粒径を制御し、炉内半径方向のガス
流分布、熱流比分布が適正に制御でき、炉内軟化
融着帯の形状を適正化して安定な高炉操業が達成
できる。さらに、本発明の方法を実施するには現
状の高炉ベル式原料装入装置の大ベルに簡単な改
造を施せばよく、設備費も極めて低額である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法を実施するためのベ
ル式原料装入装置の概略図であり、第２図は従来
のベル式原料装入装置の概略図であり、第３図は
大ベル開口部の詳細図であり、第４図ａ，ｂ，ｃ
は、それぞれ本発明による方法を実施するための
ベル式原料装入装置の大ベル開口部の例を示し、
第５図は冷間装入試験における半径方向Ｏ／Ｃ分
布の測定結果を示すグラフであり、第６図は冷間
装入試験における半径方向の鉱石の粒径分布の測
定結果を示すグラフである。 主な参照番号、１……高炉、２……ベルトコン
ベア、３……原料、４……固定ホツパー、５……
シール弁、６……旋回シユート、７……小ベル、
８……小ベルロツド、９……大ベル、１０……大
ベルロツド、１１……ムーバブルアーマ、１２…
…大ベルの開口部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベル式原料装入装置を有する高炉の原料装入
   方法において、大ベル表面に開閉自在な開口部を
   設け、大ベルを閉状態にして原料を大ベルホツパ
   ー内に堆積せしめ、原料の炉内装入初期には大ベ
   ル閉の状態で前記開口部を開いて原料を前記開口
   部から高炉の中心部に直接落下せしめ、装入中期
   以降は前記開口部を閉状態にして大ベルを開き、
   大ベルホツパー内に堆積された原料を高炉の中間
   部および炉壁部に装入することを特徴とするベル
   式高炉の原料装入方法。