JP3522511B2 - Blast furnace operation method - Google Patents

Blast furnace operation method

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JP3522511B2 JP30830897A JP30830897A JP3522511B2 JP 3522511 B2 JP3522511 B2 JP 3522511B2 JP 30830897 A JP30830897 A JP 30830897A JP 30830897 A JP30830897 A JP 30830897A JP 3522511 B2 JP3522511 B2 JP 3522511B2
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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】本発明は、高炉操業方法に関
し、高炉の火入れ後の操業の安定化および効率化に寄与
し、羽口から石炭、重油、天然ガス等の補助燃料を吹き
込むことによって、コークス使用量を低下させる高O/C
操業に安定かつ早期に移行することのできる高炉操業方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for operating a blast furnace, which contributes to stabilization and efficiency of operation of a blast furnace after burning, and by blowing auxiliary fuel such as coal, heavy oil, natural gas or the like from tuyere, High O / C that reduces coke usage
The present invention relates to a method for operating a blast furnace, which enables stable and early transition to operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】製鉄業における高炉法では、鉱石( 鉄鉱
石、焼結鉱、ペレット、石灰石等の混合物) や、コーク
スなどの製鉄原料粉粒体を炉内に順次装入して装入物層
を形成し、炉下部から高温熱源ガスを流通して、鉄の還
元反応を行わせる。このため、還元反応を保証する炉内
のガス分布の制御が重要となり、このガス分布に大きく
影響する製鉄原料粉粒体の装入物層の分布なり充填状況
の制御が、経済的な安定操業を継続するために重要とな
っている。
2. Description of the Related Art In the blast furnace method in the iron-making industry, ore (a mixture of iron ore, sinter, pellets, limestone, etc.) and iron-making raw material granules such as coke are sequentially charged into the furnace. A layer is formed and a high-temperature heat source gas is circulated from the lower part of the furnace to cause a reduction reaction of iron. For this reason, it is important to control the gas distribution in the furnace that guarantees the reduction reaction, and control of the distribution and filling state of the charge layer of the iron-making raw material powder particles, which greatly affects this gas distribution, is an economical and stable operation. Has become important to continue.

【0003】一方、近年、高炉の操業は、燃料コストの
大幅削減あるいはコークス炉の負担軽減、炉寿命の延長
などを目的として、従来のオールコークス操業(還元材
のすべてを炉頂部からコークスとして装入する方法)か
ら、炉頂部からのコークス装入に加えて、高炉羽口から
廉価な微粉炭、重油、天然ガス等の補助燃料を吹き込む
操業に移りつつある。この高炉の操業の中でも、特に、
コストメリットを最大に享受するため、高炉の火入れ立
ち上げ後における操業の安定化および効率化を行うため
に、微粉炭などの補助燃料の吹き込みを行って、鉱石
(O) とコークス(C) との堆積重量比Ore/Coke (以下、単
にO/C と言う) が5.0 以上である、高O/C操業に早期
に、かつ安定的に移行することが重要な課題となってい
る。
On the other hand, in recent years, the operation of a blast furnace has been carried out in the conventional all-coke operation (all reducing materials are installed as coke from the top of the furnace) for the purpose of drastically reducing fuel costs, reducing the burden on the coke oven, and extending the life of the furnace. In addition to the charging of coke from the top of the furnace, the operation of blowing auxiliary fuel such as pulverized coal, heavy oil, and natural gas from the blast furnace tuyeres is being started. Among the operations of this blast furnace,
In order to maximize the cost merit, in order to stabilize and improve the operation of the blast furnace after the start of firing, the auxiliary fuel such as pulverized coal is blown into the ore.
(O) and coke (C) deposit weight ratio Ore / Coke (hereinafter simply referred to as O / C) is 5.0 or more, and it is important to shift to high O / C operation early and stably. Has become a problem.

【0004】しかし、150kg/t −銑鉄以上の微粉炭吹き
込みによる高O/C 操業では、鉱石に対するコークスの比
率が低下し、鉱石とコークスとの重量比O/C が上昇する
ため、高炉内の原料堆積状況において、高炉半径方向或
いは、円周方向での局所的な高O/C の部分が発生しやす
くなる。このような局所的な高O/C 部分の発生は、鉱石
の昇温や還元の停滞を生じ、円滑な溶融滴下の妨げにな
る。この現象は、前記高O/C 化による鉱石の高層厚化と
コークスの層厚低下とによる、層内上昇ガス量の減少に
より更に助長される。そして、この現象は、高炉操業に
おいて、高炉内の通気抵抗を上げるとともに、特に高炉
中心部のガス流が低下して、逆に炉壁側のガス流が上昇
し、炉壁からの熱損失量が増加するという不利益を生じ
る。また、これら炉内ガス流の変動に伴う炉熱変動は、
操業のトラブルを発生して生産性を阻害し、O/C が5.0
以上の高O/C 操業に安定かつ早期に移行することができ
ない等の問題を生じる。
However, in a high O / C operation by blowing pulverized coal of 150 kg / t-pig iron or more, the ratio of coke to ore decreases and the weight ratio O / C of ore to coke increases, so that the blast furnace In the raw material deposition situation, local high O / C portions are easily generated in the blast furnace radial direction or the circumferential direction. The generation of such a local high O / C portion causes a stagnation in the temperature rise and reduction of the ore, which hinders the smooth melting and dropping. This phenomenon is further promoted by a decrease in the amount of gas rising in the bed due to the increase in the ore thickness due to the high O / C and the decrease in the coke layer thickness. This phenomenon is due to the fact that in blast furnace operation, the ventilation resistance in the blast furnace is increased, the gas flow in the center of the blast furnace in particular decreases, and on the contrary, the gas flow on the furnace wall side rises, causing the amount of heat loss from the furnace wall. The disadvantage is that In addition, fluctuations in furnace heat due to fluctuations in these gas flows in the furnace are
Occurrence of operational troubles that hinder productivity and O / C is 5.0
Problems such as the inability to make stable and early transitions to the above high O / C operations will occur.

【0005】一般的に、高炉では、高炉に設置された各
種センサーからの情報に基づいて、操業者が、アーマプ
レート( ムーバブルアーマ) の位置やベルレス分配シュ
ートの傾動パターンを変更するなど、製鉄原料装入物の
分布 (厚み) を制御することによって、炉内のガス流分
布や炉体熱負荷を制御している。しかし、センサー情報
から得られたガス流分布と製鉄原料装入物の装入手段に
よる制御量との定量的な関係が十分的確に把握できない
ため、装入手段による制御量を変更し、その後のガス流
分布の変動動向に応じて、更に変更操作を加える試行錯
誤的な方法によって、装入物層の分布 (厚み) を制御せ
ざるを得ない。即ち、装入手段の制御量を変えると装入
物層の分布が変わり、これに伴いガス流分布が変わるこ
とで、装入物層の分布が一種のパラメータになってい
る。したがって、このパラメータが充分把握できない
と、装入手段の制御量とガス流分布の結果との対応が迅
速かつ確実に取れないのが現状である。このため、実際
のガス流分布を、炉中心部のガス流を強化するなど、炉
況にとって望ましい分布に一致させることが容易ではな
く、目標とするガス流分布を得るために、長期に渡る装
入物の分布調整が必要であった。そして、このことが、
高炉の火入れ立ち上げ後に、O/C が5.0 以上の高O/C 操
業に安定かつ早期に移行することができない乃至時間が
かかる大きな原因となっている。
Generally, in a blast furnace, an operator changes the position of an armor plate (movable armor) and the tilting pattern of a bellless distribution chute based on information from various sensors installed in the blast furnace. By controlling the distribution (thickness) of the charge, the gas flow distribution in the furnace and the heat load of the furnace body are controlled. However, since the quantitative relationship between the gas flow distribution obtained from the sensor information and the control amount by the charging means of the iron-making raw material charge cannot be grasped sufficiently accurately, the control amount by the charging means is changed and The distribution (thickness) of the charge bed must be controlled by a trial-and-error method in which a changing operation is further performed according to the fluctuation trend of the gas flow distribution. That is, when the control amount of the charging means is changed, the distribution of the charging material layer is changed, and the gas flow distribution is changed accordingly, so that the distribution of the charging material layer is a kind of parameter. Therefore, under the present circumstances, if the parameter is not sufficiently grasped, the control amount of the charging means and the result of the gas flow distribution cannot be promptly and reliably corresponded. For this reason, it is not easy to match the actual gas flow distribution with the distribution desired for the furnace conditions, such as by strengthening the gas flow in the center of the furnace, and in order to obtain the target gas flow distribution, it is necessary to use a long-term equipment. It was necessary to adjust the distribution of the contents. And this is
After the start-up of the blast furnace, the O / C cannot be stably and early transferred to the high O / C operation of 5.0 or more, which is a major cause of time consuming.

【0006】かかる問題を解決すべく、従来から、特開
平2-182815号公報などでは、ガス流分布状況を三角ダイ
アグラムで表す知識工学システムによって、炉内半径方
向のガス流分布状況を判定し、この時のオンラインデー
タに基づいて、装入物分布予測モデル計算を複数条件下
で実施し、この計算結果から、最適な分配シュートの傾
動パターンを選定する方法が提案されている。
In order to solve such a problem, conventionally, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-182815, etc., the state of gas flow distribution in the furnace radial direction is determined by a knowledge engineering system that represents the state of gas flow distribution by a triangular diagram. Based on the online data at this time, a method of carrying out a charge distribution prediction model calculation under a plurality of conditions and selecting an optimal tilt pattern of the distribution chute from the calculation result has been proposed.

【0007】しかし、この特開平2-182815号公報の方法
では、制御量の的中率は、装入物分布予測モデルの精度
に大きく依存している。そして、この従来技術のよう
に、ガス流分布状況を三角ダイアグラムで簡易的に表わ
すことによっては、装入物分布予測モデルの精度が得ら
れず、また、長期にわたる装入物分布アクションの方向
付けも明確化できない。
However, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-182815, the hit rate of the controlled variable greatly depends on the accuracy of the charge distribution prediction model. As in this prior art, by simply expressing the gas flow distribution state with a triangular diagram, the accuracy of the charge distribution prediction model cannot be obtained, and the direction of the charge distribution action over a long period of time cannot be obtained. Cannot be clarified.

【0008】その理由は、特に、高炉の火入れ立ち上げ
初期からの増風や、微粉炭 (PC) などの補助燃料の吹き
込み開始に伴い、O/C 比率が上昇し、最終的に高O/C 条
件で高微粉炭吹き込み操業へ移行するが、この場合、コ
ークス層に比較して安息角が小さい鉱石層をより多くコ
ークステラス上に積み付けるため、積み付け状態が不安
定化し、コークス層の崩壊や炉中心方向への多量の鉱石
の流れ込みが生じやすくなる。この結果、装入チャージ
毎の堆積プロフィールの再現性が低下する傾向を示す。
したがって、高炉内通気抵抗を下げて、高炉中心部のガ
ス流を強化すべく、必要なガス流分布を得るためには、
実炉内で発生するコークス崩れ等の不安定化現象を取り
込んで、実用的な装入物の制御を行う必要がある。にも
拘らず、この特開平2-182815号公報の方法では、この実
炉内で発生するコークス崩れ等の不安定化現象を一切考
慮していないのである。
[0008] The reason is that the O / C ratio rises, and finally the high O / C ratio rises as the wind blows from the initial stage of the blast furnace firing and the start of blowing in auxiliary fuel such as pulverized coal (PC). Under the C condition, the operation shifts to high pulverized coal blowing operation, but in this case, more ore layers with a smaller repose angle than the coke layer are stacked on the coke terrace, so the stacking condition becomes unstable and the coke layer Collapse and a large amount of ore flow toward the center of the furnace are likely to occur. As a result, the reproducibility of the deposition profile for each charging charge tends to decrease.
Therefore, in order to reduce the ventilation resistance in the blast furnace and strengthen the gas flow in the center of the blast furnace, in order to obtain the necessary gas flow distribution,
It is necessary to take into account the destabilization phenomenon such as coke collapse that occurs in the actual furnace, and to carry out practical charge control. Nevertheless, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-182815 does not take into consideration the destabilization phenomenon such as coke collapse that occurs in the actual furnace.

【0009】この問題を解決するため、特開平9-111321
号公報などでは、過去の実炉データから予め求めた炉内
半径方向の鉱石/ コークスの層厚比と、これらの装入条
件との相関関係を使用し、装入変更時に予想される層厚
比と、実際の層厚比に差異が生じた場合に、鉱石/ コー
クスの装入条件を変更する技術が提案されている。この
技術は、高炉の火入れ立ち上げ初期などのO/C の変更後
の炉況に応じて、必要とされる炉内ガス流分布を迅速か
つ的確に選定することを目的としている。
To solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 9-111321
In the gazette, etc., the correlation between the ore / coke layer thickness ratio in the radial direction in the reactor, which was obtained in advance from past actual furnace data, and the correlation with these charging conditions are used, and the layer thickness expected at the time of charging change is used. Techniques have been proposed to change the ore / coke charging conditions when there is a difference between the ratio and the actual layer thickness ratio. The purpose of this technology is to quickly and accurately select the required gas flow distribution in the furnace according to the furnace conditions after the O / C change, such as the initial start-up of the blast furnace.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
では、過去の実炉データを使用しているため、高炉の火
入れ立ち上げ初期に対しての適応は、同一炉頂設備であ
るなどの条件が同一である場合にしか適用できない。し
たがって、高炉の改修により炉頂設備などの条件が変更
された場合には、火入れ立ち上げ後の実炉データの再度
の収集が必要となり、早期にO/C が5.0 以上である高O/
C 操業に移行することは難しい。
However, in this conventional technique, since the data of the actual furnace in the past are used, the adaptation to the initial stage of the firing and start of the blast furnace is performed under the condition that the same furnace top equipment is used. Applicable only when are the same. Therefore, if the conditions such as the furnace top equipment are changed due to the blast furnace refurbishment, it is necessary to collect the actual furnace data again after the start of firing, and the O / C is 5.0 or higher at an early stage.
It is difficult to shift to C operation.

【0011】しかも、この従来技術では、過去の実炉デ
ータとして求めるのは、ベルレス強度比と鉱石/ コーク
ス層の層厚比のみであり、鉱石やコークスなどの製鉄原
料粉粒体を交互に積層した場合の、コークス層と鉱石層
との間に生じる、充填密度の高いコークスと鉱石との混
合層(最密充填層)の通気性を正確に把握して、制御に
反映することができない。したがって、これら従来技術
では、この混合層の厚みを考慮していないために、混合
層の厚みの制御が不十分となり、混合層の厚みの不均一
部分において偏流が生じ、炉内の通風状態が変わり、通
気抵抗が局部的に高くなる部分が生じ、炉内の温度およ
びガス流分布が不均一となって、還元反応等、炉の操業
に悪影響を及ぼしやすく、O/C が5.0 以上の高O/C 操業
に安定かつ早期に移行することができない乃至時間がか
かることとなる。
Moreover, in this conventional technique, only the bellless strength ratio and the layer thickness ratio of the ore / coke layer are obtained as past actual furnace data, and iron ore raw material granules such as ore and coke are alternately laminated. In this case, the air permeability of the mixed layer (closest packed layer) of coke and ore having a high packing density, which occurs between the coke layer and the ore layer, cannot be accurately grasped and reflected in the control. Therefore, in these conventional techniques, since the thickness of the mixed layer is not taken into consideration, the control of the thickness of the mixed layer becomes insufficient, uneven flow occurs in the uneven portion of the thickness of the mixed layer, and the ventilation state in the furnace is However, there are some areas where the ventilation resistance becomes locally high, and the temperature and gas flow distribution inside the furnace become uneven, which tends to adversely affect the operation of the furnace, such as reduction reactions, and the O / C is higher than 5.0. Stable and early transition to O / C operation cannot be done or it will take time.

【0012】本発明は、これら従来技術の問題点に鑑
み、高炉の火入れ立ち上げ時における局所的な高O/C の
発生を防止し、高炉中心部のガス流を強化して、O/C が
5.0 以上である高O/C 操業に安定かつ早期に移行するこ
とのできる高炉操業方法を提供することを目的とする。
In view of these problems of the prior art, the present invention prevents the local generation of high O / C at the time of firing and starting the blast furnace, and strengthens the gas flow in the center of the blast furnace to improve the O / C. But
It is an object of the present invention to provide a blast furnace operation method capable of stably and early shifting to a high O / C operation of 5.0 or higher.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る高炉操業方法は、高炉の火入れ立ち
上げ前の原料充填時に、鉱石とコークスとを高炉内に順
次装入して装入物層を形成するに際し、該装入物層の最
上段において、鉱石(O) とコークス(C) との堆積重量比
O/C が5.0 以上で、かつO/C が異なる高O/C 装入物層を
形成し、該高O/C 装入物層から、少なくとも鉱石層と鉱
石とコークスとの混合層およびコークス層とを有し、か
つO/C が異なる複数の装入物層を堆積状態のままで採取
し、これら採取高O/C 装入物層の通気抵抗を求めること
によって、O/C が5.0 以上の高O/C 操業における炉内の
装入物分布条件を予め決定し、この条件に基づいて火入
れ後の装入物の分布を制御して、O/C が5.0 以上の高O/
C 操業に移行することである。
In order to achieve the above object, the method of operating a blast furnace according to the present invention is one in which ore and coke are sequentially charged into a blast furnace at the time of raw material filling before firing and starting of the blast furnace. When the charge layer is formed by the above process, the weight ratio of ore (O) and coke (C) in the uppermost layer of the charge layer is
A high O / C charge layer having an O / C of 5.0 or more and different O / C is formed, and at least an ore layer and a mixed layer of ore and coke and coke are formed from the high O / C charge layer. , And the O / C of 5.0 is obtained by calculating the air flow resistance of these high-O / C-charged layers. The distribution conditions of the charge in the furnace in the above high O / C operation are determined in advance, and the distribution of the charge after firing is controlled based on this condition, and the high O / C of O / C of 5.0 or more is controlled.
It is to shift to C operation.

【0014】本発明者らは、前記従来技術のような、ガ
ス流分布状況の各種モデルを用いるにせよ、過去の実炉
データを用いるにせよ、O/C が5.0 以上の高O/C 操業を
想定した鉱石やコークスなどの装入物層、特にコークス
層と鉱石層との間に生じる、充填密度の高いコークスと
鉱石との混合層(最密充填層)の通気抵抗を正確に把握
しなければ、O/C が5.0 以上の高O/C 操業における装入
物層のO/C と通気抵抗との関係である、炉内半径方向若
しくは円周方向の装入物層の正確な通気抵抗分布が把握
できず、結果的に、局所的な高O/C の発生を防止し、高
炉中心部のガス流を強化するための、火入れ立ち上げ後
の装入物層の分布状態の正確な制御ができないことを知
見した。
The inventors of the present invention, whether using the various models of the gas flow distribution state as in the above-mentioned prior art or using past actual furnace data, have a high O / C operation of 5.0 or more. Accurately ascertain the ventilation resistance of the ore or coke charge layer, especially the mixed layer of coke and ore with a high packing density (closest packed layer) that occurs between the coke layer and the ore layer. Otherwise, the accurate ventilation of the charge layer in the radial or circumferential direction in the furnace, which is the relationship between the O / C of the charge layer and the ventilation resistance in high O / C operation with O / C of 5.0 or more. The resistance distribution could not be grasped, and as a result, the distribution state of the charge layer after firing was set up to prevent the local generation of high O / C and strengthen the gas flow in the center of the blast furnace. It was discovered that such control cannot be performed.

【0015】即ち、鉄鉱石やコークスなどの製鉄原料粉
粒体は、高炉炉頂から高炉内に交互に装入され、多層状
の装入物層を形成する。この際、鉱石の粒径は、コーク
スの粒径に比べて非常に小さく、また高密度であるた
め、コークスの堆積層の上に鉱石を装入する際、炉の中
心部に流れ込む鉱石が、コークス層上層部を削り取り、
鉱石層内部に巻き込みつつ堆積して、コークス崩れ等の
不安定化現象を生じ、コークス層と鉱石層との間に、充
填密度の高いコークスと鉱石との混合層(最密充填層)
が形成される。
That is, iron ore raw material powders such as iron ore and coke are alternately charged into the blast furnace from the top of the blast furnace to form a multi-layered charge layer. At this time, the particle size of the ore is very small compared with the particle size of the coke and has a high density, so when the ore is charged on the sedimentary layer of the coke, the ore flowing into the central part of the furnace is Shaving off the upper layer of the coke layer,
It deposits while being entrained inside the ore layer, causing destabilization phenomena such as coke collapse, and between the coke layer and the ore layer, a mixed layer of coke and ore with a high packing density (closest packing layer)
Is formed.

【0016】この混合層は、コークス層や鉱石層よりも
通気性が悪く、炉内のガス分布に大きく影響する。前記
した通り、特に高O/C 操業においては、鉱石に対するコ
ークスの比率が低下し、鉱石とコークスとの重量比O/C
が上昇するため、高炉内の原料堆積状況において、高炉
半径方向或いは、円周方向での局所的な高O/C 部分が発
生しやすくなる。したがって、高O/C 操業においては、
この充填密度の高いコークスと鉱石との混合層の生成状
況を把握し、この混合層の厚みを炉の半径方向或いは円
周方向において制御することが重要となる。
This mixed layer is inferior in air permeability to the coke layer and the ore layer and has a great influence on the gas distribution in the furnace. As mentioned above, especially in high O / C operation, the ratio of coke to ore decreases, and the weight ratio of ore to coke O / C
Therefore, in the raw material deposition situation in the blast furnace, local high O / C portions in the blast furnace radial direction or the circumferential direction are likely to occur. Therefore, in high O / C operation,
It is important to understand the generation status of the mixed layer of coke and ore having a high packing density and control the thickness of the mixed layer in the radial direction or the circumferential direction of the furnace.

【0017】したがって、本発明では、火入れ立ち上げ
後の装入物層の分布状態の正確な制御を行うために、高
炉の火入れ立ち上げ前の原料充填時に、特に、O/C が5.
0 以上の高O/C 操業を想定乃至模擬したO/C が異なる高
O/C 装入物層を意図的に形成して、該高O/C 装入物層の
コークスと鉱石との混合層を含めた通気性 (通気抵抗)
を予め把握することを特徴とする。そして、これらO/C
が異なる採取高O/C 装入物層の通気抵抗値に基づいて、
O/C が5.0 以上の高O/C 操業における炉内の装入物分布
条件を予め決定し、この条件に基づいて火入れ後の装入
物層の分布を制御し、O/C が5.0 以上の高O/C 操業に早
期に移行することも特徴とする。
Therefore, in the present invention, in order to accurately control the distribution state of the charge layer after the start of firing, the O / C of 5.
High O / C of 0 or higher
Permeability (ventilation resistance) including intentionally forming an O / C charge layer and including a mixed layer of coke and ore in the high O / C charge layer
Is characterized in advance. And these O / C
Based on the air flow resistance value of the collected high O / C charge layer
O / C is 5.0 or more.The distribution condition of the charge in the furnace in high O / C operation is determined in advance, and the distribution of the charge layer after firing is controlled based on this condition, and the O / C is 5.0 or more. It is also characterized by an early transition to high O / C operations.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】この採取した高O/C 装入物層の通
気抵抗は、直接的に採取装入物層の通気抵抗を測定して
も良いが、装入物層の層構造を把握することにより、よ
り簡便かつ正確に求められる。即ち、採取高O/C 装入物
層の通気抵抗は、該装入物層の層構造として、空隙率、
粒子の粒度、粒子形状係数 (粒子の偏平度) を測定する
ことにより求められる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The air flow resistance of the sampled high O / C charge layer may be measured by directly measuring the air flow resistance of the sampled charge layer. By grasping the information, it can be obtained more easily and accurately. That is, the ventilation resistance of the collected high O / C charging layer is as follows:
It can be determined by measuring the particle size and particle shape factor (particle flatness).

【0019】そして、採取高O/C 装入物層の通気抵抗
は、前記各層構造の測定値から、公知のガス圧損失式の
内の通気抵抗係数として求めることができる。より具体
的には、例えば、等温で均一の粒子径よりなる充填層の
軸方向のガス圧損失を表す、Ergun のガス圧損失式 (経
験式) により採取高O/C 装入物層の通気抵抗係数が計算
できる。このErgun のガス圧損失式は、層厚L の装入物
層 (充填層) の圧力損失ΔP を、ΔP/L=− (f1 +f
2G)G、( 但し、f1 、f2:装入物層の通気抵抗係数、G:
ガスの質量速度 [kgf/ (m2・bed ・s)])で表す。したが
って、採取高O/C 装入物層の通気抵抗は、本式のf1(層
流領域) 乃至f2(乱流領域) として求められる。本発明
における高O/C 装入物層の通気抵抗係数は、乱流領域が
支配的であり、簡便のため、f2 を代表値として算定す
る。この通気抵抗係数f2 は、前記Ergun のガス圧損失
式では、f2=1.75(1−ε)/g c ρg φ d pε3 で表され
る (但し、ε: 採取装入物層各層の空隙率、g c : 重力
換算係数[kg ・m/ kgf・s2] 、ρg : 高炉内のガスの密
度 [kgf/ m3]、φ: 採取装入物層各層の粒子形状係数
(偏平度) で、φ= 粒子の体積と等しい体積をもつ球の
表面積/ 粒子の表面積であり、粒子が球の時はφ=1で、
偏平粒子はφ≦1 、d p : 採取装入物層の鉱石とコーク
スの粒子径[m] で、粒度分布を持つ場合には調和平均径
d p '= (Σ Xi /dpf) -1を用いるが、X i は各粒径d pf
[m] の重量分率または体積分率) 。因みに、前記通気抵
抗係数f1 は、f1=150(1 −ε)2μ/g cρg d p 2 φ2
ε3 、( 但し、μ: 高炉内のガスの粘度 [kgf/ m・s])
で表される。例えば、採取高O/C 装入物層が、鉱石層
と、鉱石とコークスとの混合層、およびコークス層
の3 層からなる場合、〜の各々の通気抵抗係数f2
を求め、これらの通気抵抗係数f2 を〜の各々の層
厚比から荷重平均して、採取高O/C 装入物層の通気抵抗
係数をf2 とする。
Then, the ventilation resistance of the sample layer with a high O / C charge can be determined from the measured values of each layer structure as a ventilation resistance coefficient in the known gas pressure loss formula. More specifically, for example, the gas pressure loss formula (empirical formula) of Ergun, which expresses the gas pressure loss in the axial direction of the packed bed of isothermal and uniform particle size, is used. The resistance coefficient can be calculated. This Ergun's gas pressure loss equation is the pressure loss ΔP of the charging layer (packed bed) of layer thickness L is ΔP / L = − (f 1 + f
2 G) G, (where f 1 and f 2 are the ventilation resistance coefficient of the charging layer, G:
Gas mass velocity [kgf / (m 2 · bed · s)]). Therefore, the ventilation resistance of the sample layer of high O / C charge is determined as f 1 (laminar flow region) to f 2 (turbulent flow region) of this equation. The ventilation resistance coefficient of the high O / C charging layer in the present invention is dominated by the turbulent flow region, and f 2 is used as a representative value for the sake of simplicity. This ventilation resistance coefficient f 2 is represented by f 2 = 1.75 (1−ε) / g c ρ g φ d p ε 3 in the Ergun gas pressure loss formula (where ε: sampling charge layer) Porosity of each layer, g c : Gravity conversion coefficient [kg ・ m / kgf ・ s 2 ], ρ g : Gas density in the blast furnace [kgf / m 3 ], φ: Grain shape factor of each sample layer
(Flatness), φ = surface area of a sphere having a volume equal to the volume of the particle / surface area of the particle, and when the particle is a sphere, φ = 1,
Flat particles are φ ≤ 1, d p : Particle size [m] of ore and coke in the collected charge layer, and harmonic mean diameter when particle size distribution is present.
d p '= (Σ X i / d pf ) -1 , where X i is each particle size d pf
Weight fraction or volume fraction of [m]). Incidentally, the ventilation resistance coefficient f 1 is f 1 = 150 (1 −ε) 2 μ / g c ρ g d p 2 φ 2
ε 3 , (where μ: viscosity of gas in blast furnace [kgf / m ・ s])
It is represented by. For example, in the case where the high-O / C loading layer is composed of three layers, an ore layer, a mixed layer of ore and coke, and a coke layer, the ventilation resistance coefficient f 2 of each of
Then, the air flow resistance coefficient f 2 is weight-averaged from the layer thickness ratios of to, and the air flow resistance coefficient of the sample layer with a high O / C charge is defined as f 2 .

【0020】以上のように、特定の採取高O/C 装入物層
の通気抵抗係数 (通気抵抗) が求められるが、本発明で
は、O/C が異なる高O/C 装入物層から、複数の装入物層
を各々採取し、複数の高O/C 採取装入物層の通気抵抗係
数を求める必要がある。このため、本発明では、鉱石と
コークスとを高炉内に順次装入して装入物層を形成する
に際し、該装入物層の最上段において、O/C が異なる2
種類以上の高O/C 装入物層を形成するとともに、少なく
とも鉱石層と鉱石とコークスとの混合層およびコークス
層とを有する装入物層を各々堆積状態のままで採取する
必要がある。コークス層と鉱石層との間の、充填密度の
高いコークスと鉱石との混合層(最密充填層)を含ま
ぬ、鉱石層あるいはコークス層のみを採取して通気抵抗
を求めても、本発明で意図する高O/C 装入物層の通気抵
抗が正確に把握できない。また、単一の高O/C 装入物層
の通気抵抗を求めるだけでは、O/C が5.0 以上の高O/C
操業における装入物層のO/C と高炉内における通気抵抗
との関係、即ち、高O/C 操業における炉内半径方向若し
くは炉内周方向における高O/C 装入物層の通気抵抗の分
布を正確に求めることができない。
As described above, the air flow resistance coefficient (air flow resistance) of a specific sampled high O / C charge layer is required. However, in the present invention, a high O / C charge layer having different O / C is used. , It is necessary to collect each of the multiple charge layers and obtain the ventilation resistance coefficient of multiple high O / C sample charge layers. Therefore, in the present invention, when ore and coke are sequentially charged into the blast furnace to form a charge layer, the O / C is different at the uppermost stage of the charge layer.
It is necessary to form more than one type of high O / C charge layer and to collect the charge layer having at least the ore layer, the mixed layer of ore and coke, and the coke layer, respectively, in the as-deposited state. Even if only the ore layer or the coke layer, which does not include the mixed layer of the coke and the ore having a high packing density (closest packing layer) between the coke layer and the ore layer, is obtained to obtain the ventilation resistance, the present invention The intended ventilation resistance of the high O / C charge layer cannot be grasped accurately. In addition, by simply obtaining the air flow resistance of a single high O / C charge layer, it is possible to obtain a high O / C with an O / C of 5.0 or higher.
The relationship between the O / C of the charge layer in the operation and the air flow resistance in the blast furnace, that is, the air flow resistance of the high O / C charge layer in the radial direction or the inner circumferential direction of the furnace in the high O / C operation The distribution cannot be obtained accurately.

【0021】前記高O/C 装入物層のO/C を異ならすため
には、採取対象装入物層のO/C を高炉内の円周方向で変
化させるべく、高炉内の円周方向に異なるO/C の採取対
象装入物層を形成するか、または、高炉内の同じ部位に
おいて、O/C の採取対象装入物層を形成および採取した
後に排出して、更に異なるO/C の採取対象装入物層を再
度形成して採取することを繰り返し、高炉内の半径方向
で高O/C 装入物層のO/C を異ならすようにすることが好
ましい。これによって、炉内半径方向および/または炉
内周方向における高O/C 装入物層の通気抵抗の分布を正
確に求めることができる。
In order to make the O / C of the high-O / C charging layer different, the O / C of the charging-target charging layer should be changed in the circumferential direction in the blast furnace so that Forming different O / C target charge layers in different directions, or forming and collecting O / C target charge layers at the same site in the blast furnace, and then discharging them to obtain different O It is preferable that the O / C of the high O / C charge layer is varied in the radial direction in the blast furnace by repeatedly forming and collecting the charge layer to be sampled for / C. This makes it possible to accurately determine the distribution of the air flow resistance of the high O / C charge layer in the furnace radial direction and / or the furnace inner circumferential direction.

【0022】次に、前記特定の採取高O/C 装入物層の通
気抵抗係数と、高O/C 装入物層の炉内半径方向の鉱石/
コークスの層厚比の分布とから、炉内半径方向若しくは
炉内円周方向の高O/C 操業を模擬した高O/C 装入物層の
正確な通気抵抗分布を把握する。この炉内半径方向若し
くは炉内円周方向の鉱石/ コークスの層厚比の分布は、
前記炉内半径方向若しくは炉内円周方向から複数例採取
した高O/C 装入物層の鉱石/ コークスの層厚比を実測す
ることにより求めることができる。この鉱石/コークス
の層厚比の分布の測定は、従来の例えば特開平9-111321
号公報などのように、高炉炉頂部に設けたプロフィル計
により、装入物層の表面プロフィルおよび粒度分布を測
定する方法も考えられるが、この方法では、前記した通
り、装入物層の積み付け状態の不安定化 (コークス層の
崩壊や炉中心方向への多量の鉱石の流れ込み) により、
装入チャージ毎の堆積プロフィールの再現性が低下する
ため、正確な鉱石/ コークスの層厚比の分布を測定する
ことができない。したがって、炉内半径方向若しくは炉
内円周方向の鉱石/ コークスの層厚比の正確な分布を、
採取高O/C 装入物層の実測により求められる点も、本発
明の大きな利点である。
Next, the ventilation resistance coefficient of the specific high-O / C-charged layer and the ore of the high-O / C-charged layer in the radial direction in the furnace
From the distribution of the layer thickness ratio of coke, the accurate ventilation resistance distribution of the high O / C charge layer simulating the high O / C operation in the radial direction or the circumferential direction of the furnace is understood. The distribution of the ore / coke layer thickness ratio in the furnace radial direction or in the furnace circumferential direction is
It can be determined by actually measuring the ore / coke layer thickness ratio of the high O / C charging layer obtained by sampling a plurality of cases from the furnace radial direction or the furnace circumferential direction. The distribution of the ore / coke layer thickness ratio is measured by a conventional method, for example, JP-A-9-111321.
It is also possible to measure the surface profile and particle size distribution of the charge layer with a profile meter installed at the top of the blast furnace, as in Japanese Patent Publication No. Due to instability of the attachment state (collapse of coke layer and inflow of a large amount of ore toward the center of the furnace)
Accurate ore / coke layer thickness ratio distributions cannot be measured due to the poor reproducibility of the deposition profile for each charge. Therefore, the accurate distribution of the ore / coke layer thickness ratio in the furnace radial direction or in the furnace circumferential direction is
It is also a great advantage of the present invention that it can be obtained by actual measurement of the sample layer of high O / C charge.

【0023】そして、この高O/C 操業を模擬した高O/C
装入物層の通気抵抗分布から、実際の高O/C 操業におい
て想定される装入原料条件を考慮して、高O/C 操業時の
炉内半径方向や円周方向での局所的な高O/C 部分の発生
を防止し、高炉中心部のガス流を増大させるための、火
入れ立ち上げ後および高O/C 操業時の装入物層の分布条
件を決定し、火入れ立ち上げ後の装入物層の分布状態を
制御する。この制御方法は、炉内の半径方向の装入物分
布を制御するための、アーマプレートのストロークやベ
ルレス分配シュートの傾動パターンを変更するなどの公
知の炉頂の装入装置を使用して行う。
And, a high O / C simulating this high O / C operation
Considering the charging material conditions assumed in actual high O / C operation from the distribution of air flow resistance in the charge layer, the local in the furnace radial and circumferential directions during high O / C operation are considered. To prevent the generation of high O / C and to increase the gas flow in the center of the blast furnace, determine the distribution conditions of the charge layer after start-up and during high O / C operation, and after start-up Controls the distribution of the charge layer. This control method is performed by using a known furnace top charging device such as changing the stroke of the armor plate or the tilting pattern of the bellless distribution chute for controlling the radial charge distribution in the furnace. .

【0024】なお、前記高炉実機における採取対象装入
物層を、堆積状態のままで採取する方法としては、本出
願人らが特願平 8−250278号として特許出願している、
粉粒体堆積物のサンプリング方法およびサンプリング治
具を用いることが好ましい。この方法は、粉粒体堆積物
の目的採取部位に予めパイプを立設した後、粉粒体を目
的採取部位に堆積させ、その後、結合剤を、パイプに設
けた開口部から、パイプ周囲の採取目的装入物層中に注
入して粉粒体同士を結合し、しかる後にパイプを引き上
げることにより、パイプ周囲の採取目的である層状粉粒
体堆積物を合わせて引き上げる採取方法である。
As a method for collecting the charge layer to be collected in the actual blast furnace as it is in a deposited state, the present applicants have filed a patent application as Japanese Patent Application No. 8-250278.
It is preferable to use a sampling method of a granular material deposit and a sampling jig. In this method, a pipe is erected in advance at the intended collection site of the granular material deposit, and then the granular material is deposited at the intended collection site, and then the binder is applied to the periphery of the pipe from the opening provided in the pipe. This is a sampling method in which the powder particles are injected into the charge layer for sampling and the particles are joined together, and then the pipe is pulled up to collectively pull up the layered granular material deposit around the pipe, which is the sampling purpose.

【0025】図3 により、特願平 8−250278号の採取方
法を用いた、本発明における高O/C装入物層の採取方法
を具体的に説明する。まず、図3 において、採取治具
は、基本的に、目的採取装入物層の厚さ以上に長尺のパ
イプ1と、長尺パイプ1の先端に設けた、装入物層上に
パイプを安定して立てる槍状のアンカー部5と、このア
ンカー部5の上方に設けたフランジ(底板)6から成
り、パイプ1の長手方向の各目的採取装入物層位置に、
結合剤排出用の開口部2、3、4を設けると共に、パイ
プ1の周囲に、一定間隔をおいて、炉の半径方向に複数
本の突起(スタッド)7が設けられている。この突起7
は、パイプ引き上げ時の衝撃に対し、あるいは後の計測
やハンドリングの際の衝撃に対し、パイプと目的採取装
入物層との密着性を高めたり、目的採取装入物層を保持
する効果を発揮する。
With reference to FIG. 3, the method of collecting the high O / C charge layer according to the present invention using the method of Japanese Patent Application No. 8-250278 will be specifically described. First, in Fig. 3, the sampling jig is basically a pipe 1 longer than the thickness of the target sampling charge layer and a pipe on the charging layer provided at the tip of the long pipe 1. A stable spear-shaped anchor portion 5 and a flange (bottom plate) 6 provided above the anchor portion 5, at each target sampling charge layer position in the longitudinal direction of the pipe 1.
Along with the openings 2, 3 and 4 for discharging the binder, a plurality of protrusions (studs) 7 are provided around the pipe 1 at regular intervals in the radial direction of the furnace. This protrusion 7
Has the effect of increasing the adhesion between the pipe and the target collection charge layer and holding the target collection charge layer against the impact of pulling up the pipe, or the shock of subsequent measurement or handling. Demonstrate.

【0026】また、パイプに設けた開口部2、3、4
は、各々鉱石とコークスとの混合層C2 、コークス層C
1 、鉱石層C3 の装入物層の厚みを計算して、注入する
結合剤が、目的装入物層に均一に浸透するように、各層
の上方に対応する位置に設けられている。具体的な一例
として、最も採取が重要な鉱石とコークスとの混合層C
2 に対応する開口部2は、コークスの装入物層厚さをL
とすると、フランジ6から1.2Lのパイプ位置に、ま
た、コークス層に対応する開口部3は、フランジ6から
0.8Lのパイプ位置に、各々設けられている。
The openings 2, 3, 4 provided in the pipes
Is a mixed layer C2 of ore and coke, and a coke layer C, respectively.
1. The thickness of the charge layer of the ore layer C3 is calculated, and the binder to be injected is provided at a position above each layer so as to uniformly permeate the target charge layer. As a concrete example, a mixed layer C of ore and coke, which is the most important to collect,
The opening 2 corresponding to 2 has a coke charge layer thickness of L
Then, the pipe position from the flange 6 to 1.2 L is provided, and the opening 3 corresponding to the coke layer is provided at the pipe position from the flange 6 to 0.8 L.

【0027】次に、この採取治具を用いた採取方法につ
いて説明する。高炉の火入れ立ち上げ時における、低O/
C の鉱石とコークスとを高炉内に順次装入して装入物層
を形成し、この炉内に堆積している装入物層C0 上の目
的採取部位に、採取治具であるパイプ1を、装入物層C
0 中にアンカー部5を埋め込むことにより、装入物層C
0 (炉の径方向に対し一定角度傾く)に対して、略直角
に立設する(図3 では、便宜上、パイプが直立するよう
に図示している)。その後、該装入物層の最上段 (低O/
C 装入物層C0 上) において、高炉の火入れ立ち上げ後
に移行する高O/C 操業を想定した、コークス(C) と銑鉄
(O) との重量比O/C が5.0 以上の高O/C装入物層を、鉱
石とコークスとを高炉内に順次装入することにより形成
する。そして、コークス層C1 、鉱石とコークスとの混
合層C2 、鉱石層C3 の各採取目的高O/C 装入物層が形
成された時点で、装入を中止する。
Next, a sampling method using this sampling jig will be described. Low O / during start-up of blast furnace
The ore and coke of C are sequentially charged into the blast furnace to form a charge layer, and a pipe 1 as a sampling jig is placed at a target sampling site on the charging layer C0 accumulated in the furnace. The charge layer C
By embedding the anchor portion 5 in the 0, the charge layer C
Stand at a right angle to 0 (tilt at a certain angle to the radial direction of the furnace) (in Fig. 3, the pipe is shown to be upright for convenience). Then, the uppermost layer (low O /
C coke (C) and pig iron, assuming a high O / C operation that transitions after the start-up of blast furnace firing in the C-charging layer C0)
A high O / C charge layer having a weight ratio O / C to (O) of 5.0 or more is formed by sequentially charging ore and coke into a blast furnace. Then, the charging is stopped at the time when the high-O / C-charging layer for each sampling purpose of the coke layer C1, the mixed layer C2 of ore and coke, and the ore layer C3 is formed.

【0028】次に、セッティング状況を確認後、樹脂の
注入作業に入る。樹脂の注入作業は、粉粒体結合剤であ
る樹脂を、矢印Aのパイプ上方から、パイプ口10に直
接乃至パイプ口10に連結したチューブ等を通じ、炉外
のポンプにより(図示せず)パイプ内に圧送し、パイプ
に設けた開口部2、3、4から、パイプ周囲の目的装入
物層に注入して、粉粒体間に浸透させ、暫く時間をおい
て樹脂を硬化せしめ、粉粒体同士を結合する。ここにお
いて、採取された最密充填層部分を含む装入物層の引っ
張り強度が50N/mm2 以上、曲げ強度が80N/mm2 以上であ
れば、採取した装入物層の、層厚の分布、粒度分布、空
隙率、形状係数測定等の測定試験に耐える強度や硬さが
確保できて好ましい。また、結合剤が、硬化剤を含む液
状樹脂である場合には、採取された装入物層の固化した
樹脂のロックウェル硬度 (JIS のK7202 による)がHRM5
0 以上であれば、前記強度が確保できる。
Next, after confirming the setting status, a resin injection operation is started. The resin injecting operation is performed by using a pump (not shown) outside the furnace through which a resin, which is a powdery or granular material binder, is passed from above the pipe of arrow A directly to the pipe port 10 or through a tube connected to the pipe port 10. It is pumped into the pipe and injected into the target charge layer around the pipe through the openings 2, 3 and 4 provided in the pipe, and allowed to penetrate into the granular material, and after a while, the resin is cured, Join the particles together. Here, if the tensile strength of the charge layer including the collected closest packed layer portion is 50 N / mm 2 or more, and the bending strength is 80 N / mm 2 or more, the collected charge layer has a layer thickness of It is preferable because strength and hardness that can withstand measurement tests such as distribution, particle size distribution, porosity, and shape factor measurement can be secured. Also, when the binder is a liquid resin containing a curing agent, the Rockwell hardness (according to JIS K7202) of the solidified resin of the collected charge layer is HRM5.
If it is 0 or more, the strength can be secured.

【0029】また、これと同時に、装入物層の上方(鉱
石層C3 の上方)に、パイプ1の周囲に向かって金枠8
を設置し、該金枠8を樹脂液溜まりとして、上方からも
結合剤を装入物層中に注入する。樹脂が粉粒体間に浸透
硬化して、採取に必要な前記強度が得られた時点で、パ
イプ1を、パイプ上端に設けた係止部9にワイアー等を
取り付けて、例えば、炉頂に設置した起重機等により引
き上げ、パイプ周囲の目的装入物層を合わせて引き上げ
る。この方法では、前記した通り、パイプ開口比、樹脂
粘度等を十分調整して実施できるため、樹脂が目的装入
物層の範囲以外に広がること(樹脂の横流れ)は少な
く、比較的スムースに周囲の装入物層から分離して、目
的採取装入物層を引き上げることができる。
At the same time, above the charging layer (above the ore layer C3), toward the periphery of the pipe 1, the metal frame 8 is provided.
Is set, and the metal frame 8 is used as a resin liquid reservoir, and the binder is injected into the charging layer from above. When the resin permeates and hardens between the granular materials and the above-mentioned strength required for sampling is obtained, the pipe 1 is attached to the locking portion 9 provided at the upper end of the pipe with a wire or the like, and, for example, on the furnace top. Use a hoist installed to pull up, and pull up together with the target charge layer around the pipe. In this method, as described above, the pipe opening ratio, the resin viscosity, etc. can be adjusted sufficiently, so that the resin does not spread outside the range of the intended charge layer (cross flow of the resin), and the surroundings are relatively smooth. The target collection charge layer can be pulled up by separating it from the charge layer.

【0030】[0030]

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。内容積4
550m3 の大型高炉において、高炉の火入れ立ち上げ
前の原料充填時に、火入れ立ち上げ時における低O/C (O
/Cが0 〜2.0)の鉱石とコークスとを高炉内に順次装入し
て低O/C の装入物層を形成した。そして、該低O/C 装入
物層の最上段において、以下の表1 に示す装入物条件
で、ムーバブルアーマを使用して、C1↓C2↓O1↓O2
(C: コークス、: O コークス、番号はバッチ装入の順序
を表す) の4 バッチ装入によって、高O/C 装入物層を形
成した。より具体的には、C1は350mm 、C2は650mm の同
じ層厚とし、O1アーマのボジションのみを炉内側に、25
0mm(後述する図1 の×印、細線) 、450mm(図1 の□印、
太線) 、650mm(図1 の△印、点線) 押出して変化させ、
O1装入時のO1落下位置を、順次炉内側に移行させて、炉
内の半径方向のO/C を変化させた。このようなバッチ装
入において、得られた高O/C 装入物層の鉱石とコークス
との層厚比の分布は、主として、C2、O2によって決定さ
れる。
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described. Inner volume 4
In a large 550 m 3 blast furnace, low O / C (O
Ore having a / C of 0 to 2.0) and coke were sequentially charged into the blast furnace to form a low O / C charge layer. Then, at the uppermost stage of the low O / C charging layer, C 1 ↓ C 2 ↓ O 1 ↓ O 2 ↓ using the movable armor under the charging conditions shown in Table 1 below.
A high O / C charge layer was formed by four batch charges (C: coke ,: O coke, numbers represent batch charge sequence). More specifically, C 1 has the same layer thickness of 350 mm and C 2 has a thickness of 650 mm, and only the O 1 armor position is placed inside the furnace.
0mm (marked with X in Figure 1 and thin line), 450mm (marked with □ in Figure 1,
(Thick line), 650 mm (△ mark in Figure 1, dotted line)
The O 1 drop position during O 1 charging was sequentially moved to the inside of the furnace to change the O / C in the radial direction inside the furnace. In such batch charging, the distribution of the layer thickness ratio of ore and coke in the obtained high O / C charging layer is mainly determined by C 2 and O 2 .

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】これらO1アーマの位置を変えて、炉内半径
方向のO/C を異ならせた高O/C 装入物層から、前記図3
で示した要領にて、炉内半径方向の各位置から鉱石層と
鉱石とコークスとの混合層およびコークス層とを有する
装入物層を各々採取し、図4に示す採取装入物層X1
得た。この採取高O/C 装入物層X1 は、図4 に示す通
り、コークス層C1 、鉱石とコークスとの混合層C2 、
鉱石層C3 の装入物層を有している。そして該採取高O/
C 装入物層の層構造として、装入物層の空隙率、粒子の
粒度、粒子の偏平度を測定し、これらの測定値から、前
記Ergun のガス圧損失式により、採取高O/C 装入物層
の、コークス層C1 、鉱石とコークスとの混合層C2 、
鉱石層C3 の各々の通気抵抗係数f2を求め、これらの通
気抵抗係数f2を各々の層厚比から荷重平均して、採取高
O/C 装入物層の通気抵抗係数f2を求めた。
By changing the positions of these O 1 armors and changing the O / C in the radial direction in the furnace from the high O / C charging layer, as shown in FIG.
In the procedure shown in, the charge layers having the ore layer, the mixed layer of ore and coke, and the coke layer are sampled from the respective positions in the furnace radial direction, and the sampled charge layer X shown in FIG. 1 was obtained. As shown in FIG. 4, the collected high O / C charge layer X 1 is a coke layer C 1, a mixed layer C 2 of ore and coke,
It has a charge layer of ore layer C3. And the sampling height O /
C As the layer structure of the charging layer, the porosity of the charging layer, the particle size of the particles, and the flatness of the particles were measured, and the collected high O / C was calculated from these measured values by the Ergun gas pressure loss equation. Coke layer C1 of the charge layer, mixed layer C2 of ore and coke,
The airflow resistance coefficient f 2 of each ore layer C 3 is obtained, and the airflow resistance coefficient f 2 is weighted averaged from each layer thickness ratio to obtain the sampling height.
The ventilation resistance coefficient f 2 of the O / C charging layer was determined.

【0033】求めた採取高O/C 装入物層の通気抵抗係数
f2の、炉内半径方向の分布を図1 に示す。図1 から分か
る通り、ムーバブルアーマの位置が250mm(図1 の×印、
細線) で、O1落下位置が炉内半径方向の炉壁側へ移行し
た場合には、高炉内の炉壁周辺部の通気抵抗が上昇して
おり、炉内の中心ガス流を強められ、O/C が5.0 以上の
高O/C 操業に安定かつ早期に移行できることが予想でき
る。逆に、ムーバブルアーマの位置が650mm(図1 の△
印、点線) の、O1落下位置が、炉内半径方向の中心部よ
りの位置では、高炉内の炉壁周辺部の通気抵抗が低下し
て、中心ガス流が弱められ周辺ガス流化が促進され、炉
内の融着帯形状がW 型化し、炉壁熱損失の増大や炉熱変
動が生じ、操業のトラブルを発生して、O/C が5.0 以上
の高O/C 操業に安定かつ早期に移行することができない
ことが予想できる。これは、O2層の下地層であるO1アー
マの押出により、O1層の落下位置が炉内側に移行し、鉱
石の炉壁側への粒度偏析が起こり、炉壁周辺部の通気抵
抗値が低下しているからである。
Ventilation resistance coefficient of the obtained high O / C charging layer
Figure 1 shows the distribution of f 2 in the furnace radial direction. As you can see from Figure 1, the position of the movable armor is 250 mm (marked with × in Figure 1,
When the O 1 drop position moves to the furnace wall side in the furnace radial direction with a thin line), the ventilation resistance around the furnace wall in the blast furnace is rising, and the central gas flow in the furnace is strengthened, It can be expected that the O / C can shift to high O / C operation of 5.0 or higher in a stable and early manner. On the contrary, the position of the movable armor is 650 mm (△ in Fig. 1).
(Marked, dotted line), the position where the O 1 drop position is from the center in the radial direction of the furnace, the ventilation resistance around the furnace wall in the blast furnace decreases, weakening the central gas flow Accelerated, the shape of the cohesive zone in the furnace became W-shaped, the heat loss of the furnace wall increased and the furnace heat fluctuation occurred, causing operational troubles, and stable O / C with an O / C of 5.0 or higher. And it can be expected that the transition cannot be made early. This is because the extrusion position of the O 1 armor, which is the underlayer of the O 2 layer, causes the falling position of the O 1 layer to move to the inside of the furnace, causing segregation of the ore grain size toward the furnace wall side, and the ventilation resistance around the furnace wall. This is because the value is decreasing.

【0034】この炉内半径方向の装入物層の通気抵抗分
布に基づいて、O/C が5 以上の高O/C 操業における装入
物条件から、高炉内の中心ガス流を大きくするととも
に、周辺ガス流を抑制し、かつ局所的な通気抵抗の高い
部分が出ないような、O/C が5以上の高O/C 操業におけ
る炉内半径方向の装入物分布条件を決定し、この条件に
基づいて、高炉の火入れ立ち上げ後の、炉内半径方向の
装入物の分布状態を制御しつつ、微粉炭の吹き込み量を
順次増加させ、O/C が5.0 以上の高O/C 操業に移行し
た。
Based on the air flow resistance distribution of the charge layer in the radial direction in the furnace, the central gas flow in the blast furnace was increased from the charge condition in the high O / C operation where the O / C was 5 or more. , To determine the distribution conditions of the radial load in the furnace in the high O / C operation with O / C of 5 or more, which suppresses the surrounding gas flow and does not produce a part with high local ventilation resistance, Based on this condition, after controlling the distribution state of the charge in the radial direction inside the furnace after the start-up of the blast furnace, the amount of pulverized coal injected was gradually increased to obtain a high O / C of 5.0 or higher. Shifted to C operation.

【0035】この際の、出銑比(t/ 日/m3)、微粉炭比(k
g/t)、コークス比(kg/t)、燃料比(kg/t)、送風量(Nm3/m
in) 、富化酸素量(Nm3/min) の経時変化を図2 に示す。
図2から明らかな通り、微粉炭の吹き込み量の推移は、
火入れ後の、15日後に微粉炭比50kg/t、1 月後に微粉炭
比125kg/t 、1 年後に微粉炭比170kg/t であり、他の出
銑比、コークス比、燃料比、送風量、富化酸素量からし
ても、火入れから1 年後の早期に、かつ安定的に、O/C
が5.0 以上の高O/C 操業に移行できていることが分か
る。しかも、これらの移行が、送風量などの変化から明
らかな通り、安定的に行われていることが分かる。
At this time, the tap ratio (t / day / m 3 ) and the pulverized coal ratio (k
g / t), coke ratio (kg / t), fuel ratio (kg / t), air flow (Nm 3 / m)
in) and enriched oxygen content (Nm 3 / min) over time are shown in Fig. 2.
As is clear from Fig. 2, the change in the amount of pulverized coal injected is
After burning for 15 days, the pulverized coal ratio is 50 kg / t, the pulverized coal ratio is 125 kg / t after 1 month, and the pulverized coal ratio is 170 kg / t after 1 year.Other tap ratio, coke ratio, fuel ratio, and air flow rate. Even in terms of the amount of enriched oxygen, the O / C was stable at an early stage one year after burning and stably.
It can be seen that has been shifted to a high O / C operation of 5.0 or higher. Moreover, it can be seen that these transitions are performed stably, as is clear from the change in the air flow rate.

【0036】したがって、この実施例から、本発明に係
る高炉操業方法により、高炉の火入れ立ち上げ時に、高
O/C 操業を模擬乃至想定した高O/C 装入物層を形成、採
取し、この採取高O/C 装入物層の通気抵抗を求めるとい
う、高炉操業全体から見れば、僅かな作業乃至工程を付
加するのみで、O/C が5.0 以上の高O/C 操業における安
定した操業条件 (炉内の装入物分布条件) を予め決定す
ることができ、O/C が5.0 以上の高O/C 操業に早期にか
つ安定的に移行できることが実証される。
Therefore, according to this embodiment, according to the blast furnace operating method of the present invention, when the blast furnace is turned on and started up,
From the overall blast furnace operation, a small amount of work is required to form and sample a high O / C charge layer that simulates or assumes O / C operation, and obtain the ventilation resistance of this sampled high O / C charge layer. By adding additional processes, it is possible to determine in advance stable operation conditions (charge distribution conditions in the furnace) in high O / C operation with an O / C of 5.0 or higher. It is demonstrated that a high O / C operation can be quickly and stably transferred.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高炉操業
方法は、特に大型の高炉において、火入れ立ち上げ後、
特に150kg/t −銑鉄以上の高微粉炭吹き込み量によるO/
C が5.0 以上の高O/C 操業に、早期にかつ安定的に移行
することを可能にする。しかも、この効果が、従来の高
炉操業方法を大幅に変更することなく、簡便に達成でき
る点で工業的な意義は大きい。
As described above, the method of operating a blast furnace of the present invention is particularly effective in a large blast furnace after firing and starting.
Especially 150 kg / t-O /
It enables C to shift to high O / C operation of 5.0 or higher at an early stage and stably. Moreover, this effect is industrially significant in that it can be easily achieved without significantly changing the conventional blast furnace operating method.

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

【図1】本発明の実施例を示し、採取高O/C 装入物層の
通気抵抗係数f2の、炉内半径方向の分布を示す説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention and showing a distribution in a radial direction of a furnace of a ventilation resistance coefficient f 2 of a collected high O / C charging layer.

【図2】本発明の実施例を示し、高炉火入れ後から、O/
C が5.0 以上の高O/C 操業に移行する際の、出銑比、微
粉炭比、コークス比、燃料比、送風量、富化酸素量の経
時変化を示す説明図である。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, in which the O /
It is explanatory drawing which shows the time-dependent change of a tap ratio, a pulverized coal ratio, a coke ratio, a fuel ratio, an air flow rate, and an enriched oxygen amount when C shifts to a high O / C operation of 5.0 or more.

【図3】本発明における高O/C 装入物層の採取方法を示
す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method of collecting a high O / C charging material layer in the present invention.

【図4】本発明における採取高O/C 装入物層を示す説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a high O / C charging layer for sampling in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:パイプ、 2、3、4:パイプ開口部、
5:アンカー部、6:フランジ、 7:突起
(スタッド)、 8:金枠、9:係止部、
10:パイプ口、C0 :低O/C 装入物層、C1 :コーク
ス層、C2 :鉱石とコークスとの混合層、C3 :鉱石
層、X、X1 :採取装入物層
1: pipe, 2, 3, 4: pipe opening,
5: Anchor part, 6: Flange, 7: Protrusion (stud), 8: Metal frame, 9: Locking part,
10: Pipe inlet, C0: low O / C charge layer, C1: coke layer, C2: mixed layer of ore and coke, C3: ore layer, X, X 1: collecting charge layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野沢 健太郎 兵庫県加古川市金沢町1番地 株式会社 神戸製鋼所 加古川製鉄所内 (72)発明者 坂野 俊太 兵庫県加古川市金沢町1番地 株式会社 神戸製鋼所 加古川製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭58−34108(JP,A) 特開 昭63−230808(JP,A) 特開 昭54−37004(JP,A) 特開 平4−350108(JP,A) 特開 平10−90133(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21B 5/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kentaro Nozawa, Kanazawa-cho, Kakogawa-shi, Hyogo 1 Kanazawa-machi, Kobe Steel Works, Ltd. Inside the Kakogawa Steel Works (72) Shunta Sakano, Kanazawa-machi, Kakogawa-shi, Hyogo Kobe Steel Works, Ltd. Kakogawa Works (56) Reference JP 58-34108 (JP, A) JP 63-230808 (JP, A) JP 54-37004 (JP, A) JP 4-350108 (JP, A) JP 10-90133 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C21B 5/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高炉の火入れ立ち上げ前の原料充填時
に、鉱石とコークスとを高炉内に順次装入して装入物層
を形成するに際し、該装入物層の最上段において、鉱石
(O) とコークス(C) との堆積重量比O/C が5.0 以上で、
かつO/C が異なる高O/C 装入物層を形成し、該高O/C 装
入物層から、少なくとも鉱石層と鉱石とコークスとの混
合層およびコークス層とを有し、かつO/C が異なる複数
の装入物層を堆積状態のままで採取し、これら採取高O/
C 装入物層の通気抵抗を求めることによって、O/C が5.
0 以上の高O/C 操業における炉内の装入物分布条件を予
め決定し、この条件に基づいて火入れ後の装入物の分布
を制御して、O/C が5.0 以上の高O/C 操業に移行するこ
とを特徴とする高炉操業方法。
1. When ore and coke are sequentially charged into a blast furnace to form a charge layer at the time of filling a raw material before firing and start-up of the blast furnace, the ore is provided at the uppermost stage of the charge layer.
(O) and coke (C) deposition weight ratio O / C is 5.0 or more,
And forming a high O / C charge layer having different O / C, and having at least an ore layer, a mixed layer of ore and coke and a coke layer from the high O / C charge layer, and O Multiple charge layers with different / C are collected in the piled state, and
By determining the ventilation resistance of the C charge layer, the O / C of 5.
The distribution condition of the charge in the furnace in high O / C operation of 0 or higher is determined in advance, and the distribution of the charge after firing is controlled based on this condition, and the high O / C of 5.0 or higher is controlled. C Blast furnace operation method characterized by shifting to operation.
【請求項2】 前記装入物層の最上段に形成する高O/C
装入物層のO/C が、高炉内の半径方向および/ または高
炉内の円周方向で異なる請求項1に記載の高炉操業方
法。
2. A high O / C formed on the uppermost stage of the charging layer.
The method for operating a blast furnace according to claim 1, wherein the O / C of the charge layer differs in the radial direction in the blast furnace and / or the circumferential direction in the blast furnace.
【請求項3】 前記採取装入物層の層構造から通気抵抗
係数を求める請求項1または2に記載の高炉操業方法。
3. The blast furnace operating method according to claim 1, wherein the ventilation resistance coefficient is obtained from the layer structure of the sampling charge layer.
【請求項4】 前記高O/C 操業において、150kg/t −銑
鉄以上の微粉炭を高炉に吹き込む請求項1乃至3のいず
れか1項に記載の高炉操業方法。
4. The blast furnace operating method according to claim 1, wherein in the high O / C operation, pulverized coal of 150 kg / t-pig iron or more is blown into the blast furnace.
【請求項5】 前記高O/C 装入物層の目的採取部位に予
めパイプを立設した後、高O/C 装入物層を目的採取部位
に堆積させ、その後、結合剤をパイプ周囲の採取目的高
O/C 装入物層中に注入して粉粒体同士を結合し、しかる
後にパイプを引き上げることにより、パイプ周囲の目的
装入物層を堆積状態のままで採取する請求項1乃至4の
いずれか1項に記載の高炉操業方法。
5. A pipe is erected in advance at the target collection site of the high O / C charge layer, and then the high O / C charge layer is deposited at the target collection site, and then a binder is applied around the pipe. High collection purpose
5. The target charge layer around the pipe is collected in a deposited state by injecting it into the O / C charge layer to bond the powdery particles together and then pulling up the pipe. The blast furnace operating method according to any one of claims.
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