JP2013095970A - Method for operating blast furnace - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for operating a blast furnace, with which the amount of coke to be used can be reduced by improving reduction efficiency, in the blast furnace operation using an ore-coke mixture charging process.SOLUTION: At the upper part inside a furnace top bunker 11, a segregation control plate 12 which can adjust an inclination angle for changing the dropping direction of the raw materials charged into the furnace top bunker 11, is arranged. Then, during charging the mixed raw material (the raw material obtained by mixing the ore and the coke for forming the coke-mixed ore layer) into the furnace top bunker, the inclination angle of the segregation control plate 12 is changed from a first inclination angle where the dropping position of the mixed raw material becomes a position near the upper part of the discharging port of the furnace top bunker 11, to a second inclination angle where the dropping position thereof becomes a position away from the vicinity of the upper part of the discharging port in a horizontal direction. Thus, the mixing ratio of the coke in the mixed raw material discharged from the furnace top bunker 11 is gradually increased from the initial stage of the discharge to the latter stage of the discharge.

Description

本発明は、炉頂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形成する高炉の操業方法に関し、特にコークス混合鉱石層を形成するに際し、鉱石とコークスとをあらかじめ混合させた混合原料を装入する鉱石コークス混合装入法を用いた高炉操業方法に関する。   The present invention relates to a method of operating a blast furnace in which raw materials are charged from the top of the furnace to alternately form a coke layer and a coke mixed ore layer, and in particular, when forming a coke mixed ore layer, the ore and coke are mixed in advance. The present invention relates to a blast furnace operation method using an ore coke mixed charging method for charging mixed raw materials.

高炉の効率的な操業のためには、炉内のガスを半径方向に適切に分配する必要がある。そこで、炉内ガス流分布を制御するために、コークスの装入地点を調整し、主として通気の確保が行われてきた。さらに、近年では炉頂装入設備が発展したことから、鉱石−コークスの混合装入が可能となり、通気と還元効率双方の向上が可能となっている。
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して鉱石層とコークス層とを形成している。これに対して、鉱石層中にコークスをあらかじめ混合させて装入することで、鉱石層自体の還元性を向上させる方法が鉱石コークス混合装入法である(例えば、特許文献1,2参照。)。
For efficient operation of the blast furnace, it is necessary to appropriately distribute the gas in the furnace in the radial direction. Therefore, in order to control the gas flow distribution in the furnace, the charging point of the coke has been adjusted to ensure mainly ventilation. Furthermore, since the furnace top charging equipment has been developed in recent years, it has become possible to charge ore and coke in a mixed manner, and to improve both aeration and reduction efficiency.
In blast furnace operation, ore and coke are usually charged from the top of the furnace so that they are alternately layered to form an ore layer and a coke layer. On the other hand, a method of improving the reducibility of the ore layer itself by previously mixing and charging coke in the ore layer is an ore coke mixing and charging method (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).

鉱石層とコークス層とを形成する通常の操業では、融着帯において、鉱石層の空隙率の低下により通気性が悪化し、鉱石とコークスの接触が少なく還元反応が停滞する。一方、鉱石コークス混合装入法では、融着帯において、鉱石中に混合されたコークスにより融着層の粗大化が抑制されるため、空隙が確保され、通気性が向上し、その結果、鉱石とコークスとの接触が増加して還元性が向上する。
特許文献1に記載の技術においては、ベルレス装入装置を用いて鉱石コークス混合装入を行うために、鉱石とコークスとをベルトコンベア上で積層させるように切り出して、炉頂バンカーから高炉内へ装入し、コークス混合鉱石層を形成する方法を採用している。
In a normal operation for forming an ore layer and a coke layer, air permeability deteriorates due to a decrease in the porosity of the ore layer in the cohesive zone, and there is little contact between the ore and the coke, and the reduction reaction is stagnant. On the other hand, in the ore coke mixing charging method, in the cohesive zone, the coke mixed with the ore suppresses the coarsening of the fused layer, so that a void is secured and the air permeability is improved. And the reduction of coke is increased.
In the technique described in Patent Document 1, in order to perform ore coke mixing charging using a bell-less charging apparatus, the ore and coke are cut out so as to be stacked on a belt conveyor, and then from the furnace top bunker into the blast furnace. The method of charging and forming a coke mixed ore layer is adopted.

また、特許文献2に記載の技術においては、複数の炉頂バンカーを有するベルレス装入装置を用いて高炉に原料を装入する際に、鉱石とコークスとを別々の炉頂バンカーに装入し、炉頂バンカーからの排出時に鉱石とコークスの一部を同時に排出して高炉内へ装入し、コークス混合鉱石層を形成する方法を採用している。
これらの技術は、コークスの単独装入と、鉱石コークス混合装入とを交互に行う方法である。コークスと鉱石とが混合されたコークス混合鉱石層では、鉱石とコークスとがほぼ均一に混合されている。
Moreover, in the technique described in Patent Document 2, when a raw material is charged into a blast furnace using a bellless charging apparatus having a plurality of furnace top bunkers, ore and coke are charged into separate furnace top bunker. In addition, when discharging from the top bunker, a part of the ore and coke is simultaneously discharged and charged into the blast furnace to form a coke mixed ore layer.
These techniques are methods in which coke single charging and ore coke mixed charging are alternately performed. In the coke mixed ore layer in which coke and ore are mixed, the ore and coke are almost uniformly mixed.

特開平3−211210号公報JP-A-3-211210 特開2004−107794号公報JP 2004-107794 A

ところで、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。したがって、鉱石コークス混合装入法においても、還元効率を一層向上させて、高炉におけるコークスの使用量を低減することが期待される。
そこで、本発明は、鉱石コークス混合装入法を用いた高炉操業において、還元効率を高めてコークスの使用量を低減することができる高炉操業方法を提供することを課題としている。
By the way, in recent years, from the viewpoint of environmental problems, development of a technology capable of reducing the amount of coke used in a blast furnace as much as possible has been demanded. Therefore, also in the ore coke mixing charging method, it is expected that the reduction efficiency is further improved and the amount of coke used in the blast furnace is reduced.
Then, this invention makes it a subject to provide the blast furnace operating method which can raise reduction efficiency and can reduce the usage-amount of coke in the blast furnace operation using the ore coke mixing charging method.

上記課題を解決するために、本発明に係る高炉操業方法は、炉頂バンカーに貯留された原料を、該炉頂バンカーの下方に設置した旋回シュートを介して炉頂から装入し、鉱石層とコークス層とを交互に形成する高炉操業方法であって、前記鉱石層は、前記炉頂バンカーに貯留された鉱石とコークスとの混合原料により形成されるコークス混合鉱石層であり、前記炉頂バンカー内上部に、該炉頂バンカーへ装入される原料の落下方向を変更するための傾斜角を調整可能な偏析制御板を設け、前記炉頂バンカーへの前記混合原料の装入中に、前記偏析制御板の傾斜角を、前記混合原料の落下位置が前記炉頂バンカーの排出口の直上位置となる第1傾斜角から、前記混合原料の落下位置が前記排出口の直上位置から水平方向に離れた側壁位置となる第2傾斜角へ切り替えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a blast furnace operating method according to the present invention is a method of charging a raw material stored in a furnace top bunker from a furnace top through a turning chute installed below the furnace top bunker, And a coke layer, wherein the ore layer is a coke mixed ore layer formed by a mixed raw material of ore and coke stored in the furnace top bunker, and the top of the furnace In the upper part of the bunker, a segregation control plate capable of adjusting the inclination angle for changing the falling direction of the raw material charged into the furnace top bunker is provided, and during the charging of the mixed raw material into the furnace top bunker, The inclination angle of the segregation control plate is determined from a first inclination angle at which the mixed raw material falls at a position directly above the outlet of the furnace top bunker, and the mixed raw material falls from the position directly above the outlet in the horizontal direction. The side wall position is far away It is characterized in that switching to second inclined angle.

このように、炉頂バンカーに混合原料を装入するに際し、先ず初めに偏析制御板を第1傾斜角として、混合原料の落下位置を炉頂バンカーの排出口の上方近傍の位置とし、その後、偏析制御板を第2傾斜角に切り替え、混合原料の落下位置を上記排出口から遠い位置とする。これにより、炉頂バンカー内で、混合原料中のコークスを上記排出口から遠い位置に偏析して堆積させることができる。さらにこのとき、炉頂バンカー内で、混合原料中のコークスが上記排出口から遠い位置に集中しすぎるのを抑制することができる。   Thus, when charging the mixed material into the furnace top bunker, first the segregation control plate as the first inclination angle, the position where the mixed material falls is the position near the upper outlet of the furnace top bunker, The segregation control plate is switched to the second inclination angle, and the dropping position of the mixed raw material is set to a position far from the discharge port. Thereby, the coke in the mixed raw material can be segregated and deposited at a position far from the discharge port in the furnace top bunker. Furthermore, at this time, it is possible to suppress the coke in the mixed raw material from being excessively concentrated at a position far from the discharge port in the furnace top bunker.

炉頂バンカー中に堆積した混合原料は排出口の直上から排出されるため、上記のように堆積された混合原料を炉頂バンカーの排出口から排出した場合、混合原料のコークス混合率は、排出初期から排出後期にかけて徐々に増加することになる。したがって、炉頂バンカーから排出される混合原料を、旋回シュートを介して炉内の下層から上層へ順次装入すると、炉内で形成されたコークス混合鉱石層内でコークスを上部偏析させることができる。
これにより、炉内において、コークス混合鉱石層の下方ではコークス層からの還元ガスを、上方ではコークス混合鉱石層内に混合されたコークスから発生する還元ガスを、鉱石の還元に利用することができ、還元ガスを効率的に利用することができる。
Since the mixed raw material deposited in the furnace bunker is discharged from directly above the outlet, when the mixed raw material deposited as described above is discharged from the outlet of the furnace top bunker, the coke mixing ratio of the mixed raw material is discharged. It will gradually increase from the initial stage to the late stage of discharge. Therefore, when the mixed raw material discharged from the furnace top bunker is sequentially charged from the lower layer to the upper layer in the furnace through the swivel chute, the upper part of the coke can be segregated in the coke mixed ore layer formed in the furnace. .
As a result, in the furnace, the reducing gas from the coke layer can be used for the reduction of the ore below the coke mixed ore layer, and the reducing gas generated from the coke mixed in the coke mixed ore layer above. The reducing gas can be used efficiently.

また、上記において、前記偏析制御板の傾斜角を第1傾斜角として前記炉頂バンカーに装入する前記混合原料の量を、当該混合原料の前記炉頂バンカーへの総装入量の60mass%以上95mass%以下とすることを特徴としている。
これにより、炉頂バンカーから排出される混合原料のコークス混合率が排出末期で急増することを防止しつつ、当該コークス混合率を排出初期から排出後期にかけて確実に増加させることができる。
Further, in the above, the amount of the mixed raw material charged into the furnace top bunker with the inclination angle of the segregation control plate as the first inclination angle is 60 mass% of the total charged amount of the mixed raw material into the furnace top bunker. It is characterized by being 95 mass% or less.
Thereby, the coke mixing ratio of the mixed raw material discharged from the furnace top bunker can be reliably increased from the initial discharge stage to the late discharge stage while preventing the coke mixing ratio from rapidly increasing at the end of discharge.

さらに、上記において、前記コークス混合鉱石層を形成するための混合原料の高炉への装入の1チャージを、炉中心部への装入バッチと当該炉中心部より炉壁側の炉周辺部への装入バッチとの少なくとも2バッチに分割し、前記炉周辺部への装入バッチで高炉へ装入する前記混合原料の前記炉頂バンカーへの装入中に、前記偏析制御板の傾斜角を前記第1傾斜角から前記第2傾斜角へ切り替える制御を行うことを特徴としている。
これにより、炉周辺部に形成されるコークス混合鉱石層内でコークスを上部偏析させることができ、炉周辺部における還元ガスを効率的に利用することが可能となる。このように、一般に比較的ガス利用率が低くなる傾向がある炉周辺部の還元効率を改善することで、高炉全体の還元効率を効果的に改善することができる。
Furthermore, in the above, one charge of charging the mixed raw material to form a coke mixed ore layer into the blast furnace is charged to the furnace center and from the furnace center to the furnace peripheral part on the furnace wall side. The segregation control plate tilt angle during the charging of the mixed raw material, which is divided into at least two batches of the charging batch and charged into the blast furnace in the charging batch to the periphery of the furnace, into the furnace bunker Is controlled to switch from the first tilt angle to the second tilt angle.
Thereby, coke can be segregated in the upper part in the coke mixed ore layer formed in the furnace peripheral part, and the reducing gas in the furnace peripheral part can be used efficiently. Thus, the reduction efficiency of the entire blast furnace can be effectively improved by improving the reduction efficiency of the furnace peripheral part, which generally tends to have a relatively low gas utilization rate.

また、上記において、前記炉周辺部は、高炉の半径をR、高炉の中心からの半径方向の位置をrとしたときの高炉の無次元半径r/Rが0.7以上1以下の領域内で設定することを特徴としている。
このように、炉周辺部を0.7≦r/R≦1の領域内で設定することで、より効果的に高炉全体の還元効率の向上を図ることができる。
Further, in the above, the furnace peripheral portion is in a region where the dimensionless radius r / R of the blast furnace is 0.7 or more and 1 or less when the radius of the blast furnace is R and the position in the radial direction from the center of the blast furnace is r. It is characterized by setting in.
Thus, by setting the furnace peripheral portion within the region of 0.7 ≦ r / R ≦ 1, the reduction efficiency of the entire blast furnace can be improved more effectively.

本発明によれば、コークス混合鉱石層内でコークスを上部偏析させることができるので、鉱石の還元効率を高めることができ、効率的な高炉の操業が可能となる。また、鉱石の還元効率の向上によりコークスの使用量を低減することができるので、CO2の発生を削減して、地球環境に貢献した操業とすることができる。 According to the present invention, since coke can be segregated in the upper part in the coke mixed ore layer, the reduction efficiency of the ore can be increased and the operation of the blast furnace can be performed efficiently. Further, since the amount of coke used can be reduced by improving the reduction efficiency of the ore, the operation that contributes to the global environment can be achieved by reducing the generation of CO 2 .

均一混合のコークス混合鉱石層の模式図である。It is a schematic diagram of a uniformly mixed coke mixed ore layer. コークスを上部偏析させたコークス混合鉱石層の模式図である。It is a schematic diagram of the coke mixed ore layer which segregated the coke upper part. 鉱石の平均還元率の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the average reduction rate of an ore. 鉱石層とコークス層の一例を模式的に示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows an example of an ore layer and a coke layer typically. 偏析制御板の傾斜角の違いによる混合原料の堆積状況の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the deposition condition of the mixed raw material by the difference in the inclination angle of a segregation control board. 本実施形態での炉頂バンカー内の混合原料の堆積状況を示す図である。It is a figure which shows the deposition condition of the mixed raw material in the furnace top bunker in this embodiment. 炉頂バンカーから排出される混合原料中のコークス混合率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the coke mixing rate in the mixed raw material discharged | emitted from a furnace top bunker. 偏析制御板の傾斜角を、混合原料の装入量が95mass%超えで第1傾斜角から第2傾斜角に切替えて装入した場合の炉頂バンカー内の混合原料の堆積状況を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a deposition state of mixed raw materials in a furnace top bunker when the inclination angle of the segregation control plate is charged by switching from the first inclination angle to the second inclination angle when the charged amount of the mixed raw material exceeds 95 mass%. is there. コークス混合鉱石層内の還元率分布の測定結果である。It is a measurement result of the reduction rate distribution in a coke mixed ore layer. 鉱石の平均還元率の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the average reduction rate of an ore. ベルレス装入装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a bell-less charging device.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明者らは、鉱石層中にコークスが混合されたコークス混合鉱石層におけるコークスの上部偏析の効果を調査するために、荷重軟化試験装置を用いて試験を行った。
荷重軟化試験装置は、高炉内で原料が受ける温度、雰囲気、荷重を再現するものであり、直径100mmの黒鉛るつぼ内に装入した原料を還元ガス雰囲気で所定の温度に加熱して試験を行った。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In order to investigate the effect of the upper segregation of coke in the coke mixed ore layer in which coke is mixed in the ore layer, the present inventors conducted a test using a load softening test apparatus.
The load softening test device reproduces the temperature, atmosphere, and load that the raw material receives in the blast furnace. The raw material charged in a graphite crucible having a diameter of 100 mm is heated to a predetermined temperature in a reducing gas atmosphere and tested. It was.

このような荷重軟化試験装置にて、コークス層の上に、鉱石層として鉱石のみの層を積層した場合(混合なし)と、鉱石層としてコークスと鉱石とを均一に混合したコークス混合鉱石層を積層した場合(均一混合)と、鉱石層としてコークスを上部偏析させたコークス混合鉱石層を積層した場合(上部偏析)とを用いて実験を行い、それぞれの場合の鉱石の平均還元率を測定した。
ここで、試料としては、コークス層を形成する原料には、平均粒径15mm〜25mmの塊コークスを、コークス混合鉱石層を形成する原料には、平均粒径8mm〜10mmの鉱石と平均粒径8mm〜10mmのコークスとを用いた。
In such a load softening test device, when a layer of only ore is laminated on the coke layer (no mixing), a coke mixed ore layer in which coke and ore are uniformly mixed is formed as the ore layer. Experiments were carried out using the case of stacking (uniform mixing) and the case of stacking a coke mixed ore layer in which coke was segregated as an ore layer (upper segregation), and the average reduction rate of ore in each case was measured. .
Here, as a sample, a block coke having an average particle diameter of 15 to 25 mm is used as a raw material for forming a coke layer, and an ore having an average particle diameter of 8 to 10 mm and an average particle diameter are used as a raw material for forming a coke mixed ore layer. A coke of 8 mm to 10 mm was used.

図1は、均一混合のコークス混合鉱石層の模式図であり、図中符号1は鉱石、符号2はコークスである。この均一混合のコークス混合鉱石層の平均コークス混合率は、120kg/t−p相当とした。ここで、kg/t−pは、溶銑1トンあたりのコークス量を示す単位である。
図2は、上部偏析のコークス混合鉱石層の模式図である。この上部偏析のコークス混合鉱石層の平均コークス混合率は、上記の均一混合のコークス混合鉱石層と同じ120kg/t−p相当とし、上部50体積%内の平均コークス混合率を170kg/t−p相当、下部50体積%内の平均コークス混合率を70kg/t−p相当とした。すなわち、この上部偏析の例では、コークス混合鉱石層の上半分(上部50体積%)内に、コークス混合鉱石層内に混合されるコークスの70mass%程度を混合した。
FIG. 1 is a schematic view of a uniformly mixed coke mixed ore layer, in which reference numeral 1 is ore and reference numeral 2 is coke. The average coke mixing ratio of the uniformly mixed coke mixed ore layer was 120 kg / tp equivalent. Here, kg / tp is a unit indicating the amount of coke per ton of hot metal.
FIG. 2 is a schematic diagram of an upper segregated coke mixed ore layer. The average coke mixing rate of the upper segregation coke mixed ore layer is equivalent to 120 kg / tp, which is the same as the above homogeneously mixed coke mixed ore layer, and the average coke mixing rate in the upper 50% by volume is 170 kg / tp. Correspondingly, the average coke mixing ratio in the lower 50 volume% was set to 70 kg / tp equivalent. That is, in this example of upper segregation, about 70 mass% of coke mixed in the coke mixed ore layer was mixed in the upper half (upper 50% by volume) of the coke mixed ore layer.

図3は、鉱石の平均還元率の測定結果を示す図である。この図3に示すように、コークスと鉱石との混合装入を行うことで、鉱石の単独装入と比べて還元率が向上し、さらにコークスを上部に偏析させることで、還元率がより一層向上している。このように、鉱石層をコークス混合鉱石層とし、さらにこのコークス混合鉱石層内でコークスを上部偏析させることで、還元効率を向上させる効果があることが分かった。
均一混合のコークス混合鉱石層を適用した場合、コークス層とコークス混合鉱石層とが層状に重なる炉内において、マクロ的にはコークス層とその上部に積層されたコークス混合鉱石層との境界では、コークス層近傍の鉱石量に対して還元ガスの量が余剰である。そのため、還元効率が低下してしまう。
FIG. 3 is a diagram showing the measurement results of the average reduction rate of ore. As shown in FIG. 3, by performing mixed charging of coke and ore, the reduction rate is improved as compared to charging ore alone, and by further segregating the coke to the top, the reduction rate is further increased. It has improved. Thus, it turned out that there exists an effect which improves reduction efficiency by making an ore layer into a coke mixed ore layer, and also making a coke upper-segregate within this coke mixed ore layer.
When a coke mixed ore layer of uniform mixing is applied, in the furnace where the coke layer and the coke mixed ore layer overlap each other, macroscopically, at the boundary between the coke layer and the coke mixed ore layer stacked on top of it, The amount of reducing gas is excessive relative to the amount of ore near the coke layer. Therefore, reduction efficiency will fall.

これに対して、上部偏析されたコークス混合鉱石層を適用した場合には、炉内において、コークス混合鉱石層の下方ではコークス層からの還元ガスを、上方ではコークス混合鉱石層内に混合されたコークスから発生する還元ガスを、鉱石の還元に利用することができる。そのため、還元ガスを効率的に利用することができ、トータルの還元効率が向上すると考えられる。
そこで、本実施形態では、鉱石層を、コークスを上部偏析させたコークス混合鉱石層とし、コークス混合鉱石層の上方をコークスが密の状態に、下方をコークスが粗の状態とする。
On the other hand, when the upper segregated coke mixed ore layer was applied, the reducing gas from the coke layer was mixed in the furnace below the coke mixed ore layer and mixed with the coke mixed ore layer above. The reducing gas generated from the coke can be used for ore reduction. Therefore, it is considered that the reducing gas can be used efficiently and the total reduction efficiency is improved.
Therefore, in this embodiment, the ore layer is a coke mixed ore layer in which coke is segregated in the upper part, the coke mixed ore layer is in a dense state, and the lower part is in a coarse coke state.

この場合、コークス混合鉱石層内の上部ほどコークス密度の高い状態であることが好ましく、コークス混合鉱石層の上半分(上部50体積%)内に、コークス混合鉱石層内に混合されるコークスの60mass%以上が混合されていることが好ましい。さらに好ましくは、コークス混合鉱石層の上半分(上部50体積%)内に、コークス混合鉱石層内に混合されるコークスの70mass%以上が混合されていることである。   In this case, the upper part in the coke mixed ore layer is preferably in a state where the coke density is higher. In the upper half of the coke mixed ore layer (upper 50% by volume), 60 mass of coke mixed in the coke mixed ore layer. % Or more are preferably mixed. More preferably, 70 mass% or more of coke mixed in the coke mixed ore layer is mixed in the upper half (upper 50% by volume) of the coke mixed ore layer.

なお、実際に高炉内に形成されるコークス混合鉱石層の表面は水平ではなく、高さ分布を有する。つまり、その上面高さ位置は、炉内半径位置により異なる。上記において、コークス混合鉱石層の上半分である上部50体積%とは、コークス混合鉱石層の任意の範囲における、コークス混合鉱石層の上面から、コークス混合鉱石層の垂直方向の厚さの50%に相当する距離だけ垂直下方向に離れた点を結んで形成される曲面を仮想した場合、該曲面より上部に位置するコークス混合鉱石層の体積をいう。   The surface of the coke mixed ore layer actually formed in the blast furnace is not horizontal but has a height distribution. That is, the upper surface height position differs depending on the in-furnace radius position. In the above, the upper 50 volume% which is the upper half of the coke mixed ore layer is 50% of the vertical thickness of the coke mixed ore layer from the upper surface of the coke mixed ore layer in an arbitrary range of the coke mixed ore layer. When a curved surface formed by connecting points vertically downward by a distance corresponding to is imagined, it means the volume of the coke mixed ore layer located above the curved surface.

コークス混合鉱石層内に混合させるコークス量については、多いことが好ましく、コークスを炉頂から装入する全コークス量に対して10mass%以上、特に好ましくは30mass%以上コークス混合鉱石層内に混合すると還元効率向上の効果が高い。一方で、コークスをコークス混合鉱石層内に混合する量が多すぎると、コークス層が薄くなり、融着帯でコークススリットが薄くなるため炉下部での通気性が悪化する。したがって、コークス混合鉱石層内に混合するコークスは、コークスを炉頂から装入する全コークス量に対して50mass%以下とすることが好ましい。   The amount of coke to be mixed in the coke mixed ore layer is preferably large. When the coke is mixed into the coke mixed ore layer with respect to the total coke amount charged from the top of the furnace, it is 10 mass% or more, particularly preferably 30 mass% or more. The effect of improving the reduction efficiency is high. On the other hand, if the amount of coke mixed into the coke mixed ore layer is too large, the coke layer becomes thin, and the coke slit becomes thin in the cohesive zone, so the air permeability at the lower part of the furnace deteriorates. Therefore, the coke mixed in the coke mixed ore layer is preferably 50 mass% or less with respect to the total amount of coke charged from the top of the furnace.

図4は、本発明に係る高炉操業方法を用いて形成した一例での鉱石層とコークス層を模式的に示す側面断面図である。
この図4(a)において、r/Rは、高炉の半径をR、高炉の中心からの半径方向の位置をrとしたときの高炉の無次元半径であり、r/R=0は高炉の中心位置、r/R=1は炉壁位置を示している。
FIG. 4 is a side cross-sectional view schematically showing an ore layer and a coke layer formed by using the blast furnace operating method according to the present invention.
In FIG. 4 (a), r / R is a dimensionless radius of the blast furnace when R is the radius of the blast furnace and r is a radial position from the center of the blast furnace, and r / R = 0 is the blast furnace radius. The center position, r / R = 1, indicates the furnace wall position.

コークス層を形成する際には、当該コークス層を形成する1チャージ分のコークスを2バッチに分割して炉頂から装入し、1バッチ目でコークス層3aを形成し、2バッチ目でコークス層3bを形成した。また、鉱石層を形成する際には、当該鉱石層を形成するための原料の装入の1チャージを、炉中心部への装入バッチと当該炉中心部より炉壁側の炉周辺部への装入バッチとの2バッチに分割し、1バッチ目で炉中心部の鉱石層4aを形成し、2バッチ目で炉周辺部の鉱石層4bを形成した。なお、炉周辺部は、r/Rが0.7以上1.0以下の領域とした。   When forming the coke layer, the coke for one charge forming the coke layer is divided into two batches, charged from the top of the furnace, the coke layer 3a is formed in the first batch, and the coke is formed in the second batch. Layer 3b was formed. Moreover, when forming an ore layer, 1 charge of the charging of the raw material for forming the ore layer is charged into the furnace batch on the furnace wall side from the furnace center and the charging batch to the furnace center. In the first batch, the ore layer 4a in the center of the furnace was formed, and in the second batch, the ore layer 4b in the periphery of the furnace was formed. In addition, the furnace peripheral part was made into the area | region whose r / R is 0.7-1.0.

ここで、鉱石層4a,4bは、鉱石とコークスとが混合されたコークス混合鉱石層である。また、本実施形態では、鉱石層4aを均一混合のコークス混合鉱石層、鉱石層4bを上部偏析のコークス混合鉱石層とする。
炉頂バンカーから排出される原料を、ベルレス装入装置の旋回シュートを用いて炉内に旋回装入した場合、例えば鉱石層4bの場合を図4(b)に示すように、装入初期の混合原料は下層部へ、装入後期の混合原料は上層部へと、下層から上層へ順次堆積する。
したがって、この鉱石層4b内でコークスを上部偏析させるためには、炉頂バンカーから排出する鉱石層4bを形成するための混合原料のコークス混合率(=コークス量/(鉱石量+コークス量))を、排出初期から排出後期にかけて増加させればよい。以下、コークスを鉱石層内で上部偏析させる方法について説明する。
Here, the ore layers 4a and 4b are coke mixed ore layers in which ore and coke are mixed. In the present embodiment, the ore layer 4a is a uniformly mixed coke mixed ore layer, and the ore layer 4b is an upper segregation coke mixed ore layer.
When the raw material discharged from the furnace top bunker is swirled into the furnace using the swirl chute of the bellless charging device, for example, in the case of the ore layer 4b, as shown in FIG. The mixed raw material is sequentially deposited from the lower layer to the upper layer, and the mixed raw material at the later stage of charging is sequentially deposited from the lower layer to the upper layer.
Therefore, in order to segregate the coke in the ore layer 4b, coke mixing ratio of the mixed raw material for forming the ore layer 4b discharged from the furnace top bunker (= coke amount / (ore amount + coke amount)) May be increased from the initial discharge to the late discharge. Hereinafter, a method of causing the upper segregation of coke in the ore layer will be described.

ところで、コークスを鉱石層内に均一に混合させる方法としては、炉頂バンカーと旋回シュートを有するベルレス装入装置を用い、鉱石とコークスをベルトコンベア上で積層させるように切り出して、炉頂バンカー受け入れ時に混合させてから高炉内へ装入し、コークス混合鉱石層を形成する方法や、複数の炉頂バンカーからの排出時に鉱石とコークスの一部を同時に排出して高炉内へ装入し、コークス混合鉱石層を形成する方法等が知られている。   By the way, as a method of uniformly mixing the coke into the ore layer, a bell-less charging device having a furnace top bunker and a swivel chute is used, and the ore and coke are cut out to be stacked on a belt conveyor, and the furnace top bunker is received. Sometimes mixed and then charged into the blast furnace to form a coke mixed ore layer, or when discharging from the top bunker, a portion of the ore and coke are discharged simultaneously and charged into the blast furnace. A method of forming a mixed ore layer is known.

コークスを鉱石層内に偏析させるには、例えば上記において、切り出しの際にコークスの混合量を変更したり、複数の炉頂バンカーから鉱石とコークスの一部を同時に排出する際に、炉頂バンカーからの排出量や排出速度を、流量調整ゲート等を用いて調節して、コークスの混合割合を変えたりすることで対応できる。しかしこのような方法では、原料装入工程が複雑となり、非効率な操業となるおそれがある。また、流量調整ゲートを有していない設備では対応が困難な場合もある。   In order to segregate coke into the ore layer, for example, in the above, when the mixing amount of coke is changed at the time of cutting, or when a portion of ore and coke is discharged simultaneously from a plurality of furnace top bunkers, the top bunker This can be done by adjusting the discharge rate and discharge rate of the coke using a flow rate adjustment gate and changing the mixing ratio of the coke. However, in such a method, the raw material charging process becomes complicated, and there is a possibility that the operation becomes inefficient. Moreover, it may be difficult to cope with equipment that does not have a flow rate adjustment gate.

そこで、本実施形態では、より簡易且つ効果的に上部偏析させる方法として、図5に示すように、炉頂バンカー11内上部に、該炉頂バンカー11へ装入される原料の落下方向を変更する傾動自在な偏析制御板12を設け、当該偏析制御板12を活用した方法を採用する。
すなわち、炉頂バンカー11への原料装入中に偏析制御板12の傾斜角を変更することで、混合原料の落下位置を装入初期と装入後期とで変更するようにする。このようにして、炉頂バンカー11から排出される混合原料のコークス混合率が排出初期から排出後期になるにつれて徐々に増加するような原料分布を形成しながら、炉頂バンカー11に混合原料を堆積させる。以下、この方法について具体的に説明する。
Therefore, in the present embodiment, as a method of making the upper segregation easier and more effective, as shown in FIG. 5, the dropping direction of the raw material charged into the furnace top bunker 11 is changed to the upper part in the furnace top bunker 11. A segregation control plate 12 that can be tilted is provided, and a method using the segregation control plate 12 is employed.
That is, by changing the inclination angle of the segregation control plate 12 during the charging of the raw material into the furnace top bunker 11, the falling position of the mixed raw material is changed between the initial charging stage and the late charging stage. In this way, the mixed raw material is deposited on the top bunker 11 while forming a raw material distribution in which the coke mixing ratio of the mixed raw material discharged from the furnace top bunker 11 gradually increases from the initial discharge to the late discharge. Let Hereinafter, this method will be specifically described.

ここでは、図5に示すように、炉頂バンカー11の排出口13が、該炉頂バンカー11の上方から見て中心から一方へ寄った位置に設けられている場合について説明する。
図5(a)は、炉頂バンカー11内の偏析制御板12の角度を、排出口13側(以下、バンカー中心寄りという)に傾斜するように設定した場合である。このとき、偏析制御板12の傾斜角を、炉頂バンカー11に装入される混合原料が矢印Aに示すように排出口13の直上位置に落下する角度(第1傾斜角)に設定すると、鉱石1はバンカー中心寄りに堆積するが、鉱石1より粒径が大であるコークス2はバンカー外周寄りに流れ込む。
Here, as shown in FIG. 5, a case will be described in which the discharge port 13 of the furnace top bunker 11 is provided at a position closer to one side from the center as viewed from above the furnace top bunker 11.
FIG. 5A shows a case where the angle of the segregation control plate 12 in the furnace top bunker 11 is set to be inclined toward the discharge port 13 (hereinafter referred to as the bunker center side). At this time, if the inclination angle of the segregation control plate 12 is set to an angle (first inclination angle) at which the mixed raw material charged into the furnace top bunker 11 falls to a position immediately above the discharge port 13 as indicated by an arrow A, The ore 1 is deposited near the center of the bunker, but the coke 2 having a particle size larger than that of the ore 1 flows toward the bunker outer periphery.

これに対して、図5(b)は、炉頂バンカー11内の偏析制御板12の角度を、水平方向で排出口13側とは反対側(以下、バンカー外周寄りという)に傾斜するように設定した場合である。このとき、偏析制御板12の角度を、炉頂バンカー11に装入される混合原料が矢印Bに示すように排出口13の直上位置から水平方向に離れた側壁位置に落下する角度(第2傾斜角)に設定すると、鉱石1はバンカー外周寄りに堆積するが、鉱石1より粒径が大であるコークス2はバンカー中心寄りに流れ込む。   On the other hand, in FIG. 5B, the angle of the segregation control plate 12 in the furnace top bunker 11 is inclined in the horizontal direction to the side opposite to the discharge port 13 side (hereinafter referred to as the bunker outer periphery side). This is the case. At this time, the angle of the segregation control plate 12 is set such that the mixed raw material charged into the furnace top bunker 11 falls to the side wall position that is horizontally separated from the position immediately above the discharge port 13 as indicated by the arrow B (second When the inclination angle is set, the ore 1 accumulates near the bunker periphery, but the coke 2 having a particle size larger than that of the ore 1 flows toward the bunker center.

炉頂バンカー11に堆積した混合原料は、排出口13の直上が先に排出される。したがって、図5(a)の場合には、混合原料中のコークスがバンカー外周寄りに集中しているため、炉頂バンカー11から排出される混合原料のコークス混合率は排出後期で増加するものの、排出末期で急増してしまう。つまり、コークス混合率が排出初期から排出後期にかけてほぼ均一に増加するような理想的な結果が得られない。一方、図5(b)の場合には、炉頂バンカー11から排出される混合原料のコークス混合率は、排出後期で増加しない。   The mixed raw material deposited on the furnace top bunker 11 is discharged immediately above the discharge port 13. Therefore, in the case of FIG. 5 (a), since the coke in the mixed raw material is concentrated near the bunker outer periphery, the coke mixing ratio of the mixed raw material discharged from the furnace top bunker 11 increases in the late stage of discharge, It will increase rapidly at the end of discharge. That is, an ideal result in which the coke mixing ratio increases almost uniformly from the initial discharge to the late discharge cannot be obtained. On the other hand, in the case of FIG.5 (b), the coke mixing rate of the mixed raw material discharged | emitted from the furnace top bunker 11 does not increase in the discharge | emission late stage.

本実施形態では、炉頂バンカー11に混合原料を装入する場合に、装入初期は図5(a)のようにして、炉頂バンカー11に装入される混合原料をバンカー中心寄りに落下させ、装入末期は図5(b)のようにして、炉頂バンカー11に装入される混合原料をバンカー外周寄りに落下させるようにする。
これにより、図6に示すように、炉頂バンカー内でコークス2をバンカー外周寄りに堆積させつつ、その一部2aをバンカー中心寄りに堆積させる。すなわち、バンカー外周寄りのコークスの集中を抑制するようにする。その結果、炉頂バンカー11から排出される混合原料のコークス混合率を排出末期で急激に増加することなく、排出初期から排出後期にかけて徐々に増加するようにする。
In the present embodiment, when the mixed raw material is charged into the furnace top bunker 11, the mixed raw material charged into the furnace top bunker 11 is dropped toward the center of the bunker at the initial charging stage as shown in FIG. Then, at the end of charging, as shown in FIG. 5B, the mixed raw material charged into the furnace top bunker 11 is dropped toward the outer periphery of the bunker.
As a result, as shown in FIG. 6, the coke 2 is deposited near the bunker periphery in the furnace top bunker, and a part 2 a thereof is deposited near the bunker center. That is, the concentration of coke near the outer periphery of the bunker is suppressed. As a result, the coke mixing ratio of the mixed raw material discharged from the furnace top bunker 11 is gradually increased from the initial discharge to the late discharge without rapidly increasing at the end of discharge.

図7は、原料装入中における偏析制御板12の角度の違いによる混合原料中のコークス混合率の変化を示す図である。この図7は模型試験の結果であり、鉱石の平均粒径は1.5mm、コークスの平均粒径は2.0mmとした。
比較例1として、偏析制御板12を、装入初期から装入後期までの全期間で図5(b)に示すように混合原料をバンカー外周寄りに落下させるようにして炉頂バンカー11内に混合原料を装入し、試験を行った。
FIG. 7 is a diagram showing a change in the coke mixing ratio in the mixed raw material due to the difference in the angle of the segregation control plate 12 during the raw material charging. FIG. 7 shows the results of the model test. The average particle size of the ore was 1.5 mm, and the average particle size of coke was 2.0 mm.
As Comparative Example 1, the segregation control plate 12 is placed in the furnace top bunker 11 so that the mixed raw material is dropped toward the outer periphery of the bunker as shown in FIG. 5B during the entire period from the initial charging period to the late charging period. The mixed raw materials were charged and tested.

また、比較例2としては、偏析制御板12を、装入初期から装入後期までの全期間で図5(a)に示すように混合原料をバンカー中心寄りに落下させるようにして炉頂バンカー11内に混合原料を装入し、試験を行った。
実施例1としては、偏析制御板12を、装入初期は図5(a)に示す第1傾斜角、装入後期は図5(b)に示す第2傾斜角として炉頂バンカー11内に混合原料を装入し、試験を行った。この実施例1では、炉頂バンカー11内に装入する混合原料のうち、80mass%を第1傾斜角、残りの20mass%を第2傾斜角で装入した。
Further, as Comparative Example 2, the segregation control plate 12 is dropped over the bunker center as shown in FIG. 5 (a) in the entire period from the initial charging stage to the late charging stage. 11 was charged with the mixed raw material and tested.
As Example 1, the segregation control plate 12 is set in the furnace top bunker 11 at the initial charging stage with the first inclination angle shown in FIG. 5A and at the second charging stage with the second inclination angle shown in FIG. 5B. The mixed raw materials were charged and tested. In Example 1, of the mixed raw materials charged into the furnace top bunker 11, 80 mass% was charged at the first inclination angle and the remaining 20 mass% was charged at the second inclination angle.

また、実施例2としては、偏析制御板12を、装入初期は図5(a)に示す第1傾斜角、装入後期は図5(b)に示す第2傾斜角として炉頂バンカー11内に混合原料を装入し、試験を行った。この実施例2では、炉頂バンカー11内に装入する混合原料のうち、60mass%を第1傾斜角、残りの40mass%を第2傾斜角で装入した。
図7を参照すると、比較例1では、排出初期から排出後期にかけてコークス混合率に大きな変化はなく、このようにして炉頂バンカー11から排出された混合原料により形成されるコークス混合鉱石層は、均一混合となることがわかる。
Further, as the second embodiment, the segregation control plate 12 has a first inclination angle shown in FIG. 5A at the initial stage of charging and a second inclination angle shown in FIG. The mixed raw materials were charged into the inside and tested. In Example 2, among the mixed raw materials charged in the furnace top bunker 11, 60 mass% was charged at the first inclination angle and the remaining 40 mass% was charged at the second inclination angle.
Referring to FIG. 7, in Comparative Example 1, there is no significant change in the coke mixing ratio from the initial discharge stage to the late discharge stage. Thus, the coke mixed ore layer formed from the mixed raw material discharged from the furnace top bunker 11 is as follows. It turns out that it becomes uniform mixing.

比較例2では、比較例1と比較して、炉頂バンカー11からの排出初期から排出後期にかけてコークス混合率が増加していることがわかる。特に、装入初期から装入後期までの全期間で図5(a)に示す装入により、混合原料中のコークスの大部分をバンカー外周寄りに堆積させると、炉頂バンカーから排出される原料のコークス混合率が排出末期で急激に増加することがわかる。これにより、比較例2の条件で炉頂バンカーから排出された混合原料により形成されるコークス混合鉱石層は、最上層部にコークスが密集した上部偏析となることがわかる。   In Comparative Example 2, it can be seen that, compared with Comparative Example 1, the coke mixing ratio increases from the initial discharge to the late discharge from the furnace top bunker 11. In particular, when most of the coke in the mixed raw material is deposited near the outer periphery of the bunker by the charging shown in FIG. 5 (a) in the entire period from the initial charging stage to the late charging stage, the raw material discharged from the furnace top bunker It can be seen that the coke mixing ratio increases rapidly at the end of discharge. Thereby, it turns out that the coke mixed ore layer formed with the mixed raw material discharged | emitted from the furnace top bunker on the conditions of the comparative example 2 becomes the upper segregation with which the coke was densely packed in the uppermost layer part.

一方、実施例1,2のように、装入初期は第1傾斜角で混合原料をバンカー中心寄りに落下させ、排出後期は第2傾斜角で混合原料をバンカー外周寄りに落下させると、炉頂バンカー11から排出される混合原料のコークス混合率は排出初期から排出後期にかけて増加するが、比較例2のように排出末期で急激に増加することはない。また、バンカー中心寄りに落下させる混合原料の割合が装入量の60mass%以上であれば、炉頂バンカー11から排出される混合原料のコークス混合率を排出後期にかけて増加させられることもわかった。   On the other hand, as in Examples 1 and 2, when the mixed raw material was dropped toward the bunker center at the first inclination angle in the initial charging stage, and the mixed raw material was dropped toward the bunker outer periphery at the second inclination angle in the late discharge stage, The coke mixing ratio of the mixed raw material discharged from the top bunker 11 increases from the initial discharge to the late discharge, but does not increase rapidly at the end of discharge as in Comparative Example 2. It was also found that if the ratio of the mixed raw material dropped toward the center of the bunker is 60 mass% or more of the charged amount, the coke mixing ratio of the mixed raw material discharged from the furnace top bunker 11 can be increased toward the latter stage of discharge.

また、実施例1と実施例2とを比較すると、実施例1は、バンカー中心寄りに落下させる混合原料の割合が80mass%と多いため、バンカー中心寄りに落下させる混合原料の割合が60mass%の実施例2よりも炉頂バンカー11から排出される混合原料のコークス混合率が排出末期で増加する比率が大きいことがわかる。
ただし、バンカー中心寄りに落下させる混合原料の割合が多すぎると、混合原料の落下位置をバンカー外周寄りに変えても、炉頂バンカー11内でコークスがバンカー外周寄りからバンカー中心寄りに向けて流れ込む効果が得られないため、混合原料のコークス混合率が排出末期で急激に増加してしまい、好ましくない。
Further, comparing Example 1 and Example 2, in Example 1, the ratio of the mixed raw material dropped toward the center of the bunker is as large as 80 mass%, so the ratio of the mixed raw material dropped toward the center of the bunker is 60 mass%. It can be seen that the ratio at which the coke mixing ratio of the mixed raw material discharged from the furnace top bunker 11 increases at the end of discharge is larger than that in Example 2.
However, if the ratio of the mixed raw material dropped toward the center of the bunker is too large, coke flows from the bunker outer periphery toward the bunker center in the furnace top bunker 11 even if the mixed raw material dropping position is changed to the bunker outer periphery. Since the effect cannot be obtained, the coke mixing ratio of the mixed raw material increases rapidly at the end of discharge, which is not preferable.

図8は、炉頂バンカー11に装入される混合原料の装入量が95mass%を超えてから、偏析制御板12を第1傾斜角から第2傾斜角に切り替えた場合の炉頂バンカー11内の混合原料の堆積状況を示す図である。このように、バンカー外周寄りに装入した混合原料中のコークス2aは、バンカー中心寄りに流れ込むことができず、バンカー外周寄りに堆積してしまう。そのため、図8に示すように堆積された混合原料を排出した場合、コークス混合率は排出末期で急増してしまう。   FIG. 8 shows the furnace top bunker 11 when the segregation control plate 12 is switched from the first inclination angle to the second inclination angle after the charged amount of the mixed raw material charged into the furnace top bunker 11 exceeds 95 mass%. It is a figure which shows the deposition condition of the inside mixed material. Thus, the coke 2a in the mixed raw material charged near the bunker outer periphery cannot flow toward the bunker center but accumulates near the bunker outer periphery. Therefore, when the mixed raw material deposited as shown in FIG. 8 is discharged, the coke mixing ratio increases rapidly at the end of discharge.

そこで、本実施形態では、バンカー中心寄りに装入する混合原料の量を、炉頂バンカー11に装入する混合原料の総装入量の60mass%以上95mass%以下とする。これにより、炉頂バンカー11から排出される混合原料のコークス混合率を排出初期から排出後期にかけて徐々に増加させるようにする。そして、炉内に形成されるコークス混合鉱石層内で、下層部から上層部にかけてコークスが徐々に密になるように、コークスを上部偏析させる。   Therefore, in the present embodiment, the amount of the mixed raw material charged closer to the center of the bunker is set to 60 mass% to 95 mass% of the total charged amount of the mixed raw material charged into the furnace top bunker 11. Thereby, the coke mixing ratio of the mixed raw material discharged from the furnace top bunker 11 is gradually increased from the initial discharge stage to the late discharge stage. Then, in the coke mixed ore layer formed in the furnace, the coke is segregated in the upper part so that the coke gradually becomes dense from the lower layer part to the upper layer part.

次に、上述した比較例1、比較例2、実施例1および実施例2について、それぞれ荷重軟化試験によるコークス混合鉱石層内の還元率分布を測定した。その結果を図9に示す。
図9を参照すると、均一混合の比較例1では、コークス混合鉱石層の高さが高くなるほど(上層部ほど)還元率が低くなっていることがわかる。一方、排出末期で急激にコークス混合率が増加する上部偏析の比較例2では、コークス混合率が高い最上部の還元率が大きく改善されていることがわかる。これに対して、排出後期で全体的にコークス混合率が増加する上部偏析の実施例1及び実施例2では、上層部で全体的に還元率が改善されていることがわかる。
Next, about the comparative example 1, comparative example 2, Example 1, and Example 2 mentioned above, the reduction rate distribution in the coke mixed ore layer by a load softening test was measured, respectively. The result is shown in FIG.
Referring to FIG. 9, it can be seen that, in Comparative Example 1 of uniform mixing, the reduction rate decreases as the height of the coke mixed ore layer increases (upper layer). On the other hand, it can be seen that in the upper segregation comparative example 2 in which the coke mixing ratio increases abruptly at the end of discharge, the reduction ratio at the uppermost portion where the coke mixing ratio is high is greatly improved. On the other hand, it can be seen that in the upper segregation example 1 and example 2 where the coke mixing ratio increases overall in the late discharge period, the reduction rate is improved overall in the upper layer part.

さらに、上述した比較例1、比較例2、実施例1および実施例2について、鉱石の平均還元率を測定したところ、図10に示す結果が得られた。
この図10を参照すると、上部偏析の比較例2では、均一混合の比較例1と比較して全体の平均還元率が向上していることがわかる。しかしながら、実施例1および実施例2では、比較例2に対して平均還元率がさらに向上している。
Furthermore, when the average reduction rate of the ore was measured for Comparative Example 1, Comparative Example 2, Example 1 and Example 2 described above, the results shown in FIG. 10 were obtained.
Referring to FIG. 10, it can be seen that the upper average segregation ratio is improved in the upper segregation comparative example 2 as compared with the uniform mixing comparative example 1. However, in Example 1 and Example 2, the average reduction rate is further improved compared to Comparative Example 2.

すなわち、装入初期から装入後期までの全期間バンカー中心寄りに装入するよりも、排出初期でバンカー中心寄りに装入し、その後の排出後期でバンカー外周寄りに装入する方が、全体の平均還元率を向上させることができることがわかった。また、バンカー中心寄りへの装入を80mass%とした実施例1の方が、バンカー中心寄りへの装入を60mass%とした実施例2よりも平均還元率が改善されていることもわかった。   In other words, rather than charging near the center of the bunker for the entire period from the initial charging period to the late charging period, it is more likely that the charging is performed closer to the bunker center in the initial discharge period and the outer bunker area is charged in the later discharging period. It was found that the average reduction rate of can be improved. Moreover, it turned out that the average reduction rate is improved in Example 1 in which the charging near the bunker center is 80 mass% than in Example 2 in which the charging near the bunker center is 60 mass%. .

(実施例)
以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明する。
ここでは、内容積5000m3を超える大型高炉において、比較的ガス利用率が低い傾向がある高炉の無次元半径r/Rで0.7以上1.0以下の範囲に、コークス層と、コークスと鉱石とが混合されたコークス混合鉱石層とを交互に堆積させる操業を行った。コークス層およびコークス混合鉱石層を形成する原料は、図11に示すベルレス装入装置10により高炉20へ装入するようにした。
(Example)
Hereinafter, the effect of the present invention will be specifically described with reference to examples.
Here, in a large blast furnace having an internal volume of more than 5000 m 3 , a coke layer, a coke, and a dimensionless radius r / R of a blast furnace that tends to have a relatively low gas utilization rate within a range of 0.7 to 1.0. The operation was carried out to alternately deposit coke mixed ore layers mixed with ore. The raw materials for forming the coke layer and the coke mixed ore layer were charged into the blast furnace 20 by the bell-less charging device 10 shown in FIG.

ベルレス装入装置10は、図11に示すように、鉱石とコークスとを混合した混合原料が貯留される炉頂バンカー11と、コークスのみが貯留される炉頂バンカー14とを備える。そして、炉頂バンカー11,14の下部に設けられたゲート15,16の開閉により集合ホッパー17に装入された炉頂バンカー11内の混合原料、または炉頂バンカー14内のコークスが、旋回シュート18により高炉20に装入されるようになっている。
混合原料を炉頂バンカー11に貯留する際には、鉱石とコークスをベルトコンベア上で積層させるように切り出して、サージホッパーを介して炉頂バンカー11に装入した。このとき、ゲート15は原料装入制御部30によって閉状態に制御した。
As shown in FIG. 11, the bellless charging apparatus 10 includes a furnace top bunker 11 in which a mixed raw material obtained by mixing ore and coke is stored, and a furnace top bunker 14 in which only coke is stored. Then, the mixed raw material in the furnace top bunker 11 or the coke in the furnace top bunker 14 charged into the collective hopper 17 by opening and closing the gates 15 and 16 provided in the lower part of the furnace top bunkers 11 and 14 is swirled. 18 is inserted into the blast furnace 20.
When the mixed raw material was stored in the furnace top bunker 11, the ore and coke were cut out so as to be stacked on a belt conveyor and charged into the furnace top bunker 11 via a surge hopper. At this time, the gate 15 was controlled to be closed by the raw material charging control unit 30.

また、炉頂バンカー11には、当該炉頂バンカー11に装入された混合原料の質量を測定する、例えばロードセルで構成される質量計31が設けられており、原料装入制御部30は、質量計31で測定した炉頂バンカー11の質量変化(混合原料の装入量に対応)に応じて、炉頂バンカー11内上部に設置された偏析制御板12の傾斜角を混合原料の落下位置が中心寄りまたは外周寄りになるように制御するようにした。
さらに、高炉内でコークス混合鉱石層を形成するための混合原料は2バッチに分割して高炉20へ装入した。このとき、1バッチ目は高炉20の中心〜中間部に装入し、2バッチ目を高炉20の周辺部(r/R=0.7)に装入した。
Further, the furnace top bunker 11 is provided with a mass meter 31 configured by, for example, a load cell for measuring the mass of the mixed raw material charged into the furnace top bunker 11, and the raw material charging control unit 30 includes: According to the mass change of the furnace top bunker 11 measured by the mass meter 31 (corresponding to the amount of the mixed raw material charged), the inclination angle of the segregation control plate 12 installed in the upper part of the furnace top bunker 11 is set to the falling position of the mixed raw material Was controlled to be closer to the center or outer periphery.
Further, the mixed raw material for forming the coke mixed ore layer in the blast furnace was divided into two batches and charged into the blast furnace 20. At this time, the first batch was charged in the center to the middle part of the blast furnace 20, and the second batch was charged in the peripheral part (r / R = 0.7) of the blast furnace 20.

ここで、比較例としては、炉頂バンカー11に混合原料を装入するに際し、1バッチ目、2バッチ目共に第2傾斜角で100mass%装入した。すなわち、1バッチ目、2バッチ目共に、装入初期から装入後期までの全期間、偏析制御板12を原料装入制御部30によって図5(b)に示す第2傾斜角に維持し、混合原料を装入した。
そして、その炉頂バンカー11から高炉20へ混合原料を装入するに際し、1バッチ目、2バッチ目ともに、旋回シュート18を逆傾動(炉中心から炉壁方向へと傾動)とした。このようにして、コークスがほぼ均一に分布したコークス混合鉱石層を形成し、操業を行った。
Here, as a comparative example, when the mixed raw material was charged into the furnace top bunker 11, 100 mass% was charged at the second inclination angle in both the first batch and the second batch. That is, in both the first batch and the second batch, the segregation control plate 12 is maintained at the second inclination angle shown in FIG. 5B by the raw material charging control unit 30 for the entire period from the initial charging stage to the late charging stage, The mixed raw material was charged.
Then, when charging the mixed raw material from the furnace top bunker 11 to the blast furnace 20, the swivel chute 18 was reversely tilted (tilted from the furnace center toward the furnace wall) in both the first and second batches. In this way, a coke mixed ore layer in which coke was distributed almost uniformly was formed and operated.

一方、実施例としては、炉頂バンカー11に混合原料を装入するに際し、1バッチ目は第2傾斜角で100mass%装入し、2バッチ目は第1傾斜角で80mass%装入した後、第2傾斜角で20mass%装入する方法とした。すなわち、1バッチ目では、装入初期から装入後期までの全期間、偏析制御板12を原料装入制御部30によって図5(b)に示す第2傾斜角に維持し、混合原料を装入した。
そして、2バッチ目では、混合原料が80mass%装入されるまでの間、偏析制御板12を原料装入制御部30によって図5(a)に示す第1傾斜角とし、質量計31によって混合原料が80mass%装入されたことを検出したとき、偏析制御板12を原料装入制御部30によって図5(b)に示す第2傾斜角に切り替えて、混合原料を装入した。これにより、2バッチ目の混合原料のコークス混合率は、図7の実施例1に示されるように、排出後期になるにつれて徐々に上昇するようにした。
On the other hand, as an example, when charging the mixed raw material into the furnace top bunker 11, the first batch was charged with 100 mass% at the second inclination angle, and the second batch was charged with 80 mass% at the first inclination angle. , 20 mass% was charged at the second inclination angle. That is, in the first batch, the segregation control plate 12 is maintained at the second inclination angle shown in FIG. 5 (b) by the raw material charging control unit 30 for the entire period from the initial charging time to the late charging time. I entered.
In the second batch, until the mixed raw material is charged 80 mass%, the segregation control plate 12 is set to the first inclination angle shown in FIG. When it was detected that 80 mass% of the raw material was charged, the segregation control plate 12 was switched to the second inclination angle shown in FIG. 5B by the raw material charging control unit 30, and the mixed raw material was charged. As a result, the coke mixing ratio of the mixed raw material in the second batch was gradually increased as the discharge was late, as shown in Example 1 of FIG.

そして、その炉頂バンカー11から高炉20へ混合原料を装入するに際し、1バッチ目、2バッチ目ともに、旋回シュート18を逆傾動(炉中心から炉壁方向へと傾動)とした。このように、1バッチ目で炉中心〜中間部に均一混合のコークス混合鉱石層を形成し、2バッチ目で高炉の無次元半径で約0.7〜1.0の範囲に、コークスが上部に偏析された上部偏析のコークス混合鉱石層を形成して操業を行った。
ここで、鉱石の平均粒径、混合コークスの平均粒径は、比較例、実施例ともにそれぞれ15mm、25mmとした。操業条件及び操業結果を表1に示す。
Then, when charging the mixed raw material from the furnace top bunker 11 to the blast furnace 20, the swivel chute 18 was reversely tilted (tilted from the furnace center toward the furnace wall) in both the first and second batches. Thus, in the first batch, a coke mixed ore layer of uniform mixing is formed in the center to the middle part of the furnace, and in the second batch, the coke is in the range of about 0.7 to 1.0 in the dimensionless radius of the blast furnace. The upper segregated coke mixed ore layer was segregated and was operated.
Here, the average particle diameter of the ore and the average particle diameter of the mixed coke were set to 15 mm and 25 mm in both the comparative example and the example, respectively. Table 1 shows operating conditions and operating results.

Figure 2013095970
Figure 2013095970

なお、表1における通気抵抗指数は、高炉シャフト部での通気抵抗を指数化した指標であり、下記(1)式より計算した。
通気抵抗指数=((A2−B2)/C)×(1/D1.7)×(273/E) ………(1)
但し、
A=((BP/98.0665)+1.033)×10000,
B=((TP/98.0665)+1.033)×10000,
C=1.033×10000×LST,
D=BGV/SAVE,
E=((SGT+273)/2)+273
であり、BPは送風圧力[kPa]、TPは炉頂圧力[kPa]、LSTはストックラインから羽口までの距離[m]、BGVはボッシュガス流量[Nm3/min]、SAVEは高炉シャフト部の平均水平断面積[m2]、SGTは高炉シャフト部の代表ガス温度(1000℃に固定)である。
In addition, the ventilation resistance index in Table 1 is an index obtained by indexing the ventilation resistance in the blast furnace shaft portion, and was calculated from the following equation (1).
Ventilation resistance index = ((A 2 −B 2 ) / C) × (1 / D 1.7 ) × (273 / E) (1)
However,
A = ((BP / 98.0665) +1.033) × 10000,
B = ((TP / 98.0665) +1.033) × 10000,
C = 1.033 × 10000 × LST,
D = BGV / SAVE,
E = ((SGT + 273) / 2) +273
BP is the blowing pressure [kPa], TP is the furnace top pressure [kPa], LST is the distance from the stock line to the tuyere [m], BGV is the Bosch gas flow rate [Nm 3 / min], and SAVE is the blast furnace shaft The average horizontal sectional area [m 2 ] of the part, SGT is the representative gas temperature (fixed at 1000 ° C.) of the blast furnace shaft part.

また、表1におけるガス利用率は、炉頂ガス中のCOとCO2の合計量に対するCO2の比率である。
この表1において比較例と実施例の操業を比較すると、上部偏析とすることで、通気抵抗指数は同等であるにもかかわらず、還元効率が改善した効果によりガス利用率が上昇して、還元材比(コークス比+微粉炭比)が低下することがわかる。また、コークス比も低下することがわかる。
以上の結果より、本発明は、高炉の還元効率の改善技術として有効であり、さらに、低コークス比操業技術としても有効であることが確認された。
Further, gas utilization ratio in Table 1 is the ratio of CO 2 to the total amount of CO and CO 2 in the top gas.
When the operations of the comparative example and the example are compared in Table 1, by using the upper segregation, the gas utilization rate rises due to the effect of the reduction efficiency being improved despite the fact that the ventilation resistance index is the same. It can be seen that the material ratio (coke ratio + pulverized coal ratio) decreases. Moreover, it turns out that coke ratio falls.
From the above results, it was confirmed that the present invention is effective as a technology for improving the reduction efficiency of a blast furnace and further effective as a technology for operating a low coke ratio.

1…鉱石、2…コークス、3a,3b…コークス層、4a,4b…鉱石層、10…ベルレス装入装置、11…炉頂バンカー、12…偏析制御板、13…排出口、14…炉頂バンカー、15,16…ゲート、17…集合ホッパー、18…旋回シュート、20…高炉、30…原料装入制御部、31…質量計   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ore, 2 ... Coke, 3a, 3b ... Coke layer, 4a, 4b ... Ore layer, 10 ... Bellless charging device, 11 ... Furnace top bunker, 12 ... Segregation control board, 13 ... Discharge port, 14 ... Top of furnace Bunker, 15, 16 ... Gate, 17 ... Collecting hopper, 18 ... Turning chute, 20 ... Blast furnace, 30 ... Raw material charging control unit, 31 ... Mass meter

Claims (4)

炉頂バンカーに貯留された原料を、該炉頂バンカーの下方に設置した旋回シュートを介して炉頂から装入し、鉱石層とコークス層とを交互に形成する高炉操業方法であって、
前記鉱石層は、前記炉頂バンカーに貯留された鉱石とコークスとの混合原料により形成されるコークス混合鉱石層であり、
前記炉頂バンカー内上部に、該炉頂バンカーへ装入される原料の落下方向を変更するための傾斜角を調整可能な偏析制御板を設け、前記炉頂バンカーへの前記混合原料の装入中に、前記偏析制御板の傾斜角を、前記混合原料の落下位置が前記炉頂バンカーの排出口の直上位置となる第1傾斜角から、前記混合原料の落下位置が前記排出口の直上位置から水平方向に離れた側壁位置となる第2傾斜角へ切り替えることを特徴とする高炉操業方法。
A raw material stored in a furnace top bunker is charged from the furnace top through a swivel chute installed below the furnace top bunker, and a blast furnace operation method for alternately forming an ore layer and a coke layer,
The ore layer is a coke mixed ore layer formed by a mixed raw material of ore and coke stored in the furnace top bunker,
A segregation control plate capable of adjusting an inclination angle for changing a falling direction of the raw material charged into the furnace top bunker is provided at an upper portion in the furnace top bunker, and the mixed raw material is charged into the furnace top bunker. The inclination angle of the segregation control plate is determined from the first inclination angle at which the mixed raw material drop position is directly above the furnace top bunker outlet, and the mixed raw material drop position is immediately above the outlet. A blast furnace operating method characterized by switching to a second inclination angle that becomes a side wall position separated from the horizontal direction.
前記偏析制御板の傾斜角を前記第1傾斜角として前記炉頂バンカーに装入する混合原料の量を、当該混合原料の前記炉頂バンカーへの総装入量の60mass%以上95mass%以下とすることを特徴とする請求項1に記載の高炉操業方法。   The amount of the mixed raw material charged into the furnace top bunker with the inclination angle of the segregation control plate as the first inclination angle is 60 mass% or more and 95 mass% or less of the total charged amount of the mixed raw material into the furnace top bunker. The blast furnace operating method according to claim 1, wherein: 前記コークス混合鉱石層を形成するための混合原料の高炉への装入の1チャージを、炉中心部への装入バッチと当該炉中心部より炉壁側の炉周辺部への装入バッチとの少なくとも2バッチに分割し、
前記炉周辺部への装入バッチで高炉へ装入する前記混合原料の前記炉頂バンカーへの装入中に、前記偏析制御板の傾斜角を前記第1傾斜角から前記第2傾斜角へ切り替える制御を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の高炉操業方法。
One charge for charging the mixed raw material into the blast furnace to form the coke mixed ore layer, a charging batch to the furnace center, and a charging batch from the furnace center to the furnace periphery on the furnace wall side Divided into at least two batches of
During the charging of the mixed raw material charged into the blast furnace in the charging batch to the furnace peripheral portion into the furnace top bunker, the inclination angle of the segregation control plate is changed from the first inclination angle to the second inclination angle. The blast furnace operating method according to claim 1, wherein switching control is performed.
前記炉周辺部は、高炉の半径をR、高炉の中心からの半径方向の位置をrとしたときの高炉の無次元半径r/Rが0.7以上1以下の領域内で設定することを特徴とする請求項3に記載の高炉操業方法。
The periphery of the furnace is set within a region where a dimensionless radius r / R of the blast furnace is 0.7 or more and 1 or less, where R is a radius of the blast furnace and r is a radial position from the center of the blast furnace. The blast furnace operating method according to claim 3, wherein
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