JP3171066B2 - Blast furnace operation method - Google Patents

Blast furnace operation method

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JP3171066B2
JP3171066B2 JP23288195A JP23288195A JP3171066B2 JP 3171066 B2 JP3171066 B2 JP 3171066B2 JP 23288195 A JP23288195 A JP 23288195A JP 23288195 A JP23288195 A JP 23288195A JP 3171066 B2 JP3171066 B2 JP 3171066B2
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coke
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lump
charged
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隆信 稲田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、高炉の操業方法
に関し、特に高炉下部および炉底部の原料堆積状態を制
御して、炉底部耐火物の溶銑流動による損耗を抑制する
原料装入方法を特徴とする高炉操業方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for operating a blast furnace, and more particularly to a method for charging a raw material by controlling the deposition state of the raw material in the lower part of the blast furnace and the bottom of the furnace to suppress wear of the refractory at the bottom of the furnace due to hot metal flow. Blast furnace operation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】銑鉄を製造する高炉は近年大型化が進
み、それに伴って改修費用も莫大なものになっている。
このため、最近の高炉操業においては、銑鉄の安定製造
とともに、炉寿命の延長が重要な課題になっている。
2. Description of the Related Art In recent years, the size of blast furnaces for producing pig iron has been increasing, and the cost of repairs has been enormous.
For this reason, in the recent blast furnace operation, prolonging the furnace life has become an important issue in addition to stable production of pig iron.

【0003】高炉の寿命判断は、生産計画に沿った吹き
止めを除けば、炉本体の損傷程度に基づいて下されるこ
とになるが、そのポイントは一時的な休風による補修で
は対処できないほど炉内面の損傷が甚だしくなっている
か否かにある。
[0003] The service life of a blast furnace is judged based on the degree of damage to the furnace body, except for the blow stopper in accordance with the production plan. It depends on whether the inner surface of the furnace is seriously damaged.

【0004】近年の高炉操業においては、稼動開始以
降、定期的にあるいは必要に応じて休風し、炉内面から
の補修が行われる。この補修技術の進歩により高炉炉体
の中で羽口より上部の側壁部については、ある程度の炉
体維持が可能となっている。しかし、羽口より下方の炉
体側壁部および底部(以下、それぞれ「炉底側壁」およ
び「炉底底部」という)は、溶銑滓が存在する部位であ
り、また、羽口より下部の内容物の排出が容易でないた
め、同部の損傷に対する抜本的な補修は不可能である。
従って、炉底側壁および炉底底部の損傷状況が高炉の寿
命を決すると言ってよく、炉寿命延長の主眼点は同部の
損傷抑止にある。
[0004] In recent blast furnace operations, after the operation is started, the air is periodically or as required, and repair is performed from the inner surface of the furnace. Due to the progress of the repair technology, a certain degree of furnace body can be maintained in the side wall portion above the tuyere in the blast furnace body. However, the furnace body side wall portion and bottom portion below the tuyere (hereinafter, referred to as “hearth bottom wall” and “hearth bottom portion”, respectively) are portions where molten iron slag exists, and the contents below the tuyere It is not possible to make a radical repair for the damage of the part because it is not easy to discharge.
Therefore, it can be said that the damage condition of the furnace bottom side wall and the furnace bottom bottom determines the life of the blast furnace, and the main point of extending the furnace life is to prevent the damage of this part.

【0005】なお、高炉炉体は、外壁を構成する鉄皮
と、その中側に設置されたステーブ、冷却盤、冷却パイ
プ等の炉体冷却手段、さらにその内側に敷設された耐火
レンガからなるが、前記の炉底底部、炉底側壁の損傷抑
止とは、具体的には炉内面にある耐火レンガの損耗を抑
制することを意味する。
[0005] The blast furnace furnace body is composed of a steel shell constituting an outer wall, furnace body cooling means such as a stave, a cooling board, and a cooling pipe installed on the inner side thereof, and a refractory brick laid inside the furnace body. However, the suppression of damage to the furnace bottom and the furnace bottom side wall specifically means suppressing wear of refractory bricks on the furnace inner surface.

【0006】さて、炉底底部、炉底側壁のレンガ損耗の
機構は複雑であるが、損耗の主たる要因はレンガ表面に
接触する溶銑の流動による溶損にあり、炉底底部、炉底
側壁近傍の溶銑が強く流動するほどレンガ損耗は進行す
る。従って、炉底底部、炉底側壁のレンガ損耗を抑制す
るには、炉底部の通液性を制御して炉底底部、炉底側壁
近傍における溶銑流速を低下させる必要がある。
The mechanism of brick wear on the bottom and bottom walls of the hearth is complicated, but the main cause of the wear is the loss due to the flow of hot metal in contact with the brick surface. The more the hot metal flows, the more the brick wears. Therefore, in order to suppress brick wear on the furnace bottom and the furnace bottom side wall, it is necessary to control the liquid permeability of the furnace bottom and reduce the flow rate of hot metal near the furnace bottom and the furnace bottom side wall.

【0007】従来、炉底側壁あるいは炉底底部のレンガ
損耗を抑制するために行われている高炉への含Ti鉄源原
料の装入あるいは含Ti鉱石の羽口吹き込みは、Ti濃度を
高めて溶銑の粘度を上昇させ、これによって同部近傍の
溶銑流速を低下させようとするものである。しかし、含
Ti鉱石は高価なものであり、これを常用することは製銑
コストを上げることになる。さらに、含Ti鉱石を多量に
使用すれば、出銑・出滓状況が悪化する危険がある。
[0007] Conventionally, the charging of a Ti-containing iron source material into a blast furnace or the injection of tuyeres containing Ti ore into a blast furnace, which has been performed to suppress brick wear on the furnace bottom side wall or the furnace bottom, increase the Ti concentration. The purpose is to increase the viscosity of the hot metal, thereby reducing the flow velocity of the hot metal near the same portion. However, including
Ti ore is expensive, and its regular use will increase iron making costs. In addition, if a large amount of Ti-containing ore is used, there is a risk that the tapping and slagging conditions will deteriorate.

【0008】ところで、高炉内の装入物の降下挙動は次
のとおりである(例えば、日本鉄鋼協会、鉄鋼基礎共同
研究会の高炉反応部会最終報告書(昭和57年7月)『高
炉内現象とその解析』の中の「解体調査の総合検討結
果」参照)。
By the way, the falling behavior of the charge in the blast furnace is as follows (for example, the final report of the Blast Furnace Reaction Subcommittee of the Iron and Steel Institute of Japan and the Joint Research Group for Iron and Steel (July 1982): And its analysis ”in“ Comprehensive Examination Results of Demolition Surveys ”).

【0009】図7は従来の高炉解体調査で判明した炉内
状態を説明する断面模式図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a state inside the furnace determined by a conventional blast furnace dismantling survey.

【0010】図示の高炉1の上半部の塊状部29は、交互
に積層されたコークス層と鉱石層とが層状を維持しなが
ら降下する領域である。その下部の軟化融着帯30は、鉱
石層が軟化融着し、最終的には溶解する領域である。鉱
石層が溶解して消失するとコークスの降下が促進され、
軟化融着帯30の下部と炉芯部32のコークス堆積層との間
にコークス帯31が形成されている。このコークス帯31
は、大部分が羽口21の先端の燃焼帯24へのコークス供給
源となり、一部が炉芯部32へのコークス供給源となる領
域である。
[0010] The lump 29 in the upper half of the blast furnace 1 shown in the figure is a region where the alternately stacked coke layer and ore layer descend while maintaining the layered state. The lower softening zone 30 is an area where the ore layer softens and finally melts. When the ore layer dissolves and disappears, coke descent is accelerated,
A coke band 31 is formed between the lower part of the softening cohesive zone 30 and the coke deposit layer of the furnace core 32. This coke belt 31
Is a region where most of the coke is supplied to the combustion zone 24 at the tip of the tuyere 21 and part of the coke is supplied to the furnace core 32.

【0011】炉芯部32は円錐状のコークス堆積層(以
下、「炉芯コークス堆積層」という)であり、この領域
のコークスは溶鉄中への炭素溶解に消費される以外はほ
とんど反応に関与せず、長時間炉内に滞留する。そし
て、炉底底部19近傍は炉芯コークス堆積層により完全に
占められているのではなく、コークスが存在しない溶銑
だけで占められる空間(以下、「コークフリー層(28)
」という)が存在し得ることが確認されている。
The furnace core 32 is a cone-shaped coke deposit (hereinafter referred to as "furnace coke deposit"), and coke in this region is mostly involved in the reaction except that it is consumed for dissolving carbon in molten iron. Not stay in the furnace for a long time. The space near the bottom 19 of the furnace bottom is not completely occupied by the core coke layer, but is occupied solely by hot metal without coke (hereinafter referred to as “coke-free layer (28)
") Can exist.

【0012】上記のコークフリー層28は溶銑流動にとっ
て自由空間であるため、その通液性は、炉芯コークス堆
積層の通液性に比べて著しく高い。このため、コークフ
リー層の存在の有無あるいはその層厚が溶銑流動を大き
く支配する因子となる。すなわち、このコークフリー層
28を無くすることができれば、炉底底部19近傍の溶銑流
速を低下させることができ、同部のレンガ損耗の進行を
抑制できることになる。
Since the coke-free layer 28 is a free space for the flow of hot metal, its liquid permeability is significantly higher than that of the core coke layer. For this reason, the presence or absence of the coke-free layer or its thickness is a factor that largely controls the flow of hot metal. In other words, this coke-free layer
If the 28 can be eliminated, the flow rate of the hot metal in the vicinity of the bottom 19 of the furnace bottom can be reduced, and the progress of the wear of bricks in the same portion can be suppressed.

【0013】さて、コークフリー層28は、炉芯コークス
堆積層に作用する溶銑の浮力が、炉芯コークス堆積層の
自重およびその上部の装入物の荷重を上回ることによっ
て生じると考えられる。従って、炉芯コークス堆積層の
自重を増すか、あるいはこれにかかる上部荷重を増加さ
せることによって、炉芯コークス堆積層の浮上を阻止
し、コークフリー層28を無くすることができる。この後
者の観点から、炉中心部の鉄源原料/コークス重量比
(以下、「O/C比」という)を上昇させて、炉中心部
の装入物荷重を上げることにより、炉底底部近傍のコー
クス堆積層の浮上を抑止する方法が、特公平5−7443号
公報に開示されている。しかし、炉中心部のO/C比を
上昇させることは、上述の効果を炉底部に与える一方
で、羽口より上部の半径方向ガス流れ分布にも影響を与
えることから、高炉内製銑反応の効率的な進行を妨げ、
さらには高炉の安定操業を阻害する恐れがある。
The coke-free layer 28 is considered to be generated when the buoyancy of the hot metal acting on the core coke layer exceeds the dead weight of the core coke layer and the load of the charge above the core layer. Therefore, by increasing the own weight of the core coke layer or increasing the upper load applied thereto, the floating of the core coke layer can be prevented and the coke-free layer 28 can be eliminated. From this latter point of view, by increasing the iron source material / coke weight ratio (hereinafter referred to as “O / C ratio”) in the center of the furnace and increasing the load of the charge in the center of the furnace, the vicinity of the bottom of the furnace is increased. A method of suppressing the floating of the coke deposit layer is disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-7443. However, raising the O / C ratio in the center of the furnace gives the above-mentioned effect to the bottom of the furnace and also affects the gas flow distribution in the radial direction above the tuyere. Hinders the efficient progress of
Furthermore, there is a risk that stable operation of the blast furnace may be impaired.

【0014】一方、炉頂部からコークスと鉄源原料(以
下、「鉱石」ともいう)を交互に装入する際に鉱石層あ
るいはコークス層の炉中心部にコークスあるいは通気
性、通液性の向上に適した固体還元剤を装入して、炉芯
コークス堆積層内の通気性、通液性の半径方向分布を均
一化する方法が、特公平5−8245号公報に開示されてい
る。この方法により、炉内の軟化融着帯形状が逆V型と
なり中心流を得ることができ、操業の安定化に結びつ
く。また、出銑時に、溶銑滓が炉底部を均一な流速で流
動するので、炉芯コークス堆積層の通気性低下による溶
銑の周辺流化に基因する炉底周辺壁の浸食速度が抑えら
れるとしている。しかし、前述のように、高炉炉底と炉
芯コークス堆積層との間にはコークフリー層が存在す
る。この場合、炉底部を流動する溶銑滓の流速は、炉芯
コークス堆積層の通液性よりコークフリー層の通液性が
非常に良いため、コークフリー層の厚さに支配されると
考えられる。従って、この方法は炉底側壁レンガの浸食
軽減に有効であるが、コークフリー層の厚さの制御によ
る炉底底部レンガの浸食軽減を意図してなされたもので
はない。
On the other hand, when coke and an iron source material (hereinafter, also referred to as "ore") are charged alternately from the furnace top, coke or air permeability and liquid permeability are improved in the ore layer or the central part of the coke layer. Japanese Patent Publication No. 5-8245 discloses a method in which a solid reducing agent suitable for the process is charged to make the radial distribution of air permeability and liquid permeability in the core coke deposition layer uniform. According to this method, the shape of the softening cohesive zone in the furnace becomes an inverted V-shape and a central flow can be obtained, which leads to stabilization of the operation. In addition, since molten iron slag flows at a uniform velocity at the bottom of the furnace at the time of tapping, the erosion rate of the peripheral wall of the furnace bottom due to the peripheral flow of molten iron due to reduced permeability of the core coke deposition layer is said to be suppressed. . However, as described above, a coke-free layer exists between the blast furnace furnace bottom and the core coke deposition layer. In this case, it is considered that the flow velocity of the molten iron slag flowing in the furnace bottom is governed by the thickness of the coke-free layer because the liquid permeability of the coke-free layer is much better than that of the core coke deposition layer. . Therefore, this method is effective for reducing the erosion of the bottom wall brick, but is not intended to reduce the erosion of the bottom brick by controlling the thickness of the coke-free layer.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、炉芯
コークス堆積層の自重を増加させ、あるいはさらにこれ
にかかる炉上部の装入物荷重を増加させ、溶銑の浮力に
よる炉芯コークス堆積層の浮上を阻止することにより、
高炉の効率的かつ安定な銑鉄製造を阻害することなく、
炉底底部および炉底側壁のレンガ損耗を抑制できる高炉
の操業方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to increase the dead weight of a core coke layer, or further increase the load on the furnace upper part, thereby increasing the core coke deposition due to the buoyancy of molten iron. By preventing the levitation of the layer,
Without hindering efficient and stable pig iron production in the blast furnace,
An object of the present invention is to provide a method of operating a blast furnace, which can suppress brick wear on a furnace bottom and a furnace bottom side wall.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
高炉操業方法にある。
The gist of the present invention resides in the following blast furnace operating method.

【0017】高炉炉頂部からコークスと鉄源原料を交互
に炉内に装入するに際し、上記コークスの装入量の一部
を、見掛比重が 1.3以上、固定炭素含有率が80重量%以
上、揮発分含有率が1重量%以下で、かつ、粒径が30〜
200mm の塊状物で代替する高炉の操業方法であって、下
記およびを特徴とする高炉の操業方法。
When the coke and the iron source material are alternately charged into the furnace from the top of the blast furnace, a part of the charged amount of the coke has an apparent specific gravity of 1.3 or more and a fixed carbon content of 80% by weight or more. Having a volatile content of 1% by weight or less and a particle size of 30 to
A method for operating a blast furnace to be replaced with a 200-mm lump, comprising:

【0018】上記コークスの装入に先だっては、通常
装入装置とは別ルートの装入装置を用い、上記塊状物を
炉中心領域に重点的に装入すること。
[0018] Prior to the loading of the coke, usually
Using the charging device on a route different from the charging device, charging the above lump in the furnace central region with emphasis.

【0019】上記鉄源原料の装入に先だっては、通常
装入装置とは別ルートの装入装置を用い、(イ)上記塊
状物もしくは上記コークスの一部を炉中心領域に重点的
に装入すること、または(ロ)鉄スクラップもしくは還
元鉄を炉中心領域に重点的に装入すること。
[0019] is prior to the loading of the iron source material, usually
Using a charging device with a different route from the charging device, (a) charging the lump or a part of the coke into the furnace central region with a focus, or (b) transferring iron scrap or reduced iron into the furnace Focusing on the central area.

【0020】上記の塊状物とは、炭素系または黒鉛系の
レンガまたは電極などを破砕したもので、鉄源原料の還
元剤として作用するものである。この塊状物による代替
量は、通常装入で一つのコークス層を形成するための1
チャージ当たりのコークス量(以下、「コークス・ベー
ス」と記す)のおよそ2〜15重量%が目安である。この
程度の塊状物を同量のコークスと置換し、炉中心領域へ
の重点的装入用として使用することになる。以下、この
塊状物を「代替塊状物」と記す。
The above-mentioned lump is obtained by crushing carbon-based or graphite-based bricks or electrodes, and acts as a reducing agent for an iron source material. The amount replaced by this agglomerate is the amount required to form one coke layer with normal charging.
Approximately 2 to 15% by weight of the coke amount per charge (hereinafter referred to as "coke base") is a standard. This amount of lumps will be replaced by the same amount of coke and will be used for focused charging into the furnace center area. Hereinafter, this lump is referred to as “alternate lump”.

【0021】本発明方法で使用する鉄スクラップは市中
鉄屑であってもよいが、Cu、Ni、Sn等の不純物を含有し
ない製鉄所発生屑を用いるのが望ましい。また、還元鉄
は、一般に製造されているFe純度約85%以上の高品位の
ものでも、あるいは、例えば製鉄所発生ダストから製造
されるような低品位のものであってもよい。
The iron scrap used in the method of the present invention may be a commercial iron scrap, but it is desirable to use scrap from a steel mill that does not contain impurities such as Cu, Ni and Sn. The reduced iron may be of a generally high quality having a Fe purity of about 85% or higher, or a low quality of reduced iron produced from, for example, dust generated from an ironworks.

【0022】通常、高炉操業では、炉頂部に設けたベル
式装入装置またはベルレス式装入装置を用いて、コーク
スと鉄源原料を交互に装入し、炉内に層状に堆積させ
る。以下、この装入方法を「従来法」と記す。鉄源原料
は、鉄鉱石および焼結鉱が主体であるが、本明細書では
これらをまとめて「鉱石」と記す。
Normally, in the blast furnace operation, coke and an iron source material are charged alternately using a bell-type charging device or a bell-less type charging device provided at the furnace top, and deposited in a layered manner in the furnace. Hereinafter, this charging method is referred to as “conventional method”. The iron source material is mainly iron ore and sintered ore, and in the present specification, these are collectively referred to as “ore”.

【0023】図1は、本発明方法を実施した場合の原料
堆積状態の例を説明する高炉上部の模式的断面図であ
り、(a) は鉱石の装入に先だって代替塊状物またはコー
クスを炉中心部に装入した場合、(b) 同様に鉄スクラッ
プまたは還元鉄を炉中心部に装入した場合である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the upper portion of a blast furnace for explaining an example of a raw material deposition state when the method of the present invention is carried out. (B) Similarly, iron scrap or reduced iron is charged into the center of the furnace.

【0024】図1 (a)に示すように、代替塊状物は通常
装入装置とは別ルートの装入装置6を用い、ホッパー
8、装入シュート7を介し、装入物落下軌跡9に沿って
炉中心領域に重点的に装入され、代替塊状物堆積層11を
形成する。つぎに、ベル式装入装置2の大ベル3とベル
カップ4の内部に貯えたコークス10が、ムーバブルアー
マー5で反撥されて装入物落下軌跡9’のように炉周辺
部に装入され、コークス層12を形成する。このとき、コ
ークスおよび代替塊状物の炉芯降下領域(以下、「D領
域」と記す)へのコークス層12の浸入を抑制し、代替塊
状物堆積層11がコークス層12内に埋没されないようにし
て、D領域内の代替塊状物存在比率を高めるのが望まし
い。ついで、別ルートの装入装置6から上記と同様に、
代替塊状物またはコークスを炉中心領域に重点的に装入
し、代替塊状物堆積層またはコークス堆積層13を形成す
る。その後、ベル式装入装置2から上記と同様に、鉱石
10を炉周辺部に装入して鉱石層15を形成する。このと
き、D領域における通気性を制御するとともに、生産性
低下を最小限に抑制するため、代替塊状物堆積層または
コークス堆積層13を適度に鉱石層15内に埋没させるのが
よい (同図(a))。
As shown in FIG. 1 (a), the substitute mass is transferred to a charged object falling locus 9 via a hopper 8 and a charging chute 7 by using a charging device 6 on a different route from the normal charging device. Along the furnace center region, it is mainly charged to form the alternative lump deposit layer 11. Next, the coke 10 stored in the large bell 3 and the bell cup 4 of the bell-type charging device 2 is repelled by the movable armor 5 and charged into the periphery of the furnace as a charged material falling trajectory 9 '. The coke layer 12 is formed. At this time, the infiltration of the coke layer 12 into the coke layer 12 (hereinafter, referred to as “D region”) of the coke and the substitute lump is suppressed so that the substitute lump deposit layer 11 is not buried in the coke layer 12. Therefore, it is desirable to increase the ratio of the alternative mass in the D region. Then, from the charging device 6 on another route, as described above,
The alternative lump or coke is mainly charged into the furnace center region, and the alternative lump or coke deposition layer 13 is formed. Thereafter, the ore is supplied from the bell-type
The ore layer 15 is formed by charging 10 around the furnace. At this time, in order to control the air permeability in the D region and minimize the decrease in productivity, it is preferable that the alternative lump deposit layer or the coke deposit layer 13 is appropriately buried in the ore layer 15 (see FIG. (a)).

【0025】図1(b) の例では、上記と同様にコークス
層12の炉中心領域に代替塊状物堆積層11を形成した後、
別ルートの装入装置6からスクラップまたは還元鉄が炉
中心領域に重点的に装入され、スクラップ堆積層または
還元鉄堆積層14が形成される。その後、ベル式装入装置
2から鉱石10が炉周辺部に装入される。
In the example of FIG. 1 (b), after forming the alternative lump deposit layer 11 in the furnace center region of the coke layer 12 as described above,
Scrap or reduced iron is mainly charged into the furnace central region from the charging device 6 of another route, and a scrap deposit layer or a reduced iron deposit layer 14 is formed. Thereafter, the ore 10 is charged from the bell-type charging device 2 into the periphery of the furnace.

【0026】上記のようにして形成させた原料層の上に
は、再度同じ装入順序の原料層を必要なだけ積み上げて
いくのである。
On the raw material layer formed as described above, the raw material layers in the same charging order are again stacked as needed.

【0027】なお、ベル式装入装置2から装入されるコ
ークスまたは鉱石10は、1チャージ当たりの装入量を複
数バッチに分割して装入してもよい。また、ベル式装入
装置に代えてベルレス式装入装置を用いてもよい。
The coke or ore 10 charged from the bell type charging device 2 may be charged by dividing the charging amount per charge into a plurality of batches. Further, a bellless type charging device may be used instead of the bell type charging device.

【0028】[0028]

【発明の実施の態様】図2は、本発明方法を説明するた
めの高炉の炉内状態の一つを示す模式的断面図である。
同図は、コークスの装入に先だって代替塊状物を、鉱石
の装入に先だってコークスを、炉中心領域領域に重点的
に装入する態様例の場合を示す。なお、以下の説明で
は、コークスだけを中心装入する方法を「従来法」と記
し、コークスの装入に先だっては代替塊状物を中心装入
するが、鉱石の装入に先だっては中心装入を行わない方
法を「比較法」と記す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 is a schematic sectional view showing one of the inside states of a blast furnace for explaining the method of the present invention.
The figure shows a case of an embodiment in which the alternative lump is charged prior to charging coke, and coke is charged prior to charging ore into the furnace central region. In the following description, the method of charging only coke as center is described as the `` conventional method, '' where the alternative mass is centered before charging coke, but the center is charged before charging ore. The method that does not perform is referred to as a “comparison method”.

【0029】図示のように、高炉上半部の塊状部におい
て、炉周辺部から炉中間部の領域では、例えばベル式装
入装置から装入されたコークス層12と鉱石層15とが交互
に積層され、層状を維持しながら炉内を降下する。炉中
心領域では、別ルート装入装置から装入された代替塊状
物堆積層11とコークス堆積層16とが交互に積層された状
態で炉内を降下する。
As shown in the figure, in the bulk portion of the upper half of the blast furnace, in the region from the periphery of the furnace to the middle of the furnace, for example, a coke layer 12 and an ore layer 15 charged from a bell-type charging device are alternately arranged. The layers are stacked and descend in the furnace while maintaining the layered state. In the furnace center region, the alternative lump deposit layer 11 and the coke deposition layer 16 charged from different route charging devices are lowered in the furnace in a state of being alternately stacked.

【0030】ここで、前記図1(a) に示したD領域内に
流入したコークス層12中のコークスおよびコークス堆積
層16中のコークスと代替塊状物堆積層11中の代替塊状物
17とが、炉芯コークス堆積層25内に降下して長時間炉内
に滞留する。一方、炉周辺部から炉中間部の領域に存在
するコークス18は、炉芯コークス堆積層25と鉱石軟化融
着層22とで作られるすり鉢状の領域23を降下して、羽口
21の先端に向って流入し、コークス燃焼帯24内で燃焼消
費される。
Here, the coke in the coke layer 12, the coke in the coke deposit layer 16 and the coherent material in the substitute clump deposit layer 11 which flowed into the area D shown in FIG.
17 fall into the furnace core coke deposition layer 25 and stay in the furnace for a long time. On the other hand, the coke 18 existing in the region from the furnace periphery to the furnace middle portion descends in the mortar-shaped region 23 formed by the core coke deposition layer 25 and the ore softening fusion layer 22, and the tuyere
It flows toward the tip of 21 and is burned and consumed in the coke combustion zone 24.

【0031】上述のように、本発明方法の図2に示す態
様では、炉芯コークス堆積層25を見掛比重が約1程度の
コークス18と見掛比重が 1.3以上と大きい代替塊状物17
とから構成できるので、炉芯コークス堆積層25の自重力
25Wを従来法のコークスだけを装入した場合より高める
ことができる。従って、炉芯コークス堆積層25の自重力
25Wが溶銑26の浮力26Fを上回って炉芯コークス堆積層
25の浮上を減殺し、炉底におけるコークフリー層28の厚
さを薄くすることができる。これにより、炉底底部19近
傍の溶銑流速が低下して炉底底部19のレンガ損耗を少な
くすることができる。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 2 of the method of the present invention, the core coke deposited layer 25 has a coke 18 having an apparent specific gravity of about 1 and a substitute lump 17 having an apparent specific gravity of 1.3 or more.
And the gravity of the core coke layer 25
25 W can be increased compared to a case where only the conventional coke is charged. Accordingly, the gravity of the core coke layer 25
25W exceeds the buoyancy of the hot metal 26F and the core coke layer
25 can be reduced and the thickness of the coke-free layer 28 at the furnace bottom can be reduced. Accordingly, the flow velocity of the hot metal in the vicinity of the bottom 19 of the furnace bottom is reduced, and brick wear on the bottom 19 of the furnace bottom can be reduced.

【0032】上記に対する比較法では、D領域内に流入
したコークス層中のコークスと代替塊状物堆積層中の代
替塊状物とだけが炉芯コークス堆積層に降下する。これ
に対し、図2に示す態様では、コークス堆積層16中のコ
ークスがさらに余分に降下してくる。従って、炉芯コー
クス堆積層25の代替塊状物構成比率は低くなり、その自
重力25Wが比較法より低下する。また、鉱石層15の中心
領域に、嵩密度が鉱石層より低いコークス堆積層16を形
成するので、炉中心領域の炉上部装入物荷重も比較法よ
り低下する。このため、後述の図5の炉底底部貫流熱量
に見られるように、コークフリー層28の浮上抑制効果
は、比較法よりわずかに低下することになる。
In the comparative method described above, only the coke in the coke layer flowing into the D region and the substitute lump in the substitute lump deposit fall into the core coke deposit. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 2, the coke in the coke deposition layer 16 drops further. Therefore, the substitute mass composition ratio of the furnace core coke deposition layer 25 is low, and its own gravity 25 W is lower than that of the comparative method. Further, since the coke deposition layer 16 having a lower bulk density than the ore layer is formed in the central region of the ore layer 15, the load on the furnace top in the central region of the furnace is also lower than that of the comparative method. For this reason, as can be seen from the calorific value at the bottom of the furnace shown in FIG. 5 described later, the floating suppression effect of the coke-free layer 28 is slightly lower than that of the comparative method.

【0033】一方、鉱石層15の中心領域にコークス堆積
層16が形成されているので、D領域内の鉱石存在量は、
比較法より少なくなり、鉱石還元で生成する CO2ガスの
発生量も少なくなる。このため、D領域内を降下するコ
ークスおよび代替塊状物は、CO2ガスとの反応による粒
度劣化 (以下、「反応劣化」と記す) をあまり受けな
い。また、代替塊状物はコークスよりも緻密で強度が大
きいので、炉内を降下する際に受ける摩耗による粒度劣
化 (以下、「摩耗劣化」と記す) がコークスより少なく
なる。さらに、揮発分がコークスと同等または同等以下
と低いので、炉内でガスを発生し、自壊して粉化 (以
下、「自壊粉化」と記す) するようなことはない。
On the other hand, since the coke deposition layer 16 is formed in the central region of the ore layer 15, the ore abundance in the D region is
Less than the comparison method, the amount of CO 2 gas generated in the ore reduction is also reduced. For this reason, the coke and the substitute lump that fall in the D region are less susceptible to particle size deterioration (hereinafter referred to as “reaction deterioration”) due to reaction with CO 2 gas. In addition, since the substitute mass is denser and stronger than coke, particle size deterioration (hereinafter, referred to as “wear deterioration”) due to abrasion received when descending in the furnace is smaller than that of coke. Furthermore, since the volatile content is as low as or less than that of coke, gas is not generated in the furnace and self-destructed to cause powdering (hereinafter referred to as “self-destructing powdering”).

【0034】従って、D領域内のコークスおよび代替塊
状物は、粒径劣化が抑制された状態で炉芯コークス堆積
層25内に降下する。これにより、炉芯コークス堆積層25
の通液性は、装入粒径が同じであっても、反応劣化、摩
耗劣化を強く受けたコークスだけで構成される従来法の
炉芯コークス堆積層の通液性よりも良好になる。そし
て、従来のコークスだけを装入した場合に見られる炉芯
コークス堆積層の通液性悪化による炉底側壁20の近傍の
溶銑流速の増加、およびそれに伴う炉底側壁20のレンガ
損耗の進行も同時に抑止することができる。また、炉芯
コークス堆積層25の通液性は、反応劣化を受けたコーク
スと代替塊状物とで構成される比較法のそれよりわずか
に良好となる。このため、後述の図5の炉底側壁貫流熱
量に見られるように、炉底側壁20近傍の溶銑流速低下効
果は、比較法よりわずかに向上する。
Accordingly, the coke and the substitute lump in the region D fall into the core coke deposition layer 25 in a state where the particle size deterioration is suppressed. Thereby, the furnace core coke deposition layer 25
Is better than that of a conventional core coke deposition layer composed of only coke that has been strongly affected by reaction deterioration and abrasion deterioration, even if the charged particle size is the same. Also, the increase in the flow rate of hot metal near the furnace bottom side wall 20 due to the deterioration of the liquid permeability of the furnace core coke deposition layer seen when only the conventional coke is charged, and the progress of brick wear on the furnace bottom side wall 20 associated therewith It can be suppressed at the same time. Further, the liquid permeability of the furnace core coke deposition layer 25 is slightly better than that of the comparative method composed of the coke subjected to the reaction deterioration and the substitute lump. For this reason, as can be seen from the calorific value of the flow through the furnace bottom side wall in FIG. 5 described later, the effect of reducing the hot metal flow velocity near the furnace bottom side wall 20 is slightly improved as compared with the comparative method.

【0035】上述したように、コークフリー層抑制効果
が比較法より若干劣ることになるにもかかわらず、鉱石
層15の中心領域にコークス堆積層16を形成させる理由
は、次のとおりである。すなわち、代替塊状物の下限粒
径は高炉装入コークスの下限粒径と等しい値に設定され
ているので、代替塊状物堆積層11は、炉中心領域の通気
性を悪化させることがない。また、通気性の悪い鉱石層
15の中心領域に通気性の良いコークス堆積層16が堆積さ
れているので、炉中心領域の通気性が良好になる。この
コークス堆積層16の厚さは装入量によって制御されるの
で、炉中心領域の装入物通気性が適正に確保される。し
かも鉱石量が比較法よりも少ないため、還元により発生
するCO2 ガス量が減少し、代替塊状物またはコークスの
反応劣化も抑制される。そのため、炉芯コークス堆積層
25の通液性は装入物粒径が同じであっても反応劣化の量
が少ないことから、比較法、従来法の炉芯コークス堆積
層の通液性よりも良好となる。
As described above, the reason why the coke deposited layer 16 is formed in the central region of the ore layer 15 although the effect of suppressing the coke-free layer is slightly inferior to that of the comparative method is as follows. That is, since the lower limit particle size of the substitute lump is set to a value equal to the lower limit particle size of the coke charged in the blast furnace, the substitute lump deposit layer 11 does not deteriorate the air permeability in the central region of the furnace. Ore layer with poor ventilation
Since the coke deposited layer 16 having good air permeability is deposited in the central region of the furnace 15, air permeability in the central region of the furnace is improved. Since the thickness of the coke deposition layer 16 is controlled by the charged amount, the permeability of the charged material in the central region of the furnace is properly secured. In addition, since the amount of ore is smaller than that of the comparative method, the amount of CO 2 gas generated by the reduction is reduced, and the reaction deterioration of the alternative lump or coke is suppressed. Therefore, the core coke deposition layer
The liquid permeability of 25 is better than the liquid permeability of the core coke deposition layer of the comparative method and the conventional method because the amount of the reaction deterioration is small even if the particle size of the charge is the same.

【0036】図3は、本発明方法を説明するための高炉
の炉内状態の他の一つを示す図である。同図は、コーク
スの装入に先だって、また、鉱石の装入に先だって代替
塊状物を炉中心領域に重点装入する態様を示す。なお、
図2と重複する説明は省略する。
FIG. 3 is a view showing another state of the inside of the blast furnace for explaining the method of the present invention. This figure shows a mode in which the alternative lump is mainly charged into the furnace central region before charging the coke and before charging the ore. In addition,
The description overlapping with FIG. 2 is omitted.

【0037】図示のように、炉中心領域では、別ルート
装入装置から装入された代替塊状物堆積層11が次々に積
層された状態で炉内を降下する。前記図1(a) に示した
D領域内に流入したコークス層12中のコークスと、代替
塊状物堆積層11中の代替塊状物17とが、炉芯コークス堆
積層25内に降下して長時間炉内に滞留する。
As shown in the figure, in the furnace center region, the alternative lump deposit layers 11 charged from another route charging device are lowered in the furnace in a state where they are successively stacked. The coke in the coke layer 12 flowing into the region D shown in FIG. 1 (a) and the substitute lump 17 in the substitute lump deposit layer 11 descend into the core coke deposit 25 and become longer. Stay in the furnace for hours.

【0038】本発明方法の図3に示す態様では、前述の
比較法に比べて鉱石層15の中心領域に形成された代替塊
状物堆積層11から降下する分だけ代替塊状物が増加す
る。このため、炉芯コークス堆積層25の代替塊状物構成
比率は、前記図2に示した態様あるいは比較法より高く
なり、炉芯コークス堆積層25の自重力25Wがさらに増加
する。従って、溶銑26の浮力26Fによる炉芯コークス堆
積層25の浮上が阻止され、コークフリー層の厚さをさら
に薄くすることができる。これにより、炉底底部19近傍
の溶銑流速は、前記図2に示した態様あるいは比較法の
場合よりさらに低下し、炉底底部25のレンガ損耗抑止効
果をさらに高めることができる。
In the embodiment shown in FIG. 3 of the method of the present invention, as compared with the above-described comparative method, the amount of the substitute lump increases by the amount of the fallout from the substitute lump deposit layer 11 formed in the central region of the ore layer 15. For this reason, the alternative lump constituent ratio of the core coke deposition layer 25 is higher than that of the embodiment shown in FIG. 2 or the comparative method, and the gravity of the core coke deposition layer 25 of 25 W is further increased. Therefore, the floating of the core coke deposited layer 25 due to the buoyancy 26F of the hot metal 26 is prevented, and the thickness of the coke-free layer can be further reduced. Thereby, the flow velocity of the hot metal in the vicinity of the furnace bottom 19 is further reduced as compared with the embodiment shown in FIG. 2 or the comparative method, and the effect of suppressing the brick wear of the furnace bottom 25 can be further enhanced.

【0039】一方、D領域内を降下する代替塊状物の反
応劣化、摩耗劣化は、従来法、比較法より少ない。従っ
て、代替塊状物構成比率の高い炉芯コークス堆積層25の
通液性は、従来法、比較法よりも良好になる。そして、
炉芯コークス堆積層の通気性悪化による炉底側壁20近傍
の溶銑流速の増加は、それに伴う炉底側壁20のレンガ損
耗の進行も同時に抑止することができる。
On the other hand, the reaction deterioration and the wear deterioration of the substitute mass falling in the region D are smaller than those of the conventional method and the comparative method. Therefore, the liquid permeability of the furnace core coke deposition layer 25 having a high substitute lump composition ratio becomes better than the conventional method and the comparative method. And
The increase in the flow velocity of the hot metal near the furnace bottom side wall 20 due to the deterioration of the permeability of the core coke deposit layer can simultaneously suppress the progress of brick wear on the furnace bottom side wall 20.

【0040】図4は、本発明方法を説明するための高炉
の炉内状態の更にもう一つを示す図である。同図はコー
クスの装入に先だって代替塊状物を、鉱石の装入に先だ
って鉄スクラップまたは還元鉄を炉中心領域に重点装入
する態様を示す。なお、図2と重複する説明は省略す
る。
FIG. 4 is a view showing still another state in the furnace of the blast furnace for explaining the method of the present invention. The figure shows a mode in which the alternative lump is charged prior to charging coke, and iron scrap or reduced iron is charged prior to charging ore into the furnace central region. The description that overlaps with FIG. 2 will be omitted.

【0041】図示のように、炉中心領域では、別ルート
装入装置から装入された代替塊状物堆積層11と鉄スクラ
ップ堆積層または還元鉄堆積層14が交互に積層された状
態で炉内を降下する。そして、前記図1(b) に示したD
領域内に流入したコークス層12中のコークスと、代替塊
状物堆積層11中の代替塊状物とが、炉芯コークス堆積層
25内に降下して長時間炉内に滞留する。
As shown in the figure, in the furnace central region, the alternate lump deposit layer 11 and the iron scrap deposit layer or the reduced iron deposit layer 14 charged from the different route charging device are alternately stacked in the furnace. Descend. Then, D shown in FIG.
The coke in the coke layer 12 that has flowed into the region and the substitute lump in the substitute lump deposit layer 11 form a core coke deposit layer.
It falls into 25 and stays in the furnace for a long time.

【0042】従って、図4に示す態様では、炉芯コーク
ス堆積層25の代替塊状物構成比率は比較法と同等にな
り、従来法あるいは前記図2に示した態様よりも高くす
ることができ、炉芯コークス堆積層25の自重力25Wが増
加する。さらに、後記の表3に示すように、鉄スクラッ
プ堆積層の嵩密度は、コークス堆積層の 3.8倍以上、代
替塊状物堆積層の 2.2倍以上と高い。また、還元鉄堆積
層の嵩密度は、鉄スクラップ堆積層の 1.6倍とさらに高
くなる。従って、炉上半部の塊状部における炉中心領域
の装入物荷重27は、前記図2、図3に示した態様よりも
増加する。このため、溶銑26の浮力26Fによる炉芯コー
クス堆積層25の浮上が阻止され、コークフリー層をほと
んどなくすことができる。これにより、炉底底部19近傍
の溶銑流速はさらに低下し、炉底底部19のレンガ損耗抑
止効果をさらに高めることができる。鉄スクラップおよ
び還元鉄はすでに還元されているので、還元にともない
発生するCO2 ガスによる代替塊状物の反応劣化はほとん
どない。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 4, the substitute lump constituting ratio of the furnace core coke deposition layer 25 is equivalent to that of the comparative method, and can be higher than that of the conventional method or the embodiment shown in FIG. The self-gravity 25 W of the furnace core coke deposition layer 25 increases. Furthermore, as shown in Table 3 below, the bulk density of the iron scrap deposit is 3.8 times or more that of the coke deposit and 2.2 times or more that of the alternative lump deposit. The bulk density of the reduced iron sedimentary layer is 1.6 times higher than that of the iron scrap sedimentary layer. Accordingly, the load 27 in the furnace center region in the lump portion in the upper half of the furnace is increased as compared with the embodiment shown in FIGS. For this reason, the floating of the furnace core coke deposition layer 25 due to the buoyancy 26F of the hot metal 26 is prevented, and the coke-free layer can be almost eliminated. Accordingly, the flow velocity of the hot metal in the vicinity of the furnace bottom 19 is further reduced, and the effect of suppressing the brick wear of the furnace bottom 19 can be further enhanced. Since iron scrap and reduced iron have already been reduced, there is almost no reaction deterioration of the substitute mass due to CO 2 gas generated by the reduction.

【0043】従って、炉芯コークス堆積層25の通液性
は、前記図3に示した態様と同様、従来法、比較法ある
いは前記図2に示した態様よりも良好になり、炉底側壁
20のレンガ損耗の進行も同時に抑止することができる。
Therefore, the liquid permeability of the furnace core coke deposition layer 25 is better than the conventional method, the comparative method or the embodiment shown in FIG. 2, as in the embodiment shown in FIG.
At the same time, the progress of wear of the 20 bricks can be suppressed.

【0044】また、前記図2、図3に示した態様では、
D領域内に存在する鉱石から溶鉄を生成する際に、鉱石
の昇温以外に直接還元(吸熱反応)の熱供給が必要とな
る。
In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3,
When producing molten iron from the ore present in the D region, heat supply for direct reduction (endothermic reaction) is required in addition to the temperature increase of the ore.

【0045】これに対し、図4に示す態様では、鉄スク
ラップまたは還元鉄を昇温する熱供給だけでよい。従っ
て、高温、多量の溶鉄を生成することができ、多量の溶
銑と熱交換されて、炉芯コークス堆積層25の温度は、従
来法、比較法、図2および図3の場合より高く維持され
る。そして、炉芯コークス堆積層25内で滴下する溶銑、
溶滓の流動性が改善され、目標出銑量の溶銑を安定して
製造することが可能となる。
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 4, only heat supply for raising the temperature of iron scrap or reduced iron is required. Therefore, a high temperature and a large amount of molten iron can be generated, and heat is exchanged with a large amount of hot metal, so that the temperature of the core coke deposition layer 25 is maintained higher than the conventional method, the comparative method, and the case of FIGS. 2 and 3. You. And hot metal dripped in the core coke deposition layer 25,
The fluidity of the slag is improved, and it is possible to stably produce hot metal with a target tapping amount.

【0046】[0046]

【実施例1】炉容が2700m3でベル式装入装置および図1
に示すような別ルートからの装入装置を備えた高炉を用
いて本発明方法を実施した。使用したコークス代替塊状
物は、炭素系耐火物を破砕して粒度調整したもので、本
発明で定める特性を備えた下記の性状のものである。
Example 1 A bell type charging apparatus with a furnace volume of 2700 m 3 and FIG.
The method of the present invention was carried out using a blast furnace provided with a charging device from another route as shown in FIG. The coke substitute lump used was obtained by crushing a carbon-based refractory and adjusting the particle size, and having the following properties having the characteristics defined by the present invention.

【0047】 平均粒径 :50mm、 見掛比重:1.73 固定炭素含有率:92重量%、 揮発分 :0.6 % 高炉への原料装入は、コークスの装入に先だって代替塊
状物を、鉱石の装入に先だってコークスまたは代替塊状
物を炉中心領域に重点装入して行った (前記図1(a))。
コークスの装入および鉱石の装入は、1チャージを2分
割して2バッチ装入とした。なお、従来例 (ベース)
は、ベル式装入装置からコークスと鉱石を交互に装入す
る従来法で装入した。また、比較例 (ケース1) はコー
クスの装入に先だっては、代替塊状物を中心装入する
が、鉱石の装入に先だっては中心装入を行わない装入法
である。
Average particle size: 50 mm, apparent specific gravity: 1.73 Fixed carbon content: 92% by weight, volatile matter: 0.6% The raw material charging to the blast furnace was performed by replacing the substitute mass with the ore charging before charging the coke. Prior to the charging, coke or an alternative lump was mainly charged into the furnace central region (FIG. 1 (a)).
The charging of coke and the charging of ore were performed by dividing one charge into two batches and charging into two batches. Conventional example (base)
Was charged by a conventional method in which coke and ore were charged alternately from a bell type charging device. Further, the comparative example (case 1) is a charging method in which the alternative mass is mainly charged before charging the coke, but the central charging is not performed before charging the ore.

【0048】実炉試験は、コークスの装入に先だって中
心装入する代替塊状物のコークス・ベースに対する重量
分率(以下、「代替比率」と記す)を7重量%一定と
し、鉱石の装入に先だって中心装入するコークス・ベー
スに対する重量分率(以下、「置換比率」と記す)また
は代替塊状物の代替比率を表2に示すように変化させ、
表1に示す操業条件で行った。
In the actual furnace test, the weight fraction (hereinafter, referred to as the “alternative ratio”) of the alternative mass to be charged centrally with respect to the coke base prior to the charging of coke was kept constant at 7% by weight, and the ore charging was performed. The weight fraction (hereinafter referred to as “replacement ratio”) with respect to the coke base charged centrally or the replacement ratio of the substitute mass is changed as shown in Table 2,
The operation was performed under the operating conditions shown in Table 1.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】次に、効果の評価方法について述べる。炉
底底部および炉底側壁近傍の溶銑流速が変化すると、炉
底部溶銑と炉底耐火物との間の熱移動もそれに応じて変
化するので、炉底耐火物中の熱流束から溶銑流速を推定
することができる。そこで、炉底底部および炉底側壁の
耐火レンガ内に複数箇所埋設した温度計のデータから得
られる炉底底部、および炉底側壁の耐火物内の温度勾配
に基づいて計算される炉底底部および炉底側壁部の熱流
束値(以下、それぞれ「炉底底部貫流熱量」、「炉底側
壁貫流熱量」という)を炉底底部および炉底側壁近傍の
溶銑流速の評価指標とした。
Next, a method for evaluating the effect will be described. When the flow velocity of the hot metal near the bottom and the bottom wall changes, the heat transfer between the hot metal at the bottom and the refractory changes accordingly, so the hot metal flow rate is estimated from the heat flux in the refractory. can do. Therefore, the furnace bottom obtained from the data of the thermometer buried at a plurality of places in the refractory brick of the furnace bottom and the furnace bottom wall, and the furnace bottom calculated based on the temperature gradient in the refractory of the furnace bottom wall and The heat flux value of the hearth side wall portion (hereinafter, referred to as the "heat volume flowing through the hearth bottom" and the "heat volume flowing through the hearth side wall," respectively) was used as an evaluation index of the hot metal flow velocity near the hearth bottom and the hearth side wall.

【0052】実炉操業は各ケースでの操業を一定期間続
け、操業期間の最後の5日間の炉底底部および炉底側壁
の貫流熱量値を評価指標とした。さらに、この時の送風
圧変動指数(送風圧の連続記録チャート上の送風圧記録
曲線の長さをチャート送り長さで割った値)を、操業の
安定度を示す指数として用いた。また、燃料比を調査し
た。なお、本発明法を適用する前の状態(以下、「ベー
ス」と記す)を従来例として比較に用いた。
In the actual furnace operation, the operation in each case was continued for a certain period of time, and the through-flow calorific value of the furnace bottom and the bottom wall of the last 5 days of the operation period was used as an evaluation index. Further, the blast pressure fluctuation index at this time (a value obtained by dividing the length of the blast pressure recording curve on the continuous recording chart of the blast pressure by the chart feed length) was used as an index indicating the stability of operation. The fuel ratio was also investigated. The state before application of the method of the present invention (hereinafter referred to as “base”) was used for comparison as a conventional example.

【0053】図5は、本発明方法の実施例1における炉
底底部貫流熱量、炉底側壁貫流熱量、送風圧変動指数の
測定結果および燃料比を従来例、比較例と対比して示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing the measurement results of the calorific value at the bottom of the furnace bottom, the calorific value at the side wall of the furnace bottom, the blast pressure fluctuation index and the fuel ratio in Example 1 of the method of the present invention in comparison with the conventional example and the comparative example. is there.

【0054】図示のように、炉底底部貫流熱量について
は、コークス層の中心領域に代替塊状物を装入した比較
例のケース1、およびさらに鉱石層の中心領域にもコー
クスを装入した(置換比率で示す)実施例のケース2〜
5、または代替塊状物を装入した(代替比率で示す)ケ
ース6〜9が、従来例のベースに比べて低くなってお
り、炉底底部近傍の溶銑流速の低下が認められた。
As shown in the figure, regarding the calorific value of the flow through the bottom of the furnace bottom, coke was charged also in Case 1 of the comparative example in which the alternative lump was charged in the central area of the coke layer, and further, in the central area of the ore layer ( Case 2 of Example)
5, or the cases 6 to 9 in which the substitute lump was charged (indicated by the substitute ratio) were lower than the base of the conventional example, and a decrease in the hot metal flow velocity near the bottom of the furnace bottom was observed.

【0055】ケース1との対比では、鉱石層に中心装入
されるコークスの置換比率が、ケース2(1重量%)→
ケース3(2重量%)→ケース4(4重量%)→ケース
5(8重量%)と増加するとともに、炉底底部貫流熱量
が微増し、炉底底部近傍の溶銑流速の微増が認められ
た。これは、炉芯コークス堆積層の代替塊状物構成比率
が置換比率の増加とともに減少してその自重力が減少す
ること、あるいは炉中心領域の鉱石存在量の減少により
上部装入物荷重が減少することにより、コークフリー層
の層厚が微増したことによると判断される。
In contrast to Case 1, the replacement ratio of coke charged centrally in the ore layer was changed to Case 2 (1% by weight) →
Case 3 (2% by weight) → Case 4 (4% by weight) → Case 5 (8% by weight), the amount of heat flowing through the bottom of the furnace bottom increased slightly, and the flow rate of hot metal near the bottom of the furnace bottom increased slightly. . This is due to the fact that the substitute mass composition ratio of the core coke deposit decreases with the increase of the replacement ratio and its own gravity decreases, or the upper burden load decreases due to the decrease of ore abundance in the core region of the furnace Thus, it is determined that the thickness of the coke-free layer was slightly increased.

【0056】鉱石層に中心装入される代替塊状物の代替
比率が、ケース6(1重量%)→ケース7(3重量%)
→ケース8(10重量%)と増加するとともに炉底底部貫
流熱量が減少し、炉底底部近傍の溶銑流速の低下が認め
られた。これは、ケース1に比べて炉芯コークス堆積層
の代替塊状物構成比率の増加による自重力の増加が、鉱
石存在量の減少による上部装入物荷重の減少を上回り、
コークフリー層の層厚が薄くなったことによると判断さ
れる。ケース9(15重量%)では、上部装入物荷重の減
少の影響が強く表れ、炉底底部近傍の溶銑流速はケース
1と同等程度まで上昇した。
The replacement ratio of the replacement lump to be charged centrally in the ore layer is changed from case 6 (1% by weight) to case 7 (3% by weight).
→ Case 8 (10% by weight) increased and the calorific value flowing through the bottom of the furnace bottom decreased, and a decrease in the flow rate of hot metal near the bottom of the furnace bottom was observed. This is because, compared to Case 1, the increase in self-gravity due to the increase in the substitute mass composition ratio of the core coke deposits exceeds the decrease in the upper burden load due to the decrease in ore abundance,
It is determined that the thickness of the coke-free layer was reduced. In Case 9 (15% by weight), the effect of the decrease in the load of the upper charge was strongly exhibited, and the flow rate of the hot metal near the bottom of the furnace bottom increased to about the same level as in Case 1.

【0057】一方、炉底側壁貫流熱量および送風圧変動
指数については、コークスの置換比率の増加(ケース1
→ケース2→ケース3→ケース4→ケース5)あるいは
代替塊状物の代替比率の増加(ケース1→ケース6→ケ
ース7→ケース8→ケース9)とともに減少し、炉底側
壁近傍の溶銑流速の低下および送風圧の安定化が認めら
れた。これは、置換比率あるいは代替比率の増加ととも
に炉中心領域の鉱石存在量が減少するので、反応劣化が
少ないコークスまたは代替塊状物が炉芯コークス堆積層
に降下すること、そして、コークフリー層の浮上を抑え
た状態での炉芯コークス堆積層の通気性、通液性が改善
されたこと、によると考えられる。
On the other hand, regarding the calorific value flowing through the bottom wall of the furnace and the blast pressure variation index, the replacement ratio of coke was increased (Case 1).
→ Case 2 → Case 3 → Case 4 → Case 5) or decrease as the substitute ratio of substitute mass increases (Case 1 → Case 6 → Case 7 → Case 8 → Case 9). A decrease and stabilization of the blast pressure were observed. This is because the ore abundance in the core region of the furnace decreases with an increase in the substitution ratio or substitution ratio, so that coke or substitute lump with less reaction degradation falls to the core coke deposition layer, and the coke-free layer rises It is considered that the air permeability and the liquid permeability of the furnace core coke deposition layer in a state where the temperature was suppressed were improved.

【0058】炉芯コークス堆積層の代替塊状物構成比率
を高くしたケース7〜9は、構成比率が低いケース1〜
5に比較して炉底側壁貫流熱量および送風圧変動指数が
低下している。これは、代替塊状物の方がコークスより
摩耗劣化が少なく、また、自壊粉化することもないので
代替塊状物構成比率の高いケース7〜9の炉芯コークス
堆積層の通気性、通液性が、ケース1〜5のそれより良
好になっていたことを示すものと解釈される。
Cases 7 to 9 in which the composition ratio of the substitute lump in the furnace core coke deposition layer was high were cases 1 to 9 in which the composition ratio was low.
5, the calorific value flowing through the bottom wall of the furnace and the blowing pressure fluctuation index are lower. This is because the substitute agglomerates have less wear deterioration than coke and do not self-destruct, so that the permeability and liquid permeability of the core coke deposited layer of cases 7 to 9 having a high substitute lump constituent ratio are high. Is better than that of Cases 1-5.

【0059】燃料比については、ケース1(比較例)が
ベース(従来例)より 10kg/溶銑t程度高くなった。そ
して、コークスの置換比率の増加(ケース1→ケース2
→ケース3→ケース4→ケース5)とともに、あるいは
代替塊状物の代替比率の増加(ケース1→ケース6→ケ
ース7→ケース8→ケース9)とともに燃料比は微増
し、ケース5、ケース9においてはケース1よりさらに
10kg/溶銑t程度悪化した。これは、置換比率あるいは
代替比率の増加とともに炉中心領域の鉱石存在量が減少
し、炉中心領域の塊状部を上昇する還元ガスの利用効率
が低下することによると考えられる。従って、燃料比の
悪化を比較例とほぼ同程度に抑えるには、コークスの置
換比率は2重量%以上8重量%未満、代替塊状物の代替
比率は2重量%以上15重量%未満の範囲にするのがよい
ことがわかる。
Regarding the fuel ratio, Case 1 (Comparative Example) was about 10 kg / t higher than the base (Conventional Example). Then, the replacement ratio of coke is increased (case 1 → case 2).
→ Case 3 → Case 4 → Case 5) or the increase in the substitute ratio of substitute lump (Case 1 → Case 6 → Case 7 → Case 8 → Case 9), the fuel ratio slightly increases, and in Cases 5 and 9 Is more than case 1
Deteriorated by about 10 kg / hot metal t. It is considered that this is because the ore abundance in the furnace center region decreases with the increase of the replacement ratio or the substitution ratio, and the utilization efficiency of the reducing gas that rises in the lump in the furnace center region decreases. Therefore, in order to suppress the deterioration of the fuel ratio to approximately the same level as in the comparative example, the replacement ratio of coke should be in the range of 2% by weight or more and less than 8% by weight, and the replacement ratio of the lump substitute should be in the range of 2% by weight or more and less than 15% by weight. It turns out that it is good to do.

【0060】[0060]

【実施例2】実施例1と同じ炉を使用し、コークスの装
入に先だってはコークス・ベースの7重量%に相当する
代替塊状物を、鉱石の装入に先だっては還元鉄またはス
クラップを炉中心領域に重点装入した (前記図1(b))。
使用した原料の粒度または寸法および各原料堆積層の嵩
密度を表3に示す。
EXAMPLE 2 Using the same furnace as in Example 1, the alternative mass equivalent to 7% by weight of the coke base was charged before charging the coke and reduced iron or scrap was charged before charging the ore. Focused charging was performed in the central area (Fig. 1 (b)).
Table 3 shows the particle size or dimensions of the raw materials used and the bulk density of each raw material deposited layer.

【0061】[0061]

【表3】 [Table 3]

【0062】実炉試験は表5に示すように、還元鉄また
はスクラップの全鉄源原料に対する重量分率(以下、
「鉄源置換比率」と記す)を変えて、表4に示す操業条
件で行った。そして、前記実施例1と同様にして、各ケ
ースについて炉底底部および炉底側壁の貫流熱量と送風
圧変動指数を調査した。さらに、各ケースの操業終了後
の休風時に羽口部からコークスサンプリングを実施し、
炉芯部から採集した炉芯コークスの粒径を実測して、炉
頂部から装入されるコークス、代替塊状物の粒径に対す
る粒径減少率を調査した。
In the actual furnace test, as shown in Table 5, the weight fraction of reduced iron or scrap with respect to the total iron source material (hereinafter referred to as
The operation was performed under the operating conditions shown in Table 4 while changing the “iron replacement ratio”. Then, in the same manner as in Example 1, the through-flow calorie of the furnace bottom and the furnace bottom side wall and the blowing pressure fluctuation index were investigated for each case. In addition, coke sampling was carried out from the tuyere at the time of wind shut down after the operation of each case,
The particle size of the core coke collected from the furnace core was measured, and the reduction rate of the coke charged from the furnace top and the particle size reduction ratio with respect to the particle size of the substitute lump were investigated.

【0063】[0063]

【表4】 [Table 4]

【0064】[0064]

【表5】 [Table 5]

【0065】図6は、本発明の実施例2における炉底底
部貫流熱量、炉底側壁貫流熱量、送風圧変動指数および
粒径減少率の測定結果を従来例、比較例と対比して示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing the measurement results of the calorific value of the bottom of the furnace bottom, the calorific value of the side wall of the furnace bottom, the blowing pressure fluctuation index and the particle size reduction rate in Example 2 of the present invention in comparison with the conventional example and the comparative example. It is.

【0066】図示のように、実施例2のケース10〜15
は、従来例のベースおよび比較例のケース1と比較し
て、炉底底部および炉底側壁の貫流熱量がともに低下し
ている。
As shown, cases 10 to 15 of the second embodiment
Compared with the base of the conventional example and the case 1 of the comparative example, the amount of heat flowing through the bottom of the furnace bottom and the side wall of the furnace bottom are both reduced.

【0067】そして、貫流熱量の低下は還元鉄またはス
クラップの鉄源置換比率の増加 (ケース1→ケース10→
ケース11→ケース12またはケース1→ケース13→ケース
14→ケース15) ともに多くなる。この貫流熱量の低下効
果は嵩密度の大きい還元鉄を中心装入したケース10〜12
で顕著であり、特に炉底底部貫流熱量の低下は炉芯コー
クス堆積層に炉中心上部からかかる装入物荷重との正相
関がある。また、炉芯コークスの粒径減少率は、ベース
およびケース1と比較して低下している。これは摩耗劣
化の少ない代替塊状物が強い反応劣化を受けずに炉芯に
降下し、炉芯コークス堆積層を構成していることによる
と考えられる。
The decrease in the amount of heat flowing through is caused by an increase in the replacement ratio of reduced iron or scrap with the iron source (Case 1 → Case 10 →
Case 11 → Case 12 or Case 1 → Case 13 → Case
14 → Case 15) Both increase. This reduction in the amount of heat flowing through is mainly due to the case where reduced iron, which has a large bulk density, is centrally charged.
In particular, the decrease in the amount of heat flowing through the bottom of the furnace bottom has a positive correlation with the load applied to the furnace core coke layer from the upper part of the furnace center. Further, the particle diameter reduction rate of the core coke is lower than that of the base and the case 1. This is considered to be due to the fact that the substitute agglomerates with little abrasion deterioration descended to the furnace core without undergoing strong reaction deterioration and constituted a core coke deposited layer.

【0068】上述の結果から、実施例2における炉底底
部貫流熱量の低下は、炉芯コークス堆積層の大部分がコ
ークスより重い代替塊状物で構成され、堆積層の自重が
増すとともに、その上部にかかる装入物荷重も増えてコ
ークフリー層が消失し、炉底底部の溶銑流速が低下した
ことによると推察される。また、炉底側壁貫流熱量の低
下は、炉芯コークス堆積層自体の通液性が改善され、堆
積層の通液性悪化時に見られる炉底側壁近傍の溶銑流速
の上昇が回避されたことによると推察される。
From the above results, it can be seen that the decrease in the calorific value at the bottom of the furnace in Example 2 is due to the fact that most of the core coke deposited layer is composed of a lump substitute which is heavier than coke. It is presumed that the coke-free layer disappeared due to an increase in the load applied to the furnace, and the flow velocity of the hot metal at the bottom of the furnace bottom decreased. In addition, the decrease in the calorific value of the flow through the bottom wall of the hearth is due to the improved liquid permeability of the core coke layer itself and the increase in the flow rate of hot metal near the furnace bottom wall, which is observed when the liquid permeability of the layer is deteriorated. It is inferred.

【0069】なお、送風圧変動指数は、鉄源置換比率の
増加とともに上昇しているが、いずれも管理上限値1.35
以下であり、安定操業上の支障とはならない。
The blow pressure fluctuation index increases with an increase in the iron source replacement ratio.
The following is not a hindrance to stable operation.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明方法によれば、炉芯コークス堆積
層の自重、さらにその上部にかかる装入物荷重が増し、
その結果コークフリー層が消失する。また、反応による
粒径劣化が抑制され、炉芯コークス堆積層の通液性が改
善される。従って、出銑時に炉底底部および炉底側壁近
傍の溶銑流速を低下させることができる。これにより炉
底底部および炉底側壁のレンガ損耗の進行が抑止され、
高炉寿命を大幅に延長することができる。
According to the method of the present invention, the dead weight of the core coke layer and the load on the upper part thereof are increased.
As a result, the coke-free layer disappears. Further, the particle size deterioration due to the reaction is suppressed, and the liquid permeability of the core coke deposited layer is improved. Therefore, at the time of tapping, it is possible to reduce the flow velocity of the molten metal near the bottom of the furnace and the side wall of the furnace bottom. This suppresses the progress of brick wear on the furnace bottom and the furnace bottom side wall,
Blast furnace life can be greatly extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法の実施態様例と原料堆積状態を説明
する高炉上部の模式的断面図であり、(a) は鉱石の装入
に先だって代替塊状物またはコークスを炉中心部に装入
した場合、(b) 同様に鉄スクラップまたは還元鉄を炉中
心部に装入した場合である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an upper part of a blast furnace illustrating an embodiment of the method of the present invention and a raw material deposition state, in which (a) charges an alternative lump or coke into the center of the furnace prior to charging of ore. (B) Similarly, the case where iron scrap or reduced iron was charged into the furnace center.

【図2】本発明の一つの方法を説明するための高炉の炉
内状態を示す模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state inside a blast furnace for explaining one method of the present invention.

【図3】本発明のもう一つの方法を説明するための高炉
の炉内状態を示す模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an inside state of a blast furnace for explaining another method of the present invention.

【図4】本発明の更にもう一つの方法を説明するための
高炉の炉内状態を示す模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state inside a blast furnace for explaining still another method of the present invention.

【図5】本発明の1実施例における炉底底部貫流熱量、
炉底側壁貫流熱量、送風圧変動指数の測定結果および燃
料比を示す図である。
FIG. 5 shows the calorific value of the bottom of the furnace in one embodiment of the present invention;
It is a figure which shows the calorie | heat amount which flows through a furnace bottom wall, the measurement result of blast pressure fluctuation | variation index, and a fuel ratio.

【図6】本発明の他の実施例における炉底底部貫流熱
量、炉底側壁貫流熱量、送風圧変動指数および粒径減少
率の測定結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the measurement results of the calorific value of the bottom of the furnace bottom, the calorific value of the side wall of the furnace bottom, the blowing pressure fluctuation index, and the particle size reduction rate in another embodiment of the present invention.

【図7】一般的な高炉の炉内状態を説明する模式的断面
図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a furnace state of a general blast furnace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:高炉 2:ベル式装入装置 3:大ベル 4:ベルカップ 5:ムーバブルアーマー 6:別ルート装入装置 7:装入シュート 8:ホッパー 9、9’:装入物落下軌跡 10:コークスまたは鉱石 11:代替塊状物堆積層 12:コークス層 13:代替塊状物堆積層またはコークス堆積層 14:スクラップ堆積層または還元鉄堆積層 15:鉱石層 16:コークス堆積層 17:代替塊状物 18:コークス 19:炉底底部 20:炉底側壁 21:羽口 22:鉱石軟化融着帯 23:すり鉢状領域 24:コークス燃焼帯 25:炉芯コークス堆積層 26:溶銑 26F:浮力 27:装入物荷重 28:コークフリー層 29:塊状部 30:軟化融着帯 31:コークス帯 32:炉芯部 D:コークス、代替塊状物の炉芯降下領域 1: Blast furnace 2: Bell type charging device 3: Large bell 4: Bell cup 5: Movable armor 6: Separate route charging device 7: Charging chute 8: Hopper 9, 9 ': Load drop locus 10: Coke Or ore 11: Alternate lump deposit 12: Coke layer 13: Alternate lump or coke deposit 14: Scrap or reduced iron deposit 15: Ore layer 16: Coke deposit 17: Alternate lump 18: Coke 19: Furnace bottom 20: Furnace bottom wall 21: Tuyere 22: Ore softening cohesive zone 23: Mortar-shaped area 24: Coke combustion zone 25: Core coke deposit 26: Hot metal 26F: Buoyancy 27: Charge Load 28: Coke-free layer 29: Lumped part 30: Soft cohesive zone 31: Coke band 32: Furnace core D: Core fall area of coke and alternative lump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−228904(JP,A) 特開 平7−173513(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21B 5/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-7-228904 (JP, A) JP-A-7-173513 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C21B 5/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】高炉炉頂部からコークスと鉄源原料を交互
に炉内に装入するに際し、上記コークスの装入量の一部
を、見掛比重が 1.3以上、固定炭素含有率が80重量%以
上、揮発分含有率が1重量%以下で、かつ、粒径が30〜
200mm の塊状物で代替する高炉の操業方法であって、下
記およびを特徴とする高炉の操業方法。上記コー
クスの装入に先だっては、通常装入装置とは別ルートの
装入装置を用い、上記塊状物を炉中心領域に重点的に装
入すること。上記鉄源原料の装入に先だっては、通常
装入装置とは別ルートの装入装置を用い、(イ)上記塊
状物もしくは上記コークスの一部を炉中心領域に重点的
に装入すること、または(ロ)鉄スクラップもしくは還
元鉄を炉中心領域に重点的に装入すること。
When the coke and the iron source material are alternately charged into the furnace from the top of the blast furnace, a part of the charged amount of the coke has an apparent specific gravity of 1.3 or more and a fixed carbon content of 80% by weight. % Or more, the volatile matter content is 1% by weight or less, and the particle size is 30 to
A method for operating a blast furnace to be replaced with a 200-mm lump, comprising: Prior to charging the above coke, a different route from the normal charging equipment
Using the charging device, the mass is mainly charged into the furnace central region. Is prior to the loading of the iron source material, usually
Using a charging device with a different route from the charging device, (a) charging the lump or a part of the coke into the furnace central region with a focus, or (b) transferring iron scrap or reduced iron into the furnace Focusing on the central area.
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