JPH02401B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はベルレス高炉における半径方向の装入
物粒度分布調整方法に係り、詳しくは、炉頂バン
カーを経て分配シユートにより、原料を高炉炉頂
部に分配装入するベルレス装入装置において、装
入物を例えば、一回装入する毎に旋回シユートの
旋回数ならびにその旋回毎の旋回シユートの傾動
角を変えて高炉半径方向の装入物分布を調節する
ほか、炉頂バンカーから旋回シユートへの装入物
の排出順の経時的な粒度変化パターンを調節する
ことによつて、装入物の粒度分布を広範囲に調整
するベルレス高炉における半径方向の装入物粒度
分布調整方法に係る。

一般に、高炉操業において、その炉頂における
鉱石類、コークス等の装入物の半径方向の分布
は、燃料比などとともに安定な操業を支配する主
要な因子の一つである。また、装入物の半径方向
の分布は、半径方向のコークス層や、鉱石層等の
厚さに支配されるとともに、それぞれの層の通気
性あるいは通気抵抗の分布に支配される。

この場合、高炉装入装置のうちで、ベル装入装
置では上下ベル間で装入物を垂直方向に落下させ
ることによつて行なわれるが、ベルレス装入装置
では、炉頂バンカー内に装入物を投入し、そこ
で、装入物を一時的に貯蔵してから旋回シユート
の旋回によつて炉内に装入物を分配して装入する
ため、装入物の各粒子の炉内での運動はベル装入
装置と全く異なるものになる。従つて、装入物の
分布を変更するときには、炉頂バンカーから装入
物を排出する際に装入物の排出量、排出開始後か
ら経過時間あるいは、シユートの旋回数を基準と
して旋回シユートの傾きを調整し、このシユート
の傾きの調整によつて旋回シユートから装入物が
炉頂の装入物の堆積表面に達するところを変化さ
せ、装入物、なかでも鉄鉱石類やコークス等の各
層の厚さが高炉半径方向の分布において変化させ
ている。

更に詳しく説明すると、高炉炉頂において装入
物の半径方向の分布によつて炉内をほぼ垂直に上
昇するガス流の半径方向の流量分布を定められる
と云われ、高炉半径方向において、適正なガス流
分布を得ることが必要である。このためには、ガ
ス利用率、送風圧力、燃料比等の全体の高炉の操
業成績や、炉頂又は高炉半径方向のガス組織や、
更には半径方向の温度等を判断の基準とし、装入
物の半径方向の分布を適正に調整することが必要
である。また、ベルレス装入装置では装入物が炉
頂の原料等の堆積面に落下するときには、この堆
積面の形状は逆円錐状を成しているため、落下さ
れた装入物は堆積面の中心部へ向つてすべり、ま
たはころがつて移動する。この移動の際、コーク
スや焼結鉱等ではその粒度範囲が広いため、逆円
錐状堆積面で中心部に移動する過程で、細かい粒
子が落下点近くに集積することになつて、移動方
向、つまり、半径方向に粒度偏析が発生する。ま
た、装入物の通気性は主としてその平均粒度なら
びに粒度分布により決まり、このため、層厚分布
とともに半径方向の粒度偏析によつてガス流分布
は影響をうける。しかし、このように半径方向の
粒度偏析が装入物の分布上重要な因子の一つであ
るにもかかわらず、高炉における装入物の装入で
は、粒度偏析は与えられたものとして、積極的に
制御することなく各原料層の厚さの分布の変更を
主体として、装入物分布が制御されているに過ぎ
ない。そこで、本発明者等は実際の高炉における
操業試験や各種の調査により従来例の如く、鉱石
類、コークスの半径方向の各層の厚さの分布を調
整するだけでは、必ずしも最良の操業成積を得る
ことはできないことを知見し、とくに、ベルレス
装入装置では、炉頂バンカーからの排出時の焼結
鉱等の装入物の経時的（排出順）な粒度変化を調
整することが必要で、この調整を行なうと、さら
に良い操業成績が得られることを知見した。

本発明は上記知見事実にもとづいて成立したも
のであつて、具体的には、炉頂バンカーから排出
順に装入物の粒度変化パターンを調整してベルレ
ス高炉における半径方向の装入物粒度分布を調整
する方法を提案する。

以下、本発明方法について詳しく説明する。

一般に、高炉操業では個々の高炉によりあるい
は同一の高炉でも時期により、装入原料、炉頂圧
力、送風温度、湿分、吹込重油量などの操業条件
が異なつて、操業結果として要請される高生産
性、低燃料比、溶銑成分の目標値が異なり、この
ため、画一的に最適の装入物分布を与えることは
困難であり、場合によつては無意味でもある。こ
れに対し、本発明方法は各々の操業条件下で最良
の操業結果が得られるよう、装入物を装入するも
のであつて、とくに、本発明方法は上記の如く従
来例に係る高炉装入物の制御方法と併せて実施で
き、このように高炉操業すると、粒度パターンの
調整もでき、適正な装入物分布が実現できる。す
なわち、ベルレス装入装置によつて装入物を炉内
に分配する場合は、第１図に示す如く、装入物は
供給口２から炉頂バンカーに供給され、そこで一
時的に貯蔵される。炉内の装入物が予め定められ
た一定水準以下になると、流量制御弁３が開き、
旋回シユート５は回転しながら炉頂バンカー１内
の装入物は炉内に分配される。炉頂バンカー１か
ら排出された装入物は垂直シユート４、旋回シユ
ート５を通り、炉内に落下し、その落下位置６か
ら装入物は堆積層の表面に沿つて炉の中心方向に
矢印の如く移動する。従つて、装入物の調整は旋
回シユート５の傾斜角を変えて、堆積層の厚さは
高炉の半径方向において調節される。しかしなが
ら、このように装入しても、装入物は落下位置６
から炉の中心に移動する過程において、細かい粒
子は落下位置近傍に堆積し、粗い粒子は炉の中心
部に偏析し好ましくない。

そこで、このベルレス装入機構について、本発
明者等は縮尺模型等によつて実験したところ、炉
頂バンカーから旋回シユートに排出される装入物
の粒度は必ずしも一定ではなく炉頂バンカー内で
堆積時に形成される装入物の粒度分布と炉頂バン
カーからの排出時の装入物の移動形態とによつ
て、装入物の粒度変化パターンが決まることがわ
かつた。更に、高炉半径方向の粒度偏析は旋回シ
ユートの傾斜角の変化による落下位置の変化以外
に、炉頂バンカーからの排出順の粒度変化パター
ンによつて決まることがわかつた。また、炉頂バ
ンカーからの装入物の排出時には、装入物は排出
順に下方から上方に積層し、堆積層の厚み方向の
粒度偏析も炉頂バンカーからの排出順の粒度変化
パターンにより決まることがわかつた。つまり、
炉内に堆積した装入物層の粒度偏析は、炉頂バン
カーからの排出順の装入物の粒度変化パターンが
変らない場合に限つて、高炉半径方向の粒度分布
は、旋回シユートの傾斜角を変化させることのみ
によつて変化し、装入物の厚さ方向の粒度分布は
大きく変るところがない。

更に進んで、本発明者等は、炉頂バンカーから
排出される粒子の排出順の粒度変化状況パターン
を調整する効果的な手段について研究したとこ
ろ、この変化を与える手段としては、炉頂バンカ
ーに対する装入物の投入位置を変化させること、
炉頂バンカー内に調整板を配置し、これによつて
装入物の炉頂バンカーからの移動態様を変化させ
ること、更に、配置された調整板の形状や設置位
置を変化させることであつて、これらの手段を調
整すると、装入物の排出順の粒度変化パターンが
調整できることが分つた。

すなわち、第２図は炉頂バンカーへの装入物の
投入態様を示すグラフであり、とくに、符号Ａは
炉頂バンカーの中央に装入物を投入した場合を示
し、Ｂは装入物の投入位置を偏らせた場合を示
し、Ｃ，Ｄは炉頂バンカー１内に円板状の調整板
７を配設した場合を示し、この中でＣ，ＤはＡ，
Ｂに対応して、装入物の投入位置を変化させて成
るものである。これら各Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの場合の
排出順の相対粒度（排出粒子の粒径を全平均粒子
径で割つたもの）の変化は第３図の通りであつ
た。まず、Ａの場合、流出開始直後に粒子径が最
小になるのに対し、Ｂの場合一旦粒子径が大きく
なつたのちＡよりやや遅れて最小となり、投入位
置の変化によつて流出初期に粒径変化パターンが
変化できる。これに対し、Ｃ，Ｄで示す如く、調
整板を配置すると、粒径の変化巾は小さくなり、
流出開始時と終了時を除けば、変化巾は顕著に減
少できる。要するに、炉頂バンカーからの排出順
の装入物の粒度変化パターンは、装入物の炉頂バ
ンカーへの投入、調整板の位置の調整により調整
できる。

そこで、炉頂バンカー１内の調整板７の位置の
調整と、この調整板７に対する装入物の投入態様
とを、第４図で示す如く、期間、ならびに
の順に調整すると、炉頂バンカーからの排出順に
粒度変化パターンは第５図の通りになる。すなわ
ち、期間では調整板７の位置が下部の排出口１
ａの中心より偏つて設置され、大半の装入物が調
整板７に当らないで流れる。期間では調整板７
の位置を期間のままとして、炉頂バンカーへの
装入物の落下曲線を変えてほぼ調整板７の中央に
装入物が当るようにする。期間では、期間と
同様な落下曲線で装入物を投入し、調整板７の位
置を排出口１ａの中心付近において、落下した装
入物の大部分が調整板７に当るようにする。この
ように調整すると、各期間毎の炉頂バンカーから
排出順の粒度変化パターンは、第５図に示す通り
になり、この際、期間のガス利用率は50.8％、
期間は51.7％、期間は51.5％であつた。

なお、このガス利用率は、高炉炉頂の装入物の
分布は影響され、したがつて、各期間のガス利用
率は第５図に示す粒度変化のみならず、旋回シユ
ートの傾動角の変化パターン（以下傾動パターン
と云う）によつても影響される。

つまり、従来例では装入物の分布が傾動パター
ンの変化のみによつて調整されていた如く、各期
間のガス利用率はそれぞれの期間において最良の
結果が得られる傾動パターン値であつて、期間
と期間ならびにとの間で差が存在することか
ら、従来例の如く、傾動パターンのみで最適な粒
度分布を得るのが困難なことがわかる。この面か
ら云つても、本発明方法によつて炉頂バンカーか
らの排出順の粒度変化の調整をすることが必要で
ある。

また、高炉々頂の装入物の堆積面上において、
半径方向、堆積の層の方向で最適な粒度分布は、
上記のように操業条件によつて変化するので、排
出順の粒度変化も操業条件によつて変えるのが望
ましい。

また、排出順の粒度変化は上記のように堆積層
の厚さ方向の粒度偏析にも影響される。例えば、
大粒のコークス（平均粒子径がほぼ50mm）と細粒
の部分の多い焼結鉱（平均粒子径がほぼ15mm）を
主体とする鉱石類とを交互に層状に装入する場
合、つまり、現状の高炉操業法においては、コー
クス層内に上層の細粒焼結鉱が入り込み、この侵
入粒子は層全体の通気性を著しく阻害する。ま
た、粒子の侵入はコークスと焼結鉱の粒度比が大
きいほど大きく、したがつて、通気性を確保する
ためには、コークス層、鉱石層において上面が細
かく下面が粗らくなるよう偏析させるのが望まし
い。この場合には、排出順の粒度変化を変える必
要がなく、しかも、一つの層内で下側の層を形成
する部分、すなわち、排出順で全量の30％までの
装入物粒度が小さくなり過ぎないよう調整すれば
十分である。ちなみに、この部分の下限は期間
と期間ならびにの粒度変化を比較して、平均
の8.5％程度になる。

また、同一の装入物層の厚さ方向における粒度
偏析は、焼結鉱を大、小粒子に分割して装入する
ことによつて達成できるが、この場合には、装入
物を予め大、小粒子に分割するための篩分け設備
や、これら装入物を個別的に貯蔵するための設備
が必要であり、投資コストが大きくなつて好まし
くない。この点に対し、本発明方法によれば、例
えば、炉頂バンカーへの投入方法や、調整板を設
置し、この調整板の移動等の比較的簡単な手段に
よつて炉頂バンカーからの排出時の装入物の移動
形態が調整でき、投資額が少なくてすむ。

なお、上記のところでは、炉頂バンカーからの
排出を中心に説明しているが、炉頂バンカー内で
の装入物の粒度偏析は同じ炉頂バンカーに送り込
まれる装入物の経時的な粒度変化によつても変わ
ることが明らかである。したがつて、秤量された
装入物が一時的な貯蔵ホツパ（サージホツパ）に
貯えられた後、ベルトコンベアーにより炉頂バン
カーに送られる高炉の場合、サージホツパの排出
順の粒度変化を調節することによつても、炉頂バ
ンカーからの排出順の粒度変化を調節することが
可能である。

以上詳しく説明した通り、本発明法は炉頂バン
カーから排出時の粒子分布を調整するもので、高
炉操業上の主要な操作因子である炉頂の装入物分
布の調節範囲を従来例より広範囲に行なうことが
可能であり、高炉の安定な操業、低燃料比の達成
に大きく寄与する。

なお、本発明法はベルレス装入装置を持つ高炉
に対して適用されるほか、同様に、ベル装入装置
を持つ高炉にも容易に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルレス装入装置により、高炉に装入
物を装入する場合の説明図、第２図は炉頂バンカ
ーへの投入態様を示す説明図、第３図は第２図の
各投入態様の炉頂バンカーからの排出順の相対速
度の変化を示すグラフ、第４図は炉頂バンカーに
おいて装入物の落下態様と整流板の位置との関係
のグラフ、第５図は第４図の各場合の排出順の相
対速度の変化を示すグラフである。 符号１……炉頂バンカー、２……供給口、３…
…流量制御弁、４……垂直シユート、５……旋回
シユート、６……落下位置、７……調整板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 貯蔵ホツパから排出された装入物を炉頂バン
   カーに投入し、この炉頂バンカー内で一時的に装
   入物を貯蔵後、旋回シユートを介して高炉内に分
   配装入する際に、前記炉頂バンカー内に調整板を
   配置し、この調整板の位置を調整するか、また
   は、この調整された調整板に対する前記炉頂バン
   カー内への装入物の投入位置を調整して、前記炉
   頂バンカーから排出される装入物の排出順の粒度
   変化パターンを変化させることを特徴とするベル
   レス高炉における半径方向の装入物粒度分布調整
   方法。