JPH02259005A - 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】 〈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クしておき、
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閤整
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。

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１０〜２５ｍｍ、通
常粒径サイズのコークスの平均粒径３０〜５０ＩｎＩｎ
）かつ重い（鉱石２〜３ｋｇ／ｌ。

コークス０，５〜１．５　ｋｇ／　Ｉ！、　）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６１−２４３１０６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
れているベルホッパー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、・粒径を近似させても、排出が一瞬
に終わるため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に複数のホッパーを有するの
で、１バツチの量を大きくすると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、装入能力が低下する。

〈発明が解決しようとする課題〉 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提供することを目的と
するものである。

〈課題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通常粒径のコー
クスの原料ホッパと鉱石類の粒径・粒度分布とほぼ等し
いコークスの原料ホッパおよび鉱石の原料ホッパにそれ
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って、コークス用炉頂ホッパに通
常粒径のコークスを単味で貯蔵する一方、鉱石用炉頂ホ
ッパ内にまず鉱石類の粒径・粒度分布とほぼ等しいコー
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
するものである。

〈作　用〉 本発明は上記手段により、鉱石とコークスとの粒径９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鉱石類の
粒径・粒度分布とほぼ等しいコークス層、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１０および鉱石Ｗ４１１を切り出し、装入コ
ンベア５により高炉ｌの炉頂ホ・ンバ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１０および鉱石類１１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を通り旋回シュート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と鉱石類１１とに交互にくり返すことで炉内
にコークス層１０．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上への通常
粒径コークス１０ａの切り出しを行い、このコークス１
０ａは、コークス用の炉頂ホッパ３ａへ導き、ある時間
をおいて別ホッパに貯蔵しである鉱石類の粒径・粒度分
布とほぼ等しいコークス１０ｂを、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１０ｂ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１１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１０ｂの層を、
上部に鉱石１１の層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および鉱石類１１を装入垂直シュート８および旋
回シュート９へ導く。

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、第２図
（ｂ）は炉頂ホッパ内に通常装入されるコークス（粒径
＝５０ｍｍ）を下部に、上部に鉱石を積層したバッチを
つくって炉内に装入するもの、また第２図（Ｃ）は炉頂
ホッパ内に粒径を＝２５ｍｍ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をそれぞれの排出時
のコークスの混合度（コークス率）を示す。

本発明法による結果を示す第２図（Ｃ）と比べ第２図（
ａ）および（ｂ）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、鉱石類の
炉頂ホッパ３ｂからコークスｌＯｂおよび鉱石類１１の
排出に際し、排出スタート時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！１１
１１が混入しているため、鉱石類１１もすぐに排出され
始め、以降上部にある鉱石類１１が中央部へと流れ込む
ため鉱石類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、鉱石類１１とコークスＩＯｂはほぼ一定割合で
排出されることになるのである。

コークス粒径が鉱石に比べて大きい第２図（ｂ）のケー
スでは、先にコークスが排出された直後粒径の小さい鉱
石が排出されるためコークスは最後に排出されることに
なる。

また第３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（って炉内に装入するもの、第
３図（ｂ）は通常コークスを炉頂ホッパ下部に、上部に
鉱石を積層して炉内に装入するもの、第３図（Ｃ）は本
発明方法で装入した時の炉半径方向の鉱石層中に占める
コークスの混合度（コークス率）である。

排出時の混合度が優れ、コークス中に鉱石が巻き込まれ
ながら排出される本発明方法の半径方向の混合度は、第
３図（ａｌ、　（ｂ）に比較して均一であることがわか
る。完全に均一混合しているバッチをつくって炉内に装
入する第３図（ａ）では、コークスの落下位置が鉱石よ
り外側へい（ために分級してしまう。また、ベルレスを
用いる本発明方法ではベルの場合の特開昭５１−１３８
５０１号公報に開示された技術に認められる混入の悪い
積層状態は解消される。

〈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　／日、通常送風量６５００　Ｎイ／
１！ｎ、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４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４図においてａ点までは、鉱石
類（１１０ｔ　／ｃｈ）コークス（３５ｔ　／ｃｈ）で
従来法の層別装入を実施していた。ａ点以降、本発明に
係る炉頂ホッパ３ｂからの混合装入を実施し、コークス
のチャージを２５ｔと１０ｔに分け、２５ｔのチャージ
を平均粒径４５〜５５閣のコークスベース用ホッパ３ａ
のコークスのバッチとし、残りの平均粒径１５〜２０ｍ
ｍのコークスＬｏｔを鉱石（平均粒径１５〜２５鵬）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１０ｔのコークス層、上部に
１１０ム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４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ークスの混合
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、炉内通気抵抗源に相当する分、送風
量を増加（６４００Ｎ　＋ｙｆ　／　ｍ　→６８００　
Ｎ　％　／　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（Ｃｏ／ＣＯ＋ＣＯｚ　）Ｘ１００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、通気抵抗源に相当
する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５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５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
の量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点から鉱石類の約８０％を占める焼結鉱の強度指
数（シャッター強度）をそれまでの８９％から８５％ま
で低下させた。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、下部に鉱石類の粒径・粒度分布とほぼ等しいコ
ークスの層、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、通気抵抗派に相当する分、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（Ｓｔ　）の低下にもつな
がる。出銑量を増加さセればさらに出銑（Ｓｔ　）は低
下し、製鋼工程での精錬フラン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
での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図は炉半径方向の鉱石とコークスとの
混合度をコークス率の推移で示すグラフ、第４図は装入
方法による溶銑（Ｓｉ）、ガス利用率１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５図は装入
方法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・・・コークスの原料ホッパ、 ７・・・鉱石の原料ホッパ、　９・・・旋回シュート、
１０・・・コークス、 １０ａ・・・通常粒径のコークス、 １０ｂ・・・鉱石類の粒径・粒度分布とほぼ等しいコー
クス、 １１・・・鉱石類。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 装入コンベア上に設置した通常粒径のコークスの原料ホ
   ッパと鉱石類の粒径・粒度分布とほぼ等しいコークスの
   原料ホッパおよび鉱石の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
   ことによって、コークス用炉頂ホッパに通常粒径のコー
   クスを単味で貯蔵する一方、鉱石用炉頂ホッパ内にまず
   鉱石類の粒径・粒度分布とほぼ等しいコークスを貯蔵し
   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。