JP5546675B1 - 高炉の操業方法及び溶銑の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、高炉の炉頂から酸化鉄原料とコークスと部分還元鉄とを装入するとともに、高炉の羽口から微粉炭及び酸素富化空気を吹き込んで、酸化鉄原料を還元して溶銑を得る高炉の操業方法であって、炉頂温度Ttopを監視しながらコークスの装入量を調整する第1工程と、炉内空塔ガス流速u及び炉頂温度Ttopを監視しながら微粉炭の吹き込み量を調整する第2工程と、羽口の燃焼温度Tf及び炉頂温度Ttopを監視しながら酸素富化空気の酸素富化率を調整する第3工程と、炉内空塔ガス流速uの値に応じて酸素富化空気の吹き込み量の調整の要否を判断する第4工程と、を有する高炉の操業方法である。
【選択図】なし
Description
Ttop≧Ttopmin (1)
ここで、式(1)中、Ttopminは、120℃以下の範囲内に設定される任意の温度を示す。
u≦umax (2)
Ttop≦Ttopmax (3)
ここで、式(2)中、umaxは100〜150m/秒の範囲内に設定される任意の流速を示す。式(3)中、Ttopmaxは180℃以上の範囲内に設定される任意の温度を示す。
Tf≦Tfmax (4)
ここで、式(4)中、Tfmaxは2300℃以上の範囲内に設定される任意の温度を示す。
u<umax (7)
Ttop>Ttopmin (8)
25x−175<y<31x+31 (9)
y>130 (10)
金属化率(%)=[(部分還元鉄中の金属鉄分)/(部分還元鉄中の全鉄分)]×100
CH4+H2O → CO+3H2 (II)
上式(I)中、xは2.5〜3の数値である。
u(m/秒)=炉内ガスの体積流量(m3/秒)/高炉100の腹部の断面積(m2)
Ttop≧Ttopmin (1)
u≦umax (2)
Ttop≦Ttopmax (3)
Tf≦Tfmax (4)
u<umax (7)
Ttop>Ttopmin (8)
y>130 (10)
図1に示すような高炉(内容積:1600m3)に、酸化鉄原料及びコークスを装入するとともに、羽口から酸素富化空気及び微粉炭を吹き込んで、溶銑の製造を行った。そして、部分還元鉄(金属化率:82%、炭素含有率:3.5%)を100kg/ton装入し、図3に示す操作を行って、高炉の安定操業が可能な運転条件を求めた。その結果を図4にプロットした。実施例1では、図4にプロットされたいくつかの運転条件のうち、酸素富化率:13.2%、微粉炭比:238kg/tonの運転条件で、出銑比を2.87ton/d/m3にすることができた。
部分還元鉄の装入量を200kg/tonとしたこと以外は、実施例1と同様にして、高炉の安定操業が可能な運転条件を求めた。その結果を図4にプロットした。実施例2では、図4にプロットされたいくつかの運転条件のうち、酸素富化率:16%、微粉炭比:237kg/tonの運転条件で、出銑比を2.94ton/d/m3にすることができた。
部分還元鉄の装入量を300kg/tonとしたこと以外は、実施例1と同様にして、高炉の安定操業が可能な運転条件を求めた。その結果を図4にプロットした。実施例3では、図4にプロットされたいくつかの運転条件のうち、酸素富化率:16%、微粉炭比:225kg/tonの運転条件で、出銑比を3.09ton/d/m3にすることができた。
部分還元鉄の装入量を400kg/tonとしたこと以外は、実施例1と同様にして、高炉の安定操業が可能な運転条件を求めた。その結果を図4にプロットした。実施例4では、図4にプロットされたいくつかの運転条件のうち、酸素富化率:14%、微粉炭比:210kg/tonの運転条件で、出銑比を3.25ton/d/m3にすることができた。
部分還元鉄の装入量を500kg/tonとしたこと以外は、実施例1と同様にして、高炉の安定操業が可能な運転条件を求めた。その結果を図4にプロットした。実施例5では、図4にプロットされたいくつかの運転条件のうち、酸素富化率:14%、微粉炭比:198kg/tonの運転条件で、出銑比を3.44ton/d/m3にすることができた。
部分還元鉄の装入量を600kg/tonとしたこと以外は、実施例1と同様にして、高炉の安定操業が可能な運転条件を求めた。その結果を図4にプロットした。実施例6では、図4にプロットされたいくつかの運転条件のうち、酸素富化率:14%、微粉炭比:190kg/tonの運転条件で、出銑比を3.63ton/d/m3にすることができた。
部分還元鉄の装入量を400kg/tonとしたこと、図3に示すような操作を行わずに、微粉炭比及び酸素富化率を一定値に維持して、高炉の操業を行った。酸素富化率が3.2%〜7.8%の範囲で安定的に運転することが可能であったものの、出銑比は2.19〜2.38ton/d/m3であった。
図1に示すような高炉(内容積:1600m3)に、酸化鉄原料及びコークスを装入するとともに、羽口から酸素富化空気及び微粉炭を吹き込んで、溶銑の製造を行った。そして、実施例1で用いたものと同じ部分還元鉄を装入するとともに、酸素富化率及び微粉炭比を調整して運転を行った。比較例2では、酸素富化率及び微粉炭比を、図4に示すとおりに調整して図3に示すフローチャートに示す手順を試みた。しかしながら、炉頂温度(Ttop)、炉内空塔ガス流速(u)、羽口の燃焼温度(Tf)、又は空気比が、安定操業を継続するための範囲から外れ、安定操業ができなかった。なお、比較例2では、部分還元鉄の装入量を200〜600kg/tonとした。
部分還元鉄を装入しなかったこと以外は、実施例1と同様にして高炉の操業を行った。その結果を図4にプロットした。高炉の操業を安定的に行うことができたものの、酸素富化率を上げることはできなかった。
図1に示すような高炉(内容積:1600m3)に、酸化鉄原料及びコークスを装入するとともに、羽口から酸素富化空気及び微粉炭を吹き込んで、高炉の操業を行い、溶銑の製造を行った。部分還元鉄は装入せず、酸素富化率及び微粉炭比は一定とした。操業条件、並びに出銑比及びコークス比の結果を表1に示す。
実施例1で用いたものと同じ部分還元鉄を表1に示す量で装入したこと以外は、比較例4と同様にして、高炉の操業を行い、溶銑の製造を行った。酸素富化率及び微粉炭比は、比較例4と同様に一定とした。操業条件、並びに出銑比及びコークス比の結果を表1に示す。
実施例1で用いたものと同じ部分還元鉄を表1に示す量で装入するとともに、図3のフローチャートに示す手順を行った。この手順を実施した後の酸素富化率及び微粉炭比は表1のとおりであった。操業条件、並びに出銑比及びコークス比の結果を表1に示す。
Claims (11)
- 高炉の炉頂から酸化鉄原料とコークスと部分還元鉄とを装入するとともに、前記高炉の羽口から微粉炭及び酸素富化空気を吹き込んで、前記酸化鉄原料を還元して溶銑を得る高炉の操業方法であって、
前記部分還元鉄の装入量を増やしたときに、炉頂温度Ttop が下限値T topmin 未満とならないように監視しながら前記コークスの装入量を減少させる第1工程と、
炉内空塔ガス流速uが上限値u max を、及び炉頂温度Ttop が上限値T topmax を、それぞれ超えないように監視しながら前記微粉炭の吹き込み量を増加させる第2工程と、
前記羽口の燃焼温度Tf が上限値T fmax を超えないように監視し、且つ前記炉頂温度Ttop が下限値T topmin 未満とならないように監視しながら、前記酸素富化空気の酸素富化率を増加させる第3工程と、
前記炉内空塔ガス流速uの値に応じて前記酸素富化空気の吹き込み量の調整の要否を判断し、炉内空塔ガス流速uが前記上限値u max を超える場合には、前記酸素富化空気の吹き込み量を減少させる第4工程と、を行い、
前記第4工程の後に、下記式(1)及び下記式(2)の両方を満たさない場合、又は、下記式(1)を満たし、下記式(2)及び下記式(3)の両方を満たさない場合、前記第2工程、前記第3工程及び前記第4工程を行い、
T top =T topmax (1)
u=u max (2)
u<u max (3)
前記第4工程の後に、上記式(1)を満たし、上記式(3)を満たす場合、前記酸素富化空気の吹き込み量を増加させ、前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程及び前記第4工程を行い、
前記第4工程の後に、上記式(1)及び下記式(4)の両方を満たさず、上記式(2)を満たす場合、又は、上記式(1)及び上記式(2)の両方を満たし、下記式(4)を満たさない場合、前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程及び前記第4工程を行う高炉の操業方法。
T top =T topmin (4) - 上記式(2)及び上記式(4)の両方を満たすまで、前記第1工程、前記第2工程、前記第3工程、及び前記4工程、又は、前記第2工程、前記第3工程、及び前記4工程を、繰り返し行う、請求項1に記載の高炉の操業方法。
- 前記第3工程において、前記酸素富化率を、8%を超え且つ16%以下の範囲内で調整する、請求項1又は2に記載の高炉の操業方法。
- 前記微粉炭の吹き込み量が、溶銑1ton当たり130kgを超える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。
- 前記酸素富化空気の酸素富化率をx(%)、及び、溶銑1ton当たりの前記微粉炭の吹き込み量をy(kg/ton)としたときに、x及びyが、下記式(5)及び(6)を満たす、請求項1〜4のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。
25x−175<y<31x+31 (5)
y>130 (6) - 前記部分還元鉄の装入量が、溶銑1ton当たり100〜600kgである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。
- 前記第1工程では、前記炉頂温度Ttopが下記式(7)を満たす範囲で前記コークスの装入量を減少させ、
Ttop≧Ttopmin (7)
[式(7)中、Ttopminは、100〜120℃の範囲内に設定される任意の温度を示す。]
前記第2工程では、前記炉内空塔ガス流速u及び前記炉頂温度Ttopが、それぞれ下記式(8)及び式(9)を満たす範囲で前記微粉炭の吹き込み量を増加させ、
u≦umax (8)
Ttop≦Ttopmax (9)
[式(8)中、umaxは100〜150m/秒の範囲内に設定される任意の流速を示す。式(9)中、Ttopmaxは180〜200℃の範囲内に設定される任意の温度を示す。]
前記第3工程では、前記燃焼温度Tf及び前記炉頂温度Ttopが、下記式(10)及び前記式(7)を満たすように監視しながら、T f =T fmax 及び/又はT top =T topmin と判定されるまで前記酸素富化率を増加させ、
Tf≦Tfmax (10)
[式(10)中、Tfmaxは2300〜2400℃の範囲内に設定される任意の温度を示す。]
前記第4工程では、前記炉内空塔ガス流速uが前記式(8)を満足しないときに、前記炉内空塔ガス流速uが前記式(8)を満足するように、前記酸素富化空気の吹き込み量を減少させる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。 - 前記部分還元鉄の炭素含有率が2.3〜5.9質量%である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。
- 前記高炉に装入される前記部分還元鉄の全体に対する粒径5mm未満の部分還元鉄の割合が10質量%以下である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。
- 前記高炉に装入される前記部分還元鉄の圧壊強度が30kg/cm2以上である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の高炉の操業方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の高炉の操業方法によって前記溶銑を製造する溶銑の製造方法。
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