JPH08269507A - 高炉の低Si操業方法 - Google Patents

高炉の低Si操業方法

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JPH08269507A
JPH08269507A JP7386895A JP7386895A JPH08269507A JP H08269507 A JPH08269507 A JP H08269507A JP 7386895 A JP7386895 A JP 7386895A JP 7386895 A JP7386895 A JP 7386895A JP H08269507 A JPH08269507 A JP H08269507A
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JP
Japan
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coke
furnace
charged
charging
batch
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JP7386895A
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Inventor
Yoshiaki Hara
義明 原
Takeshi Sato
健 佐藤
Hiroshi Itaya
宏 板谷
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高炉に装入するコークスの装入位置を調整す
ることにより溶銑のSi濃度を低下する。 【構成】 高炉1にコークス6を装入するに際し、当装
入コークスチャージの装入回数を2チャージ以上に分割
し、1バッチ目に装入するコークスの装入位置を炉中心
から炉半径の30%以上、80%以下の炉中心側領域2に選
択して装入し、2バッチ目以降に装入するコークス6の
装入位置を1バッチ目装入コークスの炉壁側領域3に装
入する。 【効果】 炉中心部への粗粒コークスの過大な偏析が防
止され、なだらかな偏析となるので溶銑Si濃度が低下す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶銑中のSi濃度を低下
させることができる高炉の低Si操業方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】一般に高炉では、炉頂からコークスおよ
び鉄鉱石(以下、鉱石)が交互に装入され、これによっ
てコークス層と鉱石層とが形成される。このようにして
形成されたコークス層と鉱石層とは層状を呈して炉内を
徐々に低下し、羽口から吹き込まれる熱風とコークスと
の反応によって生じる高温のCOガスにより鉱石が加熱・
還元され、軟化融着帯を形成した後、溶滴はコークス層
の間を通過し炉底部に溶銑が貯まる。
【0003】ところで高炉内における溶銑中へのSi移行
反応は、SiO ガスを媒介とするガス−メタル反応が主要
な役割を果たしており、その過程は SiOガスの生成過程
と溶銑中へのSi移行過程の2つに大別される{鉄と鋼、
68(1982)、P.2303参照}。ここで、SiO ガスの生成
過程は、次の2つが考えられる。
【0004】レースウェイ及びその近傍の高温低酸素
分圧領域におけるコークス中灰分の主成分であるSiO2
コークス中の固定炭素との反応による SiOガスの生成。 SiO2(ash)+C(coke)= SiO(g)+CO(g) ………(1) 融着帯及び滴下帯におけるスラグ中SiO2とコークス中
の固定炭素との反応による SiOガスの生成。
【0005】 SiO2(slag)+C(coke)= SiO(g)+CO(g) ………(2) また、溶鉄中へのSi移行過程は、融着帯以下における上
昇ガス中に含まれる SiOガスと滴下している溶銑中の炭
素との反応によるものであり、次式で表される。 SiO (g)+C=Si+CO(g) ………(3) したがって、溶銑中Si濃度の制御方法としては、SiO ガ
ス発生反応の制御と溶銑中へのSi移行反応の制御とがあ
る。
【0006】実際の高炉操業において、前者の制御手段
として、コークス中灰分量の制御による羽口前持ち込
みSiO2量の制御や羽口前温度制御による SiOガス発生
速度の制御等が実施されている。後者の制御手段として
は、装入物分布制御に基づいた融着帯レベルの制御があ
る{鉄と鋼、68(1982)、A129 参照}。
【0007】また、装入物の性状やその装入方法を制御
して SiOガス発生反応を抑制する方法としては、特開平
3−232914号公報や特開平2−8311号公報が開示されて
いる。このうち特開平3−232914号公報に開示された方
法は、ベルレス高炉におけるコークス装入方法におい
て、鋳物用コークスを4〜6チャージに1回、コークス
の総装入量の15〜20%を高炉中心に装入する方法であ
り、鋳物用コークスが高炉用コークスより粒径が大き
く、比表面積が小さいことを利用して上記(2)式の反
応を抑制する方法である。
【0008】また、特開平2−8311号公報に開示された
方法は熱間強度が高いコークス(熱間反応性が悪い)
を、高炉中心部より高炉内周部に向かうに従って多く装
入し、該熱間強度が高いコークスをレースウェイ近傍に
効果的に降下させ、その熱間反応を抑え SiOガスの発生
を抑制する方法である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
いずれの方法でもコークス製造時に性状の異なるコーク
スを造り分け、それらを別個に搬送、貯蔵しなければな
らず、設備的にも経済的にも通常の操業より不利である
とともに、装入スケジュールの管理上その実施が困難で
あった。
【0010】この発明は上記の課題を解決する、すなわ
ちコークスを造り分けをしてそれらを別個に搬送、貯蔵
する必要がなく通常の高炉用コークスを用い、その装入
方法を工夫することによって SiOガスの発生を抑制し高
炉の低Si操業を達成する方法の提供を目的とするもので
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決すべく種々検討を重ねた結果に基づいてなされたも
のでありその要旨とするところは下記の通りである。す
なわちこの発明は、高炉にコークスを装入するに際し、
当該装入コークスチャージの装入回数を2バッチ以上に
分割し、1バッチ目に装入するコークスの装入位置を炉
中心から炉半径の30%以上、80%以下の炉中心側領域に
選択して装入し、2バッチ目以降に装入するコークスの
装入位置を1バッチ目装入コークスの炉壁側領域に選択
して装入することにより溶銑中のSi濃度を低下させるこ
とを特徴とする高炉の低Si操業方法である。
【0012】
【作用】従来、高炉に原料を装入する場合、原料の堆積
形状は高炉縦断面で見た場合、V字型もしくはM字型を
なすように装入し、その際原料(特にコークス)が炉壁
部以外の領域では該V字型もしくはM字型の中心に向か
って傾斜する斜面上を降下させると、その間に細粒に比
較して粗粒がころがり易く粒度偏析が生じるので、その
粒度偏析を利用して原料の半径方向粒度分布を炉中心ほ
ど粒径が大きくなるように制御し、炉半径方向のガス流
分布の制御(中心流を確保)を行っている。
【0013】この場合コークスの落下位置は、図4の上
側に示すように炉中心部から炉壁部までに亘りほぼ一様
に装入されるため、炉壁部に装入されるコークスは炉壁
から炉中心部に至る斜面上をころがり、このため粒度偏
析が助長されて図4の下側に示すように炉中心部に粗粒
のコークスが偏在し、炉壁側になるにつれて細粒のコー
クスが偏在することになる。
【0014】これに対して本発明では、炉中心から1バ
ッチ目のコークスの落下位置までの距離rを 0.3≦r/
0 ≦ 0.8、(r0 :炉半径)とする。すなわち炉中心
から炉半径の30%以上、80%以下の炉中心側領域とする
ことにより、炉中心に向けて斜面を滑落する距離を短く
してコークス粒度偏析の程度を小さくする。その結果、
炉中心部の粒径が従来操業に比べて小さくなる。
【0015】さらに2バッチ目以降のコークスを1バッ
チ目のコークスの山と炉壁との間、すなわち炉壁側領域
に落下させることにより、粒度偏析が生じにくくなり従
来の装入方法と比べて炉半径方向中間から炉壁側のコー
クス粒径が相対的に大きくなる。本発明における炉半径
方向のコークス層厚分布と粒径分布の例を図2および図
3に示す。すなわち図2は、当該装入コークスチャージ
の装入回数を2バッチに分割し、1バッチ目に装入する
コークスの装入位置を炉中心から炉半径方向の約50%の
炉中心側領域に選択して装入し、2バッチ目に装入する
コークスの装入位置を残りの約50%の炉壁側領域に選択
して装入した場合を示している。
【0016】図2に示すように本発明によれば、炉半径
方向の中心側が粗粒、炉壁側が細粒というコークス粒径
の分布が、従来のコークス粒径の分布に比較して炉中心
から炉壁にかけてのコークス粒度差が緩和されているこ
とが分かる。また図3は、当該装入コークスチャージの
装入回数を3バッチに分割し、1バッチ目に装入するコ
ークスの装入位置を炉中心から炉半径方向の約50%の炉
中心側領域に装入し、また2バッチ目に装入するコーク
スの装入位置を炉半径方向の約50%から80%の炉壁側領
域に装入し、さらに3バッチ目のコークスを炉半径方向
の約80%から炉壁までの残った約20%の炉壁側領域に選
択して装入した場合を示している。
【0017】図3に示すように本発明によれば、炉中心
側が粗粒、炉壁側が細粒という炉半径方向のコークス粒
径分布が、従来のコークス粒径分布に比較して炉中心か
ら炉壁にかけてのコークス粒度差が緩和されており、図
2に示した2バッチ分割の場合に比較して炉壁側領域の
炉半径方向におけるコークス粒度差がさらに緩和されて
いることが分かる。
【0018】図1に高炉内での固体流れの概念図を示
す。図1に示す概念図から理解できるように高炉1内の
炉中心側領域2に装入されたコークス6が炉芯5を形成
し、炉半径方向の中間から炉壁に亘る炉壁側領域3に装
入されたコークス6はレースウェイ4に向かって下降す
ることになる。このため図2および図3に示すように、
本発明によれば従来の操業に比べて炉中心側領域の粒径
が図4で示した従来に比べて小さくなり、その比表面積
が大きくなる。また炉中間から炉壁にかけての炉壁側領
域の粒径が相対的に大きくなり、その比表面積は小さく
なる。このように炉壁側領域でのコークス比表面が小さ
くなることにより、コークス表面での気固伝熱係数が小
さくなると共に、コークス単位重量当たりの対流伝熱速
度が小さくなり、羽口から吹き込まれる熱風により形成
されるレースウェイに入るコークスの温度が低下する。
【0019】このようにしてコークス温度が低下するこ
とにより、(1)式に示したレースウェイおよびその近
傍でのコークス灰分からの SiO発生速度が低下する。さ
らにコークス比表面積が小さいために、(2)式で示し
たスラグ中SiO2からの SiO発生速度も小さくなる。この
ように、滴下帯での SiO発生量が低下すると、(3)式
で示される溶鉄へのSi移行量は低下する。また、炉中心
側領域のコークス粒径が小さくなると、炉芯を流れる溶
銑流量が低下する結果、炉芯表面と炉壁の間を滴下する
溶銑流量が増加する。
【0020】コークス充填層での溶銑のホールドアップ
は溶銑流量が変化してもほぼ一定と考えてよいため、炉
芯の表面と炉壁間を滴下する溶銑流量が増せばこの領域
での溶銑の滞留時間は低下する。炉芯表面と炉壁間は S
iO濃度の高い領域であり、この領域での滞留時間が短く
なることにより、(3)式で示される SiOから溶銑への
Si移行量が減少し溶銑Si濃度が低下する。
【0021】なお本発明において、1バッチ目に装入す
るコークスの装入位置rを炉半径をr0 としたとき 0.3
≦r/r0 ≦0.8 とすること、すなわち炉中心から炉半
径の30%以上、80%以下の炉中心側領域に選択して装入
するようにしたのは、1バッチ目のコークスを炉半径の
80%を超える炉壁側に装入すると炉中心部の粒度偏析が
大きくなって大粒が偏在し、炉中心部から炉中間部のコ
ークス粒径が従来のコークス装入法と余り変わらなくな
る。一方、炉半径の30%未満の炉中心側に装入すると、
2バッチ目以降のコークス装入時に粒度偏析が大きくな
り、炉壁側領域のコークス粒径が従来の装入法と比較し
て期待するほど粒径が大きくならないからである。
【0022】なお、コークスをM字型に装入する場合に
は、炉中心と炉壁との間に形成されるコークス山の頂上
位置によってコークス装入位置が規制される。たとえば
M字型コークスの頂上が炉中心から炉半径方向の70%で
ある場合には、炉中心から炉半径方向の70%以下、30%
以上に装入することが前提条件となるのは云うまでもな
い。
【0023】
【実施例】内容積2500m3 のベル式高炉において、装入
コークスの調和平均径を43mm一定として1週間操業し
た。表1にそれぞれの装入方法とその結果を示す。
【0024】
【表1】
【0025】いずれの装入方法においても、送風量 360
0Nm3/min 、送風温度 840〜 860℃、コークス比 480kg
/t、微粘炭比40kg/tでほぼ一定で操業した。また出
銑量4100〜 4200t/d、溶銑濃度1505〜1510℃、ステ
ーブ熱負荷700 〜 750万kcal/hrでほぼ一定であった。
図5は、1バッチ目コークスの落下位置と溶銑Si濃度と
の関係を示したものであり、1バッチ目コークスの装入
位置が炉半径の30%以上80%以下の場合、溶銑Si濃度が
0.28〜0.35%程度であるのに対し、コークスの装入位置
が30%未満ならびに80%を超える場合には0.40%以上と
なっており、溶銑Si濃度を0.05〜0.11%低下させること
ができた。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、高炉にコークスを装入
するに際し当該装入コークスチャージの装入回数を2バ
ッチ以上に分割し、1バッチ目に装入するコークスの装
入位置を炉中心から炉半径の30%以上、80%以下の炉中
心側領域に選択して装入し、2バッチ目以降に装入する
コークスの装入位置を1バッチ目の炉壁側領域に選択し
て装入するようにしたので、コークスの造り分けや、品
質別のコークス搬送、貯蔵を行うことなく高炉から出銑
する溶銑のSi濃度を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコークス装入概念を示す模式図であ
る。
【図2】本発明の2バッチ式コークス装入によるコーク
ス装入位置(r/r0 )とコークス粒径(mm)との関係
を従来と比較して示す線図である。
【図3】本発明の3バッチ式コークス装入によるコーク
ス装入位置(r/r0 )とコークス粒径(mm)との関係
を従来と比較して示す線図である。
【図4】従来のコークス装入によるコークス装入位置
(r/r0 )とコークス粒径(mm)との関係を示す線図
である。
【図5】1バッチ目コークス装入位置(r/r0 )と溶
銑Si濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 高炉 2 炉中心側領域 3 炉壁側領域 4 レースウェイ 5 炉芯 6 コークス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉にコークスを装入するに際し、当該
    装入コークスチャージの装入回数を2バッチ以上に分割
    し、1バッチ目に装入するコークスの装入位置を炉中心
    から炉半径の30%以上、80%以下の炉中心側領域に選択
    して装入し、2バッチ目以降に装入するコークスの装入
    位置を1バッチ目装入コークスの炉壁側領域に選択して
    装入することにより溶銑中のSi濃度を低下させることを
    特徴とする高炉の低Si操業方法。
JP7386895A 1995-03-30 1995-03-30 高炉の低Si操業方法 Pending JPH08269507A (ja)

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