JPH046204A - 高炉の原料装入方法 - 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］ 本発明は高炉の原料装入方法に関する。

Ｃ従来の技術〕 高炉操業においては、高炉半径方向のガス流の分布を制
御し、還元ガスの有効利用を図りつつ、炉内の通気抵抗
を低下させることによって、高出銑量を確保するととが
重要である。

高炉内下部には、融着帯と呼ばれる、鉱石が軟化融着し
た通気抵抗の大きな領域があり、高炉全体の通気性を大
きく支配し、さらに生産性を律速している。

融着帯の通気性を改善するには、鉱石層にコークスを混
合するいわゆる混合装入が有効であることが知られ、適
切な混合状態を得るために、多くの技術が報告されてい
る。

混合装入で適切な混合状態を作りだすための、装入方法
としては、 ■特開昭６０−１４９７０７号公報 ■特公昭５０−３５８８３号公報 が開示されている。

これらの従来技術は、異種の原料、特に鉱石とコークス
を混合して、炉内に装入する方法に関しての技術である
。鉱石とコークスをそれぞれ異なった炉頂ホッパに装入
しておき装入装置の開閉弁を同時に作動させることによ
り、炉内に均一に混合された状態で堆積せしめる方法で
ある。

ベルレス高炉では、シュートを回転しながら原料を装入
するため原料が炉内に装入される単位時間当たりの量が
少ない。このように装入速度が小さいため、原料は炉内
の装入物表面を流下する際に粒度の偏析を起こし大粒径
の原料が高炉の中心部に堆積し、小粒径の原料が高炉の
周辺部に堆積する。このような自然に起る粒度の半径方
向の偏析は高炉操業上不可避であり、従来はこの偏析を
活用してシャープな中心ガス流及び適切な炉壁ガス流を
確保することにより、適切に融着帯形状を制御してきた
６ ［発明が解決しようとする課題１ 融着帯の通気抵抗を下げるために混合装入法を採用した
場合、従来技術では以下の原因によって適切な高炉中心
ガス流の確保が困難になった。

（ａ）　　混合装入により、コークスが混入された鉱石
層の体積が増加し、原料の装入速度が大となり、炉内で
の粒度の偏析が不十分となり、高炉の中心の鉱石粒径が
低下する。

（ｂ）　　混合装入により、コークスが混合された鉱石
層の体積が増加し、従来に比較して大量の鉱石が高炉の
中心に流れ込み、高炉中心部の鉱石とコークスとの比が
増加する。

これらの問題は、全て鉱石層の体積が増大することに由
来するものであるが、１回当たりの鉱石装入量を減少さ
せることは、以下の理由で困難である。

（イ）　通常用いられている並列２ホッパ方式のベルレ
ス高炉では装入回数が設備上で生産性を律速するように
なり、高生産性に対応できないこと。

（ロ）　混合装入時にコークスの層の層厚が薄くなりす
ぎると、半径方向のコークスの堆積の再現性が悪くなり
、装入物分布の制御性が低下すること。

高炉中心ガス流を確保する方法としては、特公昭６４−
９３７３号公報が知られている。この技術は、高炉に対
して、鉱石とコークスを交互に装入する場合のコークス
装入方法であり、各チャージにおけるコークスを経時的
に少なくとも２系列に分け、−当該チャージの総装入コ
ークスの大部分を鉱石層を全て覆うように装入し、最後
の装入系列では残りのコークスを炉中心部に装入する方
法である。

この方法による高炉中心ガス流の確保と融着帯の通気性
改善を狙った鉱石、コークスを混合した混合装入法に適
用した場合に以下の問題が発生した。

■　炉中心部に装入するための残部のコークスの装入量
を少なくする必要があるため、装入速度の制御、装入旋
回数の制御、重量秤量に特別な設備を必要とする。

■　残部のコークスの装入量を多くすると中心部の鉱石
／コークスの比が小さくなり過ぎ高炉中心ガス流が過大
になる。

■　通常の並列２ホツパ型のベルレス装入装置では、装
入回数が設備により律速され、生産量が減少するので、
減産操業時以外にはこの方法を適用することはが困難で
ある。

本発明は上記従来技術の問題点を解決することによって
、融着帯の通気抵抗を低下させる混合装入を可能にしよ
うとするものである。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は、コークスの一部を高炉中心部に集中的に装入
し１次にコークスを高炉半径全体に装入し、その後に鉱
石とコークスとの混合物を装入することを特徴とする高
炉の原料装入方法である。

この場合に、高炉半径全体に装入する上記混合物のコー
クスに小塊コークスを使用すること、又は高炉中心部に
装入するコークスとして、高炉半径全体に装入するコー
クスよりも粒径が大きいコークスを使用することが好ま
しく、また並列に３個以上の炉頂ホッパを用いて装入す
ることが好ましい。

〔作用１ 本発明は従来の混合装入法が有する問題点を解決するた
めに、以下の方法で装入することを特徴とする高炉での
混合装入法である。

すなわち本発明は、先ず高炉中心部にコークスを集中的
に装入してから半径方向全体に装入し、次いで混合物を
その上に装入する。

したがって、高炉中心部にコークスの多い層が先ず形成
され、高炉中心ガス流を確保し、炉壁流の制御性が高ま
るので、炉況が安定し、高出銑比操業を行うことが可能
となる。

また、並列に３個以上の炉頂ホッパを用いると、本発明
を円滑に実施することができる６〔実施例１ 第２図は高炉の原料装入経路の系統図である。

鉱石、コークス等を貯蔵する貯蔵ビン１１から排出され
た高炉装入原料はベルトコンベヤ１２を経てサージホッ
パ１３に導かれ、高炉装入コンベヤ１４によって高炉１
の炉頂ホッパ１５に装入される。炉頂ホッパ１５から切
出された原料は旋回シュート２によって高炉１内に散布
され、コークスと鉱石との互層をなすように装入される
。鉱石中にコークスを混入して混合装入するときは、炉
頂ホッパ１５に鉱石とコークスを別々に装入しておき、
これを同時排出するか、サージホッパ１３に別々に入れ
である鉱石とコークスを同時排出するか、又は貯蔵ビン
１１から鉱石とコークスをベルトコンベヤ１２上に同時
排出するかなどのいずれかの手段によって行われる。炉
頂ホッパ１５が３個以上あれば混合装入の操作は容易に
なる。

第１図は混合装入時の高炉ｌ内における装入物の堆積挙
動を示す本発明の高炉の模式部分断面図である。第１図
において、高炉１の上部には旋回シュート２が装着され
ている。炉頂ホッパから、まず高炉中心部に中心装入コ
ークス５が装入され、次いでコークス層３が装入され、
その後に混合層（鉱石とコークスとの混合物層）４が装
入される。鉱石に混合されるコークスは小塊の高炉篩下
のコークスを使用することがコスト的に有利である。

第３図は高炉内における高炉中心ガス流と中心コークス
装入量との関係を示すグラフである。

中心流の強さを表わすシャフトガスサンプラ中心部ガス
温度及びシャフトガスサンプラ中心部ガス利用率（ＣＯ
２／　Ｃ０２＋ＣＯ）は中心部コクス装人量によって太
き（変化する。シャフトガスサンプラ中心部ガス温度の
最適範囲は６００〜８００°Ｃ、シャフトガスサンプラ
中心部ガス利用率の最適範囲は２５％以下である。これ
らの値をそれぞれ最適範囲とするためには、混合コーク
ス量に応じて最適な中心部コークス装入量が存在する。

混合コークス量が１％と小さい場合には、中心装入コー
クスは必要ないが、混合コークス量を増加するに従い、
中心部コークス装入量を増大する必要がある。

第４図は高炉における炉下部の通気性に及ぼす中心部装
入コークスの粒径の影響を示すものである。第４図は混
合コークス量が８％、中心部コクス装入量が４％の場合
における中心部装入に用いるコークスの粒径と、全使用
コークス平均粒径との比を横軸に取り、高炉下部通気抵
抗係数ＫＬを縦軸にとってデータをプロットしたもので
ある。

高炉下部、特に炉芯内の粒径は主として中ＪＬ１部に装
入されたコークスの粒径により支配される。

したがって、中心装入を行う際に中心装入コークスの粒
径を通常の装入コークスの粒径より大きなコークスを使
用することにより、炉下部の通気抵抗係数が低下し、通
気性が改善される。

したがって、中心装入コークスとしては大塊のコークス
を用いることが望ましいことがわかる。

第５図は高炉における円周方向の均一性に及ぼす中心装
入方法の差を示すグラフである。横軸は高炉中心角、縦
軸は炉ロ部スキンフロー温度を示している。第５図中、
黒丸は同一容量の炉頂ホッパ３個を使用した場合の本発
明方法による原料装入の場合を示し、白丸は少量の専用
中心装入ホッパを設けた場合の例を示したものである。

専用の装入ホッパを用いた場合には、中心装入コークス
が小量なため、専用のコークス装入ホッパの円周方向位
置が固定される。その結果、炉内円周方向の均一性が阻
害される。コークス装入量を増加し、通常の並列３ホツ
パを用いて、ホッパの原料切替を行いながら装入するこ
とにより、円周方向の不均一性を改善することができる
。

第６図は並列に設けたホッパの数と装入回数の関係を示
す説明図である。

横軸には、 （ａ）２バツチ　１チヤージ （Ｃ−０装入サイクル） （ｂ）３バツチ　１チヤージ （Ｃ−Ｃ−０装入サイクル） （ｃ）４バツチ　ｌチャージ （Ｃ−Ｃ−０Ｍ装入サイクル） を示している。ここでＣはコークス装入、０は鉱石装入
、ＯＭは混合装入工程を示している。

縦軸には、１日の装入回数をとっている。好適な層厚を
得るために装入回数は１５０回／日以上が必要である。

第６図中Δ印は垂直２段ホッパ、○印は２並列ホッパ、
・印は３並列ホッパの能力を小しでいる。

通常の２並列ホッパでは、同時排出を伴うサイクルでは
装入回数が追いつかず、本発明のような複雑な装入は困
難である。出銑速度が小さい場合には、２並列ホッパで
も混合装入が可能であるが、高出銑比操業では、３以上
の並列ホッパを使用することが不可欠となる。

以上本発明は従来技術による混合装入法の問題点を解決
するため、コークスの一部を高炉中心部に集中的に装入
し、次にコークスを高炉半径全体に装入し、その後に鉱
石とコークスとの混合物を装入することを特徴とする。

次に本発明方法の実施例を従来技術と比較して第１表に
示す。

第１表中の装入方式は次のとおりである。

Ｃ−０Ｍ　：コークス装入後混入装入（従来技術） ｃ、−ｃ２−ｏＭ　：中心装入コークスの装入、全半径
にコークス装入後混合装入 （本発明） 実施例では出銑比向上、通気変動減少、溶銑中のＳｉの
ばらつき減少、溶銑温度の変動減少など炉況が安定しコ
スト減となる。

［発明の効果１ 本発明方法によれば高炉の高出銑比操業を達成すること
ができ、その前提条件である安定したシャープな高炉中
心ガス流の確保が可能であり、炉壁流の制御性が良い。

また、設備上の律速を炉頂部に３個以上のホッパを設け
ることにより解消することができ、高炉中心部にコーク
スを単独で装入する際の問題点を解決することができた
。

さらに、本発明は装入物分布制御の制御性を向上するこ
とができる。

一方、本発明では、装入装置、特に制御装置に特別なも
のを必要とせず設備費的にも安価である。また、固定的
な特別の装入装置を用いないので、円周方向の炉内分布
の均一性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合装入時の高炉ｌ内における装入物の堆積挙
動を示す本発明の高炉の模式部分断面図、第２図は高炉
の原料装入経路の系統図、第３図は高炉内における高炉
中心ガス流と中心コークス装入量との関係を示すグラフ
、第４図は高炉における炉下部の通気性に及ぼす中心部
装入コークスの粒径の影響を示すもの、第５図は高炉に
おける円周方向の均一性に及ぼす中心装入方法の差を示
すグラフ、第６図は並列に設けたホッパの数と装入回数
の関係を示す説明図である。 １−・・高炉 ２−・・旋回シュート ３・・・コークス層 ４・・・鉱石とコークスの混合層 ５−・・中心装入コークス １１・−・貯蔵ビン Ｉ２・−ベルトコンベヤ １３・・−サージホッパ １４・・−高炉装入コンベヤ １５・・−炉頂ホッパ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　コークスの一部を高炉中心部に集中的に装入し、次
   にコークスを高炉半径全体に装入 し、その後に鉱石とコークスとの混合物を装入すること
   を特徴とする高炉の原料装入方 法。 ２　高炉半径全体に装入する上記混合物のコークスに小
   塊コークスを使用することを特徴とする請求項１記載の
   高炉の原料装入方法。 ３　高炉中心部に装入するコークスとして、高炉半径全
   体に装入するコークスよりも粒径が大きいコークスを使
   用することを特徴とする請求項１又は２記載の高炉の原
   料装入方法。 ４　並列に３個以上の炉頂のホッパを用いて装入するこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高炉の
   原料装入方法。