JPH08239705A - 高炉付着物生成の抑制方法 - Google Patents

高炉付着物生成の抑制方法

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JPH08239705A
JPH08239705A JP7938295A JP7938295A JPH08239705A JP H08239705 A JPH08239705 A JP H08239705A JP 7938295 A JP7938295 A JP 7938295A JP 7938295 A JP7938295 A JP 7938295A JP H08239705 A JPH08239705 A JP H08239705A
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JP
Japan
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furnace
ore
blast furnace
furnace wall
coke
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JP7938295A
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English (en)
Inventor
Morimasa Ichida
守政 一田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉の炉壁近傍のガス流速を上昇させない
で、炉壁近傍の熱レベルを上昇させることにより、炉壁
付着物を形成させないようにする高炉の操業方法を提供
する。 【構成】 高炉炉頂部より固体還元剤と鉱石を交互にか
つ層状に装入する方式において、高炉の炉壁から500
mmの範囲の鉱石層の直上に粒径が5mm〜30mmの
小塊コークス、あるいは、粒径が5mm〜30mmの小
塊コークスと、粒径が1mm〜5mmの細粒焼結鉱の混
合物を装入すると同時に、炉壁から500mmの範囲の
コークスに対する鉱石の重量比が2から0の範囲に入る
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炉壁付着物を高炉に形
成させないようにする高炉の操業方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】高炉では、炉壁に付着物が形成される現
象が時々認められる。この炉壁付着物には大別して2種
類あり、シャフト部に形成される付着物と炉腹部から朝
顔部に形成される付着物である。シャフト部に形成され
る付着物には亜鉛含有量が多く、強度も弱い。一方、炉
腹部から朝顔部に形成される付着物にはメタリックな強
固な物であることが多い。上記炉壁付着物が形成される
と、装入物の荷下がりやガス流れに悪影響を及ぼすた
め、高炉の安定操業のためには、上記炉壁付着物を形成
させないことが重要であり、炉壁付着物を除去する技術
と同時に炉壁付着物を形成させない技術の確立が望まれ
ている。
【0003】炉壁付着物の形成を抑制する技術として
は、いくつかの方法が開示されている。特開昭60−3
3305号公報では、高炉シャフト部の炉内周辺域の装
入物層中に高温の燃焼ガスを吹込み、装入物を加熱する
ことにより炉内壁に付着する付着物の形成を防止する方
法が開示されている。また特開昭63−282203号
公報では、高炉炉体内に高さ方向に多段に且つ円周方向
に複数個設置したガス吹込み孔から、酸素を含まない高
温ガスを吹き込むことにより、炉壁への付着物の生成・
成長を防止する方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭60−33
305号公報で開示されている方法、すなわち高炉シャ
フト部の炉内周辺域の装入物層中に高温の燃焼ガスを吹
込み、装入物を加熱する方法では、ガス吹込み孔がシャ
フト部のみに限定されており、炉腹部や朝顔部の炉壁付
着物の形成を完全に抑制することはできない。また、特
開昭63−282203号公報で開示されている方法、
すなわち高炉炉体内の高さ方向に多段に、且つ円周方向
に複数個設置したガス吹込み孔から、酸素を含まない高
温ガスを吹き込む方法では、炉腹部や朝顔部の炉壁付着
物の形成を抑制することは可能である。
【0005】しかし、この方法で全周にわたり付着物の
形成を抑制するためには、多数個の吹込み孔が必要とな
り設備費が大きく増加すると同時に、吹込み孔に起因し
て炉壁混合層が形成される可能性もあり、問題点が多
い。本発明は、このような従来の問題点に鑑み、装入物
の半径方向分布によって炉壁近傍のガス流分布と温度分
布を調整することにより、上記問題点を解決することを
目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(1)高炉炉頂部より固体還元剤と鉱石を交互にかつ層
状に装入する方式において、高炉の炉壁から500mm
の範囲の鉱石層の直上に粒径が5mm〜30mmの小塊
コークスを装入することを特徴とする。また、(2)高
炉炉頂部より固体還元剤と鉱石を交互にかつ層状に装入
する方式において、高炉の炉壁から500mmの範囲の
鉱石層の直上に粒径が5mm〜30mmの小塊コークス
と、粒径が1mm〜5mmの細粒焼結鉱の混合物を装入
することを特徴とする。また、(3)前記(1)または
(2)において、高炉の炉壁から500mmの範囲のコ
ークスに対する鉱石の重量比である鉱石重量/コークス
重量が2から0の範囲に入るようにすることを特徴とす
る。
【0007】
【作用】高炉炉頂部より固体還元剤と鉱石を交互にかつ
層状に装入する方式において、高炉の炉壁から500m
mの範囲に装入する小塊コークス、あるいは小塊コーク
スと細粒焼結鉱の混合物の量比は、高炉の炉口径、コー
クスに対する鉱石の重量比の平均値により、かなりの幅
をもつが、高炉に装入するコークス全体の20〜60%
である。小塊コークスと混合する細粒焼結鉱の量は、高
炉に装入する鉱石全体の5〜20%である。
【0008】本発明では、高炉炉頂部より固体還元剤と
鉱石を交互にかつ層状に装入する方式において、炉壁か
ら500mmの範囲の鉱石層の直上に粒径が5mm〜3
0mmの小塊コークス、あるいは、粒径が5mm〜30
mmの小塊コークスと粒径が1mm〜5mmの細粒焼結
鉱の混合物を装入すると同時に、炉壁から500mmの
範囲のコークスと鉱石の重量比である鉱石重量/コーク
ス重量を2から0の範囲に入るようにする。このことに
より、炉壁から500mmの範囲の燃料比が上昇するた
め、鉱石が還元・溶融するために必要な熱量が減少し、
融着帯レベル以下、すなわち炉腹部以下の炉壁近傍の熱
レベルを50〜200℃の範囲で上昇させることができ
る。
【0009】しかも、炉壁から500mmの範囲には粒
径が5mm〜30mmの小塊コークス、あるいは、粒径
が5mm〜30mmの小塊コークスと、粒径が1mm〜
5mmの細粒焼結鉱の混合物が装入されているため、炉
壁近傍のガス流速が上昇することはない。ここで、細粒
焼結鉱は、炉壁近傍のガス流速の抑制に効果があると同
時に、融着帯レベルでは隣接するコークスによる浸炭反
応により低融点で滴下するため、融着帯根部の通気抵抗
を上昇させることはない。
【0010】炉壁近傍の熱レベルを上昇させるために
は、単に炉壁近傍の鉱石とコークスの重量比を低下させ
ることで可能であるが、この場合には、炉壁近傍のコー
クスの粒径が40mm前後と鉱石の粒径(15mm〜2
0mm)よりも大きいため、炉壁近傍のガス流速が上昇
し、亜鉛リッチなガスが炉壁近傍を大量に流れて、シャ
フト上部からシャフト中間での付着物生成の要因になる
可能性が大きい。
【0011】本発明では、炉壁近傍のガス流速を上昇さ
せないで、炉壁近傍の熱レベルを上昇させることができ
るため、炉壁近傍における亜鉛ガスの量を一定値以下に
抑制することができる。しかも、炉壁近傍の鉱石量が少
ないため、炉下部での炉壁付着物の生成の要因のひとつ
となる高還元率鉱石量も少なくすることができる。ま
た、本発明では、小塊コークスを炉壁近傍に装入するた
め、結果的に中間部から中心部に装入するコークスの平
均粒径が増加する。そのため、中心部の通気抵抗が低下
することにより、高炉の安定操業にとり必要な中心流の
確保が容易になると同時に大粒径のコークスが炉芯に供
給され、炉芯の通気性・通液性を確保できる。
【0012】図1はベルレス高炉で本発明法を実施した
場合の鉱石とコークスの堆積状態を示す図である。炉頂
に巻き上げられた鉱石とコークスは旋回シュート1を介
して高炉の炉内へ装入される。まず炉壁近傍での鉱石2
の装入量を調整して、炉壁から500mmの範囲にテラ
ス3または堰4を形成させる。その鉱石のテラス3上ま
たは堰4と炉壁5の間に粒径が5mm〜30mmの小塊
コークス6、あるいは、粒径が5mm〜30mmの小塊
コークスと、粒径が1mm〜5mmの細粒焼結鉱の混合
物7を装入して、炉壁から500mmの範囲に堆積させ
る。さらに、通常の室炉コークス8を炉内に装入する。
【0013】ここで、炉壁から500mmの範囲に装入
する小塊コークスの粒径を5mm〜30mmとしたの
は、30mm超の粒径では通気抵抗が小さくなって炉壁
近傍のガス流を抑制できなくなり、5mmより小さい粒
径では粉として炉壁近傍に堆積して、むしろ炉壁付着物
の形成を促進する可能性があるためである。また、混合
層内の細粒焼結鉱の粒径を1mm〜5mmとしたのは、
5mm超の粒径では細粒焼結鉱が小塊コークスの空隙内
の存在することができず、逆に空隙率を大きくしてしま
い炉壁近傍のガス流を抑制できなくなり、1mmより小
さい粒径では粉として炉壁近傍に堆積して、むしろ炉壁
付着物の形成を促進する可能性があるためである。
【0014】また、炉壁から500mmの範囲のコーク
スに対する鉱石の重量比は、炉頂に設置されてるプロフ
ィルメーターにより測定される鉱石と、コークスの堆積
プロフィルより推定する。粒径が5mm〜30mmの小
塊コークスと、粒径が1mm〜5mmの細粒焼結鉱の混
合物を装入する場合には、上記の堆積プロフィールと事
前に測定した混合物中の小塊コークスと細粒焼結鉱の重
量比から、炉壁から500mmの範囲のコークスに対す
る鉱石の重量比を推定する。そして、炉壁から500m
mの範囲の鉱石とコークスの堆積プロフィールの制御
は、ベル式高炉の場合にはムーバブルアーマーの傾動角
の調整により、ベルレス式高炉の場合には旋回シュート
の傾動角の調整により行う。
【0015】炉壁から500mmの範囲のコークスに対
する鉱石の重量比が、2以下の範囲と上限を2としたの
は、コークスに対する鉱石の重量比が2超では、鉱石の
還元や溶解に必要な熱量のために、炉壁近傍の熱レベル
が高いレベルに維持できないためである。また、小塊コ
ークスにより炉壁近傍のガス流が抑制できる条件なら
ば、炉壁から500mmの範囲の鉱石の量は0にするこ
とが好ましい。
【0016】粒径が5mm〜30mmの小塊コークス、
あるいは、粒径が5mm〜30mmの小塊コークスと粒
径が1mm〜5mmの細粒焼結鉱の混合物を装入する範
囲を、炉壁から500mmの範囲としたのは、500m
m超の範囲にすると、かなりの量の小塊コークス、ある
いは、細粒焼結鉱が炉壁の範囲にとどまらず炉中心へ流
れ込み、中心流が抑制されて初期の目的を達成すること
ができなくなるためである。
【0017】なお、この粒径が5mm〜30mmの小塊
コークス、あるいは、粒径が1mm〜5mmの細粒焼結
鉱としては、通常操業では振動篩にかけて使用されない
コークス、あるいは焼結鉱を使用することとし、量的に
不足する場合には、通常の室炉コークス、あるいは焼結
鉱を破砕して製造することも考えられる。
【0018】
【実施例】
(実施例1)本発明の小塊コークスの装入方法を、内容
積4,000m3 クラスの高炉に適用し、従来法の操業
結果と比較した。従来法の実施期間では、平均粒径が4
5mm〜50mmの通常の室炉コークスのみを使用した
が、本発明法実施期間では、全コークス中の20%の粒
径が5mm〜30mmの小塊コークスを、炉壁から50
0mmの範囲に装入し、炉壁から500mmの範囲のコ
ークスに対する鉱石の重量比が1.5となるように、装
入物分布を制御した。
【0019】図2に、本発明法適用前後のシャフト下部
のレンガ温度、炉腹部のレンガ温度、中心部のηco,
スリップ回数、炉芯温度の推移を示す。本発明法適用期
間では、従来法実施期間に比べて、炉壁近傍のガス流速
を上昇させずに、シャフト下部および炉腹部のレンガ温
度が200℃前後も高い温度に維持して、付着物の形成
を抑制することができた。そのため、付着物形成時に増
加するスリップ回数を低いレベルに維持できた。また、
中間部から中心部に装入するコークスの粒径を上昇でき
たため、中心流が発達して中心部のηcoが低下し、炉
芯温度も1450℃〜1500℃と高いレベルに維持す
ることができた。
【0020】(実施例2)本発明の小塊コークスと細粒
焼結鉱の混合物の装入方法を、内容積4000m3 クラ
スの高炉に適用し、従来法および本発明法の操業結果と
比較した。従来法の実施期間では、平均粒径が45mm
〜50mmの通常の室炉コークスのみを使用したが、本
発明法実施期間では、全コークス中の20%の粒径が5
mm〜30mmの小塊コークスと、全鉱石中の10%の
粒径が1mm〜5mmの焼結鉱の混合物を、炉壁から5
00mmの範囲に装入し、炉壁から500mmの範囲の
コークスに対する鉱石の重量比が1.8となるように、
装入物分布を抑制した。
【0021】図3に、本発明法適用前後のシャフト下部
のレンガ温度、炉腹部のレンガ温度、中心部のηco、
スリップ回数、炉芯温度の推移を示す。本発明法適用期
間では、従来法実施期間に比べて、炉壁近傍のガス流速
を上昇させず、シャフト下部および炉腹部のレンガ温度
を200℃以上と、実施例1に比べて、さらに高い温度
に維持して付着物の形成を抑制することができた。その
ため、付着物形成時に増加するスリップ回数を低いレベ
ルに維持できた。また中間部から中心部に装入するコー
クスの粒径を上昇できたため、中心流が発達して中心流
のηcoが低下し、炉芯温度も1450℃〜1500℃
と高いレベルに維持することができた。
【0022】
【発明の効果】本発明では、高炉炉頂部より固体還元剤
と鉱石を交互にかつ層状に装入する方式において、炉壁
近傍から500mmの範囲の鉱石層の直上に、粒径が5
mm〜30mmの小塊コークス、あるいは、粒径が5m
m〜30mmの小塊コークスと、粒径が1mm〜5mm
の細粒焼結鉱の混合物を装入し、炉壁近傍から500m
mの範囲のコークスに対する鉱石の重量比を、2以下と
低いレベルに維持することにより、炉壁近傍のガス流速
を上昇させないで、炉壁近傍の熱レベルを上昇させるこ
とができる。そのため、炉壁近傍における亜鉛ガスの量
を一定値以下に抑制することができると同時に、炉下部
での炉壁付着物の生成の要因のひとつとなる、高還元率
鉱石量も少なくすることができ、炉壁付着物の形成を抑
制することができる。
【0023】また、本発明では、小塊コークスを炉壁近
傍に装入するため、結果的に中間部から中心部に装入す
るコークスの平均粒径が増加し、中心部の通気抵抗が低
下することにより、高炉の安定操業にとり必要な中心流
の確保が容易になると同時に、大粒径のコークスが炉芯
に供給され、炉芯の通気性・通液性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ベルレス高炉で本発明法を実施した場合の鉱石
と通常の室炉コークス・小塊コークスの堆積状態を示す
図。
【図2】本発明法を実施した前後のシャフト下部のレン
ガ温度、炉腹部のレンガ温度、中心部のηco,スリッ
プ回数、炉芯温度の推移を示す図。
【図3】他の本発明法を実施した前後のシャフト下部の
レンガ温度、炉腹部のレンガ温度、中心部のηco、ス
リップ回数、炉芯温度の推移を示す図。
【符号の説明】
1 旋回シュート 2 鉱石 3 テラス 4 堰 5 炉壁 6 小塊コークス 7 室炉コークスと細粒焼結鉱の混合物 8 室炉コークス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉炉頂部より固体還元剤と鉱石を交互
    にかつ層状に装入する方式において、高炉の炉壁から5
    00mmの範囲の鉱石層の直上に粒径が5mm〜30m
    mの小塊コークスを装入することを特徴とする高炉操業
  2. 【請求項2】 高炉炉頂部より固体還元剤と鉱石を交互
    にかつ層状に装入する方式において、高炉の炉壁から5
    00mmの範囲の鉱石層の直上に粒径が5mm〜30m
    mの小塊コークスと、粒径が1mm〜5mmの細粒焼結
    鉱の混合物を装入することを特徴とする高炉操業法
  3. 【請求項3】 高炉炉頂部において、高炉の炉壁から5
    00mmの範囲のコークスに対する鉱石の重量比が2か
    ら0の範囲に入るようにすることを特徴とする請求項1
    または請求項2記載の高炉操業法
JP7938295A 1995-01-06 1995-03-13 高炉付着物生成の抑制方法 Withdrawn JPH08239705A (ja)

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JP7938295A JPH08239705A (ja) 1995-01-06 1995-03-13 高炉付着物生成の抑制方法

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JP1558895 1995-01-06
JP7-15588 1995-01-06
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030055531A (ko) * 2001-12-27 2003-07-04 주식회사 포스코 고로 노벽부에 국부 혼합층 형성시 장입물 장입방법
JP2009062576A (ja) * 2007-09-06 2009-03-26 Jfe Steel Kk 高炉への原料装入方法及び原料装入装置
JP2011202229A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Kobe Steel Ltd 高炉操業方法
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WO2013179541A1 (ja) 2012-05-28 2013-12-05 新日鐵住金株式会社 ベルレス高炉への原料装入方法

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