本發(fā)明涉及利用旋轉(zhuǎn)溜槽進(jìn)行向爐內(nèi)中的原料裝入的向高爐中裝入原料的方法。

背景技術(shù)：

近年來，從防止地球變暖的觀點(diǎn)出發(fā)，要求削減co2。在鋼鐵產(chǎn)業(yè)中，co2排放量的約70％由高爐產(chǎn)生，要求削減高爐中的co2排放量。高爐中的co2削減可以通過削減高爐中使用的還原劑(焦炭、粉煤、天然氣等)來實(shí)現(xiàn)。

此外，最近，隨著鋼鐵需求的增大，制造更容易的酸性球團(tuán)礦(成分中的cao(質(zhì)量％)與sio2(質(zhì)量％)之比(cao/sio2)為0.5以下的球團(tuán)礦)的使用量正在增大。

而且，已知該酸性球團(tuán)礦在高爐內(nèi)的還原性以及在高溫下的熔融性狀差，由于其利用而使高爐的還原性以及透氣性變差(非專利文獻(xiàn)1)。

因此，在利用酸性球團(tuán)礦時(shí)，要求改善酸性球團(tuán)礦的還原性以及透氣性、抑制還原劑使用量的增加。

在此，已知為了改善熔合區(qū)的透氣阻力，在礦石層中混合焦炭是有效的，已報(bào)道了用于在礦石層中混合焦炭的各種方法。

例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了如下技術(shù)：在無料鐘式高爐中，在礦石料斗中下游側(cè)的料斗中裝入焦炭，在傳送帶上使焦炭堆積到礦石上，然后，裝入到爐頂料倉(cāng)中，將礦石和焦炭經(jīng)由旋轉(zhuǎn)溜槽裝入到高爐內(nèi)。

另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了如下技術(shù)：在爐頂?shù)牧蟼}(cāng)中分開貯存礦石和焦炭，并且同時(shí)混合裝入焦炭和礦石，由此，同時(shí)進(jìn)行焦炭裝入用批、焦炭的中心裝入用批和混合裝入用批這三批。

此外，在專利文獻(xiàn)3中，作為高爐中的原料裝入方法，公開了如下技術(shù)：為了防止高爐作業(yè)中的熔合區(qū)形狀的不穩(wěn)定性和中心部附近的氣體利用率的下降從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定作業(yè)和熱效率的提高，將全部礦石與全部焦炭混合后，將原料裝入到高爐內(nèi)。

另外，在專利文獻(xiàn)4中，作為享受由混合焦炭帶來的反應(yīng)性提高效果的手段，公開了如下技術(shù)：將高反應(yīng)焦炭與jis還原率低的礦石混合，由此使低反應(yīng)性礦石高效率地反應(yīng)，從而提高高爐的反應(yīng)性。

此外，在專利文獻(xiàn)5中公開了如下技術(shù)：將向爐內(nèi)裝入的總焦炭量的60～75質(zhì)量％以與礦石類原料的混合層的形式裝入，另一方面，使剩余的25～40質(zhì)量％的焦炭量以焦炭夾層(cokeslit)的形式殘留，由此消除在將礦石類原料和焦炭以混合層的形式裝入爐內(nèi)的情況下所擔(dān)心的透氣性的劣化。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平3-211210號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2004-107794號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特公昭59-010402號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特公平07-076366號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：國(guó)際公開第2013/172044號(hào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：藤井成美等：鐵和鋼(鉄と鋼)、一般社團(tuán)法人日本鋼鐵協(xié)會(huì)、1968年、第54卷、第12號(hào)(1968)、p.1241-1259

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

已知上述酸性球團(tuán)礦在高爐內(nèi)的還原性以及在高溫下的熔融性狀差，由于其利用而使高爐的還原性以及透氣性變差(參見上述非專利文獻(xiàn)1)。因此，在利用酸性球團(tuán)礦時(shí)，要求改善酸性球團(tuán)礦的還原性以及透氣性并且抑制還原劑使用量的增加。

另外，一般而言，在高爐的爐內(nèi)，大多在中心部和周邊部，氣體均容易流動(dòng)，而在中間部，氣體不易流動(dòng)，因此，在高爐的半徑方向上存在氣流分布。因此，需要根據(jù)該氣流分布來設(shè)計(jì)焦炭混合率以及酸性球團(tuán)礦在半徑方向上的配置。

然而，在專利文獻(xiàn)1～3中，僅記載了向礦石層中混合焦炭的手段，并未明示高爐半徑方向的優(yōu)選的焦炭混合率分布。另外，在專利文獻(xiàn)4中，也僅記載了焦炭與礦石的反應(yīng)性以及其最大粒度，均未明示焦炭與礦石的優(yōu)選配比和爐口方向的優(yōu)選分布。此外，在專利文獻(xiàn)5中，對(duì)于酸性球團(tuán)礦的利用，也沒有任何考慮。

因此，在利用酸性球團(tuán)礦時(shí)，需要新構(gòu)建優(yōu)選的球團(tuán)礦配置和爐內(nèi)的混合焦炭分布。

本發(fā)明是為了解決上述的課題而開發(fā)的，其目的在于提供一種原料裝入方法，其中，如上所述，著眼于高爐內(nèi)的氣流分布，在流動(dòng)少的部位混合大量焦炭，并且將低反應(yīng)性的酸性球團(tuán)礦高效地裝入到高爐內(nèi)，由此實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)反應(yīng)性的改善，能夠進(jìn)一步降低還原劑比。

用于解決問題的方法

即，本發(fā)明的主旨構(gòu)成如下所述。

1.一種向高爐中裝入原料的方法，使用旋轉(zhuǎn)溜槽在每單次裝料中向高爐內(nèi)裝入高爐裝入原料，所述方法中，

上述高爐裝入原料包含含有選自由燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和塊礦組成的組中的至少一種的礦石類原料以及焦炭，

將上述單次裝料中裝入的高爐裝入原料的10質(zhì)量％以上設(shè)定為酸性球團(tuán)礦，

將上述單次裝料中裝入的焦炭的60～75質(zhì)量％以與上述礦石類原料的混合層的形式裝入，

將剩余的25～40質(zhì)量％的焦炭以單獨(dú)焦炭的形式裝入。

2.如權(quán)利要求1所述的向高爐中裝入原料的方法，其中，

將上述礦石類原料在上述單次裝料中每次以兩批裝入，

將第一批裝入到爐口無量綱半徑中0.0～0.8的范圍，

將第二批裝入到爐口無量綱半徑的0.6～1.0的范圍，

在上述第一批中裝入以上述混合層的形式裝入的焦炭的60～80質(zhì)量％裝入，

在上述第二批中裝入上述單次裝料中裝入的酸性球團(tuán)礦的70～100質(zhì)量％。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，在氣流少的部位混合大量焦炭，并且裝入酸性球團(tuán)礦，由此實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)反應(yīng)性的提高，抑制酸性球團(tuán)礦使用時(shí)的作業(yè)劣化，由此可以降低還原劑比。

附圖說明

圖1是示意性地表示本發(fā)明的向高爐中裝入原料的方法的一個(gè)實(shí)施方式的圖。

圖2是表示高爐內(nèi)的氣體流速分布的圖。

圖3表示向高爐中的原料堆積狀況的圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明中，使用旋轉(zhuǎn)溜槽，在每單次裝料中向高爐內(nèi)裝入包含燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和塊礦的礦石類原料以及焦炭的高爐裝入原料，在該高爐作業(yè)中，在氣流少的部位混合大量焦炭，并且裝入酸性球團(tuán)礦，由此實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)反應(yīng)性的提高，抑制酸性球團(tuán)礦使用時(shí)的作業(yè)劣化，由此降低還原劑比。

以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖1是示意性地表示本發(fā)明的向高爐中裝入原料的方法的一個(gè)實(shí)施方式的圖。

在此，在本發(fā)明中，在每單次裝料中，使用旋轉(zhuǎn)溜槽向高爐內(nèi)裝入包含燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦中的至少一種的通常作為高爐裝入原料使用的礦石類原料、以及使用焦炭的原料。需要說明的是，本發(fā)明中的單次裝料是指進(jìn)行一次如下的一系列流程：形成使用焦炭的焦炭夾層(焦炭層)后，裝入將礦石類原料與焦炭混合而成的混合層。

圖1中，符號(hào)1為儲(chǔ)存包含燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和塊礦中的至少一種的礦石類原料2的礦石類原料料斗，符號(hào)3為儲(chǔ)存焦炭4的焦炭料斗。從上述礦石類原料料斗1和焦炭料斗3以規(guī)定比率放出的礦石類原料2和焦炭4被礦石傳送帶5傳送至上方，礦石類原料2和焦炭4在儲(chǔ)料斗6中被混合，作為高爐裝入原料7貯存。從該儲(chǔ)料斗6放出的高爐裝入原料7被裝入傳送帶8傳送至高爐10的爐頂，經(jīng)由受料溜槽11而被投入到多個(gè)、例如3個(gè)爐頂料倉(cāng)12中的1個(gè)爐頂料倉(cāng)中，并貯存。需要說明的是，圖1中，符號(hào)14為集料斗，符號(hào)15為無料鐘式裝入裝置。

另外，作為從爐頂料倉(cāng)裝入原料的順序，首先，在高爐的中心部形成焦炭夾層的情況下，將旋轉(zhuǎn)溜槽16的原料裝入目標(biāo)位置設(shè)定為高爐的爐壁內(nèi)周部，從僅裝入有焦炭的爐頂料倉(cāng)12僅裝入焦炭，由此形成焦炭層。此時(shí)，可以在高爐的中心部形成中心焦炭層，或者在爐壁內(nèi)周部從爐壁部(爐口無量綱半徑：1.0)起朝向中心軸部(爐口無量綱半徑：0)形成周邊焦炭層。

在旋轉(zhuǎn)溜槽16的原料裝入目標(biāo)位置朝向高爐的爐壁部的狀態(tài)下，關(guān)閉裝入有礦石類原料的爐頂料倉(cāng)12的流量調(diào)節(jié)閘13，僅打開僅裝入有焦炭的爐頂料倉(cāng)12的流量調(diào)節(jié)閘13，僅將貯存在該爐頂料倉(cāng)12中的焦炭供給至旋轉(zhuǎn)溜槽16，由此形成焦炭夾層，或者在高爐的中心部形成中心焦炭層。

接著，從爐頂料倉(cāng)12同時(shí)放出而進(jìn)行焦炭裝入和礦石類原料裝入，關(guān)于此時(shí)的裝入順序，優(yōu)選從與高爐的中心軸接近、即爐口無量綱半徑為0的位置起依次向上方移動(dòng)，然后從高爐的中心軸起向外側(cè)離開，最后傾斜側(cè)壁的上端(爐口無量綱半徑：1.0)側(cè)被裝入。

本發(fā)明的特征在于，在將焦炭、礦石類原料裝入到高爐中時(shí)，將該單次裝料中裝入的高爐裝入原料的10質(zhì)量％以上設(shè)定為酸性球團(tuán)礦。這是因?yàn)?，酸性球團(tuán)礦的使用比率為10質(zhì)量％以上時(shí)，還原劑比的上升變得顯著。需要說明的是，從防止高爐作業(yè)的大幅劣化的觀點(diǎn)出發(fā)，單次裝料中裝入的高爐裝入原料中的酸性球團(tuán)礦的比率優(yōu)選設(shè)定為50質(zhì)量％以下。

本發(fā)明中，礦石類原料包含選自由燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和塊礦組成的組中的至少一種即可。

此外，上述單次裝料中裝入的焦炭的60～75質(zhì)量％以與礦石類原料的混合層的形式裝入，而另一方面，剩余的25～40質(zhì)量％的焦炭以單獨(dú)焦炭的形式裝入。單獨(dú)裝入的焦炭在高爐中形成焦炭夾層(焦炭層)。

通過將以混合層的形式裝入的焦炭的量設(shè)定為單次裝料中裝入的全部焦炭的60質(zhì)量％以上，能夠得到焦炭的混合所帶來的透氣性和還原性的提高效果。另一方面，通過將以混合層的形式裝入的焦炭的量設(shè)定為單次裝料中裝入的全部焦炭的75質(zhì)量％以下，能夠?qū)⑹Ｓ嗟慕固坎慌c礦石類原料混合地單獨(dú)裝入而以焦炭夾層的形式殘留。其結(jié)果，能夠確保焦炭夾層的透氣性。因此，上述單次裝料中的焦炭量的60～75質(zhì)量％以與礦石類原料的混合層的形式裝入，剩余的25～40質(zhì)量％的焦炭以單獨(dú)焦炭的形式裝入。

另外，在本發(fā)明中，可以將礦石類原料在單次裝料中每次以兩批裝入。

圖2中示出高爐內(nèi)的氣流分布?？芍?，在爐口無量綱半徑為0.4以下的區(qū)域以及0.7以上的區(qū)域，氣體容易流動(dòng)，在爐口無量綱半徑為0.4～0.7的區(qū)域，氣體不易流動(dòng)，因此，與其他區(qū)域相比，擔(dān)心還原反應(yīng)的延遲。

另外，圖3中示出向高爐中的原料堆積狀況。第一批裝入到爐口無量綱半徑為0.0～0.8的區(qū)域，第二批的礦石裝入到爐口無量綱半徑為0.6以上的區(qū)域。如此，優(yōu)選第二批大體上裝入到氣體容易流動(dòng)的爐周邊部。

即，在第一批中使混合焦炭偏析、在第二批中使酸性球團(tuán)礦偏析時(shí)，可期待能夠改善反應(yīng)延遲區(qū)域的反應(yīng)性，因此，在將礦石類原料在單次裝料中每次以兩批裝入時(shí)，優(yōu)選將第一批裝入到爐口無量綱半徑中0.0～0.8的范圍、進(jìn)而將第二批裝入到爐口無量綱半徑的0.6～1.0的范圍。此外，進(jìn)一步優(yōu)選在上述第一批中裝入以上述混合層的形式裝入的焦炭的60～80質(zhì)量％、在上述第二批中裝入上述單次裝料中裝入的酸性球團(tuán)礦的70～100質(zhì)量％。

在本發(fā)明中，原料裝入的第一批被裝入到爐口無量綱半徑為0.0～0.8(至少0.1～0.7)的區(qū)域，第二批的礦石被裝入到爐口無量綱半徑為0.6以上的至爐壁(爐口無量綱半徑：1.0)為止的區(qū)域。

在這樣的裝入狀態(tài)下，第二批大體上被裝入到氣體容易流動(dòng)的爐周邊部。因此，在第一批中使混合焦炭偏析并且在第二批中使低反應(yīng)性礦石偏析時(shí)，可期待反應(yīng)延遲區(qū)域中的反應(yīng)性的改善。

另外，將第一批中混合的焦炭量在上述混合層中的焦炭量(是指單次裝料中的焦炭量的60～75質(zhì)量％)中進(jìn)一步設(shè)定為60～80質(zhì)量％的比率，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)反應(yīng)性的提高，能夠進(jìn)行更穩(wěn)定的高爐作業(yè)。

此外，在第二批中裝入的礦石類原料中包含酸性球團(tuán)礦的合計(jì)量中的70～100質(zhì)量％，降低裝入到氣流少、擔(dān)心還原延遲的爐口無量綱半徑0.0～0.8的區(qū)域中的酸性球團(tuán)礦的量，由此，能夠抑制起因于酸性球團(tuán)礦的反應(yīng)性劣化。

實(shí)施例

[實(shí)施例1]

使用旋轉(zhuǎn)溜槽，在每單次裝料中向高爐內(nèi)裝入含有酸性球團(tuán)礦的高爐裝入原料。此時(shí)，要裝入的焦炭的一部分以與礦石類原料的混合層的形式裝入。剩余的焦炭不與礦石類原料混合而單獨(dú)裝入，形成焦炭夾層。單次裝料中裝入的高爐裝入原料中的酸性球團(tuán)礦量、以混合層的形式裝入的焦炭的量、單獨(dú)裝入而形成焦炭夾層的焦炭的量如表1所示(試驗(yàn)no.1～5)。

使用的礦石類原料含有58質(zhì)量％的fe。使用的酸性球團(tuán)礦含有65質(zhì)量％的鐵分并且cao與sio2之比cao/sio2為0.05。另外，使用的焦炭包含88質(zhì)量％的碳。

此外，利用以下的步驟對(duì)上述試驗(yàn)no.1～5的高爐原料裝入的條件下的透氣性指標(biāo)和還原性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果一并記載于表1中。

[透氣性指標(biāo)]

透氣性指標(biāo)以高爐的總壓力損失除以送風(fēng)量而得到的值來定義，可以利用以下公式求出。上述透氣性指標(biāo)是表示單位風(fēng)量的風(fēng)進(jìn)行流通所需要的透氣阻力的指標(biāo)。

透氣性指標(biāo)＝總壓力損失(pa)/送風(fēng)量(m³/分鐘)

[還原性指標(biāo)]

還原性指標(biāo)是高爐上部的氣體成分中co2濃度在co與co2的濃度之和中所占的百分率，可以利用以下公式求出。

還原性指標(biāo)＝[co2(體積％)/{co2(體積％)+co(體積％)}]×100

還原性指標(biāo)表示，co2濃度越高，則co氣體與氧化鐵越反應(yīng)而使co2的生成量越增加，表示礦石的基于co氣體的反應(yīng)性的好壞(還原性指標(biāo)高的，反應(yīng)性良好)。

[表1]

由表1可知，發(fā)明例與比較例相比，發(fā)明例的還原性指標(biāo)均顯示出高于比較例的值。

[實(shí)施例2]

通過實(shí)施例1中的將單次裝料以兩批裝入的方法，向高爐中裝入原料。將第一批中裝入的焦炭量設(shè)定為混合層中的混合焦炭量中的50～90質(zhì)量％，并且在第二批中裝入的礦石類原料中含有酸性球團(tuán)礦的合計(jì)量中的50～100質(zhì)量％。將試驗(yàn)條件(試驗(yàn)no.6～17)示于表2中。需要說明的是，試驗(yàn)中使用的礦石類原料、酸性球團(tuán)礦等使用與實(shí)施例1相同物性的礦石類原料、酸性球團(tuán)礦等。

此外，利用與實(shí)施例1相同的步驟對(duì)上述試驗(yàn)no.6～17的高爐原料裝入的條件下的透氣性指標(biāo)和還原性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果一并記載于表2中。

由表2可知，發(fā)明例的還原性指標(biāo)均顯示出高于比較例的值。

由以上的實(shí)施例可知，根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠提高爐內(nèi)反應(yīng)性。

符號(hào)說明

1礦石類原料料斗

2礦石類原料

3焦炭料斗

4焦炭

5礦石傳送帶

6儲(chǔ)料斗

7高爐裝入原料

8裝入傳送帶

10高爐的爐頂

11受料溜槽

12爐頂料倉(cāng)

13流量調(diào)節(jié)閘

14集料斗

15無料鐘式裝入裝置

16旋轉(zhuǎn)溜槽