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公開番号2025113969
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024193475
出願日2024-11-05
発明の名称原料装入方法及び溶銑の製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C21B 5/00 20060101AFI20250728BHJP(鉄冶金)
要約【課題】貯蔵槽における鉄源原料の排出において、排出口における閉塞を抑制できる原料装入方法を提供する。
【解決手段】固体原料を排出する貯蔵槽に、粒状体である第1原料及び長尺形状である第2原料を前記固体原料として装入する原料装入方法であって、前記固体原料における前記第2原料の含有割合が、前記貯蔵槽の排出口の開口径と、前記第1原料の平均粒径と、前記第2原料の寸法情報とに基づいて決定される上限値以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固体原料を排出する貯蔵槽に、粒状体である第１原料及び長尺形状である第２原料を前記固体原料として装入する原料装入方法であって、
前記固体原料における前記第２原料の含有割合が、前記貯蔵槽の排出口の開口径と、前記第１原料の平均粒径と、前記第２原料の寸法情報とに基づいて決定される上限値以下である、原料装入方法。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記寸法情報には、前記長尺形状において異なる３方向の長さを用いて算出される第１指標値、及び、前記長尺形状において異なる３方向の長さのうち短い２方向の長さを用いて算出される第２指標値が含まれる、請求項１に記載の原料装入方法。
【請求項３】
前記上限値は（１）式に基づいて算出され、前記第１指標値は（２）式に基づいて算出され、前記第２指標値は（３）式に基づいて算出される、請求項２に記載の原料装入方法。
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ここで、Ｗは前記含有割合（質量％）、Ｄｃは前記開口径（ｍｍ）、ｒ０は前記平均粒径（ｍｍ）、ｒＲＩａｖｅは前記第１指標値（ｍｍ）、ｒＲＩｍｉｎは前記第２指標値（ｍｍ）、ａは前記第２原料における３方向の長さのうち最も長い方向の長さ（ｍｍ）、ｂ及びｃは前記第２原料における３方向の長さのうち短い２方向の長さ（ｍｍ）、πは円周率（ｒａｄ）である。
【請求項４】
前記貯蔵槽は高炉に向けて鉄源原料を排出する、請求項１～３の何れか１項に記載の原料装入方法。
【請求項５】
前記第１原料は鉱石原料である、請求項４に記載の原料装入方法。
【請求項６】
前記第２原料は粒状の還元鉄を圧縮成形して得られる還元鉄成形体である、請求項４に記載の原料装入方法。
【請求項７】
請求項４に記載の原料装入方法により、前記貯蔵槽に前記鉄源原料を装入する工程と、前記貯蔵槽から前記高炉に前記鉄源原料を排出する工程と、を有する溶銑の製造方法。
【請求項８】
請求項５に記載の原料装入方法により、前記貯蔵槽に前記鉄源原料を装入する工程と、前記貯蔵槽から前記高炉に前記鉄源原料を排出する工程と、を有する溶銑の製造方法。
【請求項９】
請求項６に記載の原料装入方法により、前記貯蔵槽に前記鉄源原料を装入する工程と、前記貯蔵槽から前記高炉に前記鉄源原料を排出する工程と、を有する溶銑の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体原料を排出する貯蔵槽に、粒状体である原料及び長尺形状である原料を固体原料として装入する原料装入方法及び溶銑の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
高炉の操業においては、炉内に鉱石原料（焼結鉱、鉄鉱石、ペレット等）を含む鉄源原料の層とコークスを含む層とを交互に積層し、羽口から送風する熱風により補助燃料を炉内に吹込みつつ、鉄源原料の還元及び溶解を行うことで、銑鉄が製造される。コークスは、鉄源原料の溶解のための熱源、鉄源原料の還元のための還元材、溶鉄へ浸炭し融点を低下させるための加炭材、及び、炉内の通気性を確保するためのスペーサの役割を果たす。そして、炉内のガス流の通気性を確保することで、炉内の高炉原料（鉄源原料及びコークス）の荷下がりを安定させ、高炉の安定操業が実現される。このため、炉内におけるガス流の分布の制御は、鉄源原料の還元及び溶解を安定的に行う観点から重要な要素といえる。
【０００３】
鉄源原料及びコークスは、高炉の炉頂に設けられた別々の貯蔵槽（バンカー）に装入及び保持された後、これら貯蔵槽から高炉の炉内に向けて交互に装入される。そして、鉄源原料及びコークスを貯蔵槽から炉内に装入する際に、炉内における鉄源原料及びコークスの分布の状態を調整することにより、炉内におけるガス流の分布の制御が可能となる。炉内における鉄源原料及びコークスの分布の状態の調整は、炉内の径方向における鉄源原料とコークスとの堆積重量比分布の調整、及び、炉内における高炉原料（鉄源原料及びコークス）の粒径分布の調整により行われる。
【０００４】
ベルレス式高炉において、炉内の径方向における鉄源原料とコークスとの堆積重量比分布の調整は、貯蔵槽の下方に設けられた分配シュートの旋回動作により炉内における排出位置を調整して行われる。炉内における鉄源原料及びコークスの粒径分布の調整は、高炉原料が貯蔵槽から排出される際に、粒径の小さい高炉原料から排出が始まり、粒径の大きい高炉原料の排出が遅れてなされる状況を考慮しつつ、分配シュートの旋回動作により炉内における装入（堆積）位置を調整して行われる。
【０００５】
貯蔵槽に装入及び保持された鉄源原料及びコークスは、貯蔵槽の排出口を通過して分配シュートに送られる。鉄源原料及びコークスを貯蔵槽から排出する際には、当該貯蔵槽の排出口の開口径を調整することにより、排出の速度及び流量が調整される。このため、貯蔵槽における排出口の開口径の調整は、高炉の炉内における鉄源原料及びコークスの堆積重量比分布の調整及び粒径分布の調整において、必要不可欠な要素となる。
【０００６】
ここで、貯蔵槽の排出口においては、排出口の開口径と排出口を通過する鉄源原料及びコークスの粒子の粒径との関係に起因して、閉塞（詰まり）が発生する。そのため、貯蔵槽の排出口の閉塞を防止すべく、流体工学の分野にて周知である以下の（４）式に基づく開口径の調整が従来から行われている（非特許文献１参照）。（４）式において、Ｄｃは排出口の開口径（ｍｍ）、ｄｍは排出口を通過する粒子の粒径（ｍｍ）、「ｆ／ｋ」は粒子の比表面形状係数を意味する。
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【０００７】
また、近年、地球温暖化防止の観点からＣＯ
２
の削減が求められている。鉄鋼業においては、ＣＯ
２
の排出量の約７０％が高炉からの排出によるものであるため、高炉におけるＣＯ
２
の排出量の削減が喫緊の課題となっている。高炉におけるＣＯ
２
の排出量の削減は、使用される還元材（コークス、微粉炭、天然ガス等）の削減により可能となる。そして、炉内における高炉原料（鉄源原料及び還元材）の分布を制御することにより、還元材比（高炉原料における還元材の割合）を削減できる。
【０００８】
還元材比を削減する方法としては、スクラップや酸素成分が除去された還元鉄を鉄源原料に含めて高炉に装入する方法が提案されている。例えば、特許文献１は、炉内におけるガス流の通気性の改善及びガス流の利用率の向上の観点も踏まえ、炉内におけるコークス層の層厚が小さく（薄く）なる地点に還元鉄及び／又はスクラップを供給（装入）する方法を開示する。特許文献２は、還元鉄の再酸化による発火防止及び炉内の通気性の確保の観点も踏まえ、粒状の還元鉄を圧縮成形し、圧縮成形して得られた還元鉄成形体を鉄源原料に含めて高炉に装入する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１７－０８８９５０号公報
特開２０２２－１８７９００号公報
【非特許文献】
【００１０】
Ｒ．Ｎ．Ｌａｎｇｍａｉｄ、“ＡｒｃｈＦｏｒｍａｔｉｏｎｉｎａＮｏｎ－ＣｏｈｅｓｉｖｅＧｒａｎｕｌａｒＭａｔｅｒｉａｌ”、ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｕｅｌ（英）、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．１９５、１９５７年、ｐ．１６６－１７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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