JP2003328019A

JP2003328019A - 高炉操業方法

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Publication number: JP2003328019A
Application number: JP2002130683A
Authority: JP
Inventors: Kohei Sunahara; 公平砂原; Kaoru Nakano; 薫中野; Ichiro Watanabe; 一郎渡辺
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2022-05-02
Also published as: JP3841014B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高炉内のガス流分布の変動を抑え、安定な銑鉄
生産を維持できる高炉操業方法を提供する。【解決手段】高炉炉頂部からコークス、鉱石、および鉱
石とコークスの混合物を繰り返し炉内に装入して高炉を
操業するに際し、コークスを炉内半径方向全域に堆積さ
せた後、鉱石を炉内半径方向全域に堆積させ、その直上
に鉱石とコークスの混合物を装入する。コークスを堆積
させた後、炉中心部にコークスまたはコークスと鉱石の
混合物を装入すれば、より効果的である。前記炉内半径
方向全域に堆積させた鉱石の直上に装入する鉱石とコー
クスの混合物として、平均粒径ｄが炉口径の0.2％以下
の鉱石と平均粒径が1.2×ｄ以上のコークスの混合物を
用いれば、一層効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炉頂からの鉱石および
コークスの装入方法を規定することにより、高炉内のガ
ス流分布の変動を抑え、安定な銑鉄生産を維持すること
ができる高炉操業方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉を安定にしかも効率よく操業するに
は、炉内を上昇するガスと、炉内を降下するコークスお
よび鉄鉱石、焼結鉱などの鉄原料（以下、これら鉄原料
を「鉱石」と記す）との熱交換ならびに反応を効率よく
行わせることが必要であり、そのためには、炉内の通気
性、通液性を良好に保つことが重要である。

【０００３】炉下部に設置された羽口から吹き込まれる
熱風とコークスとの反応によって生成する還元性ガス
（CO、H_２）の作用で、鉱石は炉内を降下しつつ徐々に
加熱、還元され、軟化融着帯を形成した後、溶融し、溶
銑および溶滓として炉芯コークス層の隙間を滴下して炉
底に溜まる。この溶銑、溶滓は定期的に、または連続的
に出銑口から抜き出される。

【０００４】さらに、近年、高炉の操業はコークス比の
低減を狙って羽口から熱風とともに微粉炭を吹き込む高
ＰＣＩ操業へ移行しており、炉頂から装入するコークス
量は鉱石量に比較して相対的に低下してきている。その
ため、コークスを炉頂から半径方向に均一になるように
装入しようとしても、炉の中心部近傍においてコークス
堆積量が低下することがある。その結果、同部における
鉱石の割合が局所的に増加し、ガス流れの迂回や還元反
応の停滞が生じ、その結果、炉況異常が引き起こされる
可能性が生じることとなる。

【０００５】この問題を解決するために、多くの方法が
提案されている。例えば、特許第２８０８３４３号公報
は、コークスを高炉の中心部に装入するコークスと炉の
半径方向全体に装入する散布コークスとに分け、散布コ
ークスを炉の半径方向全体にわたって装入する直前また
は直後に、中心部装入コークスを高炉中心部に装入し、
そのあと、鉱石とコークスの混合層を装入する技術が開
示されている。中心部装入コークスの粒径を、前記混合
層におけるコークスの混合量に応じて規定するととも
に、炉内に装入された混合層中のコークスのうち粗いも
のほど再分離を受けやすく炉中心部に偏析することを利
用して、先に述べたようなコークス堆積量が低下しがち
な炉中心部およびその周辺部分におけるコークスの適正
な配置状態を実現させ、同部におけるガス流分布の変動
や還元反応の停滞を抑制し、通気性の改善を狙った技術
である。

【０００６】なお、ここで、混合層中のコークスのうち
粗いものほど炉中心部に偏析するのは、炉内に装入され
た混合層中のコークスが、炉内に堆積した装入物の表面
（以下、単に「斜面」ともいう）を流下する過程で、鉱
石との密度差、粒径差による分級によって鉱石から再分
離し、粒径の大きいものが炉中心部に偏析する（すなわ
ち、粒径差と密度差による粒子偏析現象が生じる）から
である。

【０００７】また、特許第２７２４２０８号公報には、
高炉内に鉱石およびコークスを交互に層状に装入する際
に、鉱石に予めコークスを混合しておき、この混合比に
応じて混合されるコークスの粒径を調整する技術が開示
されている。局所的な鉱石割合の増大が懸念される部分
にコークスを混合した鉱石を配置することによって鉱石
の溶融滴下開始温度を低下させず、還元特性の向上を図
り、効率の良い高炉操業を行おうとするものである。

【０００８】一方、特許第２７５２５０２号公報には、
コークスを大塊、中塊、小塊の３種類のサイズに篩い分
けし、鉱石に大塊コークスと小塊コークスを混入させた
混合層と、中塊コークスとを交互に高炉に装入する技術
が提示されている。これは、前述したように、混合層中
のコークスは、炉内装入後、斜面を流下する際に、粗い
ものほど再分離を受けやすく、その結果炉中心部に偏析
するコークスが多くなることを利用して、高炉中心ガス
流を確保し、高炉の圧力損失増加を防ぐことを目的とし
ている。

【０００９】さらに、特許第２８２２８６１号公報に
は、コークスの単独装入と鉱石およびコークスの同時装
入とを繰り返し行うに際し、鉱石の粗粒部分の粒径と、
鉱石と同時装入するコークスの粒径との比を規定する技
術が開示されている。高炉内に混合状態で同時装入され
た鉱石とコークスは炉内に堆積する際に粒径差と密度差
による粒子偏析現象によってコークスを中心部近傍に堆
積させ、同部の局所的な鉱石の存在割合の増加を抑制
し、安定な高炉操業を目指すものである。

【００１０】しかしながら、上記従来の技術において
は、以下に述べるような問題がある。すなわち、前記特
許第２８０８３４３号公報に記載される技術において
は、混合層中のコークスの再分離による中心部への偏析
を前提としており、特許第２７２４２０８号公報に記載
の技術では、混合層による高温通気抵抗の低下を利用し
ているにもかかわらず、いずれも混合層中の鉱石とコー
クスの粒径比についての規定がないため、混合層中のコ
ークスが炉内半径方向でどこに偏析するかは、予測でき
ないだけでなく、原料粒径構成条件などの変動による影
響を受け、その制御が不可能であるという問題がある。
また、特許第２７５２５０２号公報に記載の技術では、
混合層中のコークスを大塊コークスと小塊コークスに規
定している。さらに、特許第２８２２８６１号公報に記
載の技術においては、変動要因となる原料粒度構成の一
部を規定（すなわち、鉱石の粗粒部分の粒径と、鉱石と
同時装入するコークスの粒径との比を規定）しており、
その点において、上記の、混合層中の鉱石とコークスの
粒径比についての規定がない、という問題点を一部解決
する技術である。しかし、これらの技術はいずれも粒径
差と密度差による粒子偏析現象を利用して混合層中のコ
ークスの堆積位置を制御するものであり、そのために
は、混合層自体の堆積状態の安定性が必須であるにもか
かわらず、いずれの技術においても、混合層をコークス
層上に装入しているため、混合層がコークス層上に装入
される際の落下衝撃によって、落下点付近の斜面の崩れ
等、斜面崩壊により斜面の形状（斜面プロフィール）が
乱れ、混合層中のコークスの堆積位置の制御が不能とな
るという重要な問題点が存在しており、これによっても
たらされる装入物分布の変動が高炉操業の不安定を引き
起こす要因となるおそれがある。

【００１１】特に、高ＰＣＩ操業または低燃料比操業に
あっては、鉱石に対するコークスの装入割合（質量比）
が減少しているため、中心部にコークス、またはコーク
スと鉱石の混合物を別系統から装入したとしても、炉周
辺部分に落下したコークスが中心部近辺まで流れ込む量
が減少するので、中心部周辺に局所的に鉱石の割合が多
い領域が存在することになる。その結果、この中心部近
傍部分において局所的に鉱石の溶解が遅れ、鉱石の融着
位置が極度に炉下部へ低下し、未還元や未溶解の鉱石が
羽口近傍に降下すると、急激な吸熱反応である直接還元
を誘発し、高炉を熱不足にならしめ、高炉操業に支障を
きたす。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の技術における問題点を解決すべくなされたものであ
って、その目的は、炉内半径方向のうち局所的に鉱石の
存在比率が高い領域を排除し、鉱石に混合したコークス
を所定位置（中心部近傍）に確実に配置させ、中心部近
傍（以下、「炉中心部」または単に「中心部」といえ
ば、炉内の中心部近傍をいう）以外の高炉半径方向にお
ける鉱石とコークスの存在比率を均等に保つことによ
り、装入物分布制御の精度と安定性を高め、ガス流れを
安定化させて安定操業を維持することができる高炉操業
方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、コークス、鉱
石、および鉱石とコークスの混合物を繰り返し炉内に装
入して行う高炉操業において、鉱石とコークスの混合物
を安定した堆積状態を維持できる鉱石層の斜面に装入す
ることにより、装入時の落下点付近における斜面プロフ
ィールの乱れを回避し、炉内に堆積した鉱石とコークス
の混合層内での粒子偏析現象を効果的に利用してコーク
スを炉中心部に偏析させることにより上記目的を達成し
たもので、その要旨は、下記（１）および（２）に記載
の高炉操業方法にある。

【００１４】（１）高炉炉頂部からコークス、鉱石、お
よび鉱石とコークスの混合物を繰り返し炉内に装入し、
層状に堆積させて高炉を操業するに際し、コークスを炉
内半径方向全域に堆積させた後、鉱石を２分割したうち
の一方の鉱石を炉内半径方向全域に堆積させ、その直上
に他方の鉱石にコークスを混合した鉱石とコークスの混
合物を装入する高炉操業方法。

【００１５】（２）高炉炉頂部からコークス、鉱石、お
よび鉱石とコークスの混合物を繰り返し炉内に装入し、
層状に堆積させて高炉を操業するに際し、コークスを炉
内半径方向全域に堆積させた後、炉中心部にコークス、
またはコークスと鉱石の混合物を装入し、次いで残りの
鉱石を２分割したうちの一方の鉱石を炉内半径方向全域
に堆積させ、その直上に他方の鉱石にコークスを混合し
た鉱石とコークスの混合物を装入する高炉操業方法。

【００１６】上記（１）または（２）に記載の高炉操業
方法において、前記の鉱石を堆積させたその直上に装入
する鉱石とコークスの混合物として、平均粒径ｄが炉口
径の0.2％以下の鉱石と平均粒径が1.2×ｄ以上のコーク
スの混合物を用いれば、一層効果的である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態と作用効
果を、高炉模型を用いて行った装入実験結果に基づいて
説明する。なお、模型は4000m^３規模の高炉の炉頂部の
縮尺１／20の模型で、炉頂部のスケール（炉口径）を変
更できるように構成されている。

【００１８】実験は、装入条件を変えて原料装入を行
い、炉内で堆積させた後の鉱石とコークスの半径方向分
布を測定することにより行った。特に、鉱石とコークス
の混合物を炉内に装入する際に、装入直前の炉内堆積状
態（すなわち、装入前の斜面を構成する粒子がコークス
であるか鉱石であるか）が装入後の混合層内での鉱石と
コークスの偏析分離に及ぼす影響の調査を行った。

【００１９】装入実験に用いた鉱石の粒径は炉口径の0.
1％から0.3％まで、鉱石に混合するコークスの粒径は鉱
石の粒径の0.7倍から1.5倍までとした。また、炉内半径
方向全域にわたって装入する鉱石とコークス混合物にお
けるコークスの混合比率は、混合物中の鉱石に対するコ
ークスの質量百分率で2％から5％までとした。

【００２０】安定な高炉操業を行うためには炉中心部に
おいて十分なガス流速を維持することが必要であり、そ
のためには、炉中心部のＯ／Ｃを低めに維持することが
重要である。本装入実験では、鉱石およびコークスを炉
内に装入し、堆積させた後の炉中心部近傍における中心
Ｏ／Ｃを測定し、評価項目とした。なお、「中心Ｏ／
Ｃ」とは、鉱石、コークスを炉内に装入し、堆積させた
後の、炉の中心軸から半径方向へ20％までの範囲内の装
入物のＯ／Ｃを装入物全体の平均Ｏ／Ｃで除した値であ
る。本発明者らの検討結果によると、安定したガス流を
維持するためには、中心Ｏ／Ｃは、0.5以下であること
が望ましい。

【００２１】装入実験結果を表１にまとめて示す。同表
において、「混合層中のコークス粒径比率」とは、炉内
に装入する鉱石とコークスの混合物中の鉱石の平均粒径
に対する同じく混合物中のコークスの平均粒径の比であ
る。また、［評価］の欄の◎印および○印は、中心Ｏ／
Ｃが0.5以下で、良好な結果を示す場合であり、そのう
ち、◎印は特に良好であることを表す。また、×印は、
中心Ｏ／Ｃが0.5を超え、不良であることを示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１において、ケース１およびケース２
は、コークスを炉内に装入し、堆積させたコークス斜面
上に鉱石とコークスの混合物を装入した場合の結果を示
す。また、図１は、このとき炉内に形成される鉱石とコ
ークスの混合層中におけるコークスの偏在状態を模式的
に示す断面図で、同図中の符号Ｃを付した一点鎖線は高
炉の中心軸、符号Ｗは炉壁を表す。

【００２４】図１において、炉内に装入されたコークス
はコークス層１を形成する。このときの、すなわち、次
に装入される鉱石とコークスの混合物装入前のコークス
層の斜面は破線Ａで表される。このコークス層の斜面Ａ
上に鉱石とコークスの混合物が装入されるのであるが、
鉱石はコークスの約３倍程度の質量を有するため、鉱石
とコークスの混合物（鉱石が主体）がコークス斜面上に
落下した際の衝撃力も約３倍となり、落下点付近（図１
の矢印を付した部分）を起点としてコークス層の斜面Ａ
が一部崩壊する。しかし、この崩壊したコークスは、斜
面下流まで移動することなく、崩壊点の近傍から斜面下
端の中間部付近までの間に滞留し、結果としていびつな
斜面形状が形成される。図１中に示した実線Ｂが鉱石と
コークスの混合物装入後のコークス層の斜面を示す。

【００２５】したがって、落下した鉱石とコークスの混
合物は、スムーズに斜面を流下することができず、混合
層２中のコークスは、混合層２内での分級効果を十分に
受けられず、鉱石からの再分離が行われにくい。このた
め、図１に示すように、混合層２中のコークス（図中に
×印で表示）は落下点付近と斜面下端の中間部付近まで
の間に堆積するに留まり、混合層中の鉱石の大部分が、
炉内の中間部から中心部付近に流れ込みながら堆積して
いく現象が認められ、同部に局所的にＯ／Ｃが高い領域
が存在することとなる。

【００２６】この現象は、ケース１のように混合層中の
コークス粒径が鉱石粒径の0.7倍の場合、ケース２のよ
うに1.5倍の場合のいずれでも生じ、中心Ｏ／Ｃは、そ
れぞれ0.85、0.77に留まり、安定したガス流を維持する
ために望ましい0.5以下にはならない。

【００２７】以上の結果から、混合する鉱石とコークス
の粒径比に関係なく、鉱石とコークスの混合物をコーク
ス層上に装入すると、混合層内のコークスを中心部近傍
に偏析させることができないことがわかる。したがっ
て、半径方向におけるＯ／Ｃ分布制御性に支障をきたす
こととなり、特に、高ＰＣＩ操業または低燃料比操業下
にあっては、中心部近傍に局所的に鉱石の割合が多い領
域が存在し、鉱石の溶解遅れ、直接還元の誘発を招き、
高炉操業への悪影響を抑制することができなくなるおそ
れが大きい。

【００２８】次に、表１のケース３〜ケース９は、鉱石
斜面上に鉱石とコークスの混合物を装入した場合の結果
を示す。また、図２は、このとき炉内に形成される鉱石
とコークスの混合層中におけるコークスの偏在状態を模
式的に示す図である。

【００２９】図２において、符号Ｃを付した一点鎖線は
高炉の中心軸、符号Ｗは炉壁を表す。鉱石を２分割した
うちの一方の鉱石（コークスを混合していない鉱石の
み）を炉内半径方向全域に堆積させた結果形成されたの
が鉱石層３であり、その上に鉱石とコークスの混合物が
装入され、混合層４が形成されている。

【００３０】この場合、斜面は、質量がコークスに比べ
て大きく、衝撃力に対して安定した堆積状態を維持でき
る鉱石で構成されているので、鉱石とコークスの混合物
を装入しても落下点近傍で斜面の崩れが生じることがな
いため、図２に示すように、斜面下流にかけて混合物が
流れ込みながら、混合層４中のコークス（図中に×印で
表示）は分級効果により鉱石から再分離し、斜面下流の
炉の中心部近傍まで到達する。そして、表１に示すよう
に、ケース３〜ケース９のいずれのケースでも、中心Ｏ
／Ｃは、安定したガス流を維持するために望ましい0.5
以下となっている。

【００３１】ケース３〜ケース９のうちのケース３〜ケ
ース６は、混合層中のコークス粒径比率（コークスの平
均粒径／鉱石の平均粒径）を0.9〜1.6の範囲内で変化さ
せた場合である。この結果から明らかなように、混合層
中のコークス粒径比率が増大するとともに中心Ｏ／Ｃが
減少する。混合層中のコークス粒径比率は、ケース３お
よびケース４ではそれぞれ0.49、0.41であり、コークス
粒径が鉱石粒径の1.2倍を超えるケース５およびケース
６では、0.1以下となっている。これは、混合層中のコ
ークスの分級効果が混合する鉱石とコークスの粒径比に
依存し、ケース５およびケース６では、混合層中のコー
クスが、効率のよい分級が行われて再分離するため、炉
中心部にコークスが偏在しやすいことによるものであ
る。

【００３２】また、この分級効果は、粒子同士の分級、
篩い分け現象の繰り返し回数によって影響されるため、
粒子径に対して分級に必要な十分な距離がとれるか否か
によってその効果が異なってくると推定される。

【００３３】ケース７〜ケース９は、混合層中の鉱石の
粒径および炉口径を変えることによって、炉口径に対す
る混合層中の鉱石粒径の比を百分率で0.1％から0.3％の
範囲で変化させた場合である。十分な分級効果を得るた
めには、ケース７では不十分であり、ケース８およびケ
ース９に示すように、炉口径に対する鉱石粒径の比（百
分率）が0.2％以下であること（斜面長さに換算する
と、鉱石粒径の250倍以上の長さの斜面）が必要と判断
される。

【００３４】以上、説明したように、本発明（上記
（１）に記載の発明）において、コークスを炉内半径方
向全域に堆積させた後、鉱石を２分割したうちの一方の
鉱石（コークスを混合していない鉱石のみ）を炉内半径
方向全域に堆積させ、その直上に他方の鉱石にコークス
を混合した鉱石とコークスの混合物を装入するのは、コ
ークスに比べて質量がかなり大きく、衝撃力に対して安
定した堆積状態を維持できる鉱石層を炉内半径方向全域
に形成させることにより、鉱石とコークスの混合物を装
入したときの斜面プロフィールの乱れを回避するためで
ある。

【００３５】一方、中心部以外の高炉半径方向について
は、上記（１）に記載するように、コークスを炉内半径
方向全域に堆積させ、その後鉱石を炉内半径方向全域に
堆積させ、その直上に、すなわち鉱石を堆積させた炉内
半径方向全域にわたって、鉱石とコークスの混合物を装
入するので、鉱石とコークスの存在比率を均等に保つこ
とができる。

【００３６】このような装入方法を採ることによって、
炉内に堆積した鉱石とコークスの混合層内での粒子偏析
現象を効果的に利用してコークスを炉中心部に偏析させ
ることができ、一方中心部以外の高炉半径方向における
鉱石とコークスの存在比率を均等に保つことができるの
で、装入物分布制御の精度と安定性を高め、ガス流れを
安定化させて安定操業を維持することが可能となる。

【００３７】本発明（上記（２）に記載の発明）におい
て、コークスを炉内半径方向全域に堆積させた後、炉中
心部にコークス、またはコークスと鉱石の混合物を装入
し、次いで残りの鉱石を２分割したうちの一方の鉱石を
炉内半径方向全域に堆積させ、その直上に他方の鉱石に
コークスを混合した鉱石とコークスの混合物を装入する
のは、上述したコークスの炉中心部における偏析をより
確実に生じさせ、中心部におけるガス流を強化するため
である。

【００３８】炉中心部に装入するのは、コークスのみで
もよいし、鉱石の一部にコークスを混合した混合物でも
よい。これらの炉中心部への装入量、また、コークスと
鉱石の混合物を装入する場合のコークスの混合比率は、
炉中心部におけるガス流れに対する影響等を勘案しなが
ら適宜定めればよい。

【００３９】本発明（上記（１）または（２）に記載の
発明）において、鉱石を堆積させたその直上に装入する
鉱石とコークスの混合物として、平均粒径ｄが炉口径の
0.2％以下の鉱石と平均粒径が1.2×ｄ以上のコークスの
混合物を用いれば、一層効果的である。表１において、
評価の欄で◎印を付したケース５、ケース６、ケース８
およびケース９がこの条件を満たしており、中心Ｏ／Ｃ
が0.11以下の良好な結果となっている。以下、実施例に
より本発明の効果を具体的に説明する。

【００４０】

【実施例】炉頂装入装置を備え、炉口径を変更できる円
筒形高炉模型（4000m^３規模の高炉の縮尺１／２０の模
型)を用い、原料の装入、排出を連続的に行いながら、
下方に設置した羽口から送風し、炉頂部の半径方向ガス
流分布を測定した。高炉模型（装置）の下部には、実炉
を想定した送風機および荷下がりを模擬した原料の切り
出し用のテーブルフィーダーが設けられ、装置上部に
は、炉頂部の装入条件に応じた粒子充填構造に基づき形
成されるガス流速分布を計測することができるように、
複数のガス流速計が取り付けられている。

【００４１】実験は、装入条件、具体的にはコークス、
鉱石、鉱石とコークスの混合物等の装入順序、炉口径に
対する鉱石粒径の比（百分率）および混合層中のコーク
ス粒径比率（コークスの平均粒径／鉱石の平均粒径）を
変更し、ガス流分布に及ぼす影響を調査した。なお、炉
内半径方向全域にわたって装入する鉱石とコークスの混
合物におけるコークスの混合比率は、混合物中の鉱石に
対するコークスの質量百分率で３％とした。

【００４２】実験結果を表２にまとめて示す。表２にお
いて、「装入順序」とは、コークス、鉱石、鉱石とコー
クスの混合物等の炉頂からの装入順序であり、この装入
順序の欄において、「Ｃ」は炉内半径方向全域に堆積さ
せるコークスを、「Ｍ」は炉内半径方向全域に堆積させ
る鉱石とコークスの混合物を、「Ｏ」は炉内半径方向全
域に堆積させる鉱石を表す。また、「ｃｍ」は炉中心部
に装入する鉱石とコークスの混合物を、「ｃｃ」は炉中
心部に装入するコークスを意味する。したがって、例え
ば「ＣＭＯ」とは、「コークスを炉内半径方向全域に堆
積させ」、その上に「鉱石とコークスの混合物を堆積さ
せ」、次いで「鉱石を炉内半径方向全域に堆積させる」
ことを表す。

【００４３】「ガス流分布偏差」とは、所定の装入条件
でコークスおよび鉱石の装入を開始してから排出される
までの工程を２サイクル経過した後、次の３サイクル目
から４サイクル目までの間の半径方向各点におけるガス
流速の時間的変動の標準偏差の総和を示す指標である。
この値が小さいほどガス流れが安定していることを示
す。

【００４４】また、「中心ガス流分布指数」とは、炉頂
部で測定した全断面当たりの平均ガス流速に対する中心
部のガス流速の比を表す指数で、この値が大きいほど中
心ガス流が強化されていることを示す。ガス流全体を安
定化させ得る中心ガス流を確保するには、この値が５以
上であることが好ましい。

【００４５】

【表２】

【００４６】比較例１は、コークス斜面上に鉱石とコー
クスの混合物を装入した場合で（前記図１参照）、中心
部ガス流速が相対的に低いため中心部ガス流分布指数が
小さく、ガス流分布の変動が大きかった。コークス斜面
の一部崩壊により混合層中のコークスが炉中心部まで運
ばれることなく、半径方向の中間部分に滞留し、結果的
に中心部近傍のＯ／Ｃが局所的に上昇したものと推定さ
れる。

【００４７】比較例２は、比較例１において、従来、分
級効果が十分に生じるとされる鉱石の平均粒径に対する
コークスの平均粒径比を1.7まで（比較例１では、1.1）
増加させた場合である。しかしながら、中心部ガス流分
布指数は依然として小さく、かつガス流分布偏差は高か
った。これは、コークス斜面上に鉱石とコークスの混合
物を装入しているため、装入時に落下点付近で斜面プロ
フィールの乱れが生じ、分級効果が発現しなかったもの
と考えられる。

【００４８】そこで、実施例１では、混合層中の鉱石の
平均粒径に対するコークスの平均粒径比は1.7のままと
し、装入順序を変えて、鉱石斜面上に鉱石とコークスの
混合物を装入したところ、中心部ガス流が強化され、ガ
ス流分布偏差が低下した。これは、鉱石層が安定した堆
積状態を維持できたため鉱石とコークスの混合物が装入
されても斜面プロフィールの乱れが生じず、鉱石とコー
クスの混合層中での分級が効果的に行われ、中心部近傍
の局所的な高Ｏ／Ｃ領域が排除されたためである。

【００４９】比較例３と比較例４は、中心部におけるガ
ス流を強化させる目的で、コークスを炉内半径方向全域
に堆積させた後、コークスまたはコークスと鉱石の混合
物を炉中心部に装入した場合で、比較例３は炉中心部に
コークスと鉱石の混合物を装入した場合、比較例４は、
コークスを装入した場合である。いずれの場合も、中心
ガス流の幾分の強化は認められたが、依然としてガス流
分布の変動は抑制できなかった。

【００５０】実施例２は、比較例３に対して混合層の装
入順序を変更し、炉中心部にコークスと鉱石の混合物を
装入した後、鉱石を装入、その後鉱石とコークスの混合
物を装入した場合、また、実施例３は、比較例４に対し
て混合層の装入順を変更し、炉中心部にコークスを装入
した後、鉱石を装入、その後鉱石とコークスの混合物を
装入した場合である。いずれも、ガス流分布偏差が低下
し、中心ガス流分布指数が上昇した。

【００５１】実施例４は、混合層中の鉱石の平均粒径に
対するコークスの平均粒径比を1.1倍まで低下させた場
合である。従来の知見どおり、粒度偏析効率がやや低下
するため、炉中心部へのコークス偏在量がやや低下し、
中心部ガス流分布指数が若干低下した。

【００５２】実施例５は、実施例１において炉口径を縮
小させた場合である。中心部ガス流分布指数は5以上と
なったが、実施例１に比較すると低下した。これは、炉
口径の縮小による炉内斜面長さの短縮により、混合層内
のコークスの再分離による粒度偏析が十分ではなかった
ためであると考えられる。

【００５３】実施例６は、炉口径は実施例５の場合と同
一であるが、混合層中の鉱石およびコークスの粒径を低
下させた場合である。中心ガス流が強化され、ガス流分
布の変動が低下した。混合層中の鉱石およびコークスの
粒径の低下にもかかわらず、効果的な分級が行われる斜
面長さが確保されたため、中心部近傍の局所的な高Ｏ／
Ｃ領域が排除されたことが、中心ガス流の強化とガス流
れ分布の安定化に寄与したことを示している。

【００５４】

【発明の効果】本発明の高炉操業方法によれば、高ＰＣ
Ｉ操業または低燃料比操業時においても、炉内半径方向
のうち局所的に鉱石の存在比率が高い領域を排除して鉱
石に混合したコークスを炉中心部に確実に配置させると
ともに、中心部以外の高炉半径方向における鉱石とコー
クスの存在比率を均等に保つことにより、装入物分布制
御の精度と安定性を高め、ガス流れを安定化させて安定
操業を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】炉内のコークス層斜面上に鉱石とコークスの混
合物を装入して形成された混合層中におけるコークス偏
在状態を模式的に示す断面図である。

【図２】炉内の鉱石層斜面上に鉱石とコークスの混合物
を装入して形成された混合層中におけるコークス偏在状
態を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１：コークス層２：混合層３：鉱石層４：混合層Ｃ：高炉の中心軸Ｗ：炉壁Ａ：混合物装入前のコークス層の斜面Ｂ：混合物装入後のコークス層の斜面

フロントページの続き (72)発明者渡辺一郎大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内Ｆターム(参考） 4K012 BC01 BC02 BC03 BC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉炉頂部からコークス、鉱石、および鉱
石とコークスの混合物を繰り返し炉内に装入し、層状に
堆積させて高炉を操業するに際し、コークスを炉内半径
方向全域に堆積させた後、鉱石を２分割したうちの一方
の鉱石を炉内半径方向全域に堆積させ、その直上に他方
の鉱石にコークスを混合した鉱石とコークスの混合物を
装入することを特徴とする高炉操業方法。
【請求項２】高炉炉頂部からコークス、鉱石、および鉱
石とコークスの混合物を繰り返し炉内に装入し、層状に
堆積させて高炉を操業するに際し、コークスを炉内半径
方向全域に堆積させた後、炉中心部にコークス、または
コークスと鉱石の混合物を装入し、次いで残りの鉱石を
２分割したうちの一方の鉱石を炉内半径方向全域に堆積
させ、その直上に他方の鉱石にコークスを混合した鉱石
とコークスの混合物を装入することを特徴とする高炉操
業方法。
【請求項３】前記の鉱石を堆積させたその直上に装入す
る鉱石とコークスの混合物として、平均粒径ｄが炉口径
の0.2％以下の鉱石と平均粒径が1.2×ｄ以上のコークス
を用いる請求項１または２に記載の高炉操業方法。