JPH02305912A - 竪型炉のベルレス式原料装入方法 - 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１ 本発明は、例えば高炉、シャフト炉等竪型炉の炉内にお
ける鉱石の鉱石−コークス層厚と、鉱石の粒度分布を制
御して炉内の通気分布を改善し、炉操業の効率化とその
安定維持を図る原料装入方法に関する。

〔従来の技術Ｊ 従来例えばベルレス式の高炉においては、鉱石、コーク
ス等、原料は炉頂部のホッパーから炉内上部に設けられ
た旋回・傾動自在な分配シュートを介して炉内に装入さ
れるようになっており、装入した原料の還元反応を効率
的に促進させるために、炉内における鉱石−コークス層
厚分布、炉内ガス流分布に影響の大きい原料の粒度分布
等の制御について、種々の提案がなされている。

従来から実施されている技術の一例を第７図に示す□。

この例は、分配シュート２１を炉壁側から炉心側へ傾動
・旋回して、鉱石を炉壁側から炉中心側に装入するもの
であり、この場合鉱石の一部はすでに装入されているコ
ークス層Ｃ０の■コーンの・傾斜面に沿って、その中心
部へ■〜■の如く順次流れ込ませることにより、原料の
分級効果により形成される鉱石層０゜の平均粒径を中心
部に向って太き（し、炉中心部の通気性を確保しようと
するものである。

また特公昭６２−１２７４１４号公報に示される技術は
、第８図に示すように分配シュート２１を炉中心側から
炉壁側へ傾動・旋回して鉱石をすでに装入されているコ
ークス層Ｃ６のＶコーンの傾斜面に沿って原料を■〜■
および■〜■のごとく順次炉中心側から炉壁側に装入す
るものであり、この場合、炉中心側に装入されている鉱
石を堰として、装入時短中心側への鉱石の流れ込みを防
止することにより、炉内装入原料分布を安定化しようと
するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の技術の前者においては、装入鉱石がＶコーン
の傾斜面に沿って炉中心部に流れ込んで自然分級してし
まうため、所望する鉱石−コークス層厚分布、粒度分布
形成が困難となり、炉の安定操業の維持は非常に困難で
ある。

また後者の技術においては、装入鉱石がＶコーンの傾斜
面に沿って炉中心部から炉壁側へ順次積み上げられ、装
入時の鉱石の流れ込みを防止でき、所望する鉱石−コー
クス層厚分布、粒度分布形成が比較的安定的に確保でき
るが、この場合炉内に装入された鉱石の炉半径方向の粒
度分布はフラットとなり、装入された鉱石層全体に亘り
通気性を阻害する細粒鉱石が混在するためにガス流が不
安定となり、炉中間カタら炉壁側にかけて局所的に集中
して、場合によっては吹き抜けが発生したり、ガス流を
通し易い炉壁近傍に集中した場合は、炉壁の損耗を促進
して高炉の操業に支障を来たすことになる。

本発明は、上記従来の技術の問題点を有利に解決して、
鉱石−コークス層厚分布、粒度分布形成制御性を高めて
炉操業の安定維持を容易とする竪型炉のベルレス式原料
装入方法を提供する。

［課題を解決するための手段Ｊ 第１の本発明は、炉内上部に設けた旋回・傾動自在な分
配シュートにより鉱石とコークスを層状に装入してＶコ
ーン状の装入面を形成する竪型炉のベルレス式原料装入
方法において、前記分配シュートによって炉内に装入さ
れたコークス層上に先ずホッパー内の鉱石の内の６０〜
９０％を炉中心部から炉壁側にかけて積み上げ装入して
鉱石基層を形成し、引き続き分配シュートの傾動方向を
変え、該鉱石基層の傾斜面に沿って残部４０〜１０％の
鉱石を炉壁側から炉中心側に装入して自然分級層を形成
することを特徴とする竪型炉のベルレス式原料装入方法
である。

また第２の本発明は、原料を炉頂部に設けたホッパーか
ら炉内上艙盲けた旋回・傾動自在な分配シュートを介し
て炉内に装入して■コーン状の装入面を形成する竪型炉
のベルレス式原料装入方法において、炉内に装入された
コークス層の傾斜面に沿って該コークス層上に先ずホッ
パー内の鉱石の内の４０〜１０％を分配シェードの旋回
・傾動によって炉壁側から炉中心側にかけて装入して自
然分級層を形成し、引き続き分配シュートの傾動方向を
変え、この自然分級層の傾斜面に沿って残部の６０〜９
０％の鉱石を炉中心側から炉壁側にかけて装入己て鉱石
基層を形成することを特徴とする竪型炉のベルレス式原
料装入方法である。

即ち第１の本発明においては、炉中心側から炉壁側にか
けてＶコーン状の装入面を形成しているコークス層上に
、ホッパー内の鉱石の６０〜９０１１炉中心部側から■
コーンの傾斜面に沿って炉壁側に積み上げては（フラッ
トな粒度分布とはズ均一な鉱石−コークス層厚分布を形
成する鉱石基層を形成し、引き続き分配シュートの傾動
方向を変え、この鉱石基層の傾斜面に沿って残部４０〜
１０％の粒度分布調整用の鉱石を炉壁側から炉中心部側
に装入して炉中心側に自然分級によって流れ込ませ、鉱
石層全体の粒度分布を炉中心側で粒度が大きくなるよう
に制御できるようにしたものである。

また第２の本発明は、先ず粒度調整用の４０〜１０％の
鉱石を炉壁側から炉中心側にかけて装入して、炉中心側
に自然分級によって流れ込ませて炉中心側で粒度の大き
い粒度分布を形成し、引き続きこの粒度調整層上に残部
の６０〜９０％の鉱石を炉中心側から炉壁側にかけて積
み上げ装入して、は（フラットな粒度分布とは（均一な
鉱石−コークス層厚分布の鉱石基層を形成することによ
って、鉱石層全体の粒度分布が炉中心側で粒度が大きく
なるように制御できるようにしたものである・ 本発明における鉱石基層は、炉中心側から炉壁側にかけ
てＶコーンの傾斜面に沿］て積み上げて形成し、粒度調
整層は炉壁側から炉中心側にかけてＶコーンの傾斜面に
沿って自然分級によって流れ込ませることによって形成
するものであり、この鉱石基層を形成する鉱石量は６０
〜９０％、又粒度調整層を形成する鉱石量は４０〜１０
％の範囲に設定するのが、好適なガス流分布を得るため
の粒度分布、鉱石−コークス層厚分布を安定的に得る上
で好ましい。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を、本発明を実施する原料装入
装置例と共に説明する。

第１図は、本発明を実施するための高炉のベルレス原料
装入装置例を示しており、高炉ｌの炉頂部に原料を貯留
する２基の炉頂ホッパー２．２′が並列に配設されてお
り、その上部には夫々大気と遮断するシール弁３，３′
が設けられており。

下部排出口部には原料の排出速度を調整する開閉および
開度調整自在なゲート弁４，４′と、炉内と遮断するシ
ール弁５，５″が設けられている。

又この炉頂ホッパー２，２′の上方には、装入ベルトコ
ンベヤー６と、この装入ベルトコンベヤーからの搬送原
料を炉頂ホッパー２．２′に分配装入するための旋回自
在な分配シュート７が設けられている。

炉頂ホッパー下部の切出し口は、その下方の集合シュー
ト８に連通しており、この集合シュート８の下方には、
この集合シュート８からの原料を炉内に分配する旋回傾
動自在な炉内分配シュート９が設けられている。

なお図中１０．１０′は炉頂ホッパー２，２′内のコー
クスおよび鉱石の重量を測定するロードセル、１２は設
定器であり、コークスと鉱石の装入量に応じた混合層の
形成条件と、それに対応した炉内分配シュート９の旋回
・傾動条件、炉頂ホッパー２，２′からのコークス、鉱
石の排出速度に対応したゲート弁４，４′の開度および
開閉のタイミング、および上部シール弁３．３’　、下
部シール弁５，５′の開閉のタイミング等の排出条件等
が設定されている。

１３は演算部であり、ロードセル１０．１０’からの重
量測定信号、設定器１２および操業データ。

炉体検出端情報等の情報を記憶している記憶部１４から
の信号を演算処理して、炉内分配シュート９．上部シー
ル弁３．３’　、下部のゲート弁４．４’　、シール弁
５，５′等の制御信号をそれらの制御器１５に送り、こ
れらの駆動装置を駆動制御する。又炉内には、コークス
層Ｃｏ＋粗粒鉱石層ＯＬＯ，細粒鉱石層Ｏ８゜が形成さ
れている。

なお上記本実施例におけるベルレス式原料装入装置にお
いて、炉頂ホッパー２，２′の上部シール弁３．３’　
、均排圧弁ｐ、ｐ’　、下部シール弁５．５’　、ゲー
ト弁４．４’　、炉内分配シュート９の操作等の制御内
容や装入スケジュールにおいては、従来例と異なるが、
装置の基本構成としては従来例と略同様のものである。

第１図において、炉頂ホッパー２′からコークスＣが炉
内分配シュート９の旋回傾動により炉内の炉中心部側か
ら炉壁側に装入される過程において、１チヤ一ジ分の鉱
石Ｃがベルトコンベヤー６から旋回シュート７により、
炉頂ホッパー２に装入されている。この時、上部シール
弁３は開。

ゲート弁４．下部シール弁５は閉となっており、炉頂ホ
ッパー２への鉱石の装入終了後上部ゲート弁３は閉とな
る。

第２図は１サイクル“の原料層の装入の一例を示す断面
図であり、炉頂ホッパー２′内から１チヤ一ジ分のコー
クスＣが、集合シュート８を経て炉内分配シュート９を
介してその旋回・傾動により炉内に炉壁側から炉中心部
側にかけて装入され。

炉内に■コーン状の装入面を有するコークス層Ｃ０が形
成されたのち、炉内分配シュート９の先端部は炉中心部
側に保持される。このコークスＣの炉内装入が終了した
ところで、炉頂ホッパー２のゲート弁４．下部シール弁
５を開とし、炉頂ホッパー２内から鉱石を切り出して、
集合シュート８．炉内分配シュート９の旋回・傾動によ
って炉中心部側から炉壁側にかけて、すでに炉内に装入
されＶコーン状の装入面を形成しているコークス層Ｃ０
の傾斜面に沿って図示■〜■のごとく積上げ装入する。

この積上げ装入する１チヤ一ジ分の鉱石量は予め設定さ
れており、設定された装入時間内に装入ができるよう炉
頂ホッパーのゲート弁４の開度、炉内分配シュート９の
旋回・傾動が制御される。

この例においては、積上げ装入する鉱石の量は８０％に
設定しており、１チヤ一ジ分の鉱石量をロードセル１０
からの重量測定信号に基づいて、排出時間の配分によっ
て、または排出速度を一定にして旋回数等による配分に
よって８０％の鉱石量の切出しが検知でき、この８０％
鉱石の積上げ装入が進行して炉内分配シュート９の先端
部が炉壁部側に達した段階で、上記ロードセル１０等に
よる検知によって炉内分配シュート９の傾動か制御され
、その傾動方向を炉壁部側から炉中心部側に変更し、そ
の旋回・傾動によって１チヤ一ジ分の鉱石の残部２０％
を■〜＠のように炉壁側から炉中心部側にかけて、先に
コークス層Ｃ６に積み上げ装入により形成した１チヤ一
ジ分の鉱石の８０％による鉱石層Ｃ０上に装入して自然
分級させ、自然分級層を形成して１チヤ一ジ分の鉱石の
装入を終了する。

本発明においては、１チヤ一ジ分の鉱石層を炉中心側か
ら炉壁側へ積み上げ装入したところの炉半径方向にフラ
ットな粒度分布を有する鉱石層と、炉壁側から炉中心側
へ装入し自然分級させたところの炉中心側で粒度の大き
い粒度分布を有する鉱石層により形成して、この２つの
鉱石層の量の比率を調整することによって炉内半径方向
の粒度分布を調整する。

この２つの鉱石層の量の比率の調整は、例えば鉱石の装
入量、排出速度に応じて分配シュート９の傾動方向を変
えるタイミングを調整することによって調整する０例え
ば排出速度、旋回速度を一定にした場合は、タイマーに
よって分配シュートの傾動方向切替えを行うことによっ
て容易に調整することができる。

第３図　（Ａｌ−（Ｃ１は、本発明により形成された鉱
石層の炉半径方向の粒度分布の１例を示すものであり、
第３図　（Ａｌは第２図の鉱石基層１２ａ　、第３図（
Ｂ）は自然分級層１２ｂ、第３図（Ｃ１はこの２つの鉱
石層１２ａ、　１２ｂを重畳した鉱石層全体の炉半径方
向の相対粒度分布を示す、同図において（イ）は原料ホ
ッパーからの鉱石の時系列的粒度を一定とした場合、　
（ロ）は時系列的粒度を大きくした場合のものであるが
、いずれの場合においても鉱石層全体としては、第３図
　（Ｃ）に示すように炉中心部において充分粗粒鉱石が
分布しており、炉中間部から炉壁側にかけてはズフラッ
トに近い極めて緩やかな粒度分布が得られている。

第４図は、■コーン状の原料装入面の傾斜長さと、炉中
心部に、おける鉱石の粒度との関係を示すものである。

即ち、炉の中心から傾斜面上端までの距離ｒと、炉の半
径Ｒとの比（ｒ／Ｒ）　、および炉中心部の粒度との関
係を示し、又第５図は、鉱石を炉壁側から炉中心側にか
けて装入していた特発 の傾斜部鉱石装入重量／半径方向傘鉱石装入重量と、炉
中心部相対平均粒度を示している。

第４図に示す現象と第５図に示す現象を利用し凍 て、ｒ／Ｒと傾斜部鉱石重量／炉半径方向金鉱石重量の
値を調整することによって、炉半径方向の粒度分布を制
御することができる。

第６図は、本発明の実施例と従来の炉中心ｆｉＩＩ＋か
ら炉壁側にかけて積み上げ装入した例について、炉半径
方向のガス利用率を比較して示したものであり、斜線領
域は、ガス利用率の目標領域である。

本発明の実施例においては、粒度分布が炉壁から中間部
にかけて略平均化され、炉中心部においてガス流が充分
に確保されており、ガス利用率は炉半径方向全域に亘っ
て全て目標領域に入っており、良好なガス利用率分布が
得られた８これに対して従来の方法においては、炉中心
部でのガス利用率が高く、最も還元反応を効率化する上
でガス利用率が高いことが望まれる炉中間部でガス利用
率が低く、又、炉壁付近でガス利用率が低く、炉壁が損
耗し易い状況にあった。

なお本発明の実施例においては、先ず炉中心側から炉壁
側にかけて積み上げ装入して鉱石基層を形成したのち、
分配シュートの傾動方向を変えてこの鉱石基層上に炉壁
側から炉中心側に装入して自然分級層を形成するように
したが、先ず炉壁側から炉中心側にかけて装入して自然
分級層を形成してのち、分配シュートの傾動方向を変え
、この自然分級層上に炉中心側から炉壁側にかけて積み
上げ装入して鉱石基層を形成しても、類似の効果が期待
できる。

〔発明の効果］ 以上説明したごとく本発明による装入方法においては、
鉱石下層および鉱石上層により鉱石層を形成して、半径
方向の粒度分布を適宜制御して装入面全体として鉱石の
粒度に応じて適宜目標とする最適粒度分布の原料装入を
おこなうことができるもので、炉中心部におけるガス流
も充分に確保されるので炉内における原料の反応時の還
元ガス流の通気が円滑におこなわれ、またガス利用率も
高くなって還元反応を効率よく促進させることができ、
安定した操業と燃料費の低減を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装入方法を実施するベルレス式原料装
入装置の一例を示す略側面図、第２図は本装入方法によ
る１サイクルの原料層の一例を示す断面図、第３図　（
Ａ）〜（Ｃ）は本発明における炉半径方向の鉱石の粒度
分布の一例を示す図面であり、第３図　（Ａｌは鉱石下
層、第３図　ＦＢ＋は鉱石上層、第３図　（Ｃ１は上下
層を重量した鉱石層を示す、第４図はｒ／Ｒに対する中
心部相対平均粒径比を示すグラフ、第５図は傾斜部と半
径方向全体の原料重量比に対する中心部相対平均粒径比
を示すグラフ、第６図は従来の方法と本実施例のガス利
用率を比較したグラフ、第７図、第８図はそれぞれ従来
例の１サイクルの原料層を示す断面図である。 １・・・高炉、２．２′・・・炉頂ホッパー、３，３′
５．５′・・・シール弁、４．４′・・・ゲート弁、６
・・・装入ベルトコンベヤー、７・・・分配シュート、
８・・・集合シュート、９・・・炉内分配シュート、１
３・・・演算部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料を炉頂部に設けたホッパーから炉内上部に設
   けた旋回・傾動自在な分配シュートを介して炉内に装入
   してＶコーン状の装入面を形成する竪型炉のベルレス式
   原料装入方法において、炉内に装入されたコークス層の
   傾斜面に沿って該コークス層上に先ずホッパー内の鉱石
   の内の６０〜９０％を分配シュートの旋回・傾動によっ
   て炉中心部から炉壁側にかけて積み上げ装入して鉱石基
   層を形成し、引き続き分配シュートの傾動方向を変え、
   この鉱石基層の傾斜面に沿って該鉱石基層上に残部４０
   〜１０％の鉱石を炉壁側から炉中心側にかけて装入して
   自然分級層を形成することを特徴とする竪型炉のベルレ
   ス式原料装入方法。
2. （２）原料を炉頂部に設けたホッパーから炉内上部設け
   た旋回・傾動自在な分配シュートを介して炉内に装入し
   てＶコーン状の装入面を形成する竪型炉のベルレス式原
   料装入方法において、炉内に装入されたコークス層の傾
   斜面に沿って該コークス層上に先ずホッパー内の鉱石の
   内の４０〜１０％を分配シュートの旋回・傾動によって
   炉壁側から炉中心側にかけて装入して自然分級させ、引
   き続き分配シュートの傾動方向を変え、この自然分級層
   の傾斜面に沿って該自然分級層上に残部の６０〜９０％
   の鉱石を分配シュートの旋回・傾動によって炉中心側か
   ら炉壁側にかけて積み上げ装入して鉱石基層を形成する
   ことを特徴とする竪型炉のベルレス式原料装入方法。