JPH08134517A - 高炉操業方法 - Google Patents

高炉操業方法

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JPH08134517A
JPH08134517A JP27206894A JP27206894A JPH08134517A JP H08134517 A JPH08134517 A JP H08134517A JP 27206894 A JP27206894 A JP 27206894A JP 27206894 A JP27206894 A JP 27206894A JP H08134517 A JPH08134517 A JP H08134517A
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JP
Japan
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coke
furnace
ore
strength
blast furnace
Prior art date
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Pending
Application number
JP27206894A
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English (en)
Inventor
Takeshi Sato
健 佐藤
Kanji Takeda
幹治 武田
Hiroshi Itaya
宏 板谷
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目 的】コークスの粉化が著しいと予想される領域に
のみ高強度コークスを装入することにより、強粘結炭の
使用量の増加を抑え、コークスコストの上昇を最小限に
とどめ、高炉の安定操業を実現する高炉操業方法の提
供。 【構 成】通常強度のコークスと鉱石を交互に層状に装
入して高炉を操業する際に、高炉の炉況に応じてコーク
スの装入を通常強度のコークスより強度の高い高強度コ
ークスと通常強度のコークスの装入とする2分割装入と
し、高強度コークスを鉱石層厚比が平均鉱石層厚比より
高い領域に選択的に装入するか、または高強度コークス
を鉱石粒径が平均鉱石粒径以下となる領域に選択的に装
入してコークスの炉内粉化を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉操業方法に係わ
り、詳しくは高炉へのコークスの装入を通常強度のコー
クスと高強度コークスの2分割装入とし、炉況を安定さ
せる高炉操業方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高炉に装入されたコークスは、炉内を降
下するに従って、ガス化反応および機械的衝撃によって
粒径低下、すなわち粉化する。そして、高炉内における
粉の発生はコークス充填層の空隙率を下げ高炉下部での
通気性・通液性に悪影響を及ぼす。
【0003】この粉化現象は装入コークスの強度の影響
を受けるので、装入コークスの強度は高炉操業における
重要な管理項目である。そして粉の発生を抑制するため
には、高強度のコークスを装入すれば良いことは自明で
ある。例えば、特開平1-191710号公報には高炉の操業状
態、すなわち羽口レベルから採取した粉状コークスの熱
履歴の分布のうち2000℃以上の粒子の占める割合に
応じて、装入コークスを高強度コークスに変更する高炉
操業方法が開示されている。
【0004】また特開平1-219112号公報には耐粉化性指
数が78%以上となるコークスを用いる高炉操業方法が
開示されている。しかし、上記の方法では装入コークス
全量を高強度または高耐粉化性指数を有する高品質のコ
ークスとするため、高価な強粘結炭の使用量が増加する
という問題点があった。すなわち、コークスコストの面
からはマイナスに働き、溶銑コストの上昇を招いてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、装入コーク
ス全量の品質を上昇させることなくコークスの粉化が著
しいと予想される領域にのみ高強度コークスを装入する
ことにより、強粘結炭の使用量の増加を抑え、すなわち
コークス製造コストの上昇を最小限にとどめ、高炉の安
定操業を実現する高炉操業方法を提供することを目的と
するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、通常強度のコ
ークスと鉱石を交互に層状に装入する高炉操業におい
て、高炉の炉況に応じてコークスの装入を高強度コーク
スと通常強度のコークスの装入とする2分割装入とし、
鉱石層厚比が平均鉱石層厚比より高い領域に高強度コー
クスを選択的に装入してコークスの炉内粉化を抑制する
ことを特徴とする高炉操業方法であり、また、通常強度
のコークスと鉱石を交互に層状に装入する高炉操業にお
いて、高炉の炉況に応じてコークスの装入を高強度コー
クスと通常強度のコークスの装入とする2分割装入と
し、鉱石粒径が平均鉱石粒径以下となる領域に高強度コ
ークスを選択的に装入してコークスの炉内粉化を抑制す
ることを特徴とする高炉操業方法である。
【0007】ここで、鉱石層厚比とは、高炉内の鉱石お
よびコークスの装入位置における鉱石の装入高さと鉱石
およびコークスを合わせた装入高さとの比〔鉱石高さ/
(鉱石高さ+コークス高さ)〕である。
【0008】
【作用】高炉操業では、コークスと鉱石が交互に層状に
装入される。装入されたコークス、鉱石は層構造を維持
しながら炉内を降下するが、1200〜1400℃の温度域で鉱
石は軟化・融着する。この領域は一般に融着層と呼ばれ
ている。融着層の形状は炉内のガス流分布に大きく依存
し、一般に半径方向で鉱石層厚比分布が高い領域や小粒
径鉱石が多く堆積している領域は、他の場所に比べてガ
スが流れにくく、鉱石への伝熱が遅れることから溶け落
ち位置が低下し、融着層も厚くなる。一方、高炉内全体
の通気抵抗は融着層形状に大きく依存し、操業条件(燃
料比、出銑比、炉内通過ガス量等)によって適した融着
層形状が存在する。
【0009】以上から、高炉操業においては炉内ガス流
分布の制御、操業条件に応じた融着帯形状の適正化を目
的として炉頂部の装入物分布制御を行っている。装入物
分布制御に際しては、径方向の鉱石層厚比分布と、径方
向の鉱石粒径分布に注意が置かれる。例えば、炉壁部を
流れるガス量を抑制するためには、炉壁部の鉱石層厚比
を大きくし、炉中心部と炉壁部のガス流を強化する時に
は該当箇所の鉱石層厚比を低くする。
【0010】また、小粒径鉱石を高炉に装入する場合に
は、炉内ガスを積極的に流したい領域には小粒径鉱石が
堆積しないような分布制御を行う。当然、鉱石層厚比分
布と粒径分布の双方に注意が置かれる場合もある。これ
らの装入物分布制御は、分配シュートによって任意に行
われる。ところで、温度が1000℃以上でのコークスのガ
ス化、いわゆるソルーションロス反応は、CO2 が供給
される融着層において活発に進行し、鉱石の溶融、還元
が行われる。一方、コークスの強度はガス化反応の進行
に伴って低下することが知られており、コークスの粉化
はガス化反応とともに増大する。鉄と鋼65(1979),p.163
5 には、コークスのガス化反応率と反応後のコークス強
度の関係が示されている。以上から、融着層が厚い領域
は炉内ガスが流れにくい領域であり、コークスのソルー
ションロス反応が活発に起き、コークスの強度がガス化
反応の進行に伴って低下し、その結果粉化量も大きくな
る。従って、炉内ガスが流れにくくなると予想される領
域にのみ高強度コークスを装入すれば、装入コークス全
体の強度に関する規格を上げることなく、操業条件を維
持したままで炉内コークスの粉化を抑えることが可能に
なる。
【0011】また、小粒径焼結鉱が堆積している領域
は、炉内ガスが流れにくくなる領域である。炉内を局所
的に考えた場合、炉内ガスが流れにくい領域はガスによ
る間接還元量が低下する半面、カーボンによる直接還元
量が増大し、結果的にソルーションロス反応が活発に進
行することになる。以上から、小粒径焼結鉱が堆積して
いる領域も炉内ガスが流れにくい領域であり、コークス
のソルーションロス反応が活発に起き、コークスの強度
がガス化反応の進行に伴って低下し、その結果粉化量も
大きくなる。
【0012】本発明では、高炉の炉況に応じてコークス
の装入を通常強度のコークスより強度の高い高強度コー
クスと通常強度のコークスの装入とする2分割装入と
し、高強度コークスを鉱石層厚比が平均鉱石層厚比より
高い領域に選択的に装入するか、または高強度コークス
を鉱石粒径が平均鉱石粒径以下となる領域に選択的に装
入するので、ソルーションロス反応が活発に進行する領
域にのみ高強度コークスが装入されることになり、従っ
て、装入コークス全体の強度規格を上げることなく、操
業条件を維持したままで炉内コークスの粉化を抑えるこ
とができる。
【0013】本発明を実施するに際して、具体的には、
高炉の炉況に応じて、炉半径方向で鉱石層厚比が大きい
領域、または小粒径鉱石が多く堆積している領域を事前
に把握し、該当領域に高強度コークスを選択的に装入す
る。図1は鉱石層厚比分布に着目した場合の本発明の概
要を示す説明図である。1がプロフィールメーターや重
錘式の層厚計等による実測あるいはシミュレーションモ
デルにより鉱石層厚が厚いと判断された領域であり、よ
り正確には鉱石層厚比が平均鉱石層厚比を上回った鉱石
層領域である。径方向で鉱石層厚が厚いと判断された領
域と同じ場所に選択的に高強度コークス2が装入され
る。図1の4は本発明を適用する以前と同品質の通常強
度のコークスである。なお、6は鉱石層厚比が平均鉱石
層厚比未満の鉱石層領域である。
【0014】図2は鉱石粒径分布に着目した場合の本発
明の概要を示す説明図である。5が炉頂原料サンプリン
グによる実測あるいはシミュレーションモデルにより小
粒径鉱石が多量に堆積し、鉱石粒径が平均鉱石粒径以下
になると判断された領域であり、例えば、粒径が装入鉱
石平均粒径の50%以下の小粒径鉱石が50%以上を占める
ような領域である。因みに小粒径鉱石の粒径が装入鉱石
の平均粒径の50%以下の場合、充填層の圧力損失が、Er
gun 式による概算では急増する。径方向で小粒径鉱石が
多量に堆積していると判断された領域5と同じ場所に選
択的に高強度コークス2が装入される。
【0015】図1、図2いずれの場合も、高強度コーク
スは分配シュート3により任意の領域に選択的に装入さ
れる。図2の4は本発明を適用する以前と同品質のコー
クスである。なお、7は鉱石粒径が平均鉱石粒径超とな
る領域である。このように、平均鉱石層厚比が大きい領
域、または小粒径鉱石が多量に堆積している平均粒径以
下の領域を事前に把握し、該当領域に高強度コークスを
装入することにより、装入コークス全体の強度に関する
規格を上げることなく、また、目標とする炉内ガス流分
布の変化を伴わずに炉内コークスの粉化を抑えることが
可能になる。
【0016】
【実施例】本発明を内容積4800m3の高炉Aに適用した時
の炉下部通気抵抗指数の推移を図3に示す。この時期は
高出銑比操業(出銑比2.2 )に移行する際、炉内通気抵
抗の低下を狙って図3に示す時点Xで炉壁部の鉱石層厚
比を大きく、中心部の鉱石層厚比が小さくなるように装
入物分布制御を行った。本発明の適用前には炉壁部の鉱
石層厚比が高いことから、炉壁部のソルーションロス反
応量すなわちコークス粉化量が大きく、また、高出銑比
操業を行っていることから炉内ガス量が増加しており、
炉内通気性の悪化から炉下部通気抵抗指数が増大し、炉
況が不安定となった。図3に示す時点Yで、図1に示す
ように高強度コークスを炉壁部に選択的に装入すること
により炉壁部のコークス粉化量を抑制でき、炉況を安定
化することができた。この時の選択的に装入した高強度
コークスのドラム強度DI15 30(以降、単にドラム強度
と称す。)は95、その他の場所に装入する通常強度のコ
ークスのドラム強度は94とした。因みに平均のドラム強
度は94.2であった。
【0017】図3には、以前、今回の実施例と同様に高
出銑比操業を行った際の炉下部通気抵抗指数の推移を併
せて示した。Xの時点で装入物分布制御を行い、Yの時
点で全装入コークスのドラム強度を94から95に上昇させ
たものである。次に、本発明を内容積4300m3の高炉Bに
適用した前後の炉下部通気抵抗指数の推移を図4に示
す。この時期は小粒径鉱石が装入全鉱石の20%を占める
ような小粒径鉱石多量使用操業を行い、図4に示す時点
Zで中心流確保の観点から、小粒径鉱石が炉壁部に多く
堆積するような装入物分布制御を行った。本発明の適用
前には炉壁部に炉内ガスが流れにくいことから、炉壁部
の融着帯が肥大化し、その場所でのソルーションロス反
応量すなわちコークス粉化量が大きく、炉下部通気抵抗
指数が増大し、炉況が不安定となった。図4に示す時点
Wで図2に示すように高強度コークスを炉壁部に選択的
に装入することにより、小粒径鉱石多量使用操業を変更
することなく炉壁部のコークス粉化量を抑制でき、炉況
を安定化することができた。この時の選択的に装入した
高強度コークスのドラム強度は94.5、その他の場所に装
入する通常強度のコークスのドラム強度は94とした。因
みに平均のドラム強度は94.1であった。
【0018】図4には、以前、今回の実施例と同様に小
粒径鉱石多量使用操業を行った際の炉下部通気抵抗指数
の推移を併せて示した。Zの時点で装入物分布制御を行
い、Wの時点で全装入コークスのドラム強度を94から9
4.5に上昇させたものである。以上の実施例に示すよう
に、本発明では全体のコークス強度を上昇させることな
く、従来の方法と同様にコークスの粉化を抑制でき、安
定操業を実現することができた。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、通常強度のコークスと
鉱石を交互に層状に装入して高炉操業する際に、炉壁部
の鉱石層厚比を高くして高出銑比操業を行っても、また
小粒径鉱石多量使用操業を行っても、炉況の不安定時の
立て直しに用いる高強度コークスの使用量を従来より少
なくすることができるので経済的な高炉操業が可能とな
った。
【図面の簡単な説明】
【図1】鉱石層厚比分布に着目した場合の本発明の概要
を示す説明図である。
【図2】鉱石粒径分布に着目した場合の本発明の概要を
示す説明図である。
【図3】炉下部通気抵抗指数の推移を示す測定図であ
る。
【図4】炉下部通気抵抗指数の推移を示す測定図であ
る。
【符号の説明】
1 鉱石層厚比が平均鉱石層厚比を上回った鉱石層領域 2 高強度コークス 3 分配シュート 4 通常強度のコークス 5 鉱石粒径が平均鉱石粒径以下の鉱石層領域 6 鉱石層厚比が平均鉱石層厚比未満の鉱石層領域 7 鉱石粒径が平均鉱石粒径超の鉱石層領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通常強度のコークスと鉱石を交互に層状
    に装入する高炉操業において、高炉の炉況に応じてコー
    クスの装入を高強度コークスと通常強度のコークスの装
    入とする2分割装入とし、鉱石層厚比が平均鉱石層厚比
    より高い領域に高強度コークスを選択的に装入してコー
    クスの炉内粉化を抑制することを特徴とする高炉操業方
    法。
  2. 【請求項2】 通常強度のコークスと鉱石を交互に層状
    に装入する高炉操業において、高炉の炉況に応じてコー
    クスの装入を高強度コークスと通常強度のコークスの装
    入とする2分割装入とし、鉱石粒径が平均鉱石粒径以下
    となる領域に高強度コークスを選択的に装入してコーク
    スの炉内粉化を抑制することを特徴とする高炉操業方
    法。
JP27206894A 1994-11-07 1994-11-07 高炉操業方法 Pending JPH08134517A (ja)

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JP27206894A JPH08134517A (ja) 1994-11-07 1994-11-07 高炉操業方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009299093A (ja) * 2008-06-10 2009-12-24 Jfe Steel Corp 高炉操業方法
JP2012172167A (ja) * 2011-02-18 2012-09-10 Jfe Steel Corp フェロコークスを用いた高炉操業方法
WO2013183170A1 (ja) * 2012-06-06 2013-12-12 Jfeスチール株式会社 フェロコークスを用いた高炉操業方法

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