JPH01316404A - 高炉における原料装入方法 - 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】 ぐ産業上の利用分野〉 本発明は高炉における原料装入方法に関し、高炉内に通
気性に冨んだ鉱石類とコークスの混合層を形成するため
の方法を提供するものである。

〈従来の技術〉 高炉の操業においては、炉内ガスの顕熱と還元能力を効
率良く発揮させるため、炉内のガス分布や通気性を制御
することが重要な要件である。この制御方法として、従
来、原料装入部に設けたムーバブルアーマ−や装入シュ
ートにより、炉内のコークス及び鉱石の層厚や層厚比の
コントロールがなされてきた。　′ しかし従来のこの調整方法は必ずしも十分なものではな
く、特に通気性において充分な効果が上げられないのが
実情である。そこで炉内通気性を改善する方法として、
炉内に鉱石類とコークスの混合層を形成させる方法が知
られている。

混合層の形成手段としては、例えば、特開昭６１−２４
３１０７号公報に開示されているように、複数の炉頂バ
ンカに鉱石類及びコークスを別々にストッりしておき、
炉頂バンカの流調ゲート弁をコントロールして鉱石類、
コークス類を同時に装入し、炉内に鉱石類とコークスの
混合層を形成する方法や、特開昭５１−１３８５０１号
公報に開示されているように、炉頂のベルホッパ内に鉱
石類とコークスを積層させ同時に装入することで炉内に
鉱石類とコークスの混合層を形成する方法のように、炉
内装入時に混合バッチを作る方法が知られている。

また混合バッチの作り方のちがう方法には、特開昭６１
−２４３１０８号公報に開示されているように、装入コ
ンベアにコークスと鉱石類を切り出すタイミングを調整
し、コンベア上にコークスと鉱石類とを積層させ、炉内
へ原料を装入する炉頂バンカの段階で混合バッチを作る
方法や、あるいは、特開昭６１−２４３１０６号公報に
開示されているように装入コンベアに鉱石類を切り出す
原料ホッパ内に鉱石類の他にコークスを貯蔵しておき、
これを装入コンベア上に切り出す時に混合バッチを作る
方法が知られている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、従来知られている方法には、いずれも十分に混
合装入の特性を生かしきれないという問題点や、実操業
にそぐわないという問題点がある。

まず混合バッチを作るタイミングとしては、鉱石類とコ
ークスは密度や粒径が異なり、コークスに比べ鉱石類は
一般に細く（鉱石類の平均粒径１０〜２５ｍ／ｍ、コー
クスの平均粒径３０〜５０ｍ／ｍ）かつ重い（鉱石２〜
３ｋｇ／Ｉｔ、コークス０．５〜１．５ｋｇ／　ｊ！　
）ため、混合バッチを形成しても、その後の移動過程が
長い程再分離してしまう、そのため、特開昭６１−２４
３１０６号公報に開示されている方法では、装入コンベ
アから炉頂バンカへの装入時にコークスと鉱石類が分離
し、局部的にコークスの多い部分と鉱石の多い部分がで
きてしまうため、炉内へもその偏析が持ち込まれ、ガス
流れの制御が困難であるという問題点がある。

また、特開昭６１−２４３１０８号公報に開示されてい
る、炉頂バンカ内に混合バッチをつくる方法では、いく
ら炉頂ホッパ内に均一な混合バッチを作成しても、炉内
への装入時に鉱石類がコークスに優先して落下しやすい
ため、炉内の混合層にやはり偏析が生じる問題点がある
。

さらに、特開昭５１−１３８５０１号公報に開示されて
いる炉頂バンカ内で粒径が近似した鉱石とコークス層を
形成し、これを炉内へ装入し炉内に混合層を形成せしめ
る方法では、まず第１に粒径を合わせるために粉砕、Ｗ
分はコストが必要であるし、そうやって粒径を近似させ
ても、近似させるが故に反対にコークスへの鉱石の混入
が生じにくくなり、炉内へ装入する際混入の悪い積層状
態がほとんど変ることなく装入され、従来の層別装入に
近い混合装入となり、混合装入本来の通気改善効果が減
少するという問題点がある。

また、特開昭６１−２４３１０７号公報に開示されてい
る複数の炉頂ホッパー、に別個に鉱石類とコークスを貯
蔵し、同時に炉内へ装入する方法は、炉内への装入段階
での鉱石類とコークスの偏析は生じにくい方法であるが
、限られた炉頂スペースの複数のホッパーを鉱石類とコ
ークスとから成る１つのバッチに使用するので、１バツ
チの量を、従来の層別装入に比べ約２倍にするか、装入
量を一定とすればバッチ数を倍にせねばならないという
問題点がある。

この時、装入バッチ量が大きくなれば炉頂の装入間隔が
その分長くなり、炉頂ガス温度の変動及び炉頂ガス速度
の変動が太き（なるため、炉頂機器あるいは配管の耐用
温度上限を上げるか、冷却設備を設置せねばならないと
いう問題点や、炉頂の実ガス速度が大きくなれば装入し
た装入物の流動化（装入物の再偏析が生じる）が起るた
め、これを防止するためには、炉内ガス量を少なくする
（生産量減少となる）か、炉内散水によってで炉頂ガス
温度を低下させる等の対策を講じなければならない。

以上要約すれば、装入バッチ量を太き（すれば必然的に
設備対応が余儀なくされ、そのための投資、技術対応が
必要となる。一方、装入バッチ数増で対応すれば前述の
問題点は回避できるが、炉頂ホッパの均排圧の回数がそ
の分増加するため、均排圧の弁の耐用年数が減少するし
、排圧によるエネルギーロスも増加する。さらに、炉頂
ホッパに装入するための装入コンベア上に切り出す原料
ホッパの切り出しもその分煩雑になり、それらの機器の
耐用年数も同時に減少するという問題点がある。

本発明は前記問題点を鑑み、炉内に通気改善効果を充分
に発揮する鉱石類とコークスの混合層を炉内に形成させ
得る高炉における原料装入方法を従供することを目的と
するものである。

＜ｔｌｌｌｌを解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の高炉における原料の
装入方法は、装入コンベア上に設置したコークス原料ホ
ッパおよび鉱石原料ホッパにそれぞれコークスおよび鉱
石類を貯蔵しておき、上記のコークス原料ホッパおよび
鉱石原料ホッパから装入コンベア上にコークスおよび鉱
石類を切り出すタイミングをコントロールすることによ
りコークス用炉頂ホッパにコークスを単味で貯蔵する一
方、鉱石用炉頂ホッパ内にまずコークスを貯蔵し引続き
鉱石類を貯蔵することによって下部にコークス層を上部
に鉱石ｗｉ層を所定割合で形成させ、上記鉱石用炉頂ホ
ッパから旋回シュートを介して、炉内に装入する過程で
コークスと鉱石類とを混合せしめ、炉内にコークスと鉱
石類の混合層を形成することを特徴とするものである。

本発明は上記手段により、鉱石とコークスとの粒径、密
度の差による混合特性を有効に利用するものであり、す
なわち鉱石用炉頂ホッパ内に所定割合で下部にコークス
層、上部に鉱石層を形成することによって鉱石用炉頂ホ
ッパ下部からコークスを排出する時に上部の鉱石類が下
部のコークスに混入して混合を促進する作用を利用する
ようにしたものである。

以下、本発明の具体的構成を作用と共に第１図により説
明する。第１図は、旋回シュートを用い炉内に原料を装
入する高炉の一般的な原料装入系の模式図である。

第１図において従来の層別装入を行う場合、コークス原
料ホッパ６及び鉱石原料ホッパ７よりそれぞれ所定割合
のコークスおよび鉱石類を切り出し、装入コンベア５に
より高炉ｌの炉頂ホッパ３ａおよび３ｂに導かれる。こ
の時装入物レシービングシュート４により、コークスｌ
Ｏおよび鉱石１１１１はそれぞれ別の炉頂ホッパ３ａお
よび３ｂに振り分けられる。

コークスおよび鉱石類は、炉頂ホッパを炉頂圧力に均圧
後、装入垂直シュート８を通り旋回シェード９により炉
内の任意の位置へ落下装入されるのであるが、これをコ
ークス１０と鉱石Ｗ４１１とに交互に（り返すことで炉
内にコークス層１Ｇ、鉱石層１１が交互に形成される。

上記のような従来の装入法に対して本発明の装入方法で
は、上記層別装入実施高炉において、第１図に示すよう
にコークス原料ホッパ６から装入コンベア５上へのコー
クスの切り出しを例えば２回に分け、先行切り出し分の
コークスｔＯａは、コークス用の炉頂ホッパ３ａへ導き
、ある時間をおいて後の後行切り出し分のコークス１０
ｂは、後の鉱石類の切り出しが始まる直前に完了するよ
うに切り出し、装入コンベア５上においてコークス１０
ｂの直後に鉱石類１１を接続させる。この後行切り出し
分のコークス１０ｂと鉱石類ｌｌの装入バッチを鉱石用
炉頂ホッパ３ｂに装入し、鉱石用炉頂ホッパ３ｂの下部
にコークス層１０ｂを、上部に鉱石１１１１を形成させ
るものである。鉱石用炉頂ホッパ３ｂにおいて、下部の
コークス層中には一部鉱石類が混入してた状態となる。

炉内へ装入する際には、鉱石用炉頂ホッパ３ｂの下部を
開口し、第１図に示すように鉱石用ホッパ内のコークス
１０ｂおよび鉱石１１１１を装入垂直シュート８および
旋回シュート９へ導く、この時の旋回シュート９から落
下するコークスｌＯｂおよび鉱石ｇｔｔの混合度は、第
２図（Ｃ）に示すように排出スタートから排出完了まで
ほぼ所定の混合度で排出される。対照データとして従来
法による排出結果も第２図の（ａ）および（０に示す。

第２図（ａ）は炉頂ホッパ内に鉱石とコークスを均一に
混合したバッチをつくって炉内に装入するものを、また
第２図（ｂ）は炉頂ホッパ内に粒径を＝２５ｍ　／　ｍ
に近似させた鉱石とコークスをそれぞれ上部に鉱石を下
部にコークスを積層したバッチをつくって炉内に装入す
るものである０本発明法による結果第２図（Ｃ）と比べ
第２図（ａ）および（ロ）に示す従来法は混合度のバラ
ツキが大きく、これがそのまま炉内円周方向でのコーク
スの偏析となり、炉内ガス流れの制御の上で好ましくな
い。

上記のように本発明による装入方法を行えば、鉱石頻用
炉頂ホッパ３ｂからコークス１０ｂおよび鉱石？１１１
１の排出に際し、排出当初は一時的にコークス１０ｂが
多く排出されるが、下部のコークス層中に鉱石１１１１
１が混入しているため、鉱石１１１１１もすぐに排出さ
れ始め、以降上部にある鉱石！１ｕｌｌが中央部へと流
れ込むため鉱石［１１は継続的に排出され、中央の流れ
に巻きこまれる形でコークス１０ｂも随伴して排出され
る。このため、鉱石［１１とコークス１０ｂはほぼ一定
割合で排出されることになるのである。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

能力９０００　ｔ　７日、通常送風１６５００　Ｎ２７
ｍ、炉頂ホッパは第１図に示すように並列で３ａおよび
３ｂの２個有し、旋回シュート８により原料を装入する
高炉において、本発明の方法を前述の手順で実施した結
果を説明する。

実施例１ 第３図に本発明の方法を実施した時の高炉操業推移を従
来法と比較して示す、第３図においてａ点までは、鉱石
類（１１０む／ｃｈ）コークス（３５ｔ／ｃｈ）で従来
法の層別装入を実施していた。ａ点より本発明の炉頂ホ
ッパ３ｂからの混合装入を実施し、コークス（平均粒径
４５〜５５ｍ／ｍ）のチャージを２５ＬとＩＯＬに分け
、２５ｔのチャージをコークスベース用ホッパ３ａのコ
ークスのバッチとし、残りのコークス１０１を鉱石（平
均粒径１５〜３０ｍ　／　ｍ　）の切り出しに先行して
切り出すことで炉頂の鉱石ベース用のホッパ３ｂ内に、
下部に１０１のコークス層、上部に１１０１の鉱石層を
積層させたのち炉内へ装入し、高炉炉内に混合層を形成
させた。

第３図に示すように混合層形成により、ａ点以降、炉内
の通気抵抗指数←）がそれまでの層別装入より約１５％
低下、通気抵抗指数では０．９５が０．８２まで低下し
た。これは、炉内に形成された鉱石類とコックスの混合
層による炉内融着帯中の減少によると推定される。また
、同時に炉内でのガス利用率向上により出銑した溶銑（
Ｓｉ　）は低下した。

さらにｂ点以降は炉内通気抵抗減分、送風量を増加（６
４００Ｎ　ａｔ　ｌ　ｍ　−＋６８００　Ｎ　ｒｄ　／
　ｍ　）させたため、出銑量は増加し、出銑比（１日の
出銑量＋炉内容積）もその分増加した。炉頂ガス成分の
（ＣＯＺＣＯ十ＣＯｘ　）ｘｌｏｏで示されるガス利用
率は低下したものの、出銑（Ｓｉ　）は増産効果でｂ点
以降さらに低下した。

尚、本実施例１では、通気抵抗が減じ増産効果となった
例を示したが、これに限ることなく、通気抵抗減分を装
入物の強度あるいは粒度低下に充当するようにしてもか
わまない。

実施例２ 第４図は同高炉における他の実施例として、鉱石類の強
度を低下した場合を示す。

第４図において、ａ点から従来法の層別装入を本発明法
の混合装入に変更した（鉱石とコークスのチャージ当り
の景１割合は実施例１と同じとしている）ａ点以降の混
合装入により通気抵抗指数が低下し、スリップ発生頻度
（回／日）で示される装入物の降下異常も減少したため
、ｂ点より鉱石類の約８０％を占める焼結鉱の強度指数
をシャッター強度でそれまでの８９％から８５％まで低
下させた０強度低下により炉内装入時に粉化する焼結鉱
の割合が増えたため、通気抵抗、スリップ共、層別装入
時のレベルまで増加した。そこで０点で装入方法を層別
装入に戻したところ、通気抵抗、スリップはさらに増加
した。ｄ点で混合装入に再度戻したところ、操業は安定
した。

以上述べてきたように、本発明には、装入物スペックを
低下できる効果もある。尚装入物スペック低下の実施例
２では鉱石強度低下についてのみ示したが、鉱石の粒度
低下、コークスの強度低下。

コークスの粒度低下についても同様の効果がある。

また、混合比率についても、本実施例２で示す割合に限
るものではなく、任意の比率において効果は発揮される
ものである。

〈発明の効果〉 本発明は、大きな設備投資を必要とせず炉頂装入ホッパ
ー内に、下部にコークス層、上部に鉱石層を形成し、炉
内への排出時点で両袋入物を混合するだけで、炉内に偏
析のない混合層が形成される。このため、従来の層別装
入に比べ、炉内の通気抵抗を減少させることができ、こ
れにより送風系の電力コストの低下が可能となった。

また、通気抵抗減分、送風能力が増し、出銑量を増すこ
とも可能であるし、装入物のスペック（強度１粒度）の
低下も可能である。さらに、混合装入によるガス利用率
の向上により出銑（Ｓｉ　）の低下にもつながる。出銑
量を増加させればさらに出銑（Ｓｉ　）は低下し、製鋼
工程での精錬フラックスコストの低下につながるばかり
でなく、装入物スペックを低下させれば、コークス工程
、焼結工程での処理コスト低下にもつながる。

以上、述べたように本発明により、高炉操業及び製鋼工
程あるいはコークス、焼結工程で大きな省コストが図れ
、その効果は莫大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る設備の概要を略示する模式図、第
２図は炉頂ホッパの装入物排出スタートから排出完了ま
でと鉱石類とコークスとの混合度をコークス率の推移で
示すグラフ、第３図は装入条件による溶銑（Ｓｉ）、ガ
ス利用率９通気抵抗指数、送風量および出銑比の推移を
示すグラフ、第４図は装入条件による鉱石強度指数、ス
リップ発生頻度および通気抵抗指数の推移を示すグラフ
である。 ｌ・・・高炉、　　　　　３・・・炉頂ホッパ、５・・
・装入コンベア、 ６・・・コークス原料ホッパ、 ７・・・鉱石原料ホッパ、９・・・旋回シュート、１０
・−コークス、　　　１１・・・鉱石類。 特許出願人　　　　川崎製鉄株式会社 男　２　ズ −ｔデ圏（Ｃり「） 第３図 第４図 ３点　　　　５点　　　　０点　　　６点−一一一操業
日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 装入コンベア上に設置したコークス原料ホッパおよび鉱
   石原料ホッパにそれぞれコークスおよび鉱石類を貯蔵し
   ておき、上記のコークス原料ホッパおよび鉱石原料ホッ
   パから装入コンベア上にコークスおよび鉱石類を切り出
   すタイミングをコントロールすることによりコークス用
   炉頂ホッパにコークスを単味で貯蔵する一方、鉱石用炉
   頂ホッパ内にまずコークスを貯蔵し引続き鉱石類を貯蔵
   することによって下部にコークス層を上部に鉱石類層を
   所定割合で形成させ、上記鉱石用炉頂ホッパから旋回シ
   ュートを介して炉内に装入する過程でコークスと鉱石類
   とを混合せしめ、炉内にコークスと鉱石類の混合層を形
   成することを特徴とする高炉における原料装入方法。