JPH046205A - 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。

［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ことが
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、この融着帯が高炉全体
の通気性を支配し、さらには生産性を律速しでいる。

融着帯の通気性を改善するには、鉱石層にコークスを混
合することが有効であることが知られ。

この装入方法は混合装入と言われている。混合装入にお
いて適切な混合状態を得るために、多くの発明が報告さ
れている。混合装入で適切な混合状態を作りだすための
装入方法として例えば特開昭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、高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させる方法で
ある。

ベルレス高炉は、炉内に装入される単位時間当たりの装
入量が少ないことが特徴である。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、小粒
径の原料が高炉の周辺部に堆積する。このような自然な
粒度の半径方向の偏析は高炉操業上不可避であり、また
、このような偏析を活用してシャープな高炉中心ガス流
、適切な炉壁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。

融着帯の通気抵抗を下げるために、上記従来技術で炉内
に混合原料を装入したところ以下の原因で適切な中心流
の確保が困難になった。

（１）　　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、原料の排出速度が増加し、炉内での
粒度の偏析が不十分となり、中ノし・の鉱石粒径が低下
する。

（２）　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中心に流
れ込み、中心部の鉱石／コークスの割合が増加した。

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。

（ａ）　　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の律速になり、高生産性に
対応できない。

（ｂ）　　混合装入時にコークス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。

高炉の中心ガス流を確保する方法としては、従来技術と
して特公昭６４−９３７３号公報がある。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。

［発明が解決しようとする課題］ 上記方法による高炉中心ガス流の確保と融着帯の通電性
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。

（イ）　混合装入法と組合わせた場合には、中心に装入
するコークスの量が一定でも中心流が過多になったり、
中心流が不足する場合があり、再現性に乏しい。

Ｃ口）　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、減産操業時以外には
適用が困難であった。

本発明は融着帯の通気抵抗を低下させる混合装入を可能
にするために上記従来技術の問題点を解決しようとする
ものである。

［課題を解決するための手段１ 本発明は従来の混合装入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の原料
装入方法である。

本発明は、ベルレス装入装置を有する高炉の原料装入方
法において、コークスをコークス粒径りの高炉中心部装
入コークスと、コークス粒径ｄの散布コークスに分け、
高炉半径全体に散布コークスを装入する直前又は直後に
、高炉中心部装入コークスを高炉中）し鳥部に集中的に
装入し、さらに鉱石中にコークスをＲ（％）混入した混
合原料を散布コークス上に装入すると共に、前記Ｒ，Ｄ
、ｄが以下の関係を充足することを特徴とする高炉の原
料装入方法である。

本発明は並列に３個以上のホッパーを用いて装入するこ
ととすれば３種以上の装入物を容易に取扱うことができ
好ましい。

［作用１ 第１図は混合装入時の炉内での堆積挙動を示す高炉の模
式部分断面図である。

第１図において、高炉ｌ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。

第１図に示すように、高炉中心部装入コークス５（粒径
Ｄ）を高炉中心部に装入し、次いでコークス層に粒径ｄ
の散布コークス３を装入し次に混合コークス４を装入す
る。混合コークスにはＲ％の通常のコークス、あるいは
、望ましくは高炉篩下の小塊コークスを混入する。

高炉下部、特に炉芯内の粒径は主として中心部に装入さ
れたコークスの粒径りにより支配される。したがって、
中心装入を行う際に、中心装入コークス５の粒径りを通
常の散布コークス３の粒径ｄ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を低下させることができ、通気性
が改善される。

第３図はこのことを示すグラフで、高炉下部通気抵抗係
数が最適な範囲はＤ／ｄがほぼ１以上である。

第４図は混合コークス量に応じた中心装入コークス粒径
の最適範囲を示すものである。

混合コークス量を変更しつつ、中心部装入コークスの平
均粒径を変更して、実験を行い、炉下部の通気抵抗係数
が、最適な範囲となるＫＬ＜１．６となる。屯を○印、
ＫＬ＞１．６となる点を・印で示した。最適な範囲は、
Ｄ／ｄ＞０．０７５　Ｒ＋０．４で示される領域にある
ことがわかる。このような最適な範囲が存在する理由は
以下のように考えることができる。

混合装入を行う場合、鉱石に混入したコークスが再度偏
析し高炉中心部に集まる。通常、鉱石の直接還元により
消失する混合コークスは平均値的には、１００ｋｇ／ｌ
が上限である。混入コークスが高炉中心部に再度偏析し
、その部分のコークスの割合が増加するため、混入コー
クスが１００ｋ　ｇ　／　を以下でも未反応のコークス
が炉芯部に流れ込み、炉芯部の粒径を低下させる。した
がって、混入コークス量を増加した時に炉芯部のコーク
ス粒径を一定に保とうとすれば、中心装入コークスの粒
径を混入コークスの配合率に応じて変える必要がある。

中心装入を行う際に、中心装入コークスの粒径を混合コ
ークスの量に応して変更することにより、炉下部の通気
抵抗係数が低下し、通気性が改善される。

コークスの粒径を大きくするにはコークス製造用の原料
石炭のコストが上昇するために限度があり、混合装入量
に応じて最適値が存在する。通常は散布コークス粒径の
３倍が高炉中心部装入コークスの粒径の上限となる。

したがって、前記Ｒ，Ｄ、ｄには、 を満足する必要がある。

次に高炉炉頂に並列に設けるホッパの数と装入回数の関
係について説明する。

混合装入法には前述のように、融着帯の圧力損失を低下
させることにより、高炉の通気性を改善し、出銑量を増
大させることが目的である。

中心装入法と混合装入法を組合わせることにより、炉内
の通気性の確保は可能になったが、ｌチャージ当りのバ
ッチ数が増大し、装入回数という設備面から出銑量の上
限が律速するようになる。

第５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　　ｌチャージ （Ｃ−Ｃ−０装入サイクル） （Ｃ）４バツチ　　１チヤージ （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
、○門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。好適な装入回
数は１５０回／日以上である。第５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
力を示している。

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有効となる。

［実施例］ 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ｌ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
Ｊ１から鉱石とコークスをベルトコンベヤ１２上に同時
排出するが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
動を示す高炉の模式部分断面図である。

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−ｏＭ　：コークス装入後混入装入 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 実施例では出銑比向上、通気変動減少、忍銑中のＳｉの
ばらつき減少、渚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］ 本発明方法は次のすぐれた効果を奏する。

■安定したシャープな中心流の確保が可能となり、炉壁
流の制御性が良い。したがって、再現性良く中心流、周
辺流を制御できた。また、通気抵抗の変動が減少する。

■高出銑比操業を達成できる。

■溶銑成分の安定が可能になる。

■原料、燃料コストを削減することができる。

■炉頂部に３個以上のホッパを設けることにより設備上
の律速を解消することができ、中心にコークスな羊独で
装入する際の問題点を解決できた。

また、装入物分布制御の制御性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合装入時の炉内での堆積挙動を示す高炉の模
式部分断面図、第２図は高炉での原料装入経路のフロー
シート、第３図は高炉での炉下部通気性と中心部装入コ
ークス粒径の関係を示すグラフ、第４図は鉱石中への混
入コークス量と中心部装入コークス／散布コークスとの
関係を示すグラフ、第５図は並列に設けたホッパ数と装
入回数との関係を示すグラフである。 ■−・・高炉 ２・−・旋回シュート ３・・・散布コークス層 ４−・・混合層 ５−・−高炉中心部装入コークス 出　　願　　人 川崎製鉄株式 中心ＩＩＰ裟入コーグ井４ス平ダ刊宣壬第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　べルレス装入装置を有する高炉の原料装入方法にお
   いて、 コークスをコークス粒径Ｄの高炉中心部装 入コークスと、コークス粒径ｄの散布コークスに分け、
   高炉半径全体に散布コークスを装入する直前又は直後に
   、高炉中心部装入コークスを高炉中心部に集中的に装入
   し、さらに鉱石中にコークスをＲ（％）混入した混合原
   料を散布コークス上に装入すると共に、前記Ｒ、Ｄ、ｄ
   が以下の関係を充足することを特徴とする高炉の原料装
   入方法。 ３．０＞Ｄ／ｄ＞０．０７５Ｒ＋０．４ ２　並列に３個以上のホッパーを用いて装入することを
   特徴とする請求項１記載の高炉の原料装入方法。