JP2015074801A - Blast furnace operation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉操業方法に関する。特に、焼結鉱及びコークスを粗粒と細粒に篩分けし装入する高炉操業方法に関する。 The present invention relates to a blast furnace operating method. In particular, the present invention relates to a blast furnace operating method in which sintered ore and coke are sieved into coarse particles and fine particles and charged.
近年、設備の集約化傾向にともない、高炉操業の分野においても生産性向上のニーズが高まっている。高炉における高生産性操業、すなわち高出銑比の高炉操業を行う上での課題としては、出銑滓および荷下がりの安定性、通気性の確保等がある。従来の高出銑比の高炉操業では、こうした考え方の下で、装入物強度の向上が研究されてきた。
また、地球温暖化対策として、ＣＯ２の排出削減のため、高炉の還元材比の低減が要請され、焼結鉱の被還元性の向上も研究されてきた。
In recent years, with the tendency of equipment consolidation, there is an increasing need for productivity improvement in the field of blast furnace operation. Problems in carrying out high productivity operation in a blast furnace, that is, blast furnace operation with a high output ratio, include stability of dredging and unloading, ensuring air permeability, and the like. In conventional blast furnace operation with a high output ratio, improvement of charge strength has been studied under this concept.
In addition, as a measure against global warming, reduction of the reducing material ratio of the blast furnace has been requested in order to reduce CO 2 emission, and improvement of the reducibility of sintered ore has been studied.
鉄鉱石原料中の７０質量％以上が見掛け密度４．２ｇ／ｃｍ３以上の高見掛け密度鉄鉱石を配合原料として製造されたものであって、ＳｉＯ２の質量比率が３．１質量％未満、ＣａＯ含有量が８．５質量％以上、ＭｇＯ含有量が０．８質量%以上、ＦｅＯ含有量が５質量％以上で、落下強度(ＳＩ)が９０以上である極低ＳｉＯ２高強度焼結鉱を１０質量％〜６０質量％含む焼結鉱を、塊鉱石その他の原料ならびに炭材と共に装入し、炉内に生成する高炉スラグのＡｌ２Ｏ３を１６質量％以下に調整するとともに、出銑比が２．３５を超える操業を特徴とする高出銑比操業方法が開示されている（特許文献１）。
また、高炉羽口部から微粉炭を吹き込むとともに、焼結鉱を含む鉄源とコークスを交互に高炉頂部から装入し、炉内持ち込み水分を３０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ以上とし、出銑比を２．２以上２．５以下で操業を行う高炉操業方法において、前記焼結鉱の被還元速度を０．４３５〜０．５００（％／ｍｉｎ)としたことを特徴とする高炉操業方法を述べている（特許文献２）。
70 mass% or more in the iron ore raw material is produced using a high apparent density iron ore having an apparent density of 4.2 g / cm 3 or more as a blended raw material, and the mass ratio of SiO 2 is less than 3.1 mass%. Extremely low SiO 2 high strength sintering with a CaO content of 8.5% by mass or more, a MgO content of 0.8% by mass or more, a FeO content of 5% by mass or more, and a drop strength (SI) of 90 or more. While charging a sintered ore containing 10% by mass to 60% by mass of ore together with lump ore and other raw materials and carbonaceous materials, adjusting the Al 2 O 3 of blast furnace slag generated in the furnace to 16% by mass or less, A high output ratio operation method characterized by an operation in which the output ratio exceeds 2.35 is disclosed (Patent Document 1).
In addition, pulverized coal is blown from the blast furnace tuyere, iron sources including coke and coke are alternately charged from the top of the blast furnace, the moisture brought into the furnace is 30 kg / t-pig or more, and the output ratio is 2 In the blast furnace operating method in which the operation is performed at 2 or more and 2.5 or less, the blast furnace operating method is characterized in that the reduction rate of the sintered ore is 0.435 to 0.500 (% / min). (Patent Document 2).
特許文献1に記載の発明は、極低ＳｉＯ２高強度焼結鉱を用い、高炉スラグのＡｌ２Ｏ３を１６質量％以下に調整して、高出銑比操業を達成する。また、特許文献２に記載の発明は、高出銑比、かつ、炉内に持ち込まれる水分量が多くなる操業において、炉内還元時間が短縮する状況下で、被還元性に優れた焼結鉱を使用することで、高出銑比操業を可能とするものである。
しかし、近年の資源劣質化により高炉で使用する装入物の多種多様化が求められている。上記の特許文献1又は特許文献２に記載の発明は、いずれも高出銑比操業の達成のために装入原料性状を向上させる必要があり、通常時の操業で使用されるコークス、焼結鉱をそのまま使用することはできない。
そこで、コークス及び焼結鉱の品質向上に頼ることなく、高出銑、低還元材比操業を可能とする高精度な装入物分布制御技術の開発が期待される。
The invention described in
However, due to the recent deterioration of resources, there is a demand for diversification of the charges used in the blast furnace. In the inventions described in
Therefore, it is expected to develop a high-accuracy charge distribution control technology that enables high-efficiency, low-reducing material ratio operation without relying on the improvement of coke and sintered ore quality.
高炉においては、鉱石とコークスを順次に炉内に装入し、鉱石層とコークス層を形成する装入方式が一般的である。
装入物分布制御の方法として、最近の大型高炉においては、炉頂部に旋回機能を有し、且つ、その俯仰角度が変更できるシュートを設け、このシュートにより原料をリング状に炉内に装入する旋回シュート式原料装入装置が採用されている（以下、ベルレス高炉と記す。）。
In a blast furnace, an ore and coke are generally charged into the furnace in order to form an ore layer and a coke layer.
As a method for controlling the distribution of charges, in recent large-scale blast furnaces, a chute is provided at the top of the furnace and the elevation angle can be changed, and this chute is used to charge the raw material into the furnace in a ring shape. A swivel chute-type raw material charging device is employed (hereinafter referred to as a bell-less blast furnace).
大型高炉を安定して操業するには、高炉内での還元ガスの通気性の確保が重要である。
高炉の全体の通気性は、（１）装入物の粒度分布に依存し、そして、径方向の通気抵抗分布は、（２）径方向での鉱石とコークスの層厚比（以下Ｏ/Ｃという。）の分布と、（３）径方向での鉱石とコークスの粒度分布、により形成される。そのため、上記（１）乃至（３）のコントロールにより、高炉内の通気性を改善することが重要である。
In order to stably operate a large blast furnace, it is important to ensure the permeability of reducing gas in the blast furnace.
The overall air permeability of the blast furnace depends on (1) the particle size distribution of the charge, and the radial resistance distribution is (2) the ore to coke layer thickness ratio (hereinafter referred to as O / C). And (3) the particle size distribution of ore and coke in the radial direction. Therefore, it is important to improve the air permeability in the blast furnace by controlling the above (1) to (3).
本発明者は、焼結鉱及びコークスを粗粒と細粒に篩分け、粗粒と細粒を径方向に偏析させ装入することにより、高炉全体の通気性及び還元性を改善する方策を研究した。
本発明の目的は、装入物分布制御により焼結鉱の粒径及びコークスの粒径を径方向に変更し、高出銑、低還元材比操業を可能とする高炉操業方法を提供することである。
The inventor screened the sintered ore and coke into coarse and fine particles, segregated the coarse particles and fine particles in the radial direction, and charged them to improve the air permeability and reducibility of the entire blast furnace. Studied.
An object of the present invention is to provide a method for operating a blast furnace in which the particle size of the sintered ore and the particle size of the coke are changed in the radial direction by controlling the distribution of the charged material, and the operation can be performed at a high ratio and a low reducing material ratio. It is.
本発明者等は、ベルレス高炉において、焼結鉱及びコークスの径方向の粒度分布を変更し、高炉トータルシミュレータを用いて計算した結果、高出銑、低還元材比操業が可能となる知見を得た。
本発明は、かかる知見に基づくものである。
The present inventors changed the particle size distribution in the radial direction of sintered ore and coke in the bell-less blast furnace, and as a result of calculation using a blast furnace total simulator, the knowledge that the operation of high fermenting and low reducing material ratio is possible. Obtained.
The present invention is based on such knowledge.
本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
（１）高炉への装入前に焼結鉱及びコークスを粗粒と細粒の粒径に篩分けし、細粒焼結鉱と粗粒コークスの一部が炉壁近傍において混合して存在するよう装入し、粗粒焼結鉱と細粒コークスが炉壁近傍から中心コークス近傍の領域において混合して存在するよう装入することを特徴とする高炉操業方法。
（２）前記焼結鉱の粒径篩分けは、細粒焼結鉱が２０％〜４０％で、粗粒焼結鉱が８０％〜６０％であることを特徴とする請求項１に記載の高炉操業方法。
（３）前記細粒焼結鉱への前記粗粒コークスの混合量は、０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇを超え、２０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ以下であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の高炉操業方法。
（４）前記粗粒焼結鉱への前記細粒コークスの混合量が０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇを超え、５０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ以下であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の高炉操業方法。
The gist of the present invention is as follows.
(1) Before charging into the blast furnace, the sinter and coke are sieved into coarse and fine particles, and some of the fine sinter and coarse coke are mixed in the vicinity of the furnace wall. A blast furnace operating method characterized by charging so that coarse-grained sintered ore and fine-grained coke are mixed and present in the region near the furnace wall to the central coke.
(2) The particle size sieving of the sintered ore is characterized in that the fine-grained sintered ore is 20% to 40% and the coarse-grained sintered ore is 80% to 60%. Blast furnace operation method.
(3) The amount of the coarse-grained coke mixed with the fine-grained sintered ore is more than 0 kg / t-pig and not more than 20 kg / t-pig, as described in (1) or (2) Blast furnace operation method.
(4) Any one of (1) to (3), wherein the amount of the fine coke mixed with the coarse sinter is more than 0 kg / t-pig and not more than 50 kg / t-pig The blast furnace operating method described in 1.
本発明は、ベルレス高炉において、コークス及び焼結鉱の品質向上に頼ることなく、焼結鉱の粒径及びコークスの粒径を径方向で変更することにより、高出銑、低還元材比操業が可能となる高炉操業方法を提供することができる。 The present invention, in a bell-less blast furnace, without relying on the improvement of the quality of coke and sintered ore, by changing the particle diameter of the sintered ore and the particle size of the coke in the radial direction, Therefore, it is possible to provide a blast furnace operating method that makes it possible.
（ベルレス高炉の装入物装入方法の従来技術）
ベルレス高炉の装入物装入方法は、一般に、コークス（以下Ｃと記す。）は、Ｃ１、Ｃ２の２バッチに分けて装入され、又、鉱石（以下Ｏと記す。）は、Ｏ１、Ｏ２の２バッチに分けて装入される。Ｃ１、Ｃ２、Ｏ１、Ｏ２の装入を１チャージと称する。ここで、コークスと鉱石それぞれ１バッチで装入し、Ｃ１、Ｏ１の２バッチを１チャージとする装入や、Ｃ１、Ｃ２、Ｏ１の３バッチを１チャージとする装入方法もある。
以下、本願明細書では、Ｃ１、Ｃ２、Ｏ１、Ｏ２の４バッチを１チャージとする装入方法について述べるが、Ｃ１、Ｏ１、Ｃ２、Ｏ２等のバッチの順を変えた装入、２バッチ、３バッチを１チャージとする装入方法においても同様である。
図１に傾動角度θの旋回シュート４から炉内に落下したＣ１、の粒度偏析を示す。高炉炉内に落下したＣ１は、高炉中心と壁側に向け転がり落ち、一般に、逆Ｗ型形状の装入物形状を形成する。この場合、Ｃ１の中の粗粒コークス５は、高炉中心方向と壁側に向け転がり落ち、微粒コークス６は、落下地点にとどまりやすい。装入される鉱石も同様である。
炉壁の直前は、粗粒コークス５が堆積しやすいので、通気性が良く、炉内ガスが強く通り易い（いわゆるスキンフロー）。その結果、炉壁が損傷されやすいという問題がある。
これに対し、Ｃ１の炉壁近傍に形成された壁際の「くぼみ」にＯ１を装入し、壁際のＯ／Ｃを調整することにより、壁際のガス流をコントロールする技術がある。
一方、図２に示すいわゆるコークステラスの形成技術がある。コークステラスとは、ベルレス高炉において、装入物の落下点を炉壁から炉中心部側へ連続的に移動させ、炉壁近傍におけるコークス堆積形状（プロフィール）を平らなテラス状に形成することである。テラスでは、プロフィールが平らなため粒度偏析が抑制され、粗粒コークス５と微粒コークス６は、均一に堆積される。そのため、コークステラス上にＯ１を乗せることにより炉壁近傍の鉱石とコークスの堆積比（Ｏ／Ｃ）を調整し、炉壁近傍の安定なガス流をコントロールすることができる。
Ｃ２は、炉の中心流を確保するため、炉中心近傍に装入される。
(Prior art of charging method for bell-less blast furnace)
As for the charging method of the bell-less blast furnace, generally, coke (hereinafter referred to as C) is charged in two batches of C 1 and C 2 , and ore (hereinafter referred to as O), It is charged in two batches of O 1 and O 2 . The charging of C 1 , C 2 , O 1 and O 2 is referred to as 1 charge. Here, charging is performed by charging one batch of coke and ore, charging two batches of C 1 and O 1 as one charge, and charging three batches of C 1 , C 2 , and O 1 as one charge. There is also.
Hereinafter, in this specification, a charging method in which four batches of C 1 , C 2 , O 1 , and O 2 are set as one charge will be described, but the order of batches of C 1 , O 1 , C 2 , O 2, etc. will be described. The same applies to the charging method in which the changed charging, 2 batches, and 3 batches are charged as one charge.
FIG. 1 shows the particle size segregation of C 1 that has fallen into the furnace from the turning chute 4 with a tilt angle θ. The C 1 that has fallen into the blast furnace rolls down toward the blast furnace center and the wall side, and generally forms an inverted W-shaped charge shape. In this case, the
Immediately before the furnace wall, the coarse-
On the other hand, there is a technique for controlling the gas flow near the wall by inserting O 1 into a “dent” near the wall formed near the furnace wall of C 1 and adjusting O / C near the wall.
On the other hand, there is a so-called coke terrace forming technique shown in FIG. Coke terrace is a bell-less blast furnace in which the dropping point of the charge is continuously moved from the furnace wall to the center of the furnace, and the coke deposit shape (profile) in the vicinity of the furnace wall is formed into a flat terrace shape. is there. On the terrace, since the profile is flat, grain size segregation is suppressed, and the
C 2 is charged in the vicinity of the center of the furnace in order to secure the center flow of the furnace.
（本発明の考え方）
本発明は、上記の従来の装入分布形成技術をベースとし、更なる通気性および還元性の向上を図るために以下の３ポイントを特徴とする。
（１）鉱石充填層の通気性を向上させるため、焼結鉱の粒度分布を細粒側と粗粒側に分級し、それぞれの充填層の空隙率を相対的に向上させる(図３、図４)。
（２）塊状帯における鉱石充填層の還元性を向上させるため、細粒コークスを鉱石層中に混合させる。
（３）炉壁近傍の軟化融着帯における鉱石充填層の通気性を向上させるため、大塊コークスを鉱石層中に混合させる。
上記3点を満たした装入物分布制御ができれば、十分な通気性改善効果、還元性改善効果が期待でき、装入原料性状を操作することなく、極めて出銑量を増加させた操業が可能となると期待される。
以下、コークステラス形成の装入分布形成をベースとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(Concept of the present invention)
The present invention is characterized by the following three points in order to further improve the air permeability and the reducibility based on the above-described conventional charge distribution forming technology.
(1) In order to improve the air permeability of the ore packed bed, the particle size distribution of the sintered ore is classified into the fine grain side and the coarse grain side, and the porosity of each packed bed is relatively improved (FIG. 3, FIG. 4).
(2) In order to improve the reducing property of the ore packed bed in the massive band, fine coke is mixed in the ore layer.
(3) In order to improve the air permeability of the ore packed bed in the softened cohesive zone near the furnace wall, large coke is mixed in the ore layer.
If charge distribution control that satisfies the above three points can be achieved, sufficient air permeability improvement effect and reduction effect improvement can be expected, and operation with extremely increased output is possible without operating the charge raw material properties. Expected to be.
Hereinafter, although description will be made based on the formation of the charge distribution of coke terrace formation, the present invention is not limited to this.
（焼結鉱およびコークスの粗粒と細粒への篩分け）
本発明では、上記特徴ポイント（１）を目的に、焼結鉱およびコークスを粗粒と細粒に篩分け、高炉の通気性の向上を図る。一般に、充填物の粒度分布が狭いと、空隙率が向上する。
図３は、粗粒と細粒に分級することにより、空隙率が向上することを模式的に示す。
図４に焼結鉱の粒度分級の一例を示す。この例では、１８ｍｍを分級点とし、１８ｍｍ以下の細粒を約３０％、１８ｍｍ以上の粗粒を、約７０％得ることができる。
分級点としては、１５ｍｍ〜２５ｍｍとすることができる。
(Sieving of sintered ore and coke into coarse and fine particles)
In the present invention, for the purpose of the feature point (1), the sintered ore and coke are sieved into coarse particles and fine particles to improve the air permeability of the blast furnace. Generally, when the particle size distribution of the packing is narrow, the porosity is improved.
FIG. 3 schematically shows that the porosity is improved by classification into coarse particles and fine particles.
FIG. 4 shows an example of particle size classification of sintered ore. In this example, 18 mm can be used as a classification point, and fine particles of 18 mm or less can be obtained about 30%, and coarse particles of 18 mm or more can be obtained about 70%.
The classification point can be 15 mm to 25 mm.
細粒及び粗粒の割合に対応した空隙率の変化について、一田らによる下記の式（１）の報告がある（鉄と鋼第77年(1991) 第10号 p1561-p1568)。 There is a report of the following formula (1) by Ichida et al. Regarding the change in porosity corresponding to the ratio of fine grains and coarse grains (Iron and Steel 77th (1991) No. 10, p1561-p1568).
ここで、εjは多成分粒子充填層の粒子jに着目した場合の層空間率であり、βj は粒子jを単独で充填した場合の層空隙率より得られる比例定数であり、Sk は体積基準の混合分率を考慮した指数、ε(j, k) は多成分粒子充填層内の着目粒子周囲の部分的な層空間率である。 Here, ε j is the layer space ratio when focusing on the particle j of the multi-component particle packed layer, β j is a proportional constant obtained from the layer porosity when the particle j is packed alone, and S k is The index ε (j, k) taking into account the volume-based mixing fraction is a partial layer space ratio around the target particle in the multi-component particle packed bed.
式（１）を用い粒度分級割合に応じた空隙率を計算した。図５に粒度分級割合に応じた空隙率を示す。細粒焼結鉱の割合が、２０質量％〜４０質量％の範囲（粗粒焼結鉱は、８０質量％〜６０質量％）で、細粒層と粗粒層の合計の空隙率が大きい。この結果より、焼結鉱の粒径篩分けは、細粒焼結鉱が２０％〜４０％、粗粒焼結鉱が８０％〜６０％で粒径篩分けして高炉に装入すると、焼結充填層の空隙率が向上し、高炉の通気性が向上することが分かった。 The porosity according to the particle size classification ratio was calculated using Formula (1). FIG. 5 shows the porosity according to the particle size classification ratio. The ratio of the fine-grained sintered ore is in the range of 20% by mass to 40% by mass (the coarse-grained ore is 80% by mass to 60% by mass), and the total porosity of the fine-grained layer and the coarse-grained layer is large. . From this result, the particle size sieving of the sintered ore is 20% to 40% for fine sinter and 80% to 60% for coarse sinter and charged into the blast furnace. It was found that the porosity of the sintered packed bed was improved and the air permeability of the blast furnace was improved.
（粗粒焼結鉱の装入方法）
本発明では、篩分けによる細粒焼結鉱及び粗粒焼結鉱をその堆積特性に対応して炉径方向の装入位置を変える。
Ｃ１、Ｃ２、Ｏ１、Ｏ２の４バッチに対して、細粒焼結鉱をO1に用い、粗粒焼結鉱をＯ２に用いることで、上記の本願の特徴ポイント（１）を実現する。Ｏ２は、焼結鉱の８０％〜６０％を占める粗粒焼結鉱とすることで、炉全体の空隙率を上げ、通気性の向上を図ることができる。
そして、粗粒焼結鉱に細粒コークス（略１０ｍｍ〜５０ｍｍ）を混合することで、更に、焼結層の通気性を良くし生産性を向上させると同時に、焼結鉱と細粒コークスの粒子を近接させることにより、焼結鉱の還元性を向上させ、還元材比を低下させ上記の本願の特徴ポイント（２）を実現することができる。
(Method of charging coarse grain sintered ore)
In the present invention, the charging position in the furnace radial direction is changed in accordance with the deposition characteristics of fine-grained sintered ore and coarse-grained sintered ore by sieving.
For 4 batches of C 1 , C 2 , O 1 , and O 2 , the fine-grained sintered ore is used for O 1 and the coarse-grained sintered ore is used for O 2. ). O 2 is a coarse-grained sintered ore that occupies 80% to 60% of the sintered ore, thereby increasing the porosity of the entire furnace and improving the air permeability.
And by mixing fine-grained coke (approximately 10 mm to 50 mm) with coarse-grained sintered ore, the air permeability of the sintered layer is further improved and the productivity is improved. By bringing the particles close to each other, the reducibility of the sintered ore can be improved, the reducing material ratio can be lowered, and the feature point (2) of the present application can be realized.
粗粒焼結鉱と細粒コークスの混合方法は、槽からの切り出しによって実施する。図６に槽からの原料切り出しによる輸送ベルト上の原料混合を示す。粗粒焼結鉱槽１から切り出された輸送ベルト３上の粗粒焼結鉱の上に細粒コークス槽２から切り出された細粒コークスを乗せ、ブレンドする。
細粒コークスの粗粒焼結鉱への混合量は、５０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ以下が好ましい。５０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇを超えると細粒コークスは、炉内の直接還元により消費されずに残留し、下層であるＣ１層に侵入し、Ｃ１層のコークス空隙率を低下させ、通気阻害を起こすからである。
The mixing method of coarse-grained sintered ore and fine-grained coke is carried out by cutting out from the tank. FIG. 6 shows the raw material mixing on the transport belt by cutting out the raw material from the tank. The fine-grained coke cut out from the fine-
The amount of fine coke mixed with coarse sintered ore is preferably 50 kg / t-pig or less. Fine coke exceeds 50 kg / t-pig is to remain without being consumed by the direct reduction in the furnace, it penetrates into C 1 layer is the lower layer, to reduce the coke porosity of C 1 layer, ventilation inhibition Because it wakes up.
（細粒焼結鉱の装入方法）
細粒焼結鉱は、粗粒コークスを混合し、Ｃ１、Ｃ２、Ｏ１、Ｏ２の４バッチ装入のＯ１として装入する。上記特徴ポイント（３）の炉壁近傍の鉱石充填層の通気性を向上させるため、粗粒コークスを焼結鉱層中に混合させる。テラス上の焼結鉱は、微粒の偏析がなく、燒結鉱に混合した粗粒コークスは、通気性の向上に貢献する。
細粒焼結鉱への粗粒コークスの混合量は、２０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ以下が好ましい。粗粒コークスの適正混合量は、テラス長さに応じて変化するが、通常操業のテラス長さが１．２〜１．５ｍであり、このテラス上のみに粗粒コークスを局所的に５０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ装入しようとすると、炉内平均としては２０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの混合量となる。即ち２０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇは、テラス上の焼結鉱で見れば、５０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇに相当する。
(Method of charging fine-grained sintered ore)
The fine-grained sinter is mixed with coarse-grained coke and charged as O 1 in a 4-batch charge of C 1 , C 2 , O 1 , and O 2 . In order to improve the air permeability of the ore packed bed in the vicinity of the furnace wall of the feature point (3), coarse coke is mixed in the sintered ore layer. The sintered ore on the terrace has no segregation of fine particles, and the coarse-grained coke mixed with the sintered ore contributes to the improvement of air permeability.
The mixing amount of the coarse-grained coke into the fine-grained sintered ore is preferably 20 kg / t-pig or less. The proper mixing amount of coarse coke varies depending on the terrace length, but the normal operation terrace length is 1.2 to 1.5 m. When trying to charge t-pig, the average amount in the furnace is 20 kg / t-pig. That is, 20 kg / t-pig corresponds to 50 kg / t-pig when viewed from the sintered ore on the terrace.
図７に本発明におけるＣ１、Ｃ２、Ｏ１、Ｏ２の４バッチ装入の装入物堆積形状の一例を示す。各バッチの装入量（ｔ）を表１に示す量とし、焼結鉱の粒度分布を図８、コークスの粒度分布を図９とし、装入物分布モデルにより計算したものである。
ここで、装入物分布モデルは、プロフィール計により求められた炉頂装入物の表面形状(計測値)に対して、斜面に堆積する際の粒度偏析を考慮して原料体積層の構造を決定するシミュレーションモデルで、本発明者等によるものである（特開２０００−８１０５号公報）。
FIG. 7 shows an example of a charge accumulation shape of four batches of C 1 , C 2 , O 1 , and O 2 in the present invention. The charge amount (t) of each batch is the amount shown in Table 1, the particle size distribution of the sintered ore is shown in FIG. 8, the particle size distribution of the coke is shown in FIG. 9, and is calculated by the charge distribution model.
Here, the charge distribution model is based on the surface shape (measured value) of the furnace top charge obtained by the profile meter, considering the particle size segregation when depositing on the slope. This simulation model is determined by the present inventors (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-8105).
図１０に炉壁近傍（図７のＰ，Ｐ断面）における装入物の堆積状況を示す。Ｃ１は、コークス層で、融着帯におけるコークススリットとして、通気に貢献する。Ｏ１は、細粒焼結鉱に粗粒コークスが混合した層であり、炉壁近傍の通気維持を図る。Ｏ２は、粗粒焼結鉱に細粒コークスが混合した層であり、通気性の維持と焼結鉱の還元性の向上が図られる。
これより、本願発明の特徴ポイント(１)、（２）、（３）を満たした装入物分布制御が確保され、安定的に通気性ならびに還元性改善効果が期待できる。
FIG. 10 shows the state of deposit accumulation in the vicinity of the furnace wall (P and P cross sections in FIG. 7). C 1 is a coke layer, as coke slits in the cohesive zone, contributes to ventilation. O 1 is a layer in which coarse-grained coke is mixed with fine-grained sintered ore, and maintains airflow in the vicinity of the furnace wall. O 2 is a layer in which fine-grained coke is mixed with coarse-grained sintered ore, so that air permeability can be maintained and the reducing property of the sintered ore can be improved.
As a result, the charge distribution control satisfying the characteristic points (1), (2) and (3) of the present invention is ensured, and a stable improvement in air permeability and reduction can be expected.
本発明の効果を確認するため、高炉内の反応、流動、伝熱を考慮した高炉トータルシミュレータを用いて検証計算を行った。
高炉トータルシミュレータは、高炉を昇温帯、還元帯、ソリュ−ションロス帯、融着帯、滴下帯にそれぞれのゾーンに分割することで、実高炉における各領域の機能を模したものであり、各ゾーンにおける熱収支、物質収支、反応を考慮するものである。
計算条件として、内容積が４５００ｍ３の高炉を想定し、出銑比３．０の高出銑比操業を仮定した。
従来操業に対して、酸素富化率を表２に示すように出銑比に対して増加させ、出銑比を３．０まで増加させた。
比較例１は、出銑比２．０程度の従来操業である。比較例２は、従来操業の装入物分布をそのまま適用した出銑比３．０の操業である。
本発明例は、装入物分布の条件は、図８及び図９を用い、粗粒焼結鉱分級割合８０％、粗粒焼結鉱への細粒コークス混合量５０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ、細粒焼結鉱へのコークス混合量２０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇとして、出銑比３．０の操業を設定した。なお、送風温度、送風湿分、コークス比を共通の計算前提とし、溶銑温度が全ての計算結果で等しくなるように微粉炭比と送風量を操作した。
表２に計算結果を示す。比較例２では、比較例１と比べて大幅に圧力損失が増加する。これに対し、本発明例は、圧力損失の低下が見られた。また、本発明例では、圧力損失の低減だけでなく、ガス利用率の向上も増加した。
以上の高炉トータルシミュレータによる検証の結果、本発明の装入物分布制御は、出銑量の増加による通気性の上昇を抑制し、高炉内の通気性の向上に大きく寄与することがわかった。
In order to confirm the effect of the present invention, verification calculation was performed using a blast furnace total simulator that takes into account the reaction, flow, and heat transfer in the blast furnace.
The blast furnace total simulator imitates the function of each area in the actual blast furnace by dividing the blast furnace into a zone of heating zone, reduction zone, solution loss zone, fusion zone, and dripping zone. The heat balance, mass balance, and reaction are taken into account.
As calculation conditions, a blast furnace with an internal volume of 4500 m 3 was assumed, and a high output ratio operation with an output ratio of 3.0 was assumed.
Compared to the conventional operation, the oxygen enrichment rate was increased with respect to the output ratio as shown in Table 2, and the output ratio was increased to 3.0.
The comparative example 1 is a conventional operation with an output ratio of about 2.0. The comparative example 2 is an operation with an output ratio of 3.0 to which the charge distribution of the conventional operation is applied as it is.
In the example of the present invention, the charge distribution conditions are shown in FIGS. 8 and 9, the coarse sinter classification ratio is 80%, the fine coke mixing amount to the coarse sinter is 50 kg / t-pig, An operation with a brewing ratio of 3.0 was set as a coke mixing amount of 20 kg / t-pig to the grain sintered ore. Note that the blast temperature, the blast moisture, and the coke ratio were assumed to be the common calculation premise, and the pulverized coal ratio and the blast amount were manipulated so that the hot metal temperature became equal in all the calculation results.
Table 2 shows the calculation results. In Comparative Example 2, the pressure loss is significantly increased as compared with Comparative Example 1. On the other hand, in the example of the present invention, a decrease in pressure loss was observed. Further, in the example of the present invention, not only the pressure loss was reduced but also the improvement of the gas utilization rate was increased.
As a result of the above-described verification by the blast furnace total simulator, it was found that the charge distribution control of the present invention significantly suppresses the increase in air permeability due to the increase in the amount of tuna and greatly contributes to the improvement of the air permeability in the blast furnace.
ベルレス高炉において、コークス及び焼結鉱の品質向上に頼ることなく、焼結鉱の粒径及びコークスの粒径を径方向で変更することにより、高出銑、低還元材比操業の達成に利用することができる。 In the bell-less blast furnace, without relying on the improvement of coke and sintered ore quality, by changing the particle size of the sintered ore and coke in the radial direction, it can be used to achieve the operation with high output and low reducing material ratio. can do.
１…粗粒焼結鉱槽、２…細粒コークス槽、３…輸送ベルト、４…旋回シュート、５…粗粒コークス、６…微粉コークス。
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