JP2002146414A - 高炉操業方法 - Google Patents
高炉操業方法Info
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Abstract
使用しかつ多量の微粉炭吹き込みながら高生産性・低燃
料比での高炉操業方法を提供する。 【解決手段】 高炉羽口から150kg/t以上の微粉
炭を吹き込むとともに、鉄原料として主に平均アルミナ
含有量が1.8重量%以上の鉱石を用いる高炉操業方法
において、投入水素量を6〜10kg/tにした高炉操
業方法。
Description
高い安価な鉄原料を多量に使用しながら、高生産性・低
燃料比での高炉操業を可能にする高炉操業方法に関す
る。
業において、150kg/t以上の多量の微粉炭を羽口
から吹き込む場合は、装入コークス量が少なくなるた
め、装入する焼結鉱、ペレット、塊鉱石等の鉄原料とコ
ークスとの質量比(以下O/Cと記す)は全体的に高く
なり、炉内、特にシャフト部での鉄原料層の還元負荷が
高くなるため、鉄原料が未還元状態のままで炉下部へ滴
下してくる。このような状態になると、吸熱を要する還
元反応が起こる割合が増加するため、炉下部においては
熱量に不足を来す事態となる。
出銑比の低下や燃料比の増加を避つつ、炉下部の熱不足
を解消するために採られる処置としては、送風温度の上
昇や送風湿分の低下など、増熱に繋がるアクションを実
施していた。一方、最近の原料事情や鉄源コストの低減
を図る狙いから、安価ではあるが、被還元性が低い高A
l2 O3 含有鉄鉱石を高炉用原料として多量に使用され
るようになってきており、このためさらに炉内の鉄原料
層の還元負荷は高まる傾向にあり、炉下部の熱不足の問
題が顕在化しつつある。
例えば、特許第3014549号公報には、主に高アル
ミナ焼結鉱を用いて微粉炭の吹き込み量が100kg/
t以上での高炉操業を行う際に、送風湿分を低減(15
g/Nm3 以下)するとともに、小塊コークスの混合装
入、鉄鉱石層厚低減、および焼結鉱の被還元性の内の1
つまたは2つ以上の炉下部通気性向上の操業アクション
を用いて、高生産性及び低燃料比の高炉操業を達成でき
ることが開示されている。
微粉炭の吹き込み量が100kg/t以上での高炉操業
時に、同時に羽口から吹き込む熱風の送風温度を上昇
(1100℃以上)し、熱風の湿分を低下(10g/N
m3 以下)させることにより微粉炭の燃焼効率を上げ
て、コークス比・低燃料比を低減させる高炉操業方法が
開示されている。
開平05−9517号公報で開示されている方法は、微
粉炭の吹き込み量が100kg/t以上の高炉操業方法
であり、微粉炭の吹き込み量が150kg/t以上でか
つ高生産性・低燃料比の高炉操業時には、上記のような
送風温度上昇や湿分低減等の増熱アクションを実施する
だけでは、現実的な設備能力の範囲内においては、炉下
部の熱不足の問題は解消できない。
は、微粉炭の吹き込み量が150kg/t以上の多量微
粉炭高炉操業時に、投入水素量を15〜20kg/tと
高くしてレースウエイ深度を高めて炉内通気性を向上さ
せ、且つ酸素富化率を3〜5%として炉頂温度を低下せ
しめることにより、熱効率が低下するのを改善するため
の方法が開示されている。しかしながら、この方法で
は、微粉炭を多量に吹き込むことはできたとしても、熱
バランスの観点から燃料比は上昇し、高生産性・低燃料
比の高炉操業は困難である。
微粉炭の吹き込み量が100kg/t程度の高炉操業時
に、金属鉄である炭素含有鉄を装入することにより鉄原
料層の通気性および鉱石の到達還元率を向上させ、炉下
部の熱バランスを改善する方法が開示されている。この
技術は、多量微粉炭吹き込み高炉操業時には有効である
が、高価な金属鉄を用いることによる製造コストの上昇
を招くという問題点を有する。
であるが被還元性が低い高アルミナ鉱石を多量に用い、
かつ微粉炭の吹き込み量が150kg/t以上もあり、
鉄原料層の還元負荷が非常に高い条件下において、高生
産性・低燃料比を維持して高炉操業を行うことは極めて
困難であった。
技術の問題点に鑑みて、安価であるが被還元性が低い高
アルミナ鉱石を多量に用い、かつ微粉炭の吹き込み量が
150kg/t以上の鉄原料層の還元負荷が非常に高い
条件下において、高生産性・低燃料比を維持できる高炉
操業を提供することを目的とする。
課題を解決するものであり、その発明の要旨とするとこ
ろは、炉頂部から装入する鉄原料中の平均アルミナ含有
量が1.8質量%以上であり、羽口から吹き込む微粉炭
量が150kg/t以上である高炉操業方法において、
炉内への投入水素量を6〜10kg/tにした高炉操業
方法である。
る。一般に、低燃料比を維持しつつ微粉炭吹き込み量を
150kg/t以上とするような高炉操業では、O/C
が高くなり、鉄原料層も厚くなるため鉄原料層の還元負
荷は高まり被還元性が低下する。また、高生産操業時に
おいては炉内滞留時間が短縮することにより鉄原料層の
還元率が低下し、さらに1000℃以上の高温領域での
被還元性が悪い高アルミナ鉱石を主体とする鉄原料を多
量(装入鉄原料中のアルミナ含有量が1.8質量%以
上)に用いる場合にも鉄原料層の被還元性が低下する。
条件下では、シャフト部の高温領域での還元(間接還
元)が低下する結果、未還元状態の酸化鉄が炉下部に滴
下し、吸熱反応である下記(1)式の直接還元が多く起
こるようになるため、炉下部においては熱が不足する状
態になる。 FeO+C=Fe+CO ・・・・・(1)
中の平均アルミナ含有量が1.8質量%以上であり、羽
口から吹き込む微粉炭量が150kg/t以上である高
炉操業方法において、高生産性・低燃料比を維持しつつ
炉下部が熱不足にならないようになし、安定した高炉操
業が実施できる方法について鋭意検討を行った。その結
果、銑鉄トン当たりの送風中の湿分、コークス、微粉炭
等に含まれる水素の合計重量で定義される高炉への投入
水素量が、所定範囲になるように調整することにより、
上記高炉操業時に炉下部で熱不足の問題を起こすことな
く操業できることを突き止めた。
は、以下のように説明できる。まず、送風中の湿分(H
2 O)は、羽口先に形成されるレースウエイ内において
微粉炭やコークスと下記(2)式で示される吸熱反応を
起こし、炉下部の熱量を低下させる方向に働く。 H2 O+C=H2 +CO ・・・・・(2)
する炭化水素が羽口先に形成されているレースウエイ内
において、送風中に含まれる酸素により燃焼し発熱する
が、この反応で生成したH2 Oがさらに滴下帯で上記
(2)式の吸熱反応を引き起こし、それぞれの反応熱量
が相殺され、全体として炉下部での熱量の増加には殆ど
寄与しない。さらに、微粉炭については、室温に近い温
度で吹き込まれるため、微粉炭自体を昇温するのに熱を
必要とすので、むしろ炉下部の熱量を低下する方向に作
用する。
ると、炉下部の熱量を増加するためには、高炉への投入
水素量を低下させる必要がある。水素1モル当たりの吸
熱量で比較し、吸熱量が大きい順に並べると、送風中の
湿分、微粉炭、コークスの順となり、炉内への投入水素
量を低下させるには送風中の湿分を低減するのが最も効
果的である。
よれば、高炉に装入する鉄原料中の平均アルミナ含有量
が1.8質量%以上で、且つ微粉炭吹き込み量が150
kg/t以上の高炉操業条件においては、炉内への投入
水素量を10kg/t以下にすることにより炉下部の熱
量低下を抑制することができ、所定の溶銑温度を維持す
ることが可能となり、安定した高生産性・低燃料比の高
炉操業を行うことができ得ることを見付け出すことがで
きた。しかしながら、鉄原料層の還元速度の観点から
は、炉内への投入水素量が多い程、水素の還元力を利用
することができるため、還元速度を向上させることが可
能である。したがって、このような観点からみると投入
水素量としては6kg/t以上は必要であり、投入水素
量が6kg/t未満になると還元停滞が顕在化し、安定
した高炉操業を継続することが困難となることも実験結
果より得られた。
ら装入する鉄原料中の平均アルミナ含有量が1.8質量
%以上であり、羽口から吹き込む微粉炭量が150kg
/t以上である高炉操業を行うに際しては、炉内への投
入水素量を6〜10kg/tの範囲に限定した。
方法としては、主に送風中の湿分量の調整、コークス及
び微粉炭の石炭配合の調整、微粉炭吹き込み量の調整等
で容易に行うことが可能であり、操業状況に応じこれら
の何れか一つ、または二つ以上を適宜選択し実施すれば
よい。
がら高生産性・低燃料比での高炉操業を行った実施例に
ついて以下、その効果と共に説明する。
を用い、装入鉄原料中の平均アルミナ含有量が1.82
質量%かつ微粉炭吹き込み量が165kg/tで出銑
比:2.2t/d/m3 の高炉操業をおこなったとこ
ろ、炉下部が熱不足状態となり、溶銑温度の管理値:1
525℃を確保するために515kg/tの高い燃料比
で操業を行わざるを得なかった。
量が1.85質量%の焼結鉱を82質量%、アルミナ含
有量が1.70質量%の塊鉱石を18質量%であり、そ
の他の主な操業条件は、送風温度:1200℃、酸素富
化率:2.6体積%、コークス比:350kg/t、送
風中の湿分量:22g/Nm3 、コークス中の水素含有
量:0.2質量%、微粉炭中の水素含有量:5.33質
量%であった。また、炉内への投入水素量は、11.9
kg/tであり、その内訳は、送風湿分からの持ち込み
量:2.4kg/t、微粉炭からの持ち込み量:8.8
kg/t、コークスからの持ち込み量:0.7kg/t
であった。
g/Nm3 から14g/Nm3 に低下させ、且つ微粉炭
の石炭配合を変更して微粉炭中の水素含有量を5.33
質量%から4.65質量%に低下させることにより、炉
内への投入水素量を11.9kg/tから9.9kg/
tに低減させた。その結果、溶銑温度が上昇してきたた
め、溶銑温度を管理値の1525℃に維持するようにO
/Cを増加せしめた。
び出銑比(2.2t/d/m3 )を一定に維持したまま
で、コークス比を350kg/tから332kg/tに
まで低減することができ、燃料比を515kg/tから
497kg/tにまで低下することができた。
を用い、装入鉄原料中の平均アルミナ含有量が1.82
質量%かつ微粉炭吹き込み量が175kg/tで燃料
比:495kg/tの高炉操業をおこなったところ、炉
下部が熱不足状態となり、溶銑温度の管理値:1515
℃を確保するために1.95t/d/m3 の低い出銑比
で操業を行わざるを得なかった。
量が1.93質量%の焼結鉱を75質量%、アルミナ含
有量が1.50質量%の塊鉱石を18質量%、アルミナ
含有量が1.40質量%のペレットが7質量%であり、
その他の主な操業条件は、送風温度:1225℃、酸素
富化率:2.5体積%、コークス比:320kg/t、
送風中の湿分量:22g/Nm3 、コークス中の水素含
有量:0.19質量%、微粉炭中の水素含有量:5.2
質量%であった。また、炉内への投入水素量は、12.
1kg/tであり、その内訳は、送風湿分からの持ち込
み量:2.4kg/t、微粉炭からの持ち込み量:9.
1kg/t、コークスからの持ち込み量:0.6kg/
tであった。
g/Nm3 から16g/Nm3 に低下させ、且つ微粉炭
中水素含有量を5.2重量%から4.22重量%に低下
させることにより、炉内への投入水素量を12.1kg
/tから9.8kg/tに低減させた。
さらに出銑比を増加させるために酸素富化率を3.3%
まで増加し、溶銑温度を管理値の1515℃に維持しつ
つ、出銑比を1.95t/d/m3 から2.06t/d
/m3 にまで増加することができた。
を用い、装入鉄原料中の平均アルミナ含有量が1.84
質量%で出銑比:2.1t/d/m3 、燃料比490k
g/tの高生産・低燃料比での高炉操業をおこなったと
ころ、炉下部が熱不足状態となり、溶銑温度の管理値:
1520℃を確保するために微粉炭吹き込み量を140
kg/tと低い微粉炭吹き込み量で操業を行わざるを得
なかった。
量が1.89質量%の焼結鉱を84質量%、アルミナ含
有量が1.55質量%の塊鉱石を16質量%であり、そ
の他の主な操業条件は、送風温度:1245℃、酸素富
化率:2.7体積%、コークス比:350kg/t、送
風中の湿分量:26g/Nm3 、コークス中の水素含有
量:0.2質量%、微粉炭中の水素含有量:5.21質
量%であった。また、炉内への投入水素量は、10.9
kg/tであり、その内訳は、送風湿分からの持ち込み
量:2.9kg/t、微粉炭からの持ち込み量:7.3
kg/t、コークスからの持ち込み量:0.7kg/t
であった。
g/Nm3 から15g/Nm3 に低下させ、且つ微粉炭
の石炭配合を変更して微粉炭中の水素含有量を5.21
質量%から4.64質量%に低下させることにより、炉
内への投入水素量を10.9kg/tから8.9kg/
tに低減させた。
溶銑温度も管理値の1520℃に維持しつつ、低燃料比
(493kg/t)及び出銑比(2.1t/d/m3 )
をほぼ一定に維持しながら微粉炭比を140kg/tか
ら160kg/tにまで増加せしめ、コークス比を35
0kg/tから333kg/tにまで低減することがで
きた。
によれば、高価な高アルミナ鉱石を多量に使用しかつ多
量の微粉炭を吹き込みながら高生産性・低燃料比での高
炉操業が可能となる。
Claims (1)
- 【請求項1】 炉頂部から装入する鉄原料中の平均アル
ミナ含有量が1.8質量%以上であり、羽口から吹き込
む微粉炭量が150kg/t以上である高炉操業方法に
おいて、炉内への投入水素量を6〜10kg/tにした
ことを特徴とする高炉操業方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000337367A JP4598256B2 (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | 高炉操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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ID=18812766
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2000-11-06 JP JP2000337367A patent/JP4598256B2/ja not_active Expired - Lifetime
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