在全球暖化及原料價(jià)格高漲的情況下，在今后高爐操作中進(jìn)一步推進(jìn)低還原劑比、低焦比操作，增加低品位原料的使用比例來提高原料選擇自由度是一項(xiàng)重要的技術(shù)課題。

眾所周知，在燒結(jié)礦或鐵礦石原料中混合焦炭進(jìn)行高爐裝料的焦炭混合裝料是實(shí)現(xiàn)這些課題的技術(shù)之一。它雖然是提高軟融帶的透氣性、提高還原性的技術(shù)，但是在實(shí)際高爐中它的混合量只有5%左右。這是由于作為原料的焦炭相互間有粒徑差，使得塊狀帶的透氣性惡化，還由于混合層的分離造成半徑方向上的O/C控制變得困難，從而不能得到所期待的裝入物目標(biāo)分布，且產(chǎn)生分離的混合焦炭流入堆積物中心部，由氣化反應(yīng)劣化后蓄積于爐芯，使?fàn)t下部的透氣性、通液性變差。增大焦炭混合量時(shí)，需混合通常的塊焦，因此焦炭和原料的粒徑比變大，混合層的分離非常顯著。

JFE鋼鐵公司在對焦炭混合層的特性進(jìn)行調(diào)查的同時(shí)，開發(fā)出了均勻的裝入方法，并在東日本廠（千葉廠）6號高爐建立了在礦石原料中增大混合焦炭比例的方法，實(shí)現(xiàn)了在低處理礦比條件下的高利用系數(shù)。

試驗(yàn)采用的裝料模型是JFE公司東日本廠（千葉地區(qū)）6號高爐的1/178裝料模型。6號高爐是在爐頂裝有三平行料斗的無料鐘式高爐。裝料模型為再現(xiàn)實(shí)際原料布料時(shí)的行為，安裝了由貯料槽、給料調(diào)節(jié)倉、無料鐘裝料裝置組成的裝料裝置，且在裝料試驗(yàn)中從爐體下部的氣體吹入口送入了200Nm3/h的空氣。調(diào)查了裝料速度、混合焦炭與原料的粒徑比對傾斜角達(dá)30°的爐頂堆積面混合層分離行為的影響。

焦炭與原料的混合方法，采取了經(jīng)模型試驗(yàn)使從垂直溜槽布料時(shí)的焦炭混合比例隨時(shí)間的變化一定的方式，即從爐頂料斗同時(shí)布料（從各自的爐頂料斗分別排出原料、焦炭，在旋轉(zhuǎn)溜槽上進(jìn)行混合）。旋轉(zhuǎn)溜槽的傾動(dòng)角分別采用30°、40°、48°、54.5°，單環(huán)布料。

采用激光料位計(jì)測定了布料后的爐頂堆積形狀。且在爐頂堆積面上向半徑方向插入圓管進(jìn)行試樣取樣，求出各半徑位置上焦炭混合比例的分布。對所采取的試樣中的原料、焦炭則用碘化鈉飽和水溶液進(jìn)行比重分離，進(jìn)行粒度分析。

當(dāng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)溜槽傾動(dòng)角54.5°單環(huán)布料時(shí)，爐頂堆積面上焦炭混合比例的半徑方向上的分布，顯示出從主流落下位置向爐中心，或向爐壁方向上距離越遠(yuǎn)焦炭的混合比例越高。

采用前項(xiàng)裝入物分布模型，分析了可實(shí)現(xiàn)均勻焦炭混合比例的增大焦炭混合比例裝料方法。將焦炭和礦石各自分為兩批，第一組礦石中混合塊焦，第二組礦石中混入小塊焦。塊焦采用爐頂料斗同時(shí)排出方式，小塊焦采用貯礦槽同時(shí)排出方式與礦石混合。焦炭混合量兩批分別為3.75%，總計(jì)為7.5%。

根據(jù)裝入物分布模型設(shè)定了半徑方向上可以得到均勻混合分布的裝料方式，并進(jìn)行裝料試驗(yàn)驗(yàn)證了其效果。裝料試驗(yàn)后讓低黏性樹脂流過堆積表面并使其滲透，固化后進(jìn)行切割觀察了堆積截面的情況。焦炭臺基上第二組礦石中小塊焦都均勻分布，而第一組中混合的塊焦炭在以往的方式下分離后流向中心，但在新方式下均勻存在于礦石中。（榕霖）