JPS6242962B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高炉原料の装入方法に関し、とく
に旋回シユートを用いる高炉原料の装入において
従来不可避に生じていた高炉の炉周に沿う各部
（以下炉周方向という）での鉱石／コークス分布
（以下単にＯ／Ｃ分布という）の偏りを有利に解
消することができる高炉原料の装入方法を提案し
ようとするものである。

一般に、高炉内の熱レベル状態は原料堆積層の
Ｏ／Ｃ分布と密接な関係にあり、炉周方向でＯ／
Ｃ分布に偏りがある場合には該炉周方向で熱レベ
ルにも較差が生じ、このため炉周に沿つて複数の
出銑口をもつ高炉においては、各出銑口から出湯
する溶銑の温度や成分に差異を生じることにな
る。

上記のように炉周方向で熱レベル状態に較差が
ある場合には、高炉操業が不安定なものになるほ
か燃料費の増大をきたし、さらに各出銑口間で溶
銑の温度、成分に差異が生じた場合には後続工程
での溶銑の円滑な処理が損われる。

ところで最近、ベル方式にかえて旋回シユート
を用いて高炉内に原料を装入する方法が開発さ
れ、次第に普及してきたが、この旋回シユート方
式ではその構成上、原料を炉周方向に均一に装入
することは難しく、このため炉周方向でのＯ／Ｃ
分布が不均一となるところに問題を残していた。

第１図に、従来法に従い、旋回シユートを用い
て高炉内に原料を装入した場合における、装入物
の積層状態とくにＯ／Ｃ分布状態を炉頂設備と共
に断面で示す。

図中番号１，２はいずれも炉頂バンカーで、こ
の例では炉頂バンカー１から鉱石を同２からコー
クスを供給する場合について示し、３は垂直シユ
ート、４は旋回シユート、そして５は高炉の炉壁
である。

さて上記の如き炉頂設備によつて原料を装入し
た場合には次のような問題が生じる。すなわち炉
頂バンカー１，２から排出された原料は、垂直シ
ユート３内を通過する際、いずれの炉頂バンカー
から排出されたかで垂直シユート３内で異なる落
下位置を占めるので図示したような偏流が生じ
る。その結果、原料は旋回シユート４の旋回角に
応じて旋回シユート４上の異なる位置に落下する
ことになるから、該旋回シユート４上での原料の
移動の距離はd₁からd₂までの間で変化する。この
ため原料の旋回シユート４上の移動時間ならびに
図中にベクトルＶ，V′で示したように該シユー
ト４を離れる際の速度、方向に差異が生じ、最終
的には炉内での炉周方向における装入物層分布に
偏り、すなわち第１図に示した堆積層プロフイル
に見られるようにＯ／Ｃ分布に偏りが生じていた
のである。

この発明は上記の問題を有利に解決するもので
旋回シユートを用いる高炉原料の装入においても
格別の設備を必要とすることなしに、高炉の炉周
方向の原料堆積層Ｏ／Ｃ分布の均一化を容易に可
能ならしめた高炉原料の装入方法を提案するもの
である。

すなわちこの発明は、高炉の炉頂に向い合つて
設置した鉱石とコークスの各専用バンカーから垂
直シユートを介して排出した高炉原料を旋回シユ
ートを用いて該高炉内に装入するに当り、 まず旋回シユートの旋回速度を、高炉の炉周に
沿う鉱石およびコークスの装入分布の偏りが２個
の専用バンカーを結ぶ直線と直角の方向で最大と
なる速度に設定し、 次にその設定旋回速度のもとで、鉱石とコーク
スとで異なる旋回方向が選ばれる装入につきそれ
ぞれ数チヤージの度毎に先行装入時のシユート旋
回方向とは逆向きのシユート旋回を与える繰返し
操作を行つて、 高炉の炉周方向にわたる原料堆積層のＯ／Ｃ分
布を均一にすることを特徴とする高炉原料の装入
方法である。

この発明において、旋回シユートを、先行装入
時のシユート旋回方向とは逆向きのシユート旋回
に切替えるには、鉱石およびコークスそれぞれの
装入チヤージ数が５回以内で行うことがとくに好
ましい。

以下この発明を具体的に説明する。

さて旋回シユートを用いた場合にＯ／Ｃ分布に
偏りが生じる要因につき発明者らが鋭意研究を重
ねて解明したところによれば、次の事柄が明らか
にされた。

すなわち高炉の炉周方向におけるＯ／Ｃ比が、
どの位置で高く、どの位置で低くなるかは、 (1) 原料の排出のために使用する炉頂バンカーの
選択 (2) 旋回シユートの旋回方向 (3) 旋回シユートの旋回速度の大きさ の３つの要因にとくに大きく影響される。

ここで前掲第１図に示した炉頂装入装置を用い
た場合において、炉内装入物の積層状態を上記の
各要因との関連で調べた結果について説明する。

(イ) 使用炉頂バンカーの選択に関しては、第２図
ａ，ｂに使用バンカーの違いによる炉内装入後
の装入物の円周方向偏差について図解したよう
に、系の炉頂バンカー１から排出したときに
原料の堆積分布の偏りが最大となる方向（堆積
量の少い方から多い方へ向きをとり、以下単に
最大偏り方向という）が、、系２つの炉頂
バンカー１，２を結ぶ直線を基準線としてθ_１
の角度をなす場合（第２図ａ）には、系の炉
頂バンカー２から原料を排出したときの最大偏
り方向が基準線に対してなす角θ_２は、同図ｂ
に示したように、炉頂バンカー１，２の設置角
度差をβとすると、 θ_２＝θ_１＋β で表わされ、とくに両炉頂バンカー１，２を高
炉の中心線に対し対称配置とした場合には、 β＝180゜ ∴θ_２＝θ_１＋180゜ となる。

(ロ) 旋回シユートの旋回方向を、使用バンカーに
応じて変更した場合には、第３図ａ，ｂにそれ
ぞれ図解したように、１系炉頂バンカー１から
の原料装入は正旋回（時計まわりの旋回）と
し、一方系炉頂バンカー２からの原料装入は
逆旋回として装入した場合における最大偏り方
向α_１，α_２は α_１（θ_１）＝α_２ の関係にある。

(ハ) 旋回シユートの旋回速度の大きさについて
は、同一炉頂バンカーから旋回方向一定で原料
を装入する場合には、最大偏り方向の基準線に
対してなす角θ_１は、旋回速度の増加に伴つて
増加する。

この発明は、上記(イ)〜(ハ)の解析結果に基き、旋
回シユートの旋回方向の変更のみで高炉の炉周方
向のＯ／Ｃ分布偏差を解消したものである。

上述したように最大偏り方向は、旋回シユート
の旋回速度の増減に伴つて同じく増減する。

そこでこの発明ではまず、旋回シユート旋回速
度を、原料の最大偏り方向が基準線と直交する向
きすなわち第４図ａ，ｂにそれぞれ示したように
最大偏り方向と基準線とのなす角度θ_１が90゜ま
たは270゜となるように調整するのである。また
一方で鉱石およびコークスを排出すべき専用の炉
頂バンカーを決めておく。

そして上記のように調整した旋回速度のもと
で、炉頂の各専用バンカーから鉱石とコークスと
を排出するときの旋回シユートの旋回方向を両者
で異ならせて装入するのである。この装入に当つ
ては次の２つの場合が考えられる。すなわち系
のバンカーから排出するときの旋回シユートの旋
回方向を正旋回とし、系のバンカーから排出す
るときのそれを逆旋回とする場合（以下Ａ方法と
いう）と、逆に系のバンカーから排出するとき
には旋回シユートの旋回方向を逆旋回とし、系
バンカーのときには正旋回とする場合（以下Ｂ方
法という）である。上記Ａ、Ｂいずれの方法によ
つても鉱石およびコークスの最大偏り方向は一致
することになるので、１単位装入すなわち鉱石と
コークスそれぞれ１チヤージづつの装入における
Ｏ／Ｃ分布は炉周方向で均一になる。

しかしながら上記のＡ、Ｂ法いずれか一方の方
法で原料の装入を続けた場合には、鉱石とコーク
スとの最大偏り方向が一致しているため、その方
向においては装入回数が多くなるにつれて原料堆
積層の表面レベルの差が次第に拡大していき、つ
いには炉内で装入物の流れ込みが生じることにな
る。

この点、前掲(ロ)ですでに述べたようにＡ方法と
Ｂ方法とでは最大偏り方向の角度差がちようど
180゜であることから、数単位装入の度毎にＡ方
法とＢ方法とを切替えて原料の装入を繰返すこと
により、流れ込みが生じるおそれなしに炉周方向
にわたる原料堆積物のＯ／Ｃ分布を均一にできる
のである。

第５図ａ，ｂに、高炉への原料装入をＡ方法の
みによつて行つた場合における装入回数と鉱石の
層厚Ｌ、コークスの層厚Lcとの関係について
調べた結果を示す。

同図より明らかなように、この例では鉱石、コ
ークスとも６回目の装入から流れ込みが生じ始め
ている。この流れ込みの開始時期は１チヤージ当
りの原料の装入量などに応じて異なると考えられ
るけれども、かような流れ込みを阻止するために
は、Ａ、Ｂいずれの方法においても連続装入回数
は５単位装入以内にすることが望ましい。

なお前記した(イ)〜(ハ)の解析結果から、炉周方向
におけるＯ／Ｃ分布の偏りを解消する方法として
は上述したこの発明法のほかに、旋回シユートの
旋回方向および旋回速度は一定として、鉱石なら
びにコークスの排出に使用するバンカーをチヤー
ジ毎に切替えて装入する方法が考えられるけれど
も、この方法では、炉頂バンカー内の原料銘柄の
変更頻度が多くなり、その変更の都度、少くとも
一方の炉頂バンカーの内部を一旦空状態にして次
の原料の充てんが終了するまで待期させることが
必要となるため、炉内への原料装入が遅れるおそ
れが生じ好ましくない。

以下この発明の実施例について説明する。

まず旋回シユートの旋回速度の設定は、炉頂ガ
スの組成分析を利用して、次のようにして行つ
た。

第６図に示したように系のバンカーからコー
クスを系のバンカーから鉱石を排出し、炉内へ
の装入に当つては、旋回シユートの旋回方向は両
原料とも正旋回とし、旋回速度を8rpmから4rpm
まで変化させた。各場合における炉頂ガスをNo.１
〜４の４本のアツプテイク部で採取し、第７図
ａ，ｂにそれぞれ示した(ア)、(イ)の領域間ならびに
(ウ)、(エ)の領域間におけるCOガス利用率偏差と
（N₂＋Ar）濃度偏差の変化について調べた。その
結果を第８図ａ，ｂにそれぞれ示す。

第８図に示した調査結果より、旋回速度を
6rpmとしたときに、(ア)、(イ)領域間でCOガス利用
率偏差、（N₂＋Ar）濃度偏差がなくなり、しかも
(ウ)、(エ)領域間のCOガス利用率偏差および（N₂＋
Ar）濃度偏差が最大になつていることがわか
る。このことはすでに説明したように、旋回速度
6rpmにおいて鉱石およびコークスの最大偏り方
向がそれぞれ90゜、270゜となつていることを示
すものである。

なお一般にＯ／Ｃ比が高い領域でのガス組成は
（N₂＋Ar）濃度が低く、COガス利用率が高くな
ることは、物質バランス計算から容易に求められ
るものである。

そこで旋回速度を6rpmに設定し、その発明に
従つて前述したＡ方法とＢ方法との繰返し装入を
行つた。このときの炉頂ガスのCOガス利用率偏
差および（N₂＋Ar）濃度偏差について調べた結
果を第９図ａ，ｂに示す。なお比較のため従来法
に従い旋回速度6rpmの下で、系バンカーの
原料とも旋回方向を正旋回と一定にして装入した
場合のガス分析結果についても第９図に併せて示
した。

同図より明らかなように従来法においては、
(ア)、(イ)領域間では偏差は少いけれども(ウ)、(エ)領
域
間ではCOガス利用率、（N₂＋Ar）濃度とも大き
な偏差が生じていたのに対し、この発明法に従う
装入ではこれらの偏差が格段に低減されている。
このことはとりもなおさず、Ｏ／Ｃ分布が炉周方
向で均一になつたことを示すものである。

以上述べたようにこの発明によれば、格別の装
置を必要とすることなしにまた炉内への原料装入
が遅れるおそれなしに、高炉の炉周方向における
原料堆積層Ｏ／Ｃ分布が均一になるように原料の
装入を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法に従い装入した高炉原料の積層
状態を炉頂設備と共に示した断面図、第２図ａ，
ｂはそれぞれ使用バンカーの違いによる最大偏り
方向の変化について示した模式図、第３図ａ，ｂ
はそれぞれ旋回シユートの旋回の向きの違いによ
る最大偏り方向の変化を示した模式図、第４図
ａ，ｂはそれぞれ旋回シユートの旋回速度の設定
要領を示した模式図、第５図ａ，ｂはそれぞれ鉱
石およびコークスの装入回数と層厚Ｌ、Lcと
の関係を示したグラフ、第６図はアツプテイクの
配置を示した図、第７図ａ，ｂはそれぞれCOガ
ス利用率偏差、（N₂＋Ar）濃度偏差を導出するた
めの炉内の区分を示した図、第８図ａ，ｂは旋回
シユートの旋回速度とCOガス利用率偏差および
（N₂＋Ar）濃度偏差との関係をそれぞれ示したグ
ラフ、第９図はこの発明法に従い高炉装入を行つ
た場合の装入時間とCOガス利用率偏差および
（N₂＋Ar）濃度偏差との関係を従来法と比較して
示したグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高炉の炉頂に向い合つて設置した鉱石とコー
   クスの各専用バンカーから垂直シユートを介して
   排出した高炉原料を旋回シユートを用いて該高炉
   内に装入するに当り、 まず旋回シユートの旋回速度を、高炉の炉周に
   沿う鉱石およびコークスの装入分布の偏りが２個
   の専用バンカーを結ぶ直線と直角の方向で最大と
   なる速度に設定し、 次にその設定旋回速度のもとで、鉱石とコーク
   スとで異なる旋回方向が選ばれる装入につきそれ
   ぞれ、数チヤージの度毎に先行装入時のシユート
   旋回方向とは逆向きのシユート旋回を与える繰返
   し操作を行つて、 高炉の炉周方向にわたる原料堆積層の鉱石／コ
   ークス分布を均一にすることを特徴とする高炉原
   料の装入方法。 ２ シユート旋回方向の切替えまでのチヤージ数
   が、鉱石およびコークスそれぞれにつき５回以内
   である特許請求の範囲第１項記載の方法。