專利名稱：無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向高爐裝入原料方法，特別涉及使用無(wú)料鐘裝入裝置把鐵礦石和焦碳裝入高爐內(nèi)的方法。
背景技術(shù)：
一般在煉鐵的高爐中，從爐頂交替裝入鐵礦石類和焦碳，在爐上部(以下稱為爐身)形成具有鐵礦石和焦碳的層狀結(jié)構(gòu)的填充層。把此鐵礦石類層、焦碳層的一層的量分別叫做1次裝爐量的礦石、焦碳。此1次裝爐量的礦石、焦碳未必是一次裝入到爐內(nèi)，也可以把1次裝爐量的礦石、焦碳分多次裝入爐內(nèi)。把被分批的礦石、焦碳分別稱為1批礦石、焦碳。此外從高爐的爐下部向爐內(nèi)吹入空氣或富氧空氣，使在爐內(nèi)的焦碳燃燒，用燃燒生成的高溫還原性氣體使上述爐身內(nèi)的鐵礦石(以下只稱為礦石)還原和熔融。因此，為使高爐的生產(chǎn)率提高，減少爐身內(nèi)礦石和焦碳的填充層的通風(fēng)阻力是重要的。
作為降低此爐身內(nèi)的通風(fēng)阻力的一種有效方法，現(xiàn)在公知的是把礦石和焦碳混合后向爐內(nèi)堆積的方法。例如特許第2820478號(hào)公報(bào)公開了著眼于從礦石料斗和焦碳料斗送出礦石和焦碳的時(shí)間和量，在無(wú)料鐘高爐中把焦碳均勻混合在礦石中的方法。
此外也知道作為防止高爐內(nèi)的通風(fēng)阻力增加，使?fàn)t內(nèi)氣流保持穩(wěn)定的方法，把焦碳裝入高爐的中心部位，使在爐內(nèi)上升的氣體流量分布在中心部位增加(把此稱為中心流趨勢(shì))是有效的。例如特開昭60-56003號(hào)公報(bào)發(fā)表了1次裝爐量裝入的焦碳中重量的1.5～8％集中裝在爐中心部位的技術(shù)。這種把焦碳的中心裝入技術(shù)不僅具有使?fàn)t內(nèi)通風(fēng)阻力降低的效果，而且由于在爐中心部位礦石非常少，具有能夠回避、降低因礦石還原生成的二氧化碳使焦碳被氧化的所謂“溶解損失反應(yīng)”造成焦碳惡化的效果。此外，可以使焦碳的強(qiáng)度管理值降低，可以利用便宜的低品位煤作為生產(chǎn)焦碳用原料煤，降低成本，此外由于能夠防止在爐床部位形成所謂“爐缸中心(也稱為死料柱)”的焦碳粒徑縮小到要求以上，所以可以起到提高爐床(底)的液體流通性的作用。因此將上述礦石和焦碳的混合裝入(以下簡(jiǎn)單稱為混合裝入)和焦碳的中心裝入組合起來(lái)的話，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以期待得到使?fàn)t身部位的通風(fēng)阻力進(jìn)一步降低、提高生產(chǎn)率的累加的效果。
但是要在同一裝爐量?jī)?nèi)使混合裝入和焦碳的中心裝入組合起來(lái)，具體說(shuō)，要經(jīng)過(guò)焦碳的通常裝入用的一批、焦碳的中心裝入用的一批和混合裝入用的一批分3次從原料的料斗送出。這樣為了把1次裝爐量的焦碳裝入爐內(nèi)，焦碳向爐頂卷?yè)P(yáng)3次。也就是裝入1次裝爐量的焦碳所需要的時(shí)間增加。因此，即使需要增加高爐的生產(chǎn)率，由于相對(duì)于原料的裝入量原料向爐頂?shù)木頁(yè)P(yáng)能力不足，會(huì)發(fā)生原料裝入來(lái)不及的情況。在這種情況下，不得不使同時(shí)實(shí)施焦碳的中心裝入和混合裝入的操作中斷，不能發(fā)揮實(shí)施上述兩種方法帶來(lái)的使用便宜原料煤的優(yōu)點(diǎn)。
再加上，要經(jīng)常保持在高爐使用的礦石和焦碳的粒度分布、含水量或礦石種類的配比的特性是困難的。例如礦石中粘著性礦石的配合比例改變的話，利用特許第2820478號(hào)公報(bào)公開的技術(shù)，要改變向爐頂料倉(cāng)內(nèi)投入的堆積狀態(tài)，改變從爐頂料倉(cāng)下部排出口排出的原料中的礦石和焦碳的混合比率。
可是，作為使上述爐床部位的爐缸中心焦碳的粒徑增加以提高爐床的液體流通性能的方法，除了上述的焦碳的中心裝入以外，還可以考慮預(yù)先增大向中心部位裝入的焦碳的粒徑。也就是，因?yàn)轭A(yù)先使?fàn)t中心部位的焦碳粒徑比爐周邊的焦碳粒徑大，來(lái)代替防止用焦碳中心裝入時(shí)礦石向爐中心部位堆積，因在爐中心部位的溶解損失反應(yīng)造成焦碳的消耗，在即使發(fā)生碳素溶解反應(yīng)的情況下，也能防止?fàn)t床的爐缸中心的焦碳粒徑減小。此外，若使用把上述焦碳向中心裝入的專用焦碳裝入裝置的話，預(yù)先增大通過(guò)該裝入裝置裝入的焦碳粒徑，這樣就可以使?fàn)t中心部位的焦碳粒徑增大。可是，設(shè)置與一般的原料裝入裝置不同的把焦碳向中心裝入的專用裝入裝置，需要很多的設(shè)備費(fèi)用。此外，即使通過(guò)無(wú)料鐘裝入裝置把粒徑大的焦碳向爐中心部位裝入的情況下，現(xiàn)在要預(yù)先準(zhǔn)備粒徑大的焦碳，使它與一般粒徑的焦碳分成不同的批次，卷?yè)P(yáng)到設(shè)在爐頂?shù)牧蟼}(cāng)后裝入爐內(nèi)。因此1次裝爐量裝入的焦碳和礦石的批數(shù)增加。把1次裝爐量的原料向爐內(nèi)裝入的批數(shù)增加，成為要提高產(chǎn)量情況下的決定反應(yīng)速度的重大問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第1個(gè)目的是，提供平時(shí)可以圓滿實(shí)施焦碳的中心裝入和礦石及焦碳混合裝入的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法。
本發(fā)明第2個(gè)目的是，提供即使在高爐使用的各種原料性質(zhì)狀態(tài)改變的情況下，在高爐爐頂部位使礦石和焦碳按一定的混合比分布，控制鐵水溫度和鐵水質(zhì)量的變動(dòng)的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法。
本發(fā)明第3個(gè)目的是，提供在無(wú)料鐘高爐使用裝入溜槽的中心焦碳裝入時(shí)，要使焦碳的粒徑在爐中心部位最大，在爐中心部位形成爐內(nèi)氣流，以此可以做到穩(wěn)定操作的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法。
本發(fā)明第4個(gè)目的是，提供不另外設(shè)置焦碳專用的裝入裝置，而且不增加原料的批數(shù)，同時(shí)向高爐中心部位可以有選擇性地裝入比周邊部位裝入的焦碳粒徑大的焦碳的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法。
為了達(dá)到上述目的，第1本發(fā)明提供一種具有以下工序的設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法。
(a)至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存焦碳的工序；
(b)至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存礦石的工序；(c)使上述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽變更傾動(dòng)角的同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)存的焦碳在爐內(nèi)半徑方向從爐中心部位向爐壁部位裝入的工序；(d)使上述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽變更傾動(dòng)角的同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)存的礦石在爐內(nèi)半徑方向從爐中心部位向爐壁部位裝入的工序；以及(e)控制儲(chǔ)存在上述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的焦碳排出量為1次裝爐量的焦碳裝入量的5～50質(zhì)量％期間，開始排出儲(chǔ)存在上述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的礦石的工序。
第2本發(fā)明提供一種具有以下工序的設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法。
(a)把礦石和焦碳混合后的混合原料儲(chǔ)存在1座爐頂料倉(cāng)中的工序；(b)一面以高爐的中心軸為中心使裝入溜槽旋轉(zhuǎn)，而且順序變更上述裝入溜槽的傾動(dòng)角，一面把儲(chǔ)存在上述爐頂料倉(cāng)的混合原料裝入高爐內(nèi)的工序；以及(c)在上述裝入溜槽在高爐半徑方向至少往返1次期間，把儲(chǔ)存在上述爐頂料倉(cāng)中的全部上述混合原料裝入上述高爐內(nèi)的工序。
第3本發(fā)明提供一種具有以下工序的設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法。
(a)相對(duì)于以此無(wú)料鐘高爐的爐中心部位為0、爐壁部位為1的無(wú)量綱半徑，用上述無(wú)料鐘裝入裝置的裝入溜槽從相當(dāng)于0.1～0.4半徑位置開始裝入焦碳的工序；以及(b)在上述裝入溜槽每旋轉(zhuǎn)1次順序使它的傾動(dòng)角向爐中心一側(cè)移動(dòng)裝入焦碳的工序。
第4本發(fā)明提供一種設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法，包括有至少把儲(chǔ)存在2個(gè)焦碳儲(chǔ)槽中的焦碳送出，用設(shè)在槽下的篩篩分被送出的焦碳的篩分工序；把篩子上的焦碳用稱量料斗稱量后儲(chǔ)存在設(shè)于爐頂?shù)牧蟼}(cāng)中的稱量—儲(chǔ)存工序；把儲(chǔ)存的焦碳通過(guò)無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽，向高爐內(nèi)從爐中心向爐壁一側(cè)邊使溜槽旋轉(zhuǎn)邊裝入的裝入工序。上述焦碳篩分工序是由用比較大的篩孔(A)的篩子篩分被送出的第1篩分工序和用比較小的篩孔(B)的篩子篩分被送出焦碳的第2篩分工序構(gòu)成。上述稱量—儲(chǔ)存工序是只把一定量最初從第1篩分工序得到的焦碳輸送到上述稱量料斗，然后輸送來(lái)自第2篩分工序的焦碳，稱量1次裝爐量的焦碳，儲(chǔ)存在設(shè)于爐頂?shù)牧蟼}(cāng)內(nèi)。
第5本發(fā)明提供在第4的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法中，來(lái)自用比較大的篩孔(A)的篩子對(duì)送出的焦碳進(jìn)行篩分的第1篩分工序的焦碳量為此批焦碳量質(zhì)量的5～50質(zhì)量％。
第6本發(fā)明提供一種具有以下工序的設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法。
(a)至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存焦碳的工序；(b)至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存礦石的工序；(c)把礦石和焦碳混合后的混合原料儲(chǔ)存在1座爐頂料倉(cāng)中的工序；(d)使上述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽變更傾動(dòng)角的同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)存的焦碳在爐內(nèi)半徑方向從爐中心部位向爐壁部位裝入的工序；(e)使上述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽變更傾動(dòng)角的同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)存的礦石在爐內(nèi)半徑方向從爐中心部位向爐壁部位裝入的工序；(f)控制儲(chǔ)存在上述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的焦碳排出量為1次裝爐量的焦碳裝入量的5～50質(zhì)量％期間，開始排出儲(chǔ)存在上述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的礦石的工序；(g)一面使上述裝入溜槽旋轉(zhuǎn)，而且順序變更上述裝入溜槽的傾動(dòng)角，一面把儲(chǔ)存在上述爐頂料倉(cāng)的混合原料裝入高爐內(nèi)的工序；以及
(h)在上述裝入溜槽在高爐半徑方向至少往返1次期間，把儲(chǔ)存在上述爐頂料倉(cāng)中的全部上述混合原料裝入上述高爐內(nèi)的工序。


圖1為說(shuō)明無(wú)料鐘高爐爐頂部分的斷面圖。
圖2為說(shuō)明實(shí)施方式1的原料裝入方法的原理圖，圖2(a)表示裝入礦石的時(shí)期，圖2(b)表示在高爐內(nèi)裝入的位置。
圖3為表示在使用實(shí)施方式1的原料裝入方法的情況下，原料在爐內(nèi)堆積的狀態(tài)的斷面圖。
圖4為說(shuō)明實(shí)施方式2的無(wú)料鐘高爐爐頂部分的斷面圖。
圖5為示意表示使用實(shí)施方式2的原料裝入方法裝入混合原料示例的斷面圖。
圖6為表示在實(shí)施方式3的無(wú)料鐘高爐中配置裝入溜槽的示意圖。
圖7為示意表示用實(shí)施方式3的裝入溜槽裝入的爐內(nèi)堆積層的斷面圖。
圖8為表示實(shí)施例3的高爐爐內(nèi)的氣體利用率分布的曲線。
圖9為表示實(shí)施方式4的裝入開始位置不同造成的中心粗顆粒比率分布的曲線。
圖10為說(shuō)明實(shí)施方式4的原料裝入方法的圖示。
圖11為表示來(lái)自實(shí)施例4的料倉(cāng)的焦碳排出量(％)和試樣焦碳中的55％以上的關(guān)系的圖示。
具體實(shí)施例方式
發(fā)明人為了達(dá)到上述各個(gè)目的，反復(fù)進(jìn)行了專心研究，其成果具體表現(xiàn)在本發(fā)明上。
也就是，本發(fā)明的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法(稱為實(shí)施方式1)的特征為使高爐的無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽邊改變它的傾動(dòng)角邊旋轉(zhuǎn)，把儲(chǔ)存在多個(gè)爐頂料倉(cāng)中的焦碳或礦石在爐內(nèi)半徑方向從爐中心部位向爐壁部位裝入時(shí)，儲(chǔ)存在上述一個(gè)爐頂料倉(cāng)中的焦碳的排出量從排出1次裝爐量的焦碳裝入量的5～50質(zhì)量％之間的規(guī)定時(shí)刻，開始排出儲(chǔ)存在其他爐頂料倉(cāng)的礦石，焦碳和礦石同時(shí)裝入。
在實(shí)施方式1中，使高爐的無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽從使它的傾動(dòng)角呈垂直狀態(tài)的零起始順序分階段變大，同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從儲(chǔ)存在一個(gè)爐頂料倉(cāng)的焦碳排出量為1次裝爐量的焦碳裝入量的5～50質(zhì)量％后，開始排出儲(chǔ)存在其他爐頂料倉(cāng)的礦石，焦碳和礦石要同時(shí)裝入，所以在爐中心部位附近只有焦碳，在它周圍的爐壁一側(cè)填充焦碳和礦石的混合物。其結(jié)果不會(huì)因原料卷?yè)P(yáng)能力的情況中斷焦碳和礦石的混合裝入，經(jīng)常可以圓滿地實(shí)施。
本發(fā)明的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法(以下稱為實(shí)施方式2)，是在使用無(wú)料鐘裝入裝置向高爐內(nèi)裝入作為原料的礦石和焦碳的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法中，把礦石和焦碳混合后的混合原料儲(chǔ)存在1座爐頂料倉(cāng)中，使溜槽以高爐中心軸為中心旋轉(zhuǎn)而且順序變更裝入溜槽的傾動(dòng)角，在裝入溜槽在高爐半徑方向至少往返1次之間，把儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)的全部混合原料裝入高爐內(nèi)。
作為在上述實(shí)施方式2中適合的方式，裝入溜槽是從高爐的爐壁一側(cè)開始裝入混合原料，還是從高爐中心一側(cè)開始裝入混合原料都可以。
本發(fā)明的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法(以下稱為實(shí)施方式3)，在使用無(wú)料鐘裝入裝置向高爐內(nèi)裝入作為原料的礦石和(或)焦碳的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法中，其特征為使用裝入溜槽向此無(wú)料鐘高爐的中心裝入焦碳時(shí)，以此無(wú)料鐘高爐的爐中心部位為0、爐壁部位為1的無(wú)量綱半徑，從相當(dāng)于0.1～0.4半徑位置開始裝入焦碳，在上述裝入溜槽每旋轉(zhuǎn)1次順序使它的傾動(dòng)角向爐中心一側(cè)移動(dòng)。
本發(fā)明的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法(以下稱為實(shí)施方式4)特征為在把儲(chǔ)存在多個(gè)焦碳儲(chǔ)槽中的焦碳送出，用設(shè)在槽下的篩子進(jìn)行篩分，使篩子上的焦碳順序經(jīng)過(guò)稱量料斗及設(shè)置在爐頂?shù)牧蟼}(cāng)，通過(guò)無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽，向高爐內(nèi)從爐中心向爐壁邊使此溜槽旋轉(zhuǎn)邊裝入時(shí)，使設(shè)在一部分焦碳儲(chǔ)槽的槽下部位的篩孔比其他焦碳儲(chǔ)槽的篩孔大，從這些焦碳儲(chǔ)槽向稱量料斗輸送焦碳時(shí)，只把一定量最初從篩孔大的焦碳儲(chǔ)槽得到焦碳輸送到上述稱量料斗，然后輸送來(lái)自其他焦碳儲(chǔ)槽的焦碳，稱量1次裝爐量的焦碳，經(jīng)過(guò)上述料倉(cāng)裝入高爐內(nèi)。
這種情況下，來(lái)自上述篩孔大的焦碳儲(chǔ)槽的焦碳量希望為此批焦碳總量的5～50質(zhì)量％。(以下稱為實(shí)施方式5)采用實(shí)施方式4、5的話，不另外設(shè)置焦碳專用的裝入裝置，使用現(xiàn)有的無(wú)料鐘裝入裝置，不增加原料的批數(shù)，同時(shí)可以有選擇地向高爐的中心部位裝入比裝在周圍的焦碳粒徑大的焦碳。
希望在實(shí)施方式1～5中，是在爐頂料倉(cāng)至少并排設(shè)置3個(gè)料倉(cāng)的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法(以下稱為實(shí)施方式6)。
實(shí)施方式1下面參照?qǐng)D對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
首先圖1表示設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的高爐爐頂?shù)目v斷面圖。儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)1中的原料2(礦石或焦碳)通過(guò)稱為流量調(diào)整閥門3、用它的開度調(diào)整排出量的閥門后落下，通過(guò)垂直溜槽4提供給可以自由旋轉(zhuǎn)的溜槽(一般稱為裝入溜槽5)。此裝入溜槽5以高爐6的中心軸7為中心在水平方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)相對(duì)于此中心軸7可以變更它的傾動(dòng)角(θ)。在原料裝入中一邊使裝入溜槽5旋轉(zhuǎn)，一邊順序分階段變更傾動(dòng)角θ，可以在爐內(nèi)形成寬闊的堆積面，裝入原料。一般對(duì)傾動(dòng)角θ預(yù)先設(shè)定多個(gè)角度，預(yù)先給各角度標(biāo)記(刻痕)編號(hào)，在邊使裝入溜槽5旋轉(zhuǎn)邊裝入原料2時(shí)，預(yù)先確定從裝入開始把各旋轉(zhuǎn)次數(shù)時(shí)的標(biāo)記，可以使同種材料總是向一定的位置裝入。此外，爐頂料倉(cāng)1在圖1中表示了1a和1b兩座，也可以有3座以上的情況，可以分別把1次裝爐量的原料2卷?yè)P(yáng)后儲(chǔ)存。
實(shí)施方式1是使用這樣的無(wú)料鐘裝入裝置的高爐原料裝入方法，邊順序變更傾動(dòng)角邊把焦碳從爐中心一側(cè)向爐壁一側(cè)裝入，是在焦碳裝入中同時(shí)把礦石也裝入的。具體說(shuō)是，焦碳和礦石的裝入期間如圖2(a)的原理圖所示。也就是，從儲(chǔ)存焦碳的爐頂料倉(cāng)(例如1a)排出焦碳，從此爐頂料倉(cāng)排出的焦碳排出量為存儲(chǔ)在爐頂料斗的1次裝爐量的焦碳裝入量的5～50質(zhì)量％后，開始從儲(chǔ)存礦石的其他爐頂料倉(cāng)(例如1b)排出礦石。這樣可以在開始進(jìn)行焦碳的中心裝入，而在中途，變成為焦碳和礦石的混合裝入。
圖3是表示進(jìn)行這樣裝入在爐內(nèi)形成的原料堆積狀態(tài)的一個(gè)示例。其中圖3中的記號(hào)C和O表示焦碳和礦石，下標(biāo)的字表示批數(shù)。此圖3為開始在旋轉(zhuǎn)3次裝入焦碳后，進(jìn)行焦碳和礦石的混合裝入的情況，焦碳開始裝入之后，由于向爐中心一側(cè)只裝入焦碳，在爐中心部位形成只是焦碳的堆積層C2，此后由于把礦石與焦碳一起裝入，形成焦碳和礦石的混合層C2+O1。這種情況下，先裝入的焦碳在爐中心部位形成山堆，由于此后向比它更靠近爐壁一側(cè)裝入焦碳和礦石的混合物，此后裝入的混合物不會(huì)流向爐中心部位的焦碳的山堆上。這樣在爐中心部位形成只堆積焦碳的中心焦碳層的。此外，隨后裝入的礦石由于是在中心焦碳層外側(cè)(爐壁一側(cè))與焦碳同時(shí)堆積，在爐半徑方向規(guī)定位置，形成規(guī)定層厚度的混合層C2+O1。
在實(shí)施方式1中希望調(diào)整上述流量調(diào)整閥門3的開度，使焦碳和礦石各自排出終了時(shí)間相同?？墒?，由于從焦碳和礦石的爐頂料倉(cāng)1的排出時(shí)間因各自的粒度和含水量等而改變，因此可以適當(dāng)進(jìn)行流量調(diào)整閥門2開度的調(diào)整。
圖3的示例把焦碳、礦石分別分成2批，使其中第2批焦碳和第1批礦石同時(shí)部分排出，形成中心焦碳和混合層的，在本發(fā)明中不限于此，也可以采用把焦碳、礦石每個(gè)裝爐量不分批向爐內(nèi)裝入時(shí)，在爐中心形成單獨(dú)的焦碳層、在它的周圍形成混合層的裝入方法。此外，也可以采用把焦碳分2批，單獨(dú)用C1批焦碳把焦碳裝入整個(gè)爐內(nèi)，然后從第2批焦碳裝入中途，把1裝爐量的礦石混合后裝入的裝入方法。
在實(shí)施方式1中，把向焦碳混合的礦石從爐頂料倉(cāng)排出的開始時(shí)間定為開始從其他爐頂料倉(cāng)單獨(dú)排出焦碳后，排出相當(dāng)于在此批裝入的焦碳量的5～50質(zhì)量％的焦碳的期間內(nèi)。其原因如下。
單獨(dú)排出焦碳量小于5質(zhì)量％的話，堆積在爐中心部位的焦碳量過(guò)少，隨后裝入的焦碳和礦石的混合物混入爐中心部位的焦碳層，不能得到焦碳中心裝入的效果。此外超過(guò)50質(zhì)量％單獨(dú)裝入焦碳后，開始焦碳和礦石混合裝入的話，不能充分增加混合物中的焦碳量，難以得到混合裝入的效果。此外，在這種情況下，會(huì)出現(xiàn)在爐中心部位很大范圍沒(méi)有礦石的部分，不能有效利用爐內(nèi)，而且不能提高產(chǎn)量。
實(shí)施方式2圖4為示意表示具有無(wú)料鐘裝入裝置的高爐(以下稱為無(wú)料鐘高爐)爐頂部分的斷面圖。在圖4中設(shè)高爐中心軸和旋轉(zhuǎn)溜槽所成的角(以下稱為傾動(dòng)角)為θ。
在無(wú)料鐘高爐上設(shè)置2座以上的爐頂料倉(cāng)1，其中1座爐頂料倉(cāng)1中儲(chǔ)存把礦石和焦碳混合后的混合原料20?；旌显?0從爐頂料倉(cāng)1下部排出，通過(guò)流量調(diào)整閥門3時(shí)調(diào)整到規(guī)定的流量后，通過(guò)垂直的溜槽4提供給裝入溜槽5。
裝入溜槽5以高爐中心軸為中心旋轉(zhuǎn)，同時(shí)邊變更傾動(dòng)角θ邊把混合原料20裝入高爐6內(nèi)。圖4中的箭頭a表示裝入溜槽5的旋轉(zhuǎn)，箭頭b表示混合原料20的下落。
在這樣把混合原料20裝入高爐6內(nèi)時(shí)，通過(guò)使裝入溜槽5旋轉(zhuǎn)而且順序變更傾動(dòng)角θ，可以在高爐7爐頂部位的原料堆積面8的很寬范圍上裝入混合原料20。
在圖4中表示設(shè)置2座爐頂料倉(cāng)1的無(wú)料鐘高爐，實(shí)施方式2也可以適用于設(shè)置3座以上爐頂料倉(cāng)1的無(wú)料鐘高爐。
在本發(fā)明2中，把使礦石和焦碳混合的混合原料20儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的方法不限定特定的方法。例如，可以使用從礦石稱量料斗(未圖示)和焦碳稱量料斗(未圖示)把礦石和焦碳按規(guī)定比率分別同時(shí)送出，通過(guò)裝入輸送機(jī)(未圖示)向爐頂料倉(cāng)1輸送等以往已知的方法。
可是，由于礦石和焦碳的特性不同，爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的混合原料20在局部混合比率會(huì)發(fā)生變化是不可避免的。也就是，相對(duì)于礦石的粒徑為平均15mm左右的小直徑顆粒的情況，焦碳的粒徑為平均50mm左右的大直徑顆粒，所以在把混合原料20投入到爐頂料倉(cāng)1內(nèi)時(shí)，粒徑比較大的焦碳滾到爐頂料倉(cāng)的側(cè)壁，粒徑比較小的礦石容易堆積在投入的位置。
此外，在混合原料20從爐頂料倉(cāng)1下部排出時(shí)，儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的混合原料20中，垂直分布在從位于排出口正上方的下層部位到表層部位的混合原料20優(yōu)先排出，排出口正上方的堆積高度降低后，混合原料20從它的周圍流入(所謂的漏斗形流動(dòng))排出。
其結(jié)果，在向爐頂料倉(cāng)1投入混合原料20時(shí)，與預(yù)先規(guī)定的比率把礦石和焦碳混合無(wú)關(guān)，從爐頂料倉(cāng)1排出混合原料20時(shí)，礦石和焦碳的混合比率發(fā)生變化。也就是排出的初期礦石的比率增加，排出的后期焦碳的比率增加。這樣把混合原料20從爐頂料倉(cāng)1排出時(shí)混合比例產(chǎn)生變化是不可避免的。
這樣，在把混合原料20從爐頂料倉(cāng)1排出期間混合比率發(fā)生變化，所以通過(guò)裝入溜槽5把混合原料20裝入高爐6的話，混合原料20中的礦石和焦碳在原料堆積面6上不是均勻分布，成為偏析(分凝)在特定區(qū)域的原因。
所以在本發(fā)明2中，為了防止在原料堆積面6上的偏析，從開始裝入儲(chǔ)存在1座爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的混合原料20后到全部裝完為止，使裝入溜槽5以高爐中心軸為中心旋轉(zhuǎn)，而且順序變更傾動(dòng)角θ，至少使裝入溜槽5在高爐半徑方向往返1次。但是在變更傾動(dòng)角θ時(shí)，在各傾動(dòng)角都使裝入溜槽5旋轉(zhuǎn)1次。
也就是在規(guī)定的傾動(dòng)角θ使裝入溜槽5以高爐中心軸為中心旋轉(zhuǎn)1次，裝入混合原料20后，變更傾動(dòng)角θ，繼續(xù)裝入混合原料20，直到把爐頂料倉(cāng)1內(nèi)全部混合原料20裝入為止，至少使裝入溜槽5在高爐半徑方向往返1次。因此在裝入儲(chǔ)存在一座爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的全部混合原料20期間，在原料堆積面8上的任何位置上混合原料20被裝入2次以上。
在無(wú)料鐘高爐的操作中，一般把裝入溜槽5的傾動(dòng)角θ設(shè)定為幾段，分別給予編號(hào)(以下稱為標(biāo)記編號(hào))。因此利用在規(guī)定的標(biāo)記編號(hào)使裝入溜槽5旋轉(zhuǎn)1次裝入混合原料20后，變更到下一個(gè)標(biāo)記編號(hào)繼續(xù)裝入混合原料20，實(shí)施方式2可以適用于現(xiàn)有的無(wú)料鐘高爐。
圖5為示意表示適用實(shí)施方式2裝入混合原料的示例的斷面圖。在圖5中表示從高爐爐壁一側(cè)開始裝入混合原料20，一面順序減小傾動(dòng)角θ一面繼續(xù)裝入混合原料20，在高爐中心部位裝入混合原料20后，一面順序增加傾動(dòng)角θ一面裝入混合原料20的示例。因此在圖5中，在開始裝入儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的混合原料20的裝入溜槽5的第1次旋轉(zhuǎn)(以下稱為第1次旋轉(zhuǎn))中裝入的混合原料20a位于原料堆積面6上的高爐爐壁一側(cè)，在裝入溜槽5的第12次旋轉(zhuǎn)(以下稱為第12次旋轉(zhuǎn))裝入的混合原料20位于在第1次旋轉(zhuǎn)裝入的混合原料20的上面。
圖5為在第12次旋轉(zhuǎn)完成裝入全部混合原料20的狀態(tài)。但是由于裝入溜槽5每次在規(guī)定的傾動(dòng)角θ以高爐中心軸為中心旋轉(zhuǎn)1次，所以在圖5的斷面圖中，混合原料被裝入高爐中心軸的兩側(cè)，圖5中僅表示單側(cè)。
在圖5中表示了在裝入儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的全部混合原料20期間，裝入溜槽5旋轉(zhuǎn)了12次的示例，在實(shí)施方式2中，裝入溜槽5的旋轉(zhuǎn)次數(shù)沒(méi)有特別的限定。
此外，在圖5中表示了在裝入儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的全部混合原料20期間，裝入溜槽5在高爐半徑方向往返1次的示例，在實(shí)施方式2中，裝入溜槽5在高爐半徑方向可以至少往返1次。因此在裝入儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的全部混合原料20期間，裝入溜槽5在高爐半徑方向往返1次后，也可以旋轉(zhuǎn)幾次，或2次以上。
也就是在裝入爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的全部混合原料20期間，可以適當(dāng)設(shè)定裝入溜槽5以高爐中心軸為中心旋轉(zhuǎn)的次數(shù)、裝入溜槽5在高爐半徑方向往返的次數(shù)，從爐頂料倉(cāng)1排出的混合原料20的流量用流量調(diào)整閥門3進(jìn)行調(diào)整。
圖5表示從高爐爐壁開始裝入混合原料20的示例，也可以從高爐中心一側(cè)開始裝入混合原料20，一面順序增加傾動(dòng)角θ一面裝入混合原料20，在高爐爐壁裝入混合原料20后，一面順序減少傾動(dòng)角θ一面裝入混合原料20。
這樣在裝入儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)1內(nèi)的全部混合原料20期間，在原料堆積面6上任何位置裝入2次以上的混合原料20的話，即使在第1次的裝入中混合原料20的混合比率發(fā)生變化(例如礦石的比例增加)，在第2次以后的裝入中混合比例顯示出相反的變化(例如焦碳比例增加)。因此可以在原料堆積面8上使礦石和焦碳按一定比率分布。其結(jié)果可以改善熔合帶的通風(fēng)性，抑制鐵水溫度的變化，得到質(zhì)量均勻的鐵水。
實(shí)際上在規(guī)定的標(biāo)記編號(hào)裝入1次時(shí)，由于在原料堆積面8上混合原料20在半徑方向堆積很寬的范圍，所以裝入溜槽5在半徑方向往返時(shí)，在同一標(biāo)記無(wú)須裝入。在半徑方向規(guī)定的寬度裝入溜槽5可以至少往返1次。
實(shí)施方式3如圖6所示，在具有裝入溜槽5的無(wú)料鐘高爐6中，把礦石和焦碳等原料從爐頂通過(guò)裝入溜槽5裝入，形成爐內(nèi)堆積層14。
調(diào)整裝入溜槽5，使它相對(duì)于在爐中心部位6a的爐中心軸成傾動(dòng)角θ，邊繞爐中心軸旋轉(zhuǎn)邊進(jìn)行原料裝入。形成以爐中心部位6a為中心的點(diǎn)對(duì)稱的原料堆積面。此外要裝入的原料利用改變裝入溜槽的角度可以投向爐頂面的任何部位。
調(diào)整向爐半徑方向的裝入位置通過(guò)調(diào)整裝入溜槽5的傾動(dòng)角θ進(jìn)行。一般預(yù)先對(duì)規(guī)定的傾動(dòng)角分別給予標(biāo)記編號(hào)，在邊繞以爐中心軸為中心旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng))邊裝入原料時(shí)，從原料裝入開始預(yù)先確定每次溜槽5旋轉(zhuǎn)的標(biāo)記編號(hào)，利用控制此標(biāo)記編號(hào)的模式，控制原料向爐內(nèi)的裝入模式進(jìn)行裝入控制。
與裝入溜槽的傾動(dòng)角相對(duì)應(yīng)的原料落下位置，要在高爐操作開始前原料向爐內(nèi)的填充調(diào)查時(shí)預(yù)先調(diào)查。或考慮原料在旋轉(zhuǎn)的裝入溜槽上流下時(shí)的離心力和重力、爐內(nèi)氣體的上升氣流，從力學(xué)上計(jì)算原料落下的軌跡，也可以求出原料裝入位置。
可是考慮到中心焦碳的裝入的話，若從裝入開始每旋轉(zhuǎn)1次傾動(dòng)角減小進(jìn)行焦碳的裝入的話，如圖7所示，則第2次旋轉(zhuǎn)的焦碳裝入位置比第1次旋轉(zhuǎn)的焦碳裝入位置更靠近爐中心一側(cè)。這樣裝入中心焦碳的話，第2次旋轉(zhuǎn)的焦碳比第1次旋轉(zhuǎn)的焦碳更向爐中心一側(cè)落下后，向爐中心一側(cè)流動(dòng)。此時(shí)第2次旋轉(zhuǎn)的焦碳內(nèi)比較粗的顆粒更容易向爐中心一側(cè)流動(dòng)。
也就是隨著旋轉(zhuǎn)的進(jìn)行，由于焦碳落下的位置向爐中心一側(cè)移動(dòng)，落下的焦碳形成從落下位置向爐中心一側(cè)沿斜面流動(dòng)的狀態(tài)，裝入的焦碳內(nèi)最粗的顆粒堆積在爐中心部位。
此時(shí)，若第1次旋轉(zhuǎn)和第2次旋轉(zhuǎn)的落下位置相同的話，由于第2次的焦碳分成向爐中心一側(cè)和向爐壁一側(cè)流動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)第2次旋轉(zhuǎn)的焦碳內(nèi)一部分粗顆粒焦碳流向爐壁一側(cè)的問(wèn)題，但是象實(shí)施方式3那樣，通過(guò)隨著旋轉(zhuǎn)的進(jìn)行焦碳落下位置向爐中心一側(cè)靠近，粗顆?？梢匀苛飨驙t中心一側(cè)，從強(qiáng)化粗顆粒偏析在爐中心部位的意義上是有效的。
在實(shí)施方式3中，相對(duì)于以高爐的爐中心部位為0、爐壁部位為1的無(wú)量綱半徑，優(yōu)選以相當(dāng)于0.1～0.4半徑位置作為中心焦碳的裝入開始位置。裝入開始位置大于0.4的話，由于即使以中心焦碳裝入開始，在1次旋轉(zhuǎn)中裝入的焦碳量也少，焦碳不會(huì)流到爐中心部位附近，缺少是粗顆粒焦碳向爐中心部位裝入的效果。此外裝入開始位置小于0.1的話，裝入的焦碳流動(dòng)的距離變短，缺少產(chǎn)生粒度偏析的效果。
為了檢驗(yàn)上述中心焦碳的裝入開始位置的適合范圍，進(jìn)行了按1/5縮小比例的內(nèi)部容積5000m3級(jí)的高爐爐頂裝入裝置模型試驗(yàn)，研究了由于中心焦碳的裝入開始位置不同造成半徑方向上焦碳粗顆粒比例。其結(jié)果示于圖9。其中所謂焦碳粗顆粒比例是表示在裝入試驗(yàn)終了后，在各無(wú)量綱半徑位置進(jìn)行規(guī)定量的取樣，測(cè)定了焦碳的顆粒分布，對(duì)于裝入的焦碳粒徑在中間值以上的認(rèn)為是粗顆粒，表示各樣品中的粗顆粒比例。
在各個(gè)試驗(yàn)中，分5次旋轉(zhuǎn)，裝入焦碳。其中裝入開始位置在0.05和0.1的情況下，每1次旋轉(zhuǎn)將裝入位置以無(wú)量綱半徑向爐中心一側(cè)移動(dòng)0.01裝入。在裝入開始位置在0.4和0.5的情況下，每1次旋轉(zhuǎn)將裝入位置以無(wú)量綱半徑向爐中心一側(cè)移動(dòng)0.05裝入。
裝入開始位置在無(wú)量綱半徑0.05位置的情況下，由于第2次旋轉(zhuǎn)以后的焦碳反而從爐中心部位向爐壁部位方向溢出堆積，實(shí)際上與直接向爐中心部位裝入的情況沒(méi)有顯著不同，在粒徑測(cè)定中，也成為粗顆粒比例從爐中心向爐壁一側(cè)增加的結(jié)果。
裝入開始位置在無(wú)量綱半徑0.45位置的情況下，在無(wú)量綱半徑為0～0.3范圍，焦碳粗顆粒比例幾乎不變，結(jié)果沒(méi)有大的偏析。與此相比，裝入開始位置在0.1～0.4范圍，在無(wú)量綱半徑為0～0.2范圍70％以上的焦碳為粗顆粒，認(rèn)為強(qiáng)化了粗顆粒在中心部位附近的的偏析。
下面對(duì)實(shí)施方式4、5進(jìn)行說(shuō)明。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用無(wú)料鐘裝入裝置向高爐裝入原料時(shí)，如圖1所示，利用使裝入溜槽5繞爐中心軸旋轉(zhuǎn)，每次旋轉(zhuǎn)變更裝入溜槽與爐中心軸的角度(θ)，可以在爐園周方向均等地而且向在爐半徑方向的任何位置裝入從爐頂料倉(cāng)1排出的原料。也就是，從使傾動(dòng)角(θ)大體為0度，使裝入溜槽大體垂直的狀態(tài)開始裝入焦碳，利用每次旋轉(zhuǎn)分階段地增加θ進(jìn)行裝入，在爐內(nèi)堆積的焦碳，在裝入開始時(shí)，焦碳堆積在爐中心部位，隨經(jīng)過(guò)的時(shí)間可以向爐壁一側(cè)堆積。采用此裝入方法的話，如果可以在最初排出時(shí)，從爐頂料倉(cāng)向爐內(nèi)排出的1次裝爐量的焦碳中選擇粒徑大的焦碳排出的話，可以在高爐內(nèi)中心部位有選擇地裝入粒徑大的焦碳。
要使1次裝爐量中最初裝入的焦碳粒徑比后裝入的焦碳的粒徑大，可以按下述實(shí)施。
在儲(chǔ)存高爐焦碳的多個(gè)焦碳儲(chǔ)槽下部設(shè)置一般的篩子21，其網(wǎng)孔設(shè)定為35mm。而一部分焦碳儲(chǔ)槽的網(wǎng)孔比其他焦碳儲(chǔ)槽的網(wǎng)孔大，例如55mm。這樣如圖10所示，從這些焦碳儲(chǔ)槽22向稱量料斗23輸送焦碳時(shí)，最初只把一定量來(lái)自上述網(wǎng)孔大的儲(chǔ)槽22a的焦碳24a向上述稱量料斗23輸送，然后繼續(xù)輸送來(lái)自上述其他焦碳儲(chǔ)槽的焦碳24b的話，在稱量料斗23內(nèi)1次裝爐量可以被堆積成在下面是粒徑55mm以上的焦碳24a，在它的上面是粒徑35mm以上的焦碳24b。繼續(xù)稱量1個(gè)裝爐量的焦碳后，從此料斗23的下部送出，即使送到在爐頂?shù)牧蟼}(cāng)1，在此料倉(cāng)1內(nèi)同樣是1次裝爐量可以被堆積成在下面是粒徑55mm以上的焦碳24a，在它的上面是粒徑35mm以上的焦碳24b。所以如圖1所示，把這些焦碳從料倉(cāng)1通過(guò)溜槽5做上述逆傾動(dòng)裝入的話，在高爐內(nèi)堆積的焦碳粒徑在中心部位平均比周圍部位大。
在實(shí)施方式4、5中粒徑55mm以上的焦碳24a的量可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)從在稱量料斗23中堆積高度推斷。此外1次裝爐量?jī)?yōu)選為5～50質(zhì)量％。這是由于，在小于質(zhì)量的5％的情況下，由于爐中心部位粒徑大的焦碳量少，因一般粒徑的焦碳流向爐中心部位，形成強(qiáng)中心氣流不充分，在超過(guò)50％的情況下，使中心氣流強(qiáng)是足夠的，但是篩下的焦碳不能用于高爐的焦碳量增加也會(huì)出現(xiàn)不利的情況。
以上說(shuō)明的實(shí)施方式1～5在一個(gè)個(gè)中都可以發(fā)揮其效果，組合起來(lái)可以更有效地使高爐裝入物分布更合理。例如在圖3中可以C1層使用實(shí)施方式4、C2層使用實(shí)施方式3、C2+O1層使用實(shí)施方式1、O2層使用實(shí)施方式2。
實(shí)施例(實(shí)施例1)使用爐內(nèi)容積為5000m3的具有無(wú)料鐘裝入裝置的高爐，進(jìn)行增加產(chǎn)量的試驗(yàn)操作。如表3所示，在此高爐中上述裝入溜槽的傾動(dòng)角與標(biāo)記編號(hào)對(duì)應(yīng)。由于標(biāo)記數(shù)越大使傾動(dòng)角越小，所以在剛開始裝入之后在標(biāo)記20裝入溜槽幾乎為垂直狀態(tài)，此后傾動(dòng)角逐漸變大的同時(shí)進(jìn)行裝入。
此外，試驗(yàn)操作在這樣的高爐中高爐利用系數(shù)(作為目標(biāo)的出鐵比)定為1.8、2.0、2.1三個(gè)水平(1～3方案)，使產(chǎn)量順序增加，而高爐利用系數(shù)1.8和2.0的操作是用現(xiàn)有的原料裝入方法實(shí)施，高爐利用系數(shù)2.1的操作是用本發(fā)明的原料裝入方法實(shí)施。其中所謂高爐利用系數(shù)表示用爐內(nèi)容積(m3)去除高爐一天的出鐵量(t/d)的數(shù)值，高爐利用系數(shù)越大越是指向高產(chǎn)量的操作。此試驗(yàn)操作中焦碳和礦石的裝入條件(批的種類、批的裝入量、裝入溜槽的標(biāo)記數(shù)和使用的爐頂料倉(cāng))一并示于表1。
首先方案1是高爐利用系數(shù)1.8的操作，其中作為C1是只裝入焦碳后，作為C2是裝入中心裝入用的焦碳，在此后，同時(shí)裝入預(yù)先混合儲(chǔ)存在爐頂料倉(cāng)的C3的焦碳和O1的礦石，形成混合層。此后，向爐壁一側(cè)只裝入作為O2的礦石，形成單獨(dú)的礦石層。此O2的礦石是特別向爐壁裝入的礦石中的小粒徑的礦石。把此一系列裝入為1個(gè)裝爐量，進(jìn)行反復(fù)的裝入操作。此操作是現(xiàn)有技術(shù)，相當(dāng)于使焦碳的中心裝入和混合裝入分別進(jìn)行。
在此方案1的操作中，為了增加鐵水產(chǎn)量，以高爐利用系數(shù)達(dá)到2.0為目標(biāo)，實(shí)施增加向高爐的送風(fēng)量，使單位時(shí)間的礦石還原量增加的操作。因此在此操作中，把1個(gè)裝爐量的焦碳、礦石分5批向爐頂料倉(cāng)卷?yè)P(yáng)需要時(shí)間，難以使?fàn)t內(nèi)堆積面幾乎保持一定水平地進(jìn)行原料供應(yīng)，有必要把卷?yè)P(yáng)時(shí)間縮短。
那末不指望把預(yù)先混合的焦碳和礦石同時(shí)裝入形成混合層，作為方案2采用了把1個(gè)裝爐量分4批卷?yè)P(yáng)的操作。此時(shí)作為提高高爐利用系數(shù)的方法，有必要使處理礦的比例(礦石中的燒結(jié)礦占的比例)提高到82質(zhì)量％，以圖改善爐內(nèi)的還原。
方案2的操作情況示于表2，提高高爐利用系數(shù)時(shí)，不指望方案1的混合裝入，盡管提高了處理礦的比例，但是爐內(nèi)的通風(fēng)阻力指數(shù)從1.05上升到1.17，與方案1相比通風(fēng)性能惡化。
所以，適用于本發(fā)明的原料裝入方法，作為C2使焦碳從爐中心部位移到爐中間部位，在使裝入溜槽旋轉(zhuǎn)13次裝入期間從第6次旋轉(zhuǎn)起把礦石同時(shí)裝入。在裝入C2全部裝入焦碳量的約40質(zhì)量％時(shí)，開始焦碳和礦石的混合裝入。此方案3的操作結(jié)果與方案1和方案2一起示于上述表2。
在表2中焦碳比、粉末焦碳比為生產(chǎn)1t鐵水使用的焦碳、粉末焦碳的量(kg)。所謂處理礦比是從爐頂裝入的礦石等中燒結(jié)礦的質(zhì)量比例用％表示的數(shù)值。所謂焦碳強(qiáng)度TI是轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)指數(shù)。通風(fēng)阻力指數(shù)用下式表達(dá)。
/(1.033×10000×LSLOT)/(BGV/SAVE)1.7×273/{(SGT+273)/2+273}BG送風(fēng)壓力[kPa]TP爐頂壓力[kPa]
LSLOT供料線和鼓風(fēng)口的距離[m]BGV爐腹氣體量[Nm3/min]SAVE高爐內(nèi)平均斷面面積[m2]SGT爐身部位代表氣體溫度1000℃從表2可以看出，若采用本發(fā)明，使高爐利用系數(shù)提高到2.1。在這種情況下，在中途沒(méi)有中斷混合裝入，可以使焦碳中心裝入和混合裝入同時(shí)進(jìn)行，通風(fēng)阻力指數(shù)也可以降低到與方案1相同的水平。
表1

*在各方案中從上一批到下一批順序裝入表2

表3

(實(shí)施例2)如圖5所示，在用無(wú)料鐘高爐(內(nèi)部容積5000m3)交替形成礦石層和焦碳層的操作中，在形成礦石層時(shí)，把預(yù)先在礦石中混合焦碳的混合原料20儲(chǔ)存在1座爐頂料倉(cāng)1中?；旌显?0中的焦碳量為礦石層和焦碳層1個(gè)周期總焦碳量的16質(zhì)量％。
把此混合原料20通過(guò)裝入溜槽5裝入時(shí)，用流量調(diào)整閥門3調(diào)整從爐頂料倉(cāng)1排出的混合原料20的流量，使在裝入溜槽5旋轉(zhuǎn)12次期間裝入爐頂料倉(cāng)1內(nèi)全部混合原料20。也就是如圖5所示，從高爐爐壁開始裝入(也就是在第1次旋轉(zhuǎn)裝入的混合原料20a)，邊順序減小傾動(dòng)角θ邊繼續(xù)裝入混合原料20，直到規(guī)定的高爐中心方向的傾動(dòng)角都裝入混合原料20后，邊順序增加傾動(dòng)角θ邊繼續(xù)裝入混合原料20。這樣從高爐爐壁開始裝入，裝入溜槽5在高爐半徑方向往返1次，在高爐爐壁一側(cè)再次裝入(也就是在第12次旋轉(zhuǎn)裝入的混合原料20b)，完成從爐頂料倉(cāng)1內(nèi)全部混合原料20的裝入。以此作為發(fā)明的示例。
另一方面，作為比較例，在裝入與發(fā)明例相同的混合原料20時(shí)，用流量調(diào)整閥門3進(jìn)行調(diào)整，使在裝入溜槽5旋轉(zhuǎn)12次期間裝入爐頂料倉(cāng)1內(nèi)全部混合原料20。從高爐爐壁開始裝入，邊順序減小傾動(dòng)角θ邊繼續(xù)裝入混合原料20，完成從爐頂料倉(cāng)1內(nèi)全部混合原料20的裝入。
其中使用的無(wú)料鐘高爐用標(biāo)記編號(hào)設(shè)定裝入溜槽5的傾動(dòng)角θ進(jìn)行操作。與此標(biāo)記編號(hào)對(duì)應(yīng)的傾動(dòng)角θ與表3所示的相同。
再有，把混合原料20裝入時(shí)的標(biāo)記編號(hào)的設(shè)定示于表5。表5中的標(biāo)記編號(hào)的設(shè)定表示在各標(biāo)記編號(hào)裝入溜槽5每次的旋轉(zhuǎn)。例如在比較例中，2次連續(xù)記載標(biāo)記編號(hào)“5”，表示在標(biāo)記編號(hào)“5”裝入溜槽5旋轉(zhuǎn)2次后，裝入溜槽5在下面的標(biāo)記編號(hào)“6”旋轉(zhuǎn)。
形成焦碳層時(shí)，在發(fā)明例和比較例中都是把相對(duì)于1個(gè)周期的全部焦碳量的10質(zhì)量％的量裝入高爐中心部位(所謂的中心焦碳)，剩余的焦碳在高爐半徑方向均勻裝入。也就是裝入順序是焦碳—焦碳—礦石(混合原料20)的3批裝入。
對(duì)于發(fā)明例和比較例各進(jìn)行5天操作，測(cè)定焦碳比、粉末焦碳比、送風(fēng)溫度、鐵水溫度、鐵水中Si濃度。其結(jié)果一并示于表4。表4中的焦碳比、粉末焦碳比是對(duì)5天合計(jì)出鐵量的合計(jì)焦碳使用量、合計(jì)粉末焦碳使用量之比。此外送風(fēng)溫度、鐵水溫度、鐵水中Si濃度為定期(6～7次/天)測(cè)定值的平均值。關(guān)于鐵水溫度、鐵水中Si濃度，還表示了測(cè)定值的偏差。
從表4可以看出，與比較例相比，在發(fā)明例中鐵水溫度、鐵水中Si濃度的偏差降低。這是因?yàn)榕c比較例相比，在發(fā)明例中在即使把送風(fēng)溫度降低30℃也能保持相同的鐵水溫度進(jìn)行穩(wěn)定操作。
表4

(實(shí)施例3)在內(nèi)部容積為5000m3的大型高爐中，以表5所示的操作條件進(jìn)行操作。其中比較例在中心焦碳裝入時(shí)是使裝入溜槽為0°傾動(dòng)角，向爐中心集中裝入的。另一方面，在本發(fā)明例中，使裝入開始位置為無(wú)量綱半徑0.3，每1次旋轉(zhuǎn)向爐中心部位移動(dòng)無(wú)量綱半徑0.03，裝入中心焦碳的。
各個(gè)操作時(shí)，把設(shè)置在從高爐爐身部位的爐頂堆積面下5m的水平面的探頭向爐半徑方向送入，同時(shí)對(duì)從爐壁到爐中心部位的各個(gè)位置的爐內(nèi)氣體進(jìn)行取樣，分析CO和CO2氣體，從它們的體積百分?jǐn)?shù)％求出氣體的利用率。
所謂的氣體利用率是氣體利用率(％)＝{CO2(體積％)}/{CO(體積％)}×100計(jì)算的值，可以認(rèn)為在高爐內(nèi)氣體利用率大的部位相對(duì)礦石的比例大。
氣體利用率的計(jì)算結(jié)果示于圖8。
如圖8所示，在比較例中爐中心部位的氣體利用率比其周圍部位(無(wú)量綱半徑到0.2左右的位置)增加。認(rèn)為這是由于把中心焦碳集中向爐中心部位裝入的結(jié)果，焦碳中的粗顆粒流向爐中心的周邊部位，此部位的爐內(nèi)氣流被強(qiáng)化，向此部位裝入的礦石被吹起，礦石層崩潰，流入爐中心部位。
其結(jié)果，在比較例的操作中，爐中心部位的氣流變得不穩(wěn)定，燃料比變成507kg/t(鐵水)左右。
與此相比，在本發(fā)明例中可以看出，在爐中心部位的氣體利用率降低15％左右，在爐中心部位形成強(qiáng)的氣流。由于爐內(nèi)的裝入物分布穩(wěn)定，即使把燃料比降低到498kg/t(鐵水)左右，也可以進(jìn)行不低于比較例的生產(chǎn)。
從表5可以看出，在本發(fā)明例中與比較例相比，可以多使用成本低的粉末焦碳，此外也可以降低總?cè)剂媳取?br> (實(shí)施例4)使用具有無(wú)料鐘裝置內(nèi)部容積10m3左右的試驗(yàn)高爐，進(jìn)行原料的裝入試驗(yàn)。裝入的原料中鐵礦石(記號(hào)O)使用燒結(jié)礦，焦碳(記號(hào)C)使用一般常用的高爐焦碳。此時(shí)礦石/焦碳的質(zhì)量比O/C＝3.2，礦石是把1次裝爐量用一批、焦碳把1次裝爐量用一批裝入。焦碳的裝入采用上述的本發(fā)明的原料裝入方法的情況和一般原料裝入方法(使全部焦碳儲(chǔ)槽的篩孔為35mm)的情況的實(shí)施2次。
把裝入焦碳時(shí)從溜槽落下的焦碳每隔一定時(shí)間抽取試樣，測(cè)定得到的試樣粒度。圖11的橫軸是把來(lái)自料斗的焦碳的排出量(以總量為100％)的百分?jǐn)?shù)％，把縱軸定為試樣焦碳中的55以上的比例(％)。根據(jù)圖11可以看出，若采用本發(fā)明的話，與一般裝入方法的情況相比，裝入初期也就是在爐中心部位堆積焦碳的粒徑變大。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性采用實(shí)施方式1用無(wú)料鐘高爐進(jìn)行高產(chǎn)量操作時(shí)，總是可以把焦碳和礦石的混合裝入和焦碳的中心裝入同時(shí)進(jìn)行。這樣進(jìn)行高產(chǎn)量操作時(shí)，能有效防止增加容易產(chǎn)生的爐內(nèi)壓力損失，不增加燒結(jié)礦和還原鐵等高品位原料使用量，也能增加鐵水產(chǎn)量。
采用實(shí)施方式2的話，即使在高爐中使用的各種原料粒度分布、含水量等特性發(fā)生變化的情況下，在高爐爐頂?shù)脑隙逊e面上使礦石和焦碳按一定混合比例分布，也能抑制鐵水溫度和鐵水質(zhì)量的變化。
使用實(shí)施方式3，在用裝入溜槽的無(wú)料鐘高爐中的中心焦碳的裝入中，也可以使在爐中心部位的焦碳粒徑變得最大，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定地操作?？梢杂酶偷娜剂媳冗M(jìn)行不低于現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)更好的高爐操作。
采用實(shí)施方式4、5，無(wú)須設(shè)置焦碳的專用裝入裝置，使用現(xiàn)有的無(wú)料鐘裝置，不增加原料的批數(shù)，可以有選擇地向高爐中心部位裝入比周邊部位裝入的焦碳粒徑大的焦碳。這表明若把本發(fā)明用于實(shí)際的高爐，能確保爐內(nèi)氣體的中心氣流穩(wěn)定，可以高產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)鐵水。
表5

權(quán)利要求
1.一種設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法，具有(a)至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存焦碳的工序；(b)至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存礦石的工序；(c)使所述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽邊變更傾動(dòng)角邊旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)存的焦碳在爐內(nèi)半徑方向從爐中心部位向爐壁部位裝入的工序；(d)使所述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽邊變更傾動(dòng)角邊旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)存的礦石在爐內(nèi)半徑方向從爐中心部位向爐壁部位裝入的工序；以及(e)控制儲(chǔ)存在所述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的焦碳排出量為1次裝爐量的焦碳裝入量的5～50質(zhì)量％期間，開始排出儲(chǔ)存在所述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的礦石的工序。
2.一種設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法，具有(a)把礦石和焦碳混合后的混合原料儲(chǔ)存在1座爐頂料倉(cāng)中的工序；(b)一面以高爐的中心軸為中心使裝入溜槽旋轉(zhuǎn)，而且順序變更所述裝入溜槽的傾動(dòng)角，一面把儲(chǔ)存在所述爐頂料倉(cāng)的混合原料裝入高爐內(nèi)的工序；以及(c)在所述裝入溜槽在高爐半徑方向至少往返1次期間，把儲(chǔ)存在所述爐頂料倉(cāng)中的全部所述混合原料裝入所述高爐內(nèi)的工序。
3.一種設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法，具有(a)相對(duì)于以此無(wú)料鐘高爐的爐中心部位為0、爐壁部位為1的無(wú)量綱半徑，用所述無(wú)料鐘裝入裝置的裝入溜槽從相當(dāng)于0.1～0.4半徑位置開始裝入焦碳的工序；(b)在所述裝入溜槽每旋轉(zhuǎn)1次順序使它的傾動(dòng)角向爐中心一側(cè)移動(dòng)裝入焦碳的工序。
4.一種設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法，具有至少把儲(chǔ)存在2個(gè)焦碳儲(chǔ)槽中的焦碳送出，用設(shè)在槽下的篩篩分被送出的焦碳的篩分工序；把篩子上的焦碳用稱量料斗稱量后儲(chǔ)存在設(shè)于爐頂?shù)牧蟼}(cāng)中的稱量—儲(chǔ)存工序；把儲(chǔ)存的焦碳通過(guò)無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽，向高爐內(nèi)從爐中心向爐壁一側(cè)邊使溜槽旋轉(zhuǎn)邊裝入的裝入工序，所述焦碳篩分工序是由用比較大的篩孔(A)的篩子篩分被送出的第1篩分工序和用比較小的篩孔(B)的篩子篩分被送出焦碳的第2篩分工序構(gòu)成；所述稱量—儲(chǔ)存工序是由只把一定量最初來(lái)自第1篩分工序的焦碳輸送到所述稱量料斗，然后輸送從第2篩分工序得到的焦碳，稱量1次裝爐量的焦碳，儲(chǔ)存在設(shè)于爐頂?shù)牧蟼}(cāng)內(nèi)構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法，來(lái)自用比較大的篩孔(A)的篩子對(duì)送出的焦碳進(jìn)行篩分的第1篩分工序的焦碳量為此批焦碳量質(zhì)量的5～50質(zhì)量％。
6.一種設(shè)置有無(wú)料鐘裝入裝置的無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法，具有(a)至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存焦碳的工序；(b)至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存礦石的工序；(c)把礦石和焦碳混合后的混合原料儲(chǔ)存在1座爐頂料倉(cāng)中的工序；(d)使所述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽邊變更傾動(dòng)角邊旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)存的焦碳在爐內(nèi)半徑方向從爐中心部位向爐壁部位裝入的工序；(e)使所述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽邊變更傾動(dòng)角邊旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)存的礦石在爐內(nèi)半徑方向從爐中心部位向爐壁部位裝入的工序；(f)控制儲(chǔ)存在所述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的焦碳排出量為1次裝爐量的焦碳裝入量的5～50質(zhì)量％期間，開始排出儲(chǔ)存在所述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的礦石的工序；(g)一面使所述裝入溜槽旋轉(zhuǎn)，而且順序變更所述裝入溜槽的傾動(dòng)角，一面把儲(chǔ)存在所述爐頂料倉(cāng)的混合原料裝入高爐內(nèi)的工序；以及(h)在所述裝入溜槽在高爐半徑方向至少往返1次期間，把儲(chǔ)存在所述爐頂料倉(cāng)中的全部所述混合原料裝入所述高爐內(nèi)的工序。
全文摘要
無(wú)料鐘高爐的原料裝入方法，具有至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存焦碳的工序；至少在1個(gè)爐頂料倉(cāng)中儲(chǔ)存礦石的工序；使上述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽邊變更傾動(dòng)角邊旋轉(zhuǎn)，裝入儲(chǔ)存的焦碳的工序；使上述無(wú)料鐘裝入裝置的溜槽邊變更傾動(dòng)角邊旋轉(zhuǎn)，裝入儲(chǔ)存的礦石的工序?？刂苾?chǔ)存在上述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的焦碳排出量為1次裝爐量的焦碳裝入量的5～50質(zhì)量％期間，開始排出儲(chǔ)存在上述至少1個(gè)爐頂料倉(cāng)中的礦石。把礦石和焦碳混合后的混合原料儲(chǔ)存在1座爐頂料倉(cāng)中，一面使裝入溜槽旋轉(zhuǎn)而且順序變更上述裝入溜槽的傾動(dòng)角，一面把儲(chǔ)存在上述爐頂料倉(cāng)中的混合原料裝入高爐內(nèi)。
文檔編號(hào)C21B7/20GK1596315SQ0380165
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者西村博文, 后藤滋明, 西村望, 鐮野秀行, 長(zhǎng)谷川伸二, 山名紳一郎, 竹下將功, 渡壁史朗, 伊藤健, 藤本英男 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社