JP5848363B2 - 高炉設備 - Google Patents
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Description
本発明は、高炉設備に関する。
高炉設備は、高炉本体の内部に、頂部から鉄鉱石や石灰石や石炭等の原料を装入すると共に、側部の下方寄りの羽口から熱風及び補助燃料として微粉炭（ＰＣＩ炭）を吹き込むことにより、鉄鉱石から銑鉄を製造することができるようになっている。
高炉本体の内部に補助燃料として吹き込むＰＣＩ炭は、未燃炭素を生じてしまうと、当該未燃炭素が燃焼ガスの流通を阻害してしまう可能性があることから、高い燃焼性能が要求されるため、高品質で高価な無煙炭や瀝青炭等が使用されており、銑鉄の製造コストの上昇を招いてしまっていた。
このようなことから、本発明は、銑鉄の製造コストの低減を図ることができる高炉設備を提供することを目的とする。
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る高炉設備は、高炉本体と、前記高炉本体の内部に頂部から原料を装入する原料装入手段と、前記高炉本体の内部に羽口から熱風を吹き込む熱風吹込み手段と、前記高炉本体の内部に前記羽口から微粉炭を供給する微粉炭供給手段とを備えている高炉設備において、前記微粉炭供給手段が、低品位石炭中の水分を蒸発させる水分除去手段と、前記水分除去手段で水分を除去された前記石炭を４６０〜５９０℃で加熱して乾留する乾留手段と、前記乾留手段で乾留された前記石炭を冷却する冷却手段と、前記冷却手段で冷却された前記石炭を粉砕する粉砕手段と、前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を貯留する貯留タンクと、前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を前記貯留タンク内へ不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、前記高炉本体の内部に吹き込まれる前記熱風に前記貯留タンク内の前記石炭を送給する送給手段とを備え、前記微粉炭が、１０〜１８重量％の酸素原子含有割合（ドライベース）を有するものであると共に、１０〜５０ｎｍの平均細孔径を有するものであることを特徴とする。
第二番目の発明に係る高炉設備料は、第一番目の発明において、前記冷却手段が、前記石炭を低酸素雰囲気中で５０℃以下に冷却するものであることを特徴とする。
第三番目の発明に係る高炉設備は、高炉本体と、前記高炉本体の内部に頂部から原料を装入する原料装入手段と、前記高炉本体の内部に羽口から熱風を吹き込む熱風吹込み手段と、前記高炉本体の内部に前記羽口から微粉炭を供給する微粉炭供給手段とを備えている高炉設備において、前記微粉炭供給手段が、低品位石炭中の水分を蒸発させる水分除去手段と、前記水分除去手段で水分を除去された前記石炭を４６０〜５９０℃で加熱して乾留する乾留手段と、前記乾留手段で乾留された前記石炭を冷却する冷却手段と、前記冷却手段で冷却された前記石炭を部分酸化させる部分酸化工程を行う手段と、前記部分酸化工程を行う手段で部分酸化された前記石炭を粉砕する粉砕手段と、前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を貯留する貯留タンクと、前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を前記貯留タンク内へ不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、前記高炉本体の内部に吹き込まれる前記熱風に前記貯留タンク内の前記石炭を送給する送給手段とを備え、前記微粉炭が、１２〜２０重量％の酸素原子含有割合（ドライベース）を有するものであると共に、１０〜５０ｎｍの平均細孔径を有するものであることを特徴とする。
第四番目の発明に係る高炉設備は、第三番目の発明において、前記冷却手段が、前記石炭を低酸素雰囲気中で５０〜１５０℃に冷却するものであり、前記部分酸化工程を行う手段が、前記石炭を５０〜１５０℃の酸素含有雰囲気中に曝すことにより酸素を化学吸着させて部分酸化させるものであることを特徴とする。
第五番目の発明に係る高炉設備は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記粉砕手段が、前記石炭を不活性ガス雰囲気中で直径１００μｍ以下に粉砕するものであることを特徴とする。
第六番目の発明に係る高炉設備は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記低品位石炭が、亜瀝青炭又は褐炭であることを特徴とする。
本発明に係る高炉設備によれば、低品位石炭を乾燥させて乾留することにより酸素との反応活性の高い乾留石炭にして、冷却して粉砕した後に窒素ガス気流で搬送して貯留タンク内に貯留することにより、廉価な低品位石炭に高燃焼性能を付与しつつＰＣＩ炭として使用することができるので、銑鉄の製造コストを低減することができると共に、高燃焼性能を付与した乾留石炭及び微粉炭を長期保管及び長期輸送することなく短期保管及び短期輸送で使用することができるので、高い安全性を確保することが容易にできる。
本発明に係る高炉設備の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明に係る高炉設備は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
〈主な実施形態〉
本発明に係る高炉設備の主な実施形態を図１に基づいて説明する。
本発明に係る高炉設備の主な実施形態を図１に基づいて説明する。
図１に示すように、鉄鉱石や石灰石や石炭等の原料１を定量供給する原料定量供給装置１１１は、当該原料１を搬送する装入コンベア１１２の搬送方向上流側に連絡している。この装入コンベア１１２の搬送方向下流側は、高炉本体１１０の頂部の炉頂ホッパ１１３の上方に連絡している。熱風１０１（１０００〜１３００℃）を送給する熱風送給装置１１４は、前記高炉本体１１０の羽口に設けられたブローパイプ１１５に連結されている。
なお、本実施形態においては、前記原料定量供給装置１１１、前記装入コンベア１１２、炉頂ホッパ１１３等により原料装入手段を構成し、前記熱風送給装置１１４、前記ブローパイプ１１５等により熱風吹込み手段を構成している。
他方、前記高炉本体１１０の近傍には、亜瀝青炭や褐炭等の低品位石炭２中の水分３を蒸発させるスチームチューブドライヤ方式の乾燥装置１２２が配設されており、当該乾燥装置１２２は、不活性ガス供給手段である窒素ガス供給源１２１から不活性ガスである窒素ガス１０２が内部に供給されると共に、中心部分に配設されたコイル状の加熱管の内部に加熱媒体である水蒸気１０３が供給されることにより、内部を低酸素雰囲気（数％程度）にしつつ、ホッパ１２２ａから供給された上記低品位石炭２を加熱して（１００〜２００℃）、水分３及び比較的低温で揮発する揮発成分４を当該低品位石炭２から除去して乾燥石炭５を製すると同時に、当該水分３及び当該揮発成分４を前記窒素ガス１０２と共に外部へ排出することができるようになっている。
前記乾燥装置１２２の前記乾燥石炭５の排出口は、周囲を覆うシールドフード付きのコンベア１４１の搬送方向上流側にロータリバルブ１３１を介して接続している。前記コンベア１４１の前記シールドフードの内側には、前記窒素ガス供給源１２１からの窒素ガス１０２が供給されるようになっており、当該コンベア１４１の当該シールドフード内は、窒素ガス雰囲気となるようになっている。
前記コンベア１４１の搬送方向下流側は、前記乾燥石炭５を乾留するロータリキルン方式の乾留装置１２３の当該乾燥石炭５の受入口にロータリバルブ１３２を介して接続しており、当該乾留装置１２３は、前記窒素ガス供給源１２１から前記窒素ガス１０２が内部に供給されると共に、固定支持されている外側のジャケットに加熱媒体である燃焼ガス１０４が供給されることにより、内部を窒素ガス雰囲気にしつつ上記乾燥石炭５を加熱して（４００〜６００℃）、高温で揮発する揮発成分６を当該乾燥石炭５から除去して乾留石炭７を製すると同時に、当該揮発成分６を前記窒素ガス１０２と共に外部へ排出することができるようになっている。
前記乾留装置１２３の前記乾留石炭７の排出口は、周囲を覆うシールドフード付きのコンベア１４２の搬送方向上流側にロータリバルブ１３３を介して接続している。前記コンベア１４２の前記シールドフードの内側には、前記窒素ガス供給源１２１からの窒素ガス１０２が供給されるようになっており、当該コンベア１４２の当該シールドフード内は、窒素ガス雰囲気となるようになっている。
前記コンベア１４２の搬送方向下流側は、前記乾留石炭７を冷却するスチームチューブドライヤ方式の冷却装置１２４の当該乾留石炭７の受入口にロータリバルブ１３４を介して接続しており、当該冷却装置１２４は、前記窒素ガス供給源１２１から前記窒素ガス１０２が内部に供給されると共に、中心部分に配設されたコイル状の冷却管の内部に冷却媒体である冷却水１０５が供給されることにより、内部を窒素ガス雰囲気にしつつ上記乾留石炭７を冷却（２００℃以下）することができるようになっている。
前記冷却装置１２４の前記乾留石炭７の排出口は、周囲を覆うシールドフード付きのコンベア１４３の搬送方向上流側にロータリバルブ１３５を介して接続している。前記コンベア１４３の前記シールドフードの内側には、前記窒素ガス供給源１２１からの窒素ガス１０２が供給されるようになっており、当該コンベア１４３の当該シールドフード内は、窒素ガス雰囲気となるようになっている。
前記コンベア１４３の搬送方向下流側は、前記乾留石炭７を粉砕するミル形式の粉砕装置１２５の当該乾留石炭７の受入口にロータリバルブ１３６を介して接続しており、当該粉砕装置１２５は、当該乾留石炭７と共に送給される窒素ガスにより内部を窒素ガス雰囲気に保持しつつ当該乾留石炭７を粉砕して微粉炭８（直径１００μｍ以下）とすることができるようになっている。
前記粉砕装置１２５の下部は、前記窒素ガス供給源１２１からの搬送ライン１５１の途中に接続されている。前記搬送ライン１５１は、前記窒素ガス１０２の気流から前記微粉炭８を分離する分離手段であるサイクロンセパレータ１５２の受入口に接続している。前記サイクロンセパレータ１５２の下部は、前記微粉炭８を貯留する貯留タンク１５３の上方に接続されており、当該貯留タンク１５３は、内部を窒素ガス雰囲気に保持することができるようになっている。
前記貯留タンク１５３の下部は、前記ブローパイプ１１５に接続されたインジェクションランス１５４に接続されており、当該貯留タンク１５３の内部の前記微粉炭８を当該インジェクションランス１５４から上記ブローパイプ１１５内に供給することができるようになっている。
なお、図１中、１１０ａは、溶融した銑鉄（溶銑）９を取り出す出銑口である。
このような本実施形態においては、前記窒素ガス供給源１２１、前記乾燥装置１２２、前記ロータリバルブ１３１等により水分除去手段を構成し、前記窒素ガス供給源１２１、前記乾留装置１２３、前記ロータリバルブ１３２，１３３、前記コンベア１４１等により乾留手段を構成し、前記窒素ガス供給源１２１、前記冷却装置１２４、前記ロータリバルブ１３４，１３５、前記コンベア１４２等により冷却手段を構成し、前記窒素ガス供給源１２１、前記粉砕装置１２５、前記ロータリバルブ１３６、前記コンベア１４３等により粉砕手段を構成し、前記窒素ガス供給源１２１、前記搬送ライン１５１、前記サイクロンセパレータ１５２等により搬送手段を構成し、前記インジェクションランス１５４等により送給手段を構成している。
次に、本実施形態に係る高炉設備１００の作動を説明する。
前記原料定量供給装置１１１から前記原料１を定量供給すると、当該原料１が、前記装入コンベア１１２で前記炉頂ホッパ１１３内に供給されて前記高炉本体１１０内に装入される。
他方、前記窒素ガス供給源１２１から窒素ガス１０２を送給すると共に、前記低品位石炭２を前記乾燥装置１２２の前記ホッパ１２２ａから当該乾燥装置１２２の内部に送給すると、当該低品位石炭２は、低酸素雰囲気（数％程度）中で前記水蒸気１０３により前記加熱管を介して加熱（１００〜２００℃）され、前記水分３及び前記揮発成分４が蒸発して前記窒素ガス１０２と共に系外へ排出されることにより、乾燥されて乾燥石炭５となる。
なお、上記揮発成分４を含有する上記窒素ガス１０２は、図示しない燃焼炉で燃焼処理されることにより前記燃焼ガス１０４として利用された後に浄化処理される。
前記乾燥石炭５は、前記ロータリバルブ１３１を介して前記コンベア１４１に送給されて窒素ガス雰囲気中で搬送され、前記ロータリバルブ１３２を介して前記乾留装置１２３の内部に供給され、窒素ガス雰囲気中で前記燃焼ガス１０４により前記加熱管を介して加熱（４００〜６００℃）され、前記揮発成分６が蒸発して前記窒素ガス１０２と共に系外へ排出されることにより、乾留されて酸素との反応活性の高い乾留石炭７となる。
なお、上記揮発成分６を含有する上記窒素ガス１０２は、図示しない燃焼炉で燃焼処理されることにより前記燃焼ガス１０４として利用された後に浄化処理される。
前記乾留石炭７は、前記ロータリバルブ１３３を介して前記コンベア１４２に送給されて窒素ガス雰囲気中で搬送され、前記ロータリバルブ１３４を介して前記冷却装置１２４の内部に供給され、窒素ガス雰囲気中で前記冷却水１０５により前記冷却管を介して冷却（２００℃以下）された後、前記ロータリバルブ１３５を介して前記コンベア１４３に送給されて窒素ガス雰囲気中で搬送され、前記ロータリバルブ１３６を介して前記粉砕装置１２５の内部に供給され、窒素ガス雰囲気中で粉砕（直径１００μｍ以下）されることにより、微粉炭（ＰＣＩ炭）８となる。
前記微粉炭（ＰＣＩ炭）８は、前記窒素ガス供給源１２１からの窒素ガス１０２により、前記粉砕装置１２５から前記搬送ライン１５１中を気流搬送され、前記サイクロンセパレータ１５２に送給されて窒素ガス１０２の気流から分離されることにより、前記貯留タンク１５３内に窒素ガス雰囲気中で貯留される。
前記貯留タンク１５３内に貯留された前記微粉炭（ＰＣＩ炭）８は、前記インジェクションランス１５４から前記ブローパイプ１１５の内部に送給され、前記熱風送給装置１１４から当該ブローパイプ１１５に送給された熱風１０１中に供給されることにより燃焼し、当該ブローパイプ１１５の先端で火炎となってレースウェイを形成し、前記高炉本体１１０内の前記原料１中の石炭等を燃焼させる。これにより、前記原料１中の鉄鉱石が還元されて銑鉄（溶銑）９となって前記出銑口１１０ａから取り出される。
つまり、従来の高炉設備は、高品質で高価な無煙炭や瀝青炭等をＰＣＩ炭として使用するものであったが、本実施形態に係る高炉設備１００は、亜瀝青炭や褐炭等の低品位石炭２を乾燥させて乾留することにより酸素との反応活性の高い乾留石炭７（酸素との反応性が低品位石炭２の約２０倍）にして、窒素ガス雰囲気において、冷却して微粉砕した後に窒素ガス気流で搬送して窒素ガス雰囲気中の前記貯留タンク１５３内に貯留することにより、廉価な低品位石炭２に高燃焼性能を付与しつつＰＣＩ炭として安全に使用できるようにしたのである。
したがって、本実施形態に係る高炉設備１００によれば、廉価な低品位石炭２をＰＣＩ炭８として使用することができるので、銑鉄９の製造コストを低減することができる。
また、高燃焼性能を付与した前記乾留石炭７及び前記微粉炭８を長期保管及び長期輸送することなく短期保管及び短期輸送で使用することができるので、高い安全性を確保することが容易にできる。
ここで、酸素原子含有割合（ドライベース）が、１０〜１８重量％、平均細孔径が、１０〜５０ｎｍ（ナノメートル）（好ましくは、２０〜５０ｎｍ（ナノメートル））となる微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａであると、好ましい。
このような上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、図２に示すように、亜瀝青炭や褐炭等の低品位石炭（酸素原子含有割合（ドライベース）：１８重量％超、平均細孔径：３〜４ｎｍ）２を低酸素雰囲気中（酸素濃度：５体積％以下）で加熱（１１０〜２００℃×０．５〜１時間）して乾燥する（乾燥工程Ｓ１１）ことにより水分を除去した後、低酸素雰囲気中（酸素濃度：２体積％以下）で加熱（４６０〜５９０℃（好ましくは、５００〜５５０℃）×０．５〜１時間）して乾留する（乾留工程Ｓ１２）ことにより、生成水や二酸化炭素やタール分等を乾留ガスや乾留油として除去してから、低酸素雰囲気中（酸素濃度：２体積％以下）で冷却（５０℃以下）して（冷却工程Ｓ１３）、微粉砕（粒径：７７μｍ以下（８０％パス））する（微粉砕工程Ｓ１４）ことにより、容易に製造することができる。
このような上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａにおいては、平均細孔径が１０〜５０ｎｍである、すなわち、含酸素官能基（カルボキシル基、アルデヒド基、エステル基、水酸基等）等のタール生成基が脱離して大きく減少しているものの、酸素原子含有割合（ドライベース）が１０〜１８重量％である、すなわち、主骨格（Ｃ，Ｈ，Ｏを中心とする燃焼成分）の分解（減少）が大きく抑制されていることから、高炉本体の内部に羽口から熱風と共に吹き込むと、主骨格中に酸素原子を多く含むと共に、径の大きい細孔によって熱風の酸素が内部にまで拡散しやすいだけでなく、タール分が非常に生じにくくなっているので、未燃炭素（煤）をほとんど生じることなく完全燃焼することができ、低コストで燃焼効率を向上させることができる。
また、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、平均細孔径が１０ｎｍ以上であることから、熱風中の酸素の内部への拡散しやすさが低下して、燃焼性の低下を引き起こしてしまうことを抑制することができると共に、平均細孔径が５０ｎｍ以下であることから、ヒートショック等で割れて微細になることを抑制することができるので、高炉本体の内部に吹き込んだときに、割れて微細になってしまうことを抑制することができ、高炉本体の内部をガス気流に乗ったまま通過して燃焼することなく排出されてしまうことを抑制することができる。
また、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、酸素原子含有割合（ドライベース）が１０重量％以上であることから、酸化剤の含有や、熱風の酸素富化をすることなく、完全燃焼させることができる。
さらに、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、細孔容積が、０．０５〜０．５ｃｍ3／ｇであると好ましく、特に０．１〜０．２ｃｍ3／ｇであると非常に好ましい。なぜなら、０．０５ｃｍ3／ｇ未満であると、熱風中の酸素との接触面積（反応面積）が小さく、燃焼性の低下を引き起こしてしまうおそれがある一方、０．５ｃｍ3／ｇを超えると、多くの成分の揮発によってポーラス過ぎて燃焼成分が少なくなり過ぎてしまうからである。
くわえて、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、比表面積が、１〜１００ｍ2／ｇであると好ましく、特に５〜２０ｍ2／ｇであると非常に好ましい。なぜなら、１ｍ2／ｇ未満であると、熱風中の酸素との接触面積（反応面積）が小さく、燃焼性の低下を引き起こしてしまうおそれがある一方、１００ｍ2／ｇを超えると、多くの成分の揮発によってポーラス過ぎて燃焼成分が少なくなり過ぎてしまうからである。
また、前記乾留工程Ｓ１２の乾留温度が、４６０〜５９０℃であることから、前記低品位石炭１１から含酸素官能基等のタール生成基を十分に脱離させることができる、平均細孔径を１０〜５０ｎｍとすることが容易にできると共に、前記低品位石炭２の主骨格（Ｃ，Ｈ，Ｏを中心とする燃焼成分）の分解を抑制することができ、多くの成分の揮発によって燃焼成分が減少してしまうことを抑制することができる。
さらには、酸素原子含有割合（ドライベース）が、１２〜２０重量％、平均細孔径が、１０〜５０ｎｍ（好ましくは、２０〜５０ｎｍ）となる微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂであると、より好ましい。
このような上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂは、図３に示すように、前記低品位石炭（酸素原子含有割合（ドライベース）：１８重量％超）２を上述と同様にして乾燥し（乾燥工程Ｓ１１）、上述と同様にして乾留し（乾留工程Ｓ１２）、低酸素雰囲気中（酸素濃度：２体積％以下）で冷却（５０〜１５０℃）してから（冷却工程Ｓ２３）、酸素含有雰囲気中（酸素濃度：５〜２１体積％）に曝す（５０〜１５０℃×０．５〜１０時間）ことにより、酸素を化学吸着させて部分酸化させた後（部分酸化工程Ｓ２５）、上述と同様にして微粉砕する（微粉砕工程Ｓ１４）ことにより、容易に製造することができる。
このような上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂにおいては、前記微粉炭８Ａと同様に、平均細孔径が１０〜５０ｎｍである、すなわち、含酸素官能基（カルボキシル基、アルデヒド基、エステル基、水酸基等）等のタール生成基が脱離して大きく減少しているものの、酸素原子含有割合（ドライベース）が１２〜２０重量％である、すなわち、主骨格（Ｃ，Ｈ，Ｏを中心とする燃焼成分）の分解（減少）が大きく抑制されると共に、酸素原子がさらに化学吸着していることから、高炉本体の内部に羽口から熱風と共に吹き込むと、前記微粉炭８Ａの場合よりも主骨格が酸素原子をさらに多く含有すると共に、前記微粉炭８Ａの場合と同様に、径の大きい細孔によって熱風の酸素が内部にまで拡散しやすいだけでなく、タール分が非常に生じにくくなっているので、前記微粉炭８Ａの場合よりも、未燃炭素（煤）をさらに生じることなく完全燃焼することができ、前記微粉炭８Ａの場合よりも、低コストで燃焼効率を向上させることがさらに確実にできる。
また、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂは、前記微粉炭８Ａと同様に、平均細孔径が１０ｎｍ以上であることから、熱風中の酸素の内部への拡散しやすさが低下して、燃焼性の低下を引き起こしてしまうことを抑制することができると共に、前記微粉炭８Ａと同様に、平均細孔径が５０ｎｍ以下であることから、ヒートショック等で割れて微細になることを抑制することができるので、高炉本体の内部に吹き込んだときに、割れて微細になってしまうことを抑制することができ、高炉本体の内部をガス気流に乗ったまま通過して燃焼することなく排出されてしまうことを抑制することができる。
また、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂにおいては、酸素原子含有割合（ドライベース）が、２０重量％以下であるから、酸素の含有量が多過ぎて、発熱量が低くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
さらに、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂは、前記微粉炭８Ａと同様に、細孔容積が、０．０５〜０．５ｃｍ3／ｇであると好ましく、特に０．１〜０．２ｃｍ3／ｇであると非常に好ましい。なぜなら、０．０５ｃｍ3／ｇ未満であると、熱風中の酸素との接触面積（反応面積）が小さく、燃焼性の低下を引き起こしてしまうおそれがある一方、０．５ｃｍ3／ｇを超えると、多くの成分の揮発によってポーラス過ぎて燃焼成分が少なくなり過ぎてしまうからである。
くわえて、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂは、前記微粉炭８Ａと同様に、比表面積が、１〜１００ｍ2／ｇであると好ましく、特に５〜２０ｍ2／ｇであると非常に好ましい。なぜなら、１ｍ2／ｇ未満であると、熱風中の酸素との接触面積（反応面積）が小さく、燃焼性の低下を引き起こしてしまうおそれがある一方、１００ｍ2／ｇを超えると、多くの成分の揮発によってポーラス過ぎて燃焼成分が少なくなり過ぎてしまうからである。
また、前記部分酸化工程Ｓ２５の処理温度が、５０〜１５０℃であることから、空気（酸素濃度：２１体積％）雰囲気であっても、燃焼反応によって一酸化炭素や二酸化炭素が発生してしまうことを抑制できると共に、酸素濃度が５体積％程度の雰囲気であっても、部分酸化処理を確実に進行させることができる。
なお、上述した実施形態においては、乾燥装置１２２及び冷却装置１２４にスチームチューブドライヤ方式を適用した場合について説明したが、前記乾留装置１２３と同様なロータリキルン方式を乾燥装置や冷却装置に適用することも可能である。
本発明に係る高炉設備は、銑鉄の製造コストを低減することができるので、製鉄産業において極めて有益に利用することができる。
１ 原料
２ 低品位石炭
３ 水分
４，６ 揮発成分
５ 乾燥石炭
７ 乾留石炭
８，８Ａ，８Ｂ 微粉炭（ＰＣＩ炭）
９ 銑鉄（溶銑）
１００ 高炉設備
１０１ 熱風
１０２ 窒素ガス
１０３ 水蒸気
１０４ 燃焼ガス
１０５ 冷却水
１１０ 高炉本体
１１０ａ 出銑口
１１１ 原料定量供給装置
１１２ 装入コンベア
１１３ 炉頂ホッパ
１１４ 熱風送給装置
１１５ ブローパイプ
１２１ 窒素ガス供給源
１２２ 乾燥装置
１２２ａ ホッパ
１２３ 乾留装置
１２４ 冷却装置
１２５ 粉砕装置
１３１〜１３６ ロータリバルブ
１４１〜１４３ コンベア
１５１ 搬送ライン
１５２ サイクロンセパレータ
１５３ 貯留タンク
１５４ インジェクションランス
２ 低品位石炭
３ 水分
４，６ 揮発成分
５ 乾燥石炭
７ 乾留石炭
８，８Ａ，８Ｂ 微粉炭（ＰＣＩ炭）
９ 銑鉄（溶銑）
１００ 高炉設備
１０１ 熱風
１０２ 窒素ガス
１０３ 水蒸気
１０４ 燃焼ガス
１０５ 冷却水
１１０ 高炉本体
１１０ａ 出銑口
１１１ 原料定量供給装置
１１２ 装入コンベア
１１３ 炉頂ホッパ
１１４ 熱風送給装置
１１５ ブローパイプ
１２１ 窒素ガス供給源
１２２ 乾燥装置
１２２ａ ホッパ
１２３ 乾留装置
１２４ 冷却装置
１２５ 粉砕装置
１３１〜１３６ ロータリバルブ
１４１〜１４３ コンベア
１５１ 搬送ライン
１５２ サイクロンセパレータ
１５３ 貯留タンク
１５４ インジェクションランス
Claims (6)
- 高炉本体と、
前記高炉本体の内部に頂部から原料を装入する原料装入手段と、
前記高炉本体の内部に羽口から熱風を吹き込む熱風吹込み手段と、
前記高炉本体の内部に前記羽口から微粉炭を供給する微粉炭供給手段と
を備えている高炉設備において、
前記微粉炭供給手段が、
低品位石炭中の水分を蒸発させる水分除去手段と、
前記水分除去手段で水分を除去された前記石炭を４６０〜５９０℃で加熱して乾留する乾留手段と、
前記乾留手段で乾留された前記石炭を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段で冷却された前記石炭を粉砕する粉砕手段と、
前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を貯留する貯留タンクと、
前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を前記貯留タンク内へ不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、
前記高炉本体の内部に吹き込まれる前記熱風に前記貯留タンク内の前記石炭を送給する送給手段と
を備え、
前記微粉炭が、１０〜１８重量％の酸素原子含有割合（ドライベース）を有するものであると共に、１０〜５０ｎｍの平均細孔径を有するものである
ことを特徴とする高炉設備。 - 請求項１に記載の高炉設備において、
前記冷却手段が、前記石炭を低酸素雰囲気中で５０℃以下に冷却するものである
ことを特徴とする高炉設備。 - 高炉本体と、
前記高炉本体の内部に頂部から原料を装入する原料装入手段と、
前記高炉本体の内部に羽口から熱風を吹き込む熱風吹込み手段と、
前記高炉本体の内部に前記羽口から微粉炭を供給する微粉炭供給手段と
を備えている高炉設備において、
前記微粉炭供給手段が、
低品位石炭中の水分を蒸発させる水分除去手段と、
前記水分除去手段で水分を除去された前記石炭を４６０〜５９０℃で加熱して乾留する乾留手段と、
前記乾留手段で乾留された前記石炭を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段で冷却された前記石炭を部分酸化させる部分酸化工程を行う手段と、
前記部分酸化工程を行う手段で部分酸化された前記石炭を粉砕する粉砕手段と、
前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を貯留する貯留タンクと、
前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を前記貯留タンク内へ不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、
前記高炉本体の内部に吹き込まれる前記熱風に前記貯留タンク内の前記石炭を送給する送給手段と
を備え、
前記微粉炭が、１２〜２０重量％の酸素原子含有割合（ドライベース）を有するものであると共に、１０〜５０ｎｍの平均細孔径を有するものである
ことを特徴とする高炉設備。 - 請求項３に記載の高炉設備において、
前記冷却手段が、前記石炭を低酸素雰囲気中で５０〜１５０℃に冷却するものであり、
前記部分酸化工程を行う手段が、前記石炭を５０〜１５０℃の酸素含有雰囲気中に曝すことにより酸素を化学吸着させて部分酸化させるものである
ことを特徴とする高炉設備。 - 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の高炉設備において、
前記粉砕手段が、前記石炭を不活性ガス雰囲気中で直径１００μｍ以下に粉砕するものである
ことを特徴とする高炉設備。 - 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の高炉設備において、
前記低品位石炭が、亜瀝青炭又は褐炭である
ことを特徴とする高炉設備。
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