JP5696814B2 - Raw material charging method for bell-less blast furnace - Google Patents

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Description

本発明は、高炉の還元材比を大幅に増加させることなく、炉壁近傍のガス流れを制御することが可能なベルレス高炉への原料装入方法に関する。   The present invention relates to a raw material charging method into a bell-less blast furnace capable of controlling the gas flow in the vicinity of the furnace wall without significantly increasing the reducing material ratio of the blast furnace.

ベルレス高炉は、炉頂部に、原料装入装置として旋回シュートを備えたベルレス式装入装置が設けられた高炉である。   The bell-less blast furnace is a blast furnace in which a bell-less charging apparatus having a turning chute as a raw material charging apparatus is provided at the top of the furnace.

図1は、ベルレス高炉の炉頂部の装置構成および高炉炉内の原料堆積状態を模式的に例示する図である。図1に示すように、ベルレス高炉では、鉄源である焼結鉱、塊鉱石、ペレット、スクラップ、還元鉄等(以下、これらを総称して「鉱石」と称する)と還元材であるコークス(鉱石、およびコークスを総称して「原料」と称する)を旋回シュート1によって高炉2の炉内に交互に層状に堆積させ、炉下部の羽口からは熱風とともに微粉炭などの補助燃料を炉内に吹き込む。高炉内に装入された原料である装入原料(装入物)は炉頂から徐々に炉内を降下しながら、上昇する高温のガスおよび装入物中のコークスにより加熱・還元され、鉱石は溶融して銑鉄となり、炉底部側壁の出銑孔から排出される。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an apparatus configuration at the top of a bell-less blast furnace and a raw material deposition state in the blast furnace. As shown in FIG. 1, in a bell-less blast furnace, iron ore, sintered ore, lump ore, pellets, scrap, reduced iron, etc. (hereinafter collectively referred to as “ore”) and reducing material coke ( Ore and coke are collectively referred to as “raw material”) and are alternately layered in the furnace of the blast furnace 2 by the swivel chute 1 and auxiliary fuel such as pulverized coal is fed into the furnace along with hot air from the tuyeres at the bottom of the furnace Infuse. The charged raw material (charged material), which is the raw material charged in the blast furnace, is heated and reduced by the rising high temperature gas and coke in the charged material while gradually descending the furnace from the top of the furnace. Melts into pig iron and is discharged from the tap hole in the side wall of the furnace bottom.

ベルレス高炉における装入物分布操作は、前記の旋回シュート1を傾動させながら旋回して、コークスと鉱石とを、炉内に装入し、原料ストックレベル3における炉口半径4方向のコークスおよび鉱石の落下位置を制御することにより行われる。ここで、傾動とは、旋回シュートの中心軸1aと高炉垂直方向の中心軸2aとのなす角度を旋回中に変更することをいう。通常、旋回シュートは、装入開始時は炉壁側へ配置され、その後次第に炉中心側へ傾動するように操作される。   In the bell-less blast furnace, the charge distribution operation is performed by turning the turning chute 1 while charging the coke and ore into the furnace, and the coke and ore in the direction of the furnace mouth radius 4 at the raw material stock level 3. This is done by controlling the drop position. Here, tilting means changing the angle formed by the central axis 1a of the turning chute and the central axis 2a in the vertical direction of the blast furnace during turning. Usually, the turning chute is arranged on the furnace wall side at the start of charging, and is then operated so as to tilt gradually toward the furnace center side.

高炉では、コークス層と鉱石層(鉱石を主体とするが、小中塊コークスを含む場合がある)とを形成する一連の装入操作をチャージと称する。従来、1チャージの原料の装入は、1バッチのコークス、および1バッチの鉱石を、それぞれ、旋回シュートを傾動させながら炉壁側から中心側に向かって連続的に装入することにより行われていた。   In a blast furnace, a series of charging operations for forming a coke layer and an ore layer (mainly ore but may include small and medium-sized coke) is referred to as charging. Conventionally, one charge of raw material is charged by continuously charging one batch of coke and one batch of ore from the furnace wall side to the center side while tilting the swivel chute. It was.

高炉の安定操業のためには、装入物の降下および炉内のガス流れを安定化させ、通気性を良好に維持することが重要である。そのため、羽口からの送風条件の操作とともに、炉内に堆積させる原料の炉半径方向における鉱石とコークスとの質量比(以下、「O/C」と称する)の分布、ならびに粒度分布を制御するための操作が行われる。炉内に装入されるコークスの平均粒径は鉱石に比べて大きいため、鉱石とコークスとの炉半径方向のO/C分布および粒度分布を制御する(つまり、装入物の分布を操作する)ことにより、炉下部から炉上部へ向かうガス流分布を制御することが可能である。   For stable operation of the blast furnace, it is important to stabilize the lowering of the charge and the gas flow in the furnace to maintain good air permeability. Therefore, the distribution of the mass ratio (hereinafter referred to as “O / C”) of the ore and coke in the radial direction of the furnace of the raw material deposited in the furnace and the particle size distribution are controlled along with the operation of the blowing conditions from the tuyere. Operation is performed. Since the average particle size of the coke charged in the furnace is larger than that of the ore, the O / C distribution and the particle size distribution of the ore and coke in the furnace radial direction are controlled (that is, the distribution of the charge is manipulated). Thus, the gas flow distribution from the lower part of the furnace to the upper part of the furnace can be controlled.

ガス流を安定的に確保するためには、中心部のO/Cを低位に保つ(すなわち、コークスの比率を高める)ことが好ましい。また、炉全体の反応効率を向上させるためには、炉口断面積に占める割合が大きい炉中間部(炉において、中心部付近の領域と炉壁付近の領域との間の部分)から炉壁側にかけてのO/Cを高位に維持することが好ましい。   In order to ensure a stable gas flow, it is preferable to keep the O / C at the center low (that is, increase the coke ratio). Moreover, in order to improve the reaction efficiency of the whole furnace, the furnace wall from the furnace middle part (the part between the area near the center and the area near the furnace wall in the furnace) that accounts for a large proportion of the cross-sectional area of the furnace port It is preferable to maintain the O / C at the high side.

このようなO/C分布を得やすくするために、コークス、および鉱石を、それぞれ、分割して装入することが行われている。図1には、コークス、および鉱石を、それぞれ2バッチに分割して、合計4バッチを装入した1チャージの原料の堆積状態5を示している。   In order to make it easy to obtain such an O / C distribution, the coke and the ore are divided and charged, respectively. FIG. 1 shows a deposition state 5 of one charge of raw material in which coke and ore are divided into two batches and a total of four batches are charged.

炉壁部から中間部にかけて、コークスの第1バッチ(以下、「第1装入バッチ」という。)5aが装入されており、炉の中心近傍に、第1装入バッチ5aより厚さが大きくなるように、コークスの第2バッチ(以下、「第2装入バッチ」という。)5bが装入されている。第1および第2装入バッチ5a、5bの上で、炉壁から炉中間部にかけて、鉱石の第1バッチ(以下、「第3装入バッチ」という。)5cが装入されており、炉壁側には、鉱石の第2バッチ(以下、「第4装入バッチ」という)5dが装入されている。第1および第2装入バッチ5a、5bからなるコークス層の厚さと、第3および第4装入バッチ5c、5dからなる鉱石層の厚さとの関係により、炉の中心部のO/Cが低位に保たれて、ガス流が安定的に確保され、炉中間部から炉壁側にかけてのO/Cが高位に維持されて、炉全体の反応効率が向上されている。   A first batch of coke (hereinafter referred to as “first charging batch”) 5a is charged from the furnace wall portion to the middle portion, and the thickness of the first charging batch 5a is greater in the vicinity of the center of the furnace. The second batch of coke (hereinafter referred to as “second charging batch”) 5b is charged so as to increase. On the first and second charging batches 5a and 5b, a first batch of ore (hereinafter referred to as "third charging batch") 5c is charged from the furnace wall to the middle of the furnace. On the wall side, a second batch of ore (hereinafter referred to as “fourth charging batch”) 5d is charged. Depending on the relationship between the thickness of the coke layer composed of the first and second charging batches 5a and 5b and the thickness of the ore layer consisting of the third and fourth charging batches 5c and 5d, the O / C at the center of the furnace is The gas flow is stably secured by being kept at a low level, and the O / C from the furnace middle part to the furnace wall side is kept at a high level, thereby improving the reaction efficiency of the whole furnace.

通常、鉱石バッチには、コークスバッチで装入されるコークスより粒径が小さい、所謂、小中塊コークスが混合されている。これは、鉱石とコークスとの近接配置による反応促進と、鉱石が軟化融着する際にコークスが骨材(スペーサー)としての役割を果たすことによる通気性改善とが期待できるからである。小中塊コークスの粒径は、その下限が5mm程度で、その上限は、コークスバッチで装入されるコークス粒径により異なるが、35〜40mm程度である。   Usually, the ore batch is mixed with so-called small and medium-sized coke having a particle size smaller than that of the coke charged in the coke batch. This is because it can be expected that the reaction is promoted by the close arrangement of the ore and the coke, and that the coke plays a role as an aggregate (spacer) when the ore is softened and fused. The particle size of the small and medium-sized coke has a lower limit of about 5 mm, and the upper limit is about 35 to 40 mm although it varies depending on the coke particle size charged in the coke batch.

ところで、高炉では、炉上部の内壁には含亜鉛化合物が、また、炉腹部から炉下部にかけての内壁には金属鉄やスラグが、凝固して付着物を形成することがある。このような炉壁付着物が過度に成長すると、装入物の降下やガス流れが不安定化して高炉の安定操業に支障をきたすことがある。さらに、炉壁付着物が不定期に脱落して炉下部に降下すると、この脱落した付着物に起因して炉が熱不足となって、炉冷等の重篤な操業トラブルを引き起こすことさえある。このため、高炉の安定操業を維持するために炉壁付着物の形成を抑制することは重要である。   By the way, in a blast furnace, zinc-containing compounds may solidify on the inner wall of the upper part of the furnace, and metal iron and slag may solidify on the inner wall from the furnace belly part to the lower part of the furnace to form deposits. If such furnace wall deposits grow excessively, the descending of the charge and the gas flow may become unstable, which may hinder the stable operation of the blast furnace. Furthermore, if the furnace wall deposits fall off irregularly and fall to the bottom of the furnace, the fallen deposits can cause insufficient heat in the furnace and even cause serious operational troubles such as furnace cooling. . For this reason, in order to maintain the stable operation of a blast furnace, it is important to suppress the formation of furnace wall deposits.

炉壁付着物の形成を抑制するために、一般的には、炉壁側のO/Cを相対的に低く制御するための装入物分布操作が指向される。このような制御により、炉壁側のガス流れが強化され、熱レベルが高位に維持されるので付着物の形成を抑制できる。   In order to suppress the formation of furnace wall deposits, generally, a charge distribution operation for controlling the O / C on the furnace wall side relatively low is directed. By such control, the gas flow on the furnace wall side is strengthened and the heat level is maintained at a high level, so that the formation of deposits can be suppressed.

しかし、一方で、ガス流れが強くなるほど炉内を上昇するガスと装入物との反応時間が短くなるため、O/Cの低下は反応効率の低下に繋がる。旋回シュートを用いた従来の原料装入方法で、炉壁付着物の形成を抑制することを目的として、炉壁側へのコークス装入量を増加させる場合、炉壁近傍のO/Cのみを独立して制御することは困難である。炉壁近傍だけではなく、炉口断面積に占める割合が大きい炉中間部を含む広い範囲にかけてのO/Cも低下してしまうからである。このため、炉全体としての反応効率が低下して、炉頂から炉外に排出されるガスの潜熱が増加するため、それを補うために還元材比が増加することになり、銑鉄製造コストが上昇する。CO排出量削減の観点からも好ましくない。However, on the other hand, as the gas flow becomes stronger, the reaction time between the gas rising in the furnace and the charged material becomes shorter, so that a decrease in O / C leads to a decrease in reaction efficiency. In the conventional raw material charging method using a swirl chute, for the purpose of suppressing the formation of furnace wall deposits, when increasing the amount of coke charged to the furnace wall side, only O / C near the furnace wall is used. It is difficult to control independently. This is because not only the vicinity of the furnace wall, but also the O / C over a wide range including the furnace middle part having a large proportion of the sectional area of the furnace port is reduced. For this reason, the reaction efficiency of the entire furnace is reduced, and the latent heat of the gas discharged from the top of the furnace to the outside of the furnace is increased, so that the reducing material ratio is increased to compensate for this, and the pig iron manufacturing cost is reduced. To rise. This is also not preferable from the viewpoint of reducing CO 2 emissions.

したがって、炉壁付着物の形成を抑制しながら低還元材比での操業を実現するためには、炉壁近傍のみのO/Cを独立して制御する技術が必要であり、例えば、特許文献1〜3には、そのための方法が開示されている。   Therefore, in order to realize operation at a low reducing material ratio while suppressing the formation of furnace wall deposits, a technique for independently controlling O / C only in the vicinity of the furnace wall is necessary. 1 to 3 disclose a method therefor.

特許文献1では、炉壁から500mmの範囲の鉱石層上に小塊コークスを、好ましくは粒径が1〜5mmの細粒焼結鉱との混合物として装入することにより、新たな付帯設備を必要とせずに炉壁近傍のO/Cを制御することを可能としている。しかし、炉壁から500mmの範囲のテラス上に小塊コークスを安定的に堆積させることは困難である。   In Patent Document 1, a new ancillary facility is installed by charging a small coke on an ore layer in the range of 500 mm from the furnace wall, preferably as a mixture with fine-grained sintered ore having a particle size of 1 to 5 mm. It is possible to control O / C near the furnace wall without the need. However, it is difficult to stably deposit small coke on a terrace in a range of 500 mm from the furnace wall.

特許文献2では、炉口外周部に沿って円筒部材を設置した状態で原料を装入することにより、炉壁近傍のO/Cを独立に制御することを可能としている。しかし、円筒部材の設置位置によって制御範囲が固定されてしまうため操業上の自由度が小さい。   In Patent Document 2, it is possible to independently control O / C in the vicinity of the furnace wall by charging the raw material with the cylindrical member installed along the outer periphery of the furnace port. However, since the control range is fixed depending on the installation position of the cylindrical member, the degree of freedom in operation is small.

特許文献3では、通常ルートとは別の原料装入系統と補助バンカーとを設置し、通常バンカーからの鉱石排出に合わせて補助バンカーからコークスを排出することで炉壁近傍のO/Cの独立制御を可能としている。しかし、この方法では通常バンカーからの鉱石排出や旋回シュートの傾動位置に合わせて補助バンカーからのコークス排出をコントロールする必要があるため、その制御が煩雑となる。   In Patent Document 3, a raw material charging system different from the normal route and an auxiliary bunker are installed, and the coke is discharged from the auxiliary bunker in accordance with the ore discharge from the normal bunker, so that the O / C in the vicinity of the furnace wall is independent. Control is possible. However, in this method, since it is necessary to control the ore discharge from the bunker and the coke discharge from the auxiliary bunker according to the tilt position of the turning chute, the control becomes complicated.

特開平8−239705号公報JP-A-8-239705 特開2005−314771号公報JP 2005-314771 A 特開2009−62576号公報JP 2009-62576 A

Kaoru Nakano,Kohei Sunahara and Takanobu Inada, 「Advanced Supporting System for Burden Distribution Control at Blast Furnace Top」:ISIJ International,45(2005),p.538〜543Kaoru Nakano, Kohei Sunahara and Takanobu Inada, “Advanced Supporting System for Burden Distribution Control Blast Furnace Ip. 538-543

前述の通り、炉壁付着物の形成を抑制するために通常の装入物分布操作によって炉壁近傍へのコークス装入量を増加させようとすると、炉壁近傍のみならず炉中間部を含む広い範囲にかけてのO/Cが低下してしまうために、低還元材比操業との両立が困難となる。これらを両立させるためには、炉壁近傍のO/Cのみを独立して制御する必要がある。   As described above, in order to suppress the formation of deposits on the furnace wall, if an attempt is made to increase the amount of coke charged near the furnace wall by a normal charge distribution operation, not only the vicinity of the furnace wall but also the middle part of the furnace is included. Since O / C over a wide range is lowered, it is difficult to achieve both low-reducing material ratio operation. In order to achieve both of these, it is necessary to independently control only the O / C near the furnace wall.

前掲の特許文献2、3に記載されている方法では、いずれも、通常のベルレス装入装置に新たな付帯設備の設置が必要であり、設置コスト、メンテナンスコストの面で不利になるため、新たな付帯設備を必要としない装入方法が望ましい。   In the methods described in the above-mentioned Patent Documents 2 and 3, since it is necessary to install a new incidental facility in a normal bellless charging device, it is disadvantageous in terms of installation cost and maintenance cost. A charging method that does not require any additional facilities is desirable.

また、前掲の特許文献1に記載の方法では、小塊コークスの装入範囲として炉壁から500mmの範囲が規定されているが、高炉の炉口半径によって小塊コークスの炉内半径方向の相対位置が変化する。例えば、高炉炉容積や装入条件にもよるが、一般に旋回シュートを介して装入される原料流の幅はストックレベルにおいて500mm以上となることが多く、炉壁から500mmの範囲のテラス上に原料を安定的に堆積させることは困難である。原料は小塊コークスや細粒焼結鉱であるので、一部の原料がテラスから溢れて中心側に流れ込むと中心部のガス流を阻害し、あるいはガス流れの変動の要因となる恐れがある。   Further, in the method described in Patent Document 1 described above, the range of 500 mm from the furnace wall is defined as the charging range of the small coke, but the relative size of the small coke in the in-furnace radial direction is determined by the furnace port radius of the blast furnace. The position changes. For example, depending on the volume of the blast furnace and the charging conditions, the width of the raw material flow generally charged through the swivel chute is often 500 mm or more at the stock level, and is on a terrace in the range of 500 mm from the furnace wall. It is difficult to deposit the raw material stably. Since the raw material is small coke and fine-grained sintered ore, if some raw material overflows from the terrace and flows to the center side, it may obstruct the gas flow in the center or cause fluctuations in the gas flow. .

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、新たな付帯設備を必要とせずに、炉壁近傍のみのO/Cを独立に制御できるベルレス高炉への原料装入方法を提供することを目的としている。   This invention is made | formed in view of such a condition, and provides the raw material charging method to the bell-less blast furnace which can control O / C only in the vicinity of a furnace wall independently, without requiring new incidental equipment. The purpose is that.

通常、多くの高炉においては、安定操業を継続するために中心部のガス流を強化すべく、中心側のO/Cを低位に保ちつつ、炉口断面積に占める割合が大きい炉中間部から炉壁側にかけてのO/Cを高位に維持することで還元材比の低減が図られる。   Usually, in many blast furnaces, in order to strengthen the gas flow in the central part in order to continue stable operation, the O / C on the central side is kept at a low level and from the middle part of the furnace where the cross-sectional area is large. The reduction ratio can be reduced by maintaining the O / C on the furnace wall side at a high level.

一方で、炉壁付着物が過度に成長し、高炉の安定操業に支障をきたすような状況下では、付着物の形成を抑制しあるいは付着物を除去する方法として、炉壁近傍のO/Cを低下させることが有効である。しかし、前述したように、旋回シュートを傾動させながら炉壁側から中心側に向かって連続的に原料を装入する通常の方法では炉壁近傍のO/Cのみを独立して制御することが困難であり、炉中間部を含む広い範囲でO/Cが低下する。そのため、炉壁側のガス流が強化されることにより炉壁付着物の形成は抑制されるものの、炉全体としての反応効率が低下することにより還元材比の大幅な増加を招くことになる。   On the other hand, in a situation where the deposits on the furnace wall grow excessively and hinder the stable operation of the blast furnace, as a method for suppressing the formation of deposits or removing the deposits, an O / C near the furnace wall is used. It is effective to reduce. However, as described above, in the normal method of continuously charging the raw material from the furnace wall side toward the center side while tilting the turning chute, only the O / C near the furnace wall can be controlled independently. It is difficult and O / C falls in a wide range including the furnace middle part. Therefore, although the formation of the deposit on the furnace wall is suppressed by strengthening the gas flow on the furnace wall side, the reaction efficiency of the entire furnace is lowered, leading to a significant increase in the reducing material ratio.

したがって、炉中心から中間部までは通常の炉半径方向O/C分布を大きく変えることなく、炉壁近傍のみのO/Cを独立に制御して低下させることができれば、炉壁付着物の形成、および還元材比の大幅な上昇のいずれをも抑制することが可能となる。   Therefore, if the O / C only in the vicinity of the furnace wall can be controlled and lowered independently without greatly changing the normal O / C distribution in the furnace radial direction from the furnace center to the middle part, formation of furnace wall deposits is possible. , And a significant increase in the reducing material ratio can be suppressed.

そこで、本発明者らは、炉壁近傍のO/Cを独立に制御して低下させることができるベルレス高炉の原料装入方法について種々の検討を重ねた。その結果、シュートから原料を装入することにより、炉中間部に頂点を有する原料の堆積層を形成し、その頂点(以下、「堆積頂点」と記す)から炉壁にかけての原料斜面による偏析効果を利用することによって、新たな付帯設備を必要とせずに、炉壁近傍のO/Cのみを独立に制御できる原料装入方法を見出した。   Therefore, the present inventors have made various studies on a raw material charging method for a bell-less blast furnace that can independently reduce O / C in the vicinity of the furnace wall. As a result, the raw material is charged from the chute to form a raw material deposition layer with an apex in the middle of the furnace, and the segregation effect due to the raw material slope from the apex (hereinafter referred to as “deposition apex”) to the furnace wall As a result, the present inventors have found a raw material charging method that can independently control only the O / C in the vicinity of the furnace wall without requiring any additional incidental equipment.

本発明は、このような検討結果に基づきなされたもので、下記のベルレス高炉への原料装入方法を要旨とする。
すなわち、コークス層と鉱石層を交互に堆積させるように装入するベルレス高炉への原料装入方法であって、炉中間部から炉壁にかけての原料装入について、コークスバッチ、鉱石とコークスとの混合物バッチ、鉱石バッチの順に装入し、
コークスバッチは、コークス表面が無次元炉口半径0.6〜0.8の範囲に堆積頂点を有し、当該堆積頂点から炉中心および炉壁にかけて傾斜した原料堆積斜面を形成するように堆積させ、
鉱石とコークスとの混合物バッチは、装入落下点を前記コークスの堆積頂点よりも炉壁側として装入し、
鉱石バッチは、装入落下点を無次元炉口半径0.5〜0.9の範囲として装入することを特徴とするベルレス高炉への原料装入方法である。
前記の「無次元炉口半径」とは、原料装入面(原料ストックレベル)での炉中心に対する位置を表す指標であって、炉中心から当該位置までの距離を炉口半径で除することによって規格化した指標である。炉中心が0で、炉壁が1で表される。
また、前記の「炉中間部」とは、ここでは無次元炉口半径0.5〜0.8の範囲をいう。
The present invention has been made on the basis of such examination results, and the gist thereof is the following raw material charging method to the bell-less blast furnace.
That is, a raw material charging method into a bell-less blast furnace in which a coke layer and an ore layer are alternately deposited, and the raw material charging from the middle part of the furnace to the furnace wall is performed with coke batch, ore and coke. The mixture batch and the ore batch are charged in this order,
The coke batch is deposited such that the coke surface has a deposition apex in the range of dimensionless furnace mouth radius 0.6 to 0.8, and forms a raw material deposition slope inclined from the deposition apex to the furnace center and the furnace wall. ,
The mixture batch of ore and coke is charged with the charging drop point as the furnace wall side from the top of the coke deposition,
The ore batch is a raw material charging method into a bell-less blast furnace characterized in that the charging and dropping point is charged within a range of a dimensionless furnace port radius of 0.5 to 0.9.
The “dimensionless furnace port radius” is an index representing the position of the raw material charging surface (raw material stock level) with respect to the furnace center, and the distance from the furnace center to the position is divided by the furnace port radius. It is an index standardized by. The furnace center is represented by 0 and the furnace wall is represented by 1.
In addition, the “furnace intermediate part” herein refers to a range of dimensionless furnace port radius of 0.5 to 0.8.

本発明のベルレス高炉への原料装入方法において、前記鉱石とコークスとの混合物バッチの装入量を、前記鉱石バッチよりも少なくするとともに、前記鉱石とコークスとの混合物バッチの装入落下点を、コークスバッチの装入により形成される堆積頂点よりも炉壁側で、且つ、無次元炉口半径0.9以下の範囲として装入する実施の形態を採ることが望ましい。   In the raw material charging method to the bell-less blast furnace of the present invention, the charging amount of the mixture batch of ore and coke is made smaller than that of the ore batch, and the charging drop point of the mixture batch of ore and coke is set. It is desirable to adopt an embodiment in which charging is performed in a range of a dimensionless furnace port radius of 0.9 or less on the furnace wall side with respect to the deposition apex formed by charging the coke batch.

また、本発明のベルレス高炉への原料装入方法においては、前記鉱石とコークスとの混合物バッチに替えて、コークスのみのバッチを装入することとする実施の形態を採ることができる。   Moreover, in the raw material charging method to the bell-less blast furnace of this invention, it replaces with the mixture batch of the said ore and coke, and can take embodiment which charges the batch only of coke.

本発明のベルレス高炉への原料装入方法によれば、新たな付帯設備を必要とせずに、炉壁近傍のみのO/Cを独立に制御して低下させることができる。これにより、炉壁側のガス流れを強化して、炉壁付着物の形成を抑制しまたは付着物を除去することができる。この原料装入方法では、高炉の還元材比を大幅に増加させることがないので、生産性の低下、銑鉄製造コストの上昇、およびCO排出量の増加を抑制できる。According to the raw material charging method to the bell-less blast furnace of the present invention, the O / C only in the vicinity of the furnace wall can be independently controlled and reduced without requiring any additional incidental equipment. Thereby, the gas flow by the side of a furnace wall can be strengthened, formation of furnace wall deposits can be suppressed or deposits can be removed. In this raw material charging method, since the ratio of reducing material in the blast furnace is not significantly increased, it is possible to suppress a decrease in productivity, an increase in pig iron production cost, and an increase in CO 2 emissions.

図1は、ベルレス高炉の炉頂部の装置構成および高炉炉内の原料堆積状態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus configuration at the top of a bell-less blast furnace and a raw material deposition state in the blast furnace. 図2は、原料堆積プロフィールのシミュレーションモデルによる計算結果を示す図で、(a)は比較例、(b)は本発明例である。2A and 2B are diagrams showing calculation results of a raw material deposition profile using a simulation model. FIG. 2A is a comparative example, and FIG. 2B is an example of the present invention. 図3は、炉半径方向O/C分布のシミュレーションモデルによる計算結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a calculation result by a simulation model of the O / C distribution in the furnace radial direction. 図4は、本発明の原料装入方法による鉱石バッチにおける鉱石とコークスとの炉内分布のシミュレーションモデルによる計算結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a calculation result by a simulation model of the distribution in the furnace of ore and coke in the ore batch by the raw material charging method of the present invention. 図5は、模型実験における原料堆積プロフィールを示す図で、(a)は比較例、(b)は本発明例である。FIG. 5 is a diagram showing a raw material deposition profile in a model experiment, in which (a) is a comparative example and (b) is an example of the present invention. 図6は、模型実験における炉半径方向O/C分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the O / C distribution in the furnace radial direction in the model experiment.

本発明の原料装入方法は、前記のように、ベルレス高炉において通常行われているコークス層と鉱石層とを交互に堆積させるように装入する原料装入方法を前提としている。   As described above, the raw material charging method of the present invention is premised on the raw material charging method in which a coke layer and an ore layer are usually deposited alternately in a bell-less blast furnace.

本発明の原料装入方法においては、コークス層と鉱石層とを交互に堆積させるに際し、炉中間部から炉壁にかけての原料装入について、コークスバッチ、鉱石とコークスとの混合物バッチ、鉱石バッチの順に装入する。「炉中間部から炉壁にかけての原料装入について」としているのは、炉の中心ないし炉中間部を除く炉内領域における原料装入に注目することを意図したものである。コークスは、たとえば、従来と同様に、第1装入バッチ5aとして、炉壁部から中間部にかけて装入した後、第2装入バッチ5bとして、炉の中心近傍に装入する(図1参照)ことができる。   In the raw material charging method of the present invention, when the coke layer and the ore layer are alternately deposited, the raw material charging from the middle part of the furnace to the furnace wall, the coke batch, the mixture batch of ore and coke, ore batch Insert in order. “About the raw material charging from the middle part of the furnace to the furnace wall” is intended to pay attention to the raw material charging in the furnace inner region excluding the center of the furnace or the middle part of the furnace. For example, the coke is charged as a first charging batch 5a from the furnace wall portion to the middle portion, and then charged as a second charging batch 5b in the vicinity of the center of the furnace, as in the conventional case (see FIG. 1). )be able to.

先ず、コークスバッチを装入して、コークス装入完了時にコークス層表面が無次元炉口半径0.6〜0.8の範囲に堆積頂点を有し、当該堆積頂点から炉中心および炉壁にかけて傾斜した原料堆積(コークス層)斜面を形成するようにコークス層を堆積させる。続いて、鉱石とコークスとの混合物バッチの装入落下点を前記コークス層の堆積頂点よりも炉壁側として当該混合物のバッチを装入する。   First, the coke batch is charged, and when the coke charging is completed, the surface of the coke layer has a deposition apex in the range of dimensionless furnace port radius 0.6 to 0.8, and from the deposition apex to the furnace center and the furnace wall. The coke layer is deposited so as to form an inclined raw material deposition (coke layer) slope. Subsequently, the batch of the mixture is charged such that the charging and dropping point of the mixture batch of ore and coke is set to the furnace wall side from the deposition top of the coke layer.

前記コークス装入完了時にコークス層表面が前記所定の無次元炉口半径の範囲に堆積頂点を有し、当該堆積頂点から炉中心にかけて傾斜した原料堆積斜面を形成するようにコークス層を堆積させるのは、当該斜面上での粒度偏析を促進し、炉中心側に大粒径の原料を堆積させることによる中心ガス流の強化を狙ったものである。また、当該堆積頂点から炉壁にかけて傾斜した斜面を形成するのは、その斜面上での粒度偏析現象を利用して、炉壁近傍には大粒径の粒子を堆積させるためである。   When the coke charging is completed, the coke layer surface has a deposition vertex in the range of the predetermined dimensionless furnace port radius, and the coke layer is deposited so as to form a raw material deposition slope inclined from the deposition vertex to the furnace center. Aims to enhance the central gas flow by promoting particle size segregation on the slope and depositing a raw material having a large particle size on the furnace center side. The reason why the slope inclined from the top of the deposition to the furnace wall is formed is to deposit particles having a large particle size in the vicinity of the furnace wall by utilizing the particle size segregation phenomenon on the slope.

このため、コークス層表面の堆積頂点を過度に中心寄りに形成するのは好ましくない。また、コークス層形成後に装入する鉱石とコークスとの混合物バッチの原料が中心側へ流れ込むことを防止するとともに、堆積頂点から炉壁にかけての斜面上での粒度偏析を効果的に利用することが好ましい。これらの観点から、コークス層の堆積頂点は、無次元炉口半径0.6〜0.8の範囲に形成する。通常は、鉱石とコークスとの混合物バッチには小中塊コークスが混合される。この場合、粒度および密度が異なるため鉱石とコークスとが分離し、鉱石に対して粒径が大きく低密度であるコークスが炉壁近傍に堆積する。これにより、炉壁近傍のO/Cを低下させることができる。   For this reason, it is not preferable to form the deposition vertex on the surface of the coke layer too close to the center. Moreover, it is possible to prevent the raw material of the mixture batch of ore and coke charged after the coke layer formation from flowing into the center side, and to effectively use the particle size segregation on the slope from the top of the deposition to the furnace wall. preferable. From these viewpoints, the deposition peak of the coke layer is formed in a range of dimensionless furnace port radius of 0.6 to 0.8. Usually, a small batch of coke is mixed in a mixture batch of ore and coke. In this case, since the particle size and density are different, ore and coke are separated, and coke having a large particle size and low density with respect to the ore is deposited near the furnace wall. Thereby, O / C of the furnace wall vicinity can be reduced.

したがって、鉱石とコークスとの混合物バッチのコークス斜面上への装入位置が重要である。この装入位置は、コークス層の堆積頂点よりも炉壁側とする。ただし、装入位置を炉壁に近づけ過ぎると偏析効果を享受することができず、炉壁近傍のO/Cを低下させることができなくなるので、後述するように、無次元炉口半径0.9以下の範囲とすることが望ましい。   Therefore, the charging position of the mixture batch of ore and coke on the coke slope is important. This charging position is on the furnace wall side with respect to the deposition top of the coke layer. However, if the charging position is too close to the furnace wall, the segregation effect cannot be enjoyed and the O / C in the vicinity of the furnace wall cannot be reduced. A range of 9 or less is desirable.

なお、前掲の特許文献1に記載される方法では、先に形成した鉱石層上に鉱石とコークスとの混合物を装入するのに対して、本発明の原料装入方法では、コークス層上に鉱石とコークスとの混合物を、たとえば、第2のバッチとして装入する。したがって、本発明の原料装入方法では、コークスに比べて平均粒径が小さい鉱石はコークス層の空隙を埋める形で装入落下点に留まり易く、鉱石よりも平均粒径が大きいコークスが斜面上での偏析によって落下点から離れた炉壁側に堆積し易くなる。   In the method described in Patent Document 1 described above, a mixture of ore and coke is charged on the ore layer formed earlier, whereas in the raw material charging method of the present invention, it is applied on the coke layer. The mixture of ore and coke is charged, for example, as a second batch. Therefore, in the raw material charging method of the present invention, ore having an average particle size smaller than that of coke tends to stay at the charging and falling point by filling the voids of the coke layer, and coke having an average particle size larger than ore is on the slope. It becomes easy to deposit on the furnace wall side away from the dropping point due to segregation.

続いて、鉱石バッチを装入する。この鉱石バッチは、通常どおり、炉壁側から中心側にかけて旋回シュートを傾動させながら、装入落下点を、無次元炉口半径を0.5〜0.9の範囲として装入する。炉壁側に堆積した鉱石とコークスとの混合物バッチの装入原料が鉱石バッチの炉壁側への堆積の障壁となるため、炉壁近傍のO/Cは、極端に増加することはなく、低位に保たれる。   Subsequently, the ore batch is charged. As usual, this ore batch is charged with the charging and dropping point at a dimensionless furnace port radius of 0.5 to 0.9 while tilting the turning chute from the furnace wall side to the center side. Since the charge of the mixture batch of ore and coke deposited on the furnace wall side becomes a barrier to the deposition on the furnace wall side of the ore batch, the O / C near the furnace wall does not increase extremely, Kept low.

本発明の原料装入方法において、前記鉱石とコークスとの混合物バッチの装入量を鉱石バッチよりも少なくするとともに、鉱石とコークスとの混合物バッチの装入落下点をコークス装入完了後の堆積頂点よりも炉壁側で、且つ、無次元炉口半径0.9以下の範囲として装入する実施の形態を採ることが望ましい。   In the raw material charging method of the present invention, the charging amount of the ore and coke mixture batch is made smaller than that of the ore batch, and the charging and dropping point of the ore and coke mixture batch is set after the completion of coke charging. It is desirable to adopt an embodiment in which charging is performed within a range of a dimensionless furnace port radius of 0.9 or less on the furnace wall side from the apex.

鉱石とコークスとの混合物バッチの装入量を鉱石バッチよりも少なく設定するのは、鉱石とコークスとの混合物バッチで装入される原料がコークス層の堆積頂点から炉中心側に流れ込まないようにするためである。   The charging amount of the ore and coke mixture batch is set to be smaller than that of the ore batch so that the raw material charged in the ore and coke mixture batch does not flow from the top of the coke layer into the furnace center. It is to do.

鉱石とコークスとの混合物バッチを装入するのは、鉱石とコークスとを、層としてではなく粒として接触させる(すなわち、鉱石とコークスとを近接配置させる)ことにより反応を促進するとともに、コークスを骨材(スペーサー)として機能させることによって炉壁側のガス流れを強化し、炉壁付着物の形成をより効果的に抑制するためである。鉱石とコークスとの混合物において鉱石と混合するコークスが、小中塊コークス、および大塊コークス(通常のコークスバッチで装入される粒径のコークス)のいずれであっても、上述の効果は同様に得られる。   Charging a mixture batch of ore and coke facilitates the reaction by contacting the ore and coke as grains rather than as a layer (ie, placing the ore and coke close together) This is because the gas flow on the furnace wall side is strengthened by functioning as an aggregate (spacer), and the formation of furnace wall deposits is more effectively suppressed. The above-mentioned effects are the same regardless of whether the coke mixed with the ore in the mixture of ore and coke is a small medium coke or a large coke (particle size coke charged in a normal coke batch). Is obtained.

また、鉱石とコークスとの混合物を装入すれば、コークスの量を調整することによって炉壁近傍のO/Cを制御することが可能になるので、操業上の自由度も担保される。   In addition, if a mixture of ore and coke is charged, the O / C in the vicinity of the furnace wall can be controlled by adjusting the amount of coke, thus ensuring operational freedom.

鉱石とコークスとの混合物バッチの装入落下点をコークス装入完了後の堆積頂点よりも炉壁側で、且つ、無次元炉口半径0.9以下の範囲として装入するのは、鉱石とコークスとの混合物バッチの炉内装入位置を炉壁に近づけ過ぎると、コークス斜面上での偏析効果が得られず、炉壁近傍にコークスとともに鉱石も堆積してO/Cが増加するからである。   The ore and coke mixture batch charging drop point is closer to the furnace wall than the top of the deposit after completion of coke charging and the dimensionless furnace port radius is 0.9 or less. This is because if the batch interior position of the mixture batch with coke is too close to the furnace wall, the segregation effect on the coke slope cannot be obtained, and ore accumulates with the coke near the furnace wall, increasing O / C. .

また、本発明のベルレス高炉への原料装入方法においては、前記鉱石とコークスとの混合物バッチに替えて、コークスのみのバッチを装入することとする実施の形態を採ることができる。   Moreover, in the raw material charging method to the bell-less blast furnace of this invention, it replaces with the mixture batch of the said ore and coke, and can take embodiment which charges the batch only of coke.

この場合は、鉱石とコークスとの混合物バッチを装入する場合における堆積斜面上での粒度偏析効果による鉱石とコークスとの分離に配慮する必要がないので、装入を比較的簡便に行うことができ、しかも炉壁近傍に集中させることが可能である。炉壁近傍のO/Cの制御性の維持、およびそれに基づく操業上の自由度の確保については、鉱石とコークスとの混合物バッチを装入する場合と変わるところはない。   In this case, it is not necessary to consider the separation of ore and coke due to the particle size segregation effect on the sedimentary slope when charging a mixture batch of ore and coke. Moreover, it can be concentrated in the vicinity of the furnace wall. The maintenance of the controllability of O / C in the vicinity of the furnace wall and the securing of the operational freedom based thereon are the same as when charging a batch of ore and coke.

また、コークスのみが装入されるので、鉱石とコークスとの近接配置による反応の促進という効果は望めないが、炉壁側のガス流れの強化による炉壁付着物の形成抑制または付着物の除去に対する即効的な効果が期待できる。   In addition, since only coke is charged, the effect of promoting the reaction due to the proximity of the ore and coke cannot be expected, but the formation of furnace wall deposits is suppressed or the deposits are removed by strengthening the gas flow on the furnace wall side. Can be expected to have an immediate effect.

以上説明したように、本発明の原料装入方法によれば、新たな設備の設置、およびこれに伴うメンテナンスコストを必要とせずに、炉壁近傍のO/Cを独立に制御して低下させることができる。炉壁近傍のO/Cの低下により、炉壁側のガス流れを強化して、炉壁付着物の形成を抑制しまたは付着物を除去することができる。また、炉壁近傍のみのO/Cを低下させることが可能となるので、高炉の還元材比を大幅に増加させることがなく、生産性の低下、銑鉄製造コストの上昇、およびCO排出量の増加を抑制することができる。As described above, according to the raw material charging method of the present invention, the O / C in the vicinity of the furnace wall is independently controlled and reduced without requiring the installation of new equipment and the maintenance cost associated therewith. be able to. By reducing the O / C in the vicinity of the furnace wall, the gas flow on the furnace wall side can be strengthened to suppress the formation of the furnace wall deposits or to remove the deposits. Further, since it becomes possible to reduce the O / C only in the vicinity of the furnace wall, the reduction ratio of the blast furnace is not significantly increased, the productivity is lowered, the pig iron manufacturing cost is increased, and the CO 2 emission amount is reduced. Can be suppressed.

本発明の原料装入方法による効果を、上記非特許文献1に記載のベルレス高炉の装入物分布シミュレーションモデル、およびベルレス装入模型装置を用いて検証した。   The effect of the raw material charging method of the present invention was verified using the bell-less blast furnace charge distribution simulation model and the bell-less charging model apparatus described in Non-Patent Document 1 above.

(実施例1)
[装入物分布シミュレーション]
対象高炉は、炉容積5,370mのベルレス高炉で、実炉の装入実績に基づいて、1チャージを、2バッチのコークス、および2バッチの鉱石の合計4バッチで構成した。1チャージあたりの装入量は、コークスバッチを合計25.7ton、鉱石バッチを、コークス4.1ton(粒径6〜50mm)を含む合計140.7tonとした。2バッチのコークスのうちの1バッチは、前記炉中間部から炉壁にかけて装入するコークスバッチ(以下に説明する図2の「第1装入バッチ5a」、以下この用語で記す)に該当する。また、2バッチの鉱石とは、前記鉱石とコークスとの混合物バッチ(以下、「第3装入バッチ5c」と記す)、および鉱石バッチ(以下、「第4装入バッチ5d」と記す)である。本発明の実施例における第3装入バッチ5cと第4装入バッチ5dとの質量比は、10:90とした。
Example 1
[Load distribution simulation]
The target blast furnace was a bell-less blast furnace with a furnace capacity of 5,370 m 3 , and one charge was composed of two batches of coke and two batches of ore based on the actual charge of the actual furnace. The charging amount per charge was 20.7 tons in total for the coke batch, and 140.7 tons in total for the ore batch including 4.1 ton (particle size 6 to 50 mm) of coke. One of the two batches of coke corresponds to a coke batch charged from the furnace intermediate part to the furnace wall ("first charge batch 5a" in FIG. 2 described below, hereinafter referred to as this term). . The two batches of ore are a mixture batch of the ore and coke (hereinafter referred to as “third charging batch 5c”) and an ore batch (hereinafter referred to as “fourth charging batch 5d”). is there. In the embodiment of the present invention, the mass ratio of the third charging batch 5c and the fourth charging batch 5d was 10:90.

図2は、原料堆積プロフィールのシミュレーションモデルによる計算結果を示す図である。(a)は比較例で、通常操業による原料装入を行った場合、(b)は本発明例で、前記本発明の方法で原料装入を行った場合である。図2では、1チャージ(すなわち、コークスの第1および第2装入バッチ5a、5b、および鉱石の第3および第4装入バッチ5c、5d;第3装入バッチ5cはコークスを含む)の原料堆積プロフィールを示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a calculation result of a raw material deposition profile using a simulation model. (A) is a comparative example, when raw material charging is performed by normal operation, (b) is an example of the present invention, and is a case where raw material charging is performed by the method of the present invention. In FIG. 2, one charge (ie, first and second charge batches 5a, 5b of coke, and third and fourth charge batches 5c, 5d of ore; third charge batch 5c contains coke). The raw material deposition profile is shown.

図2(a)に示した比較例の原料堆積プロフィールでは、中心ガス流の安定確保と炉中間部から炉壁側にかけての反応効率の向上を狙い、中心部のO/Cを低位に保ちつつ、炉中間部から炉壁側にかけてのO/Cが高位に維持される。   In the raw material deposition profile of the comparative example shown in FIG. 2 (a), while maintaining the central gas flow stable and improving the reaction efficiency from the furnace middle part to the furnace wall side, the O / C at the center part is kept low. The O / C from the furnace middle part to the furnace wall side is maintained at a high level.

これに対し、図2(b)に示した本発明例では、鉱石装入前に形成するコークス層(第1装入バッチ5a)が無次元炉口半径0.7に堆積頂点6を有し、当該堆積頂点から炉中心および炉壁にかけて傾斜する原料斜面を形成するようにコークス層を堆積させた。コークス層の形成後に装入する第3装入バッチ5cの原料は鉱石とコークスとの混合物とし、当該バッチの原料の中心部への流入を防止する観点から、旋回シュートから供給される原料がコークス層の堆積頂点よりも炉壁側の無次元炉口半径0.9の位置に装入されるように旋回シュートの傾動角を調整した。このような装入方法を採ることにより、炉中間部の堆積頂点から炉壁にかけてのコークス層の斜面上における粒度偏析によって鉱石とコークスとが分離してコークスが炉壁近傍に堆積する。   On the other hand, in the example of the present invention shown in FIG. 2 (b), the coke layer (first charging batch 5a) formed before ore charging has a deposition apex 6 at a dimensionless furnace port radius 0.7. The coke layer was deposited so as to form a raw material slope inclined from the deposition apex to the furnace center and the furnace wall. The raw material of the third charging batch 5c charged after formation of the coke layer is a mixture of ore and coke, and the raw material supplied from the swirl chute is coke from the viewpoint of preventing the raw material of the batch from flowing into the center. The tilt angle of the swivel chute was adjusted so as to be inserted at a dimensionless radius of 0.9 on the furnace wall side of the layer deposition apex. By adopting such a charging method, ore and coke are separated by particle size segregation on the slope of the coke layer from the deposition apex of the middle part of the furnace to the furnace wall, and coke is deposited near the furnace wall.

続いて装入する第4装入バッチ5dは、装入落下点を無次元炉口半径約0.6〜0.8の範囲として、炉壁側から炉中間部にかけて旋回シュートを傾動させながら装入した。炉壁側に堆積した第3装入バッチ5cの原料は第4装入バッチ5dの原料が炉壁側へ堆積することに対する障壁となるため、炉壁近傍のO/Cは低位に保たれる。   Subsequently, the fourth charging batch 5d to be charged has a charging drop point in the range of dimensionless furnace port radius of about 0.6 to 0.8, while tilting the swivel chute from the furnace wall side to the furnace middle part. I entered. The raw material of the third charging batch 5c deposited on the furnace wall side becomes a barrier against the deposition of the raw material of the fourth charging batch 5d on the furnace wall side, so the O / C in the vicinity of the furnace wall is kept low. .

図3は、炉半径方向O/C分布のシミュレーションモデルによる計算結果を示す図で、図2(a)に示した通常操業での原料装入方法(比較例)による高炉炉頂部のO/Cの半径方向分布と、図2(b)に示した本発明の原料装入方法によるO/Cの半径方向分布とを比較した図である。図3から、コークス層の堆積頂点位置を無次元炉口半径0.7、第3装入バッチの原料装入位置を無次元炉口半径0.9とした本発明による原料装入方法では、通常操業での原料装入方法の場合と比較して、炉中心から炉中間部のO/Cが大きく変化することなく、炉壁近傍のO/Cが低下し、所望のO/C分布状態を実現できていることがわかる。   FIG. 3 is a diagram showing a calculation result by a simulation model of the O / C distribution in the furnace radial direction, and the O / C at the top of the blast furnace by the raw material charging method (comparative example) in the normal operation shown in FIG. FIG. 3 is a diagram comparing the radial distribution of the O / C and the radial distribution of O / C by the raw material charging method of the present invention shown in FIG. 2 (b). From FIG. 3, in the raw material charging method according to the present invention in which the deposition apex position of the coke layer is a dimensionless furnace port radius 0.7, and the raw material charging position of the third charging batch is the dimensionless furnace port radius 0.9. Compared to the raw material charging method in normal operation, the O / C in the vicinity of the furnace wall decreases without significant change from the furnace center to the middle part of the furnace, and the desired O / C distribution state It can be seen that

図4は、コークス層の堆積頂点位置を無次元炉口半径0.7、第3装入バッチの炉内装入位置を無次元炉口半径0.9とした本発明の原料装入方法における、当該バッチの鉱石とコークスとの炉内分布のシミュレーションモデルによる計算結果を示す図である。この図から、コークス斜面上での粒度偏析によって、コークスが炉壁近傍に多く堆積することがわかる。   FIG. 4 illustrates a raw material charging method of the present invention in which the deposition apex position of the coke layer is a dimensionless furnace port radius 0.7 and the furnace interior charging position of the third charging batch is a dimensionless furnace port radius 0.9. It is a figure which shows the calculation result by the simulation model of the distribution in the furnace of the said ore and coke of the said batch. From this figure, it can be seen that a large amount of coke accumulates near the furnace wall due to particle size segregation on the coke slope.

以上のベルレス高炉の装入物分布シミュレーションモデルを用いた検証の結果、本発明の原料装入方法による効果(すなわち、炉壁近傍のO/Cを独立に制御できること)を確認できた。   As a result of the verification using the above-mentioned Berles blast furnace charge distribution simulation model, the effect of the raw material charging method of the present invention (that is, the O / C in the vicinity of the furnace wall can be independently controlled) was confirmed.

(実施例2)
[ベルレス装入模型実験]
炉容積5,370mの5.6分の1縮尺であるベルレス装入模型装置を用いて、本発明の原料装入方法の効果を検証した。
(Example 2)
[Bellless insertion model experiment]
The effect of the raw material charging method of the present invention was verified using a bell-less charging model device having a scale of 1 / 5.6 of a furnace volume of 5,370 m 3 .

実験で使用した原料の粒径は、実炉サイズの約5.6分の1とし、1チャージあたりの装入量は相似則にしたがって、コークスバッチ(第1および第2装入バッチ)を合計146kg、鉱石バッチ(第3および第4装入バッチ)を、コークス23kg(粒径1〜10mm)を含む合計801kgとした。本発明の実施例における第3装入バッチと第4装入バッチとの質量比は10:90とした。   The particle size of the raw material used in the experiment was approximately 5.6 times the actual furnace size, and the charge amount per charge was the sum of coke batches (first and second charge batches) according to a similar rule. 146 kg, ore batch (3rd and 4th charging batch) was 801 kg in total including 23 kg of coke (particle size 1-10 mm). In the embodiment of the present invention, the mass ratio of the third charging batch and the fourth charging batch was 10:90.

模型実験においては、本発明の方法により原料装入を行う場合、実施例1の場合と同様に、コークス層の堆積頂点位置を無次元炉口半径0.7とし、第3装入バッチの装入位置を無次元炉口半径0.9とした。   In the model experiment, when the raw material charging is performed by the method of the present invention, as in the case of Example 1, the deposition apex position of the coke layer is set to a dimensionless furnace port radius of 0.7, and the charging of the third charging batch is performed. The entry position was a dimensionless furnace port radius of 0.9.

図5は、模型実験における原料堆積プロフィールを示す図である。(a)は比較例で、通常操業による原料装入を行った場合、(b)は本発明例で、前記本発明の方法で原料装入を行った場合である。炉内の原料堆積プロフィールは、レーザー距離計を用いて連続的に測定した。なお、図5では、1チャージの原料堆積プロフィールを示している。   FIG. 5 is a diagram showing a raw material deposition profile in a model experiment. (A) is a comparative example, when raw material charging is performed by normal operation, (b) is an example of the present invention, and is a case where raw material charging is performed by the method of the present invention. The raw material deposition profile in the furnace was continuously measured using a laser distance meter. FIG. 5 shows a one-charge material deposition profile.

図5から、通常操業による原料装入を行った場合(比較例)、および本発明の方法で原料装入を行った場合のいずれも、前記の装入物分布シミュレーションモデルによる計算結果とほぼ同様の原料堆積プロフィールとなっていることがわかる。   From FIG. 5, both the case where the raw material charging is performed by the normal operation (comparative example) and the case where the raw material charging is performed by the method of the present invention are almost the same as the calculation result by the above-mentioned charge distribution simulation model. It can be seen that this is a raw material deposition profile.

図6は、模型実験における炉半径方向O/C分布を示す図で、図5の(a)に示した通常操業での原料装入方法(比較例)による高炉炉頂部のO/Cの半径方向分布と、(b)に示した本発明の原料装入方法によるO/Cの半径方向分布とを比較した図である。図6から、シミュレーションモデルによる計算結果(図3参照)と同様に、本発明の原料装入方法で原料装入を行った場合は、通常操業での原料装入方法の場合と比較して、炉中心から炉中間部のO/Cが大きく変化することなく、炉壁近傍のO/Cが低下していることがわかる。   FIG. 6 is a diagram showing the O / C distribution in the furnace radial direction in the model experiment. The O / C radius at the top of the blast furnace by the raw material charging method (comparative example) in the normal operation shown in FIG. It is the figure which compared directional distribution and radial direction distribution of O / C by the raw material charging method of this invention shown to (b). From FIG. 6, similarly to the calculation result by the simulation model (see FIG. 3), when the raw material charging method is performed by the raw material charging method of the present invention, compared to the raw material charging method in normal operation, It can be seen that the O / C in the vicinity of the furnace wall is lowered without a large change in the O / C in the middle of the furnace from the furnace center.

以上のベルレス装入模型装置を用いた検証の結果、本発明の原料装入方法による効果(すなわち、炉壁近傍のO/Cを独立に制御できること)を確認できた。   As a result of the verification using the above bell-less charging model apparatus, it was confirmed that the effect of the raw material charging method of the present invention (that is, O / C in the vicinity of the furnace wall can be controlled independently).

本発明のベルレス高炉への原料装入方法によれば、炉壁近傍のみのO/Cを独立に制御して低下させることができる。また、高炉の還元材比を大幅に増加させることなく、炉壁付着物の形成を防止できるため、生産性の低下、銑鉄製造コストの上昇等を抑制することができる。したがって、本発明は、ベルレス高炉への原料装入に際し有効に利用することができる。   According to the raw material charging method to the bell-less blast furnace of the present invention, the O / C only in the vicinity of the furnace wall can be controlled and lowered independently. Moreover, since formation of furnace wall deposits can be prevented without significantly increasing the reducing material ratio of the blast furnace, it is possible to suppress a decrease in productivity, an increase in pig iron manufacturing cost, and the like. Therefore, the present invention can be effectively used when charging the raw material into the bell-less blast furnace.

1:旋回シュート、 1a:旋回シュートの中心軸、
2:高炉、 2a:高炉の中心軸、
3:原料ストックレベル、 4:炉口半径、
5:1チャージの原料、 5a:第1装入バッチ、
5b:第2装入バッチ、 5c:第3装入バッチ、
5d:第4装入バッチ、
6:コークス層の堆積頂点
1: turning chute, 1a: central axis of turning chute,
2: blast furnace, 2a: central axis of blast furnace,
3: Raw material stock level, 4: Furnace port radius,
5: 1 charged raw material, 5a: first charging batch,
5b: second charging batch, 5c: third charging batch,
5d: 4th charging batch,
6: Coke layer deposition apex

Claims (3)

コークス層と鉱石層とを交互に堆積させるように装入するベルレス高炉への原料装入方法であって、
炉中間部から炉壁にかけての原料装入について、コークスバッチ、鉱石とコークスとの混合物バッチ、鉱石バッチの順に装入し、
コークスバッチは、コークス表面が無次元炉口半径0.6〜0.8の範囲に堆積頂点を有し、当該堆積頂点から炉中心および炉壁にかけて傾斜した原料堆積斜面を形成するようにコークスを堆積させ、
鉱石とコークスとの混合物バッチは、装入落下点を前記コークスの堆積頂点よりも炉壁側として装入し、
鉱石バッチは、装入落下点を無次元炉口半径0.5〜0.9の範囲として装入することを特徴とするベルレス高炉への原料装入方法。
A raw material charging method for a bell-less blast furnace in which a coke layer and an ore layer are alternately deposited,
Regarding raw material charging from the middle part of the furnace to the furnace wall, coke batch, ore and coke mixture batch, ore batch are charged in this order,
In the coke batch, the coke surface has a deposition apex in the range of a dimensionless furnace mouth radius of 0.6 to 0.8, and the coke is formed so as to form a raw material deposition slope inclined from the deposition apex to the furnace center and the furnace wall. Deposit,
The mixture batch of ore and coke is charged with the charging drop point as the furnace wall side from the top of the coke deposition,
A raw material charging method for a bell-less blast furnace, wherein the ore batch is charged with a charging drop point in a range of a dimensionless furnace port radius of 0.5 to 0.9.
前記鉱石とコークスとの混合物バッチの装入量を前記鉱石バッチの装入量よりも少なくするとともに、
前記鉱石とコークスとの混合物バッチの装入落下点を、前記コークスバッチの装入により形成される堆積頂点よりも炉壁側で、且つ、無次元炉口半径0.9以下の範囲として装入することを特徴とする請求項1に記載のベルレス高炉への原料装入方法。
Reducing the charge of the ore and coke mixture batch to less than the charge of the ore batch;
The charging and dropping point of the mixture batch of ore and coke is charged at the furnace wall side of the deposition apex formed by charging the coke batch, and the dimensionless furnace port radius is 0.9 or less. The method for charging a raw material into a bell-less blast furnace according to claim 1, wherein:
前記鉱石とコークスとの混合物バッチに替えてコークスのみのバッチを装入することを特徴とする請求項1または2に記載のベルレス高炉への原料装入方法。
The raw material charging method to the bell-less blast furnace according to claim 1 or 2, wherein a batch of only coke is charged instead of the mixture batch of ore and coke.
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