JP2015160993A - 高炉操業方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶銑1t当たりの微粉炭の吹込み量、即ち微粉炭比が150kg/t−p以上、微粉炭の平均揮発分が30mass%以下、且つ送風温度が1100℃以下である場合、少なくとも微粉炭と易燃性還元材とを吹込み可能なランスを2本以上用いて少なくとも微粉炭と易燃性還元材とを羽口から炉内へと吹込むことで、微粉炭の燃焼性を悪化させることなく安定した高炉操業を維持することができ、その結果、コークス置換率を維持することができる。
【選択図】図9
Description
高炉の送風羽口から吹込まれた微粉炭は、炉内でコークスの代わりとして反応し、この反応により多量の高温還元ガスが発生し、鉄鉱石の還元反応を効率よく促進させる。高炉で発生したこの還元ガスは、全量が高炉内で反応(消費)するわけではないので、還元ガス中に含まれているダストを除去することにより、得られたガスを燃料用ガスとして再利用することができる。従って、微粉炭の多量吹込み高炉操業は、製鉄所全体における製造コスト削減にも大きく貢献し得る技術である。
このような場合に燃焼性を改善する方法として前記特許文献3、4で述べられているのが、微粉炭とLNGなどの易燃性還元材を同時に吹き込み、その易燃性還元材の燃焼によって微粉炭を昇温させるという方法である。しかしながら、前記特許文献3の場合、微粉炭の吹込み量が150kg/t−p以上になると、微粉炭を1つの管から吹き込んでいるため、微粉炭流の中心に微粉炭が濃化してしまい、微粉炭とガスとの混合性が低下してしまう。また、前記特許文献4では、前記特許文献3に対して微粉炭とガスの混合性の点で劣る。
また、本発明で用いる易燃性還元材とは、文字通り、微粉炭よりも燃焼性のよい還元材であり、例えば水素を主要成分として含有する水素、都市ガス、LNG、プロパンガスの他、製鉄所で発生する転炉ガス、高炉ガス、コークス炉ガスなどが適用可能である。また、LNGと等価としてシェールガス(shale gas)も利用できる。シェールガスは頁岩(シェール)層から採取される天然ガスであり、従来のガス田ではない場所から生産されることから、非在来型天然ガス資源と呼ばれているものである。都市ガスなどの易燃性ガスは、着火・燃焼が非常に早く、水素含有量が多いものでは燃焼カロリーも高く、また易燃性ガスは、微粉炭と異なり、灰分を含んでいないことも高炉の通気性、熱バランスに対して有利である。
また、前記易燃性還元材が前記したように水素、都市ガス、LNG、プロパンガス、転炉ガス、高炉ガス、コークス炉ガスの何れか、又はシェールガスであることを特徴とするものである。
また、前記支燃性ガスが酸素であることを特徴とするものである。支燃性ガスとして酸素50vol%以上の濃度であれば使用可能である。
図1は、本実施形態の高炉操業方法が適用された高炉の全体図である。図に示すように、高炉1の羽口3には、熱風を送風するための送風管(ブローパイプ)2が接続され、この送風管2を貫通してランス4が設置されている。羽口3の熱風送風方向先方のコークス堆積層には、レースウエイ5と呼ばれる燃焼空間が存在し、主として、この燃焼空間で鉄鉱石の還元、即ち造銑が行われる。図では、図示左方の送風管2にランス4が1本だけ挿入されているが、周知のように、炉壁に沿って円周状に配置された送風管2及び羽口3の何れにもランス4を挿入設定することは可能である。また、羽口当たりのランスの数も1本に限定されず、2本以上を挿入することが可能である。また、ランスの形態も、単管ランスをはじめ、二重管ランスや三重管ランス、或いは複数の吹込み管を束ねたランスも適用可能である。
なお、鋼管を重管ランスに使用する場合、重管ランスの表面温度が880℃を上回るとクリープ変形が起こり、重管ランスが曲がってしまう。従って、重管ランスの外側管の出口流速を20m/sec以上として冷却効率を高めることで冷却を行えば重管ランスに変形や曲がりは生じない。一方、二重管ランスの外側管の出口流速が120m/secを超えたりすると、設備の運用コストの点で実用的でないので、二重管ランスの外側管の出口流速の上限は120m/secとする。ちなみに、単管ランスは二重管ランスに比べて熱負荷が少ないため、必要に応じ、出口流速を20m/sec以上とすればよい。
なお、三重管ランスを使用する場合は、三重管ランスの外側管の出口流速を、前記二重管ランスと同様、20m/sec以上とすればよい。
2 送風管
3 羽口
4 ランス
5 レースウエイ
6 微粉炭
7 コークス
8 チャー
9 LNG(易燃性還元材)
Claims (2)
- 微粉炭を送風羽口からランスで吹込む高炉操業方法において、溶銑1t当たりの前記微粉炭の吹込み量が原単位で150kg/t−p以上、且つ送風温度が1100℃以下、且つ微粉炭の平均揮発分が30mass%以下である場合、少なくとも微粉炭と易燃性還元材とを吹込み可能なランスを2本以上用いて少なくとも微粉炭と易燃性還元材とを羽口から炉内へと吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。
- 前記微粉炭を吹込む経路としての吹込み管の内径が20mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の高炉操業方法。
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