(57)【要約】【課題】小粒焼結鋼などの細粒原料を多量に装入可能とし、原料費を低減できる原料装入方法を提供する。【解決手段】ベル−ムーバブルアーマー式高炉における原料装入方法において、アーマープレート１３の位置を調節して小粒焼結鋼などの細粒原料を炉内半径方向中間部に落下装入する。ここに言う炉内半径方向中間部とは、炉中心から炉壁までの半径方向の位置を炉中心を０％として炉壁の位置を１００％としたときに、２０％〜８０％の位置をいうものとする。また、アーマープレート１３の位置をその稼動範囲の中間部に設定して、小粒焼結鋼などの細粒原料を落下装入する。ここに言う稼動範囲の中間部とは、アーマープレート稼動範囲を、前進限（炉中心方向）を１００％、後退限（炉壁方向）を０％としたときに、８０％〜９５％の範囲をいうものとする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベル−ムーバブルアーマー式高炉における原料装入方法において、アーマープレートの位置を調節して小粒焼結鉱などの細粒原料を炉内半径方向中間部に落下装入することを特徴とする高炉原料の炉内装入方法。
【請求項２】
ベル−ムーバブルアーマー式高炉における原料装入方法において、アーマープレートの位置をその稼動範囲の中間部に設定して、小粒焼結鉱などの細粒原料を落下装入することを特徴とする高炉原料の炉内装入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベル−ムーバブルアーマー式高炉における原料の炉内装入方法に関し、特に小粒焼結鉱などの細粒原料の装入分布を適切にするための原料装入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ベル−ムーバブルアーマー式高炉への原料の装入は、炉頂に設けられた例えば、最上段の旋回ベルホッパーとその下２〜３段のベルホッパーとからなる炉頂装入装置に貯留された装入原料を、生産量に応じて高炉炉内に落下装入することにより行う。
高炉内に装入された原料は、炉内において固体・気体・液体の向流する高温移動層を形成することになる。したがって、炉内の反応形態を安定して望ましい状態に維持し、安定した高炉操業を行うためには、原料の装入段階で装入物の分布を適切に制御することが重要である。
【０００３】
特に、最近では小粒焼結鉱などの細粒原料を多量に利用したり、微粉炭吹込み量を増やすことにより、原料コストを低減する操業が行われているが、これら小粒焼結鉱や微粉炭の量が増えると通気・通液性が悪くなる傾向があり、炉内における装入原料の分布制御は、ますますその重要性が増している。
【０００４】
このような背景の下、装入原料の分布制御を行うものとして、ムーバブルアーマーのアーマープレートよりも炉内側の前面近傍に鉛直のすだれ状のスクリーンを設け、高炉の大ベルから落下してくるコークスをこのスクリーンで受けることにより、スクリーンを通過しない粗粒のコークスを炉の内側に落下させるというコークス粒度分布の偏析強化方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１７９３２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１においては、小粒焼結鉱は炉内周壁近傍に装入されることになる。このように、小粒焼結鉱を炉内周壁近傍に装入する考えは、炉内周壁部は中心に比較して面積が広いことから、同量の小粒焼結鉱を装入した場合に、小粒焼結鉱の層が薄くなるので通気性を阻害しないことに基づく。
【０００７】
しかし、実際には、炉内周壁近傍はガス流速が速く、そこに小粒焼結鉱が多量に存在すると吹き抜けが生じ、原料分布が不安定となりガス流れも安定せず安定操業が阻害されることがあった。
また、小粒焼結鉱を炉内周壁近傍に装入すると、炉内周壁近傍から炉壁側又は炉中心側に小粒焼結鉱が転がることにより小粒焼結鉱が偏在するということもあった。
このようなことから、小粒焼結鉱などの細粒原料の装入量が制限され、原料費の低減のためのネックとなっていた。
【０００８】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、小粒焼結鉱などの細粒原料を多量に装入可能とし、原料費を低減できる原料装入方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高炉原料の炉内装入方法は、ベル−ムーバブルアーマー式高炉における原料装入方法において、アーマープレートの位置を調節して小粒焼結鉱などの細粒原料を炉内半径方向中間部に落下装入することを特徴とするものである。
ここに言う炉内半径方向中間部とは、炉中心から炉壁までの半径方向の位置を、炉中心を０％、炉壁の位置を１００％としたときに、２０％〜８０％の位置をいうものとする。
【００１０】
また、ベル−ムーバブルアーマー式高炉における原料装入方法において、アーマープレートの位置をその稼動範囲の中間部に設定して、小粒焼結鉱などの細粒原料を落下装入することを特徴とするものである。
ここに言う稼動範囲の中間部とは、アーマープレート稼動範囲を、前進限（炉中心方向）を１００％、後退限（炉壁方向）を０％としたときに、８０％〜９５％の範囲をいうものとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図２は、地上の巻き下ホッパー槽から高炉炉頂の原料装入装置に原料を装入する工程を説明する模式図、図１は図２の長丸Ａで囲んだ部分の拡大図である。
図１、図２に基づいてベル−ムーバブルアーマー式高炉における原料装入方法を説明する。
ベル−ムーバブルアーマー式高炉においては、地上に設置された複数の巻き下ホッパー槽３内に貯留された原料を、装入ベルトコンベア４で炉頂まで巻き上げる。原料はコークスと鉱石とに分けられ、各々が複数種からなり、巻き下ホッパー槽３は、例えば鉱石なら１５〜２５槽程度設けられ、複数ロットのコークス及び多数銘柄の鉱石が貯留されている。
【００１２】
そして、コークスは１バッチを性状が異なる複数種のコークスを配合することもあり、一方、鉱石は１バッチを複数銘柄の鉱石を切り出して配合する。この鉱石の複数銘柄の一つに小粒焼結鉱がある。この小粒焼結鉱の定義は操業条件によってどの程度の径以下を小粒焼結鉱というかが異なるが、通常は６ｍｍ以下の径のものをいう。
原料の装入モードは、例えば、コークスが２バッチ、次いで鉱石が３バッチ切り出され、順次装入コンベアベルト４で炉頂装入装置６に向けて巻上げられ、装入原料の１チャージが構成される（以下、このような装入モードを、「１Ｃ、２Ｃ、１Ｏ、２Ｏ、３Ｏ」と表記する）。
【００１３】
炉頂装入装置６は、ベル方式であり、最上段から順に、旋回ベルホッパー７、小ベルホッパー８、中ベルホッパー９及び大ベルホッパー１０から構成されており、装入ベルトコンベア４で巻き上げられた原料５は、先ず旋回ベルホッパー７に装入され、順次下方のベルホッパーに排出されて最後に大ベルホッパー１０に排出される。
【００１４】
大ベルホッパー１０に排出された原料は、炉内へ落下装入される。炉内への装入に際しては、ムーバブルアーマー１１の後退限から前進限までのストローク設定により、あるいは前進限から後退限までのストローク設定により、大ベルからの落下原料をムーバブルアーマーの衝突板１３（アーマープレート１３）で衝突・反射させて装入する。
従って、炉内径方向の原料装入位置は、アーマープレート１３の後退限（炉壁１側への限界位置）時における炉壁近傍部分から、アーマープレート１３の前進限時における炉内径方向中央部までに制約される。
【００１５】
本実施の形態においては、小粒焼結鉱を含む鉱石を、炉内径方向中間部に装入するのであるから、アーマープレート１３の位置は、図１に示すように、後退限（最も炉壁側）と前進限の中間部に設定する。ここに言う中間部とは、アーマープレート稼動範囲を、前進限（炉中心方向）を１００％、後退限（炉壁方向）を０％としたときに、８０％〜９５％の範囲をいうものとする。
こうすることで、大ベル１０ａから排出される小粒焼結鉱を含む鉱石がアーマープレート１３に衝突して、炉内径方向中間部に落下装入できる。ここに言う炉内半径方向中間部とは、炉中心２から炉壁１までの半径方向の位置を、炉中心２を０％、炉壁１の位置を１００％としたときに、２０％〜８０％の位置をいうものとする。なお、炉内径方向中間部に落下装入された小粒焼結鉱を含む鉱石は炉内径方向中間部が厚めになった層として炉壁１から炉中心２に亘って広がる。
【００１６】
このように、小粒焼結鉱を含む鉱石のバッチを炉内径方向中間部に装入することで、炉内の通気性が改善され、その結果、小粒焼結鉱の装入量を増やすことができる。
この炉内通気性が改善されることについて、以下の実施例において具体的に説明する。
【００１７】
【実施例】
内容積４２８８ｍ３のベル式大型高炉において次の試験を行った。図２に例示したように、巻き下ホッパー槽３に貯留された原料を、炉頂装入装置６まで巻き上げて装入し、大ベルホッパー１０から高炉に装入した。
ムーバブルアーマーのストロークは１５０〜９５０ｍｍである。
原料の装入モードを「１Ｃ、２Ｃ、１Ｏ、２Ｏ、３Ｏ」の５バッチ１チャージにて行なった。そして、各バッチのアーマ軸の長さ設定は、１Ｃ：５５０ｍｍ、２Ｃ：９５０ｍｍ、１Ｏ：９００ｍｍ、２Ｏ：９５０ｍｍ、３Ｏ：７００ｍｍである。
【００１８】
本実施例の効果を確認するために、従来の装入方法と本実施例の装入方法とを比較した。
本実施例においては、１Ｏにおいて小粒焼結鉱を含む鉱石を装入した。１Ｏのアーマー軸の設定長さは９００ｍｍであり、稼動範囲の約９４％となり、炉内半径方向中間部への装入となる。
一方、比較例としての従来例は３Ｏにおいて小粒焼結鉱を含む鉱石を装入した。３Ｏのアーマー軸の設定長さは７００ｍｍであり、炉壁近傍を狙った装入となる。図３はこの従来型装入と実施例型装入の１チャージ分の装入を終えた炉内状態の断面図である。図３において、小粒焼結鉱を含む鉱石の落下装入位置を×印で示した。
【００１９】
上記の比較例の効果を比較するために、高炉操業において、ある期間は従来例型装入を行い、その後の期間は本実施例型装入を行った。図４はこの効果を比較するためのグラフであり、各緒元についての操業結果を示している。各グラフａ〜ｎにおいて、横軸が操業月日であり、縦軸は各緒元の量を示している。
【００２０】
グラフａは出銑比Ｐｒｏｄ（Ｔ／Ｄ／ｍ３）、グラフｂは吹き込み酸素Ｏ２量（％）、グラフｃは微粉炭（ＰＣＲ）の吹き込み量（ｋｇ／Ｔ）、グラフｄは小粒焼結鉱（ＳＳｒ）の鉱石全体に占める量（％）、グラフｅは羽口部の温度Ｔｂ（℃）である。これら、グラフａ〜ｅは従来型装入と本実施例型装入の比較すべき期間を定めるために必要な緒元である。これらの緒元の値がほぼ等しい期間同士を比較することで、同操業状態同士の比較が可能となる。
【００２１】
グラフｆは炉上部圧損ΔＰｕ（ｋｇ／ｃｍ２／ｍ）、グラフｇは炉口ゾンデ１ｐの温度（℃）、グラフｈは炉口ゾンデ５ｐの温度（℃）、グラフｉは水平ゾンデ２ｐの温度（℃）、グラフｊは水平ゾンデ３ｐの温度（℃）、グラフｋは水平ゾンデ４ｐの温度（℃）、グラフｌは水平ゾンデ５ｐの温度（℃）、グラフｍは水平ゾンデ６ｐの温度（℃）、グラフｎは水平ゾンデ７ｐの温度（℃）である。
【００２２】
そして、炉口ゾンデ、水平ゾンデの位置は図５に示す通りであり、また、炉口ゾンデ、水平ゾンデにおける測温ポイント１Ｐ〜７Ｐの位置は図６に示す通りである。また、炉上部圧損ΔＰｕは図５に示したΔＰｕ間の１ｍあたりの圧損である。
【００２３】
図４に示すように、５月２１日から６月３０日の高炉操業において、５月２１日から６月５日までが図３に示した従来型の原料装入を行い、６月６日以降に本実施例型の装入を行った。そして、グラフａ〜ｅにおいて、従来型装入と本実施形態型装入の値がほぼ共通している期間として、図４に示すように、従来型装入の期間Ａと本実施例型装入の期間Ｂを特定した。
【００２４】
この期間Ａと期間Ｂにおける炉上部圧損ΔＰｕ、炉口ゾンデ１Ｐ、５Ｐ、水平ゾンデ２Ｐ〜７Ｐの平均値は次の表１に示す通りである。また、水平ゾンデ２Ｐ〜７Ｐの平均値をグラフ化したものを図７に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１から分かるように、炉口ゾンデ１Ｐの値は若干下がっているが、ほぼ同一と評価できる。炉口ゾンデ５Ｐ、水平ゾンデ２Ｐ、３Ｐの値は両方とも上昇している。これら、炉口ゾンデ１Ｐ、５Ｐ、水平ゾンデ２Ｐ、３Ｐの値から見ると、炉内中心部の温度は上昇傾向にあり、通気性は改善されたと評価できる。
水平ゾンデ４Ｐの値は下がっており、炉内中間部では若干通気性が悪くなったものと考えられる。
水平ゾンデ５Ｐ〜７Ｐにおいては、いずれも温度上昇しており、通気性が改善されたものと評価できる。
【００２７】
以上表１の値と図７を総合的に見ると、炉内温度は上昇傾向にあり、通気性が改善されたものと評価できる。
【００２８】
次に、小粒焼結鉱の混合量と微粉炭の吹き込み量との関係について述べる。図８は小粒焼結鉱の量（％）と微粉炭の量（ｋｇ／Ｔ）との関係を示したグラフである。グラフ中、黒▲が従来型装入の場合を示し、○が本実施形態型装入を示している。
【００２９】
このグラフは図４において示した期間Ａ、Ｂにおける操業状態に基づくものである。従来型について見ると、小粒焼結鉱を６％混入させた場合に、微粉炭をどの程度まで吹き込めるかという操業をした結果、１８０ｋｇ／Ｔ程度であった。
他方、本実施例型装入の場合においては、小粒焼結鉱を５％混入させた場合に、微粉炭をどの程度まで吹き込めるかという操業をした結果、２００ｋｇ／Ｔ程度であった。
【００３０】
これらの限界値と小粒焼結鉱が０％の場合（この場合の微粉炭の吹き込み量は同じである。）の点を結んだ曲線が図８に示されている。本実施例型装入の場合が実線であり、従来型装入の場合は破線である。
この曲線が示すように、小粒焼結鉱の混入量が同じであれば、本実施例型装入の方が多量の微粉炭を吹き込むことができるのが分かる。逆に、微粉炭の吹き込み量が同じであれば、本実施例型装入の方が多量の小粒焼結鉱を混入できる。
【００３１】
以上から分かるように、本実施形態装入を採用することで、炉内通気が改善され、その結果として多量の小粒焼結鉱の装入が可能となったものと評価できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、小粒焼結鉱などの細粒原料の炉半径方向分布の適切化を行なうことができ、炉内通気性を改善できる。その結果、微粉炭の高吹込み比操業においても、安定した高炉操業を継続することができる。また、小粒焼結鉱の混入量、及び微粉炭の吹き込み量を増やすことができ、原料コストの低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例にける小粒焼結鉱を含む鉱石の装入状態の説明図である。
【図２】巻き下ホッパー槽から高炉炉頂の原料装入装置に原料を装入する工程を説明する模式図である。
【図３】本発明の実施例において１チャージ分の装入を終えた炉内状態の断面図である。
【図４】本発明の実施例の効果を説明するためのグラフである。
【図５】本発明の実施例の測温位置等の説明図である。
【図６】本発明の実施例の測温位置等の説明図である。
【図７】本発明の実施例における水平ゾンデでの測温データのグラフである。
【図８】小粒焼結鉱の量（％）と微粉炭の量（ｋｇ／Ｔ）との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１  炉壁
２  炉中心
１０  大ベルホッパー
１０ａ  大ベル
１０ｂ  ホッパー
１１  ムーバブルアーマー
１３  アーマープレート
【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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【図７】
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【図８】
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