JP2011058097A - Blast furnace operation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、結晶水及び付着水分量が多く、しかも脈鉱成分が多い高結晶水鉱石を使用する高炉の操業方法に関する。 The present invention relates to a method of operating a blast furnace using high crystal water ore with a large amount of crystal water and adhering water content and a large amount of mine components.
高炉は、例えば、焼結鉱、鉄鉱石(塊状鉱石)、及びペレットを有する鉄原料(主原料)と、コークス及び副原料(蛇紋岩等)を、炉頂より装入して操業している。この鉄鉱石としては、比較的還元性が良く、しかも熱割れ性の少ない優良鉄鉱石、例えば、ニューマン鉱石を、通常、鉄原料全体量の5質量%以上20質量%以下程度使用している。
また、鉄原料としては、多孔質で結晶水及び付着水分量が多く、しかも脈鉱成分(スラグとなる成分)の多い安価な高結晶水鉱石、例えば、ローブリバー鉱石又はヤンディ鉱石も使用されているが、この高結晶水鉱石を高炉へ直接装入する場合、高炉シャフト部での昇温遅れ及び還元遅れを惹起する。なお、この高結晶水鉱石は、加熱により結晶水が離脱して高炉炉内で粉化し易い傾向もある。
The blast furnace operates, for example, by charging iron raw material (main raw material) having sintered ore, iron ore (bulky ore), and pellets, coke and auxiliary raw materials (serpentine, etc.) from the top of the furnace. . As this iron ore, an excellent iron ore having relatively good reducibility and less heat cracking property, such as Newman ore, is usually used in an amount of 5% by mass to 20% by mass of the total amount of iron raw material.
In addition, as a raw material for iron, an inexpensive high crystal water ore, such as a lobe river ore or yandi ore, which is porous and has a large amount of crystal water and adhering moisture, and also has a lot of mine components (components that become slag) is used. However, when this high crystal water ore is directly charged into the blast furnace, a temperature rise delay and a reduction delay occur in the blast furnace shaft portion. In addition, this high crystal water ore tends to be easily pulverized in the blast furnace because the crystal water is released by heating.
高炉シャフト部での昇温遅れ及び還元遅れは、鉄鉱石の軟化及び融着の終了位置を高炉の下部に移行(融着帯下面が下降)し、鉄原料の間接還元率の低下を招くと共に、炉底に滴下するスラグ溶融物であるFeO量を増大させる。このため、以下に示す吸熱反応量が増し、炉芯温度の低下及びスラグ量の増大を引き起し、更には、炉内に形成される融着帯の肥大化により、炉下部の通気性が悪化して、高炉の安定操業の維持が困難となり、還元材比の上昇を余儀なくしていた。
FeO+C→Fe+CO
このように、高炉シャフト部での昇温遅れ及び還元遅れにより、安定した高炉操業を維持できなくなることが懸念されるため、従来は、高結晶水鉱石を直接高炉に装入することなく、破砕して焼結鉱の原料に使用している。
The temperature rise delay and reduction delay at the blast furnace shaft part cause the iron ore softening and fusion end position to move to the lower part of the blast furnace (the lower surface of the fusion zone descends), leading to a reduction in the indirect reduction rate of the iron raw material. The amount of FeO that is a slag melt dripped at the furnace bottom is increased. For this reason, the endothermic reaction amount shown below increases, causing a decrease in the furnace core temperature and an increase in the amount of slag, and further, due to the enlargement of the cohesive zone formed in the furnace, the permeability of the lower part of the furnace is increased. Deteriorating, it became difficult to maintain stable operation of the blast furnace, and forced to increase the ratio of reducing materials.
FeO + C → Fe + CO
As described above, since there is a concern that stable blast furnace operation cannot be maintained due to a temperature rise delay and a reduction delay in the blast furnace shaft portion, conventionally, the high crystal water ore is not directly charged into the blast furnace, but is crushed. It is used as a raw material for sintered ore.
しかし、高結晶水鉱石を破砕し焼結鉱にして高炉へ装入する場合、焼結鉱の製造コストがかかり経済的でない。
そこで、高結晶水鉱石を焼結鉱にすることなく高炉へ装入する方法として、例えば、特許文献1のような、炉内で粉化する熱割れ性鉱石を炉壁付近に、前記した優良鉄鉱石を炉中心部にそれぞれ装入し、炉中央部のガス上昇流を確保しつつ、熱割れ性鉱石を使用する方法を適用することが考えられる。ここで、熱割れ性鉱石の代わりに高結晶水鉱石を使用する。
However, when high crystal water ore is crushed and made into a sintered ore and charged into a blast furnace, the production cost of the sintered ore increases and is not economical.
Therefore, as a method of charging a high crystal water ore into a blast furnace without making it into a sintered ore, for example, as described in
しかしながら、熱割れ性鉱石の代わりに高結晶水鉱石を使用して高炉へ装入する場合、本発明者らの知見では、高炉へ装入可能な、即ち炉中央部のガス上昇流が確保できる範囲での高結晶水鉱石量が、鉄原料全体量の5質量%以下程度であり、それ以上になると高炉操業が不安定になった。このため、高結晶水鉱石の使用量を更に増加させることができない。
また、高結晶水鉱石を炉壁付近に理想的に装入することは困難であるという問題もあった。
However, when charging a blast furnace using a high crystal water ore instead of a hot-cracking ore, the inventors' knowledge is that charging into the blast furnace, that is, a gas upward flow at the center of the furnace can be secured. The amount of high crystal water ore in the range is about 5% by mass or less of the total amount of the iron raw material, and the blast furnace operation becomes unstable when the amount is higher. For this reason, the usage-amount of a high crystal water ore cannot be increased further.
There is also a problem that it is difficult to ideally charge the high crystal water ore near the furnace wall.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、結晶水及び付着水分が多く、しかも脈鉱成分の多い安価な高結晶水鉱石を、従来のように焼結工程を経ることなく高炉へ装入することができ、例えば、原料コストを低減し、また炉内温度の低下を抑制して還元材比を低減し、経済的かつ安定に操業を行う高炉の操業方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and charged high-crystal water ore with a large amount of crystal water and adhering water and a large amount of veining components into a blast furnace without passing through a sintering process as in the prior art. For example, an object of the present invention is to provide a method of operating a blast furnace that reduces the raw material cost, suppresses a decrease in the temperature in the furnace, reduces the reducing material ratio, and operates economically and stably. .
前記目的に沿う本発明に係る高炉の操業方法は、鉄原料に含まれる塊状鉱石に、結晶水を3質量%以上含有する高結晶水鉱石を、前記鉄原料に対して5質量%を超える量使用するに際し、少なくとも5質量%の超過量の該高結晶水鉱石を加熱処理し、該少なくとも5質量%の超過量の該高結晶水鉱石の付着水分量が4質量%以下になるまで乾燥した後、この乾燥した前記高結晶水鉱石を、高炉の炉内に装入する。 The operation method of the blast furnace according to the present invention in accordance with the above object is that the amount of the high crystal water ore containing 3% by mass or more of crystal water in the massive ore contained in the iron material exceeds 5% by mass with respect to the iron material. At the time of use, at least 5% by mass of the high crystal water ore is heat-treated and dried until the adhering water amount of the at least 5% by mass of the high crystal water ore is 4% by mass or less. after, the dried the high crystal water ore is charged to the blast furnace in the furnace.
本発明に係る高炉の操業方法において、前記加熱処理は、前記高結晶水鉱石を常温以上の温度の焼結鉱に接触させて行うことが好ましい。
本発明に係る高炉の操業方法において、前記高結晶水鉱石との接触開始時の前記焼結鉱の温度を50℃以上200℃以下とし、その接触時間を10分以上にすることが好ましい。
本発明に係る高炉の操業方法において、前記高結晶水鉱石は多孔質であることが好ましい。
In the blast furnace operating method according to the present invention, it is preferable that the heat treatment is performed by bringing the high crystal water ore into contact with a sintered ore having a temperature of room temperature or higher.
In the operation method of the blast furnace according to the present invention, it is preferable that the temperature of the sintered ore at the start of contact with the high crystal water ore is 50 ° C. or more and 200 ° C. or less and the contact time is 10 minutes or more.
In the method for operating a blast furnace according to the present invention, the high crystal water ore is preferably porous.
請求項1〜4記載の高炉の操業方法は、結晶水及び付着水分が高く、しかも脈鉱成分の多い安価な高結晶水鉱石を、加熱処理して乾燥し付着水分量を低減するので、従来のように破砕して焼結鉱とすることなく、塊状態のまま高炉に装入しても、高炉シャフト部での昇温遅れ及び還元遅れを抑制でき、高炉を安定に操業できる。また、高結晶水鉱石を焼結鉱にすることなく高炉へ装入できるため、原料コスト及び製造コストを低減できる。
そして、例えば、高結晶水鉱石の付着水分量に応じて、その使用量を調整することにより、安定した高炉操業を維持することが可能になり、この分野における効果は多大なものになる。
Since the operation method of the blast furnace according to
And, for example, by adjusting the amount of water used depending on the amount of water adhering to the high crystal water ore, it becomes possible to maintain stable blast furnace operation, and the effects in this field become enormous.
特に、請求項2記載の高炉の操業方法は、現状製造している焼結鉱を高結晶水鉱石の加熱処理のための熱源として利用することで、熱源設備を新たに用意することなく高結晶水鉱石を乾燥できる。
In particular, the method for operating a blast furnace according to
請求項3記載の高炉の操業方法は、高結晶水鉱石に接触する際の焼結鉱の温度と時間を規定することで、焼結鉱を熱源として利用しながら、例えば、大規模な設備投資を実施することなく、適切な加熱処理を実施できる。
The method for operating a blast furnace according to
請求項4記載の高炉の操業方法は、高結晶水鉱石が多孔質であるので、高結晶水鉱石を加熱処理して乾燥することで、高結晶水鉱石が有する多数の気孔から付着水分を除去できる。これにより、高結晶水鉱石の表面積を大きくできるので、反応面積を広げて還元速度の向上を図り、還元材比を低減でき、溶銑の生産性を良好にできる。
In the method of operating a blast furnace according to
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る高炉の操業方法は、結晶水を3質量%以上含有する高結晶水鉱石を加熱処理し、その付着水分量が4質量%以下になるまで乾燥した後、この乾燥した高結晶水鉱石を、高炉10に装入する塊状鉱石の一部又は全部に使用し、塊状鉱石を高炉10の炉内に装入する。以下、詳しく説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIG. 1, the operation method of the blast furnace which concerns on one embodiment of this invention heat-processes the high crystal water ore containing 3 mass% or more of crystallization water, and the moisture content is 4 mass% or less. Then, the dried high crystal water ore is used for part or all of the massive ore charged into the
鉄原料である塊状鉱石と焼結鉱は、高炉10の鉄原料貯蔵庫(鉱石庫ともいう)11に輸送されて貯蔵された後、サージホッパー12へ送られ、高炉10へ所定量ずつ装入される。このとき、塊状鉱石は、鉄原料貯蔵庫11に直接輸送されることなく、その前に需要調整のためヤードに、一時屋外保管しておく場合が多い。
塊状鉱石に使用する高結晶水鉱石は、従来の優良鉱石に比べて結晶水を多く含み(例えば、3質量%以上程度、著しい場合は5質量%以上11質量%以下)、内部に多数の空隙を有し、表層部に多数の気孔(気孔率は、例えば、優良鉱石の場合15%未満程度、高結晶水鉱石の場合15%以上40%以下程度)を有する多孔質(例えば、軽石状態)である傾向がある。このように、高結晶水鉱石は結晶水を多く含むため、加熱される際に結晶水が離脱し、高炉炉内で粉化し易い傾向がある。また、多孔質であるため水分を吸着し易く、例えば、雨水のような付着水分が多い傾向にあり(通常の屋外保管による付着水分量は、優良鉱石の場合:3質量%程度、高結晶水鉱石の場合:6質量%以上)、付着水分により多数の気孔が閉塞されている。
Bulk ore and sintered ore, which are iron raw materials, are transported to and stored in an iron raw material storage (also referred to as ore storage) 11 of the
High crystal water ore used for massive ore contains more crystal water than conventional fine ore (for example, about 3% by mass or more, 5 to 11% by mass in the case of remarkable), and has many voids inside. And having a large number of pores in the surface layer (porosity is, for example, less than 15% in the case of excellent ore, and 15% to 40% in the case of high crystal water ore) (for example, pumice state) Tend to be. As described above, since the high crystal water ore contains a large amount of crystal water, the crystal water is detached when heated and tends to be pulverized easily in the blast furnace furnace. In addition, since it is porous, it tends to adsorb moisture, for example, it tends to have a large amount of adhering moisture such as rainwater (the amount of adhering moisture in ordinary outdoor storage is about 3% by mass in the case of excellent ore: high crystal water In the case of ore: 6% by mass or more), a large number of pores are blocked by adhering moisture.
なお、前記した気孔率(%)は、一般にPAC(Pore And Concave)法と呼ばれる方法を採用し、以下の式に基づいて算出している。
{(真比重)−(見掛け比重)}/(見掛け比重)×100
ここでは、105℃で2時間乾燥した塊状鉱石に対し、「鉄と鋼」誌 Vol.83(1997)No.2,p109の論文記載の推奨条件を使用して求めた。なお、この文献における真比重は、JIS M8717によって求め、見掛け比重測定に際しては、この論文記載のフィルムAで塊状鉱石を包んで求めた。
The porosity (%) described above is calculated on the basis of the following formula, adopting a method generally called PAC (Pore And Concavate) method.
{(True specific gravity)-(apparent specific gravity)} / (apparent specific gravity) × 100
Here, “Iron and Steel”, Vol. 83 (1997) no. 2, p109, using the recommended conditions described in the paper. In addition, the true specific gravity in this literature was calculated | required by JISM8717, and in the case of apparent specific gravity measurement, it obtained by wrapping block ore with the film A of this paper description.
この高結晶水鉱石を高炉に装入する場合、付着水分が高炉炉内で蒸発し、炉内温度が低下して、炉内のガス流速が低下する(温度低下分だけ体積が収縮)。これにより、高炉炉壁全周に配置された羽口から吹き込まれるガス流の相互作用により生成する炉中央部のガス上昇流が弱まり、炉壁に沿うガス上昇流が増加し、更に高炉中央部の温度低下の原因になる。
ここで、上記した現象について、図2を参照しながら説明する。なお、図2は、塊状鉱石の一部に高結晶水鉱石を用いた際の高炉炉内の温度分布(炉頂部分)である。
図2中の◇印は、鉄原料中の塊状鉱石の一部として、高結晶水鉱石を通常操業時の鉄原料の5質量%使用した温度分布である。通常、炉内においては、炉頂からの装入物の粒度に応じて粒度偏析が起こり、炉中央部に比較的粒度大の装入物が集積する傾向があり、ガス上昇流(炉頂に向かう流れ)は、主として炉中央部を流れる(安定した流れとなる)。しかし、図2中の■印のように、高結晶水鉱石の使用量を鉄原料の8質量%まで増加させた場合、炉中央部のガス上昇流が弱まり、炉壁付近のガス上昇流が強まる傾向があり、炉壁付近のガス上昇流の分布が不安定になり、炉内の鉄原料還元反応が不安定となり、高炉操業が不安定になる。
When this high crystal water ore is charged into a blast furnace, the adhering moisture evaporates in the blast furnace, the furnace temperature decreases, and the gas flow rate in the furnace decreases (the volume shrinks by the temperature decrease). As a result, the gas upward flow at the center of the furnace generated by the interaction of the gas flow blown from the tuyere arranged around the blast furnace wall is weakened, the gas upward flow along the furnace wall is increased, and further the blast furnace central portion Cause temperature drop.
Here, the above phenomenon will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 2 is a temperature distribution (furnace top part) in a blast furnace when a high crystal water ore is used as a part of massive ore.
In FIG. 2, the symbol ◇ indicates a temperature distribution in which 5% by mass of high-crystal water ore is used as part of the massive ore in the iron raw material during normal operation. Normally, in the furnace, particle size segregation occurs according to the particle size of the charge from the top of the furnace, and there is a tendency for a relatively large particle size charge to accumulate in the center of the furnace. The main flow) mainly flows in the center of the furnace (stable flow). However, when the amount of high crystal water ore used is increased to 8% by mass of the iron raw material as shown by the ■ mark in FIG. 2, the gas upward flow at the center of the furnace weakens and the gas upward flow near the furnace wall There is a tendency to increase, the distribution of the gas upward flow near the furnace wall becomes unstable, the iron raw material reduction reaction in the furnace becomes unstable, and the blast furnace operation becomes unstable.
特に、図3に示すように、付着水分量が高結晶水鉱石の4質量%を超える場合、この傾向が顕著となる。なお、図3は、乾燥処理していない優良鉱石又は高結晶水鉱石を使用した場合の高炉操業時の調査結果を示している。
また、高結晶水鉱石は、高温のガスで急激に加熱されることにより、結晶水が離脱して割れが発生して粉化する。前述したように、付着水分の影響により、高炉中央部における温度低下が顕著になるため、高結晶水鉱石の粉化が相対的に進行し易い。
このように、高結晶水鉱石の結晶水離脱の際に粉化が起こるが、炉中央部の温度低下が顕著となって炉中央部で粉化が起こり易く、この粉化した鉱石が、粗粒部の鉄原料が形成する空間を埋め、炉中央部のガス上昇流が阻害され、結果として炉壁付近のガス上昇流が増加し、炉中央部の温度が更に低下する。
In particular, as shown in FIG. 3, this tendency becomes remarkable when the amount of adhering water exceeds 4% by mass of the high crystal water ore. In addition, FIG. 3 has shown the investigation result at the time of blast furnace operation at the time of using the excellent ore or the high crystal water ore which is not dried.
Also, the high crystal water ore is rapidly heated with a high-temperature gas, whereby the crystal water is separated and cracks are generated and pulverized. As described above, the temperature drop in the central portion of the blast furnace becomes remarkable due to the influence of adhering moisture, so that the crystallization of the high crystal water ore is relatively easy to proceed.
Thus, pulverization occurs when crystallization water of high-crystal water ore is released, but the temperature drop in the center of the furnace becomes remarkable, and pulverization is likely to occur in the center of the furnace. The space formed by the iron raw material in the grain part is filled, and the gas upward flow in the center of the furnace is obstructed. As a result, the gas upward flow in the vicinity of the furnace wall increases and the temperature in the center of the furnace further decreases.
このような、高結晶水鉱石の粉化の発生を抑制する手段として、高結晶水鉱石を高炉装入前に熱処理して結晶水を予め離脱させておくことが考えられるが、例えば、粉化が進行して塊状鉱石として使用できる量が減少する問題があり、また結晶水離脱には250℃以上の加熱温度で長時間処理する必要があるため、加熱装置が過大となるため好ましくない。
そこで、上記した方法に比べて安価に実施できる付着水分の低減を主眼とした。このように、付着水分を低減することにより、炉内温度の低下を抑制でき、前記したメカニズムにより炉中央部のガス上昇流の弱まりを抑制できるが、不可避的な炉内温度の低下は発生する。しかし、多孔質である高結晶水鉱石の気孔に存在していた付着水分の減少により、外気に接触可能な高結晶水鉱石の表面積が増加し、還元反応面積が増加する。これにより、温度低下による鉄原料の還元速度の低下が補われ得るため、むしろ付着水分が高結晶水鉱石の4質量%以下であれば、鉄原料全体の還元速度を向上できる。
また、鉄原料に対する高結晶水鉱石の使用量が、通常操業時の5質量%を超える場合において、上記した効果が特に顕著となる。従って、高結晶水鉱石の使用量(A質量%)が鉄原料の5質量%を超える場合、少なくともその超過量、即ち(A−5)質量%を乾燥することが好ましい。
As a means for suppressing the occurrence of pulverization of such a high crystal water ore, it is conceivable that the high crystal water ore is heat-treated before charging the blast furnace to separate the crystal water in advance. However, since the amount of water that can be used as a massive ore is reduced, and it is necessary to perform treatment for a long time at a heating temperature of 250 ° C. or higher for crystallization water removal, the heating device becomes excessive, which is not preferable.
Therefore, the main purpose was to reduce the amount of moisture adhering to the above method, which can be implemented at a lower cost. Thus, by reducing the adhering moisture, a decrease in the furnace temperature can be suppressed, and the above mechanism can suppress the weakening of the gas upward flow in the center of the furnace, but an unavoidable decrease in the furnace temperature occurs. . However, the surface area of the high crystal water ore that can come into contact with the outside air is increased due to the reduction of the adhering moisture existing in the pores of the porous high crystal water ore, and the reduction reaction area is increased. Thereby, since the fall of the reduction rate of the iron raw material by temperature fall can be supplemented, rather, if the adhesion water | moisture content is 4 mass% or less of a highly crystalline water ore, the reduction rate of the whole iron raw material can be improved.
Moreover, when the usage-amount of the high crystal water ore with respect to an iron raw material exceeds 5 mass% at the time of normal operation, the above-mentioned effect becomes especially remarkable. Therefore, when the amount of high crystal water ore used (A mass%) exceeds 5 mass% of the iron raw material, it is preferable to dry at least the excess amount, that is, (A-5) mass%.
以上のことから、高炉10へ塊状鉱石を装入する前に、塊状鉱石の一部又は全部として使用する高結晶水鉱石(例えば、鉄原料の5質量%超)の付着水分を除去する。
まず、高結晶水鉱石の加熱処理を、予め焼結機で製造した焼結鉱の保有熱を用いて行う。この加熱処理は、焼結機で製造した焼結鉱の熱を回収する熱回収設備以降、焼結鉱を高炉10へ装入する前に貯蔵する鉄原料貯蔵庫11までの焼結鉱搬送経路、例えば、焼結鉱を搬送するベルトコンベアで行う。その方法としては、ベルトコンベアのベルト上に載置した焼結鉱(例えば、厚さ100mm以上200mm以下程度)上に、高結晶水鉱石を100mm以下の厚さ(例えば、10mm以上50mm以下程度)で積層し、高結晶水鉱石を焼結鉱に接触させる。なお、焼結鉱と高結晶水鉱石を鉄原料貯蔵庫11内に保管して、高結晶水鉱石の加熱処理を行うこともできる。
なお、高結晶水鉱石を焼結鉱に接触させるときの接触開始時の焼結鉱の温度は、常温以上、例えば、50℃以上200℃以下とし、その接触時間を10分以上にする。
From the above, before charging the block ore into the
First, the heat treatment of the high crystal water ore is performed using the retained heat of the sintered ore manufactured in advance by a sintering machine. This heat treatment is a heat transfer facility for recovering the heat of the sintered ore produced by the sintering machine, and then the sintered ore transport path to the iron
The temperature of the sintered ore at the start of contact when the high crystal water ore is brought into contact with the sintered ore is normal temperature or higher, for example, 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and the contact time is 10 minutes or longer.
高結晶水鉱石を接触させる焼結鉱の温度が200℃を超える場合、高結晶水鉱石の結晶水が離脱し粉化が発生する可能性があるため好ましくなく、また焼結鉱を輸送するベルトコンベアのベルトが劣化する恐れもある。一方、図4に示すように、常温以上の温度50℃の焼結鉱に高結晶水鉱石を接触させて加熱処理した場合、例えば、大規模な設備投資を実施することなく、初期値が7質量%の高結晶水鉱石の付着水分量を、130分程度で目標値の4質量%以下にできる。しかし、温度80℃の焼結鉱に高結晶水鉱石を接触させて加熱処理することで、高結晶水鉱石の付着水分量を70分で4質量%以下まで低減でき、高結晶水鉱石の生産性を向上できる。なお、図4は、高結晶水鉱石として塊状鉱石を使用し、この塊状鉱石を、厚さ100mm以上200mm以下の範囲内で調整した各所定温度(50℃、80℃、150℃、170℃、200℃)の焼結鉱上に、厚さ10mm以上50mm以下程度に積載したときの結果である。 If the temperature of the sintered ore with which the high crystal water ore is brought into contact exceeds 200 ° C., it is not preferable because the crystal water of the high crystal water ore may be detached and pulverization may occur. Conveyor belts may also deteriorate. On the other hand, as shown in FIG. 4, when high-crystal water ore is brought into contact with sintered ore at a temperature of 50 ° C. or higher, the initial value is 7 without carrying out large-scale capital investment, for example. The amount of adhered water of the high-crystal water ore of mass% can be reduced to 4% by mass or less of the target value in about 130 minutes. However, high crystal water ore can be reduced to 4% by mass or less in 70 minutes by bringing high crystal water ore into contact with sintered ore at a temperature of 80 ° C. and heat treatment. Can be improved. In addition, FIG. 4 uses a lump ore as a high crystal water ore, and this lump ore was adjusted to a predetermined temperature (50 ° C., 80 ° C., 150 ° C., 170 ° C. This is a result when a thickness of 10 mm to 50 mm is loaded on a sintered ore at 200 ° C.).
以上のことから、高結晶水鉱石の粉化とベルトコンベアのベルトの劣化を抑制しながら、生産性よく高結晶水鉱石を加熱処理するためには、高結晶水鉱石を接触させる焼結鉱の温度の上限値を200℃、好ましくは170℃、更に好ましくは150℃とし、下限値を50℃、好ましくは80℃とする。
なお、接触時間は、最長130分としているが、高結晶水鉱石を接触させる焼結鉱の温度の上昇に伴って60分以下、更には30分以下程度まで短縮できる。一方、下限値については、焼結鉱の温度を更に上昇させることにより、10分程度まで低減できる。
このように、現状製造している焼結鉱を熱源として利用することで、熱源設備を新たに用意することなく、高結晶水鉱石を加熱処理して乾燥することができる。
以上の方法により、加熱処理して乾燥させた高結晶水鉱石を、更に篩選別機(図示しない)を使用し、例えば、6mm以上25mm以下程度に粒度調整を行った後、塊状鉱石の一部又は全部として、他の鉄原料と混合して高炉へ装入する。
From the above, in order to heat-treat the high crystal water ore with high productivity while suppressing the pulverization of the high crystal water ore and the deterioration of the belt of the belt conveyor, The upper limit of the temperature is 200 ° C., preferably 170 ° C., more preferably 150 ° C., and the lower limit is 50 ° C., preferably 80 ° C.
Although the maximum contact time is 130 minutes, it can be shortened to 60 minutes or less, and further to about 30 minutes or less as the temperature of the sintered ore to which the high crystal water ore is brought into contact is increased. On the other hand, the lower limit can be reduced to about 10 minutes by further increasing the temperature of the sintered ore.
Thus, by using the sintered ore currently produced as a heat source, the high crystal water ore can be heat-treated and dried without newly preparing a heat source facility.
The high-crystal water ore that has been heat-treated and dried by the above method is further adjusted to a particle size of, for example, about 6 mm to 25 mm using a sieve sorter (not shown), and then part of the massive ore. Alternatively, as a whole, it is mixed with other iron raw materials and charged into the blast furnace.
付着水分量を4質量%以下に低減した高結晶水鉱石を高炉へ装入することで、図2に△印で示すように、鉄原料中の塊状鉱石として、鉄原料全体量に対して高結晶水鉱石を9質量%まで増加した場合においても、5質量%使用の場合の適正な温度分布に近づけることができる。ここで、9質量%の高結晶水鉱石は全て加熱処理して乾燥したものである。
なお、図3に示すように、高結晶水鉱石の付着水分量を4質量%以下にすることで、高炉半径方向の中心温度の低下を抑制できるが、好ましくは3.5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下にする。
これにより、安価な高結晶水鉱石を、従来のように焼結工程を経ることなく高炉へ装入することができ、原料コストを低減し、また炉内温度の低下を抑制して還元材比を低減して、経済的かつ安定に高炉を操業できる。
By charging the high crystal water ore with the amount of adhering water reduced to 4% by mass or less into the blast furnace, as shown in FIG. Even when the crystal water ore is increased to 9% by mass, it is possible to approach an appropriate temperature distribution when 5% by mass is used. Here, all of the 9% by mass high crystal water ore is heat-treated and dried.
In addition, as shown in FIG. 3, the decrease in the central temperature in the blast furnace radial direction can be suppressed by setting the amount of adhering moisture of the high crystal water ore to 4% by mass or less, preferably 3.5% by mass or less, Preferably it is 3 mass% or less.
As a result, inexpensive high crystal water ore can be charged into the blast furnace without going through a sintering process as in the past, reducing raw material costs and reducing the temperature in the furnace, and reducing the ratio of reducing materials. The blast furnace can be operated economically and stably.
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
これは、鉱石/コークス(Ore/Coke)比4.25、送風温度1230℃、送風湿分20g/Nm3で操業している内容積4000m3級の高炉に、コークスと鉄原料(焼結鉱、塊状鉱石、及びペレット)を装入するに際し、鉄原料に含まれる塊状鉱石の一部に使用する高結晶水鉱石を加熱処理した影響について、還元材比、高炉半径方向の中心温度、溶銑温度、炉内状況、及び溶銑の生産性を、それぞれ比較検討した結果である。
ここで、使用した高結晶水鉱石、優良鉱石、及び焼結鉱の各物性値を表1に示す。また、高結晶水鉱石と優良鉱石を、振動篩装置で篩分けして塊状鉱石を取り出し、高炉へ装入したものを従来例及び比較例とし、篩分けして取り出した塊状の高結晶水鉱石を、更に焼結鉱と接触させ、加熱処理して乾燥し、鉱石庫下にて篩い処理して高炉へ装入したものを参考例、実施例1として、表2にそれぞれ示す。
Next, examples carried out for confirming the effects of the present invention will be described.
This is done by adding coke and iron raw material (sintered ore) to an ore / coke ratio of 4.25, a blast temperature of 1230 ° C., and a blast furnace with an internal volume of 4000 m 3 operating at a blast moisture of 20 g / Nm 3. , Lump ore, and pellets), the effect of heat treatment of high-crystal water ore used for some of the lump ore contained in the iron raw material, reducing material ratio, center temperature in the blast furnace radial direction, hot metal temperature It is the result of comparing and examining the furnace conditions and hot metal productivity.
Here, each physical property value of the used high crystal water ore, excellent ore, and sintered ore is shown in Table 1. In addition, high-crystal water ore and fine ore are sieved with a vibrating sieve device, the block ore is taken out, and the one loaded into the blast furnace is the conventional example and the comparative example. were allowed to further contact with the sintered ore, heat treated and dried, reference example those charged to the blast furnace is treated sieve under ore box, and as in example 1, are shown in Table 2.
表2に示す従来例のように、高結晶水鉱石(ローブリバー)を加熱処理することなく使用した場合、鉄原料中の高結晶水鉱石量が通常操業時の5質量%であれば、高炉を安定して操業できる。しかし、この場合、高炉の還元材比を低減できず、溶銑の生産性が悪い。
また、比較例のように、鉄原料中の高結晶水鉱石量を8質量%まで増加させた場合、高炉半径方向の中心温度は低下し、ガス流分布が不安定化し、加えて、高結晶水鉱石の粉化により通気が不安定になった。このため、還元材比を大幅に高くしなければならなくなった。
When the high crystal water ore (lobe river) is used without heat treatment as in the conventional example shown in Table 2, if the amount of the high crystal water ore in the iron raw material is 5% by mass during normal operation, the blast furnace Can be operated stably. However, in this case, the reducing material ratio of the blast furnace cannot be reduced, and the productivity of hot metal is poor.
In addition, when the amount of high crystal water ore in the iron raw material is increased to 8% by mass as in the comparative example, the center temperature in the blast furnace radial direction decreases, the gas flow distribution becomes unstable, and in addition, the high crystal Aeration became unstable due to the pulverization of water ore. For this reason, the reducing material ratio has to be significantly increased.
一方、参考例は、高結晶水鉱石として使用するローブリバーを加熱処理して乾燥し、鉱石表面の付着水分量を3.2質量%まで除去した結果である。これにより、鉱石の還元速度を向上させることができ、高炉の還元材比を低減できることを確認できた。
また、実施例1は、参考例で使用した高結晶水鉱石の銘柄をヤンディに変更し、付着水分量を2.8質量%まで除去した鉱石の使用比率を、9質量%まで増加した結果である。この9質量%の高結晶水鉱石は全て加熱処理して乾燥したものである。
これにより、高炉の還元材比を更に低減することができ、高炉操業を安定にできることを確認できた。
なお、鉄原料中の塊状鉱石の使用量は、高結晶水鉱石と優良塊状鉱石を合わせて21質量%であり、このうちの9質量%を加熱処理して乾燥した高結晶水鉱石にしているが、塊状鉱石の使用量の全量(21質量%)を、処理した高結晶水鉱石にすることも可能である。また、処理した高結晶水鉱石の使用量は、塊状鉱石の使用量に応じて増減でき、21質量%を超えても構わない。
On the other hand, the reference example is a result of removing the attached moisture amount on the ore surface to 3.2 mass% by heating and drying the lobe river used as the high crystal water ore. Thereby, the reduction rate of the ore could be improved, and it was confirmed that the reducing material ratio of the blast furnace could be reduced.
Moreover, Example 1 is a result of changing the brand of the high crystal water ore used in the reference example to Yandi and increasing the use ratio of the ore from which the amount of attached water has been removed to 2.8% by mass to 9% by mass. is there. All the 9% by mass high crystal water ore is heat-treated and dried.
Thereby, it was confirmed that the reducing material ratio of the blast furnace could be further reduced, and that the operation of the blast furnace could be stabilized.
In addition, the usage-amount of the lump ore in an iron raw material is 21 mass% combining high crystal water ore and excellent lump ore, and 9 mass% of these is heat-processed and made into the high crystal water ore dried. However, it is also possible to make the total amount (21% by mass) of the massive ore used as a processed high crystal water ore. Moreover, the usage-amount of the processed high crystal water ore can be increased / decreased according to the usage-amount of a block ore, and may exceed 21 mass%.
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の高炉の操業方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。 As described above, the present invention has been described with reference to one embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and is described in the claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope of the above are also included. For example, a case where the operation method of the blast furnace according to the present invention is configured by combining some or all of the above-described embodiments and modifications is also included in the scope of the right of the present invention.
10:高炉、11:鉄原料貯蔵庫、12:サージホッパー 10: Blast furnace, 11: Iron raw material storage, 12: Surge hopper
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