(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱ガスを導入する設備を設けることなく、水分を含有するヤード焼結鉱を含有する鉱石原料を乾燥させることができるベルレス高炉の原料装入方法の提供。【解決手段】ベルレス高炉の原料装入方法は、原料のコークス２ｂと鉱石原料２ａとを順次層状に装入するものであり、鉱石原料２ａが、１ｍａｓｓ％以上の水分含有量のヤード焼結鉱を、装入される鉱石原料量に対して１５ｍａｓｓ％以上含んでいる。炉頂バンカー１内に貯留された鉱石原料２ａを高炉６の炉口から装入シュート５に投入するに際し、鉱石原料２ａを、高炉６の炉口の直径をｄ（ｍ）としたとき、０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）以下の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）で高炉６の炉口から装入シュート５に投入する。【選択図】図１
2019167615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料のコークスと鉱石原料とを順次層状に装入するベルレス高炉の原料装入方法であって、前記鉱石原料が、１ｍａｓｓ％以上の水分含有量のヤード焼結鉱を、装入される鉱石原料量に対して１５ｍａｓｓ％以上含んでいるベルレス高炉の原料装入方法において、
炉頂バンカー内に貯留された前記鉱石原料を高炉の炉口から装入シュートに投入するに際し、前記鉱石原料を、前記高炉の炉口の直径をｄ（ｍ）としたとき、０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）以下の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）で前記高炉の炉口から前記装入シュートに投入することを特徴とするベルレス高炉の原料装入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークスと鉱石原料とを含む原料を高炉内に装入するベルレス高炉の原料装入方法、特に、水分を含有するヤード焼結鉱を含有する鉱石原料とコークスとを含む原料を高炉内に装入するベルレス高炉の原料装入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉では、鉄鉱石、コークス、造滓剤を原料として炉頂から高炉内に装入し、炉下部から高温空気あるいは酸素を富化した高温空気を炉内へ吹き込むことによりコークスを燃焼し、この燃焼により発生する熱とＣＯガスを利用して鉄鉱石の還元、溶融を行うことで、溶銑を製造している。炉頂から装入される原料は、粒径が数ｍｍから数十ｍｍの粒状の原料に調整されて、高炉内へ装入されるので、炉下部でコークスの燃焼によって発生する燃焼ガスは炉内に充填された粒状の原料の間隙を炉頂へ向けて上昇することになる。
【０００３】
高炉内での原料への熱供給は、主としてこの燃焼ガスからの伝熱により行われるので、炉内における燃焼ガスの流れが適正な状態でないと、原料の昇温が不安定となり、鉄鉱石の還元、溶融に支障をきたすことになる。従って、炉内のガス流れを適正なものとするために、炉頂における原料の高炉内への装入時に、高炉内の適正な位置へ適正な粒度の原料を装入する原料装入装置や原料装入方法の開発が鋭意進められている。
しかしながら、このような原料装入装置や原料装入方法の工夫を行っても、原料そのものに粉が混入していると、高炉内へも粉の混入は回避できず、高炉内における燃焼ガスの流れの適正化は困難になる。
【０００４】
高炉に装入される原料には、焼結機やコークス炉において製造されて粒度調整後、直接、高炉の原料槽へ送られてくる原料と、製造後、一旦、ヤードと呼ばれる露天の保管場所にて保管された後に、改めてこれを回収して高炉の原料槽へ送られてくる原料とがある。これら原料のうち、ヤードで保管された後に高炉の原料槽へ送られてくるものは、ヤード保管時に雨水等による湿潤が進むことが避けられず、水分含有量が数質量％になり、中には水分含有量が１０質量％を超えるような原料もある。特に、ヤードで保管された後に高炉の原料槽へ送られてくる焼結鉱をヤード焼結鉱と呼び、そのヤード焼結鉱中には水分が１．０ｍａｓｓ％以上含有されているものが多い。そして、水分含有量が１．０ｍａｓｓ％以上のヤード焼結鉱を、装入される鉱石原料量に対して１５ｍａｓｓ％以上含む鉱石原料もある。
【０００５】
こうした水分含有量の多い原料では、原料の粒子に粉原料が水分によって付着するので、このまま篩等を用いて粒度調整を行っても粉原料が完全には除去できない場合が生じる。また、このような水分を含んだ粉原料は、篩の網そのものにも付着するので、篩の目詰まりの原因となり、さらに原料の篩分けが困難になるという問題がある。
篩により除去しきれなかった粉原料は、原料に付着したまま高炉の原料装入装置へ搬送されて高炉内へ装入される。粉原料は、高炉内で炉内ガスの熱により乾燥されて原料の表面から離脱し、炉内の原料の間隙を流れて、場合によっては原料同士の間隙に粉原料が溜まって炉内のガス流れを阻害する。
【０００６】
従って、原料を乾燥させる技術及び原料を乾燥させて原料に付着する粉原料を炉内へ装入する前に除去する技術は、高炉内への原料装入技術と同等に重要な技術であるといえる。
従来、高炉原料の乾燥予熱方法として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
特許文献１に示す高炉原料の乾燥予熱方法は、高炉の原料を貯蔵するホッパー内に、ホッパー内の原料を乾燥・予熱するための加熱ガスを導入し、貯蔵・予熱された原料をホッパーから排出する際に篩い分けを行い、粉原料が除去された原料を高炉に装入する際に、ホッパー内を排気することでホッパー内を外部に対して負圧に維持するものである。
これにより、原料を乾燥させて原料に付着する粉原料を炉内へ装入する前に除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３０３４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この従来の特許文献１に示す高炉原料の乾燥予熱方法にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献１に示す高炉原料の乾燥予熱方法の場合、ホッパー内の原料を乾燥・予熱するための加熱ガスを導入する設備が必要となるため、その設備費が多大になるとともに、当該設備を設置するためのスペースも必要になるといった問題があった。
従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、加熱ガスを導入する設備を設けることなく、水分を含有するヤード焼結鉱を含有する鉱石原料を乾燥させることができるベルレス高炉の原料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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るベルレス高炉の原料装入方法は、原料のコークスと鉱石原料とを順次層状に装入するベルレス高炉の原料装入方法であって、前記鉱石原料が、１ｍａｓｓ％以上の水分含有量のヤード焼結鉱を、装入される鉱石原料量に対して１５ｍａｓｓ％以上含んでいるベルレス高炉の原料装入方法において、炉頂バンカー内に貯留された前記鉱石原料を高炉の炉口から装入シュートに投入するに際し、前記鉱石原料を、前記高炉の炉口の直径をｄ（ｍ）としたとき、０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）以下の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）で前記高炉の炉口から前記装入シュートに投入することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るベルレス高炉の原料装入方法によれば、鉱石原料の装入シュートへの装入速度を小さくして、鉱石原料の装入時間を長くしたので、加熱ガスを導入する設備を設けることなく、水分を含有するヤード焼結鉱を含有する鉱石原料を乾燥させることができるベルレス高炉の原料装入方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るベルレス高炉の原料装入方法が適用されるベルレス高炉の炉頂部の模式図である。
【図２】水分を含有したヤード焼結鉱が高炉内のガス顕熱によりどの程度乾燥されるかを検証する小型模型試験を説明するための図である。
【図３】図２に示す小型模型試験において、焼結層を通過後の温風温度が２００℃、空塔速度が０．０２ｍ／ｓとなる水準下でのヤード焼結鉱中の水分含有量の経時変化を示すグラフである。
【図４】図３に示す結果から得られる乾燥速度の空塔速度に対する変化を、焼結層を通過後の温風温度毎に示すグラフである。
【図５】鉱石原料の装入速度が１．０ｔ／ｓ及び２．０ｔ／ｓの条件下での、鉱石原料装入中の炉頂ガス温度の装入開始からの経過時間に対する変化を示すグラフである。
【図６】実機試験における鉱石原料の装入速度と高炉上部の通気抵抗指数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。ここで、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
【００１３】
図１には、本発明の一実施形態に係るベルレス高炉の原料装入方法が適用されるベルレス高炉の炉頂部が示されており、炉頂に設置した二基以上の炉頂バンカー１の１つには、図示しないコンベヤベルトから排出された鉱石原料２ａが貯留され、他の１つにはコークス２ｂが貯留される。
ここで、鉱石原料は、１ｍａｓｓ％以上の水分含有量のヤード焼結鉱を、装入される鉱石原料量に対して１５ｍａｓｓ％以上含んでいる鉱石である。
【００１４】
各炉頂バンカー１の下部の原料装入通路には、流量調整ゲート３が設けられている。各流量調整ゲート３は、炉頂バンカー１内に貯留された鉱石原料２ａあるいはコークス２ｂが通過する際にその開度を調整し、後述する装入シュート５へ投入する鉱石原料２ａあるいはコークス２ｂの流量、即ち鉱石原料２ａあるいはコークス２ｂの単位時間当たりに装入される質量である装入速度ｖ（ｔ／ｓ）を調整する。
各原料装入通路の流量調整ゲート３の下方部は、垂直シュート４に集約され、各流量調整ゲート３を通過した鉱石原料２ａあるいはコークス２ｂは垂直シュート４から高炉６内の装入シュート５に投入される。垂直シュート４の断面は、内周面が円形となる円環形状を有する。鉱石原料２ａの装入シュート５への投入とコークス２ｂの装入シュート５への投入とは所定時間ごとに交互になされる。
【００１５】
装入シュート５は、高炉中心軸を中心として旋回するとともに、傾動角θを変更しながら鉱石原料２ａあるいはコークス２ｂを高炉６内に装入する。図１中の矢印ａは装入シュート５の旋回を示し、矢印ｂは鉱石原料２ａあるいはコークス２ｂの落下を示す。高炉６内に鉱石原料２ａあるいはコークス２ｂを装入する際に、装入シュート５を旋回させ、かつ傾動角を順次変更することによって、高炉６炉頂部の原料堆積面７上の広い範囲に亘って鉱石原料２ａあるいはコークス２ｂを装入することができる。鉱石原料２ａの装入シュート５への投入とコークス２ｂの装入シュート５への投入とは所定時間ごとに交互になされ、原料のコークス２ｂと鉱石原料２ａとを層状に装入することができる。
【００１６】
ここで、鉱石原料２ａは、炉頂バンカー１内に貯留した後、流量調整ゲート３で流量調整されて垂直シュート４から装入シュート５に投入される。
本実施形態にあっては、鉱石原料２ａを垂直シュート４から装入シュート５に投入する際に、鉱石原料２ａを、高炉６の炉口の直径をｄ（ｍ）としたとき、０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）以下の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）で垂直シュート４から装入シュート５に投入するようにしている。
【００１７】
鉱石原料２ａを、０．００８×ｄ２以下の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）で高炉６の炉口から装入シュート５に投入することにより、鉱石原料２ａの装入シュート５への投入速度を小さくして、鉱石原料２ａの装入時間を長くすることができる。これにより、水分量の高いヤード焼結鉱が高炉６内の原料堆積面７で高温の炉内ガスと接触する時間が増加し、高温の炉内ガスによる乾燥が進行する。このため、加熱ガスを導入する設備を設けることなく、水分を含有するヤード焼結鉱を含有する鉱石原料２ａを乾燥させることができるベルレス高炉の原料装入方法を提供できる。
【００１８】
また、高温の炉内ガスによる乾燥が進行することにより、ヤード焼結鉱に含まれる粉がダストとして排出されやすくなる。その結果、高炉６内に堆積する鉱石層中に含まれる粉の量が低減し、高炉６の上部の通気性を改善することができる。
本実施形態において、鉱石原料２ａを、０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）以下の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）で高炉６の炉口から装入シュート５に投入するようにした根拠を以下に説明する。
本発明者らは、水分を含有したヤード焼結鉱が、高炉６内のガス顕熱によりどの程度乾燥されるかを、事前に小型模型試験を行い検証した。この小型模型試験について図２を参照して説明する。
【００１９】
図２に示すように、上部が大気開口され、底部１１の中央に温風を導入可能な開口１２を形成した円筒容器１０の内部に、高炉で通常用いられる焼結鉱と同等の粒度を有する焼結鉱に１．５ｍａｓｓ％の水分を含有した焼結鉱（ヤード焼結鉱）を混ぜた焼結鉱１３を、約１６０ｍｍの層厚Ｔを形成するように投入する。円筒容器１０の内径Ｄは５８０ｍｍ（半径は２９０ｍｍ）である。その後、円筒容器１０の底部１１に形成された開口１２より図２中の矢印で示す方向に高炉炉頂ガスを模擬した温風を導入し、円筒容器１０の重量変化を測定することで、ヤード焼結鉱中の水分量の経時変化を測定する。温風の温度は、焼結層（焼結鉱１３）を通過後の温風温度が２００℃から３００℃となるよう調整した。この小型模型試験では、空塔速度（円筒容器１０内の焼結層の上方の空間における温風の上昇速度）が最大０．１ｍ／ｓとし、実際の高炉の炉口ガス速度の１／１０程度の範囲で試験を行った。
【００２０】
ヤード焼結鉱中の水分量の経時変化の一例として、焼結層を通過後の温風温度が２００℃、空塔速度が０．０２ｍ／ｓとなる水準下でのヤード焼結鉱中の水分含有量の経時変化を図３に示す。
ヤード焼結鉱中の水分含有量は、０．５ｍａｓｓ％までは直線的に減少し、０．５ｍａｓｓ％以下では乾燥速度（ｍａｓｓ％／ｓ）が低下する傾向が認められた。ここで、乾燥速度（ｍａｓｓ％／ｓ）とは、水分含有量（ｍａｓｓ％）を時間（ｓ）で除した値である。水分含有量が０．５ｍａｓｓ％まで低減するのに必要な時間ｓから乾燥速度（ｍａｓｓ％／ｓ）を算出し、この算出した乾燥速度（ｍａｓｓ％／ｓ）の空塔速度（ｍ／ｓ）に対する変化を、焼結層を通過後の温風温度（℃）毎に図４に示す。
【００２１】
図４を参照すると、焼結層を通過後の温風温度を増加させる、あるいは空塔速度を増加させると、乾燥速度が増加することがわかる。小型模型試験では、空塔速度が最大０．１０ｍ／ｓまで試験を行ったが、空塔速度が０から０．１０ｍ／ｓまでの範囲では、乾燥速度が直線的に増加し、高炉の炉口ガス速度の１．０ｍ／ｓ（空塔速度が最大０．１０ｍ／ｓ）まで増加させると、炉頂ガス温度２００℃（焼結層通過後温風温度２００℃）では０．５ｍａｓｓ％／ｍｉｎ程度の乾燥速度が得られると推定される。
【００２２】
通常の高炉操業では、ヤード焼結鉱を含む鉱石原料２ａを炉頂バンカー１から高炉６の炉内に装入するまで１ｍｉｎ（６０ｓ）貯留しており、鉱石原料２ａが炉頂バンカー１から排出されるまでに、ヤード焼結鉱と自家製焼結鉱とが混合されることで、ヤード焼結鉱中の水分含有量が０．５ｍａｓｓ％程度乾燥する。このため、ヤード焼結鉱が１．０ｍａｓｓ％以上の水分を含有する場合に炉内での乾燥促進効果が発揮されるものと考えられる。つまり、鉱石原料２ａが炉頂バンカー１から排出されるまでにヤード焼結鉱中の水分含有量が０．５ｍａｓｓ％程度乾燥し、高炉の炉口で０．５ｍａｓｓ％程度の水分が乾燥するので、ヤード焼結鉱が１．０ｍａｓｓ％未満の水分を含有する場合には、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）を調整するまでもなく、ヤード焼結鉱中の水分が乾燥することになる。
【００２３】
なお、焼結原料中のヤード焼結鉱の重量比率が１５ｍａｓｓ％未満の場合も、高炉６内に持ち込まれる水分量が少ないので、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）を調整するまでもなく、ヤード焼結鉱中の水分が乾燥することになる。
従って、本実施形態に係るベルレス高炉の原料装入方法にあっては、１ｍａｓｓ％以上の水分含有量のヤード焼結鉱を含有する鉱石原料を装入速度調整の対象としている。
また、本実施形態に係るベルレス高炉の原料装入方法にあっては、装入速度調整の対象となる鉱石原料２ａを、１ｍａｓｓ％以上の水分含有量のヤード焼結鉱を、装入される鉱石原料量に対して１５ｍａｓｓ％以上含んでいる鉱石としている。
この指針に基づき、ヤード焼結鉱を含む鉱石原料２ａの装入シュート５への装入速度ｖ（ｔ／ｓ）を変化させた実機試験を行い、高炉上部の通気抵抗指数を測定した。実機試験は、以下の条件で実施した。実機は図１に示すものと同等のものである。
【００２４】
内容積５１５３ｍ３で炉口径が１１．４ｍである高炉６に、図示しない貯鉱槽より鉱石と水分含有量が１ｍａｓｓ％以上のヤード焼結鉱を切出し、炉頂バンカー１に貯留する。そして、鉱石と水分含有量が１ｍａｓｓ％以上のヤード焼結鉱とからなる鉱石原料２ａを炉頂バンカー１から流量調整ゲート３を介して装入シュート５に投入し、高炉６内に堆積させた。鉱石原料２ａの装入量は、出銑比とコークス比とから決定され、９５〜１００ｔ（トン）となった。装入シュート５の傾動角θは、鉱石原料の落下位置が、炉半径をｒとすると、０．５ｒとなる角度に調整した後、１旋回毎に順次、傾動角θを増加し、鉱石原料２ａの落下位置が０．９ｒに達した後は、１旋回毎に順次、傾動角θを減少させ、最終旋回における鉱石原料２ａの落下位置が０．５ｒとなるように調整した。所定量の鉱石原料２ａを投入する際の装入シュート５の旋回数を設定し、それに合わせて流量調整ゲート３の開度を調整した。例えば、装入シュート５の旋回数を１０ｒｐｍとし、装入シュート５が１０旋回する間に鉱石原料９５ｔを炉頂バンカー１より装入シュート５に投入することができるように流量調整ゲート３の開度を調整した。この場合、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）は、９５ｔ÷６０ｓ＝１．５８（ｔ／ｓ）となる。装入シュート５の旋回数及び流量調整ゲート３の開度を調整して鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）を０．８〜２．８ｔ／ｓに調整して試験を行った。
【００２５】
鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）が１．０ｔ／ｓ及び２．０ｔ／ｓの条件下での、鉱石原料２ａを装入中の炉頂ガス温度の変化を図５に示す。当該装入速度ｖ（ｔ／ｓ）が１．０ｔ／ｓの条件下では、鉱石原料２ａの投入開始から１００ｓ経過後の間に炉頂ガス温度が４００℃から１２０℃に低下する。これに対して、当該装入速度ｖ（ｔ／ｓ）が２．０ｔ／ｓの条件下では、鉱石原料２ａの投入開始から５０ｓ経過後の間に炉頂ガス温度が４００℃から１２０℃に低下する。そして、鉱石原料２ａの投入開始から１００ｓ経過するまでの間の炉頂ガス温度の平均は、装入速度ｖ（ｔ／ｓ）が１．０ｔ／ｓの条件下では２６０℃、装入速度ｖ（ｔ／ｓ）が２．０ｔ／ｓの条件下では１９５℃となった。図４に示す小型模型試験より、炉頂ガス温度が２５０℃のときの乾燥速度は０．６ｍａｓｓ％／ｍｉｎ、炉頂ガス温度が２００℃のときの乾燥速度は０．５ｍａｓｓ％／ｍｉｎと見積もられる。従って、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）が１．０ｔ／ｓ及び２．０ｔ／ｓの条件下での、鉱石原料２ａの投入開始から１００ｓ経過するまでの乾燥量の差は、（０．６−０．５）×１００／６０＝０．２ｍａｓｓ％と見積もられる。従って、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）が１．０ｔ／ｓの条件下での乾燥量は、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）が２．０ｔ／ｓの条件下での乾燥量よりも大きい。
【００２６】
また、実機試験における鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）と、高炉上部の通気抵抗指数との関係を調査した。
ここで、高炉上部の通気抵抗指数Ｋは、下式より算出した。
Ｋ＝（（Ｐ１／９８）２−（Ｐ２／９８）２）／Ｖ１．７×１０６
Ｐ１（ｋＰａ）：ストックラインより７．５ｍ下の平均圧力、Ｐ２（ｋＰａ）：炉頂ガスの平均圧力、Ｖ（Ｎｍ３／ｍｉｎ）：炉頂ガスである。
【００２７】
実機試験の結果を図６に示す。
図６に示すように、ヤード焼結鉱の水分含有量が１．０ｍａｓｓ％未満では、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）を減少させても高炉上部の通気抵抗指数は変化しなかった。これに対して、ヤード焼結鉱の水分含有量が１．０ｍａｓｓ％以上では、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）を１．０５ｔ／ｓ以下に低下させると、顕著な高炉上部の通気抵抗指数の低減が認められた。
【００２８】
ここで、高炉６の炉口径ｄ（ｍ）の乾燥速度への影響について考察すると、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）を変えずに、高炉の炉口径ｄ（ｍ）が増加した場合は、高炉６内に堆積する鉱石原料２ａの層厚が低減し、乾燥速度が増加するものと考えられる。従って、乾燥促進効果が発揮される鉱石原料の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）の閾値は、高炉６の炉口径が増加した場合は増加するものと考えられる。
例えば前述の図６に示す場合、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）を１．０５ｔ／ｓ以下に低下させると、乾燥促進効果が得られるので、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）の閾値は、１．０５ｔ／ｓとなる。このときの高炉６の炉口径ｄ（ｍ）は、１１．４ｍである。
【００２９】
ここで、鉱石原料２ａの見かけの嵩密度を２．０ｔ／ｍ３と仮定すると、鉱石原料２ａは、高炉６内へは１．０５（ｔ／ｓ）÷２．０（ｔ／ｍ３）／π（１１．４（ｍ）／２）２＝５．１×１０−３（ｍ／ｓ）の速度で装入していることになる。高炉６の炉口径を変化させても、この閾値である５．１×１０−３（ｍ／ｓ）の速度は変わらない。従って、例えば、高炉６の炉口径が１３ｍの場合、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）の閾値は、５．１×１０−３（ｍ／ｓ）×２．０（ｔ／ｍ３）×π（１３（ｍ）／２）２＝１．３５（ｔ／ｓ）となる。
【００３０】
このように、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）の閾値は、高炉６の炉口径ｄ（ｍ）の二乗に比例して大きくなると考えられる。比例定数αを求めると、高炉６の炉口径ｄ（ｍ）が１１．４ｍのときに、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）の閾値は１．０５ｔ／ｓであることから、α＝１．０５（ｔ／ｓ）／１１．４（ｍ）２＝０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）と計算される。
従って、鉱石原料２ａの装入速度ｖ（ｔ／ｓ）の閾値は、０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）となり、鉱石原料２ａを、高炉６の炉口の直径をｄ（ｍ）としたとき、０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）以下の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）で高炉６の炉口から装入シュート５に投入すれば、乾燥促進効果が得られることになる。
【００３１】
なお、鉱石原料２ａを、０．００３０（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）未満の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）で装入シュート５に投入すると、ヤード焼結鉱の乾燥促進によるダスト排出促進効果は高いが、鉱石原料２ａの装入時間が長くなり、出銑比の低下を招くため、鉱石原料２ａを０．００３０（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）以上の装入速度ｖ（ｔ／ｓ）で装入シュート５に投入するのが好ましい。
【実施例】
【００３２】
図１に示す実機を用い、内容積が５１５３ｍ３で炉口径が１１．４ｍとした高炉６、及び内容積が５５００ｍ３で炉口径が１２．０ｍとした高炉６のそれぞれに、貯鉱槽（図示せず）より自家焼結鉱とヤード焼結鉱、塊鉱石を切出し、炉頂バンカー１に貯留し、装入シュート５に投入し、高炉６内に堆積させた。
鉱石原料２ａの装入量は、出銑比とコークス比とから決定され、９５〜１００ｔの範囲となった。
【００３３】
装入シュート５の傾動角θは、鉱石原料２ａの落下位置が、炉半径をｒとすると、０．５ｒとなる角度に調整した後、１旋回毎に順次、傾動角θを増加し、鉱石原料２ａの落下位置が０．９ｒに達した後は、１旋回毎に順次、傾動角θを減少させ、最終旋回における鉱石原料２ａの落下位置が０．５ｒとなるように調整した。
鉱石原料２ａを装入シュート５に投入する際の装入シュート５の旋回数を設定し、それに合わせて流量調整ゲート３の開度を調整した。例えば、比較例１では、装入シュート５の旋回速度を１０ｒｐｍとし、装入シュート５が１０旋回する間に鉱石９６ｔを炉頂バンカー１より切出すことができるように流量調整ゲート３の開度を調整した。試験結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
ヤード焼結比率は、鉱石原料の総質量に対するヤード焼結鉱の質量比（ｍａｓｓ％）を示す。ヤード焼結中水分は、ヤード焼結鉱の総重量に対するヤード焼結鉱中に含有される水分の質量比（ｍａｓｓ％）を示す。
実施例１〜３では、高炉６の炉口径ｄ（ｍ）＝１１．４ｍに対して０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）＝１．０４ｔ／ｓ以下の装入速度ｖ（実施例１では１．００、実施例２では０．９０、実施例３では、０．８０）（ｔ／ｓ）で装入シュート５に投入されている。このため、鉱石原料２ａの装入シュート５への投入速度を小さくして、鉱石原料２ａの装入時間を長くすることができる。これにより、水分量の高いヤード焼結鉱が高炉６内の原料堆積面７で高温の炉内ガスと接触する時間が増加し、高温の炉内ガスによる乾燥が促進し、高炉上部の通気抵抗指数が１．２１以下に改善した。
【００３６】
また、実施例４〜６では、高炉６の炉口径ｄ（ｍ）＝１２．０ｍに対して０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）＝１．１５ｔ／ｓ以下の装入速度ｖ（実施例４では１．１０、実施例５では１．００、実施例３では、０．９０）（ｔ／ｓ）で装入シュート５に投入されている。このため、鉱石原料２ａの装入シュート５への投入速度を小さくして、鉱石原料２ａの装入時間を長くすることができる。これにより、水分量の高いヤード焼結鉱が高炉６内の原料堆積面７で高温の炉内ガスと接触する時間が増加し、高温の炉内ガスによる乾燥が促進し、コークス比（ｋｇ／ｔ）：出銑量に対するコークス量を低減させても、高炉上部の通気抵抗指数が１．１５以下に改善した。
【００３７】
これに対して、比較例１〜２では、高炉６の炉口径ｄ（ｍ）＝１１．４ｍに対して０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）＝１．０４ｔ／ｓよりも速い装入速度ｖ（比較例１では１．６０、比較例２では１．１９）（ｔ／ｓ）で装入シュート５に投入されている。このため、鉱石原料２ａの装入シュート５への投入速度が速く、鉱石原料２ａの装入時間が短かった。このため、水分量の高いヤード焼結鉱が高炉６内の原料堆積面７で高温の炉内ガスと接触する時間が短く、乾燥促進効果が不十分であった。このため、高炉上部の通気抵抗指数を実施例１〜３と同程度にするために、コークス比（ｋｇ／ｔ）を実施例１〜３よりも大きくする（比較例１では３５５ｋｇ／ｔ、比較例２では３５４ｋｇ／ｔ）必要があった。
【００３８】
また、比較例３〜４では、高炉６の炉口径ｄ（ｍ）＝１２．０ｍに対して０．００８（ｔ／ｓ・ｍ２）×ｄ２（ｍ２）＝１．１５ｔ／ｓよりも速い装入速度ｖ（比較例３では１．８０、比較例２では１．２０）（ｔ／ｓ）で装入シュート５に投入されている。このため、鉱石原料２ａの装入シュート５への投入速度が速く、鉱石原料２ａの装入時間が短かった。このため、水分量の高いヤード焼結鉱が高炉６内の原料堆積面７で高温の炉内ガスと接触する時間が短く、乾燥促進効果が不十分であった。このため、高炉上部の通気抵抗指数を実施例４〜６と同程度にするために、コークス比（ｋｇ／ｔ）を実施例４〜６よりも大きくする（比較例３では３５７ｋｇ／ｔ、比較例４では３５６ｋｇ／ｔ）必要があった。
【符号の説明】
【００３９】
１  炉頂バンカー
２ａ  鉱石原料
２ｂ  コークス
３  流量調整ゲート
４  垂直シュート
５  装入シュート
６  高炉
７  原料堆積面
１０  円筒容器
１１  底部
１２  開口
１３  焼結鉱
【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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【図６】
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