JP5824810B2 - Blast furnace operation method - Google Patents
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Description
本発明は、高炉羽口から微粉炭などの固体燃料と、LNG(Liquefied Natural Gas:液化天然ガス)などの易燃性燃料とを吹込んで、燃焼温度を上昇させることにより生産性の向上及び還元材原単位の低減を図る高炉の操業方法に関するものである。 In the present invention, solid fuel such as pulverized coal and flammable fuel such as LNG (Liquefied Natural Gas) are injected from the blast furnace tuyere and the combustion temperature is increased to improve and reduce productivity. The present invention relates to a method for operating a blast furnace to reduce the basic unit of material.
近年、炭酸ガス排出量の増加による地球温暖化が問題となっており、製鉄業においても排出CO2の抑制は重要な課題である。これを受け、最近の高炉操業では、低還元材比(低RAR:Reduction Agent Ratioの略で、銑鉄1t製造当たりの、羽口からの吹込み還元材と炉頂から装入されるコークスの合計量)操業が強力に推進されている。高炉は、主にコークス及び羽口から吹込む微粉炭を還元材として使用しており、低還元材比、ひいては炭酸ガス排出抑制を達成するためにはコークスなどを廃プラ、LNG、重油等の水素含有率の高い還元材で置換する方策が有効である。下記特許文献1では、羽口から燃料を吹込むランスを二重管とし、二重管ランスの内側管からLNGを吹込み、二重管ランスの外側管から微粉炭を吹込むことが提案されている。また、下記特許文献2では、同じく羽口から燃料を吹込むランスを二重管とし、二重管ランスの内側管から微粉炭を吹込み、二重管ランスの外側管からLNGを吹込むことが提案されている。
In recent years, global warming due to an increase in carbon dioxide emissions has become a problem, and the suppression of emitted CO 2 is an important issue even in the steel industry. In response to this, in recent blast furnace operations, the ratio of low reducing agent (low RAR: Abbreviation for Reduction Agent Ratio) is the sum of the reducing material injected from the tuyere and the coke charged from the top of the furnace per 1 ton of pig iron. Volume) Operation is being strongly promoted. The blast furnace mainly uses coke and pulverized coal blown from the tuyere as a reducing material, and in order to achieve a low reducing material ratio and, in turn, carbon dioxide emission control, coke etc. is used as waste plastic, LNG, heavy oil, etc. It is effective to replace with a reducing material having a high hydrogen content. In the following
前記特許文献1に記載される高炉操業方法も、前記特許文献2に記載される高炉操業方法も、従来の微粉炭だけを羽口から吹込む方法に比べれば、燃焼温度の向上や還元材原単位の低減に効果があるものの、更なる改良の余地がある。
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。
The blast furnace operating method described in
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a blast furnace operating method capable of further improving the combustion temperature and reducing the reducing material basic unit. It is.
上記課題を解決するために、本発明の高炉操業方法は、羽口から燃料を吹き込むためのランスを三重管とし、当該三重管ランスの最も内側の管の内側を内管ランス、最も内側の管と内側から二番目の管の間を中管ランス、内側から二番面の管と最も外側の管との間を外管ランスとした場合、内管ランス、中管ランス、外管ランスの夫々に、固体燃料、易燃性燃料、支燃性ガスの一種類ずつを単独で且つ全ての種類、吹込むことを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the blast furnace operating method of the present invention uses a triple pipe as the lance for injecting fuel from the tuyere, an inner pipe lance inside the innermost pipe of the triple pipe lance, and an innermost pipe. The inner tube lance between the inner tube and the second tube from the inside, and the outer tube lance between the second tube from the inside and the outermost tube, each of the inner tube lance, the intermediate tube lance, and the outer tube lance. In addition, each type of solid fuel, flammable fuel, and combustion-supporting gas is injected individually and in all types.
また、前記固体燃料及び易燃性燃料の何れかを外管ランスに吹込むことを特徴とするものである。
また、前記易燃性燃料及び支燃性ガスを隣接する管ランスから吹込むことを特徴とするものである。
また、前記易燃性燃料及び支燃性ガスを内管ランス及び中管ランスの何れかから吹込むことを特徴とするものである。
In addition, either the solid fuel or the flammable fuel is blown into the outer pipe lance.
The flammable fuel and the combustion-supporting gas are blown from adjacent pipe lances.
Further, the flammable fuel and the combustion-supporting gas are blown from either an inner pipe lance or an intermediate pipe lance.
また、前記三重管ランスから吹込まれる全ガス量に対する易燃性燃料又は易燃性燃料及び支燃性ガスの割合が25vol%以上であることを特徴とするものである。
また、前記三重管ランスの何れかの管ランスから吹込まれる支燃性ガスは酸素であり、送風に富化する酸素の一部を当該三重管ランスの何れかの管ランスから吹込むことを特徴とするものである。
また、前記固体燃料が微粉炭であることを特徴とするものである。
また、前記易燃性燃料がLNGであることを特徴とするものである。
Further, the ratio of the flammable fuel or the flammable fuel and the combustion-supporting gas to the total amount of gas blown from the triple pipe lance is 25 vol% or more.
Further, the combustion-supporting gas blown from any pipe lance of the triple pipe lance is oxygen, and a part of oxygen enriched in blowing is blown from any pipe lance of the triple pipe lance. It is a feature.
Further, the solid fuel is pulverized coal.
The flammable fuel is LNG.
而して、本発明の高炉操業方法によれば、羽口から燃料を吹込むためのランスを三重管とし、その三重管の内管ランス、中管ランス、外管ランスの夫々に、固体燃料、易燃性燃料、支燃性ガスの一種類ずつを単独で且つ全ての種類、吹込むことにより、例えば支燃性ガスと共に易燃性燃料が先に燃焼することで固体燃料が爆発的に拡散し、同時に易燃性燃料の燃焼熱で固体燃料の温度が大幅に上昇し、これにより固体燃料の加熱速度が上昇して燃焼温度が大幅に向上し、もって還元材原単位を低減することができる。 Thus, according to the blast furnace operating method of the present invention, the lance for injecting fuel from the tuyere is a triple pipe, and the inner pipe lance, the middle pipe lance and the outer pipe lance of the triple pipe are respectively provided with solid fuel, easy By blowing each type of flammable fuel and flammable gas independently and in all types, for example, the flammable fuel and the flammable gas are burned first, so that the solid fuel explosively diffuses. At the same time, the temperature of the solid fuel is greatly increased by the combustion heat of the flammable fuel, thereby increasing the heating speed of the solid fuel and greatly improving the combustion temperature, thereby reducing the reducing material basic unit. .
また、固体燃料及び易燃性燃料の何れかを外管ランスに吹込むことにより、固体燃料又は易燃性燃料が高温に晒されやすくなり、燃料の着火性が向上する。
また、易燃性燃料及び支燃性ガスを隣接する管ランスから吹込むことにより、支燃性ガスと易燃性燃料が先に燃焼することで、固体燃料の温度が大幅に上昇し、これにより固体燃料の加熱速度が上昇して燃焼温度が大幅に向上する。
Moreover, by blowing either solid fuel or flammable fuel into the outer pipe lance, the solid fuel or flammable fuel is easily exposed to high temperatures, and the ignitability of the fuel is improved.
In addition, by blowing the flammable fuel and the flammable gas from the adjacent pipe lance, the flammable gas and the flammable fuel are burned first, so that the temperature of the solid fuel is greatly increased. As a result, the heating speed of the solid fuel is increased and the combustion temperature is greatly improved.
また、易燃性燃料及び支燃性ガスを内管ランス及び中管ランスの何れかから吹込むことにより、支燃性ガスと共に易燃性燃料が先に燃焼することで固体燃料が爆発的に拡散し、同時に易燃性燃料の燃焼熱で固体燃料の温度が大幅に上昇し、これにより固体燃料の加熱速度が上昇して燃焼温度が大幅に向上する。
また、三重管ランスから吹込まれる全ガス量に対する易燃性燃料又は易燃性燃料及び支燃性ガスの割合を25vol%以上とすることにより、高い燃焼温度を確保することができる。
In addition, when the flammable fuel and the flammable gas are blown from either the inner pipe lance or the middle pipe lance, the flammable fuel and the flammable fuel are combusted first to explode the solid fuel. At the same time, the temperature of the solid fuel rises greatly due to the combustion heat of the flammable fuel, thereby increasing the heating speed of the solid fuel and greatly increasing the combustion temperature.
Moreover, a high combustion temperature is securable by making the ratio of the flammable fuel or the flammable fuel and the combustion-supporting gas with respect to the total gas amount blown from the triple pipe lance 25 vol% or more.
また、送風に富化する酸素の一部を支燃性ガスとして三重管ランスの何れかの管ランスから吹込むことにより、高炉内のガスバランスを損なうことがなく、酸素の過剰供給を回避することができる。 In addition, by blowing a part of oxygen enriched in blast as a combustion-supporting gas from any pipe lance of the triple pipe lance, the gas balance in the blast furnace is not impaired, and excessive supply of oxygen is avoided. be able to.
次に、本発明の高炉操業方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
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、この燃焼空間でコークス燃焼、ガス化が行われる。
Next, an embodiment of the blast furnace operating method of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of a blast furnace to which the blast furnace operating method of the present embodiment is applied. As shown in the figure, a
図2には、ランス4から微粉炭6だけを吹込んだときの燃焼状態を示す。ランス4から羽口3を通過し、レースウエイ5内に吹込まれた微粉炭6は、コークス7と共に、その揮発分と固定炭素が燃焼し、燃焼しきれずに残った、一般にチャーと呼ばれる炭素と灰分の集合体は、レースウエイから未燃チャー8として排出される。羽口3の熱風送風方向先方における熱風速度は約200m/secであり、ランス4の先端からレースウエイ5内におけるO2の存在領域は約0.3〜0.5mとされているので、実質的に1/1000秒のレベルで微粉炭粒子の昇温及びO2との接触効率(分散性)の改善が必要となる。
FIG. 2 shows a combustion state when only pulverized
図3は、ランス4から送風管2内に微粉炭(図ではPC:Pulverized Coal)6のみを吹込んだ場合の燃焼メカニズムを示す。羽口3からレースウエイ5内に吹込まれた微粉炭6は、レースウエイ5内の火炎からの輻射伝熱によって粒子が加熱し、更に輻射伝熱、伝導伝熱によって粒子が急激に温度上昇し、300℃以上昇温した時点から熱分解が開始し、揮発分に着火して火炎が形成され、燃焼温度は1400〜1700℃に達する。揮発分が放出してしまうと、前述したチャー8となる。チャー8は、主に固定炭素であるので、燃焼反応と共に、炭素溶解反応と呼ばれる反応も生じる。
FIG. 3 shows a combustion mechanism when only pulverized coal (PC: Pulverized Coal in the figure) 6 is blown into the
図4は、ランス4から送風管2内に微粉炭6と共にLNG9を吹込んだ場合の燃焼メカニズムを示す。微粉炭6とLNG9の吹込み方法は、単純に平行に吹込んだ場合を示している。なお、図中の二点鎖線は、図3に示した微粉炭のみを吹込んだ場合の燃焼温度を参考に示している。このように微粉炭とLNGを同時に吹込む場合、気体ガスであるLNGが優先的に燃焼し、この燃焼熱によって微粉炭が急速に加熱、昇温すると考えられ、これによりランスに近い位置で燃焼温度が更に上昇する。
FIG. 4 shows a combustion mechanism when LNG 9 is blown together with pulverized
このような知見に基づき、図5に示す燃焼実験装置を用いて燃焼実験を行った。実験炉11内にはコークスが充填されており、覗き窓からレースウエイ15の内部を観察することができる。送風管12にはランス14が差し込まれ、燃焼バーナ13で生じた熱風を実験炉11内に所定の送風量で送風することができる。また、この送風管12では、送風の酸素富化量を調整することも可能である。ランス14は、微粉炭及びLNGの何れか一方又は双方を送風管12内に吹込むことができる。実験炉11内で生じた排ガスは、サイクロンと呼ばれる分離装置16で排ガスとダストに分離され、排ガスは助燃炉などの排ガス処理設備に送給され、ダストは捕集箱17に捕集される。
Based on such knowledge, a combustion experiment was performed using the combustion experiment apparatus shown in FIG. The
最初の燃焼実験には、ランス14に単管ランスと二重管ランスの二種類を用い、単管ランスを用いて微粉炭のみを吹込んだ場合、二重管ランスを用い、二重管ランスの内側管から微粉炭を吹込み、二重管ランスの外側管からLNGを吹込んだ場合、二重管ランスの内側管からLNGを吹込み、二重管ランスの外側管から微粉炭を吹込んだ場合の夫々について覗き窓から2色温度計による燃焼温度、燃焼位置、未燃チャーの燃焼状況、拡散性を測定した。2色温度計は、周知のように、熱放射(高温物体から低温物体への電磁波の移動)を利用して温度計測を行う放射温度計であり、温度が高くなると波長分布が短波長側にずれていくことに着目して、波長分布の温度の変化を計測することで温度を求める波長分布形の一つであり、中でも波長分布を捉えるため、2つの波長における放射エネルギーを計測し、比率から温度を測定するものである。未燃チャーの燃焼状況は、実験炉11の送風管12内のランス14先から150mm、300mmの位置にてプローブで未燃チャーを回収して、樹脂埋め、研磨後、画像解析によってチャー内空隙率を測定し、判定した。
In the first combustion experiment, a single pipe lance and a double pipe lance were used for the
微粉炭の諸元は、固定炭素(FC:Fixed Carbon)77.8%、揮発分(VM:Volatile Matter)13.6%、灰分(Ash)8.6%で、吹込み条件は29.8kg/h(製銑原単位で100kg/t相当)とした(吹込媒体として窒素を使用)。また、LNGの吹込み条件は、3.6kg/h(5Nm3/h、製銑原単位で10kg/t相当)とした。送風条件は、送風温度1200℃、流量300Nm3/h、流速70m/s、O2富化+5.5(酸素濃度26.5%、空気中酸素濃度21%に対し、5.5%の富化)とした。実験結果の評価は、単管ランスから微粉炭のみ(媒体としてN2を使用)を吹込んだ場合の燃焼温度、燃焼位置、未燃チャーの燃焼状況、拡散性(主として微粉炭)を基準とし、二重管ランスの内側管から微粉炭を吹込み、外側管からLNGを吹込んだ場合、二重管ランスの内側管からLNGを吹込み、外側管から微粉炭を吹込んだ場合の夫々を評価した。評価は、微粉炭のみの場合と同程度の場合を△、少し改善された場合を○、大幅に改善された場合を◎で表した。
The specifications of the pulverized coal are 77.8% fixed carbon (FC), 13.6% volatile matter (VM), 8.6% ash (Ash), and the blowing condition is 29.8 kg. / H (equivalent to 100 kg / t in ironmaking base unit) (using nitrogen as blowing medium). The LNG blowing conditions were 3.6 kg / h (5 Nm 3 / h, equivalent to 10 kg / t in the ironmaking base unit). The blowing conditions are: blowing
図6には、前述した燃焼実験の結果を示す。同図から明らかなように、二重管ランスの内側管から微粉炭を吹込み、外側管からLNGを吹込む場合には、燃焼位置については改善が見られたが、その他の項目については変化が見られない。これは、微粉炭の外側のLNGが先にO2と接触して速やかに燃焼し、その燃焼熱で微粉炭の加熱速度が上昇したものの、LNGの燃焼にO2が消費されてしまい、微粉炭の燃焼に必要なO2が減少して、十分な燃焼温度上昇に至らず、未燃チャーの燃焼状況も改善されなかったと考えられる。一方、二重管ランスの内側管からLNGを吹込み、外側管から微粉炭を吹込む場合には、燃焼温度、未燃チャーの燃焼状況について改善が見られ、拡散性については大幅な改善が見られたものの、燃焼位置については変化が見られない。これは、外側の微粉炭領域を通じた内側のLNGまでのO2の拡散に時間を要したものの、内側の易燃性のLNGが燃焼すれば、爆発的な拡散が生じ、LNGの燃焼熱で微粉炭が加熱されて燃焼温度も上昇し、未燃チャーの燃焼状況も改善されたものと考えられる。 FIG. 6 shows the result of the combustion experiment described above. As is clear from the figure, when pulverized coal was blown from the inner pipe of the double pipe lance and LNG was blown from the outer pipe, the combustion position was improved, but other items were changed. Is not seen. This is because the LNG outside the pulverized coal first contacts O 2 and burns quickly, and although the heating speed of the pulverized coal is increased by the combustion heat, O 2 is consumed in the combustion of LNG, and the pulverized coal It is considered that O 2 necessary for the combustion of charcoal has decreased, the combustion temperature has not increased sufficiently, and the combustion state of unburned char has not been improved. On the other hand, when LNG is blown from the inner pipe of the double pipe lance and pulverized coal is blown from the outer pipe, the combustion temperature and the combustion state of unburned char are improved, and the diffusivity is greatly improved. Although it was observed, there was no change in the combustion position. Although it took time to diffuse O 2 to the inner LNG through the outer pulverized coal region, if the inner flammable LNG burns, explosive diffusion occurs, and the LNG combustion heat It is considered that the pulverized coal is heated and the combustion temperature rises, and the combustion state of the unburned char is improved.
本願発明者は、この実験結果を踏まえて、図7に示すように、前記実験炉11のランス14に三重管ランスを用い、三重管ランスの最も内側の管の内側を内管ランス、最も内側の管と内側から二番目の管の間を中管ランス、内側から二番面の管と最も外側の管との間を外管ランスとした場合、内管ランスから微粉炭を吹込み、中管ランスからLNGを吹込み、外管ランスから支燃性ガスとしてO2を吹込み、LNG及びO2の吹込み量、即ち酸素過剰率を種々に変更して燃焼温度の変化を調べた。
Based on the results of this experiment, the inventor of the present application uses a triple pipe lance for the
微粉炭の諸元は、固定炭素FC:77.2%、揮発分VM:12.2%、灰分Ash:10.6%で、吹込み条件は50kg/h(製銑原単位で142kg/t相当)とした(吹込媒体として窒素を使用)。また、LNGの吹込み条件は、5Nm3/h、製銑原単位で10kg/t相当、又は10Nm3/h、製銑原単位で20kg/t相当とした。送風条件は、送風温度1200℃、流量350Nm3/h、O2富化+3.5(酸素濃度24.5%)とした。なお、支燃性ガスとしてO2を吹込む場合には、送風に富化する酸素の一部を用い、炉内に吹き込まれるO2の総量が変化しないようにした。また、支燃性ガスとしては、大気を用いることもできる。 The specifications of pulverized coal are fixed carbon FC: 77.2%, volatile content VM: 12.2%, ash content Ash: 10.6%, and the blowing conditions are 50 kg / h (142 kg / t in the ironmaking base unit). Equivalent) (using nitrogen as blowing medium). Further, blowing conditions the LNG, 5Nm 3 / h, 10kg / t corresponds in manufacturing ZukuHara units, or 10 Nm 3 / h, was 20 kg / t corresponds in manufacturing ZukuHara units. The blowing conditions were a blowing temperature of 1200 ° C., a flow rate of 350 Nm 3 / h, O 2 enrichment + 3.5 (oxygen concentration 24.5%). In addition, when injecting O 2 as a combustion-supporting gas, a part of oxygen enriched in the ventilation was used so that the total amount of O 2 injected into the furnace was not changed. The atmosphere can also be used as the combustion-supporting gas.
実験結果の燃焼温度を図7に示す。同図から明らかなように、LNG及びO2の吹込み量が多いほど、燃焼温度が高くなっている。これには、LNGとO2を隣接する管ランスから吹込んだことにより、気体ガスであるLNGが優先的に燃焼し、その燃焼熱で微粉炭の温度が急速に上昇したことも良好に作用していると考えられる。
そこで、三重管の管ランスの夫々に吹込む種類を変更して、特に拡散性、燃焼温度、着火性について、前記図6の実験条件と同じ条件で実験を行った。実験結果の評価を図8に示す。評価の基準は、単管ランスから微粉炭のみを吹込んだ場合とし、前述のように、微粉炭のみの場合と同程度の場合を△、少し改善された場合を○、大幅に改善された場合を◎で表した。
The combustion temperature of the experimental result is shown in FIG. As is apparent from the figure, the combustion temperature increases as the amount of LNG and O 2 injected increases. For this, LNG and O 2 were blown from the adjacent pipe lance, so that the gas gas LNG was preferentially burned, and the temperature of the pulverized coal rose rapidly due to the combustion heat. it seems to do.
Therefore, the type to be blown into each of the tube lances of the triple pipe was changed, and the experiment was conducted under the same conditions as the experimental conditions of FIG. 6 with respect to diffusibility, combustion temperature, and ignitability. Evaluation of the experimental results is shown in FIG. The standard of evaluation is that when only pulverized coal is blown from a single pipe lance, as mentioned above, △ is the same as the case of only pulverized coal, ○ is a little improved, greatly improved The case is represented by ◎.
同図から明らかなように、固体燃料である微粉炭又は易燃性燃料であるLNGを外管ランスに吹込むことにより、微粉炭又はLNGが送風の高温に晒されやすくなり、燃料の着火性が向上する。また、易燃性燃料であるLNG及び支燃性ガスであるO2を隣接する管ランスから吹込むことにより、O2とLNGが先に燃焼することで、固体燃料である微粉炭の温度が大幅に上昇し、これにより微粉炭の加熱速度が上昇して燃焼温度が大幅に向上する。また、易燃性燃料であるLNG及び支燃性ガスであるO2を内管ランス及び中管ランスの何れかから吹込むことにより、O2と共にLNGが先に燃焼することで固体燃料である微粉炭が爆発的に拡散し、同時にLNGの燃焼熱で微粉炭の温度が大幅に上昇し、これにより微粉炭の加熱速度が上昇して燃焼温度が大幅に向上する。 As is clear from the figure, by blowing pulverized coal, which is a solid fuel, or LNG, which is a flammable fuel, into the outer pipe lance, the pulverized coal or LNG is easily exposed to the high temperature of the blast, and the ignitability of the fuel Will improve. Further, by blowing LNG as a flammable fuel and O 2 as a combustion-supporting gas from the adjacent pipe lance, the temperature of the pulverized coal as a solid fuel is reduced by burning O 2 and LNG first. This greatly increases the heating rate of the pulverized coal, which significantly increases the combustion temperature. In addition, by blowing LNG, which is a flammable fuel, and O 2 , which is a combustion-supporting gas, from either the inner tube lance or the middle tube lance, the LNG is burned first together with O 2 so that it is a solid fuel. The pulverized coal diffuses explosively, and at the same time, the temperature of the pulverized coal is significantly increased by the combustion heat of LNG, thereby increasing the heating speed of the pulverized coal and greatly improving the combustion temperature.
次いで、本発明者等は、易燃性燃料であるLNG又はLNG及び支燃性ガスであるO2の三重管ランス4から吹込む全ガス量に対する割合を種々に変更して燃焼温度の違いを測定した。これは、例えば、前述のように、LNGがO2と共に先に燃焼し、その燃焼熱で微粉炭の温度が急速に上昇する効果を確認するためである。そこで、下記表1に示すように、CASE7〜11まで、微粉炭のキャリアガスであるN2の流量を15Nm3/h一定とし、LNG又はLNG及びO2の流量を種々に変更して、三重管ランスの先端から距離165mmの燃焼温度及び距離315mmの燃焼温度を測定した。
Next, the present inventors variously change the ratio of the combustion temperature by changing the ratio of LNG as a flammable fuel or LNG and O 2 as a combustion-supporting gas to the total amount of gas blown from the
表中にはLNG又はLNG及びO2の流量(O2+LNG)及びLNGに対するO2の比率(O2/LNG)を示す。即ち、CASE7はO2もLNGも吹込まない。CASE8はLNGのみ5Nm3/h吹込む。CASE9はLNGを5Nm3/h、O2を10Nm3/h吹込む。CASE10はLNGを5Nm3/h、O2を20Nm3/h吹込む。CASE11はLNGを10Nm3/h、O2を20Nm3/h吹込む。また、三重管ランスから吹込まれる全ガス量に対するLNG又はLNG及びO2の割合は、CASE7が0vol%、CASE8が25vol%、CASE9が50vol%、CASE10が62.5vol%、CASE11が66.7vol%である。微粉炭諸元及び送風条件、並びに微粉炭、LNG、O2の吹込み方は前記図7の場合と同様である。測定結果を図9に示す。
The samples show shows the LNG or LNG and O 2 flow rate (O 2 + LNG) and the ratio of O 2 with respect to LNG (O 2 / LNG). That is,
同図から明らかなように、三重管ランスから吹込まれる全ガス量に対するLNG又はLNG及びO2の割合が25vol%未満の領域では、全ガス量に対するLNG又はLNG及びO2の割合が増加するのに伴って燃焼温度が大きく増加していることから、この領域では高い燃焼温度を確保することが困難である。一方、三重管ランスから吹込まれる全ガス量に対するLNG又はLNG及びO2の割合が25vol%以上の領域では、全ガス量に対するLNG又はLNG及びO2の割合が増加しても燃焼温度が飽和する傾向にあることから、この領域では高い燃焼温度を確保することができる。従って、本実施形態の高炉操業方法では、三重管ランスから吹込まれる全ガス量に対するLNG又はLNG及びO2の割合を25vol%以上、好ましくは50vol%以上とした。 As apparent from the figure, the proportion of LNG or LNG and O 2 to the total amount of gas blown from the triple pipe lance in the region of less than 25 vol%, the proportion of LNG or LNG and O 2 is increased to the total gas amount Since the combustion temperature has increased greatly with this, it is difficult to ensure a high combustion temperature in this region. On the other hand, in the region where the ratio of LNG or LNG and O 2 to the total amount of gas blown from the triple pipe lance is 25 vol% or more, the combustion temperature is saturated even if the ratio of LNG or LNG and O 2 to the total amount of gas increases. Therefore, a high combustion temperature can be ensured in this region. Therefore, in the blast furnace operating method of the present embodiment, the ratio of LNG or LNG and O 2 to the total amount of gas blown from the triple pipe lance is set to 25 vol% or more, preferably 50 vol% or more.
このように、本実施形態の高炉操業方法では、羽口3から燃料を吹込むためのランス4を三重管とし、その三重管の内管ランス、中管ランス、外管ランスの夫々に、微粉炭(固体燃料)6、LNG(易燃性燃料)9、O2(支燃性ガス)の一種類ずつを単独で且つ全ての種類、吹込むことにより、例えばO2(支燃性ガス)と共にLNG(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LNG(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し、これにより微粉炭(固体燃料)6の加熱速度が上昇して燃焼温度が大幅に向上し、もって還元材原単位を低減することができる。
Thus, in the blast furnace operating method of the present embodiment, the
また、微粉炭(固体燃料)6及びLNG(易燃性燃料)9の何れかを外管ランスに吹込むことにより、微粉炭(固体燃料)6又はLNG(易燃性燃料)9が高温に晒されやすくなり、燃料の着火性が向上する。
また、LNG(易燃性燃料)9及びO2(支燃性ガス)を隣接する管ランスから吹込むことにより、O2(支燃性ガス)とLNG(易燃性燃料)9が先に燃焼することで、微粉炭(固体燃料)6の温度が大幅に上昇し、これにより微粉炭(固体燃料)6の加熱速度が上昇して燃焼温度が大幅に向上する。
Further, by blowing either pulverized coal (solid fuel) 6 or LNG (flammable fuel) 9 into the outer pipe lance, the pulverized coal (solid fuel) 6 or LNG (flammable fuel) 9 is heated to a high temperature. It becomes easy to be exposed and the ignitability of fuel improves.
In addition, by blowing LNG (flammable fuel) 9 and O 2 (flammable gas) from the adjacent pipe lance, O 2 (flammable gas) and LNG (flammable fuel) 9 are put first. By burning, the temperature of the pulverized coal (solid fuel) 6 is significantly increased, whereby the heating rate of the pulverized coal (solid fuel) 6 is increased and the combustion temperature is greatly improved.
また、LNG(易燃性燃料)9及びO2(支燃性ガス)を内管ランス及び中管ランスの何れかから吹込むことにより、O2(支燃性ガス)と共にLNG(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LNG(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し、これにより微粉炭(固体燃料)6の加熱速度が上昇して燃焼温度が大幅に向上する。 Also, by blowing LNG (flammable fuel) 9 and O 2 (flammable gas) from either the inner pipe lance or the middle pipe lance, LNG (flammable gas) together with O 2 (flammable gas). The pulverized coal (solid fuel) 6 is explosively diffused by burning the fuel (9) first, and at the same time, the temperature of the pulverized coal (solid fuel) 6 is significantly increased by the combustion heat of the LNG (flammable fuel) 9 As a result, the heating rate of the pulverized coal (solid fuel) 6 is increased, and the combustion temperature is greatly improved.
また、三重管ランス4から吹込まれる全ガス量に対するLNG(易燃性燃料)9又はLNG(易燃性燃料)9及びO2(支燃性ガス)の割合を25vol%以上とすることにより、高い燃焼温度を確保することができる。
また、送風に富化する酸素の一部を支燃性ガスとして三重管ランス4の何れかの管ランスから吹込むことにより、高炉内のガスバランスを損なうことがなく、酸素の過剰供給を回避することができる。
Further, by setting the ratio of LNG (flammable fuel) 9 or LNG (flammable fuel) 9 and O 2 (flammable gas) to 25 vol% or more with respect to the total amount of gas blown from the
In addition, by blowing a part of oxygen enriched in the blast from any
1は高炉、2は送風管、3は羽口、4はランス、5はレースウエイ、6は微粉炭(固体燃料)、7はコークス、8はチャー、9はLNG(易燃性燃料) 1 is a blast furnace, 2 is a blow pipe, 3 is a tuyere, 4 is a lance, 5 is a raceway, 6 is pulverized coal (solid fuel), 7 is coke, 8 is char, 9 is LNG (flammable fuel)
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