JP2010215949A - Method for charging raw material into bell-less blast furnace - Google Patents

Method for charging raw material into bell-less blast furnace Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for charging raw material into a bell-less blast furnace by which, when ore and coke are mixed and charged into the bell-less blast furnace having a center-feed type raw material charging apparatus, a radial-direction distribution of the coke in the coke-mixed ore layer becomes uniform and mixability of the coke becomes good after charging the raw material into the furnace, considering discharge mixing ratio characteristic in a furnace-top bunker and segregation phenomenon after charging. <P>SOLUTION: In the method for charging the raw material into the bell-less blast furnace, the particle diameter of the coke 2 mixed in the coke-mixed ore layer is controlled to be 0.2 times or more the particle diameter of lump coke charged as a coke-layer and &lt;1.3 times the particle diameter of the ore 1, and in order to form the above coke-mixed ore layer, the ore is charged in an upper bunker 7, successively the ore and the coke are charged therein, then the raw material in the upper bunker 7 is charged into a lower bunker 8 and the raw material discharged from the lower bunker 8 is charged into the blast furnace 9 through a pivoted chute 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、炉頂に原料ホッパーが上下2段に配置されたセンターフィード型ベルレス炉頂装入装置を有するベルレス高炉への原料装入方法に関し、特に鉱石層中にコークスを混合してなるコークス混合鉱石層とコークス単独のコークス層とを交互に堆積させる装入方法に関する。   The present invention relates to a raw material charging method for a bell-less blast furnace having a center-feed type bell-less furnace top charging device in which a raw material hopper is arranged in two stages on the top of the furnace, and in particular, coke formed by mixing coke in an ore layer. The present invention relates to a charging method in which a mixed ore layer and a coke layer of coke alone are alternately deposited.

高炉操業では、通常、炉頂から鉱石とコークスとをそれぞれが交互に層状となるように装入すると共に、鉱石層とコークス層との炉半径方向における層厚分布、あるいは、粒度分布を制御することにより、炉内でのガス流分布を制御している。   In blast furnace operation, ore and coke are usually charged in layers from the top of the furnace alternately, and the layer thickness distribution or particle size distribution of the ore layer and coke layer in the furnace radial direction is controlled. Thus, the gas flow distribution in the furnace is controlled.

近年、環境問題の観点から、高炉でのコークスの使用量をできるだけ低減できる技術の開発が求められている。コークス装入量を低減するには、1チャージ当りの鉱石装入量を増加させる方法、または、1チャージ当りのコークス装入量を低下させる方法の2つが考えられる。この場合、前者を実施すると、鉱石層厚が厚くなるため、鉱石の還元性が悪化して炉下部における未還元鉱石の直接反応による炉熱低下を招いて炉況を悪化させる。一方、後者を実施すると、融着帯でコークススリットを形成するコークス層厚が薄くなるため、炉下部での通気性が悪化することになる。   In recent years, from the viewpoint of environmental problems, development of a technology that can reduce the amount of coke used in a blast furnace as much as possible has been demanded. There are two methods for reducing the amount of coke charged: a method of increasing the amount of ore charged per charge, or a method of decreasing the amount of coke charged per charge. In this case, when the former is carried out, the ore layer thickness is increased, so the reducibility of the ore is deteriorated and the furnace heat is lowered due to the direct reaction of the unreduced ore in the lower part of the furnace, thereby deteriorating the furnace condition. On the other hand, if the latter is carried out, the coke layer thickness forming the coke slit in the cohesive zone becomes thin, so that the air permeability at the lower part of the furnace is deteriorated.

そこで従来、これらの影響を緩和するために、前記鉱石層中にコークスをあらかじめ混合させて(鉱石コークス混合装入)、鉱石層自体の還元性を向上させる方法が開発されている。例えば、特許文献1、特許文献2などにおいては、コークス混合鉱石層を形成する装入方法の採用によって、炉内の通気性や通液性を改善することにより、炉況を安定させる方法を提案している。これらの技術は、コークスの単独装入と、鉱石とコークスの混合装入を交互に行なう方法であり、コークス混合鉱石層中のコークス粒径を小さくし、鉱石とコークスの粒径調節を行なうこと、さらに副原料を混合して装入することにより、鉱石とコークスとの密度差や粒度差に起因する炉半径方向における装入偏析をなくし、想定したガス流分布の形成をするため、かつ、鉱石の溶融状態を良好にするための方法である。   Therefore, conventionally, in order to alleviate these effects, a method has been developed in which coke is mixed in advance in the ore layer (ore coke mixing charging) to improve the reducibility of the ore layer itself. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a method of stabilizing the furnace condition by improving the air permeability and liquid permeability in the furnace by adopting a charging method for forming a coke mixed ore layer. is doing. These technologies are methods of alternately charging coke and mixing ore and coke, and reducing the coke particle size in the coke mixed ore layer and adjusting the particle size of ore and coke. In addition, in order to eliminate the charging segregation in the furnace radial direction due to the density difference and the particle size difference between the ore and coke by mixing and charging the auxiliary materials, to form the assumed gas flow distribution, and This is a method for improving the molten state of the ore.

しかし、上記のコークス粒径を小さくしたコークスを混合する鉱石コークス混合装入の技術は、鉱石層中のコークスを鉱石が溶融し始めてから滴下するまでの領域(すなわち、軟化融着帯)で反応消滅させることになり、炉下部、特に軟化融着帯での通気性改善には不十分であり、コークス装入量の低減、すなわち、コークス比の低減効果が小さいと考えられる。   However, the above-mentioned ore coke mixing technology, which mixes coke with a reduced coke particle size, reacts in the region from the start of the ore melting until the ore starts dripping (ie, softening cohesive zone). It is considered that the effect of reducing the coke charging amount, that is, the reduction of the coke ratio is small.

また、高炉の原料装入装置としては、ベルレス装入装置が広く採用されており、ベルレス装入装置には、炉頂バンカー(ホッパー)が並列に設置された「並列バンカー型」と、原料バンカーが上、下二段に設置された「センターフィード型」がある。一般的にセンターフィード型のベルレス装入装置は、並列バンカー型の装置に比べて、構造的に簡素であるため設備投資額が安く、また、装入物を炉内に装入する際の円周方向偏差が少なく、ほぼ均一に分配できるという利点がある。   Also, bellless charging equipment is widely used as the raw material charging equipment for the blast furnace, and the bellless charging equipment includes a “parallel bunker type” in which a furnace bunker (hopper) is installed in parallel, and a raw material bunker. There is a “center feed type” installed in the upper and lower two stages. In general, the center-feed type bell-less charging device is structurally simple compared to the parallel bunker type device, so the capital investment is low, and the cost for charging the charged material into the furnace is low. There is an advantage that the distribution in the circumferential direction is small and the distribution can be made almost uniformly.

一方、センターフィード型ベルレス装置のように上部と下部に二段のバンカーを備えた原料装入装置を用いると炉高が高くなる傾向となり、既存の設備を流用する等の理由で装置の高さを従来装置並に抑えるためには、上部、下部の二連のホッパー径を大きくして内容積を確保する必要がある。しかしながら、上部、下部の二段のバンカー径を大きくすることにより、上部バンカーへの原料の受け入れ時、もしくは上部バンカーから下部バンカーへの原料装入の際に、各バンカー内で鉱石層内に混合されたコークスの偏析が発生する。そして最終的に下部バンカー内で偏析した混合コークスは、旋回シュートを用いて炉内に装入する際に、装入の初期から中期にかけてコークス混合率が大となり、末期でコークス混合率が小となるような排出コークス混合率分布となる。   On the other hand, if a raw material charging device equipped with a two-stage bunker at the top and bottom like the center-feed type bell-less device, the furnace height tends to be high, and the height of the device will be diverted due to the diversion of existing equipment Therefore, it is necessary to secure the internal volume by increasing the diameter of the upper and lower hoppers. However, by increasing the diameter of the upper and lower two-stage bunker, when the raw material is received into the upper bunker or when the raw material is charged from the upper bunker to the lower bunker, it is mixed in the ore layer in each bunker. Coke segregation occurs. When the mixed coke finally segregated in the lower bunker is charged into the furnace using a swivel chute, the coke mixing ratio increases from the beginning to the middle of the charging, and the coke mixing ratio decreases at the end. The discharge coke mixing ratio distribution is as follows.

このような排出混合率分布となる原料を、旋回シュートを用いて、高炉の中心側から炉壁方向へと順々に装入すると、中心部に混合率大、中間部〜炉壁部に混合率小となって堆積することになる。その結果、コークス混合鉱石層中のコークスの径方向分布が不均一となり、混合コークスとして有効に活用されず、特に炉下部において通気性の改善効果があまり期待できない。   When raw materials with such a discharge mixing ratio distribution are sequentially inserted from the center side of the blast furnace to the furnace wall direction using a swirl chute, the mixing ratio is large at the center and mixed between the middle part and the furnace wall part. It will be deposited at a low rate. As a result, the radial distribution of coke in the coke mixed ore layer becomes non-uniform and cannot be effectively used as mixed coke.

特開平8−283804号公報JP-A-8-283804 特開平10−183210号公報JP-A-10-183210

一般に、高炉の安定操業を達成するためには、炉内、特に軟化融着帯における通気性を良好に保つことが有効である。そして、この軟化融着帯の通気性を良好に保つためには、基本的には、一度に装入する鉱石量を低減させ、軟化融着帯の層厚を低減すること、および鉱石と同時にコークスの一部を装入する鉱石コークス混合装入が有効であることが知られている。   In general, in order to achieve stable operation of the blast furnace, it is effective to maintain good air permeability in the furnace, particularly in the softening and fusion zone. And in order to keep the air permeability of the softened cohesive zone good, basically, the amount of ore charged at one time is reduced, the layer thickness of the softened cohesive zone is reduced, and simultaneously with the ore. It is known that ore coke mixing charging to charge a part of coke is effective.

ここで、前者はコークス比の上昇となるため望ましくない。一方、後者の鉱石コークス混合装入では、鉱石層中に混合するコークスの分布を適切に制御することで、特に融着帯においてコークスが鉱石層の軟化収縮を抑制することによって、通気抵抗の高い軟化融着帯へのガスの侵入を可能とし、通気性を改善することによって炉況を安定化させるのに有効である。   Here, the former is not desirable because it increases the coke ratio. On the other hand, in the latter ore coke mixing charging, by controlling the distribution of coke mixed in the ore layer appropriately, coke suppresses the softening shrinkage of the ore layer, especially in the cohesive zone, and thus has high ventilation resistance. It is effective in stabilizing the furnace condition by allowing gas to enter the softened cohesive zone and improving air permeability.

しかしながら、特許文献1、2に記載の鉱石コークス混合装入技術は、鉱石の溶融を促進させているため、コークス混合鉱石層中のコークスが炉内を降下中に消滅してしまうと考えられ、融着帯での通気性改善が不十分であると考えられる。   However, since the ore coke mixing charging technology described in Patent Documents 1 and 2 promotes melting of the ore, it is considered that coke in the coke mixed ore layer disappears while descending the furnace, It is thought that the air permeability improvement at the cohesive zone is insufficient.

また鉱石コークス混合装入では、炉頂バンカーからの排出混合率特性に起因して炉内径方向の混合率分布が不均一となること、または、混合装入によって同時装入した鉱石とコークスが装入後に偏析現象を生じ、炉内径方向の混合率分布が不均一となること等により、ガス流分布を不安定化させて、炉況悪化を招く危険性がある。   In addition, in ore coke mixing charging, the mixing ratio distribution in the furnace inner diameter direction becomes non-uniform due to the discharge mixing ratio characteristics from the top bunker, or ore and coke charged simultaneously by mixing charging are charged. There is a risk that the segregation phenomenon will occur after entering and the mixing rate distribution in the furnace inner diameter direction becomes non-uniform so that the gas flow distribution becomes unstable and the furnace condition deteriorates.

センターフィード型の原料装入装置では、炉頂バンカーからの排出混合量分布において、排出初期に混合量が大となる特性がある。そのため、例えば、中心部から周辺部に向けて順次装入する場合には、炉内装入後には中心部に混合量大、中間部〜炉壁部に混合量小となって堆積することになり、コークス混合鉱石層中のコークスの径方向分布が不均一となる。   The center feed type raw material charging apparatus has a characteristic that the mixing amount becomes large in the initial stage of discharging in the distribution of the mixing amount discharged from the top bunker. Therefore, for example, when charging sequentially from the central part toward the peripheral part, after entering the furnace interior, it will be deposited with a large mixing amount in the central part and a small mixing amount in the middle part to the furnace wall part. The radial distribution of coke in the coke mixed ore layer becomes non-uniform.

コークス混合鉱石層中のコークスは、特定の部位に偏析させることなく、均一に分散した状態に制御することによって、局所的な通気悪化を抑制でき、通気性改善に効果的であることがわかっている。   It has been found that coke in the coke mixed ore layer can effectively suppress local deterioration of airflow and is effective in improving air permeability by controlling the coke in a uniformly dispersed state without causing segregation to specific sites. Yes.

またコークス混合鉱石層中のコークスは、融着帯での通気性改善効果が期待されることから、融着帯においてもコークスが消滅しないことが必要である。そこで混合コークスの配合量は多く、かつ、ある程度粒径を大きくすることが有効であると考えられる。しかしながら、多量または大粒径のコークスを鉱石層中に混合させた場合には、粒度差に起因した偏析現象が生じるため、混合率分布が不均一になりやすいことから、最適な粒径が存在すると考えられる。さらに混合量に応じて偏析量も増加することから、均一な混合率分布を形成させることができないという課題がある。   Further, since coke in the coke mixed ore layer is expected to improve the air permeability in the cohesive zone, it is necessary that the coke does not disappear even in the cohesive zone. Therefore, it is considered that it is effective to increase the blending amount of mixed coke and to increase the particle size to some extent. However, when a large amount or large particle size of coke is mixed in the ore layer, segregation occurs due to the difference in particle size, and the mixing rate distribution tends to be uneven. I think that. Furthermore, since the amount of segregation increases with the mixing amount, there is a problem that a uniform mixing rate distribution cannot be formed.

したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、センターフィード型原料装入装置を有するベルレス高炉で鉱石コークス混合装入を行なう際に、炉頂バンカーの排出混合率特性と、装入後の偏析現象を考慮して、原料の炉内装入後にコークス混合鉱石層中のコークスの径方向分布が均一となり、混合性が良好となるベルレス高炉の原料装入方法を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and when performing ore coke mixing charging in a bell-less blast furnace having a center feed type raw material charging device, In consideration of the segregation phenomenon after charging, to provide a raw material charging method for a bell-less blast furnace in which the radial distribution of coke in the coke mixed ore layer becomes uniform after mixing the raw material inside the furnace and the mixing property is good. is there.

このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
(1)上部バンカーと下部バンカーとが上下2段に配置されたセンターフィード型ベルレス炉頂装入装置を有するベルレス高炉において、炉頂部から原料を装入してコークス層とコークス混合鉱石層とを交互に堆積させる原料装入を行なう際に、
前記コークス混合鉱石層中に混合されるコークスの粒径を、前記コークス層として装入される塊コークスの粒径に対して0.2倍以上、かつ、鉱石の粒径に対して1.3倍未満とし、
前記コークス混合鉱石層を形成するために、前記上部バンカーに鉱石を装入し、引き続いて鉱石とコークスとを装入した後、前記上部バンカー内の原料を前記下部バンカー内に装入し、該下部バンカーから排出した原料を旋回シュートを介して高炉内に装入することを特徴とする、ベルレス高炉への原料装入方法。
(2)原料槽から上部バンカーに向けて原料を供給するベルトコンベアにコークスを排出するタイミングを、鉱石を前記ベルトコンベアへ排出する全時間に対して0.5以降とすることを特徴とする、(1)に記載のベルレス高炉への原料装入方法。
(3)コークス混合鉱石層中に混合されるコークス量を、炉頂から装入する全コークス量に対して10mass%以上とすることを特徴とする、(1)または(2)に記載のベルレス高炉への原料装入方法。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
(1) In a bell-less blast furnace having a center-feed type bell-less furnace top charging device in which an upper bunker and a lower bunker are arranged in two stages, a raw material is charged from the top of the furnace and a coke layer and a coke mixed ore layer are formed. When charging raw materials that are alternately deposited,
The particle size of the coke mixed in the coke mixed ore layer is 0.2 times or more with respect to the particle size of the massive coke charged as the coke layer, and is 1.3 with respect to the particle size of the ore. Less than
In order to form the coke mixed ore layer, the ore and the coke are charged in the upper bunker, and then the raw material in the upper bunker is charged in the lower bunker. A raw material charging method for a bell-less blast furnace, wherein the raw material discharged from a lower bunker is charged into a blast furnace through a turning chute.
(2) The timing of discharging the coke from the raw material tank to the belt conveyor for supplying the raw material toward the upper bunker is set to 0.5 or later with respect to the total time for discharging the ore to the belt conveyor, The raw material charging method to the bell-less blast furnace as described in (1).
(3) The bellless according to (1) or (2), wherein the amount of coke mixed in the coke mixed ore layer is 10 mass% or more with respect to the total amount of coke charged from the top of the furnace. Raw material charging method to blast furnace.

本発明によれば、センターフィード型の原料装入装置を有するベルレス高炉の鉱石コークス混合装入において、コークス混合鉱石層中の混合コークスの排出特性を考慮して、事前に混合コークスの混合量を経時的に制御することによって、炉頂バンカーからの排出混合量分布を制御し、炉内装入後にコークス混合鉱石層中の混合コークスの径方向分布を制御可能となる。これにより、混合性が良好となり炉下部の通気性が改善されることによって、より効率的な高炉の操業が可能となる。   According to the present invention, in the ore coke mixing charging of the bellless blast furnace having the center feed type raw material charging device, the mixing amount of the mixed coke is determined in advance in consideration of the discharge characteristics of the mixed coke in the coke mixing ore layer. By controlling over time, it is possible to control the distribution of discharged mixture from the top bunker and to control the radial distribution of the mixed coke in the coke mixed ore layer after entering the furnace interior. As a result, the mixing property is improved and the air permeability of the lower part of the furnace is improved, so that a more efficient operation of the blast furnace becomes possible.

本発明の一実施形態を示す概略図。Schematic which shows one Embodiment of this invention. 電気炉実験により調査した塊コークス粒径比と反応後コークス粒径比の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the lump coke particle size ratio investigated by the electric furnace experiment, and the coke particle size ratio after reaction. 従来技術を用いた場合の下部バンカーからの排出コークス混合率分布を示すグラフ。The graph which shows the discharge coke mixing rate distribution from a lower bunker at the time of using a prior art. 本発明を用いた場合の下部バンカーからの排出コークス混合率分布を示すグラフ。The graph which shows the discharge coke mixing rate distribution from a lower bunker at the time of using this invention.

図1は本発明のベルレス高炉への原料装入方法の一実施形態を示す概略図である。図1中の矢印は、旋回シュートの傾動方向を示す。図1を用いて、上部バンカーと下部バンカーとが上下2段に配置されたセンターフィード型ベルレス炉頂装入装置にコークス混合鉱石層用の原料を装入する方法を説明する。   FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a method for charging a raw material into a bell-less blast furnace according to the present invention. The arrows in FIG. 1 indicate the tilting direction of the turning chute. A method of charging a raw material for a coke mixed ore layer into a center-feed type bellless furnace top charging device in which an upper bunker and a lower bunker are arranged in two upper and lower stages will be described with reference to FIG.

鉱石とコークスとが、それぞれ個別に原料槽3(3a、3b)に貯溜される。まず鉱石1のみを原料槽3aから排出し、ベルトコンベア4を用いてサージホッパー5への送給を開始する。その後、コークス2を原料槽3bから排出し、サージホッパー5への送給を開始する。鉱石1の原料槽3aからの排出量が1回の排出量の50%以上となった段階で、コークス2を原料槽3bから排出し、サージホッパー5への送給を開始することが好ましい。鉱石1の原料槽3aからの排出がほぼ終了した段階で、コークス2を原料槽3bから排出することもできる。図1は、鉱石の全量を排出後にコークスの排出を開始した場合である。いずれのタイミングでコークス2の排出を開始するにしろ、サージホッパー5へ送給される原料の先頭部分が鉱石のみとなっていればよい。次いでサージホッパー5の下部から原料を排出して、装入コンベア6を介して上部バンカー7、下部バンカー8へと順次送給する。ここでは、サージホッパー5の底部に貯留されている鉱石が先に排出され、その後、鉱石とコークスの混合物11が排出される。また、上部バンカー7、下部バンカー8内は原料が貯留されていない状態であるため、上部バンカー7、下部バンカー8においても、鉱石は基本的には底部に貯留されるが、その量は低減する。残りの鉱石は、バンカー内の堆積状況と偏析状況によって決まる排出挙動への影響を受けて、鉱石とコークスが混合された状態となって下部バンカー8に貯溜される。   Ore and coke are individually stored in the raw material tank 3 (3a, 3b). First, only the ore 1 is discharged from the raw material tank 3 a, and feeding to the surge hopper 5 is started using the belt conveyor 4. Thereafter, the coke 2 is discharged from the raw material tank 3b and feeding to the surge hopper 5 is started. It is preferable to discharge the coke 2 from the raw material tank 3b and start feeding to the surge hopper 5 when the discharge amount of the ore 1 from the raw material tank 3a becomes 50% or more of the single discharge amount. The coke 2 can be discharged from the raw material tank 3b when the discharge of the ore 1 from the raw material tank 3a is almost completed. FIG. 1 shows a case where the discharge of coke is started after the entire amount of ore is discharged. Regardless of the timing at which the discharge of the coke 2 is started, it is only necessary that the leading portion of the raw material fed to the surge hopper 5 is only ore. Next, the raw material is discharged from the lower part of the surge hopper 5 and fed sequentially to the upper bunker 7 and the lower bunker 8 via the charging conveyor 6. Here, the ore stored at the bottom of the surge hopper 5 is discharged first, and then the mixture 11 of ore and coke is discharged. Moreover, since the raw material is not stored in the upper bunker 7 and the lower bunker 8, the ore is basically stored at the bottom in the upper bunker 7 and the lower bunker 8, but the amount thereof is reduced. . The remaining ores are stored in the lower bunker 8 in a state where the ore and coke are mixed under the influence of the discharge behavior determined by the deposition state and segregation state in the bunker.

下部バンカー8から高炉9内へ装入するときは、下部バンカー8の下部から原料を排出する。つまり下部バンカー8の底部に貯留された鉱石が先に排出され、その後は混合装入となる。その結果、排出初期の混合率が一部小となるが、最適な粒度設定をすることによって、下部バンカー8から排出される混合率変化をほぼ均一に制御することができる。その結果、旋回シュート10を介して高炉内へ装入した場合、コークス混合鉱石層中のコークスの径方向分布が均一となる。   When charging from the lower bunker 8 into the blast furnace 9, the raw material is discharged from the lower part of the lower bunker 8. That is, the ore stored at the bottom of the lower bunker 8 is discharged first, and thereafter, the charging is mixed. As a result, although the mixing ratio at the initial stage of discharge becomes partly small, the change in the mixing ratio discharged from the lower bunker 8 can be controlled almost uniformly by setting the optimum particle size. As a result, when charged into the blast furnace through the turning chute 10, the radial distribution of coke in the coke mixed ore layer becomes uniform.

本発明においては、コークス2の原料槽3bからの排出を開始する時期を制御する方法は、特定の方法に限定しない。鉱石1が原料槽3aから所定量排出した後で、コークス2を排出すれば良く、タイマーや各種センサーを使用して制御すれば良い。また原料槽3bからコークス2を排出する時期については、鉱石1の排出が50%以上完了していることが好ましく、特に鉱石の排出が全て完了した後にコークスの排出を開始しても問題は無い。すなわち、上部バンカー7に最初に鉱石のみが装入され、引き続いて鉱石とコークスとの混合物が装入されるようにすれば本発明の効果がある。   In the present invention, the method for controlling the timing of starting the discharge of the coke 2 from the raw material tank 3b is not limited to a specific method. The coke 2 may be discharged after the ore 1 has been discharged from the raw material tank 3a by a predetermined amount, and may be controlled using a timer or various sensors. Further, regarding the timing of discharging the coke 2 from the raw material tank 3b, it is preferable that the discharge of the ore 1 is preferably completed by 50% or more, and there is no problem even if the discharge of the coke is started after the discharge of the ore is completed. . That is, if the upper bunker 7 is initially charged with only ore and subsequently the mixture of ore and coke is charged, the effect of the present invention can be obtained.

また、上記のようにベルトコンベア4上に排出した原料をサージホッパー5を介して、サージホッパー5内で鉱石1とコークス2とを混合してから上部バンカー7に装入する以外に、原料槽3bをサージホッパー5の下流側に移動して、上部バンカー7に装入する前の段階の装入コンベア6上の鉱石1の上でコークス2を排出して、上部バンカー7にまず鉱石を装入し、引き続いて鉱石とコークスとを装入した後、上部バンカー7内の原料を下部バンカー8内に装入し、下部バンカー8から排出した原料を旋回シュート10を介して高炉9内に装入してコークス混合鉱石層12を形成することもできる。この場合は、上部バンカー7に原料を供給する直前のベルトコンベア6の上でコークス2を排出するタイミングを調整して、搬送される鉱石1の後ろ半分のみの上にコークスを排出してから上部バンカー7に鉱石1とコークス2とを装入することが好ましい。   In addition to mixing the ore 1 and coke 2 in the surge hopper 5 through the surge hopper 5 with the raw material discharged onto the belt conveyor 4 as described above, the raw material tank 3 b is moved downstream of the surge hopper 5, the coke 2 is discharged on the ore 1 on the charging conveyor 6 in the stage before charging the upper bunker 7, and the ore is first loaded in the upper bunker 7. Then, after charging the ore and coke, the raw material in the upper bunker 7 is charged into the lower bunker 8, and the raw material discharged from the lower bunker 8 is charged into the blast furnace 9 via the swivel chute 10. The coke mixed ore layer 12 can be formed. In this case, the timing at which the coke 2 is discharged on the belt conveyor 6 immediately before the raw material is supplied to the upper bunker 7 is adjusted, and the upper portion after the coke is discharged only on the rear half of the ore 1 to be conveyed. It is preferable to charge the bunker 7 with the ore 1 and the coke 2.

混合するコークスの最適な粒径について調べるために下部バンカー8からの排出試験を行った結果、コークス混合鉱石層中に混合されるコークス粒径(混合コークス粒径)を、鉱石の粒径に対して1.3倍未満とすることで下部バンカーからの排出が均一になることがわかった。粒径としては、鉱石及び混合コークスの平均粒径を用いれば良い。平均粒径を求めるためには、例えば鉱石または混合コークスを粒度毎に篩い分けしてその粒度分布から求めることができる。   As a result of conducting a discharge test from the lower bunker 8 in order to investigate the optimum particle size of the coke to be mixed, the coke particle size (mixed coke particle size) mixed in the coke mixed ore layer is determined with respect to the ore particle size. It was found that the discharge from the lower bunker becomes uniform when the ratio is less than 1.3 times. As the particle size, the average particle size of ore and mixed coke may be used. In order to obtain the average particle size, for example, ore or mixed coke can be sieved for each particle size and obtained from the particle size distribution.

また高炉内を降下する間にコークスはガス化反応によって粒径が次第に低下する。このとき、コークス混合鉱石層中に混合されるコークスは、塊コークスとの粒径差が大きければ、比表面積差がより大きくなることに起因して、ガス化反応の影響をより大きく受けることによって粒径低下が顕著となり、融着帯下端に到達するまでに混合コークスが消滅してしまい、通気性改善効果が薄れてしまうことが考えられる。そこで高炉内の昇温パターン、および、ガス組成について、鉱石の溶け落ちまでを模擬した電気炉実験により、最適な粒径について検討を行った。結果を図2に示す。図2の結果から、コークス混合鉱石層中に混合されるコークス粒径(混合コークス粒径)を、塊コークスの粒径に対して0.2倍以上とすることで、コークス混合鉱石層中に混合されたコークスの消滅を抑制できることがわかった。粒径としては、塊コークスと混合コークスの平均粒径を用いれば良い。   In addition, while descending the inside of the blast furnace, the particle size of the coke gradually decreases due to the gasification reaction. At this time, the coke mixed in the coke mixed ore layer is more affected by the gasification reaction due to the larger specific surface area difference if the particle size difference from the coke is large. It is conceivable that the particle size is significantly reduced and the mixed coke disappears before reaching the lower end of the cohesive zone, and the air permeability improvement effect is diminished. Therefore, the optimum particle size was examined by an electric furnace experiment simulating the temperature rise pattern and gas composition in the blast furnace until the ore melts down. The results are shown in FIG. From the results shown in FIG. 2, the coke particle size (mixed coke particle size) mixed in the coke mixed ore layer is set to 0.2 times or more of the particle size of the coke coke mixed ore layer. It was found that the disappearance of mixed coke can be suppressed. As the particle diameter, the average particle diameter of the lump coke and mixed coke may be used.

コークス混合鉱石層中に混合されるコークス量は、炉頂から装入する全コークス量に対して10mass%以上とすることが好ましい。偏析が問題にならない場合には、融着帯においてもコークスが消滅しないように、混合コークスの配合量は多いことが好ましいためである。   The amount of coke mixed in the coke mixed ore layer is preferably 10 mass% or more with respect to the total amount of coke charged from the top of the furnace. When segregation does not become a problem, it is preferable that the amount of mixed coke is large so that coke does not disappear even in the cohesive zone.

本発明の原料装入方法を用いれば、コークス混合鉱石層中のコークスの混合率が均一化するので、図1に示すように旋回シュートの傾動が、高炉の中心部から炉壁方向へと移動する逆傾動の場合にも、高炉の炉壁側から炉中心方向へと移動する順傾動の場合にも、本発明を適用することができる。   If the raw material charging method of the present invention is used, the mixing ratio of coke in the coke mixed ore layer becomes uniform, so that the tilt of the swivel chute moves from the center of the blast furnace toward the furnace wall as shown in FIG. The present invention can be applied to both the case of reverse tilting and the case of forward tilting moving from the furnace wall side of the blast furnace toward the furnace center.

図1に示す装置と同様の設備を用いて、高炉に原料を装入する際の排出混合率分布を測定した。図3に従来技術を用いた場合の下部バンカーからの排出コークス混合率分布を示す(比較例)。従来技術では、鉱石層に混合する混合コークスとして、混合コークス粒径が鉱石の粒径に対して1.83倍のものを用い、原料槽3a、3bから同時に鉱石とコークスとの排出を開始し、同時に排出を終了して、1回の装入に必要な所定量の鉱石とコークスとをベルトコンベア4に排出し、ベルトコンベア4、サージホッパー5、装入コンベア6での搬送中に鉱石とコークスとを混合し、混合状態で上部バンカー7に装入した。また、本発明例として、混合コークス粒径が鉱石の粒径に対して1.25倍のものを用い、原料槽3bからの排出時期を調整して、原料槽3aからの鉱石の排出が全て完了した後に原料槽3bからコークスを排出するようにした場合の、下部バンカーからの排出コークス混合率分布を、図4に示す。比較例の図3の場合に比較して、本発明例の図4においては高炉へのコークスの混合率が排出の全体に渡ってほぼ均一となっていることが分かる。   Using the same equipment as the apparatus shown in FIG. 1, the discharge mixing ratio distribution when the raw material was charged into the blast furnace was measured. FIG. 3 shows the discharge coke mixing ratio distribution from the lower bunker when the conventional technique is used (comparative example). In the prior art, the mixed coke mixed with the ore layer has a mixed coke particle size of 1.83 times the ore particle size, and discharge of ore and coke from the raw material tanks 3a and 3b is started at the same time. At the same time, the discharge is completed, and a predetermined amount of ore and coke necessary for one charging is discharged to the belt conveyor 4, and the ore is being conveyed during the conveyance by the belt conveyor 4, the surge hopper 5, and the charging conveyor 6. Coke was mixed and charged into the upper bunker 7 in a mixed state. In addition, as an example of the present invention, the mixed coke particle size is 1.25 times the ore particle size, the discharge time from the raw material tank 3b is adjusted, and the ore discharge from the raw material tank 3a is all FIG. 4 shows the discharge coke mixing ratio distribution from the lower bunker when the coke is discharged from the raw material tank 3b after completion. Compared with the case of FIG. 3 of the comparative example, in FIG. 4 of the example of the present invention, it can be seen that the mixing ratio of coke to the blast furnace is substantially uniform over the entire discharge.

次に、比較例と本発明例の装入方法を用いて、コークスの単独装入と、鉱石とコークスの混合装入を交互に行なう鉱石コークス混合装入により高炉の操業を行なった。操業条件と、通気抵抗指数、ガス利用率等の測定結果を表1に示す。   Next, using the charging method of the comparative example and the example of the present invention, the operation of the blast furnace was carried out by ore coke mixing charging in which coke single charging and ore and coke mixing charging were alternately performed. Table 1 shows the measurement results of operating conditions, ventilation resistance index, gas utilization rate, and the like.

Figure 2010215949
Figure 2010215949

本発明の原料装入方法を適用後、高炉内に装入されたコークス混合鉱石層中のコークスの径方向分布均一化によってガス流分布が安定化した結果、表1に示すように、通気抵抗指数の低減、ガス利用率の向上が見られ、還元材比が低下した。これにより、本発明方法は、高炉の安定操業技術として有効であり、さらに、低還元材比操業技術としても利用可能であることが確認された。   After applying the raw material charging method of the present invention, the gas flow distribution was stabilized by homogenizing the radial distribution of coke in the coke mixed ore layer charged in the blast furnace. The index decreased and the gas utilization rate improved, and the ratio of reducing materials decreased. As a result, it was confirmed that the method of the present invention is effective as a stable operation technique for a blast furnace, and can also be used as an operation technique with a low reducing material ratio.

1 鉱石
2 コークス
3(3a、3b) 原料槽
4 ベルトコンベア
5 サージホッパー
6 装入コンベア
7 上部バンカー
8 下部バンカー
9 高炉
10 旋回シュート
11 鉱石とコークスの混合物
12 コークス混合鉱石層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ore 2 Coke 3 (3a, 3b) Raw material tank 4 Belt conveyor 5 Surge hopper 6 Loading conveyor 7 Upper bunker 8 Lower bunker 9 Blast furnace 10 Swivel chute 11 Mixture of ore and coke 12 Coke mixed ore layer

Claims (3)

上部バンカーと下部バンカーとが上下2段に配置されたセンターフィード型ベルレス炉頂装入装置を有するベルレス高炉において、炉頂部から原料を装入してコークス層とコークス混合鉱石層とを交互に堆積させる原料装入を行なう際に、
前記コークス混合鉱石層中に混合されるコークスの粒径を、前記コークス層として装入される塊コークスの粒径に対して0.2倍以上、かつ、鉱石の粒径に対して1.3倍未満とし、
前記コークス混合鉱石層を形成するために、前記上部バンカーに鉱石を装入し、引き続いて鉱石とコークスとを装入した後、前記上部バンカー内の原料を前記下部バンカー内に装入し、該下部バンカーから排出した原料を旋回シュートを介して高炉内に装入することを特徴とする、ベルレス高炉への原料装入方法。
In a bell-less blast furnace with a center-feed type bell-less furnace top charging device in which an upper bunker and a lower bunker are arranged in two upper and lower stages, raw materials are charged from the top of the furnace and coke layers and coke mixed ore layers are alternately deposited. When performing raw material charging,
The particle size of the coke mixed in the coke mixed ore layer is 0.2 times or more with respect to the particle size of the massive coke charged as the coke layer, and is 1.3 with respect to the particle size of the ore. Less than
In order to form the coke mixed ore layer, the ore and the coke are charged in the upper bunker, and then the raw material in the upper bunker is charged in the lower bunker. A raw material charging method for a bell-less blast furnace, wherein the raw material discharged from a lower bunker is charged into a blast furnace through a turning chute.
原料槽から上部バンカーに向けて原料を供給するベルトコンベアにコークスを排出するタイミングを、鉱石を前記ベルトコンベアへ排出する全時間に対して0.5以降とすることを特徴とする、請求項1に記載のベルレス高炉への原料装入方法。   The timing for discharging coke from a raw material tank to a belt conveyor for supplying raw materials toward an upper bunker is set to 0.5 or later with respect to the total time for discharging ore to the belt conveyor. The raw material charging method to the bell-less blast furnace as described in 1. コークス混合鉱石層中に混合されるコークス量を、炉頂から装入する全コークス量に対して10mass%以上とすることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のベルレス高炉への原料装入方法。   The amount of coke mixed in the coke mixed ore layer is set to 10 mass% or more based on the total amount of coke charged from the top of the furnace, to the bell-less blast furnace according to claim 1 or 2, Raw material charging method.
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