JP2017128794A - Method for inputting raw material to blast furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉への原料装入方法に関し、特に、鉱石と粒径の小さいコークスとを事前に混合した原料を装入する方法に関する。 The present invention relates to a method for charging a raw material into a blast furnace, and particularly relates to a method for charging a raw material in which ore and coke having a small particle diameter are mixed in advance.
銑鉄を製造する高炉（「溶鉱炉」ともいう）では、通常、原料である鉄鉱石（以下、単に、「鉱石」とも記す）と還元材であるコークスとを、それぞれが交互に層状となるように炉頂から装入し、高炉内に鉱石層とコークス層とを形成している。そして、図１に示す高炉の概略縦断面図における炉半径方向（炉口径方向）の鉱石層及びコークス層の堆積後の分布を調整することにより、炉内でのガス流れを制御している。高炉の安定操業を維持するためには、高炉内で良好な通気性を確保し、炉下部の羽口と呼ばれる孔から高炉内部に供給される高温の空気の流れを安定化することが重要である。 In blast furnaces that produce pig iron (also referred to as “melting furnaces”), iron ore that is a raw material (hereinafter, also simply referred to as “ore”) and coke that is a reducing material are layered alternately. Charged from the top of the furnace, an ore layer and a coke layer are formed in the blast furnace. And the gas flow in a furnace is controlled by adjusting the distribution after the deposition of the ore layer and the coke layer of the furnace radial direction (furnace diameter direction) in the schematic longitudinal cross-sectional view of the blast furnace shown in FIG. In order to maintain stable operation of the blast furnace, it is important to ensure good air permeability in the blast furnace and to stabilize the flow of high-temperature air supplied into the blast furnace from a hole called tuyere at the bottom of the furnace. is there.
高炉内における通気性は、装入される鉱石及びコークスの性状、粒度の影響を受けるが、これ以外に、炉頂からの装入物の装入方法及び装入物の炉内における分布状況によっても大きく影響を受ける。 The air permeability in the blast furnace is affected by the properties and particle size of the ore and coke to be charged, but in addition to this, it depends on the charging method of the charge from the top of the furnace and the distribution of the charge in the furnace. Is also greatly affected.
高炉内の通気性を改善する方法の一つとして、非特許文献１には、鉱石と粒径の小さいコークス（「小中塊コークス」という）とを事前に混合した原料（「混合原料」という）と、粒径の大きいコークス（大塊コークス）とを交互に装入し、混合原料からなるコークス混合鉱石層と、大塊コークスからなるコークス層とを、層状に形成する操業が提案されている。また、非特許文献２には、混合原料への小中塊コークスの配合量が２８ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの操業を実施し、非特許文献３には、混合原料への小中塊コークスの配合量が３０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの操業を実施し、これによって、炉下部の通気性が向上すること、及び、還元効率が向上することが報告されている。尚、「ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ」とは、溶銑１トンあたりを生産する際に混合した小中塊コークスの混合量という意味である。 As one of the methods for improving the air permeability in the blast furnace, Non-Patent Document 1 discloses a raw material ("mixed raw material") obtained by previously mixing ore and a small particle size coke (referred to as "small medium mass coke"). ) And coke having a large particle size (large coke) are alternately charged, and a coke mixed ore layer made of mixed raw material and a coke layer made of large coke are formed into layers. Yes. In Non-Patent Document 2, an operation is performed in which the blending amount of the small medium lump coke to the mixed raw material is 28 kg / t-pig, and Non-Patent Document 3 describes the blending amount of the small medium lump coke to the mixed raw material. It has been reported that the operation of 30 kg / t-pig is carried out, thereby improving the air permeability of the lower part of the furnace and improving the reduction efficiency. In addition, "kg / t-pig" means the mixing amount of small and medium lump coke mixed when producing per ton of hot metal.
高炉内に装入された鉱石は炉内を降下するにつれて昇温・還元され、相互に融着しあって融着層と呼ばれる層を形成する。融着層は層内の空隙の割合が低いので、ガスの通気性が著しく低下するが、コークスを内包する融着層では通気性の改善が認められている。これは、コークス混合鉱石層中に混合されたコークスが、融着層中において、融着・収縮し空隙率が著しく低下した鉱石の代わりのガスパスとしての役割を果たすことによると考えられている。 The ore charged in the blast furnace is heated and reduced as it descends in the furnace and is fused together to form a layer called a fused layer. Since the fusion layer has a low ratio of voids in the layer, the gas permeability is remarkably lowered. However, an improvement in the permeability is recognized in the fusion layer containing coke. This is considered to be due to the coke mixed in the coke mixed ore layer serving as a gas path instead of the ore in which the porosity is significantly reduced due to fusion / shrinkage in the fusion layer.
また、コークス混合鉱石層とコークス層とを層状に形成した場合には、前述した融着層の通気性の改善に加え、ガス化開始温度の低下による還元効率の向上が期待される。これは、コークスのガス化開始温度を低下させ、熱保存帯温度を低下させれば、ＦｅＯ−Ｆｅの還元平衡点の制御が可能になるという原理に基づくものである。 Further, when the coke mixed ore layer and the coke layer are formed in layers, it is expected that the reduction efficiency is improved by lowering the gasification start temperature in addition to the improvement of the air permeability of the fusion layer described above. This is based on the principle that the reduction equilibrium point of FeO—Fe can be controlled by lowering the gasification start temperature of coke and lowering the heat storage zone temperature.
以上をまとめると、鉱石と小中塊コークスとを事前に混合した混合原料を装入して鉱石層中に小中塊コークスを混合させること（以下、「混合装入」とも記す）により、（１）炉下部融着帯における通気性の改善、（２）還元効率の改善といったメリットが期待できる。 To summarize the above, by charging a raw material mixed in advance with ore and small coke coke and mixing the small medium coke into the ore layer (hereinafter also referred to as “mixed charging”), ( Advantages such as 1) improvement in air permeability in the lower furnace cohesive zone and (2) improvement in reduction efficiency can be expected.
混合装入の効果を最大限に発揮するためには、粒径や密度の異なる鉱石やコークスなどからなる装入物を必要な部位に必要な量だけ装入することが重要となる。しかしながら、装入物は粒状体であるので、粒径差或いは密度差に起因するコークスと鉱石との偏析（分離）は基本的には不可避な問題である。そのため、装入物の性状・粒度或いは装入方法によって装入物の分布を制御する方法が、従来、提案されている。 In order to maximize the effect of the mixed charging, it is important to charge a necessary amount of a charging material composed of ore and coke having different particle diameters and densities. However, since the charge is granular, segregation (separation) between coke and ore due to particle size difference or density difference is basically an inevitable problem. For this reason, a method of controlling the distribution of the charge according to the property / grain size of the charge or the charging method has been proposed.
例えば特許文献１には、鉱石とコークスとの混合装入を行う際の旋回シュートの旋回速度を、鉱石及びコークスの少なくとも一つの単独装入を行う際の旋回速度よりも低速とするベルレス高炉への原料装入方法が提案されている。特許文献１に記載の方法によれば、鉱石とコークスとの同時装入時の旋回シュートの旋回速度を鉱石及びコークスの単独装入を行う際の旋回速度よりも低速とすることで、堆積面におけるコークスの偏析が抑制可能である、つまり、コークスと鉱石との分離を抑制した状態でコークス混合鉱石層を形成することができるとしている。尚、ベルレス高炉１とは、図２に示すように、炉頂バンカー１０から切り出された鉱石やコークスを流下させて炉内に装入する旋回シュート１１を炉頂部の内部に有する高炉を指す。旋回シュート１１は、炉中心を軸として炉の周方向に旋回し、且つ、旋回シュート１１を固定するピン１２を軸として炉の半径方向に傾動するように構成されている。 For example, Patent Document 1 discloses a bell-less blast furnace in which the turning speed of a turning chute when mixing ore and coke is mixed is lower than the turning speed when at least one of ore and coke is charged separately. A raw material charging method has been proposed. According to the method described in Patent Literature 1, the turning surface of the turning chute at the time of simultaneous charging of ore and coke is set to be lower than the turning speed at the time of charging ore and coke alone, so that the deposition surface It is said that segregation of coke in can be suppressed, that is, a coke mixed ore layer can be formed in a state where separation of coke and ore is suppressed. As shown in FIG. 2, the bell-less blast furnace 1 refers to a blast furnace having a swivel chute 11 inside the furnace top portion for flowing ore and coke cut out from the furnace top bunker 10 into the furnace. The turning chute 11 is configured to turn in the circumferential direction of the furnace with the furnace center as an axis, and to tilt in the radial direction of the furnace with a pin 12 that fixes the turning chute 11 as an axis.
一方、非特許文献４に記載の離散要素法（ＤＥＭ；Discrete Element Method）と呼ばれる数値計算手法の結果によれば、鉱石を模擬した粒径の異なる粒子が旋回シュート上を流下する際には、大粒径側の粒子は小粒径側の粒子から浮き上がり偏析することが知られている。つまり、鉱石と小中塊コークスとを旋回シュートを介して同時に装入した場合、鉱石に比較して粒度が大きく密度が低い小中塊コークスは、より顕著な旋回シュート上の偏析傾向を示すことが予想され、したがって、特許文献１に記載の方法を採用しても、炉半径方向における小中塊コークスの均一装入は困難であると考えられる。 On the other hand, according to the result of a numerical calculation method called Discrete Element Method (DEM) described in Non-Patent Document 4, when particles having different particle sizes simulating ores flow down on a turning chute, It is known that particles on the large particle size side float and segregate from particles on the small particle size side. In other words, when ore and small coke coke are charged simultaneously through a swivel chute, small medium coke that has a larger particle size and lower density than ore shows a more prominent segregation tendency on the swirl chute. Therefore, even if the method described in Patent Document 1 is adopted, it is considered difficult to uniformly charge small and medium-sized coke in the furnace radial direction.
ところで、特許文献２には、コークス混合鉱石層を形成する場合、小中塊コークスをコークス混合鉱石層の上部に偏析つまり偏在させることで、鉱石の平均還元率が向上することが報告されている。これは、通常、コークス混合鉱石層の層下部と層上部とを比較すると、上部は下部と比較して還元率が低いことから、還元率が低位であるコークス混合鉱石層上部のコークス混合率を高めることで、コークス混合鉱石層上部の還元率が向上することに基づくと考えられる。 By the way, when forming a coke mixed ore layer, it is reported by patent document 2 that the average reduction rate of an ore improves by segregating, that is, unevenly distributing the small and medium lump coke on the upper part of a coke mixed ore layer. . This is because when comparing the lower part and the upper part of the coke mixed ore layer, the upper part has a lower reduction rate than the lower part. It is thought that it is based on improving the reduction rate of the coke mixed ore layer upper part by raising.
特許文献２は、コークス混合鉱石層の上部にコークスを偏析させる方法について、「炉頂バンカー内上部に偏析制御板等を設置して、炉頂バンカーに装入される混合原料が炉頂バンカーの排出口に近い高炉の中心軸寄りに落下するような原料流れを形成しながら装入すればよい」と記載しているが、この方法だけでは、目的とする偏析状態を得ることが不十分であることを、本発明者らは確認している。また、この方法では炉頂バンカー内の上部に偏析制御板を設置する必要がある。 Patent Document 2 describes a method for segregating coke on the upper part of a coke mixed ore layer. `` It only has to be charged while forming a raw material flow that falls near the center axis of the blast furnace close to the discharge port '', but this method alone is insufficient to obtain the desired segregation state. We have confirmed that this is the case. In this method, it is necessary to install a segregation control plate in the upper part of the furnace top bunker.
上記のように、コークス混合鉱石層の上部にコークスを偏析させることは有効であることが知られているが、鉱石と小中塊コークスとを同時に装入した場合、鉱石に比較して粒度が大きく密度も低い小中塊コークスが旋回シュート上でも偏析する傾向があり、コークス混合鉱石層の上部にコークスを偏析させることは、十分には実施できていないのが実情であった。 As described above, it is known that it is effective to segregate coke on the upper part of the coke mixed ore layer, but when ore and small coke are charged at the same time, the particle size is smaller than that of the ore. Large and low density small coke has a tendency to segregate even on the swivel chute, and the actual situation is that segregation of coke on the upper part of the coke mixed ore layer has not been sufficiently implemented.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、鉱石と小中塊コークスとを混合した混合原料を高炉に装入するにあたり、炉半径方向におけるコークス混合率の均一性及びコークス混合鉱石層の層厚み方向において小中塊コークスをよりコークス混合鉱石層の上部に存在させることのできる、高炉への原料装入方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances. The purpose of the present invention is to charge a coke mixing ratio in the furnace radial direction when charging a mixed raw material obtained by mixing ore and small ingot coke into a blast furnace. It is intended to provide a raw material charging method to a blast furnace in which small and medium lump coke can be further present in the upper part of the coke mixed ore layer in the thickness direction of the coke mixed ore layer.
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］鉄鉱石と小中塊コークスとを事前に混合した混合原料を高炉に装入するにあたり、混合する小中塊コークスの平均粒径と混合する鉄鉱石の平均粒径との比（小中塊コークスの平均粒径／鉄鉱石の平均粒径）を０．８〜１．２の範囲とすることを特徴とする、高炉への原料装入方法。
［２］炉内の炉半径方向の各位置を、各位置までの炉中心からの距離を炉口径（半径）で除した無次元半径で表示したとき、前記混合原料の炉中心側位置を無次元半径０．１２の位置から０．２５の位置とし、前記混合原料の炉壁側位置を無次元半径０．８０の位置までの範囲として、前記混合原料を装入することを特徴とする、上記［１］に記載の高炉への原料装入方法。
［３］前記鉄鉱石が、焼結鉱であることを特徴とする、上記［１］または上記［２］に記載の高炉への原料装入方法。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] The ratio of the average particle size of the mixed small ore coke to the average particle size of the iron ore to be mixed (small) A method of charging a raw material into a blast furnace, characterized in that the average particle size of medium coke / average particle size of iron ore is in the range of 0.8 to 1.2.
[2] When each position in the furnace radial direction in the furnace is indicated by a dimensionless radius obtained by dividing the distance from the furnace center to each position by the furnace diameter (radius), the position of the mixed raw material on the furnace center side is not indicated. The mixed raw material is charged with the position of the dimensional radius 0.12 to the position of 0.25, the furnace wall side position of the mixed raw material as a range from the position of the dimensionless radius 0.80, The raw material charging method to the blast furnace as described in [1] above.
[3] The raw material charging method to the blast furnace according to [1] or [2] above, wherein the iron ore is sintered ore.
本発明によれば、高炉において、コークス混合鉱石層の小中塊コークスの混合率分布が適正に保たれ、これによって高炉の通気性の改善及び還元効率の向上が達成される。 According to the present invention, in the blast furnace, the mixing ratio distribution of the small and medium-sized coke in the coke mixed ore layer is appropriately maintained, thereby achieving improvement in the air permeability and reduction efficiency of the blast furnace.
以下、本発明を詳細に説明する。本発明は、離散要素法と呼ばれる数値シミュレーションに基づきなされたものである。離散要素法（Discrete Element Method）という計算手法は、個別要素法（Distinct Element Method）の名称でも呼ばれている。これらを代表して本発明では離散要素法と呼ぶ。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The present invention has been made based on a numerical simulation called a discrete element method. The calculation method called Discrete Element Method is also called the name of Discrete Element Method. In the present invention, these are representatively called the discrete element method.
本発明は、この離散要素法によって高炉炉頂部における鉄鉱石（鉱石）及びコークスの旋回シュートからの排出、堆積状況を模擬し、実炉でのコークス混合鉱石層における小中塊コークスの混合状況をシミュレートする。離散要素法によれば、装入される鉱石及びコークスは球形或いは非球形の粒子として構成され、個々の構成要素（粒子）について運動方程式を構築し、粒子間或いは粒子と壁間との接触による相互作用力を加味することで、個々の粒子の速度と位置とが逐次算出される。 The present invention simulates the discharge and deposition of iron ore (ore) and coke from the swirling chute at the top of the blast furnace by this discrete element method, and the mixing state of small and medium mass coke in the coke mixed ore layer in the actual furnace. Simulate. According to the discrete element method, the charged ore and coke are configured as spherical or non-spherical particles, and equations of motion are constructed for individual components (particles), by contact between particles or between particles and walls. By taking the interaction force into account, the velocity and position of each particle are sequentially calculated.
以下、離散要素法によるシミュレーション結果について説明する。 Hereinafter, simulation results by the discrete element method will be described.
まず、装入物を堆積している炉頂部を模擬したモデルを作成した。図３は、高炉炉頂部における装入物の堆積断面を示す。図３に示すように、高炉への装入物は、通常、鉱石と小中塊コークスとを事前に混合した混合原料、及び、大塊コークスが、それぞれ２回づつ、計４回に分けて装入される。４回に分けられたこの一連の装入を１チャージと呼称する。図３において、符号Ｃ１で示す層が１回目の大塊コークスの装入によって形成されたコークス層で、符号Ｃ２で示す層が２回目の大塊コークスの装入によって形成されたコークス層であり、符号Ｏ１で示す層が１回目の混合原料の装入によって形成されたコークス混合鉱石層で、符号Ｏ２で示す層が２回目の混合原料の装入によって形成されたコークス混合鉱石層である。尚、本明細書における小中塊コークスとは、目開き寸法が４０ｍｍの篩分器を通過するサイズのコークスであり、長径が４０ｍｍを超える紡錘形コークスであっても、目開き寸法が４０ｍｍの篩分器を通過する限り、小中塊コークスと定義する。 First, a model simulating the top of the furnace where the charge was deposited was created. FIG. 3 shows a charge cross-section at the top of the blast furnace. As shown in FIG. 3, the charge to the blast furnace is usually divided into four times, each of the mixed raw material in which the ore and small medium coke are mixed in advance and the large coke coke twice. It is inserted. This series of charging divided into four times is called one charge. In FIG. 3, the layer indicated by reference numeral C 1 is a coke layer formed by charging the first large block coke, and the layer indicated by reference numeral C 2 is formed by charging the second large block coke. , and the coke mixed ore layer formed by charging the mixed material layer th one indicated by reference numeral O 1, coke mixed ore layer indicated by reference numeral O 2 is formed by loading of the second mixed feed Is a layer. The small coke in this specification is a coke having a size passing through a sieving machine having an opening size of 40 mm, and even a spindle type coke having a major axis exceeding 40 mm has a sieve size having an opening size of 40 mm. As long as it passes through the divider, it is defined as a small coke.
混合原料及び大塊コークスの１回あたりの装入は１バッチと呼ばれ、１チャージあたりの装入は、混合原料及び大塊コークスそれぞれ２バッチの装入から構成される。そのため、コークス混合鉱石層中に混合された小中塊コークスが炉上部に堆積した際の混合率分布を推定する上では、小中塊コークスを混合している混合原料のバッチのみを対象として計算を行えばよい。 The charging of the mixed raw material and the large coke is called one batch, and the charging per charge is composed of two batches of the mixed raw material and the large coke. Therefore, in estimating the mixing ratio distribution when small coke coke mixed in the coke mixed ore layer is deposited on the upper part of the furnace, calculation is performed only for batches of mixed raw materials mixed with small coke coke. Can be done.
図４に本発明で使用した計算領域のモデルを示す。通常、ベルレス高炉１では高炉炉頂部に設置された炉頂バンカー１０に鉱石、コークスなどの装入物を装入して貯蔵し、これら装入物を装入する際には、炉頂バンカー１０の下部のゲートを開き炉頂バンカー１０から装入物を排出する。炉頂バンカー１０から排出された装入物は８〜１０ｒｐｍ程度の回転速度で旋回する旋回シュート１１の内部を流下し、炉頂部に排出される。尚、図４（Ａ）は、ベルレス高炉の炉頂部の概略縦断面図、図４（Ｂ）は、高炉炉頂部における装入物の堆積断面、図４（Ｃ）は、離散要素法による計算領域を示す図である。 FIG. 4 shows a calculation domain model used in the present invention. Normally, in the bell-less blast furnace 1, charges such as ore and coke are charged and stored in a furnace bunker 10 installed at the top of the blast furnace, and when charging these charges, The lower gate is opened and the charge is discharged from the furnace top bunker 10. The charge discharged from the furnace top bunker 10 flows down the inside of the turning chute 11 turning at a rotational speed of about 8 to 10 rpm, and is discharged to the furnace top. 4A is a schematic longitudinal sectional view of the top of the bell-less blast furnace, FIG. 4B is a deposition cross-section of the charge at the top of the blast furnace, and FIG. 4C is a calculation by a discrete element method. It is a figure which shows an area | region.
本発明で採用している離散要素法では、計算対象とする粒子数が増加するほど計算負荷が増加し、シミュレーションに要する時間が増加する。そのため本発明では、炉頂バンカー１０の下部からの粒子の排出、及び、排出後の粒子の旋回シュート１１での流下は考慮せず、炉中心から炉壁間の旋回シュート１１の移動（以下、「傾動」と記す）及び傾動する旋回シュート１１の先端からの粒子の排出のみを考慮する。また、炉頂の全周にわたる領域を対象として計算を実施するのは、同様に計算負荷の増大を招くので、図４（Ｃ）に示すような、幅が１０Ｄｐ（Ｄｐ；小中塊コークスの平均粒径）の矩形の領域を対象として計算を実施する。 In the discrete element method employed in the present invention, the calculation load increases as the number of particles to be calculated increases, and the time required for the simulation increases. Therefore, in the present invention, the discharge of the particles from the lower part of the furnace top bunker 10 and the flow of the discharged particles on the swirl chute 11 are not considered, and the movement of the swirl chute 11 between the furnace center and the furnace wall (hereinafter, Only the discharge of particles from the tip of the tilting swivel chute 11 is considered. In addition, since the calculation for the region covering the entire circumference of the furnace top similarly increases the calculation load, as shown in FIG. 4C, the width is 10D p (D p ; The calculation is performed on a rectangular area of the average particle size of the coke).
また、前述のとおり、小中塊コークスを混合したコークス混合鉱石層のみを計算すればよいことから、コークス層の形状を模擬した下面形状を用意し、その上に鉱石及び小中塊コークスを装入する。小中塊コークス及び鉱石（図４は鉱石として焼結鉱を用いた例である）は、図４に示す粒子排出部１３（旋回シュート１１の先端）から同時に排出して堆積させる。コークス混合鉱石層への小中塊コークスの混合量は６０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇを設定した。 In addition, as described above, since only the coke mixed ore layer in which small coke coke is mixed needs to be calculated, a bottom surface shape simulating the shape of the coke layer is prepared, and the ore and small medium coke are loaded thereon. Enter. Small medium-sized coke and ore (FIG. 4 is an example using sintered ore as the ore) are simultaneously discharged and deposited from the particle discharge unit 13 (tip of the swirl chute 11) shown in FIG. The mixing amount of the small medium mass coke to the coke mixed ore layer was set to 60 kg / t-pig.
離散要素法によるコークス混合鉱石層の堆積形状の計算結果の一例を図５に示す。離散要素法によりコークス混合鉱石層の堆積形状を算出後、図５に示す炉半径方向及び層厚方向について領域を分割後にサンプリングを行い、各サンプリング位置における小中塊コークスの混合率Ｘｋ（ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ）を算出した。尚、混合率Ｘｋの定義は、以下の（１）式に示す通りである。（１）式の質量は「ｋｇ」表示とすればよい。（１）式では、鉱石質量から銑鉄質量に換算するために、補正係数として１．６を掛けている。 An example of the calculation result of the deposited shape of the coke mixed ore layer by the discrete element method is shown in FIG. After calculating the deposit shape of the coke mixed ore layer by the discrete element method, sampling is performed after dividing the region in the furnace radial direction and the layer thickness direction shown in FIG. 5, and the mixing ratio X k (kg / T-pig) was calculated. The definition of the mixing ratio Xk is as shown in the following equation (1). The mass of the equation (1) may be expressed as “kg”. In the equation (1), 1.6 is multiplied as a correction coefficient in order to convert from ore mass to pig iron mass.
Ｘｋ＝［(サンプリング位置のコークス質量)／(サンプリング位置の鉱石質量)］×1.6×1000・・・（１）
混合原料中の小中塊コークスの平均粒径と鉄鉱石の平均粒径との比（小中塊コークスの平均粒径／鉄鉱石の平均粒径）を種々変化させ、コークス混合鉱石層の堆積状態を計算した。尚、本発明における粒径は、平均粒径を指す。次いで、炉半径方向及び層厚方向の各位置について混合率Ｘｋを算出した後、炉半径方向及び層厚方向のそれぞれについて混合率Ｘｋの偏差σを算出した。偏差σが小さいほどコークス混合鉱石層中における小中塊コークスの偏析性が小さく、混合性が良好となる。
X k = [(Coke mass at sampling position) / (Ore mass at sampling position)] × 1.6 × 1000 (1)
The ratio of the average particle size of small coke coke to the average particle size of iron ore in the mixed raw material (average medium particle size of small coke coke / average particle size of iron ore) was variously changed to deposit the coke mixed ore layer The state was calculated. In addition, the particle size in this invention points out an average particle size. Next, after calculating the mixing rate X k for each position in the furnace radial direction and the layer thickness direction, the deviation σ of the mixing rate X k was calculated for each of the furnace radial direction and the layer thickness direction. The smaller the deviation σ, the smaller is the segregation of small coke in the coke mixed ore layer, and the better the mixing is.
図６に、小中塊コークスの粒径と鉄鉱石の粒径との比（小中塊コークスの平均粒径／鉄鉱石の平均粒径）が１．９及び０．５の場合におけるコークス混合鉱石層断面の小中塊コークスの透視図を示す。図６に示すように、比（小中塊コークスの平均粒径／鉄鉱石の平均粒径）が１．９の場合は、小中塊コークスが層厚方向の下部に偏析し、一方、比（小中塊コークスの平均粒径／鉄鉱石の平均粒径）が０．５の場合は、小中塊コークスが層厚方向で略均一に分散することがわかる。尚、以下、小中塊コークスの粒径と鉄鉱石の粒径との比（小中塊コークスの平均粒径／鉄鉱石の平均粒径）を、単に「粒径比」とも記す。 Fig. 6 shows the mixing of coke in the case where the ratio of the particle size of small coke coke to the particle size of iron ore (average particle size of small coke coke / average particle size of iron ore) is 1.9 and 0.5. A perspective view of a small medium mass coke in the cross section of the ore layer is shown. As shown in FIG. 6, when the ratio (average particle size of small coke coke / average particle size of iron ore) is 1.9, small coke coke segregates in the lower part in the layer thickness direction, while It can be seen that when the (average particle size of small coke coke / average particle size of iron ore) is 0.5, the small medium coke is dispersed substantially uniformly in the layer thickness direction. Hereinafter, the ratio of the particle size of the small medium lump coke to the particle size of the iron ore (the average particle size of the small medium lump coke / the average particle size of the iron ore) is also simply referred to as “particle size ratio”.
また、図７に、粒径比が１．９、１．２、０．８、０．５の場合における、層厚方向の混合率Ｘｋの分布を示す。図７から明らかなように、粒径比が０．８の場合は、小中塊コークスが層厚方向で略均一に分散しているが、粒径比が０．８よりも小さくなると、層厚方向の上部側に小中塊コークスが偏析し、逆に、粒径比が０．８よりも大きくなると、層厚方向の下部側に小中塊コークスが偏析する傾向であることがわかった。尚、図７の縦軸は、サンプリング位置の層高さを炉口径（半径）で除した、無次元化した数値で表示している。 Further, in FIG. 7, in the case where the particle diameter ratio of 1.9,1.2,0.8,0.5, showing the distribution of the mixing ratio X k of the layer thickness direction. As is clear from FIG. 7, when the particle size ratio is 0.8, the small medium coke is substantially uniformly dispersed in the layer thickness direction, but when the particle size ratio is smaller than 0.8, the layer It was found that the small coke coke segregates on the upper side in the thickness direction, and conversely, when the particle size ratio is larger than 0.8, the small coke coke tends to segregate on the lower side in the layer thickness direction. . In addition, the vertical axis | shaft of FIG. 7 is displayed by the non-dimensional numerical value which remove | divided the layer height of the sampling position by the furnace diameter (radius).
即ち、図６及び図７より、粒径比の低下に伴って、小中塊コークスの層内の分散性が向上し、小中塊コークスは堆積斜面の表層側へも分布することがわかった。 That is, from FIG. 6 and FIG. 7, it was found that as the particle size ratio decreased, the dispersibility of the small medium coke in the layer was improved, and the small medium coke was also distributed on the surface layer side of the deposition slope. .
図８に、粒径比が１．９、１．２、０．８、０．５の場合における、層厚方向の混合率Ｘｋの偏差σを示す。図８に示すように、粒径比の低下に伴って層厚方向の偏差σが低下し、混合性が改善することがわかる。 8, in the case where the particle diameter ratio of 1.9,1.2,0.8,0.5, showing a deviation σ of the mixing ratio X k of the layer thickness direction. As shown in FIG. 8, it can be seen that the deviation σ in the layer thickness direction decreases as the particle size ratio decreases, and the mixing property improves.
次に、図９に、粒径比が１．９、１．２、０．８、０．５の場合における、炉半径方向での混合率Ｘｋの分布を示す。図９の横軸は、炉半径方向の各サンプリング点の位置までの炉中心からの距離を炉口径（半径）で除した、無次元化した数値、つまり「無次元半径」で表示している。図９に示すように、各粒径比の場合とも、小中塊コークスは炉中心側及び炉壁側に偏析する傾向にあることがわかる。 Next, in FIG. 9, in the case where the particle diameter ratio of 1.9,1.2,0.8,0.5, showing the distribution of the mixing ratio X k in the furnace radial direction. The horizontal axis in FIG. 9 represents a non-dimensional value obtained by dividing the distance from the furnace center to the position of each sampling point in the furnace radial direction by the furnace diameter (radius), that is, “non-dimensional radius”. . As shown in FIG. 9, it can be seen that the small coke coke tends to segregate on the furnace center side and the furnace wall side in each particle size ratio.
また、図９より、炉半径方向において、小中塊コークスと鉱石とが一定の割合で分布している領域が存在することがわかる。このような領域は小中塊コークスの混合率Ｘｋが２０〜１００ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ、即ち、偏差σが４０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ以下の領域となる。 Moreover, it can be seen from FIG. 9 that there is a region where small and medium-sized coke and ore are distributed at a certain ratio in the furnace radial direction. Such regions are mixing ratio X k elementary, middle lump coke 20 and 100 kg / t-pig, i.e., deviation σ is 40 kg / t-pig following areas.
図１０に、粒径比が１．９、１．２、０．８、０．５の場合における、炉半径方向での混合率Ｘｋの偏差σを示す。前述の図９から得られた、小中塊コークスと鉱石とが一定の割合で分布している条件である、混合率Ｘｋの偏差σが４０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ以下の領域を図１０にあてはめれば、粒径比が０．８から１．２の範囲内のときに、炉半径方向おいて混合率がより均一な状態を保てることが期待できる。 10, in the case where the particle diameter ratio of 1.9,1.2,0.8,0.5, showing a deviation σ of the mixing ratio X k in the furnace radial direction. FIG. 10 shows an area where the deviation σ of the mixing ratio Xk is 40 kg / t-pig or less, which is a condition in which the small medium coke and the ore are distributed at a certain ratio, obtained from FIG. Thus, when the particle size ratio is in the range of 0.8 to 1.2, it can be expected that the mixing ratio is more uniform in the furnace radial direction.
更に、小中塊コークスと鉄鉱石とを混合した混合原料の炉内への装入範囲を炉半径方向で変化させた場合について、離散要素法によってシミュレーションし、小中塊コークスの炉半径方向の混合率Ｘｋ及び混合率Ｘｋの偏差σを算出した。 Furthermore, the case of changing the charging range of the mixed raw material in which the small coke coke and iron ore are mixed into the furnace in the radial direction of the furnace is simulated by the discrete element method, and the small radial coke in the radial direction of the furnace is simulated. The mixing rate X k and the deviation σ of the mixing rate X k were calculated.
高炉内に堆積した装入物や高炉内のガス流速などの分布は、堆積領域を炉半径方向に等断面積で中心部、中間部、周辺部に３等分して扱われることが多いが、炉口径（半径）をＲ０とすると、約０．８０×Ｒ０の距離よりも炉壁側が周辺部に相当する。当領域では鉱石層の厚みは薄く、ガスパスとなるコークス層は厚くなることが多い。そのため、０．８０×Ｒ０よりも炉壁側の領域は、還元性、通気性ともに十分であるために、混合装入によって得られる効果は少ない。そのため、本シミュレーションでは、図１１に示すように、炉中心から０．８０×Ｒ０の距離、炉壁側に離れた位置を原料装入終点位置として設定した。この条件のもと、炉口径Ｒ０に対する混合原料の炉内への装入範囲の比率を４０％から７０％の範囲で変更した。つまり、炉口径Ｒ０に対する混合原料の炉内への装入範囲の比率が４０％の場合は、炉内の各位置を無次元半径で表示したときに無次元半径０．４０の位置から無次元半径０．８０の位置までの範囲に混合原料を装入し、炉口径Ｒ０に対する混合原料の炉内への装入範囲の比率が７０％の場合は、無次元半径０．１０の位置から無次元半径０．８０の位置までの範囲に混合原料を装入することになる。 The distribution of the charge accumulated in the blast furnace and the gas flow velocity in the blast furnace are often handled by dividing the deposition region into three equal parts in the center, middle, and peripheral areas in the cross-sectional area in the radial direction of the furnace. When the furnace diameter (radius) is R 0 , the furnace wall side corresponds to the peripheral part rather than the distance of about 0.80 × R 0 . In this region, the ore layer is thin and the coke layer that serves as a gas path is often thick. For this reason, the region closer to the furnace wall than 0.80 × R 0 is sufficient in both reducing property and air permeability, so that the effect obtained by mixing charging is small. Therefore, in this simulation, as shown in FIG. 11, a distance of 0.80 × R 0 from the furnace center and a position away from the furnace wall side was set as the raw material charging end point position. Under these conditions, the ratio of the charging range of the mixed raw material into the furnace with respect to the furnace diameter R 0 was changed in the range of 40% to 70%. That is, when the ratio of the charging range of the mixed raw material into the furnace with respect to the furnace diameter R 0 is 40%, when each position in the furnace is displayed with a dimensionless radius, the position from the dimensionless radius of 0.40 When the mixed raw material is charged in the range up to the position of the dimension radius 0.80 and the ratio of the charging range of the mixed raw material into the furnace with respect to the furnace diameter R 0 is 70%, the position of the dimensionless radius 0.10 To the range of a dimensionless radius of 0.80.
図１２に、横軸を、炉口径Ｒ０に対する混合原料の炉内への装入範囲の比率とし、縦軸を、炉半径方向の混合率Ｘkの偏差σとして、炉半径方向の混合率Ｘkの偏差σと原料装入範囲との関係の調査結果を示す。尚、図１２は、粒径比が１．２の場合の計算結果を示したものであるが、本発明者らは、粒径比が０．８〜１．２の場合は、図１２と同様の傾向であることを確認している。 In FIG. 12, the horizontal axis is the ratio of the charging range of the mixed raw material into the furnace with respect to the furnace diameter R 0 , and the vertical axis is the deviation σ of the mixing ratio X k in the furnace radial direction. It shows the investigation results of the relationship between the deviation σ and the raw material charging range of X k. FIG. 12 shows the calculation result when the particle size ratio is 1.2. However, the present inventors have shown that when the particle size ratio is 0.8 to 1.2, FIG. The same trend has been confirmed.
図１２から明らかなように、炉口径Ｒ０に対する混合原料の炉内への装入範囲の比率が５５％（即ち、無次元半径０．２５の位置から装入開始）未満の場合では、混合率Ｘkの偏差σは原料装入範囲の比率の低下に伴い上昇し、混合性が悪化する。これは、原料装入範囲の比率が低下すると、同一落下面に装入される混合原料の量が増加し、混合原料堆積面の角度が急勾配化することで原料中の混合コークスが偏析してしまうためである。一方、炉口径Ｒ０に対する混合原料の炉内への装入範囲の比率が５５％以上の場合は、偏差σの変動は小さく、混合性が装入範囲の影響を受けにくくなっていることがわかる。 As is clear from FIG. 12, when the ratio of the charging range of the mixed raw material into the furnace with respect to the furnace diameter R 0 is less than 55% (that is, charging starts from the position of the dimensionless radius 0.25), the mixing is performed. the deviation σ rate X k increases with the decrease in the ratio of the raw material charging range, mixing deteriorates. This is because when the ratio of the raw material charging range decreases, the amount of the mixed raw material charged to the same falling surface increases, and the mixed coke in the raw material segregates due to the steep slope of the mixed raw material deposition surface. It is because it ends up. On the other hand, when the ratio of the charging range of the mixed raw material into the furnace with respect to the furnace diameter R 0 is 55% or more, the variation of the deviation σ is small, and the mixing property is less affected by the charging range. Recognize.
一方、図１に示すように、高炉炉下部には炉芯と呼ばれる、コークスの降下速度が他の領域と比較して非常に遅い領域が存在する。一般的に炉芯における通気性の低下は、装入物の降下不順とこれに伴う炉熱変動により安定操業を阻害するので、通気性を確保するために高炉中心部に塊コークスが装入される。非特許文献５によれば、炉芯は無次元半径で０の位置から０．１２の位置（即ち、装入範囲が６８％以上）の範囲に装入されたコークスから構成されることがわかっており、したがって、当該領域に小粒径である小中塊コークスを装入することは通気性の確保の点において好ましくない。 On the other hand, as shown in FIG. 1, there is a region called a core in the lower portion of the blast furnace where the coke descending speed is very slow compared to other regions. In general, a decrease in air permeability in the furnace core hinders stable operation due to unsatisfactory descending of the charge and the accompanying fluctuations in furnace heat, so lump coke is charged in the center of the blast furnace to ensure air permeability. The According to Non-Patent Document 5, it is understood that the core is composed of coke charged in a dimensionless radius from a position of 0 to a position of 0.12 (that is, a charging range of 68% or more). Therefore, it is not preferable from the viewpoint of ensuring air permeability to insert small coke having a small particle diameter in the region.
この結果から、小中塊コークスと鉄鉱石との混合原料を装入するにあたり、炉頂部において、図１２に示すとおり、無次元半径０．１２の位置から０．２５の位置までの範囲を装入開始の位置として、無次元半径０．８０の位置までの範囲に混合原料を装入することで、小中塊コークスの混合率Ｘkの偏差σを最小とすることが可能となることがわかった。即ち、小中塊コークスの混合率Ｘkの偏差σを最小とするためには、混合原料の炉中心側位置を無次元半径０．１２の位置から０．２５の位置とし、混合原料の炉壁側位置を無次元半径０．８０の位置までの範囲とすることが好ましい。この場合の原料装入範囲の炉口径Ｒ０に対する比率は５５〜６８％になる。 From this result, when charging the mixed raw material of small coke coke and iron ore, the range from the position of dimensionless radius 0.12 to the position of 0.25 is loaded at the top of the furnace as shown in FIG. It is possible to minimize the deviation σ of the mixing ratio X k of the small and medium-sized coke by charging the mixed raw material in the range up to the position of the dimensionless radius 0.80 as the starting position of the charging. all right. That is, in order to minimize deviation σ of the mixing ratio X k elementary, middle lump coke, the furnace center side position of the mixed material and the position of 0.25 from the position of the dimensionless radius 0.12, furnace mixed material It is preferable that the wall side position is in a range up to a position having a dimensionless radius of 0.80. Ratio furnace diameter R 0 of the raw material charging range in this case is 55 to 68%.
本発明は、上記の離散要素法によるシミュレーション結果に基づいてなされたものであり、鉄鉱石と小中塊コークスとを事前に混合した混合原料と、大塊コークスとを、高炉内に交互に装入し、混合原料からなるコークス混合鉱石層と大塊コークスからなるコークス層とを、層状に形成する操業において、混合原料に混合する小中塊コークスの平均粒径と鉄鉱石の平均粒径との比（小中塊コークスの平均粒径／鉄鉱石の平均粒径）を０．８〜１．２の範囲とすることを必須とする。その際、混合原料を、無次元半径０．１２から０．２５の位置を装入開始の位置として、無次元半径０．８０の位置までの範囲に装入すること、及び、鉄鉱石としては、一般的に使用される焼結鉱を使用することが好ましい。 The present invention was made on the basis of the simulation results obtained by the discrete element method described above. The mixed raw material obtained by previously mixing iron ore and small medium coke and large coke are alternately loaded in the blast furnace. In the operation of forming a coke mixed ore layer made of mixed raw material and a coke layer made of large block coke in a layered manner, the average particle size of small medium block coke mixed with the mixed raw material and the average particle size of iron ore It is essential that the ratio of (average particle size of small coke / average particle size of iron ore) be in the range of 0.8 to 1.2. At that time, the mixed raw material is charged in the range up to the position of the dimensionless radius 0.80, with the position of the dimensionless radius 0.12 to 0.25 as the starting position, and as the iron ore It is preferable to use a commonly used sintered ore.
この構成の本発明によれば、高炉において、コークス混合鉱石層の小中塊コークスの混合率分布が適正に保たれ、これによって高炉の通気性の改善及び還元効率の向上が達成される。 According to the present invention having this configuration, in the blast furnace, the mixing ratio distribution of the small and medium-sized coke in the coke mixed ore layer is appropriately maintained, thereby achieving improvement in air permeability and reduction efficiency of the blast furnace.
離散要素法によるシミュレーション結果の妥当性を確認するために、鉄鉱石として焼結鉱を使用し、焼結鉱中に小中塊コークスを混合させた試料の荷重軟化試験を実施し、融着層の通気抵抗を評価した。 In order to confirm the validity of the simulation results by the discrete element method, a load softening test was performed on a sample in which sintered ore was used as iron ore, and small and medium-sized coke was mixed in the sintered ore. The ventilation resistance was evaluated.
図１３に、荷重軟化試験装置の概略図を示す。荷重軟化試験装置２１は、複数の加熱炉２２を備えており、加熱炉２２で加熱した雰囲気（Ｎ２−ＣＯ−ＣＯ２雰囲気）中で鉱石などの試料２４を加熱し、加熱した試料２４に荷重器２３を介して荷重を付与し、荷重を付与したときの試料２４の圧力損失を求めることができる装置である。図１３中の符号２５はガス混合器、２６はガス分析計である。荷重軟化試験装置２１は、鉱石類の高温性状を評価するために利用されている。 In FIG. 13, the schematic of a load softening test apparatus is shown. The load softening test apparatus 21 includes a plurality of heating furnaces 22, and heats a sample 24 such as ore in an atmosphere heated by the heating furnace 22 (N 2 —CO—CO 2 atmosphere). This is an apparatus that can apply a load via the loader 23 and determine the pressure loss of the sample 24 when the load is applied. Reference numeral 25 in FIG. 13 is a gas mixer, and 26 is a gas analyzer. The load softening test device 21 is used for evaluating the high-temperature properties of ores.
試験では、コークス混合鉱石層での小中塊コークスの混合量が６０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇに相当する条件下のもとで、小中塊コークスと鉱石との粒径比を種々変化させた試料２４において、軟化・融着した試料２４の通気抵抗を評価した。具体的には、小中塊コークスと焼結鉱とを混合した混合原料を直径５０ｍｍの黒鉛製の坩堝に充填し、この坩堝を荷重軟化試験装置２１の内部に静置し、高炉内を模擬した条件下（温度パターン、試料と反応させるガスの組成、試料に負荷する荷重）において、コークス混合鉱石層を模擬した試料２４の圧力損失を測定した。 In the test, sample 24 was obtained by changing the particle size ratio of the small ingot coke and the ore under various conditions under the condition where the mixing amount of the small ingot coke in the coke mixed ore layer corresponds to 60 kg / t-pig. Then, the airflow resistance of the softened / fused sample 24 was evaluated. Specifically, a mixed raw material obtained by mixing small medium-sized coke and sintered ore is filled in a graphite crucible having a diameter of 50 mm, and this crucible is left in the load softening test apparatus 21 to simulate the inside of a blast furnace. Under these conditions (temperature pattern, composition of gas reacted with the sample, load applied to the sample), the pressure loss of the sample 24 simulating the coke mixed ore layer was measured.
図１４に、粒径比が１．９、１．２、０．８、０．５の場合における、溶融した試料２４の圧力損失の測定結果を示す。粒径比が０．８〜１．２の範囲において通気抵抗は低位を保ち、通気抵抗の緩和に効果があることがわかった。この結果は、離散要素法によるシミュレーションの結果と良く一致していた。即ち、離散要素法によるシミュレーションの結果は妥当であることが確認できた。 FIG. 14 shows the measurement results of the pressure loss of the molten sample 24 when the particle size ratio is 1.9, 1.2, 0.8, and 0.5. It was found that when the particle size ratio is in the range of 0.8 to 1.2, the ventilation resistance remains low, and the ventilation resistance is effective. This result was in good agreement with the result of the simulation by the discrete element method. That is, it was confirmed that the result of the simulation by the discrete element method is appropriate.
本実施例では、内容積が５０００ｍ３である高炉を用い、旋回シュートを用いて、高炉内にコークスと混合原料とを交互に装入した。尚、本実施例で用いた混合原料は、鉱石原料としては鉄含有量が５８質量％の焼結鉱を用い、塊鉱石は鉄含有量が６０質量％のものを用いた。また、コークスは固定炭素を８８質量％含むものを用いた。 In this example, a blast furnace with an internal volume of 5000 m 3 was used, and coke and mixed raw materials were alternately charged into the blast furnace using a turning chute. In addition, the mixed raw material used by the present Example used the sintered ore whose iron content is 58 mass% as an ore raw material, and used the lump ore whose iron content is 60 mass%. Coke containing 88% by mass of fixed carbon was used.
試験では、コークス混合鉱石層での小中塊コークスの混合量が６０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの条件下で、小中塊コークスと鉱石との粒径比を種々変化させた際の高炉の通気性を評価した。 In the test, the air permeability of the blast furnace when the particle size ratio of the small medium coke and the ore was varied under the condition that the mixing amount of the small medium coke in the coke mixed ore layer was 60 kg / t-pig. evaluated.
高炉の通気性の評価は、下記の（２）式で求められる通気抵抗指数で評価した。 The air permeability of the blast furnace was evaluated by the airflow resistance index obtained by the following equation (2).
通気抵抗指数＝（ＰＢ ２−ＰＴ ２）／Ｖ1.7×１００・・・（２）
（２）式において、ＰＢは送風圧（ｋＰａ）、ＰＴは炉頂圧（ｋＰａ）、Ｖは送風量（Ｎｍ３／ｍｉｎ）である。求められる通気抵抗指数が大きいほど、炉内での圧力損失が高く通気性が悪いことを示し、低いほど炉内通気性が良好であることを示す。
Ventilation resistance index = (P B 2 −P T 2 ) / V 1.7 × 100 (2)
In the formula (2), P B is the blowing pressure (kPa), PT is the furnace top pressure (kPa), and V is the blowing amount (Nm 3 / min). The larger the required airflow resistance index, the higher the pressure loss in the furnace and the worse the air permeability, and the lower the airflow resistance index, the better the air permeability in the furnace.
表１に、鉱石と小中塊コークスとを混合した混合原料の装入範囲を無次元半径０．２０の位置から無次元半径０．８０の位置までの範囲として、小中塊コークスと鉱石との粒径比(小中塊コークス粒径／鉱石粒径)を０．５〜１．９の範囲に変化させたときの通気抵抗指数の調査結果を示す。尚、表１において、コークス比及び微粉炭比は、銑鉄１トンあたりを製造するのに要したコークス及び微粉炭の使用量を表す。 In Table 1, the charging range of the mixed raw material in which the ore and the small ingot coke are mixed is defined as the range from the position of the dimensionless radius 0.20 to the position of the dimensionless radius 0.80. The results of the investigation of the airflow resistance index when the particle size ratio (small medium mass coke particle size / ore particle size) is changed in the range of 0.5 to 1.9 are shown. In Table 1, the coke ratio and the pulverized coal ratio represent the amounts of coke and pulverized coal used to produce per ton of pig iron.
表１に示すように、本発明の範囲では通気抵抗指数は低位であり、本発明を適用することで、コークス混合鉱石層の小中塊コークスの混合率分布が適正に保たれ、これによって高炉の通気性の改善及び還元効率の向上が実現されることが確認できた。 As shown in Table 1, in the range of the present invention, the airflow resistance index is low, and by applying the present invention, the mixing ratio distribution of the small and medium mass coke of the coke mixed ore layer is appropriately maintained, and thereby the blast furnace It was confirmed that the air permeability and the reduction efficiency were improved.
また、表２に、小中塊コークスと鉱石との粒径比(小中塊コークス粒径／鉱石粒径)を１．０及び１．２としたときに、鉱石と小中塊コークスとを混合した混合原料の装入範囲を変化させたときの通気抵抗指数の調査結果を示す。 Also, in Table 2, when the particle size ratio between small coke coke and ore (small medium coke particle size / ore particle size) is 1.0 and 1.2, the ore and small medium coke are The examination result of the ventilation resistance index when changing the charging range of the mixed raw material mixed is shown.
表２に示すように、混合原料の装入範囲が、無次元半径０．３５の位置から無次元半径０．８０の位置までの場合に比較して、混合原料の装入範囲を無次元半径０．１２の位置または０．２５の位置から０．８０の位置までの範囲とした場合には、高炉の通気抵抗指数がより低位に保たれることが確認できた。 As shown in Table 2, the mixed raw material charging range is a dimensionless radius compared to the case where the charging range of the mixed raw material is from the position of dimensionless radius 0.35 to the position of dimensionless radius 0.80. It was confirmed that the ventilation resistance index of the blast furnace was kept at a lower level when the position was from 0.12 or 0.25 to 0.80.
１ ベルレス高炉
１０ 炉頂バンカー
１１ 旋回シュート
１２ ピン
１３ 粒子排出部
２１ 荷重軟化試験装置
２２ 加熱炉
２３ 荷重器
２４ 試料
２５ ガス混合器
２６ ガス分析計
1 Bellless Blast Furnace 10 Furnace Bunker 11 Swivel Chute 12 Pin 13 Particle Discharge Part 21 Load Softening Test Device 22 Heating Furnace 23 Loader 24 Sample 25 Gas Mixer 26 Gas Analyzer
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020015933A (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 日本製鉄株式会社 | Bell-less blast furnace charge method |
| US10830193B2 (en) | 2018-08-08 | 2020-11-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Intake manifold for engine |
| US10890088B2 (en) | 2018-08-08 | 2021-01-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Intake manifold for engine |
| CN114058749A (en) * | 2021-11-29 | 2022-02-18 | 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 | Method for researching degradation of smokeless lump coal in blast furnace |
| CN115436238A (en) * | 2022-09-22 | 2022-12-06 | 中冶南方工程技术有限公司 | Blast furnace raw fuel granularity online detection method and system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07150208A (en) * | 1993-11-30 | 1995-06-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Operation of blast furnace |
| JPH08283804A (en) * | 1995-02-15 | 1996-10-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Operation of blast furnace |
| JP2010150646A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Jfe Steel Corp | Method for charging raw material into blast furnace |
| WO2015045369A1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Method for charging raw materials into blast furnace |
-
2016
- 2016-11-02 JP JP2016214956A patent/JP6447614B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07150208A (en) * | 1993-11-30 | 1995-06-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Operation of blast furnace |
| JPH08283804A (en) * | 1995-02-15 | 1996-10-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Operation of blast furnace |
| JP2010150646A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Jfe Steel Corp | Method for charging raw material into blast furnace |
| WO2015045369A1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Method for charging raw materials into blast furnace |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020015933A (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 日本製鉄株式会社 | Bell-less blast furnace charge method |
| JP7073962B2 (en) | 2018-07-24 | 2022-05-24 | 日本製鉄株式会社 | How to charge the bellless blast furnace |
| US10830193B2 (en) | 2018-08-08 | 2020-11-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Intake manifold for engine |
| US10890088B2 (en) | 2018-08-08 | 2021-01-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Intake manifold for engine |
| CN114058749A (en) * | 2021-11-29 | 2022-02-18 | 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 | Method for researching degradation of smokeless lump coal in blast furnace |
| CN114058749B (en) * | 2021-11-29 | 2023-02-10 | 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 | Method for researching degradation of smokeless lump coal in blast furnace |
| CN115436238A (en) * | 2022-09-22 | 2022-12-06 | 中冶南方工程技术有限公司 | Blast furnace raw fuel granularity online detection method and system |
| CN115436238B (en) * | 2022-09-22 | 2023-11-21 | 中冶南方工程技术有限公司 | Blast furnace raw fuel granularity online detection method and system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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