JPS6043402B2 - 高炉の原料装入法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は焼結鉱とペレットが装入原料に含まれる高炉
操業において、安定操業に好ましくない影響を及ぼすこ
となしに、ペレットの使用量を多くする高炉への原料装
入方法の提案に関するものである。

鉄鉱石採掘後の処理工程で種々の粒径の鉱石粉が発生
するが、ペレットは焼結鉱原料よりも細粒の鉱石粉より
製造され、高炉原料として炉内に装入される。

しかも近年は、鉄鉱石の品位は次第に−貧鉱化する傾向
にあり、選鉱処理などでペレット用鉱石粉の生産量が漸
増しつつある。しカルながら、ペレットはその高温荷重
軟化性が焼結鉱に比較して劣るために、炉体熱損失の増
大、炉頂ガス成分や送風圧の変動などをもたらし、高炉
の安定した操業に好ましくない影響を与えるために、ペ
レットの使用量が制約されることになる。例えば高炉へ
の装入原料中の配合割合で、焼結鉱、ペレットなどの処
理鉱が約７５％の場合には、通常焼結鉱に対しペレット
は５％以下に管理されており、ペレットを大量に使用で
きないという困難な問題がある。しカル各種事情、例え
ば操業度の変化、設備上の困難によつて、ペレットの管
理を維持することが出来ない場合には、高炉操業を安定
化させるために、他の操業条件を調整することが必要と
なり、高炉操業を難しくする。 本発明は従来方法にお
ける上記の欠点、問題点を解決するためになされたもの
であつて、その要旨は高炉に装入されるペレットと焼結
鉱を、ペレット量が焼結鉱とペレットとの合計量に対し
重量比率で２５〜５０％になるような均一混合した部分
とその他の比率で均一混合した部分に区分して、それぞ
れ高炉内半径方向の特定の領域に装入することにより、
ペレットを大量に使用することを可能としたものである
。

鉄鉱石の原料事情から、ペレット処理を要する粉鉱量
の増加の傾向が将来に向つても緩和される見込みのない
ことから、高炉操業に悪影響を及ぼすことなくペレット
の装入処理量の増大を図るために、焼結鉱とペレットを
種々の方法で組み合わせて調製した試料について多くの
高温荷重軟化試験を行なつた結果、焼結鉱とペレットを
均一混合して装入した場合に焼結鉱とペレットとをそれ
ぞれ単独で切出して焼結鉱、ペレット別に装入した場合
よりも良好な結果が得られ、しかもペレットを多量に使
用できる可能性が得られた。

本発明はこのような知見に基づいてなされたものであつ
て、以下にこの実験の詳細について説明する。第１図に
焼結鉱とペレットの混合原料での高温荷重軟化試験の結
果を示す。この試験は一般に知らている方法であつて第
２図は試験に使用される小型実験炉の例である。図中１
は荷重負荷ロッド、５は黒鉛るつぼ、３は上部ロストル
、７は下部ロストル、８はるつぼ受けである。６は炉心
管で還元ガスは入口９から送り込まれ、黒鉛るつぼ５内
を通過して出口２から炉心管６外に排出される。

黒鉛るつぼ内にはコークスス４、焼結鉱１１及びペレッ
ト１２が装入される。なお１０はターンテーブル式滴下
物サンプリング装置である。試験は実験炉を高炉と同様
の雰囲気にした状態で、コークス４や原料の焼結鉱１１
及びペレット１２に圧下をかけ、その時の炉内ガスの挙
動、主として炉内圧損のピークを検出したり、ガス成分
を検出すると共に、原料の高温状態における軟化あるい
は溶融滴下率などを加圧時の収縮量などから検出する試
験法で、これらの内、高炉の安定操業に密接に結びつい
ている通気性を表わす指標としてのガス圧損ピークとこ
のピーク時における還元率（ＣＯガスとＣＯ２ガスなど
の組成から算出した固体還元率）を求めた結果を第１図
ａに示した。焼結鉱とさレットの処理鉱のうち両者の総
量に対するペレットの割合を２５〜７５％配合したもの
の実験では、（イ）ペレットと焼結鉱とを予め所定の割
合で均一混合したもの（第２図ａ）（ロ）ペレットと焼
結鉱を炉内で層状に別々に堆積させたもの（第２図Ｂ，
ｃ）についても実験を行ないその結果を第１図ａ中に示
している。

この結果ペレットと焼結鉱を別々に装入し、別々の層を
形成させていた従来の装入方法に対し、予め両者を均一
に混合した状態で装入した方が圧損ピーク、この時の還
元率共に良好な結果を示した。

特に配合率２５〜５０％が最も良好な結果を示し（第１
図ａ参照）、焼結鉱とペレットを混合する際にペレット
が焼結鉱とペレットの合計量に対し２５〜５鍾量％の配
合になるように予め混合した装入物が最も良いことがわ
かつた。また第１図ｂには同上原料中のペレット割合に
対する軟化開始温度の変化を示したが、やはり２５〜５
０％の混合割合では軟化開始温度は高く良好な高温性状
を示している。この軟化開始温度の上昇は、実炉内では
炉下部融着帯幅の縮小をもたらす。第５図は、ペレット
装入時と非装入時の炉内融着帯の生成状況を模式的に示
したもので、第５図ａはペレットを全く装入しない焼結
鉱だけの場合の状態、第５図ｂは焼結鉱とペレットから
なる原料鉱石中に４０％のペレットを供用したが、装入
前に予め混合するような事はしないで、４０％のペレッ
トを単独で装入した場合、第５図ｃは本発明方法のよう
に、焼結鉱とペレットからなる原料鉱石中のペレットの
比率を焼結鉱とペレットの合計量に対し２５〜５０％と
、それ以外の６０〜８０％の比率でペレットと焼結鉱を
予め混合し、第６図のように、ペレット混合率２５〜５
０％のものを炉壁側に、同じくペレット混合率６０〜８
０％のものを炉中心寄りの特定領域に装入した場合を示
すものである。これでわかることは、第５図ａの焼結鉱
のみの場合は、融着帯の幅と高さが均一で温度分布が良
好である。

。第５図ｂの場合、すなわち予め焼結鉱と混合せずにペ
レット単独装入では、融着帯根部Ａの高さ、幅とも大き
く、これにより炉内ガス゛は炉壁側の抵抗の大きいとこ
ろを避けて中心寄りに流れ、中心側温度が高くなり、炉
壁部は鎮静化して温度低下し、全体の通気抵抗は上昇す
る。そして、本発明方法を採用した第５図ｃでは、融着
帯根部Ａの高さ、幅とも小さく、その発達を抑制するこ
とができ、その結果炉壁直近のガス流が確保され、なお
かつ極端な中心流を防止することが出来る。これによソ
ー定レベル以上のガス利用率を確保しながら、全体の通
気抵抗を下げ安定した荷下りが得られるようになり、第
５図ａに近い状ｌ態が得られるようになつた。なお、こ
れまでの説明における炉中心部あるいは炉壁部の特定位
置に設定された特定領域とは、炉口部直径の約１１湘当
の中心部を炉中心部と称し、残りを２分割した両側領域
を炉壁部と称す。

従つて、本発明方法を実施するに際しては、第６図に示
すように、ペレットと焼結鉱との合計量中ペレットの占
める量が重量比率で２５〜５０％になるように予め均一
混合した部分を炉壁側に装入し、それ以外の重量比率で
均一混合した部分を炉心側に装入するようにして操業す
る。すなわち、炉内全体の通気性を良好に保持するため
には、第５図に示す融着帯根部Ａの発達を防ぎ、根部の
高さ、幅を一定レベル以下に維持することが最も重要な
対策であるが、２５〜５０％混合物を炉壁側に装入し、
融着帯幅を縮少しかつ圧損の低い部分を炉壁に設けるこ
とにより、全体の通気性を良好に保ち安定した炉況を維
持する。本発明方法では、ペレットを取り込む貯鉱槽に
はペレットと同時に焼結鉱を取り込み、槽内にはペレッ
トと同時に焼結鉱を取り込み、槽内に貯鉱されるペレッ
トと焼結鉱との混合比率が所定の値となるように管理す
る。

第３図は本発明方法を実施するための装置の１例を示す
もので、貯鉱槽１３上に２系統のベルトコンベヤ１４を
設置して槽内で混合させる。均一混合度の調整はベルト
コンベヤ速度、輸送原料重量、コンベヤヘッドの位置の
変更などによつて行なう。これらの原料の混合度につい
ては、定期的なサンプリングを実施して両者の混合重量
比率が所定の範囲内にあるように管理する。そして、炉
内への分配については、混合比率の異なる槽を複数個設
けておき、それぞれの貯鉱槽から最初に炉内へ装入され
るものから順次に切出していき、第６図に示すように旋
回シュートで炉内半径方向への分配制御を行なうもので
ある。

次に実施例について説明する。内容積１３８０ｄのベル
レス式高炉で第１表に示すような焼結鉱とペレットの合
計量が単味鉱を含む原料総量の部％で、焼結鉱とペレッ
トの合計量に対するペレットの重量比が４０％のもの（
０ｒｅＡ）を炉壁側へ、ペレットが８０％のもの（０ｒ
ｅＢ）を炉心側に装入し、第６図に示すような分布にし
て操業したところ、大量のペレットを装入したにもかか
わらず長期にわたつて安定した操業を継続することがで
きた。

また半径方向の所定の位置への装入はベルレス式装入装
置を駆使することにより設定通りに行なうことができた
。その結果を第１表、第２表に、本発明の実施に伴う操
業状況の変化を第４図に示す。このように、本発明によ
ればペレットを大量に装入しても炉体熱損失、炉頂ガス
成分、送風圧共に安定し、低Ｓｉ銑の維持、通気性、ガ
ス利用率の向上などが得られ、高炉操業を長期にわたつ
て安定させて操業することが出来た。

なお、前記実施例では４０％混合比のものを炉壁に、８
０％のものを炉中心寄りに分配した例について記載した
が、２５〜５０％外の、例えば２５％未満、５０％超の
混合比のものについては、適宜の混合比率にして装入す
ることが出来るのは勿論である。

以上説明したように、本発明によれば高炉装入原料中の
焼結鉱を、高炉操業に悪影響を与えることなく、ペレッ
トで置換して処理することが可能となり、従来のように
焼結鉱に対し数％以下に管理されているのに対し、ペレ
ットすなわち細粒の鉄鉱石粉の大量を有効に処理するこ
とが出来るようになつて、粉状鉱石が漸増する状勢下に
、このようなペレットを大量に処理できる利点は極めて
大きく評価されるばかりてなく、延いては焼結工程に対
しても原料鉱石の粒度分布をも有利に解決することが出
来て、本発明方法の効果は極めて顕著なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは焼結鉱とペレットの混合原料と圧損ピーク及
びピーク時における還元率との関係を示し、ｂは原料中
のペレット割合と高温荷重軟化開始温度との関係を示す
各グラフ、第２図は高温荷重軟化試験装置でａは試料が
均一混合ｂは焼結鉱が上層でペレットが下層の分離混合
Ｃはｂの逆配置の分離混合の場合の説明図、第３図は原
料混合方法の一実施例を示す説明図、第４図は本発明方
法の採用による操業状況の推移を示す実施例、第５図は
ペレット装入条件による炉内融着帯の生成状況の模式図
であつてａはペレットを用いない焼結鉱のみの操業ｂは
ペレットを４０％用いるが予め混合せず単味で装入する
操業ｃは本発明実施例の操業、第６図はペレット量が４
０％の混合原料（０ｒｅＡ）を炉壁側にそれ以外のペレ
ット比率８０％の混合原料（０ｒｅＢ）を炉中心側へ装
入することを説明した模式図である。 １・・・・・・荷重負荷ロッド、２・・・・・・還元ガ
ス出口、３・・・・・・上部ロストル、４・・・・・・
コークス、５・・・・・・黒鉛るつぼ、６・・・・・・
炉芯管、７・・・・・・下部ロストル、ノ８・・・・・
・るつぼ受、９・・・・・・還元ガス入口、１０・・滴
下物サンプリング装置、１１・・・・・・焼結鉱、１２
・・ペレット、１３・・・・・・貯鉱槽、１４・・・・
ベルトコンベヤ、１５・・・・・旋回シュート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 装入原料鉱石に焼結鉱とペレットの両者を含む高炉
   の操業方法において、高炉に装入する原料鉱石の焼結鉱
   とペレットとを、焼結鉱とペレットの合計量中ペレット
   の占める量が重量比で２５〜５０パーセントになるよう
   に両者を予め均一混合した部分と、ペレットの占める量
   が上記範囲以外の２５パーセント未満または５０パーセ
   ントを超える比率になるように両者を予め均一混合した
   部分とに区分し、前記２５〜５０パーセントのペレット
   を含む混合原料鉱石を炉壁側に、２０パーセント未満ま
   たは５０パーセントを超えるペレットを含む混合比率の
   原料鉱石を炉中心側に、それぞれ炉内半径方向の特定領
   域に装入することを特徴とする高炉の原料装入方法。