JP2008138246A - 高炉におけるスクラップ装入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高炉で大量のスクラップを使用する場合に、そのスクラップを高炉に装入する新たな設備や、そのための設備を増設する必要がない高炉のスクラップ装入方法の提供
【解決手段】高炉内に、鉄鉱石およびコークスの他にスクラップを装入して高炉操業を行うに際し、前記スクラップは、予めプレスと角取りを施し、高炉装入コンベア上に直接載置して搬送し、高炉炉頂ホッパへスクラップのみを装入して、高炉内への自由な装入を実現する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、製鉄所の高炉におけるスクラップ装入方法に関し、特に、高炉においてスクラップを大量に使用できるようにしたものである。

従来、製鉄所の高炉では、増産や還元材の低減を目的として、ＨＢＩ（還元鉄）や製鉄スラグ（高炉予備処理）からの回収地金を、装入することが行われている。
しかし、ＨＢＩは、その製造費が高く、高炉の原料としては必ずしも適切でない。また、回収地金は、発生量が少なく、製鉄所内ではその使用が限られる。このため、ＨＢＩや回収地金は、高炉の装入原料としては必ずしも適切でない。

これらに対し、製鉄所の製鉄プロセスで発生するスクラップは多量であるので、そのスクラップを高炉に装入する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
しかし、特許文献１の方法では、スクラップを高炉で使用可能であるが、そのための設備を新たに設けたり、またはそれを増設する必要があり、既存の炉頂装入装置を活用できないという不具合がある。

また、スクラップの高炉への装入は、高炉装入ベルトコンベア上に載置したコークス上あるいは鉄鉱石上に載置することにより行われる。このため、スクラップは、コークスあるいは鉄鉱石と混合した状態でしか高炉内に装入できず、スクラップの使用量がおのずと制約された。
すなわち、従来の高炉内へのスクラップ装入方法では、高炉内において大量のスクラップを使用するには限度があって、必ずしも適切とはいえないという問題があった。
特開平７−１２６７１８号公報

本発明の目的は、高炉で大量のスクラップを使用する場合に、そのスクラップを高炉に装入するための新たな設備や、そのための設備を増設する必要がなく、高炉においてスクラップを使用する限度の制約のない、高炉におけるスクラップ装入方法を提供することにある。

上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は以下のように構成するようにした。
第１の発明は、高炉内に、鉄鉱石およびコークスの他にスクラップを装入して高炉操業を行うに際し、前記スクラップは、予めプレスと角取りを施し、高炉装入コンベア上に直接載置して搬送し、高炉炉頂ホッパへ装入するようにした。
第２の発明は、第１の発明において、前記プレスと角取りが施されるスクラップは、その粒径が前記コークスの粒径と同一またはそれよりも相対的に小さくするようにした。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記スクラップは、前記高炉内において、コークス装入後のコークス層上に、前記スクラップ、および前記鉄鉱石の順序で装入するようにした。
第４の発明は、第１または第２の発明において、前記スクラップは、前記高炉内において、前記鉄鉱石の装入後の鉄鉱石層上に装入するようにした。

本発明によれば、既存の高炉装入ベルトコンベア上にスクラップを直接載置できるので、高炉で大量のスクラップを使用する場合に、そのスクラップを高炉に装入するための新たな設備や、そのための設備を増設する必要がなく実現でき、既存の炉頂装入装置を活用できる。

また、高炉装入ベルトコンベア上にスクラップを直接載置して、高炉炉頂ホッパへスクラップのみを装入することができるため、コークスおよび鉄鉱石と同じようにスクラップの装入バッチを行うことができる。このため、スクラップの混合装入の制約がなくなり、コークス層上あるいは鉄鉱石層上にスクラップを自由に装入できるようになり、高炉へのスクラップの多量使用が実現できる。さらに、スクラップの高炉への多量使用が実現することにより、還元材の大幅な低減が可能になる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本発明方法の実施形態を図１に示す。本発明方法では、高炉内に、鉄鉱石およびコークスの他にスクラップを装入して高炉操業を行うに際し、高炉装入ベルトコンベア１上にコークス、鉄鉱石とは独立してスクラップを載置させ、そのスクラップを高炉炉頂まで搬送し、高炉炉頂ホッパ２内にスクラップのみを蓄えるようにした。

換言すると、スクラップを、コークスや鉄鉱石と独立して取り扱えるように、高炉装入ベルトコンベア１上に直接載置し、この状態で高炉炉頂まで搬送し、高炉炉頂ホッパ２内にそのスクラップのみを蓄えるようにした。
図１は、高炉３内への鉄鉱石などの装入順序（装入方法）の一例を示す。図１では、まず、鉄鉱石Ｏが貯留槽４から、続いてコークスＣが貯留槽５から切り出されて高炉装入ベルトコンベア１上に載置され、その後、スクラップＳが貯留槽６から切り出されて高炉装入ベルトコンベア１上に載置される場合を示す。

このようにベルトコンベア１で搬送される鉄鉱石ＯとコークスＣは、高炉炉頂ホッパ２内に順に装入され、ベルレス方式では旋回シュートによる炉頂装入装置（図示せず）で、鉄鉱石ＯとコークスＣとが順に高炉３内に装入される。引き続き、高炉装入ベルトコンベア１上に切り出され載置されたスクラップＳも高炉炉頂ホッパ２内にいったん収納され、ベルレス方式では旋回シュートによる炉頂装入装置で、スクラップＳは所定の分布となるように高炉３内に装入される。

図１において、高炉炉頂ホッパ２は１つしか描かれていないが、実際には、高炉装入ベルトコンベア１上に載置されている鉄鉱石Ｏ、コークスＣ、およびスクラップＳは、高炉炉頂において周知のダンパ切り替えなどにより、３個の独立の高炉炉頂ホッパに、鉄鉱石Ｏのみ、コークスＣのみ、およびスクラップＳのみが、それぞれ蓄えられるようになっている。
ここで、鉄鉱石Ｏのみ、コークスＣのみ、およびスクラップＳのみとは、高炉装入ベルトコンベア１上の原料を前記ダンパの切り替えなどによる振り分け精度によるが、前後の他の原料を若干含んでも良いことは勿論である。

このような方法によれば、従来のようにスクラップを高炉装入ベルトコンベア上に載置したコークス上あるいは鉄鉱石上に載置して装入する場合に比べて、スクラップのみの装入バッチができる。
これにより、スクラップの高炉内への自由なの装入が可能になるため、従来のように他の原料との混合装入を回避でき、スクラップの高炉内への使用量の制約から解放されることになる。

次に、上記のように高炉装入ベルトコンベア１上に直接載置されて高炉３内に装入されるスクラップについて説明する。ここで、スクラップとは、製鉄所の製鉄プロセスなどで発生して鉄鉱原料として可能なものである。
スクラップは、高炉３内への装入に先立って、プレス（圧縮）と角取りを行って角がない形状のものに揃えるようにし、その粒径（平均粒径）が所定値になるようにしておく。そのスクラップの粒径は、高炉３内に装入されるコークスの粒径と同一またはそれよりも相対的に小さくなるようにする。例えば、コークスの粒径が最大で５０ｍｍの場合には、スクラップの粒径は５０ｍｍ以下とする。

このように、スクラップを角のない形状に揃えるようにしたのは、高炉３内への装入に際して既存の炉頂装入装置を使用できるようにし、その際に搬送用のベルトコンベア１のベルトを損傷、切断しないようにするためである。
また、そのスクラップの粒径に、上記のような条件を持たせるようにしたのは、後述のようにスクラップを高炉３内のコークス層上に分布させる場合に、そのコークス層などの堆積分布に悪影響を与えないようにするためのである。

さらに、前記スクラップ粒径であれば、鉄鉱石上に分布させる場合、鉄鉱石はコークスより比重が大きいため、鉄鉱石堆積分布に悪影響を与えることがない。
本発明方法では、上記のようにして高炉３内へ鉄鉱石などを装入するが、その高炉３内において、それらを堆積させる手順について、図２を参照して説明する。
ここで、図２は高炉内におけるコークスなどの堆積状態の右側半分のみを示すが、その左側半分の状態は右側半分の状態と左右対称の関係にある。この点については、後述の図３についても同様である。

この実施例では、上記の方法を用いて、コークス、スクラップ、および鉄鉱石の順序で、これらを順に高炉３内へ装入していき、この一連の処理を繰り返すようにした。
具体的には、図２に示すように、まず、コークスを２バッチ（図中のＣ１、Ｃ２）装入して堆積させる。次いで、そのコークスＣ１、Ｃ２の層の表面に、スクラップＳを落下させて、そのコークスＣ１、Ｃ２の層の表面であって高炉３内の半径方向の全域に、そのスクラップＳをほぼ均一に分布させる。

ここで、スクラップＳは、高炉３内への装入に先立って、上記のように事前に加工処理されている。このため、高炉３内への装入落下には、コークスや鉄鉱石を高炉３内に装入するのと同じ既存の炉頂装入装置を用いて行うことができ、その際に搬送用のベルトコンベア１のベルトを損傷したり切断することがない。
さらに、スクラップＳの装入落下は、炉頂装入装置でコークスや鉄鉱石を高炉３内に装入落下するのと同様に行うことができる。このため、スクラップＳは、そのコークスＣ１、Ｃ２の層の表面であって高炉３内の半径方向の全域に、ほぼ均一に分布させることができる。

しかも、そのスクラップＳのコークスＣ１、Ｃ２の層の表面への装入、分布後は、スクラップとコークスの粒径は上記の関係にあるので、スクラップＳによってコークスＣ１、Ｃ２の層などの堆積分布が乱されることはない。
その後、その装入されたスクラップＳの上に、２バッチの鉄鉱石（図中のＯ１、Ｏ２）を装入して堆積させる。これにより、スクラップＳはコークスＣ１、Ｃ２と鉄鉱石Ｏ１、Ｏ２の間に介在するようになる。

図３は、図２の例がコークスＣ１、Ｃ２の層の表面への装入に対し、鉄鉱石（図中のＯ１、Ｏ２）の層の表面への装入、分布させた例を示す。
この場合には、まず、コークスを２バッチ（図中のＣ１、Ｃ２）を装入して堆積させる。次いで、そのコークスＣ１、Ｃ２の層の表面に、２バッチの鉄鉱石（図中のＯ１、Ｏ２）を装入して堆積させる。その後、２バッチの鉄鉱石Ｏ１、Ｏ２上に、スクラップＳを装入、分布させて、堆積させる。これにより、スクラップＳは、鉄鉱石Ｏ１、Ｏ２と、新たに装入されるコークスＣ１、Ｃ２（図示せず）との間に介在するようになる。

このように、スクラップをコークス層と鉄鉱石層の間に介在するようにしたのは（図２および図３参照）、以下の理由による。
すなわち、スクラップを鉄鉱石の一部に偏在（混在）させることが可能であるが、このようにすると、その部位の融着帯が肥大化し、高炉内の通気抵抗が上昇するからである。したがって、使用するスクラップの使用量が制約を受けることなる。

また、スクラップをコークス中に装入（混在）することが可能であるが、このようにすると、多量使用では、コークススリットの形成を阻害するからである。すなわち、この方法も、使用するスクラップの使用量が制約を受けることになる。
本発明においては、スクラップをコークス層と鉄鉱石層の間に介在させる方法を採用できるため、スクラップ使用量が、融着帯が肥大化あるいはコークススリットの形成を阻害などの制約から解放される。

したがって、本発明の実施形態に係る方法によれば、スクラップの使用量を拡大でき、例えば、２００ｋｇ／ｔの使用量も可能となり、従来方法の混合状態での装入制約、５０ｋｇ／ｔに比べて、スクラップの単位あたりの使用量を大幅に増加できる。このため、従来は還元材を１５ｋｇ／ｔ低減できるにすぎなかったが、この実施形態に係る方法によれば還元材を６０ｋｇ／ｔというように、大幅に低減できるようになった。
以上説明したように、この実施形態によれば、高炉で大量のスクラップを使用する場合に、そのスクラップを高炉に装入するための新たな設備や、そのための設備を増設する必要がなく実現でき、しかも既存の炉頂装入装置をそのまま活用して装入が実施できる。

本発明のスクラップ装入方法を説明する説明図である。 本発明のスクラップの装入手順を説明する説明図である。 本発明の他のスクラップの装入手順を説明する説明図である。

符号の説明

１ 高炉装入ベルトコンベア
２ 高炉炉頂ホッパ
３ 高炉
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ コークス
Ｏ、Ｏ１、Ｏ２ 鉄鉱石
Ｓ スクラップ

Claims (4)

1. 高炉内に、鉄鉱石およびコークスの他にスクラップを装入して高炉操業を行うに際し、前記スクラップは、予めプレスと角取りを施し、高炉装入コンベア上に直接載置して搬送し、高炉炉頂ホッパへ装入することを特徴とする高炉におけるスクラップ装入方法。
2. 前記プレスと角取りが施されるスクラップは、その粒径が前記コークスの粒径と同一またはそれよりも相対的に小さくすることを特徴とする請求項１に記載の高炉におけるスクラップ装入方法。
3. 前記スクラップは、前記高炉内において、コークス装入後のコークス層上に、前記スクラップ、および前記鉄鉱石の順序で装入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉におけるスクラップ装入方法。
4. 前記スクラップは、前記高炉内において、前記鉄鉱石の装入後の鉄鉱石層上に装入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉におけるスクラップ装入方法。

Images