JPS63140008A - 高炉の原料装入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高炉の原料装入方法に係り、より詳細には粒
径の相異なる原料を別々に高炉炉内に装入するに際し、
これら原料のうちの細粒原料を炉内炉壁部に確実に堆積
させ得ることができる高炉の原料装入方法に関するもの
である。

（従来の技術） 高炉操業においては高炉炉頂部における装入物の半径方
向分布を的確に制御して鉱石の還元・溶解を安定に行う
必要がある。

まず、高炉における原料装入方法をベル式装入装置を有
する高炉を例にとって第１図に基づいて説明する。

高炉１に使用する原料は種類・銘柄別に貯槽２に蓄えら
れており、必要に応じて装入ベルトコンベア３上に切出
されて炉頂の固定ホッパー４に送られ、ここで一旦貯蔵
される。

その後、シール弁５を開操作することにより、原料は旋
回シュート６を介して小ベル７の上に堆積し、さらに小
ベル７を開操作することにより大ベル８の上に即ち大ベ
ルホッパー９に貯蔵される。

そして、炉内に既に装入された原料が降下して所定のレ
ベル１２に達すると大ベル８を開操作して原料１１を炉
内に装入する。その際、ムーバブルアーマ１０を操作す
ることによって装入原料の落下軌跡を変化させ、炉内装
入物分布制御が行われる。

さて、装入物分布制御の主たる目的は炉内半径方向のガ
ス流分布の適正制御であり、主たる制御対象は炉内半径
方向の鉱石とコークスの重量比（以下ｒｏ／Ｃｌと称す
）分布であるが、銑鉄コスト低減を強く要求される近年
の高炉操業においては低度原料を積極的に使用する必要
に迫られており、その一つとして細粒原料の使用がある
。

即ち、従来高炉に使用されている原料は、炉内通気性確
保の必要から予め篩にかけられ、細粒或いは微粉原料を
排除した後炉内装入されているが、篩い目を下げるなど
して従来は篩い落とされていた細粒原料の一部を高炉で
使用しようというものである（以下、従来高炉で使用し
ていた粒度の原料を「通常粒度原料」と呼ぶ）。

しかしながら、当該細粒原料を単純に通常粒度原料と混
ざった状態で炉内に装入したのでは細粒原料粒子が通常
粒度原料の空隙を埋めてしまい、目詰まりを起こして通
気性の悪化をもたらすことになる。

従って、高炉で細粒原料を使用するに当たっては、炉内
半径方向の粒度分布も重要な制御対象となる。

さて、上述の問題を回避する方法として、粗粒側原料と
細粒側原料が、互いに混ざり合わない状態で炉内に堆積
させる装入法が特開昭５５−２８３０８号公報に開示さ
れている。

即ち、予め装入原料を細粒側原料と粗粒側原料とに分割
しておき、ダンプ（大ベル１回の開操作による原料装入
）を別にして炉内に装入し、その際ムーバブルアーマを
使用して両原料を炉内の相異なる領域に堆積させる方法
であり、より具体的には細粒側原料を炉壁部近傍に堆積
させることを狙った装入法で所謂「粒度別装入法」と呼
ばれるものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記方法によれば炉内での細粒と粗粒の混合をかなり抑
えることができ、細粒原料の高炉使用時の有力な装入方
法と言えるが、当該装入方法には次のような問題点があ
る。

即ち、通常高炉の装入物表面は炉中心部が低く、炉壁部
が高い斜面、所謂Ｖ塑成いはＭ型プロフィルを形成して
いるため、炉壁近傍に装入された原料は斜面を移動しつ
つ堆積する。

従って、上記装入法を行ったとしても原料を粒度別に炉
内に精度良く、局在化させることは容易ではないのであ
る。

本発明は、このような状況に鑑みて成されたものであり
、粒径の相異なる原料を別々に高炉炉内に装入するに際
し、細粒原料を炉内炉壁部近傍に精度良く局在化させ得
る原料装入方法を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、粒径の相異なる原料を別々に高炉炉内に装入
する方法において、炉内堆積原料の表面傾斜角が所要角
度以下となった後細粒原料を装入することを要旨とする
高炉の原料装入方法である。

より具体的には、前記表面傾斜角を所要角度以下とする
に際し、炉内堆積原料の堆積レベルが所定のレベルに到
達するまで細粒原料の装入を待つことを要旨とする高炉
の原料装入方法である。

本発明における所要角度は、高炉の操業状態、より具体
的には出銑比、半径方向の装入物荷下がり状況、装入条
件によって異なるものである。

従って、本発明の適用にあたってはその時々の操業状況
に応じた範囲で細粒原料の装入タイミングを与える炉内
装入物管理レベルを調整しなければならないのは勿論の
こと、さらにプロフィル・メータ等を用い、随時炉内装
入物プロフィルを監視することが望ましい。

なお、本発明における細粒原料とは、例えばコークスで
は粒径がφ８〜φ２０龍、焼結鉱ではφ３〜φ５　ｍｍ
のものをいう。

ここで、先に述べた従来の「粒度別装入法」の問題点を
再度整理すると、当該装入法にて細粒原料を炉壁部に堆
積させようとしたとき、一部の細粒原料が炉内堆積物斜
面を移動して炉中心近傍に堆積する点にあった。

即ち、炉内原料表面の傾斜角が小さければ細粒原料の炉
中心部への流入を抑えることができるわけであるが、こ
のような状況をムーバブルアーマの操作その他の方法で
実現させることは困難である。

ところが、高炉炉内の荷下がり速度は半径方向に分布を
持っており、通常炉壁部の方が炉中心部よりも大きい。

従って、炉内装入物表面の傾斜は荷下がりに伴って徐々
に緩やかになってい（のである。

本発明は、この炉内装入物荷下がり速度分布による装入
物表面傾斜角の変化に着目して為されたものである。

即ち、高炉装入物の装入直後の炉内堆積角は概ね３０〜
３５°程度であるが、この堆積角は先に述べた如く荷下
がりと共に徐々に減少していく。

従って、次の原料装入タイミングを遅らせて炉内堆積角
が緩やかになったところで次の細粒原料を装入すると当
該細粒原料の炉中心方向への流入量を減少させることが
できるのである。

（実　施　例） そのｌ） 本発明の効果を検証すべく高炉炉頂部の１７１０縮尺（
半裁）模型を作成し、実験を行った。

装入条件は、実機相当値に換算してコークスベース３４
トン、Ｏ／Ｃ＝３．５とし、装入モードはＣ７↓Ｃ２↓
Ｏ１↓０□↓の４バッチ装入量式で実施した。より具体
的には、装入鉱石（全量焼結鉱）を粗粒側と細粒側に２
分して○Ｉ　（鉱石の１回目の装入）で粗粒側鉱石、０
２で細粒側鉱石を装入し、かつムーバブルアーマを操作
して０１装入時には原料落下位置が炉中心からの無次元
距離（炉中心〜原料落下位置／炉の半径）で０．８とな
るようにし、０２装入時には１．０となるようにした。

そして、０２装入直前の炉内装入物の堆積角、より具体
的には無次元位置０６０〜０．８部分の表面傾斜角を変
化させて、無次元距離０．８〜１．０の領域に堆積した
細粒側の全細粒装入量に対する割合（以下これを「炉壁
部細粒歩留り」と呼ぶ）を測定した。

その結果を第２図に示す。同図より明らかなように細粒
原料装入にあたってその装入タイミングを遅らせ、炉内
装入物の表面傾斜角が緩やかになったところで装入する
ことにより炉壁への細粒歩留りを向上させることができ
、粒度別装入法の効果がより確かなものとなる。

なお、上述の如く細粒原料装入にあたってその直前のダ
ンプでムーバブルアーマの操作を行い、炉壁近傍の炉内
装入物堆積形状を平坦化或いはポケット（凹部）を設け
る方法は、従来の「粒度別装入法」で行われているもの
であって新規な技術ではない。

本発明は、細粒原料装入にあたってその装入タイミング
を遅らせ、炉内半径方向の荷下がり速度分布を利用して
当該細粒原料を炉壁付近に確実に堆積させようとするも
のである。しかして、本発明方法を実炉に適用するにあ
たって、当該細粒原料の装入タイミングは炉内装入レベ
ルによって把握することとなる。

即ち、細粒原料の装入待ち時間は炉内原料の表面の傾斜
角によっても異なるが、先に述べた本発明の検証実験に
よれば、炉壁部細粒歩留りを６０％以上確保しようとす
るならば、表面傾斜角は第２図より２７°以下とする必
要がある。

その２） 次に、細粒原料の装入タイミングを、炉内原料の堆積レ
ベルを基に決定する方法に関する本発明の効果を検証す
べく、荷下がり機構を有する高炉の１／２０平板模型を
作成した。

装入条件は前記その１）と同様実機相当値に換算してコ
ークスベース３４トン、Ｏ／Ｃ＝３．５、装入モードは
Ｃ＋ｊＣｚ↓ｏ１↓０２↓の４バッチ装入量式とし、よ
り具体的には、装入鉱石（全量焼結１）を粗粒側と細粒
側に２分してＯ７で粗粒側鉱石、０□で細粒側鉱石を装
入し、かつムーバブルアーマを操作してＯ＋装入時には
原料落下位置が炉中心から無次元距離で０．８となるよ
うにし、０□装入時には１．０となるようにした。　そ
して、模型下部より原料を連続的に切出し、かつ炉内半
径方向の荷下がり分布が実機のそれに合ように調整、よ
り具体的には（炉壁部荷下がり速度）／（断面平均荷下
がり速度）＝１．１とし、０゜装入タイミングを与える
炉内原料の堆積レベルを従来装入のレベルよりも低くと
って炉壁部細粒歩留りの変化を調査した。

その結果を第３図に示すが、細粒原料の装入時の炉内原
料の堆積レベルを低くとること即ち当該原料の装入タイ
ミングを遅らせることによって、炉壁部細粒歩留りを向
上させることができ、図中よりたとえば炉壁部細粒歩留
りを６０％以上確保するためには細粒原料装入時の炉内
原料堆積レベルを従来のそれより１．９ｍ以上低くとる
必要がある。

ただし、本実施例では典型的な高炉の半径方向荷下がり
分布を条件にして実験したわけであるが、炉内の荷下が
り分布がこれより大きく異なる場合には細粒原料装入時
の炉内原料堆積レベルを別途設定する必要がある。

なお、本説明では直接言及しなかったが、本発明はベル
タイプの装入物プロフィル、即ちＶ塑成いはＭ型をつく
るベルレス式装入方法についても適用できることは容易
に類推できる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、粒径の相異なる原料を別
々に高炉炉内に装入する方法において、炉内堆積原料の
表面傾斜角が所要角度以下となった後細粒原料を装入す
るものである為、細粒原料の炉中心方向への移動を抑制
できて炉壁部での細粒歩留りを向上させることができ、
高炉の安定操業に大なる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はベル式装入法の概略説明図、第２図及び第３図
は本発明方法の効果を示す図面である。 １は高炉、４は固定ホッパー、６は旋回シュート、７は
小ベル、８は大ベル、９は大ベルホッパー、１０はムー
バブルアーマ、１１は原料。 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒径の相異なる原料を別々に高炉炉内に装入する
   方法において、炉内堆積原料の表面傾斜角が所要角度以
   下となった後細粒原料を装入することを特徴とする高炉
   の原料装入方法。
2. （２）前記表面傾斜角を所要角度以下とするに際し、炉
   内堆積原料の堆積レベルが所定のレベルに到達するまで
   細粒原料の装入を待つことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の高炉の原料装入方法。