JP6885528B1 - 高炉への原料装入方法 - Google Patents

Abstract

炉内の通気性を確保しつつ高い還元反応性が維持される混合コークスが混合された鉱石層を形成できる高炉への原料装入方法を提供する。装入シュートを有するベルレス装入装置を用いて鉱石と混合コークスとの混合物を２バッチ以上に分割して高炉内に装入する高炉への原料装入方法であって、鉱石を粗粒鉱石と、粗粒鉱石よりも平均粒径が小さい細粒鉱石とに分け、粗粒鉱石に混合コークスを混合して混合コークスが混合された粗粒鉱石とし、細粒鉱石に混合コークスを混合して混合コークスが混合された細粒鉱石とし、少なくとも１バッチ目に高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点よりも炉中心側から炉壁側へ前記装入シュートを傾動させて前記混合コークスが混合された粗粒鉱石の全部または一部を装入する。

Description

本発明は、高炉への原料装入方法に関する。

高炉では、炉頂部から原料である鉱石とコークスを所定量ずつ交互に装入して、炉内に鉱石層とコークス層とを交互に積層させている。この一層分の鉱石、コークスをそれぞれ１チャージ分の鉱石、コークスという。高炉では、炉内の鉱石層、コークス層の炉半径方向での層厚比を制御することで炉内のガス流れを制御している。装入シュートを有するベルレス装入装置を有する高炉では、安定な高炉操業を実現し、還元材比を低減できる層厚比分布を形成させるために、原料を装入する間に装入シュートの傾動角を適宜変更している。更に、高炉内のガス流れを制御するために、各チャージの鉱石やコークスを複数回バッチに分けて装入することも行われている。

近年、地球温暖化防止の観点からＣＯ_２削減が求められている。鉄鋼業においてはＣＯ_２排出量の約７０％が高炉によるものなので、高炉におけるＣＯ_２排出量の削減が求められる。高炉におけるＣＯ_２排出量の削減は、高炉で使用する還元材（コークス、微粉炭、天然ガスなど）の削減により可能である。ここで、還元材を削減する１つの手段として、鉱石層へのコークス混合技術が知られている。非特許文献１には、鉱石層に５０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの小塊コークスを混合することで高炉操業における還元材比を低減できることが開示されている。

鉱石層へのコークス混合技術として、特許文献１には、鉱石層を２バッチに分けて装入する際の１バッチ目を鉱石とコークスの混合物とし、このうちの前半は装入シュートを炉壁側から炉中心側へ傾動させて装入する順傾動装入とし、後半は炉中心側から炉壁側へ傾動させて装入する逆傾動装入とする方法が開示されている。特許文献１によると、このように装入することでコークス混合率が制御され、これにより鉱石の還元性を改善できるとしている。特許文献２には、炉中心付近に装入される鉱石に小塊コークスを混合した上で、順傾動装入する方法が開示されている。

一方、高炉の生産性は高炉へ送風できる風量に律されるので、高炉内の通気性確保も重要である。高炉内の通気性を確保する技術として、非特許文献２には、焼結鉱を分級し粗粒を中心側に、細粒を高炉周辺側に装入する方法が開示されている。

特許第６２６０２８８号公報 特許第６１６７８２９号公報

阿南邦義、他５名、「小塊コークス多量使用による高出銑低燃料比安定操業」、材料とプロセス、１２巻（１９９９）、ｐ２３４ 奥野嘉雄他、５名、「焼結鉱粒度別装入法によるオールコークス操業の改善」、鉄と鋼、６９巻（１９８３）、１４号 ｐ１５７８‐１５８４

粗粒鉱石を高炉中心側に装入することで高炉内の通気性は改善されると考えられるが、粗粒鉱石は比表面積が小さく炉内での反応性が劣るので、かえって高炉の還元材比を上昇させてしまう懸念がある。この粗粒鉱石の還元反応性を担保するために、コークス混合技術の適用が考えられる。しかしながら、特許文献１、２に開示された順傾動装入では、装入位置から炉中心側に流れ込むように鉱石とコークスの混合物が装入される。このため、鉱石に比べて比重の軽いコークスが分離し、炉中心側に偏析させてしまう懸念がある。炉中心側にコークスが偏析すると有効に鉱石と混合されるコークスの割合が少なくなるので還元反応性の改善効果が得られない、という課題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、高炉内の通気性を確保しつつ高い還元反応性が維持される混合コークスが混合された粗粒鉱石層を形成できる、高炉への原料装入方法を提供することである。

上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
（１）装入シュートを有するベルレス装入装置を用いて鉱石と混合コークスとの混合物を２バッチ以上に分割して高炉内に装入する高炉への原料装入方法であって、前記鉱石を粗粒鉱石と、前記粗粒鉱石よりも平均粒径が小さい細粒鉱石とに分け、前記粗粒鉱石に混合コークスを混合して混合コークスが混合された粗粒鉱石とし、前記細粒鉱石に混合コークスを混合して混合コークスが混合された細粒鉱石とし、少なくとも１バッチ目に高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点よりも炉中心側から炉壁側へ前記装入シュートを傾動させて前記混合コークスが混合された粗粒鉱石の全部または一部を装入する、高炉への原料装入方法。
（２）最終バッチで前記高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点よりも炉壁側から炉中心側へ前記装入シュートを傾動させて前記混合コークスが混合された細粒鉱石の全部または一部を装入する、（１）に記載の高炉への原料装入方法。

本発明に係る高炉への原料装入方法を実施することで、混合コークスが混合された粗粒鉱石が炉中心側に流れ込むことが抑制され、炉中心側にコークスが偏析することが抑制される。これにより、高炉内の通気性を確保しつつ高い還元反応性が維持される混合コークスが混合された粗粒鉱石層が形成され、高炉操業における還元材比およびコークス比の低減が実現できる。

図１は、本実施形態に係る高炉への原料装入方法で装入された混合コークスが混合された粗粒鉱石層１２および混合コークスが混合された細粒鉱石層１４の断面模式図である。 図２は、１バッチ目の粗粒鉱石に混合する混合コークスの混合量と還元速度との関係を示すグラフである。

高炉内の通気性を確保しつつ高い還元性を維持させるために鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石とに分割し、それぞれに混合コークスを混合して混合コークスが混合された粗粒鉱石と、混合コークスが混合された細粒鉱石とする。本発明者らは、装入シュートを順傾動させて混合コークスが混合された粗粒鉱石を高炉内に装入すると、これらが炉中心側に流れ込み、コークスと鉱石との比重差および粒径差により、粗粒鉱石に混合されたコークスが分離し炉中心側に偏析することを確認した。この対策として、混合コークスが混合された粗粒鉱石を逆傾動させて高炉内に装入することで粗粒鉱石に混合された混合コークスの偏析が抑制され、高炉内の通気性を確保しつつ高い還元反応性が維持される混合コークスが混合された粗粒鉱石層を形成できることを見出して本発明を完成させた。以下、本発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。

本実施形態の説明において、鉱石に混合するコークスを、高炉内のコークス層の形成に用いられるコークスと区別するために混合コークスと記載する。混合コークスの粒径は５〜４０ｍｍの範囲内である。鉱石は、焼結工場で製造された焼結鉱であり、粗粒鉱石および当該粗粒鉱石よりも平均粒径が小さい細粒鉱石は、４〜１０ｍｍの範囲内のいずれかの大きさの目開きの篩を用いて当該焼結鉱を篩分けすることで分割される。篩には、一般に鉱石の篩分けに使用される織網やパンチメタル、グリズリーバー等種々の型式のものを用いてよい。高炉では多量の鉱石が使用されるので、グリズリーバータイプの篩を用いることが好ましい。

４〜１０ｍｍの範囲内の目開きの篩を用いて焼結鉱を分割することで、焼結鉱を適切な質量割合で粗粒鉱石と細粒鉱石とに分割できるとともに、粗粒鉱石の反応性低下を抑制できる。４ｍｍより小さい目開きの篩を用いると、細粒鉱石の採取量が極端に少なくなって大半が粗粒鉱石になってしまい、鉱石の粒度分級による装入が困難になるので好ましくない。１０ｍｍより大きい目開きの篩を用いると、粗粒鉱石の平均粒径が大きくなって鉱石の反応性が低下するので好ましくない。

すなわち、焼結鉱を４〜１０ｍｍの範囲内のいずれかの大きさの目開きの篩で篩分け、篩上に篩分けられた焼結鉱が粗粒鉱石であり、篩下に篩分けられた焼結鉱が細粒鉱石である。鉱石の粒度分布および分割する目開きの大きさにより粗粒鉱石と細粒鉱石の質量比が変わるが、粗粒鉱石と細粒鉱石との質量比率が５０：５０〜９０：１０の範囲内となる目開きの篩を選定することが好ましい。このように鉱石を所定の粒径で粗粒鉱石、細粒鉱石として分割し、それぞれを別のバッチで高炉内へ装入することで、炉内半径方向での鉱石粒径の制御性が向上する。５〜８ｍｍの目開きの篩を用いて焼結鉱を篩分けして粗粒鉱石および細粒鉱石に分割することがより好ましい。

焼結鉱の粒度分布は焼結機の操業条件により変動することがある。このような場合には、たとえば、粗粒鉱石と細粒鉱石の質量比率が概ね５０：５０となるように篩の目開きを一定にして粗粒鉱石と細粒鉱石を篩分けしておく。そして、高炉で使用する粗粒鉱石と細粒鉱石のバランスに合わせて、適宜混合して使用してもよい。すなわち、高炉で使用する粗粒鉱石が足りない場合は細粒鉱石の一部を粗粒鉱石へ混合し、高炉で使用する細粒鉱石が足りない場合は粗粒鉱石の一部を細粒鉱石へ混合してもよい。

本実施形態に係る高炉への原料装入方法では、混合コークスが混合された鉱石層の形成に用いられる鉱石を上述した方法で粗粒鉱石と細粒鉱石とに分割する。そして、粗粒鉱石および細粒鉱石のそれぞれに混合コークスを混合して、混合コークスが混合された粗粒鉱石および混合コークスが混合された粗粒鉱石を調製する。粗粒鉱石および細粒鉱石に混合する混合コークスの混合量は、３０ｋｇ／ｔ−ｐiｇ以上１００ｋｇ／ｔ−ｐiｇ以下であればよく、４０ｋｇ／ｔ−ｐiｇ以上８０ｋｇ／ｔ−ｐiｇ以下であることが好ましい。単位ｋｇ／ｔ−ｐiｇは、混合コークスを混合する粗粒鉱石あるいは細粒鉱石のそれぞれの鉱石が溶融、還元して製造される溶銑の質量（ｔ）に対する、混合される混合コークスの質量（ｋｇ）を表す。

混合コークスと粗粒鉱石は、例えば、粗粒鉱石が堆積したコンベア上に混合コークスをさらに堆積させることで混合される。混合コークスが混合された粗粒鉱石は、コンベアによって炉頂ホッパーに装入され、装入シュートを介して高炉内に装入される。

同様に混合コークスと細粒鉱石は、例えば、細粒鉱石が堆積したコンベア上に混合コークスをさらに堆積させることで混合される。混合コークスが混合された細粒鉱石は、コンベアによって炉頂ホッパーに装入され、装入シュートを介して高炉内に装入される。

図１は、本実施形態に係る高炉への原料装入方法で装入された混合コークスが混合された粗粒鉱石層１２および混合コークスが混合された細粒鉱石層１４の断面模式図である。図１の横軸は無次元炉口半径であり、炉中心からの距離を炉口半径で除した値である。縦軸は基準高さからの相対高さである。図１に示した例では、混合コークスが混合された鉱石は２バッチに分けて高炉に装入され、１バッチ目の装入により混合コークスが混合された粗粒鉱石層１２が形成され、２バッチ目の装入により混合コークスが混合された細粒鉱石層１４が形成される。

本実施形態に係る高炉への原料装入方法では、１バッチ目に装入シュートを高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点よりも炉中心側から炉壁側へ傾動（以後、この傾動を「逆傾動」と記載する。）させて混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入し、粗粒鉱石層１２をコークス層１０の上に形成させる。図１に示すように、コークス層１０の堆積面は、無次元炉口半径が小さい炉中心側が低く、炉壁側に向けて高くなるように傾斜している。このため、装入シュートを逆傾動させて混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入すると、コークス層１０の傾斜した堆積面に対して下方から積み上がるように混合コークスが混合された粗粒鉱石が堆積するので、粗粒鉱石が炉口半径方向に広がらない。この結果、混合コークスが混合された粗粒鉱石が炉中心側に流れ込むことが抑制され、混合コークスの炉中心側への偏析が抑制される。これにより、高炉内の通気性を確保しつつ高い還元反応性が維持される混合コークスが混合された粗粒鉱石層が形成され、高炉操業における還元材比が低減する。

一方、１バッチ目に、装入シュートを炉中心と炉壁との中間点よりも炉壁側から炉中心側へ傾動（以後、この傾動を「順傾動」と記載する。）させて混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入すると、粗粒鉱石は炉壁側の傾斜面の上方から炉中心側の傾斜面の下方へ流れるように装入される。このように装入されると、粗粒鉱石は炉中心側に流れ込み、炉中心側に広がって堆積する。粗粒鉱石が炉中心側に広がると、混合コークスと鉱石との比重差および粒径差により粗粒鉱石に混合された混合コークスが分離し混合コークスが炉中心側に偏析する。混合コークスが炉中心側に偏析すると、鉱石に有効に混合される混合コークスの量が少なくなるので、高い還元反応性が維持されず高炉操業における還元材比が高くなる。

図２は、１バッチ目の粗粒鉱石に混合する混合コークスの混合量と１３００℃までの平均還元速度との関係を示すグラフである。図２の横軸は混合コークスの混合量（ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ）であり、縦軸は１３００℃までの平均還元速度（ｍоｌ／ｍｉｎ）である。平均還元速度は、１５５０ｇの鉱石を各コークス混合条件において１０００℃から１３００℃まで５℃／ｍｉｎで昇温させ、ＣＯガスにて還元させた際に得られる平均還元速度であり、還元により除去される酸素量をｍｏｌ数で示した値である。図２の実線は、装入シュートを逆傾動させて混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入した場合の上記関係を示す。図２の点線は、装入シュートを順傾動させて混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入した場合の上記関係を示す。

図２に示すように、混合コークス混合量に対する還元速度の向上効果は、装入シュートを順傾動させて粗粒鉱石を装入するよりも、装入シュートを逆傾動させて粗粒鉱石を装入する方が高くなった。この結果から、装入シュートを逆傾動させて１バッチ目の混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入することで、混合コークスの炉中心側への偏析が抑制され、これにより、高い還元反応性が維持される混合コークスが混合された粗粒鉱石層が形成できることが確認された。

再び、図１を参照する。混合コークスが混合された細粒鉱石は、粗粒鉱石の装入後の最終バッチとなる２バッチ目に高炉内に装入される。これにより、粗粒鉱石層１２の上に細粒鉱石層１４が形成される。図１に示すように、粗粒鉱石層１２は、炉中心と炉壁の中間点から炉壁側に向けてなだらかに低くなるように傾斜している。このため、混合コークスが混合された細粒鉱石は、装入シュートを順傾動させて高炉内に装入されることが好ましい。このように細粒鉱石を装入することで、傾斜した粗粒鉱石層１２の下方から積み上がるように細粒鉱石が堆積するので、装入された粗粒鉱石が炉口半径方向に広がらない。これにより、混合コークスが混合された細粒鉱石が炉壁側に流れ込むことが抑制され、混合コークスの炉壁側への偏析が抑制される。この結果、高い還元反応性が維持される混合コークスが混合された細粒鉱石層が形成され、さらなる還元材比の低減が実現できる。

一方、２バッチ目の細粒鉱石が装入シュートを逆傾動させて装入されると、細粒鉱石は炉中心側の傾斜面の上方から炉壁側の傾斜面の下方へ流れるように装入される。このため、細粒鉱石は炉壁側に広がって堆積する。細粒鉱石が炉壁側に広がると、コークスと鉱石との比重差および粒径差により細粒鉱石に混合された混合コークスが炉壁側に偏析する。混合コークスが炉壁側に偏析すると、鉱石に有効に混合される混合コークスの量が少なくなる。この結果、２バッチ目の細粒鉱石が装入シュートを順傾動させて装入される場合と比較して炉壁部での高い還元反応性が維持されず高炉操業における還元材比が比較的高くなる。

このように、本実施形態に係る高炉への原料装入方法では、鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石とに分け、それぞれに混合コークスを混合する。そして、１バッチ目に装入シュートを逆傾動させて混合コークスが混合された粗粒鉱石を高炉内に装入する。これにより、粗粒鉱石に混合された混合コークスが炉中心側に偏析することが抑制される。この結果、高炉内の通気性を確保しつつ高い還元反応性が維持される混合コークスが混合された粗粒鉱石層が形成され、高炉操業における還元材比の低減が実現できる。

本実施形態では、鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石とに分割し、それぞれに混合コークスを混合して、１バッチ目に混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入し、最終バッチとなる２バッチ目に混合コークスが混合された細粒鉱石を装入する例を示したが、これに限らない。例えば、鉱石と混合コークスとの混合物を３バッチ以上に分割してもよい。この場合においても、少なくとも１バッチ目に装入シュートを逆傾動させて混合コークスが混合された粗粒鉱石の全部または一部を装入することで炉中心側への混合コークスの偏析が抑制される。このため、１バッチ目に装入シュートを順傾動させて混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入した場合よりも高炉操業における還元材比は低減する。さらに、最終バッチに装入シュートを順傾動させて混合コークスが混合された細粒鉱石の全部または一部を装入することで炉壁部での高い還元反応性が維持され、高炉操業における還元材比の低減が実現できる。

鉱石と混合コークスとの混合物を３バッチ以上に分割して装入する場合に、１バッチ目と最終バッチ以外の鉱石バッチでは、混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入しても、混合コークスが混合された細粒鉱石を装入してもよい。このバッチでは、混合コークスが混合された粗粒鉱石または混合コークスが混合された細粒鉱石を逆傾動で装入することがより好ましい。これら原料を逆傾動で装入することで、その前のバッチで装入された混合コークスの一部を伴って炉中心側へ流れ込むことが抑制され、これにより、混合コークスが炉中心側に偏析することが抑制される。

本実施形態に係る高炉への原料装入方法で混合コークスが混合された粗粒鉱石および細粒鉱石を高炉に装入して高炉操業を実施し、還元材比およびコークス比の低減効果を確認した実施例を説明する。装入シュートを有するベルレス装入装置を備え、内容積が５０００ｍ^３である高炉に、まずコークスを装入してコークス層を形成させた後、ベルレス装入装置を用いて炉内に鉱石を装入して鉱石層を形成させた。この操作を繰り返し実施し、炉内にコークス層と鉱石層とを交互に形成させて高炉操業を実施した。

実施例１では、細粒鉱石の平均粒径に対する粗粒鉱石の平均粒径の比率、１バッチ目の装入シュートの傾動方向、２バッチ目の装入シュートの傾動方向および混合コークスの混合の有無を変え、他の条件は同じにして高炉操業における還元材比およびコークス比を測定した。比較例１〜５および発明例１〜３の測定条件および測定結果を下記表１に示す。混合コークスの混合率は６０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇである。

粗粒鉱石と細粒鉱石とに分離するのに用いた篩は、目開き１０ｍｍ（平均粒径比１．８５）および目開き１４ｍｍ（平均粒径比１．３５）の篩である。平均粒径比とは、上記篩で篩分けられた粗粒鉱石の平均粒径を細粒鉱石の平均粒径で除した値である。

目開き１０ｍｍの篩を用いて篩分けられた細粒鉱石の平均粒径は８ｍｍであり、粗粒鉱石の平均粒径は１４．８ｍｍであった。この粗粒鉱石と細粒鉱石との質量比は６６：３４であった。

目開き１４ｍｍを用いて篩分けられた細粒鉱石の平均粒径は１２ｍｍであり、粗粒鉱石の平均粒径は１６．２ｍｍであった。この粗粒鉱石と細粒鉱石との質量比は５８：４２であった。混合コークスの平均粒径は２５ｍｍであった。

平均粒径は、鉱石、コークス共に、ＪＩＳＺ ８８０１−２０１９に規定される公称目開き１ｍｍ以上の篩を用いて篩分けて求めた。篩分けられた質量の代表径として、１ｍｍの篩下は０．５ｍｍ、その他は各篩とその一つ上の目開きの篩の主寸法の平均値を使用し、代表径に対して篩分けられた質量を加重平均して平均粒径を求めた。

表１における「Ｏ１傾動方向」は、１バッチ目に装入する鉱石の装入シュートの傾動方向を示す。「Ｏ２傾動方向」は、２バッチ目に装入する鉱石の装入シュートの傾動方向を示す。比較例２〜５、発明例１〜３においては、１バッチ目に粗粒鉱石を装入し、２バッチ目に細粒鉱石を装入した。傾動方向における「順」は、装入シュートを順傾動させて鉱石を装入したことを示し、「逆」は、装入シュートを逆傾動させて鉱石を装入したことを示す。

発明例１では、鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石とに分割（粒径比１．３５）し、これらに混合コークスを混合して１バッチ目に粗粒鉱石を逆傾動で装入した。この結果、発明例１は、同じ条件で１バッチ目に粗粒鉱石を順傾動で装入した比較例３よりもガス利用率が高くなり、充填層の圧力損失が減少し、還元材比およびコークス比が低減した。同様に、発明例３では、鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石に分割（粒径比１．８３）し、これらに混合コークスを混合して１バッチ目に粗粒鉱石を逆傾動で装入した。この結果、発明例３は、同じ条件で１バッチ目に粗粒鉱石を順傾動で装入した比較例５よりもガス利用率が高くなり、充填層の圧力損失が減少し、還元材比およびコークス比が低減した。

発明例２、３および比較例５との比較から、２バッチ目の細粒鉱石の傾動方向が順傾動であっても逆傾動であっても、１バッチ目の粗粒鉱石を逆傾動で装入することで、１バッチ目の粗粒鉱石を順傾動で装入した場合より還元材比およびコークス比が低減できることがわかる。これらの結果から、鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石とに分け、それぞれに混合コークスを混合し、１バッチ目に逆傾動で混合コークスが混合された粗粒鉱石を装入することで、高炉操業における還元材比およびコークス比を低減できることが確認された。

さらに、２バッチ目の混合コークスが混合された細粒鉱石を順傾動で装入した発明例３は、同じ条件で２バッチ目の混合コークスが混合された細粒鉱石を逆傾動で装入した発明例２よりも還元材比およびコークス比が低減した。この結果から、２バッチ目の混合コークスが混合された細粒鉱石を逆傾動で装入することで、高炉操業における還元材比およびコークス比をさらに低減できることが確認された。

鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石とに分割し、１バッチ目に粗粒鉱石を装入し、２バッチ目に細粒鉱石を装入した比較例２、４は、鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石に分割しないで装入した比較例１よりも還元材比およびコークス比が低減した。一方、比較例２、４は混合コークスを混合していないので還元反応性が劣り、このため、比較例３、５よりも還元材比およびコークス比が増加した。

実施例１と同じ高炉を使用して、鉱石を３バッチで装入して、出銑比２．０の条件で操業した例を表２に示す。粗粒鉱石と細粒鉱石の篩分けも実施例１と同様に平均粒径比１．３５と１．８５の２種類の条件とした。比較例１１および発明例１１〜２４の測定条件および測定結果を下記表２に示す。

表２における「Ｏ１傾動方向」は、１バッチ目に装入する鉱石の装入シュートの傾動方向を示す。「Ｏ２傾動方向」は、２バッチ目に装入する鉱石の装入シュートの傾動方向を示す。「Ｏ３傾動方向」は、最終バッチである３バッチ目に装入する鉱石の傾動方向を示す。傾動方向における「順」は、装入シュートを順傾動させて鉱石を装入したことを示し、「逆」は、装入シュートを逆傾動させて鉱石を装入したことを示す。

比較例１１および発明例１１、１２では、鉱石を粗粒鉱石と細粒鉱石とに分割（粒径比１．３５）し、これらに混合コークスを混合した。比較例１１では、１バッチ目、２バッチ目の各バッチを粗粒鉱石とし、３バッチ目は細粒鉱石とし、いずれも順傾動で装入した。これに対して発明例１１では、１バッチ目に粗粒鉱石を逆傾動で装入し、２バッチ目は粗粒鉱石を逆傾動で装入し、３バッチ目に細粒鉱石を順傾動で装入した。発明例１２では、１バッチ目に粗粒鉱石を逆傾動で装入し、２バッチ目は細粒鉱石を順傾動で装入し、３バッチ目に細粒鉱石を順傾動で装入した。発明例１１、１２のいずれの場合も比較例１１に比べてガス利用率が高くなり、充填層の圧力損失が減少し、還元材比およびコークス比が低減した。なかでも、２バッチ目を逆傾動で装入した発明例１１の方が順傾動で装入した発明例１２よりも還元材比およびコークス比が低減し、より好ましいことが確認された。

発明例１３から発明例２４では、粗粒鉱石と細粒鉱石との篩分けを目開き１０ｍｍ（平均粒径比１．８５）の篩を用いて行なった。発明例１３から２４のいずれも、１バッチ目は粗粒鉱石を逆傾動で装入した。

発明例１３から発明例１６では、２バッチ目を細粒鉱石、３バッチ目を粗粒鉱石として、２バッチ目、３バッチ目の装入シュートの傾動方向をそれぞれ逆、順とした４パターンで原料を装入した。発明例１３から発明例１６のいずれの場合も比較例１１よりもガス利用率が高くなり、充填層の圧力損失が減少し、還元材比およびコークス比が低減した。

発明例１７から発明例２０では、２バッチ目を粗粒鉱石、３バッチ目を細粒鉱石として、２バッチ目、３バッチ目の装入シュートの傾動方向をそれぞれ逆、順とした４パターンで原料を装入した。発明例１７から発明例２０のいずれの場合も比較例１１よりもガス利用率が高くなり、充填層の圧力損失が減少し、還元材比およびコークス比が低減した。なかでも、３バッチ目を順傾動で装入した発明例１８、２０は、３バッチ目を逆傾動で装入した発明例１７、１９に比べて、ガス利用率が高く、充填層の圧力損失が減少しており、より好ましいことが確認された。

発明例２１から発明例２４では、２バッチ目、３バッチ目をいずれも細粒鉱石として、２バッチ目、３バッチ目の装入シュートの傾動方向をそれぞれ逆、順とした４パターンで原料を装入した。発明例２１から発明例２４のいずれの場合も比較例１１よりもガス利用率が高くなり、充填層の圧力損失が減少し、還元材比およびコークス比が低減した。なかでも、３バッチ目を順傾動で装入した発明例２２、２４は、３バッチ目を逆傾動で装入した発明例２１、２３に比べて、ガス利用率が同等か高く、充填層の圧力損失が減少しており、より好ましいことが確認された。

１０ コークス層
１２ 粗粒鉱石層
１４ 細粒鉱石層

Claims (2)

1. 装入シュートを有するベルレス装入装置を用いて鉱石と混合コークスとの混合物を２バッチ以上に分割して高炉内に装入する高炉への原料装入方法であって、
   前記鉱石を粗粒鉱石と、前記粗粒鉱石よりも平均粒径が小さい細粒鉱石とに分け、前記粗粒鉱石に混合コークスを混合して混合コークスが混合された粗粒鉱石とし、前記細粒鉱石に混合コークスを混合して混合コークスが混合された細粒鉱石とし、
   少なくとも１バッチ目に高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点よりも炉中心側から炉壁側へ前記装入シュートを傾動させて前記混合コークスが混合された粗粒鉱石の全部または一部を装入する、高炉への原料装入方法。
2. 最終バッチで前記高炉の半径方向における炉中心と炉壁との中間点よりも炉壁側から炉中心側へ前記装入シュートを傾動させて前記混合コークスが混合された細粒鉱石の全部または一部を装入する、請求項１に記載の高炉への原料装入方法。

Images