向高爐裝入原料的方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明，能夠提供向高爐裝入原料的方法，該方法是將焦炭分級(jí)為塊焦和小塊焦并填充到爐頂料倉(cāng)，進(jìn)而，將礦石類原料分級(jí)為大粒徑礦石類原料和小粒徑礦石類原料并填充到爐頂料倉(cāng)，然后，排出該塊焦時(shí)同時(shí)運(yùn)出該大粒徑礦石類原料，排出該小塊焦時(shí)同時(shí)運(yùn)出該小粒徑礦石類原料，從而即便混合大量焦炭時(shí)，也能夠確保高爐內(nèi)的通氣性，實(shí)現(xiàn)高爐操作的穩(wěn)定化和熱效率的提高。
【專利說(shuō)明】向高爐裝入原料的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用旋轉(zhuǎn)溜槽進(jìn)行向爐內(nèi)的原料裝入的向高爐裝入原料的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] -般而言，將燒結(jié)礦、顆粒、塊狀礦石等礦石類原料和焦炭從爐頂層狀地裝入高 爐，從風(fēng)口流過(guò)燃燒氣體，得到銑鐵。作為被裝入的高爐裝入原料的焦炭和礦石類原料從爐 頂向爐下部下降，引起礦石的還原和原料的升溫。就礦石類原料層而言，因升溫與來(lái)自上方 的荷重而導(dǎo)致在填埋礦石類原料間的空隙的同時(shí)緩緩變形，在高爐的軸部的下方通氣阻力 非常大而形成氣體幾乎不流動(dòng)的熔合層。
[0003] 以往，向高爐的原料裝入是將礦石類原料和焦炭交替裝入，在爐內(nèi)礦石類原料層 和焦炭層交替成為層狀。另外，在高爐內(nèi)下部存在被稱為熔合帶的礦石軟化熔合了的通氣 阻力大的礦石類原料層和來(lái)自焦炭的通氣阻力比較小的焦炭狹縫（cokes slit)。
[0004] 該熔合帶的通氣性對(duì)高爐整體的通氣性造成很大影響，對(duì)高爐的生產(chǎn)率進(jìn)行速度 控制。
[0005] 為了改善熔合帶的通氣阻力，已知在礦石類原料層中混合焦炭的方法是有效的， 為了得到適當(dāng)?shù)幕旌蠣顟B(tài)，報(bào)告了大量的研究。
[0006] 例如，專利文獻(xiàn)1中，無(wú)料鐘高爐中，向礦石料斗中下游側(cè)的礦石料斗裝入焦炭， 在輸送機(jī)上在礦石上層疊焦炭并裝入爐頂料倉(cāng)，將礦石和焦炭介由旋轉(zhuǎn)溜槽而裝入高爐 內(nèi)。
[0007] 另外，專利文獻(xiàn)2中，在爐頂?shù)牧蟼}(cāng)分別貯存礦石和焦炭，并同時(shí)混合裝入焦炭和 礦石，從而同時(shí)進(jìn)行焦炭的通常裝入用批量、焦炭的中心裝入用批量和混合裝入用批量這3 種方式。
[0008] 此外，專利文獻(xiàn)3中，為了防止高爐操作中的熔合帶形狀的不穩(wěn)定化和中心部附 近的氣體利用率的降低，實(shí)現(xiàn)安全操作和熱效率的提高，高爐中的原料裝入方法中，將全部 礦石和全部焦炭完全混合后裝入爐內(nèi)。
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平3 - 211210號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2004 - 107794號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :日本特公昭59 - 10402號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 在此，上述專利文獻(xiàn)3中記載的代表性焦炭的平均粒徑約為40?50mm，礦石的平 均粒徑約為15mm，兩者的粒徑有很大不同，因此僅單純混合時(shí)，空隙率大幅降低，在爐內(nèi)通 氣性惡化，可能產(chǎn)生氣體通風(fēng)、原料下降差之類的問(wèn)題。
[0014] 為了避免這些問(wèn)題，考慮在爐軸心部形成僅有焦炭的層的方法。若采用該方法，則 在爐軸心部可確保由焦炭層形成的氣體的通道，因此能夠改善通氣性。
[0015] 然而，混合大量焦炭時(shí)，除了小塊焦，還混合大的塊焦，因此礦石與焦炭的粒徑差 逐漸變大。另外，可知如果混合粒徑不同的粒子，則該混合層的空隙率進(jìn)一步降低。因此， 混合大量焦炭時(shí)，雖然可改善熔合帶的通氣性，但高爐塊狀帶的通氣性可能惡化。
[0016] 本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而開(kāi)發(fā)的，目的在于提供即便實(shí)施大量混合焦炭的操作 時(shí)，也能夠確保高爐內(nèi)的通氣性，實(shí)現(xiàn)高爐操作的穩(wěn)定化和熱效率的提高的向高爐裝入原 料的方法。
[0017] SP，本發(fā)明的要旨構(gòu)成如下。
[0018] 1. -種向高爐裝入原料的方法，使用配設(shè)于高爐的爐頂?shù)闹辽?個(gè)爐頂料倉(cāng)、配 設(shè)于該爐頂料倉(cāng)的排出口而將從該爐頂料倉(cāng)排出的原料混合并供給于旋轉(zhuǎn)溜槽的集料斗、 以及該旋轉(zhuǎn)溜槽，將燒結(jié)礦、顆粒、塊狀礦石等礦石類原料和焦炭的高爐裝入原料向高爐內(nèi) 裝入時(shí)，
[0019] 將上述焦炭分級(jí)為塊焦和小塊焦并填充到爐頂料倉(cāng)，進(jìn)而，將上述礦石類原料分 級(jí)為大粒徑礦石類原料和小粒徑礦石類原料并填充到爐頂料倉(cāng)，然后，排出該塊焦時(shí)同時(shí) 運(yùn)出該大粒徑礦石類原料，排出該小塊焦時(shí)同時(shí)運(yùn)出該小粒徑礦石類原料。
[0020] 2.根據(jù)上述1記載的向高爐裝入原料的方法，其中，將上述小塊焦的粒度范圍設(shè) 為10?40mm，且將上述小粒徑礦石類原料的粒度范圍設(shè)為3?20mm。
[0021] 3.根據(jù)上述1或2記載的向高爐裝入原料的方法，其中，將上述塊焦的粒度范圍設(shè) 為30?75mm，且將上述大粒徑礦石類原料的粒度范圍設(shè)為10?50mm。
[0022] 4.根據(jù)上述1?3中任一項(xiàng)記載的向高爐裝入原料的方法，其中，將上述大粒徑礦 石類原料和上述小粒徑礦石類原料分級(jí)時(shí)，使該大粒徑礦石類原料與該小粒徑礦石類原料 的質(zhì)量比率與在上述塊焦中向礦石類原料的混合進(jìn)行供給的塊焦與上述小塊焦的質(zhì)量比 率一致。
[0023] 5.根據(jù)上述1?4中任一項(xiàng)記載的向高爐裝入原料的方法，其中，以礦石調(diào)和平均 粒徑/焦炭調(diào)和平均粒徑的比計(jì)，使上述小塊焦與上述小粒徑礦石的調(diào)和平均粒徑之比、 以及上述塊焦與上述大粒徑礦石的調(diào)和平均粒徑之比均為〇. 1以上。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，向高爐內(nèi)裝入礦石類原料和焦炭時(shí)，排出塊焦時(shí)同時(shí)運(yùn)出大粒徑礦 石類原料，排出小塊焦時(shí)同時(shí)運(yùn)出小粒徑礦石類原料，因此爐下部的通氣性明顯提高，礦石 的還原速度大幅提高，即便實(shí)施大量混合焦炭的操作的狀況下，也能夠進(jìn)行穩(wěn)定的高爐操 作。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是表示本發(fā)明的向高爐裝入原料的方法的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。
[0026] 圖2是表示填充層壓力損失評(píng)價(jià)裝置的概略構(gòu)成圖。
[0027] 圖3 (a)是表示礦石分級(jí)前的塊焦的粒徑分布的圖，圖3 (b)是表示礦石分級(jí)前的 小塊焦的粒徑分布的圖。
[0028] 圖4(a)是表示大粒徑礦石和塊焦的粒徑分布的圖，圖4(b)是表示小粒徑礦石和 小塊焦的粒徑分布的圖。
[0029] 圖5(a)是表示圖3(a)和圖4(a)的粒度分布的壓力損失的圖，圖5(b)是表示圖 3(b)和圖4(b)的粒度分布的壓力損失的圖。
[0030] 圖6是表示使用Ergun式評(píng)價(jià)空隙率對(duì)填充層的壓力損失給予的影響的結(jié)果的 圖。
[0031] 圖7是表示以幾何方式計(jì)算大粒徑粒子的比例和空隙率的降低的結(jié)果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的代表性的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0033] 基于圖1對(duì)在高爐內(nèi)裝入礦石類原料和焦炭的具體裝入要領(lǐng)進(jìn)行說(shuō)明。
[0034] 以下說(shuō)明中，在爐頂料倉(cāng)12a貯存塊焦，另外，在爐頂料倉(cāng)12b貯存大粒徑礦石類 原料，此外，在爐頂料倉(cāng)12c貯存將小塊焦和小粒徑礦石類原料預(yù)先混合而成的原料。
[0035] 應(yīng)予說(shuō)明，圖中，10為高爐，12a?12c為爐頂料倉(cāng)，13為流量調(diào)整閥門(mén)，14為集料 斗，15為無(wú)料鐘式裝入裝置，16為旋轉(zhuǎn)溜槽。另外，0為旋轉(zhuǎn)溜槽相對(duì)于垂直方向的角度。 另外，對(duì)于本發(fā)明中使用的焦炭沒(méi)有特別限定，只要是公知的高爐用焦炭就沒(méi)有問(wèn)題。另一 方面，礦石類原料只要是燒結(jié)礦、顆粒、塊狀礦石等作為高爐用礦石而常用的礦石類原料， 就沒(méi)有特別限定。
[0036] 作為來(lái)自爐頂料倉(cāng)的原料的裝入順序，首先，使旋轉(zhuǎn)溜槽16的原料裝入目的地為 高爐的爐壁內(nèi)周部，從裝入塊焦的爐頂料倉(cāng)12a僅裝入焦炭，從而能夠根據(jù)需要在高爐的 中心部形成中心焦炭層，另外，在爐壁內(nèi)周部形成周邊焦炭層。
[0037] 即，在旋轉(zhuǎn)溜槽16的原料裝入目的地朝向高爐的中心部或者爐壁部的狀態(tài)下，關(guān) 閉爐頂料倉(cāng)12b和12c的流量調(diào)整閥門(mén)13,打開(kāi)僅爐頂料倉(cāng)12a的流量調(diào)整閥門(mén)13,僅將 被貯存于該爐頂料倉(cāng)12a的塊焦供給到旋轉(zhuǎn)溜槽16,由此能夠在高爐的中心部形成中心焦 炭層，另外，在爐壁內(nèi)周部形成周邊焦炭層。
[0038] 如上所述，將上述焦炭分級(jí)為塊焦和小塊焦并填充到爐頂料倉(cāng)，進(jìn)而，將上述礦石 類原料分級(jí)為大粒徑礦石類原料和小粒徑礦石類原料，分別填充到爐頂料倉(cāng)。而且，本發(fā)明 中，排出該塊焦時(shí)同時(shí)運(yùn)出該大粒徑礦石類原料，該小塊焦與該小粒徑礦石類原料同時(shí)排 出。
[0039] S卩，從爐頂料倉(cāng)12a排出塊焦時(shí)從爐頂料倉(cāng)12b同時(shí)運(yùn)出大粒徑礦石類原料，進(jìn) 而，通過(guò)適當(dāng)?shù)貜臓t頂料倉(cāng)12c排出將小塊焦和小粒徑礦石類原料預(yù)先混合而成的原料， 從而能夠在高爐塊狀帶形成通氣阻力低的良好的混合層。
[0040] 如上所述，混合大量焦炭時(shí)，除了小塊焦，還混合塊焦，因此礦石與焦炭的粒徑差 變大，產(chǎn)生該混合層的空隙率的降低，因此雖然熔合帶的通氣性得到改善，但高爐塊狀帶的 通氣性惡化。
[0041] 因此，如上所述，本發(fā)明中通過(guò)同時(shí)運(yùn)出塊焦和大粒徑礦石類原料，另一方面，在 排出小塊焦時(shí)同時(shí)排出小粒徑礦石類原料，從而可消除高爐塊狀帶的空隙率的降低，即便 混合大量焦炭時(shí)，也能夠確保高爐內(nèi)的通氣性。
[0042] 這里，將塊焦和大粒徑礦石類原料的混合層稱為混合層L，將小塊焦和小粒徑礦石 類原料的混合層稱為混合層S，本發(fā)明中，根據(jù)實(shí)際制造時(shí)的原料的分配，即便使混合層L 與混合層S交替地層疊，即便層疊多層混合層L并在其上層疊一層混合層S，即便相反地層 疊多層混合層S并在其上層疊一層混合層L，即便在其間的任意層間僅形成焦炭的層，也都 能夠得到本發(fā)明的效果。應(yīng)予說(shuō)明，如上所述的中心焦炭層、周邊焦炭層可以一并形成。
[0043] 接著，對(duì)上述混合層L和混合層S的效果基于確認(rèn)其效果的試驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。
[0044] 上述試驗(yàn)中，使用圖2所示的填充層壓力損失評(píng)價(jià)裝置，測(cè)定分級(jí)前后的礦石焦 炭填充層的壓力損失。
[0045] 這里，圖3(a)中示出礦石分級(jí)前的塊焦的粒徑分布，圖3(b)中示出礦石分級(jí)前的 小塊焦的粒徑分布。另外，圖4(a)中示出大粒徑礦石和塊焦的粒徑分布，圖4(b)中示出小 粒徑礦石和小塊焦的粒徑分布。
[0046] 分別比較圖3(a)與圖4(a)以及圖3(b)與圖4(b)時(shí)，可知混合大粒徑礦石和塊 焦時(shí)，進(jìn)而混合小粒徑礦石和小塊焦時(shí)的粒徑分布寬度分別降低。
[0047] 根據(jù)以上結(jié)果，能夠期待能夠控制由與粒徑寬度的波動(dòng)擴(kuò)大伴隨的空隙率的降低 導(dǎo)致的填充層壓力損失。
[0048] 接著，將具有圖3 (a)、圖3 (b)、圖4 (a)和圖4 (b)的粒度分布的試料填充到上述圖 2所示的填充層壓力損失測(cè)定裝置中，分別測(cè)定壓力損失，將其結(jié)果示于圖5 (a)和圖5 (b)。 應(yīng)予說(shuō)明，以礦石的質(zhì)量為1900g、焦炭的質(zhì)量為170g進(jìn)行混合，分別裝入到圓筒容器并進(jìn) 行試驗(yàn)。
[0049] 根據(jù)圖5(a)和圖5(b)所示的結(jié)果，與圖3(a)和圖3(b)的粒度分布時(shí)比較，確認(rèn) 在圖4(a)和圖4(b)的粒度分布時(shí)，填充層壓力損失分別降低。因此，可知礦石和焦炭的混 合層為大粒徑礦石和塊焦、即混合層L時(shí)，以及為小粒徑礦石和小塊焦、即混合層S時(shí)，都能 夠減少填充層壓力損失。
[0050] 總結(jié)以上的試驗(yàn)結(jié)果和另外實(shí)施的與礦石類原料等的粒徑相關(guān)的各種試驗(yàn)的結(jié) 果，得到以下結(jié)論。
[0051] 首先，作為小塊焦的粒度范圍，優(yōu)選為10?40mm。另一方面，塊焦的粒度范圍優(yōu) 選為30?75mm。這是因?yàn)槿绻錾鲜隽６确秶?，則填充層壓力損失的減少效果都減弱。 應(yīng)予說(shuō)明，如上所述，粒度范圍可以有重復(fù)部分。
[0052] 另外，作為小粒徑礦石類原料的粒度范圍，優(yōu)選為3?20mm，大粒徑礦石類原料的 粒度范圍優(yōu)選為10?50mm。這是因?yàn)槿绻錾鲜隽６确秶?，則這時(shí)填充層壓力損失的減 少效果也都減弱。應(yīng)予說(shuō)明，如上所述，礦石類原料的粒度范圍也可以有重復(fù)部分。
[0053] 此外，本發(fā)明中，判明將大粒徑礦石類原料和小粒徑礦石類原料分級(jí)時(shí)，如果使作 為大粒徑礦石類原料和小粒徑礦石類原料的分級(jí)點(diǎn)的其質(zhì)量比率，即，（大粒徑礦石類原料 的質(zhì)量/小粒徑礦石類原料的質(zhì)量）X 100與裝入到高爐的塊焦中向礦石類原料的混合進(jìn) 行供給的塊焦與小塊焦的質(zhì)量比率，即，（向礦石類原料的混合中供給的塊焦的質(zhì)量/小塊 焦的質(zhì)量）X 100 -致，則可得到更良好的通氣性。應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明中，所謂一致，優(yōu)選完 全一致，但是5%左右的誤差也完全沒(méi)有問(wèn)題。
[0054] 而且，發(fā)明人等使用以下所示的Ergun式（式1)評(píng)價(jià)空隙率對(duì)填充層的壓力損失 給予的影響。

【權(quán)利要求】
1. 一種向高爐裝入原料的方法，使用配設(shè)于高爐的爐頂?shù)闹辽?個(gè)爐頂料倉(cāng)、配設(shè)于 該爐頂料倉(cāng)的排出口而將從該爐頂料倉(cāng)排出的原料混合并供給到旋轉(zhuǎn)溜槽的集料斗、以及 該旋轉(zhuǎn)溜槽，將燒結(jié)礦、顆粒、塊狀礦石等礦石類原料和焦炭的高爐裝入原料向高爐內(nèi)裝入 時(shí)， 將所述焦炭分級(jí)為塊焦和小塊焦并填充到爐頂料倉(cāng)，進(jìn)而，將所述礦石類原料分級(jí)為 大粒徑礦石類原料和小粒徑礦石類原料并填充到爐頂料倉(cāng)，然后，排出該塊焦時(shí)同時(shí)運(yùn)出 該大粒徑礦石類原料，排出該小塊焦時(shí)同時(shí)運(yùn)出該小粒徑礦石類原料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的向高爐裝入原料的方法，其中，將所述小塊焦的粒度范圍設(shè) 為10?40mm，且將所述小粒徑礦石類原料的粒度范圍設(shè)為3?20mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的向高爐裝入原料的方法，其中，將所述塊焦的粒度范圍設(shè) 為30?75mm，且將所述大粒徑礦石類原料的粒度范圍設(shè)為10?50mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的向高爐裝入原料的方法，其中，將所述大粒徑礦 石類原料和所述小粒徑礦石類原料分級(jí)時(shí)，使該大粒徑礦石類原料與該小粒徑礦石類原料 的質(zhì)量比率與在所述塊焦中向礦石類原料的混合進(jìn)行供給的塊焦與所述小塊焦的質(zhì)量比 率一致。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的向高爐裝入原料的方法，其中，以礦石調(diào)和平均 粒徑/焦炭調(diào)和平均粒徑的比計(jì)，使所述小塊焦與所述小粒徑礦石的調(diào)和平均粒徑之比、 以及所述塊焦與所述大粒徑礦石的調(diào)和平均粒徑之比均為〇. 1以上。
【文檔編號(hào)】C21B7/18GK104302785SQ201380025108
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月17日
【發(fā)明者】市川和平, 石井純, 廣澤壽幸, 渡壁史朗 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社