JP3787237B2

JP3787237B2 - Method of charging high-pellet iron ore into a blast furnace

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Publication number: JP3787237B2
Application number: JP01268099A
Authority: JP
Inventors: 守政一田; 博史織田; 嘉雄奥野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: JP2000178616A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペレットを高配合した鉄鉱石を使用するに当たって、高炉の安定操業に悪影響を及ぼすことなしに、ペレットを多量装入しても生産される銑鉄の品質ならびに生産量の変動に伴う炉内状況の変化に対して安定な融着帯を形成し、円滑な高炉操業を行うための融着帯形状を形成するのに差し障りのない高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鉱石採掘後の処理工程で種々の粒径の鉱石粉が発生するが、ペレットは焼結鉱原料よりも細粒の鉱石粉より製造され、高炉原料として炉内に装入される。しかも近年は、鉄鉱石の品位は次第に貧鉱化する傾向にあり、選鉱処理などでペレット用鉱石粉の生産量が漸増しつつある。しかしながら、ペレットはその高温荷重軟化性が焼結鉱に比較して劣り、またその形状の持つ特性（球形）から高炉中心部へ流れ込み易く、その結果として通気性を阻害し、炉中心部を上昇するガス流を遮るために、炉体熱損失の増大、炉頂ガス成分や送風圧の変動などをもたらし、高炉の安定した操業に好ましくない影響を与えるために、ペレットの使用量が制約されていた。
【０００３】
例えば高炉への装入原料中の鉄鉱石（焼結鉱、ペレットを含む）中に配合割合で、焼結鉱、ペレットなどの処理鉱が約７５％の場合には、通常焼結鉱に対し、ペレットは多くても５％程度しか配合できず、ペレットを大量に使用できないという厄介な事情があった。しかし各種事情、例えば操業度の変化、設備上の問題によって、ペレットの使用量を維持することができない場合には、高炉操業を安定化させるために、他の操業条件を調整することが必要となり、高炉操業に困難が伴っていた。
【０００４】
一方、高炉操業における主な制御手段としては装入物分布制御と送風制御の二つがある。送風制御によりレースウェイ条件（レースウェイ形状、レースウェイ内温度分布、レースウェイ内ガス組成分布ほか）が決まるが、装入物分布制御は、高炉内の反応伝熱を左右するガス流分布、融着帯の形状を決める唯一の手段であるため、最もよく用いられかつ最も重要な制御手段である。
【０００５】
一般に高炉は高炉炉頂部より鉄鉱石と、コークスを交互に装入し、炉下部の送風羽口（以下、単に羽口と称す）より熱風を吹き込んで操業を行っている。高炉においては、羽口先端部分でコークスと熱風との反応により生じたＣＯガスを含む高温の炉内ガスで、前記鉄鉱石を炉内降下中に加熱−還元（間接還元）−溶融する。
さらに、鉄鉱石の溶融物を滴下中に滴下帯部に存在するコークスで還元（直接還元）しつつ湯溜り部に集められ、適時、出銑口より炉外に排出する。この鉄鉱石は溶融滴下する直前に軟化融着状態（以下、単に融着帯と称する）となり、コークスを挟んで炉内に存在している。
【０００６】
このように、高炉内においては、装入した鉄鉱石が塊の状態にある塊状帯部、軟化融着した状態にある融着帯、溶融滴下状態にある滴下帯部が存在しており、前記炉内ガスは羽口先端部よりこの滴下帯部、融着帯、塊状帯部を順次通って炉外に流出している。この三者の通気抵抗は融着帯が最も大きく、次いで塊状帯部であり、滴下帯部が最も小さくなっている。したがって、融着帯の形状によって塊状帯部と滴下帯部の形状も異なり、炉内の通気性およびガス利用率が異なったものとなる。
【０００７】
例えば、融着帯の頂部が高くなるいわゆる中心流型融着帯（逆Ｖ型）においては、塊状帯部が狭くなる反面、滴下帯部が広くなるので通気性は良好となると同時に、炉内ガスが炉心部を常時流れてガス流が安定化するためにガス利用率も高位のレベルに維持できる。
また、融着帯頂部が低くなる、いわゆるフラット型融着帯においては、塊状帯部が広くなる反面、滴下帯部が狭くなるので通気性は悪くなると同時に、炉内ガスが偏流する可能性があり、ガス利用率が低下する場合もある。
この通気性およびガス利用率は生産性および燃料比に深い関係を有するものであり、高炉操業中に該融着帯の位置および形状を検知し、これによって融着帯を最適制御すれば、通気性およびガス利用率を調節することができ、生産性の増大、燃料比の節減を図ることができる。
【０００８】
このような高炉内での融着帯の制御方法としては、幾つかの発明が開示されているが、例えば特公昭６３−６１３６７号公報に提示されている技術によれば、高炉の炉腹部あるいはそれ以下の部分から炉内に１個または複数個のゾンデを挿通し、該ゾンデから得られるガス体および固体温度、ガス組成の実測値から融着帯の上側および下側の位置を求めるとともに、該融着帯の位置が高炉操業上最適な位置を占めるように、高炉の半径方向の鉄鉱石層厚とコークス層厚の比（Ｏ／Ｃ）の分布および粒度分布を制御することを特徴としている。
【０００９】
すなわち、融着帯の制御として高炉へ装入する鉄鉱石とコークスのＯ／Ｃの分布を制御することによって適切な融着帯を得ることができるとされており、その理由として、鉄鉱石層はコークス層に比べて粒子径および層の空間率が小さいので、高炉の半径方向のうちで鉄鉱石層厚が相対的に厚い部分ではガスの通気性は悪く、そのためその部分を流れるガス流速、ガス流量が低下する。ガス流量の低下はいろいろな面に影響を及ぼし、伝熱に関しては単位断面積を流れるガス顕熱量の低下、固体物質への伝熱性の悪化をもたらす。反応に関しては、鉄鉱石を還元するのに充分なガス量が供給されないために還元ガスの濃度が低下し、還元推進力が弱まることから、還元率の相対的低下をもたらす。
以上のことから、半径方向でＯ／Ｃの高い部分は還元率の低下、ガス体および固体温度の低下をもたらす。
【００１０】
したがって、例えば中心部で高い融着帯を実現するためには炉下部の中心部に充分な熱を供給することが必要である。そのためには炉中心部にガスの供給を増加する操作、すなわち中心部のＯ／Ｃを小さくすることが必要であり、また周辺部で高い融着帯を実現するためには同様な理由から、周辺部のＯ／Ｃを小さくする操作が必要であると述べられている。
【００１１】
しかし、従来法における通常の高炉装入物の装入方法に従えば、例えば図４に示すように、コークス（Ｃ）と鉄鉱石（Ｏ）とを順次層状に装入すると炉中心部においては、鉄鉱石の装入層の厚みが厚くコークス装入層の厚みが薄くなる傾向を避けることはできなかった。
これは鉄鉱石の安息角がコークスの安息角に比べて小さく、かつ鉄鉱石とコークスの嵩密度が大きく異なり、勢い炉中心部において鉄鉱石層が必然的に厚くなる現象を生じるためである。特にペレットを使用した場合には顕著にその状態が表れる。すなわち、ペレットはその形状が球形であるため、安息角が他に比ひ小さく鉄鉱石装入時にシュート上を激しく転動し、コークス層上に落下後は炉中心部方向へ勢いよく転がり、炉中心部に堆積し前記現象を増長する。
したがって、炉下部から供給されるガスの流れが、炉中心部の鉄鉱石層の厚い部分では通気性が悪くなり、その結果ガスはガス流れが比較的容易な炉周辺部に向かいその部分を流れることになる。
【００１２】
このような装入物の分布状態に対して高炉中心部のみにコークスを特別の手段によって装入し、炉中心部にチムニー状のコークス堆積状態を積極的に保持せしめようとする技術が例えば特公平６−３７６４９号に開示されている。
該公報に記載された技術を高炉操業に適用すれば、炉中心部にコークスのチムニーを容易に作ることができるはずであるが、後述するように高炉の実操業においては一旦作られたチムニー状のコークス層では通気性が過大となり、下方向からの上昇ガス流が強すぎてチムニー状に堆積しようとするコークスを吹き上げ、図５に模式的に示すように炉中心部のコークスが周辺部に飛散し、実際には目的とするコークス中心部装入の効果は意外に少ない状態にあるものと思考される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、融着帯の適切な形状については既に知られており、例えば図３に示すように、融着帯を中心部が高い逆Ｖ型にすることが、現状の高炉操業を行う上で理想的な形状とされている。この形状を得るためには上記したように、炉中心部のＯ／Ｃを小さくする必要があり、これは言い換えると炉中心部のコークス量ができるだけ多くなるような装入物の装入方法が好ましいと言うことである。
【００１４】
このような状況下で、実際の高炉における装入物（鉄鉱石、コークス等）の装入分布状態、すなわち適切なＯ／Ｃを保つための高炉半径方向での分布状態を得るためには、それに適した装入設備が必要となる。しかし、ベルレス高炉においては、上記の調整を実施しようと思えば、旋回シュートの傾動角を広範囲に移動する必要があり、そのため、高出銑比の操業条件下では、装入物を炉内に装入するのに時間が長くかかり過ぎるという問題が生じ、所望のＯ／Ｃ分布を炉半径方向で作り込めない状況に直面することも起こっていた。
【００１５】
また前述のように、炉中心部へのコークス装入は炉中心部を上昇するガス流の影響を受けるので、その対応策も考慮したうえで適切な装入方法を採用しなければ、目的とする効果が得られない惧れがあり、これらのことを総括したうえで、従前の装入設備によって簡便容易に上記した如きＯ／Ｃの炉半径方向での分布状態を得ることができる装入技術についての開発が強く要望されていた。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、下記手段にある。
（１）ベルレス高炉におけるコークスと鉄鉱石が交互に層状に堆積するように、順次コークスと鉄鉱石を装入する装入物の高炉内装入に際し、旋回シュートを介し装入する前記鉄鉱石の直前に装入される最終コークスは高炉の炉口半径方向の炉中心から炉口半径に対して０．２〜０．８の範囲の炉中間部のみに堰状に装入堆積せしめ、次いで、該旋回シュートによりペレット高配合した鉄鉱石を前記最終コークスの堆積部の外側と高炉炉壁間に装入する高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
（２）ベルレス高炉におけるコークスと鉄鉱石が交互に層状に堆積するように、順次コークスと鉄鉱石を装入する装入物の高炉内装入に際し、高炉直上の炉頂ホッパー内へ下部にコークスを投入後、次いでその上部にペレット高配合した鉄鉱石を投入し、該炉頂ホッパー内でコークスとペレット配合鉄鉱石を層状に貯留後、遮断弁を開放し旋回シュートを介して下部貯留コークスの大半を前記鉄鉱石の直前に装入される最終コークスとして高炉の炉口半径方向の炉中心から炉口半径に対して０．２〜０．８の範囲の炉中間部のみに堰状に装入堆積せしめた後、該旋回シュートを前記最終コークスの堆積部の外側へ移行し上部貯留ペレット配合鉄鉱石の装入を開始する高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
【００１７】
（３）前記（１）または（２）において、最終コークスを装入する炉中間部は、高炉炉口半径方向で、炉中心から炉口半径に対して０．２〜０．６の範囲とした高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
（４）前記最終コークス装入後のペレット配合鉄鉱石の装入は、コークス堆積部外側部から高炉炉壁側へ向け順次装入する（１）ないし（３）のいずれかに記載の高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
（５）前記炉中間部へ装入する最終コークスは、その粒径を大にして高炉内へ装入する（１）ないし（４）のいずれかに記載の高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
【００１８】
（６）前記炉中間部に装入する最終コークスは、その反応性を低反応性に変更して高炉内へ装入する（１）ないし（５）のいずれかに記載の高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
（７）最終装入コークスを高炉の炉口半径方向の炉中間部に装入堆積せしめた後、旋回シュートを装入堆積せしめたコークスの外側へ移行し、装入するペレット高配合鉄鉱石とは、全鉄鉱石（焼結鉱を含む）量中に１００％以下の配合割合で混合した（１）ないし（６）のいずれかに記載の高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
（８）前記炉中間部へ装入する最終コークスは、高炉炉頂部の炉内半径方向のガス利用率の値によって、コークス装入割合（１／ｎ）を調整制御する（１）ないし（７）のいずれかに記載の高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
なお、上記コークス装入割合（１／ｎ）は、例えば、（Ｃ↓Ｏ↓）、（Ｃ↓Ｃ↓Ｏ↓Ｏ↓）、（Ｃ↓Ｃ↓Ｃ↓Ｏ↓Ｏ↓）などの装入形態が存在するコークス（Ｃ）と鉄鉱石（Ｏ）の装入を以て１チャージとする場合に、装入チャージ回数（ｎ）に対するコークス装入回数を意味する。
【００１９】
（９）前記（８）において、ガス利用率（ηＣＯ）の値が炉中心部において２０％を超えた場合には、高炉中間部へ装入するコークス装入割合（１／ｎ）を増加する高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
（１０）前記（８）において、ガス利用率（ηＣＯ）の値が炉中心部において２０％以下を満足し、かつ、炉中間部でのηＣＯの値が６０％以上になった場合には、高炉中間部へ装入するコークス装入割合（１／ｎ）を減ずる高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
（１１）前記ガス利用率（ηＣＯ）の値が（９）または（１０）に定めた値を逸脱した状態が、少なくとも８時間経過した場合には、高炉中間部へ装入するコークス装入割合（１／ｎ）の増減を行う高炉へのペレット高配合鉄鉱石の装入方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは前記した鉄鉱石の原料事情から、ペレット処理を要する粉鉱量の増加の傾向が将来に向かっても緩和される見込みのないことから、高炉操業に悪影響を及ぼすことなくペレットの装入量の増大を図るために、種々なる検討を行いペレットの多量使用の可能性について考察を行った。
本発明者らが高炉における装入物の装入状態を考察したところでは、前述したように高炉中心部に装入されるコークスはその比重が軽く、かつ嵩密度が小さいため炉下部からの上昇ガス流によって吹き上げられ飛散するので、その間隙部に比重の重い鉄鉱石（ペレット）が流れ込み（鉄鉱石特にペレットは安息角が小さいので容易）、炉中心部に所望とするコークスの堆積層を得るには多くの困難性が伴うことが判明した。
【００２１】
そこで本発明者らは高炉内融着帯の制御において、高炉装入物中の高炉半径方向でのＯ／Ｃを適切な分布状態に調整するために、特別の装入装置を要せず従来の装入物装入装置を用いて行うべく鋭意研究・検討を重ねた結果、ベルレス高炉においては、炉内への装入物中最終コークスの装入範囲を高炉の炉口半径方向において適切な位置に調整することによって、上記問題点の解決を図ることが容易であるとの結論に到達した。
【００２２】
さらに、最終コークス装入位置の適正化について種々の実験を行い、多くの試行錯誤を重ねた結果、炉中心部を避け、炉中心から炉壁までの間で炉中心部の上昇ガス流の影響を受けない位置である炉中間部に、最終コークスを装入して堰状のコークスの堆積層を一旦作り、そのコークス堆積層（堰）の外側と炉壁間へペレットを高配合した鉄鉱石を装入し、堆積したコークス層によりペレットの炉中心方向への流れ込みを一旦遮断し、順次装入されるペレットを高配合した鉄鉱石の炉心方向への流れ込みを利用し、該堆積コークスを炉中心部へ押し込み、炉中心部にコークスを主体とした通気性の良好なチムニー状の装入物層を形成せしめることができるとの見通しを得たものである。
【００２３】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図１および２は高炉炉頂より装入された装入物を模式的に示したもので、図１において、先に装入したコークス層の上部に、例えば１ホッパー（１ダンプ）に貯留された最終コークス（Ｃ）を炉中心部からずらし、炉中間部に装入して堰状に堆積せしめる（この場合、コークスの堆積層は通常装入する層厚より厚目に堆積した方がより効果的である）。
しかる後、ペレットを高配合した鉄鉱石（Ｏ）を先に装入した炉中間部に存在する最終コークス（Ｃ）の外側へ装入を行う。かくの如き装入を行うことにより、一旦堆積されていたコークス（Ｃ）はペレットを高配合した鉄鉱石（Ｏ）の炉中心部方向への流れ込みにより、炉中間部より炉中心方向へ押し込まれ、図２に示したようなコークスを主体とする装入物の分布状態が得られる。
【００２４】
すなわち、炉中心部には装入コークス層の流動化コークス（前記したように炉中心部に存在するコークスは、絶えず炉中心を上昇するガス流によって舞い上がり、上昇・降下を繰り返すので流動化された状態となっている）と炉中間部堆積コークスとの混合したコークスが堆積された状態となり、その外周部に一部炉中間部装入コークスが残存し、その上部にペレットを高配合した鉄鉱石が積層された状態となる。
このような装入物層を確保できるので、炉中心部に所望のコークスを主体とするチムニーが形成され、目的とする融着帯を容易に得ることができる。
【００２５】
なお、本発明においては本発明者らが先に発明し、特願平９−３４１９７０号にて既に出願している「高炉への装入物装入方法」を本発明に適用することも本発明の主旨から言って当然可能である。すなわち該発明の要旨は、「ベルレス高炉における装入物の高炉内装入に際し、高炉直上の炉頂ホッパー内へ下部にコークスを投入後、次いでその上部に鉄鉱石を投入し、該炉頂ホッパー内でコークスと鉄鉱石を層状に貯留後、遮断弁を開放し旋回シュートを介して装入物を高炉内へ装入することを特徴とする高炉への装入物装入方法」にあるので、図６に示すように炉頂ホッパーに貯留された下部コークスを高炉の炉口半径方向において炉中間部に装入堆積後、残りのペレットを高配合した鉄鉱石を主体とする貯留物を旋回シュートを操作し、堆積コークス層の外側へ移行して装入を続行することにより、ペレットを高配合した鉄鉱石による炉中間部へ堆積されたコークスを炉中心部への押し込みを行うことができるので、前記同様の目的を達成することができる。
【００２６】
通常の高炉におけるコークスと鉄鉱石の装入については、全装入量中での鉄鉱石（Ｏ）とコークス（Ｃ）の比（Ｏ／Ｃ）を高炉操業状況に応じて予め決めておき、その比に合わせてコークスと鉄鉱石が交互に層状に堆積するように、順次コークスと鉄鉱石の装入を行っている。
【００２７】
この堆積層を作り込むための上記装入物の装入操作方法としては、高炉での装入設備上での特性、高炉操業状況の変動などにより種々の形態が採用される。通常の装入ではコークス（Ｃ）と鉄鉱石（Ｏ）の装入を以て１チャージと称しているが、その装入の仕方は、例えば、（Ｃ↓Ｏ↓），（Ｃ↓Ｃ↓Ｏ↓Ｏ↓），（Ｃ↓Ｃ↓Ｃ↓Ｏ↓Ｏ↓）など多くの装入形態が存在する。
【００２８】
このような装入形態において、本発明で称している高炉の炉口半径方向の炉中間部に装入堆積する最終装入コークスとは図１にも示したように、本発明の目的から明らかなように鉄鉱石（Ｏ）が装入される直前のコークス（Ｃ）を指すことは、言うまでもないことである。
【００２９】
従って、１チャージ内で２回以上のコークスが装入される場合は、最後に装入されるコークスがこれに該当するが、コークスの装入が１回のみで済まされるような場合には、予め炉中間部に装入するコークスを確保できる装入パターンを設定しておく必要がある。
なお、前述のように（Ｏ／Ｃ）比は高炉全体での装入量から決められるので、（Ｏ／Ｃ）分布を配慮して最終コークス量を定めるべきである。
【００３０】
本発明において炉中間部の範囲を高炉の半径方向で０．２〜０．８に限定したが、これは０．２未満では炉中心部のガス上昇流の影響を受けコークスが飛散する惧れが大きいためである。また、０．８を超えた場合は鉄鉱石による炉中心方向へのコークスの押し込み力が不足するからである。さらにまた、０．２〜０．６に限定したのは、下限の０．２については上記と同様の理由によるものであるが、上限が０．６を超えるとコークスの堆積層（堰）が相対的に低くなり、次いで装入される鉄鉱石がコークスの堰を乗り越えて炉中心部へ流れ込み、本発明の効果を減殺する惧れがあるためである。これらのことを考慮すれば最も好ましいのは０．３超〜０．５程度の範囲となる。
【００３１】
また、炉中間部へ装入堆積せしめる最終コークスは、高炉炉周全域に亙って均一に装入するのが好ましい。しかし、旋回シュートによる装入においては、ホッパーから流出する際に装入物の粒度のバラツキ、貯留量の変動等により、ときによっては装入量に偏りが発生することがある。この様な事態が起こると装入量の大小にもよるが、コークスを装入すべき炉周の長さが長いときには、炉周方向において全長を満たさないことも起こり得る。この様な状態が発生しても、装入堆積された最終コークスは、堆積部分においてはその効果を発現するので、不充分とは云えそれなりの目的は達し得る。
【００３２】
さらに、炉中間部へ装入した最終コークス装入後の鉄鉱石の装入に当たっては、最終コークスの堆積層（堰）の外側と高炉炉壁間であればどこから装入を始めてもよいが、旋回シュートの連続可動を考慮した場合は、最終コークスの堆積層（堰）の外側近傍から開始し、初期の鉄鉱石で堆積コークスを炉中心部へ押し込み、順次炉壁側へ装入を続行する装入形態を採ることが考えられる。
また、前記とは逆に高炉炉壁側から鉄鉱石の装入を開始し、順次炉中心方向へ装入を進めコークスの堆積層近傍で装入を終了するような装入形態を採用してもよい。
【００３３】
さらにまた、炉中間部へ装入堆積せしめる最終コークスは、鉄鉱石との兼ね合いからその粒度を通常のコークスより大径のものを選択し、最適な粒度を保持し炉中心部でコークスが相当量残留するよう調整する必要がある。
また、上記コークスはその反応性からみて高反応性コークスを必要とせず、低反応性コークスであっても充分である。
【００３４】
本発明におけるペレットを高配合した鉄鉱石とは、鉄鉱石（焼結鉱を含む）全てをペレットに置き換えてもよく（１００％）、通常は１００％以下で適当な値２０％程度配合したものを指すが、２０％以下の配合であっても差し支えない。上記ペレットの適正な配合割合については、本発明者らは実際の高炉において種々の実験を行い、多くの試行錯誤を重ねた結果得られた値であってペレットが有する形状の特性故に炉中間部に作ったコークスの堆積層をペレットが乗り越えるような場合には、炉中間部に装入するコークス量を増加することで対処できる。
【００３５】
また、本発明において炉中間部へ装入堆積せしめる最終コークスは、高炉装入毎全てのチャージに対して行う場合もあるが、数チャージに対して１回の割合で実施しするのみでよい場合も多く、あくまでも高炉操業状況に合わせて調整するのが好ましい。
【００３６】
すなわち、高炉の操業状況は種々の要因によって変動するため、時によっては炉中心部のガスの流れが過大となる状態を生じる場合がある。このような場合にはこの流れを抑制し、炉中心部以外の箇所にも適当量のガスが流れるように調整してやらねばならない。従って、炉内でのガス流れが適切に行われているか否かで判断し、その回数を定める必要がある。
【００３７】
ここで、炉内でのガス流れ状況を表す指標としてガス利用率がある。これは普通ηＣＯが用いられ、ηＣＯ＝（ＣＯ2 ／（ＣＯ＋ＣＯ2 ））で示される。従来のベルレス高炉におけるηＣＯの高炉半径方向での分布状況の例を示すと図７のようになる（高炉中心部を０とし、高炉炉壁を１として示している）。同図は通常のベルレス高炉での平均的な値を示したもので、ηＣＯの分布は点線で示されるように炉中心部で３０％前後、高炉半径方向０．５〜０．７（以下中間部と称す）で５０％前後、高炉炉壁部で４５％前後の値となっている。
【００３８】
このような状況下で本発明による高炉中心部への装入物の装入方法を実施したときの炉内ガス流分布（ηＣＯ）は、実線で示されるように炉中心部で５％前後、中間部で５２％前後、高炉炉壁部で４５％前後の値となっており、炉中心部のηＣＯ値が改善され、炉内ガス流の分布としてはほぼ理想に近い状態を保持することができることは明らかである。
【００３９】
しかし、これは飽くまで前記した高炉操業条件の変動がなく、コークスの装入も理想的に行われたときのことであって、実操業においては何等かの要因によって図７の実線で示されるようなガス流分布を絶えず維持できるとは限らず、ガス流分布状態に異常な事態を生ずることが時には起こる。このような場合に本発明においては、ηＣＯの炉内分布を尺度としてガス流分布に異常が発生したとの判断を行い、高炉炉口半径方向において炉中間部へ装入堆積せしめる最終コークスのコークスの装入割合（１／ｎ）を調整制御するものである。
【００４０】
すなわち、前記した炉中間部へ装入堆積せしめる最終コークスのコークスの装入割合（１／ｎ）を増減することによって、ηＣＯ分布の異常を解消せしめんとするにある。なお、ここでｎはコークスの装入回数（チャージ数）を表す。
具体的には炉中心部のガスの流れが過大となった場合はｎを大きくし、逆に炉中心部のガスの流れが過小となった場合はｎを小さくする処置を採る。この外にも炉中心部以外の箇所でηＣＯ分布値に異常が発生した場合、例えば炉中間部でηＣＯが６０％以上の値まで上昇するようなガス流分布となったときには、それに応じｎ数を増すような対処を実施し、高炉半径方向でηＣＯ分布値が適切な値を回復維持するような調整を行う。
【００４１】
このｎ数を調整するには、高炉によってはηＣＯ分布値に特有の変動を有する場合があり、一率にきめることは困難を伴うものであり、高炉の特性に応じ、さらには高炉操業条件の変動を考慮し、実施すべき高炉において多くの試行錯誤を繰り返したうえ、経験上から適切な値を求めて置くことが望ましい。
【００４２】
一般的には、ガス利用率（ηＣＯ）の値が炉中心部において２０％を超えた場合は、高炉中間部に装入するコークスの装入割合（１／ｎ）を増加する処置をとり、また、ガス利用率（ηＣＯ）の値が炉中心部において２０％以下を満足し、かつ、中間部でのηＣＯの値が６０％以上になるような事態が生じた場合には、高炉中間部に装入するコークスの装入割合（１／ｎ）を減らし、図７に実線で示されるようなηＣＯ分布に近付ける必要がある。
【００４３】
上述のコークスの装入割合（１／ｎ）変更の操作を行うに当たっては、ガス利用率（ηＣＯ）の値が上記値を逸脱した状態が、少なくとも８時間経過しても同様な状態を継続していることが確認された時点で実施するもので、炉内ガス利用率を測定するためのサンプリング誤差、分析誤差等、またはその他の要因の一時的な変動を考慮し、ηＣＯ値が上記範囲外になったとしても、直ちにアクションを採ることは好ましくない。逆に前記時間を経過した後でもなんらのアクションも採らないことは、高炉操業に悪影響を及ぼすことに繋がるので、これもまた好ましいものではない。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実際の高炉に適用した実施例について説明する。
操業を行った高炉は内容積３２８０ｍ³ を有する微粉炭吹き込み実施中の高炉である。表１に高炉で本発明による装入物の装入パターンと全装入物でのＯ／Ｃを示した。
また、本発明の実施による結果はシャフト上部ゾンデ中心部のガス利用率を尺度としてその効果を示した。これらはいずれも７日間同一装入方法を継続したものであり、表１中の数値はその間での平均値を表している。
【００４５】
【表１】

【００４６】
実施番号１〜７は装入パターン▲１▼、▲２▼について実施したものであり、実施番号８〜１１についてはコークスの粒度および低反応性コークスの使用等について実施した。なお、実施番号１２については比較のために従来例を挙げた。
表１から明らかなように、本発明によれば良好な融着帯が従来例に比して安定して得られた結果、高炉操業が安定し、かつ高出銑比を確保することができた。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明装入方法を実施することにより、コークスを炉半径方向でその分布を適正かつ確実に形成させることができ、鉄鉱石として高配合のペレットを使用しても適切な高炉内融着帯形状を安定して得ることが可能となり、適正な高炉中心ガス流を確保すると共に、炉円周方向にも安定した周辺ガス流を形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高炉への装入物の装入初期の状態を示した図。
【図２】本発明の装入方法によって得られた装入物の装入層の状態を示した図。
【図３】高炉内での逆Ｖ型融着帯の例を示した図。
【図４】通常の高炉装入における鉄鉱石層とコークス層の形状を示した図。
【図５】炉中心部の上昇ガス流が大きい場合の炉中心部の装入コークスの状態を模式的に示した図。
【図６】炉頂ホッパーでの装入物の貯留状態を示した図。
【図７】ベルレス高炉における高炉半径方向でのガス利用率（ηＣＯ）の分布状態を示した図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the use of iron ore containing a high amount of pellets, without adversely affecting the stable operation of the blast furnace, and the furnace accompanying fluctuations in the quality of pig iron and the amount of production produced even if a large amount of pellets are charged. Concerning the method of charging high-pellet iron ore into a blast furnace that does not interfere with the formation of a cohesive zone for smooth blast furnace operation by forming a stable cohesive zone against changes in internal conditions It is.
[0002]
[Prior art]
Ore powder having various particle sizes is generated in the processing step after iron ore mining, but the pellets are produced from finer ore powder than the sintered ore raw material and charged into the furnace as the blast furnace raw material. Moreover, in recent years, the quality of iron ore tends to become poorer, and the production amount of ore powder for pellets is gradually increasing due to beneficiation treatment and the like. However, pellets are inferior to sintered ore in high-temperature load softening properties and easily flow into the center of the blast furnace due to the characteristics (spherical shape) of the shape, resulting in hindering air permeability and raising the furnace center The amount of pellets used is constrained to increase the heat loss of the furnace body, fluctuate the gas composition at the top of the furnace and change the blowing pressure, and adversely affect the stable operation of the blast furnace. It was.
[0003]
For example, when iron ore (including sintered ore and pellets) in the raw material charged to the blast furnace is mixed in a proportion of about 75%, ore is usually compared to the sintered ore. However, the pellets can be blended only at about 5% at most, and there is a troublesome situation that a large amount of pellets cannot be used. However, if the amount of pellets used cannot be maintained due to various circumstances, such as changes in the operating level or problems in equipment, it is necessary to adjust other operating conditions in order to stabilize the blast furnace operation. The blast furnace operation was accompanied by difficulties.
[0004]
On the other hand, there are two main control means in blast furnace operation: charge distribution control and air blow control. The airflow control determines the raceway conditions (raceway shape, raceway temperature distribution, raceway gas composition distribution, etc.), but the charge distribution control controls the gas flow distribution and melting that influence the reaction heat transfer in the blast furnace. Since it is the only means of determining the shape of the banding, it is the most commonly used and most important control means.
[0005]
In general, a blast furnace is operated by alternately charging iron ore and coke from the top of the blast furnace and blowing hot air from a blowing tuyere (hereinafter simply referred to as tuyere) at the bottom of the blast furnace. In the blast furnace, the iron ore is heated-reduced (indirect reduction) -melted while descending in the furnace with high-temperature furnace gas containing CO gas generated by the reaction between coke and hot air at the tip of the tuyere.
Furthermore, the molten iron ore is collected in the hot water reservoir while being reduced (direct reduction) with coke present in the dropping zone during dripping, and is discharged out of the furnace through the tap at an appropriate time. This iron ore is in a softened and fused state (hereinafter simply referred to as a fused zone) immediately before being melted and dripped, and exists in the furnace with coke interposed therebetween.
[0006]
Thus, in the blast furnace, there is a lump band portion in which the charged iron ore is in a lump state, a fusion band in a softened and fused state, a dripping band portion in a molten dripping state, The gas in the furnace flows out from the tip of the tuyere through the dripping band, the fusion band, and the massive band in order. The air resistance of these three members is the largest in the cohesive zone, followed by the massive band portion, and the dropping band portion is the smallest. Therefore, the shape of the massive band portion and the dripping band portion is different depending on the shape of the fusion band, and the air permeability and gas utilization rate in the furnace are different.
[0007]
For example, in the so-called central flow type cohesive zone (reverse V type) in which the top of the cohesive zone is high, the massive belt portion is narrowed, while the dripping zone is widened, so that the air permeability is good and at the same time Since the gas always flows through the core and the gas flow is stabilized, the gas utilization rate can be maintained at a high level.
In addition, in the so-called flat type cohesive zone where the top of the cohesive zone is lowered, the massive belt portion is widened, but since the dripping zone is narrowed, the air permeability is deteriorated and at the same time, the gas in the furnace may drift. Yes, the gas utilization rate may decrease.
This air permeability and gas utilization rate are closely related to productivity and fuel ratio. If the position and shape of the cohesive zone are detected during blast furnace operation, and the cohesive zone is optimally controlled, the ventilation Efficiency and gas utilization can be adjusted, and productivity can be increased and fuel ratio can be reduced.
[0008]
Several inventions have been disclosed as a method for controlling the cohesive zone in such a blast furnace. For example, according to the technique presented in Japanese Examined Patent Publication No. 63-61367, One or more sondes are inserted into the furnace from the lower part, and the upper and lower positions of the cohesive zone are determined from the measured gas body and solid temperature obtained from the sonde, and the measured gas composition, It is characterized by controlling the distribution of iron ore layer thickness to coke layer thickness (O / C) and particle size distribution in the radial direction of the blast furnace so that the position of the cohesive zone occupies the optimum position for blast furnace operation Yes.
[0009]
That is, it is said that an appropriate cohesive zone can be obtained by controlling the distribution of O / C of iron ore and coke charged into the blast furnace as the control of the cohesive zone. Has a smaller particle diameter and layer space ratio than the coke layer, so the gas permeability is poor in the part where the iron ore layer thickness is relatively thick in the radial direction of the blast furnace, so the gas flow velocity flowing through that part, The gas flow rate decreases. A decrease in the gas flow rate affects various aspects, and with regard to heat transfer, it causes a decrease in the amount of sensible heat of gas flowing through the unit cross-sectional area and a deterioration in heat transfer to the solid substance. Regarding the reaction, since the gas amount sufficient to reduce the iron ore is not supplied, the concentration of the reducing gas is lowered, and the reduction driving force is weakened, resulting in a relative reduction in the reduction rate.
From the above, a portion having a high O / C in the radial direction causes a reduction in reduction rate and a reduction in gas body and solid temperature.
[0010]
Therefore, for example, in order to realize a high cohesive zone at the center, it is necessary to supply sufficient heat to the center at the bottom of the furnace. For this purpose, it is necessary to increase the gas supply to the furnace center, that is, to reduce the O / C at the center, and to achieve a high cohesive zone at the periphery, for the same reason, It is stated that an operation for reducing the O / C in the peripheral portion is necessary.
[0011]
However, according to the conventional method of charging the blast furnace charge in the conventional method, for example, as shown in FIG. 4, when the coke (C) and iron ore (O) are sequentially charged in layers, The tendency of the iron ore charge layer to be thick and the coke charge layer to be thin could not be avoided.
This is because the angle of repose of iron ore is smaller than the angle of repose of coke, and the bulk density of iron ore and coke is greatly different, resulting in a phenomenon that the iron ore layer is inevitably thickened in the center of the momentum furnace. In particular, when pellets are used, the state appears remarkably. In other words, since the pellet has a spherical shape, the angle of repose is smaller than that of other pellets, and it rolls violently on the chute when iron ore is charged, and after falling on the coke layer, it rolls vigorously toward the center of the furnace. It accumulates in the center and increases the above phenomenon.
Therefore, the gas flow supplied from the lower part of the furnace is poorly breathable in the thick part of the iron ore layer in the center of the furnace, and as a result, the gas flows to the peripheral part of the furnace where the gas flow is relatively easy. It will be.
[0012]
For example, there is a technique in which coke is charged only in the center of the blast furnace by a special means against such a distribution state of the charge, and the chimney-like coke accumulation state is actively maintained in the center of the furnace. No. 6-37649.
If the technology described in this publication is applied to blast furnace operation, a chimney of coke should be able to be easily made in the center of the furnace. In the coke layer, the air permeability is excessive, the upward gas flow from the downward direction is too strong, and the coke that is to be deposited in the chimney form is blown up. As shown schematically in FIG. It is thought that the effect of charging the central part of the coke is actually in an unexpectedly small state.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, an appropriate shape of the cohesive zone is already known. For example, as shown in FIG. 3, making the cohesive zone into an inverted V shape having a high central portion performs the current blast furnace operation. This is the ideal shape above. In order to obtain this shape, as described above, it is necessary to reduce the O / C at the center of the furnace. In other words, there is a method for charging the charge so that the amount of coke at the center of the furnace is as large as possible. It is preferable.
[0014]
Under such circumstances, in order to obtain the charge distribution state of the charge (iron ore, coke, etc.) in the actual blast furnace, that is, the distribution state in the blast furnace radial direction in order to maintain an appropriate O / C, An appropriate charging facility is required. However, in the bell-less blast furnace, if the above adjustment is to be carried out, it is necessary to move the tilt angle of the swivel chute over a wide range. Therefore, under high operating conditions, the charge is placed in the furnace. There was a problem that it took too long to charge, and a situation where a desired O / C distribution could not be created in the radial direction of the furnace occurred.
[0015]
In addition, as mentioned above, the coke charging to the furnace center is affected by the gas flow rising up the furnace center, so if you do not adopt an appropriate charging method after considering the countermeasures, Therefore, after summarizing these points, it is possible to obtain a distribution state of the O / C in the radial direction of the furnace as described above simply and easily by conventional charging equipment. There was a strong demand for development of technology.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention resides in the following means.
(1) Immediately before the iron ore charged through the swirl chute, when the charge of the coke and iron ore is sequentially charged so that the coke and iron ore in the bellless blast furnace are alternately deposited in layers, The final coke charged into the blast furnace is charged and deposited in a weir shape only in the middle of the furnace in the range of 0.2 to 0.8 relative to the radius of the furnace mouth from the furnace center in the radial direction of the furnace mouth, A method for charging high-pellet iron ore into a blast furnace, in which iron ore containing a high pellet content by a turning chute is charged between the outside of the final coke deposit and the blast furnace wall.
(2) In order to deposit coke and iron ore alternately in layers in the bell-less blast furnace , when charging the coke and iron ore into the blast furnace, the coke is placed in the lower part of the top hopper directly above the blast furnace. After charging, the iron ore with high pellet content is added to the upper part, and after the coke and pellet-containing iron ore are stored in layers in the furnace hopper, the shut-off valve is opened and most of the lower stored coke is passed through the swivel chute. As the final coke charged immediately before the iron ore, only the middle part of the furnace in the range of 0.2 to 0.8 with respect to the furnace port radius from the furnace center in the blast furnace radial direction is charged in a weir shape. A method of charging pellet high-mixed iron ore into a blast furnace, in which the swirling chute is moved to the outside of the final coke depositing portion and charging of the upper storage pellet-blended iron ore is started after depositing.
[0017]
(3) In the above (1) or (2), a furnace middle portion for charging the final coke is a blast furnace opening radially, the range of 0.2 to 0.6 with respect to the furnace center or al furnace outlet radius The method of charging high-pellet iron ore into the blast furnace.
( 4 ) To the blast furnace according to any one of (1) to ( 3 ), the pelletized iron ore after the final coke is charged is sequentially charged from the outer side of the coke deposit portion toward the blast furnace wall side. To charge high-mixed iron ore with high pellets.
( 5 ) The final coke charged into the furnace middle part is charged into the blast furnace with a large particle size, and the high-pellet mixed iron ore into the blast furnace according to any one of (1) to ( 4 ) The charging method.
[0018]
( 6 ) The final coke charged to the furnace middle part is charged into the blast furnace by changing its reactivity to low reactivity and charged into the blast furnace according to any one of (1) to ( 5 ) The charging method of compound iron ore.
( 7 ) After charging and depositing the final charge coke in the middle of the furnace in the radial direction of the blast furnace, move to the outside of the coke charged and deposited with the swirl chute, Is a method for charging pellet high-mixed iron ore into a blast furnace according to any one of (1) to ( 6 ), wherein the total iron ore (including sintered ore) is mixed in a blending ratio of 100% or less.
( 8 ) The final coke charged to the intermediate part of the furnace adjusts and controls the coke charging rate (1 / n) according to the gas utilization ratio in the radial direction of the furnace at the top of the blast furnace (1) to ( 7 ) A method for charging high-pellet iron ore into a blast furnace according to any one of the above.
The coke charging ratio (1 / n) is, for example, (C ↓ O ↓), (C ↓ C ↓ O ↓ O ↓), (C ↓ C ↓ C ↓ O ↓ O ↓), etc. When the charge of coke (C) and iron ore (O) in which the form exists is one charge, it means the number of coke charges with respect to the number of charge charges (n).
[0019]
( 9 ) In the above ( 8 ), when the gas utilization rate (ηCO) exceeds 20% in the center of the furnace, the coke charging ratio (1 / n) charged into the middle part of the blast furnace is increased. A method of charging high-pellet iron ore into a blast furnace.
( 10 ) In the above ( 8 ), when the value of the gas utilization rate (ηCO) satisfies 20% or less in the furnace center, and the value of ηCO in the furnace middle part becomes 60% or more, A method of charging high-pellet iron ore into a blast furnace to reduce the coke charging ratio (1 / n) charged to the middle part of the blast furnace.
( 11 ) Coke charging ratio charged into the middle part of the blast furnace when the gas utilization rate (ηCO) deviates from the value determined in ( 9 ) or ( 10 ) for at least 8 hours A method of charging high-pellet iron ore into a blast furnace that increases or decreases (1 / n).
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventors, because of the above-mentioned raw materials of iron ore, are not expected to ease the trend of increase in the amount of fine ore requiring pellet processing in the future, so that there is no adverse effect on blast furnace operation. In order to increase the charging amount, various studies were conducted and the possibility of using a large amount of pellets was examined.
When the present inventors considered the charging state of the charge in the blast furnace, as described above, the coke charged in the center of the blast furnace has a low specific gravity and a low bulk density, so that it rises from the lower part of the furnace. Because it is blown up and scattered by the gas flow, iron ore (pellet) with heavy specific gravity flows into the gap (iron ore, especially pellets have a small angle of repose), and a desired coke deposit is obtained in the center of the furnace. It turns out that there are many difficulties.
[0021]
Therefore, the present inventors do not require a special charging device in order to adjust the O / C in the blast furnace radial direction in the blast furnace charge to an appropriate distribution state in the control of the blast furnace cohesive zone. As a result of intensive research and investigations to be carried out using the above-mentioned charging equipment, in the bell-less blast furnace, the charging range of the final coke in the charging material in the furnace is set appropriately in the blast furnace radial direction. It came to the conclusion that it was easy to solve the above problems by adjusting the position.
[0022]
In addition, various experiments were conducted to optimize the final coke charging position, and as a result of many trials and errors, the effect of the rising gas flow in the furnace center from the furnace center to the furnace wall was avoided. The iron ore with a high blend of pellets between the outside of the coke deposit (weir) and the furnace wall once the final coke is charged in the middle of the furnace, where it is not subjected to heat, to form a weir-like coke deposit The flow of pellets toward the furnace center is temporarily blocked by the deposited coke layer, and the flow of iron ore containing high-mixed pellets sequentially into the core direction is utilized to remove the deposited coke from the furnace. It has been predicted that a chimney-like charge layer having good air permeability can be formed in the center of the furnace and mainly made of coke.
[0023]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIGS. 1 and 2 schematically show the charge charged from the top of the blast furnace. In FIG. 1, the charge is stored in, for example, 1 hopper (1 dump) at the top of the coke layer previously charged. The final coke (C) is shifted from the center of the furnace and charged in the middle of the furnace and deposited in a weir shape (in this case, the deposited layer of coke is more thicker than the normally charged layer thickness). Effective).
After that, charging is performed to the outside of the final coke (C) existing in the middle part of the furnace in which the iron ore (O) containing a high amount of pellets is previously charged. By carrying out such charging, the coke (C) once deposited is pushed from the middle part of the furnace toward the center of the furnace by the flow of iron ore (O) containing a high amount of pellets toward the center of the furnace. As shown in FIG. 2, the distribution of the charge mainly composed of coke is obtained.
[0024]
That is, the fluidized coke of the charged coke layer in the center of the furnace (as described above, the coke existing in the center of the furnace was soared by the gas flow that constantly rises in the center of the furnace, and it was fluidized because it repeatedly raised and lowered. Iron ore with a mixture of coke mixed with the furnace intermediate sedimentation coke, with some of the furnace intermediate charge coke remaining on the outer periphery and high pellet content in the upper part. Are stacked.
Since such a charge layer can be ensured, a chimney mainly composed of desired coke is formed in the center of the furnace, and the intended cohesive zone can be easily obtained.
[0025]
In the present invention, it is also possible to apply to the present invention the “charging method into the blast furnace” previously invented by the present inventors and already filed in Japanese Patent Application No. 9-341970. Of course, this is possible from the gist of the invention. That is, the gist of the invention is as follows: “When charging the inside of the bell-less blast furnace, the coke is introduced into the lower part of the furnace hopper directly above the blast furnace, and then iron ore is introduced into the upper part thereof. After storing the coke and iron ore in layers, open the shut-off valve and charge the blast furnace with the charge through the swivel chute. As shown in FIG. 6, after the lower coke stored in the furnace hopper is charged and deposited in the middle of the furnace in the radial direction of the blast furnace, the storage mainly composed of iron ore containing the remaining pellets is swirled. By moving the outside of the deposited coke layer and continuing the charging, the coke deposited in the middle part of the furnace with iron ore containing high pellet content can be pushed into the center of the furnace. , The same purpose as above It can be achieved to.
[0026]
For the charging of coke and iron ore in a normal blast furnace, the ratio of iron ore (O) and coke (C) in the total charging amount (O / C) is determined in advance according to the blast furnace operating situation, Coke and iron ore are sequentially charged so that coke and iron ore are alternately deposited in layers according to the ratio.
[0027]
As the charging operation method of the above-mentioned charge for forming this deposited layer, various forms are adopted depending on characteristics on the charging equipment in the blast furnace, fluctuations in blast furnace operating conditions, and the like. In normal charging, the charging of coke (C) and iron ore (O) is called one charge, but the charging method is, for example, (C ↓ O ↓), (C ↓ C ↓ O ↓) O ↓), (C ↓ C ↓ C ↓ O ↓ O ↓) and many other charging modes exist.
[0028]
In such a charging mode, the final charging coke which is charged and deposited in the middle part of the blast furnace radial direction of the blast furnace referred to in the present invention is apparent from the object of the present invention as shown in FIG. Needless to say, it refers to coke (C) just before the iron ore (O) is charged.
[0029]
Therefore, when coke is charged more than once within one charge, the coke that is charged last corresponds to this, but when the coke is charged only once, It is necessary to set a charging pattern that can secure coke to be charged in the middle of the furnace in advance.
As described above, since the (O / C) ratio is determined from the charging amount in the entire blast furnace, the final coke amount should be determined in consideration of the (O / C) distribution.
[0030]
In the present invention, the range of the intermediate part of the furnace is limited to 0.2 to 0.8 in the radial direction of the blast furnace, but if this is less than 0.2, coke may be scattered due to the influence of the gas upward flow in the center of the furnace. This is because it is large. Moreover, when it exceeds 0.8, the pushing force of coke toward the furnace center by iron ore is insufficient. Further, the reason for limiting to 0.2 to 0.6 is that the lower limit of 0.2 is due to the same reason as described above, but when the upper limit exceeds 0.6, a coke deposit layer (weir) is formed. This is because the iron ore that is relatively lowered and then charged flows over the weir of coke and flows into the center of the furnace to reduce the effect of the present invention. Considering these matters, the most preferable range is from more than 0.3 to about 0.5.
[0031]
Moreover, it is preferable that the final coke to be charged and accumulated in the middle part of the furnace is charged uniformly over the entire area of the blast furnace. However, in charging with a turning chute, there is a case where the charging amount is biased depending on the variation in the particle size of the charged material and the fluctuation of the storage amount when flowing out from the hopper. When such a situation occurs, depending on the charging amount, when the length of the furnace circumference in which the coke is to be charged is long, the full length may not be satisfied in the furnace circumferential direction. Even if such a situation occurs, the final coke that has been charged and deposited exhibits its effect in the deposited portion, so that the purpose can be achieved although it is insufficient.
[0032]
Furthermore, when charging the iron ore after charging the final coke charged to the middle part of the furnace, charging may be started from anywhere outside the deposit layer (weir) of the final coke and the blast furnace wall, When considering the continuous movement of the swivel chute, start from the outside of the final coke deposit layer (weir), push the deposited coke into the furnace center with the initial iron ore, and continue charging the furnace wall side sequentially. It is conceivable to adopt a charging form.
Contrary to the above, the iron ore charging is started from the blast furnace wall side, and the charging is sequentially advanced toward the center of the furnace, and the charging is finished near the coke deposit layer. Also good.
[0033]
Furthermore, the final coke to be charged and deposited in the middle part of the furnace is selected to have a particle size larger than that of normal coke in consideration of iron ore. It needs to be adjusted to remain.
The coke does not require highly reactive coke in view of its reactivity, and low reactive coke is sufficient.
[0034]
The iron ore with high blending of pellets in the present invention may replace all iron ore (including sintered ore) with pellets (100%), usually blending about 20% or less at an appropriate value of 100% or less. However, it may be 20% or less. Regarding the appropriate blending ratio of the above pellets, the present inventors conducted various experiments in an actual blast furnace, and obtained a result of many trials and errors, and because of the characteristics of the shape of the pellet, the intermediate part of the furnace In the case where pellets get over the coke deposit layer made in the above, it can be dealt with by increasing the amount of coke charged in the middle of the furnace.
[0035]
In addition, in the present invention, the final coke that is charged and accumulated in the intermediate part of the furnace may be performed for every charge every time the blast furnace is charged, but may be performed only once for several charges. In many cases, it is preferable to adjust according to the blast furnace operation situation.
[0036]
That is, since the operation status of the blast furnace varies depending on various factors, there may be a case where the gas flow in the center of the furnace becomes excessive in some cases. In such a case, this flow must be suppressed, and adjustment must be made so that an appropriate amount of gas flows also in locations other than the furnace center. Therefore, it is necessary to determine whether the gas flow in the furnace is appropriately performed and to determine the number of times.
[0037]
Here, there is a gas utilization rate as an index representing a gas flow situation in the furnace. This is usually ηCO and is represented by ηCO = (CO 2 / (CO + CO 2)). An example of the distribution state of ηCO in the radial direction of the blast furnace in a conventional bell-less blast furnace is shown in FIG. 7 (the blast furnace center is shown as 0 and the blast furnace wall is shown as 1). This figure shows the average value in a normal bell-less blast furnace. The distribution of ηCO is about 30% at the center of the furnace as shown by the dotted line, and the blast furnace radial direction is 0.5 to 0.7 (hereinafter, intermediate). And 50% for the blast furnace wall and about 45% for the blast furnace wall.
[0038]
Under such circumstances, the gas flow distribution in the furnace (ηCO) when the charging method of the charge into the blast furnace center according to the present invention is performed is about 5% at the furnace center as shown by the solid line, The value is around 52% in the middle and around 45% in the blast furnace wall, which improves the ηCO value in the center of the furnace and keeps the gas flow distribution in the furnace almost ideal. Obviously we can do it.
[0039]
However, this is the time when the above-mentioned blast furnace operating conditions did not change and the coke charging was ideally performed. In actual operation, as indicated by the solid line in FIG. However, it is not always possible to maintain a stable gas flow distribution, and an abnormal situation sometimes occurs in the gas flow distribution state. In such a case, in the present invention, the coke of the final coke that is judged to have an abnormality in the gas flow distribution on the basis of the distribution in the furnace of ηCO and charged and deposited in the middle part of the furnace in the blast furnace radial direction. The charging ratio (1 / n) is adjusted and controlled.
[0040]
In other words, by increasing or decreasing the coke charging ratio (1 / n) of the final coke that is charged and deposited in the intermediate part of the furnace as described above, the abnormality in the ηCO distribution is eliminated. Here, n represents the number of coke charging (number of charges).
Specifically, when the gas flow in the furnace center is excessive, n is increased, and conversely, when the gas flow in the furnace center is excessive, n is decreased. In addition to this, when an abnormality occurs in the ηCO distribution value at a place other than the center of the furnace, for example, when the gas flow distribution is such that ηCO rises to a value of 60% or more in the middle part of the furnace, n number is accordingly set Is taken so that the ηCO distribution value recovers and maintains an appropriate value in the blast furnace radial direction.
[0041]
In order to adjust this n number, there are cases where there is a specific variation in the ηCO distribution value depending on the blast furnace, and it is difficult to determine the ratio to one rate. Depending on the characteristics of the blast furnace, It is desirable to consider the fluctuation and repeat many trials and errors in the blast furnace to be implemented, and find an appropriate value from experience.
[0042]
Generally, when the value of gas utilization rate (ηCO) exceeds 20% in the furnace center, measures are taken to increase the charging ratio (1 / n) of coke charged to the middle part of the blast furnace, In the case where the gas utilization rate (ηCO) satisfies the value of 20% or less in the furnace center and the value of ηCO in the middle reaches 60% or more, It is necessary to reduce the charging ratio (1 / n) of the coke charged into the ηCO so as to approach the ηCO distribution as shown by the solid line in FIG.
[0043]
In performing the above-described operation for changing the charging ratio (1 / n) of coke, the state where the gas utilization rate (ηCO) deviates from the above value continues the same state even if at least 8 hours have passed. The ηCO value is out of the above range in consideration of sampling error, analysis error, etc. for measuring the gas utilization rate in the furnace, or temporary fluctuations of other factors. Even if it becomes, it is not preferable to take action immediately. On the contrary, not taking any action even after the lapse of the time leads to an adverse effect on the operation of the blast furnace, which is also not preferable.
[0044]
【Example】
Hereinafter, examples in which the present invention is applied to an actual blast furnace will be described.
The blast furnace in which the operation was carried out is a blast furnace having an internal volume of 3280 m ³ during pulverized coal injection. Table 1 shows the charging pattern of the charge according to the present invention and the O / C for all charges in the blast furnace.
In addition, the results of the present invention showed the effect on the basis of the gas utilization rate in the central part of the shaft upper sonde. All of these were the same charging method continued for 7 days, and the numerical values in Table 1 represent the average values during that period.
[0045]
[Table 1]

[0046]
Run numbers 1 to 7 were carried out with respect to the charging patterns (1) and (2), and run numbers 8 to 11 were carried out with respect to the particle size of coke and the use of low-reactivity coke. In addition, about the implementation number 12, the prior art example was given for the comparison.
As is apparent from Table 1, according to the present invention, a good cohesive zone was stably obtained as compared with the conventional example. As a result, the operation of the blast furnace was stabilized and a high output ratio could be secured. It was.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, by carrying out the charging method of the present invention, coke can be properly and reliably formed in the furnace radial direction, and even if high-mixed pellets are used as iron ore, it is appropriate. It becomes possible to stably obtain a blast furnace cohesive zone shape, ensuring an appropriate blast furnace center gas flow, and forming a stable peripheral gas flow in the furnace circumferential direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an initial state of charging a charge into a blast furnace according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a state of a charge layer of a charge obtained by the charging method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of an inverted V-type cohesive zone in a blast furnace.
FIG. 4 is a diagram showing shapes of an iron ore layer and a coke layer in normal blast furnace charging.
FIG. 5 is a diagram schematically showing the state of charged coke in the furnace center when the rising gas flow in the furnace center is large.
FIG. 6 is a diagram showing a storage state of charges in the furnace hopper.
FIG. 7 is a diagram showing a distribution state of gas utilization rate (ηCO) in a blast furnace radial direction in a bell-less blast furnace.

Claims

In order to deposit the coke and iron ore in the bellless blast furnace alternately in layers, when charging the blast furnace interior with the charge sequentially charged with coke and iron ore, the charge is charged immediately before the iron ore charged via the swivel chute. The final coke is deposited and deposited in a weir shape only in the middle of the furnace in the range of 0.2 to 0.8 from the center of the blast furnace in the radial direction of the blast furnace. A method for charging high-pellet iron ore into a blast furnace, wherein iron ore containing high pellet content is charged between the outside of the final coke deposit and the blast furnace wall.

In order to deposit coke and iron ore alternately in layers in the bell-less blast furnace , when charging the coke and iron ore into the blast furnace interior, after charging the coke at the bottom into the top hopper directly above the blast furnace, Next, iron ore with high pellet content is introduced into the upper part, and after the coke and pellet-containing iron ore are stored in layers in the furnace top hopper, the shut-off valve is opened and most of the lower stored coke is transferred to the iron ore via the swivel chute. As the final coke charged just before the stone, it was charged and deposited only in the middle of the furnace in the range of 0.2 to 0.8 from the furnace center in the radial direction of the blast furnace to the furnace mouth radius. Thereafter, the swirling chute is transferred to the outside of the final coke accumulation portion, and charging of the upper storage pellet blended iron ore is started.

In claim 1 or claim 2, a furnace middle portion is charged with the final coke is a blast furnace opening radially, it has a range of 0.2 to 0.6 with respect to the furnace center or al furnace outlet radius A method for charging high-pellet iron ore into a blast furnace.

Loading of the pellets blended iron ore of the final coke instrumentation after turning is according to any one of claims 1 to 3, characterized in that sequentially charged toward coke deposition portion outer portion to the blast furnace wall A method for charging high-pellet iron ore into a blast furnace.

The final coke charged into the intermediate part of the furnace is charged into the blast furnace with a large particle size and charged into the blast furnace according to any one of claims 1 to 4. How to load stones.

The final coke charged to the middle part of the furnace is charged into the blast furnace by changing its reactivity to low reactivity and charged into the blast furnace according to any one of claims 1 to 5 . How to charge high iron pellet iron ore.

After the final charge coke is charged and deposited in the middle of the furnace in the blast furnace radial direction, the swirl chute is transferred to the outside of the coke charged and deposited. The pellet high-mixed iron ore is charged into the blast furnace according to any one of claims 1 to 6 , wherein the iron ore (including sintered ore) is mixed at a blending ratio of 100% or less. Method.

The coke charging ratio (1 / n) of the final coke charged to the middle part of the furnace is adjusted and controlled according to the gas utilization rate in the radial direction in the furnace at the top of the blast furnace. The charging method of the pellet high mixing iron ore to the blast furnace in any one of Claims 7 .
The coke charging ratio (1 / n) is, for example, (C ↓ O ↓), (C ↓ C ↓ O ↓ O ↓), (C ↓ C ↓ C ↓ O ↓ O ↓), etc. When the charge of coke (C) and iron ore (O) in which the form exists is one charge, it means the number of coke charges with respect to the number of charge charges (n).

9. The coke charging ratio (1 / n) charged in the middle part of the blast furnace is increased when the gas utilization rate (ηCO) exceeds 20% in the furnace center in the above-mentioned claim 8 . The method of charging high-pellet iron ore into the blast furnace.

In claim 8 , when the value of the gas utilization rate (ηCO) satisfies 20% or less at the furnace center and the value of ηCO at the furnace middle reaches 60% or more, A method for charging pelletized high-mixed iron ore into a blast furnace, characterized in that the ratio (1 / n) of coke charged into the blast furnace is reduced.

When the state where the gas utilization rate (ηCO) deviates from the value defined in claim 9 or 10 has elapsed for at least 8 hours, the coke charging ratio (1 / A method for charging pellet high-mixed iron ore into a blast furnace, characterized in that n) is increased or decreased.