JP5699833B2 - 高炉操業方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、より一層の燃焼温度の向上及び還元材原単位の低減を可能とする高炉操業方法を提供することを目的とするものである。
また、前記二重管ランスの内側管から易燃性還元材を吹込むと共に、二重管ランスの外側管から固体還元材を吹込むことを特徴とするものである。
また、前記固体還元材が微粉炭であることを特徴とするものである。
また、前記固体還元材を銑鉄1t当たり60〜180kgの範囲で吹込むことを特徴とするものである。
また、前記固体還元材の微粉炭に、廃プラスチック、廃棄物固形燃料、有機性資源、廃材を混合することを特徴とするものである。
また、前記易燃性還元材が都市ガス、天然ガス、プロパンガス、水素、転炉ガス、高炉ガス、コークス炉ガスであることを特徴とするものである。
また、前記易燃性還元材を銑鉄1t当たり1〜50kgの範囲で吹込むことを特徴とするものである。
また、前記易燃性還元材を銑鉄1t当たり10〜35kgの範囲で吹込むことを特徴とするものである。
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、この燃焼空間で還元材の燃焼、ガス化が行われる。
実験結果を図7に示す。同図より明らかなように、単管ランスによる微粉炭のみの吹込みの場合に比して、例えば二重管ランスの内側管から微粉炭を吹込み且つ外側管から都市ガスを吹込む場合に、酸素過剰率が0.7以上であれば、何れの場合もランスに近い位置での燃焼温度が上昇している。特に、二重管ランスの内側管から微粉炭を吹込み且つ外側管から都市ガスを吹込む場合に、酸素過剰率が1以上であれば、ランスからの如何なる位置でも燃焼温度が上昇している。このことから、二重管ランスの内側管から微粉炭を吹込み且つ外側管から都市ガスを吹込む場合、酸素過剰率0.7以上を下限とし、酸素過剰率1.3以下を上限とする。酸素過剰率を増大すれば、更なる燃焼温度上昇を期待できるが、酸素製造コストに鑑みて、酸素過剰率の上限を1.3とした。好ましくは酸素過剰率を0.9〜1.2とする。なお、二重管ランスの内側管から都市ガスを吹込み、外側管から微粉炭を吹込む場合にも、同等の結果が得られるものと考えられる。ちなみに、燃焼温度の向上は燃焼量増加の証左であり、吹込み固体還元材の燃焼量増加により羽口先における堆積微粉量(炉内投入微粉量)が減少し、炉内の通気が改善される。熱バランスが適正であれば、改善された通気余力分、装入コークス(コークス比)を低減することが可能となるので、結果として還元材原単位の低減となる。また、都市ガスを易燃性還元材例としているが、下記表2に示すように、天然ガス(LNG)も主成分はメタンで都市ガスと同等であり、使用できる。
以上の点から、固体還元材/易燃性還元材(各mass%)は、逆算すると、1〜300、好ましくは1〜180となる。
また、微粉炭の平均粒子径は10〜100μmで使用されるが、本発明では燃焼性を確保し、ランスからの送給並びにランスまでの供給性を考慮したとき、好ましくは20〜50μmとするとよい。微粉炭の平均粒子径が20μm未満では、燃焼性は優れるが、微粉炭輸送時(気体輸送)にランスが詰まり易く、50μmを超えると微粉炭燃焼性が悪化する恐れがある。
更に、易燃性還元材には、都市ガス、天然ガス以外に、プロパンガス、水素の他、製鉄所で発生する転炉ガス、高炉ガス、コークス炉ガスを用いることもできる。
また、二重管ランス4の内側管から都市ガス(易燃性燃料)9を吹込むと共に、二重管ランス4の外側管から微粉炭(固体燃料)6を吹込むことにより、微粉炭(固体燃料)6の内側の都市ガス(易燃性燃料)9が先に燃焼することで微粉炭(固体燃料)6が爆発的に拡散し、同時に都市ガス(易燃性燃料)9の燃焼熱で微粉炭(固体燃料)6の温度が大幅に上昇する。
Claims (11)
- ランスを介して羽口から易燃性還元材と固体還元材とを吹込む高炉操業方法であって、前記易燃性還元材と固体還元材とを二重管ランスで吹込み、前記二重管ランスの外側管の出口流速を20〜120m/secとし、且つ羽口への送風の酸素過剰率を0.7〜1.3としたことを特徴とする高炉操業方法。
- 前記二重管ランスの内側管から固体還元材を吹込むと共に、二重管ランスの外側管から易燃性還元材を吹込むことを特徴とする請求項1に記載の高炉操業方法。
- 前記二重管ランスの内側管から易燃性還元材を吹込むと共に、二重管ランスの外側管から固体還元材を吹込むことを特徴とする請求項1に記載の高炉操業方法。
- 前記固体還元材が微粉炭であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の高炉操業方法。
- 前記固体還元材を銑鉄1t当たり50〜300kgの範囲で吹込むことを特徴とする請求項4に記載の高炉操業方法。
- 前記固体還元材を銑鉄1t当たり60〜180kgの範囲で吹込むことを特徴とする請求項5に記載の高炉操業方法。
- 前記固体還元材の微粉炭に、廃プラスチック、廃棄物固形燃料、有機性資源、廃材を混合することを特徴とする請求項4乃至6の何れか一項に記載の高炉操業方法。
- 前記固体還元材の微粉炭の割合を80mass%以上として、廃プラスチック、廃棄物固形燃料、有機性資源、廃材を混合使用することを特徴とする請求項7に記載の高炉操業方法。
- 前記易燃性還元材が都市ガス、天然ガス、プロパンガス、水素、転炉ガス、高炉ガス、コークス炉ガスであることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の高炉操業方法。
- 前記易燃性還元材を銑鉄1t当たり1〜50kgの範囲で吹込むことを特徴とする請求項9に記載の高炉操業方法。
- 前記易燃性還元材を銑鉄1t当たり10〜35kgの範囲で吹込むことを特徴とする請求項10に記載の高炉操業方法。
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