(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉内にコ−クスと粒径５０ｍｍ以下の鉄原料を交互に装入して高炉を操業する方法において、前記鉄原料を複数バッチに分割し、その複数バッチを順次装入するに際し、高炉炉頂部の炉径方向における複数位置のガス流量比を求め、炉中心部のガス流量比が該位置の基準ガス流量比より高く側壁部または中間部のガス流量比が該位置の基準ガス流量比より低いときには、前記複数バッチのうちの最初に装入するバッチ以外のいずれか１つのバッチの鉄原料細粒部分の配合割合を増調整し、炉中心部のガス流量比が該位置の基準ガス流量比より低く側壁部または中間部のガス流量比が該位置の基準ガス流量比より高いときには、前記複数バッチのうちの最初に装入するバッチ以外のいずれか１つのバッチの鉄原料細粒部分の配合割合を減調整することを特徴とする高炉の操業方法。
【請求項２】
請求項１において配合割合を調整する鉄原料中の細粒部分の粒径を７ｍｍ以下としたことを特徴とする高炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は高炉炉内の装入物分布を制御することで常に安定したガス流を確保して炉況の安定維持を図るための操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、高炉においては、炉頂より粒径５０ｍｍ以下の焼結鉱、鉄鉱石、ペレット等の鉄原料および燃料としてコ−クスが装入され、それら鉄原料および燃料は炉下部から上昇する高温のガスとの接触により複雑な化学変化を起こし、溶銑の生成へと至っている。しかし、前記鉄原料の粒度、装入分布状態などは常に一定ではなく、この変動に伴って炉内のガス流分布は大きく変わり、そしてこのガス流分布の変動は炉況の安定に大きく影響している。
【０００３】
このため、例えば特開昭５５−６２１０６号公報に提案のように炉壁側に細粒、中心部には粗粒の鉄原料およびコ−クスを装入してガス流分布を調整し、これによりガス利用効率を向上して燃料比の低減を図る方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年は５０００ｍ3 級の超大型高炉が主流となり、その炉口径は１０ｍ程度と非常に大きい。この炉口径が大きいということは、中心部と炉壁部の距離が遠くなる。こうなれば中心部から炉壁部となる全域においての装入物の分布調整は不十分であり、特に、通常の鉄原料粒度（５０ｍｍ〜２５ｍｍ：２０％、２５ｍｍ未満〜１５ｍｍ：４０％、１５ｍｍ未満〜５ｍｍ：３６％、５ｍｍ以下：４％）では、鉄原料の各鉱石の形状（表面の凹凸）が一定でないため炉壁から中心部に流れ込む状態、つまり装入物分布が大きく変動し、装入物分布の再現性が殆ど無いことよりガス流分布の制御性は低いものである。
【０００５】
このため、適切なガス流分布の確立は困難となり、高炉炉内反応効率の低下を惹起する等の問題を有し、高炉炉況に悪影響を与える原因になる。
本発明は、前記問題を有することなく超大型高炉においても炉壁から中心まで確実に装入物分布を調整でき、安定したガス流分布を確保することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものでありその手段１は、高炉炉内にコ−クスと粒径５０ｍｍ以下の鉄原料を交互に装入して高炉を操業する方法において、前記鉄原料を複数バッチに分割し、その複数バッチを順次装入するに際し、高炉炉頂部の炉径方向における複数位置のガス流量比を求め、炉中心部のガス流量比が該位置の基準ガス流量比より高く側壁部または中間部のガス流量比が該位置の基準ガス流量比より低いときには、前記複数バッチのうちの最初に装入するバッチ以外のいずれか１つのバッチの鉄原料細粒部分の配合割合を増調整し、炉中心部のガス流量比が該位置の基準ガス流量比より低く側壁部または中間部のガス流量比が該位置の基準ガス流量比より高いときには、前記複数バッチのうちの最初に装入するバッチ以外のいずれか１つのバッチの鉄原料細粒部分の配合割合を減調整する方法である。
【０００７】
さらに、手段２は、前記手段１の配合割合を調整する鉄原料中の細粒部分の粒径を７ｍｍ以下としたものである。
また、前記炉径方向複数位置のガス流量を測定する方法としては、ゾンデに流量計を設けて直接測定しても良く、また、ゾンデに流速計を設けて炉内ガス流速を求め、これから流量を算定しても良い。さらにその他の方法で求めてもよい。
【０００８】
【作用】
図１に実炉を１／３のサイズにしたモデル高炉で、鉄原料装入バッチの一つに７ｍｍ以下の細粒分の配合割合を調整した際のガス流分布の影響を試験した結果を示す。この際の鉄原料の装入モ−ドは鉄原料Ａを装入した後、鉄原料Ｂを装入したものである。
【０００９】
ここでは、表１に示すように、鉄原料Ｂには７ｍｍ未満の細粒鉄原料を鉄原料Ａより多量に配合し、その配合割合は１バッチに於ける鉄原料量に対して鉄原料Ａは３．９％、鉄原料Ｂは１２．９％である。
【００１０】
【表１】
0003702008.tif 000002
【００１１】
図１より細粒鉄原料を３．９％配合した鉄原料Ａは１２．９％配合した鉄原料Ｂに比べ、非常に中心部分の層厚が厚いことが確認される。しかし、中心部分の層厚の差が大きいのにも係わらず、壁際の層厚の差は中心部の差程大きくないことが判明した。
これは、今度装入した鉄原料が前に装入された鉄原料上を転がって炉中心方向に流れ込む際に、この装入した鉄原料が堆積する過程で主に粗粒鉄原料によって凹凸を有する状態になる。そして、この凹凸内に細粒鉄原料が流入して平面が平滑状態となって滑り易くなることから、前記鉄原料Ａに比して鉄原料Ｂの方が中心部分へ流れ込む割合が高くなるものと推定できる。
【００１２】
また、鉄原料の１チャ−ジは複数バッチに分割して装入されており、最初に装入するバッチは比較的柔らかいコ−クス層上に落下して、その上を炉中心方向に流れ込むことから装入した鉄原料の流れ込み状態が悪く、しかも、その調整が難しい。反面、前記最初のバッチ以外のバッチは固い鉄原料上に落下して、その上を炉中心方向に流れ込むことから装入した鉄原料の流れ込み状態が良く、さらに、その調整が容易になる。
そして、この鉄原料の層厚が厚ければ炉内を上昇するガス流は抑えられる方向であり、試験では細粒鉄原料の配合割合を調整することにより上記ガス流分布の制御が可能となることがわかる。
【００１３】
さらに、配合割合を調整する鉄原料中の細粒部分の粒径を７ｍｍ以下とするのは、これ以上の粒径であると前記流れ込み状態の大幅な向上がなく、しかも、その変化量が小さくなる。これは、粒径が７ｍｍ以下になると安息角が急激に小さくなり、細粒の流れ込み状態が悪化する結果、炉中心側になるに従って、粗粒鉄原料で形成された凹凸部を埋める細粒が少なくなることに起因するものと推測される。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の１実施例を内容積が５０００ｍ3 の鉄原料とコ−クスの装入チャ−ジが各々２バッチ（Ｃ１↓、Ｃ２↓、Ｏ１↓、Ｏ２）であるベル式超大型高炉を用いて説明する。
表２の装入物は焼結鉱８０％、鉄鉱石２０％の割合の鉄原料であり、７ｍｍ以下の細粒鉄原料は全量焼結鉱とした。
また、細粒焼結鉱を増配合したバッチのみ炉内に設けたア−マ−プレイト（ＭＡ）のノッチは０（壁際装入）とした。これは、壁際のガス流制御と炉中心部へ鉄原料が過度に流れ込むことによる中心ガス流の減少を防ぐためである。
また、炉径方向における複数位置のガス流量の測定はシャフト、上部に設けた流量計を有するゾンデを用いて、炉壁際部、炉中心部、中間部のガス量を測定した。
【００１５】
【表２】
0003702008.tif 000003
【００１６】
【表３】
0003702008.tif 000004
【００１７】
表２に示すように、比較例１においてＯ２として表３の鉄原料Ｂを使用しているため、その細粒部が８％で、炉中心部のガス流量比が基準ガス流量比（４２％）より高く、さらに、壁側部のガス量比が基準ガス流量比（２８％）より低く、ガス利用率が低いので、実施例１のようにＯ２に鉄原料Ａを使用して細粒部の配合割合を１１％（３％増加）にして操業した結果、炉径方向の各位置のガス流量比が各基準ガス流量比に近づき、ガス利用率の向上を図れた。
【００１８】
比較例２において装入鉄原のＯ２として鉄原料Ｂを使用しているため、その細粒部が８％で、炉中心部のガス流量比が基準ガス流量比より低く、中間部は基準ガス流量比（３０％）より高く、ガス利用率が低いので、実施例２のようにＯ２に鉄原料Ｃを使用して細粒部を５％（３％減）にして操業した結果、炉径方向の各位置のガス流量比が基準ガス流量比に近づき、ガス利用率の向上を図れた。
【００１９】
比較例３はＯ１、Ｏ２として表３の鉄原料Ｃを使用しているため、炉中心部のガス流量比が基準ガス流量比より高く、壁側部のガス量比が基準ガス流量比より低く、ガス利用率が低いので、比較例４のようにＯ１、Ｏ２の両方に鉄原料Ｂを使用して細粒部の配合割合を３％増加（５％→８％）して操業した結果、炉径方向の各位置のガス流量比には殆ど変化がなく、ガス利用率の向上は殆どなかった。
【００２０】
このように、実施例１、２は比較例１、２に対し、炉内ガス流分布が適正になり、これにより、ガス利用率も上昇し、燃料比の低減を図ることができた。
【００２１】
さらに、比較例３、４よりＯ１、Ｏ２の両バッチにおける鉄原料中の細粒部の配合割合を同時に調整してもガス流量比の調整量は極めて小さいことが分かる。このため、Ｏ１、Ｏ２のいずれか片方バッチの細粒部の調整をしないとその効果を十分に享受できないことが分かる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は鉄原料装入チャ−ジの一つのバッチの鉄原料中における細粒部の配合割合を調整することにより、所望の炉内ガス流分布を得ることが可能となり、燃料比の低減が図れると共に安定した高炉操業を継続維持できる等の多大な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】細粒鉄原料の配合割合と炉径方向の層厚分布の関係を示した図
【図１】
0003702008.tif 000005