JPH0336206A - ベルレス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〉 本発明はベルレス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ＩｎＩＩ　ｉ１１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ツりしておき、
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−　ｆ３Ｂ５０１
号公報に開示されているように、炉頂のベルホ・ツバ内
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藁ングを調整
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ｌｆ！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１゜〜２５ｍ／ｍ、コー
クスの平均粒径３０〜５０ｍ／ｍ）かつ重い（鉱石２〜
３　ｋｇ／　Ｎ　、　コークス０．５〜１．５ｋｇ／ｆ
）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
いる炉頂ホッパ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、篩
分はコストが必要であるし、そうやって粒径を近似さ−
１＋、でも、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、ｊバッチ
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ヂ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
の変動が大きくなるため、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、装入バッチ量を大きくすれば必然的に
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、装入バッチ数理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、炉内に通気改首効果を充分
に発揮する鉱石類とコークスの全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（」（することを
目的とするものである。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を遠戚するための本発明のベルレス高炉におけ
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もングをコントロールする
ことにより、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セ、上記炉頂ホッパ
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
の全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１
０および鉱石１ｆｉｌｌ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！１１１１とに交互にくり返すことで
炉内にコークスＮ１０．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
にまず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１０の切り出しを定量のコークス１０を切り出
したら切り出しを停止し、次に鉱石類原料ホッパ７から
鉱石類１１を切り出し、所定量の鉱石類１１を切り出し
たら切り出しを停止する。このような切り出し操作を装
入バッチ毎に繰り返すことによって装入コンベア５上に
おいてコークス１０の直後に鉱石類１１が積載された状
態で搬送される。

かくして装入コンベア５上で先行するコークス１０およ
び後行する鉱石類ｌｔのバッチはレシービングシュート
４を介して炉頂ホッパ３ａにまずコークス１０が装入さ
れ、引続き鉱石類１１が装入される。

その結果、炉頂ホッパ３ａの下部にコークス層ｌＯを、
上部に鉱石層１１を形成させるものである。なお、装入
時に炉頂ホッパ３ａ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。同様にして、他方
の炉頂ホッパ３ｂにも下部にコークス層１０を上部に鉱
石類Ｎ１１を形成するように装入される。

炉内へ装入する際には、鉱石用炉頂ホッパ３ａおよび３
ｂの下部を開口し、第１図に示すように炉頂ホッパ内の
コークス１０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１−９へ導く。この時の旋回シュート９
から落下するコークス１０および鉱石類１１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（ｂ）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２２５ｍ　／　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。本発明法による結果第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、炉頂ホッ
パ３ａ、３ｂからコークス１０および鉱石！ｒｉｌｌの
排出に際し、排出当初は一時的にコークス１０が多く排
出されるが、下部のコークス層１０中に鉱石類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１０も随伴して排出される。このため、鉱
石［１１とコークス１０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、木発’！ＩＩの実施例を図面に基いて説明する。

能力９０００　ｔ　７日、通常送風量６５００　Ｎ　ｎ
′ｒ／　ｗｉｎ、炉頂ホッパは第１図に示すように並列
で３８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
１ｆｆｉ（１１０ｔ　／ｃｈ）コークス（３５ｔ　／ｃ
ｈ）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３ａ、３ｂからの全混合装入を実施し、
コークス（平均粒径４５〜５５ｍ／ｍ）のチャージを２
つに分け、１７．５ｔ、ずつのバッチとし、また鉱石（
平均粒径１５〜２５ｍ／ｍ）のチャージも２つに分け、
５５【、ずつのバッチとする。そしてコークス１７．５
　Ｌを鉱石５５１の切り出し先行して切り出すことによ
って、炉頂ホッパ３ａおよび３ｂにそれぞれ下部に１７
．５　ｔのコークス層、上部に５５ｔの鉱石層を積層さ
せたのち、炉内に装入し、全混合層を形成させた。

第３図に示すように全混合層形成により、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併重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
〔Ｓ１〕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　ｒｒＴ　／　ｍ　→６Ｂ００　Ｎ　ｇ　／　
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１：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（Ｋ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。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。内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
析のない全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２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５ に出銑（Ｓｉ　）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Ｉ・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：ｌ
、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。 工・・・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、６ ７・・・鉱石原料ホッパ、 ９・・・旋回シュート、 １０・・・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全混合層を形成すること
   を特徴とするベルレス高炉における原料装入方法。