(57)【要約】【課題】ＲＡＲの高炉操業において、通気性悪化による炉況不調を招くことなく、しかも、炉の周辺部のガス利用率を高めることにより、更なる低ＲＡＲ化を図ることができる炉頂バンカー及びこれを使用した高炉への原料装入方法を提供する。【解決手段】焼結鉱、ペレット、塊状鉱石などの鉱石類原料等の高炉装入原料の炉内への装入を旋回シュート１６で行う高炉の炉頂に配置して、前記高炉装入原料を一時貯留してから前記旋回シュートへ払い出す炉頂バンカー１２であって、内部に前記高炉装入原料が当接して落下方向を変更させる傾動自在な偏析制御板２１を配設し、該偏析制御板の前記高炉装入原料が当接する面とは反対側の面に原料堆積面への前記高炉装入原料の単位面積当たりの装入量を低下させる磁石２２を配置した。【選択図】図１
2012072471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結鉱、ペレット、塊状鉱石などの鉱石類原料等の高炉装入原料の炉内への装入を旋回シュートで行う高炉の炉頂に配置して、前記高炉装入原料を一時貯留してから前記旋回シュートへ払い出す炉頂バンカーであって、
内部に前記高炉装入原料が当接して落下方向を変更させる傾動自在な偏析制御板を配設し、該偏析制御板の前記高炉装入原料が当接する面とは反対側の面に磁石を配置したことを特徴とする炉頂バンカー。
【請求項２】
前記磁石は永久磁石で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の炉頂バンカー。
【請求項３】
焼結鉱、ペレット、塊状鉱石などの鉱石類原料等の高炉装入原料の炉内への装入を旋回シュートで行い、該旋回シュートへの前記高炉装入原料の供給が炉頂バンカーを介して行われる高炉の操業方法であって、
前記高炉装入原料を高炉に装入する際に、前記旋回シュートに高炉装入原料を供給する炉頂バンカーの内部に、磁石を有する偏析制御板を設置して、当該偏析制御板上での高炉装入原料の流れを全面に拡張し、炉頂バンカー原料堆積面での単位面積当たりの原料装入量を低下させるようにしたことを特徴とする高炉への原料装入方法。
【請求項４】
前記偏析制御板は、高炉装入原料が当接する当接面とは反対側の面に永久磁石が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の高炉への原料装入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内への原料装入を旋回シュートで行うベルレス式高炉における旋回シュートに原料を供給する炉頂バンカー及びこれを使用した高炉への原料装入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高炉の生産性が増加傾向にある中で、炭酸ガス排出量の増加による地球温暖化も問題となっており、製鉄業においてもＣＯ2削減は重要な課題である。これを受け、最近の高炉操業では低ＲＡＲ（Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ａｇｅｎｔ  Ｒａｔｉｏ：還元材比  溶銑１ｔ製造当たりの、吹き込み燃料と炉頂から装入されるコークスの合計量）操業が強力に推進されている。
【０００３】
そのためには、原料粒度の低下による着熱効率の向上や、原料性状改善による還元性向上、高炉内の周辺ガス流の抑制によるガス利用率向上と、炉体からの抜熱低減などが有効である。しかし、低ＲＡＲ操業時には、炉内の原料とコークスとの存在比（以下、Ｏ／Ｃと称す）が大きくなり、炉上部での通気性の悪化、融着帯（炉内の原料温度が、約１２００〜１４００℃に達したときに、通気抵抗の高い半溶融状態になる領域）の変形や肥大化による炉下部通気性の悪化が引き起こされ、安定した高炉操業を行うことが困難とされている。
【０００４】
特に、ＲＤＩ（Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ：還元粉化指数）の高い劣質原料を多量に使用する高炉操業においては、非特許文献１や非特許文献２で紹介されるように、原料温度が４００〜６００℃付近に達した際、炉内での還元粉化が促され、高炉内圧力損失の変動を招く原因となり、安定した操業を実施することが困難となる。
【０００５】
それゆえ、実操業においては、安定操業を維持するために、炉内のガス利用率を犠牲にしても、周辺部のＯ／Ｃを低下させて炉内通気性の確保を図っている。また、原料コストを犠牲とした、低ＲＤＩの高品位原料を使用する高炉操業においても、炉体からの抜熱低減やガス利用率を高めるといった目的のため、周辺部のＯ／Ｃを増加させ、周辺ガス流を抑制した操業を実施すると、高炉下部で融着帯が肥大化するため、通気性悪化が懸念される。
【０００６】
低ＲＡＲ操業の高炉において、上記の課題を解決した安定操業実現のためには、周辺部のＯ／Ｃを増加させずに、周辺ガス流速を抑制した上で、中心ガス流速を強化する必要があり、これまでに様々な研究が実施されてきた。
その中のひとつに、高炉内への装入原料粒度分布制御技術が挙げられる。この技術は、高炉への原料装入時に、炉内半径方向に中心部に粗粒鉱石，周辺部に細粒鉱石というように粒度分布変化を持たせることにより、炉上部での中心ガス流を維持した状態で、周辺ガス流を抑制する手法である。それと同時に、炉下部では、周辺部の融着帯は肥大化せずに、炉下部での通気の安定性も図れる（図１１）。
【０００７】
炉内への原料装入時の粒度分布制御について、例えば非特許文献３には、図１２中に示す貯鉱槽（高炉に装入する原料の種類、量を管理するホッパー）１００及び炉頂バンカー１０１の原料排出特性を定量的に調査し、高炉１０３内に原料を装入する段階での排出粒度分布を制御する方法について検討している。同文献では、炉頂バンカー１０１の内部に整流板１０２を設け、その位置を変えることにより、炉頂バンカー１０１からの時経列的な排出粒度分布変化を自由に制御可能であるという結果を得ている。
【０００８】
また、特許文献１には、旋回シュートの傾動方向の如何にかかわらず、傾動自在な可動板（以下、偏析制御板と称す）を炉頂バンカー内部に設置することにより、炉頂バンカー内部に堆積する原料の粗細粒を偏析させ、排出される原料排出粒度分布を自在に粒度別に排出させる方法を提示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１７９８９９号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】中島ら、「鉄と鋼」日本鉄鋼協会７３（１９８７年）第１０６４頁
【非特許文献２】岩永、「鉄と鋼」日本鉄鋼協会６８（１９８２年）第７４０頁
【非特許文献３】福武ら、「川崎製鉄技法」ＪＦＥスチール  １４（１９８２年）第４０５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
非特許文献３の手法は、炉頂バンカーの持つファンネルフロー（初めに排出口の直上領域から排出され、周辺部が後から排出される）という排出特性を、整流板を設置することで、マスフロー（ホッパーの下部から順に排出）に変化させることによって成り立っている。しかし、原料が堆積している炉頂バンカー内部に、特に原料に埋没する形式で構造物を設けることは、バンカー内部での原料棚吊りが発生するため、実用的ではない。特に、屋外に一時的に保管し、風雨に曝された原料を使用する場合、原料は多くの湿分を持つため、炉頂バンカー内部での原料付着が多く、棚吊りは起こりやすくなる。
【００１２】
また、特許文献１の手法は、原料の旋回シュートからの装入を順傾動（旋回初期に炉の周辺部に装入し、徐々にその傾動角を狭めつつ、中心部に装入するパターン）で行う場合、炉頂バンカーからの原料排出初期は細粒，排出末期は粗粒となるように、偏析制御板の角度を調整している。一方、逆傾動（旋回初期に中心部に装入し、徐々にその傾動角を広げつつ、周辺部に装入するパターン）で装入する場合は、炉頂バンカーからの原料排出初期は粗粒，排出末期は細粒となるように、偏析制御板の角度を調整している。この手法は、周辺部のＯ／Ｃを増加させずに周辺ガス流を抑制することが可能であり、炉下部でも融着帯の肥大化を抑制することができるため、ガス利用率向上に大変効果があるといえる。
【００１３】
近年の高炉操業では生産性が出銑比（1日の出銑量を高炉の内容積で割った値）が２．０ｔ／ｄ／ｍ3以上と高く、炉頂バンカーへの原料装入量、装入速度も当然高い。偏析制御板の効果は、
１）原料の全量が偏析制御板に衝突するかどうか
２）炉頂バンカー内部での原料流れ込み（堆積面の崩壊、崩れ）現象が発生せずに、十分に細粒，粗粒の偏析が行われているかどうか
という要因に大きく左右されてしまうため、生産量が多く、原料の装入速度の高い現在の高炉操業においては、その効果が薄れているといえる。
【００１４】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題に着目してなされたものであり、低ＲＡＲの高炉操業において、通気性悪化による炉況不調を招くことなく、しかも、炉の周辺部のガス利用率を高めることにより、更なる低ＲＡＲ化を図ることができる炉頂バンカー及びこれを使用した高炉への原料装入方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の一の形態に係る炉頂バンカーは、焼結鉱、ペレット、塊状鉱石などの鉱石類原料等の高炉装入原料の炉内への装入を旋回シュートで行う高炉の炉頂に配置して、前記高炉装入原料を一時貯留してから前記旋回シュートへ払い出す炉頂バンカーであって、内部に前記高炉装入原料が当接して落下方向を変更させる傾動自在な偏析制御板を配設し、該偏析制御板の前記高炉装入原料が当接する面とは反対側の面に原料堆積面への前記高炉装入原料の単位面積当たりの装入量を低下させる磁石を配置したことを特徴としている。
【００１６】
この構成によると、炉頂バンカーに供給される高炉装入原料が偏析制御板に当接する際に、磁石の吸引力によって、当該偏析制御板への高炉装入原料の当接幅を拡張し、これによって高炉装入原料の原料堆積面に対する単位面積当たりの装入量を低下させて、堆積面での崩壊や崩れを防止して炉頂バンカー内での細粒及び粗粒の偏析現象を強化し、炉頂バンカーからの原料排出粒度分布を所望パターンに制御する。
【００１７】
また、本発明の他の形態に係る炉頂バンカーは、前記磁石は永久磁石で構成されていることを特徴としている。
この構成によると、磁石が永久磁石で構成されているので、電磁石のように電力を供給する必要がなく、偏析制御板の構成を簡易化することができる。
【００１８】
また、本発明の他の形態に係る高炉への原料装入方法は、焼結鉱、ペレット、塊状鉱石などの鉱石類原料等の高炉装入原料の炉内への装入を旋回シュートで行い、該旋回シュートへの前記高炉装入原料の供給が炉頂バンカーを介して行われる高炉の操業方法であって、前記高炉装入原料を高炉に装入する際に、前記旋回シュートに高炉装入原料を供給する炉頂バンカーの内部に、磁石を有する偏析制御板を設置して、当該偏析制御板上での高炉装入原料の流れを全面に拡張し、炉頂バンカー原料堆積面での単位面積当たりの原料装入量を低下させるようにしたことを特徴としている。
【００１９】
この構成によると、炉頂バンカー内部の偏析制御板に設けた磁石の磁力によって、原料堆積面への原料装入速度すなわち単位面積当たりの装入量を極力低減することができ、原料堆積面での崩壊や崩れを防止して炉頂バンカー内での細粒及び粗粒の偏析現象を強化し、炉頂バンカーからの原料排出粒度分布を所望パターンに制御する。このため、回転シュートを順傾動及び逆傾動の一方に制御する場合に、傾動態様に応じた原料排出粒度分布を形成することができ、高炉内の周辺部のＯ／Ｃを増加させることなく、周辺ガス流速を抑制することが可能となる。このため、炉上部での中心ガス流を維持した状態で、周辺ガス流を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明の他の形態に係る高炉への原料装入方法は、記偏析制御板は、高炉装入原料が当接する当接面とは反対側の面に永久磁石が配置されていることを特徴としている。
この構成によると、磁石が永久磁石で構成されているので、電磁石のように電力を供給する必要がなく、偏析制御板の構成を簡易化することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、炉頂バンカー内に設けた偏析制御板の高炉装入原料が当接する面とは反対側の面に磁石を配置するようにしたので、磁石の吸引力によって偏析制御板に当接する高炉装入原料の当接幅を拡張することができ、これによって炉頂バンカー堆積面での単位面積当たりの原料装入量を低下させて、堆積面の崩壊や崩れを防止し、細粒及び粗粒の偏析現象をより強化して炉頂バンカーからの原料排出粒度分布を自由に調整することができる。
【００２２】
したがって、高炉の旋回シュートからの装入を例えば順傾動で行う場合は、炉頂バンカーからの原料排出粒度分布を初期に細粒、末期に粗粒とすることが可能となり、炉内の粒度分布としては周辺部に細粒を配置し、中心部に粗粒を配置することができる。この結果、周辺部のＯ／Ｃを増加させることなく、周辺ガス流速を抑制することが可能となる。この場合に、炉上部での中心ガス流を維持した状態で、周辺ガス流を抑制することができる。
これと同時に、炉下部では、周辺部の融着帯は肥大せずに、炉下部での通気の安定性も図れるため、安定した低ＲＡＲ操業を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の高炉への原料装入方法の一実施形態を示す模式図である。
【図２】図１の炉頂バンカーを示す拡大断面図である。
【図３】原料装入実験を行った高炉模型を示す模式図である。
【図４】炉頂バンカー内の原料排出順序を示す図である。
【図５】炉頂バンカーの実験条件を示す図である。
【図６】炉頂バンカーからの原料排出粒度分布を示す特性線図である。
【図７】偏析制御板上の原料流れを示す図であって、（ａ）は偏析制御板のみを用いた条件２の原料流れを示し、（ｂ）は永久磁石を配置した偏析制御板を用いた条件３の原料流れを示す説明図である。
【図８】実機における高炉炉体内における径方向の粒度分布を示す特性線図である。
【図９】実機における炉頂バンカーからの原料排出粒度分布を示す特性線図である。
【図１０】実機における高炉炉内圧力損失を示す棒グラフである。
【図１１】高炉における鉱石粒度分布制御手法を周辺部のＯ／Ｃを増加する手法と構成粒径分布制御手法とを説明する説明図である。
【図１２】従来例の高炉への原料装入方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明による高炉への原料装入方法の一実施形態を模式的に示す図である。
図中、１は、焼結鉱、ペレット及び塊状鉱石の少なくとも一つからなる鉱石類原料２を貯蔵する鉱石類原料ホッパー、３はコークス４を貯蔵するコークスホッパーである。これら鉱石原料ホッパー１及びコークスホッパー３から所定比率で切出された鉱石類原料２及びコークス４は鉱石コンベア５によって上方に搬送されてリザービングホッパー６に鉱石類原料２及びコークス４が混合された高炉装入原料７として貯留される。このリザービングホッパー６から切出された高炉装入原料７は装入コンベア８によって高炉１０の炉頂に搬送され、レシービングシュート１１を介して複数例えば３つの炉頂バンカー１２に交互に搬入される。
【００２５】
そして、炉頂バンカー１２から流量調整ゲート１３により所定の流量に調整されて排出された高炉装入原料７は、集合ホッパー１４を介してベルレス式装入装置１５へ送られ、このベルレス式装入装置１５の旋回シュート１６により高炉１０内に装入される。
ここで、旋回シュート１６は、高炉１０の中心軸を中心に旋回すると同時に高炉１０の炉壁側から炉中心側へ向かって傾動するように構成され、炉頂バンカー１２から排出された高炉装入原料７が炉壁側から炉中心側へと順方向に装入を行う順傾動装入方式で装入される。
【００２６】
一方、炉頂バンカー１２は、図２に示すように、高炉１０の炉中心側の側壁が垂直壁１２ａに形成され、炉壁側が上部側の垂直壁１２ｂとこの垂直壁１２ｂの下端側から垂直壁１２ｂ側に傾斜延長する傾斜壁１２ｃとで構成され、垂直壁１２ａ及び傾斜壁１２ｃとの下端部に排出口１２ｄが形成されている。
また、炉頂バンカー１２は、その上部の内部にレシービングシュート１１から装入される高炉装入原料７を受ける偏析制御板２１が図示しない傾動装置によって傾動角を任意に調整可能に配設されている。この偏析制御板２１は、耐磨耗性を有する磁性体で形成されており、高炉装入原料７が当接する原料当接面２１ａとは反対側に全面に亘って永久磁石２２が接着等の固定手段で固定されている。
【００２７】
この永久磁石２２は、板厚方向に磁束を生じるように例えば偏析制御板２１側がＮ極に、その反対側がＳ極となるように着磁されている。
このように炉頂バンカー１２に偏析制御板２１を配設することにより、レシービングシュート１１から装入される高炉装入原料７が、偏析制御板２１の原料当接面２１ａに当接し、これによって落下方向が高炉１０の炉中心側に方向を変えて垂直壁１２ａに沿って落下する。このとき、細粒３１は図２に示すように、垂直壁１２ａに沿って貯留され、中粒３２は細粒３１の外側に貯留され、粗粒３３は中粒３２の外側に傾斜壁１２ｃに沿って貯留されることになり、良好な偏析現象を生じさせることができる。
【００２８】
本発明者は、ベルレス式高炉への炉頂バンカーからの原料排出粒度分布制御の強化方法を調査するため、高炉装入装置の縮尺模型を用いて実験を行った。この実験に用いた縮尺模型は、図３に示すように、実機高炉の１／１８縮尺模型装置であり、実機の原料排出状況を中実に再現するために、貯留槽５０、鉱石コンベア５１、リザービングホッパー５２、装入コンベア５３、レシービングシュート５４、３つの炉頂バンカー５５を有する３パラレル式ベルレス式装入装置５６、旋回シュート５７を有する高炉炉体５８で構成した。
【００２９】
高炉装入原料は、実機と同じ化学組成をもつ焼結鉱を、模型の縮尺に合わせて粉砕したものを使用した。炉頂バンカー５５からの原料排出状況調査については、図３に示すように、旋回シュート５７を取り外して、垂直シュート５９の下部にベルトコンベア６０を設置し、炉頂バンカー５５へ原料装入御、ベルトコンベア６０上にサンプリングボックス６１を設け、炉頂バンカー５５からの原料切出しに合わせてサンプリングボックス６１を送り出した。その後、採取した試料をサンプリングボックス毎に分級し、それぞれの調和平均粒径を求めた。
【００３０】
高炉炉体５８への装入実験では、想定した実験条件に基づき所定の装入パターン、装入量を決定した。例えば、高炉の装入パターンは１チャージにつき、コークス、コークス、鉱石類原料、鉱石類原料の４バッチで装入し、コークスと鉱石類原料を各バッチに分割して装入する場合、それぞれの装入量を模型の縮尺比によって粒度分布毎に決め、炉頂バンカー５５からの排出速度を実機との相似条件に応じて決定した。
【００３１】
また、旋回シュート５７の傾動角パターンや旋回速度は、パターンに応じて自動的に変化させるように制御した。原料の落下運動は、慣性力と重力の比であるフルード数を実機と一致させ、また、原料堆積時の条件については、内部摩擦力と重量の比、ガス抗力と重量の比を一致させた。高炉装入原料の装入中、バッチ毎にレーザー式プロフィール計を用いて炉頂堆積形状を測定した。１サイクルの実験前後の堆積形状（前回の装入時と最終堆積形状と、今回の最終堆積状況）が一致するまで高炉装入原料の装入を行った。高炉装入原料の装入の終了後、炉頂堆積面上の径方向に直径３０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒管を差し込んで、上部から吸い込んで原料を採取し、炉の径方向の粒度分布を測定した。模型実験の条件を決定した実機操業諸元を下記表１に示す。
【００３２】
【表１】
2012072471.tif 000003
【００３３】
図４に模型実験から得られた、炉頂バンカー内の原料排出順序を示す。炉頂バンカー内部の原料は、最初に排出口の直上部（高炉の中心軸側）より排出され、次に原料表面部、最後に周辺部が排出されていた。また、偏析制御板の効果検討については、旋回シュートを順傾動で使用する中心軸側に向けた条件で調査し、図５に示すように、下記のように設定した。
条件１）図５（ａ）に示す偏析制御板を使用しない場合
条件２）図５（ｂ）に示す偏析制御板６２を中心軸側に面を向け、その傾きを７０度に設定する場合
条件３）図５（ｃ）に示す偏析制御板６２の裏面（原料が衝突する面を表面とする）の全面に永久磁石６３を設置し、偏析制御板６２を中心軸側に面を向け、その傾きを７０度に設定する場合
【００３４】
また、図６には炉頂バンカー５５からの原料排出粒度分布の結果を示す。
この図６から明らかなように、偏析整流板６２を設けない条件１では、炉頂バンカー５５の内部での偏析制御が行われていないため、原料排出初期では粗粒が、末期では細粒が排出されていた。このことは、旋回シュート５７を順傾動で使用すると、炉の周辺部に粗粒を、中心部に細粒を装入することとなり、高炉炉体５８内の通気性が悪化する上に、ガス利用率が低下するといった最悪な状況を招くことを示している。
【００３５】
これに対して、偏析制御板６２のみを設けた条件２では、偏析制御板６２の設置により、炉頂バンカー５５の内部での偏析現象によって、粗粒鉱石が図４で示す最末期で排出される領域に偏析するため、排出末期での粒度が増加している。
さらに、偏析制御板６２の裏面側に永久磁石６３を配置した条件３では、条件２よりも更に偏析が強化されており、目標とする排出初期に細粒、排出末期に粗粒という粒度分布制御が達成された。
【００３６】
図７には、炉頂バンカー５５への高炉装入原料装入中に、炉頂バンカー５５の上部より偏析制御板６２を流れる高炉装入原料を正面から観測した際の模式図を示す。
この図７から明らかなように、偏析制御板６２のみを設けた条件２においては、図７（ａ）に示すように、偏析制御板６２上を流れる高炉装入原料の主流幅は、偏析制御板６２の全面に広がっておらず、高炉装入原料の装入速度が高くなることにより、炉頂バンカー５５内の堆積面を崩しながらに勢い良く装入されていた。
【００３７】
一方、裏面に永久磁石６３を設けた偏析制御板６２を用いた条件３においては、図７（ｂ）に示すように、偏析制御板６２の裏面側すなわち原料当接面とは反対側の面に永久磁石６３が固定され、この永久磁石６３の着磁方向が、板厚方向とされているので、この永久磁石６３の吸引力によって、強磁性体である鉱石類原料が吸引されることにより、偏析制御板６２上を流れる高炉装入原料の主流幅は、偏析制御板６２の幅方向の全面に広がり、これによって高炉装入原料の装入速度が減少するとともに、原料堆積面の単位面積当たりの原料装入量が低下し、炉頂バンカー５５内の堆積面を崩すことなく、緩やかに装入されていた。
【００３８】
また、図８には、模型実験から得られた高炉炉体５８内の堆積面の径方向粒度分布結果を示す。偏析制御板６２に永久磁石６３を設置した条件３の高炉炉体５８内における粒度分布は、偏析制御板６２のみを設けた条件２に対して、周辺部の粒度は抑制され、中心部の粒度は増加することが明らかとなり、炉頂バンカー５５内部の細粒、粗粒の偏析現象をより強化して、高精度の粒度分布を形成することができる。
【００３９】
以上のことから、本模型実験によれば、炉頂バンカー５５内に永久磁石６３を有する偏析制御板６２を設置することにより、偏析制御板６２上での高炉装入原料の流れを全面に拡張することができ、炉頂バンカー５５の原料堆積面での単位面積当たりの原料装入量を低下させ、原料堆積面の崩壊、崩れを防止し、炉頂バンカー５５内部の細粒、粗粒の偏析現象をより強化し、炉頂バンカー５５からの原料排出粒度分布を自由に制御することが可能となる。
【００４０】
従って、高炉装入原料の旋回シュート５７からの装入を順傾動で行う場合は、炉頂バンカー５５からの原料排出粒度分布を、装入初期に細粒，装入末期に粗粒とすることが可能となり、高炉炉体５８内の粒度分布としては、周辺部に細粒，中心部に粗粒を配置することができる。その結果、周辺部のＯ／Ｃを増加させずに、周辺ガス流速を抑制することが可能となる。また、結果として高炉炉体５８の炉上部での中心ガス流を維持した状態で、周辺ガス流を抑制することができる。それと同時に、高炉炉体５８の炉下部では、周辺部の融着帯は肥大化せずに、炉下部での通気の安定性も図れるため、安定した低ＲＡＲ操業を維持することが可能になる。
【００４１】
本発明者は、図１に示す炉内容積５０００ｍ3の高炉において、ＲＡＲ４８０ｋｇ／ｔ、Ｏ／Ｃ４．４６の操業において、模型実験と同じ条件１〜３にて実機試験を行った。炉頂バンカー１２からの排出粒度分布を調査するため、図１に示す炉頂バンカー１２の排出口直下の下部集合ホッパー１４にてサンプリングを実施した。
図９に炉頂バンカー１２からの原料排出粒度分を示す。実機の鉱石排出粒度分布は、模型実験の結果と類似しており、偏析制御板２１の裏面側に永久磁石２２を固定配置した条件３では、永久磁石２２を有さない偏析制御板２１のみを用いる条件２よりも更に偏析が強化されており、目標とする排出初期に細粒、末期に粗粒という粒度分布制御を達成できることを確認した。
【００４２】
したがって、実機においても、偏析制御板２１の裏面に永久磁石２２を固定配置することで、原料堆積面の単位面積当たりの原料装入量を低減させて、原料堆積面の崩壊や崩れを防止して、細粒及び粗粒の偏析現象をより強化することができる。
因みに、永久磁石２２を設けない偏析制御板２１を用いる条件２の場合には、偏析制御板２１上の高炉装入原料の流れる幅が前述した図３（ａ）に示すように狭いことにより、炉頂バンカー１２の原料堆積面の単位面積当たりの原料装入量が多くなることから、原料堆積面の崩壊や崩れを生じる。このため、原料堆積面の単位面積当たりの原料装入量を低下させるためには、装入コンベア８によるレシービングシュート１１への高炉装入原料７の装入量を減少させるしか方法がなく、この場合には、炉頂バンカー１２への高炉装入原料の装入時間が長くなってしまい、生産量が多く、原料の装入速度が高い現在の高炉操業を行うことができない。
【００４３】
しかしながら、上記実施形態では、炉頂バンカー１２への高炉装入原料の装入量を減少させることなく、必要な高炉装入原料の装入量を確保しながら、炉頂バンカー１２の原料堆積面の単位時間当たりの原料装入量を低減することができる。
また、図１０には、実験後の炉内圧力損失（羽口先から炉頂部までの圧力の差）を示す。この図１０から明らかなように、偏析制御板２１を設けない条件１に対し、偏析制御板２１を設ける条件２、３では炉内圧力損失が低下し、通気が改善されていた。更に、通気が改善した余力分をＣＲ（Ｃｏｋｅ  Ｒａｔｉｏ：  コークス比  溶銑１ｔ製造当たりの、コークスの量）削減した操業に移行したところ、条件３では、条件１に対して４ｋｇ／ｔ削減でき、安定した操業を維持することができた。
【００４４】
なお、上記実施形態においては、高炉１０の旋回シュート１６を順傾動させ、炉頂バンカー１２の垂直壁１２ａ側に細粒を堆積させ、傾斜壁１２ｃ側に粗粒を堆積させる粒度分布とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、高炉１０の旋回シュート１６を炉中心側から炉周壁側に傾動させる逆傾動状態で使用する場合には、炉頂バンカー１２の偏析制御板２１を図１１に示すように、垂直壁１２ｂ側に傾斜させることにより、垂直壁１２ｂ及び傾斜壁１２ｃ側に細粒５１を堆積させ、その内側に中粒５２を堆積させ、さらに垂直壁１２ａ側に粗粒５３を堆積させるようにして、排出初期に粗粒を、排出末期に細粒を排出し、旋回シュート１６によって炉中心部に粗粒を装入し、炉壁側に細粒を装入するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態においては、偏析制御板２１の裏面側に永久磁石２２のみを固定配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、永久磁石２２の裏面側に永久磁石２２より幅方向の両端で外側に突出しその突出端から前方に折り返した断面コ字状の磁気ヨークを配設して偏析制御板２１の幅方向両端部の吸引力を増加させるようにしてもよい。
【００４６】
さらに、上記実施形態においては、偏析制御板２１の裏面の全面に永久磁石２２を配設した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、偏析制御板２１の裏面の幅方向の中央部を除く両側位置に永久磁石を配置するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、偏析制御板２１に永久磁石２２を固定配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、永久磁石２２に代えて電磁石を配置するようにしてもよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態においては、偏析制御板１２が平板状に形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、幅方向の両端に側板を形成するようにしてもよく、この場合には側板の裏側に永久磁石を配置するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、炉頂バンカー１２を３つパラレル配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、２つの炉頂バンカー１２を設けるようにしてもよく、４つ以上の炉頂バンカー１２を設けるようにしてもよい。さらには、複数の炉頂バンカー１２を上下に配置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１…鉱石類粉ホッパー、２…鉱石類原料、３…コークスホッパー、４…コークス、５…鉱石コンベア、６…リザービングホッパー、７…高炉装入原料、８…装入コンベア、１０…高炉、１１…レシービングシュート、１２…炉頂バンカー、１３…排出口、１４…集合ホッパー、１５…ベルレス式装入装置、１６…旋回シュート、２１…偏析制御板、２１ａ…原料当接面、２２…永久磁石、５１…貯留槽、５２…鉱石コンベア、５３…リザービングホッパー、５４…装入コンベア、５５…炉頂バンカー、５６…ベルレス式装入装置、５７…旋回シュート、５８…高炉炉体、５９…垂直シュート、６０…ベルトコンベア、６１…サンプリングボックス、６２…偏析制御板、６３…永久磁石
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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