JP2000096113A - 粉体鉄源の高炉への吹き込み方法 - Google Patents
粉体鉄源の高炉への吹き込み方法Info
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- JP2000096113A JP2000096113A JP28358198A JP28358198A JP2000096113A JP 2000096113 A JP2000096113 A JP 2000096113A JP 28358198 A JP28358198 A JP 28358198A JP 28358198 A JP28358198 A JP 28358198A JP 2000096113 A JP2000096113 A JP 2000096113A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粉体鉄源を高炉の羽口より吹込む際に、羽口
前に未溶融物が蓄積することなく速やかに炉床部に溶融
滴下させる。 【解決手段】 Ｆｅ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 を主体とし、Ｓｉ
Ｏ2 に対するＦｅＯの重量比が２未満である粉体鉄源
を、ＳｉＯ2 に対するＦｅＯの重量比が２以上１０以下
となるように還元処理した後、高炉へ羽口から吹込むこ
とを特徴とする。
前に未溶融物が蓄積することなく速やかに炉床部に溶融
滴下させる。 【解決手段】 Ｆｅ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 を主体とし、Ｓｉ
Ｏ2 に対するＦｅＯの重量比が２未満である粉体鉄源
を、ＳｉＯ2 に対するＦｅＯの重量比が２以上１０以下
となるように還元処理した後、高炉へ羽口から吹込むこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、羽口より酸化鉄を
吹込む高炉の操業方法に関する。
吹込む高炉の操業方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高炉の羽口から粉体を吹き込む操業は、
微粉炭を吹き込む操業が最も一般的であり広く実施され
てきているが、その他にも酸化鉄を吹き込む操業も実施
されている。例えば、特開平９−１６５６０７号公報に
おいては、結晶水を２．０重量％以上含む粉鉄鉱石を還
元率３０％以上に還元した後、高炉へ装入および／また
は吹き込むことを特徴とする高炉操業方法が示されてお
り、焼結鉱の原料として適さないピソライト鉱石の有効
利用が試みられている。
微粉炭を吹き込む操業が最も一般的であり広く実施され
てきているが、その他にも酸化鉄を吹き込む操業も実施
されている。例えば、特開平９−１６５６０７号公報に
おいては、結晶水を２．０重量％以上含む粉鉄鉱石を還
元率３０％以上に還元した後、高炉へ装入および／また
は吹き込むことを特徴とする高炉操業方法が示されてお
り、焼結鉱の原料として適さないピソライト鉱石の有効
利用が試みられている。
【０００３】また、特開平７−５４６８８号公報におい
ては、高炉の燃料比の低下効果と金属化への所要エネル
ギーの最適化を図ることによるトータルエネルギーの削
減を目的に、トータル的なエネルギーバランスの観点か
ら羽口から吹き込む粉体の金属化率を一定の範囲に規定
した高炉操業方法が示されている。さらに、「鉄と鋼」
第７１年（１９８５）第８号９５１〜９５７頁には高炉
へ粉体（ＣａＣＯ3 、酸化鉄）を吹き込むテストを実機
で行った結果について報告されており、溶銑中のＳｉの
低下を確認したとしている。
ては、高炉の燃料比の低下効果と金属化への所要エネル
ギーの最適化を図ることによるトータルエネルギーの削
減を目的に、トータル的なエネルギーバランスの観点か
ら羽口から吹き込む粉体の金属化率を一定の範囲に規定
した高炉操業方法が示されている。さらに、「鉄と鋼」
第７１年（１９８５）第８号９５１〜９５７頁には高炉
へ粉体（ＣａＣＯ3 、酸化鉄）を吹き込むテストを実機
で行った結果について報告されており、溶銑中のＳｉの
低下を確認したとしている。
【０００４】元来、高炉の羽口は炉内のコークスを燃焼
させるための空気（酸素）を送り込むための孔であり、
コークスの燃焼により発生する熱およびＣＯガスが炉頂
から装入された鉄鉱石の還元に供される。微粉炭や重油
などの補助燃料の羽口吹き込みも炉頂から装入するコー
クスを代替するものであり、羽口前の発熱や還元性ガス
の生成など基本的な作用は同様である。
させるための空気（酸素）を送り込むための孔であり、
コークスの燃焼により発生する熱およびＣＯガスが炉頂
から装入された鉄鉱石の還元に供される。微粉炭や重油
などの補助燃料の羽口吹き込みも炉頂から装入するコー
クスを代替するものであり、羽口前の発熱や還元性ガス
の生成など基本的な作用は同様である。
【０００５】一方、羽口から吹き込まれる酸化鉄は、炉
頂から装入されシャフト部で予熱・還元される粉鉄鉱石
（焼結鉱）との代替となる。しかし羽口から酸化鉄を吹
き込んだ場合は、従来シャフト部全体で行っていた昇
温、還元反応を、羽口前の限られた領域で行う必要があ
る。また、酸化鉄の還元は吸熱反応であり昇温とともに
多大の熱を必要とし、羽口前の温度は一般に低下する。
前述のＳｉの低下作用は、羽口前の温度を低下させた結
果ＳｉＯ2 の還元が進まなくなったために享受できた効
果といえる。また、羽口から鉄分を吹き込むに際して、
あらかじめ金属鉄が生成するまで還元してから吹き込む
方法は、羽口前での還元時の吸熱反応をできるだけ軽減
し、温度レベルの低下の抑制を狙ったものであるといえ
る。
頂から装入されシャフト部で予熱・還元される粉鉄鉱石
（焼結鉱）との代替となる。しかし羽口から酸化鉄を吹
き込んだ場合は、従来シャフト部全体で行っていた昇
温、還元反応を、羽口前の限られた領域で行う必要があ
る。また、酸化鉄の還元は吸熱反応であり昇温とともに
多大の熱を必要とし、羽口前の温度は一般に低下する。
前述のＳｉの低下作用は、羽口前の温度を低下させた結
果ＳｉＯ2 の還元が進まなくなったために享受できた効
果といえる。また、羽口から鉄分を吹き込むに際して、
あらかじめ金属鉄が生成するまで還元してから吹き込む
方法は、羽口前での還元時の吸熱反応をできるだけ軽減
し、温度レベルの低下の抑制を狙ったものであるといえ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、羽口に鉄を含
む粉体を吹き込む場合、吹き込んだ酸化鉄や金属鉄が羽
口前で蓄積し、送風圧力の上昇、変動などが引き起こさ
れ、高炉の安定操業を阻害することが頻繁に生じる。こ
れは、燃焼して焼失する微粉炭など燃料吹き込み時と根
本的に相違するところである。送風圧力の上昇、変動な
どの異常を防止するには、昇温、還元を円滑に進めるだ
けでは不充分であり、吹き込んだ粉体の溶融性を管理
し、速やかに羽口前から炉床部へと溶融滴下するように
配慮する必要がある。
む粉体を吹き込む場合、吹き込んだ酸化鉄や金属鉄が羽
口前で蓄積し、送風圧力の上昇、変動などが引き起こさ
れ、高炉の安定操業を阻害することが頻繁に生じる。こ
れは、燃焼して焼失する微粉炭など燃料吹き込み時と根
本的に相違するところである。送風圧力の上昇、変動な
どの異常を防止するには、昇温、還元を円滑に進めるだ
けでは不充分であり、吹き込んだ粉体の溶融性を管理
し、速やかに羽口前から炉床部へと溶融滴下するように
配慮する必要がある。
【０００７】本発明は、上記問題を解決しようとするも
のであり、粉鉄鉱石、製鉄ダスト、焼結鉱粉などを高炉
の羽口より吹込むに際して、羽口前に未溶融物が蓄積す
ることなく速やかに炉床部に溶融滴下させる高炉の操業
方法を提供するものである。
のであり、粉鉄鉱石、製鉄ダスト、焼結鉱粉などを高炉
の羽口より吹込むに際して、羽口前に未溶融物が蓄積す
ることなく速やかに炉床部に溶融滴下させる高炉の操業
方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｆｅ2 Ｏ3 、
ＳｉＯ2 を主体とし、ＳｉＯ2 に対するＦｅＯの重量比
が２未満である粉体鉄源を、ＳｉＯ2 に対するＦｅＯの
重量比が２以上１０以下となるように還元処理した後、
高炉へ羽口から吹込むことを特徴とし、また、粉体鉄源
が、粉鉄鉱石、製鉄ダスト、焼結鉱粉の１種または２種
以上からなることを特徴とする粉体鉄源の高炉への吹き
込み方法である。
ＳｉＯ2 を主体とし、ＳｉＯ2 に対するＦｅＯの重量比
が２未満である粉体鉄源を、ＳｉＯ2 に対するＦｅＯの
重量比が２以上１０以下となるように還元処理した後、
高炉へ羽口から吹込むことを特徴とし、また、粉体鉄源
が、粉鉄鉱石、製鉄ダスト、焼結鉱粉の１種または２種
以上からなることを特徴とする粉体鉄源の高炉への吹き
込み方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】粉鉄鉱石、製鉄ダスト、焼結鉱粉
などは、Ｆｅ2 Ｏ3 が主成分であるが、ＳｉＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ3 なども脈石として含まれる。また、ＦｅＯは砂
鉄、磁鉄鉱、転炉ダストなどでは２０％以上含まれるも
のもあるが一般には１０％以下であり、粉鉄鉱石の場
合、１％未満のものが主体である。脈石の主成分である
ＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 は融点はそれぞれ１６００℃、２
０００℃程度である。また、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＦｅＯ、金属
鉄の融点はそれぞれ１５５０℃、１３７０℃、１５３０
℃程度であり、ＦｅＯが相対的には最も融点は低い。さ
らに、ＦｅＯ−ＳｉＯ2 系については共晶点を有するた
め単独よりも低温で溶融する。
などは、Ｆｅ2 Ｏ3 が主成分であるが、ＳｉＯ2 、Ａｌ
2 Ｏ3 なども脈石として含まれる。また、ＦｅＯは砂
鉄、磁鉄鉱、転炉ダストなどでは２０％以上含まれるも
のもあるが一般には１０％以下であり、粉鉄鉱石の場
合、１％未満のものが主体である。脈石の主成分である
ＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 は融点はそれぞれ１６００℃、２
０００℃程度である。また、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＦｅＯ、金属
鉄の融点はそれぞれ１５５０℃、１３７０℃、１５３０
℃程度であり、ＦｅＯが相対的には最も融点は低い。さ
らに、ＦｅＯ−ＳｉＯ2 系については共晶点を有するた
め単独よりも低温で溶融する。
【００１０】そこで、高炉への吹き込みを想定して、粉
鉄鉱石、製鉄ダスト、焼結鉱粉などＦｅ2 Ｏ3 とＳｉＯ
2 とを含む粉体に関して溶融性を検討した。その結果、
ＳｉＯ2 に対するＦｅＯの重量比（α）が２以上１０以
下となるように原料に含まれるＦｅ2 Ｏ3 をＦｅＯまで
還元すると、高炉の羽口前にホールドアップされるスラ
グの量が大幅に低下し、通気抵抗の上昇も生じないこと
がわかった。αに上限が存在するのは、αがある値より
大きくなると、１１００〜１１５０℃近傍でＦｅＯから
ＦｅとＦｅ3 Ｏ4 とが生成する反応が生じ融点や粘性が
上昇するためである。また、αに下限があるのは、より
低融点成分であるＦｅＯの寄与が低減するためである。
鉄鉱石、製鉄ダスト、焼結鉱粉などＦｅ2 Ｏ3 とＳｉＯ
2 とを含む粉体に関して溶融性を検討した。その結果、
ＳｉＯ2 に対するＦｅＯの重量比（α）が２以上１０以
下となるように原料に含まれるＦｅ2 Ｏ3 をＦｅＯまで
還元すると、高炉の羽口前にホールドアップされるスラ
グの量が大幅に低下し、通気抵抗の上昇も生じないこと
がわかった。αに上限が存在するのは、αがある値より
大きくなると、１１００〜１１５０℃近傍でＦｅＯから
ＦｅとＦｅ3 Ｏ4 とが生成する反応が生じ融点や粘性が
上昇するためである。また、αに下限があるのは、より
低融点成分であるＦｅＯの寄与が低減するためである。
【００１１】なお、事前に還元せずに吹き込まれたＦｅ
2 Ｏ3 も羽口前ではＦｅＯや金属鉄に還元されるが、一
般に還元速度は伝熱、昇温速度に比べてはるかに遅い。
このため、あらかじめ適正な範囲でＦｅＯを生成させて
おくことにより昇温が完了すると速やかに溶融し、羽口
前に滞留する量は大幅に低減することが可能となる。ま
た、前述のように、金属鉄そのものは融点がＦｅＯより
も高く、還元した後、浸炭させることにより、より低温
で溶融することになる。
2 Ｏ3 も羽口前ではＦｅＯや金属鉄に還元されるが、一
般に還元速度は伝熱、昇温速度に比べてはるかに遅い。
このため、あらかじめ適正な範囲でＦｅＯを生成させて
おくことにより昇温が完了すると速やかに溶融し、羽口
前に滞留する量は大幅に低減することが可能となる。ま
た、前述のように、金属鉄そのものは融点がＦｅＯより
も高く、還元した後、浸炭させることにより、より低温
で溶融することになる。
【００１２】粉体鉄源中のＦｅ2 Ｏ3 をＦｅＯに還元す
る手段としてはＣＯやＨ2 によるガス還元が一般適であ
り、循環流動層、気泡流動層、噴流層などを用いて還元
すれば良いが、本発明の作用はこれら還元方式により差
異がでないことは明白であり、任意の還元方式で前記範
囲となるように還元すれば本発明の効果を享受すること
ができる。
る手段としてはＣＯやＨ2 によるガス還元が一般適であ
り、循環流動層、気泡流動層、噴流層などを用いて還元
すれば良いが、本発明の作用はこれら還元方式により差
異がでないことは明白であり、任意の還元方式で前記範
囲となるように還元すれば本発明の効果を享受すること
ができる。
【００１３】
【実施例】表１に示す３種類の原料を用い高炉に吹き込
んだ。原料は、高炉に吹込む前に循環流動層を用いて還
元した。還元温度は８５０℃で、還元ガスはＣＯ：２５
％、Ｈ2 ：５６％、ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ：８％で、残りは窒
素よりなる。この循環流動層での滞留時間を変更するこ
とによりＦｅＯとＳｉＯ2 の重量比αの異なる粉体を製
造し、高炉の吹き込みに供した。内容積２８００ｍ3 で
２８本の羽口を持つ高炉に、前記粉体を４０〜１５０ｋ
ｇ／ｔ−ｐｉｇの原単位で吹き込んだ。送風量は３６０
０〜３９００Ｎｍ3 ／ｍｉｎ、燃料比は４７０〜５２０
ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの範囲であった。
んだ。原料は、高炉に吹込む前に循環流動層を用いて還
元した。還元温度は８５０℃で、還元ガスはＣＯ：２５
％、Ｈ2 ：５６％、ＣＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ：８％で、残りは窒
素よりなる。この循環流動層での滞留時間を変更するこ
とによりＦｅＯとＳｉＯ2 の重量比αの異なる粉体を製
造し、高炉の吹き込みに供した。内容積２８００ｍ3 で
２８本の羽口を持つ高炉に、前記粉体を４０〜１５０ｋ
ｇ／ｔ−ｐｉｇの原単位で吹き込んだ。送風量は３６０
０〜３９００Ｎｍ3 ／ｍｉｎ、燃料比は４７０〜５２０
ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの範囲であった。
【００１４】
【表１】
【００１５】αと通気抵抗指数との関係を図１に示す。
通気抵抗指数はαが２未満もしくは１０を超えると大き
い値を示しているが、本発明の範囲である２以上１０以
下の範囲では低い値に維持され、通気が良好である。α
と羽口前で採取された溶融物における銑鉄に対するスラ
グの重量比率を図２に示す。銑滓比率はαが２未満もし
くは１０を超えると大きくなり羽口前のスラグ滞留量が
増加しているが、本発明の範囲である２以上１０以下の
範囲では低い値に維持され、スラグの溶融滴下性が良好
である。
通気抵抗指数はαが２未満もしくは１０を超えると大き
い値を示しているが、本発明の範囲である２以上１０以
下の範囲では低い値に維持され、通気が良好である。α
と羽口前で採取された溶融物における銑鉄に対するスラ
グの重量比率を図２に示す。銑滓比率はαが２未満もし
くは１０を超えると大きくなり羽口前のスラグ滞留量が
増加しているが、本発明の範囲である２以上１０以下の
範囲では低い値に維持され、スラグの溶融滴下性が良好
である。
【００１６】
【発明の効果】本発明に基づき、高炉の羽口より吹込む
粉体中のＦｅＯのＳｉＯ2 に対する割合を一定範囲内に
保ことにより、吹き込み粉体に由来する羽口前スラグの
溶融性を確保することができ、その結果、送風圧力の上
昇や変動が防止でき安定的に鉄分を含む粉体を高炉羽口
に吹込むことが可能となる。
粉体中のＦｅＯのＳｉＯ2 に対する割合を一定範囲内に
保ことにより、吹き込み粉体に由来する羽口前スラグの
溶融性を確保することができ、その結果、送風圧力の上
昇や変動が防止でき安定的に鉄分を含む粉体を高炉羽口
に吹込むことが可能となる。
【図１】αと通気抵抗指数の関係を示す図
【図２】αとスラグ／銑鉄重量化の関係を示す図
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｆｅ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 を主体とし、Ｓｉ
Ｏ2 に対するＦｅＯの重量比が２未満である粉体鉄源
を、ＳｉＯ2 に対するＦｅＯの重量比が２以上１０以下
となるように還元処理した後、高炉へ羽口から吹込むこ
とを特徴とする粉体鉄源の高炉への吹き込み方法。 - 【請求項２】 粉体鉄源が、粉鉄鉱石、製鉄ダスト、焼
結鉱粉の１種または２種以上からなることを特徴とする
請求項１記載の粉体鉄源の高炉への吹き込み方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28358198A JP2000096113A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 粉体鉄源の高炉への吹き込み方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28358198A JP2000096113A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 粉体鉄源の高炉への吹き込み方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000096113A true JP2000096113A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17667379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28358198A Withdrawn JP2000096113A (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 粉体鉄源の高炉への吹き込み方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000096113A (ja) |
-
1998
- 1998-09-21 JP JP28358198A patent/JP2000096113A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |