JPH0754023A - 高炉の操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉炉内中心部ガス流量を任意の値に制御す
る。 【構成】 高炉１内に鉱石６およびコークス５を装入す
るに先立ち、鉱石６およびコークス５の一部を別ルート
８で炉内中心部に直接装入堆積させる方法において、別
ルート８で炉内中心部に直接装入堆積させる鉱石および
コークスの粒度を、主装入装置３により装入する鉱石６
およびコークス５の粒度より大きくまたは小さく調整
し、炉内中心部のガス流れに応じて調整した鉱石および
コークスの粒度を選択して装入する。 【効果】 高炉中心部のガス流速を自由に制御でき、高
炉操業の安定化に寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高炉の炉内半径方向
全域に亘り適正な装入物分布を得るための高炉の操業方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉操業においては、鉱石を安定して還
元、溶解するためには、シャフト部におけるガス流分布
を適正な状態に維持し、ガスの保有する顕熱と還元能力
を効率よく利用することが最も重要である。そのため、
高炉操業では、炉内半径方向の鉱石／コークスの重量比
（以下この比をＯ／Ｃという）を高精度に制御し、炉内
のガス流分布、融着帯形状等を目標範囲内に維持管理す
ることが高炉の安定操業を図る上で重要である。従来、
ベル式装入装置を備えた高炉においては、ムーバブルア
ーマの設置位置を鉱石とコークスとで各々独立に制御
し、原料の落下点を炉壁から１０００ｍｍの範囲で調整
することによって、炉内半径方向のＯ／Ｃ分布を制御し
ている。しかしながら、ムーバブルアーマの設置位置制
御のみでは、炉中心のＯ／Ｃ分布を制御を行うには不十
分である。

【０００３】上記ムーバブルアーマの設置位置制御の欠
点を解消する技術としては、高炉に対して鉱石とコーク
スを交互に装入する場合におけるコークス装入方法であ
って、各チャージにおけるコークスの装入を経時的に少
なくとも２系列に分け、当該チャージの総装入コークス
量の９２〜９８．５％を前装入の鉱石層を全て覆うよう
に装入し、最後の装入系列では当該チャージの総装入コ
ークス量の８〜１．５％を炉中心部へ集中的に装入する
ことにより、炉中心部のＯ／Ｃを炉中心以外の領域のＯ
／Ｃよりも実質的に小さくなるように堆積させる方法
（特開昭６０−５６００３号公報）、高反応性かつ細粒
の炭材をシュート等で直接高炉の中心部に装入し、高炉
の中心部を主としてＣＳＲ指数で５０以下の高反応性か
つ大部分２０〜３０ｍｍの細粒炭材で構成する方法、あ
るいは高炉炉況悪化に際してＣＳＲ指数で６０以上の低
反応性かつ大部分４０ｍｍ以上からなる粗粒の炭材をシ
ュート等で直接高炉の中心部に装入する方法（特開平１
−２６３２０８号公報）、高炉炉内に鉱石およびコーク
スを層状装入するに先立ち、鉱石およびコークスの一部
を所定の重量比で混合した原料を、ベル式またはベルレ
ス式等の主装入装置によらずに別ルートで高炉中心部に
直接装入、堆積させる方法（特開平１−２９０７０８号
公報）、高炉炉底煉瓦温度を測定し、該炉底煉瓦温度が
炉底煉瓦温度と炉下部コークス層の充填状態との関係か
ら求められる適正な充填状態に対応する煉瓦温度範囲に
管理されるよう、高炉中心部に装入するコークスの量、
粒度、熱間性状の少なくともいずれかを制御する方法
（特開平１−２９０７０９号公報）等が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６０−５６
００３号公報に開示の方法は、炉内中心ガス流量を高め
るには有効であるが、炉内中心ガス流量を低減すること
はできない。また、特開平１−２６３２０８号公報に開
示の方法は、銑鉄コスト中に占める割合が大きい炭材コ
ストを低減させる方法であって、炉内のガス流分布、融
着帯形状等を目標範囲内に維持管理するものではない。
さらに、特開平１−２９０７０８号公報に開示の方法
は、Ｏ／Ｃが予め決定された完全混合原料を高炉中心部
に別ルートで独立的に装入するため、高炉中心部にほぼ
狙い通りのＯ／Ｃを付与できるが、炉中心部の通気性を
変更することはできない。さらにまた、特開平１−２９
０７０９号公報に開示の方法は、高炉中心部にコークス
のみを装入するもので、従来のように鉱石層とコークス
層を交互に装入するものではない。

【０００５】この発明の目的は、高炉の炉内中心部に装
入する鉱石およびコークスの粒度を変えて組み合わせる
ことによって、炉内中心部ガス流量を任意の値に制御で
きる高炉の操業方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた。その結果、高炉の
炉内中心部に装入する鉱石およびコークスの粒度を変え
て組み合わせることによって、炉内中心部ガス流量を増
加したり、低減できることを究明し、この発明に到達し
た。

【０００７】すなわちこの発明は、高炉炉内に鉱石およ
びコークスを層状装入するに先立ち、鉱石およびコーク
スの一部を別ルートで炉内中心部に直接装入堆積させる
方法において、別ルートで炉内中心部に直接装入堆積さ
せる鉱石およびコークスの粒度を、主装入装置により装
入する鉱石およびコークスの粒度より大きくまたは小さ
く調整し、炉内中心部のガス流れに応じて調整した鉱石
またはコークスの粒度を選択して装入することを特徴と
する高炉の操業方法である。

【０００８】

【作用】この発明においては、別ルートで炉内中心部に
直接装入堆積させる鉱石およびコークスの粒度を、主装
入装置により装入する鉱石およびコークスの粒度より大
きくまたは小さく調整し、炉内中心部のガス流れに応じ
て炉内中心部に直接装入堆積させる鉱石またはコークス
の粒度を選択して装入するから、炉内中心部のガス流れ
を増加または低減させることが可能となり、ガス流れを
制御することができる。炉内中心部のガス流れに応じて
炉内中心部に直接装入堆積させる鉱石およびコークスの
粒度は、表１に示すとおり、所定の粒度範囲を持ってい
るが、この原料をベルから装入した場合、炉中心部の粒
度は粒度偏析によって粗くなり、この炉中心部の通気性
は、他の部分より良くなっている。

【０００９】

【表１】

【００１０】したがって、高炉内中心部のガス流速を高
める方法としては、 （イ）コークス装入前に炉中心部に粒度の粗い（１００
ｍｍ）のコークスを装入する。 （ロ）鉱石装入前に炉中心部に粒度の粗い（３０ｍｍ）
の鉱石を装入する。 （ハ） （イ）と（ロ）を実施する。 （ニ）鉱石装入前に炉中心部に粒度の粗い（１００ｍ
ｍ）のコークスを装入する。 （ホ） （イ）と（ニ）を実施する。 等の方法があり、後者ほどその効果は大きい。一方、高
炉内中心部のガス流速を低減する方法としては、 （イ）コークス装入前に炉中心部に粒度の細い（３０ｍ
ｍ）のコークスを装入する。 （ロ）鉱石装入前に炉中心部に粒度の細い（１０ｍｍ）
の鉱石を装入する。 （ハ） （イ）と（ロ）を実施する。 （ニ）コークス装入前に炉中心部に粒度の細い（１０ｍ
ｍ）の鉱石を装入する。 （ホ） （ロ）と（ニ）を実施する。 等の方法があり、後者ほどその効果は大きい。

【００１１】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明方法の詳細を実施の一例を示す図１およ
び図２に基づいて説明する。図１はこの発明方法を実施
する装置構成を示す概略断面図、図２はベルから装入す
る原料と別ルートのシュートから装入する原料との組合
せの構成を示す模式図である。図１において、１は高
炉、２は小ベル、３は大ベル、４はムーバブルアーマ、
５は炉内に装入されたコークス、６は炉内に装入された
鉱石、７は炉内中心装入物、８は大ベル３から装入する
原料とは別ルートの装入シュート、９は粒度調整後の中
心装入物である。

【００１２】高炉１の中心部のガス流速を制御するに
は、目的のコークス層あるいは鉱石層の中心部に、別ル
ートの装入シュート８から粒度調整後の中心装入物９を
装入するためには、コークス５あるいは鉱石６を大ベル
３を介して装入する前に、別ルートの装入シュート８か
ら粒度調整後の中心装入物９を装入するように構成す
る。大ベル３を介して装入する原料と別ルートの装入シ
ュート８から装入する粒度調整後の原料との組合せは、
図２に示すとおり、ベース装入物分布のコークス層Ｃ、
鉱石層Ｏに対し、左側が高炉１の中心部のガス流速を低
減させる場合、右側が高炉１の中心部のガス流速を増加
させる場合を示している。

【００１３】左側の高炉の中心部のガス流速を低減させ
る場合は、（ａ）では、大ベル３からコークスＣ装入前
に別ルートの装入シュート８から炉中心部に粒度３０ｍ
ｍの細いコークスＣ３０を装入し、次いで大ベル３から
コークスＣを装入したのち、大ベル３から鉱石Ｏを装入
する。（ｂ）では大ベル３からコークスＣ装入前に別ル
ートの装入シュート８から炉中心部に粒度３０ｍｍの細
いコークスＣ３０を装入し、次いで大ベル３からコーク
スＣを装入したのち、大ベル３から鉱石Ｏを装入前に別
ルートの装入シュート８から炉中心部に粒度１０ｍｍの
細い鉱石０１０を装入し、次いで大ベル３から鉱石Ｏを
装入する。（ｃ）では大ベル３からコークスＣ装入前に
別ルートの装入シュート８から炉中心部に粒度１０ｍｍ
の細い鉱石Ｏ１０を装入し、次いで大ベル３からコーク
スＣを装入したのち、大ベル３から鉱石Ｏを装入前に別
ルートの装入シュート８から炉中心部に粒度１０ｍｍの
細い鉱石０１０を装入し、次いで大ベル３から鉱石Ｏを
装入する。この場合は、（ａ）→（ｃ）ほど中心部のガ
ス流速が低減する。

【００１４】右側の高炉の中心部のガス流速を増加させ
る場合は、（ｘ）では、大ベル３からコークスＣ装入前
に別ルートの装入シュート８から炉中心部に粒度１０ｍ
ｍの粗いコークスＣ１００を装入し、次いで大ベル３か
らコークスＣを装入したのち、大ベル３から鉱石Ｏを装
入する。（ｙ）では大ベル３からコークスＣ装入前に別
ルートの装入シュート８から炉中心部に粒度１００ｍｍ
の粗いコークスＣ１００を装入し、次いで大ベル３から
コークスＣを装入したのち、大ベル３から鉱石Ｏを装入
前に別ルートの装入シュート８から炉中心部に粒度３０
ｍｍの粗い鉱石０３０を装入し、次いで大ベル３から鉱
石Ｏを装入する。（ｚ）では大ベル３からコークスＣ装
入前に別ルートの装入シュート８から炉中心部に粒度１
００ｍｍの粗いコークスＣ１００を装入し、次いで大ベ
ル３からコークスＣを装入したのち、大ベル３から鉱石
Ｏを装入前に別ルートの装入シュート８から炉中心部に
粒度１００ｍｍの粗いコークスＣ１００を装入し、次い
で大ベル３から鉱石Ｏを装入する。この場合は、（ｘ）
→（ｚ）ほど中心部のガス流速が増加する。

【００１５】したがって、この発明方法によれば、ベー
ス装入物分布に対して、炉内中心に装入する原料粒度を
変更して組み合せることによって、炉内中心部のガス流
速を段階的に増加または低減でき、希望のガス流速に制
御することができる。なお、本効果は、ベース装入パタ
ーンがコークス層Ｃ鉱石層Ｏだけでなく、コークス層Ｃ
コークス層Ｃ鉱石Ｏ鉱石Ｏ、コークス層Ｃコークス層Ｃ
コークス層Ｃ鉱石層Ｏ鉱石層Ｏ等多バッチ系にも有効で
あり、組合せのパターンは多くなる。

【００１６】実施例２ 図３は容積２７００ｍ³の高炉において、この発明方法
を実施した場合の経過時間と炉中心ガス温度との関係を
示すグラフである。図３に示すとおり、炉熱調整のため
コークス比を４６０ｋｇ／ｔから４８０ｋｇ／ｔに増加
させたところ、炉中心部のガス温度が上昇し、炉頂ガス
温度の上昇によりシャフト効率が低下し、燃料比悪化の
事態となった。そこで、アクション１の時点で鉱石装入
前に炉中心部に粒度１０ｍｍの細粒焼結鉱を全体の１０
％装入したところ、炉中心部ガス流速が抑制され、ガス
温度が低下して燃料比も元に復帰した。また、鉱石中に
多量のヤード積み焼結鉱を使用したところ、鉱石の平均
粒径が２０ｍｍから１５ｍｍに低下し、炉中心部のガス
温度がそれに伴って低下した。そこでアクション２とし
て先に取ったアクション１の鉱石装入前に炉中心部に粒
度１０ｍｍの細粒焼結鉱を全体の１０％装入するのを停
止して元に戻し、さらに、鉱石中心部に粒度１００ｍｍ
の粗粒コークスを全装入コークス量の１０％程度装入し
たところ、炉中心部ガス流速が増加し、炉中心部ガス温
度を管理目標値内に制御することができた。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、ムーバブルアーマの位置制御では困難であった高炉
中心部のガス流速を自由に制御することが可能となり、
高炉操業の安定化に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明方法を実施する装置構成を示す概略断
面図である。ベルから装入する原料と別ルートのシュー
トから装入する原料との組合せの構成を示す模式図であ
る。

【図２】ベルから装入する原料と別ルートのシュートか
ら装入する原料との組合せの構成の一例を示す模式図で
ある。

【図３】実施例２における経過時間と炉中心ガス温度と
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 高炉 ２ 小ベル ３ 大ベル ４ ムーバブルアーマ ５ コークス ６ 鉱石 ７ 炉内中心装入物 ８ 別ルートの装入シュート ９ 粒度調整後の中心装入物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉内に鉱石およびコークスを装入する
   に先立ち、鉱石およびコークスの一部を別ルートで炉内
   中心部に直接装入堆積させる方法において、別ルートで
   炉内中心部に直接装入堆積させる鉱石およびコークスの
   粒度を、主装入装置により装入する鉱石およびコークス
   の粒度より大きくまたは小さく調整し、炉内中心部のガ
   ス流れに応じて調整した鉱石およびコークスの粒度を選
   択して装入することを特徴とする高炉の操業方法。