JP2724208B2 - 高炉操業方法 - Google Patents
高炉操業方法Info
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- JP2724208B2 JP2724208B2 JP1146520A JP14652089A JP2724208B2 JP 2724208 B2 JP2724208 B2 JP 2724208B2 JP 1146520 A JP1146520 A JP 1146520A JP 14652089 A JP14652089 A JP 14652089A JP 2724208 B2 JP2724208 B2 JP 2724208B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高炉を安定にしかも効率よく操業する為の
方法に関するものである。
方法に関するものである。
［従来の技術］ 第２図は高炉操業状況を示す断面模式図であり、図中
OAは鉱石層、CAはコークス層、Ｌは塊状帯、SMZは軟化
融着帯、DMは炉芯コークス層、Ｒはレースウェイ、Ｔは
羽口、PIは溶銑、THは出銑口を夫々示す。即ち高炉々頂
部から交互に装入される鉱石とコークスは層状を呈しつ
つ徐々に降下し、羽口Ｔから吹込まれる熱風とコークス
との反応によって生成する還元性ガス（COとH2）の作用
で鉱石Ｏは塊状帯Ｌを降下する過程で還元され、軟化融
着帯SMZを形成した後炉芯コークス層DMの隙間を伝って
炉底部に溜まる。そしてこの溶銑PIは、定期的にまたは
連続的に出銑口THより抜き出される。
OAは鉱石層、CAはコークス層、Ｌは塊状帯、SMZは軟化
融着帯、DMは炉芯コークス層、Ｒはレースウェイ、Ｔは
羽口、PIは溶銑、THは出銑口を夫々示す。即ち高炉々頂
部から交互に装入される鉱石とコークスは層状を呈しつ
つ徐々に降下し、羽口Ｔから吹込まれる熱風とコークス
との反応によって生成する還元性ガス（COとH2）の作用
で鉱石Ｏは塊状帯Ｌを降下する過程で還元され、軟化融
着帯SMZを形成した後炉芯コークス層DMの隙間を伝って
炉底部に溜まる。そしてこの溶銑PIは、定期的にまたは
連続的に出銑口THより抜き出される。
高炉を安定にしかも効率良く操業する為には、炉内を
上昇するガス流を適正に制御し、上昇ガスと装入物が十
分に接触して加熱還元が有効に行なわれることが重要で
あり、このガス流分布は鉱石やコークスの高炉内への装
入方法によって大きく左右されることが知られている。
例えば特公昭52−43169号には、鉱石層の炉内ガス通気
性を改善することを目的として、鉱石層に小塊コークス
を配合する技術が提案されている。この技術では、粒径
３〜15mmの小塊コークスを5kg/t−pig以上配合すること
により、通気性を補償して適切なガス流分布が得られる
こと、および一般的に好ましい配合の上限が100kg/t−p
igであること等が開示されている。しかしながら上記公
報は配合コークスの粒径範囲を非常に狭い範囲に制限し
たものである。
上昇するガス流を適正に制御し、上昇ガスと装入物が十
分に接触して加熱還元が有効に行なわれることが重要で
あり、このガス流分布は鉱石やコークスの高炉内への装
入方法によって大きく左右されることが知られている。
例えば特公昭52−43169号には、鉱石層の炉内ガス通気
性を改善することを目的として、鉱石層に小塊コークス
を配合する技術が提案されている。この技術では、粒径
３〜15mmの小塊コークスを5kg/t−pig以上配合すること
により、通気性を補償して適切なガス流分布が得られる
こと、および一般的に好ましい配合の上限が100kg/t−p
igであること等が開示されている。しかしながら上記公
報は配合コークスの粒径範囲を非常に狭い範囲に制限し
たものである。
一方装入物自体の還元効率を向上するという観点から
は、例えば特公昭57−45258号に開示された技術が提案
されている。この技術では、自溶性ペレットを30〜70％
配合した場合に、粒径10〜15mmの小塊コークスを自溶性
ペレット量に対して容量比で５〜20％配合することによ
り、自溶性ペレットを含む鉱石の還元特性を焼結鉱並み
に向上させようとするものである。しかしながらこの技
術においても上述の技術の場合と同様の問題があった。
は、例えば特公昭57−45258号に開示された技術が提案
されている。この技術では、自溶性ペレットを30〜70％
配合した場合に、粒径10〜15mmの小塊コークスを自溶性
ペレット量に対して容量比で５〜20％配合することによ
り、自溶性ペレットを含む鉱石の還元特性を焼結鉱並み
に向上させようとするものである。しかしながらこの技
術においても上述の技術の場合と同様の問題があった。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上述の様な従来方法を改良すべくなされたも
のであって、その目的は、コークスの使用可能粒径範囲
を拡大すると共に、上昇ガスによる装入物の加熱，還元
を有効に達成することによって、高炉操業が安定にしか
も効率よく行なわれる方法を提供することにある。
のであって、その目的は、コークスの使用可能粒径範囲
を拡大すると共に、上昇ガスによる装入物の加熱，還元
を有効に達成することによって、高炉操業が安定にしか
も効率よく行なわれる方法を提供することにある。
［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成した本発明とは、高炉々頂部から鉱石
およびコークスを交互に層状に装入し、鉱石層およびコ
ークス層を交互に堆積させつつ行なう高炉操業方法であ
って、前記装入される鉱石には予めコークスを配合して
おき、該配合されるコークスの配合割合に応じて配合さ
れるコークスの粒度を調整して操業する点に要旨を有す
る高炉操業方法である。
およびコークスを交互に層状に装入し、鉱石層およびコ
ークス層を交互に堆積させつつ行なう高炉操業方法であ
って、前記装入される鉱石には予めコークスを配合して
おき、該配合されるコークスの配合割合に応じて配合さ
れるコークスの粒度を調整して操業する点に要旨を有す
る高炉操業方法である。
上記本発明における粒度調整の具体的構成としては、
配合割合が３重量％未満のときは、配合コークスの粒度
を８〜11mmとすると共に、配合割合が３重量％以上のと
きは、配合コークスの粒度を11mmより大きくするという
調整する構成が挙げられる。
配合割合が３重量％未満のときは、配合コークスの粒度
を８〜11mmとすると共に、配合割合が３重量％以上のと
きは、配合コークスの粒度を11mmより大きくするという
調整する構成が挙げられる。
［作用および実施例］ 本発明は上述の如く構成されるが、要するに、投入鉱
石に予めコークスを配合する際に、配合するコークス
（以下配合コークスと呼ぶ）の配合割合に応じてその粒
度を変更することにより、装入物の有効な加熱，還元が
達成され、安定した高炉操業が図れることを見出したも
のである。
石に予めコークスを配合する際に、配合するコークス
（以下配合コークスと呼ぶ）の配合割合に応じてその粒
度を変更することにより、装入物の有効な加熱，還元が
達成され、安定した高炉操業が図れることを見出したも
のである。
配合コークスを選択するに際しては、次の様な適用限
界が考えられる。
界が考えられる。
（ａ）急激な吸熱反応を示す最大直接還元速度が増大し
ないこと。即ち吸熱反応が急激に発生することによる炉
熱変動を防止することが必要である。
ないこと。即ち吸熱反応が急激に発生することによる炉
熱変動を防止することが必要である。
（ｂ）軟化融着帯SMZの下端形状を決める滴下開始温度
が低下しないこと。即ち滴下開始温度の低下により従来
と同じ溶銑温度を維持することが困難となるため、これ
を防止することが必要である。
が低下しないこと。即ち滴下開始温度の低下により従来
と同じ溶銑温度を維持することが困難となるため、これ
を防止することが必要である。
（ｃ）軟化融着帯SMZと炉芯DMの間にあるコークス移動
帯MCZ（第２図参照）に、CO2ガスによるソリューション
ロス反応（Ｃ＋CO2→2CO）を受け粒径の小さくなった配
合コークスの一部が混入しないこと。即ち小粒径の残留
した配合コークスがコークス移動帯MCZの通気を悪化さ
せることを防止することが必要である。
帯MCZ（第２図参照）に、CO2ガスによるソリューション
ロス反応（Ｃ＋CO2→2CO）を受け粒径の小さくなった配
合コークスの一部が混入しないこと。即ち小粒径の残留
した配合コークスがコークス移動帯MCZの通気を悪化さ
せることを防止することが必要である。
本発明者らは上記適用限界を重視し、本発明の如きコ
ークス配合技術を実施するに当たっては、鉱石層内にお
ける配合コークスの反応挙動を定量的に把握しておく必
要がある旨認識し、次に示す様な荷重還元実験を行なっ
た。即ち高炉の実操業に使用する鉱石及びコークスを用
いて充填層を作り、実炉の高さ方向のガス温度分布，ガ
ス組成分布を忠実に再現することにより荷重還元実験を
実施し、還元特性に及ぼす配合コークスの影響について
調査した。
ークス配合技術を実施するに当たっては、鉱石層内にお
ける配合コークスの反応挙動を定量的に把握しておく必
要がある旨認識し、次に示す様な荷重還元実験を行なっ
た。即ち高炉の実操業に使用する鉱石及びコークスを用
いて充填層を作り、実炉の高さ方向のガス温度分布，ガ
ス組成分布を忠実に再現することにより荷重還元実験を
実施し、還元特性に及ぼす配合コークスの影響について
調査した。
第３図は実験で用いた荷重還元試験装置を示す要部説
明図であり、図中１は黒鉛るつぼ、２は鉱石・コークス
配合層（荷重還元用試料）,3はアルミナ球充填層,4はア
ルミナペースト層を夫々示す。尚荷重還元試験用試料と
しては、一定重量（626g）の配合鉱石（焼結鉱50％，ペ
レット30％，塊鉱石20％）に、所定のコークスを配合し
たものを用いた。また昇温条件とガス組成は第４図に示
す通りであり、この条件は高炉内の周辺領域を想定した
ものである。
明図であり、図中１は黒鉛るつぼ、２は鉱石・コークス
配合層（荷重還元用試料）,3はアルミナ球充填層,4はア
ルミナペースト層を夫々示す。尚荷重還元試験用試料と
しては、一定重量（626g）の配合鉱石（焼結鉱50％，ペ
レット30％，塊鉱石20％）に、所定のコークスを配合し
たものを用いた。また昇温条件とガス組成は第４図に示
す通りであり、この条件は高炉内の周辺領域を想定した
ものである。
まず本発明者らは、配合コークスの粒度を一定とし
（粒径８〜11mm）、配合量を変化させた場合の還元特性
を調査した。
（粒径８〜11mm）、配合量を変化させた場合の還元特性
を調査した。
第１図は配合コークス量と消費コークス量の関係を示
すグラフである。尚図中の破線は配合コークスが全量消
費された場合を示し、該破線と実線の差が滴下時に残留
した配合コークス量を示す。この第１図はコークスを３
％（43kg/t−pigに相当）以上配合すると残留コークス
が増加していく傾向があることを示している。
すグラフである。尚図中の破線は配合コークスが全量消
費された場合を示し、該破線と実線の差が滴下時に残留
した配合コークス量を示す。この第１図はコークスを３
％（43kg/t−pigに相当）以上配合すると残留コークス
が増加していく傾向があることを示している。
第５図は配合コークス量と滴下開始温度の関係を示す
グラフである。この結果から配合コークス量を１％増加
すれば滴下開始温度が８℃程度低下することが分かっ
た。
グラフである。この結果から配合コークス量を１％増加
すれば滴下開始温度が８℃程度低下することが分かっ
た。
第６図は配合コークス量と最大直接還元速度の関係を
示すグラフである。この結果から、最大直接還元速度
は、配合コークス量を３％以上とすれば増大することが
分かった。
示すグラフである。この結果から、最大直接還元速度
は、配合コークス量を３％以上とすれば増大することが
分かった。
第１図および第5,6図から次の様に考察できる。即ち
滴下開始温度の低下は認められるにしても、粒径８〜11
mmのコークスを鉱石層に配合するときには、その配合割
合は３％未満までは許容できる。
滴下開始温度の低下は認められるにしても、粒径８〜11
mmのコークスを鉱石層に配合するときには、その配合割
合は３％未満までは許容できる。
次に本発明者らは、配合コークスの配合量を一定とし
（５重量％）、粒径を変化させた場合についての還元特
性を調査した。
（５重量％）、粒径を変化させた場合についての還元特
性を調査した。
第７図は配合コークス量と消費コークス量の関係を示
すグラフである。尚図中の破線は、配合コークスが全量
消費された場合を示し、該破線と実線の差が滴下時に残
留した配合コークス量を示す。この結果から、配合コー
クスの粒径を大きくするにつれて残留コークス量が増加
していく傾向があることが確認される。尚コークスを３
重量％以上配合すると残留コークスが認められるが、こ
の場合は前記（ｃ）の適用限界を考慮すると、配合コー
クスの粒径を大きくして残留コークスの粒径を大きくす
るのが効果的である。即ちコークス移動帯MCZの通気性
は、この領域のコークス粒径に依存し、コークス粒径が
大きいほど通気性が良いからである。
すグラフである。尚図中の破線は、配合コークスが全量
消費された場合を示し、該破線と実線の差が滴下時に残
留した配合コークス量を示す。この結果から、配合コー
クスの粒径を大きくするにつれて残留コークス量が増加
していく傾向があることが確認される。尚コークスを３
重量％以上配合すると残留コークスが認められるが、こ
の場合は前記（ｃ）の適用限界を考慮すると、配合コー
クスの粒径を大きくして残留コークスの粒径を大きくす
るのが効果的である。即ちコークス移動帯MCZの通気性
は、この領域のコークス粒径に依存し、コークス粒径が
大きいほど通気性が良いからである。
第８図は配合コークスの粒径と滴下開始温度の関係を
示すグラフである。この結果から、配合コークスの粒径
を大きくするにつれて滴下開始温度が上昇することが分
かる。また前記第５図と第８図を対比しても明らかであ
るが、配合コークス量を５重量％とし且つ粒径を22〜25
mmとした場合は、コークスを配合しない場合の滴下開始
温度にほぼ等しくなる。
示すグラフである。この結果から、配合コークスの粒径
を大きくするにつれて滴下開始温度が上昇することが分
かる。また前記第５図と第８図を対比しても明らかであ
るが、配合コークス量を５重量％とし且つ粒径を22〜25
mmとした場合は、コークスを配合しない場合の滴下開始
温度にほぼ等しくなる。
第９図は配合コークスの粒径と最大直接還元速度の関
係を示すグラフである。第９図から明らかな様に、最大
直接還元速度は配合コークスの粒径を大きくするにつれ
て減少することが分かる。
係を示すグラフである。第９図から明らかな様に、最大
直接還元速度は配合コークスの粒径を大きくするにつれ
て減少することが分かる。
以上のことから、次の様に考察できる。即ち配合コー
クスの配合量が３重量％未満では、完全に消失する８〜
11mmの粒径のものを用い、配合量が３重量％以上では上
記よりも粒径の大きい配合コークスを使用できることが
判明した。例えば、配合コークスの配合量が５重量％の
場合は、粒径16〜25mmのコークスを用いる必要がある。
クスの配合量が３重量％未満では、完全に消失する８〜
11mmの粒径のものを用い、配合量が３重量％以上では上
記よりも粒径の大きい配合コークスを使用できることが
判明した。例えば、配合コークスの配合量が５重量％の
場合は、粒径16〜25mmのコークスを用いる必要がある。
［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、投入鉱石に予めコー
クスを予め配合する際に、配合割合に応じてその粒径を
変更するようにしたので、コークスの使用可能粒径範囲
の拡大が図れると共に、還元特性の向上が図れ、安定し
た効率の良い高炉操業が約束される。
クスを予め配合する際に、配合割合に応じてその粒径を
変更するようにしたので、コークスの使用可能粒径範囲
の拡大が図れると共に、還元特性の向上が図れ、安定し
た効率の良い高炉操業が約束される。
第１図は配合コークス量と消費コークス量の関係を示す
グラフ、第２図は高炉操業時の内部状況を示す縦断面模
式図、第３図は実験で用いた荷重還元装置を示す要部説
明図、第４図は荷重還元試験における昇温条件とガス組
成を示すグラフ、第５図は配合コークス量と滴下開始温
度の関係を示すグラフ、第６図は配合コークス量と最大
直接還元速度の関係を示すグラフ、第７図は配合コーク
ス量と消費コークス量の関係を示すグラフ、第８図は配
合コークスの粒径と滴下開始温度の関係を示すグラフ、
第９図は配合コークスの粒径と最大直接還元速度の関係
を示すグラフである。 １……黒鉛るつぼ ２……鉱石・コークス配合層 ３……アルミナ球充填層 ４……アルミナペースト層 OA……鉱石層、CA……コークス層 LZ……塊状帯、SMZ……軟化融着帯 MCZ……コークス移動帯 Ｔ……羽口、Ｒ……レースウェイ DM……炉芯コークス層 PI……溶銑、TH……出銑口
グラフ、第２図は高炉操業時の内部状況を示す縦断面模
式図、第３図は実験で用いた荷重還元装置を示す要部説
明図、第４図は荷重還元試験における昇温条件とガス組
成を示すグラフ、第５図は配合コークス量と滴下開始温
度の関係を示すグラフ、第６図は配合コークス量と最大
直接還元速度の関係を示すグラフ、第７図は配合コーク
ス量と消費コークス量の関係を示すグラフ、第８図は配
合コークスの粒径と滴下開始温度の関係を示すグラフ、
第９図は配合コークスの粒径と最大直接還元速度の関係
を示すグラフである。 １……黒鉛るつぼ ２……鉱石・コークス配合層 ３……アルミナ球充填層 ４……アルミナペースト層 OA……鉱石層、CA……コークス層 LZ……塊状帯、SMZ……軟化融着帯 MCZ……コークス移動帯 Ｔ……羽口、Ｒ……レースウェイ DM……炉芯コークス層 PI……溶銑、TH……出銑口
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−17004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−230925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−230924（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−43169（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】高炉々頂部から鉱石およびコークスを交互
に層状に装入し、鉱石層およびコークス層を交互に堆積
させつつ行なう高炉操業であって、前記装入される鉱石
には予めコークスを配合しておき、該配合されるコーク
スの配合割合に応じて配合されるコークスの粒度を調整
して操業することを特徴とする高炉操業方法。 - 【請求項２】配合割合が３重量％未満のときは、配合さ
れるコークスの粒度を８〜11mmとすると共に、配合割合
が３重量％以上のときは、配合されるコークスの粒度を
11mmよりも大きくする請求項１記載の高炉操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146520A JP2724208B2 (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 高炉操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146520A JP2724208B2 (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 高炉操業方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313513A JPH0313513A (ja) | 1991-01-22 |
| JP2724208B2 true JP2724208B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=15409511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1146520A Expired - Fee Related JP2724208B2 (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 高炉操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2724208B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5243169A (en) * | 1975-10-01 | 1977-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Water-oil separator |
| JPS6017004A (ja) * | 1983-07-07 | 1985-01-28 | Nippon Steel Corp | 高炉操業法 |
| JPS60230925A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-16 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高炉操業法 |
-
1989
- 1989-06-08 JP JP1146520A patent/JP2724208B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313513A (ja) | 1991-01-22 |
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Legal Events
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