JP6519036B2

JP6519036B2 - 高炉操業方法

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Publication number: JP6519036B2
Application number: JP2018556672A
Authority: JP
Inventors: 友司岩見; 俊輔野中; 祥和早坂
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: EP3517632A1; CN110073006A; KR20190085970A; TW201829792A; TWI658147B; WO2018110521A1; EP3517632B1; JPWO2018110521A1; EP3517632A4; KR102303009B1; PH12019501367A1

Description

本発明は、高炉原料の配合量を調整する高炉操業方法に関するものであり、具体的には、高炉原料である焼結鉱の成分濃度を測定し、当該成分濃度を用いて高炉原料の配合量を調整する高炉操業方法に関する。

高炉製鉄法では、現在、鉄源として、焼結鉱や塊鉄鉱石、ペレットなどの鉄含有原料を高炉原料として主に用いている。ここで、焼結鉱は、粒径が１０ｍｍ以下の鉄鉱石の他に、製鉄所内で発生する各種ダストなどの雑鉄源と、石灰石、生石灰、スラグなどのＣａＯ含有原料と、珪石や蛇紋岩、ドロマイトや精錬ニッケルスラグなどからなるＳｉＯ_２源やＭｇＯ源としての副原料と、粉コークスや無煙炭などからなる凝結材である固体燃料（炭材）とを、ドラムミキサーで水分を添加しながら混合・造粒し、焼成した塊成鉱の一種である。

近年、焼結鉱の原料である焼結原料に含まれる鉄分濃度が低下し、代わりにＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３といった脈石成分濃度が増加しており、同種の鉱石内においても、輸入時の船毎に成分濃度が異なる場合もあるほど、産出される鉱石の成分濃度が不安定になっている。

焼結原料における成分濃度のばらつきは、成品である焼結鉱の成分濃度のばらつきに繋がる。一般的に高炉に装入される原料の成分濃度は、スラグの品位の管理等の理由から、その濃度を常に管理している。ある成分濃度が高くなれば、それを薄めるために他の成分を副原料として加える必要があるので、焼結鉱や塊鉄鉱石、ペレットの成分濃度の変化を早急に検知する必要がある。塊鉄鉱石やペレットは、そのものが成品であるため、荷揚げ等の際に成分濃度の分析が行われているが、現在の焼結鉱に関するオンラインでの成分濃度の分析は行われておらず、非常に頻度の低い回数でしか成分濃度の分析が行われていないのが実情である。

仮に、焼結鉱の成分濃度の変動により高炉原料の成分濃度が変動し目標とする成分濃度から大きく乖離し、これによりスラグの粘性が悪化した場合、スラグの粘度を維持するために溶銑温度を上昇させる必要がある。スラグの粘性の悪化は、高炉炉下部におけるスラグ排出の悪化に繋がり、これにより、ガスの流通を阻害し通気性が悪化することから溶銑温度と通気性を補填するためにコークスの配合量を増加させる必要等が生じる可能性がある。このように、高炉原料の成分濃度が目標とする成分濃度から大きく乖離した場合、高炉操業が不安定になり、種々の対策が必要になる。

焼結鉱の品位把握を行なう技術として、例えば、特許文献１には、焼結原料の充填状況から成品焼結鉱の被還元性や還元粉化性を予測し、高炉原料の配合割合を調整するのではなく、焼結原料の配合を調整することで、高炉原料の調整を行なう技術が開示されている。

特許文献２には、成品焼結鉱のＦｅＯを計測し、狙った目標値との差から焼結原料の凝結材や造粒水分、排風量を調整する技術が開示されている。また、特許文献３には、同じく成品焼結鉱のＦｅＯを計測し、狙った目標値との差から焼結機で吹き込む都市ガスの量を調整する技術が開示されている。

特許文献４には、焼結機上に設置されたレーザー式成分計測機により得た焼結原料表層の成分から成品焼結鉱の成分を推測し、焼結原料の配合に反映させる技術が開示されている。

特開平１０−３２４９２９号公報特開昭５７−１４９４３３号公報特開２０１１−０３８７３５号公報特開昭６０−２６２９２６号公報

しかしながら、特許文献１から特許文献４に開示されているのは、焼結鉱における何らかの成分濃度を測定し、測定された成分濃度を用いて焼結原料の調整を行なう技術、または、焼結鉱の製造条件の調整を行なう技術である。特許文献１から特許文献４には、測定された焼結鉱の成分濃度を用いて高炉に装入する高炉原料の配合量を調整することは何ら開示されていない。焼結鉱の成分濃度は、焼結反応中の熱レベルによっても変化し得るので、焼結原料の成分濃度の変動を抑制したとしても、必ずしも焼結鉱の成分濃度の変動を抑制できるわけではない。このため、高炉に装入される高炉原料の成分濃度を目標とする成分濃度に制御できない、といった課題があった。本発明は、このような従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、焼結原料の成分濃度が変動したとしても、高炉原料の成分濃度を目標とする成分濃度に制御できる高炉操業方法を提供することにある。

このような課題を解決する本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）成品焼結鉱、塊鉄鉱石および副原料を含む高炉原料を高炉に装入する高炉操業方法であって、焼結原料を焼結して焼結ケーキとする焼結工程と、前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする破砕工程と、前記焼結鉱を冷却する冷却工程と、前記冷却された焼結鉱を、成品焼結鉱と返鉱とに篩分けする篩分け工程と、前記冷却された焼結鉱、前記成品焼結鉱および前記返鉱の少なくとも１つの成分濃度を測定する測定工程と、前記高炉原料に含まれる前記成品焼結鉱、前記塊鉄鉱石および前記副原料の配合量を調整する調整工程と、を有し、前記調整工程では、前記測定工程で測定された成分濃度を用いて前記高炉原料の配合量を調整する、高炉操業方法。
（２）前記高炉原料は、さらにペレットを含み、前記調整工程では、前記高炉原料に含まれる前記成品焼結鉱、前記ペレット、前記塊鉄鉱石および前記副原料の配合量を調整する、（１）に記載の高炉操業方法。
（３）前記測定工程ではコンベア上を搬送される、前記冷却された焼結鉱、前記成品焼結鉱および前記返鉱の少なくとも１つの成分濃度を連続測定する、（１）または（２）に記載の高炉操業方法。
（４）前記測定工程では、前記成品焼結鉱および前記返鉱の少なくとも１つの成分濃度を測定する、（１）から（３）の何れか１つに記載の高炉操業方法。
（５）前記測定工程では、前記成品焼結鉱の成分濃度を測定する、（１）から（３）の何れか１つに記載の高炉操業方法。
（６）前記測定工程では、トータルＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＦｅＯの１種以上の成分濃度を測定する、（１）から（５）の何れか１つに記載の高炉操業方法。

本発明の高炉操業方法を実施することで、高炉原料の成分濃度を目標とする成分濃度に制御できる。これにより、高炉スラグの粘性の変動等を抑制でき、高炉の安定操業に寄与できる。

図１は、本実施形態に係る高炉操業方法が実施できる焼結鉱製造装置１０の一例を示す模式図である。図２は、高炉スラグの塩基度の変動を示すグラフである。図３は、コークス比の変動を示すグラフである。図４は、高炉原料の塩基度の変動と、コークス比の変動を示すグラフである。図５は、発明例３、発明例４および比較例３のＦｅＯ濃度の測定値の示すグラフである。図６は、発明例３、発明例４および比較例３のコークス比の削減量を示すグラフである。

本発明では、焼結鉱の成分濃度を測定する測定工程を設け、当該測定工程で焼結鉱の成分濃度を測定する。この成分濃度を用いて高炉原料である、成品焼結鉱、ペレット、塊鉄鉱石および副原料の配合量を調整する。これにより、高炉原料の成分濃度を目標とする成分濃度になるように制御でき、この結果、高炉操業を安定化できることを見出して本発明を完成させた。以下、本発明の実施形態を通じて、本発明を説明する。

図１は、本実施形態に係る高炉操業方法が実施できる焼結鉱製造装置１０の一例を示す模式図である。焼結鉱製造装置１０は、焼結機１２と、一次破砕機１４と、冷却機１６と、二次破砕機１８と、複数の篩分け装置２０、２２、２４、２６と、赤外線分析計２８と、成品ライン３０と、返鉱ライン３２とを備える。

焼結機１２では焼結工程が実施される。焼結機１２は、例えば、下方吸引式のドワイトロイド焼結機である。焼結機１２は、焼結原料供給装置と、無端移動式のパレットと、点火炉と、ウインドボックスとを有する。焼結原料供給装置から焼結原料がパレットに装入され、焼結原料の装入層が形成される。装入層は、点火炉で点火されるとともに、ウインドボックスを通じて装入層内の空気を下方へ吸引することで、装入層内の燃焼・溶融帯を装入層の下方へ移動させる。これにより、装入層は焼結されて、焼結ケーキが形成される。ウインドボックスを通じて装入層内の空気を下方へ吸引する際、装入層の上方から気体燃料および／または酸素ガスを富化した空気を供給してもよい。気体燃料は、高炉ガス、コークス炉ガス、高炉・コークス炉混合ガス、転炉ガス、都市ガス、天然ガス、メタンガス、エタンガス、プロパンガスおよびそれらの混合ガスのうちから選ばれるいずれかの可燃性ガスである。

一次破砕機１４では破砕工程が実施され、焼結ケーキは、一次破砕機１４によって破砕され焼結鉱にされる。冷却機１６では冷却工程が実施され、焼結鉱は、冷却機１６によって冷却され、冷却された焼結鉱となる。

篩分け装置２０、２２、２４、２６では、篩分け工程が実施される。篩分け装置２０では、冷却された焼結鉱が粒径７５ｍｍ超の焼結鉱と、粒径７５ｍｍ以下の焼結鉱に篩分けされる。本実施形態において粒径とは、篩によって篩分けられる粒径を意味し、例えば、粒径７５ｍｍ超の焼結鉱とは、目開き７５ｍｍの篩を用いて篩上に篩分けされる粒径であり、粒径７５ｍｍ以下の焼結鉱とは、目開き７５ｍｍの篩を用いて篩下に篩分けされる粒径を意味する。

篩分け装置２０で篩上に篩分けされた粒径７５ｍｍ超の焼結鉱は、二次破砕機１８によって粒径が５０ｍｍ以下になるように粉砕される。粉砕された焼結鉱は、篩下に混合され、篩分け装置２２にて篩分けされる。これにより、成品焼結鉱の粒径の上限を７５ｍｍ以下にできる。

篩分け装置２０で篩下に篩分けされた粒径７５ｍｍ以下の焼結鉱は、その後、篩分け装置２２、２４、２６で、粒径５ｍｍ超の成品焼結鉱と、粒径５ｍｍ以下の返鉱とに篩分けされる。篩分け装置２２、２４、２６で篩分けされた成品焼結鉱は、成品ライン３０であるベルトコンベアで高炉３４に搬送される。一方、篩分け装置２２、２４、２６で篩分けされた返鉱は、返鉱ライン３２であるベルトコンベアで再び焼結機１２の焼結原料供給装置に搬送される。篩分け装置２０、２２、２４、２６を用いて篩分けする焼結鉱の粒径、成品焼結鉱の粒径および返鉱の粒径の各値はあくまで一例であり、この値に限定するものではない。

成品ライン３０のベルトコンベアには、赤外線分析計２８が設けられている。赤外線分析計２８では測定工程が実施される。測定工程では、成品焼結鉱に含まれるトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＦｅＯの１種以上の成分濃度を測定する。赤外線分析計２８は、０．５μｍ〜５０．０μｍの範囲内の波長の赤外線を焼結鉱に照射して、焼結鉱からの反射光を受光する。焼結鉱に含まれるトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＦｅＯのそれぞれの分子振動は、照射された赤外線の固有の波長成分を吸収するので、これらの成分は反射赤外線に固有の波長成分を付与する。このため、照射光と反射光とを分析することで成品焼結鉱におけるトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＦｅＯの成分濃度を測定できる。トータルＣａＯとは、ＣａＯ、ＣａＣＯ_３、Ｃａ（ＯＨ）_２やＦｅ_２ＣａＯ_４等のＣａとＯを有する全ての化合物中のＣａをＣａＯに換算したものである。

赤外線分析計２８は、例えば、１分間に１２８回の頻度で２０以上の波長の赤外線を照射して、成品焼結鉱に反射された反射光を受光する。このように短時間に赤外線を照射することで、赤外線分析計２８は、成品ライン３０のベルトコンベア上を搬送される成品焼結鉱の成分濃度をオンラインで連続測定できる。赤外線分析計２８は、成分分析装置の一例であり、反射光を分光する方式のものに限らず、透過光を分光する方式のものを用いてもよい。さらに、赤外線分析計２８に代えて、レーザーを測定対象に照射するレーザー分析計、中性子を測定対象に照射する中性子分析計、または、マイクロ波を測定対象に照射するマイクロ波分析計を用いてもよい。

成分濃度が測定された成品焼結鉱は高炉３４に搬送され、成品焼結鉱、ペレット、塊鉄鉱石および副原料とからなる高炉原料の配合量を調整する調整工程が実施される。高炉原料は、上記以外の原料を含んでもよく、ペレットを含まなくてもよい。調整工程では、赤外線分析計２８を用いて測定された成品焼結鉱の成分濃度と、予め測定されたペレット、塊鉄鉱石および副原料の成分濃度とを用いて高炉原料の合計成分量を計算し、当該計算値を用いて、目標とする成分濃度になるように高炉原料の配合量をフィードフォワード制御する。例えば、高炉原料の塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ_２）を目標とする成分濃度に制御するには、高炉原料に含まれる副原料の配合量を調整すればよい。

仮に、成品焼結鉱のＦｅＯ濃度が高くなって高炉原料のＦｅＯ濃度が高くなると、高炉原料の被還元性が悪化する。高炉原料の被還元性が悪化すると、発熱反応である間接還元が減り、吸熱反応である直接還元が増え、高炉内が熱不足となる。この熱不足を解消させるために還元材をさらに高炉に装入することになり、高炉操業におけるコークス比が増加する。このため、高炉原料のＦｅＯ濃度を目標とする成分濃度に制御することで高炉操業のコークス比の増加を抑制でき、高炉の安定操業に寄与できる。例えば、高炉原料のＦｅＯを目標とする成分濃度に制御するには、高炉原料に含まれる塊鉱石の配合量を調整すればよい。

このようにして、高炉原料の成分濃度が目標とする成分濃度になるように高炉原料の配合量が調整される。本実施形態において、赤外線分析計２８による成分濃度の測定頻度は、１分間に１２８回であり、当該１２８回の成分濃度の平均値を１分間に１回算出し、算出した成分濃度の平均値を用いて高炉原料の配合量を１分ごとに調整した。

このように、本実施形態に係る高炉操業方法は、成品ライン３０を搬送される成品焼結鉱の成分濃度を、赤外線分析計２８を用いて測定し、当該成分濃度を用いて目標とする成分濃度になるように高炉原料の配合量を調整する。これにより、焼結原料の成分濃度が変動し、成品焼結鉱の成分濃度が変動したとしても、高炉原料の成分濃度を目標とする成分濃度に制御でき、当該高炉原料を高炉に装入することで高炉操業が安定し、高炉操業におけるコークス比の増加を抑制できる。

本実施形態において、赤外線分析計２８を成品ライン３０のベルトコンベアに設け、成品焼結鉱の成分濃度を測定する例を示したが、これに限られず、赤外線分析計２８を焼結鉱製造装置１０のいずれかの位置に設けて、冷却された焼結鉱、成品焼結鉱および返鉱の少なくとも１つ以上の成分濃度を測定してもよい。

焼結原料がパレットに装入された装入層では、表層の成分濃度と下層の成分濃度は大きく異なり、且つ、成分濃度は、焼結原料の水分量および／または焼結原料供給装置の状態によって変動する。赤外線による分析は、その性質上、分析対象の表層しか分析することができない。このため、表層の成分濃度と下層の成分濃度が異なり、この成分濃度が変動する装入層を赤外線分析計２８で測定しても装入層全体の成分濃度を高い精度で測定できない。一方、冷却工程よりも後においては、焼結原料は焼結され、粉砕され、冷却されて、ある程度混合されているので表層の成分濃度と下層の成分濃度とが大きく異ならない。このため、本実施形態の測定工程では、冷却工程の後の焼結鉱、成品焼結鉱および返鉱の少なくとも１つの成分濃度を測定する。これにより、分析対象の表層しか分析できない赤外線分析計２８であっても、高い精度で成分濃度を測定できる。

焼結鉱の粒度分布が広い状態では、例えば、粒径の大きい焼結鉱に隠れた粒径の小さい焼結鉱に赤外線が照射できないといったように、焼結鉱の一部にしか赤外線が照射できず、焼結鉱からの反射光も安定しない。一方、篩分け工程の後では、粒径５ｍｍ超の成品焼結鉱と、粒径５ｍｍ以下の返鉱に篩分けられているので、焼結鉱の粒度分布が狭い。このため、測定工程では、篩分け工程の後の成品焼結鉱および返鉱の少なくも１つの成分濃度を測定することが好ましい。これにより、赤外線分析計２８は、焼結鉱に一様に赤外線を照射でき、焼結鉱からの反射光も安定するので、より高い精度で成分濃度を測定できる。

篩分け工程の後においては、測定工程で成品焼結鉱または返鉱の成分濃度を測定することになるが、返鉱を測定するよりも成品焼結鉱を測定する方が、高炉原料の１つとして用いられる成品焼結鉱の成分濃度を直接測定できるので、さらに好ましい。

赤外線分析計２８を成品ライン３０に設けた焼結鉱製造装置１０を用いて、成品焼結鉱に含まれるトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＦｅＯの成分濃度を１分間に１回の頻度で測定した。発明例１は、当該測定結果を用いて高炉原料の副原料の配合量を１分間に１回の頻度で調整した操業例である。比較例１は、高炉原料の副原料の配合量を調整しない操業例である。比較例１および発明例１における高炉スラグの塩基度の変動と、高炉のコークス比とを測定した。

図２は、高炉スラグの塩基度の変動を示すグラフである。図２（ａ）は、比較例１の塩基度の変動を示し、図２（ｂ）は、発明例１の塩基度の変動を示す。図２において、横軸は時間（日）であり、縦軸はトータルＣａＯ／ＳｉＯ_２（−）である。図２に示した塩基度の値は、高炉から出銑された溶銑および高炉スラグの成分をオフラインで化学分析を行って測定した値である。

図２に示すように、比較例１では塩基度が目標値付近で大きくばらついた。一方、発明例１では、１分間に１回の頻度で成品焼結鉱の成分濃度を測定し、当該成分濃度を用いて高炉原料の成分濃度が目標値になるように高炉原料の配合を調整しているので、塩基度の目標値からのずれが小さくなった。このように、本実施形態に係る高炉操業方法を実施することで、高炉スラグにおける塩基度の目標値からのずれを小さくできることが確認された。

図３は、コークス比の変動を示すグラフである。図３において、横軸は時間（日）であり、縦軸はコークス比（ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ）である。０〜１９日までが、配合量を調整していない高炉原料を装入して高炉操業を行った比較例１のコークス比であり、２０〜３９日までが、１分間に１回の頻度で配合量を調整した高炉原料を装入して高炉操業を行った発明例１のコークス比である。

図３に示すように、比較例１と比較して、発明例１の方が高炉操業におけるコークス比が低くなった。このように、本実施形態に係る高炉操業方法を実施することで、高炉操業が安定し、この結果、高炉操業のコークス比の増加を抑制できることが確認された。

図４は、高炉原料の塩基度の変動と、コークス比の変動を示すグラフである。図４（ａ）は、発明例２−２および発明例２−１の高炉原料の塩基度の変動を示す。図４（ａ）において、横軸は時間（時）であり、縦軸は高炉原料のトータルＣａＯ／ＳｉＯ_２（−）である。図４（ｂ）は、発明例２−２および発明例２−１の高炉操業のコークス比の変動を示す。図４（ｂ）において、横軸は時間（時）であり、縦軸はコークス比（ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ）である。

図４において、発明例２−２は、蛍光Ｘ線を用いて２時間に１回の頻度で成品焼結鉱のトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２の測定を行い、当該測定結果を用いて、同じ頻度で高炉原料の副原料の配合量を調整した操業例である。発明例２−１は、発明例１同様に、成品ライン３０に設けられた赤外線分析計２８を用いて、１分間に１回の頻度で成品焼結鉱のトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２成分濃度を求め、当該測定結果を用いて、同じ頻度で高炉原料の副原料の配合量を調整した操業例である。

図４に示した例では、０〜６時まで発明例２−２の条件で高炉操業を行い、６時から１９時まで発明例２の条件で高炉操業を実施した。図４（ａ）に示すように、発明例２−２においても２時間に１回の頻度で副原料の配合量を調整しているので、２時間に１回の測定では、高炉原料の塩基度の変動は抑制されているように見える。しかしながら、発明例２−２から発明例２−１に変え、１分間に１回の頻度で高炉原料の副原料の配合量を調整した所、図４（ｂ）に示すように、当該配合量が調整された高炉原料が高炉に装入されたと考えられる時間帯から高炉操業のコークス比が低下した。一般的に焼結機から排出された焼結鉱は冷却機で冷却され、整粒された後に高炉の貯鉱槽を経由し、高炉へと装入される。貯鉱槽の大きさにもよるが、本実施例で使用した貯鉱槽における原料の滞留時間は約８時間であり、８時間後から高炉で徐々に効果が表れたものと推察できる。

このことから、２時間に１回の測定では塩基度の変動が抑制されているように見えるものの、その間では高炉原料の塩基度は変動しており、その影響を受けて発明例２−２のコークス比が高くなったと考えられる。一方、発明例２−１では、成品ライン３０に赤外線分析計２８を設け、１分間に１回の頻度で成品焼結鉱のトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２の測定を行い、当該測定結果を用いて高炉原料の塩基度が目標値になるように副原料の配合量を調整したので、２時間の間においても高炉原料の塩基度の変動が抑制され、この結果、高炉操業のコークス比の増加が抑制できたと考えられる。

図５は、発明例３、発明例４および比較例３のＦｅＯ濃度の測定値の示すグラフである。図５において、縦軸は、ある特定の時間におけるＦｅＯ濃度の測定値（質量％）である。

発明例３は、赤外線分析計２８を成品ライン３０に設けて、１分間に１回の頻度で成品焼結鉱のトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＦｅＯの成分濃度を測定し、当該測定結果を用いて１分間に１回の頻度で高炉原料の副原料の配合量を調整した操業例である。発明例４は、赤外線分析計２８を返鉱ライン３２に設けて、１分間に１回の頻度で成品焼結鉱のトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＦｅＯの成分濃度を測定し、当該測定結果を用いて１分間に１回の頻度で高炉原料の副原料の配合量を調整した操業例である。比較例３は、赤外線分析計２８を焼結機１２の焼結ケーキ表面を測定できる位置に設けて、１分間に１回の頻度で焼結ケーキ表面のトータルＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＦｅＯの成分濃度を測定し、当該測定結果を用いて１分間に１回の頻度で高炉原料の副原料の配合量を調整した操業例である。

図５に示すように、成品焼結鉱を測定した場合のＦｅＯ濃度が７．１質量％であったのに対し、同じ焼結原料から製造された返鉱を測定した場合のＦｅＯ濃度は６．９質量％であった。この結果から、赤外線分析計を用いて返鉱のＦｅＯ濃度を測定した結果と、成品焼結鉱のＦｅＯ濃度を測定した結果に大きな差がなかった。一方、赤外線分析計２８を用いて、同じ焼結原料を焼結した焼結ケーキの表面を測定した場合のＦｅＯ濃度は５．６質量％であり、成品焼結鉱を測定した場合のＦｅＯ濃度と大きく異なっていた。

赤外線分析計は、その性質上、赤外線が照射された表面の成分濃度しか測定することができない。成品焼結鉱や返鉱は破砕され、その過程である程度混合されるので、表面への赤外線の照射によって全体の平均成分を求めることができる。一方、パレットに装入される焼結原料の成分濃度が上層と下層とで異なること、および、焼結時の上層と下層との熱レベルが異なることから焼結ケーキの上層と下層とで成分濃度に大きな差が生じる。このため、図５に示すように、赤外線分析計で焼結ケーキの表面を測定した比較例３の成分濃度は、成品焼結鉱の表面を測定した発明例３の成分濃度と大きく異なったと考えられる。

図６は、発明例３、発明例４および比較例３のコークス比の削減量を示すグラフである。図６において、縦軸はコークス比削減量（ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ）である。図６に示したコークス比の削減量は、高炉原料の配合量の調整する前と、発明例３、発明例４、比較例３によって高炉原料の配合量を調整した後、操業変動の影響が収まり、定常条件での操業となったと推察される１２０時間経過後のコークス比の削減量である。

高炉原料として高炉に装入される成品焼結鉱の成分濃度を用いて高炉原料の副原料の配合量を調整した発明例３、および、成品焼結鉱の成分濃度と差のない返鉱の成分濃度を用いて高炉原料の副原料の配合量を調整した発明例４では、１２０時間経過した後の時点でのコークス比が減少した。一方、高炉に装入される成品焼結鉱と成分濃度の差が大きい焼結ケーキの測定値を用いて高炉原料の副原料の配合量を調整した比較例３では、１２０時間経過した後の時点でのコークス比が逆に増加した。これは、比較例３では高炉に装入される高炉原料の成分濃度が、目標とする成分濃度に調整できていない結果が反映されたものと考えられる。

１０焼結鉱製造装置
１２焼結機
１４一次破砕機
１６冷却機
１８二次破砕機
２０篩分け装置
２２篩分け装置
２４篩分け装置
２６篩分け装置
２８赤外線分析計
３０成品ライン
３２返鉱ライン
３４高炉

Claims

成品焼結鉱、塊鉄鉱石および副原料を含む高炉原料を高炉に装入する高炉操業方法であって、
焼結原料を焼結して焼結ケーキとする焼結工程と、
前記焼結ケーキを破砕して焼結鉱とする破砕工程と、
前記焼結鉱を冷却する冷却工程と、
前記冷却された焼結鉱を、成品焼結鉱と返鉱とに篩分けする篩分け工程と、
前記冷却された焼結鉱、前記成品焼結鉱および前記返鉱の少なくとも１つの成分濃度を測定する測定工程と、
前記高炉原料に含まれる前記成品焼結鉱、前記塊鉄鉱石および前記副原料の配合量を調整する調整工程と、を有し、
前記調整工程では、前記測定工程で測定された成分濃度を用いて前記高炉原料の配合量を調整する、高炉操業方法。
前記高炉原料は、さらにペレットを含み、
前記調整工程では、前記高炉原料に含まれる前記成品焼結鉱、前記ペレット、前記塊鉄鉱石および前記副原料の配合量を調整する、請求項１に記載の高炉操業方法。
前記測定工程ではコンベア上を搬送される前記冷却された焼結鉱、前記成品焼結鉱および前記返鉱の少なくとも１つの成分濃度を連続測定する、請求項１または請求項２に記載の高炉操業方法。
前記測定工程では、前記成品焼結鉱および前記返鉱の少なくとも１つの成分濃度を測定する、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の高炉操業方法。
前記測定工程では、前記成品焼結鉱の成分濃度を測定する、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の高炉操業方法。
前記測定工程では、トータルＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＦｅＯの１種以上の成分濃度を測定する、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の高炉操業方法。