JP5884156B2 - Blast furnace operation method - Google Patents
Blast furnace operation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5884156B2 JP5884156B2 JP2011236571A JP2011236571A JP5884156B2 JP 5884156 B2 JP5884156 B2 JP 5884156B2 JP 2011236571 A JP2011236571 A JP 2011236571A JP 2011236571 A JP2011236571 A JP 2011236571A JP 5884156 B2 JP5884156 B2 JP 5884156B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- blast furnace
- furnace
- ammonia
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 76
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 6
- 238000011017 operating method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002801 charged material Substances 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
本発明は、安定した低還元材比（低ＲＡＲ）操業を実施するための高炉の操業方法に関する。 The present invention relates to a method of operating a blast furnace for performing a stable low reducing material ratio (low RAR) operation.
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ＣＯ2削減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）操業が強力に推進されている。尚、ＲＡＲはReduction Agent Ratioの略であり、銑鉄１トン（以下、「ｔ」と記す）を製造するにあたり、羽口から吹き込まれる燃料と炉頂から装入されるコークスの合計量である。 In recent years, global warming due to an increase in carbon dioxide emissions has become a problem, and CO 2 reduction is an important issue even in the steel industry. In response to this, in recent blast furnace operations, low-reducing material ratio (low RAR) operations are being strongly promoted. RAR is an abbreviation for Reduction Agent Ratio, and is the total amount of fuel injected from the tuyere and coke charged from the top of the furnace when manufacturing 1 ton of pig iron (hereinafter referred to as “t”).
しかしながら、ＲＡＲが低下すると原理的に送風量が低下し、この結果、高炉のシャフト上部においては装入物の昇温が遅れ、順調な還元が達成されなくなる。加えて、亜鉛化合物などの炉壁への付着が助長され、風圧変動や荷下がり異常などの炉況不調を招くことが懸念される。また、炉頂温度が低下して１００℃以下となるような場合には、炉頂からの排ガス中の水分が配管内に凝縮する問題が生じる。 However, when the RAR is lowered, the amount of blown air is reduced in principle. As a result, the temperature rise of the charged material is delayed at the upper part of the shaft of the blast furnace, and smooth reduction cannot be achieved. In addition, the adhesion of zinc compounds and the like to the furnace wall is encouraged, and there is a concern that furnace conditions such as wind pressure fluctuations and unloading abnormalities may be caused. In addition, when the furnace top temperature decreases to 100 ° C. or less, there is a problem that moisture in the exhaust gas from the furnace top is condensed in the pipe.
通常の高炉操業において、上述したような各種炉況不調、特に炉上部での装入物の昇温不良を防止するには、下記（ａ）〜（ｃ）のような対策が実施される。
（ａ）羽口から吹き込む熱風の酸素富化率を下げ、ガス量を増加させる（熱流比を下げ、ガス温度を上昇させる）。
（ｂ）羽口からの微粉炭などの燃料吹き込み量を増加させる（熱流比を下げ、ガス温度を上昇させる）。
（ｃ）還元効率（シャフト効率）を下げ、ＲＡＲを高くする。
In normal blast furnace operation, the following countermeasures (a) to (c) are implemented in order to prevent the above-described various furnace conditions, particularly the temperature rise failure of the charge in the upper part of the furnace.
(A) Decrease the oxygen enrichment rate of hot air blown from the tuyere and increase the amount of gas (lower the heat flow ratio and increase the gas temperature).
(B) Increasing the amount of fuel blown from the tuyere such as pulverized coal (lowering the heat flow ratio and raising the gas temperature).
(C) Lower the reduction efficiency (shaft efficiency) and increase the RAR.
しかしながら、上記（ａ）の対策は生産量低下に繋がるため望ましくない。上記（ｂ）の対策は吹き込み能力の余裕代に依存するが、能力限界近くで操業している製鉄所では、その増加量に制約がある。また、燃料吹き込み量を増加させた場合には、ボッシュガス量が増えて生産量を低下させるため、酸素富化を同時に実施する必要がある。しかし、使用できる酸素量にも供給能力上の制限がある。上記（ｃ）の対策は、わざわざ効率を下げた操業を指向することであり、ＣＯ2削減に関する本来の目的に逆行する。 However, the measure (a) is not desirable because it leads to a decrease in production. The countermeasure (b) above depends on the margin of the blowing capacity, but the amount of increase is limited in steelworks operating near the capacity limit. In addition, when the amount of fuel injected is increased, the amount of Bosch gas increases and the production volume decreases, so it is necessary to perform oxygen enrichment simultaneously. However, the amount of oxygen that can be used is limited in terms of supply capacity. The countermeasure (c) is directed to an operation with a reduced efficiency, and goes against the original purpose for CO 2 reduction.
このように、普通高炉において低ＲＡＲ操業を行う場合、通常の操業範囲内での操業条件の変更により各種炉況不調、特に炉上部の昇温不良を回避することは困難である。 As described above, when low RAR operation is performed in a normal blast furnace, it is difficult to avoid various furnace state malfunctions, in particular, temperature rise failures in the upper part of the furnace by changing the operation conditions within the normal operation range.
特許文献１には、上述した課題、すなわち普通高炉（酸素富化率が１０体積％以下の羽口熱風吹込みを行う高炉）において低ＲＡＲ操業のシャフト上部での装入物の昇温が遅れるという課題を解決するために、炉頂温度が１１０℃以下となった場合に、炉頂ガス量の１０体積％以下の量をシャフトガスとしてシャフト上部から炉内に吹き込む方法が開示されている。特許文献１には、製鉄所でガスホルダーに貯蔵されている高炉発生ガス、または高炉発生ガスとコークス炉発生ガスとの混合ガスをシャフトガスとして吹き込むこと、或いは炉頂ガスの一部を循環させてシャフトガスとして吹き込むことなども開示されている。
In
特許文献１に記載の方法を用いれば、低ＲＡＲ操業を行なう際に炉上部の温度を上昇させることが可能となる。しかし、シャフトガスとして用いているのは、高炉発生ガスである炉頂ガスの一部や、高炉発生ガスとコークス炉発生ガスとの混合ガスであり、炭素を含有するガスである。炭素含有量の少ないシャフトガスを用いれば、ＣＯ2削減にいっそう寄与することができると考えられる。
If the method described in
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、低ＲＡＲ操業時の炉況不調、特に炉上部での装入物の昇温不良を防止することができ、安定操業が可能で、従来以上に炭酸ガス排出量を削減できる、シャフト部からのガス吹き込みを行なう高炉の操業方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to prevent a malfunction of the furnace at the time of low RAR operation, in particular, a temperature rise failure of the charge in the upper part of the furnace, and a stable operation can be prevented. An object of the present invention is to provide a method of operating a blast furnace that is capable of reducing the amount of carbon dioxide emission more than conventional and performing gas blowing from a shaft portion.
このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
［１］鉄含有原料とコークスとを高炉の炉頂から装入し、羽口から空気または酸素富化空気を送風する高炉操業において、予熱したアンモニアをシャフトガスとして高炉のシャフト部から高炉内に吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。
［２］シャフト部から吹込むガスの温度が２００℃以上、９００℃以下である［１］に記載の高炉操業方法。
［３］シャフト部から吹き込むガス中の水素の割合が、Ｈ２／（Ｈ２＋Ｈ２Ｏ）で５ｍｏｌ％以上である、［１］ないし［２］に記載の高炉操業方法。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
[1] In blast furnace operation in which iron-containing raw material and coke are charged from the top of the blast furnace and air or oxygen-enriched air is blown from the tuyere, preheated ammonia is used as shaft gas from the shaft section of the blast furnace into the blast furnace. Blast furnace operation method characterized by blowing.
[2] The blast furnace operating method according to [1], wherein the temperature of the gas blown from the shaft portion is 200 ° C. or higher and 900 ° C. or lower.
[3] The method of operating a blast furnace according to [1] or [2], wherein a ratio of hydrogen in the gas blown from the shaft portion is 5 mol% or more in terms of H 2 / (H 2 + H 2 O).
なお、以下の本発明で用いるＲＡＲとは、ＣＯ2排出源となる炭素含有化石燃料の総使用量の比であり、アンモニアは還元材であってもＲＡＲからは除外される。 The RAR used in the present invention below is the ratio of the total amount of carbon-containing fossil fuel used as a CO 2 emission source, and ammonia is excluded from the RAR even if it is a reducing material.
本発明によれば、高炉の操業において、低ＲＡＲ操業時の炉上部での装入物の昇温不良を防止できるとともに、炉頂温度低下による水分凝縮や亜鉛化合物の壁付き等も効果的に抑えることができ、鉄鉱石の還元が促進される。これらにより、低ＲＡＲ操業を安定的に実施することができるとともに、排出ＣＯ2量を従来以上に削減することが可能となる。 According to the present invention, in the operation of a blast furnace, it is possible to prevent the temperature rise of the charge in the upper part of the furnace at the time of low RAR operation, and it is also effective for water condensation due to a decrease in the furnace top temperature, walling of zinc compounds, etc. The reduction of iron ore is promoted. As a result, low RAR operation can be carried out stably, and the amount of exhausted CO 2 can be reduced more than before.
上記のように高炉における低ＲＡＲ操業を行なう際に、炉内の還元効率向上や、炉上部の昇温不良を回避するためにシャフト部からガス吹き込みを行なうが、このシャフトガスとして炭素を含有しないガスを用いることで、排出ＣＯ2量を削減することが可能となると考えられる。炭素を含有しないガスとしてまず候補となるのは水素ガスである。 When performing the low RAR operation in the blast furnace as described above, gas is blown from the shaft portion in order to improve the reduction efficiency in the furnace and avoid temperature rise failure in the upper portion of the furnace, but this shaft gas does not contain carbon. It is considered that the amount of exhausted CO 2 can be reduced by using gas. The first candidate for a carbon-free gas is hydrogen gas.
しかし、水素は輸送が困難であるという問題がある。気体として用いるものであっても、気体の状態での輸送は体積が大きく効率的でないため、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas：液化天然ガス）のように液体の状態で輸送することが望ましいが、このためには低温の貯蔵タンクが必要となる。ＬＮＧの場合、主成分のＣＨ4の沸点が−１６２℃であるのに対し、水素の沸点は−２５３℃であるため、水素の輸送には極低温の貯蔵タンクが必要となり、このようなタンクを用いてトラック等で輸送を行なうことは非常にコスト高であり現実的でない。したがって、水素ガスの利用は、製鉄所内に水素ガスの発生設備があるような、限られた場合にのみ有効な手段であると考えられる。 However, there is a problem that hydrogen is difficult to transport. Even if it is used as a gas, it is desirable to transport it in a liquid state like LNG (Liquefied Natural Gas), because the transportation in the gaseous state is large and inefficient. Requires a cold storage tank. In the case of LNG, the boiling point of CH 4 as a main component is −162 ° C., whereas the boiling point of hydrogen is −253 ° C. Therefore, a cryogenic storage tank is required for transporting hydrogen, and such a tank It is very expensive and unrealistic to transport the vehicle using a truck or the like. Therefore, the use of hydrogen gas is considered to be an effective means only in a limited case where there is a hydrogen gas generation facility in the steelworks.
そこで本発明では、極低温で液化させる必要がないため輸送が容易であり、炭素を含有しないアンモニア（ＮＨ3）をシャフトガスとして用いることに想到し、本発明を完成した。アンモニアは沸点が−３３℃であるため水素に比較して液化がはるかに容易であり、ＬＮＧに比較しても液化が容易である。液化したアンモニアは、輸送が容易であり、貯蔵の際の設備も低コストで建設することができる。またＨ2に比較して、単位体積あたりの水素含有率が高いため効率的であるという特徴もある。 Therefore, in the present invention, since it is not necessary to liquefy at an extremely low temperature, transportation is easy, and the present invention has been completed by conceiving that ammonia (NH 3 ) containing no carbon is used as a shaft gas. Ammonia has a boiling point of −33 ° C., so it is much easier to liquefy than hydrogen, and liquefaction is also easier than LNG. Liquefied ammonia can be easily transported and equipment for storage can be constructed at low cost. In addition, compared with H 2 , the hydrogen content per unit volume is high, which is also efficient.
したがって本発明では、鉄含有原料とコークスとを高炉の炉頂から装入し、羽口から空気または酸素富化空気を送風する高炉操業において、予熱したアンモニアをシャフトガスとして高炉のシャフト部から高炉内に吹き込む高炉操業方法を用いることとした。 Accordingly, in the present invention, in the blast furnace operation in which the iron-containing raw material and coke are charged from the top of the blast furnace and air or oxygen-enriched air is blown from the tuyere, preheated ammonia is used as the shaft gas from the blast furnace shaft section. It was decided to use the blast furnace operating method to blow in.
ここで、アンモニアを予熱する方法としては、代表的な方法として以下のような方法を採用することができる。なお、（１）〜（３）を併用することもできるし、アンモニアの温度を上昇させることができれば下記の方法には限定されない。
（１）アンモニアを高温の熱媒体中を通過させて、アンモニアの顕熱を増大させる。
（２）アンモニアが完全燃焼しない程度の酸素または空気を吹き込んで部分燃焼させ、燃焼熱によってアンモニアを含むガスの温度を上昇させる。
（３）アンモニアを完全燃焼させて、燃焼熱によってアンモニアを含むガスの温度を上昇させた後、改めてアンモニアを混合する。
Here, as a method for preheating ammonia, the following method can be adopted as a typical method. In addition, (1)-(3) can also be used together and if it can raise the temperature of ammonia, it will not be limited to the following method.
(1) Ammonia is passed through a high-temperature heat medium to increase the sensible heat of ammonia.
(2) Partial combustion is performed by blowing oxygen or air to such an extent that ammonia does not completely burn, and the temperature of the gas containing ammonia is raised by combustion heat.
(3) Ammonia is completely burned, and after the temperature of the gas containing ammonia is raised by the heat of combustion, ammonia is mixed again.
シャフトガスとしてのＣＯ2削減の量的効果はアンモニアガスの量に比例するため、アンモニアガスの吹き込み量は、炉頂排ガス量の１体積％以上、あるいはシャフトへ吹き込むガスの１０体積％以上とすることが好ましい。 Since the quantitative effect of CO 2 reduction as shaft gas is proportional to the amount of ammonia gas, the amount of ammonia gas blown is 1 vol% or more of the furnace top exhaust gas amount or 10 vol% or more of the gas blown into the shaft. It is preferable.
シャフトガスとしてのアンモニアを含むガスの吹き込み温度は、炉頂排ガス温度を露点以上に上昇させる目的から、露点より十分高温な２００℃以上とすることが好ましい。また、国内の一般的な高炉はクーリングステーブと呼ばれる鋳物製の冷却プレートで炉体が覆われているため、鋳物の変態温度である７７０℃を大幅に超えるガスを吹き込むと鋳物の劣化の原因となる。鋳物自身の温度が安定して７７０℃を下回るようにするためには、吹き込みガス温度はガス−装入物間の熱抵抗を考慮しても、９００℃以下に抑制する必要がある。 The blowing temperature of the gas containing ammonia as the shaft gas is preferably set to 200 ° C. or higher, sufficiently higher than the dew point, for the purpose of raising the furnace top exhaust gas temperature to the dew point or higher. In addition, since the furnace body is covered with a casting cooling plate called a cooling stave in a general domestic blast furnace, blowing a gas significantly exceeding the casting transformation temperature of 770 ° C. may cause deterioration of the casting. Become. In order for the temperature of the casting itself to stably fall below 770 ° C., the blowing gas temperature needs to be suppressed to 900 ° C. or less even in consideration of the thermal resistance between the gas and the charge.
単に予熱ガスとして使う場合は、アンモニアを空気で完全燃焼させて、Ｈ2ＯとＮ2の排ガスを炉内に投入する方法が最も簡単である。しかし図２に示す状態図からもわかるように、純粋なＨ2Ｏ雰囲気では、せっかく還元されてできたＦｅ3Ｏ4がＦｅ2Ｏ3に再酸化されてしまうことになる。したがって、アンモニアを燃焼させて予熱する場合は、吹込みガス中の水素の割合が、Ｈ2／（Ｈ2＋Ｈ2Ｏ）で５％以上となるようにアンモニアを部分燃焼させる（即ち、Ｈ2、Ｈ2Ｏの他、ＮＨ３とN2の混合ガスとなる）のが好ましい。または、アンモニアに含まれる水素モル比（ＮＨ３→３／２Ｈ2として換算した際の水素のモル量から求めた比）が前記濃度相当以上となるように過剰なアンモニアの雰囲気とするのが好ましい。アンモニアを完全燃焼させて、燃焼熱によってアンモニアを含むガスの温度を上昇させた後、改めてアンモニアを混合する場合も同様である。 In the case of simply using it as a preheated gas, the simplest method is to completely burn ammonia with air and to introduce H 2 O and N 2 exhaust gas into the furnace. However, as can be seen from the phase diagram shown in FIG. 2, in a pure H 2 O atmosphere, the reduced Fe 3 O 4 is reoxidized to Fe 2 O 3 . Therefore, when preheating by burning ammonia, the ammonia is partially burned so that the ratio of hydrogen in the blown gas becomes 5% or more in H 2 / (H 2 + H 2 O) (that is, H 2 In addition to H 2 O, a mixed gas of NH 3 and N 2 is preferable. Alternatively, it is preferable to make the atmosphere of excess ammonia so that the molar ratio of hydrogen contained in ammonia (ratio obtained from the molar amount of hydrogen when converted as NH 3 → 3 / 2H 2 ) is equal to or higher than the above concentration. . The same applies to the case where ammonia is completely burned, the temperature of the gas containing ammonia is increased by the heat of combustion, and then ammonia is mixed again.
アンモニアの分解温度は９００℃程度であることから、炉内装入物が分解温度以上の温度の場所に吹き込むと分解熱を吸収して、水素と窒素に分解する。炉上部の昇温を目的として予熱アンモニアを吹き込む以上、この分解熱の消費を避けるためには炉内の温度が９００℃より低い上部に吹きこむ必要がある。ただし、あまりに原料表面から浅い部分では装入物と熱交換されずに排ガスとなってしまうことから、原料表面から炉口半径長よりも深い位置に吹き込むことが好ましい。さらに好ましくは、予熱ガス温度が炉内での温度分布を乱さないように、所要の予熱ガス温度に対して同じ炉内温度の高さを予め推定または測定して、その高さに吹き込むようにする。 Since the decomposition temperature of ammonia is about 900 ° C., when the furnace interior material blows into a place having a temperature higher than the decomposition temperature, it absorbs the heat of decomposition and decomposes into hydrogen and nitrogen. As long as preheated ammonia is blown in order to raise the temperature of the upper part of the furnace, it is necessary to blow it into the upper part where the temperature in the furnace is lower than 900 ° C. in order to avoid consumption of this decomposition heat. However, it is preferable to blow from the surface of the raw material to a position deeper than the radius of the furnace opening because heat is not exchanged with the charged material in a portion too shallow from the surface of the raw material. More preferably, in order to prevent the preheating gas temperature from disturbing the temperature distribution in the furnace, the height of the same in-furnace temperature is estimated or measured in advance with respect to the required preheating gas temperature, and is blown to that height. To do.
本発明の一実施形態を図１を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
高炉１では、羽口２から送風３と、補助還元材として微粉炭４の吹き込みを行なっている。シャフトガス吹き込み管５から高炉内にアンモニア６の吹き込みを行なうが、このためには、貯蔵タンク７に貯蔵された液体アンモニアを気化して、高炉内に吹込み可能な圧力まで昇圧機８で昇圧後に炉内に吹き込む。吹き込まれたアンモニアは炉内で還元材として作用し還元を促進し、炉頂部のガス量を増加させて炉頂温度の低下を防止する。
In the
炉内容積３２００ｍ3の高炉において、従来操業として、高炉の炉頂から排出される高炉ガス（ＢＦＧ）に空気を混合し部分燃焼させることにより生成した８００℃の予熱ガスをシャフトガスとして１００Ｎｍ3／ｔ-ｐｉｇ（／ｔ-ｐｉｇは、生成した溶銑１トンあたりであることを示す）吹き込むことにより、炉頂ガス温度を１１８℃に維持していた。なお、仮に予熱した高炉ガスの吹き込みを停止した場合の炉頂ガス温度は理論計算上４８℃である。本高炉にてアンモニアに空気を混合し部分燃焼させた８００℃の予熱アンモニアガスを１００Ｎｍ3／ｔ-ｐｉｇ生成して、前記予熱した高炉ガスをすべて置換した場合と５０体積％置換した場合について、炉頂ガス温度および高炉の炉頂からの排出ＣＯ2（高炉ガスＣＯ2）原単位を測定した結果を、高炉ガスの吹込みを停止した場合の計算結果と併せて表１に示す。表１には、夫々の場合に高炉炉頂から排出される高炉ガス成分も示した。 In a blast furnace having a furnace volume of 3200 m 3 , as a conventional operation, a preheated gas of 800 ° C. generated by mixing air with blast furnace gas (BFG) discharged from the top of the blast furnace and partially burning the shaft gas is used as 100 Nm 3 / The furnace top gas temperature was maintained at 118 ° C. by blowing in t-pig (/ t-pig indicates per ton of produced hot metal). Note that the furnace top gas temperature when the preheated blast furnace gas is stopped is theoretically 48 ° C. In the present blast furnace, preheating ammonia gas of 800 ° C., which is partially burned by mixing air with ammonia in this blast furnace, is generated at 100 Nm 3 / t-pig, and when the preheated blast furnace gas is completely replaced and when 50% by volume is replaced, Table 1 shows the results of measuring the furnace top gas temperature and the CO 2 emission rate from the top of the blast furnace (blast furnace gas CO 2 ), together with the calculation results when the blast furnace gas injection was stopped. Table 1 also shows blast furnace gas components discharged from the top of the blast furnace in each case.
表１より、本発明によれば、予熱した高炉ガスのみを吹き込む従来の場合と同様に炉頂ガス温度を保持できるとともに、高炉の炉頂からの排出ＣＯ2（高炉ガスＣＯ2）原単位は、シャフトガスを高炉ガスからアンモニアガスへと順次置換したことにより６９７ｋｇ−ＣＯ2／ｔ-ｐｉｇであった高炉からの排出CO2量は、50%置換で６９０ｋｇ−ＣＯ2／ｔ-ｐｉｇ、さらに１００％置換で６８２ｋｇ−ＣＯ2／ｔ-ｐｉｇへ減少した。 From Table 1, according to the present invention, the furnace top gas temperature can be maintained as in the conventional case of blowing only preheated blast furnace gas, and the CO 2 emission (blast furnace gas CO 2 ) intensity from the furnace top of the blast furnace is The amount of CO2 emitted from the blast furnace, which was 697 kg-CO 2 / t-pig by sequentially replacing the shaft gas from blast furnace gas to ammonia gas, was 690 kg-CO 2 / t-pig with 50% substitution, and further 100 It decreased to 682kg-CO 2 / t-pig with% substitution.
１ 高炉
２ 羽口
３ 送風
４ 補助還元材
５ シャフトガス吹き込み管
６ アンモニア
７ 貯蔵タンク
８ 昇圧機
９ 高炉ガス
1
Claims (3)
予熱したアンモニアを５０体積％以上１００体積％以下で含むシャフトガスを、高炉のシャフト部から高炉内に吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。 In blast furnace operation in which iron-containing raw material and coke are charged from the top of the blast furnace and air or oxygen-enriched air is blown from the tuyere,
A blast furnace operating method characterized by blowing shaft gas containing preheated ammonia in an amount of 50 vol% to 100 vol% into a blast furnace from a shaft portion of the blast furnace.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011236571A JP5884156B2 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | Blast furnace operation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011236571A JP5884156B2 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | Blast furnace operation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013095923A JP2013095923A (en) | 2013-05-20 |
| JP5884156B2 true JP5884156B2 (en) | 2016-03-15 |
Family
ID=48618211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011236571A Active JP5884156B2 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | Blast furnace operation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5884156B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7180045B2 (en) * | 2019-04-18 | 2022-11-30 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for using raw material containing metallic iron containing Zn |
| CN115478122A (en) * | 2022-10-10 | 2022-12-16 | 北京首钢国际工程技术有限公司 | Ammonia-rich raw fuel for blast furnace iron making and blast furnace iron making method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215613A (en) * | 1990-01-19 | 1991-09-20 | Nkk Corp | Operation of blast furnace |
| JPH04247817A (en) * | 1991-01-24 | 1992-09-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Method for improving characteristic of charged material in blast furnace |
| JP5476987B2 (en) * | 2009-04-30 | 2014-04-23 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Blast furnace operation method |
| JP5605828B2 (en) * | 2010-03-03 | 2014-10-15 | 国立大学法人北海道大学 | Iron making method and iron making system |
-
2011
- 2011-10-28 JP JP2011236571A patent/JP5884156B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013095923A (en) | 2013-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3124626B1 (en) | Method of operating oxygen blast furnace | |
| KR101800141B1 (en) | Method for operating blast furnace | |
| JP4702309B2 (en) | Blast furnace operation method | |
| JP4661890B2 (en) | Blast furnace operation method | |
| KR20140043385A (en) | System and method for reducing iron oxide to metallic iron using coke oven gas and oxygen steelmaking furnace gas | |
| US20220145410A1 (en) | Method for operating a blast furnace | |
| JP7297091B2 (en) | Blast furnace operation method | |
| JP5315732B2 (en) | Blast furnace operation method | |
| JP5884156B2 (en) | Blast furnace operation method | |
| JP5509676B2 (en) | How to operate a vertical furnace | |
| JP5593883B2 (en) | How to reduce carbon dioxide emissions | |
| JP5476987B2 (en) | Blast furnace operation method | |
| JP5594013B2 (en) | Reduced iron production method | |
| JP5565150B2 (en) | Blast furnace operation method | |
| JP2007186759A (en) | Method for operating blast furnace | |
| JP5549056B2 (en) | Blast furnace operation method | |
| US20230366050A1 (en) | Device to inject a reducing gas into a shaft furnace | |
| JP5614517B1 (en) | Blast furnace operation method | |
| JP7055082B2 (en) | How to operate the blast furnace | |
| JP7105708B2 (en) | Method for determining injection amount of reducing gas and method for operating blast furnace | |
| CN103740873B (en) | A kind of system for blast furnace ironmaking | |
| JP2020020012A (en) | Pig-iron manufacturing facility and method for manufacturing pig-iron using the same | |
| JP2009221546A (en) | Method for operating blast furnace | |
| JP2015193927A (en) | Oxygen blast furnace operation method | |
| Bailera et al. | Decarbonization of ironmaking through power to gas and oxy-fuel combustion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140825 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150910 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150929 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151111 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160118 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5884156 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |