JPS63153385A - 竪型炉の操業方法とそのシステム - 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、鉱石、合金鉄等を製錬する竪型炉の操業方法
及びその操業システムに関するものである。さらに、本
発明は鉱石及びコークスを混合装入するようにした竪型
炉操業方法に関するものである。

［従来の技術　］ 特開昭５５−７９８１０には、鉱石及びコークス混合物
の挿入等に関する高炉の操業方法が開示されている。こ
の特開昭５５−７９８１０に開示された方法は、鉱石と
コークスを混合装入して、炉内の半径方向の全域におい
て装入物とガスの接触を保シ〔することによって、還元
ガスの利用率［ＣＯｖ％（Ｃ０１＋ＣＯｔ％）・ＣＯガ
ス（；り周率、ＩＩ＊Ｏ％（ｌｌｔＦＩＩ−Ｏｌ）−１
１、ガス利用率１を向」二してガスの熱交換効率を高め
、更に還元反応の効率化を計り、竪型炉の操業効率の向
上を計るものである。

し　発明が解決しようとする問題点　］しかしながら、
従来の方法においては炉内中心部への加熱ガスの安定し
た供給をおこなうガス通路を設けることが困難であり、
加熱ガスは羽口を通−ノて炉底側に流入し、炉壁に沿っ
てレースウェイを形成するようになる。このレースウェ
イからの高温なガスは、半径方向において炉中Ｓ部のガ
ス流路を安定して確保することが困難なため炉壁に沿っ
て一ヒ昇する傾向となる。

一般には、ガス流通路領域は炉内製人物の粒度により制
限されるものである。すなわち、粗い粒度の装入物は空
隙率が大きく、細かい装入物は空隙率を小さく形成する
。つまり、装入物の粒度径が大きい場合はガスの通気抵
抗が小さく、粒度径が小さい場合は逆に通気抵抗が大き
いものとなる。

コークスの粒度は−・般的に鉱石よりも著しく大きいた
めに、鉱石のガス通気抵抗はコークスより大きなものと
なる。したがって、鉱石とコークスの混合物を装入物と
する場合、コークスに対する鉱石の混合比率の大きさが
炉内のガス通気抵抗を増大させるごとになる。

従来においては、炉内中心部には粗い粒度の装入物が、
周辺部には細かい粒度の装入物が集中する傾向があるが
、これを安定的に制御することは実操業−１−設備コス
ト及び操業面での難点がある。

その結果、」ユ述したように加熱ガスは炉内周辺部に沿
って流れるようになり、安定したガス流通路を得るため
の通気抵抗の制御が困ｉｔとされている。

また、炉内中心部のガス温度は周辺部よりも低下するた
めに混合物は不溶解の固体あるいは半固体の状態で熔融
堆積層を通り固着し、通気性の低いデツトマンを形成し
て熔融物のトラップやホールドアツプを生ずることにな
る。したがって、効率的な操業を達成するためには炉内
中心部におけるガス流量を適度に確保することが必要と
なるが、炉内ガス流分布の制御が困難であるため所望す
るガス利用率は青られず安定した竪型炉の操業は達し得
ない。

したがって、この発明は上述した問題点を解決して竪型
炉の効率的な操業方法を達成するものである。

Ｌ　問題を解決するための手段　］ −１ユ記問題を解決する手段としてこの発明の第一の発
明によれば、竪型炉内に鉱石とコークスとを混合装入す
るようにした竪型炉の操業方法において、炉内の半径方
向の異なる位置に異なる鉱石／コークス混合比の異なる
混合物を装入するようにしたことを特徴とする竪型炉の
操業方法が提供される。

なおＦ記方法においては、炉壁部に比較して炉心部にお
いてのガス通気流を低く設定してガス流：、′Ｃを多く
供給するために、炉心部と炉内壁７！＜　ｊこ装入する
鉱石とコークスとの混合比を調整する。

さらに、好適実施例においては、炉内半径方向の全域に
おいてガス流分布を監視して、所定ガス流分布を維持す
るために炉心部と炉壁率に装入する鉱石／コークス混合
比及び鉱石／コークス混合比の異なる混合物を分配装入
する領域を調整する。

この混合物を分配装入する領域の調整においては、低い
ガス流抵抗を有する混合物を装入する炉心部領域を最小
限に調整し、また、炉内他の周辺部におけるガス流抵抗
より炉壁近傍領域におけるガス流抵抗を低くするように
調整することが望ましい。

この発明の第二の発明によれば、竪型炉内に鉱石とコー
クスとを混合装入するようにした竪型炉の操業方法にお
いて、炉心部の所定領域内にコークスを装入するととも
に、炉心部のコークス装入領域の周囲に、所定の混合比
を打する鉱石／コークス混合物を装入するようにしたこ
とを特徴とする竪型炉の操業方法が提供される。

上記方法においては、炉内の半径方向領域におけるガス
流分布が所定分布を維持するように、コークス装入領域
における炉心まわり半径の炉内半径に対する比率が０，
５以Ｆになるように装入物の装入配分領域を設定するこ
とが望ましい。

この発明の第三の発明によれば、鉱石及びコークスを供
給する第一の手段と、＋ｉＱ記炉内所定領域に＋Ｆｉ記
鉱石及びコークスを混合装入する第二の手段と、炉内混
合物を加熱し製錬を行うため羽口より烈風ガスを吹き込
む第三の手段とよりなり、前記第一及び第二の手段は、
炉内の半径方向の異なる位置にそれぞれ鉱石／コークス
混合比の異なる混合物を装入するようにしたことを特徴
とする竪型炉の操業システムが提供される。

」−記システムにおいては、炉内中心部へ装入する第一
の混合物配分と、炉内周辺部へ装入する第二の混合物配
分とを、炉内半径方向の全領域において所定のガス流分
布を維持するように調整する。

さらに、炉内中心部領域の所定ガス流量を炉内他の１辺
部領域よりも高くして製錬操業に要するにヒ分な加熱量
を供給するように設定し、炉心部における所定ガス流量
を、効率的な製錬操業に要する熱量と通気安定化を満足
し必要最小限の熱量に設定する。　　好ましくは、製錬
操業において炉内ガス流分布の検出に伴い、前記所定ガ
ス流分布を維持するように第一及び第二の混合物を装入
する領域の炉内半径方向を調整して、炉内他の周辺部領
域より炉壁近傍部に対し高いガス流量を供給するために
前記第一及び第二混合物配分を調整し、熔融物の炉壁へ
の付着を十分に阻止できるように前記炉壁近傍部のガス
流量を設定する。

一方、第一及び第二混合物のガス流効率は鉱石に対する
コークスの混合比に依存して決定され、第−混合物内の
鉱石に対するコークスの混合比は第一混合物に比較して
大きい。また、前記第一及び第二混合物内の鉱石／コー
クス混合比は、炉内半径方向の全域において所定ガス流
分布を保つように異なっている。

この発明の第四の発明によれば、鉱石及びコークスをそ
れぞれ供給する第一の手段と、ボ１記鉱石とコークスの
混合物及びコークス単体を竪型炉に選択的に装入する第
二の手段と、炉内混合物を加熱し製錬を行うため羽口よ
り熱風ガスを吹き込む第三の手段とよりなり、前記第二
の手段は炉心部の所定領域内に前記コークス単体を装入
するとともに、該コークス装入領域の周囲に、所定混合
比の鉱石／コークス混合物を装入するようにしたことを
特徴とする竪型炉の操業システムが提供される。

前記第二の手段は、炉内の半径方向領域におけるガス流
分布が所定分布を維持するように、コークス装入領域に
おける炉心まわり半径の炉内半径に対する比率が０．５
以下になるように装入物の装入分配領域をコ４整するこ
とが望ましい。

この発明の第五の発明によれば、鉱石及びコークスを供
給する第一の手段と、１１η記炉内所定領域に＋ｉＸｉ
記鉱石及びコークスを混合装入する第二の手段と、炉内
混合物を加熱し製錬を行うため羽口より熱風ガスを吹き
込む第三の手段と、炉内の加熱ガス流ｈ１分布を検出す
る第四の手段とよりなり、前記第−・及び第二の手段は
、炉内の゛４’径方向の異なる装入領域にそれぞれ鉱石
／コークス混合比の一°へなる混合物を装入するととも
に、前記第四の手段の検出結果に基づいて、前記鉱石／
コークス混合比及び前記装入領域の少なくとも一方を調
節して、前記第四の手段によって検出されるガス流量分
布を所定の分布に一致させるようにすることを特徴とす
る竪型炉の操業システムが提供される。

上記システムにおいて、第一の手段は、炉内周辺部に比
較して炉内中心部におけるガス流量を増大させるために
、炉内中心部におけるガス通気抵抗を低くするように炉
内中心部及び炉内周辺部へ装入する混合物の鉱石／コー
クス比を７Ａ整し、さらに、前記第−の手段は、炉内他
の周辺部より炉壁部近傍におけるガス流にを増大させる
ために前記鉱石／コークス混合比を調整する。

好ましくは、前記第一の手段は所定ガス流分布を保つた
めに炉内周辺部と炉内中心部とにおける鉱石／コークス
混合比をガス流分布の検出に基づいて制御する手段を備
え、第二の手段は、鉱石／コークス混合比の異なる前記
混合物を分配装入する炉内領域を調整する。さらに、前
記第二の手段は効率的な製錬操業に要するガス流量を維
持するために低いガス通気抵抗を有する混合物を装入す
る炉心部領域を必要最小限に減縮するように混合物の装
入分配を調整し、炉内能の周辺部領域に比較して炉壁近
傍領域におけるガス流Ｆ４を増加するために混合物の分
配装入領域を調整することが望ましい。

「　　作　　用　　］ 高炉、合金化炉等の竪型炉の操業においては、炉内のガ
ス流量分布を、その半径方向の全域において均一・にす
ることが、理論的にはら−、とも操業効率、燃比、熱交
換、還元反応効率等の面で優れているとされている。し
かしながら、炉内のガス流ｔ、１分布を均一とすること
は通気及び荷下りか不安定になりやすく、実際の操業に
おいては、炉心部におけるガス流量を他の部分に比して
高く設定することで、操業効率等を確保することが必要
である。

本発明は、上記のように構成して１；述した従来の鉱石
／コークスの混合装入による竪型炉の操業における問題
点を解決するもので、以下のように作用する。

鉱石及びコークスから成る複数の混合比率を有する混合
物が配合され、竪型炉内に装入される。

ここで、炉内周辺部領域にはコークスに対する鉱石の混
合比の大きい混合物を、炉内中心部領域にはコークスに
対する鉱石の混合比が小さい混合物が炉内−ｈ部に備え
られた分配シュートによって炉内所定領域に分配装入さ
れ、炉底側に設けられた羽［」から熱風が吹き込まれて
混合物が加熱され溶解する。ただし、炉内中心部領域に
おいてコークスのみを装入することも可能である。

炉内中心部領域に装入された混合物は、コークスに対す
る鉱石の混合比が小さいために通気抵抗が小さく、した
がって、ガス量が増大し炉内周辺部領域より加熱温度が
高くなり効率的で安定した竪型炉の操業が行われる。

この効率的な操業状態において炉内半径方向に渡りガス
成分及び温度分布が監視され、所定の温度分布を常に保
つように装入混合物の鉱石／コークス混合比率、あるい
は混合物の装入配分比率および炉内装入配分領域が調整
される。

「実施例１ 以−ド、添付図面に基づいて説明する。第１図はマンガ
ン鉄等の銑鉄、鉄合金を製錬する竪型炉を示している。

竪型炉ｌは炉頂に原料装入口２を備えており、分配シュ
ー１−３は原料装入口２直下に設けられている。この分
配シュート３は傾動角の調整のために水・ト軸３により
支持されており、また、原料装入口３を通して混合物を
炉内周辺に分配するために、垂直軸（図示せず）に対し
て旋回Ｉｓｆ能な構成になっている。

周知のように、竪型炉１への原料装入作業は、所定の間
隔を以て周期的にあるいは断続的に行われる。この各原
料装入サイクルは、通常鉱石及びコークスの所定量を装
入しパッチとＣドされている。

したがって、炉内においては各バッチサイクルによって
装入された混合物による複数の層を形成し、熱風炉（図
示什ず）内で発生した熱風が、炉底側に設けられた羽ｕ
４を通り混合物を加熱する。一般に、銑鉄あるいは鉄合
金を形成する鉱石を溶解させるため、高温な熱風ガスに
よってコークスは燃焼する。この溶解した銑鉄あるいは
鉄合金は朝顔部６をとおり炉床５に下降する。一方、熱
風ガスと、鉱石あるいはコークスまたは鉱石及びコーク
ス双方との反応によってＣＯあるいはＨｔガスが発生す
る。これらのガスは鉱石とコークス間に生じる間隙を通
り抜ける。

好適実施例としては、鉱石とコークスとによる混合物を
装入することが望ましく、第１図の図表に示すように、
鉱石とコークスはホッパ１２及び１３に貯蔵され周知技
術であるコンベア装置ＩＯ及び１１によって構成される
鉱石及びコークス混合物供給設備によって搬送される。

また、鉱石及びコークスは各供給ち１を調整するホッパ
１２及び１３に取り付けられた計量装置１４及び１５に
より計Ｍ後、コンベア１７によって装入口２の真上に設
けられたホッパ１６７こ搬送される。

ここで、ガスの圧力損失を引き起こす原因となる鉱石及
びコークスのガスに対する流体抵抗を第４図に示す。こ
の図において、曲線Ａは鉱石によるガス流速度（ｍ／５
ｅｃｏｎｄ）に対する圧力損失（ｇ／ｃｍ”　／ｍ）　
、同じく曲線りはコークスによる圧力損失である。上述
したよ６に、鉱石の粒度径平均はコークスより非常に小
さいためにガス流間隙も小さなものとなり、炉１内への
鉱石装入によるガス流抵抗はコークスよりも著しく大き
なものとなる。第４図における曲線１３及びＣは鉱石と
コークスとの混合比の差穴による圧力損失を表しており
、上記より明らかなように、曲線Ｂに示ずようなＩＩニ
カ損失を生じる混合物は、曲線Ｃの混合物より鉱石含有
偵が多い。

理論」―は、炉内半径方向の全領域において混合物の均
一・で効率の良い加熱が望まれており、炉内全域に対し
て均一なる熱風ガスの供給によりこれらは達成される。

しかしながら、炉内全域への均一なガス流の供給は現実
的に困難であり、実際的に１．を混合物の加熱に必要と
する適当なカロリーを得て安定した操業を確保するため
に炉内周辺部に比較して中心部への高効率のガス流の供
給が望ましく、経験−ヒ知られている。一方、炉内中心
部において過剰なガス流！倉の供給を行うと、熱交換率
が低丁する。この不要な可熱ガスの消費Ｍは、炉内周辺
部と中心部間のガス流量の差異で表される。

したか−、て、これらを考慮し炉内中心部において得ら
れるガス流量の最大値を低く押さえなければならない。

第２図は、効率的な竪型炉操業に関しての炉内半径方向
における好適なガスＭ分布を示している。

すなわち、炉内のいかなる位置においてもガス温度はガ
ス流効率によって決定される。したがって、高温なガス
温度は低い通気抵抗と高いガス流量を意味する。最適な
温度分布条件では、炉壁近傍周辺のガス流量より中心部
の方が高温であることが争ましく、また、炉内周辺部の
最外端である炉壁近傍周辺においては、炉内中心部より
は低く炉内周辺部よりはわずかに高いガス流Ｈ，ｔが望
ましい。この炉壁近傍；１りにおけるガス流効率は、竪
型炉操業における熔融物の炉壁への付着を十分に防止可
能なものである。鉱石とコークスとの一様な混合比を有
する混合物を炉内半径方向の全領域に装入した場合のガ
ス温度分布は第３図に示すようになり、この場合炉内中
心部における温度は周辺部よりら低くなる。この場合、
安定したガス流路が確保出来ないため通気が不安定とな
りやすく、従−」で操業が安定しなくなりやすい。炉内
中心部における粒度の細かい混合物は、小さいガス流間
隙を形成するためにガスの圧力損失が大きくなる。した
か−。

て、炉内半径方向全域において鉱石及びコークスの均一
な混合物を装入する場合は、炉中心部の高いガス流−４
を維持するために鉱石及びコークスの粒度径を調整して
炉に分布させることが必要となる。また、鉱石及びコー
クスの粒度イを十分に調整して均一な混合物を配合した
場合においても、ガス温度分布は第３図に示す状態とな
り前記した問題が生じやすくなる。

第２図に示す最適な炉内ガス温度分布を達成するために
は、鉱石及びコークスの含イ丁比の５ｖなる混合物を炉
ｒｊ（”＃径方向の位置に対応して装入ケる。

・４°なわら、炉内中心部において高いガス温度を１１
Ｊるためには、−・般的に炉内周辺部に装入する混合物
より中心部に装入ケる混合物内のコークス含有率を高く
設定する必要がある。

第５図（Ａ）及び（１３）は、この発明による竪型炉操
業方法の最適な実施条件における鉱石及びコークスの混
合比の実施例を示す。ただしこの実施例においては、鉱
石１０トンとコークス１０トンを各バッチサイクルにつ
いて装入するものとする。第５図（Ａ）においては、第
１図に示すように炉内周辺部に装入する混合物Ｂは、鉱
石５トンに対してコークス１トンの混合比であり、炉内
中心１１Ｓに装入する混合物Ｃは鉱石５トンに対してコ
ークス９トンの混合比である。第５図（Ｂ）に示す実施
例においては、第１図に示す炉内周辺部に装入する混合
物［３は鉱石５トンに対してコークス２トンの混合比で
あり、中心部に装入する混合物Ｃは鉱石５トンに対して
コークス８トンの混合比である。この双方の場合におい
て、第４図に示すように混合物Ｃの通気抵抗は混合物Ｂ
よりも低く低い圧力損失をもたらす。

第５図の（Ａ）及び（Ｂ）に示す鉱石とコークスとの混
合比は、この発明の−・実施例に過ぎず、各原料装入サ
イクルにおける混合比は上記２種類に限られるものでは
なく、炉内の半径方向の位置に応じて鉱石とコークスと
の混合比を連続的に変化させることら可能である。また
、混合物Ｃが装入される炉内中心率領域は、ガス及びコ
ークスの燃焼によって加熱されるために、鉱石及びコー
クス混合物における熱交換効゛率の最大値を考慮して最
小域にずべきであることも認識されている。

第６図には、この発明による最適な竪型炉操業方法を実
施するための鉱石及びコークス混合物を供給する供給装
置の詳細な構造を示す。原料貯蔵ホッパ＋２及び１３は
鉱石及びコークスをｌｎ独で貯蔵するための複数の室１
２ａ及び１３ａに分割されている。この実施例において
ホッパ１２は鉱石及びコークス混合物Ｃを供給する構造
とされており、ホッパ１３は混合物■３を供給する構造
とされている。鉱石及びコークスの最適な混合比を容易
に配合するために、ホッパ１２は第５図（Ａ　）の混合
物Ｃを配合する１２ａで示した１２室に分離しており、
１２室中４室については鉱石が、残り８室にはコークス
が貯蔵されている。同様に、第５図（Ａ）に示す混合物
Ｂを配合するために、ホッパ１３を１３ａで示した１２
室に分離して、ｌＯ室には鉱石を残り２室にはコークス
を入れる惜敗とされている。フィーダ１２ｂ、１３ｂ及
び計量ホッパ＋２ｃ、１３ｃは、ホッパが有する各室内
において鉱石あるいはコークスを計量するために室＋２
ａＳ　１３ａの各々に設けられており、フィーダ＋２ｂ
Ｓ　１３ｂを通って計量された鉱石及びコークスは、計
量ホッパ１２ｃ及び１３ｃを通って集合ホッパ＋２ｄ、
＋３ｄに供給される。

これらのフィーダ１２ｂ、＋３ｂと計量ホッパ１２ｃ、
１３ｃと集合ホッパ１２ｄ、１３ｄによって計９装置１
４及び１５を構成している。

集合ホッパ＋２ｄ、１３ｄはベルトコンベア１２ｆ、１
３ｆを介してサージホッパ＋２ｅ、１３ｃｌこ接続して
あり、サージホッパ＋２ｅ、１３ｅは、装入ホッパ１６
に混合物を搬送する供給コンベア１７に混合物を供給す
るように構成されている。

原料装入作業の実際においては、計量装置１４及び１５
により一装入サイクルにおける所定混合物１３及びＣを
配合する鉱石及びコークス０１が計量され、その後サー
ジホッパ１２ｅ、１３ｅに供給される。このサージホッ
パ１２ｅ、１３ｅは、分配シュートの傾動と同期するよ
うに調整されたタイミングで混合物Ｂ及びＣを供給する
サージフィーダ１２ｇ、１３ｇとを備えており、各原料
装入サイクルにおいて分配シュート３の傾動μ自よ間欠
的に調整される。原料装入開始時において、この分配シ
ュｉトは炉内周辺部の最外端部に混合物Ｂを装入するた
めに最大傾動角０に設定され、次に、炉内周辺渾全域に
分配するために垂直軸に対して回動する。その後、所定
数の回動か終γすると、分配シュートは次ぎの領域に混
合物を降下させるために設定角度に応じて傾動する。こ
の分配シュート３の傾動角は、炉内中心部に混合物を装
入する所定の最小傾動角まで周期的にあるいは間欠的に
変化していく。したがって、所定の装入サイクルを通し
てフィーダ１３ｇは、集合ホッパ（３ｅ内の混合物Ｂを
供給コンベアＩ７に供給し、サージフィーダ１２ｇは混
合物Ｂの装入作業終了後に集合ホッパ１２ｅより供給コ
ンベア１７に混合物Ｃを供給するようになる。

アクチュエータ１８は、混合物を炉内周辺部に対して装
入するように分配シュート３の傾動角を調整する。次ぎ
に、分配シュート３は炉内周辺の最外端部に混合物Ｂを
分配するように回動し、その後、混合物Ｃを生成するた
めにコークス量が増大される。混合物Ｃの装入に際して
は、炉内中心部に混合物Ｃを装入するためにアクチュエ
ータ１８が作動して分配シュート３の傾動角を調整する
。

よって炉内周辺部への混合物Ｂの装入により、炉内周辺
部における通気抵抗が混合物Ｃを装入する中心部より増
大することになる。

ゾンデ７は、炉内操業状態の監視用として炉１内の装入
混合物上に半径方向に沿って挿入されている。この実施
例におけるゾンデ７は炉内半径方向の全域においてガス
組成の監視及びガス温度の測定用として設けられており
、ガス組成及び温度を示す信号を制御盤１９に送信する
。ゾンデ７から検知されるガス温度に基づいて炉内ガス
温度分布が監視され、混合物Ｂ及びＣの鉱石とコークス
の混合比が調整される。また、ガス温度分布を制御する
混合物Ｂ及びＣの装入領域を調整することも可能である
。

鉱石及びコークスの混合比を調整する際に、混合比制御
信号が鉱石及びコークス装入４ｔの計測を行う計測装置
に送信される。また、混合物Ｂ及びＣの装入領域の比率
をコ４整する際には、混合物の所定比率に従って分配シ
ュート３の傾動角を調整するアクチュエータ１８に対し
て傾動角制御信号が送信される。

第７図は、この発明による最適な竪型炉操業に際しての
実際的な制御動作のフローチャートを示す。この制御動
作は、通常４時間から８時間毎に行われ、通常、第７図
に示すフローチャートに従った制御動作が８時間毎に実
施される。作業開始後直ちにＳＰＩステップにおいて、
炉内ガス温度分布が目標ガス温度分布に対応する基準デ
ータに基づきゾンデ７からのガス温度データと比較して
チェックされる。ガス温度データと基準データとの比較
値が許容範囲内にある場合は、制御動作は停止してその
操業状態を維持する。したがって、装入混合物の分布、
すなわち混合物Ｂ及びＣ内の鉱石とコークスとの混合比
と、さらに混合物ＢとＣの装入比率も一定に維持される
つ また、測定ガス温度データと基準データとの比較値が許
容範囲を越えた場合は、ステップＳ　Ｐ　１５までの各
ステップを通り鉱石とコークスとの混合比の調整、ある
いは混合物Ｂ及びＣの装入領域の比率の調整、または双
方の調整を行う次の制御が実施される。ステップＳＰ２
において、炉内中心部のガス温度を指示する温度データ
が、中心部におけるガス流蛍を増加させるか否かの判断
のために、対応する基準データとの比較が行なわれ、混
合物Ｃを装入する炉内中心部におけるガス流量を増加さ
せる判断がなされた場合は、高いガス流ｔ１の集中する
炉内中心部の範囲を狭めるために混合物Ｃを装入する炉
内中心部領域の半径の縮小変更が可能であるか否かの判
定がステップＳＰ３においてチェックされる。実際にお
いては、混合物Ｃを装入′４′る領域は分配シュートの
傾動パターンに応じて決定される。すなわち、炉内中心
部におけるガス温度を−１−昇させるための混合物を装
入する炉内中心部領域の縮小を行うために分配シュート
の傾動角が小さくされる。したがって、ステップＳＰ３
における判断が”ＹＥＳ“とされた場合、分配シュート
の傾動角θはステ１プＳｔ”’４において小さくされる
。また、ステップＳ　Ｐ　３における判断が°Ｎｏ”と
された場合は、その後にステップＳＰ５において、炉壁
方向領域における混合物ｒ３の分ｌＳＬ！ｔｔｔを多く
するように分配シュートの傾動パターンの変更が可能か
否かのチェックが行われる。ここでステップＳ　Ｉ）　
５において判断が”ＹＥＳ”とされた場合は、ステップ
Ｓ　Ｉ）　６において、炉壁方向領域への混合物Ｂの分
配ｒｕが増加するように分配シュートの傾動パターンが
コＭ整される。

しかし、ステップＳ　Ｐ　５における判断が”Ｎｏ”と
された場合は、混合物Ｂ及びＣの鉱石とコークスとの混
合比がステップＳＰ７においてコ調整される。この場合
、混合物Ｃ内における鉱石に対するコークスの比率が増
加し、混合物Ｂ内における鉱石に対するコークスの比率
が減少する。混合物Ｃ内のコークス量の増加のために鉱
石とコークスとの混合比率が調整されることにより、炉
中心部で高いガス流量が得られる。

ステップＳＰ２において、炉内中心部におけるガス流量
が増加されない場合は、炉壁側でのガス流伝を増加させ
るか否かの判断をステップＳＰ８においてチェックが行
われ、もし、”ＹＥＳ”の場合には混合物Ｂの分配を行
う分配シュートの傾動角０を小さくすることが可能か否
かを、ステップＳＰ９においてさらにチェックが行われ
る。ステップＳ　Ｉ）　９においての判断力じＹＥＳ−
の場合は、分配シュートの傾動パターンが炉内中心部へ
の混合物Ｂの分配領域を移動させるステップ５ＰＩＯに
おいて変更される。一方、ステップＳＰ９における判断
が”ＮＯ’の場合は、混合物Ｃを装入するガス流量の高
い領域を拡張するための混合物Ｃの分配領域の拡大が可
能か否かをステップＳｐＨにおいてさらにチェックが行
われる。ステップ５Ｐ１１においての判断が”ＹＥＳ”
の場合には、炉内中心部への混合物Ｂの分配領域を移動
させるために、混合物Ｂを分配する分配シュートの傾動
角をステップＳＰ＋２において変更し小さくする。一方
、ステップ５ＰＩＩにおいての判断が”ＮＯ”の場合は
、混合物Ｂ及びＣの鉱石とコークスとの混合比が、混合
物Ｃ内のコークス含有量の減量及び混合物Ｂ内の鉱石含
有量の減量あるいはコークス含有ｍの増量が行われコ調
整される。

ステップＳＰ８における判断が“ＮＯ”とされた場合は
、炉内中心部と炉壁部との中間部においてガス流ｔｉｔ
分配の調整がなされる。この場合、−・装入サイクル中
の混合物装入回数を増加可能か否かの決定がステップ５
ＰＩ４において行われ、らし判断が“ＮＯ”とされた場
合はステップＳＰ２に制御動作が復帰し、”ＹＥＳ”と
された場合は、鉱石とコークスとの混合比が混合物Ｂと
Ｃとの中間に相当する比率に調整された混合物をステッ
プＳ　Ｉ）　１５において装入する。この追加装入する
混合物は、混合物Ｃを装入する炉内中心部と混合物Ｂを
装入する周辺部との中間部に装入される。

炉内中心部への混合物Ｃの装入によって、中心部におけ
るガス通気性を良好とすることが可能となり、ＣＯガス
及びＨｔ　Ｏガスをさらに効率良く使用するために加熱
ガスはさらに効果的に分布され、炉内におけるガスの熱
交換と還元反応が効率的に行われる。なお、ＣＯガス利
用率は（ＣＯ。

％／（Ｃｏ％＋ＣＯ，％））によってＨ，ガス利用率は
（ＩＩ、Ｏ％／ｌ、％４−　Ｈ２０％））によって計算
が可能である。さらに、鉱石とコークス混合物における
粒度径のばらつきは、炉の操業状態に対してそれほど大
きな影響を与えることはなくなる。したがって、鉱石及
びコークスの複雑な粒度管理が不要となる。

−Ｌ述した好適な操業方法と、鉱石とコークスのそれぞ
れ弔独な装入によって、鉱石及びコークス層が相〃に形
成される従来方法におけるガス利用率（％）と燃料比（
ｋｇ／１ｏｎ）を下表に示す。

表　本発明と従来のガス利用率及び燃料効率高　　炉　
　　　　合金用竪型炉 従来　　本発明　　従来　　　　本発明第８図は、この
発明における竪型炉操業方法の第２の好適実施例を示す
。

この実施例においては、炉内周辺部に鉱゛石とコークス
とから成る混合物を装入し、中心部にはコークスのみを
装入するらのである。この中心部へのコークスのみの装
入により炉内中心軸に沿ってコークスピラーが形成され
る。この場合、炉内中心部のコークスのみが装入される
領域の半径ｒ。

と炉内周辺部の鉱石とコークスとの混合物が装入される
領域（ｒｏ−ｒ＋）の値が、炉の操業効率に影響を旬え
る。なお、ｒｏは炉内半径を示す。

第１＋図及び第１２図に示すように、半径ｒ。

のｒ。に対する比率（ｒ　、／　ｒ　ｏ）に対応するダ
スト比率（ｋｇ／１ｏｎ）と燃料効率（ｋｇ／ｌ。

ｎ）は変動的であり、（ｒ１／ｒｏ）比率が０．５以上
においては、銑鉄の製錬量に対するダスト発生量が極端
に大きくなり製錬操業が不経済になる。

したがって、このことを考慮して（ｒ、／ｒ０）比率を
０．５以下に制限する。また、第１２図に示すように（
ｒ　、／　ｒ　ｏ）比率が０．５より大きくなると、銑
鉄の製錬に必要な燃料消費量が許容範囲を越えて増大す
る。

この実施例においても、前記した第１の実施例において
達成し得る竪型炉操業の効率化とほぼ同等な効率化の達
成が可能である。また、Ｌ記竪型炉操業方法の好適実施
例として鉱石とコークスとの混合比を変えた２種類の装
入混合物を示したが、さらに多い複数種の混合物の使用
も可能であり、この場合炉内半径方向のガス温度分布は
一層細かい制御が可能となる。さらに、混合物内のコー
クスに対する鉱石の含有率を所定比率に従って変化させ
ても、コークスに対する鉱石の混合比率を連続的に変化
させることは可能であり、この場合はコークスの含有比
率が炉内半径方向に沿って中心部に向かい徐々に増加す
る。

し　発明の効果　］ この発明による特有の効果としては、炉内半径方向の全
領域において鉱石／コークス混合比の異なる混合物を適
切に装入配分することにより装入混合物の複雑な粒度管
理を伴なわず、特に、炉内中心１１りにおいて安定な供
給をおこなう加熱ガス通路を設けることが可能となる。

したがって、炉の安定化、操業の効率化を容易に達成す
ることかできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、好適な操業方法を示す竪型炉の断面説明図で
ある。 第２図は、竪型炉の好適な操業方法における炉内のガス
温度分布状態を示すグラフである。 第３図は、均一な鉱石／コークス混合物を装入した場合
の炉内ガス温度分布を示すグラフである。 第４図は、炉内の各領域におけるガス流速度に対する圧
力損失を示すグラフである。 第５図（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の好適な竪型炉の
操業に使用する鉱石／コークス混合比の実施例を示すグ
ラフ図である。 第６図は、この発明の好適実施例において使用される鉱
石／コークス混合物供給システムの構成を示す説明図で
ある。 第７図（Ａ）及び（Ｒ）は、この発明の好適な竪型炉の
操業方法を実施するだめの制御動作を示すフローチャー
ト図である。 第８図は、この発明の竪型炉の好適な実施例において一
部を変更した竪型炉の断面説明図である。 第９図は、第８図の■−■における断面説明図である。 第１０図は、この発明の好適な実施例において一部を変
更した竪型炉内の混合物の断面拡大図である。 第１１図は、鉱石／コークス混合比のＷなった混合物を
装入した炉内領域の比率に対するダスト比の変化を示す
グラフである。 第１２図は、鉱石／コークス混合比の異なった混合物を
装入した炉内領域の半径比率に対する燃料比を示すグラ
フである。 第２図　　　第３図 第４図 ７７７流還（ｍ／ｓ　１ 第７図（Ｂ） 第８図 第１１図 ０．１　　０．３　０．５　０．７　０．９１゜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）竪型炉内に鉱石とコークスとを混合装入するよう
   にした竪型炉の操業方法において、炉内の半径方向の異
   なる位置に異なる鉱石／コークス混合比の異なる混合物
   を装入するようにしたことを特徴とする竪型炉の操業方
   法。
2. （２）竪型炉内に鉱石とコークスとを混合装入するよう
   にした竪型炉の操業方法において、炉心部の所定領域内
   にコークスを装入するとともに、炉心部のコークス装入
   領域の周囲に、所定の混合比を有する鉱石／コークス混
   合物を装入するようにしたことを特徴とする竪型炉の操
   業方法。
3. （３）鉱石及びコークスを供給する第一の手段と、前記
   炉内所定領域に前記鉱石及びコークスを混合装入する第
   二の手段と、炉内混合物を加熱し製錬を行うため羽口よ
   り熱風ガスを吹き込む第三の手段とよりなり、前記第一
   及び第二の手段は、炉内の半径方向の異なる位置にそれ
   ぞれ鉱石／コークス混合比の異なる混合物を装入するよ
   うにしたことを特徴とする竪型炉の操業システム。
4. （４）鉱石及びコークスをそれぞれ供給する第一の手段
   と、前記鉱石とコークスの混合物及びコークス単体を竪
   型炉に選択的に装入する第二の手段と、炉内混合物を加
   熱し製錬を行うため羽口より熱風ガスを吹き込む第三の
   手段とよりなり、前記第二の手段は炉心部の所定領域内
   に前記コークス単体を装入するとともに、該コークス装
   入領域の周囲に、所定混合比の鉱石／コークス混合物を
   装入するようにしたことを特徴とする竪型炉の操業シス
   テム。
5. （５）鉱石及びコークスを供給する第一の手段と、前記
   炉内所定領域に前記鉱石及びコークスを混合装入する第
   二の手段と、炉内混合物を加熱し製錬を行うため羽口よ
   り熱風ガスを吹き込む第三の手段と、炉内のガス流量分
   布を検出する第四の手段とよりなり、前記第一及び第二
   の手段は、炉内の半径方向の異なる装入領域にそれぞれ
   鉱石／コークス混合比の異なる混合物を装入するととも
   に、前記第四の手段の検出結果に基づいて、前記鉱石／
   コークス混合比及び前記装入領域の少なくとも一方を調
   節して、前記第四の手段によって検出されるガス流量分
   布を所定の分布に一致させるようにすることを特徴とす
   る竪型炉の操業システム。