JP2017020077A - Raw material charging method for blast furnace - Google Patents
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Abstract
【課題】炉頂装入装置における垂直シュート内の原料の偏心を抑制し、高炉に原料を適切に装入する。
【解決手段】炉頂バンカから集合ホッパ、垂直シュート及び旋回シュートを介して高炉に原料を装入する際に、下記式(1)を満たす流量で原料を高炉へ装入する。
0.30≦F/Fmax≦0.49 ・・・(1)
但し、F:原料の流量、Fmax:原料の最大流量であって、垂直シュート上端における原料落下速度がゼロであると仮定した場合の、垂直シュート下端における最大流量
【選択図】図7An object of the present invention is to suppress the eccentricity of a raw material in a vertical chute in a furnace top charging device and appropriately charge the raw material into a blast furnace.
When a raw material is charged from a furnace top bunker into a blast furnace through a collecting hopper, a vertical chute and a rotating chute, the raw material is charged into the blast furnace at a flow rate satisfying the following formula (1).
0.30 ≦ F / Fmax ≦ 0.49 (1)
However, F: the flow rate of the raw material, Fmax: the maximum flow rate of the raw material, and the maximum flow rate at the lower end of the vertical chute assuming that the raw material falling speed at the upper end of the vertical chute is zero.
Description
本発明は、炉頂バンカから集合ホッパ、垂直シュート及び旋回シュートを介して高炉に原料を装入する方法に関する。 The present invention relates to a method for charging a raw material from a furnace top bunker into a blast furnace through a collecting hopper, a vertical chute and a swivel chute.
従来、高炉に原料を装入する装置としてベルレス式炉頂装入装置が知られている。炉頂装入装置は、炉頂バンカの下方に、集合ホッパ、垂直シュート及び旋回シュートがこの順で配置された構成を有している。そして、炉頂バンカから集合ホッパと垂直シュートを介して旋回シュートに原料を排出し、旋回シュートを回転させながら当該旋回シュートから高炉に原料を装入する。 Conventionally, a bellless type furnace top charging apparatus is known as an apparatus for charging a raw material into a blast furnace. The furnace top charging device has a configuration in which a collecting hopper, a vertical chute, and a turning chute are arranged in this order below the furnace top bunker. Then, the raw material is discharged from the furnace top bunker to the turning chute via the collecting hopper and the vertical chute, and the raw material is charged into the blast furnace from the turning chute while rotating the turning chute.
ここで、炉頂バンカが並列に配置されている、いわゆる並列バンカ方式の炉頂装入装置では、各炉頂バンカが垂直シュートの中心軸から偏心して配置される。かかる場合、炉頂バンカからの原料は、集合ホッパから垂直シュートへの落下時に水平方向の速度成分を持って排出されるため、垂直シュート内で原料が偏心(偏流)し、旋回シュートの異なる位置に落下する。その結果、旋回シュート上を原料が移動する時間や、旋回シュートから排出される原料の落下速度、落下軌跡等が変動し、さらに高炉内での原料の堆積位置が変動して、高炉の円周方向における原料分布に偏差が生じる場合がある。そして、円周方向の原料分布偏差により、安定した高炉操業ができないおそれがある。 Here, in the so-called parallel bunker type furnace top charging apparatus in which the furnace top bunkers are arranged in parallel, each furnace top bunker is arranged eccentrically from the central axis of the vertical chute. In such a case, the raw material from the furnace top bunker is discharged with a horizontal velocity component when falling from the collecting hopper to the vertical chute, so the raw material is eccentric (diffused) in the vertical chute, and the swivel chute has a different position. Fall into. As a result, the time for the raw material to move on the swiveling chute, the falling speed of the raw material discharged from the swirling chute, the dropping trajectory, etc. fluctuate, and further, the deposition position of the raw material in the blast furnace fluctuates. Deviations may occur in the raw material distribution in the direction. And there exists a possibility that the stable blast furnace operation cannot be performed by the raw material distribution deviation of the circumferential direction.
一般的には、原料流量を増加させるにつれて、垂直シュート内の原料偏心は抑制されるとされている。しかしながら、原料流量の増加は、垂直シュートの閉塞につながる。垂直シュートが閉塞すると、休風による対処が必要となるため、通常は小流量で操業を行う。 Generally, it is said that the eccentricity of the raw material in the vertical chute is suppressed as the raw material flow rate is increased. However, an increase in raw material flow rate leads to blockage of the vertical chute. When the vertical chute is blocked, it is necessary to cope with the wind, so the operation is usually performed with a small flow rate.
そこで、従来、小流量でも垂直シュート内の原料偏心を抑制するため、種々の方法が提案されている。 Therefore, various methods have been proposed in the past in order to suppress the material eccentricity in the vertical chute even at a small flow rate.
特許文献1には、集合ホッパ内に分流突起を設けることで、原料を分散させ、垂直シュート内の原料偏心を抑制する方法が提案されている。 Patent Document 1 proposes a method of dispersing the raw material and suppressing the eccentricity of the raw material in the vertical chute by providing a flow dividing protrusion in the collecting hopper.
非特許文献1には、集合ホッパ内に垂直シュートを突き出させることで、当該集合ホッパ内に原料を滞留させ、垂直シュート内の原料偏心を抑制できることが記載されている。 Non-Patent Document 1 describes that by causing a vertical chute to protrude into the collecting hopper, the raw material can be retained in the collecting hopper and the eccentricity of the raw material in the vertical chute can be suppressed.
特許文献2と特許文献3には、垂直シュート上部に可動機器を設置し、この可動機器を制御することで、垂直シュート内の原料偏心を抑制する方法が提案されている。 Patent Documents 2 and 3 propose a method of suppressing the eccentricity of the raw material in the vertical chute by installing a movable device on the vertical chute and controlling the movable device.
しかしながら、特許文献1に記載された方法を用いた場合、分流突起によって原料が分散するので、集合ホッパ内に原料が大量に蓄積する。集合ホッパ内にはシール弁駆動装置や、原料流れを検知する振動センサ一等の付帯機器が設置されており、蓄積した原料はこれら付帯機器の動作を妨げる。そのため、集合ホッパ内に原料を蓄積させるのは好ましくない。また、別途の分流突起を設ける必要があり、その手間や費用がかかる。 However, when the method described in Patent Document 1 is used, since the raw material is dispersed by the diverting projection, the raw material is accumulated in a large amount in the collecting hopper. Ancillary equipment such as a seal valve driving device and a vibration sensor for detecting the raw material flow is installed in the collecting hopper, and the accumulated raw material hinders the operation of the auxiliary equipment. Therefore, it is not preferable to accumulate raw materials in the collecting hopper. In addition, it is necessary to provide a separate diverting projection, which is troublesome and expensive.
また、非特許文献1に記載された方法を用いた場合も、集合ホッパ内に一旦原料を滞留させる必要があるため、垂直シュートの閉塞の原因となり好ましくない。 In addition, when the method described in Non-Patent Document 1 is used, it is necessary to once retain the raw material in the collecting hopper, which is not preferable because it causes the vertical chute to be blocked.
さらに、特許文献2と特許文献3に記載された方法を用いた場合、別途の可動機器自体の費用が高額となる。加えて、可動機器設置には垂直シュート長さがある程度必要となるため、炉頂装入装置自体を高い位置に設置する必要があり、高炉自体の設備費も高額となる。 Further, when the methods described in Patent Document 2 and Patent Document 3 are used, the cost of the separate movable device itself becomes high. In addition, since the vertical chute length is required to some extent for installation of the movable equipment, it is necessary to install the furnace top charging device itself at a high position, and the equipment cost of the blast furnace itself is high.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、炉頂装入装置における垂直シュート内の原料の偏心を抑制し、高炉に原料を適切に装入することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at suppressing the eccentricity of the raw material in the vertical chute in a furnace top charging apparatus, and charging a raw material into a blast furnace appropriately.
上述したように、従来、原料流量を増加させるにつれて、垂直シュート内の原料偏心は単調減少するとされてきた。この点について、本発明者らは、集合ホッパ内と垂直シュート内の原料の流動挙動と、集合ホッパと垂直シュートからの原料の排出挙動とを離散要素法により調査し、垂直シュート内の原料偏心を更に詳細に調べた。その結果、垂直シュート内の原料偏心は、所定の原料流量で極小値をとることを見出した。 As described above, conventionally, the eccentricity of the raw material in the vertical chute has been monotonously decreased as the raw material flow rate is increased. In this regard, the present inventors investigated the flow behavior of the raw material in the collecting hopper and the vertical chute and the discharging behavior of the raw material from the collecting hopper and the vertical chute by the discrete element method, and the eccentricity of the raw material in the vertical chute Were investigated in more detail. As a result, it was found that the material eccentricity in the vertical chute takes a minimum value at a predetermined material flow rate.
本発明者らは、かかる知見に基づいて、本発明に想到した。すなわち、本発明は、炉頂バンカから集合ホッパ、垂直シュート及び旋回シュートを介して高炉に原料を装入する方法であって、下記式(1)を満たす流量で原料を高炉へ装入することを特徴としている。なお、これら上限値と下限値の根拠については、後述の実施の形態において詳しく説明する。
0.30≦F/Fmax≦0.49 ・・・(1)
但し、F:原料の流量、Fmax:原料の最大流量であって、垂直シュート上端における原料落下速度がゼロであると仮定した場合の、垂直シュート下端における最大流量
The present inventors have arrived at the present invention based on such knowledge. That is, the present invention is a method of charging a raw material into a blast furnace from a furnace top bunker through a collecting hopper, a vertical chute, and a turning chute, and charging the raw material into the blast furnace at a flow rate satisfying the following formula (1). It is characterized by. The basis for these upper limit value and lower limit value will be described in detail in an embodiment described later.
0.30 ≦ F / Fmax ≦ 0.49 (1)
Where F is the flow rate of the raw material, Fmax is the maximum flow rate of the raw material, and the maximum flow rate at the lower end of the vertical chute when it is assumed that the material falling speed at the upper end of the vertical chute is zero.
また、この高炉の原料装入方法においては、前記集合ホッパの底面の傾斜角度は、原料の安息角以下であるのが好ましい。 In the raw material charging method for the blast furnace, it is preferable that the inclination angle of the bottom surface of the collecting hopper is equal to or smaller than the repose angle of the raw material.
本発明によれば、原料流量を調整することで、垂直シュート内の原料の偏心を抑制し、高炉に原料を適切に装入することができる。これにより安定した高炉操業が可能となる。しかも、垂直シュート内の原料の偏心を抑制するにあたり、従来のように炉頂装入装置に別途の機器を設ける必要がない。すなわち、新たな設備投資が必要ない。 According to the present invention, by adjusting the raw material flow rate, the eccentricity of the raw material in the vertical chute can be suppressed and the raw material can be appropriately charged into the blast furnace. This enables stable blast furnace operation. In addition, in order to suppress the eccentricity of the raw material in the vertical chute, it is not necessary to provide a separate device for the furnace top charging device as in the prior art. That is, no new capital investment is required.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<1.炉頂装入装置>
先ず、本実施の形態で用いられる炉頂装入装置について説明する。図1は、当該炉頂装入装置の構成の概略を模式的に示す説明図である。炉頂装入装置10は、並列バンカ方式の炉頂装入装置であり、高炉20に原料を装入する。
<1. Furnace top charging equipment>
First, the furnace top charging apparatus used in the present embodiment will be described. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the outline of the configuration of the furnace top charging apparatus. The furnace top charging apparatus 10 is a parallel bunker type furnace top charging apparatus, and charges the blast furnace 20 with raw materials.
炉頂装入装置10は、複数、例えば2つの炉頂バンカ11a、11b、集合ホッパ12、垂直シュート13、及び旋回シュート14を有している。炉頂バンカ11a、11b、集合ホッパ12、垂直シュート13、旋回シュート14は、上方から下方に向けてこの順で配置されている。 The furnace top charging device 10 includes a plurality of, for example, two furnace top bunkers 11 a and 11 b, a collecting hopper 12, a vertical chute 13, and a turning chute 14. The furnace top bunkers 11a and 11b, the collecting hopper 12, the vertical chute 13, and the turning chute 14 are arranged in this order from the upper side to the lower side.
炉頂バンカ11a、11bは、並列に対向配置され、且つ各炉頂バンカ11a、11bの排出口が垂直シュート13の中心軸から偏心して配置されている。各炉頂バンカ11a、11bの排出口には、原料の流量を調整する流量調整ゲート15a、15bが設けられている。各炉頂バンカ11a、11bには、装入1回分の原料Ma、Mbが一時的に保管される。一方の炉頂バンカ11a内の原料Maを炉内に装入する間に、もう一方の炉頂バンカ11bに原料Mbを受け入れる。これを交互に繰り返すことで、原料の受け入れ、装入にかかる時間を短縮している。原料Maは例えば鉱石であり、原料Mbは例えばコークスである。なお、以下の説明においては、原料Ma、Mbを総称して原料Mという場合がある。 The furnace top bunkers 11 a and 11 b are arranged to face each other in parallel, and the discharge ports of the furnace top bunkers 11 a and 11 b are arranged eccentrically from the central axis of the vertical chute 13. Flow rate adjusting gates 15a and 15b for adjusting the flow rate of the raw material are provided at the outlets of the furnace top bunkers 11a and 11b. In each furnace top bunker 11a, 11b, raw material Ma, Mb for one charge is temporarily stored. While the raw material Ma in one furnace top bunker 11a is charged into the furnace, the other furnace top bunker 11b receives the raw material Mb. By repeating this alternately, the time required for receiving and charging the raw materials is shortened. The raw material Ma is, for example, ore, and the raw material Mb is, for example, coke. In the following description, the raw materials Ma and Mb may be collectively referred to as the raw material M.
集合ホッパ12は、炉頂バンカ11a、11bから排出された原料Mを集めて垂直シュート13に流す。 The collecting hopper 12 collects the raw material M discharged from the furnace top bunkers 11 a and 11 b and flows it to the vertical chute 13.
垂直シュート13は、図2に示すようにテーパ部16と垂直部17を有している。テーパ部16は集合ホッパ12の下端に接続され、垂直部17はテーパ部16から下方に延伸している。テーパ部16は、その上端の径Daが下端の径Dbより大きく、上方から下方に向けてテーパ状に径が小さくなり、略円錐台形状を有している。垂直部17は、その径Dbが一定で略円筒形状を有している。 The vertical chute 13 has a tapered portion 16 and a vertical portion 17 as shown in FIG. The tapered portion 16 is connected to the lower end of the collecting hopper 12, and the vertical portion 17 extends downward from the tapered portion 16. The tapered portion 16 has an upper end diameter Da larger than a lower end diameter Db, and has a substantially truncated cone shape. The vertical portion 17 has a substantially cylindrical shape with a constant diameter Db.
旋回シュート14は、図3に示すようにその上面が開口し、垂直シュート13から排出された原料Mを受け、その先端から高炉20内に原料Mを装入する。旋回シュート14は、図示しない駆動機構によって、垂直シュート13を中心に高炉20の円周方向に回転自在に構成されている。また旋回シュート14は、垂直シュート13を中心に上下方向に回動(傾動)自在に構成されており、旋回シュート14の回転半径を任意に変更できる。 As shown in FIG. 3, the upper surface of the turning chute 14 is opened, receives the raw material M discharged from the vertical chute 13, and charges the raw material M into the blast furnace 20 from its tip. The turning chute 14 is configured to be rotatable in the circumferential direction of the blast furnace 20 around the vertical chute 13 by a drive mechanism (not shown). The turning chute 14 is configured to be rotatable (tilted) in the vertical direction about the vertical chute 13, and the rotation radius of the turning chute 14 can be arbitrarily changed.
そして、炉頂装入装置10では、炉頂バンカ11a、11b内の原料Mが、流量調整ゲート15a、15bで流量調整されて、集合ホッパ12に排出される。集合ホッパ12で集められた原料Mは、垂直シュート13を経て旋回シュート14上に落下し、当該旋回シュート14の先端から高炉20内に装入される。 In the furnace top charging device 10, the raw material M in the furnace top bunkers 11 a and 11 b is adjusted in flow rate by the flow rate adjusting gates 15 a and 15 b and discharged to the collecting hopper 12. The raw material M collected by the collecting hopper 12 falls on the turning chute 14 through the vertical chute 13 and is charged into the blast furnace 20 from the tip of the turning chute 14.
<2.垂直シュート下端における評価>
本発明者らは、集合ホッパ12内と垂直シュート13内の原料Mの流動挙動と、集合ホッパ12と垂直シュート13からの原料Mの排出挙動を離散要素法により調査し、垂直シュート13内の原料Mの偏心について調べた。その結果、垂直シュート13内の原料Mの偏心は、以下に述べるとおり、所定の原料流量で極小値をとることを見出した。
<2. Evaluation at the bottom of the vertical chute>
The present inventors investigated the flow behavior of the raw material M in the collecting hopper 12 and the vertical chute 13 and the discharge behavior of the raw material M from the collecting hopper 12 and the vertical chute 13 by the discrete element method. The eccentricity of the raw material M was investigated. As a result, it has been found that the eccentricity of the raw material M in the vertical chute 13 takes a minimum value at a predetermined raw material flow rate as described below.
調査対象の垂直シュート13の寸法は、次のとおりである。図2に示すように、テーパ部16の上端径Daが870mm、テーパ部16(垂直部17)の下端径Dbが600mm、テーパ部16の垂直方向長さLaが1470mm、テーパ部16の垂直方向長さLbが2070mmである。また、テーパ部16の垂直方向からの傾斜角度θ1は約5度である。 The dimensions of the vertical chute 13 to be investigated are as follows. As shown in FIG. 2, the upper end diameter Da of the tapered portion 16 is 870 mm, the lower end diameter Db of the tapered portion 16 (vertical portion 17) is 600 mm, the vertical length La of the tapered portion 16 is 1470 mm, and the vertical direction of the tapered portion 16 The length Lb is 2070 mm. Further, the inclination angle θ1 from the vertical direction of the tapered portion 16 is about 5 degrees.
そして、炉頂バンカ11aから原料Mを排出し、その挙動を調査した。この際、図4に示すように、原料流量を8t/min、16t/min、24t/min、32t/min、40t/min、48t/minに変動させて、垂直シュート13内の原料偏心に対する原料流量の影響について調査した。 And the raw material M was discharged | emitted from the furnace top bunker 11a, and the behavior was investigated. At this time, as shown in FIG. 4, the raw material flow rate is changed to 8 t / min, 16 t / min, 24 t / min, 32 t / min, 40 t / min, 48 t / min, and the raw material with respect to the eccentricity of the raw material in the vertical chute 13 is obtained. The effect of flow rate was investigated.
調査結果を図4に示す。図4において、上段は集合ホッパ12と垂直シュート13を側面から見た原料Mの流量分布を示し、下段は垂直シュート13の下端断面における原料Mの流量分布を示している。 The survey results are shown in FIG. In FIG. 4, the upper part shows the flow rate distribution of the raw material M when the collecting hopper 12 and the vertical chute 13 are viewed from the side, and the lower part shows the flow rate distribution of the raw material M in the lower end cross section of the vertical chute 13.
原料流量が極端に少ない場合(8t/min)、原料Mは、炉頂バンカ11aと反対側(図中右側)に偏心して垂直シュート13に落下する。原料流量が24t/min程度まで増加すると、垂直シュート13内で原料Mの流れが図中左側に押し戻されるため、原料Mは垂直シュート13の下端では中心を通る。さらに原料流量が増加し32t/minを超えると、原料Mの流れが過剰に押し戻され、炉頂バンカ11a側(図中左側)に偏心する。原料流量が48t/minを超えると、原料Mは集合ホッパ12内で一度滞留したのちに落下するため、原料偏心はなくなる。しかし、この場合は集合ホッパ12を閉塞するおそれがあるため不適である。 When the raw material flow rate is extremely small (8 t / min), the raw material M is eccentric to the side opposite to the furnace top bunker 11a (right side in the figure) and falls onto the vertical chute 13. When the raw material flow rate is increased to about 24 t / min, the flow of the raw material M is pushed back to the left in the drawing in the vertical chute 13, so that the raw material M passes through the center at the lower end of the vertical chute 13. When the raw material flow rate further increases and exceeds 32 t / min, the flow of the raw material M is excessively pushed back and eccentric to the furnace top bunker 11a side (left side in the figure). When the raw material flow rate exceeds 48 t / min, the raw material M falls once after staying in the collecting hopper 12, so that the eccentricity of the raw material is eliminated. However, this case is not suitable because there is a possibility that the collecting hopper 12 is blocked.
図5は、上記調査結果(図4)をグラフ化したものであり、原料流量が、垂直シュート13内の原料Mの主流位置(以下、原料主流位置)に及ぼす影響を示している。ここで、原料主流位置が正の値をとるとき、原料Mは図4の右側に偏流しており、原料主流位置が負の値をとるとき、原料Mは図4の左側に偏心していることを示す。したがって、原料主流位置が0(ゼロ)となるとき、原料Mは偏心せず、垂直シュート13の下端中心を通過することを示す。 FIG. 5 is a graph of the investigation result (FIG. 4), and shows the influence of the raw material flow rate on the mainstream position of the raw material M in the vertical chute 13 (hereinafter referred to as raw material mainstream position). Here, when the raw material mainstream position takes a positive value, the raw material M drifts to the right side of FIG. 4, and when the raw material mainstream position takes a negative value, the raw material M is eccentric to the left side of FIG. Indicates. Therefore, when the raw material mainstream position becomes 0 (zero), the raw material M is not decentered and passes through the lower end center of the vertical chute 13.
以上、図4及び図5を参照すると、垂直シュート13の下端で評価した場合、原料流量24t/min程度が、偏心が少なく最適であることが分かった。なお、ここで導出された原料流量24t/minは、高炉の大きさによって変動するものであり、その絶対値自体が重要なのではない。垂直シュート13内の原料Mの偏心が、所定の原料流量で極小値をとることが重要なのであり、本発明における新しい知見なのである。 As described above, with reference to FIGS. 4 and 5, it was found that when evaluated at the lower end of the vertical chute 13, the raw material flow rate of about 24 t / min is optimal with little eccentricity. The raw material flow rate 24 t / min derived here varies depending on the size of the blast furnace, and its absolute value itself is not important. It is important that the eccentricity of the raw material M in the vertical chute 13 takes a minimum value at a predetermined raw material flow rate, which is a new finding in the present invention.
<3.炉内装入面における評価>
高炉20内に原料を装入する際には、「ノッチ」と呼ばれる刻み幅に、原料Mの装入位置を割り付けて制御する。ここで、旋回シュート14から飛び出す原料Mの位置を落下軌跡と呼ぶと、ノッチの刻み幅よりも、落下軌跡の円周方向偏差が大きい場合、原料Mの落下位置の制御ができず、高炉20に与える影響が大きいといえる。ノッチ数は、高炉によって異なるが、10〜20程度が一般的である。現在操業中の大型高炉の直径は約10m(半径は5m)であるため、1ノッチ分の刻み幅は25〜50cmである。したがって、高炉20の安定操業のためには、落下軌跡の円周方向偏差を25cm以内に抑制する必要がある。
<3. Evaluation in furnace interior entrance>
When the raw material is charged into the blast furnace 20, the charging position of the raw material M is assigned to the step width called “notch” and controlled. Here, when the position of the raw material M that jumps out of the turning chute 14 is called a drop locus, if the circumferential deviation of the drop locus is larger than the notch step width, the drop position of the raw material M cannot be controlled, and the blast furnace 20 It can be said that the impact on The number of notches varies depending on the blast furnace, but is generally about 10-20. Since the diameter of the large blast furnace currently in operation is about 10 m (radius is 5 m), the step width for one notch is 25 to 50 cm. Therefore, for the stable operation of the blast furnace 20, it is necessary to suppress the circumferential deviation of the falling locus within 25 cm.
垂直シュート13内の原料偏心は、原料Mを高炉20内に装入する際、落下軌跡の円周方向偏差の原因となる。そこで、上記<2.垂直シュート下端における評価>で行った調査において、落下軌跡の炉内装入面での主流位置をさらに調べた。一例として、落下軌跡の円周方向偏差が最も大きい、原料流量8t/minの落下軌跡の炉内装入面での主流位置を図6に示す。図6の横軸は、基準位置からの円周方向の方位を示している。図6を参照すると、方位により、落下軌跡の位置が50cm程度異なることが分かり、この場合、高炉20の安定操業に悪影響を及ぼす。 The material eccentricity in the vertical chute 13 causes a deviation in the circumferential direction of the dropping trajectory when the material M is charged into the blast furnace 20. Therefore, the above <2. In the investigation conducted in the evaluation at the lower end of the vertical chute>, the mainstream position on the entrance surface of the furnace interior of the dropping locus was further investigated. As an example, FIG. 6 shows the mainstream position on the furnace interior entrance surface of the drop trajectory with a raw material flow rate of 8 t / min where the circumferential deviation of the drop trajectory is the largest. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the circumferential direction from the reference position. Referring to FIG. 6, it can be seen that the position of the fall trajectory differs by about 50 cm depending on the orientation, which adversely affects the stable operation of the blast furnace 20.
本発明では、落下軌跡の円周方向偏差を25cm以内に抑制するための、原料流量の範囲を導出するため、以下のパラメータを用いる。すなわち、落下軌跡の円周方向偏差を評価する際に、高炉20の中心から落下軌跡までの距離のうち、円周方向の最大値と最小値の差を、原料Mの落下流の最大偏差と定義して用いる。また、原料流量(F[m3/s])は高炉の大きさによって大きく異なるため、原料Mの最大体積流量(Fmax[m3/s])との比であるF/Fmaxで表現することとする。Fmaxは、垂直シュート13の上端における原料Mの落下速度が0(ゼロ)であると仮定した場合の、垂直シュート13の下端における原料Mの最大流量であり、下記式(2)で表わされる。
但し、g:重力定数(=9.8[m/s2])、A:垂直シュート下端断面積(=πDb2/4[M2])
In the present invention, the following parameters are used to derive the range of the raw material flow rate for suppressing the circumferential deviation of the fall trajectory within 25 cm. That is, when evaluating the circumferential deviation of the fall trajectory, the difference between the maximum value and the minimum value in the circumferential direction of the distance from the center of the blast furnace 20 to the fall trace is the maximum deviation of the falling flow of the raw material M. Define and use. Moreover, since the raw material flow rate (F [m 3 / s]) varies greatly depending on the size of the blast furnace, it is expressed by F / Fmax, which is a ratio with the maximum volume flow rate (Fmax [m 3 / s]) of the raw material M. And Fmax is the maximum flow rate of the raw material M at the lower end of the vertical chute 13 when it is assumed that the falling speed of the raw material M at the upper end of the vertical chute 13 is 0 (zero), and is expressed by the following formula (2).
However, g: gravitational constant (= 9.8 [m / s 2 ]), A: a vertical chute lower end cross sectional area (= πDb 2/4 [M 2])
上記<2.垂直シュート下端における評価>で行った調査において、落下流の最大偏差と原料の無次元流量(F/Fmax)との関係を図7に示す。図7によれば、落下流の最大偏差を25cm以内とするためには、原料の無次元流量(F/Fmax)は、式(1)で示したとおり0.30〜0.49の範囲とする必要がある。換言すれば、原料の無次元流量(F/Fmax)を0.30〜0.49に調整すれば、従来のように別途の機器を設けることなく、炉頂装入装置10から高炉20に原料Mを適切に装入することができるのである。
0.30≦F/Fmax≦0.49 ・・・(1)
<2. FIG. 7 shows the relationship between the maximum deviation of the falling flow and the dimensionless flow rate (F / Fmax) of the raw material in the investigation conducted in the evaluation performed at the lower end of the vertical chute. According to FIG. 7, in order to make the maximum deviation of the falling flow within 25 cm, the dimensionless flow rate (F / Fmax) of the raw material is within the range of 0.30 to 0.49 as shown in the equation (1). There is a need to. In other words, if the dimensionless flow rate (F / Fmax) of the raw material is adjusted to 0.30 to 0.49, the raw material is transferred from the furnace top charging device 10 to the blast furnace 20 without providing a separate device as in the prior art. M can be charged appropriately.
0.30 ≦ F / Fmax ≦ 0.49 (1)
なお、本実施の形態では、テーパ部16の傾斜角度θ1が約5度である場合に、原料の無次元流量(F/Fmax)の範囲、すなわち式(1)を導出した。しかしながら、傾斜角度θ1はこれに限定されるものではなく、式(1)を満たすように調整すればよい。本発明者らが鋭意検討した結果、この傾斜角度θ1を3〜5度とするのが好ましい。 In the present embodiment, when the inclination angle θ1 of the tapered portion 16 is about 5 degrees, the range of the dimensionless flow rate (F / Fmax) of the raw material, that is, the equation (1) is derived. However, the inclination angle θ1 is not limited to this, and may be adjusted so as to satisfy Expression (1). As a result of intensive studies by the present inventors, it is preferable to set the inclination angle θ1 to 3 to 5 degrees.
<4.集合ホッパの傾斜角度>
垂直シュート13内の原料Mの偏心を抑制するためには、上述した原料流量の調整に加えて、集合ホッパ12から垂直シュート13に入る原料Mの挙動を制御するのが好ましい。このために、図2に示した集合ホッパ12の底面の傾斜角度θ2を規定する。
<4. Inclination angle of the collective hopper>
In order to suppress the eccentricity of the raw material M in the vertical chute 13, it is preferable to control the behavior of the raw material M entering the vertical chute 13 from the collecting hopper 12 in addition to the adjustment of the raw material flow rate described above. For this purpose, the inclination angle θ2 of the bottom surface of the collecting hopper 12 shown in FIG. 2 is defined.
集合ホッパ12の傾斜角度θ2が原料Mの安息角より大きい場合、当該集合ホッパ12から流入した原料Mが垂直シュート13に衝突する位置を制御することが困難になる。その結果、垂直シュート13内の原料偏心を制御しにくくなるおそれがある。 When the inclination angle θ2 of the collecting hopper 12 is larger than the repose angle of the raw material M, it is difficult to control the position where the raw material M flowing from the collecting hopper 12 collides with the vertical chute 13. As a result, it may be difficult to control the material eccentricity in the vertical chute 13.
そこで、集合ホッパ12の傾斜角度θ2は、原料Mの安息角以下とするのが好ましい。すなわち、本実施の形態のように異なる原料Ma、Mbが用いられる場合、傾斜角度θ2は、原料Ma、Mbの安息角のいずれか小さい方の角度以下となり、例えば0度〜25度である。 Therefore, it is preferable that the inclination angle θ2 of the collecting hopper 12 is equal to or less than the repose angle of the raw material M. That is, when different raw materials Ma and Mb are used as in the present embodiment, the inclination angle θ2 is equal to or smaller than the smaller one of the repose angles of the raw materials Ma and Mb, and is, for example, 0 degrees to 25 degrees.
かかる場合、集合ホッパ12の内部に原料Mを一時的に滞留されるので、炉頂バンカ11a、11bから排出された原料Mが集合ホッパ12の種々の位置に落下しても、当該集合ホッパ12から垂直シュート13内に原料Mが安定して排出される。したがって、垂直シュート13内の原料Mの偏心をより確実に抑制することができる。 In this case, since the raw material M is temporarily retained in the collecting hopper 12, even if the raw material M discharged from the furnace top bunkers 11a and 11b falls to various positions of the collecting hopper 12, the collecting hopper 12 is concerned. The raw material M is stably discharged into the vertical chute 13. Therefore, the eccentricity of the raw material M in the vertical chute 13 can be more reliably suppressed.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.
本発明は、並列バンカ方式の炉頂装入装置から高炉に原料を装入する際に有用である。 The present invention is useful when charging a raw material into a blast furnace from a parallel bunker type furnace top charging apparatus.
10 炉頂装入装置
11a、11b 炉頂バンカ
12 集合ホッパ
13 垂直シュート
14 旋回シュート
15a、15b 流量調整ゲート
16 テーパ部
17 垂直部
20 高炉
M(Ma、Bb) 原料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Furnace top charging apparatus 11a, 11b Furnace top bunker 12 Collective hopper 13 Vertical chute 14 Turning chute 15a, 15b Flow control gate 16 Taper part 17 Vertical part 20 Blast furnace M (Ma, Bb) Raw material
Claims (2)
下記式(1)を満たす流量で原料を高炉へ装入することを特徴とする、高炉の原料装入方法。
0.30≦F/Fmax≦0.49 ・・・(1)
但し、F:原料の流量、Fmax:原料の最大流量であって、垂直シュート上端における原料落下速度がゼロであると仮定した場合の、垂直シュート下端における最大流量 A method of charging raw materials from a furnace top bunker into a blast furnace through a collecting hopper, a vertical chute and a swivel chute,
A raw material charging method for a blast furnace, wherein the raw material is charged into the blast furnace at a flow rate satisfying the following formula (1).
0.30 ≦ F / Fmax ≦ 0.49 (1)
Where F is the flow rate of the raw material, Fmax is the maximum flow rate of the raw material, and the maximum flow rate at the lower end of the vertical chute when it is assumed that the material falling speed at the upper end of the vertical chute is zero.
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