JP3014556B2 - 高炉操業法 - Google Patents
高炉操業法Info
- Publication number
- JP3014556B2 JP3014556B2 JP4298376A JP29837692A JP3014556B2 JP 3014556 B2 JP3014556 B2 JP 3014556B2 JP 4298376 A JP4298376 A JP 4298376A JP 29837692 A JP29837692 A JP 29837692A JP 3014556 B2 JP3014556 B2 JP 3014556B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coke
- ore
- blast furnace
- reactivity
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炉頂から装入する通常
冶金用コークスの一部を反応性を高めたコークスに置換
して使用する際に、結晶水が多く、脈鉱成分の多い安価
な多孔質塊鉱石を塊状態のまま高炉に装入することによ
って、原料コスト及び燃料比の低下を図るための高炉の
操業方法に関するものである。
冶金用コークスの一部を反応性を高めたコークスに置換
して使用する際に、結晶水が多く、脈鉱成分の多い安価
な多孔質塊鉱石を塊状態のまま高炉に装入することによ
って、原料コスト及び燃料比の低下を図るための高炉の
操業方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常の高炉にあっては、炉頂から鉄鉱石
およびコークスを層状に装入し、この鉄鉱石を炉内で還
元した後、金属状態に還元・溶融して溶銑を製造してい
る。このとき、鉄鉱石の還元効率を高めるため、特公昭
５２−４３１６９号公報にあっては、鉄鉱石と小塊コー
クスを予め混合しておき、この混合物と通常冶金用コー
クスを層状に装入することが開示されている。このよう
に予めコークスと混合した鉄鉱石を使用することによ
り、炉内における通気性が改善され、その還元性が向上
する。
およびコークスを層状に装入し、この鉄鉱石を炉内で還
元した後、金属状態に還元・溶融して溶銑を製造してい
る。このとき、鉄鉱石の還元効率を高めるため、特公昭
５２−４３１６９号公報にあっては、鉄鉱石と小塊コー
クスを予め混合しておき、この混合物と通常冶金用コー
クスを層状に装入することが開示されている。このよう
に予めコークスと混合した鉄鉱石を使用することによ
り、炉内における通気性が改善され、その還元性が向上
する。
【０００３】ところで、高炉の熱保存帯温度は１０００
℃程度であり、この温度はコークスのガス化開始温度に
相当する。つまり、高炉内でＣ＋ＣＯ2 ＝２ＣＯのコー
クスのガス化反応が起こるために、約１０００℃以上の
温度が必要となる。鉄鉱石の還元は熱保存帯より高温領
域で約７０％が生じるが、温度が高くなるに伴い還元平
衡ガス組成が高ＣＯ側となること、および鉄鉱石からの
融液生成が約１１００℃以上で見られ、還元ガスの浸透
が不十分になることから熱保存帯の温度が高いと鉄鉱石
の間接還元を有効に活用できず、還元効率もある値以上
に向上しない。
℃程度であり、この温度はコークスのガス化開始温度に
相当する。つまり、高炉内でＣ＋ＣＯ2 ＝２ＣＯのコー
クスのガス化反応が起こるために、約１０００℃以上の
温度が必要となる。鉄鉱石の還元は熱保存帯より高温領
域で約７０％が生じるが、温度が高くなるに伴い還元平
衡ガス組成が高ＣＯ側となること、および鉄鉱石からの
融液生成が約１１００℃以上で見られ、還元ガスの浸透
が不十分になることから熱保存帯の温度が高いと鉄鉱石
の間接還元を有効に活用できず、還元効率もある値以上
に向上しない。
【０００４】ところで、鉄鉱石と混合された小塊コーク
スは通常冶金用コークスと同じ性状であるから、粒度の
小さい分だけＣＯ2 との反応がより活発である。しか
し、鉄鉱石と混合しているため鉄鉱石のＣＯ還元で生成
したＣＯ2 がコークスのより近くにあり、反応が速いと
いう有利さだけで、熱保存帯温度の低下を伴わないた
め、その還元効率向上には限界があった。
スは通常冶金用コークスと同じ性状であるから、粒度の
小さい分だけＣＯ2 との反応がより活発である。しか
し、鉄鉱石と混合しているため鉄鉱石のＣＯ還元で生成
したＣＯ2 がコークスのより近くにあり、反応が速いと
いう有利さだけで、熱保存帯温度の低下を伴わないた
め、その還元効率向上には限界があった。
【０００５】この限界を改善するために、高反応性コー
クスを通常冶金用コークスの全量あるいは一部と置換し
て使用することが操業として行われている。この高反応
性コークスは反応性が高いことから、高炉内のＣＯ2 が
コークス表面に接触してＣ＋ＣＯ2 ＝２ＣＯの反応がよ
り低温から活発に行われる。またその結果として炉内に
生じたＣＯガスが鉄鉱石と有効に反応して低級酸化物ま
たは金属状態に還元する反応が促進される。このＣ＋Ｃ
Ｏ2 ＝２ＣＯの反応は吸熱反応であり、高炉における熱
保存帯温度を低下させることができる。従来法によると
き、１０００℃程度の熱保存帯が生成し、その値がほと
んど変化しないのに対して、高反応性コークスを使用す
ることによって、熱保存帯温度を９００〜９５０℃に低
下させることが可能となる。その結果、還元平衡到達点
に余裕ができるため還元がより進行することになり、還
元効率が向上しコークス比を低下させることができる。
クスを通常冶金用コークスの全量あるいは一部と置換し
て使用することが操業として行われている。この高反応
性コークスは反応性が高いことから、高炉内のＣＯ2 が
コークス表面に接触してＣ＋ＣＯ2 ＝２ＣＯの反応がよ
り低温から活発に行われる。またその結果として炉内に
生じたＣＯガスが鉄鉱石と有効に反応して低級酸化物ま
たは金属状態に還元する反応が促進される。このＣ＋Ｃ
Ｏ2 ＝２ＣＯの反応は吸熱反応であり、高炉における熱
保存帯温度を低下させることができる。従来法によると
き、１０００℃程度の熱保存帯が生成し、その値がほと
んど変化しないのに対して、高反応性コークスを使用す
ることによって、熱保存帯温度を９００〜９５０℃に低
下させることが可能となる。その結果、還元平衡到達点
に余裕ができるため還元がより進行することになり、還
元効率が向上しコークス比を低下させることができる。
【０００６】高炉に装入する塊鉱石については、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と
してのハマスレー鉱石，ニューマン鉱石などを通常、５
から２０％程度使用している。また、ＭＢＲ鉱石などの
熱割れ性鉱石，又は、熱割れ性の少ない鉱石であるが多
孔質で結晶水及び付着粉鉱石（３ミリメートル以下）が
多く、しかも、脈鉱成分の多い安価なローブリバー，ゴ
ア鉱石などの多孔質塊鉄鉱石は高炉シャフト部での粉化
量が多く通気不良を惹起して安定した操業を維持するこ
とが出来なくなることが懸念され、この種の鉱石は直接
高炉に装入することは行わず、破砕して焼結原料に供さ
れてきた。しかし、近年においては、特開平１−２１９
１１１号公報に見られるように、熱割れ性鉱石を炉壁側
部に、前記優良鉄鉱石を炉中心部に装入する方法が提案
されている。
還元性が良く、しかも、熱割れ性の少ない優良鉄鉱石と
してのハマスレー鉱石，ニューマン鉱石などを通常、５
から２０％程度使用している。また、ＭＢＲ鉱石などの
熱割れ性鉱石，又は、熱割れ性の少ない鉱石であるが多
孔質で結晶水及び付着粉鉱石（３ミリメートル以下）が
多く、しかも、脈鉱成分の多い安価なローブリバー，ゴ
ア鉱石などの多孔質塊鉄鉱石は高炉シャフト部での粉化
量が多く通気不良を惹起して安定した操業を維持するこ
とが出来なくなることが懸念され、この種の鉱石は直接
高炉に装入することは行わず、破砕して焼結原料に供さ
れてきた。しかし、近年においては、特開平１−２１９
１１１号公報に見られるように、熱割れ性鉱石を炉壁側
部に、前記優良鉄鉱石を炉中心部に装入する方法が提案
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平１
−２１９１１１号公報で提案の熱割れ性鉱石に変えて、
上記の様に焼結原料に供されて来た多孔質塊鉄鉱石をそ
のままの状態で装入すると、高炉炉壁部であっても、粉
鉱石に起因する装入物の目詰まりが発生し、使用できた
としても精々装入する全鉄源量の１％程度と非常に少な
いものであった。また、熱保存帯温度を低下させ、高炉
の反応効率を向上させる方法として、高反応性コークス
を鉱石またはコークスと混合して使用するのが有効であ
り、燃料比の低減が達成できるが、該高炉操業において
は、熱保存帯温度の低下を確認してはいるが、熱保存帯
温度を制御するまでには至っていない。また、高反応性
コークス使用下では、熱保存帯温度の下限レベルは約９
００℃程度であった。
−２１９１１１号公報で提案の熱割れ性鉱石に変えて、
上記の様に焼結原料に供されて来た多孔質塊鉄鉱石をそ
のままの状態で装入すると、高炉炉壁部であっても、粉
鉱石に起因する装入物の目詰まりが発生し、使用できた
としても精々装入する全鉄源量の１％程度と非常に少な
いものであった。また、熱保存帯温度を低下させ、高炉
の反応効率を向上させる方法として、高反応性コークス
を鉱石またはコークスと混合して使用するのが有効であ
り、燃料比の低減が達成できるが、該高炉操業において
は、熱保存帯温度の低下を確認してはいるが、熱保存帯
温度を制御するまでには至っていない。また、高反応性
コークス使用下では、熱保存帯温度の下限レベルは約９
００℃程度であった。
【０００８】また、焼結鉱性状変化が高炉操業に及ぼす
影響については、Ａｌ2 Ｏ3 成分などの原料条件によっ
て、焼結鉱被還元性が変化し、還元指標であるＪＩＳ−
ＲＩが低下するような場合、高炉操業が不安定化し、燃
料比が上昇する問題があった。そのため、焼結鉱品質悪
化時にも反応効率を維持し、燃料比上昇量を極力少なく
することが課題である。本発明は、原料コスト、燃料比
を低減するために、上記多孔質塊鉄鉱石を多量に、しか
も炉内のいずれの位置に装入しても安定した高炉操業の
維持を可能とするだけでなく、非焼成塊成鉱との混合使
用を考慮することにより、熱保存帯温度を７５０〜１０
００℃の範囲内に調整し、高い反応効率下で、高生産性
で安定的に溶銑を製造することを目的とする。
影響については、Ａｌ2 Ｏ3 成分などの原料条件によっ
て、焼結鉱被還元性が変化し、還元指標であるＪＩＳ−
ＲＩが低下するような場合、高炉操業が不安定化し、燃
料比が上昇する問題があった。そのため、焼結鉱品質悪
化時にも反応効率を維持し、燃料比上昇量を極力少なく
することが課題である。本発明は、原料コスト、燃料比
を低減するために、上記多孔質塊鉄鉱石を多量に、しか
も炉内のいずれの位置に装入しても安定した高炉操業の
維持を可能とするだけでなく、非焼成塊成鉱との混合使
用を考慮することにより、熱保存帯温度を７５０〜１０
００℃の範囲内に調整し、高い反応効率下で、高生産性
で安定的に溶銑を製造することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、通常冶金用コークスの一部をＪＩＳ
反応性が３０％以上の高反応性コークスに置き換え、該
高反応性コークスを鉱石または通常冶金用コークスの少
なくとも一方と混合し、さらに３ｍｍ以下を１％以下に
した気孔率３０％以上の高結晶水（３％以上）含有多孔
質塊鉱石および／または非焼成塊成鉱を鉱石と混合し、
高炉に装入する高炉操業法において、炉頂水素ガス利用
率ηH2を測定し、該ηH2が予め設定した下限値以上とな
るように、高結晶水（３％以上）含有多孔質塊鉱石およ
び／または非焼成塊成鉱の装入量もしくは高反応性コー
クスの使用量を調整することにより、熱保存帯温度を７
５０〜１０００℃の範囲内に制御し、高炉の反応効率を
より向上させることを特徴とする。
するものであって、通常冶金用コークスの一部をＪＩＳ
反応性が３０％以上の高反応性コークスに置き換え、該
高反応性コークスを鉱石または通常冶金用コークスの少
なくとも一方と混合し、さらに３ｍｍ以下を１％以下に
した気孔率３０％以上の高結晶水（３％以上）含有多孔
質塊鉱石および／または非焼成塊成鉱を鉱石と混合し、
高炉に装入する高炉操業法において、炉頂水素ガス利用
率ηH2を測定し、該ηH2が予め設定した下限値以上とな
るように、高結晶水（３％以上）含有多孔質塊鉱石およ
び／または非焼成塊成鉱の装入量もしくは高反応性コー
クスの使用量を調整することにより、熱保存帯温度を７
５０〜１０００℃の範囲内に制御し、高炉の反応効率を
より向上させることを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明で使用する高反応性コークスはＪＩＳ
Ｋ２１５１−１９７７の反応性試験方法で測定したとき
のＪＩＳ反応性が３０％以上であることが必要である。
３０％以上という数値限定は特開平１−３６７１０号公
報に示すように、実炉試験結果より３０％未満ではほと
んどその効果が見られないことによる。特開平１−３６
７１０号公報では高反応性コークスの調整法として、冶
金用コークス製造に適さない反応性の高い微非粘結炭，
一般炭を原料炭に一部配合するか、反応を促進する触媒
としての役割をもつ石灰石、アルカリ類を少量、原料炭
に配合する方法を開示した。成型コークスもこれに属す
る。高反応性コークスを通常冶金用コークスの一部と置
き換えて高炉に装入すると、熱保存帯温度が低下し還元
平衡到達点に余裕ができるため、還元がより進行し還元
効率が向上するから、結果としてＣ＋ＣＯ2 ＝２ＣＯの
ソルーションロス反応（吸熱反応）が抑制される。この
ため高炉の炉熱に余裕ができ、高炉のシャフト下部から
炉腹部にかけての還元効率低下を防止することができ
る。
Ｋ２１５１−１９７７の反応性試験方法で測定したとき
のＪＩＳ反応性が３０％以上であることが必要である。
３０％以上という数値限定は特開平１−３６７１０号公
報に示すように、実炉試験結果より３０％未満ではほと
んどその効果が見られないことによる。特開平１−３６
７１０号公報では高反応性コークスの調整法として、冶
金用コークス製造に適さない反応性の高い微非粘結炭，
一般炭を原料炭に一部配合するか、反応を促進する触媒
としての役割をもつ石灰石、アルカリ類を少量、原料炭
に配合する方法を開示した。成型コークスもこれに属す
る。高反応性コークスを通常冶金用コークスの一部と置
き換えて高炉に装入すると、熱保存帯温度が低下し還元
平衡到達点に余裕ができるため、還元がより進行し還元
効率が向上するから、結果としてＣ＋ＣＯ2 ＝２ＣＯの
ソルーションロス反応（吸熱反応）が抑制される。この
ため高炉の炉熱に余裕ができ、高炉のシャフト下部から
炉腹部にかけての還元効率低下を防止することができ
る。
【００１１】まず、熱保存帯温度を低下させる方法につ
いて述べる。熱保存帯温度はコークスの反応開始点に相
当し、現行のコークス性状では熱保存帯温度は約１００
０℃であるが、特願昭６２−１９３４５７号に示す高反
応性コークス使用下では、熱保存帯温度の下限値は約９
００℃である。図１は高反応性コークスの使用方法、粒
度、使用比率と熱保存帯温度の低下幅との関係を示した
ものであるが、熱保存帯温度の低下幅は高反応性コーク
スの使用比率と粒度によって変化し、高反応性コークス
使用比率の増大もしくは細粒化により、熱保存帯温度は
低下する。言い換えれば、高反応性コークスの反応性、
粒度、使用比率を調整することにより、９００〜１００
０℃の範囲内の熱保存帯温度の制御が可能である。
いて述べる。熱保存帯温度はコークスの反応開始点に相
当し、現行のコークス性状では熱保存帯温度は約１００
０℃であるが、特願昭６２−１９３４５７号に示す高反
応性コークス使用下では、熱保存帯温度の下限値は約９
００℃である。図１は高反応性コークスの使用方法、粒
度、使用比率と熱保存帯温度の低下幅との関係を示した
ものであるが、熱保存帯温度の低下幅は高反応性コーク
スの使用比率と粒度によって変化し、高反応性コークス
使用比率の増大もしくは細粒化により、熱保存帯温度は
低下する。言い換えれば、高反応性コークスの反応性、
粒度、使用比率を調整することにより、９００〜１００
０℃の範囲内の熱保存帯温度の制御が可能である。
【００１２】９００℃以下に熱保存帯温度を低下させる
手段として、高反応性コークス使用に加え、３％以上の
結晶水を含有した塊鉄鉱石（塊鉄鉱石の使用技術につい
ては、特願平３−４２４０６号に提案した）および／ま
たは非焼成塊成鉱を使用した。これは、塊鉄鉱石中なら
びに非焼成塊成鉱中に含まれる結晶水の分解吸熱反応が
７５０℃前後で生じること、非焼成塊成鉱に含まれるセ
メント中のＣａＣＯ3の分解吸熱反応が約８５０℃付近
で生じること、非焼成塊成鉱中の内装炭素の吸熱反応が
約８００〜８５０℃付近で生じることを利用している。
このように、高反応性コークス使用下では、シャフト部
で７５０〜８５０℃付近で吸熱反応を生じる物体を混入
することにより、熱保存帯温度の低下が可能となる。熱
保存帯温度の制御範囲については、７５０〜１０００℃
の範囲が有効である。１０００℃が現状の熱保存帯温度
レベルに相当し、１０００℃以上では反応の効率が落
ち、燃料比低減に繋がらない。また７５０℃以下では、
焼結鉱の還元粉化が顕著で、安定操業継続に支障とな
る。
手段として、高反応性コークス使用に加え、３％以上の
結晶水を含有した塊鉄鉱石（塊鉄鉱石の使用技術につい
ては、特願平３−４２４０６号に提案した）および／ま
たは非焼成塊成鉱を使用した。これは、塊鉄鉱石中なら
びに非焼成塊成鉱中に含まれる結晶水の分解吸熱反応が
７５０℃前後で生じること、非焼成塊成鉱に含まれるセ
メント中のＣａＣＯ3の分解吸熱反応が約８５０℃付近
で生じること、非焼成塊成鉱中の内装炭素の吸熱反応が
約８００〜８５０℃付近で生じることを利用している。
このように、高反応性コークス使用下では、シャフト部
で７５０〜８５０℃付近で吸熱反応を生じる物体を混入
することにより、熱保存帯温度の低下が可能となる。熱
保存帯温度の制御範囲については、７５０〜１０００℃
の範囲が有効である。１０００℃が現状の熱保存帯温度
レベルに相当し、１０００℃以上では反応の効率が落
ち、燃料比低減に繋がらない。また７５０℃以下では、
焼結鉱の還元粉化が顕著で、安定操業継続に支障とな
る。
【００１３】つぎに、特公平３−２７６０４号，特公昭
６３−６１３６６号公報に提案した炉頂水素ガス利用率
ηH2の管理の必要性について述べる。高炉内半径方向の
一部に、４００〜７００℃領域が長くなると、焼結鉱の
還元粉化が生じ、高炉シャフト部のガス流れを偏流化さ
せるとともに、前記低温領域での還元遅れにより、高炉
の反応効率を低下させ、高炉操業を不安定化させる要因
となる。前記低温領域が長くなると、その領域内で水性
ガスシフト反応（Ｈ2Ｏ＋ＣＯ＝ＣＯ2 ＋Ｈ2 ）が生
じ、ηH2が低下するため、炉頂ガス利用率ηH2を常時測
定することにより、４００〜７００℃領域の長さを監視
できる。通常操業では、半径方向の一部に高熱流比部位
が存在し、中心部あるいは周辺部からのクロスフロー
で、炉上部が熱せられることにより、４００〜７００℃
の低温領域が長くなることが知られているが、本発明で
指向するように、熱保存帯温度を低下させる場合にも、
前記低温領域が長くなる可能性がある。そのため、高炉
操業を安定化させるためにも、ηH2の管理が必要とな
る。
６３−６１３６６号公報に提案した炉頂水素ガス利用率
ηH2の管理の必要性について述べる。高炉内半径方向の
一部に、４００〜７００℃領域が長くなると、焼結鉱の
還元粉化が生じ、高炉シャフト部のガス流れを偏流化さ
せるとともに、前記低温領域での還元遅れにより、高炉
の反応効率を低下させ、高炉操業を不安定化させる要因
となる。前記低温領域が長くなると、その領域内で水性
ガスシフト反応（Ｈ2Ｏ＋ＣＯ＝ＣＯ2 ＋Ｈ2 ）が生
じ、ηH2が低下するため、炉頂ガス利用率ηH2を常時測
定することにより、４００〜７００℃領域の長さを監視
できる。通常操業では、半径方向の一部に高熱流比部位
が存在し、中心部あるいは周辺部からのクロスフロー
で、炉上部が熱せられることにより、４００〜７００℃
の低温領域が長くなることが知られているが、本発明で
指向するように、熱保存帯温度を低下させる場合にも、
前記低温領域が長くなる可能性がある。そのため、高炉
操業を安定化させるためにも、ηH2の管理が必要とな
る。
【００１４】つぎに、熱保存帯温度の制御方法について
述べる。熱保存帯温度は高反応性コークスの反応性、使
用比率、粒度によって、９００〜１０００℃の範囲内の
制御が可能である。９００℃以下の熱保存帯温度制御に
ついては、高反応性コークスの使用に加え、３％以上の
結晶水を含有した塊鉄鉱石および／または非焼成塊成鉱
の使用量を調節することによって、制御可能である。本
発明における高炉操業においては、高炉炉頂水素ガス利
用率ηH2を監視し、この値が予め設定した下限値を下回
ったときは、高炉半径方向の一部に４００〜７００℃の
低温領域が拡がり、焼結鉱の還元速度の低下ならびに還
元粉化が助長され、この現象が炉内通気性悪化、炉況不
調へと繋がっていくため、その繋がりを断ち切るべく、
３％以上の結晶水を含有した前記塊鉄鉱石，非焼成塊成
鉱，高反応性コークスの使用量を調節する。
述べる。熱保存帯温度は高反応性コークスの反応性、使
用比率、粒度によって、９００〜１０００℃の範囲内の
制御が可能である。９００℃以下の熱保存帯温度制御に
ついては、高反応性コークスの使用に加え、３％以上の
結晶水を含有した塊鉄鉱石および／または非焼成塊成鉱
の使用量を調節することによって、制御可能である。本
発明における高炉操業においては、高炉炉頂水素ガス利
用率ηH2を監視し、この値が予め設定した下限値を下回
ったときは、高炉半径方向の一部に４００〜７００℃の
低温領域が拡がり、焼結鉱の還元速度の低下ならびに還
元粉化が助長され、この現象が炉内通気性悪化、炉況不
調へと繋がっていくため、その繋がりを断ち切るべく、
３％以上の結晶水を含有した前記塊鉄鉱石，非焼成塊成
鉱，高反応性コークスの使用量を調節する。
【００１５】高炉内で４００〜７００℃の低温領域が拡
がり、還元粉化を助長する高炉炉頂水素ガス利用率ηH2
は、操業条件によって異なるため、予め操業試験によっ
て求めておき、また、この下限値を下回った度合に応じ
て必要とされる３％以上の結晶水を含有した前記塊鉄鉱
石，非焼成塊成鉱，高反応性コークスの使用変化量の関
係も、予め操業試験によって求めておく。図２はこうし
て操業試験によって求めた高炉炉頂水素ガス利用率ηH2
の下限値よりの低下幅と下限値に回復させるために必要
な前記塊鉄鉱石，非焼成塊成鉱，高反応性コークスの装
入量の変化幅の関係を示す。図３は重量比で通常コーク
スの２０％をＪＩＳ反応性７０、粒度１０ｍｍの高反応
性コークスに置換した操業下での、非焼成塊成鉱および
／または３％以上の結晶水を含有した塊鉄鉱石の使用量
と熱保存帯温度の低下幅との関係を示す。
がり、還元粉化を助長する高炉炉頂水素ガス利用率ηH2
は、操業条件によって異なるため、予め操業試験によっ
て求めておき、また、この下限値を下回った度合に応じ
て必要とされる３％以上の結晶水を含有した前記塊鉄鉱
石，非焼成塊成鉱，高反応性コークスの使用変化量の関
係も、予め操業試験によって求めておく。図２はこうし
て操業試験によって求めた高炉炉頂水素ガス利用率ηH2
の下限値よりの低下幅と下限値に回復させるために必要
な前記塊鉄鉱石，非焼成塊成鉱，高反応性コークスの装
入量の変化幅の関係を示す。図３は重量比で通常コーク
スの２０％をＪＩＳ反応性７０、粒度１０ｍｍの高反応
性コークスに置換した操業下での、非焼成塊成鉱および
／または３％以上の結晶水を含有した塊鉄鉱石の使用量
と熱保存帯温度の低下幅との関係を示す。
【００１６】
【実施例】以下、実施例により本発明の特徴を具体的に
説明する。表１に、高反応性コークス、３ｍｍ以下を１
％以下にした気孔率３０％以上、結晶水３％以上を有す
る多孔質塊鉄鉱石，非焼成塊成鉱を使用した高炉操業を
従来法と比較して示す。対象高炉は内容積３０００ｍ3
の中型高炉であり、炉頂からＯ／Ｃ＝４．２の割合で鉄
鉱石と通常冶金用コークス（ＪＩＳ反応性２０％）を層
状に装入し、通常冶金用コークスの小塊（ＪＩＳ反応性
２０％，平均粒度２０ｍｍ，鉄鉱石と混合）を２０ｋｇ
／ｔ装入していた。通常塊鉱石使用比率は１３％，ペレ
ット使用比率は９％である。羽口前フレーム温度を２１
８０℃（送風温度１２００℃、添加湿分２５ｇ／Ｎｍ
3 ，酸素富化量０．０１３Ｎｍ3 ／Ｎｍ3 −ａｉｒ，微
粉炭吹き込み量１００ｇ／Ｎｍ3 −ａｉｒ）に維持しな
がら溶銑を６０００ｔ／日製造していた（比較例１）。
焼結鉱品質はＪＩＳ−ＲＩ６８％である。
説明する。表１に、高反応性コークス、３ｍｍ以下を１
％以下にした気孔率３０％以上、結晶水３％以上を有す
る多孔質塊鉄鉱石，非焼成塊成鉱を使用した高炉操業を
従来法と比較して示す。対象高炉は内容積３０００ｍ3
の中型高炉であり、炉頂からＯ／Ｃ＝４．２の割合で鉄
鉱石と通常冶金用コークス（ＪＩＳ反応性２０％）を層
状に装入し、通常冶金用コークスの小塊（ＪＩＳ反応性
２０％，平均粒度２０ｍｍ，鉄鉱石と混合）を２０ｋｇ
／ｔ装入していた。通常塊鉱石使用比率は１３％，ペレ
ット使用比率は９％である。羽口前フレーム温度を２１
８０℃（送風温度１２００℃、添加湿分２５ｇ／Ｎｍ
3 ，酸素富化量０．０１３Ｎｍ3 ／Ｎｍ3 −ａｉｒ，微
粉炭吹き込み量１００ｇ／Ｎｍ3 −ａｉｒ）に維持しな
がら溶銑を６０００ｔ／日製造していた（比較例１）。
焼結鉱品質はＪＩＳ−ＲＩ６８％である。
【００１７】通常操業時の熱保存帯温度は９８０℃であ
った。この状態から、重量比で通常コークスの２０％を
ＪＩＳ反応性７０、粒度５〜１０ｍｍの高反応性コーク
スに置換し、該高反応性コークスを鉄鉱石と混合して装
入した（比較例２）。高炉シャフト部において４００〜
７００℃に低温領域が生成し、高炉操業を不安定化させ
る時の高炉炉頂水素ガス利用率ηH2の下限値は４２％で
あった。ここで、結晶水８．１％、３ｍｍ以下を１％以
下にした多孔質塊鉄鉱石をＡ塊鉱石として表示し、結晶
水８．１％、３ｍｍ以下を１％以下にした多孔質塊鉄鉱
石をＢ塊鉱石として表示する。
った。この状態から、重量比で通常コークスの２０％を
ＪＩＳ反応性７０、粒度５〜１０ｍｍの高反応性コーク
スに置換し、該高反応性コークスを鉄鉱石と混合して装
入した（比較例２）。高炉シャフト部において４００〜
７００℃に低温領域が生成し、高炉操業を不安定化させ
る時の高炉炉頂水素ガス利用率ηH2の下限値は４２％で
あった。ここで、結晶水８．１％、３ｍｍ以下を１％以
下にした多孔質塊鉄鉱石をＡ塊鉱石として表示し、結晶
水８．１％、３ｍｍ以下を１％以下にした多孔質塊鉄鉱
石をＢ塊鉱石として表示する。
【００１８】実施例１は、比較例２に示す高反応性コー
クス使用下で、通常使用塊鉱石の全量ならびに焼結鉱の
一部にかえて、Ａ塊鉱石を使用し、その使用量を順次増
加させて使用量１６％に至った時に、ηH2が４０％とな
り下限値４２％を下回ったため、図１にしたがって、該
塊鉱石の使用量を４％低減し、ηH2を４２〜４３％に回
復させた時の操業例である。熱保存帯温度は約８６０℃
で安定した。高炉の反応効率は比較例２に比べ改善され
ており、燃料比は低減した。
クス使用下で、通常使用塊鉱石の全量ならびに焼結鉱の
一部にかえて、Ａ塊鉱石を使用し、その使用量を順次増
加させて使用量１６％に至った時に、ηH2が４０％とな
り下限値４２％を下回ったため、図１にしたがって、該
塊鉱石の使用量を４％低減し、ηH2を４２〜４３％に回
復させた時の操業例である。熱保存帯温度は約８６０℃
で安定した。高炉の反応効率は比較例２に比べ改善され
ており、燃料比は低減した。
【００１９】実施例２は、比較例２に示す高反応性コー
クスを使用し、かつペレットの全量を非焼成塊成鉱（９
％）に置換した操業下で、通常使用塊鉱石の全量ならび
に焼結鉱の一部にかえて、Ａ塊鉱石を使用し、その使用
量を順次増加させて使用量１４％に至った時に、ηH2が
４０％となり下限値４２％を下回ったため、図１にした
がって、該塊鉱石の使用量を４％低減し、ηH2を４２〜
４３％に回復させた時の操業例である。熱保存帯温度は
８５０℃で安定した。操業は比較例２に比べると反応効
率は向上しており、燃料比は低減している。
クスを使用し、かつペレットの全量を非焼成塊成鉱（９
％）に置換した操業下で、通常使用塊鉱石の全量ならび
に焼結鉱の一部にかえて、Ａ塊鉱石を使用し、その使用
量を順次増加させて使用量１４％に至った時に、ηH2が
４０％となり下限値４２％を下回ったため、図１にした
がって、該塊鉱石の使用量を４％低減し、ηH2を４２〜
４３％に回復させた時の操業例である。熱保存帯温度は
８５０℃で安定した。操業は比較例２に比べると反応効
率は向上しており、燃料比は低減している。
【００２０】実施例３は、比較例２に示す高反応性コー
クスを使用し、ペレットの全量と焼結鉱の一部を非焼成
塊成鉱に置き換え、非焼成塊成鉱の使用割合を１５％に
し、かつ、通常使用塊鉱石の全量と焼結鉱の一部を、Ａ
塊鉱石１０％、Ｂ塊鉱石７％に置き換え、使用割合を１
５％とした時に、ηH2が４０％となり下限値を下回った
ため、図１にしたがって、Ａ塊鉱石を４％低減し、ηH2
を４２〜４３％に回復させた時の操業例である。炉周辺
部の熱保存帯温度は約８２５℃まで低下した。
クスを使用し、ペレットの全量と焼結鉱の一部を非焼成
塊成鉱に置き換え、非焼成塊成鉱の使用割合を１５％に
し、かつ、通常使用塊鉱石の全量と焼結鉱の一部を、Ａ
塊鉱石１０％、Ｂ塊鉱石７％に置き換え、使用割合を１
５％とした時に、ηH2が４０％となり下限値を下回った
ため、図１にしたがって、Ａ塊鉱石を４％低減し、ηH2
を４２〜４３％に回復させた時の操業例である。炉周辺
部の熱保存帯温度は約８２５℃まで低下した。
【００２１】実施例４は、実施例３の操業継続中に、焼
結鉱ＲＤＩが上昇し、その影響でηH2が４１％と下限値
である４２％を下回り、高炉操業が不安定化し始めたた
め、図１にしたがって、高反応性コークスの使用比率を
３％低減させ、ηH2を４２％まで回復させた操業例であ
る。周辺部の熱保存帯温度は約８４０℃に上昇して、操
業は安定化した。
結鉱ＲＤＩが上昇し、その影響でηH2が４１％と下限値
である４２％を下回り、高炉操業が不安定化し始めたた
め、図１にしたがって、高反応性コークスの使用比率を
３％低減させ、ηH2を４２％まで回復させた操業例であ
る。周辺部の熱保存帯温度は約８４０℃に上昇して、操
業は安定化した。
【００２２】実施例５は、比較例１の操業から、重量比
で通常コークスの２０％をＪＩＳ反応性６０、粒度１０
〜１５ｍｍの高反応性コークスに置換し、該高反応性コ
ークスを鉄鉱石と混合して装入した。この操業状態から
通常使用塊鉱石の全量を、Ａ塊鉱石に置換した時（使用
量１３％）の操業例である。ηH2は４４％と下限に近い
が、高炉操業は安定しており、炉周辺部の熱保存帯温度
は約９１０℃となった。燃料比は比較例１に比べて低
い。
で通常コークスの２０％をＪＩＳ反応性６０、粒度１０
〜１５ｍｍの高反応性コークスに置換し、該高反応性コ
ークスを鉄鉱石と混合して装入した。この操業状態から
通常使用塊鉱石の全量を、Ａ塊鉱石に置換した時（使用
量１３％）の操業例である。ηH2は４４％と下限に近い
が、高炉操業は安定しており、炉周辺部の熱保存帯温度
は約９１０℃となった。燃料比は比較例１に比べて低
い。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、高反応性コークス、結晶水３％以上の多孔質塊鉄鉱
石、非焼成塊成鉱を使用するに際し、炉頂水素ガス利用
率ηH2を監視し、このηH2が予め設定した下限値を下回
り、還元粉化助長に伴う通気変動に至る前に、上記多孔
質塊鉄鉱石、非焼成塊成鉱の使用比率もしくは高反応性
コークスの使用量を調整する。この操業法は、高反応性
コークス使用・上記多孔質塊鉄鉱石・非焼成塊成鉱を使
用することにより、熱保存帯温度を７５０〜１０００℃
に制御可能であり、高い還元効率のもとで、燃料比が低
下でき、安定的に高炉を操業できる。
は、高反応性コークス、結晶水３％以上の多孔質塊鉄鉱
石、非焼成塊成鉱を使用するに際し、炉頂水素ガス利用
率ηH2を監視し、このηH2が予め設定した下限値を下回
り、還元粉化助長に伴う通気変動に至る前に、上記多孔
質塊鉄鉱石、非焼成塊成鉱の使用比率もしくは高反応性
コークスの使用量を調整する。この操業法は、高反応性
コークス使用・上記多孔質塊鉄鉱石・非焼成塊成鉱を使
用することにより、熱保存帯温度を７５０〜１０００℃
に制御可能であり、高い還元効率のもとで、燃料比が低
下でき、安定的に高炉を操業できる。
【図１】高反応性コークスの使用方法、粒度、使用比率
と熱保存帯温度の低下幅との関係を示す図、
と熱保存帯温度の低下幅との関係を示す図、
【図２】高炉炉頂水素ガス利用率ηH2の下限値よりの低
下幅と下限値に回復させるために必要な３％以上の結晶
水を含有した塊鉄鉱石，非焼成塊成鉱，高反応性コーク
スの装入量の変化幅の関係を示す図、
下幅と下限値に回復させるために必要な３％以上の結晶
水を含有した塊鉄鉱石，非焼成塊成鉱，高反応性コーク
スの装入量の変化幅の関係を示す図、
【図３】重量比で通常コークスの２０％をＪＩＳ反応性
７０、粒度１０ｍｍの高反応性コークスに置換した操業
下での、非焼成塊成鉱ならびに３％以上の結晶水を含有
した塊鉄鉱石の使用量と熱保存帯温度の低下幅との関係
を示す図である。
７０、粒度１０ｍｍの高反応性コークスに置換した操業
下での、非焼成塊成鉱ならびに３％以上の結晶水を含有
した塊鉄鉱石の使用量と熱保存帯温度の低下幅との関係
を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 清一 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本 製鐵株式会社 大分製鐵所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21B 5/00 - 5/06
Claims (2)
- 【請求項１】 通常冶金用コークスの一部をＪＩＳ反応
性が３０％以上の高反応性コークスに置き換え、該高反
応性コークスを鉱石または通常冶金用コークスの少なく
とも一方と混合し、さらに非焼成塊成鉱および／または
３ｍｍ以下を１％以下にした気孔率３０％以上、結晶水
３％以上を有する多孔質塊鉄鉱石を鉱石と混合し、高炉
に装入する高炉操業法において、炉頂水素ガス利用率η
H2を測定し、該ηH2が予め設定した下限値以上となるよ
うに、該多孔質塊鉄鉱石および／または非焼成塊成鉱の
装入量を調整することを特徴とする高炉操業法。 - 【請求項２】 通常冶金用コークスの一部をＪＩＳ反応
性が３０％以上の高反応性コークスに置き換え、該高反
応性コークスを鉱石または通常冶金用コークスの少なく
とも一方と混合し、さらに非焼成塊成鉱および／または
３ｍｍ以下を１％以下にした気孔率３０％以上、結晶水
３％以上を有する多孔質塊鉄鉱石を鉱石と混合し、高炉
に装入する高炉操業法において、炉頂水素ガス利用率η
H2を測定し、該ηH2が予め設定した下限値以上となるよ
うに、高反応性コークスの装入量を調整することを特徴
とする高炉操業法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4298376A JP3014556B2 (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 高炉操業法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4298376A JP3014556B2 (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 高炉操業法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06145728A JPH06145728A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3014556B2 true JP3014556B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=17858894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4298376A Expired - Lifetime JP3014556B2 (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 高炉操業法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014556B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5453932B2 (ja) * | 2009-06-02 | 2014-03-26 | 新日鐵住金株式会社 | 高炉の操業方法 |
| JP6287021B2 (ja) * | 2013-10-08 | 2018-03-07 | 新日鐵住金株式会社 | 高炉操業方法 |
| JP6458609B2 (ja) * | 2015-04-03 | 2019-01-30 | 新日鐵住金株式会社 | 炭素高反応性装入物の装入量決定方法および高炉操業方法 |
-
1992
- 1992-11-09 JP JP4298376A patent/JP3014556B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06145728A (ja) | 1994-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3731361B2 (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
| JP3014556B2 (ja) | 高炉操業法 | |
| CN112391523A (zh) | 一种高SiO2熔剂性球团回转窑过程焙烧控制方法 | |
| JP3068967B2 (ja) | 高炉操業法 | |
| JP3900721B2 (ja) | 高品質低ＳｉＯ２ 焼結鉱の製造方法 | |
| JP2003301205A (ja) | 高炉原料装入方法 | |
| JP4529838B2 (ja) | 焼結鉱および高炉操業方法 | |
| JP4085493B2 (ja) | 高品質焼結鉱の製造方法 | |
| JP3829516B2 (ja) | 高炉操業方法 | |
| JP3061965B2 (ja) | 高炉の操業方法 | |
| JP3746842B2 (ja) | 微粉炭多量吹き込み時の高炉操業方法 | |
| JP2733566B2 (ja) | 高炉操業法 | |
| JP2001140007A (ja) | 多結晶水含有鉄原料を使用した高炉操業方法 | |
| JP4598256B2 (ja) | 高炉操業方法 | |
| JP3014549B2 (ja) | 高炉操業方法 | |
| JP2002020810A (ja) | 高炉操業方法 | |
| JP3590543B2 (ja) | 高炉への含鉄粉吹き込み方法 | |
| JPH08260008A (ja) | 高炉の操業方法 | |
| JPH06100909A (ja) | 高炉操業法 | |
| JPH0788522B2 (ja) | 高炉操業方法 | |
| JPH05295412A (ja) | 高炉操業法 | |
| JP2000290709A (ja) | 高炉原料装入方法 | |
| JPH06145730A (ja) | 高炉の操業方法 | |
| CN117025944A (zh) | 一种稳定烧结矿质量的控制方法 | |
| JPS60141810A (ja) | 鉄鉱石ペレツトを用いる高炉の操業管理法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991207 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101217 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101217 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111217 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111217 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121217 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |