JP6627718B2 - Raw material charging method for blast furnace - Google Patents
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Description
本発明は、高炉への原料装入方法に関する。 The present invention relates to a method for charging raw materials into a blast furnace.
近年、地球温暖化防止の観点からＣＯ２削減が求められている。鉄鋼業においてはＣＯ２排出量の約７０％が高炉から排出されており、高炉におけるＣＯ２排出量の削減が求められる。高炉におけるＣＯ２削減は、高炉で使用する還元材（コークス、微粉炭、天然ガスなど）の削減により可能である。 In recent years, CO 2 reduction has been demanded from the viewpoint of prevention of global warming. In the steel industry it is discharged about 70% of the CO 2 emissions from the blast furnace, the reduction of CO 2 emissions in the blast furnace is obtained. CO 2 reductions in the blast furnace can be by reduction of the reducing material used in the blast furnace (coke, pulverized coal, natural gas, etc.).
還元材を削減する場合、鉱石層の還元効率を向上させることが必要であるが、一般的に還元材比が低減すると通気性が悪化するので、還元効率の向上と合わせて通気性の改善も必要となる。鉱石層の還元効率の向上と通気性の改善を両立させる技術として、特許文献１および特許文献２には、鉱石とコークスを同時に装入して、高炉内にコークス層とコークス混合鉱石層とを交互に形成する技術が開示されている。 When reducing the amount of reducing material, it is necessary to improve the reduction efficiency of the ore layer, but in general, when the ratio of reducing material decreases, the permeability deteriorates. Required. Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose that a coke layer and a coke mixed ore layer are charged into a blast furnace at the same time as a technique for simultaneously improving the reduction efficiency of the ore layer and improving the air permeability. A technique of alternate formation is disclosed.
しかしながら、特許文献１、２に記載された技術は、鉱石の溶融を促進させるために鉱石と同時に装入されるコークスの粒径を小さくしているので、鉱石が溶融し始めてから滴下するまでの領域（軟化融着帯）でコークスが消滅してしまい、軟化融着帯での通気性が不十分となるので還元材の削減量が少ない。 However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 reduce the particle size of coke charged simultaneously with the ore in order to promote the melting of the ore. Coke disappears in the region (softening cohesive zone), and the permeability in the softening cohesive zone becomes insufficient, so that the amount of reduction material to be reduced is small.
これに対し、特許文献３には、コークス混合鉱石層を形成する際に、コークスの平均粒径を鉱石の平均粒径に対して１．３倍以上とし、炉頂部に設置された炉頂バンカーへ搬送するベルトコンベア上における鉱石とコークスの堆積方法を調整することで、炉頂バンカーから排出される鉱石とコークスとの混合率を均一化する技術が開示されている。 On the other hand, in Patent Document 3, when forming a coke mixed ore layer, the average particle size of coke is set to be 1.3 times or more the average particle size of ore, and a furnace top bunker installed at the furnace top is used. Discloses a technique for adjusting the method of depositing ore and coke on a belt conveyor that conveys the ore and coke discharged from the furnace top bunker to make the mixing ratio of ore and coke uniform.
しかしながら、特許文献３は、高炉内に装入された後におけるコークスの偏析については何ら考慮されていない。特に鉱石とコークスの粒径差が大きい場合には、粒径の大きいコークスが高炉内に装入された後に偏析する。コークスの粒径を鉱石の粒径に対して１．３倍以上とした場合には、装入直前の混合率を制御するだけでは、高炉内における鉱石とコークスの混合状態を適正に制御するには不十分である。 However, Patent Literature 3 does not consider coke segregation after being charged into a blast furnace at all. In particular, when the particle size difference between ore and coke is large, coke having a large particle size segregates after being charged into the blast furnace. When the particle size of coke is set to be 1.3 times or more the particle size of ore, it is necessary to control the mixing ratio just before charging to properly control the mixing state of ore and coke in the blast furnace. Is not enough.
鉱石とコークスとが混合された混合原料を高炉内に装入してコークス混合鉱石層を形成させる場合においては、鉱石とコークスとが均一に混合され、これらがコークス混合鉱石層で近接配置されることによって、還元効率の向上と通気性の改善効果が得られ、高炉で使用する還元材を削減できる。しかしながら、上述したように、特許文献１〜３には、高炉内に装入された後におけるコークスの偏析に対して考慮されていないので、高炉内のコークス混合鉱石層における鉱石とコークスとの混合状態を適正に制御できない、という課題があった。 When charging a mixed raw material in which ore and coke are mixed into a blast furnace to form a coke mixed ore layer, the ore and coke are uniformly mixed, and these are arranged in close proximity in the coke mixed ore layer As a result, the effect of improving the reduction efficiency and the permeability can be obtained, and the amount of the reducing material used in the blast furnace can be reduced. However, as described above, Patent Literatures 1 to 3 do not consider coke segregation after being charged in a blast furnace, and therefore, mixing of ore and coke in a coke mixed ore layer in a blast furnace There was a problem that the state could not be properly controlled.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、鉱石の平均粒径に対して１．３倍以上の平均粒径のコークスを鉱石に混合装入してコークス混合鉱石層を形成させる場合に、当該混合原料が高炉内に装入された後におけるコークスの偏析を抑制し、高炉内のコークス混合鉱石層における鉱石とコークスとの混合状態を制御できる高炉への原料装入方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to coke mixed ore by charging coke having an average particle size of 1.3 times or more the average particle size of the ore. When forming the mixed raw material, charging the coke after the mixed raw material is charged into the blast furnace suppresses segregation of the coke, and feeds the raw material to the blast furnace capable of controlling the mixed state of ore and coke in the coke mixed ore layer in the blast furnace. It is to provide a method.
このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
［１］炉頂バンカーに貯留された鉱石およびコークスからなる混合原料であって該混合原料中のコークス混合率が同じかまたは異なる（コークス混合率が０の場合を含む）単一または複数の混合原料と、コークスとを、前記炉頂バンカーの下方に設置された旋回シュートを用いて、高炉に装入するベルレス式高炉への原料装入方法であって、
前記鉱石の平均粒径に対する前記コークスの平均粒径の比率が１．３以上であり、
１チャージで装入する前記混合原料を２バッチに分割し、第１バッチの装入位置より炉壁側の位置または前記装入位置と同じ位置から第２バッチの前記混合原料の装入を開始し、前記装入位置よりも炉中心側の位置にわたって前記第２バッチの前記混合原料を前記第１バッチの混合原料を覆うように装入し、かつ、
前記第２バッチで装入する混合コークスの相対混合比は（３）式を満たすことを特徴とする高炉への原料装入方法。
混合コークスの相対混合比≦１．３８×（混合コークスの平均粒径／鉱石の平均粒径） −１．０６ ・・・（３）
但し、（３）式において、混合コークスの相対混合比はコークス混合率４．２質量％を１．０としたコークス混合率の比率である。
［２］第１バッチの前記混合原料に１チャージで装入する混合コークスの全量を混合して装入することを特徴とする［１］に記載の高炉への原料装入方法。
［３］（２）式を満たすｒの範囲内の位置に、混合コークスが混合されていない鉱石からなる層を形成することを特徴とする［２］に記載の高炉への原料装入方法。
ｒ／Ｒ≦０．２・・・（２）
但し、（２）式において、ｒは、前記鉱石からなる層が形成される高さにおける炉中心から水平方向の距離（ｍ）であり、Ｒは、ｒと同じ高さにおける高炉炉体半径（ｍ）である。
The features of the present invention for solving such a problem are as follows.
[1] A mixed raw material composed of ore and coke stored in a furnace top bunker, wherein the coke mixing ratio in the mixed raw material is the same or different (including the case where the coke mixing ratio is 0), or a single or plural mixture Raw material and coke , using a rotating chute installed below the furnace top bunker, a method of charging a raw material into a bellless blast furnace to be charged into the blast furnace,
A ratio of an average particle size of the coke to an average particle size of the ore is 1.3 or more;
The mixed raw material to be charged in one charge is divided into two batches, and charging of the second batch of the mixed raw material is started from a position on the furnace wall side from the charging position of the first batch or the same position as the charging position. And charging the mixed material of the second batch so as to cover the mixed material of the first batch over a position closer to the center of the furnace than the charging position, and
A method for charging a raw material into a blast furnace, wherein the relative mixing ratio of the mixed coke charged in the second batch satisfies Expression (3) .
Relative mixing ratio of mixed coke ≦ 1.38 × (average particle size of mixed coke / average particle size of ore) −1.06 (3)
However, in the formula (3), the relative mixing ratio of the mixed coke is the ratio of the coke mixing ratio with the coke mixing ratio of 4.2% by mass being 1.0.
[2] The method for charging raw materials into a blast furnace according to [1], wherein the entire amount of the mixed coke charged in one charge is mixed and charged into the mixed raw material of the first batch.
[3] The method for charging raw materials into a blast furnace according to [2], wherein a layer made of ore in which mixed coke is not mixed is formed at a position within the range of r satisfying the expression (2).
r / R ≦ 0.2 (2)
In the equation (2), r is a horizontal distance (m) from the furnace center at the height at which the ore layer is formed, and R is a blast furnace furnace radius at the same height as r ( m).
本発明の高炉への原料装入方法を実施することで、鉱石の粒径に対して１．３倍以上の粒径のコークスを鉱石に混合装入してコークス混合鉱石層を形成させる場合においても、高炉内に装入された後におけるコークスの偏析を抑制でき、コークス混合鉱石層における鉱石とコークスとの混合状態を適正に制御できる。これにより、鉱石とコークスとを近接配置でき、還元効率の向上と通気性の改善効果が得られ、高炉で使用する還元材量の削減が実現できる。 When the method of charging raw materials into the blast furnace of the present invention is performed, coke having a particle size of 1.3 times or more of the ore is mixed and charged into the ore to form a coke mixed ore layer. In addition, segregation of coke after being charged into the blast furnace can be suppressed, and the mixed state of ore and coke in the coke mixed ore layer can be appropriately controlled. As a result, the ore and the coke can be arranged close to each other, and the effect of improving the reduction efficiency and the permeability can be obtained, and the amount of the reducing material used in the blast furnace can be reduced.
本発明者らは、鉱石の平均粒径に対する混合コークスの平均粒径の比率（以後、「混合コークスの粒径比」という）が１．３以上である混合コークスと鉱石とが混合された混合原料を用いてコークス混合鉱石層を形成させる場合において、ベルレス式高炉の炉頂バンカーの下方に設置された旋回シュートから混合原料が装入された後に、鉱石と混合コークスの粒径差に起因して、粒径が大きい混合コークスが偏析することを見出した。そして、この対策として、１チャージで装入する混合原料を２バッチに分割し、第１バッチの混合原料の装入位置よりも炉壁側の位置または第１バッチの混合原料の装入位置と同じ位置から第２バッチの混合原料の装入を開始し、第１バッチの混合原料の装入位置よりも炉中心側の位置にわたって第２バッチの混合原料を装入するとともに、第２バッチのコークス混合比を低くして第２バッチのコークス混合率を下げることで、高炉内に装入された後における混合コークスの偏析を抑制できることを見出して本発明を完成させた。以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。 The present inventors have found that a mixed coke having a ratio of the average particle size of the mixed coke to the average particle size of the ore (hereinafter, referred to as “particle size ratio of the mixed coke”) of 1.3 or more is mixed with the ore. In the case of forming a coke mixed ore layer using raw materials, the mixed raw material is charged from the ore and mixed coke after the mixed raw material is charged from the swirling chute installed below the top bunker of the bellless blast furnace. It was found that mixed coke having a large particle size segregated. As a countermeasure, the mixed raw material to be charged in one charge is divided into two batches, and a position closer to the furnace wall than the charging position of the first batch of mixed raw material or a charging position of the first batch of mixed raw material is determined. The charging of the second batch of mixed material is started from the same position, the second batch of mixed material is charged over a position closer to the furnace center than the charging position of the first batch of mixed material, and the second batch of mixed material is charged. The inventors have found that segregation of mixed coke after being charged into a blast furnace can be suppressed by lowering the coke mixing ratio of the second batch by lowering the coke mixing ratio, thereby completing the present invention. Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the present invention.
本実施形態の説明において、混合コークスとは、鉱石に混合されるコークスを意味する。また、コークス混合率とは、混合原料の質量に対する混合コークスの質量割合（質量％）を意味し、鉱石混合率とは、混合原料の質量に対する鉱石の質量割合（質量％）を意味する。さらに、混合コークス比とは、１チャージで装入する混合コークス全質量に対する各バッチで装入する混合コークスの質量比（−）を意味し、例えば、第２バッチの混合コークス比とは、１チャージで装入する混合コークス全質量に対する第２バッチで装入する混合コークスの質量比を意味する。同様に、鉱石比とは、１チャージで装入する鉱石全質量に対する各バッチで装入する鉱石の質量比（−）を意味する。 In the description of the present embodiment, mixed coke means coke mixed with ore. Further, the coke mixing ratio means a mass ratio (mass%) of the mixed coke to the mass of the mixed raw material, and the ore mixing ratio means a mass ratio (mass%) of the ore to the mass of the mixed raw material. Furthermore, the mixed coke ratio means the mass ratio (-) of the mixed coke charged in each batch with respect to the total mass of the mixed coke charged in one charge. For example, the mixed coke ratio of the second batch is 1 It means the mass ratio of the mixed coke charged in the second batch to the total mixed coke mass charged in the charge. Similarly, the ore ratio means the mass ratio (-) of the ore charged in each batch to the total mass of the ore charged in one charge.
混合コークスとして用いるコークスは、混合コークスの粒径比が１．３以上のコークスであればよく、例えば、コークス単独でコークス層として装入されるコークスの篩下に篩分けされた小塊コークス（平均粒径１０〜４０ｍｍ）を用いてもよく、コークス層として装入される粒径が大きいコークス（平均粒径４０〜７０ｍｍ）を用いてもよい。また、混合コークスを混合する鉱石は、焼結鉱、塊鉱石、ペレット等である。本実施形態において、平均粒径は算術平均粒径であって、Σ（Ｖｉ×ｄｉ）／Σ（Ｖｉ）（但し、Ｖｉ：粒子径ｄｉである粒子の存在比率であり、粒子径ｄｉは、各篩の篩目の中間粒径）で定義される粒径である。 The coke used as mixed coke may be any coke having a particle size ratio of mixed coke of 1.3 or more. For example, small coke sieved under the sieve of coke charged alone as a coke layer ( An average particle size of 10 to 40 mm) may be used, or coke (average particle size of 40 to 70 mm) having a large particle size charged as a coke layer may be used. The ores to be mixed with the mixed coke are sintered ores, lump ores, pellets, and the like. In the present embodiment, the average particle size is a arithmetic average particle diameter, Σ (V i × d i ) / Σ (V i) ( where, V i: a presence ratio of the particles is a particle diameter d i, particle size d i is the particle size which is defined by the median particle diameter) of sieve of each sieve.
まず、本発明をするに到った高炉原料装入装置の縮尺模型である模型実験装置を用いた原料装入実験について説明する。図１は、模型実験装置１０の概略図である。模型実験装置１０は、実高炉に対して１／１７.８に縮尺した実験装置である。 First, a raw material charging experiment using a model experiment apparatus which is a reduced scale model of the blast furnace raw material charging apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a model experiment apparatus 10. The model experimental apparatus 10 is an experimental apparatus scaled down to 1 / 17.8 with respect to an actual blast furnace.
まず、炉頂バンカー１２にコークスを貯留し、その後、集合ホッパー１８を介して旋回シュート２０から高炉炉体２２内にコークスを装入して、高炉炉体２２内にコークス層２６を形成させた。次に、炉頂バンカー１４に、コークス混合率が４．２質量％になるように、粒径１ｍｍの焼結鉱と混合コークスを混合した混合原料を貯留した。 First, coke was stored in the furnace top bunker 12, and then coke was charged into the blast furnace furnace body 22 from the revolving chute 20 via the collecting hopper 18 to form a coke layer 26 in the blast furnace furnace body 22. . Next, a mixed raw material obtained by mixing a sintered ore having a particle diameter of 1 mm and mixed coke was stored in the furnace top bunker 14 such that the coke mixing ratio was 4.2% by mass.
炉頂バンカー１４の下部に設けられた流量調整ゲート１６を開き、集合ホッパー１８を介して旋回シュート２０から高炉炉体２２内に混合原料を装入して、コークス層２６の上層にコークス混合鉱石層２４を形成させた。このように、１チャージの原料装入として、コークスおよび混合原料を高炉炉体２２内に装入した。その後、高炉炉体２２内に形成されたコークス混合鉱石層２４の高炉炉体２２における半径方向の各位置から混合原料サンプル３０を採取し、それぞれの混合原料サンプル３０のコークス混合率を測定した。 The flow control gate 16 provided at the lower part of the furnace top bunker 14 is opened, and the mixed raw material is charged into the blast furnace body 22 from the swirling chute 20 via the collecting hopper 18, and the coke mixed ore is formed on the upper layer of the coke layer 26. Layer 24 was formed. As described above, coke and a mixed raw material were charged into the blast furnace 22 as a one-charge raw material charging. Thereafter, the mixed raw material samples 30 were collected from the respective positions of the coke mixed ore layer 24 formed in the blast furnace body 22 in the radial direction of the blast furnace body 22, and the coke mixing ratio of each mixed raw material sample 30 was measured.
図２は、コークス混合率の測定結果を示すグラフである。図２において、横軸は、ｒ／Ｒ比（−）であり、縦軸は、コークス混合率（質量％）である。なお、ｒ／Ｒ比のｒは、混合原料サンプル３０を採取した高さにおける炉中心２８から水平方向の距離（ｍ）であり、Ｒは、ｒと同じ高さの高炉炉体半径（ｍ）である。 FIG. 2 is a graph showing the measurement results of the coke mixing ratio. In FIG. 2, the horizontal axis is the r / R ratio (-), and the vertical axis is the coke mixing ratio (% by mass). Note that r in the r / R ratio is the horizontal distance (m) from the furnace center 28 at the height at which the mixed raw material sample 30 was collected, and R is the blast furnace furnace radius (m) having the same height as r. It is.
図２に示すように、コークス混合鉱石層２４のコークス混合率は、炉中心側が高くなる。これは、混合コークスの粒径が鉱石の粒径よりも大きいので、この混合コークスと鉱石との粒度差に起因して、粒径の大きい混合コークスが炉中心側に偏析し、これにより、炉中心側のコークス混合率が高くなったと考えられる。 As shown in FIG. 2, the coke mixing ratio of the coke mixed ore layer 24 is higher on the furnace center side. This is because the particle size of the mixed coke is larger than the particle size of the ore, and due to the difference in particle size between the mixed coke and the ore, the mixed coke having a large particle size segregates toward the center of the furnace. It is considered that the coke mixing ratio on the center side increased.
このように混合コークスの粒径比は、混合コークスの偏析に影響を与えることが予測される。そこで、混合コークスの粒径比が混合コークスの偏析にどのように影響するか確認するために、混合コークスの粒径比を０．３、０．８、１．３、１．７、２．４、３．４に調整した混合原料を用いて、図１を用いて説明した原料装入実験を行なった。 Thus, the particle size ratio of the mixed coke is expected to affect the segregation of the mixed coke. Therefore, in order to confirm how the particle size ratio of the mixed coke affects the segregation of the mixed coke, the particle size ratio of the mixed coke is set to 0.3, 0.8, 1.3, 1.7, 2.. The raw material charging experiment described with reference to FIG. 1 was performed using the mixed raw materials adjusted to 4, 3.4.
図３は、混合コークスの粒径比と混合コークスの偏析比との関係を示すグラフである。図３において、横軸は、混合コークスの粒径比（−）であり、縦軸は、混合コークスの偏析比（−）である。なお、混合コークスの偏析比とは、コークス混合率の平均値に対するコークス混合率の最大値の比率であって、混合コークスの偏析度を表す指数として用いる。図２に示した例において、混合コークスの偏析比は、ｒ／Ｒ＝０．１のコークス混合率（最大値）をコークス混合率の平均値で除した値になる。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the particle size ratio of mixed coke and the segregation ratio of mixed coke. In FIG. 3, the horizontal axis is the particle size ratio (-) of the mixed coke, and the vertical axis is the segregation ratio (-) of the mixed coke. The segregation ratio of the mixed coke is the ratio of the maximum value of the mixed coke ratio to the average value of the mixed coke ratio, and is used as an index indicating the degree of segregation of the mixed coke. In the example shown in FIG. 2, the segregation ratio of the mixed coke is a value obtained by dividing the coke mixing ratio (maximum value) of r / R = 0.1 by the average value of the coke mixing ratio.
図３から、混合コークスの粒径比が１．３未満では、混合コークスの偏析比は２．０以下となりほとんど変化しないことがわかる。しかしながら、混合コークスの粒径比が１．３以上になると、混合コークスの粒径比の増加に比例して混合コークスの偏析比が大きくなり、混合コークスの偏析が顕著になることがわかる。すなわち、混合コークスの粒径比が１．３以上になると、高炉内に装入された後における混合コークスの偏析が顕著になることがわかる。 From FIG. 3, it is found that when the particle size ratio of the mixed coke is less than 1.3, the segregation ratio of the mixed coke is 2.0 or less and hardly changes. However, when the particle size ratio of the mixed coke becomes 1.3 or more, the segregation ratio of the mixed coke increases in proportion to the increase in the particle size ratio of the mixed coke, and it is found that the segregation of the mixed coke becomes remarkable. That is, when the particle size ratio of the mixed coke is 1.3 or more, the segregation of the mixed coke after being charged into the blast furnace becomes remarkable.
次に、コークス混合率が混合コークスの偏析にどのように影響するかについて説明する。図１〜図３の原料装入実験で用いたコークス混合率（４．２質量％）の混合原料に対して、コークス混合率を０．３５倍、０．４７倍、１．２７倍に調整した混合原料を用いて、混合コークスの粒径比を１．３以上とした場合の混合コークスの偏析比を確認した。 Next, how the coke mixing ratio affects segregation of mixed coke will be described. The coke mixing ratio was adjusted to 0.35 times, 0.47 times, and 1.27 times with respect to the mixed raw materials having the coke mixing ratio (4.2% by mass) used in the raw material charging experiments shown in FIGS. Using the mixed raw material thus obtained, the segregation ratio of the mixed coke when the particle size ratio of the mixed coke was 1.3 or more was confirmed.
図４は、種々のコークス混合率における混合コークスの粒径比と混合コークスの偏析比との関係を示すグラフである。図４において、横軸は、混合コークスの粒径比（−）であり、縦軸は、混合コークスの偏析比（−）である。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the particle size ratio of mixed coke and the segregation ratio of mixed coke at various coke mixing ratios. In FIG. 4, the horizontal axis represents the particle size ratio (-) of the mixed coke, and the vertical axis represents the segregation ratio (-) of the mixed coke.
図４に示すように、コークス混合率を下げると、混合コークスの偏析比が小さくなることがわかる。このように、混合原料におけるコークス混合率を下げることによって、高炉内に装入された後における混合コークスの偏析を抑制できることがわかる。 As shown in FIG. 4, when the coke mixing ratio is reduced, the segregation ratio of the mixed coke is reduced. Thus, it can be seen that by reducing the coke mixing ratio in the mixed raw material, segregation of the mixed coke after being charged into the blast furnace can be suppressed.
図５は、混合コークスの偏析比が２．０である場合の混合コークスの相対混合比と混合コークスの粒径比との関係を示すグラフである。図５において、横軸は、混合コークスの粒径比（−）であり、縦軸は、コークス混合率４．２質量％を１．０とした混合コークスの相対混合比（−）である。図５は、図４の混合コークス偏析比が２．０である線と、コークス混合率の各プロファイルとの交点である４つの点を、横軸を混合コークスの粒径比（−）、縦軸を混合コークスの相対混合比（−）としたグラフにプロットし、これらのプロットを通る近似式を示しており、この近似式から以下の（３）式を導くことができる。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the relative mixing ratio of the mixed coke and the particle size ratio of the mixed coke when the segregation ratio of the mixed coke is 2.0. In FIG. 5, the horizontal axis represents the particle size ratio (-) of the mixed coke, and the vertical axis represents the relative mixing ratio (-) of the mixed coke with the coke mixing ratio of 4.2% by mass being 1.0. FIG. 5 shows four points which are the intersections of the line of FIG. 4 where the mixed coke segregation ratio is 2.0 and the respective profiles of the coke mixing ratio. The axes are plotted on a graph with the relative mixing ratio (-) of the mixed coke, and approximate expressions passing through these plots are shown. From this approximate expression, the following expression (3) can be derived.
混合コークスの相対混合比＝１．３８×（混合コークスの平均粒径／鉱石の平均粒径）−１．０６・・・（３） Relative mixing ratio of mixed coke = 1.38 × (average particle size of mixed coke / average particle size of ore) −1.06 (3)
コークス混合率が４．２質量％である混合原料を高炉に装入する場合であって、第２バッチの混合コークス比をＲＯ２ＭＣとし、第２バッチの鉱石比をＲＯ２とすると、混合コークスの相対混合比は、ＲＯ２ＭＣ／ＲＯ２であるので、以下の数式（４）が導かれる。 When a mixed raw material having a coke mixing ratio of 4.2% by mass is charged into a blast furnace, and the mixed coke ratio of the second batch is set to RO2MC and the ore ratio of the second batch is set to RO2, the relative coke mixed Since the mixing ratio is RO2MC / RO2, the following equation (4) is derived.
ＲＯ２ＭＣ＝ＲＯ２×１．３８×（混合コークスの平均粒径／鉱石の平均粒径）−１．０６・・・（４） RO2MC = RO2 × 1.38 × (average particle size of mixed coke / average particle size of ore) −1.06 (4)
図４に示したように、コークス混合率が下がると混合コークスの偏析比は小さくなる。このことから、下記式（１）を満足するように、第２バッチの混合コークス比、第２バッチの鉱石比および混合コークスの粒径比を定めることで、混合コークスの偏析比を２．０以下にすることができる。 As shown in FIG. 4, when the coke mixing ratio decreases, the segregation ratio of the mixed coke decreases. From this, the segregation ratio of the mixed coke is set to 2.0 by determining the mixed coke ratio of the second batch, the ore ratio of the second batch, and the particle size ratio of the mixed coke so as to satisfy the following expression (1). It can be:
ＲＯ２ＭＣ≦ＲＯ２×１．３８×（混合コークスの平均粒径／鉱石の平均粒径）−１．０６・・・（１） RO2MC ≦ RO2 × 1.38 × (average particle size of mixed coke / average particle size of ore) −1.06 (1)
混合コークスの粒径比が大きくなったとしても、コークス混合率を下げることによって、ある程度は混合コークスの偏析を抑制できる。しかしながら、混合原料における混合コークスの粒径比が１．３以上となる場合には、高炉内に装入された後に鉱石と混合コークスの粒度差に起因して、粒径の大きい混合コークスが炉中心側に偏析する。このため、高炉内のコークス混合鉱石層における鉱石とコークスとの混合状態を適正に制御するには、高炉内に装入された後における混合コークスの偏析を抑制できる装入方法に変更する必要がある。 Even if the particle size ratio of the mixed coke increases, segregation of the mixed coke can be suppressed to some extent by reducing the coke mixing ratio. However, when the particle size ratio of the mixed coke in the mixed raw material is 1.3 or more, the mixed coke having a large particle size may not be mixed in the furnace due to the difference in particle size between the ore and the mixed coke after being charged into the blast furnace. Segregates toward the center. For this reason, in order to properly control the mixed state of ore and coke in the coke mixed ore layer in the blast furnace, it is necessary to change the charging method so that segregation of the mixed coke after charging in the blast furnace can be suppressed. is there.
図６は、従来の原料装入方法で鉱石を装入した後の鉱石層の堆積状態を示す断面図である。図６において、横軸は、ｒ／Ｒ比（−）であり、縦軸は、ＳＬからの距離（原料のストックラインからの距離（ｍ））である。なお、ｒ／Ｒ比のｒは、鉱石層が形成された高さにおける炉中心２８から水平方向の距離（ｍ）であり、Ｒは、ｒと同じ高さにおける高炉炉体半径（ｍ）である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state of deposit of an ore layer after ore is charged by a conventional raw material charging method. In FIG. 6, the horizontal axis is the r / R ratio (-), and the vertical axis is the distance from SL (the distance (m) of the raw material from the stock line). Note that r of the r / R ratio is a horizontal distance (m) from the furnace center 28 at the height where the ore layer is formed, and R is a blast furnace furnace radius (m) at the same height as r. is there.
図６に示すように、１チャージで装入する鉱石を２バッチに分割して高炉に装入する場合、従来は、第２バッチで装入した鉱石が炉中心側へ流れ込まないように、第１バッチを装入して鉱石層３２を形成させた後、鉱石層３２の上部かつ炉壁側に第２バッチを装入して、鉱石層３４を形成させている。しかしながら、このような装入方法では、高炉の炉壁側から炉中心側に向けて第２バッチの混合原料を装入すると、第１バッチの鉱石が混合コークスとともに炉中心側に流れ込み、混合コークスが炉中心側に偏析する。 As shown in FIG. 6, when the ore charged in one charge is divided into two batches and charged into the blast furnace, conventionally, the ore charged in the second batch is prevented from flowing into the furnace center side. After charging one batch to form the ore layer 32, the second batch is charged above the ore layer 32 and on the furnace wall side to form the ore layer 34. However, in such a charging method, when the mixed material of the second batch is charged from the furnace wall side of the blast furnace toward the furnace center, the ore of the first batch flows into the furnace center together with the mixed coke, and the mixed coke is mixed. Segregates toward the center of the furnace.
図７は、本実施形態に係る原料装入方法で混合原料を装入した後のコークス混合鉱石層の堆積状態を示す断面図である。図７においても、横軸は、ｒ／Ｒ比（−）であり、縦軸は、ＳＬからの距離（ｍ）である。なお、ｒ／Ｒ比のｒは、コークス混合鉱石層が形成された高さにおける炉中心２８から水平方向の距離（ｍ）であり、Ｒは、ｒと同じ高さにおける高炉炉体半径（ｍ）である。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a deposited state of the coke mixed ore layer after charging the mixed raw material by the raw material charging method according to the present embodiment. Also in FIG. 7, the horizontal axis is the r / R ratio (-), and the vertical axis is the distance (m) from SL. Note that r in the r / R ratio is the horizontal distance (m) from the furnace center 28 at the height where the coke mixed ore layer is formed, and R is the blast furnace furnace radius (m) at the same height as r. ).
本実施形態に係る原料装入方法では、１チャージで装入する混合原料を２バッチに分割し、第１バッチを装入してコークス混合鉱石層３６を形成させた後、第１バッチの混合原料の装入位置より炉壁側の位置から第２バッチの混合原料の装入を開始し、第１バッチの混合原料の装入位置よりも炉中心側の位置にわたって第２バッチの混合原料を装入する。このように混合原料を装入することで、第１バッチの鉱石が混合コークスとともに炉中心側に流れ込むことを防止できる。さらに第２バッチのコークス混合比を低くしてコークス混合率を下げることで、炉中心側への混合コークスの偏析を抑制できる。 In the raw material charging method according to the present embodiment, the mixed raw material charged in one charge is divided into two batches, and the first batch is charged to form the coke mixed ore layer 36, and then the first batch is mixed. The charging of the second batch of mixed raw material is started from a position closer to the furnace wall than the charging position of the raw material, and the mixed raw material of the second batch is mixed over a position closer to the furnace center than the charging position of the first batch of mixed raw material. Charge. By charging the mixed raw material in this way, it is possible to prevent the ore of the first batch from flowing into the furnace center together with the mixed coke. Further, by lowering the coke mixing ratio of the second batch to lower the coke mixing ratio, segregation of the mixed coke toward the furnace center can be suppressed.
図８は、原料装入方法および混合コークス比を変えた場合の半径方向におけるコークス混合率分布を示すグラフである。図８において、横軸は、図７と同じｒ／Ｒ比（−）であり、縦軸は、コークス混合率（質量％）である。 FIG. 8 is a graph showing the coke mixing ratio distribution in the radial direction when the raw material charging method and the mixed coke ratio are changed. 8, the horizontal axis is the same r / R ratio (-) as in FIG. 7, and the vertical axis is the coke mixing ratio (% by mass).
図８の「Ｏ２混合コークス比３５＋装入方法１」は、第２バッチの混合コークス比を０．３５にして、図６を用いて説明した原料装入方法で高炉に装入したことを示す。また、「Ｏ２混合コークス比１７＋装入方法１」とは、第２バッチの混合コークス比を０．１７にして、図６を用いて説明した原料装入方法で高炉に装入したことを示す。図８に示した例において、第２バッチの混合コークス比を０．１７とした場合、上記数式（１）を満足するが、第２バッチの混合コークス比を０．３５とした場合、上記数式（１）を満足しない。 “O2 mixed coke ratio 35 + charging method 1” in FIG. 8 indicates that the mixed coke ratio of the second batch was set to 0.35 and charged into the blast furnace by the raw material charging method described with reference to FIG. . "O2 mixed coke ratio 17 + charging method 1" indicates that the mixed coke ratio of the second batch was set to 0.17 and charged into the blast furnace by the raw material charging method described with reference to FIG. . In the example shown in FIG. 8, when the mixed coke ratio of the second batch is set to 0.17, the above equation (1) is satisfied. However, when the mixed coke ratio of the second batch is set to 0.35, the above equation is satisfied. Not satisfying (1).
また、図８の「Ｏ２混合コークス比３５＋装入方法２」とは、第２バッチの混合コークス比を０．３５にして、図７に示した本実施形態に係る原料装入方法で高炉に装入したことを示す。「Ｏ２混合コークス比１７＋装入方法２」とは、第２バッチの混合コークス比を０．１７にして、図７に示した本実施形態に係る原料装入方法で高炉に装入したことを示す。さらに「Ｏ２混合コークス比０＋装入方法２」とは、第１バッチに全ての混合コークスを混合し、第２バッチでは混合コークスを混合しないで鉱石のみを、図７に示した本実施形態に係る原料装入方法で高炉に装入したことを示す。 Further, “O2 mixed coke ratio 35 + charging method 2” in FIG. 8 means that the mixed coke ratio of the second batch is 0.35 and the raw material charging method according to the present embodiment shown in FIG. Indicates charging. "O2 mixed coke ratio 17 + charging method 2" means that the mixed coke ratio of the second batch was set to 0.17 and charged into the blast furnace by the raw material charging method according to the present embodiment shown in Fig. 7. Show. Further, “O2 mixed coke ratio 0 + charging method 2” means that all mixed cokes are mixed in the first batch, and only the ore is mixed in the second batch without mixing the mixed coke in the present embodiment shown in FIG. This shows that the blast furnace was charged by such a raw material charging method.
図８に示すように、従来の原料装入方法である装入方法１で混合原料を高炉に装入した場合には、炉中心側に混合コークスが多量に偏析することがわかる。なお、第２バッチのコークス混合比を０．１７にして、コークス混合率を下げたとしても、装入方法１で混合原料を高炉に装入した場合には炉中心側に混合コークスが多量に偏析する。また、装入方法２で混合原料を高炉に装入した場合であっても、第２バッチのコークス混合比が０．３５である場合には、炉中心側に混合コークスが偏析する。 As shown in FIG. 8, when the mixed raw material is charged into the blast furnace by the charging method 1 which is a conventional raw material charging method, it is found that a large amount of mixed coke is segregated at the furnace center side. In addition, even if the coke mixing ratio of the second batch was set to 0.17 and the coke mixing ratio was lowered, when the mixed raw material was charged into the blast furnace by the charging method 1, a large amount of mixed coke was located at the center of the furnace. Segregate. Even when the mixed raw material is charged into the blast furnace by the charging method 2, if the coke mixing ratio of the second batch is 0.35, the mixed coke segregates toward the furnace center.
一方、第２バッチのコークス混合比を０．１７にして、第２バッチのコークス混合率を（１）式を満足するまで下げた上で、装入方法２で当該混合原料を高炉に装入することで、炉中心側への混合コークスの偏析が抑制されることがわかる。また、第１バッチに１チャージで装入する混合コークスを全量装入し、第２バッチの混合コークス比を０にした上で、装入方法２で当該混合原料を装入することで、炉中心側へのコークスの偏析が大幅に抑制されることがわかる。炉中心側は装入される鉱石が少ないので、炉中心側に混合コークスを多量に装入しても還元効率の向上および通気性の改善効果は小さい。このように、本実施形態に係る原料装入方法を用いることで、炉中心側への混合コークスの偏析を抑制でき、コークス混合鉱石層における鉱石とコークスとの混合状態を適正に制御できる。これにより、コークス混合鉱石層において鉱石と混合コークスとを近接配置でき、還元効率の向上と通気性の改善効果が得られ、高炉で使用する還元材量の削減が実現できると考えられる。 On the other hand, the coke mixing ratio of the second batch was set to 0.17, the coke mixing ratio of the second batch was reduced until the formula (1) was satisfied, and then the mixed raw material was charged into the blast furnace by charging method 2. This indicates that segregation of the mixed coke toward the furnace center side is suppressed. Further, the mixed coke to be charged in one charge in the first batch is charged in its entirety, the mixed coke ratio in the second batch is set to 0, and then the mixed raw material is charged by the charging method 2 to obtain a furnace. It can be seen that segregation of coke toward the center side is greatly suppressed. Since the amount of ore charged in the furnace center side is small, even if a large amount of mixed coke is charged in the furnace center side, the effect of improving the reduction efficiency and improving the air permeability is small. As described above, by using the raw material charging method according to the present embodiment, segregation of mixed coke toward the furnace center can be suppressed, and the mixed state of ore and coke in the coke mixed ore layer can be appropriately controlled. Thus, it is considered that the ore and the mixed coke can be arranged close to each other in the coke mixed ore layer, the effect of improving the reduction efficiency and the permeability can be obtained, and the amount of the reducing agent used in the blast furnace can be reduced.
また、図８に示すように、第２バッチの混合コークス比を０にした場合には、炉中心側に装入する第２バッチ目の装入により、炉中心側に鉱石単独層を形成することが可能となる。このように、炉中心側に鉱石単独層を形成することで偏析を完全に抑止することになり、コークス混合鉱石層における鉱石と混合コークスとの混合をより適正に制御できる。なお、炉中心側とは、以下の（２）式を満たすｒの範囲内の位置である。 As shown in FIG. 8, when the mixed coke ratio of the second batch is set to 0, the ore single layer is formed on the furnace center side by charging the second batch charged on the furnace center side. It becomes possible. As described above, by forming the ore single layer on the furnace center side, segregation is completely suppressed, and the mixing of the ore and the mixed coke in the coke mixed ore layer can be more appropriately controlled. The furnace center side is a position within the range of r satisfying the following equation (2).
ｒ／Ｒ≦０．２・・・（２）
但し、（２）式においてｒは、鉱石単独層が形成される高さの炉中心２８から水平方向の距離（ｍ）であり、Ｒは、ｒと同じ高さにおける高炉炉体半径（ｍ）である。
r / R ≦ 0.2 (2)
Here, in the equation (2), r is a horizontal distance (m) from the furnace center 28 at a height where the ore single layer is formed, and R is a blast furnace furnace radius (m) at the same height as r. It is.
図９は、本実施形態に係る別の原料装入方法で混合原料を装入した後のコークス混合鉱石層の堆積状態を示す断面図である。図９においても、横軸は、ｒ／Ｒ比（−）であり、縦軸は、ＳＬからの距離（ｍ）である。なお、ｒ／Ｒ比のｒは、コークス混合鉱石層が形成された高さにおける炉中心２８から水平方向の距離（ｍ）であり、Ｒは、ｒと同じ高さにおける高炉炉体半径（ｍ）である。 FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a deposition state of a coke mixed ore layer after charging a mixed raw material by another raw material charging method according to the present embodiment. Also in FIG. 9, the horizontal axis is the r / R ratio (-), and the vertical axis is the distance (m) from SL. Note that r in the r / R ratio is the horizontal distance (m) from the furnace center 28 at the height where the coke mixed ore layer is formed, and R is the blast furnace furnace radius (m) at the same height as r. ).
図９に示すように、第１バッチの混合原料を炉壁部まで到達しないように装入してコークス混合鉱石層４０を形成させ、第１バッチの装入位置よりも炉壁側の位置から第２バッチの混合原料の装入を開始し、第１バッチの装入位置よりも炉中心側の位置にわたって第２バッチの混合原料を装入してコークス混合鉱石層４２を形成させる。このような装入方法で混合原料を装入することで、炉中間部に装入される混合コークスの割合を高めることができるのでより好ましい。なお、炉中間部とは、下記（５）式を満たすｒの範囲内の位置である。 As shown in FIG. 9, the mixed raw material of the first batch is charged so as not to reach the furnace wall to form a coke mixed ore layer 40, and the mixed raw material layer is formed from a position closer to the furnace wall than the charging position of the first batch. The charging of the mixed raw material of the second batch is started, and the mixed raw material of the second batch is charged over a position closer to the furnace center than the charging position of the first batch to form the coke mixed ore layer 42. It is more preferable to charge the mixed raw material by such a charging method because the ratio of the mixed coke charged in the furnace intermediate portion can be increased. The furnace middle part is a position within the range of r satisfying the following equation (5).
０．３≦ｒ／Ｒ≦０．７・・・（５）
但し、（５）式においてｒは、コークス混合鉱石層が形成される高さにおける炉中心２８から水平方向の距離（ｍ）であり、Ｒは、ｒと同じ高さにおける高炉炉体半径（ｍ）である。
0.3 ≦ r / R ≦ 0.7 (5)
Where r is the horizontal distance (m) from the furnace center 28 at the height where the coke mixed ore layer is formed, and R is the blast furnace furnace radius (m) at the same height as r. ).
炉中心側と炉壁側は、通気性を確保しガスの流れを安定化させるために鉱石の装入量が他の部分と比較して相対的に少なくなっている。鉱石の装入量が少ない炉中心側と炉壁側に混合コークスが偏析すると、混合コークスを混合することによって得られる還元効率の向上および通気性の改善効果が小さくなる。したがって、高炉内への混合原料の装入方法としては、混合コークスの偏析を抑制しつつ、鉱石の装入量が多い炉中間部により多くのコークスを混合させることが好ましい。 The amount of ore charged on the furnace center side and the furnace wall side is relatively small as compared with other parts in order to secure air permeability and stabilize the gas flow. When the mixed coke segregates on the furnace center side and the furnace wall side where the amount of ore charged is small, the effect of improving the reduction efficiency and improving the air permeability obtained by mixing the mixed coke decreases. Therefore, as a method of charging the mixed raw material into the blast furnace, it is preferable to suppress segregation of the mixed coke and to mix more coke in the furnace intermediate portion where the amount of charged ore is large.
上記理由から、第１バッチで装入される混合コークスは、鉱石の装入割合が高い炉中間部に多く装入することが望ましく、第１バッチに装入される混合コークスの５０質量％以上を炉中間部に装入することが好ましく、６０質量％以上を炉中間部に装入することがより好ましい。 For the above reasons, it is desirable that the mixed coke charged in the first batch is charged in a large amount in the furnace intermediate portion where the ore charging ratio is high, and 50% by mass or more of the mixed coke charged in the first batch. Is preferably charged into the middle part of the furnace, and more preferably 60% by mass or more is charged into the middle part of the furnace.
本実施形態において、混合コークスの粒径比が１．３以上の混合コークスを鉱石に混合している。このような粒径比の混合コークスを用いることで、高炉における軟化融着帯でのコークスの消滅を抑制でき、軟化融着帯での通気性を確保できる。また、混合コークスとして、コークス層２６に装入されるコークスと比較して反応性が高い高反応性のコークスを使用することが好ましい。高反応性のコークスを使用することで、還元材比低減効果を高めることができる。 In this embodiment, mixed coke having a particle size ratio of mixed coke of 1.3 or more is mixed with ore. By using the mixed coke having such a particle size ratio, the disappearance of coke in the softening cohesive zone in the blast furnace can be suppressed, and the gas permeability in the softening cohesive zone can be ensured. Further, it is preferable to use a highly reactive coke having higher reactivity than the coke charged in the coke layer 26 as the mixed coke. By using highly reactive coke, the effect of reducing the reducing agent ratio can be enhanced.
本実施形態に係る原料装入方法として、第２バッチで装入する混合原料のコークス混合率を、（１）式を満足するように下げた上で、第１バッチの混合原料の装入位置より炉壁側の位置から第２バッチの混合原料の装入を開始し、第１バッチの混合原料の装入位置よりも炉中心側の位置にわたって第２バッチの混合原料を装入する方法を示した。しかしながら、これに限られず、第２バッチで装入する混合原料のコークス混合率を、上記（１）式を満足するように下げた上で、第１バッチの混合原料の装入位置と同じ位置から第２バッチの混合原料の装入を開始し、第１バッチの混合原料の装入位置よりも炉中心側の位置にわたって第２バッチの混合原料を装入してもよい。このように装入しても、炉中心側への混合コークスの偏析を抑制できることを確認している。 As the raw material charging method according to the present embodiment, the coke mixing ratio of the mixed raw material charged in the second batch is reduced so as to satisfy the expression (1), and then the charging position of the mixed raw material in the first batch is reduced. A method of starting charging the second batch of mixed raw material from a position closer to the furnace wall and charging the second batch of mixed raw material over a position closer to the center of the furnace than the charging position of the first batch of mixed raw material is described. Indicated. However, the present invention is not limited to this, and after lowering the coke mixing ratio of the mixed raw material charged in the second batch so as to satisfy the above formula (1), the same position as the charging position of the mixed raw material in the first batch is used. , The charging of the second batch of mixed raw materials may be started, and the second batch of mixed raw materials may be charged over a position closer to the center of the furnace than the charging position of the first batch of mixed raw materials. It has been confirmed that even with such charging, segregation of mixed coke toward the furnace center side can be suppressed.
内容積が５５００ｍ３である高炉を用いて、高炉操業を実施して還元材比の低減効果を評価した。ここでは、出銑比、送風条件、混合コークスの性状は一定として、混合原料の原料装入方法およびコークス混合率を変えて還元材比の低減効果を評価した。比較例１〜５および実施例１〜４の評価条件および評価結果を表１に示す。 Using a blast furnace having an inner volume of 5500 m 3 , a blast furnace operation was performed to evaluate the effect of reducing the reducing material ratio. Here, the tapping ratio, the blowing conditions, and the properties of the mixed coke were fixed, and the effect of reducing the reducing agent ratio was evaluated by changing the raw material charging method and the coke mixing ratio of the mixed raw materials. Table 1 shows the evaluation conditions and evaluation results of Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 4.
表１おける原料装入方法の行に記した「１」は、図６を用いて説明した原料装入方法で混合原料を高炉に装入したことを示し、「２」は、図７を用いて説明した原料装入方法で混合原料を高炉に装入したことを示し、「３」は、図９を用いて説明した原料装入方法で混合原料を高炉に装入したことを示す。 “1” described in the row of the raw material charging method in Table 1 indicates that the mixed raw material was charged into the blast furnace by the raw material charging method described with reference to FIG. 6, and “2” was determined using FIG. "3" indicates that the mixed raw material was charged into the blast furnace by the raw material charging method described with reference to Fig. 9.
また、表１における「Ｏ２鉱石比」とは、１チャージで装入する鉱石の質量に対する第２バッチの鉱石比を示し、「Ｏ２混合コークス比」とは、１チャージで装入する混合コークスの質量に対する第２バッチの混合コークス比を示す。なお、Ｏ２混合コークス比が０とは、第２バッチでは鉱石に混合コークスを混合させず、全ての混合コークスが第１バッチで高炉に装入されることを意味する。さらに、「（１）式の右辺」とは、第２バッチの鉱石比と混合コークスの粒径比と式（１）の右辺を用いて算出される値である。第２バッチの混合コークス比（Ｏ２混合コークス比）がこの値以下の場合、式（１）を満足することになる。 Further, “O2 ore ratio” in Table 1 indicates the ore ratio of the second batch to the mass of ore charged in one charge, and “O2 mixed coke ratio” indicates the mixed coke charged in one charge. 2 shows the mixed coke ratio of the second batch to the mass. The O2 mixed coke ratio of 0 means that the mixed coke is not mixed with the ore in the second batch and all the mixed coke is charged into the blast furnace in the first batch. Further, “the right side of the equation (1)” is a value calculated using the ore ratio of the second batch, the particle size ratio of the mixed coke, and the right side of the equation (1). When the mixed coke ratio (O2 mixed coke ratio) of the second batch is equal to or less than this value, Expression (1) is satisfied.
比較例１〜３は、原料装入方法１で混合原料を装入した場合における高炉操業例である。原料装入方法１で混合原料を高炉に装入した場合においては、第１バッチのコークス混合比を高くし、第２バッチのコークス混合比を低くして第２バッチのコークス混合率を下げても、還元材比は増加し、還元材比を低減させることができなかった。 Comparative Examples 1 to 3 are blast furnace operation examples in which a mixed raw material was charged by the raw material charging method 1. When the mixed raw material is charged into the blast furnace by the raw material charging method 1, the coke mixing ratio of the first batch is increased, the coke mixing ratio of the second batch is reduced, and the coke mixing ratio of the second batch is reduced. However, the reducing agent ratio increased, and the reducing agent ratio could not be reduced.
比較例４、実施例１および実施例３は、原料装入方法２で混合原料を高炉に装入した高炉操業例である。原料装入方法２で混合原料を高炉に装入した場合であっても、第２バッチの混合コークス比が高い場合には還元材比は低減しない。一方、第２バッチの混合コークス比を低くして（１）式を満足する０．１７にしたところ、原料装入方法１で混合原料を装入した場合よりも還元材比が低減した。すなわち、図８に示したように、原料装入方法２で混合原料を高炉に装入することで混合コークスの偏析を抑制できるもののそれだけで十分ではなく、さらに、第２バッチの混合コークス比を低くして（１）式を満足させることで、原料装入方法１で混合原料を装入した場合よりも還元材比を低減させることができた。さらに第２バッチの混合コークス比を低くして、第２バッチのコークス混合率を０にすることで、さらに還元材比を低減させることができた。 Comparative Example 4, Example 1 and Example 3 are blast furnace operation examples in which the mixed raw material was charged into the blast furnace by the raw material charging method 2. Even when the mixed raw material is charged into the blast furnace by the raw material charging method 2, the reducing material ratio does not decrease when the mixed coke ratio of the second batch is high. On the other hand, when the mixed coke ratio of the second batch was reduced to 0.17 which satisfied the expression (1), the reducing material ratio was lower than that in the case where the mixed raw material was charged by the raw material charging method 1. That is, as shown in FIG. 8, although the segregation of the mixed coke can be suppressed by charging the mixed raw material into the blast furnace by the raw material charging method 2, this is not sufficient, and the mixed coke ratio of the second batch is further reduced. By reducing the value and satisfying the expression (1), the reducing material ratio could be reduced as compared with the case where the mixed raw material was charged by the raw material charging method 1. Further, by reducing the mixed coke ratio of the second batch and setting the coke mixing ratio of the second batch to 0, the reducing agent ratio could be further reduced.
比較例５、実施例２および実施例４は、原料装入方法３で混合原料を高炉に装入した高炉操業例である。原料装入方法３で混合原料を高炉に装入した場合であっても、第２バッチの混合コークス比が高い場合には還元材比は低減しない。一方、第２バッチの混合コークス比を低くして第２バッチのコークス混合率を（１）式を満足する０．１７にしたところ、原料装入方法１で混合原料を装入した場合よりも還元材比が低減した。すなわち、原料装入方法３で混合原料を高炉に装入することで混合コークスの偏析を抑制できるもののそれだけで十分ではなく、さらに、第２バッチの混合コークス比を低くして（１）式を満足させることで、原料装入方法１で原料を装入した場合よりも還元材比を低減させることができた。さらに第２バッチの混合コークス比を低くして、第２バッチのコークス混合率を０にすることで、さらに還元材比を低減させることができた。また、実施例１〜４から、原料装入方法３で混合原料を装入する方が、原料装入方法２で混合原料を装入するよりも還元材比を低減できることがわかった。 Comparative Example 5, Example 2 and Example 4 are blast furnace operation examples in which the mixed raw material was charged into the blast furnace by the raw material charging method 3. Even when the mixed raw material is charged into the blast furnace by the raw material charging method 3, when the mixed coke ratio of the second batch is high, the reducing agent ratio does not decrease. On the other hand, when the mixed coke ratio of the second batch was lowered to 0.17, which satisfies the expression (1), by mixing the coke ratio of the second batch, the mixed coke ratio was lower than that in the case where the mixed raw material was charged by the raw material charging method 1. The reducing material ratio has been reduced. That is, the segregation of the mixed coke can be suppressed by charging the mixed raw material into the blast furnace by the raw material charging method 3, but this is not sufficient, and further, the mixed coke ratio of the second batch is lowered and the equation (1) is reduced. By satisfying, the reducing material ratio could be reduced as compared with the case where the raw material was charged by the raw material charging method 1. Further, by reducing the mixed coke ratio of the second batch and setting the coke mixing ratio of the second batch to 0, the reducing agent ratio could be further reduced. Further, from Examples 1 to 4, it was found that charging the mixed raw material by the raw material charging method 3 can reduce the reducing material ratio more than charging the mixed raw material by the raw material charging method 2.
このように、混合コークスの粒径比を１．３以上とし、上記（１）式を満足するように第２バッチの混合コークス比を低くし、図７および図９を用いて説明した本実施形態に係る原料装入方法で混合原料を高炉に装入することで、混合コークスの偏析を抑制し、高炉操業の還元材比を低減させることができ、これにより、高炉で使用する還元材量を削減できることが確認できた。また、第２バッチの混合コークス比を０に近づけることで、高炉操業の還元材比をさらに低減させることができ、これにより、高炉で使用する還元材量もさらに削減できることが確認できた。 As described above, the particle size ratio of the mixed coke is set to 1.3 or more, and the mixed coke ratio of the second batch is reduced so as to satisfy the above equation (1). By charging the mixed raw material into the blast furnace by the raw material charging method according to the embodiment, segregation of the mixed coke can be suppressed and the ratio of the reduced material in the blast furnace operation can be reduced, thereby reducing the amount of the reduced material used in the blast furnace. Can be reduced. In addition, it was confirmed that by reducing the mixed coke ratio of the second batch to 0, the reducing agent ratio in the blast furnace operation could be further reduced, and thereby the amount of reducing agent used in the blast furnace could be further reduced.
１０ 模型実験装置
１２ 炉頂バンカー
１４ 炉頂バンカー
１６ 流量調整ゲート
１８ 集合ホッパー
２０ 旋回シュート
２２ 高炉炉体
２４ コークス混合鉱石層
２６ コークス層
２８ 炉中心
３０ 混合原料サンプル
３２ 鉱石層
３４ 鉱石層
３６ コークス混合鉱石層
３８ コークス混合鉱石層
４０ コークス混合鉱石層
４２ コークス混合鉱石層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Model experiment apparatus 12 Furnace bunker 14 Furnace bunker 16 Flow rate adjustment gate 18 Collecting hopper 20 Rotating chute 22 Blast furnace furnace 24 Coke mixed ore layer 26 Coke layer 28 Furnace center 30 Mixed raw material sample 32 Ore layer 34 Ore layer 36 Coke mixing Ore layer 38 Coke mixed ore layer 40 Coke mixed ore layer 42 Coke mixed ore layer
Claims (3)
前記混合原料における前記鉱石の平均粒径に対する前記コークスの平均粒径の比率が１．３以上であり、
前記炉頂バンカーに、コークスと、コークス混合率が同じ１種類の前記混合原料またはコークス混合率の異なる２種類の前記混合原料とを準備し、
１チャージで装入する前記混合原料を２バッチに分割し、
第１バッチの混合原料を高炉の炉中心からの水平方向の距離ｒ（ｍ）と高炉炉体半径R（ｍ）の比ｒ／Ｒが０．２より大きい領域に装入し、
前記第１バッチの装入位置より炉壁側の位置または前記第1バッチの装入位置と同じ位置から前記第２バッチの前記混合原料の装入を開始し、前記第１バッチの装入位置よりも炉中心側の位置にわたって前記第２バッチの前記混合原料を前記第１バッチの混合原料を覆うように装入し、かつ、
前記第２バッチで装入する混合コークスの相対混合比は（３）式を満たすことを特徴とする高炉への原料装入方法。
混合コークスの相対混合比≦１．３８×（混合コークスの平均粒径／鉱石の平均粒径）−１．０６・・・（３）
但し、（３）式において、混合コークスの相対混合比はコークス混合率４．２質量％を１．０としたコークス混合率の比率である。 The mixture raw material consisting of pooled ore and coke in the furnace top bunker, with the installed pivoting chute below the furnace top bunker, a raw material charging process of the bell-less type blast furnace is charged into the blast furnace ,
The ratio of the average particle size of the coke to the average particle size of the ore in the mixed raw material is 1.3 or more,
In the furnace top bunker, coke and coke mixing ratio are prepared with the same one mixed material or two different mixed materials having different coke mixing ratios,
The mixed raw material charged in one charge is divided into two batches,
The mixed material of the first batch is charged into a region where the ratio r / R of the horizontal distance r (m) from the furnace center of the blast furnace to the radius R (m) of the blast furnace body is larger than 0.2,
Wherein the charging of the mixed raw material of the second batch starting from the furnace wall side of the position or the same position as the loading position of the first batch from the loading position of the first batch, loading position of the first batch the mixed raw material of the second batch was charged to cover the mixed material of the first batch over the position of the furnace center side than, and,
A method of charging raw materials into a blast furnace, wherein the relative mixing ratio of the mixed coke charged in the second batch satisfies the expression (3).
Relative mixing ratio of mixed coke ≦ 1.38 × (average particle size of mixed coke / average particle size of ore) −1.06 (3)
However, in the formula (3), the relative mixing ratio of the mixed coke is the ratio of the coke mixing ratio with the coke mixing ratio of 4.2% by mass being 1.0.
前記混合原料における前記鉱石の平均粒径に対する前記コークスの平均粒径の比率が１．３以上であり、 The ratio of the average particle size of the coke to the average particle size of the ore in the mixed raw material is 1.3 or more,
前記炉頂バンカーに、コークスと、前記混合原料と、鉱石とを準備し、In the furnace top bunker, coke, the mixed raw material, and ore are prepared,
第１バッチとして混合原料を高炉の炉中心からの水平方向の距離ｒ（ｍ）と高炉炉体半径R（ｍ）の比ｒ／Ｒが０．２より大きい領域に装入し、As a first batch, the mixed raw material is charged into a region where the ratio r / R of the horizontal distance r (m) from the furnace center of the blast furnace to the radius R (m) of the blast furnace body is larger than 0.2,
前記第１バッチの装入につづいて、前記第１バッチの装入位置より炉壁側の位置またはFollowing the charging of the first batch, a position closer to the furnace wall than the charging position of the first batch or
前記第1バッチの装入位置と同じ位置から第２バッチとして前記鉱石の装入を開始し、前記第１バッチの装入位置よりも炉中心側の位置にわたって前記第２バッチの前記鉱石を前記第１バッチの混合原料を覆うように装入することを特徴とする高炉への原料装入方法。The charging of the ore is started as a second batch from the same position as the charging position of the first batch, and the ore of the second batch is spread over a position closer to the center of the furnace than the charging position of the first batch. A method for charging a raw material into a blast furnace, wherein the raw material is charged so as to cover the mixed raw material of the first batch.
ｒ／Ｒ≦０．２・・・（２）
但し、（２）式において、ｒは、前記鉱石からなる層が形成される高さにおける炉中心から水平方向の距離（ｍ）であり、Ｒは、ｒと同じ高さにおける高炉炉体半径（ｍ）である。 The method for charging a raw material into a blast furnace according to claim 2 , wherein a layer made of ore in which mixed coke is not mixed is formed at a position within the range of r satisfying the expression (2).
r / R ≦ 0.2 (2)
In the equation (2), r is a horizontal distance (m) from the furnace center at the height at which the ore layer is formed, and R is a blast furnace furnace radius at the same height as r ( m).
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