JPH0978110A - Operation of blast furnace - Google Patents
Operation of blast furnaceInfo
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- JPH0978110A JPH0978110A JP23288195A JP23288195A JPH0978110A JP H0978110 A JPH0978110 A JP H0978110A JP 23288195 A JP23288195 A JP 23288195A JP 23288195 A JP23288195 A JP 23288195A JP H0978110 A JPH0978110 A JP H0978110A
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Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、高炉の操業方法
に関し、特に高炉下部および炉底部の原料堆積状態を制
御して、炉底部耐火物の溶銑流動による損耗を抑制する
原料装入方法を特徴とする高炉操業方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for operating a blast furnace, and particularly to a method for charging a raw material by controlling the raw material deposition state in the lower part and the bottom of the blast furnace to suppress wear of refractory at the bottom of the furnace due to hot metal flow. And the blast furnace operating method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】銑鉄を製造する高炉は近年大型化が進
み、それに伴って改修費用も莫大なものになっている。
このため、最近の高炉操業においては、銑鉄の安定製造
とともに、炉寿命の延長が重要な課題になっている。2. Description of the Related Art Blast furnaces for producing pig iron have become larger in size in recent years, and the repair cost has been enormous accordingly.
Therefore, in recent blast furnace operation, stable production of pig iron and extension of furnace life have become important issues.
【０００３】高炉の寿命判断は、生産計画に沿った吹き
止めを除けば、炉本体の損傷程度に基づいて下されるこ
とになるが、そのポイントは一時的な休風による補修で
は対処できないほど炉内面の損傷が甚だしくなっている
か否かにある。The life of the blast furnace is judged based on the degree of damage to the furnace body, except for blow-off according to the production plan. It depends on whether the inner surface of the furnace is seriously damaged.
【０００４】近年の高炉操業においては、稼動開始以
降、定期的にあるいは必要に応じて休風し、炉内面から
の補修が行われる。この補修技術の進歩により高炉炉体
の中で羽口より上部の側壁部については、ある程度の炉
体維持が可能となっている。しかし、羽口より下方の炉
体側壁部および底部（以下、それぞれ「炉底側壁」およ
び「炉底底部」という）は、溶銑滓が存在する部位であ
り、また、羽口より下部の内容物の排出が容易でないた
め、同部の損傷に対する抜本的な補修は不可能である。
従って、炉底側壁および炉底底部の損傷状況が高炉の寿
命を決すると言ってよく、炉寿命延長の主眼点は同部の
損傷抑止にある。In blast furnace operation in recent years, after the start of operation, the blast furnace is blown off periodically or as needed, and repair is performed from the inside of the furnace. Due to the progress of this repair technique, it is possible to maintain the side wall of the blast furnace furnace body above the tuyere to some extent. However, the side wall and bottom of the furnace body below the tuyere (hereinafter referred to as “furnace bottom side wall” and “furnace bottom bottom”, respectively) are the parts where the molten pig iron is present, and the contents below the tuyere Since it is not easy to discharge, it is impossible to radically repair damage to the area.
Therefore, it can be said that the damage condition of the bottom wall of the furnace bottom and the bottom part of the furnace bottom determines the life of the blast furnace, and the main point of extending the life of the furnace is to prevent damage to the same part.
【０００５】なお、高炉炉体は、外壁を構成する鉄皮
と、その中側に設置されたステーブ、冷却盤、冷却パイ
プ等の炉体冷却手段、さらにその内側に敷設された耐火
レンガからなるが、前記の炉底底部、炉底側壁の損傷抑
止とは、具体的には炉内面にある耐火レンガの損耗を抑
制することを意味する。The furnace body of the blast furnace is composed of an iron shell constituting the outer wall, a furnace body cooling means such as a stave, a cooling plate, and a cooling pipe installed on the inner side thereof, and a refractory brick laid inside thereof. However, the above-mentioned suppression of damage to the bottom of the furnace bottom and the side wall of the furnace bottom specifically means suppression of wear of the refractory bricks on the inner surface of the furnace.
【０００６】さて、炉底底部、炉底側壁のレンガ損耗の
機構は複雑であるが、損耗の主たる要因はレンガ表面に
接触する溶銑の流動による溶損にあり、炉底底部、炉底
側壁近傍の溶銑が強く流動するほどレンガ損耗は進行す
る。従って、炉底底部、炉底側壁のレンガ損耗を抑制す
るには、炉底部の通液性を制御して炉底底部、炉底側壁
近傍における溶銑流速を低下させる必要がある。Although the mechanism of brick wear at the bottom of the furnace bottom and the side wall of the furnace bottom is complicated, the main cause of the wear is the melt loss due to the flow of hot metal in contact with the brick surface. Brick wear progresses as the molten pig iron flows strongly. Therefore, in order to suppress the brick wear of the bottom of the furnace bottom and the side wall of the furnace bottom, it is necessary to control the liquid permeability of the furnace bottom to reduce the hot metal flow rate in the vicinity of the bottom of the furnace bottom and the side wall of the furnace bottom.
【０００７】従来、炉底側壁あるいは炉底底部のレンガ
損耗を抑制するために行われている高炉への含Ti鉄源原
料の装入あるいは含Ti鉱石の羽口吹き込みは、Ti濃度を
高めて溶銑の粘度を上昇させ、これによって同部近傍の
溶銑流速を低下させようとするものである。しかし、含
Ti鉱石は高価なものであり、これを常用することは製銑
コストを上げることになる。さらに、含Ti鉱石を多量に
使用すれば、出銑・出滓状況が悪化する危険がある。[0007] Conventionally, in order to suppress the brick wear of the bottom wall of the furnace bottom or the bottom of the furnace bottom, the charging of the Ti-containing iron source raw material into the blast furnace or the blowing of the ore-bearing ore of the Ti-containing ore into the blast furnace is performed by increasing the Ti concentration. It is intended to increase the viscosity of the hot metal and thereby reduce the hot metal flow rate in the vicinity thereof. However, including
Ti ore is expensive, and using it regularly increases the cost of ironmaking. Furthermore, if a large amount of Ti-containing ore is used, there is a risk that the status of tapping and slag will deteriorate.
【０００８】ところで、高炉内の装入物の降下挙動は次
のとおりである（例えば、日本鉄鋼協会、鉄鋼基礎共同
研究会の高炉反応部会最終報告書（昭和57年７月）『高
炉内現象とその解析』の中の「解体調査の総合検討結
果」参照）。By the way, the falling behavior of the charge in the blast furnace is as follows (for example, the final report of the blast furnace reaction subcommittee of the Japan Iron and Steel Institute and the Iron and Steel Foundation Joint Research Group (July 1982): "Blast furnace phenomena"). And "Analysis" in "Comprehensive Investigation Results of Demolition Survey").
【０００９】図７は従来の高炉解体調査で判明した炉内
状態を説明する断面模式図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the in-furnace condition found by the conventional blast furnace disassembly study.
【００１０】図示の高炉１の上半部の塊状部29は、交互
に積層されたコークス層と鉱石層とが層状を維持しなが
ら降下する領域である。その下部の軟化融着帯30は、鉱
石層が軟化融着し、最終的には溶解する領域である。鉱
石層が溶解して消失するとコークスの降下が促進され、
軟化融着帯30の下部と炉芯部32のコークス堆積層との間
にコークス帯31が形成されている。このコークス帯31
は、大部分が羽口21の先端の燃焼帯24へのコークス供給
源となり、一部が炉芯部32へのコークス供給源となる領
域である。The block portion 29 in the upper half of the illustrated blast furnace 1 is an area where the coke layers and the ore layers, which are alternately stacked, descend while maintaining the layered state. The softening fusion zone 30 below the softening fusion zone 30 is a region where the ore layer is softened and fused, and finally melted. When the ore layer melts and disappears, coke fall is promoted,
A coke zone 31 is formed between the lower part of the softening cohesive zone 30 and the coke deposit layer of the furnace core section 32. This coke belt 31
Is an area where most of the coke is supplied to the combustion zone 24 at the tip of the tuyere 21, and part of the coke is supplied to the furnace core 32.
【００１１】炉芯部32は円錐状のコークス堆積層（以
下、「炉芯コークス堆積層」という）であり、この領域
のコークスは溶鉄中への炭素溶解に消費される以外はほ
とんど反応に関与せず、長時間炉内に滞留する。そし
て、炉底底部19近傍は炉芯コークス堆積層により完全に
占められているのではなく、コークスが存在しない溶銑
だけで占められる空間（以下、「コークフリー層（28)
」という）が存在し得ることが確認されている。The furnace core portion 32 is a conical coke deposit layer (hereinafter referred to as "furnace core coke deposit layer"), and the coke in this region is mostly involved in the reaction except that it is consumed to dissolve carbon in molten iron. Instead, it stays in the furnace for a long time. And, the vicinity of the bottom 19 of the furnace bottom is not completely occupied by the core coke deposit layer, but is a space occupied by only the hot metal without coke (hereinafter, referred to as "coke-free layer (28)".
It is confirmed that there can be a).
【００１２】上記のコークフリー層28は溶銑流動にとっ
て自由空間であるため、その通液性は、炉芯コークス堆
積層の通液性に比べて著しく高い。このため、コークフ
リー層の存在の有無あるいはその層厚が溶銑流動を大き
く支配する因子となる。すなわち、このコークフリー層
28を無くすることができれば、炉底底部19近傍の溶銑流
速を低下させることができ、同部のレンガ損耗の進行を
抑制できることになる。Since the above-mentioned coke-free layer 28 is a free space for hot metal flow, its liquid permeability is significantly higher than that of the furnace core coke deposit layer. Therefore, the presence or absence of the coke-free layer or the thickness of the layer is a factor that largely controls the hot metal flow. That is, this cork-free layer
If 28 can be eliminated, the hot metal flow velocity in the vicinity of the bottom 19 of the furnace bottom can be reduced, and the progress of brick wear of the same can be suppressed.
【００１３】さて、コークフリー層28は、炉芯コークス
堆積層に作用する溶銑の浮力が、炉芯コークス堆積層の
自重およびその上部の装入物の荷重を上回ることによっ
て生じると考えられる。従って、炉芯コークス堆積層の
自重を増すか、あるいはこれにかかる上部荷重を増加さ
せることによって、炉芯コークス堆積層の浮上を阻止
し、コークフリー層28を無くすることができる。この後
者の観点から、炉中心部の鉄源原料／コークス重量比
（以下、「Ｏ／Ｃ比」という）を上昇させて、炉中心部
の装入物荷重を上げることにより、炉底底部近傍のコー
クス堆積層の浮上を抑止する方法が、特公平５−7443号
公報に開示されている。しかし、炉中心部のＯ／Ｃ比を
上昇させることは、上述の効果を炉底部に与える一方
で、羽口より上部の半径方向ガス流れ分布にも影響を与
えることから、高炉内製銑反応の効率的な進行を妨げ、
さらには高炉の安定操業を阻害する恐れがある。It is considered that the coke-free layer 28 is generated when the buoyancy of the hot metal acting on the core-coke deposit layer exceeds the dead weight of the core-coke deposit layer and the load of the charge above it. Therefore, by increasing the dead weight of the core coke deposit layer or increasing the upper load applied thereto, it is possible to prevent the core coke deposit layer from floating and eliminate the coke-free layer 28. From this latter point of view, the iron source material / coke weight ratio (hereinafter referred to as “O / C ratio”) in the center of the furnace is increased to increase the charge load in the center of the furnace, so that the vicinity of the bottom of the furnace is increased. Japanese Patent Publication No. 5-7443 discloses a method of suppressing the floating of the coke deposit layer. However, increasing the O / C ratio in the center of the furnace gives the above-mentioned effect to the bottom of the furnace, but also affects the radial gas flow distribution above the tuyere. Hinder the efficient progress of
Furthermore, it may hinder stable operation of the blast furnace.
【００１４】一方、炉頂部からコークスと鉄源原料（以
下、「鉱石」ともいう）を交互に装入する際に鉱石層あ
るいはコークス層の炉中心部にコークスあるいは通気
性、通液性の向上に適した固体還元剤を装入して、炉芯
コークス堆積層内の通気性、通液性の半径方向分布を均
一化する方法が、特公平５−8245号公報に開示されてい
る。この方法により、炉内の軟化融着帯形状が逆Ｖ型と
なり中心流を得ることができ、操業の安定化に結びつ
く。また、出銑時に、溶銑滓が炉底部を均一な流速で流
動するので、炉芯コークス堆積層の通気性低下による溶
銑の周辺流化に基因する炉底周辺壁の浸食速度が抑えら
れるとしている。しかし、前述のように、高炉炉底と炉
芯コークス堆積層との間にはコークフリー層が存在す
る。この場合、炉底部を流動する溶銑滓の流速は、炉芯
コークス堆積層の通液性よりコークフリー層の通液性が
非常に良いため、コークフリー層の厚さに支配されると
考えられる。従って、この方法は炉底側壁レンガの浸食
軽減に有効であるが、コークフリー層の厚さの制御によ
る炉底底部レンガの浸食軽減を意図してなされたもので
はない。On the other hand, when the coke and the iron source material (hereinafter also referred to as "ores") are charged alternately from the top of the furnace, the coke or the breathability and liquid permeability are improved in the center of the ore layer or coke layer. Japanese Patent Publication No. 5-8245 discloses a method in which a solid reducing agent suitable for the above is charged to make the radial distribution of air permeability and liquid permeability in the core coke deposit layer uniform. By this method, the shape of the softening cohesive zone in the furnace becomes an inverted V shape and a central flow can be obtained, which leads to stabilization of the operation. In addition, since the molten pig iron flows at a uniform flow velocity in the bottom of the furnace during tapping, it is said that the erosion rate of the peripheral wall of the bottom of the furnace due to the peripheral fluidization of the molten pig iron due to the reduced air permeability of the core coke deposit layer is said to be suppressed. . However, as described above, a coke-free layer exists between the blast furnace bottom and the core coke deposit layer. In this case, the flow velocity of the molten pig iron flowing through the bottom of the furnace is considered to be governed by the thickness of the coke-free layer, because the permeability of the coke-free layer is much better than the permeability of the core-coke deposit layer. . Therefore, this method is effective for reducing the erosion of the bricks on the bottom wall of the furnace bottom, but is not intended to reduce the erosion of the bricks on the bottom of the furnace bottom by controlling the thickness of the coke-free layer.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、炉芯
コークス堆積層の自重を増加させ、あるいはさらにこれ
にかかる炉上部の装入物荷重を増加させ、溶銑の浮力に
よる炉芯コークス堆積層の浮上を阻止することにより、
高炉の効率的かつ安定な銑鉄製造を阻害することなく、
炉底底部および炉底側壁のレンガ損耗を抑制できる高炉
の操業方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to increase the dead weight of the core coke deposit layer, or to further increase the charge load on the upper part of the core, thereby increasing the core coke deposit due to the buoyancy of the hot metal. By blocking the ascent of the layers,
Without interfering with the efficient and stable production of pig iron in the blast furnace,
An object of the present invention is to provide a method of operating a blast furnace, which can suppress brick wear on the bottom of the furnace bottom and the side wall of the furnace bottom.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
高炉操業方法にある。The gist of the present invention resides in the following blast furnace operating method.
【００１７】高炉炉頂部からコークスと鉄源原料を交互
に炉内に装入するに際し、上記コークスの装入量の一部
を、見掛比重が 1.3以上、固定炭素含有率が80重量％以
上、揮発分含有率が１重量％以下で、かつ、粒径が30〜
200mm の塊状物で代替する高炉の操業方法であって、下
記およびを特徴とする高炉の操業方法。When alternately charging the coke and the iron source raw material into the furnace from the top of the blast furnace, a part of the charging amount of the above coke has an apparent specific gravity of 1.3 or more and a fixed carbon content of 80% by weight or more. , The volatile content is 1% by weight or less, and the particle size is 30 ~
A blast furnace operating method in which a lump of 200 mm is used as an alternative, which is characterized by the following.
【００１８】上記コークスの装入に先だっては、上記
塊状物を炉中心領域に重点的に装入すること。Prior to charging the coke, the mass should be charged into the central area of the furnace.
【００１９】上記鉄源原料の装入に先だっては、
（イ）上記塊状物もしくは上記コークスの一部を炉中心
領域に重点的に装入すること、または（ロ）鉄スクラッ
プもしくは還元鉄を炉中心領域に重点的に装入するこ
と。Prior to charging the iron source material,
(A) To mainly charge the lumps or a part of the coke to the furnace central region, or (b) to mainly charge the iron scrap or reduced iron to the furnace central region.
【００２０】上記の塊状物とは、炭素系または黒鉛系の
レンガまたは電極などを破砕したもので、鉄源原料の還
元剤として作用するものである。この塊状物による代替
量は、通常装入で一つのコークス層を形成するための１
チャージ当たりのコークス量（以下、「コークス・ベー
ス」と記す）のおよそ２〜15重量％が目安である。この
程度の塊状物を同量のコークスと置換し、炉中心領域へ
の重点的装入用として使用することになる。以下、この
塊状物を「代替塊状物」と記す。The above-mentioned lumps are obtained by crushing carbon-based or graphite-based bricks or electrodes, and act as a reducing agent for the iron source raw material. The amount replaced by this lump is 1 to form one coke layer with normal charging.
About 2 to 15% by weight of the amount of coke per charge (hereinafter referred to as "coke base") is a guide. This amount of lumps will be replaced with the same amount of coke to be used for intensive charging to the central area of the furnace. Hereinafter, this lump is referred to as "alternative lump".
【００２１】本発明方法で使用する鉄スクラップは市中
鉄屑であってもよいが、Cu、Ni、Sn等の不純物を含有し
ない製鉄所発生屑を用いるのが望ましい。また、還元鉄
は、一般に製造されているFe純度約85％以上の高品位の
ものでも、あるいは、例えば製鉄所発生ダストから製造
されるような低品位のものであってもよい。The iron scrap used in the method of the present invention may be commercial iron scrap, but it is desirable to use iron mill scrap that does not contain impurities such as Cu, Ni and Sn. Further, the reduced iron may be a high-quality one having a Fe purity of about 85% or more, which is generally produced, or a low-grade one produced from, for example, dust generated in an iron mill.
【００２２】通常、高炉操業では、炉頂部に設けたベル
式装入装置またはベルレス式装入装置を用いて、コーク
スと鉄源原料を交互に装入し、炉内に層状に堆積させ
る。以下、この装入方法を「従来法」と記す。鉄源原料
は、鉄鉱石および焼結鉱が主体であるが、本明細書では
これらをまとめて「鉱石」と記す。Usually, in blast furnace operation, a coke and an iron source raw material are alternately charged using a bell-type charging device or a bell-less charging device provided at the top of the furnace to deposit them in layers in the furnace. Hereinafter, this charging method will be referred to as "conventional method". The iron source raw material mainly consists of iron ore and sinter, but in the present specification, these are collectively referred to as “ore”.
【００２３】図１は、本発明方法を実施した場合の原料
堆積状態の例を説明する高炉上部の模式的断面図であ
り、(a) は鉱石の装入に先だって代替塊状物またはコー
クスを炉中心部に装入した場合、(b) 同様に鉄スクラッ
プまたは還元鉄を炉中心部に装入した場合である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an upper part of a blast furnace for explaining an example of a raw material deposition state when the method of the present invention is carried out. (A) is a furnace in which an alternative lump or coke is charged before ore charging. In the case of charging in the center, (b) similarly, in the case of charging iron scrap or reduced iron in the center of the furnace.
【００２４】図１ (a)に示すように、代替塊状物は通常
装入装置とは別ルートの装入装置６を用い、ホッパー
８、装入シュート７を介し、装入物落下軌跡９に沿って
炉中心領域に重点的に装入され、代替塊状物堆積層11を
形成する。つぎに、ベル式装入装置２の大ベル３とベル
カップ４の内部に貯えたコークス10が、ムーバブルアー
マー５で反撥されて装入物落下軌跡９’のように炉周辺
部に装入され、コークス層12を形成する。このとき、コ
ークスおよび代替塊状物の炉芯降下領域（以下、「Ｄ領
域」と記す）へのコークス層12の浸入を抑制し、代替塊
状物堆積層11がコークス層12内に埋没されないようにし
て、Ｄ領域内の代替塊状物存在比率を高めるのが望まし
い。ついで、別ルートの装入装置６から上記と同様に、
代替塊状物またはコークスを炉中心領域に重点的に装入
し、代替塊状物堆積層またはコークス堆積層13を形成す
る。その後、ベル式装入装置２から上記と同様に、鉱石
10を炉周辺部に装入して鉱石層15を形成する。このと
き、Ｄ領域における通気性を制御するとともに、生産性
低下を最小限に抑制するため、代替塊状物堆積層または
コークス堆積層13を適度に鉱石層15内に埋没させるのが
よい (同図(a))。As shown in FIG. 1 (a), the alternative lumps use a charging device 6 having a route different from that of the normal charging device, and a charging material falling trajectory 9 is obtained through a hopper 8 and a charging chute 7. Along the way, it is mainly charged in the central region of the furnace to form the alternative mass deposit layer 11. Next, the coke 10 stored in the large bell 3 and the bell cup 4 of the bell type charging device 2 is repelled by the movable armor 5 and charged into the peripheral portion of the furnace as a charge falling trajectory 9 '. The coke layer 12 is formed. At this time, infiltration of the coke layer 12 into the core falling region (hereinafter referred to as “D region”) of the coke and the alternative lumps is suppressed so that the alternative lump accumulation layer 11 is not buried in the coke layer 12. Therefore, it is desirable to increase the ratio of the existence of the alternative lumps in the D region. Then, from the charging device 6 of another route, in the same manner as above,
The alternative lump or coke is intensively charged in the central region of the furnace to form the alternative lump or coke deposit layer 13. After that, from the bell type charging device 2 to the ore in the same manner as above.
The ore layer 15 is formed by charging 10 into the periphery of the furnace. At this time, in order to control the air permeability in the D region and to minimize the decrease in productivity, it is preferable to appropriately bury the alternative lump deposit layer or coke deposit layer 13 in the ore layer 15 (the same figure). (a)).
【００２５】図１(b) の例では、上記と同様にコークス
層12の炉中心領域に代替塊状物堆積層11を形成した後、
別ルートの装入装置６からスクラップまたは還元鉄が炉
中心領域に重点的に装入され、スクラップ堆積層または
還元鉄堆積層14が形成される。その後、ベル式装入装置
２から鉱石10が炉周辺部に装入される。In the example of FIG. 1 (b), after forming the alternative lump deposit layer 11 in the furnace center region of the coke layer 12 in the same manner as described above,
Scrap or reduced iron is mainly charged into the furnace central region from the charging device 6 of another route, and a scrap deposited layer or reduced iron deposited layer 14 is formed. After that, the ore 10 is charged from the bell-type charging device 2 into the periphery of the furnace.
【００２６】上記のようにして形成させた原料層の上に
は、再度同じ装入順序の原料層を必要なだけ積み上げて
いくのである。On the raw material layers formed as described above, the raw material layers having the same charging sequence are piled up again as needed.
【００２７】なお、ベル式装入装置２から装入されるコ
ークスまたは鉱石10は、１チャージ当たりの装入量を複
数バッチに分割して装入してもよい。また、ベル式装入
装置に代えてベルレス式装入装置を用いてもよい。The coke or ore 10 charged from the bell type charging device 2 may be charged by dividing the charging amount per charge into a plurality of batches. A bellless charging device may be used instead of the bell charging device.
【００２８】[0028]
【発明の実施の態様】図２は、本発明方法を説明するた
めの高炉の炉内状態の一つを示す模式的断面図である。
同図は、コークスの装入に先だって代替塊状物を、鉱石
の装入に先だってコークスを、炉中心領域領域に重点的
に装入する態様例の場合を示す。なお、以下の説明で
は、コークスだけを中心装入する方法を「従来法」と記
し、コークスの装入に先だっては代替塊状物を中心装入
するが、鉱石の装入に先だっては中心装入を行わない方
法を「比較法」と記す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 is a schematic sectional view showing one of in-furnace states of a blast furnace for explaining the method of the present invention.
The figure shows a case of an embodiment in which alternative lumps are charged prior to the charging of coke, and coke prior to the charging of ore, in the central region of the furnace. In the following description, the method of centrally charging only coke is referred to as "conventional method", and the alternative lumps are mainly charged before the charging of coke, but the central charging is performed before the charging of ore. The method of not performing is described as "comparative method".
【００２９】図示のように、高炉上半部の塊状部におい
て、炉周辺部から炉中間部の領域では、例えばベル式装
入装置から装入されたコークス層12と鉱石層15とが交互
に積層され、層状を維持しながら炉内を降下する。炉中
心領域では、別ルート装入装置から装入された代替塊状
物堆積層11とコークス堆積層16とが交互に積層された状
態で炉内を降下する。As shown in the figure, in the block portion of the upper half of the blast furnace, in the region from the furnace peripheral portion to the furnace intermediate portion, for example, the coke layer 12 and the ore layer 15 charged from a bell-type charging device are alternately provided. They are laminated and descend in the furnace while maintaining the layered state. In the furnace central region, the alternative lump deposit layer 11 and the coke deposit layer 16 charged from the different route charging device descend in the furnace in a state of being alternately laminated.
【００３０】ここで、前記図１(a) に示したＤ領域内に
流入したコークス層12中のコークスおよびコークス堆積
層16中のコークスと代替塊状物堆積層11中の代替塊状物
17とが、炉芯コークス堆積層25内に降下して長時間炉内
に滞留する。一方、炉周辺部から炉中間部の領域に存在
するコークス18は、炉芯コークス堆積層25と鉱石軟化融
着層22とで作られるすり鉢状の領域23を降下して、羽口
21の先端に向って流入し、コークス燃焼帯24内で燃焼消
費される。Here, the coke in the coke layer 12 and the coke in the coke deposit layer 16 and the alternative agglomerate in the deposit layer 11 which flow into the area D shown in FIG.
17 descends into the core coke deposit layer 25 and stays in the furnace for a long time. On the other hand, the coke 18 existing in the region from the furnace peripheral part to the furnace middle part descends the mortar-shaped region 23 made of the furnace core coke deposition layer 25 and the ore softening and fusion bonding layer 22, and the tuyere
It flows in toward the tip of 21 and is burned and consumed in the coke combustion zone 24.
【００３１】上述のように、本発明方法の図２に示す態
様では、炉芯コークス堆積層25を見掛比重が約１程度の
コークス18と見掛比重が 1.3以上と大きい代替塊状物17
とから構成できるので、炉芯コークス堆積層25の自重力
25Ｗを従来法のコークスだけを装入した場合より高める
ことができる。従って、炉芯コークス堆積層25の自重力
25Ｗが溶銑26の浮力26Ｆを上回って炉芯コークス堆積層
25の浮上を減殺し、炉底におけるコークフリー層28の厚
さを薄くすることができる。これにより、炉底底部19近
傍の溶銑流速が低下して炉底底部19のレンガ損耗を少な
くすることができる。As described above, in the embodiment shown in FIG. 2 of the method of the present invention, the coke 18 having the apparent core specific gravity of about 1 and the alternative lumps 17 having the large apparent specific gravity of 1.3 or more are used.
Since it can be configured from
25W can be increased compared to the case where only conventional coke is charged. Therefore, the self-gravity of the core coke deposition layer 25
25 W exceeds the buoyancy 26 F of the hot metal 26 and the core coke deposit layer
It is possible to reduce the levitation of 25 and reduce the thickness of the coke-free layer 28 at the furnace bottom. As a result, the hot metal flow velocity in the vicinity of the bottom 19 of the furnace bottom is reduced, and the brick wear of the bottom 19 of the furnace bottom can be reduced.
【００３２】上記に対する比較法では、Ｄ領域内に流入
したコークス層中のコークスと代替塊状物堆積層中の代
替塊状物とだけが炉芯コークス堆積層に降下する。これ
に対し、図２に示す態様では、コークス堆積層16中のコ
ークスがさらに余分に降下してくる。従って、炉芯コー
クス堆積層25の代替塊状物構成比率は低くなり、その自
重力25Ｗが比較法より低下する。また、鉱石層15の中心
領域に、嵩密度が鉱石層より低いコークス堆積層16を形
成するので、炉中心領域の炉上部装入物荷重も比較法よ
り低下する。このため、後述の図５の炉底底部貫流熱量
に見られるように、コークフリー層28の浮上抑制効果
は、比較法よりわずかに低下することになる。In the comparative method to the above, only the coke in the coke layer and the alternative agglomerate in the alternative agglomerate deposit layer flowing into the region D fall to the core coke deposit layer. On the other hand, in the mode shown in FIG. 2, the coke in the coke deposit layer 16 further drops further. Therefore, the substitute lump composition ratio of the core coke deposit layer 25 becomes low, and its own gravity 25 W becomes lower than that of the comparative method. Further, since the coke deposit layer 16 having a bulk density lower than that of the ore layer is formed in the central region of the ore layer 15, the load at the upper part of the furnace in the central region of the furnace is lower than that of the comparative method. For this reason, as shown in the amount of heat flowing through the bottom of the furnace bottom in FIG. 5 described later, the effect of suppressing the floating of the coke free layer 28 is slightly lower than that of the comparative method.
【００３３】一方、鉱石層15の中心領域にコークス堆積
層16が形成されているので、Ｄ領域内の鉱石存在量は、
比較法より少なくなり、鉱石還元で生成する CO2ガスの
発生量も少なくなる。このため、Ｄ領域内を降下するコ
ークスおよび代替塊状物は、CO2ガスとの反応による粒
度劣化 (以下、「反応劣化」と記す) をあまり受けな
い。また、代替塊状物はコークスよりも緻密で強度が大
きいので、炉内を降下する際に受ける摩耗による粒度劣
化 (以下、「摩耗劣化」と記す) がコークスより少なく
なる。さらに、揮発分がコークスと同等または同等以下
と低いので、炉内でガスを発生し、自壊して粉化 (以
下、「自壊粉化」と記す) するようなことはない。On the other hand, since the coke deposit layer 16 is formed in the central region of the ore layer 15, the amount of ore present in the D region is
Compared with the comparative method, the amount of CO 2 gas generated by ore reduction is also reduced. For this reason, the coke and the alternative lumps that descend in the D region are less likely to undergo particle size deterioration (hereinafter referred to as “reaction deterioration”) due to the reaction with CO 2 gas. Further, since the substitute lump is denser and has a higher strength than coke, grain size deterioration (hereinafter referred to as “wear deterioration”) due to wear received when descending in the furnace is less than that of coke. Further, since the volatile content is as low as or lower than that of coke, gas is not generated in the furnace and self-destroying and pulverizing (hereinafter referred to as "self-destroying pulverization") is not generated.
【００３４】従って、Ｄ領域内のコークスおよび代替塊
状物は、粒径劣化が抑制された状態で炉芯コークス堆積
層25内に降下する。これにより、炉芯コークス堆積層25
の通液性は、装入粒径が同じであっても、反応劣化、摩
耗劣化を強く受けたコークスだけで構成される従来法の
炉芯コークス堆積層の通液性よりも良好になる。そし
て、従来のコークスだけを装入した場合に見られる炉芯
コークス堆積層の通液性悪化による炉底側壁20の近傍の
溶銑流速の増加、およびそれに伴う炉底側壁20のレンガ
損耗の進行も同時に抑止することができる。また、炉芯
コークス堆積層25の通液性は、反応劣化を受けたコーク
スと代替塊状物とで構成される比較法のそれよりわずか
に良好となる。このため、後述の図５の炉底側壁貫流熱
量に見られるように、炉底側壁20近傍の溶銑流速低下効
果は、比較法よりわずかに向上する。Therefore, the coke and the alternative lumps in the area D fall into the core coke deposit layer 25 in a state where the particle size deterioration is suppressed. As a result, the core coke deposit layer 25
Even though the charged particle size is the same, the liquid permeability is better than the liquid permeability of the conventional furnace core coke deposit layer composed only of coke that has been strongly subjected to reaction deterioration and wear deterioration. And, the increase in the hot metal flow velocity in the vicinity of the furnace bottom side wall 20 due to the deterioration of the liquid permeability of the core coke deposition layer, which is seen when only conventional coke is charged, and the accompanying progress of brick wear of the furnace bottom side wall 20 At the same time, they can be suppressed. Further, the liquid permeability of the core coke deposition layer 25 is slightly better than that of the comparative method composed of the coke that has undergone reaction deterioration and the alternative lump. Therefore, the effect of lowering the hot metal flow velocity in the vicinity of the bottom wall 20 of the furnace is slightly improved as compared with the comparative method, as can be seen from the amount of heat flowing through the bottom wall of FIG.
【００３５】上述したように、コークフリー層抑制効果
が比較法より若干劣ることになるにもかかわらず、鉱石
層15の中心領域にコークス堆積層16を形成させる理由
は、次のとおりである。すなわち、代替塊状物の下限粒
径は高炉装入コークスの下限粒径と等しい値に設定され
ているので、代替塊状物堆積層11は、炉中心領域の通気
性を悪化させることがない。また、通気性の悪い鉱石層
15の中心領域に通気性の良いコークス堆積層16が堆積さ
れているので、炉中心領域の通気性が良好になる。この
コークス堆積層16の厚さは装入量によって制御されるの
で、炉中心領域の装入物通気性が適正に確保される。し
かも鉱石量が比較法よりも少ないため、還元により発生
するCO2 ガス量が減少し、代替塊状物またはコークスの
反応劣化も抑制される。そのため、炉芯コークス堆積層
25の通液性は装入物粒径が同じであっても反応劣化の量
が少ないことから、比較法、従来法の炉芯コークス堆積
層の通液性よりも良好となる。As described above, the reason for forming the coke deposit layer 16 in the central region of the ore layer 15 is as follows, although the coke-free layer suppressing effect is slightly inferior to that of the comparative method. That is, since the lower limit particle size of the alternative lumps is set to a value equal to the lower limit particle size of the blast furnace coke, the alternative lump deposit layer 11 does not deteriorate the air permeability in the furnace central region. In addition, ore layer with poor breathability
Since the coke deposit layer 16 having good air permeability is deposited on the central region of 15, the air permeability of the furnace central region becomes good. Since the thickness of the coke deposit layer 16 is controlled by the charging amount, the permeability of the charging material in the furnace central region is properly secured. Moreover, since the amount of ore is smaller than that of the comparative method, the amount of CO 2 gas generated by the reduction is reduced, and the reaction deterioration of the alternative lump or coke is suppressed. Therefore, the core coke deposit layer
The liquid permeability of No. 25 is better than the liquid permeability of the core coke deposit layer of the comparative method and the conventional method because the amount of reaction deterioration is small even if the charge particle size is the same.
【００３６】図３は、本発明方法を説明するための高炉
の炉内状態の他の一つを示す図である。同図は、コーク
スの装入に先だって、また、鉱石の装入に先だって代替
塊状物を炉中心領域に重点装入する態様を示す。なお、
図２と重複する説明は省略する。FIG. 3 is a view showing another example of the state inside the blast furnace for explaining the method of the present invention. The figure shows a mode in which the alternative lumps are intensively charged in the central region of the furnace prior to the charging of coke and prior to the charging of ore. In addition,
Description that overlaps with FIG. 2 will be omitted.
【００３７】図示のように、炉中心領域では、別ルート
装入装置から装入された代替塊状物堆積層11が次々に積
層された状態で炉内を降下する。前記図１(a) に示した
Ｄ領域内に流入したコークス層12中のコークスと、代替
塊状物堆積層11中の代替塊状物17とが、炉芯コークス堆
積層25内に降下して長時間炉内に滞留する。As shown in the figure, in the furnace central region, the alternative lump deposit layers 11 charged from the different route charging device descend in the furnace while being stacked one after another. The coke in the coke layer 12 and the alternative lump 17 in the alternative lump deposit layer 11 flowing into the area D shown in FIG. Stay in the furnace for hours.
【００３８】本発明方法の図３に示す態様では、前述の
比較法に比べて鉱石層15の中心領域に形成された代替塊
状物堆積層11から降下する分だけ代替塊状物が増加す
る。このため、炉芯コークス堆積層25の代替塊状物構成
比率は、前記図２に示した態様あるいは比較法より高く
なり、炉芯コークス堆積層25の自重力25Ｗがさらに増加
する。従って、溶銑26の浮力26Ｆによる炉芯コークス堆
積層25の浮上が阻止され、コークフリー層の厚さをさら
に薄くすることができる。これにより、炉底底部19近傍
の溶銑流速は、前記図２に示した態様あるいは比較法の
場合よりさらに低下し、炉底底部25のレンガ損耗抑止効
果をさらに高めることができる。In the embodiment of the method of the present invention shown in FIG. 3, as compared with the comparative method described above, the amount of the alternative clumps is increased by the amount of the descending from the alternative clump deposit layer 11 formed in the central region of the ore layer 15. Therefore, the alternative mass composition ratio of the core coke deposit layer 25 becomes higher than that of the embodiment shown in FIG. 2 or the comparative method, and the self-gravity 25 W of the core coke deposit layer 25 further increases. Therefore, the floating of the furnace core coke deposition layer 25 due to the buoyancy 26F of the hot metal 26 is prevented, and the thickness of the coke free layer can be further reduced. As a result, the hot metal flow velocity in the vicinity of the bottom 19 of the furnace bottom is further reduced as compared to the case of the embodiment shown in FIG. 2 or the comparative method, and the effect of suppressing brick wear of the bottom 25 of the furnace bottom can be further enhanced.
【００３９】一方、Ｄ領域内を降下する代替塊状物の反
応劣化、摩耗劣化は、従来法、比較法より少ない。従っ
て、代替塊状物構成比率の高い炉芯コークス堆積層25の
通液性は、従来法、比較法よりも良好になる。そして、
炉芯コークス堆積層の通気性悪化による炉底側壁20近傍
の溶銑流速の増加は、それに伴う炉底側壁20のレンガ損
耗の進行も同時に抑止することができる。On the other hand, the reaction deterioration and wear deterioration of the alternative lumps falling in the D region are smaller than those of the conventional method and the comparative method. Therefore, the liquid permeability of the furnace core coke deposit layer 25 having a high alternative lump composition ratio is better than that of the conventional method and the comparative method. And
The increase in the hot metal flow velocity in the vicinity of the furnace bottom side wall 20 due to the deterioration of the air permeability of the core coke deposit layer can simultaneously suppress the progress of the brick wear of the furnace bottom side wall 20.
【００４０】図４は、本発明方法を説明するための高炉
の炉内状態の更にもう一つを示す図である。同図はコー
クスの装入に先だって代替塊状物を、鉱石の装入に先だ
って鉄スクラップまたは還元鉄を炉中心領域に重点装入
する態様を示す。なお、図２と重複する説明は省略す
る。FIG. 4 is a view showing yet another state of the furnace of the blast furnace for explaining the method of the present invention. The figure shows a mode in which the alternative lumps are charged prior to the charging of the coke, and the iron scrap or the reduced iron is charged into the central region of the furnace prior to the charging of the ore. It should be noted that description that overlaps with FIG. 2 is omitted.
【００４１】図示のように、炉中心領域では、別ルート
装入装置から装入された代替塊状物堆積層11と鉄スクラ
ップ堆積層または還元鉄堆積層14が交互に積層された状
態で炉内を降下する。そして、前記図１(b) に示したＤ
領域内に流入したコークス層12中のコークスと、代替塊
状物堆積層11中の代替塊状物とが、炉芯コークス堆積層
25内に降下して長時間炉内に滞留する。As shown in the figure, in the central area of the furnace, the alternative lump deposit layer 11 and the iron scrap deposit layer or the reduced iron deposit layer 14 charged from another route charging device are alternately laminated in the furnace. To descend. Then, as shown in FIG. 1 (b), D
The coke in the coke layer 12 that has flowed into the region and the alternative lumps in the alternative lump deposit layer 11 are the core coke deposit layer.
It falls into 25 and stays in the furnace for a long time.
【００４２】従って、図４に示す態様では、炉芯コーク
ス堆積層25の代替塊状物構成比率は比較法と同等にな
り、従来法あるいは前記図２に示した態様よりも高くす
ることができ、炉芯コークス堆積層25の自重力25Ｗが増
加する。さらに、後記の表３に示すように、鉄スクラッ
プ堆積層の嵩密度は、コークス堆積層の 3.8倍以上、代
替塊状物堆積層の 2.2倍以上と高い。また、還元鉄堆積
層の嵩密度は、鉄スクラップ堆積層の 1.6倍とさらに高
くなる。従って、炉上半部の塊状部における炉中心領域
の装入物荷重27は、前記図２、図３に示した態様よりも
増加する。このため、溶銑26の浮力26Ｆによる炉芯コー
クス堆積層25の浮上が阻止され、コークフリー層をほと
んどなくすことができる。これにより、炉底底部19近傍
の溶銑流速はさらに低下し、炉底底部19のレンガ損耗抑
止効果をさらに高めることができる。鉄スクラップおよ
び還元鉄はすでに還元されているので、還元にともない
発生するCO2 ガスによる代替塊状物の反応劣化はほとん
どない。Therefore, in the embodiment shown in FIG. 4, the composition ratio of the alternative lumps in the furnace core coke deposit layer 25 becomes equal to that in the comparative method, and can be made higher than that in the conventional method or the embodiment shown in FIG. The self-gravity 25 W of the core coke deposit 25 increases. Furthermore, as shown in Table 3 below, the bulk density of the iron scrap deposit layer is 3.8 times higher than that of the coke deposit layer and 2.2 times that of the alternative lump deposit layer. Moreover, the bulk density of the reduced iron deposit is 1.6 times higher than that of the iron scrap deposit. Therefore, the load 27 in the central area of the furnace in the massive portion of the upper half of the furnace is larger than that shown in FIGS. 2 and 3. Therefore, the buoyancy 26F of the hot metal 26 prevents the core coke deposit layer 25 from floating, and the coke-free layer can be almost eliminated. As a result, the hot metal flow velocity near the bottom 19 of the furnace bottom is further reduced, and the effect of suppressing brick wear of the bottom 19 of the furnace bottom can be further enhanced. Since the iron scrap and reduced iron have already been reduced, there is almost no reaction deterioration of the alternative lumps due to the CO 2 gas generated during the reduction.
【００４３】従って、炉芯コークス堆積層25の通液性
は、前記図３に示した態様と同様、従来法、比較法ある
いは前記図２に示した態様よりも良好になり、炉底側壁
20のレンガ損耗の進行も同時に抑止することができる。Therefore, the liquid permeability of the furnace core coke deposit layer 25 is better than that of the conventional method, the comparative method or the embodiment shown in FIG. 2 as in the embodiment shown in FIG.
It is possible to prevent the progress of 20 brick wear at the same time.
【００４４】また、前記図２、図３に示した態様では、
Ｄ領域内に存在する鉱石から溶鉄を生成する際に、鉱石
の昇温以外に直接還元（吸熱反応）の熱供給が必要とな
る。Further, in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3,
When producing molten iron from the ore present in the D region, heat supply for direct reduction (endothermic reaction) is required in addition to the temperature rise of the ore.
【００４５】これに対し、図４に示す態様では、鉄スク
ラップまたは還元鉄を昇温する熱供給だけでよい。従っ
て、高温、多量の溶鉄を生成することができ、多量の溶
銑と熱交換されて、炉芯コークス堆積層25の温度は、従
来法、比較法、図２および図３の場合より高く維持され
る。そして、炉芯コークス堆積層25内で滴下する溶銑、
溶滓の流動性が改善され、目標出銑量の溶銑を安定して
製造することが可能となる。On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 4, only heat supply for raising the temperature of iron scrap or reduced iron is required. Therefore, a large amount of molten iron can be generated at a high temperature, and heat exchange with a large amount of hot metal allows the temperature of the core coke deposit layer 25 to be maintained higher than in the conventional method, the comparative method, and the cases of FIGS. 2 and 3. It Then, the hot metal dripping in the core coke deposition layer 25,
The liquidity of the molten slag is improved, and it becomes possible to stably produce the target amount of hot metal.
【００４６】[0046]
【実施例１】炉容が2700m3でベル式装入装置および図１
に示すような別ルートからの装入装置を備えた高炉を用
いて本発明方法を実施した。使用したコークス代替塊状
物は、炭素系耐火物を破砕して粒度調整したもので、本
発明で定める特性を備えた下記の性状のものである。[Embodiment 1] Bell type charging device with a furnace capacity of 2700 m 3 and FIG.
The method of the present invention was carried out using a blast furnace equipped with a charging device from another route as shown in FIG. The coke-replacement lump used was a carbon-based refractory material crushed to adjust the particle size, and has the following properties having the characteristics defined in the present invention.
【００４７】 平均粒径 ：50mm、 見掛比重：1.73 固定炭素含有率：92重量％、 揮発分 ：0.6 ％ 高炉への原料装入は、コークスの装入に先だって代替塊
状物を、鉱石の装入に先だってコークスまたは代替塊状
物を炉中心領域に重点装入して行った (前記図１(a))。
コークスの装入および鉱石の装入は、１チャージを２分
割して２バッチ装入とした。なお、従来例 (ベース)
は、ベル式装入装置からコークスと鉱石を交互に装入す
る従来法で装入した。また、比較例 (ケース１) はコー
クスの装入に先だっては、代替塊状物を中心装入する
が、鉱石の装入に先だっては中心装入を行わない装入法
である。Average particle size: 50 mm, apparent specific gravity: 1.73 Fixed carbon content: 92% by weight, volatile matter: 0.6% In the blast furnace, the raw material was charged with alternative lumps and ore before the coke was charged. Prior to the charging, the coke or the alternative lump was intensively charged in the central area of the furnace (the above-mentioned FIG. 1 (a)).
For charging of coke and charging of ore, one charge was divided into two to charge two batches. Conventional example (base)
Was charged by a conventional method in which coke and ore were alternately charged from a bell-type charging device. In addition, the comparative example (case 1) is a charging method in which the alternative mass is mainly charged before the coke is charged, but the central charge is not performed before the ore is charged.
【００４８】実炉試験は、コークスの装入に先だって中
心装入する代替塊状物のコークス・ベースに対する重量
分率（以下、「代替比率」と記す）を７重量％一定と
し、鉱石の装入に先だって中心装入するコークス・ベー
スに対する重量分率（以下、「置換比率」と記す）また
は代替塊状物の代替比率を表２に示すように変化させ、
表１に示す操業条件で行った。In the actual furnace test, the weight fraction (hereinafter, referred to as "substitution ratio") of the substitute mass to be centrally charged prior to the coke charging was fixed at 7% by weight, and the ore was charged. Prior to the above, the weight fraction (hereinafter, referred to as "replacement ratio") or the replacement ratio of the alternative lumps with respect to the coke base that was centrally charged was changed as shown in Table 2,
The operation was carried out under the operating conditions shown in Table 1.
【００４９】[0049]
【表１】 [Table 1]
【００５０】[0050]
【表２】 [Table 2]
【００５１】次に、効果の評価方法について述べる。炉
底底部および炉底側壁近傍の溶銑流速が変化すると、炉
底部溶銑と炉底耐火物との間の熱移動もそれに応じて変
化するので、炉底耐火物中の熱流束から溶銑流速を推定
することができる。そこで、炉底底部および炉底側壁の
耐火レンガ内に複数箇所埋設した温度計のデータから得
られる炉底底部、および炉底側壁の耐火物内の温度勾配
に基づいて計算される炉底底部および炉底側壁部の熱流
束値（以下、それぞれ「炉底底部貫流熱量」、「炉底側
壁貫流熱量」という）を炉底底部および炉底側壁近傍の
溶銑流速の評価指標とした。Next, a method of evaluating the effect will be described. When the hot metal flow velocity near the bottom of the furnace bottom and the side wall of the furnace bottom changes, the heat transfer between the hot metal at the furnace bottom and the furnace bottom refractory also changes accordingly, so the hot metal flow velocity is estimated from the heat flux in the furnace bottom refractory. can do. Therefore, the bottom of the furnace bottom and the bottom of the furnace obtained from the data of the thermometer embedded in the refractory bricks of the bottom of the furnace bottom, and the bottom of the furnace calculated based on the temperature gradient in the refractory of the bottom of the furnace bottom and The heat flux value of the bottom wall of the furnace bottom (hereinafter referred to as "heat flow through bottom of bottom of the furnace" and "heat flow through bottom of bottom of the furnace", respectively) was used as an evaluation index of the hot metal flow velocity in the bottom of the furnace and near the bottom of the furnace bottom.
【００５２】実炉操業は各ケースでの操業を一定期間続
け、操業期間の最後の５日間の炉底底部および炉底側壁
の貫流熱量値を評価指標とした。さらに、この時の送風
圧変動指数（送風圧の連続記録チャート上の送風圧記録
曲線の長さをチャート送り長さで割った値）を、操業の
安定度を示す指数として用いた。また、燃料比を調査し
た。なお、本発明法を適用する前の状態（以下、「ベー
ス」と記す）を従来例として比較に用いた。In the actual furnace operation, the operation in each case was continued for a certain period of time, and the values of the amount of heat flowing through the bottom of the furnace bottom and the side walls of the furnace bottom during the last 5 days of the operation period were used as evaluation indices. Further, the blast pressure fluctuation index at this time (a value obtained by dividing the length of the blast pressure recording curve on the continuous blast pressure recording chart by the chart feed length) was used as an index indicating the stability of operation. Also, the fuel ratio was investigated. The state before applying the method of the present invention (hereinafter referred to as "base") was used for comparison as a conventional example.
【００５３】図５は、本発明方法の実施例１における炉
底底部貫流熱量、炉底側壁貫流熱量、送風圧変動指数の
測定結果および燃料比を従来例、比較例と対比して示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing the results of measurement of the heat flow through the bottom of the furnace bottom, the heat flow through the bottom of the furnace bottom wall, the blast pressure fluctuation index and the fuel ratio in Example 1 of the method of the present invention, in comparison with the conventional example and the comparative example. is there.
【００５４】図示のように、炉底底部貫流熱量について
は、コークス層の中心領域に代替塊状物を装入した比較
例のケース１、およびさらに鉱石層の中心領域にもコー
クスを装入した（置換比率で示す）実施例のケース２〜
５、または代替塊状物を装入した（代替比率で示す）ケ
ース６〜９が、従来例のベースに比べて低くなってお
り、炉底底部近傍の溶銑流速の低下が認められた。As shown in the figure, for the heat flow through the bottom of the furnace bottom, the coke was charged also in the case 1 of the comparative example in which the alternative mass was charged in the central region of the coke layer, and in the central region of the ore layer ( Case 2 of the embodiment
5 or Cases 6 to 9 in which the substitute lumps were charged (shown by the substitution ratio) were lower than the base of the conventional example, and a decrease in the hot metal flow rate near the bottom of the furnace bottom was observed.
【００５５】ケース１との対比では、鉱石層に中心装入
されるコークスの置換比率が、ケース２（１重量％）→
ケース３（２重量％）→ケース４（４重量％）→ケース
５（８重量％）と増加するとともに、炉底底部貫流熱量
が微増し、炉底底部近傍の溶銑流速の微増が認められ
た。これは、炉芯コークス堆積層の代替塊状物構成比率
が置換比率の増加とともに減少してその自重力が減少す
ること、あるいは炉中心領域の鉱石存在量の減少により
上部装入物荷重が減少することにより、コークフリー層
の層厚が微増したことによると判断される。In comparison with Case 1, the substitution ratio of the coke centrally charged in the ore layer is Case 2 (1% by weight) →
Case 3 (2% by weight) → Case 4 (4% by weight) → Case 5 (8% by weight) increased, and the heat flow through the bottom of the furnace bottom slightly increased, and a slight increase in the hot metal flow rate near the bottom of the furnace bottom was observed. . This is because the composition ratio of alternative lumps in the core coke deposit layer decreases with an increase in the replacement ratio and its own gravity decreases, or the load of the upper charge decreases due to the decrease of the amount of ore present in the central area of the furnace. Therefore, it is considered that the layer thickness of the coke-free layer slightly increased.
【００５６】鉱石層に中心装入される代替塊状物の代替
比率が、ケース６（１重量％）→ケース７（３重量％）
→ケース８（10重量％）と増加するとともに炉底底部貫
流熱量が減少し、炉底底部近傍の溶銑流速の低下が認め
られた。これは、ケース１に比べて炉芯コークス堆積層
の代替塊状物構成比率の増加による自重力の増加が、鉱
石存在量の減少による上部装入物荷重の減少を上回り、
コークフリー層の層厚が薄くなったことによると判断さ
れる。ケース９（15重量％）では、上部装入物荷重の減
少の影響が強く表れ、炉底底部近傍の溶銑流速はケース
１と同等程度まで上昇した。The replacement ratio of the replacement lumps centrally charged in the ore layer is Case 6 (1% by weight) → Case 7 (3% by weight)
→ Case 8 (10% by weight) increased, the heat flow through the bottom of the furnace bottom decreased, and a decrease in the hot metal flow rate near the bottom of the furnace bottom was observed. Compared to Case 1, the increase in the self-gravity due to the increase in the alternative mass composition ratio of the core coke deposit layer exceeds the decrease in the upper charge load due to the decrease in the ore abundance,
It is judged that the layer thickness of the coke-free layer was thin. In Case 9 (15% by weight), the influence of the decrease in the load of the upper charge was strongly exhibited, and the hot metal flow velocity near the bottom of the furnace bottom increased to the same level as in Case 1.
【００５７】一方、炉底側壁貫流熱量および送風圧変動
指数については、コークスの置換比率の増加（ケース１
→ケース２→ケース３→ケース４→ケース５）あるいは
代替塊状物の代替比率の増加（ケース１→ケース６→ケ
ース７→ケース８→ケース９）とともに減少し、炉底側
壁近傍の溶銑流速の低下および送風圧の安定化が認めら
れた。これは、置換比率あるいは代替比率の増加ととも
に炉中心領域の鉱石存在量が減少するので、反応劣化が
少ないコークスまたは代替塊状物が炉芯コークス堆積層
に降下すること、そして、コークフリー層の浮上を抑え
た状態での炉芯コークス堆積層の通気性、通液性が改善
されたこと、によると考えられる。On the other hand, regarding the amount of heat flowing through the bottom wall of the furnace bottom and the blast pressure fluctuation index, the replacement ratio of coke increased (Case 1
→ Case 2 → Case 3 → Case 4 → Case 5) or decrease with an increase in the substitution ratio of the alternative lumps (Case 1 → Case 6 → Case 7 → Case 8 → Case 9), and the hot metal flow velocity near the bottom wall of the furnace bottom Decrease and stabilization of blast pressure were observed. This is because the amount of ore present in the furnace center region decreases with an increase in the replacement ratio or the replacement ratio, so that coke or alternative lumps with less reaction deterioration fall into the core coke deposit layer, and the coke-free layer floats. It is considered that this is because the air permeability and liquid permeability of the core coke deposit layer in the state where the temperature was suppressed were improved.
【００５８】炉芯コークス堆積層の代替塊状物構成比率
を高くしたケース７〜９は、構成比率が低いケース１〜
５に比較して炉底側壁貫流熱量および送風圧変動指数が
低下している。これは、代替塊状物の方がコークスより
摩耗劣化が少なく、また、自壊粉化することもないので
代替塊状物構成比率の高いケース７〜９の炉芯コークス
堆積層の通気性、通液性が、ケース１〜５のそれより良
好になっていたことを示すものと解釈される。Cases 7 to 9 in which the composition ratio of the alternative lumps in the core coke deposit layer is increased are cases 1 to 9 in which the composition ratio is low.
Compared with No. 5, the amount of heat flowing through the bottom wall of the furnace bottom and the blast pressure fluctuation index are lower. This is because the alternative lumps have less wear deterioration than coke and do not self-destruct into powder, so the air permeability and liquid permeability of the core coke deposition layers of Cases 7 to 9 where the alternative lump composition ratio is high. Is better than that of Cases 1-5.
【００５９】燃料比については、ケース１（比較例）が
ベース（従来例）より 10kg/溶銑ｔ程度高くなった。そ
して、コークスの置換比率の増加（ケース１→ケース２
→ケース３→ケース４→ケース５）とともに、あるいは
代替塊状物の代替比率の増加（ケース１→ケース６→ケ
ース７→ケース８→ケース９）とともに燃料比は微増
し、ケース５、ケース９においてはケース１よりさらに
10kg/溶銑ｔ程度悪化した。これは、置換比率あるいは
代替比率の増加とともに炉中心領域の鉱石存在量が減少
し、炉中心領域の塊状部を上昇する還元ガスの利用効率
が低下することによると考えられる。従って、燃料比の
悪化を比較例とほぼ同程度に抑えるには、コークスの置
換比率は２重量％以上８重量％未満、代替塊状物の代替
比率は２重量％以上15重量％未満の範囲にするのがよい
ことがわかる。Regarding the fuel ratio, Case 1 (Comparative Example) was higher than the base (Conventional Example) by about 10 kg / molt t. Then, the replacement ratio of coke increases (case 1 → case 2
→ Case 3 → Case 4 → Case 5) or as the substitution ratio of the alternative lumps increases (Case 1 → Case 6 → Case 7 → Case 8 → Case 9), the fuel ratio slightly increases. Is more than case 1
About 10kg / hot metal t deteriorated. It is considered that this is because as the replacement ratio or the replacement ratio increases, the amount of ore present in the furnace central region decreases, and the utilization efficiency of the reducing gas that rises in the lumps in the furnace central region decreases. Therefore, in order to suppress the deterioration of the fuel ratio to about the same level as in the comparative example, the substitution ratio of coke should be in the range of 2 wt% or more and less than 8 wt%, and the substitution ratio of the alternative lump should be in the range of 2 wt% or more and less than 15 wt%. I see that it is good to do.
【００６０】[0060]
【実施例２】実施例１と同じ炉を使用し、コークスの装
入に先だってはコークス・ベースの７重量％に相当する
代替塊状物を、鉱石の装入に先だっては還元鉄またはス
クラップを炉中心領域に重点装入した (前記図１(b))。
使用した原料の粒度または寸法および各原料堆積層の嵩
密度を表３に示す。Example 2 Using the same furnace as in Example 1, the coke was charged with an alternative lump equivalent to 7% by weight of the coke base, and the ore was charged with reduced iron or scrap. Emphasis was placed on the central region (Fig. 1 (b) above).
Table 3 shows the particle size or size of the raw material used and the bulk density of each raw material deposited layer.
【００６１】[0061]
【表３】 [Table 3]
【００６２】実炉試験は表５に示すように、還元鉄また
はスクラップの全鉄源原料に対する重量分率（以下、
「鉄源置換比率」と記す）を変えて、表４に示す操業条
件で行った。そして、前記実施例１と同様にして、各ケ
ースについて炉底底部および炉底側壁の貫流熱量と送風
圧変動指数を調査した。さらに、各ケースの操業終了後
の休風時に羽口部からコークスサンプリングを実施し、
炉芯部から採集した炉芯コークスの粒径を実測して、炉
頂部から装入されるコークス、代替塊状物の粒径に対す
る粒径減少率を調査した。In the actual furnace test, as shown in Table 5, the weight fraction of reduced iron or scrap with respect to the total iron source material (hereinafter,
The "iron source substitution ratio" was changed), and the operation conditions shown in Table 4 were used. Then, in the same manner as in Example 1, the amount of heat flowing through the bottom of the furnace bottom and the side wall of the furnace bottom and the blast pressure variation index were investigated for each case. Furthermore, coke sampling is performed from the tuyere when the wind is off after the operation of each case,
The particle size of the core coke collected from the core was measured, and the particle size reduction rate with respect to the particle size of the coke charged from the furnace top and the alternative lumps was investigated.
【００６３】[0063]
【表４】 [Table 4]
【００６４】[0064]
【表５】 [Table 5]
【００６５】図６は、本発明の実施例２における炉底底
部貫流熱量、炉底側壁貫流熱量、送風圧変動指数および
粒径減少率の測定結果を従来例、比較例と対比して示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing the results of measurement of the heat flow through the bottom of the furnace bottom, the heat flow through the bottom wall of the furnace, the blast pressure variation index, and the particle size reduction rate in Example 2 of the present invention, in comparison with the conventional example and the comparative example. Is.
【００６６】図示のように、実施例２のケース10〜15
は、従来例のベースおよび比較例のケース１と比較し
て、炉底底部および炉底側壁の貫流熱量がともに低下し
ている。As shown, cases 10 to 15 of the second embodiment
In comparison with the base of the conventional example and the case 1 of the comparative example, the amounts of heat flowing through the bottom of the furnace bottom and the sidewalls of the furnace bottom are both lower.
【００６７】そして、貫流熱量の低下は還元鉄またはス
クラップの鉄源置換比率の増加 (ケース１→ケース10→
ケース11→ケース12またはケース１→ケース13→ケース
14→ケース15) ともに多くなる。この貫流熱量の低下効
果は嵩密度の大きい還元鉄を中心装入したケース10〜12
で顕著であり、特に炉底底部貫流熱量の低下は炉芯コー
クス堆積層に炉中心上部からかかる装入物荷重との正相
関がある。また、炉芯コークスの粒径減少率は、ベース
およびケース１と比較して低下している。これは摩耗劣
化の少ない代替塊状物が強い反応劣化を受けずに炉芯に
降下し、炉芯コークス堆積層を構成していることによる
と考えられる。The decrease in the amount of once-through heat is due to the increase in the replacement ratio of iron source of reduced iron or scrap (Case 1 → Case 10 →
Case 11 → Case 12 or Case 1 → Case 13 → Case
14 → Case 15) Both increase. The effect of reducing the amount of heat flowing through is the case 10-12 in which reduced iron with a large bulk density is centrally charged.
In particular, the decrease in the amount of heat flowing through the bottom of the furnace bottom has a positive correlation with the charge load applied to the core coke deposit from the top of the furnace center. Further, the particle size reduction rate of the furnace core coke is lower than that of the base and Case 1. It is considered that this is because the alternative lumps with less wear deterioration descended to the core without undergoing strong reaction deterioration to form the core coke deposit layer.
【００６８】上述の結果から、実施例２における炉底底
部貫流熱量の低下は、炉芯コークス堆積層の大部分がコ
ークスより重い代替塊状物で構成され、堆積層の自重が
増すとともに、その上部にかかる装入物荷重も増えてコ
ークフリー層が消失し、炉底底部の溶銑流速が低下した
ことによると推察される。また、炉底側壁貫流熱量の低
下は、炉芯コークス堆積層自体の通液性が改善され、堆
積層の通液性悪化時に見られる炉底側壁近傍の溶銑流速
の上昇が回避されたことによると推察される。From the above results, the lowering of the heat flow through the bottom of the furnace bottom in Example 2 is that most of the core coke deposit layer is composed of alternative lumps that are heavier than coke, the self-weight of the deposit layer increases, and the upper part thereof increases. It is presumed that this was because the load of the load on the furnace also increased, the coke-free layer disappeared, and the hot metal flow rate at the bottom of the furnace bottom decreased. In addition, the decrease in the heat flow through the bottom wall of the furnace bottom is due to the improvement of the liquid permeability of the core coke deposition layer itself and the avoidance of the increase in the hot metal flow velocity near the bottom wall of the furnace that is observed when the liquid permeability of the deposit layer deteriorates. It is presumed that.
【００６９】なお、送風圧変動指数は、鉄源置換比率の
増加とともに上昇しているが、いずれも管理上限値1.35
以下であり、安定操業上の支障とはならない。The blast pressure fluctuation index increased as the iron source substitution ratio increased, but in both cases, the control upper limit value is 1.35.
It is the following and does not hinder stable operation.
【００７０】[0070]
【発明の効果】本発明方法によれば、炉芯コークス堆積
層の自重、さらにその上部にかかる装入物荷重が増し、
その結果コークフリー層が消失する。また、反応による
粒径劣化が抑制され、炉芯コークス堆積層の通液性が改
善される。従って、出銑時に炉底底部および炉底側壁近
傍の溶銑流速を低下させることができる。これにより炉
底底部および炉底側壁のレンガ損耗の進行が抑止され、
高炉寿命を大幅に延長することができる。According to the method of the present invention, the dead weight of the core coke deposit layer and the charge load applied to the upper part of the core coke deposit layer are increased,
As a result, the coke-free layer disappears. In addition, the particle size deterioration due to the reaction is suppressed, and the liquid permeability of the furnace core coke deposit layer is improved. Therefore, the hot metal flow velocity near the bottom of the furnace bottom and the side wall of the furnace bottom can be reduced during tapping. This prevents the progress of brick wear on the bottom of the hearth and the side wall of the hearth,
The life of the blast furnace can be greatly extended.
【図１】本発明方法の実施態様例と原料堆積状態を説明
する高炉上部の模式的断面図であり、(a) は鉱石の装入
に先だって代替塊状物またはコークスを炉中心部に装入
した場合、(b) 同様に鉄スクラップまたは還元鉄を炉中
心部に装入した場合である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an upper part of a blast furnace for explaining an example embodiment of the method of the present invention and a raw material deposition state, and (a) is a method of charging an alternative lump or coke in the center of the furnace prior to charging of ore. In this case, as in (b), iron scrap or reduced iron was charged into the center of the furnace.
【図２】本発明の一つの方法を説明するための高炉の炉
内状態を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an in-furnace state of a blast furnace for explaining one method of the present invention.
【図３】本発明のもう一つの方法を説明するための高炉
の炉内状態を示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an in-furnace state of a blast furnace for explaining another method of the present invention.
【図４】本発明の更にもう一つの方法を説明するための
高炉の炉内状態を示す模式的断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an in-furnace state of a blast furnace for explaining still another method of the present invention.
【図５】本発明の１実施例における炉底底部貫流熱量、
炉底側壁貫流熱量、送風圧変動指数の測定結果および燃
料比を示す図である。FIG. 5 is a bottom-through heat quantity of the furnace bottom in one embodiment of the present invention,
It is a figure which shows the measurement result of a furnace bottom side wall heat flow rate, a ventilation pressure fluctuation index, and a fuel ratio.
【図６】本発明の他の実施例における炉底底部貫流熱
量、炉底側壁貫流熱量、送風圧変動指数および粒径減少
率の測定結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the measurement results of the amount of heat flowing through the bottom of the furnace bottom, the amount of heat flowing through the bottom wall of the furnace bottom, the blast pressure variation index, and the particle size reduction rate in another example of the present invention.
【図７】一般的な高炉の炉内状態を説明する模式的断面
図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining an in-furnace state of a general blast furnace.
１：高炉 ２：ベル式装入装置 ３：大ベル ４：ベルカップ ５：ムーバブルアーマー ６：別ルート装入装置 ７：装入シュート ８：ホッパー ９、９’：装入物落下軌跡 10：コークスまたは鉱石 11：代替塊状物堆積層 12：コークス層 13：代替塊状物堆積層またはコークス堆積層 14：スクラップ堆積層または還元鉄堆積層 15：鉱石層 16：コークス堆積層 17：代替塊状物 18：コークス 19：炉底底部 20：炉底側壁 21：羽口 22：鉱石軟化融着帯 23：すり鉢状領域 24：コークス燃焼帯 25：炉芯コークス堆積層 26：溶銑 26Ｆ：浮力 27：装入物荷重 28：コークフリー層 29：塊状部 30：軟化融着帯 31：コークス帯 32：炉芯部 Ｄ：コークス、代替塊状物の炉芯降下領域 1: Blast furnace 2: Bell-type charging device 3: Large bell 4: Bell cup 5: Movable armor 6: Another route charging device 7: Charge chute 8: Hopper 9, 9 ': Charge drop trajectory 10: Coke Or ore 11: Alternate lump deposit layer 12: Coke layer 13: Alternate lump deposit layer or coke deposit layer 14: Scrap deposit layer or reduced iron deposit layer 15: Ore layer 16: Coke deposit layer 17: Alternate lump layer 18: Coke 19: Bottom of the furnace 20: Side wall of the furnace 21: Tuyere 22: Ore softening cohesive zone 23: Mortar-like region 24: Coke combustion zone 25: Core coke deposit 26: Hot metal 26F: Buoyancy 27: Charge Load 28: Coke-free layer 29: Bulk portion 30: Softening fusion zone 31: Coke zone 32: Furnace core D: Coke, fall-down area of coke, alternative bulk
Claims (1)
に炉内に装入するに際し、上記コークスの装入量の一部
を、見掛比重が 1.3以上、固定炭素含有率が80重量％以
上、揮発分含有率が１重量％以下で、かつ、粒径が30〜
200mm の塊状物で代替する高炉の操業方法であって、下
記およびを特徴とする高炉の操業方法。 上記コークスの装入に先だっては、上記塊状物を炉中
心領域に重点的に装入すること。 上記鉄源原料の装入に先だっては、（イ）上記塊状物
もしくは上記コークスの一部を炉中心領域に重点的に装
入すること、または（ロ）鉄スクラップもしくは還元鉄
を炉中心領域に重点的に装入すること。1. When alternately charging coke and iron source raw material into the furnace from the top of the blast furnace, a part of the charging amount of the coke has an apparent specific gravity of 1.3 or more and a fixed carbon content of 80% by weight. % Or more, the volatile content is 1% by weight or less, and the particle size is 30 to
A blast furnace operating method in which a lump of 200 mm is used as an alternative, which is characterized by the following. Prior to charging the coke, the above-mentioned lumps should be charged mainly in the central area of the furnace. Prior to the charging of the iron source material, (a) the charging of the lumps or a part of the coke in the furnace central region is focused, or (b) the iron scrap or reduced iron is charged in the furnace central region. Focus on charging.
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