JPH01208409A - 高炉への原料装入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特定された原料を高炉軸心部へ適確に装入す
ることによって高炉操業の安定度を高めることに成功し
た高炉への原料装入方法に関するものである。

［従来の技術］ 高炉操業においては、生産規模が大きいので炉況の良否
による生産量の変動も大きく次工程の計画操業に与える
影響も著しいものかある。そこで生産量の高位安定化を
はかる為に良好な操業状態を安定的に維持することが特
に重要であり、その意味で炉内装入原料の分布を適正に
管理することが要求される。即ち炉内に装入された鉱石
は、炉内を上昇する高温還元ガスによって加熱されつつ
還元されるが、この加熱と還元を効率良く行なう為には
、装入原料の分布を均一に保ち、すべての鉱石層に対し
て均等に還元ガスを供給する必要がある。しかし実際の
操業においては、原料装入装置の特性や装入物の流動特
性乃至堆積特性等柱々の因子が影響して、均一な分布状
態を維持することは困難であり、原料分布状態の乱れひ
いては炉況の悪化が避は難い。即ち還元ガスの局部的な
偏流が生じ、柵吊り、スリップ、フラッディング等が多
発する。従ってこの様な炉況変化があっても操業を安定
的に維持していく為には炉内ガス流を単に均等に分散さ
せるのではなく、ガス流の一部を一定の領域特に高炉軸
心部に集中させ（以下中心流という）、炉内ガス圧の安
全弁的機能を果させる方がよいという考え方が一般的見
解になりつつあるが、中心流を安定的に維持する技術に
ついては未だ完成されたものがない。

例えばベル方式等による通常の原料装入方式であると鉱
石並びにコークスは炉壁に落下した後高炉軸心側へ流れ
込むことになるが、一般に鉱石の安息角はコークスの安
息角に比べて小さいので鉱石は軸心側に流動し易く、鉱
石層とコークス層の厚み比（Ｏｒｅ／Ｃｏｋｅ以下車に
Ｏ／Ｃという）は炉心部において高くなる。特にベレッ
ト化された鉱石を使う高炉では該ベレット状鉱石の安息
角が一層小さい為、該鉱石の軸心側への流れ込みは更に
顕著であり、高炉軸心部のＯ／、Ｃが更に高くなる。

しかるに高炉内の通気性は溶融した鉱石の多く存在する
部分で低下する傾向にあるので、Ｏ／Ｃの高い高炉軸心
部では通気性が悪化し、還元ガス流の多くが炉壁側を上
昇するという周辺ガス流操業状態が形成される。そこで
高炉軸心側の通気性を向上させて中心流操業とする為に
ベル方式の原料装入装置にムーバブルアーマ−を付設し
て、通気性のよいコークスを高炉軸心側へ多く落下装入
させる方法が採用されている。即ち下ベルから落下する
原料の落下軌跡に、進退あるいは回動自在な衝突板等か
らなるムーバブルアーマ−を設け、落下してぎた原料を
早めに跳ね返して高炉軸心側へ落下させる方法であり、
装入原料のうちコークスを選択的に軸心側へ装入堆積さ
せれば軸心側の０／Ｃが小さくなるので、軸心側のコー
クス比が高まって中心流の形成傾向が強くなるという成
果を得ることができる。

しかしながら本出願人がその成果について検討したとこ
ろによれば、上記方法によって得られる０／Ｃの変化態
様は炉壁側から軸心側に向って０／Ｃが徐々に小さくな
る程度であり、高炉内ガス流速は炉壁側から軸心側にか
けて徐々に高くなる漸増型パターンとなるに止まり、ガ
ス利用率及び熱効率を十分に高めることができていない
ことが分かった。

こうした状況の中で本出願人は、操業状態の良否に重大
な影晋を示すことが知られている軟化融着帯の形状や炉
内中心流との相関性等について更に研究を重ねた結果、
高炉内の軟化融着帯下方に広がる炉芯固体還元剤層の特
性（通気性等）が軟化融着帯形状ひいては中心流操業の
安定維持に重要な係わりを持つことを見出した。そして
該炉芯固体還元剤層の特性をうまく制御することによっ
て高炉操業の高位安定化をはかる方法を完成し、先に特
許出願した（特願昭６２−２２０９８１等）。

即ち上記先願方法においては、炉芯固体還元剤層の通気
性や通液性等を良好に保持することによって該炉芯固体
還元剤層を通る還元性ガス並びに溶滴の円滑な流れを確
保することができ、中心流操業を安定的に持続すること
ができる。

そして上記先願方法では炉芯固体還元剤層の特性を良好
に保持する手段として、コークス層における高炉軸心部
の一定領域に例えば粒度の大きな或は特に高強度の高品
位コークスを装入したり、或は鉱石層における同じく一
定領域に高品位或は通常のコークス（以下この一定領域
を狙って装入される原料を特定原料という）を装入する
ことを見出し、この手段によれば該特定原料が装入時の
形態を可及的に維持しながら他原料の降下と共に下降し
、これらが良好な特性の炉芯固体還元剤層を形成するこ
とを確認し、その制御方法をも確立した。

［発明が解決しようとする課題］ 上記先願方法を実施するに当たっては、高炉軸心部の所
定の領域に特定原料を集中的に装入する必要があるが、
前述の様なムーバブルアーマ−を備えたベル方式装入装
置程度ではこれに対応することができない。そこでこれ
に代る装置として、高炉上部側方からベルの下方の高炉
軸心部近傍に至る原料装入シュートを配設し、このシュ
ートを高炉軸心部装入専用シュートとすることが検討さ
れた。

しかるに、該原赳装人シュートによって高炉軸心部へ特
定原料を装入してみたところによれば、炉内状況によっ
ては特定原料装入位置が的中せず、炉芯固体還元剤層の
制御精度が悪化するという不都合が生じた。即ち上記装
入シュートの先端は、該シュート先端から放出された原
料が放物線を描いて水平軸（Ｘ軸）方向にも飛翔するこ
とに鑑み、高炉軸心位置から若干手前の位置に止どめて
あり、装入シュート先端から放出された特定原料が炉内
空間を一定距離飛翔して高炉軸心位置の炉内原料堆積層
上に着床する様に設計されている。従って上記装入シュ
ートを使用する場合、炉内原料堆積層高さによって特定
原料の落下高さ（Ｙ軸方向）が変化し、従ってＹ軸の関
数であるＸ軸の飛翔距離も変化し、ときとして高炉軸心
からかなりはれた位置へ特定原料が着床してしまう。こ
の結果炉芯固体還元剤層の特性制御精度が悪化して、中
心ガス流を良好な状態に保持することができなくなり、
炉内ガス流分布が乱されることになる。

本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、高炉軸心部へ特定原料を適確に装入することにより、
炉芯固体還元剤の性状を制御し、ひいては中心流操業を
安定的に維持しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ しかして上記目的を達成した本発明方法は、特定原料を
軸心部装入シュートを介して高炉軸心部へ集中的に装入
するに当たり、炉内原料堆積レベルに応じて前記軸心部
装入シュートからの特定原料放出圧力を制御して特定原
料到達位置を調整する点に要旨が存在する。

［作用及び実施例］ 以下本発明を実施例図面に沿フて説明する。

第１図は本発明方法を実施する為の特定原料装入装置を
示す断面説明図で、１は高炉、２は大べろ、３は小ベル
、８はムーバブルアーマ−１９は装入シュートを夫々示
している。第１図において原料装入コンベア６から切替
シュート７を介して旋回シュート５へ導入された原料は
、旋回シュート５から炉内へ入り小ベル３及び大ベル２
によって順次拡散されながら落下し、高炉内に堆積する
。尚大ベル２から落下する原料は必要に応じて進出度合
を調整したムーバブルアーマ−８に衝突して高炉内既堆
積物上への落下位置が調整される。こうして装入堆積し
たコークス−鉱石交互堆積層の高炉軸心位置に特定原料
を装入す゛るに当たっては、装入コンベア６からシュー
ト１０に分取した特定原料（この場合は通常コークスを
鉱石層の軸心部に装入する装入方式が採用される）を貯
槽１１に貯えた後、スライドゲート１２及び切出しフィ
ーダー１３を介してホッパー１４へ投入する。こうして
ホッパー１４に投入された特定原料は加圧室１９に一時
滞留した後、装入シュート９から高炉軸心部へ装入され
る。尚加圧室１９にはＮ２供給ラインｆｌ＋並びにＮ２
排出ライン１２が夫々接続されており、各ラインには加
圧弁１７及び排圧弁１８が介設されている。又加圧室１
９とホッパー１４の間、並びに加圧室１９と装入シュー
ト９の間にはシール弁１５．１６が夫々介設されている
。上記特定原料装入過程において、本発明では、検尺針
２３並びにプロフィールメーター（図示せず）によって
炉内のコークス−鉱石交互堆積状態（堆積高さ並びに堆
積傾斜角α）を測定し、該測定結果に基づいて加圧室１
９内のＮ２ガス圧を制御する。即ちＮ２供給ラインＩＬ
ｌあるいはＮ２排出ラインＩ２の加圧弁１７あるいは排
圧弁１８を開閉することによって加圧室１９内の圧力を
増減させると、シール弁１６を解放して加圧室１９内の
特定原料を装入シュート９へ払い出す際の放出圧力が増
減し、これに伴ない装入シュート９から排出される特定
原料の排出速度を調整することができる。

即ち第２図に例示する様に、炉内原料堆積状態がＡの状
態にある場合には、装入シュート９からの特定原料を図
中に破線で示す如く落下させればよいので装入シュート
９の上流側に位置する加圧室１９内の圧力を均圧状態即
ち定常的な比較的低い圧力に維持して特定原料の装入速
度を抑える。

これにより特定原料はＡのレベルにある堆積原料上の高
炉軸心部へ落下堆積する。一方検尺計２３やプロフィー
ルメーターによる検知によって炉内原料堆積状態がＢの
レベルにあることが分かると、加圧室１９内のＮ２圧力
即ち原料放出圧力を上昇させる。これにより特定原料は
、装入シュート９から第２図に実線で示した軌跡に沿っ
て勢い良く落下し、Ｂレベルにある堆積原料の高炉軸心
位置へ適確に装入することができる。ちなみに堆積レベ
ルＢにおいて加圧室１９内のＮ２ガス圧力を均圧状態の
ままとすると、装入特定原料は破線の軌跡に沿って落下
し、ｂ′の位置に堆積することになり、その堆積位置は
高炉軸心からは偏心することになる。

第３図は、第１図に模式化された高炉において、基準レ
ベルを基にして表わされる堆積レベル（第２図の■で表
される）と炉口ガス最高温度点の高炉軸心に対する偏心
量の関係を求めた実験グラフである。これによるとＶが
２．５ｍのときには特定原料放出圧力を変化させた場合
（本発明）及び変化させない場合（従来例）のいずれに
ついても偏心量はほぼＯｍｍであり、炉口ガス最高温度
点の偏心は認められないが、■が１．５＋ｎあるいは３
．５ｍに変化すると、従来例では炉口ガス最高温時点が
大きく偏心するのに対し、本発明では■の変動に対応し
て原料放出圧力を制御するので炉口ガス最高温度点の偏
心は殆んど認められない。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、炉内原料堆積レベ
ルに対応して特定原料落下位置を矯正することが可能で
ある。

かくして高炉軸心部に特定原料を精度良く堆積させるこ
とができ、炉芯固体還元剤層を好ましい状態に維持して
中心ガス流を安定的に形成することができる。その結果
生産性の高い状態で高炉操業を安定的に実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する為の高炉並びに原料装入装
置を示す模式図、第２図は均圧時と加圧時の原料装入軌
跡の違いを示す説明図、第３図は本発明と従来例の炉内
原料堆積レベルと炉口ガス最高温度点の偏心量の関係を
示すグラフである。 １・・・高炉　　　　　　２・・・大ベル３・・・小ベ
ル　　　　　４・・・シール弁５・・・旋回シュート　
　６・・・装入コンベア７・・・切替シュート　　８・
・・ムーバブルアーマ−９・・・装入シュート　　１ｏ
・・・シュート１１・・・コークス槽１２・・・スライ
ドゲート１３・・・切出しフィーダー １４・・・投入ホッパー　　１５．ＩＳ・・・シー　ル
弁１７・・・加圧弁　　　　　１８・・・排圧弁１９・
・・加圧室　　　　　２ｏ・・・圧力計２１・・・コー
クス層２２・・・中心コークス２３・・・検尺針　　　
　　２４・・・堆積傾斜角第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定原料を軸心部装入シュートを介して高炉軸心
   部へ集中的に装入するに当たり、炉内原料堆積レベルに
   応じて前記軸心部装入シュートからの特定原料放出圧力
   を制御して特定原料到達位置を調整することを特徴とす
   る高炉への原料装入方法。