(57)【要約】  【課題】微粉炭吹込量が変化した場合においても、炉内通気性を確保しながら、高結晶水含有鉱石を安定して効果的に使用できるベルレス高炉への鉱石装入方法を提供する。  【解決手段】（１）鉱石を２バッチに分割して炉内に装入するベルレス高炉への鉱石装入方法において、高結晶水含有鉱石をそれぞれのバッチに分割して装入するベルレス高炉への高結晶水含有鉱石の装入方法である。（２）鉱石を２バッチに分割して炉内に装入するベルレス高炉への鉱石装入方法において、微粉炭吹込量PCR（kg/pt）に応じて、第１バッチおよび第２バッチで装入する高結晶水含有鉱石の装入比率（各A(%)およびB(%)）を下記(1)式および(2)式を満足するように調整するベルレス高炉への鉱石の装入方法である。A≦−0.05×PCR＋15  ・・・(1)、  B≦3  ・・・(2)【選択図】図３
2006291292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱石を２バッチに分割して炉内に装入するベルレス高炉への鉱石装入方法において、高結晶水含有鉱石をそれぞれのバッチに分割して装入することを特徴とするベルレス高炉への高結晶水含有鉱石の装入方法。
【請求項２】
鉱石を２バッチに分割して炉内に装入するベルレス高炉への鉱石装入方法において、微粉炭吹込量に応じて、第１バッチおよび第２バッチで装入する高結晶水含有鉱石の装入比率をそれぞれ下記（１）式および（２）式により表される関係を満足するように調整することを特徴とするベルレス高炉への高結晶水含有鉱石の装入方法。
Ａ≦−０．０５×ＰＣＲ＋１５    ・・・・（１）
Ｂ≦３              ・・・・・・・・・・（２）
ここで、Ａは、鉱石第１バッチで装入する高結晶水含有鉱石量が全装入鉱石量に対して占める比率（質量％）、Ｂは、鉱石第２バッチで装入する高結晶水含有鉱石量が全装入鉱石量に対して占める比率（質量％）、そしてＰＣＲは、高炉への微粉炭吹込量（ｋｇ／ｐｔ）を表す。なお、ｐｔは、銑鉄１ｔ（トン）を表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱石を２バッチに分割して装入するベルレス高炉における鉱石の装入方法に関し、詳細には結晶水を３．５質量％以上含有する高結晶水含有鉱石の各バッチでの装入比率を微粉炭吹込量に応じて調整することにより、高炉の通気性を悪化させることなく、かつ、高結晶水含有鉱石を安定使用できる鉱石の装入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉操業においては、 一般に、炉上部から還元材および熱源としてのコークス、ならびに鉄源としての焼結鉱、 ペレットおよび塊鉱石など（以下、これらの鉄源を「鉱石」と記す）が交互に層状に装入され、炉下部の羽口から熱風が送風されると同時に微粉炭などが吹き込まれる。なお、微粉炭の吹込量は、通常は銑鉄１ｔ（トン）あたりの吹込み質量（ｋｇ）で表され、本発明では（ｋｇ／ｔ）にて表示する。
【０００３】
高炉の安定操業を維持するためには、良好な通気性を確保し、炉内ガス流れの安定化（すなわち、安定した中心ガス流および炉壁ガス流の確保）が必要である。炉内における通気性は、主として装入原料（コークスおよび鉱石）の性状、粒度および装入量により大きく影響されるが、さらに、炉頂からの原料の装入方法、つまり、炉内に装入する原料の分布状況（以下、「装入物分布」とも記す）によっても大きく左右される。
【０００４】
この装入物分布の制御については、従来から、高炉の半径方向における鉱石とコークスの質量比（以下、「Ｏ／Ｃ 」とも記す）の制御、あるいは、焼結鉱などの鉄源原料の炉半径方向における粒度偏差（例えば、炉中心部に粗粒を分布させ、炉壁部に細粒を分布させる）の制御が最もよく用いられている。 これらの装入物分布調整により、安定した中心流および適度の周辺流を確保することができる。
【０００５】
例えば、ベルレス高炉の場合、粒度調整により安定したガス流れを得るために、１層として装入される鉱石を２バッチ以上に分割し、粒度別に装入する方法が採られる。また、第１バッチの装入では炉中心部におけるＯ／Ｃを小さくするように装入し、第２バッチの鉱石中に細粒原料、熱間性状の劣る原料などを混合して炉壁部に装入すると、性状の劣る原料を使用しながらであっても、安定したガス流れを得ることができる。
【０００６】
さらに、近年、コスト合理化などを目的として高結晶水含有鉱石（結晶水含有率が３．５質量％以上の鉱石）を使用するようになってきている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、鉄鉱石中に多結晶水含有鉄原料を予め混合して装入するかまたは、単独で多結晶水含有鉄原料を装入する高炉操業方法が開示されている。この方法は、微粉炭吹込量の増加にともなう炉頂ガス温度の上昇を、鉱石中の結晶水の加熱および蒸発に要する熱により抑制する方法である。
【０００８】
また、特許文献２には、熱流比（高炉シャフト部におけるガス単位熱量に対する固体単位熱量の比）が０．８０以下の高炉の操業方法であって、粒度構成は５ｍｍ以上の粒子が８０質量％以上、結晶水含有率が３．５質量％以上の塊鉱石を主原料の一部として高炉へ装入することにより、炉頂ガス温度を低下させる操業方法が開示されている。ここで開示された方法は、熱流比の値に応じて高結晶水含有鉱石の装入量を調整することにより、炉頂ガス温度をコントロールするものである。
【０００９】
さらに、特許文献３には、結晶水３％以上を有する多孔質塊鉱石を使用するに際して、３ｍｍ以下の粒度を１％以下にした多孔質塊鉱石と焼結鉱とを高炉炉内に装入する操業方法、および焼結鉱の還元粉化指数（ＪＩＳ  Ｍ  ８７２０で規定される還元後の粉化率（−３ｍｍ％）を意味し、「ＲＤＩ」と略記する）、炉内の低温還元域における装入物の滞留時間に応じて前記塊鉱石の使用量を調整する操業方法が開示されている。
【００１０】
しかしながら、上記の特許文献１〜３に開示された方法においては、近年、吹込量が増大し、一般に炉内の通気性を悪化させる傾向にある微粉炭吹込量の程度に応じた高結晶水含有鉱石の効果的な装入方法について全く言及されていない。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１４０００７号公報（特許請求の範囲、段落［０００９］および［００１０］）
【特許文献２】特開２００１−１４４２１９号公報（特許請求の範囲および段落［００２２］〜［００２８］）
【特許文献３】特開平４−２６３００３号公報（特許請求の範囲、段落［０００４］および［０００５］）
【非特許文献１】望月  顕、村井達典、川口善澄、岩永祐治：鉄と鋼、Ｖｏｌ．７２（１９８６）ｐ１８５５〜１８６１、「高炉操業解析および焼結鉱品質設計への高温性状試験結果の適用」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記のとおり、高結晶水含有鉱石の高炉使用技術において、炉頂温度の抑制、塊状帯および熱保存帯の調整方法を開示した文献は数多く見られる。しかし、高結晶水含有鉱石は、高炉で一般的に使用される鉱石に比べて、ＲＤＩの値や、高炉炉下部での通気抵抗を指数化した非特許文献１に記載のＫＳ値がともに高く、現実には高炉で安定して使用増加を図ることが困難な原料である。なぜなら、炉内通気性が悪化すれば高炉の安定操業の継続が困難となり、計画生産量を維持することはできないからである。
【００１３】
したがって、炉内通気性の悪化は避けなければならず、今後、微粉炭吹込の拡大を図っていくにあたり、微粉炭吹込量の増加と高結晶水含有鉱石の使用量増加との両立は困難になると予想される。
【００１４】
すでに述べたとおり、特許文献１には、微粉炭吹込量の増加にともなう炉頂温度上昇対策としての高結晶水含有鉱石の使用量増加技術が開示されているが、この技術は高炉操業の改善要素に乏しく、高炉の通気性悪化を惹起するおそれが高い。
【００１５】
特許文献２に開示された方法もまた、前記特許文献１に開示された方法と同様に、単に高結晶水含有鉱石の装入量を増加させて炉頂ガス温度を低下させる方法であり、炉内通気性悪化に対する配慮がなされておらず、現実的方法とは言い難い。
【００１６】
さらに、特許文献３に開示された方法は、焼結鉱のＲＤＩの値および炉内の低温還元域における装入物の滞留時間に応じて高結晶水含有鉱石の使用量を調整する方法であるが、ＲＤＩの値は日々変動するものであり、その変動に応じて鉱石の使用量を調整するのは現実的ではない。また、炉内の低温還元帯の位置を日々のピッチできめ細かく測定することも困難である。
【００１７】
また、通気性を悪化させやすい微粉炭吹込量の増大下にあって、通気性を阻害する高結晶水含有鉱石装入量をいかに増加させるかといった視点においても、何らの示唆も与えていない。
【００１８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、その課題は、微粉炭吹込量に応じて、高結晶水含有鉱石の装入量を鉱石の各バッチで調整することにより、微粉炭吹込量が変化した場合においても、高炉内の通気性および荷下がりを阻害することなく、高結晶水含有鉱石を安定して効果的に装入使用できるベルレス高炉への高結晶水含有鉱石の装入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、前記の課題を解決するために、後述する高温荷重軟化試験、およびベルレス高炉に高結晶水含有鉱石を装入する試験操業を行ってその結果を解析し、下記の（ａ）〜（ｄ）に示す知見を得て、本発明を完成させた。
【００２０】
（ａ）鉱石層中への高結晶水含有鉱石の装入比率の増加にともなって、高温通気抵抗（（非特許文献１に記載のＫＳ値）は上昇し、したがって、高炉下部における通気性は悪化する。
【００２１】
（ｂ）鉱石を２バッチに分割して高炉内に装入する場合に、高結晶含有鉱石をいずれか片方のバッチにのみ装入するよりも、両方のバッチに分割して装入する方が良好な高炉内通気性を確保できる。
【００２２】
（ｃ）高結晶水含有鉱石を２バッチに分割して装入する際に、第１バッチにより高結晶水含有鉱石を炉半径方向に対して広範囲に、かつその層厚を薄く装入し、第２バッチにより残りの高結晶水含有鉱石を炉壁部に集中的に装入することにより、高炉内の通気性を阻害することなく、多量の高結晶水含有鉱石を安定的に使用できる。
【００２３】
（ｄ）高炉内の良好な通気性を確保するためには、微粉炭吹込量ＰＣＲ（ｋｇ／ｐｔ）に応じて、第１バッチで装入する高結晶水含有鉱石の装入比率Ａ（質量％）および第２バッチで装入する高結晶水含有鉱石の装入比率Ｂ（質量％）を、それぞれ下記（１）式および（２）式により表される関係を満足するように調整することが好ましい。
【００２４】
Ａ≦−０．０５×ＰＣＲ＋１５    ・・・・（１）
Ｂ≦３              ・・・・・・・・・・（２）
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記の（１）および（２）に示すベルレス高炉への高結晶水含有鉱石の装入方法にある。
【００２５】
（１）鉱石を２バッチに分割して炉内に装入するベルレス高炉への鉱石装入方法において、高結晶水含有鉱石をそれぞれのバッチに分割して装入することを特徴とするベルレス高炉への高結晶水含有鉱石の装入方法（以下、「第１発明」とも記す）。
【００２６】
（２）鉱石を２バッチに分割して炉内に装入するベルレス高炉への鉱石装入方法において、微粉炭吹込量に応じて、第１バッチおよび第２バッチで装入する高結晶水含有鉱石の装入比率をそれぞれ下記（１）式および（２）式により表される関係を満足するように調整することを特徴とするベルレス高炉への高結晶水含有鉱石の装入方法（以下、「第２発明」とも記す）。
【００２７】
Ａ≦−０．０５×ＰＣＲ＋１５    ・・・・（１）
Ｂ≦３              ・・・・・・・・・・（２）
ここで、Ａは、鉱石第１バッチで装入する高結晶水含有鉱石量が全装入鉱石量に対して占める比率（質量％）、Ｂは、鉱石第２バッチで装入する高結晶水含有鉱石量が全装入鉱石量に対して占める比率（質量％）、そしてＰＣＲは、高炉への微粉炭吹込量（ｋｇ／ｐｔ）を表す。なお、ｐｔは、銑鉄１ｔ（トン）を表す。
【００２８】
本発明において、「高結晶水含有鉱石」とは、前記のとおり結晶水含有率が３．５質量％以上である鉱石を意味する。
【００２９】
なお、以下の説明においては、「質量％」を単に「％」とも表記する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の方法によれば、ベルレス高炉への微粉炭吹込量に応じて、高結晶水含有鉱石の装入量を鉱石の各バッチで適正量に調整して装入することができるので、微粉炭吹込量が変化する操業においても、高炉内の良好なガス流れおよび荷下がりを確保しながら、多量の高結晶水含有鉱石を安定して効果的に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、前記のとおり、高結晶水含有鉱石を２バッチに分割して装入するベルレス高炉への高結晶水含有鉱石の装入方法であり、好ましくは、第１バッチで装入する高結晶水含有鉱石の装入比率を、高炉への微粉炭吹込量により定まる装入比率の上限値以下とし、かつ、第２バッチでの装入比率を３％以下するように調整するベルレス高炉への高結晶水含有鉱石の装入方法である。本発明の高結晶水含有鉱石の装入方法について、以下にさらに詳細に説明する。
【００３２】
（１）高結晶水含有鉱石の高温通気特性および装入比率の影響
高結晶水含有鉱石の通気特性を把握するため、竪型電気炉を用いて実験室規模の高温荷重軟化試験を行い、鉱石の高温通気特性を調査した。試験条件の詳細は、前記の非特許文献１に記載されているので、ここでは概要のみを述べる。
【００３３】
底部にガスの流通および溶融物の滴下のための複数の孔を有する内径７０ｍｍの黒鉛坩堝内に、試料となる粒径１０〜１５ｍｍのコークスを下層に、また、粒径１５〜２０ｍｍの鉱石を上層にして、鉱石とコークスの質量比（Ｏ／Ｃ）が所定の値となるように装入し、竪型電気炉内に配置する。これらの試料に、時間とともにＣＯ濃度が２４から４５％まで順次上昇し、ＣＯ2濃度が２３から０％まで順次低下する還元ガスを５０ＮＬ／分の流量で流しながら、また、時間とともに０から０．１ＭＰａまで増加する荷重をかけながら、６時間で１６００℃まで昇温する昇温荷重還元試験を行い、その間の試料層における圧力損失およびその層厚の経時変化を測定した。上記の試験により得られた圧力損失および試料の層厚を用いて通気抵抗を求め、この通気抵抗を、１０００℃から試験終了温度（Ｔｆ）までの温度範囲にわたって積分し、高温通気抵抗（ＫＳ値）を求めた。
【００３４】
図１は、高温通気抵抗（ＫＳ値）の算出方法を示す図である。高温通気抵抗（ＫＳ値）は、その値が小さいほど鉱石の軟化から溶融滴下に至るまでの通気抵抗が小さいことを意味する。したがって、ＫＳ値が大きい鉱石を炉内に装入した場合には、高炉下部の融着帯における通気性の悪化が予想される。
【００３５】
表１に、通常の鉱石と高結晶水含有鉱石とについて、上記の試験により得られたＫＳ値およびＲＤＩを比較して示した。
【００３６】
【表１】
2006291292.tif 000003
【００３７】
同表に示されるとおり、高結晶水含有鉱石Ａは還元粉化しやすく、また高温通気性に非常に劣る。したがって、このように高炉の通気性を阻害しやすい高結晶水含有鉱石を使用する際には、その特性を十分に考慮し、その特性に応じて炉内半径方向の適正な領域に適正な量だけ装入することが必要である。また、今後、微粉炭吹込量は１５０〜２００ｋｇ／ｐｔの水準へとますます増加してゆくことが予想されることから、炉内通気性が全体として悪化する方向にある中で、微粉炭吹込量の水準に応じた高結晶水含有鉱石の効果的装入方法を確立する必要がある。
【００３８】
そこで、高炉での微粉炭吹込量を１００ｋｇ／ｐｔと想定してＯ／Ｃの値を４．２に設定し、高結晶水含有鉱石Ａの装入比率を変化させて、昇温荷重還元試験を行い、ＫＳ値に及ぼす影響を調査した。なお、高結晶水含有鉱石の装入比率は、黒鉛坩堝中に上層として装入する焼結鉱中における高結晶水含有鉱石の配合比率を変更することにより変化させた。
【００３９】
試験および評価結果を表２に示した。
【００４０】
【表２】
2006291292.tif 000004
【００４１】
同表に示された結果から、高結晶水含有鉱石の装入比率が増加するにつれてＫＳ値は上昇し、装入比率が１４％の場合には、高結晶水含有鉱石の比率が４％の場合に比べてＫＳ値は５０％以上、上昇することがわかる。
【００４２】
したがって、実高炉においても、高結晶水含有鉱石の装入比率が高くなると、炉下部の融着帯領域において通気性が悪化し、良好な炉内ガス流れが阻害される。
【００４３】
（２）高結晶水含有鉱石の分割装入方法
本発明者は、さらに、実炉操業の経験および試験操業に基づき、高結晶水含有鉱石の各バッチへの分割方法について検討を行い、高結晶水含有鉱石を片方のバッチに装入するよりも、両バッチに分割して装入する方が高炉の通気性確保の面から好ましいことを見出した。
【００４４】
その理由は、下記に説明するとおりである。すなわち、高結晶水含有鉱石は、前記のとおり高温通気特性に劣るため、荷下がりにより高炉下部に達したとき、炉下部の融着帯領域において通気性を悪化させ、その結果、炉下部における圧力損失を増大させる。
【００４５】
したがって、その対策として、炉内半径方向の極力広範な領域にわたって高結晶水含有鉱石を、その層厚を薄くして装入することにより、高炉下部における通気性悪化への影響を低減することができる。また、高炉は炉壁流を適度にコントロールする目的で、細粒コークスや細粒焼結鉱を炉壁部に配置するように装入する場合があるが、高温通気抵抗の高い、すなわち高温通気特性の悪い高結晶水含有鉱石の少量を炉壁部に集中して装入することによっても、細粒コークスや細粒焼結鉱の炉壁部への装入時と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
図２は、高結晶水含有鉱石の高炉内装入分布の縦断面を模式的に示す図である。
【００４７】
同図に示されるとおり、コークス層１の上部に、炉内半径方向の広範囲にわたって、高結晶水含有鉱石４を配合した鉱石第１バッチが装入され、第１バッチ鉱石層２が形成される。第１バッチ鉱石層２中の高結晶水含有鉱石４は、高炉半径方向の比較的広範な領域に、薄い層厚で分布堆積する。そして、炉壁部に形成された第２バッチ鉱石層３中には少量の高結晶水含有鉱石４が分布する。その結果、安定した中心部ガス流および適度の炉壁部ガス流が確保される。
【００４８】
以上のとおり、鉱石を２バッチに分け、その第１バッチで炉半径方向に対して、高結晶水含有鉱石を広く薄く、次の第２バッチで炉壁部に残りの高結晶水含有鉱石を集中して装入することにより、多量の高結晶水含有鉱石を高炉の通気性に悪影響を及ぼすことなく、安定して使用できる。
【００４９】
また、高炉における微粉炭多量吹込み操業にあっては、上記の装入を継続しながら、微粉炭吹込量の増加に応じて高結晶水含有鉱石の全装入量を低下させることにより、高結晶水含有鉱石の高炉における安定使用を確保できると推察される。
【００５０】
そこで、後述するとおり、高炉における試験操業を行って、各装入バッチへの高結晶水含有鉱石の分割比率の効果を調査し、下記の１）〜３）に示す結果を得た。
【００５１】
１）高炉内の良好な通気性を確保するためには、微粉炭吹込量ＰＣＲ（ｋｇ／ｐｔ）に
応じて、鉱石第１バッチで装入する高結晶水含有鉱石量の全装入鉱石量に対する比率Ａ（％）を（１）式により表される関係を満足するように調整することが好ましい。
【００５２】
Ａ≦−０．０５×ＰＣＲ＋１５    ・・・・（１）
２）高結晶水含有鉱石の全バッチにおける総装入比率が同じであっても、鉱石第２バッチで装入する高結晶水含有鉱石量の全装入鉱石量に対する比率Ｂ（％）が３％以下を満足するように調整することが好ましい。
【００５３】
３）さらに好ましくは、比率Ｂ（％）が２％以下となるように調整するのがよく、したがって、比率Ａ（％）が下記（３）式により表される関係を満たすように調整することが一層好ましい。
【００５４】
−０．０５×ＰＣＲ＋１３＜Ａ≦−０．０５×ＰＣＲ＋１５    ・・・・（３）
ここで、さらに、本発明の高結晶水含有鉱石の装入方法を、鉱石を３バッチ以上に分割する装入方法に拡張適用する場合について説明を加える。
【００５５】
まず、高結晶水含有鉱石を各バッチに分割するに当たり、鉱石の最終バッチでは３％以下の鉱石量を装入する。そして、第１バッチから最終バッチの１バッチ前までのバッチにおいては、装入比率Ａ（％）を第１バッチから最終バッチの１バッチ前までにおける高結晶水含有鉱石装入量の合計比率と読み替え、本発明で規定される前記（１）で表される関係を満足するように装入比率Ａ（％）を調整して装入すればよい。
【００５６】
以降は、上記の装入操作を繰り返すことになるが、操業中における炉内通気性（高炉通気抵抗指数）、スリップ回数などの炉況管理指標の推移状況に応じて、高結晶水含有鉱石の装入比率を微調整すればよい。
【実施例】
【００５７】
本発明の高結晶水含有鉱石の装入方法による効果を確認するため、炉内容積が４８００ｍ3の高炉において微粉炭吹込量１２０ｋｇ／ｐｔの条件下で高結晶水含有鉱石を装入する試験操業を行い、高炉通気性、スリップ発生状況などの操業成績の及ぼす影響を評価した。試験操業は、一条件あたり５日間の連続操業とし、操業結果はその間の平均値を採用した。
【００５８】
試験操業における操業条件および操業結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
2006291292.tif 000005
【００６０】
同表において、高炉通気抵抗指数ＫＲは下記（４）式により算出される値であり、ＫＲの値が低いほど高炉内の通気性は良好であることを意味する。
【００６１】
ＫＲ＝（ＰB−ＰT）／Ｌ／（ｋμβρ1-βｕ2-β）    ・・・・（４）
ここで、ＫＲは高炉通気抵抗指数（１／ｍ）、ＰBおよびＰTはそれぞれ送風圧力および炉頂圧力（Ｐａ）、Ｌは羽口と炉頂間の距離（ｍ）、βおよびｋはガス流れの形態などにより定まる定数、μはガスの粘度（Ｐａ・ｓ）、ρはガスの密度（ｋｇ／ｍ3）、そしてｕは炉内のガス流速（ｍ／ｓ）をそれぞれ表す。
【００６２】
また、同表中の試験結果の評価欄の記号◎、○、△および×による区分の基準は、表３の下欄に記載したとおりである。
【００６３】
試験番号２−１〜２−５および２−７〜２−１１は、いずれも第１発明で規定する条件を満足する本発明例であり、試験番号２−６および２−１２は、比較例である。
【００６４】
本発明例においては、いずれも、高炉通気抵抗指数ＫＲは当高炉において許容できる１３４００（１／ｍ）以下であり、また装入物の荷下がり異常を示すスリップ発生回数も１．６（回／日）以下に抑えられており、炉況は良好に推移した。
【００６５】
これに対して、比較例においては、高炉通気抵抗指数ＫＲは当高炉においては高めの１３８００（１／ｍ）に達し、またスリップ発生回数も１．８（回／日）と高めになって、炉況は不安定となった。
【００６６】
表３の結果を整理することにより、鉱石第１バッチの高結晶水含有鉱石の装入比率Ａ（％）を、前記（１）式で表される関係を満足する範囲に調整すれば、高炉通気抵抗指数ＫＲに大きな影響を及ぼすことなく良好な通気性および荷下がり状況を確保できるので好ましいことが判明した。また、高結晶水含有鉱石の全装入比率が同じであっても、鉱石第２バッチに高結晶水含有鉱石を４％装入した試験番号２−３および２−９の場合には、装入比率が３％以下の試験番号２−１、２−２、２−７および２−８の場合に比較して高炉通気抵抗指数ＫＲが上昇する。したがって、鉱石第２バッチに装入する高結晶水含有鉱石の全装入鉱石に対する比率Ｂ（％）を３％以下とすることが好ましいことも判明した。
【００６７】
図３は、表３の結果を整理し、高炉の通気性評価に及ぼす微粉炭吹込量および鉱石第１バッチでの高結晶水含有鉱石装入比率の影響として示した図である。同図中の記号◎、○、△および×は、いずれも、表３の試験結果の評価欄に用いた記号と同義である。同図の結果から、下記の事項が明らかである。
【００６８】
すなわち、本発明の背景技術において記載したとおり、コスト合理化の観点から高結晶水含有鉱石の全装入比率（Ａ＋Ｂ）（％）は、できる限り大きくしたい。しかし、前記のとおり、第１バッチにおける装入比率Ａ（％）は、（１）式により表される関係を満たすように調整することが好ましい。また、第２バッチにおける装入比率Ｂ（％）は試験番号２−１、２−２、２−７および２−８の結果に示されるとおり、３％以下とすることが好ましく、さらに好ましくは、試験番号２−１および２−７に示されるとおり、２％以下とするのがよい。
【００６９】
したがって、これらから、第１バッチにおける装入比率Ａ（％）は、下記（３）式により表される関係を満たすように調整することが一層好ましい。
【００７０】
−０．０５×ＰＣＲ＋１３＜Ａ≦−０．０５×ＰＣＲ＋１５    ・・・・（３）
なお、上記の一層好ましい範囲を図３中に斜線部で表示した。
【００７１】
以上に説明したとおり、装入比率３％までの高結晶水含有鉱石は、第２バッチにおいて炉壁部に広く薄く堆積させるので、鉱石自体の高温通気抵抗ＫＳ値が高くても高炉下部での通気性の悪化に大きな影響を及ぼすことはない。そして、残りの高結晶水含有鉱石は、鉱石第１バッチにおいて、微粉炭吹込量の値に応じて、つまりＯ／Ｃの値に応じて高炉通気性に悪影響を与えない範囲で装入できる。
【００７２】
この理由は下記のとおりである。すなわち、高結晶水含有鉱石は高温通気特性に劣るため、炉内半径方向のある特定の領域に集中して装入すると、その領域の通気性が極度に悪化することから、使用比率を増大することができない。これに対して、高結晶水含有鉱石を前記で述べたように鉱石の各バッチを分け、それぞれのバッチにおいて装入することにより炉内半径方向に均一に装入することができるため、半径方向の特定の領域に極度に高い通気抵抗の負荷を与えることがなくなるからである。
【００７３】
第２バッチは、通常、炉壁流をコントロールするために細粒原料などを多目に使用する場合が多い。そのため、本発明では、この第２バッチに３％以下の少量の比率の高結晶水含有鉱石を使用することにより、炉壁部ガス流を適度にコントロールしながら高結晶水含有鉱石を使用することができて好ましい。しかしながら、多量の高結晶水含有鉱石を炉壁部に装入すると、炉壁下部での通気性が悪化し、高結晶水含有鉱石の装入比率の増大を図ることは困難となるので、第２バッチでの装入比率は上記の範囲内とすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の鉱石装入方法によれば、ベルレス高炉への微粉炭吹込量に応じて、高結晶水含有鉱石の装入量を鉱石の各バッチにおいて適正量を調整して装入することができるので、微粉炭吹込量が変化する高炉操業においても、高炉内の良好なガス流れおよび荷下がりを維持しながら、高結晶水含有鉱石を安定して効果的に使用できる。したがって、本発明の鉱石装入方法は、微粉炭吹込量の変化するベルレス高炉において、炉内の通気性を確保し、安定操業のもとに多量の高結晶水含有鉱石を使用することにより銑鉄コストの低減を図ることのできる操業方法として広範に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】高温通気抵抗（ＫＳ値）の算出方法を示す図である。
【図２】高結晶水含有鉱石の炉内装入分布を模式的に示す図である。
【図３】高炉の通気性評価に及ぼす微粉炭吹込量および鉱石第１バッチでの高結晶水含有鉱石装入比率の影響を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１：コークス層、  ２：第１バッチ鉱石層、  ３：第２バッチ鉱石層、
４：高結晶水含有鉱石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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