无料钟高炉的原料装入方法

摘要

无料钟高炉的原料装入方法，具有：至少在1个炉顶料仓中储存焦碳的工序；至少在1个炉顶料仓中储存矿石的工序；使上述无料钟装入装置的溜槽边变更倾动角边旋转，装入储存的焦碳的工序；使上述无料钟装入装置的溜槽边变更倾动角边旋转，装入储存的矿石的工序。控制储存在上述至少1个炉顶料仓中的焦碳排出量为1次装炉量的焦碳装入量的5～50质量％期间，开始排出储存在上述至少1个炉顶料仓中的矿石。把矿石和焦碳混合后的混合原料储存在1座炉顶料仓中，一面使装入溜槽旋转而且顺序变更上述装入溜槽的倾动角，一面把储存在上述炉顶料仓中的混合原料装入高炉内。

权利要求

1.一种设置有无料钟装入装置的无料钟高炉的原料装入方法，具有：(a)至少在1个炉顶料仓中储存焦碳的工序；

(b)至少在1个炉顶料仓中储存矿石的工序；

(c)使所述无料钟装入装置的溜槽边变更倾动角边旋转，使储存的焦碳在炉内半径方向从炉中心部位向炉壁部位装入的工序；

(d)使所述无料钟装入装置的溜槽边变更倾动角边旋转，使储存的矿石在炉内半径方向从炉中心部位向炉壁部位装入的工序；以及(e)控制储存在所述至少1个炉顶料仓中的焦碳排出量为1次装炉量的焦碳装入量的

5～50质量％期间，开始排出储存在所述至少1个炉顶料仓中的矿石的工序，由此同时装入矿石和焦碳。

2.如权利要求1所述的无料钟高炉的原料装入方法，还具有：(a)把矿石和焦碳混合后的混合原料储存在1座炉顶料仓中的工序；

(b)一面以高炉的中心轴为中心使装入溜槽旋转，而且顺序变更所述装入溜槽的倾动角，一面把储存在所述炉顶料仓的混合原料装入高炉内的工序；以及(c)在所述装入溜槽在高炉半径方向至少往返1次期间，把储存在所述炉顶料仓中的全部所述混合原料装入所述高炉内的工序。

说明书

无料钟高炉的原料装入方法

技术领域

[0001] 本发明涉及向高炉装入原料方法，特别涉及使用无料钟装入装置把铁矿石和焦碳装入高炉内的方法。

背景技术

[0002] 一般在炼铁的高炉中，从炉顶交替装入铁矿石类和焦碳，在炉上部(以下称为炉身)形成具有铁矿石和焦碳的层状结构的填充层。把此铁矿石类层、焦碳层的一层的量分别叫做1次装炉量的矿石、焦碳。此1次装炉量的矿石、焦碳未必是一次装入到炉内，也可以把1次装炉量的矿石、焦碳分多次装入炉内。把被分批的矿石、焦碳分别称为1批矿石、焦碳。此外从高炉的炉下部向炉内吹入空气或富氧空气，使在炉内的焦碳燃烧，用燃烧生成的高温还原性气体使上述炉身内的铁矿石(以下只称为矿石)还原和熔融。因此，为使高炉的生产率提高，减少炉身内矿石和焦碳的填充层的通风阻力是重要的。

[0003] 作为降低此炉身内的通风阻力的一种有效方法，现在公知的是把矿石和焦碳混合后向炉内堆积的方法。例如特许第2820478号公报公开了着眼于从矿石料斗和焦碳料斗送出矿石和焦碳的时间和量，在无料钟高炉中把焦碳均匀混合在矿石中的方法。

[0004] 此外也知道作为防止高炉内的通风阻力增加，使炉内气流保持稳定的方法，把焦碳装入高炉的中心部位，使在炉内上升的气体流量分布在中心部位增加(把此称为中心流趋势)是有效的。例如特开昭60-56003号公报发表了1次装炉量装入的焦碳中重量的1.5～8％集中装在炉中心部位的技术。这种把焦碳的中心装入技术不仅具有使炉内通风阻力降低的效果，而且由于在炉中心部位矿石非常少，具有能够回避、降低因矿石还原生成的二氧化碳使焦碳被氧化的所谓“溶解损失反应”造成焦碳恶化的效果。此外，可以使焦碳的强度管理值降低，可以利用便宜的低品位煤作为生产焦碳用原料煤，降低成本，此外由于能够防止在炉床部位形成所谓“炉缸中心(也称为死料柱)”的焦碳粒径缩小到要求以上，所以可以起到提高炉床(底)的液体流通性的作用。因此将上述矿石和焦碳的混合装入(以下简单称为混合装入)和焦碳的中心装入组合起来的话，与现有技术相比，可以期待得到使炉身部位的通风阻力进一步降低、提高生产率的累加的效果。

[0005] 但是要在同一装炉量内使混合装入和焦碳的中心装入组合起来，具体说，要经过焦碳的通常装入用的一批、焦碳的中心装入用的一批和混合装入用的一批分3次从原料的料斗送出。这样为了把1次装炉量的焦碳装入炉内，焦碳向炉顶卷扬3次。也就是装入1次装炉量的焦碳所需要的时间增加。因此，即使需要增加高炉的生产率，由于相对于原料的装入量原料向炉顶的卷扬能力不足，会发生原料装入来不及的情况。在这种情况下，不得不使同时实施焦碳的中心装入和混合装入的操作中断，不能发挥实施上述两种方法带来的使用便宜原料煤的优点。

[0006] 再加上，要经常保持在高炉使用的矿石和焦碳的粒度分布、含水量或矿石种类的配比的特性是困难的。例如矿石中粘着性矿石的配合比例改变的话，利用特许第2820478号公报公开的技术，要改变向炉顶料仓内投入的堆积状态，改变从炉顶料仓下部排出口排出的原料中的矿石和焦碳的混合比率。

[0007] 可是，作为使上述炉床部位的炉缸中心焦碳的粒径增加以提高炉床的液体流通性能的方法，除了上述的焦碳的中心装入以外，还可以考虑预先增大向中心部位装入的焦碳的粒径。也就是，因为预先使炉中心部位的焦碳粒径比炉周边的焦碳粒径大，来代替防止用焦碳中心装入时矿石向炉中心部位堆积，因在炉中心部位的溶解损失反应造成焦碳的消耗，在即使发生碳素溶解反应的情况下，也能防止炉床的炉缸中心的焦碳粒径减小。此外，若使用把上述焦碳向中心装入的专用焦碳装入装置的话，预先增大通过该装入装置装入的焦碳粒径，这样就可以使炉中心部位的焦碳粒径增大。可是，设置与一般的原料装入装置不同的把焦碳向中心装入的专用装入装置，需要很多的设备费用。此外，即使通过无料钟装入装置把粒径大的焦碳向炉中心部位装入的情况下，现在要预先准备粒径大的焦碳，使它与一般粒径的焦碳分成不同的批次，卷扬到设在炉顶的料仓后装入炉内。因此1次装炉量装入的焦碳和矿石的批数增加。把1次装炉量的原料向炉内装入的批数增加，成为要提高产量情况下的决定反应速度的重大问题。

发明内容

[0008] 本发明第1个目的是，提供平时可以圆满实施焦碳的中心装入和矿石及焦碳混合装入的无料钟高炉的原料装入方法。

[0009] 本发明第2个目的是，提供即使在高炉使用的各种原料性质状态改变的情况下，在高炉炉顶部位使矿石和焦碳按一定的混合比分布，控制铁水温度和铁水质量的变动的无料钟高炉的原料装入方法。

[0010] 本发明第3个目的是，提供在无料钟高炉使用装入溜槽的中心焦碳装入时，要使焦碳的粒径在炉中心部位最大，在炉中心部位形成炉内气流，以此可以做到稳定操作的无料钟高炉的原料装入方法。

[0011] 本发明第4个目的是，提供不另外设置焦碳专用的装入装置，而且不增加原料的批数，同时向高炉中心部位可以有选择性地装入比周边部位装入的焦碳粒径大的焦碳的无料钟高炉的原料装入方法。

[0012] 为了达到上述目的，第1本发明提供一种具有以下工序的设置有无料钟装入装置的无料钟高炉的原料装入方法。

[0013] (a)至少在1个炉顶料仓中储存焦碳的工序；

[0014] (b)至少在1个炉顶料仓中储存矿石的工序；

[0015] (c)使上述无料钟装入装置的溜槽变更倾动角的同时旋转，使储存的焦碳在炉内半径方向从炉中心部位向炉壁部位装入的工序；

[0016] (d)使上述无料钟装入装置的溜槽变更倾动角的同时旋转，使储存的矿石在炉内半径方向从炉中心部位向炉壁部位装入的工序；以及

[0017] (e)控制储存在上述至少1个炉顶料仓中的焦碳排出量为1次装炉量的焦碳装入量的5～50质量％期间，开始排出储存在上述至少1个炉顶料仓中的矿石的工序。

[0018] 第2本发明提供一种具有以下工序的设置有无料钟装入装置的无料钟高炉的原料装入方法。

[0019] (a)把矿石和焦碳混合后的混合原料储存在1座炉顶料仓中的工序；

[0020] (b)一面以高炉的中心轴为中心使装入溜槽旋转，而且顺序变更上述装入溜槽的倾动角，一面把储存在上述炉顶料仓的混合原料装入高炉内的工序；以及[0021] (c)在上述装入溜槽在高炉半径方向至少往返1次期间，把储存在上述炉顶料仓中的全部上述混合原料装入上述高炉内的工序。

[0022] 第3本发明提供一种具有以下工序的设置有无料钟装入装置的无料钟高炉的原料装入方法。

[0023] (a)相对于以此无料钟高炉的炉中心部位为0、炉壁部位为1的无量纲半径，用上述无料钟装入装置的装入溜槽从相当于0.1～0.4半径位置开始装入焦碳的工序；以及[0024] (b)在上述装入溜槽每旋转1次顺序使它的倾动角向炉中心一侧移动装入焦碳的工序。

[0025] 第4本发明提供一种设置有无料钟装入装置的无料钟高炉的原料装入方法，包括有至少把储存在2个焦碳储槽中的焦碳送出，用设在槽下的筛筛分被送出的焦碳的筛分工序；把筛子上的焦碳用称量料斗称量后储存在设于炉顶的料仓中的称量-储存工序；把储存的焦碳通过无料钟装入装置的溜槽，向高炉内从炉中心向炉壁一侧边使溜槽旋转边装入的装入工序。上述焦碳筛分工序是由用比较大的筛孔(A)的筛子筛分被送出的第1筛分工序和用比较小的筛孔(B)的筛子筛分被送出焦碳的第2筛分工序构成。上述称量-储存工序是只把一定量最初从第1筛分工序得到的焦碳输送到上述称量料斗，然后输送来自第2筛分工序的焦碳，称量1次装炉量的焦碳，储存在设于炉顶的料仓内。

[0026] 第5本发明提供在第4的无料钟高炉的原料装入方法中，来自用比较大的筛孔(A)的筛子对送出的焦碳进行筛分的第1筛分工序的焦碳量为此批焦碳量质量的5～50质量％。

[0027] 第6本发明提供一种具有以下工序的设置有无料钟装入装置的无料钟高炉的原料装入方法。

[0028] (a)至少在1个炉顶料仓中储存焦碳的工序；

[0029] (b)至少在1个炉顶料仓中储存矿石的工序；

[0030] (c)把矿石和焦碳混合后的混合原料储存在1座炉顶料仓中的工序；

[0031] (d)使上述无料钟装入装置的溜槽变更倾动角的同时旋转，使储存的焦碳在炉内半径方向从炉中心部位向炉壁部位装入的工序；

[0032] (e)使上述无料钟装入装置的溜槽变更倾动角的同时旋转，使储存的矿石在炉内半径方向从炉中心部位向炉壁部位装入的工序；

[0033] (f)控制储存在上述至少1个炉顶料仓中的焦碳排出量为1次装炉量的焦碳装入量的5～50质量％期间，开始排出储存在上述至少1个炉顶料仓中的矿石的工序；

[0034] (g)一面使上述装入溜槽旋转，而且顺序变更上述装入溜槽的倾动角，一面把储存在上述炉顶料仓的混合原料装入高炉内的工序；以及

[0035] (h)在上述装入溜槽在高炉半径方向至少往返1次期间，把储存在上述炉顶料仓中的全部上述混合原料装入上述高炉内的工序。

附图说明

[0036] 图1为说明无料钟高炉炉顶部分的断面图。

[0037] 图2为说明实施方式1的原料装入方法的原理图，图2(a)表示装入矿石的时期，图2(b)表示在高炉内装入的位置。

[0038] 图3为表示在使用实施方式1的原料装入方法的情况下，原料在炉内堆积的状态的断面图。

[0039] 图4为说明实施方式2的无料钟高炉炉顶部分的断面图。

[0040] 图5为示意表示使用实施方式2的原料装入方法装入混合原料示例的断面图。

[0041] 图6为表示在实施方式3的无料钟高炉中配置装入溜槽的示意图。

[0042] 图7为示意表示用实施方式3的装入溜槽装入的炉内堆积层的断面图。

[0043] 图8为表示实施例3的高炉炉内的气体利用率分布的曲线。

[0044] 图9为表示实施方式4的装入开始位置不同造成的中心粗颗粒比率分布的曲线。

[0045] 图10为说明实施方式4的原料装入方法的图示。

[0046] 图11为表示来自实施例4的料仓的焦碳排出量(％)和试样焦碳中的55％以上的关系的图示。

具体实施方式

[0047] 发明人为了达到上述各个目的，反复进行了专心研究，其成果具体表现在本发明上。

[0048] 也就是，本发明的无料钟高炉的原料装入方法(称为实施方式1)的特征为：使高炉的无料钟装入装置的溜槽边改变它的倾动角边旋转，把储存在多个炉顶料仓中的焦碳或矿石在炉内半径方向从炉中心部位向炉壁部位装入时，储存在上述一个炉顶料仓中的焦碳的排出量从排出1次装炉量的焦碳装入量的5～50质量％之间的规定时刻，开始排出储存在其他炉顶料仓的矿石，焦碳和矿石同时装入。

[0049] 在实施方式1中，使高炉的无料钟装入装置的溜槽从使它的倾动角呈垂直状态的零起始顺序分阶段变大，同时旋转，从储存在一个炉顶料仓的焦碳排出量为1次装炉量的焦碳装入量的5～50质量％后，开始排出储存在其他炉顶料仓的矿石，焦碳和矿石要同时装入，所以在炉中心部位附近只有焦碳，在它周围的炉壁一侧填充焦碳和矿石的混合物。其结果不会因原料卷扬能力的情况中断焦碳和矿石的混合装入，经常可以圆满地实施。

[0050] 本发明的无料钟高炉的原料装入方法(以下称为实施方式2)，是在使用无料钟装入装置向高炉内装入作为原料的矿石和焦碳的无料钟高炉的原料装入方法中，把矿石和焦碳混合后的混合原料储存在1座炉顶料仓中，使溜槽以高炉中心轴为中心旋转而且顺序变更装入溜槽的倾动角，在装入溜槽在高炉半径方向至少往返1次之间，把储存在炉顶料仓的全部混合原料装入高炉内。

[0051] 作为在上述实施方式2中适合的方式，装入溜槽是从高炉的炉壁一侧开始装入混合原料，还是从高炉中心一侧开始装入混合原料都可以。

[0052] 本发明的无料钟高炉的原料装入方法(以下称为实施方式3)，在使用无料钟装入装置向高炉内装入作为原料的矿石和(或)焦碳的无料钟高炉的原料装入方法中，其特征为：使用装入溜槽向此无料钟高炉的中心装入焦碳时，以此无料钟高炉的炉中心部位为0、炉壁部位为1的无量纲半径，从相当于0.1～0.4半径位置开始装入焦碳，在上述装入溜槽每旋转1次顺序使它的倾动角向炉中心一侧移动。

[0053] 本发明的无料钟高炉的原料装入方法(以下称为实施方式4)特征为：在把储存在多个焦碳储槽中的焦碳送出，用设在槽下的筛子进行筛分，使筛子上的焦碳顺序经过称量料斗及设置在炉顶的料仓，通过无料钟装入装置的溜槽，向高炉内从炉中心向炉壁边使此溜槽旋转边装入时，使设在一部分焦碳储槽的槽下部位的筛孔比其他焦碳储槽的筛孔大，从这些焦碳储槽向称量料斗输送焦碳时，只把一定量最初从筛孔大的焦碳储槽得到焦碳输送到上述称量料斗，然后输送来自其他焦碳储槽的焦碳，称量1次装炉量的焦碳，经过上述料仓装入高炉内。

[0054] 这种情况下，来自上述筛孔大的焦碳储槽的焦碳量希望为此批焦碳总量的5～50质量％。(以下称为实施方式5)

[0055] 采用实施方式4、5的话，不另外设置焦碳专用的装入装置，使用现有的无料钟装入装置，不增加原料的批数，同时可以有选择地向高炉的中心部位装入比装在周围的焦碳粒径大的焦碳。

[0056] 希望在实施方式1～5中，是在炉顶料仓至少并排设置3个料仓的无料钟高炉的原料装入方法(以下称为实施方式6)。

[0057] 实施方式1

[0058] 下面参照图对本发明的实施方式进行说明。

[0059] 首先图1表示设置有无料钟装入装置的高炉炉顶的纵断面图。储存在炉顶料仓1中的原料2(矿石或焦碳)通过称为流量调整阀门3、用它的开度调整排出量的阀门后落下，通过垂直溜槽4提供给可以自由旋转的溜槽(一般称为装入溜槽5)。此装入溜槽5以高炉6的中心轴7为中心在水平方向旋转，同时相对于此中心轴7可以变更它的倾动角(θ)。在原料装入中一边使装入溜槽5旋转，一边顺序分阶段变更倾动角θ，可以在炉内形成宽阔的堆积面，装入原料。一般对倾动角θ预先设定多个角度，预先给各角度标记(刻痕)编号，在边使装入溜槽5旋转边装入原料2时，预先确定从装入开始把各旋转次数时的标记，可以使同种材料总是向一定的位置装入。此外，炉顶料仓1在图1中表示了1a和1b两座，也可以有3座以上的情况，可以分别把1次装炉量的原料2卷扬后储存。

[0060] 实施方式1是使用这样的无料钟装入装置的高炉原料装入方法，边顺序变更倾动角边把焦碳从炉中心一侧向炉壁一侧装入，是在焦碳装入中同时把矿石也装入的。具体说是，焦碳和矿石的装入期间如图2(a)的原理图所示。也就是，从储存焦碳的炉顶料仓(例如1a)排出焦碳，从此炉顶料仓排出的焦碳排出量为存储在炉顶料斗的1次装炉量的焦碳装入量的5～50质量％后，开始从储存矿石的其他炉顶料仓(例如1b)排出矿石。这样可以在开始进行焦碳的中心装入，而在中途，变成为焦碳和矿石的混合装入。

[0061] 图3是表示进行这样装入在炉内形成的原料堆积状态的一个示例。其中图3中的记号C和O表示焦碳和矿石，下标的字表示批数。此图3为开始在旋转3次装入焦碳后，进行焦碳和矿石的混合装入的情况，焦碳开始装入之后，由于向炉中心一侧只装入焦碳，在炉中心部位形成只是焦碳的堆积层C2，此后由于把矿石与焦碳一起装入，形成焦碳和矿石的混合层C2+O1。这种情况下，先装入的焦碳在炉中心部位形成山堆，由于此后向比它更靠近炉壁一侧装入焦碳和矿石的混合物，此后装入的混合物不会流向炉中心部位的焦碳的山堆上。这样在炉中心部位形成只堆积焦碳的中心焦碳层的。此外，随后装入的矿石由于是在中心焦碳层外侧(炉壁一侧)与焦碳同时堆积，在炉半径方向规定位置，形成规定层厚度的混合层C2+O1。

[0062] 在实施方式1中希望调整上述流量调整阀门3的开度，使焦碳和矿石各自排出终了时间相同。可是，由于从焦碳和矿石的炉顶料仓1的排出时间因各自的粒度和含水量等而改变，因此可以适当进行流量调整阀门2开度的调整。

[0063] 图3的示例把焦碳、矿石分别分成2批，使其中第2批焦碳和第1批矿石同时部分排出，形成中心焦碳和混合层的，在本发明中不限于此，也可以采用把焦碳、矿石每个装炉量不分批向炉内装入时，在炉中心形成单独的焦碳层、在它的周围形成混合层的装入方法。此外，也可以采用把焦碳分2批，单独用C1批焦碳把焦碳装入整个炉内，然后从第2批焦碳装入中途，把1装炉量的矿石混合后装入的装入方法。

[0064] 在实施方式1中，把向焦碳混合的矿石从炉顶料仓排出的开始时间定为开始从其他炉顶料仓单独排出焦碳后，排出相当于在此批装入的焦碳量的5～50质量％的焦碳的期间内。其原因如下。

[0065] 单独排出焦碳量小于5质量％的话，堆积在炉中心部位的焦碳量过少，随后装入的焦碳和矿石的混合物混入炉中心部位的焦碳层，不能得到焦碳中心装入的效果。此外超过50质量％单独装入焦碳后，开始焦碳和矿石混合装入的话，不能充分增加混合物中的焦碳量，难以得到混合装入的效果。此外，在这种情况下，会出现在炉中心部位很大范围没有矿石的部分，不能有效利用炉内，而且不能提高产量。

[0066] 实施方式2

[0067] 图4为示意表示具有无料钟装入装置的高炉(以下称为无料钟高炉)炉顶部分的断面图。在图4中设高炉中心轴和旋转溜槽所成的角(以下称为倾动角)为θ。

[0068] 在无料钟高炉上设置2座以上的炉顶料仓1，其中1座炉顶料仓1中储存把矿石和焦碳混合后的混合原料20。混合原料20从炉顶料仓1下部排出，通过流量调整阀门3时调整到规定的流量后，通过垂直的溜槽4提供给装入溜槽5。

[0069] 装入溜槽5以高炉中心轴为中心旋转，同时边变更倾动角θ边把混合原料20装入高炉6内。图4中的箭头a表示装入溜槽5的旋转，箭头b表示混合原料20的下落。

[0070] 在这样把混合原料20装入高炉6内时，通过使装入溜槽5旋转而且顺序变更倾动角θ，可以在高炉7炉顶部位的原料堆积面8的很宽范围上装入混合原料20。

[0071] 在图4中表示设置2座炉顶料仓1的无料钟高炉，实施方式2也可以适用于设置3座以上炉顶料仓1的无料钟高炉。

[0072] 在本发明2中，把使矿石和焦碳混合的混合原料20储存在炉顶料仓1内的方法不限定特定的方法。例如，可以使用从矿石称量料斗(未图示)和焦碳称量料斗(未图示)把矿石和焦碳按规定比率分别同时送出，通过装入输送机(未图示)向炉顶料仓1输送等以往已知的方法。

[0073] 可是，由于矿石和焦碳的特性不同，炉顶料仓1内的混合原料20在局部混合比率会发生变化是不可避免的。也就是，相对于矿石的粒径为平均15mm左右的小直径颗粒的情况，焦碳的粒径为平均50mm左右的大直径颗粒，所以在把混合原料20投入到炉顶料仓1内时，粒径比较大的焦碳滚到炉顶料仓的侧壁，粒径比较小的矿石容易堆积在投入的位置。

[0074] 此外，在混合原料20从炉顶料仓1下部排出时，储存在炉顶料仓1内的混合原料20中，垂直分布在从位于排出口正上方的下层部位到表层部位的混合原料20优先排出，排出口正上方的堆积高度降低后，混合原料20从它的周围流入(所谓的漏斗形流动)排出。

[0075] 其结果，在向炉顶料仓1投入混合原料20时，与预先规定的比率把矿石和焦碳混合无关，从炉顶料仓1排出混合原料20时，矿石和焦碳的混合比率发生变化。也就是排出的初期矿石的比率增加，排出的后期焦碳的比率增加。这样把混合原料20从炉顶料仓1排出时混合比例产生变化是不可避免的。

[0076] 这样，在把混合原料20从炉顶料仓1排出期间混合比率发生变化，所以通过装入溜槽5把混合原料20装入高炉6的话，混合原料20中的矿石和焦碳在原料堆积面6上不是均匀分布，成为偏析(分凝)在特定区域的原因。

[0077] 所以在本发明2中，为了防止在原料堆积面6上的偏析，从开始装入储存在1座炉顶料仓1内的混合原料20后到全部装完为止，使装入溜槽5以高炉中心轴为中心旋转，而且顺序变更倾动角θ，至少使装入溜槽5在高炉半径方向往返1次。但是在变更倾动角θ时，在各倾动角都使装入溜槽5旋转1次。

[0078] 也就是在规定的倾动角θ使装入溜槽5以高炉中心轴为中心旋转1次，装入混合原料20后，变更倾动角θ，继续装入混合原料20，直到把炉顶料仓1内全部混合原料20装入为止，至少使装入溜槽5在高炉半径方向往返1次。因此在装入储存在一座炉顶料仓1内的全部混合原料20期间，在原料堆积面8上的任何位置上混合原料20被装入2次以上。

[0079] 在无料钟高炉的操作中，一般把装入溜槽5的倾动角θ设定为几段，分别给予编号(以下称为标记编号)。因此利用在规定的标记编号使装入溜槽5旋转1次装入混合原料20后，变更到下一个标记编号继续装入混合原料20，实施方式2可以适用于现有的无料钟高炉。

[0080] 图5为示意表示适用实施方式2装入混合原料的示例的断面图。在图5中表示从高炉炉壁一侧开始装入混合原料20，一面顺序减小倾动角θ一面继续装入混合原料20，在高炉中心部位装入混合原料20后，一面顺序增加倾动角θ一面装入混合原料20的示例。因此在图5中，在开始装入储存在炉顶料仓1内的混合原料20的装入溜槽5的第1次旋转(以下称为第1次旋转)中装入的混合原料20a位于原料堆积面6上的高炉炉壁一侧，在装入溜槽5的第12次旋转(以下称为第12次旋转)装入的混合原料20位于在第1次旋转装入的混合原料20的上面。

[0081] 图5为在第12次旋转完成装入全部混合原料20的状态。但是由于装入溜槽5每次在规定的倾动角θ以高炉中心轴为中心旋转1次，所以在图5的断面图中，混合原料被装入高炉中心轴的两侧，图5中仅表示单侧。

[0082] 在图5中表示了在装入储存在炉顶料仓1内的全部混合原料20期间，装入溜槽5旋转了12次的示例，在实施方式2中，装入溜槽5的旋转次数没有特别的限定。

[0083] 此外，在图5中表示了在装入储存在炉顶料仓1内的全部混合原料20期间，装入溜槽5在高炉半径方向往返1次的示例，在实施方式2中，装入溜槽5在高炉半径方向可以至少往返1次。因此在装入储存在炉顶料仓1内的全部混合原料20期间，装入溜槽5在高炉半径方向往返1次后，也可以旋转几次，或2次以上。

[0084] 也就是在装入炉顶料仓1内的全部混合原料20期间，可以适当设定装入溜槽5以高炉中心轴为中心旋转的次数、装入溜槽5在高炉半径方向往返的次数，从炉顶料仓1排出的混合原料20的流量用流量调整阀门3进行调整。

[0085] 图5表示从高炉炉壁开始装入混合原料20的示例，也可以从高炉中心一侧开始装入混合原料20，一面顺序增加倾动角θ一面装入混合原料20，在高炉炉壁装入混合原料20后，一面顺序减少倾动角θ一面装入混合原料20。

[0086] 这样在装入储存在炉顶料仓1内的全部混合原料20期间，在原料堆积面6上任何位置装入2次以上的混合原料20的话，即使在第1次的装入中混合原料20的混合比率发生变化(例如矿石的比例增加)，在第2次以后的装入中混合比例显示出相反的变化(例如焦碳比例增加)。因此可以在原料堆积面8上使矿石和焦碳按一定比率分布。其结果可以改善熔合带的通风性，抑制铁水温度的变化，得到质量均匀的铁水。

[0087] 实际上在规定的标记编号装入1次时，由于在原料堆积面8上混合原料20在半径方向堆积很宽的范围，所以装入溜槽5在半径方向往返时，在同一标记无须装入。在半径方向规定的宽度装入溜槽5可以至少往返1次。

[0088] 实施方式3

[0089] 如图6所示，在具有装入溜槽5的无料钟高炉6中，把矿石和焦碳等原料从炉顶通过装入溜槽5装入，形成炉内堆积层14。

[0090] 调整装入溜槽5，使它相对于在炉中心部位6a的炉中心轴成倾动角θ，边绕炉中心轴旋转边进行原料装入。形成以炉中心部位6a为中心的点对称的原料堆积面。此外要装入的原料利用改变装入溜槽的角度可以投向炉顶面的任何部位。

[0091] 调整向炉半径方向的装入位置通过调整装入溜槽5的倾动角θ进行。一般预先对规定的倾动角分别给予标记编号，在边绕以炉中心轴为中心旋转(转动)边装入原料时，从原料装入开始预先确定每次溜槽5旋转的标记编号，利用控制此标记编号的模式，控制原料向炉内的装入模式进行装入控制。

[0092] 与装入溜槽的倾动角相对应的原料落下位置，要在高炉操作开始前原料向炉内的填充调查时预先调查。或考虑原料在旋转的装入溜槽上流下时的离心力和重力、炉内气体的上升气流，从力学上计算原料落下的轨迹，也可以求出原料装入位置。

[0093] 可是考虑到中心焦碳的装入的话，若从装入开始每旋转1次倾动角减小进行焦碳的装入的话，如图7所示，则第2次旋转的焦碳装入位置比第1次旋转的焦碳装入位置更靠近炉中心一侧。这样装入中心焦碳的话，第2次旋转的焦碳比第1次旋转的焦碳更向炉中心一侧落下后，向炉中心一侧流动。此时第2次旋转的焦碳内比较粗的颗粒更容易向炉中心一侧流动。

[0094] 也就是随着旋转的进行，由于焦碳落下的位置向炉中心一侧移动，落下的焦碳形成从落下位置向炉中心一侧沿斜面流动的状态，装入的焦碳内最粗的颗粒堆积在炉中心部位。

[0095] 此时，若第1次旋转和第2次旋转的落下位置相同的话，由于第2次的焦碳分成向炉中心一侧和向炉壁一侧流动，会出现第2次旋转的焦碳内一部分粗颗粒焦碳流向炉壁一侧的问题，但是象实施方式3那样，通过随着旋转的进行焦碳落下位置向炉中心一侧靠近，粗颗粒可以全部流向炉中心一侧，从强化粗颗粒偏析在炉中心部位的意义上是有效的。

[0096] 在实施方式3中，相对于以高炉的炉中心部位为0、炉壁部位为1的无量纲半径，优选以相当于0.1～0.4半径位置作为中心焦碳的装入开始位置。装入开始位置大于0.4的话，由于即使以中心焦碳装入开始，在1次旋转中装入的焦碳量也少，焦碳不会流到炉中心部位附近，缺少是粗颗粒焦碳向炉中心部位装入的效果。此外装入开始位置小于0.1的话，装入的焦碳流动的距离变短，缺少产生粒度偏析的效果。

[0097] 为了检验上述中心焦碳的装入开始位置的适合范围，进行了按1/5缩小比例的内3
部容积5000m 级的高炉炉顶装入装置模型试验，研究了由于中心焦碳的装入开始位置不同造成半径方向上焦碳粗颗粒比例。其结果示于图9。其中所谓焦碳粗颗粒比例是表示在装入试验终了后，在各无量纲半径位置进行规定量的取样，测定了焦碳的颗粒分布，对于装入的焦碳粒径在中间值以上的认为是粗颗粒，表示各样品中的粗颗粒比例。

[0098] 在各个试验中，分5次旋转，装入焦碳。其中装入开始位置在0.05和0.1的情况下，每1次旋转将装入位置以无量纲半径向炉中心一侧移动0.01装入。在装入开始位置在0.4和0.5的情况下，每1次旋转将装入位置以无量纲半径向炉中心一侧移动0.05装入。

[0099] 装入开始位置在无量纲半径0.05位置的情况下，由于第2次旋转以后的焦碳反而从炉中心部位向炉壁部位方向溢出堆积，实际上与直接向炉中心部位装入的情况没有显著不同，在粒径测定中，也成为粗颗粒比例从炉中心向炉壁一侧增加的结果。

[0100] 装入开始位置在无量纲半径0.45位置的情况下，在无量纲半径为0～0.3范围，焦碳粗颗粒比例几乎不变，结果没有大的偏析。与此相比，装入开始位置在0.1～0.4范围，在无量纲半径为0～0.2范围70％以上的焦碳为粗颗粒，认为强化了粗颗粒在中心部位附近的的偏析。

[0101] 下面对实施方式4、5进行说明。发明人发现，使用无料钟装入装置向高炉装入原料时，如图1所示，利用使装入溜槽5绕炉中心轴旋转，每次旋转变更装入溜槽与炉中心轴的角度(θ)，可以在炉园周方向均等地而且向在炉半径方向的任何位置装入从炉顶料仓1排出的原料。也就是，从使倾动角(θ)大体为0度，使装入溜槽大体垂直的状态开始装入焦碳，利用每次旋转分阶段地增加θ进行装入，在炉内堆积的焦碳，在装入开始时，焦碳堆积在炉中心部位，随经过的时间可以向炉壁一侧堆积。采用此装入方法的话，如果可以在最初排出时，从炉顶料仓向炉内排出的1次装炉量的焦碳中选择粒径大的焦碳排出的话，可以在高炉内中心部位有选择地装入粒径大的焦碳。

[0102] 要使1次装炉量中最初装入的焦碳粒径比后装入的焦碳的粒径大，可以按下述实施。

[0103] 在储存高炉焦碳的多个焦碳储槽下部设置一般的筛子21，其网孔设定为35mm。而一部分焦碳储槽的网孔比其他焦碳储槽的网孔大，例如55mm。这样如图10所示，从这些焦碳储槽22向称量料斗23输送焦碳时，最初只把一定量来自上述网孔大的储槽22a的焦碳24a向上述称量料斗23输送，然后继续输送来自上述其他焦碳储槽的焦碳24b的话，在称量料斗23内1次装炉量可以被堆积成在下面是粒径55mm以上的焦碳24a，在它的上面是粒径
35mm以上的焦碳24b。继续称量1个装炉量的焦碳后，从此料斗23的下部送出，即使送到在炉顶的料仓1，在此料仓1内同样是1次装炉量可以被堆积成在下面是粒径55mm以上的焦碳24a，在它的上面是粒径35mm以上的焦碳24b。所以如图1所示，把这些焦碳从料仓1通过溜槽5做上述逆倾动装入的话，在高炉内堆积的焦碳粒径在中心部位平均比周围部位大。

[0104] 在实施方式4、5中粒径55mm以上的焦碳24a的量可以根据经验从在称量料斗23中堆积高度推断。此外1次装炉量优选为5～50质量％。这是由于，在小于质量的5％的情况下，由于炉中心部位粒径大的焦碳量少，因一般粒径的焦碳流向炉中心部位，形成强中心气流不充分，在超过50％的情况下，使中心气流强是足够的，但是筛下的焦碳不能用于高炉的焦碳量增加也会出现不利的情况。

[0105] 以上说明的实施方式1～5在一个个中都可以发挥其效果，组合起来可以更有效地使高炉装入物分布更合理。例如在图3中可以C1层使用实施方式4、C2层使用实施方式3、C2+O1层使用实施方式1、O2层使用实施方式2。

[0106] 实施例

[0107] (实施例1)

[0108] 使用炉内容积为5000m3的具有无料钟装入装置的高炉，进行增加产量的试验操作。如表3所示，在此高炉中上述装入溜槽的倾动角与标记编号对应。由于标记数越大使倾动角越小，所以在刚开始装入之后在标记20装入溜槽几乎为垂直状态，此后倾动角逐渐变大的同时进行装入。

[0109] 此外，试验操作在这样的高炉中高炉利用系数(作为目标的出铁比)定为1.8、2.0、2.1三个水平(1～3方案)，使产量顺序增加，而高炉利用系数1.8和2.0的操作是用现有的原料装入方法实施，高炉利用系数2.1的操作是用本发明的原料装入方法实施。其
3
中所谓高炉利用系数表示用炉内容积(m)去除高炉一天的出铁量(t/d)的数值，高炉利用系数越大越是指向高产量的操作。此试验操作中焦碳和矿石的装入条件(批的种类、批的装入量、装入溜槽的标记数和使用的炉顶料仓)一并示于表1。

[0110] 首先方案1是高炉利用系数1.8的操作，其中作为C1是只装入焦碳后，作为C2是装入中心装入用的焦碳，在此后，同时装入预先混合储存在炉顶料仓的C3的焦碳和O1的矿石，形成混合层。此后，向炉壁一侧只装入作为O2的矿石，形成单独的矿石层。此O2的矿石是特别向炉壁装入的矿石中的小粒径的矿石。把此一系列装入为1个装炉量，进行反复的装入操作。此操作是现有技术，相当于使焦碳的中心装入和混合装入分别进行。

[0111] 在此方案1的操作中，为了增加铁水产量，以高炉利用系数达到2.0为目标，实施增加向高炉的送风量，使单位时间的矿石还原量增加的操作。因此在此操作中，把1个装炉量的焦碳、矿石分5批向炉顶料仓卷扬需要时间，难以使炉内堆积面几乎保持一定水平地进行原料供应，有必要把卷扬时间缩短。

[0112] 那末不指望把预先混合的焦碳和矿石同时装入形成混合层，作为方案2采用了把1个装炉量分4批卷扬的操作。此时作为提高高炉利用系数的方法，有必要使检理矿的比例(矿石中的烧结矿占的比例)提高到82质量％，以图改善炉内的还原。

[0113] 方案2的操作情况示于表2，提高高炉利用系数时，不指望方案1的混合装入，尽管提高了处理矿的比例，但是炉内的通风阻力指数从1.05上升到1.17，与方案1相比通风性能恶化。

[0114] 所以，适用于本发明的原料装入方法，作为C2使焦碳从炉中心部位移到炉中间部位，在使装入溜槽旋转13次装入期间从第6次旋转起把矿石同时装入。在装入C2全部装入焦碳量的约40质量％时，开始焦碳和矿石的混合装入。此方案3的操作结果与方案1和方案2一起示于上述表2。

[0115] 在表2中焦碳比、粉末焦碳比为生产1t铁水使用的焦碳、粉末焦碳的量(kg)。所谓处理矿比是从炉顶装入的矿石等中烧结矿的质量比例用％表示的数值。所谓焦碳强度TI是转鼓试验指数。通风阻力指数用下式表达。

[0116] [{(BP/98.0665+1.033}×10000}2-{(TP/98.0665+1.033}×10000}2]/1.7
(1.033×10000×LSLOT)/(BGV/SAVE) ×273/{(SGT+273)/2+273}

[0117] BG：送风压力[kPa]

[0118] TP：炉顶压力[kPa]

[0119] LSLOT：供料线和鼓风口的距离[m]

[0120] BGV：炉腹气体量[Nm3/min]

[0121] SAVE：高炉内平均断面面积[m2]

[0122] SGT：炉身部位代表气体温度：1000℃

[0123] 从表2可以看出，若采用本发明，使高炉利用系数提高到2.1。在这种情况下，在中途没有中断混合装入，可以使焦碳中心装入和混合装入同时进行，通风阻力指数也可以降低到与方案1相同的水平。

[0124]

[0125] 表2

[0126]方案1 方案2 方案3
高炉利用系数 t/d/m3 1.8 2.0 2.1
焦碳中心装入 有 有 有
混合装入 有 无 有
焦碳比 Kg/t-p 403 400 402
粉末焦碳比 Kg/t-p 101 99 97
处理矿比 质量％ 74 82 74
焦碳强度(TI) ％ 84.5 85 84.5
出铁的Si 质量％ 0.27 0.31 0.25
通风阻力指数 - 1.05 1.17 1.03

[0127] 表3

[0128]标记No. 倾动角
1 58°
2 57°
3 56°
4 55°
5 54°
6 53°
7 52°
8 51°
9 50°
10 49°
11 48°
12 46°
13 44°
14 42°
15 40°
16 38°
17 32°
18 26°
19 21°
20 15°

[0129] (实施例2)

[0130] 如图5所示，在用无料钟高炉(内部容积5000m3)交替形成矿石层和焦碳层的操作中，在形成矿石层时，把预先在矿石中混合焦碳的混合原料20储存在1座炉顶料仓1中。混合原料20中的焦碳量为矿石层和焦碳层1个周期总焦碳量的16质量％。

[0131] 把此混合原料20通过装入溜槽5装入时，用流量调整阀门3调整从炉顶料仓1排出的混合原料20的流量，使在装入溜槽5旋转12次期间装入炉顶料仓1内全部混合原料20。也就是如图5所示，从高炉炉壁开始装入(也就是在第1次旋转装入的混合原料20a)，边顺序减小倾动角θ边继续装入混合原料20，直到规定的高炉中心方向的倾动角都装入混合原料20后，边顺序增加倾动角θ边继续装入混合原料20。这样从高炉炉壁开始装入，装入溜槽5在高炉半径方向往返1次，在高炉炉壁一侧再次装入(也就是在第12次旋转装入的混合原料20b)，完成从炉顶料仓1内全部混合原料20的装入。以此作为发明的示例。

[0132] 另一方面，作为比较例，在装入与发明例相同的混合原料20时，用流量调整阀门3进行调整，使在装入溜槽5旋转12次期间装入炉顶料仓1内全部混合原料20。从高炉炉壁开始装入，边顺序减小倾动角θ边继续装入混合原料20，完成从炉顶料仓1内全部混合原料20的装入。

[0133] 其中使用的无料钟高炉用标记编号设定装入溜槽5的倾动角θ进行操作。与此标记编号对应的倾动角θ与表3所示的相同。

[0134] 再有，把混合原料20装入时的标记编号的设定示于表5。表5中的标记编号的设定表示在各标记编号装入溜槽5每次的旋转。例如在比较例中，2次连续记载标记编号“5”，表示在标记编号“5”装入溜槽5旋转2次后，装入溜槽5在下面的标记编号“6”旋转。

[0135] 形成焦碳层时，在发明例和比较例中都是把相对于1个周期的全部焦碳量的10质量％的量装入高炉中心部位(所谓的中心焦碳)，剩余的焦碳在高炉半径方向均匀装入。也就是装入顺序是焦碳-焦碳-矿石(混合原料20)的3批装入。

[0136] 对于发明例和比较例各进行5天操作，测定焦碳比、粉末焦碳比、送风温度、铁水温度、铁水中Si浓度。其结果一并示于表4。表4中的焦碳比、粉末焦碳比是对5天合计出铁量的合计焦碳使用量、合计粉末焦碳使用量之比。此外送风温度、铁水温度、铁水中Si浓度为定期(6～7次/天)测定值的平均值。关于铁水温度、铁水中Si浓度，还表示了测定值的偏差。

[0137] 从表4可以看出，与比较例相比，在发明例中铁水温度、铁水中Si浓度的偏差降低。这是因为与比较例相比，在发明例中在即使把送风温度降低30℃也能保持相同的铁水温度进行稳定操作。

[0138]

[0139] (实施例3)

[0140] 在内部容积为5000m3的大型高炉中，以表5所示的操作条件进行操作。其中比较例在中心焦碳装入时是使装入溜槽为0°倾动角，向炉中心集中装入的。另一方面，在本发明例中，使装入开始位置为无量纲半径0.3，每1次旋转向炉中心部位移动无量纲半径0.03，装入中心焦碳的。

[0141] 各个操作时，把设置在从高炉炉身部位的炉顶堆积面下5m的水平面的探头向炉半径方向送入，同时对从炉壁到炉中心部位的各个位置的炉内气体进行取样，分析CO和CO2气体，从它们的体积百分数％求出气体的利用率。

[0142] 所谓的气体利用率是气体利用率(％)＝{CO2(体积％)}/{CO(体积％)}×100计算的值，可以认为在高炉内气体利用率大的部位相对矿石的比例大。

[0143] 气体利用率的计算结果示于图8。

[0144] 如图8所示，在比较例中炉中心部位的气体利用率比其周围部位(无量纲半径到0.2左右的位置)增加。认为这是由于把中心焦碳集中向炉中心部位装入的结果，焦碳中的粗颗粒流向炉中心的周边部位，此部位的炉内气流被强化，向此部位装入的矿石被吹起，矿石层崩溃，流入炉中心部位。

[0145] 其结果，在比较例的操作中，炉中心部位的气流变得不稳定，燃料比变成507kg/t(铁水)左右。

[0146] 与此相比，在本发明例中可以看出，在炉中心部位的气体利用率降低15％左右，在炉中心部位形成强的气流。由于炉内的装入物分布稳定，即使把燃料比降低到498kg/t(铁水)左右，也可以进行不低于比较例的生产。

[0147] 从表5可以看出，在本发明例中与比较例相比，可以多使用成本低的粉末焦碳，此外也可以降低总燃料比。

[0148] (实施例4)

[0149] 使用具有无料钟装置内部容积10m3左右的试验高炉，进行原料的装入试验。装入的原料中铁矿石(记号O)使用烧结矿，焦碳(记号C)使用一般常用的高炉焦碳。此时矿石/焦碳的质量比O/C＝3.2，矿石是把1次装炉量用一批、焦碳把1次装炉量用一批装入。焦碳的装入采用上述的本发明的原料装入方法的情况和一般原料装入方法(使全部焦碳储槽的筛孔为35mm)的情况的实施2次。

[0150] 把装入焦碳时从溜槽落下的焦碳每隔一定时间抽取试样，测定得到的试样粒度。图11的横轴是把来自料斗的焦碳的排出量(以总量为100％)的百分数％，把纵轴定为试样焦碳中的55以上的比例(％)。根据图11可以看出，若采用本发明的话，与一般装入方法的情况相比，装入初期也就是在炉中心部位堆积焦碳的粒径变大。

[0151] 产业上利用的可能性

[0152] 采用实施方式1用无料钟高炉进行高产量操作时，总是可以把焦碳和矿石的混合装入和焦碳的中心装入同时进行。这样进行高产量操作时，能有效防止增加容易产生的炉内压力损失，不增加烧结矿和还原铁等高品位原料使用量，也能增加铁水产量。

[0153] 采用实施方式2的话，即使在高炉中使用的各种原料粒度分布、含水量等特性发生变化的情况下，在高炉炉顶的原料堆积面上使矿石和焦碳按一定混合比例分布，也能抑制铁水温度和铁水质量的变化。

[0154] 使用实施方式3，在用装入溜槽的无料钟高炉中的中心焦碳的装入中，也可以使在炉中心部位的焦碳粒径变得最大，可以实现稳定地操作。可以用更低的燃料比进行不低于现有技术的生产，可以实现更好的高炉操作。

[0155] 采用实施方式4、5，无须设置焦碳的专用装入装置，使用现有的无料钟装置，不增加原料的批数，可以有选择地向高炉中心部位装入比周边部位装入的焦碳粒径大的焦碳。这表明若把本发明用于实际的高炉，能确保炉内气体的中心气流稳定，可以高产、经济地生产铁水。

[0156] 表5

[0157]比较例 本发明例
3
高炉利用系数(t/d/m) 2.03 2.05
焦碳比(kg/t) 405 378
粉末焦碳比(kg/t) 102 120
燃料比(kg/t) 507 498
处理矿比(％) 78 78