JP2003096509A - 高炉操業方法 - Google Patents
高炉操業方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微粉炭の多量吹き込み下においても炉内通気
性が良好に保たれ、しかも銑鉄を安価に製造することが
できる高炉操業方法を提供する。 【解決手段】 微粉炭多量吹き込み操業においては、微
粉炭の吹き込み限界が炉頂装入されるコークスの冷間強
度と装入時の粒径に大きく依存しており、コークスの冷
間強度と粒径から吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比
を求めることができることを見い出しなされたもので、
羽口から炉内に補助燃料として微粉炭を180kg/溶銑ton
以上吹き込む高炉操業方法において、炉頂装入されるコ
ークスの冷間強度及び装入時の平均粒径の値から、下記
(1)式により、安定した操業を維持しつつ吹き込み可能
な最大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸ（kg/溶銑ton）を求
め、該最大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸを上限として羽
口からの微粉炭吹き込みを行う。PCRＭＡＸ＝14.29×DI
−1.517×10（３−０．００１２１×ｄｃｏ)＋200…
(1)但し、DI ：JIS K 2151に規定されたコークスの冷間
ドラム強度 dco：装入時のコークスの平均粒径（ｍｍ）
性が良好に保たれ、しかも銑鉄を安価に製造することが
できる高炉操業方法を提供する。 【解決手段】 微粉炭多量吹き込み操業においては、微
粉炭の吹き込み限界が炉頂装入されるコークスの冷間強
度と装入時の粒径に大きく依存しており、コークスの冷
間強度と粒径から吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比
を求めることができることを見い出しなされたもので、
羽口から炉内に補助燃料として微粉炭を180kg/溶銑ton
以上吹き込む高炉操業方法において、炉頂装入されるコ
ークスの冷間強度及び装入時の平均粒径の値から、下記
(1)式により、安定した操業を維持しつつ吹き込み可能
な最大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸ（kg/溶銑ton）を求
め、該最大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸを上限として羽
口からの微粉炭吹き込みを行う。PCRＭＡＸ＝14.29×DI
−1.517×10（３−０．００１２１×ｄｃｏ)＋200…
(1)但し、DI ：JIS K 2151に規定されたコークスの冷間
ドラム強度 dco：装入時のコークスの平均粒径（ｍｍ）
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、羽口から炉内に補
助燃料として多量の微粉炭吹き込みを行う高炉操業方法
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】銑鉄製造コストの削減及びコークス炉の
寿命延長のため、高炉における微粉炭多量吹き込み操業
が行われている。この微粉炭多量吹き込み操業では、炉
内になるべく多量の微粉炭を吹き込むことが望ましいた
め、近年吹き込み量の増量化が図られており、最近では
「材料とプロセス11（1998）p834」に示されるように月
間微粉炭吹き込み比で２６６ｋｇ／溶銑tonを記録する
超多量吹き込み高炉も出現している。 【０００３】微粉炭の多量吹き込みを行うと高炉内でコ
ークス粉が増加して蓄積するため、通気性が悪化すると
の報告がある（例えば、「鉄と鋼 Vol.85（1999）p71
7」）。高炉操業においては、固体装入物が炉頂から炉
下部へと降下し、還元性のガスが炉下部から炉頂に向け
て流れることを基本としているため、通気性の確保は極
めて重要である。 【０００４】従来、微粉炭を多量に吹き込んだ場合にお
いても高炉内の通気性を確保するための技術が特開２０
００−１７３１１号公報に開示されている。この技術
は、高炉内でのコークスの粉化の原因をＣＯ２とのガス
化反応（ソリューションロス反応）であると考え、炉内
を半径方向に中心部、中間部、炉壁部に区分して、それ
ぞれの領域の炉頂でのガス組成からソリューションロス
量を演算し、ソリューションロス反応が多い領域のコー
クス粒径が他の領域におけるコークス粒径よりも大きく
なるように、炉頂からコークスを装入するというもので
ある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術によれ
ば、ソリューションロス反応によりコークスが粉化して
コークス粒径が低下しても、その領域におけるコークス
の装入粒径が大きいので、高炉内の通気性を確保できる
としている。しかし、本発明者らが検討した結果、この
従来技術には実用上以下のような問題があることが明ら
かになった。 【０００６】すなわち、高炉内でコークスが粉化する原
因としては、確かにソリューションロス反応によるもの
もあるが、それ以外にも、コークスが炉内で降下する際
にコークスどうし或いは炉壁面との摩擦により粉化した
り、炉頂装入時に装入装置や原料装入面に落下する際の
機械的衝撃により粉化するものもあり、ソリューション
ロス反応だけが原因で粉化するものではない。したがっ
て、このようなソリューションロス反応以外の原因によ
るコークス粉化の割合が比較的高い場合には、上記従来
技術では通気性の悪化を抑えることはできない。 【０００７】また、上記従来技術によれば、コークスの
炉内半径方向の粒度分布を炉頂の装入物分布制御装置
（例えば、ベル−ムーバブルアーマー）などで調整する
としているが、コークスの原料装入面への堆積挙動は炉
頂部でのガス流速、装入装置と原料装入面との距離、原
料装入面の角度等のような時々刻々変化する要因に依存
するため、コークスの炉内半径方向の粒度分布を装入物
分布制御装置等によって正確に制御することは実際には
困難であり、結果的に通気性の悪化を抑えることができ
ない。 【０００８】したがって、上記従来技術に基づく操業
は、微粉炭比１７０ｋｇ／溶銑ton程度以下の高炉操業
では成り立ち得る可能性はあるが、微粉炭比１８０ｋｇ
／溶銑tonを超えるような高微粉炭比操業では全く成り
立たち得ないものである。したがって本発明の目的は、
以上のような従来技術の課題を解決し、微粉炭の多量吹
き込み下においても炉内通気性が良好に保たれ、しかも
銑鉄を安価に製造することができる高炉操業方法を提供
することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、微粉炭多
量吹き込み操業において微粉炭の吹き込み限界を支配し
ている要因について詳細な実験並びに検討を行った。そ
の結果、微粉炭の吹き込み限界が炉頂装入されるコーク
スの冷間強度と装入時の粒径に大きく依存しているこ
と、したがって装入するコークスの冷間強度と粒径から
吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比を求めることがで
き、この最大微粉炭吹き込み比に基づいて羽口から吹き
込む微粉炭量を制御することにより、与えられたコーク
ス品質（粒径、冷間強度）の下で最大の微粉炭吹き込み
比で操業できることを見い出した。 【００１０】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、その特徴は、羽口から炉内に補助燃料として微
粉炭を１８０ｋｇ／溶銑ton以上吹き込む高炉操業方法
において、炉頂装入されるコークスの冷間強度及び装入
時の平均粒径の値から、下記(1)式により、安定した操
業を維持しつつ吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比PC
RＭＡＸ（ｋｇ／溶銑ton）を求め、 PCRＭＡＸ＝14.29×DI−1.517×10（３−０．００１２１×ｄｃｏ）＋200 … (1) 但し、DI ：JIS K 2151に規定されたコークスの冷間ド
ラム強度 dco：装入時のコークスの平均粒径（ｍｍ） 該最大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸを上限として羽口か
ら微粉炭を吹き込むことを特徴とする高炉操業方法であ
る。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細と実施形態に
ついて説明する。本発明者らは過去の高炉操業結果を詳
細に解析し、炉頂装入されるコークスの冷間強度及び装
入時の粒径（平均粒径）と安定操業下で吹き込み可能な
最大微粉炭吹き込み比との間に明確な相関関係があるこ
とを見い出した。その結果を図２に示す。同図は、高炉
操業の安定性を微粉炭吹き込み比と炉頂装入されるコー
クスの冷間強度及び装入時の平均粒径との関係で示した
ものである。ここで、図２は各曲線の上側では操業が安
定化し、各曲線の下側では操業が不安定化したことを示
している。また、操業の不安定化とは、一日にスリップ
現象（原料装入面が１メートル以上瞬時に降下する現
象）が２回以上生じたことを意味している。 【００１２】図２は、微粉炭吹き込み比の増加に伴って
高炉内の通気性が悪化し、操業が不安定化するが、粉化
しにくい高強度のコークス（冷間強度が高いコークス）
を使用することにより、そのような炉内通気性の悪化を
抑制できること、また炉内通気性を良好に保つには、微
粉炭吹き込み比の増加に応じてより高強度のコークスを
使用する必要があることを示している。さらに同図は、
炉内通気性の悪化の抑制には、装入されるコークスの平
均粒径が大きい方が有効であることも示している。ここ
で、コークスの平均粒径としては、例えば重量基準の算
術平均径を用いることができる。この算術平均径は、下
記(2)式により定義される。 【数１】 【００１３】以上の結果からして、高炉の高微粉炭吹き
込み比操業において炉頂装入されるコークスの冷間強度
及び装入時の平均粒径の値から吹き込み可能な最大微粉
炭吹き込み比を求めることができ、この最大微粉炭吹き
込み比を上限として羽口から微粉炭を吹き込むことによ
り、与えられたコークス品質（粒径、冷間強度）の下で
最大の微粉炭吹き込み比で操業を行うことができる。こ
のため本発明では、炉頂装入されるコークスの冷間強度
及び装入時の平均粒径の値から、後述する関係式に基づ
き、安定した操業を維持しつつ吹き込み可能な最大微粉
炭吹き込み比を求め、この最大微粉炭吹き込み比を上限
として羽口から微粉炭を吹き込むものである。これによ
り微粉炭多量吹き込み操業を炉内通気性を悪化させるこ
となく安定して実施することができる。本発明法は、微
粉炭吹き込みによって炉内通気性が悪化する傾向が強い
微粉炭吹き込み比：１８０ｋｇ／溶銑ton以上の高炉操
業を対象とする。 【００１４】ここで図２に示される結果から、炉頂装入
されるコークスの冷間強度及び平均粒径と、安定した操
業を維持しつつ吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比PC
RＭ ＡＸ（ｋｇ／溶銑ton）との関係を定量化することが
でき、具体的には下記(1)式が与えられる。 PCRＭＡＸ＝14.29×DI−1.517×10（３−０．００１２１×ｄｃｏ）＋200 … (1) 但し、DI ：JIS K 2151に規定されたコークスの冷間ド
ラム強度 dco：装入時のコークスの平均粒径（ｍｍ） すなわち、炉頂装入されるコークスの冷間強度（冷間ド
ラム強度）及び装入時の平均粒径に応じて上記(1)式に
より求められる最大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸを限度
として微粉炭を吹き込むことにより、使用コークスの品
質条件下において最大微粉炭吹き込み比で微粉炭吹き込
みを行うことができる。 【００１５】次に、本発明法の一実施形態を図１に基づ
いて説明する。図１において、１は下部に羽口部を備え
た高炉本体、２は前記羽口部に設けられ、炉内に熱風と
微粉炭を吹き込むためのブローパイプであり、このブロ
ーパイプ２の内部には微粉炭吹込用ランス（図示せず）
が配置されている。また、３は炉頂装入されるコークス
７の粒径を測定するための粒径測定装置、４は炉頂装入
されるコークスの冷間強度と平均粒径から吹き込み可能
な最大微粉炭吹き込み比を演算する演算装置、５はこの
演算装置４に対して炉頂装入されるコークスの冷間強度
ＤＩを入力するDI値入力装置、６は微粉炭の吹き込み量
を制御する吹き込み制御装置である。 【００１６】以上のような設備構成において羽口部の吹
き込みランス通じて炉内に微粉炭を吹き込むに際し、炉
頂装入されるコークス７の冷間強度を予め測定してお
き、その値をDI値入力装置５から演算装置４に入力して
おく。炉頂装入されるコークス７の粒径が粒径測定装置
３で測定されるとともに、その測定値からコークス７の
平均粒径が求められる。コークスの平均粒径は、例えば
上記(2)式により求められる。 【００１７】上記粒径測定装置３は、例えば複数の異な
る目開きをもった篩いによってコークスを分級する装置
や所謂トロンメル式（回転篩い）分級装置などにより構
成することができる。これらの装置を用いる場合、高炉
に装入されるコークスの全量を測定することが望ましい
が、それが困難な場合には一部のコークスのみの粒径を
測定するようにしてもよい。このように一部のコークス
のみの粒径を測定する場合には、高炉に装入されるコー
クスの粒径を十分に代表し得るコークス量を予め算出し
ておくことが望ましい。なお、粒径測定装置３は上記の
具体例に限定されるものではなく、コークスの粒径を測
定することが可能な任意の測定手段を用いることができ
る。 【００１８】なお、上記粒径測定装置３は、炉頂に搬送
された段階でのコークスの粒径、より好ましくは装入さ
れる直前のコークスの粒径、特に好ましくは原料装入面
８に落下した状態での若しくは落下直前でのコークスの
粒径を測定できるように配置されることが好ましい。こ
れは、炉内に装入されるコークスは炉頂までの搬送中に
もコークスどうしの摩擦や機械的衝撃が加わることによ
り粉化して粒径が低下するので、できるだけ原料装入面
上でのコークス粒径に近い値を得るためである。但し、
原料装入面８に至るまでのコークスの粒径低下を予め見
積もることが可能であり、測定されたコークス粒径を補
正して原料装入面８上でのコークス粒径を求めることが
できるのであれば、粒径測定装置３によるコークス粒径
の測定は必ずしも上記のような位置で行う必要はない。 【００１９】このようにして粒径測定装置３で得られた
コークスの平均粒径は、先に述べたコークスの冷間強度
と同様、上記演算装置４に入力される。演算装置４で
は、上記(1)式に基づき、前記入力されたコークスの平
均粒径及び冷間強度から微粉炭吹き込み比の上限、すな
わち安定した操業を維持しつつ吹き込み可能な最大微粉
炭吹き込み比PCRＭＡＸが求められる。そして、この最
大微粉炭吹き込み比PCRＭ ＡＸが吹き込み制御装置６に
入力され、この吹き込み制御装置６は、上記最大微粉炭
吹き込み比PCRＭＡＸを超えない限度で最大量の微粉炭
が羽口部から吹き込まれるよう、微粉炭吹き込み量を制
御する。 【００２０】 【実施例】表１に本発明の実施例及び比較例を示す。表
１に示す高炉操業は、内容積が約３４００ｍ３、出銑量
が６６００〜６８００溶銑ton／日の実稼動高炉で行っ
た。なお、各実施例とも微粉炭の燃焼に影響を及ぼす送
風温度、酸素富化率等の条件は一定とした。本発明例１
は冷間ドラム強度ＤＩが９２．９％、装入時の平均粒径
が４８．０ｍｍのコークスを使用した例であり、上記
(1)式から吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比PCR
ＭＡＸが約２００ｋｇ／溶銑tonと計算されたため、微
粉炭吹き込み比をこの最大微粉炭吹き込み比である２０
０ｋｇ／溶銑tonとして操業を行った。この操業ではス
リップ現象は観測されず、高炉操業は極めて安定して推
移したことからコスト的にも良好（安価）に銑鉄を製造
できたものと推定できる。 【００２１】本発明例２は、冷間ドラム強度ＤＩが９
２．９％、装入時の平均粒径が５３．５ｍｍのコークス
を使用した例であり、上記(1)式から吹き込み可能な最
大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸが約２２０ｋｇ／溶銑ton
と計算されたため、微粉炭吹き込み比をこの最大微粉炭
吹き込み比である２２０ｋｇ／溶銑tonとして操業を行
った。この操業でもスリップ現象は観測されず、高炉操
業は極めて安定して推移したことからコスト的にも良好
（安価）に銑鉄を製造できたものと推定できる。 【００２２】本発明例３は、冷間ドラム強度ＤＩが９
１．５％、装入時の平均粒径が４８．０ｍｍのコークス
を使用した例であり、上記(1)式から吹き込み可能な最
大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸが約１８０ｋｇ／溶銑ton
と計算されたため、微粉炭吹き込み比をこの最大微粉炭
吹き込み比である１８０ｋｇ／溶銑tonとして操業を行
った。この操業でもスリップ現象は観測されなかった。
また、この本発明例３は本発明例１に較べて微粉炭吹き
込み比は低下しているが、コークスの冷間ドラム強度Ｄ
Ｉの低下に伴いコークスの製造コストが安くなっている
ことを考慮すると、コスト的には良好（安価）に銑鉄を
製造できたものとみなすことができる。 【００２３】比較例は、冷間ドラム強度ＤＩが９２．９
％、装入時の平均粒径が４８．０ｍｍのコークスを使用
し、２２０ｋｇ／溶銑tonの微粉炭吹き込み比で操業を
行った例であるが、上記(1)式に基づいて使用コークス
の冷間ドラム強度及び装入時の平均粒径から計算される
吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比は約２００ｋｇ／
溶銑tonであり、過剰な微粉炭吹き込み比で操業を行っ
たことになる。このため高炉操業は非常に不安定とな
り、スリップが一日に１５回も発生し、燃料比（微粉炭
吹き込み比＋コークス比）の値は本発明例１に較べて大
きく上昇した。このような燃料比の上昇はコストアップ
につながり、銑鉄の製造コストは不良（コスト高）とい
わざるを得ない。 【００２４】 【表１】 【００２５】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、微粉
炭の多量吹き込み操業を炉内通気性を悪化させることな
く安定して行うことができ、このような安定した微粉炭
多量吹き込みにより従来法に較べて銑鉄製造コストを大
幅に削減することができる。
助燃料として多量の微粉炭吹き込みを行う高炉操業方法
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】銑鉄製造コストの削減及びコークス炉の
寿命延長のため、高炉における微粉炭多量吹き込み操業
が行われている。この微粉炭多量吹き込み操業では、炉
内になるべく多量の微粉炭を吹き込むことが望ましいた
め、近年吹き込み量の増量化が図られており、最近では
「材料とプロセス11（1998）p834」に示されるように月
間微粉炭吹き込み比で２６６ｋｇ／溶銑tonを記録する
超多量吹き込み高炉も出現している。 【０００３】微粉炭の多量吹き込みを行うと高炉内でコ
ークス粉が増加して蓄積するため、通気性が悪化すると
の報告がある（例えば、「鉄と鋼 Vol.85（1999）p71
7」）。高炉操業においては、固体装入物が炉頂から炉
下部へと降下し、還元性のガスが炉下部から炉頂に向け
て流れることを基本としているため、通気性の確保は極
めて重要である。 【０００４】従来、微粉炭を多量に吹き込んだ場合にお
いても高炉内の通気性を確保するための技術が特開２０
００−１７３１１号公報に開示されている。この技術
は、高炉内でのコークスの粉化の原因をＣＯ２とのガス
化反応（ソリューションロス反応）であると考え、炉内
を半径方向に中心部、中間部、炉壁部に区分して、それ
ぞれの領域の炉頂でのガス組成からソリューションロス
量を演算し、ソリューションロス反応が多い領域のコー
クス粒径が他の領域におけるコークス粒径よりも大きく
なるように、炉頂からコークスを装入するというもので
ある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術によれ
ば、ソリューションロス反応によりコークスが粉化して
コークス粒径が低下しても、その領域におけるコークス
の装入粒径が大きいので、高炉内の通気性を確保できる
としている。しかし、本発明者らが検討した結果、この
従来技術には実用上以下のような問題があることが明ら
かになった。 【０００６】すなわち、高炉内でコークスが粉化する原
因としては、確かにソリューションロス反応によるもの
もあるが、それ以外にも、コークスが炉内で降下する際
にコークスどうし或いは炉壁面との摩擦により粉化した
り、炉頂装入時に装入装置や原料装入面に落下する際の
機械的衝撃により粉化するものもあり、ソリューション
ロス反応だけが原因で粉化するものではない。したがっ
て、このようなソリューションロス反応以外の原因によ
るコークス粉化の割合が比較的高い場合には、上記従来
技術では通気性の悪化を抑えることはできない。 【０００７】また、上記従来技術によれば、コークスの
炉内半径方向の粒度分布を炉頂の装入物分布制御装置
（例えば、ベル−ムーバブルアーマー）などで調整する
としているが、コークスの原料装入面への堆積挙動は炉
頂部でのガス流速、装入装置と原料装入面との距離、原
料装入面の角度等のような時々刻々変化する要因に依存
するため、コークスの炉内半径方向の粒度分布を装入物
分布制御装置等によって正確に制御することは実際には
困難であり、結果的に通気性の悪化を抑えることができ
ない。 【０００８】したがって、上記従来技術に基づく操業
は、微粉炭比１７０ｋｇ／溶銑ton程度以下の高炉操業
では成り立ち得る可能性はあるが、微粉炭比１８０ｋｇ
／溶銑tonを超えるような高微粉炭比操業では全く成り
立たち得ないものである。したがって本発明の目的は、
以上のような従来技術の課題を解決し、微粉炭の多量吹
き込み下においても炉内通気性が良好に保たれ、しかも
銑鉄を安価に製造することができる高炉操業方法を提供
することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、微粉炭多
量吹き込み操業において微粉炭の吹き込み限界を支配し
ている要因について詳細な実験並びに検討を行った。そ
の結果、微粉炭の吹き込み限界が炉頂装入されるコーク
スの冷間強度と装入時の粒径に大きく依存しているこ
と、したがって装入するコークスの冷間強度と粒径から
吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比を求めることがで
き、この最大微粉炭吹き込み比に基づいて羽口から吹き
込む微粉炭量を制御することにより、与えられたコーク
ス品質（粒径、冷間強度）の下で最大の微粉炭吹き込み
比で操業できることを見い出した。 【００１０】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、その特徴は、羽口から炉内に補助燃料として微
粉炭を１８０ｋｇ／溶銑ton以上吹き込む高炉操業方法
において、炉頂装入されるコークスの冷間強度及び装入
時の平均粒径の値から、下記(1)式により、安定した操
業を維持しつつ吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比PC
RＭＡＸ（ｋｇ／溶銑ton）を求め、 PCRＭＡＸ＝14.29×DI−1.517×10（３−０．００１２１×ｄｃｏ）＋200 … (1) 但し、DI ：JIS K 2151に規定されたコークスの冷間ド
ラム強度 dco：装入時のコークスの平均粒径（ｍｍ） 該最大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸを上限として羽口か
ら微粉炭を吹き込むことを特徴とする高炉操業方法であ
る。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細と実施形態に
ついて説明する。本発明者らは過去の高炉操業結果を詳
細に解析し、炉頂装入されるコークスの冷間強度及び装
入時の粒径（平均粒径）と安定操業下で吹き込み可能な
最大微粉炭吹き込み比との間に明確な相関関係があるこ
とを見い出した。その結果を図２に示す。同図は、高炉
操業の安定性を微粉炭吹き込み比と炉頂装入されるコー
クスの冷間強度及び装入時の平均粒径との関係で示した
ものである。ここで、図２は各曲線の上側では操業が安
定化し、各曲線の下側では操業が不安定化したことを示
している。また、操業の不安定化とは、一日にスリップ
現象（原料装入面が１メートル以上瞬時に降下する現
象）が２回以上生じたことを意味している。 【００１２】図２は、微粉炭吹き込み比の増加に伴って
高炉内の通気性が悪化し、操業が不安定化するが、粉化
しにくい高強度のコークス（冷間強度が高いコークス）
を使用することにより、そのような炉内通気性の悪化を
抑制できること、また炉内通気性を良好に保つには、微
粉炭吹き込み比の増加に応じてより高強度のコークスを
使用する必要があることを示している。さらに同図は、
炉内通気性の悪化の抑制には、装入されるコークスの平
均粒径が大きい方が有効であることも示している。ここ
で、コークスの平均粒径としては、例えば重量基準の算
術平均径を用いることができる。この算術平均径は、下
記(2)式により定義される。 【数１】 【００１３】以上の結果からして、高炉の高微粉炭吹き
込み比操業において炉頂装入されるコークスの冷間強度
及び装入時の平均粒径の値から吹き込み可能な最大微粉
炭吹き込み比を求めることができ、この最大微粉炭吹き
込み比を上限として羽口から微粉炭を吹き込むことによ
り、与えられたコークス品質（粒径、冷間強度）の下で
最大の微粉炭吹き込み比で操業を行うことができる。こ
のため本発明では、炉頂装入されるコークスの冷間強度
及び装入時の平均粒径の値から、後述する関係式に基づ
き、安定した操業を維持しつつ吹き込み可能な最大微粉
炭吹き込み比を求め、この最大微粉炭吹き込み比を上限
として羽口から微粉炭を吹き込むものである。これによ
り微粉炭多量吹き込み操業を炉内通気性を悪化させるこ
となく安定して実施することができる。本発明法は、微
粉炭吹き込みによって炉内通気性が悪化する傾向が強い
微粉炭吹き込み比：１８０ｋｇ／溶銑ton以上の高炉操
業を対象とする。 【００１４】ここで図２に示される結果から、炉頂装入
されるコークスの冷間強度及び平均粒径と、安定した操
業を維持しつつ吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比PC
RＭ ＡＸ（ｋｇ／溶銑ton）との関係を定量化することが
でき、具体的には下記(1)式が与えられる。 PCRＭＡＸ＝14.29×DI−1.517×10（３−０．００１２１×ｄｃｏ）＋200 … (1) 但し、DI ：JIS K 2151に規定されたコークスの冷間ド
ラム強度 dco：装入時のコークスの平均粒径（ｍｍ） すなわち、炉頂装入されるコークスの冷間強度（冷間ド
ラム強度）及び装入時の平均粒径に応じて上記(1)式に
より求められる最大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸを限度
として微粉炭を吹き込むことにより、使用コークスの品
質条件下において最大微粉炭吹き込み比で微粉炭吹き込
みを行うことができる。 【００１５】次に、本発明法の一実施形態を図１に基づ
いて説明する。図１において、１は下部に羽口部を備え
た高炉本体、２は前記羽口部に設けられ、炉内に熱風と
微粉炭を吹き込むためのブローパイプであり、このブロ
ーパイプ２の内部には微粉炭吹込用ランス（図示せず）
が配置されている。また、３は炉頂装入されるコークス
７の粒径を測定するための粒径測定装置、４は炉頂装入
されるコークスの冷間強度と平均粒径から吹き込み可能
な最大微粉炭吹き込み比を演算する演算装置、５はこの
演算装置４に対して炉頂装入されるコークスの冷間強度
ＤＩを入力するDI値入力装置、６は微粉炭の吹き込み量
を制御する吹き込み制御装置である。 【００１６】以上のような設備構成において羽口部の吹
き込みランス通じて炉内に微粉炭を吹き込むに際し、炉
頂装入されるコークス７の冷間強度を予め測定してお
き、その値をDI値入力装置５から演算装置４に入力して
おく。炉頂装入されるコークス７の粒径が粒径測定装置
３で測定されるとともに、その測定値からコークス７の
平均粒径が求められる。コークスの平均粒径は、例えば
上記(2)式により求められる。 【００１７】上記粒径測定装置３は、例えば複数の異な
る目開きをもった篩いによってコークスを分級する装置
や所謂トロンメル式（回転篩い）分級装置などにより構
成することができる。これらの装置を用いる場合、高炉
に装入されるコークスの全量を測定することが望ましい
が、それが困難な場合には一部のコークスのみの粒径を
測定するようにしてもよい。このように一部のコークス
のみの粒径を測定する場合には、高炉に装入されるコー
クスの粒径を十分に代表し得るコークス量を予め算出し
ておくことが望ましい。なお、粒径測定装置３は上記の
具体例に限定されるものではなく、コークスの粒径を測
定することが可能な任意の測定手段を用いることができ
る。 【００１８】なお、上記粒径測定装置３は、炉頂に搬送
された段階でのコークスの粒径、より好ましくは装入さ
れる直前のコークスの粒径、特に好ましくは原料装入面
８に落下した状態での若しくは落下直前でのコークスの
粒径を測定できるように配置されることが好ましい。こ
れは、炉内に装入されるコークスは炉頂までの搬送中に
もコークスどうしの摩擦や機械的衝撃が加わることによ
り粉化して粒径が低下するので、できるだけ原料装入面
上でのコークス粒径に近い値を得るためである。但し、
原料装入面８に至るまでのコークスの粒径低下を予め見
積もることが可能であり、測定されたコークス粒径を補
正して原料装入面８上でのコークス粒径を求めることが
できるのであれば、粒径測定装置３によるコークス粒径
の測定は必ずしも上記のような位置で行う必要はない。 【００１９】このようにして粒径測定装置３で得られた
コークスの平均粒径は、先に述べたコークスの冷間強度
と同様、上記演算装置４に入力される。演算装置４で
は、上記(1)式に基づき、前記入力されたコークスの平
均粒径及び冷間強度から微粉炭吹き込み比の上限、すな
わち安定した操業を維持しつつ吹き込み可能な最大微粉
炭吹き込み比PCRＭＡＸが求められる。そして、この最
大微粉炭吹き込み比PCRＭ ＡＸが吹き込み制御装置６に
入力され、この吹き込み制御装置６は、上記最大微粉炭
吹き込み比PCRＭＡＸを超えない限度で最大量の微粉炭
が羽口部から吹き込まれるよう、微粉炭吹き込み量を制
御する。 【００２０】 【実施例】表１に本発明の実施例及び比較例を示す。表
１に示す高炉操業は、内容積が約３４００ｍ３、出銑量
が６６００〜６８００溶銑ton／日の実稼動高炉で行っ
た。なお、各実施例とも微粉炭の燃焼に影響を及ぼす送
風温度、酸素富化率等の条件は一定とした。本発明例１
は冷間ドラム強度ＤＩが９２．９％、装入時の平均粒径
が４８．０ｍｍのコークスを使用した例であり、上記
(1)式から吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比PCR
ＭＡＸが約２００ｋｇ／溶銑tonと計算されたため、微
粉炭吹き込み比をこの最大微粉炭吹き込み比である２０
０ｋｇ／溶銑tonとして操業を行った。この操業ではス
リップ現象は観測されず、高炉操業は極めて安定して推
移したことからコスト的にも良好（安価）に銑鉄を製造
できたものと推定できる。 【００２１】本発明例２は、冷間ドラム強度ＤＩが９
２．９％、装入時の平均粒径が５３．５ｍｍのコークス
を使用した例であり、上記(1)式から吹き込み可能な最
大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸが約２２０ｋｇ／溶銑ton
と計算されたため、微粉炭吹き込み比をこの最大微粉炭
吹き込み比である２２０ｋｇ／溶銑tonとして操業を行
った。この操業でもスリップ現象は観測されず、高炉操
業は極めて安定して推移したことからコスト的にも良好
（安価）に銑鉄を製造できたものと推定できる。 【００２２】本発明例３は、冷間ドラム強度ＤＩが９
１．５％、装入時の平均粒径が４８．０ｍｍのコークス
を使用した例であり、上記(1)式から吹き込み可能な最
大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸが約１８０ｋｇ／溶銑ton
と計算されたため、微粉炭吹き込み比をこの最大微粉炭
吹き込み比である１８０ｋｇ／溶銑tonとして操業を行
った。この操業でもスリップ現象は観測されなかった。
また、この本発明例３は本発明例１に較べて微粉炭吹き
込み比は低下しているが、コークスの冷間ドラム強度Ｄ
Ｉの低下に伴いコークスの製造コストが安くなっている
ことを考慮すると、コスト的には良好（安価）に銑鉄を
製造できたものとみなすことができる。 【００２３】比較例は、冷間ドラム強度ＤＩが９２．９
％、装入時の平均粒径が４８．０ｍｍのコークスを使用
し、２２０ｋｇ／溶銑tonの微粉炭吹き込み比で操業を
行った例であるが、上記(1)式に基づいて使用コークス
の冷間ドラム強度及び装入時の平均粒径から計算される
吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比は約２００ｋｇ／
溶銑tonであり、過剰な微粉炭吹き込み比で操業を行っ
たことになる。このため高炉操業は非常に不安定とな
り、スリップが一日に１５回も発生し、燃料比（微粉炭
吹き込み比＋コークス比）の値は本発明例１に較べて大
きく上昇した。このような燃料比の上昇はコストアップ
につながり、銑鉄の製造コストは不良（コスト高）とい
わざるを得ない。 【００２４】 【表１】 【００２５】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、微粉
炭の多量吹き込み操業を炉内通気性を悪化させることな
く安定して行うことができ、このような安定した微粉炭
多量吹き込みにより従来法に較べて銑鉄製造コストを大
幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す説明図
【図２】高炉操業の安定性を、微粉炭吹き込み比と炉頂
装入されるコークスの冷間強度及び装入時の平均粒径と
の関係で示すグラフ 【符号の説明】 １…高炉本体、２…ブローパイプ、３…粒径測定装置、
４…演算装置、５…DI値入力装置、６…吹き込み制御装
置、７…コークス、８…原料装入面
装入されるコークスの冷間強度及び装入時の平均粒径と
の関係で示すグラフ 【符号の説明】 １…高炉本体、２…ブローパイプ、３…粒径測定装置、
４…演算装置、５…DI値入力装置、６…吹き込み制御装
置、７…コークス、８…原料装入面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 有山 達郎
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日
本鋼管株式会社内
(72)発明者 村尾 明紀
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日
本鋼管株式会社内
(72)発明者 後藤 和也
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日
本鋼管株式会社内
(72)発明者 森 候寿
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日
本鋼管株式会社内
(72)発明者 早坂 祥和
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日
本鋼管株式会社内
Ｆターム(参考） 4K012 BA04 BB05 BE01 BE06
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 羽口から炉内に補助燃料として微粉炭を
１８０ｋｇ／溶銑ton以上吹き込む高炉操業方法におい
て、炉頂装入されるコークスの冷間強度及び装入時の平
均粒径の値から、下記(1)式により、安定した操業を維
持しつつ吹き込み可能な最大微粉炭吹き込み比PCR
ＭＡＸ（ｋｇ／溶銑ton）を求め、 PCRＭＡＸ＝14.29×DI−1.517×10（３−０．００１２１×ｄｃｏ）＋200 … (1) 但し、DI ：JIS K 2151に規定されたコークスの冷間ド
ラム強度 dco：装入時のコークスの平均粒径（ｍｍ） 該最大微粉炭吹き込み比PCRＭＡＸを上限として羽口か
ら微粉炭を吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001286230A JP2003096509A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 高炉操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001286230A JP2003096509A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 高炉操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003096509A true JP2003096509A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19109255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001286230A Pending JP2003096509A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 高炉操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003096509A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101344967B1 (ko) | 2011-08-30 | 2013-12-24 | 현대제철 주식회사 | 고로 용선온도 변화 추이 예측방법 |
-
2001
- 2001-09-20 JP JP2001286230A patent/JP2003096509A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101344967B1 (ko) | 2011-08-30 | 2013-12-24 | 현대제철 주식회사 | 고로 용선온도 변화 추이 예측방법 |
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