JP2014058718A - Charging method of blast furnace feed - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉原料であるコークスと鉱石をベルレス高炉に装入する方法に関し、特に、ベルレス高炉の炉頂部に配置された上下二段のバンカーから高炉原料をベルレス高炉に装入する方法に関する。 The present invention relates to a method for charging coke and ore, which are blast furnace raw materials, into a bellless blast furnace, and more particularly, to a method for charging a blast furnace raw material into a bellless blast furnace from two upper and lower bunkers arranged at the top of the bellless blast furnace.
高炉原料であるコークスと鉱石は、ベルレス高炉の炉頂部に設けられた原料装入装置からベルレス高炉に交互に装入されるのが一般的である。この場合、近年では、環境問題の観点から高炉でのコークス使用量をできるだけ減らして高炉操業を行うことが求められている。
高炉でのコークス使用量を低減する方法としては、1チャージ当りの鉱石装入量を増やす方法と、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。しかし、前者の方法を実施すると高炉に装入された鉱石の層厚が厚くなるため、鉱石の還元性が低下し、高炉の下部で未還元鉱石の直接反応による炉熱低下を招いて高炉炉況を悪化させることになる。一方、後者の方法を実施すると高炉に装入されたコークスの層厚が融着帯(鉱石同士が軟化融着する領域)で薄くなるため、高炉下部での通気性が悪化することになる。
Coke and ore, which are blast furnace raw materials, are generally charged alternately into a bellless blast furnace from a raw material charging apparatus provided at the top of the bellless blast furnace. In this case, in recent years, from the viewpoint of environmental problems, it has been required to operate the blast furnace while reducing the amount of coke used in the blast furnace as much as possible.
There are two methods for reducing the amount of coke used in the blast furnace: a method of increasing the amount of ore charged per charge and a method of decreasing the amount of coke charged per charge. However, if the former method is carried out, the ore charged in the blast furnace becomes thicker, so the ore reducibility is reduced and the furnace heat lowers due to the direct reaction of unreduced ore at the bottom of the blast furnace. The situation will worsen. On the other hand, when the latter method is carried out, the layer thickness of the coke charged in the blast furnace becomes thin at the cohesive zone (the region where the ores soften and fuse together), so that the air permeability at the lower part of the blast furnace is deteriorated.
高炉の通気性や通液性を良好に維持して高炉炉況を安定させる技術としては、高炉にコークスを装入した後、鉱石とコークスを同時に装入して高炉内にコークス層とコークス混合鉱石層とを交互に形成する技術が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかし、特許文献1、2に記載された技術では、鉱石の溶融を促進させるために鉱石と同時に装入されるコークスの粒径を小さくしているため、鉱石が溶融し始めてから滴下するまでの領域(軟化融着帯)でコークスが消滅してしまい、軟化融着帯での通気性が不十分となり、コークス装入量の低減効果、すなわち鉱石に対するコークス比の低減効果が小さいと考えられる。
The technology to stabilize the blast furnace condition by maintaining the air permeability and liquid permeability of the blast furnace well, after charging coke into the blast furnace, charging ore and coke at the same time and mixing the coke layer and coke into the blast furnace. Techniques for alternately forming ore layers are known (see, for example,
However, in the techniques described in
そこで、ベルレス高炉にコークス混合鉱石層を形成する際に、コークスの粒径を、鉱石の粒径に対して1.3倍以上とし、ベルレス高炉の炉頂部に配置された上部バンカーに鉱石を投入し、引き続いて鉱石とコークスとを投入した後、上部バンカー内の原料を上部バンカーの下部に配置された下部バンカー内に移送し、下部バンカーから排出された原料を旋回シュートを介してベルレス高炉に装入して高炉内にコークス混合鉱石層を形成する技術が特許文献3に開示されている。
Therefore, when forming the coke mixed ore layer in the bellless blast furnace, the coke particle size should be 1.3 times or more than the ore particle size, and the ore is put into the upper bunker located at the top of the bellless blast furnace. Then, after ore and coke are introduced, the raw material in the upper bunker is transferred into the lower bunker located at the lower part of the upper bunker, and the raw material discharged from the lower bunker is transferred to the bell-less blast furnace through the swivel chute.
特許文献3に開示された技術によると、鉱石と同時に装入されたコークスが高炉の軟化融着帯で消滅してしまうことを抑制しつつ、鉱石とコークスとの粒径差に起因するコークスの偏析のコークス混合率に与える影響は、いくらか改善されているが、径方向分布が均一化されるまでには至っていない。
つまり、装入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経時変化となる。このような排出混合率分布で旋回シュートを介して高炉内へ原料を装入すると、排出末期に装入された領域では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。
According to the technique disclosed in
That is, the coke mixing ratio increases from the initial charging stage to the middle stage, and changes with time such that the coke mixing ratio decreases at the end stage. When the raw material is charged into the blast furnace through the swirl chute with such a discharge mixture ratio distribution, an improvement effect of air permeability cannot be expected in the lower part of the furnace in the region charged at the end of discharge.
なお、特許文献3に記載された技術では、鉱石と同時に装入されたコークスの炉内分布が高炉の径方向で不均一となることを抑制するために、原料装入装置の炉頂コンベア上にコークスを原料槽から供給するときのタイミングを調整しているが、コークスの偏析は鉱石とコークスとの粒径差によって発生するため、鉱石とコークスを混合して投入する限りコークスの偏析によるコークス排出比率の経時変化を抑制することは困難である。
In addition, in the technique described in
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ベルレス高炉の炉頂部に配置された上下二段のバンカーのうち下部バンカーからベルレス高炉に鉱石とコークスを装入して高炉内にコークス混合鉱石層を形成する際に鉱石とコークスの混合率をほぼ一定に保ちながらベルレス高炉に高炉原料を装入することのできる高炉原料の装入方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and among the upper and lower bunkers arranged at the top of the bellless blast furnace, ore and coke are charged into the bellless blast furnace from the lower bunker and placed in the blast furnace. An object of the present invention is to provide a blast furnace raw material charging method capable of charging a blast furnace raw material into a bell-less blast furnace while maintaining a substantially constant mixing ratio of ore and coke when forming a coke mixed ore layer.
上記目的を達成するために、本発明は、ベルレス高炉の炉頂部に、複数のポートにより連結された上部バンカーと下部バンカーを配置し、前記上部バンカー内の原料を前記複数のポートの開閉により該ポートを経由して下部バンカーに移送し、前記上部バンカーに投入された高炉原料を前記下部バンカーから旋回シュートを介してベルレス高炉に装入してコークス層とコークス混合鉱石を交互に形成する高炉原料の装入方法であって、前記上部バンカーに投入されたコークスを前記下部バンカーに移送するときに前記複数のポートの少なくとも1つのポート上にコークスを残した状態で前記コークスを前記下部バンカーに移送した後、高炉に装入してコークス層を高炉内に形成し、前記複数のポートの少なくとも1つのポート上にコークスを残した状態で、前記上部バンカーに鉱石を投入した後、前記ポートの全てを開放した状態でコークスおよび鉱石を前記下部バンカーに移送した後、高炉に装入してコークス混合鉱石層を高炉内に形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an upper bunker and a lower bunker connected by a plurality of ports are arranged at the top of a bell-less blast furnace, and raw materials in the upper bunker are opened and closed by opening and closing the plurality of ports. Blast furnace raw material that is transferred to the lower bunker via the port, and the blast furnace raw material charged into the upper bunker is charged into the bell-less blast furnace from the lower bunker via the turning chute to alternately form the coke layer and coke mixed ore. The coke is transferred to the lower bunker in a state where coke is left on at least one port of the plurality of ports when the coke put into the upper bunker is transferred to the lower bunker. Then, the blast furnace is charged to form a coke layer in the blast furnace, and the coke is placed on at least one of the plurality of ports. In this state, after ore is charged into the upper bunker, coke and ore are transferred to the lower bunker with all of the ports open, and then charged into a blast furnace to form a coke mixed ore layer in the blast furnace. It is characterized by doing.
本発明によれば、上部バンカーに投入されたコークスを下部バンカーに移送するときにコークスの一部が上部バンカーに残留し、上部バンカーに投入された鉱石を下部バンカーに移送するときには上部バンカーに投入された鉱石と上部バンカーに残留していたコークスが別々の原料排出ポートから下部バンカーに移送される。これにより、上部バンカーに投入された鉱石と上部バンカーに残留していたコークスとを分けた状態で下部バンカーに移送することができ、下部バンカーからベルレス高炉に装入されるときに鉱石とコークスが混合状態となるので、ベルレス高炉の炉頂部に配置された上下二段のバンカーのうち下部バンカーからベルレス高炉に鉱石とコークスを装入して高炉内にコークス混合鉱石層を形成する際に鉱石とコークスの混合率をほぼ一定に保ちながらベルレス高炉に高炉原料を装入することができる。 According to the present invention, when the coke put into the upper bunker is transferred to the lower bunker, a part of the coke remains in the upper bunker, and when the ore put into the upper bunker is transferred to the lower bunker, it is put into the upper bunker. The ore and coke remaining in the upper bunker are transferred to the lower bunker from separate raw material discharge ports. As a result, the ore charged in the upper bunker and the coke remaining in the upper bunker can be transferred separately to the lower bunker, and when the ore and coke are charged into the bell-less blast furnace from the lower bunker, Since it is in a mixed state, the ore and coke are charged into the bell-less blast furnace from the lower bunker among the upper and lower two-stage bunker arranged at the top of the bell-less blast furnace and the ore and coke are formed in the blast furnace. The blast furnace raw material can be charged into the bell-less blast furnace while maintaining the coke mixing ratio almost constant.
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。
本発明が適用されるベルレス高炉の炉頂部を図1に示す。図1に示されるように、ベルレス高炉1は当該高炉に高炉原料であるコークス2と鉱石3を装入する原料装入装置4を備えている。この原料装入装置4は上部バンカー5及び下部バンカー6を有し、これらのバンカー5,6はベルレス高炉1の炉頂部に配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The top of the bellless blast furnace to which the present invention is applied is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the
また、原料装入装置4の上部投入口には、炉頂コンベア9を介して、原料槽7,8に貯蔵された高炉原料が供給され、上部バンカー5の頂部に配置された旋回シュート10から上部バンカー5に投入される。
原料装入装置4には、上部バンカー5に投入された高炉原料を下部バンカー6に移送する複数(例えば4つ)の原料排出ポート51が配設されている。原料排出ポート51は、原料排出ポート51を開閉する複数のゲート52を有している。
Further, the blast furnace raw material stored in the raw material tanks 7 and 8 is supplied to the upper charging port of the raw
The raw
一方、下部バンカー6の底部には、上部バンカー5から移送された高炉原料を排出する原料排出ポート61が配設されている。原料排出ポート61は、原料排出ポート61を開閉するゲート62を有している。
なお、下部バンカー6の原料排出ポート61から排出された高炉原料は、下部バンカー6の下方に配置された旋回シュート11からベルレス高炉1に装入される。
On the other hand, a raw
The blast furnace raw material discharged from the raw
このような原料装入装置4を用いて図1に示すコークス層12をベルレス高炉1の原料装入部に形成し、コークス層12の上にコークス混合鉱石層13を形成する場合は、まず、原料槽7に貯蔵されたコークス2を炉頂コンベア9により原料装入装置4の上部投入口に搬送し、旋回シュート10から上部バンカー5に投入する。このときの原料装入装置4の状態を図2に示す。
When the
次に、複数の原料排出ポート51のうち1つの原料排出ポート51を閉、残りの原料排出ポート51を開にした状態でコークス2を上部バンカー5から下部バンカー6に移送する。このときの原料装入装置4の状態を図3に示す。
次に、下部バンカー6の底部に配設された原料排出ポート61を開にし、下部バンカー6に移送されたコークス2を旋回シュート10からベルレス高炉1に装入し、コークス層を形成すると共に、原料槽8に貯蔵された鉱石3を炉頂コンベア9により原料装入装置4の上部投入口に搬送する。そして、搬送された鉱石3を旋回シュート11から上部バンカー5に投入する。このときの原料装入装置4の状態を図4に示す。
Next, the
Next, the raw
次に、全ての原料排出ポート51を開にし、上部バンカー5内の鉱石3およびコークス2を下部バンカー6に移送する。このときの原料装入装置4の状態を図5に示す。
その後、下部バンカー6の底部に配設された原料排出ポート61を開にし、下部バンカー6に移送された鉱石3およびコークス2を旋回シュート10からベルレス高炉1に装入し、コークス混合鉱石層を形成する。
Next, all the raw
Thereafter, the raw
なお、上部バンカー5に投入されたコークス2を下部バンカー6に移送するときには、ポート上に残したコークス2の量を上部バンカー5に投入したコークス2の量に対して10%以上にすることが好ましい。これは、ポート上に残したコークス2の量が上部バンカー5に投入したコークス2の量に対して10%未満の場合は、鉱石層に混合されるコークス量が10%未満となるため、コークス混合鉱石層中のコークスが融着帯に到達する前にガス化反応によって全て消滅し、通気性改善効果を期待できなくなるためである。
In addition, when the
複数のポートの少なくとも1つのポート上にコークスを残した状態とするには、上記の様に、コークス2を上部バンカー5から下部バンカー6に移送する際に、1つのポートを閉じて、他のポートを開く方法があるが、鉱石混合コークス量が比較的少ない場合は、1つのポートを開いている時間を調整し、該ポート上に残すコークス量を調整しても良い。鉱石混合コークス量が比較的多い場合は、2つのポートを閉じて、他のポートを開いてコークスを移送し、2つのポート上にコークスを残しても良い。
上記のように、原料装入装置4内の鉱石およびコークスの積層状態を、図4及び図5に示されるようにすると、下部バンカー6のコークス2と鉱石3は、例えば図6に示すような排出割合で下部バンカー6から排出されてベルレス高炉1に装入される。
In order to leave coke on at least one of a plurality of ports, as described above, when transferring the
As described above, when the ore and coke in the raw
したがって、本発明の一実施形態では、上部バンカー5に投入された鉱石3と上部バンカー5に残留していたコークス2とを別々のポートから下部バンカー6に移送し、上方から見て分かれた状態で鉱石3とコークス2を下部バンカー6に堆積させることができ、下部バンカー6からベルレス高炉1に装入されるときに、図6に示すような順序で鉱石3とコークス2が排出されるので、ベルレス高炉1の炉頂部に配置された原料装入装置4からベルレス高炉1に鉱石3とコークス2を装入して高炉内にコークス混合鉱石層13を形成する際に鉱石3とコークス2の混合率をほぼ一定に保ちながらベルレス高炉1に高炉原料を装入することができる。
Therefore, in one embodiment of the present invention, the
本発明者らは、下部バンカーから排出される鉱石中のコークス混合率の時間的変化について調査した。その調査結果を図7に示す。図7(a)は上部バンカーに鉱石とコークスを同時に投入した場合における、下部バンカーから排出される鉱石中のコークス混合率の時間的変化を示し、図7(b)は本発明を適用した場合における、下部バンカーから排出される鉱石中のコークス混合率の時間的変化を示している。 The inventors investigated the temporal change in the coke mixing ratio in the ore discharged from the lower bunker. The survey results are shown in FIG. FIG. 7 (a) shows the temporal change in the coke mixing ratio in the ore discharged from the lower bunker when ore and coke are simultaneously charged into the upper bunker, and FIG. 7 (b) is a case where the present invention is applied. Shows the change over time of the coke mixing ratio in the ore discharged from the lower bunker.
上部バンカーに鉱石とコークスを同時に投入した場合は、鉱石と共に下部バンカーから排出される鉱石中のコークス混合率が排出初期の段階では大きいものの、排出中期から減少し、排出末期の段階では鉱石中のコークス混合率が大きく減少することが図7(a)からわかる。
これに対し、本発明を適用した場合は、下部バンカーから排出される鉱石中のコークス混合率が排出初期〜排出末期にかけて大きく変化しないことが図7(b)からわかる。
When ore and coke are introduced into the upper bunker at the same time, the mixing ratio of coke in the ore discharged from the lower bunker with the ore is large in the early stage of discharge, but decreases from the middle stage of discharge, and in the ore at the end stage of discharge. It can be seen from FIG. 7A that the coke mixing ratio is greatly reduced.
On the other hand, when this invention is applied, it turns out from FIG.7 (b) that the coke mixing rate in the ore discharged | emitted from a lower bunker does not change a lot from the discharge | emission initial stage to the discharge | emission final stage.
したがって、上述した本発明の一実施形態のように、上部バンカー5に投入されたコークス2を下部バンカー6に移送するときに複数の原料排出ポート51の1つを閉じた状態でコークスを下部バンカー6に移送し、上部バンカー5に投入された鉱石3を下部バンカー6に移送するときに原料排出ポート51の全てを開放した状態で鉱石3を下部バンカー6に移送することで、下部バンカー6からベルレス高炉1に鉱石3とコークス2を装入して高炉内にコークス混合鉱石層13を形成する際に鉱石3とコークス2の混合率をほぼ一定に保ちながらベルレス高炉1に高炉原料を装入することができる。
ベルレス高炉にコークスと鉱石を従来方法で装入した場合と本発明方法で装入した場合における高炉の通気抵抗指数やガス利用率を測定した結果を表1に示す。
Therefore, as in the above-described embodiment of the present invention, when the
Table 1 shows the results of measuring the ventilation resistance index and gas utilization rate of the blast furnace when coke and ore are charged into the bell-less blast furnace by the conventional method and when charged by the method of the present invention.
ベルレス高炉にコークスと鉱石を従来方法で装入した場合は、表1に示されるように、通気抵抗指数が2.35、ガス利用率が47.9%という値を示した。これに対し、ベルレス高炉にコークスと鉱石を本発明方法で装入した場合は、通気抵抗指数が2.30、ガス利用率が48.5%という値を示し、コークス比および還元材比が従来方法よりも低い値となった。このことから、本発明方法は高炉の安定操業に有効であり、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。 When coke and ore were charged into the bell-less blast furnace by the conventional method, as shown in Table 1, the ventilation resistance index was 2.35, and the gas utilization rate was 47.9%. On the other hand, when coke and ore are charged into the bell-less blast furnace according to the method of the present invention, the airflow resistance index is 2.30 and the gas utilization rate is 48.5%, and the coke ratio and reducing material ratio are conventional. The value was lower than the method. From this, it was confirmed that the method of the present invention is effective for the stable operation of the blast furnace and can be used as an operation technique with a low reducing material ratio.
なお、本発明の一実施形態では、上部バンカー5に形成された複数の原料排出ポート51のうち1つを閉じた状態でコークス2を下部バンカー6に移送するようにしたが、原料排出ポート51の少なくとも1つを閉じた状態でコークス2を下部バンカー6に移送してもよい。また、原料排出ポート51の数は4つに限られるものではなく、2つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
In the embodiment of the present invention, the
1…ベルレス高炉
2…コークス
3…鉱石
4…原料装入装置
5…上部バンカー
6…下部バンカー
7,8…原料槽
9…炉頂コンベア
10,11…旋回シュート
12…コークス層
13…コークス混合鉱石層
51,61…原料排出ポート
52,62…ゲート
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記上部バンカーに投入されたコークスを前記下部バンカーに移送するときに前記複数のポートの少なくとも1つのポート上にコークスを残した状態で前記コークスを前記下部バンカーに移送した後、高炉に装入してコークス層を高炉内に形成し、
前記複数のポートの少なくとも1つのポート上にコークスを残した状態で、前記上部バンカーに鉱石を投入した後、前記ポートの全てを開放した状態でコークスおよび鉱石を前記下部バンカーに移送した後、高炉に装入してコークス混合鉱石層を高炉内に形成することを特徴とする高炉原料の装入方法。 An upper bunker and a lower bunker connected by a plurality of ports are arranged at the top of the bellless blast furnace, and the raw material in the upper bunker is transferred to the lower bunker via the ports by opening and closing the plurality of ports, A method of charging a blast furnace raw material, in which a blast furnace raw material charged into an upper bunker is charged into a bell-less blast furnace from a lower bunker through a turning chute to alternately form a coke layer and a coke mixed ore,
When the coke put into the upper bunker is transferred to the lower bunker, the coke is transferred to the lower bunker with coke left on at least one of the plurality of ports, and then charged into a blast furnace. To form a coke layer in the blast furnace,
A blast furnace after supplying ore to the upper bunker with coke left on at least one port of the plurality of ports and then transferring coke and ore to the lower bunker with all of the ports open. A method for charging raw materials for a blast furnace, characterized in that a coke mixed ore layer is formed in a blast furnace.
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