JP3995380B2 - Raw material charging method to blast furnace - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルレス装入装置を有する高炉への原料装入方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に高炉の操業においては、高炉の炉頂から原料である塊鉱石,焼結鉱,ペレット等の鉱石やコークスを交互に装入して、鉱石およびコークスを層状に堆積させる。一方、高炉の下方の羽口から吹き込まれる熱風がコークスを燃焼して発生する高温の還元性ガスが、高炉内に堆積された原料の間隙を上昇しながら、原料の昇温や鉱石の還元を行なうことによって銑鉄を製造している。
【0003】
高炉内に堆積されたコークスは燃焼して、また鉱石は還元あるいは溶融して、高炉内の下方へ降下していく。そこで炉頂から新たに鉱石およびコークスを交互に装入して、高炉内の原料を常時ほぼ一定の高さに維持しながら、連続的に銑鉄を製造する。
このように炉頂から交互に繰り返し装入する鉱石およびコークスの1サイクル分(以下、1チャージという)の装入量はそれぞれ所定の量になるように制御する。さらに高炉の生産性を向上するためには、高炉内の半径方向や円周方向の原料の消費を適切な状態に維持することによって高炉内の上昇ガス流を適切な状態に維持し、原料が連続的に降下するように調整する必要がある。
【0004】
この適切な状態の上昇ガス流は生産量や原料の粒径分布などによって変化するものであるが、基本的には炉中心部のガス流は強く、かつ炉壁部のガス流が炉中間部よりもやや強くするのが好ましいとされている。このため、通常の操業では高炉内の原料は炉壁部よりも炉中心部を低くして、すり鉢状に装入する。原料をすり鉢状に堆積させると、炉中心部の原料層が薄くなるので、炉中心部で強いガス流を確保できる。
【0005】
高炉内の上昇ガス流を適切な状態に維持するためには、1チャージ分の鉱石やコークス等の原料を、粒径等の性状によって分割して装入(以下、バッチという)し、それぞれのバッチを炉内の所定の位置に装入する必要がある。
ベルレス装入装置においては、高炉の炉頂に配設された炉頂バンカーから排出されたコークスや鉱石等の原料は、装入シュートを介して高炉内に装入される。装入シュートは高炉の中心軸の周囲を旋回するとともに、高炉の中心軸と装入シュートの原料が流れる方向とのなす角(以下、傾動角という)を変更することができる。したがって原料を装入する際に、装入シュートを旋回させながら傾動角を変更すると、高炉内の半径方向の原料堆積位置を調整できる。
【0006】
すなわち傾動角を大きくすると原料は炉壁に近い方向へ飛び出して炉壁近傍に堆積し、傾動角を小さくすると原料は下方向へ飛び出して炉中心部に堆積する。このようにして傾動角を変更することによって、高炉内の半径方向の任意の位置に原料を装入することができる。
装入シュートを回転させながら原料を装入する際に、傾動角を大きい方から小さい方へ変更して、装入シュートを炉壁側から炉中心方向へ傾動させると、原料は炉壁側から炉中心側へ堆積されていく。逆に傾動角を小さい方から大きい方へ変更して、装入シュートを炉中心側から炉壁方向へ傾動させると、原料は炉中心側から炉壁側へ堆積されていく。
【0007】
操業においては、装入シュートの傾動角と旋回数の組み合わせによって高炉半径方向の鉱石層厚/コークス層厚比を制御する。この高炉半径方向の鉱石層厚/コークス層厚比の分布制御は、装入物分布制御と呼ばれ、高炉半径方向のガス流分布を制御して高炉の操業を安定化する上で重要な技術である。
一般に、原料を装入する時の装入シュートは、炉壁側から炉中心方向へ傾動する。その際、炉頂バンカーからの原料の排出は、装入シュートが所定の回数の旋回を行なうのに必要な時間で終了するように、炉頂バンカー下部のゲートで流量調整されている。しかし原料の性状の変化等が原因となって排出時間が変化した場合、最終の傾動角で旋回する位置の装入量の過不足が生じる。
【0008】
装入シュートが炉壁側から炉中心方向へ傾動するため、最終の傾動角での装入量の過不足は、炉中心部の鉱石層厚/コークス層厚比を変化させ、その結果、ガス流分布を変化させる原因になる。具体的には、鉱石の装入時の最終の傾動角における旋回が所定の回数より増えたり、コークスの装入時の最終の傾動角における旋回が所定の回数より減った場合は、炉中心部の鉱石層厚/コークス層厚比が増加してガス流が減少する。
【0009】
逆に、コークスの装入時の最終の傾動角における旋回が所定の回数より増えたり、鉱石の装入時の最終の傾動角における旋回が所定の回数より減った場合は、炉中心部の鉱石層厚/コークス層厚比が減少してガス流が増加する。高炉の操業は、炉中心部のガス流が不足しても、過多であっても不安定になることが知られており、適切なガス流を維持して高炉の操業を安定化するために装入物分布制御を行なう必要がある。
【0010】
鉱石はコークスに比べると嵩比重が約4倍である。鉱石がコークスより重いために、鉱石を装入したときに、その衝撃で、既に堆積しているコークス層の上層部を掘り起こして、コークス層を削り取るという現象が生じる。しかも装入シュートは炉壁側から炉中心方向へ傾動するので、コークスが削り取られた位置よりも炉中心側の斜面には、まだ鉱石は堆積していない。そのため削り取られたコークスは、すり鉢状の斜面に沿って炉中心部へ流れ込む。
【0011】
鉱石の装入によって削り取られたコークスの流れ込みが発生すると、コークスが削り取られた位置および炉中心部の鉱石層厚/コークス層厚比の分布が変動する。その結果、高炉内のガス流分布の制御に支障をきたすことになる。
通常の装入シュートの傾動は、上記した通り、炉壁側から炉中心方向へ傾動するが、特公平8-11804 号公報には、ベルレス式高炉の異種原料装入方法が開示されている。この方法は、装入シュートを炉中心側から炉壁方向へ傾動させ、鉄源および還元剤を複数のバッチに分割して装入することによって炉内の堆積量分布の制御性を向上させようとするものである。しかしこの方法では、炉頂バンカーからの原料の排出時間が変化した場合に、炉壁部の鉱石層厚/コークス層厚比の変動に影響を与え、炉壁部のガス流を変動させる原因になる。つまり装入シュートを炉中心側から炉壁方向へ傾動させて原料を装入する方法を用いても、炉壁部のガス流の変動は避けられない。
【0012】
炉中心部のガス流のみならず、炉壁部のガス流の制御も高炉の安定操業を維持するために重要であることは知られており、従来の装入方法ではガス流が変動するため高炉の操業を乱すという問題があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解消し、ベルレス装入装置を有する高炉へ原料を装入する際に、炉頂バンカーからの原料排出時間の変化が炉中心部や炉壁部の鉱石層厚/コークス層厚比およびガス流の変動に及ぼす影響を低減して高炉の操業を安定化させる原料装入方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、装入シュートを有するベルレス装入装置を用いて鉱石およびコークスを各々2バッチに分割して装入して鉱石およびコークスをそれぞれ層状に堆積させる高炉への原料装入方法において、鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石との2バッチに分割し、コークスの第1バッチおよび粗粒鉱石を装入するにあたって高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点より炉中心側で装入開始して装入シュートを炉中心側から炉壁方向へ傾動させながら装入し、コークスの第2バッチおよび細粒鉱石を装入するにあたって高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点より炉壁側で装入開始して装入シュートを炉壁側から炉中心方向へ傾動させながら装入する高炉への原料装入方法である。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の原料装入方法を用いて、コークスを2バッチに分割して装入する例を示す模式図であり、 (a)は第1バッチ5の装入の例、 (b)は第2バッチ6の装入の例を示す。
1チャージ分のコークスを粒径等の性状によって2バッチに分割して装入する場合、まず図1(a) に示すように、装入シュート3を、高炉1の中心軸を中心として回転させながら、炉中心側から炉壁方向へ傾動させて、コークスの第1バッチ5を半径方向の途中まで装入する。このバッチの装入は、高炉1の半径方向の1/2の位置(以下、中間点という)より炉中心側で開始されるので、装入シュート3を炉中心側から炉壁方向へ傾動させる。図1(a) 中の矢印は装入シュート3の傾動方向を示す。炉頂ホッパー2からのコークスの第1バッチ5の排出時間の変動は、この第1バッチ5層の最も炉壁4側である装入シュート3の最終の傾動角で旋回する位置の厚さの変化として現れる。
【0017】
次に図1(b) に示すように、装入シュート3を、高炉1の中心軸を中心として回転させながら、炉壁側から炉中心方向へ傾動させて、コークスの第2バッチ6をコークスの第1バッチ5層の外周まで装入する。このバッチの装入は、高炉1の半径方向の中間点より炉壁側で開始されるので、装入シュート3を炉壁側から炉中心方向へ傾動させる。図1(b) 中の矢印は装入シュート3の傾動方向を示す。炉頂ホッパー2からのコークスの第2バッチ6の排出時間の変動は、この第2バッチ6層の最も炉中心側である装入シュート3の最終の傾動角で旋回する位置の厚さの変化として現れる。したがって、炉中心部と炉壁部のコークス層の厚さは、炉頂ホッパー2からの排出時間が変動しても影響を受けない。
【0018】
さらに図2に示すように、1チャージ分の鉱石を粒径等の性状によって2バッチに分割して装入する場合、装入シュート3を、高炉1の中心軸を中心として回転させながら、炉中心側から炉壁方向へ傾動させて、鉱石の第1バッチ7を半径方向の途中まで装入する。このバッチの装入は、高炉1の半径方向の中間点より炉中心側で開始されるので、装入シュート3を炉中心側から炉壁方向へ傾動させる。炉頂ホッパー2からの鉱石の第1バッチ7の排出時間の変動は、この第1バッチ7の層の最も炉壁4側である装入シュート3の最終の傾動角で旋回する位置の厚さの変化として現れる。
【0019】
次に装入シュート3を、高炉1の中心軸を中心として回転させながら、炉壁側から炉中心方向へ傾動させて、鉱石の第2バッチ8を鉱石の第1バッチ7層の外周まで装入する。このバッチの装入は、高炉1の半径方向の中間点より炉壁側で開始されるので、装入シュート3を炉壁側から炉中心方向へ傾動させる。炉頂ホッパー2からの鉱石の第2バッチ8の排出時間の変動は、この第2バッチ8の層の最も炉中心側である装入シュート3の最終の傾動角で旋回する位置の厚さの変化として現れる。
【0020】
したがって、炉中心部と炉壁部の鉱石層の厚さは、炉頂ホッパー2からの排出時間が変動しても影響を受けない。なお図2中の矢印は、原料が堆積されていく方向を示す。
このようにして、炉中心部および炉壁部の鉱石層厚/コークス層厚比が、炉頂ホッパー2からの排出時間の変化による影響を受けない装入が可能となる。
【0021】
以上に説明した装入方法では、炉中心部から炉壁方向へ装入するコークスの第1バッチ5および鉱石の第1バッチ7は炉壁部に装入されず、炉壁部から炉中心方向へ装入されるコークスの第2バッチ6および鉱石の第2バッチ8は中心部に装入されない。この装入方法が本発明の効果が最も大きく現われる。
一方、1バッチの装入が高炉1の半径方向の中間点より炉壁側から開始されて炉中心部まで装入される場合、あるいは1バッチの装入が高炉1の半径方向の中間点より中心側から開始されて炉壁部まで装入される場合がある。その例を図3に示す。図3中の矢印は原料が堆積していく方向を示す。
【0022】
図3において、装入シュート3を、高炉1の中心軸を中心として回転させながら、炉壁側から炉中心方向へ傾動させて、コークスの第1バッチ5を炉壁部から炉中心部まで装入する。次に装入シュート3を、高炉1の中心軸を中心として回転させながら、炉中心側から炉壁方向へ傾動させて、コークスの第2バッチ6を炉中心部から半径方向の途中まで装入する。さらに装入シュート3を、高炉1の中心軸を中心として回転させながら、炉中心側から炉壁方向へ傾動させて、鉱石の第1バッチ7を炉中心部から炉壁部まで装入した後、装入シュート3を炉壁側から炉中心方向へ傾動させて鉱石の第2バッチ8を炉壁部から半径方向の途中まで装入する。
【0023】
この場合は、コークスの第1バッチ5の炉頂ホッパー2からの排出時間の変化が、この第1バッチ5の炉中心部の厚さの変動として現われる。しかしコークスの第2バッチ6を炉中心部から装入することによって、1チャージの層厚の変動を抑制できる。また鉱石の第1バッチ7の炉頂ホッパー2からの排出時間の変化は、この第1バッチ7の炉壁部の厚さの変動として現われる。しかし鉱石の第2バッチ8を炉壁部から装入することによって、1チャージの層厚の変動を抑制できる。
【0024】
なお本発明においては、鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石との2バッチに分割し、粗粒鉱石は高炉1の半径方向の中間点より炉中心側で装入を開始し、細粒鉱石は高炉1の半径方向の中間点より炉壁側で装入を開始することが好ましい。
つまり図2に示すように、鉱石の第1バッチ7として粗粒鉱石を装入する。その際、装入シュート3を高炉1の中心軸を中心として旋回させながら、炉中心側から炉壁方向へ傾動させて、鉱石の第1バッチ7(すなわち粗粒鉱石)を半径方向の途中まで装入する。このバッチの装入は、高炉1の半径方向の中間点より炉中心側で開始されるので、装入シュート3を炉中心側から炉壁方向へ傾動させる。
【0025】
鉱石の嵩密度はコークスより大きいので、粗粒鉱石がコークス層上に落下したとき、その衝撃でコークス層を削り取る。粗粒鉱石を装入するときは、装入シュート3を炉中心側から炉壁方向へ傾動させるので、粗粒鉱石が装入されてコークスが削り取られた位置から炉中心側には粗粒鉱石が堆積している。炉中心側に堆積した粗粒鉱石は、削り取られたコークスが炉中心部へ流れ込むのを防止する。したがって、コークスの削り取りが発生した位置や炉中心部の鉱石層厚/コークス層厚比の変動を抑えることができる。
【0026】
細粒鉱石は、図2に示すように、鉱石の第2バッチ8として装入する。その際、装入シュート3を高炉1の中心軸を中心として旋回させながら、炉壁側から炉中心方向へ傾動させて、鉱石の第2バッチ8(すなわち細粒鉱石)を鉱石の第1バッチ7(すなわち粗粒鉱石)層の外周まで装入する。このバッチの装入は、高炉1の半径方向の中間点より炉壁側で開始されるので、装入シュート3を炉壁側から炉中心方向へ傾動させる。
【0027】
細粒鉱石を装入する場合は、粗粒鉱石のようなコークス層の削り取り現象は顕著ではない。細粒鉱石を装入するときは、装入シュート3を炉壁側から炉中心方向へ傾動させるので、細粒鉱石が装入された位置から炉中心側には細粒鉱石は堆積していない。そのため、細粒鉱石の中の比較的大径の鉱石が、装入された位置から、すり鉢状の斜面に沿って炉中心側へ流れ込み、鉱石の第1バッチ7として装入した粗粒鉱石層の外周まで流れ込む。一方、小径の鉱石は装入された位置に堆積し、かつコークス層の著しい削り取りは発生しない。こうして鉱石層厚/コークス層厚比の変動を抑えることができる。
【0028】
また図3に示すように、鉱石の第1バッチ7として粗粒鉱石を装入する。その際、装入シュート3を高炉1の中心軸を中心として旋回させながら、炉中心側から炉壁方向へ傾動させて、鉱石の第1バッチ7(すなわち粗粒鉱石)を炉中心部から炉壁部まで装入する。次いで、鉱石の第2バッチ8として細粒鉱石を装入する。その際、装入シュート3を高炉1の中心軸を中心として旋回させながら、炉壁側から炉中心方向へ傾動させて、鉱石の第2バッチ8(すなわち細粒鉱石)を半径方向の途中まで装入する。
【0029】
このような装入方法を用いても、コークスの削り取りが発生した位置や炉中心部の鉱石層厚/コークス層厚比の変動を抑えることができる。
ここで粗粒鉱石は粒度5mm以上の鉱石を指し、細粒鉱石は粒度5mm未満の鉱石を指す。また鉱石の第2バッチ8として、全量粒度5mm未満の細粒鉱石を装入しても良いし、粒度5mm未満の細粒鉱石に粒度5mm以上の粗粒鉱石を混合して装入しても良い。
【0030】
【実施例】
コークスおよび鉱石を各々2バッチに分割(1チャージ合計4バッチ)して、高炉1に装入して操業した。
まず図4に示すような従来の装入方法で原料を装入した。すなわち図4に示すように、装入シュート3を高炉1の中心軸を中心として回転させながら、炉壁側から炉中心方向へ傾動させて、コークスの第1バッチ5を半径方向の途中から炉中心部まで装入し、次いで装入シュート3を炉壁側から炉中心方向へ傾動させて、コークスの第2バッチ6を炉壁部から第1バッチ5層の外周まで装入した。
【0031】
次に、装入シュート3を高炉1の中心軸を中心として回転させながら、炉壁側から炉中心方向へ傾動させて、鉱石の第1バッチ7を半径方向の途中から炉中心部まで装入し、次いで装入シュート3を炉壁側から炉中心方向へ傾動させて、鉱石の第2バッチ8を炉壁部から第1バッチ7層の外周まで装入した。鉱石の第1バッチ7は粒度5mm以上の鉱石とし、鉱石の第2バッチ8は粒度5mm未満の鉱石とした。図4中の矢印は、原料が堆積されていく方向を示す。
【0032】
この装入方法によると、各バッチの装入の際に、装入シュート3は炉壁4側から炉中心方向へ傾動するため、最終の傾動角で旋回する位置の装入量の過不足が生じた場合、あるいは鉱石の装入によってコークス層の削り取りが発生した場合に、炉中心部や削り取りが発生した位置の鉱石層厚/コークス層厚比が変動し、その結果、炉中心部のガス流が変動する。
【0033】
さらに図2に示すような本発明の装入方法で原料を装入しながら、高炉1の操業を継続した。鉱石の第1バッチ7は粒度5mm以上の鉱石とし、鉱石の第2バッチ8は粒度5mm未満の鉱石とした。本発明の装入方法における各バッチの装入順および装入シュート3の傾動方向は、上記の図1および図2の説明と同じである。
【0034】
このようにして高炉1を操業しながら、シャフトガスゾンデを用いて炉中心部の炉内ガスからサンプルを採取し、このサンプルをガスクロマトグラフィーにより分析し、COガス,CO2 ガスの体積濃度を測定し、ガス利用率ηCOを求めた(3回/日)。ガス利用率ηCO(%)は下記の (1)式で表わされる。
ηCO(%)=100 ×CO2 vol% /(COvol%+CO2 vol%)・・・ (1)
その結果を、通気抵抗指数σの日内偏差の推移とともに、図5に示す。なお通気抵抗指数σは下記の (2)式で表わされる。なお炉内圧損は、送風圧から炉頂圧を差し引いて求めた。
【0035】
σ(10-3kpa /Nm3/min )=炉内圧損/送風量 ・・・ (2)
図5から明らかなように、従来の装入方法で原料を装入しながら操業した期間はガス利用率ηCOのばらつきが大きいが、本発明の装入方法を適用した後はηCOのばらつきが小さくなっている。このように、本発明の装入方法を適用することによってガス分布が安定するため、高炉1内の通気変動が減少し、高炉1を安定して操業することができる。これは、本発明の装入方法を適用した後は、通気抵抗指数σが減少し、かつ一定のレベルを維持して推移していることから明らかである。
【0036】
【発明の効果】
本発明では、装入シュートを有するベルレス装入装置を用いて高炉へ原料を装入する際に、炉頂バンカーからの原料排出時間の変化による炉中心部および炉壁部の鉱石層厚/コークス層厚比の変動を抑制し、その結果、ガス流の変動が減少して高炉の安定操業が達成できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原料装入方法を用いてコークスを2バッチに分割して装入する例を示す模式図であり、 (a)は第1バッチの装入の例、 (b)は第2バッチの装入の例を示す。
【図2】本発明の原料装入方法を用いて鉱石を2バッチに分割して装入する例を示す模式図である。
【図3】本発明の原料装入方法による他の装入例を示す模式図である。
【図4】従来の原料装入方法による装入例を示す模式図である。
【図5】ガス利用率および通気抵抗指数の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
1 高炉
2 炉頂バンカー
3 装入シュート
4 炉壁
5 コークスの第1バッチ
6 コークスの第2バッチ
7 鉱石の第1バッチ
8 鉱石の第2バッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a raw material charging method for a blast furnace having a bell-less charging device.
[0002]
[Prior art]
In general, in the operation of a blast furnace, ores and coke such as lump ore, sintered ore, and pellets, which are raw materials, are alternately charged from the top of the blast furnace to deposit the ore and coke in layers. On the other hand, hot reducing gas generated by burning hot air blown from the tuyeres below the blast furnace raises the gap between the raw materials deposited in the blast furnace, raising the temperature of the raw material and reducing the ore. The pig iron is manufactured by doing.
[0003]
The coke deposited in the blast furnace burns and the ore is reduced or melted and descends downward in the blast furnace. Accordingly, ore and coke are alternately charged from the top of the furnace, and pig iron is continuously produced while maintaining the raw material in the blast furnace at a substantially constant height.
In this way, the charging amount for one cycle (hereinafter referred to as “one charge”) of ore and coke alternately and repeatedly charged from the top of the furnace is controlled to be a predetermined amount. In order to further improve the productivity of the blast furnace, by maintaining the consumption of the raw material in the radial direction and the circumferential direction in the blast furnace in an appropriate state, the rising gas flow in the blast furnace is maintained in an appropriate state. It is necessary to adjust so that it descends continuously.
[0004]
Although this rising gas flow in an appropriate state varies depending on the production volume and the particle size distribution of the raw material, basically the gas flow in the furnace center is strong and the gas flow in the furnace wall is in the middle of the furnace. It is said that it is preferable to make it slightly stronger. For this reason, in normal operation, the raw material in the blast furnace is charged in a mortar shape with the furnace center lower than the furnace wall. When the raw material is deposited in the shape of a mortar, the raw material layer in the furnace center becomes thin, so that a strong gas flow can be secured in the furnace center.
[0005]
In order to maintain the ascending gas flow in the blast furnace in an appropriate state, raw materials such as ore and coke for one charge are divided and charged according to properties such as particle size (hereinafter referred to as batch). The batch needs to be charged into place in the furnace.
In the bell-less charging device, raw materials such as coke and ore discharged from a furnace bunker disposed at the top of the blast furnace are charged into the blast furnace through a charging chute. The charging chute swivels around the central axis of the blast furnace and can change an angle (hereinafter referred to as a tilt angle) between the central axis of the blast furnace and the direction in which the raw material of the charging chute flows. Therefore, when charging the raw material, the raw material deposition position in the radial direction in the blast furnace can be adjusted by changing the tilt angle while turning the charging chute.
[0006]
That is, when the tilt angle is increased, the raw material jumps out in the direction close to the furnace wall and accumulates in the vicinity of the furnace wall, and when the tilt angle is decreased, the raw material jumps out downward and accumulates in the center of the furnace. By changing the tilt angle in this way, the raw material can be charged at an arbitrary position in the radial direction in the blast furnace.
When charging the raw material while rotating the charging chute, if the tilt angle is changed from larger to smaller and the charging chute is tilted from the furnace wall side toward the furnace center, the raw material is removed from the furnace wall side. It is deposited on the furnace center side. Conversely, when the tilt angle is changed from a smaller one to a larger one and the charging chute is tilted from the furnace center side toward the furnace wall, the raw material is deposited from the furnace center side to the furnace wall side.
[0007]
In operation, the ore layer thickness / coke layer thickness ratio in the blast furnace radial direction is controlled by the combination of the tilt angle of the charging chute and the number of turns. This distribution control of the ore layer thickness / coke layer thickness ratio in the blast furnace radial direction is called charge distribution control and is an important technology for stabilizing the blast furnace operation by controlling the gas flow distribution in the blast furnace radial direction. It is.
Generally, the charging chute for charging the raw material tilts from the furnace wall side toward the furnace center. At that time, the discharge of the raw material from the furnace top bunker is adjusted in flow rate at the gate below the furnace top bunker so that the charging chute is completed in a time required for performing a predetermined number of turns. However, if the discharge time changes due to a change in the properties of the raw material or the like, the charging amount at the position of turning at the final tilt angle becomes excessive or insufficient.
[0008]
Since the charging chute tilts from the furnace wall side toward the furnace center, excessive or insufficient charging at the final tilt angle changes the ratio of ore layer thickness / coke layer thickness at the center of the furnace. It causes the flow distribution to change. Specifically, if the turning at the final tilt angle at the time of charging the ore is increased more than the predetermined number of times, or the turning at the final tilt angle at the time of charging the coke is reduced from the predetermined number of times, The ore layer thickness / coke layer thickness ratio increases and the gas flow decreases.
[0009]
Conversely, if the turning at the final tilt angle at the time of charging the coke increases more than the predetermined number of times, or the turning at the final tilt angle at the time of charging the ore decreases below the predetermined number of times, the ore at the center of the furnace The layer thickness / coke layer thickness ratio decreases and the gas flow increases. Blast furnace operation is known to become unstable even if the gas flow at the center of the furnace is insufficient or excessive, in order to stabilize the operation of the blast furnace by maintaining an appropriate gas flow It is necessary to perform charge distribution control.
[0010]
The ore has a bulk specific gravity of about 4 times that of coke. Since the ore is heavier than the coke, when the ore is charged, the impact causes the phenomenon that the upper layer of the coke layer already deposited is dug up and the coke layer is scraped off. Moreover, since the charging chute tilts from the furnace wall side toward the furnace center, ore has not yet accumulated on the slope on the furnace center side of the position where the coke has been scraped off. For this reason, the scraped coke flows along the mortar-shaped slope into the furnace center.
[0011]
When inflow of coke scraped by ore charging occurs, the position at which the coke is scraped and the distribution of the ore layer thickness / coke layer thickness ratio in the center of the furnace change. As a result, the control of the gas flow distribution in the blast furnace is hindered.
As described above, the normal charging chute tilts from the furnace wall side toward the furnace center, and Japanese Patent Publication No. 8-11804 discloses a method for charging different types of raw materials in a bell-less blast furnace. In this method, the charging chute is tilted from the furnace center side toward the furnace wall, and the iron source and the reducing agent are divided into a plurality of batches and charged, thereby improving the controllability of the deposition amount distribution in the furnace. It is what. However, in this method, when the discharge time of the raw material from the furnace top bunker changes, it affects the fluctuation of the ore layer thickness / coke layer thickness ratio of the furnace wall, causing the gas flow of the furnace wall to fluctuate. Become. That is, even if a method of charging the raw material by tilting the charging chute from the furnace center side toward the furnace wall is used, fluctuations in the gas flow in the furnace wall cannot be avoided.
[0012]
It is known that not only the gas flow at the center of the furnace but also the control of the gas flow at the furnace wall is important for maintaining stable operation of the blast furnace, because the gas flow fluctuates with conventional charging methods. There was a problem of disturbing the operation of the blast furnace.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above problems, and when charging the raw material into a blast furnace having a bell-less charging device, the change in the material discharge time from the top bunker is the ore layer thickness of the furnace center and the furnace wall. An object of the present invention is to provide a raw material charging method that stabilizes the operation of a blast furnace by reducing the influence on the coke layer thickness ratio and gas flow fluctuation.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, the raw material charging to the blast furnace to be deposited in each layer bell-less charging device ore and coke each 2 ore by entering divided into batch instrumentation and coke with having charging chutes In the method, the ore is divided into two batches of coarse ore and fine ore, and when charging the first batch of coke and coarse ore, the furnace starts from the midpoint between the furnace center and the furnace wall in the radial direction of the blast furnace. Starting charging at the center side, charging the charging chute from the furnace center side toward the furnace wall, charging the second batch of coke and fine-grained ore. a raw material charging process of the charging chutes from the furnace wall side to the blast furnace which is charged while tilting the furnace center direction to start charging in the furnace wall side of the midpoint of the furnace wall.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example in which coke is divided into two batches and charged using the raw material charging method of the present invention, (a) is an example of charging of the first batch 5, (b) Shows an example of charging the second batch 6.
When charging one charge of coke in two batches according to properties such as particle size, the charging chute 3 is first rotated about the central axis of the blast furnace 1 as shown in FIG. While tilting from the furnace center side toward the furnace wall, the first batch 5 of coke is charged halfway in the radial direction. The charging of the batch is started on the furnace center side from a half position in the radial direction of the blast furnace 1 (hereinafter referred to as an intermediate point), so that the charging chute 3 is tilted from the furnace center side toward the furnace wall. . The arrow in FIG. 1 (a) indicates the tilting direction of the charging chute 3. The fluctuation of the discharge time of the first batch 5 of the coke from the furnace top hopper 2 is the thickness of the position where the swirl is swung at the final tilt angle of the charging chute 3 which is closest to the furnace wall 4 of the first batch 5 layer. Appears as a change.
[0017]
Next, as shown in FIG. 1 (b), the charging chute 3 is tilted from the furnace wall side toward the furnace center while rotating around the central axis of the blast furnace 1, and the second batch 6 of coke is coke. To the outer periphery of the first batch of 5 layers. Since the charging of the batch is started on the furnace wall side from the radial intermediate point of the blast furnace 1, the charging chute 3 is tilted from the furnace wall side toward the furnace center. The arrow in FIG. 1 (b) indicates the tilting direction of the charging chute 3. The variation in the discharge time of the second batch 6 of coke from the furnace top hopper 2 is caused by the change in the thickness of the swivel position at the final tilt angle of the charging chute 3 that is closest to the furnace center of the second batch 6 layer. Appears as Therefore, the thickness of the coke layer at the furnace center and the furnace wall is not affected even if the discharge time from the furnace top hopper 2 varies.
[0018]
Further, as shown in FIG. 2, when charging ore for one charge by dividing into two batches according to properties such as particle size, the furnace is operated while rotating the charging chute 3 around the central axis of the blast furnace 1. Tilt in the furnace wall direction from the center side and charge the first batch 7 of ore halfway in the radial direction. Since the charging of the batch is started on the furnace center side from the radial intermediate point of the blast furnace 1, the charging chute 3 is tilted from the furnace center side toward the furnace wall. The fluctuation of the discharge time of the first batch 7 of ore from the furnace top hopper 2 is the thickness of the position where the swirl is swung at the final tilt angle of the charging chute 3 which is closest to the furnace wall 4 of the layer of the first batch 7. Appears as a change.
[0019]
Next, the charging chute 3 is tilted from the furnace wall side toward the furnace center while rotating about the central axis of the blast furnace 1, and the second batch 8 of ore is loaded to the outer periphery of the first batch 7 layer of ore. Enter. Since the charging of the batch is started on the furnace wall side from the radial intermediate point of the blast furnace 1, the charging chute 3 is tilted from the furnace wall side toward the furnace center. The fluctuation of the discharge time of the second batch 8 of ore from the top hopper 2 is caused by the thickness of the swirl position at the final tilt angle of the charging chute 3 which is the most furnace center side of the layer of the second batch 8. Appears as a change.
[0020]
Therefore, the thickness of the ore layer at the furnace center and the furnace wall is not affected even if the discharge time from the furnace top hopper 2 varies. In addition, the arrow in FIG. 2 shows the direction where a raw material is deposited.
In this way, charging is possible in which the ore layer thickness / coke layer thickness ratio of the furnace center and the furnace wall is not affected by the change in the discharge time from the furnace top hopper 2.
[0021]
In the charging method described above, the first batch 5 of coke and the first batch 7 of ore charged in the furnace wall direction from the furnace center portion are not charged in the furnace wall portion, but from the furnace wall portion to the furnace center direction. The second batch 6 of coke and the second batch 8 of ore charged to the center are not charged in the center. This charging method is most effective for the present invention.
On the other hand, when one batch of charging starts from the furnace wall side from the radial intermediate point of the blast furnace 1 and is charged to the center of the furnace, or one batch of charging starts from the radial intermediate point of the blast furnace 1 It may start from the center side and be charged to the furnace wall. An example is shown in FIG. The arrows in FIG. 3 indicate the direction in which the raw material is deposited.
[0022]
In FIG. 3, the charging chute 3 is tilted from the furnace wall side toward the furnace center while rotating about the central axis of the blast furnace 1 to load the first batch 5 of coke from the furnace wall to the furnace center. Enter. Next, the charging chute 3 is tilted from the furnace center side toward the furnace wall while rotating about the central axis of the blast furnace 1, and the second batch 6 of coke is charged from the furnace center to the middle in the radial direction. To do. Further, the charging chute 3 is tilted from the furnace center side toward the furnace wall while rotating around the central axis of the blast furnace 1 to charge the first batch 7 of ore from the furnace center to the furnace wall. Then, the charging chute 3 is tilted from the furnace wall side toward the furnace center to charge the second batch 8 of ore from the furnace wall part to the middle in the radial direction.
[0023]
In this case, a change in discharge time from the top hopper 2 of the first batch 5 of coke appears as a variation in the thickness of the center portion of the furnace of the first batch 5. However, by charging the second batch 6 of coke from the furnace center, fluctuations in the layer thickness of one charge can be suppressed. Further, the change in discharge time from the top hopper 2 of the first batch 7 of ore appears as a variation in the thickness of the furnace wall portion of the first batch 7. However, by charging the second batch 8 of ore from the furnace wall, fluctuations in the layer thickness of one charge can be suppressed.
[0024]
In the present invention, the ore is divided into two batches of coarse ore and fine ore. The coarse ore starts charging at the center of the furnace from the radial center of the blast furnace 1, and the fine ore is The charging is preferably started on the furnace wall side from the radial intermediate point of the blast furnace 1.
That is, as shown in FIG. 2, coarse ore is charged as the first batch 7 of ore. At that time, the charging chute 3 is swung around the central axis of the blast furnace 1 while being tilted from the furnace center side toward the furnace wall, and the first batch 7 of the ore (that is, coarse ore) is brought to the middle in the radial direction. Insert. Since the charging of the batch is started on the furnace center side from the radial intermediate point of the blast furnace 1, the charging chute 3 is tilted from the furnace center side toward the furnace wall.
[0025]
Since the bulk density of the ore is larger than that of coke, when the coarse ore falls on the coke layer, the coke layer is scraped off by the impact. When charging coarse ore, the charging chute 3 is tilted from the furnace center side toward the furnace wall, so the coarse ore is placed on the furnace center side from the position where the coarse ore is charged and the coke is scraped off. Is deposited. Coarse ore deposited on the furnace center side prevents scraped coke from flowing into the furnace center. Therefore, it is possible to suppress fluctuations in the position where the coke scraping occurs or the ratio of the ore layer thickness / coke layer thickness at the furnace center.
[0026]
The fine ore is charged as a second batch 8 of ore as shown in FIG. At that time, the charging chute 3 is swiveled around the central axis of the blast furnace 1 while being tilted from the furnace wall side toward the furnace center, and the second batch 8 of ore (that is, fine-grained ore) is made into the first batch of ore. Charge to the outer periphery of 7 (ie coarse ore) layer. Since the charging of the batch is started on the furnace wall side from the radial intermediate point of the blast furnace 1, the charging chute 3 is tilted from the furnace wall side toward the furnace center.
[0027]
When charging fine-grained ore, the scraping phenomenon of the coke layer like coarse-grained ore is not remarkable. When charging the fine ore, the charging chute 3 is tilted from the furnace wall side toward the furnace center, so that the fine ore is not deposited on the furnace center side from the position where the fine ore is charged. . Therefore, the coarse ore layer in which the relatively large-diameter ore in the fine-grained ore flows from the charged position to the furnace center along the mortar-shaped slope and is charged as the first batch 7 of ore. It flows into the outer periphery of. On the other hand, the small-diameter ore accumulates at the charged position, and the coke layer is not significantly scraped off. In this way, fluctuations in the ore layer thickness / coke layer thickness ratio can be suppressed.
[0028]
As shown in FIG. 3, coarse ore is charged as the first batch 7 of ore. At that time, the charging chute 3 is swung around the central axis of the blast furnace 1 and tilted in the direction of the furnace wall from the furnace center side, so that the first batch 7 of ore (that is, coarse ore) is removed from the furnace center. Insert to the wall. The fine ore is then charged as the second batch 8 of ore. At that time, the charging chute 3 is swung around the central axis of the blast furnace 1 while being tilted from the furnace wall side toward the furnace center to bring the second batch 8 of ore (that is, fine-grained ore) halfway in the radial direction. Insert.
[0029]
Even if such a charging method is used, it is possible to suppress the fluctuation of the ratio of the ore layer thickness / coke layer thickness in the center of the furnace and the position where the coke scraping has occurred.
Here, coarse ore refers to ore having a particle size of 5 mm or more, and fine ore refers to ore having a particle size of less than 5 mm. In addition, as the second batch 8 of ores, fine ores with a total particle size of less than 5 mm may be charged, or coarse ores with a particle size of 5 mm or more may be mixed with fine ores with a particle size of less than 5 mm. good.
[0030]
【Example】
Coke and ore were each divided into 2 batches (1 charge total 4 batches) and charged into the blast furnace 1 for operation.
First, raw materials were charged by a conventional charging method as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4, the charging chute 3 is tilted from the furnace wall side toward the furnace center while rotating the charging chute 3 about the central axis of the blast furnace 1, and the first batch 5 of coke is fed from the middle in the radial direction to the furnace. Then, the charging chute 3 was tilted from the furnace wall side toward the furnace center, and the second batch 6 of coke was charged from the furnace wall to the outer periphery of the first batch 5 layers.
[0031]
Next, while rotating the charging chute 3 around the central axis of the blast furnace 1, the first batch 7 of ore is charged from the middle of the radial direction to the furnace center by tilting from the furnace wall side toward the furnace center. Then, the charging chute 3 was tilted from the furnace wall side toward the furnace center, and the second batch 8 of ore was charged from the furnace wall portion to the outer periphery of the first batch 7 layers. The first batch 7 of ore was an ore having a particle size of 5 mm or more, and the second batch 8 of ore was an ore having a particle size of less than 5 mm. The arrows in FIG. 4 indicate the direction in which the raw material is deposited.
[0032]
According to this charging method, when each batch is charged, the charging chute 3 tilts from the furnace wall 4 side toward the furnace center, so that there is an excess or deficiency in the charging amount at the position of turning at the final tilt angle. If this occurs, or if the coke layer is scraped off due to ore charging, the ratio of the ore layer thickness / coke layer thickness at the center of the furnace or where the scraping has occurred changes. The flow fluctuates.
[0033]
Further, the operation of the blast furnace 1 was continued while charging the raw material by the charging method of the present invention as shown in FIG. The first batch 7 of ore was an ore having a particle size of 5 mm or more, and the second batch 8 of ore was an ore having a particle size of less than 5 mm. In the charging method of the present invention, the charging order of each batch and the tilting direction of the charging chute 3 are the same as those described above with reference to FIGS.
[0034]
While operating the blast furnace 1 in this way, a sample is taken from the gas in the furnace at the center of the furnace using a shaft gas sonde, the sample is analyzed by gas chromatography, and the volume concentrations of CO gas and CO 2 gas are determined. The gas utilization rate η CO was measured (3 times / day). The gas utilization rate η CO (%) is expressed by the following equation (1).
η CO (%) = 100 × CO 2 vol% / (COvol% + CO 2 vol%) ··· (1)
The results are shown in FIG. 5 together with the transition of the daily deviation of the ventilation resistance index σ. The ventilation resistance index σ is expressed by the following equation (2). The pressure loss in the furnace was obtained by subtracting the furnace top pressure from the blowing pressure.
[0035]
σ (10 -3 kpa / Nm 3 / min) = Furnace pressure loss / Air flow ... (2)
As is clear from FIG. 5, the gas utilization rate η CO varies greatly during the period of operation while charging the raw material by the conventional charging method, but after the charging method of the present invention is applied, the η CO variation varies. Is getting smaller. Thus, since the gas distribution is stabilized by applying the charging method of the present invention, the ventilation fluctuation in the blast furnace 1 is reduced, and the blast furnace 1 can be operated stably. This is apparent from the fact that after applying the charging method of the present invention, the ventilation resistance index σ decreases and maintains a constant level.
[0036]
【The invention's effect】
In the present invention, when a raw material is charged into a blast furnace using a bell-less charging device having a charging chute, the ore layer thickness / coke at the furnace center and the furnace wall due to the change in the material discharge time from the top bunker The fluctuation of the layer thickness ratio was suppressed, and as a result, the fluctuation of the gas flow was reduced and stable operation of the blast furnace was achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example in which coke is divided into two batches and charged using the raw material charging method of the present invention, (a) is an example of charging of the first batch, (b) is An example of charging the second batch is shown.
FIG. 2 is a schematic view showing an example in which ore is divided into two batches and charged using the raw material charging method of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing another charging example according to the raw material charging method of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of charging by a conventional raw material charging method.
FIG. 5 is a graph showing changes in gas utilization rate and ventilation resistance index.
[Explanation of symbols]
1 Blast Furnace 2 Top Bunker 3 Charge Chute 4 Furnace Wall 5 1st Batch of Coke 6 2nd Batch of Coke 7 1st Batch of Ore 8 2nd Batch of Ore

Claims (1)

装入シュートを有するベルレス装入装置を用いて鉱石およびコークスを各々2バッチに分割して装入して前記鉱石および前記コークスをそれぞれ層状に堆積させる高炉への原料装入方法において、前記鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石との2バッチに分割し、コークスの第1バッチおよび前記粗粒鉱石を装入するにあたって前記高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点より炉中心側で装入開始して前記装入シュートを炉中心側から炉壁方向へ傾動させながら装入し、コークスの第2バッチおよび前記細粒鉱石を装入するにあたって前記高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点より炉壁側で装入開始して前記装入シュートを炉壁側から炉中心方向へ傾動させながら装入することを特徴とする高炉への原料装入方法 In ore and coke each second source charging method is divided into batch by charging to the ore and the coke into a blast furnace to be respectively deposited in layers using a bell-less charging device having a charging chutes The ore is divided into two batches of coarse ore and fine ore, and when charging the first batch of coke and the coarse ore, the intermediate point between the furnace center and the furnace wall in the radial direction of the blast furnace start the charging at the furnace center side charged while tilted furnace wall direction the charging chute from the furnace center side, the radial direction of the blast when charged the second batch and the fine ore of coke start the charged at a furnace wall side of the midpoint between the furnace center and the furnace wall material instrumentation to blast, which comprises charging while tilting the charging chute from the furnace wall side of the furnace center direction in How to enter .
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