説明

高炉操業方法

【課題】高炉に装入する原料の一部として冷鉄源を用いた際の高炉操業を経済的かつ安定的に実現できる新規な高炉操業方法を提供する。
【解決手段】高炉10内に、鉄鉱石P1および所定の還元材P2と共に所定量の冷鉄源P3を装入して高炉を操業する方法において、前記冷鉄源P3として、予め所定サイズのモールドを用いて前記高炉に投入可能なサイズに鋳込んでなるブロック状の型銑を用いる。これによって、高炉に装入する原料の一部として冷鉄源を用いた際の高炉操業を経済的かつ安定的に実現できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製鉄所の高炉操業方法に係り、特に、高炉の還元材低減および生産増などのために鉄鉱石およびコークスなどの所定の還元材などと共に所定量の冷鉄源を用いるようにした高炉操業方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、製鉄所の高炉操業方法の1つとして、還元材となるコークスや石灰石の使用量の低減および生産増ならびにCOガスの排出量削減などを目的として、HBI(Hot Briquetted Iron:還元鉄)やスクラップ、スラグ(高炉予備処理)からの回収地金などの冷鉄源を原料の一部として用い、これを鉄鉱石やコークスなどの還元材と共に高炉に装入して銑鉄を生成するようにした高炉操業方法が知られている。
【0003】
例えば、以下の特許文献1では、ヤードに貯蔵されたスクラップ(市中屑や上級屑)をリクレーマで搬出し、原料輸送用コンベア、高炉貯鉱層、サージホッパ、高炉装入ベルトコンベアを経由して高炉炉頂ホッパに輸送し、このホッパから鉄鉱石やコークスなどの原料と共に高炉内に装入する方法が開示されている。
【特許文献1】特開平7−126718号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、これら従来の冷鉄源では、コストの問題やその確保量、高炉装入時の大きさ・形状などの都合により必ずしも理想的な冷鉄源とはいえない。
すなわち、先ず還元鉄であるHBIは、その殆どが海外の直接還元鉄プラントなどで生産され我が国に輸入されるものであるため、例えば1トンあたりの単価がスクラップなどに比べて約1.5倍程度と高いといった問題がある。しかも、鉄鋼需要が逼迫している現状では、今後もその価格の下落が見込めない。
【0005】
一方、市中屑などのスクラップの場合は、その大きさや形状が一定でないため、高炉に装入するに際しては、予めその大きさや形状を一定にすべく粉砕処理などを行わなければならない上に、前記特許文献1に示すようにその形状によっては、高炉装入ベルトコンベアで直接搬送すると、そのベルトなどを傷付けたり、切断してしまうといった懸念があるため、ハンドリングが難しいといった問題がある。
【0006】
他方、各種スラグからの回収地金の場合、それ自体の発生量が少ないため、この回収地金のみでは冷鉄源として十分な量を確保することができない。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その主な目的は、高炉に装入する原料の一部として冷鉄源を用いた際の高炉操業を経済的かつ安定的に実現できる新規な高炉操業方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために請求項1の発明は、
高炉内に、鉄鉱石および所定の還元材と共に所定量の冷鉄源を装入して高炉を操業する方法において、前記冷鉄源として、予め所定サイズのモールドを用いて前記高炉に投入可能なサイズに鋳込んでなるブロック状の型銑を用いることを特徴とする高炉操業方法である。なお、本発明でいう「還元材」とは、主に酸化鉄(鉄鉱石)を還元するためのコークスの他に、不純物を分離除去するための石灰石などの他の添加物を含む概念である(以下の発明において同じである)。
【0008】
また、請求項2の発明は、
請求項1に記載の高炉操業方法において、前記型銑は、その一辺のサイズが80mm以下の立方体であって、一面の面積がその対向面の面積よりも小さくなったやや台形に鋳込まれていることを特徴とする高炉操業方法である。
また、請求項3の発明は、
請求項1または2に記載の高炉操業方法において、前記冷鉄源をベルトコンベア上に直接載置して前記高炉炉頂に搬送して装入することを特徴とする高炉操業方法である。
【発明の効果】
【0009】
請求項1の発明によれば、高炉に投入する冷鉄源として、予め所定サイズのモールドを用いて前記高炉に投入可能なサイズに鋳込んでなるブロック状の型銑を用いるようにしたことから、高炉に装入する原料の一部として冷鉄源を用いた際の高炉操業を経済的かつ安定的に実現できる。
すなわち、この型銑は、通常の製鋼工程においてその生産アンバランス時に発生する銑鉄や、その生産過程で所定の割合で不可避的に発生する不良品(例えば、銑鋼アンマッチング品など)などの余剰の銑鋼を用いて製造することができる(さらには意図的に製造することもできる)ため、冷鉄源として高価なHBIを用いる場合に比べて生産コストを大幅に低減することができる。
【0010】
また、この型銑は、予め所定サイズのモールドを用いて高炉に投入可能なサイズに鋳込んでなるブロック状となっているため、従来から用いられているHBIなどと同様に、既存の高炉装入ベルトコンベアや炉頂装入装置(上部バンカや下部シュート)を改良などすることなくそのままHBIなどに代えて活用することができる。
【0011】
また、請求項2に記載の発明によれば、前記型銑は、その一辺のサイズが80mm以下の立方体であって一面の面積がその対向面の面積よりも小さくなったやや台形に鋳込まれていることから、前記所定サイズのモールドに鋳込んだ後の取り出しが容易になると共に、高炉装入時などにこれを粉砕したりすることなく他の原料と共にそのまま高炉内に装入することができる。
また、請求項3の発明によれば、このような型銑からなる冷鉄源を用いたため、これを高炉装入ベルトコンベア上に直接載置して前記高炉炉頂に搬送して装入するなど際に、そのコンベアベルトを切断してしまったり、傷付けたりといった不都合を未然に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
図1は、本発明に係る高炉操業方法の実施の一形態を示したものである。
図において符号10は、高炉の炉頂付近を示したものであり、その直上部には、原料となる鉄鉱石などを装入するための炉頂装入装置(上部バンカや下部シュート)20が配置されている。
【0013】
また、この高炉10の近傍には、鉄鉱石P1が貯留された鉄鉱石貯留槽32と、コークスなどの還元材P2が貯留された還元材貯留槽34と、冷鉄源P3が貯留された冷鉄源貯留槽36とが併設された原料供給ホッパ30が設けられており、それぞれの原料P1,P2,P3を一定の割合で、かつ所定のタイミングで切り出して高炉装入用ベルトコンベア40上に供給するようになっている。
【0014】
この高炉装入用ベルトコンベア40は、図示するようにこの原料供給ホッパ30側に位置するプーリー41と、前記炉頂装入装置20の上部側に位置するプーリー42間に無端状のコンベアベルト43を架け渡してなるものであり、その搬入端側に供給された原料を高炉10側に搬送してその搬出端から炉頂装入装置20内へ連続して装入できるようになっている。
【0015】
従って、図1に示すように、先ず、この原料供給ホッパ30の鉄鉱石貯留槽32から所定量の鉄鉱石P1が切り出されて高炉装入用ベルトコンベア40上に載置された後、次に還元材貯留槽34から所定量のコークスなどの還元材P2が切り出されて高炉装入用ベルトコンベア40上に載置され、引き続き冷鉄源貯留槽36から所定量の冷鉄源P3が切り出されて高炉装入用ベルトコンベア40上に載置され、以後、この順序で順次その高炉装入用ベルトコンベア40上に各原料P1、P2、P3が供給される。
【0016】
次に、このようにして高炉装入用ベルトコンベア40上に供給された各原料P1、P2、P3は、そのままこの高炉装入用ベルトコンベア40によって高炉10の上部に搬送されて、その搬出端から炉頂装入装置20に落下し、この炉頂装入装置20を介して高炉10内へ均一に装入される。これによって、図2に示すように高炉10内で各原料P1、P2、P3毎に層状になって均一に堆積し、その高炉10内の熱によって互いに効果的に反応して良質な銑鉄が生成されることになる。
【0017】
そして、本発明の高炉操業方法にあっては、このようにして冷鉄源貯留槽34から供給される冷鉄源P3として、従来のHBIやスクラップなどに代えて図3に示すようなブロック状をした型銑50の集合物(バラ物)からなるものを用いたものである。
この型銑50は、従来のスクラップなどのように装入にあたりって裁断処理などをすることなくそのまま高炉10に投入可能な大きさ、例えばその一辺のサイズが最大で80mm以下のほぼ立方体状となっている。
【0018】
すなわち、この型銑50は、通常の高炉操業時などにおける足元鉄鋼バランス変動時のバッファとして従来から所定量の鋳鉄(余剰銑鉄)を製造する際にその鋳鉄の一部あるいは全部として製造されるものであり、特にその際に利用する鋳型として図5および図6に示すような所定サイズのモールド60を用いてなるものである。
図示するようにこのモールド60は、矩形容器状をしたモールド本体61内を断面山形をした複数の仕切板62によって縦横に仕切ってなるものであり、各仕切室63内に金属溶湯を流し込み、冷却することで図3に示すような形状をした型銑50を複数纏めて鋳込んで製造するようになっている。
【0019】
そして、通常の操業時における従来のモールドによって鋳込まれた各鋳鉄の重量が1個あたり約5kgであるのに対し、この型銑50の場合は1個あたり約1kgであってその1/5の重量となっている。そのため、予め粉砕処理したりすることなくそのまま高炉10の炉頂装入が可能となる。
さらに、このようにして得られる型銑50の1tあたりの製造コストは、本願の出願時点においてHBIの1tあたりの購入価格の3/4〜2/3程度であり、市中屑であるスクラップの購入価格とほぼ同じ製造コストとなっている。
【0020】
従って、このような冷鉄源として高価なHBIに比べて安価に用意することができ、その分だけ生産コストを低減することができる。
また、スクラップのような装入前の個別的な破砕処理などが不要となるため、効率的な供給が可能となる。
また、この型銑50は、ほぼ立方体状のブロックであるため、高炉装入用ベルトコンベア40のコンベアベルト41上に直接載置しても、スクラップなどのようにこのコンベアベルト41を切断したり傷付けたりといった不都合を招くこともない。
【0021】
さらに、この型銑50は、予め所定サイズのモールド60を用いて高炉に投入可能なサイズに鋳込んでなるブロック状となっているため、HBIなどと同様に既存の高炉装入ベルトコンベアや炉頂装入装置(上部バンカや下部シュート)を改良などすることなく、そのまま利用することができる。
また、このような鋳造方法によれば、図6に示すように1つのモールド60に対して溶湯を流し込むことで大量の型銑50を纏めて効率良く生産することができる上に、このようなモールド60からの離型を容易にすべく一面の面積がその対向面の面積よりも小さくなったやや台形に鋳込まれているため、そのモールド60からの離型なども容易となる。
【0022】
なお、図6に示したモールド60の場合は、6×5個の合計30個の型銑50を鋳込むことができるが、その数はこれに限定されるものでなく、適宜増減しても良いことは勿論である。また、このようなモールド60を用いて型銑50を鋳込む際に、その溶湯の鋳込み量が多いと、隣接する仕切室63間で型銑50同士が2〜3個程度連なって生成される場合があるが、これをモールド60から離型した際などに容易に分割することができるため、特に問題はない。
【0023】
また、この型銑50の形状も、そのまま他の原料と共に高炉10に装入可能であってかつ生産性が高いものであれば、図3に示すようなものに限定されるものでなく、他の形状、例えば図4(A)〜(D)に示すような形状であっても良い。
なお、型銑の製造は、高炉出銑量が製鋼工場に供給する量を超えたときなどの余剰出銑の溶銑を用いて予め製造しておき、本発明になる高炉操業方法に用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明に係る高炉操業方法における原料投入工程を示す説明図である。
【図2】高炉内に装入された原料の関係を示す概念図である。
【図3】本発明方法に適用可能な型銑の典型例を示す斜視図である。
【図4】本発明方法に適用可能な型銑の他の例を示す斜視図である。
【図5】本発明方法に適用可能なモールドの典型例を示す平面図である。
【図6】本発明方法に適用可能なモールドの典型例を示す断面図である。
【符号の説明】
【0025】
10…高炉
20…炉頂装入装置
30…原料供給ホッパ
32…鉄鉱石貯留槽
34…還元材貯留槽
36…冷鉄源貯留槽
40…高炉装入用ベルトコンベア
50…型銑
60…モールド
P1…鉄鉱石
P2…還元材
P3…冷鉄源

【特許請求の範囲】
【請求項1】
高炉内に、鉄鉱石および所定の還元材と共に所定量の冷鉄源を装入して高炉を操業する方法において、
前記冷鉄源として、予め所定サイズのモールドを用いて前記高炉に投入可能なサイズに鋳込んでなるブロック状の型銑を用いることを特徴とする高炉操業方法。
【請求項2】
請求項1に記載の高炉操業方法において、
前記型銑は、その一辺のサイズが80mm以下の立方体であって、一面の面積がその対向面の面積よりも小さくなったやや台形に鋳込まれていることを特徴とする高炉操業方法。
【請求項3】
請求項1または2に記載の高炉操業方法において、
前記冷鉄源をベルトコンベア上に直接載置して前記高炉炉頂に搬送して装入することを特徴とする高炉操業方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−280568(P2008−280568A)
【公開日】平成20年11月20日(2008.11.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−124465(P2007−124465)
【出願日】平成19年5月9日(2007.5.9)
【出願人】(000001258)JFEスチール株式会社 (8,589)
【Fターム(参考)】