(57)【要約】【課題】  高炉の火入れ初期において、該火入れ前に装入する副原料である石灰石に起因する炉上部（炉内）での局所的高塩基度部位の形成を防止するとともに副原料の使用量を抑制して通気性を良好に維持する高炉の火入れ操業方法を提供する。【解決手段】  高炉炉内に枕木、コークスを順次填充し、その上に焼結鉱とコークスを交互に填充した状態で火入れを行う高炉の火入れ操業方法において、前記焼結鉱と交互に装入するコークス中に石灰石を混合することを特徴とする高炉の火入れ操業方法で、コークスとして、含有アッシュが１１．０質量％以下のものを使用して、高炉炉下部のスラグの塩基度を１．２〜０．９に維持する。  また、コークスとして、含有アルミナが３．２質量％以下のものを使用して、高炉炉下部のスラグ中のアルミナを１６質量％以下に維持する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉炉内に枕木、コークスを順次填充し、その上に焼結鉱とコークスを交互に装入填充した状態で火入れを行う高炉の火入れ操業方法において、前記焼結鉱と交互に装入填充するコークス中に石灰石を混合することを特徴とする高炉の火入れ操業方法。
【請求項２】
前記コークスとして、含有アッシュが１１．０質量％以下のものを使用して、高炉炉下部のスラグの塩基度を１．２〜０．９に維持することを特徴とする請求項１に記載の高炉の火入れ操業方法。
【請求項３】
前記コークスとして、含有アルミナが３．２質量％以下のものを使用して、高炉炉下部のスラグ中のアルミナを１６質量％以下に維持することを特徴とする請求項１または２に記載の高炉の火入れ操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の火入れ操業において、炉内の通気性を良好に維持する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉の火入れを行う場合には、例えば特許文献１にも記載されるように、最初に装入する焼結鉱を加熱・溶解させるために、先ず枕木、コークス、副原料（石灰石、バラス、珪石等）を填充しておき、続いてこの焼結鉱とコークスを交互に装入した状態で火入れを行っている。
この火入れ時においては、コークスの装入量が非常に多いために、高炉下部に溜まったスラグは低塩基度で、且つアルミナ含有量が高いためにスラグの融点、粘性が高くてスラグの抽出性が悪く、火入れ操業初期に通気性の悪化を招いてしまうことがあった。
【０００３】
この対策として、スラグの融点低下させ粘性を良好にするために、石灰石、珪石、バラス等の副原料を焼結鉱と混合して多量に装入している。
しかし、火入れ後、この焼結鉱が炉内を降下する途中において順次温度上昇し、ついには溶融して融液を生成する。この融液により石灰石の融点が低下して該石灰石も溶融することになり、局所的に融着帯の肥大部を形成して通気性の悪化を招いてしまう等の問題を生じる。
また副原料の多量装入は、炉下部でのスラグ量の増大につながるため、このスラグの抽出をかなり的確に行わないと、通気性を悪化させる原因となって出銑量を増加させていく上で障害となる。
【特許文献１】特公昭６１−６１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、高炉の火入れ操業初期において、火入れ前に装入する副原料である石灰石に起因する炉上部（炉内）での局所的高塩基度部位の形成を防止すると共に副原料の使用量を抑制して、炉内の通気性を良好に維持する高炉の火入れ操業方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を有利に解決するためになされたものであり、その手段（１）は、高炉炉内に枕木、コークスを順次填充し、その上に焼結鉱とコークスを交互に装入填充した状態で火入れを行う高炉の火入れ操業方法において、前記焼結鉱と交互に装入填充するコークス中に石灰石を混合することを特徴とする高炉の火入れ操業方法である。
コークスと石灰石の混合方法としては、ベル式高炉の場合には、大ベル上にコークスを装入した後に石灰石を装入して、大ベル上で一時的に貯留、混合してから、大ベルから炉内に装入することにより、炉内でコークスと石灰石を混合することが好ましい。またベルレス式高炉の場合には、コークスと石灰石を装入ホッパー内に混合した状態で貯留し、その後、旋回シュートを介して装入することが好ましい。
【０００６】
手段（２）は、前記コークスとして、含有アッシュが１１．０質量％以下のものを使用して、高炉炉下部のスラグの塩基度を１．２〜０．９に維持することを特徴とする前記手段（１）に記載の高炉の火入れ操業方法である。
【０００７】
手段（３）は、前記コークスとして、含有アルミナが３．２質量％以下のものを使用して、高炉炉下部のスラグ中のアルミナを１６質量％以下に維持することを特徴とする前記手段（１）または（２）に記載の高炉の火入れ操業方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高炉の火入れ前に焼結鉱と交互に装入填充するコークス中に石灰石を混合することにより、石灰石に起因する火入れ後の融着帯の局部的肥大を防止して、炉内の通気を良好に維持することが可能となる。
また、装入するコークス中の含有アッシュを１１．０質量％以下、含有アルミナを３．２質量％以下としたので、生成するスラグの塩基度、アルミナ量を適正に維持することが可能となり、石灰石、珪石、バラス等の副原料の装入量を抑制でき、炉下部でのスラグ量を減少させて通気性を改善できる等の多大の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者等は、炉下部のスラグの塩基度を調整するために火入れ前に装入填充する石灰石を、火入れ後に炉内の通気性を阻害することのないように装入する方法について検討した。
火入れ前に、図３に示すように、高炉ＢＦ内に置いた枕木Ｍ上にコークスＣ1 を装入し、更にその上に、コークスＣ1 と、コークスＣ1 と副原料の混合物（珪石＋石灰石＋バラス）Ｆを高炉高さ方向で５０〜６０％まで装入し、その後、焼結鉱ＯとコークスＣ2 を交互に層状にストックラインＬまで装入填充する場合において、石灰石を焼結鉱石Ｏに混合して装入した場合と、石灰石をコークスＣ2 に混合して装入した場合の火入れ後の通気性の指標になる圧損の差異について、高温性状試験装置を用いて調査した。
【００１０】
この高温性状試験装置による試験では、コークスと石灰石を質量割合で１：１で混合した混合物と、焼結鉱を交互に、高さ８０ｍｍ充填し、その周囲より加熱器により加熱して順次、混合物の温度を上昇させる。そして、この昇温中に混合物の下部より１５００℃に加熱した還元ガスを供給し、混合物の上下における還元ガスの圧力差を測定して圧損を測定するものである。この圧損の測定結果を図１に示す。
また、焼結鉱と石灰石の混合物とコークスを交互に装入して、前記と同様に、圧損を測定した。この際における焼結鉱と石灰石の混合質量の割合は、いずれも５：１とした。この圧損の測定結果を図２に示す。
【００１１】
この図１と図２を比較すると、石灰石をコークスと混合した場合の方が、焼結鉱に混合した場合に比べて、圧損が高い（例えば２０００ｍｍＡｑ以上）状態での温度幅が狭いことが判る。
つまり、高炉炉内においては石灰石をコークスに混合した場合の方が焼結鉱に混合した場合より融着帯（通気抵抗帯）の厚さが薄くなり、通気性が良好になることが推察される。
これは、コークスが炉内を降下しても石灰石が溶融せずに融着帯においても固形状態を維持していることから、石灰石の融点を下げることはせず、且つ、コークスで囲まれているために焼結鉱と接触する機会が少ないために、焼結鉱が溶融してもその影響を排除できることによるものと推察される。
【００１２】
コークスと混合する石灰石としては、平均粒径が１７ｍｍ程度（３０〜１０ｍｍ程度）のものが混合性、溶融性ともに良好である。この石灰石は、コークスの各チャージ毎にその約１〜１５％程度混合することが好ましい。また、他の副原料（珪石、バラス）は、従来と同様に焼結鉱とともに別途装入することが好ましい。
【００１３】
また、高炉火入れ時に装入（填充）されているコークスは全体の３０〜５０質量％と非常に多いことから、コークスのアッシュ含有量およびアルミナ含有量を低減することにより副原料の装入量を低減（２０〜３０質量％程度低減）することが可能となり、炉下部に溜まるスラグの塩基度、アルミナ量を適正に保持するために有効である。
コークスとして、アッシュ含有量が１１．０質量％以下のものを使用して、炉下部に溜まるスラグの塩基度を１．２〜０．９に維持することが好ましい。
なお、スラグの塩基度１．２〜０．９の範囲は、スラグの温度が若干変動してもスラグの抽出性を良好に維持できる範囲である。
【００１４】
また、コークスとして、アルミナ含有量が３．２質量％以下のものを使用することにより、高炉炉下部のスラグのアルミナ量を１６質量％以下に容易に維持することが可能である。
なお、スラグのアルミナ量１６質量％以下は、スラグの抽出性を良好に維持できる範囲である。
更に、焼結鉱についても含有アルミナを１．１質量％以下のものを使用することが、更に副原料の投入量を低減することができ好ましい。
【実施例】
【００１５】
本発明の高炉の火入れ操業例について図３を参照して説明する。この操業例は、５７００ｍ3 級で、炉内底部からストックラインＬまでの高さが４０ｍの超大型ベル式高炉の火入れ操業に適用した場合のものである。
【００１６】
この火入れを行うに際し、事前にアッシュ、Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）の少ない石炭を選択してアッシュ含有量が１０．７質量％で、アルミナ含有量が３．１質量％のコークスをコークス炉で製造してストックした。
該高炉の改修後における火入れ前に、枕木Ｍを１３００ｍ3 使用して炉内底部から高さ８．０ｍ積み上げ、その後、コークスを７５０ｔ程度充填してコークス層Ｃ1 を形成し、更にその上に石灰石、珪石、バラスの副原料を混合したコークスＣ1 を１３９２ｔ使用して高さ９．５ｍ積み上げた（図３のＣ1 ＋Ｆに相当）。なお、コークスＣ1 に対する副原料の混合割合は、１０．２質量％で、該副原料である石灰石：珪石：バラスの配合比は、４０：３０：３０であった。
【００１７】
副原料とコークスの混合物Ｆの上に、焼結鉱Ｏと、石灰石を混合したコークスＣ2 を交互に積層した最下部位置のＯ／Ｃ（Ｏ：焼結鉱、Ｃ：コークス）は０．２０で、上層部になる程、焼結鉱Ｏの量を増加させて、最上層のＯ／Ｃを２．２０とした。
更に、焼結鉱ＯとコークスＣ2 を層状に装入し始めた位置から高炉高さ方向の中間部までの間において、該コークスＣ2 中に配合する石灰石の割合を上層になる程、順次低減  （最下層：５質量％、最上層：０．５質量％）した。
また、焼結鉱ＯとコークスＣ2 を層状に装入し始めた位置から高炉高さ方向の最上部までの間において、焼結鉱Ｏに配合する珪石、バラス等からなる副原料の割合を順次低減  （最下層：４５質量％、最上層：６質量％）した。
【００１８】
この状態で火入れを行った。そして、火入れ後における初出銑（火入れして最初に出銑口から炉下部に溜まった溶融物を排出）を行った。この際の出銑量は、１０１ｔ、溶銑温度は１４７２度であった。そして、スラグは、抽出量：１０９ｔ、推定温度：１６０６℃で、塩基度：１．１５、アルミナ１５．７質量％で、融点１３７９℃、粘性：６．４ポアズ（ａｔ１４５０℃）で良好な抽出性を維持できた。
また、火入れから初出銑までにおける炉内の通気性を示す圧損抵抗は１３０ｋＰａ以下であり、従来法（焼結鉱に石灰石を混合し、焼結鉱のアルミナが高い場合）と比較して３４％程度低減したと推定される。
この実施例の結果は、十分に評価できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】高温性状試験装置における本発明方法での加熱温度と圧損の関係を示す図。
【図２】高温性状試験装置における従来方法での加熱温度と圧損の関係を示す図。
【図３】高炉火入れ前における炉内装入物の充填状態を示す概念図。
【符号の説明】
【００２０】
ＢＦ：高炉              Ｍ：枕木
Ｃ1 、Ｃ2 ：コークス    Ｆ：コークスと副原料の混合物
Ｏ：焼結鉱              Ｌ：ストックライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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