JPH08120311A

JPH08120311A - 高炉の原料装入方法

Info

Publication number: JPH08120311A
Application number: JP27720194A
Authority: JP
Inventors: Takashi Orimoto; 隆折本; Masaki Yano; 正樹矢野; Masaaki Naito; 誠章内藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】細粒焼結鉱を使用する高炉操業方法におい
て、細粒焼結鉱の使用量を増大する。【構成】複数バッチ装入を行っている高炉において、
複数バッチ装入における最初の装入コークスに細粒焼結
鉱を混合することを特徴とする。【効果】細粒焼結鉱の炉中心部への流れ込みや円周バ
ランスの崩れを抑制することができ、高炉での細粒焼結
鉱の多量使用が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、細粒焼結鉱を使用する
高炉操業方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、高炉に装入する焼結鉱のサイズは
５〜５０ｍｍであり、焼結鉱歩留りは７０〜９０％であ
る。ここで、１〜５ｍｍの細粒焼結鉱が高炉で使用でき
れば焼結鉱歩留りの向上になり、経済的効果は非常に大
きい。しかし、細粒焼結鉱の装入により炉内の通気抵抗
が増大するため、高出銑比を維持しながら細粒焼結鉱を
多量に使用することは困難である。

【０００３】高炉で細粒焼結鉱を使用する技術として、
炉周辺部の粗粒鉱石層上へ細粒焼結鉱を装入する方法
（ＩＳＩＪ，Ｖｏｌ．７（１９９４），ｐ．１５８），
炉周辺部のコークス層上へ細粒焼結鉱を装入する方法
（特公昭５９−４１４８２号公報），粗粒鉱石と混合
して炉周辺部または炉周辺部から炉中間部に装入する方
法（鉄と鋼，７８（１９９２），ｐ．１３３０），等が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、炉周
辺部に細粒焼結鉱を装入しても、次バッチのコークス装
入の際に炉中心部への細粒焼結鉱の流れ込みや細粒焼結
鉱の円周方向のバランス崩れが生じ、中心ガス流の阻害
や周辺ガス流の不均一を招き易いという問題がある。ま
た、従来技術では、と同様に炉中心部への細粒焼結
鉱の流れ込みが起き易いことに加え、細粒焼結鉱単独装
入の場合、周辺ガス流が強いため細粒焼結鉱が吹き飛ば
され易く所定の位置に装入することが困難である。さら
に、粒径の小さい細粒焼結鉱が粒径の大きいコークスの
間に入り込む、いわゆる浸透により、コークス層の空隙
率を低下させる場合がある。そして、従来技術の場
合、鉱石層の空隙率が低下するため、通気抵抗の増大に
よる還元率の低下を招き易い。

【０００５】以上の理由により、細粒焼結鉱を多量に使
用した場合、安定した高炉操業を行うことが困難であっ
た。このため本発明では、細粒焼結鉱の炉中心部への流
れ込みを防止し、且つ細粒焼結鉱の装入により空隙率低
下を極力抑制すること、さらに、炉周辺部に細粒焼結鉱
を確実に装入することにより、炉内通気抵抗の増大を抑
制し、高炉での細粒焼結鉱の多量使用を可能とすること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明は、コークスを１バッチ以上連続して高炉へ
装入した後、鉱石を装入することを１サイクルとする原
料装入方法において、各サイクルの最初のバッチの装入
コークスに１〜５ｍｍの細粒焼結鉱を各サイクルの全装
入鉱石量の３〜２０ｗｔ％混合して炉内周辺部に装入す
ることにより、前記細粒焼結鉱を前記炉内周辺部に堆積
させることを特徴とする。また、炉内周辺部が炉壁から
炉中心方向に炉半径の１／３までの範囲であることを特
徴とする。

【０００７】

【作用】高炉操業を安定に行うためには炉内の通気抵抗
を減じ、炉中心部のガス流を確保する必要がある。高炉
への細粒焼結鉱の装入により、細粒焼結鉱が粒径の大き
いコークス層及び粗粒鉱石層の空隙に入り込み混合層を
形成し、層の空隙率を低下させるため通気抵抗を増大さ
せる。しかし、コークス層または粗粒鉱石層と混合する
ことなく細粒焼結鉱だけから構成される層にすることに
より、空隙率を混合層の場合よりも確保することがで
き、通気抵抗を混合層の場合よりも小さくすることがで
きる。従って、炉周辺部に細粒焼結鉱単味の層を形成す
ることができれば炉中心部のガス流を確保し、且つ炉全
体の通気抵抗を増大させない操業が可能である。

【０００８】通常高炉に装入するコークスのサイズは２
５〜７５ｍｍであり、かさ密度は約０．５ｔ／ｍ³ であ
る。細粒焼結鉱のサイズは１〜５ｍｍであり、かさ密度
は約２ｔ／ｍ³ であるため、炉頂ホッパー中で細粒焼結
鉱をＣ１（コークスと鉱石装入の１サイクルの１バッチ
目のコークス装入）に混合すると、Ｃ１装入時に、粒径
・密度の差により細粒焼結鉱はホッパー下部に、コーク
スはホッパー上部に自然に分級されるため、高炉に外周
から装入すれば、最初に細粒焼結鉱が装入される結果、
細粒焼結鉱は炉周辺部に、コークスは炉中心部から炉周
辺部にわたって堆積する。

【０００９】細粒焼結鉱の装入量は全装入鉱石量の２０
ｗｔ％以下なので、コークス比が４００ｋｇ／ｔ−ｐｉ
ｇ前後の通常操業においては炉頂ホッパー中のコークス
と細粒焼結鉱の混合比を任意にしても、十分分離するこ
とが可能である。この場合、細粒焼結鉱とコークスの混
合により細粒焼結鉱の飛散量は極めてわずかなものであ
る。装入中、細粒焼結鉱は粒径の大きいコークス層中を
浸透しさらに下方に移動するが、その下層にある粗粒鉱
石（サイズは５〜５０ｍｍ）層は粒子間の空隙が小さい
ため浸透することができず、この上に留まり細粒焼結鉱
層を形成する。

【００１０】この細粒焼結鉱層は細粒焼結鉱単独の層で
あるため空隙率は低下せず、通気を良好に保つことがで
きる。そしてＣ２（複数バッチ装入において２回目のコ
ークス）またはＯ１（複数バッチ装入において１回目の
鉱石）以降の装入し際し、細粒焼結鉱層の上をＣ１層が
覆っているため、細粒焼結鉱の堆積位置を変化させるこ
とが無い。このため、本発明法により従来の細粒焼結鉱
安定使用限界量（７ｗｔ％程度）を超え２０ｗｔ％まで
の細粒焼結鉱を使用することが可能である。ここで、炉
周辺部とは炉壁から炉中心方向に炉半径の１／３までの
範囲である。

【００１１】炉半径の１／３までに限定した理由は、炉
中心部のガス流を確保するためであり、細粒焼結鉱の装
入量を全装入鉱石量の３ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下に限
定した理由は、３ｗｔ％未満では焼結鉱の歩留改善の効
果が小さく、２０ｗｔ％超の細粒焼結鉱を装入すると炉
内の通気抵抗が急激に増大するためである。ただし、細
粒焼結鉱の装入量は全装入鉱石量の１０〜２０ｗｔ％で
あることが焼結鉱歩留りを改善する効果が大きいため好
ましい。細粒焼結鉱の粒度を１〜５ｍｍとした理由は、
１ｍｍ未満であると装入時に吹き飛ばされる量が多くな
り、５ｍｍ超にすると細粒焼結鉱の粒径度が大きくな
り、その結果細粒焼結鉱層の空隙率が低下するためであ
る。各サイクルのコークス及び鉱石のバッチ数に特に上
限は無いが、装入物の降下に追いつくために速やかな装
入が必要であり、実質的にはそれぞれ３バッチが上限と
考えられる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明方法を詳細に
説明する。結果を表１に示す。ほぼ同じ出銑能力のベル
レス式高炉とベル式高炉があり、通常操業時には、コー
クス２バッチ、鉱石２バッチを１サイクルとする装入
（Ｃ１−Ｃ２−Ｏ１−Ｏ２：Ｃ１，Ｃ２は１回目，２回
目のコークス装入、Ｏ１，Ｏ２は１回目，２回目の鉱石
装入）において、細粒焼結鉱をＯ２に混合してＯ１上の
炉周辺部に細粒焼結鉱を全装入鉱石量の７．０ｗｔ％装
入しているが、通気抵抗指数は１．８９であり、安定操
業を行っている。この装入方法では、細粒焼結鉱装入量
を全装入鉱石量の８．５ｗｔ％以上にすると、１０，０
００ｔ／ｄ以上の出銑量を出すことが困難になる。ここ
で、細粒焼結鉱の装入量を増大した場合に本発明による
方法と従来の方法を比較し、以下に示す。

【００１３】実施例１は、ベルレス式高炉でＣ１のコー
クスに粒径３〜５ｍｍの細粒焼結鉱を全装入鉱石量の１
５．５ｗｔ％装入する場合である。このとき、炉頂ホッ
パーに装入する細粒焼結鉱は１６ｔ、コークスは３２ｔ
である。炉頂ホッパーに装入した時点でホッパー下部は
細粒焼結鉱とコークスの混合層であり、上・中部は殆ど
コークス単味の層であった。高炉内への装入は旋回シュ
ートにより炉周辺部から炉中心部に向かって行うため、
ホッパー下部の細粒焼結鉱とコークスの混合層が炉周辺
部に装入され、ホッパー上・中部のコークス層は中間部
から中心部にかけて装入される。このとき、粒径・密度
の差により細粒焼結鉱とコークスは自然に分級されコー
クス層を浸透するが、コークス層の下にある粗粒鉱石層
を細粒焼結鉱は粒子間の空隙が小さいため浸透できない
ので、細粒焼結鉱は周辺部のコークス層下部に局在化す
る。

【００１４】つまり、Ｃ１装入を行った結果、炉周辺部
上層にはコークス単味層が、炉周辺部下層にはほぼ細粒
焼結鉱だけの層が形成される。このため、上部のコーク
ス単味層の存在により、下部の細粒焼結鉱層はこれ以降
の装入に対し乱されること無く、細粒焼結鉱の中心部へ
の流れ込みや円周方向のバランス崩れ等の問題も回避す
ることができた。炉内の通気抵抗指数は管理限界値内の
１．９７であり、操業に何等支障は無かった。また、粗
粒鉱石と混合しないため、細粒焼結鉱の使用量を通常の
７．０ｗｔ％から１５．５ｗｔ％に増大しても高炉の朝
顔部での鉱石の還元率は約９０％であり還元率の低下は
みられなかった。

【００１５】実施例２は、ベル式高炉でＣ１のコークス
に粒径１〜５ｍｍ細粒焼結鉱を全装入鉱石量の１７．２
ｗｔ％装入する場合である。このとき、炉頂ホッパーに
装入する細粒焼結鉱は２１ｔ、コークスは３２ｔであ
る。ムーバブルアーマーで装入物の落下位置を制御し、
Ｃ１を炉壁に近い位置に装入する。Ｃ１をベルカップに
装入した時点で、細粒焼結鉱はベルカップ下端に、コー
クスはその上部に堆積しているため、高炉内へＣ１を装
入するとき、細粒焼結鉱が先に装入され、続いてコーク
スが装入される。このため、細粒焼結鉱は炉周辺部に装
入され、炉周辺部に装入しきれないコークスが中間から
中心部に流れ込むことになる。

【００１６】以下、ベルレス式高炉の場合と同様に、細
粒焼結鉱の使用量が通常の７．０ｗｔ％から１７．２ｗ
ｔ％まで増大しても炉周辺部に細粒焼結鉱を局在化する
ことができた。炉内の通気抵抗指数は管理限界値内の
１．９５であり操業に何の支障も無かった。また、朝顔
部での還元率は約９０％であり、何の問題も無かった。
実施例１，２の場合とも、細粒焼結鉱は炉壁から炉半径
の１／３までに装入されていることをモデル計算及び実
炉の１／３縮尺の装入物分布実験装置でのサンプリング
により確認した。

【００１７】また、比較例１は、粒径３〜５ｍｍの細粒
焼結鉱をＯ２に混合する通常操業と同じ方法で炉周辺部
に全装入鉱石量の１７．０ｗｔ％を装入する場合であ
る。このとき、次チャージのＣ１装入の際に鉱石層の一
部が崩され、炉中心部に細粒焼結鉱の流れ込みが発生し
た。このため、中心ガス流の確保が困難となり通気抵抗
指数が２．３１まで上昇し炉況が不安定となった。ま
た、鉱石層中の空隙率が低下したため還元率が約７０％
まで低下し、炉腹温度が低下した。

【００１８】さらに、比較例２は、粒径３〜５ｍｍの細
粒焼結鉱を炉周辺部のコークス層上に全鉱石装入量の１
５．９ｗｔ％装入する場合である。この場合、炉周辺部
のガス流が強く、細粒焼結鉱の約１／３がガス流の影響
を受け炉中心部側に吹き飛ばされてしまった。このた
め、通気抵抗指数は２．３７まで上昇し、以降細粒焼結
鉱の装入を止めざるを得なかった。

【００１９】比較例３は、通常操業と同じ方法で粒径３
〜５ｍｍの細粒焼結鉱を炉周辺部に全装入鉱石量の１
６．９ｗｔ％を装入する場合である。この場合、通気抵
抗指数は２．００で管理値内であるが、実施例１，２と
比べ平均出銑量が２０００ｔ／ｄａｙ程低く、低出銑比
操業を行っている。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】本発明により、細粒焼結鉱の炉中心部へ
の流れ込みや円周バランスの崩れを抑制することがで
き、炉内の通気抵抗の増大が抑制できるため、高出銑比
を維持しながら高炉での細粒焼結鉱の多量使用が可能で
ある。これにより、焼結鉱の歩留りを約１０％向上する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の細粒焼結鉱の装入状態を示す模式図

【符号の説明】

Ａ粗粒焼結鉱層Ｂコークス層Ｃ細粒焼結鉱層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コークスを１バッチ以上連続して高炉へ
装入した後、鉱石を装入することを１サイクルとする原
料装入方法において、各サイクルの最初のバッチの装入
コークスに１〜５ｍｍの細粒焼結鉱を各サイクルの全装
入鉱石量の３〜２０ｗｔ％混合して炉内周辺部に装入す
ることにより、前記細粒焼結鉱を前記炉内周辺部に堆積
させることを特徴とする高炉の原料装入方法。
【請求項２】請求項１記載の炉内周辺部が炉壁から炉
中心方向に炉半径の１／３までの範囲であることを特徴
とする高炉の原料装入方法。