JP5012576B2

JP5012576B2 - ベル式高炉の原料装入方法

Info

Publication number: JP5012576B2
Application number: JP2008053127A
Authority: JP
Inventors: 徹藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2028-03-04
Also published as: JP2009209406A

Description

本発明は、ベル式装入装置を有する高炉（以下、「ベル式高炉」とも称する）に装入する配合量の少ない銘柄の鉱石や副原料の偏析を防止するベル式高炉の原料装入方法に関する。

高炉操業は、概略次のようにして行われる。すなわち、原料である鉱石とコークスを炉頂から交互に炉内に装入して鉱石およびコークスを層状に堆積させ、炉下部の羽口から熱風等を吹き込むことにより生成されて炉内を上昇するガスにより、原料を昇温させるとともに、原料中の酸化鉄を還元溶解して溶銑を生成させ、炉下部の出銑口から排出する。

原料として装入される鉱石について言えば、塊鉱石、焼結鉱、ペレットなど多種の鉄原料のほか、石灰石などの副原料も一緒に装入する。また、塊鉱石などについては、種々の銘柄のものを混合して使用している。

高炉の原料装入装置は、現在ではベル式装入装置とベルレス式装入装置の２方式に大別される。

図１は、ベル式高炉における原料搬送過程と炉頂装入装置の概略構成例を模式的に示す図である。図示するように、最上部にヘッドシュート５が設けられ、その下方に順に、固定ホッパー６ａ、６ｂ、旋回シュート８、小ベルホッパー９および大ベルホッパー１１が配置され、高炉１４の炉頂部に装設されている。固定ホッパー６ａ、６ｂはそれぞれ底部に固定ホッパーゲート７ａ、７ｂを備えており、小ベルホッパー９および大ベルホッパー１１は、それぞれ小ベル１０および大ベル１２を具備している。

ベル式高炉における原料装入では、前述したような種別、銘柄の異なる原料を多数並んだ原料ホッパー１に別々に装入、貯蔵しておき、ベルトコンベア２ａ上に各種別、銘柄の原料を適宜切り出して重ね合わせ、これをそのままベルトコンベア２ａでサージホッパー３に装入し、ここに一旦貯留する。その後、サージホッパー３内の原料を装入コンベア２ｂにより炉頂まで搬送し、ヘッドシュート５により等分して２つの固定ホッパー６ａ、６ｂに貯留する。

次いで、旋回シュート８の旋回を開始させた後、固定ホッパーゲート７ａ、７ｂを開いて固定ホッパー６ａ、６ｂ内の原料を旋回シュート８により円周方向に分配しつつ、小ベルホッパー９内に装入する。続いて、小ベル１０を開閉することにより、小ベルホッパー９内の原料を下方の大ベルホッパー１１内に装入する。さらに大ベル１２を開閉することにより大ベルホッパー１１内の原料を炉内１３に装入する。この大ベルの１回の開閉動作で原料を炉内に装入する操作を１バッチといい、装入バッチ毎に、前述した原料ホッパー１から切り出した原料を炉内に装入する。

ところで、高炉に装入される全鉱石装入物（塊鉱石、焼結鉱など鉄原料のほか、石灰石などの副原料を含む）に占める塊鉱石の配合割合は、高炉の操業条件により差異があるものの、概ね２０〜３０％であり、複数銘柄の鉱石を使用する場合、１銘柄当たりの塊鉱石の全鉱石装入物に占める割合は更に低くなる。副原料に関して言えば、全鉱石装入物に占める割合はそれより更に低くなり、数％程度である。

そのため、前記図１に示すように、原料ホッパー１から種別、銘柄の異なる原料がベルトコンベア２ａ上に切り出される際、相対的に量が少ない銘柄の塊鉱石や副原料はベルトコンベア２ａ上で局所的に堆積する。そして、サージホッパー３への装入、およびそこでの貯留を経て装入コンベア２ｂ上へ排出された後も、幾分拡がりはするもののこの局所的な堆積状態を保ったまま、装入コンベア２ｂで炉頂まで搬送される。図１では、装入コンベア２ｂ上の少量配合銘柄および副原料４ａが全鉱石装入物４のなかで局所的に存在している状態を模式的に示している。

図２の従来法１は、ベル式高炉の小ベルホッパー内における原料堆積状況および高炉内における鉱石層とコークス層の堆積状況の一例を模式的に示す図で、実施例で比較のために行った従来の装入方法を実施した場合である。図２の従来法１の（ａ）は小ベルホッパー内の縦断面図、（ｂ）は少量配合銘柄および副原料４ａの水平方向における堆積状態を示す図、（ｃ）は高炉内の縦断面図である。

図２従来法１の（ａ）に示すように、装入コンベア２ｂにより炉頂まで搬送された原料（全鉱石装入物４）は、ヘッドシュート５により等分されるため、１回の装入量（１バッチ量）に対して相対的に量が少ない少量配合銘柄および副原料４ａも等分され、ヘッドシュート５下方の２つの固定ホッパー６ａ、６ｂ内で同様の位置に偏析する。この例では、固定ホッパー６ａ、６ｂ内に収容された原料（全鉱石装入物４であり、少量配合銘柄および副原料４ａを含む）中において上方側に存在している。

従来の装入方法では、各固定ホッパーゲート７ａ、７ｂは通常同時に開閉されるので、２つの固定ホッパー６ａ、６ｂに等分された少量配合銘柄および副原料４ａは、旋回シュート８通過時に再度合流する。旋回シュート８は、通常１回の装入中に３〜５周程度にわたって旋回することにより固定ホッパー６ａ、６ｂから排出される原料を小ベルホッパー９内で均一に分配するという機能を備えているが、相対的に量が少ない銘柄や副原料は、その量が旋回シュート８の１周（１回転）分に満たない場合、図２従来法１の（ａ）、（ｂ）で符号４ａを付して示したように、小ベルホッパー９内において円周方向および高さ方向の１箇所に偏析する。なお、この偏析は、小ベル１０を開閉して下方の大ベルホッパー（図示せず）内に装入した後においても解消されない。

この状態で小ベルホッパー９内の原料を、大ベルホッパーを経て炉内に装入した場合、炉内１３においても少量配合銘柄および副原料４ａの円周方向の偏析が生じる。

また、小ベルホッパー９内の高さ方向における少量配合銘柄および副原料４ａの偏析は、大ベルホッパー内の高さ方向における偏析として引き継がれ、原料が大ベルホッパーから炉内３へ排出される際の１回の排出時間内において排出開始時間の偏りを生じさせる。図２の従来法１に示した例で言うと、少量配合銘柄や副原料は小ベルホッパー９内で上方側に存在しており、大ベルホッパー内においても同様に上方側に存在するので、大ベルホッパーを経て炉内３へ排出される際には、排出開始時間が後半に偏ることになる。ここで、原料が大ベルホッパーから炉内３へ排出される際の炉内径方向での原料の堆積分布は１回の排出時間内における排出開始時間の影響を受け、一般的には、排出初期の原料は炉内中心側に、排出後期の原料は炉壁側に堆積する。少量配合銘柄および副原料４ａは、炉内３への排出開始時間が後半に偏っているので、炉壁側に偏って堆積する。

このように、大ベルホッパー内で高さ方向に偏析した少量配合銘柄や副原料が炉内に装入されると、炉内３において径方向にも偏析が生じることになる。

すなわち、炉内１３においては、鉱石とコークスが炉内１３に交互に装入され、装入バッチ毎に鉱石層１５（全鉱石装入物４に該当する）およびコークス層１６となって交互に堆積しているが、炉内に装入された少量配合銘柄および副原料４ａは、図２従来法１の（ｃ）に示すように、炉内３において径方向の偏析が生じた状態で存在し、また、この図では明らかではないが、円周方向にも偏析して存在することとなる。なお、図２従来法１の（ｃ）において、鉱石層１５内における少量配合銘柄および副原料４ａの偏析が、図面の左側、右側と交互に生じているのは、１バッチ内における旋回シュート８の旋回の開始時の向きが、この例では、前回バッチの開始時の向きに対して反対になっていることによるものである。

このように、炉内において少量配合銘柄および副原料が円周方向および半径方向に偏析すると、円周方向および半径方向の炉内反応が不均一になる。高炉操業においては、通常、複数の出銑口を切り替えて使用しているので、炉内反応が不均一になると、複数の出銑口から排出される溶銑の温度や成分に偏差が発生する。

炉内において少量配合銘柄および副原料が円周方向および半径方向に偏析した場合、この影響を緩和する操業を行うことは極めて困難である。そのため、ベルトコンベア上における少量配合銘柄や副原料の偏析を、炉内へ原料装入する前に解消することが望まれている。

この少量配合銘柄や副原料の偏析の問題に限らず、装入原料の炉内での偏析の問題は、炉内のガス流分布を適正に制御して安定した操業を行い、良質の銑鉄を得るために極めて重要な解決課題であり、そのため、従来から種々の装入物分布制御が行われ、また幾多の研究開発がなされてきた。

なかでも、円周方向での原料装入量の均一性を確保するための装入方法および装入装置の開発には力が注がれており、例えば、特許文献１では、ベル式高炉において、固定ホッパーから旋回シュートを介して小ベルホッパーに原料を装入する際、旋回シュートの円周方向での装入開始位置（方位）を制御して、原料の円周方向の堆積量分布を制御する方法が提案されている。

また、特許文献２では、２つの固定ホッパーのゲートをそれぞれ独立に開閉操作し、２つの固定ホッパーからの原料排出開始時における旋回シュートの位置を１８０°ずらすことにより、高炉炉頂に装入される原料堆積量の偏りを著しく低減する装入方法が提案されている。

しかし、これら提案された方法を少量配合銘柄や副原料を含む原料の装入に適用しても、少量配合銘柄や副原料の偏析を解消ないしは緩和することはできない。前掲の特許文献１に開示された方法では、各バッチ単位での堆積量分布しか考慮されておらず、各バッチ内の少量配合銘柄や副原料の量が旋回シュートの１周分に満たない場合、ベルホッパー（小ベルホッパー、大ベルホッパーの両者を指す）内での偏析は回避できない。

一方、特許文献２に開示された方法では、旋回シュートの周回が１／２周（１８０°）ずれるように制御して、２つの固定ホッパーから原料の排出を開始している。しかし、この方法では、旋回シュートの１周分に満たない原料を２箇所に分散させることによりベルホッパー内の円周方向の偏析は緩和できても、ベルホッパー内の高さ方向の偏りを分散させることはできない。原料排出時における旋回シュートの位置が１／２周ずれただけなので、２つの固定ホッパーから排出された原料は、炉内においては、１バッチ毎の各層内における径方向のある一定のところに常に偏析し、炉内全体で見ると、半径方向に少量配合銘柄および副原料の偏りが生じることになる。

特開平１−２５９１０９号公報特開昭５９−９３８０７号公報

本発明は、炉内への装入物分布制御におけるこのような事情に鑑みてなされたもので、ベル式高炉に装入する鉄原料のうち旋回シュートの１周分に満たない少量の配合銘柄や副原料等の炉内円周方向および半径方向での偏析を著しく低減することができるベル式高炉の原料装入方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために検討を重ねた結果、２つの固定ホッパーから旋回シュートを介して小ベルホッパー内に原料を排出する際に、両固定ホッパーの下端部に取り付けられている固定ホッパーゲートを解放する時間に一定範囲の差を設けることによって、少量の配合銘柄や副原料等の円周方向および半径方向での偏析を著しく緩和することができ、高炉の各出銑口ごとの溶銑成分偏差の低減が可能であることを確認した。

本発明の要旨は、下記のベル式高炉の原料装入方法にある。すなわち、
ベル式高炉の炉頂に並設された固定ホッパーから旋回シュートを介してベルホッパー内に原料を排出し、炉内に装入するベル式高炉の原料装入方法であって、各固定ホッパー間の原料排出開始時間差Ｔが、下記（１）式を満たすことを特徴とする原料装入方法である。

Ｔ＝（ｎ＋ａ）×ｔ・・・（１）
但し、ｎ：１回の装入中における旋回シュートの周回数から１を差し引いた数（
但し、その数に含まれる整数のうちの最大数とする）未満の自然数
ａ：０．３超え０．７未満
ｔ：旋回シュートが１周旋回するに要する時間（秒）
前記（１）式におけるｎについて具体的に説明すると、例えば、１回（１バッチ）の装入中に旋回シュートが３周（３回転）する場合、その周回数から１を差し引いた数は２であるから、ｎが採り得る数（自然数）は１となる。周回数から１を差し引くのは、各固定ホッパーのうちの最後の固定ホッパーから原料の排出を開始した後、操業条件によって決定される旋回シュートの周回数の範囲内で、旋回シュートが１周して全周にわたり原料を均一に分配できるようにするためである。また、旋回シュートが１回の装入中に３．５周する場合は、旋回シュートの周回数から１を差し引いた数は２．５であり、２．５に含まれる整数のうちの最大数は２であるから、この場合もｎが採り得る数は１となる。

本発明のベル式高炉の原料装入方法によれば、１回の装入量に対して相対的に量が少ない銘柄の塊鉱石や副原料の高炉内における偏析（円周方向および径方向の偏析）を著しく緩和することができる。その結果、高炉の各出銑口ごとの溶銑温度および溶銑成分の偏差を低減し、良質の銑鉄を得ることが可能となる。

本発明のベル式高炉の原料装入方法は、前記のとおり、炉頂に並設された固定ホッパーから旋回シュートを介してベルホッパー内に原料を排出し、炉内に装入するベル式高炉の原料装入方法であって、各固定ホッパー間の原料排出開始時間差Ｔが、下記（１）式を満たすことを特徴とする方法である。なお、（１）式において、ｎは１回の装入中における旋回シュートの周回数から１を差し引いた数（但し、その数に含まれる整数のうちの最大数とする）未満の自然数、ａは「０．３＜ａ＜０．７」の条件を満たす数値であり、ｔは旋回シュートが１周旋回するに要する時間（秒）である。

Ｔ＝（ｎ＋ａ）×ｔ・・・（１）
この（１）式は、以下に述べる検討の結果、導出されたものである。

並設された固定ホッパーを２個として（イ）、（ロ）と区別し、旋回シュートが１周旋回するに要する時間をｔとする。仮に固定ホッパー（イ）のゲート（固定ホッパーゲート）を解放してホッパー（イ）内の原料を排出した後、０．５ｔ秒後に（言い換えれば、旋回シュートが１８０°旋回した時点で）、固定ホッパー（ロ）のゲートを開放したとすると、固定ホッパー（イ）、（ロ）内における少量配合銘柄や副原料の高さレベルは同じなので、少量配合銘柄や副原料は小ベルホッパー内の円周方向で対称位置に排出される。すなわち、固定ホッパー（イ）、（ロ）から原料を同時に排出した場合は、少量配合銘柄や副原料は前述のように合流して１箇所に偏析するのに対し、排出開始時間に０．５ｔ秒の差を設けることによってこれを分散させ、円周方向における偏析を低減することが可能となる。

しかし、固定ホッパー（イ）のゲートを解放した後、固定ホッパー（ロ）のゲート開放までの時間が０．５ｔ秒と短く、小ベルホッパー内での少量配合銘柄や副原料の高さレベルの差が小さいので、原料が小ベルホッパーから大ベルホッパーを経由して炉内へ装入される際に、前述のように排出開始時間が偏り、少量配合銘柄や副原料は炉内中心側または炉壁側のいずれか一方に堆積する。すなわち、炉内の半径方向における偏析が生じる。

この少量配合銘柄や副原料の炉内半径方向における偏析は、小ベルホッパー内での少量配合銘柄や副原料の高さレベルの差を大きくすることにより、軽減できると考えられる。例えば、一方の小ベルホッパーでは少量配合銘柄や副原料を上部側に、他方の小ベルホッパーでは下部側に存在させれば、原料を小ベルホッパーから大ベルホッパーを経て炉内へ装入するに際し、小ベルホッパーの下部側に存在させた原料は炉内中心側へ、上部側に存在させた原料は炉壁側へと分散させ得るからである。

そこで、固定ホッパー（イ）のゲートを解放した後、ｔ秒、２ｔ秒と、旋回シュートが１周旋回するに要する時間ｔの整数倍の時間をおいた後に（この間に、旋回シュートは固定ホッパー（イ）内の原料を排出しつつ１周または２周と旋回する）、さらに０．５ｔ秒経過させ、その後固定ホッパー（ロ）のゲートを開放して原料を排出させる。これを数式で表すと、固定ホッパー（イ）、（ロ）間の原料排出開始時間差Ｔは、ｔ＋０．５ｔ＝（１＋０．５）×ｔ（秒）、２ｔ＋０．５ｔ＝（２＋０．５）×ｔ（秒）などと表される。括弧内の整数をｎとし、０．５をａに置き換えると、前記の（１）式になる。

前述の考察では、（１）式におけるａを０．５としたが、ａは「０．３＜ａ＜０．７」の条件を満たす数値であればよい。０．５ｔ秒は、旋回シュートが１８０°旋回した状態に相当するので、各固定ホッパー内の少量配合銘柄や副原料を円周方向に分散させるためには最も望ましいが、０．３ｔ秒は、旋回シュートが１０８°旋回した状態であり、この状態で原料の排出を開始することとしても、少量配合銘柄や副原料を比較的良好な分散状態とすることができ、円周方向における偏析を低減することが可能となる。一方、０．７ｔ秒は、旋回シュートが２５２°旋回した状態（−１０８°の位置にある状態）であり、０．３ｔ秒の場合と同様に、少量配合銘柄や副原料を比較的良好な分散状態にすることができる。したがって、ａの範囲は０．３超え０．７未満とする。できるだけ０．５に近い値が望ましい。

（１）式におけるｎを１回の装入中における旋回シュートの周回数から１を差し引いた数（但し、その数に含まれる整数のうちの最大数とする）未満の自然数、とするのは、前述のとおり、少量配合銘柄や副原料の小ベルホッパー内での高さレベルの差を大きくして高さ方向の偏りを分散させ、炉内半径方向における偏析を解消するためである。

ｎは、通常は１とすればよいが、操業条件によって決定される１回の装入中の旋回シュート周回数の許容範囲内であれば、２、３またはそれ以上としてもよい。

並設された固定ホッパーの数は、通常は２個であり、上記説明でも２個としたが、３個またはそれ以上であってもよい。３個以上の場合であっても、それぞれの固定ホッパーの原料排出開始時間の差が前記（１）式の条件を満たすように、各固定ホッパーから原料の排出を行えばよい。

本発明の原料装入方法を実施するには、各固定ホッパーからの原料排出の開始時間に（１）式を満たすように時間差を設け、先行して原料排出を行う固定ホッパーが原料排出を開始した時点から予めタイマーで設定した時間経過後に、他方の固定ホッパーから原料の排出を開始すればよい。

この原料装入方法を採用することにより、複数（通常は２固）の固定ホッパーに等分された、配合量が少ない銘柄の塊鉱石や副原料が旋回シュート通過時に再度合流して小ベルホッパー内で１箇所に偏析するのを回避し、円周方向および高さ方向においてそれぞれ２箇所に分散させ、炉内における円周方向および径方向での偏析を低減することができる。これにより、高炉の各出銑口ごとの溶銑温度や溶銑成分の偏差を低減し、良質の銑鉄を得ることが可能となる。

前記図１に示した概略構成を有する炉頂装入装置を有する内容積２１５０ｍ³のベル式高炉を用いて試験操業を行い、複数の出銑口から排出される溶銑の温度および珪素（Ｓｉ）濃度を測定して、本発明の原料装入方法の効果を確認した。

用いた炉頂装入装置の旋回シュートの回転速度は１２ｒｐｍであり、旋回シュートが１周旋回するのに要する時間は５秒（すなわち、前記（１）式において、ｔ＝５秒）である。

本発明の原料装入方法を実施するに当たり、固定ホッパーゲート７ａ、７ｂの開時間差（つまり、原料排出開始時間差）を、旋回シュート８が１周旋回するのにかかる時間（５秒）以上でさらに１／２周（２．５秒）旋回するように、７．５秒とした（本発明例）。すなわち、前記（１）式において、ｎ＝１、ａ＝０．５とした。なお、比較のために、固定ホッパーゲートに開時間差をつけない従来の装入方法（従来法１；開時差０秒）、および前掲の特許文献２に記載される装入方法（従来法２；開時差２．５秒）についても、同様の測定を実施した。この場合、固定ホッパーゲートの開時差以外は本発明の原料装入方法の場合と同じ条件で操業を行った。

図２の従来法１、従来法２および本発明例は、いずれもベル式高炉の小ベルホッパー内における原料堆積状況および高炉内における鉱石層とコークス層の堆積状況を模式的に例示する図で、それぞれ前記の従来法１（固定ホッパーゲートの開時差０秒）、従来法２（開時差２．５秒）および本発明の原料装入方法（開時差７．５秒）により原料を挿入した場合に対応する。図２の従来法１、従来法２および本発明例において、（ａ）はそれぞれ小ベルホッパー内の縦断面図、（ｂ）はそれぞれ小ベルホッパー内の少量配合銘柄および副原料の水平方向における堆積状態を示す図、（ｃ）はそれぞれ高炉内の縦断面図である。

従来法１（図２の従来法１参照）では、前述のように、少量配合銘柄および副原料４ａは小ベルホッパー９内において円周方向および高さ方向の１箇所に偏析し、それに起因して炉内１３でも円周方向、径方向の偏析が生じている。

また、従来法２（図２の従来法２参照）では、固定ホッパー６ａ内の原料を排出したのち、２．５秒後に（旋回シュート８が１／２周旋回した後に）固定ホッパー６ｂ内の原料を排出しているので、原料中の少量配合銘柄および副原料４ａは小ベルホッパー９内で２箇所に分散され、円周方向の偏析は低減している。しかし、小ベルホッパー９内における少量配合銘柄および副原料４ａの高さレベルはほとんど変わらないので、炉内１３で径方向の偏析が生じている。

一方、本発明例（図２の本発明例参照）では、固定ホッパー６ａ、６ｂ間の原料排出開始時間差が７．５秒あり、固定ホッパー６ａ内の原料が排出されたのち、旋回シュート８が１周し、さらに１／２周旋回してから固定ホッパー６ｂ内の原料が排出されるので、原料中の少量配合銘柄および副原料４ａは小ベルホッパー内９で円周方向と高さ方向に分散される（図２の本発明例の（ａ）、（ｂ）参照）。その結果、炉内１３においては、鉱石層１５内で円周方向に分散するのみならず、半径方向にも分散している（図２の本発明例の（ｃ））。炉内全体で見ても、本発明の原料装入方法によれば、従来の装入方法（従来法１）または前掲の特許文献２に記載される装入方法（従来法２）と比較して、少量配合銘柄および副原料４ａの偏析を低減させていることが分かる。

表１に、前記試験操業期間中に使用した２つの出銑口（Ｎｏ．１およびＮｏ．２）における溶銑温度Ｔ_pigと溶銑中のＳｉ濃度（溶銑［Ｓｉ］）の約１０日間の平均値、および両出銑口間の溶銑温度偏差ΔＴ_pigと溶銑中のＳｉ濃度偏差Δ［Ｓｉ］をまとめて示す。種別、銘柄の異なる原料の偏析や、その他の炉内の不均一性に起因する溶銑成分の偏差については、溶銑［Ｓｉ］が大きく影響を受けるので、Ｓｉ濃度偏差Δ［Ｓｉ］を指標として評価した。

表１から明らかなように、試験操業の全期間を通じ、高炉操業全体としては、溶銑温度が１５１０℃程度、溶銑［Ｓｉ］は０．３３質量％程度と、原料装入方法の如何に関係なくほぼ同等な操業成績であった。

しかし、溶銑温度偏差ΔＴ_pigと、溶銑中のＳｉ濃度偏差Δ［Ｓｉ］は、原料装入方法によって著しく相違している。すなわち、本発明の原料装入方法を採用した場合、Ｎｏ．１出銑口（Ｔ_pig＝１５０５℃）とＮｏ．２出銑口（Ｔ_pig＝１５１２℃）における溶銑温度偏差ΔＴ_pigは７℃であり、溶銑中のＳｉ濃度偏差Δ［Ｓｉ］は０．０６質量％（Ｎｏ．１出銑口：溶銑［Ｓｉ］＝０．３０％、Ｎｏ．２出銑口：溶銑［Ｓｉ］＝０．３６％）であって、従来の装入方法（従来法１）または前掲の特許文献２に記載される装入方法（従来法２）による場合と比較して、各出銑口間の溶銑温度、溶銑成分の偏差を著しく低減することができた。

このように、各出銑口ごとの溶銑温度および溶銑成分の偏差を低減することができたのは、本発明の原料装入方法を適用することにより、配合量が少ない銘柄の塊鉱石や副原料をベルホッパー内で円周方向および高さ方向に分散させ、炉内における円周方向および径方向での偏析を低減させ得たことによるものである。

本発明のベル式高炉の原料装入方法は、各固定ホッパーからの原料排出開始時間に一定の時間差を設けて装入する方法である。この原料装入方法によれば、１回の（１バッチ）装入量に対して相対的に量が少ない銘柄の塊鉱石や副原料の高炉内における円周方向および径方向の偏析を著しく緩和することができ、高炉の各出銑口ごとの溶銑温度および溶銑成分の偏差を低減して、良質の銑鉄を得ることが可能となる。

したがって、本発明のベル式高炉の原料装入方法は、製鉄業の分野で有効に利用することができる。

ベル式高炉における原料搬送過程と炉頂装入装置の概略構成例を模式的に示す図である。ベル式高炉において、従来の原料装入方法を実施した場合（従来法１）、特許文献２に記載される原料装入方法を実施した場合（従来法２）および本発明の原料装入方法を実施した場合（本発明例）それぞれの小ベルホッパー内における原料堆積状況および高炉内における鉱石層とコークス層の堆積状況の一例を模式的に示す図で、（ａ）はそれぞれ小ベルホッパー内の縦断面図、（ｂ）はそれぞれ小ベルホッパー内の少量配合銘柄および副原料の水平方向における堆積状態を示す図、（ｃ）はそれぞれ高炉内の縦断面図である。

符号の説明

１：原料ホッパー
２ａ：ベルトコンベア
２ｂ：装入コンベア
３：サージホッパー
４：全鉱石装入物
４ａ：少量配合銘柄および副原料
５：ヘッドシュート
６ａ、６ｂ：固定ホッパー
７ａ、７ｂ：固定ホッパーゲート
８：旋回シュート
９：小ベルホッパー
１０：小ベル
１１：大ベルホッパー
１２：大ベル
１３：炉内
１４：高炉
１５：鉱石層
１６：コークス層

Claims

ベル式高炉の炉頂に並設された固定ホッパーから旋回シュートを介してベルホッパー内に原料を排出し、炉内に装入するベル式高炉の原料装入方法であって、
各固定ホッパー間の原料排出開始時間差Ｔが、下記（１）式を満たすことを特徴とするベル式高炉の原料装入方法。
Ｔ＝（ｎ＋ａ）×ｔ・・・（１）
但し、ｎ：１回の装入中における旋回シュートの周回数から１を差し引いた数（
但し、その数に含まれる整数のうちの最大数とする）未満の自然数
ａ：０．３超え０．７未満
ｔ：旋回シュートが１周旋回するに要する時間（秒）