CN107406896A - 向高炉中装入原料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出能够确保高炉内的透气性从而实现高炉作业的稳定化和热效率的提高的向高炉中装入原料的方法。经由旋转溜槽向高炉内装入将矿石类原料和焦炭混合而成的装入原料时，使所述旋转溜槽相对于所述高炉的轴向以平均角度θ1倾斜而供给装入原料O1，接着使所述旋转溜槽以大于所述平均角度θ1的平均角度θ2倾斜而供给混合有具有所述装入原料O1中所混合的焦炭的粒径的1.1～3.0倍的粒径的焦炭的装入原料O2，形成原料装入层。

Description

向高炉中装入原料的方法

技术领域

本发明涉及经由旋转溜槽向高炉内进行原料的装入的向高炉中装入原料的方法。

背景技术

高炉一般是用于将烧结矿、球团矿、块矿等矿石类原料和焦炭从高炉的顶点附近沿炉轴方向层叠地装入并从高炉的风口流入燃烧气体而使焦炭燃烧从而由矿石得到生铁的设备。作为装入到高炉内的高炉装入原料的焦炭和矿石类原料从炉顶向炉下部下降，引起矿石的还原和原料的升温。矿石类原料层由于升温和来自上方的负荷而在填埋矿石类原料间的空隙的同时缓慢地发生变形，在高炉的炉身部的下方，透气阻力非常大，形成气体几乎不流动的熔合层。

以往，向高炉中装入原料时，将矿石类原料与焦炭交替地装入，在炉内使矿石类原料层与焦炭层交替地形成层状。另外，在高炉内下部存在被称为熔合区的、矿石类软化熔合而成的透气阻力大的矿石类原料层以及来自焦炭的透气阻力较小的焦炭夹层(cokeslit)。

该熔合区的透气性对高炉整体的透气性带来很大影响，限制了高炉的生产率。在进行抑制焦炭使用量的低焦炭作业的情况下，所使用的焦炭量减少，因此认为，焦炭夹层无限地变薄，确保熔合区的透气性变得重要。

为了改善熔合区的透气性，已知在矿石类原料层中混合焦炭是有效的。因此，为了得到焦炭的适当的混合状态而进行了大量研究。例如，在专利文献1中，在无料钟式高炉中，向矿石料斗中下游侧的矿石料斗中装入焦炭，在传送带上在矿石上层叠有焦炭的状态下，装入到炉顶料仓中，经由旋转溜槽将矿石和焦炭装入到高炉内。

另外，在专利文献2中，在炉顶的料仓中分开贮存矿石和焦炭，将焦炭和矿石同时混合装入，由此，同时进行焦炭的通常装入用批、焦炭的中心装入用批和混合装入用批这三批。

此外，在专利文献3中，为了防止高炉作业中的熔合区形状的不稳定化和中心部附近的气体利用率的降低从而实现安全作业和热效率的提高，在高炉的原料装入方法中，将全部矿石与全部焦炭完全混合后装入到炉内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-211210号公报

专利文献2：日本特开2004-107794号公报

专利文献3：日本特公昭59-10402号公报

发明内容

发明所要解决的问题

为了改善熔合区的透气阻力，如上述专利文献3所记载的技术那样，预先在矿石层中混合焦炭是有效的。

但是，专利文献3所记载的代表性焦炭的平均粒径为约40mm以及矿石的平均粒径为约15mm，两者的粒径差异很大，因此，仅单纯地进行混合时，矿石进入焦炭之间而使得空隙率大幅降低，在炉内使透气性变差，可能产生气体的泄露、原料的下降不良这样的故障。

为了避免这些故障，想到在炉轴心部形成仅为焦炭的层的方法。根据该方法，在炉轴心部利用焦炭层来确保气体的通道，因此能够改善透气性。

但是，在进行从风口吹入大量粉煤作为高炉还原剂的作业的情况下，因粉煤未燃烧粉量和矿石/焦炭比(Ore/Coke比)(矿石与焦炭的质量比)的增加而阻碍透气性，因此，特别是使炉壁周边的透气性大幅变差，仅确保炉轴心部的透气性也不能说炉整体的透气性是充分的。另外，在进行如上所述的低焦炭作业的情况下，有时炉轴心部的焦炭层本身的形成也不足。

本发明是鉴于上述现状而开发的，其目的在于提供即使在焦炭量少、或者实施粉煤的大量吹入作业的情况下也能够确保高炉内的透气性从而实现高炉作业的稳定化和热效率的提高的向高炉中装入原料的方法。

用于解决问题的方法

即，本发明的主旨构成如下所述。

1.一种向高炉中装入原料的方法，其中，

经由旋转溜槽向高炉内装入将矿石类原料和焦炭混合而成的装入原料时，

使上述旋转溜槽相对于上述高炉的轴向以平均角度θ1倾斜而供给装入原料O1，接着使上述旋转溜槽以大于上述平均角度θ1的平均角度θ2倾斜而供给混合有具有上述装入原料O1中所混合的焦炭的粒径的1.1～3.0倍的粒径的焦炭的装入原料O2，形成原料装入层。

在此，上述矿石类原料为烧结矿、球团矿和块矿等的统称。另外，上述平均角度由下式定义。

其中，θk,i是第i周的旋转溜槽相对于高炉的轴向的角度，k＝1表示θ1以及k＝2表示θ2。

需要说明的是，上述1中，对原料装入层的形成进行了规定，但遍及高炉整体的层叠是将焦炭层与装入原料层交替地堆积来进行高炉作业。此外，在高炉中心部，可以形成沿轴向延伸的焦炭层。

2.如上述1所述的向高炉中装入原料的方法，其中，上述装入原料O2中所混合的焦炭的粒径为上述装入原料O1中所混合的焦炭的粒径的1.5倍以上。

3.如上述1或2所述的向高炉中装入原料的方法，其中，上述装入原料O1中所混合的焦炭的粒径为该装入原料O1中所混合的矿石类原料的粒径的0.5～1.5倍。

发明效果

根据本发明，即使在低焦炭量的作业和基于粉煤的大量吹入的作业中，也能够可靠地确保高炉内的透气性，因此，在高的热效率下实现稳定的高炉作业。

附图说明

图1是表示旋转溜槽方式的高炉的示意图。

图2是表示以往的原料装入状态的示意图。

图3是表示依照本发明的原料装入状态的示意图。

具体实施方式

以下，对本发明具体地进行说明。

基于图1～3，对于将本发明的原料装入方法应用于实机的旋转溜槽方式的高炉时的例子进行说明。

图1中，符号1为高炉、2为高炉炉口部、3为高炉炉腹部、4a～4c为炉顶料仓、5为焦炭层、5a为中心焦炭层以及5b为周边焦炭层、6为将矿石类原料和焦炭混合而成的装入原料层、7为集料斗、8为无料钟式装入装置、9为旋转溜槽、10为风口的送风管。

需要说明的是，在该例中，在炉顶料仓4a和4b中仅贮存有焦炭，并且在炉顶料仓4c中仅贮存有矿石类原料。另外，在仅装入有焦炭的4a和4b中贮存粒径不同的焦炭。并且，从炉顶料仓4a和4c同时放出，同样地从炉顶料仓4b和4c同时放出，由此将矿石类原料和焦炭混合地进行供给。需要说明的是，形成焦炭粒径不同的混合层的方法不限定于上述方法，例如也可以在向炉顶料仓运送原料等的传送带上载置预先将矿石类原料和焦炭混合而成的物质并运送至炉顶料仓，将该混合物从一个炉顶料仓进行供给。

旋转溜槽方式的高炉中的原料装入通过利用旋转溜槽9将装入原料与焦炭交替地装入来进行，在炉内交替地以层状堆积焦炭层5和装入原料层6。

在此，作为具体的焦炭层的装入顺序的例子，利用所谓的前倾方式，如图2所示，首先，使旋转溜槽9的原料装入目标位置为高炉1的炉壁内周部，从仅装入有焦炭的炉顶料仓4a或4b装入焦炭，由此在炉壁内周部形成周边焦炭层5b。接着，使旋转溜槽9的原料装入目标位置为高炉的轴心部，从炉顶料仓4a或4b装入焦炭，由此在高炉的轴心部形成中心焦炭层5a。

在如此形成的焦炭层5之上堆积形成装入原料层6。以往，如该图2所示，形成单一的装入原料层6。

与此相对，在本发明中，如图3所示，向炉心侧供给通过将来自炉顶料仓4c的矿石类原料与来自炉顶料仓4a的小粒径的焦炭同时放出而混合成的装入原料O1，形成内侧装入原料层6a。进而，向炉壁侧供给通过将来自炉顶料仓4c的矿石类原料与来自炉顶料仓4b的粒径比装入原料O1的焦炭大的焦炭同时放出而混合成的装入原料O2，形成外侧装入原料层6b。通过这些内侧装入原料层6a和外侧装入原料层6b的层叠而构成装入原料层6。此时，将上述装入原料O2中所混合的焦炭的粒径DpC2与装入原料O1中所混合的焦炭的粒径DpC1之比DpC2/DpC1设定为1.1～3.0是重要的。

即，如图1所示，使旋转溜槽9相对于高炉的轴L的角度设为θ时，首先，使旋转溜槽9以平均角度θ1倾斜而向炉心侧供给装入原料O1，形成内侧装入原料层6a。接着，使旋转溜槽9以大于上述平均角度θ1的平均角度θ2倾斜而供给混合焦炭的粒径大的装入原料O2，形成外侧装入原料层6b。

在此，关于旋转溜槽9的上述平均角度θ1和θ2，从确保装入原料层的透气性和反应性的观点出发，优选将θ2/θ1设定为1.1～2.0。

通过将以上述方式层叠的装入原料层6与焦炭层5交替地层叠配置，能够可靠地确保高炉内的透气性。这是由于：高炉内的气体流速从炉的中心到炉壁并不均匀而具有分布，因此，通过装入粒径不同的焦炭，能够确保透气性。即，在处于将高炉风口与炉口连结的最短路径中的炉壁部，气体容易流动，因此，装入透气性良好的大粒径的焦炭以便不阻碍该气体流动。

特别是，通过将装入原料O2中所混合的焦炭的粒径DpC2与装入原料O1中所混合的焦炭的粒径DpC1之比DpC2/DpC1设定为1.1～3.0，在配置于炉心侧的装入原料O1中，为了确保矿石的还原性而堆积和混合反应性高的小粒径的焦炭，另一方面，在装入原料O2中，为了提高透气性而堆积和混合透气阻力小的粒径大的焦炭，从而能够以高水平兼顾还原性和透气性。

即，比DpC2/DpC1小于1.1时，不能堆积和混合透气阻力小的粒径大的焦炭，因此，得不到提高透气性的效果。优选为1.5以上。另一方面，比DpC2/DpC1大于3.0时，透气阻力减小，但反应性进一步降低，因此，得不到提高还原性的效果。优选为2.0以下。

此外，装入原料O1中所混合的焦炭的粒径DpC1相对于装入原料O1中所混合的矿石类原料的粒径DpO1之比DpC1/DpO1优选为0.5～1.5。

即因为：比DpC1/DpO1小于0.5时，在炉中心部附近混合小粒径的焦炭而使透气阻力增高，有可能阻碍流经高炉的中心部附近的气流。另一方面因为：比DpC1/DpO1大于1.5时，配置在炉心侧的装入原料O1的反应性减小而难以得到提高还原性的效果。更优选为1.0～1.2。

实施例

在图1所示的旋转溜槽方式的高炉实机中，以相同的出铁比使与矿石类原料混合的焦炭混合比相同后、使针对装入原料O1和O2的DpC2/DpC1、针对装入原料O1的DpC1/DpO1如表1所示进行各种变化而准备装入原料O1和O2，进行将它们按照表1所示的旋转溜槽的平均角度θ1和θ2装入到高炉内的各作业。对各个情况下的作业成绩进行调查。将其调查结果一并记于表1中。

在此，出铁比是用高炉的每天的出铁量(吨/天)除以炉内容积(m³)而得到的值。另外，还原剂比、焦炭比和粉煤比是制造1吨铁水时使用的还原剂量、焦炭量和粉煤量(kg/吨)。

如表1所示，发明例1～9中，焦炭比为339～353kg/吨的范围，与比较例1～3的焦炭比356～360kg/吨相比，为低焦炭比。但是，即使是这样的低焦炭比的作业，也能够将作为透气阻力的指标的ΔP/V抑制为比比较例1～3中的20.9～23.1的范围更低的18.3～20.8的范围。

符号说明

1 高炉

2 高炉炉口部

3 高炉炉腹部

4a～4c 炉顶料仓

5 焦炭层

5a 中心焦炭层

5b 周边焦炭层

6 装入原料层

6a 内侧装入原料层

6b 外侧装入原料层

7 集料斗

8 无料钟式装入装置

9 旋转溜槽

10 风口的送风管

Claims (3)

1.一种向高炉中装入原料的方法，其中，

经由旋转溜槽向高炉内装入将矿石类原料和焦炭混合而成的装入原料时，

使所述旋转溜槽相对于所述高炉的轴向以平均角度θ1倾斜而供给装入原料O1，接着使所述旋转溜槽以大于所述平均角度θ1的平均角度θ2倾斜而供给混合有具有所述装入原料O1中所混合的焦炭的粒径的1.1～3.0倍的粒径的焦炭的装入原料O2，形成原料装入层。

2.如权利要求1所述的向高炉中装入原料的方法，其中，所述装入原料O2中所混合的焦炭的粒径为所述装入原料O1中所混合的焦炭的粒径的1.5倍以上。

3.如权利要求1或2所述的向高炉中装入原料的方法，其中，所述装入原料O1中所混合的焦炭的粒径为该装入原料O1中所混合的矿石类原料的粒径的0.5～1.5倍。