(57)【要約】  高炉内に、コークス混合鉱石層とコークス層とを形成して行う高炉操業において、コークス層を形成するコークス中の粉状コークスの含有量に応じて、コークス混合鉱石層のコークス混合量を適正に制御し、高炉内部の通気性を確保する。  コークス混合鉱石層とコークス層とを層状に形成する高炉への原料装入方法であって、コークス層を形成するコークスを搬送する搬送設備の上方に設置された粒度測定センサーで、コークス中の短径が５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の短径以下であるコークス粒子の比率を測定し、コークス層を形成するためのコークスが、短径を３５ｍｍ以下とするコークス粒子を含有しない条件を基準条件と定義したとき、測定された比率に基づき、混合原料中のコークス混合量を、基準条件でのコークス混合量よりも少なく設定し、基準条件との差分の量のコークスを、コークス層を形成するコークスとして配合する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鉱石及びコークスが混合された混合原料とコークスとを高炉炉頂から交互に装入し、
前記混合原料からなるコークス混合鉱石層と前記コークスからなるコークス層とを炉内に層状に形成する高炉への原料装入方法であって、
前記コークス層を形成するためのコークスを高炉に搬送する搬送設備の上方に設置された粒度測定センサーで、前記搬送設備で搬送されるコークスに含まれる粒子の短径が５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の短径以下であるコークス粒子の比率を測定し、
前記コークス層を形成するためのコークスが、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子を含有しない条件を基準条件と定義したとき、測定された前記比率に基づき、前記混合原料中のコークス混合量を、基準条件での混合原料中のコークス混合量よりも少なく設定し、
基準条件でのコークス混合量と前記比率に基づいて設定したコークス混合量との差分の量のコークスを、コークス層を形成するコークスとして割り振りする、高炉への原料装入方法。
【請求項２】
前記混合原料中のコークス混合量を、測定された前記比率を下記の（１）式に代入して算出されるコークス混合量の上限値以下に設定する、請求項１に記載の高炉への原料装入方法。
Ｍｉｘ＝［(９／１０)×α−６９／２］×β＋２００・・・（１）
ここで、（１）式において、
Ｍｉｘは、混合原料中のコークス混合量の上限値（ｋｇ／溶銑−トン）、
αは、コークス粒子の短径であり、５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の値、
βは、短径がαｍｍ以下のコークス粒子の比率（質量％）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉への原料装入方法に関する。詳しくは、高炉内に、コークス混合鉱石層とコークス層とを、層状に形成して行う高炉操業において、コークス層を形成するコークスの性状に応じてコークス混合鉱石層のコークス混合量を適正に制御し、高炉内部の通気性を確保する、高炉への原料装入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止の観点からＣＯ２削減が求められている。鉄鋼業においては、ＣＯ２排出量の約７０質量％が銑鉄を製造する高炉から排出されており、高炉からのＣＯ２排出量の削減が求められている。高炉におけるＣＯ２削減は、高炉で使用する還元材（コークス、微粉炭、天然ガスなど）を削減することによって可能である。尚、高炉では、通常、原料である鉄鉱石（単に、「鉱石」とも記す）と、還元材であるコークスとを、それぞれが交互に層状となるように炉頂から装入し、高炉内に鉱石層とコークス層とを形成している。【０００３】
一方で、還元材、特にコークスを削減する場合、炉内の通気性を担保しているコークスが減少することから、高炉炉内の通気抵抗が増加する。一般的な高炉では、炉頂から装入された鉄鉱石が軟化を開始する温度に到達すると、鉱石層は、上部に存在する原料の自重によって空隙を埋めながら変形する。そのため、高炉下部では、鉱石層の通気抵抗は非常に大きく、ガスがほとんど流れない融着した層（「融着帯」という）が形成する。この融着帯の通気性が、高炉全体の通気性に大きく影響を及ぼしており、高炉における生産性を律速している。【０００４】
融着帯の通気抵抗を改善する手段として、高炉内に、鉱石と相対的に粒径の小さいコークスとを混合した原料（「混合原料」という）と、相対的に粒径の大きいコークスとを、交互に装入し、混合原料からなるコークス混合鉱石層と、相対的に粒径の大きいコークスからなるコークス層とを、層状に形成することが、有効であると知られている。つまり、鉱石層にコークスを混合することが有効であると知られており、コークス混合鉱石層を形成するための多くの技術が提案されている。【０００５】
例えば、特許文献１には、ベルレス式高炉において、鉱石ホッパーのうち下流側のホッパーにコークスを装入し、コンベア上で鉱石の上にコークスを堆積させた後、炉頂バンカーに装入して、鉱石とコークスとを旋回シュートを介して高炉内に装入する技術が提案されている。【０００６】
特許文献２には、ベルレス式高炉において、複数の炉頂バンカーに貯留したコークスまたは鉱石を、炉内半径方向で炉中心部から炉壁部へ向けて装入するときに、前記炉頂バンカーの１つに貯留したコークスの該炉頂バンカーからの排出量が、１バッチ分のコークス装入量の５〜５０質量％間の所定量に到達した時点から、別の炉頂バンカーに貯留した鉱石の排出を開始し、コークスと鉱石とを同時に装入する技術が提案されている。これにより、コークスの通常装入用バッチ、コークスの中心装入用バッチ及び混合装入用バッチの３通りを同時に行うことができるとしている。【０００７】
特許文献３には、高炉操業における融着帯形状の不安定化及び中心部付近におけるガス利用率の低下を防止し、安定操業及び熱効率の向上を図るために、全鉱石と全コークスとを完全混合した後に高炉内に装入する原料装入技術が提案されている。【０００８】
また、特許文献４には、混合したコークスによる反応性向上効果を享受する手段として、高反応コークスとＪＩＳ還元性が低い鉱石とを混合することで、低反応性鉱石を高効率に反応させ、高炉の反応性を向上させる技術が提案されている。【０００９】
一方、コークスの炉内への装入量（「コークス比」ともいう）は、ほぼ一定であることから、鉱石へのコークス混合を行った場合は、相対的にコークス層の厚みが低下する。高炉においてコークス層の厚みが低下すると、鉱石が軟化溶融する融着帯における通気抵抗が上昇し、安定な操業を阻害することが、経験的に知られている。【００１０】
このようなコークス層厚みの低下による通気抵抗の上昇を防止するために、幾つかの提案がなされている。例えば、特許文献５には、局所的なコークス層厚みの低下を防止するために、炉口部でのコークスの装入範囲を、炉半径方向において炉壁側から４０％以上の領域にするとともに、炉口部での１層のコークス平均層厚みを６０ｃｍ以上とする技術が提案されている。また、特許文献６には、炉腹部のコークス層厚みが平均で２５０ｍｍ以上となるように、炉頂におけるコークスの装入量を調整する技術が提案されている。【００１１】
特許文献５及び特許文献６は、コークスを鉱石中に多量に混合しない場合の操業条件であり、コークスを鉱石中に多量に混合すればコークス混合鉱石層（鉱石層）の通気性が改善することから、コークス層厚みの下限値は緩和できると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平３−２１１２１０号公報
【特許文献２】特開２００４−１０７７９４号公報
【特許文献３】特開昭５３−１５２８００号公報
【特許文献４】特開昭６４−３６７１０号公報
【特許文献５】特開平７−１８３１０号公報
【特許文献６】特開平１１−５０６３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、コークス層を形成するコークスは、所定の目開き寸法の篩分器で篩われた後に使用されるが、篩分器の目開き寸法以下のサイズのコークス（以下、「粉状コークス」とも記す）が全て篩い落とされることはない。したがって、通常の高炉操業においては、コークス層を形成するコークスの性状は変動しており、このコークスの性状に応じてコークス層中の粉状コークスの含有量は変化する。【００１４】
コークス層において、粉状コークスの含有量が増加すれば通気性が悪化することから、この場合には、コークス層の厚みを増やしてコークス層の通気性、つまり、高炉の通気性を確保することが必要となる。但し、コークス層の厚みを増やした場合は、混合原料へのコークス混合量を低下することが必要となる。これは、混合原料へのコークス混合量を低下しない場合は、還元材が過剰になり、ＣＯ２排出量が増大するのみならず、製造コストが上昇するからである。【００１５】
つまり、安定な高炉操業を実施するためには、コークス層を形成するコークス中の粉状コークスの含有量を事前に検知し、検知した粉状コークスの含有量に応じて、コークス層の厚みを増大または減少すると同時に、混合原料へのコークス混合量を減少するまたは増加する必要がある。しかしながら、上記特許文献１〜６は、この点について何ら考慮していない。【００１６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高炉内に、コークス混合鉱石層とコークス層とを層状に形成する高炉への原料装入方法において、コークス層を形成するコークス中の粉状コークスの含有量に応じて、コークス層の厚みを増減し、且つ、コークス混合鉱石層のコークス混合量を適正に制御し、これによって、高炉内部の通気性を確保することのできる、高炉への原料装入方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］鉄鉱石及びコークスが混合された混合原料とコークスとを高炉炉頂から交互に装入し、
前記混合原料からなるコークス混合鉱石層と前記コークスからなるコークス層とを炉内に層状に形成する高炉への原料装入方法であって、
前記コークス層を形成するためのコークスを高炉に搬送する搬送設備の上方に設置された粒度測定センサーで、前記搬送設備で搬送されるコークスに含まれる粒子の短径が５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の短径以下であるコークス粒子の比率を測定し、
前記コークス層を形成するためのコークスが、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子を含有しない条件を基準条件と定義したとき、測定された前記比率に基づき、前記混合原料中のコークス混合量を、基準条件での混合原料中のコークス混合量よりも少なく設定し、
基準条件でのコークス混合量と前記比率に基づいて設定したコークス混合量との差分の量のコークスを、コークス層を形成するコークスとして割り振りする、高炉への原料装入方法。
［２］前記混合原料中のコークス混合量を、測定された前記比率を下記の（１）式に代入して算出されるコークス混合量の上限値以下に設定する、上記［１］に記載の高炉への原料装入方法。
Ｍｉｘ＝［(９／１０)×α−６９／２］×β＋２００・・・（１）
ここで、（１）式において、Ｍｉｘは、混合原料中のコークス混合量の上限値（ｋｇ／溶銑−トン）、αは、コークス粒子の短径であり、５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の値、βは、短径がαｍｍ以下のコークス粒子の比率（質量％）である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、コークス混合鉱石層と、コークス層とを、層状に形成する高炉への原料装入方法において、高炉へのコークス搬送設備で、コークス層を形成するためのコークスの粒度分布を測定する。そして、この粒度分布の測定結果に基づいて、コークス混合鉱石層へのコークス混合量を設定し、設定したコークス混合量と、基準条件である、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子の、コークス層を形成するためのコークス中での比率がゼロの場合におけるコークス混合量と、の差分のコークス量を、コークス層を形成するコークスとして割り振りする。これにより、細粒のコークス含有量が多いコークスの場合には、コークス層の厚みが増大し、その結果、コークス層の通気性、つまり、高炉炉内の通気性が確保され、高炉操業の安定化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、コークス粒子の短径を定義する図である。
【図２】図２は、コークス層の厚みと融着帯通気抵抗との関係を測定するために用いた試験装置の概略図である。
【図３】図３は、短径が５ｍｍ以下のコークス粒子の比率と、混合原料中のコークス混合量の上限値との関係を示す図である。
【図４】図４は、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子の比率と、混合原料中のコークス混合量の上限値との関係を示す図である。
【図５】図５は、上限値Ｍｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなるときの比率βと、コークス粒子の短径αとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
高炉内に、鉄鉱石とコークスとを混合した混合原料からなるコークス混合鉱石層と、コークス層とを、層状に形成して行う高炉操業において、コークス層を形成するコークス中の粉状コークス（篩分器の目開き寸法以下のサイズのコークス）の含有量が増加すれば、コークス層の通気性、つまり高炉内部の通気性が悪化する。したがって、この場合には、コークス混合鉱石層へのコークス混合量を減らし、この減らした分に相当する分をコークス層として装入し、コークス層の厚みを増やし、これによって高炉内部の通気性を確保することが必要となる。
【００２２】
本発明者らは、コークス層を形成するコークスの粉状コークスの含有量が変化しても、高炉内部の通気性を安定して確保することを目的として、高炉内部の融着帯の通気抵抗を模擬することのできる試験装置を用いて試験した。
【００２３】
通常、コークス層を形成するコークスは、目開き寸法が３５ｍｍの篩分器で篩われた後に高炉に搬送され、高炉内に装入される。目開き寸法が３５ｍｍの篩分器を通過しないサイズのコークスであれば、高炉内部の融着帯の通気性が確保できることは、当業者に周知の事項である。但し、目開き寸法が３５ｍｍの篩分器で篩われた後のコークスにも、目開き寸法が３５ｍｍの篩分器によって篩わられるべきサイズのコークス粒子が混入している。また、高炉への搬送途中の落下衝撃などによってもコークスは粉状化する。
【００２４】
本明細書では、コークス層を形成するコークスに含有される、目開き寸法が３５ｍｍの篩分器によって篩わられるべきサイズのコークスを、「短径が３５ｍｍ以下のコークス」と称す。同様に、目開き寸法がαｍｍの篩分器によって篩わられるべきサイズのコークスを、「短径がαｍｍ以下のコークス」と称す。ここで、「コークス粒子の短径」とは、図１に示すように、コークス粒子の投影面において、コークス粒子の重心を通る直線と投影面の周の交点との交点間距離が最短となるときの交点間距離で定義する。
【００２５】
試験では、コークス層を形成するコークスにおける、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子の含有量に着目し、高炉内部の融着帯の通気性を確保する条件として、短径が５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の短径以下であるコークス粒子の含有比率と、コークス混合鉱石層中のコークス混合量との関係を調査した。
【００２６】
図２に、コークス層の厚みと融着帯通気抵抗との関係を測定するために用いた試験装置の概略図を示す。図中、符号１は、試料加熱炉であり、この試料加熱炉１は、その内部に試料充填容器２及び加熱装置３を備えている。また、試料充填容器２の内部には、コークス層４及びコークス混合鉱石層５を層状に充填した試料充填層６が形成されている。そして、試料充填層６は、加熱装置３によってその温度が制御される。符号７は気体加熱炉であり、この気体加熱炉７もその内部に加熱装置８を備えている。尚、符号９はガス混合器、１０はガス流通用配管、１１は圧力計、１２は熱電対、１３は押え板、１４は台座、１５は接続棒であり、この接続棒１５は黒鉛または金属製とすることが好ましい。そして、符号１６は負荷手段であり、この試験装置の例では、負荷手段として錘１６を用いている。そして、この錘１６により、高炉内を模擬した荷重を試料充填層６に付与する。
【００２７】
この試験装置は、図示したように、試料加熱炉１と気体加熱炉７とを直列配置としたところに最大の特徴があり、このように、直列配置としたことで、気体加熱炉７で加熱された気体は、試料加熱炉１に横方向から侵入することになる。
【００２８】
この試験装置において、短径が５ｍｍ以下の粒子の比率を０〜５．０質量％の範囲に調整したコークス、及び、短径が３５ｍｍ以下の粒子の比率を０〜５０質量％に調整したコークスを用いてコークス層４を形成し、且つ、コークス混合鉱石層５のコークス混合量を種々変更し、通気性を調査した。本明細書では、コークス層を形成するためのコークスが、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子を含有しない条件を基準条件と定義した。
【００２９】
具体的には、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子の、コークス層を形成するためのコークス中での比率がゼロの場合、つまり、基準条件におけるコークス混合鉱石層５のコークス混合量を２００ｋｇ／溶銑−トンとした。その上で、コークス層４を形成するためのコークス中の粉状コークスの含有量の増加に伴って通気性が悪化することから、それを担保するために、コークス混合鉱石層５に混合していたコークスを、コークス層４に種々の条件で割り振り、通気性を調査した。そして、試験での圧損と、基準条件（短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子を含有しない条件）での圧損とが等しくなる試験における、コークス混合鉱石層５でのコークス混合率（ｋｇ／溶銑−トン）を、短径が５ｍｍ以下の粒子の比率、及び、短径が３５ｍｍ以下の粒子の比率に応じて求めた。
【００３０】
試験で得られた結果を、図３及び図４に示す。図３は、短径が５ｍｍ以下の粒子の比率を変更したコークスを使用した試験における、短径が５ｍｍ以下のコークス粒子の比率と、混合原料中のコークス混合量の上限値との関係を示す図である。図４は、短径が３５ｍｍ以下の粒子の比率を変更したコークスを使用した試験における、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子の比率と、混合原料中のコークス混合量の上限値との関係を示す図である。図３及び図４では、基準条件の圧損と等しい圧損になるコークス混合率（ｋｇ／溶銑−トン）を上限値として表示している。
【００３１】
図３及び図４に示すように、横軸に示す、短径が５ｍｍ以下または３５ｍｍ以下の粒子の比率と、縦軸に示す、混合原料中のコークス混合量の上限値とは直線関係であった。この関係から、混合原料中のコークス混合量の上限値と、短径が５ｍｍ以下または３５ｍｍ以下のコークス粒子の比率とは一次式で表されることがわかる。また、短径が５ｍｍ以下の場合と、短径が３５ｍｍ以下の場合とで、コークス混合量の上限値に及ぼすコークス粒子の比率の影響が異なる。
【００３２】
これらのことから、混合原料中のコークス混合量の上限値をＭｉｘ（ｋｇ／溶銑−トン）とし、コークス粒子の短径をα（ｍｍ）とし、且つ、短径が５ｍｍ以下または３５ｍｍ以下のコークス粒子の比率をβ（質量％）とすると、これらの因子は下記の（２）式で表される。尚、（２）式の２００は、基準条件でのコークス混合量（ｋｇ／溶銑−トン）であり、Ａ、Ｂは係数である。
【００３３】
Ｍｉｘ＝（Ａ×α＋Ｂ）×β＋２００・・・（２）
図３の短径５ｍｍ以下のコークス粒子の比率βが５質量％のときにＭｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなる条件、及び、図４の短径３５ｍｍ以下のコークス粒子の比率βが５０質量％のときにＭｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなる条件を（２）式に代入して、係数Ａ及び係数Ｂを求めると、Ａ＝９／１０、Ｂ＝−６９／２が得られる。つまり、（２）式は、下記の（１）式で表される。
【００３４】
Ｍｉｘ＝［(９／１０)×α−６９／２］×β＋２００・・・（１）
ここで、（１）式において、Ｍｉｘは、混合原料中のコークス混合量の上限値（ｋｇ／溶銑−トン）、αは、コークス粒子の短径であり、５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の値、βは、短径がαｍｍ以下のコークス粒子の比率（質量％）である。
【００３５】
（１）式の妥当性を確認するために、短径が２０ｍｍ以下のコークス粒子の比率を変更し、コークス混合量の上限値Ｍｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンになるときの、短径が２０ｍｍ以下のコークス粒子の比率βを求めた。その結果、短径が２０ｍｍ以下のコークス粒子の比率βが２８質量％のときに、コークス混合量の上限値Ｍｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなることがわかった。
【００３６】
そこで、α＝５ｍｍ、α＝２０ｍｍ、α＝３５ｍｍの各試験において、上限値Ｍｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなるときのそれぞれの比率βについて比較した。図５は、横軸をコークス粒子の短径α（ｍｍ）とし、縦軸を上限値Ｍｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなるときの比率β（質量％）として、比率βと短径αとの関係を示す図である。図５に示すように、上限値Ｍｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなるときの比率β（質量％）と、コークス粒子の短径α（ｍｍ）とは、一次式の関係で表されることがわかった。つまり、（１）式は、αが５〜３５ｍｍの範囲である限り、妥当であることが確認できた。
【００３７】
尚、（１）式は、コークス層を形成するためのコークス中の、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子の比率がゼロの場合（基準条件）のコークス混合鉱石層でのコークス混合量を２００ｋｇ／溶銑−トンとした場合であるが、本発明を実施するにあたり、基準条件でのコークス混合量を２００ｋｇ／溶銑−トンに限定する必要はない。
【００３８】
高炉操業において、鉄鉱石の還元反応及び生成する溶銑の昇温に必要なコークス比（ｋｇ／溶銑−トン）は、一般的には３００ｋｇ／溶銑−トン程度であるが、各高炉の操業状況に応じて変化する。尚、コークス比とは、コークス混合鉱石層とコークス層との双方に配合される合計のコークス装入量（ｋｇ／溶銑−トン）である。つまり、コークス比をＣＲ（ｋｇ／溶銑−トン）とすれば、基準条件におけるコークス混合鉱石層に配合されるコークスの量は、コークス比ＣＲに、或る配合比γ（−）を乗算した量（ＣＲ×γ）で表示することができる。
【００３９】
本発明は、上記試験結果に基づきなされたものであり、本発明に係る高炉への原料装入方法は、鉄鉱石及びコークスが混合された混合原料とコークスとを高炉炉頂から交互に装入し、前記混合原料からなるコークス混合鉱石層と前記コークスからなるコークス層とを炉内に層状に形成する高炉への原料装入方法であって、前記コークス層を形成するためのコークスを高炉に搬送する搬送設備（ベルトコンベアなど）の上方に設置された該粒度測定センサーで、前記搬送設備で搬送されるコークスに含まれる粒子の短径が５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の短径以下であるコークスの比率を測定し、測定された前記比率に基づき、前記混合原料中のコークス混合量を、基準条件である、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子の、前記コークス層を形成するためのコークス中での比率がゼロの場合におけるコークス混合量よりも少なくし、基準条件でのコークス混合量と前記比率に基づいて設定したコークス混合量との差分の量のコークスを、コークス層を形成するコークスとして割り振りする。つまり、コークス比（ｋｇ／溶銑−トン）を一定とする高炉操業において、基準条件でのコークス混合量と、コークス層４を形成するためのコークス中の粉状コークスの含有量に基づいて設定したコークス混合量との差分のコークス量を、コークス層を形成するコークスとして配合する。
【００４０】
尚、差分のコークス量をコークス混合層からコークス層へ振り替えることが還元材比の増減もなく通気性を確保することができて好ましいが、振り替え量に±５ｋｇ／溶銑−トンを持たせることは可能である。
【００４１】
コークス混合層に配合していたコークスをコークス層に振り替える場合に、前記混合原料中のコークス混合量を、測定された前記比率を上記の（１）式に代入して算出されるコークス混合量の上限値以下に設定することが好ましい。
【００４２】
即ち、本発明においては、コークス層を形成するコークスに含まれる細粒（短径３５ｍｍ以下）が増加すると、コークス層の通気性が悪化するので、それを担保するように、コークス混合鉱石層に配合していたコークスをコークス層に割り振りして、高炉内部の通気性を確保する。このようにしてコークス量を調整することで、コークス比（ｋｇ／溶銑−トン）は或る所定の値に維持される。
【００４３】
コークスの粒度分布を測定する粒度測定センサーとしては、例えば、刊行物１（刊行物１；特開２００３−８３８６８号公報）に開示される、「測定対象物を撮像装置により撮像し、撮像された原画像から、当該原画像にぼかし処理を行ったぼかし画像を得て、当該ぼかし画像を２値化処理することにより、所定粒径以上の測定対象物の粒径の分布を測定するとともに、前記撮像された原画像とぼかし画像の差分により形成された差分画像を２値化処理することにより、前記所定粒径未満の測定対象物の粒径の分布を測定し、これら２種類の粒径測定分布の測定結果に基づいて、全体の粒径分布を測定する粒度分布測定方法」を利用した測定装置などを使用すればよい。具体的には、図１に示す交点間距離を画像処理によって検出することのできる粒度測定センサーを使用する。
【００４４】
以上説明したように、本発明によれば、高炉へのコークス搬送設備で、コークス層を形成するコークスの粒度分布を測定し、この粒度分布の測定結果に基づいて、コークス混合鉱石層へのコークス混合量及びコークス層へのコークス配合量を制御するので、高炉炉内の通気性が確保され、高炉操業の安定化が実現される。
【実施例】
【００４５】
実機高炉において、同一コークス比及び同一出銑比の条件で、本発明を適用して原料装入を実施した場合と、本発明の範囲外で原料装入を行った場合とで、ガス利用率及び充填層における圧力損失を調査した結果を比較して示す。コークスの粒度分布を測定する粒度測定センサーとしては、刊行物１に開示される粒度分布測定方法を利用した測定装置を使用し、この測定装置を、コークス層を形成するためのコークスを高炉に搬送するベルトコンベアの上方に設置した。【００４６】
コークス層を形成するためのコークスにおいて、短径が５ｍｍ以下のコークス粒子の比率を粒度測定センサーによって測定した。混合原料中のコークス混合量（ｋｇ／溶銑−トン）を、短径が５ｍｍ以下のコークス粒子の比率の測定値を（１）式に代入して算出されるコークス混合量の上限値Ｍｉｘ（ｋｇ／溶銑−トン）以下に調整した場合（本発明例１、２）と、混合原料中のコークス混合量（ｋｇ／溶銑−トン）を（１）式による上限値を超える値にした場合（比較例１、２）とを、比較して表１に示す。【００４７】
【表１】
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【００４８】
また、コークス層を形成するためのコークスにおいて、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子の比率を粒度測定センサーによって測定した。混合原料中のコークス混合量（ｋｇ／溶銑−トン）を、短径が３５ｍｍ以下のコークス粒子の比率の測定値を（１）式に代入して算出されるコークス混合量の上限値Ｍｉｘ（ｋｇ／溶銑−トン）以下に調整した場合（本発明例３、４）と、混合原料中のコークス混合量（ｋｇ／溶銑−トン）を（１）式による上限値を超える値にした場合（比較例３、４）とを、比較して表２に示す。【００４９】
【表２】
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【００５０】
表１及び表２に示すように、本発明を適用した場合には、ガス利用率が向上し、且つ、充填層における圧力損失が低下することが確認できた。つまり、本発明を適用することで、安定した高炉操業が可能になることが確認できた。
【符号の説明】
【００５１】
１  試料加熱炉
２  試料充填容器
３  加熱装置
４  コークス層
５  コークス混合鉱石層
６  試料充填層
７  気体加熱炉
８  加熱装置
９  ガス混合器
１０  ガス流通用配管
１１  圧力計
１２  熱電対
１３  押え板
１４  台座
１５  接続棒
１６  錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年11月17日(2017.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鉱石及びコークスが混合された混合原料とコークスとを高炉炉頂から交互に装入し、
前記混合原料からなるコークス混合鉱石層と前記コークスからなるコークス層とを炉内に層状に形成する高炉への原料装入方法であって、
前記コークス層を形成するためのコークスを高炉に搬送する搬送設備の上方に設置された粒度測定センサーで、前記搬送設備で搬送されるコークスに含まれる粒子の短径が５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の短径α以下であるコークス粒子の比率βを測定し、
前記コークス層を形成するためのコークスが、短径３５ｍｍ以下のコークス粒子を含有しない条件を基準条件と定義し、混合原料中のコークス混合量を、下記（３）式を満足するコークス混合量の上限値以下に設定し、
前記基準条件での混合原料中のコークス混合量δと、前記上限値以下に設定されたコークス混合量との差分の量のコークスを、コークス層を形成するコークスとして割り振りする、高炉への原料装入方法。
Ｍｉｘ＝［（９／１０）×α−６９／２］×β＋δ・・・（３）
ここで、（３）式において、Ｍｉｘは、混合原料中のコークス混合量の上限値（ｋｇ／溶銑−トン）であり、
αは、コークス粒子の短径であり、５ｍｍから３５ｍｍの範囲の任意の値であり、
βは、短径がαｍｍ以下のコークス粒子の比率（質量％）であり、
δは、前記基準条件での混合原料中のコークス混合量（ｋｇ／溶銑−トン）である。
【請求項２】
前記（３）式のδは２００である、請求項１に記載の高炉への原料装入方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
α＝５ｍｍ、α＝３５ｍｍの各試験において、上限値Ｍｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなるときのそれぞれの比率βについて比較した。図５は、横軸をコークス粒子の短径α（ｍｍ）とし、縦軸を上限値Ｍｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなるときの比率β（質量％）として、比率βと短径αとの関係を示す図である。図５に示すように、上限値Ｍｉｘが５０ｋｇ／溶銑−トンとなるときの比率β（質量％）と、コークス粒子の短径α（ｍｍ）とは、図５に示すグラフで表されることがわかった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【国際調査報告】
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