JP5958935B2 - Pig iron manufacturing method and blast furnace equipment used therefor - Google Patents

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Description

本発明は、銑鉄製造方法およびこれに使用する高炉設備に関する。   The present invention relates to a pig iron manufacturing method and a blast furnace equipment used therefor.

高炉設備は、鉄鉱石や石灰石やコークスの原料を高炉本体の頂部から内部に装入すると共に、当該高炉本体の側部の下方寄りの羽口から熱風及び補助燃料として高炉吹込み炭(微粉炭)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。   The blast furnace equipment is charged with iron ore, limestone and coke raw materials from the top of the blast furnace main body, and hot blast and auxiliary fuel (pulverized coal) as hot air and auxiliary fuel from the tuyere near the side of the blast furnace main body. ) Can be produced from iron ore.

ところで、前記高炉設備の操業を安定に行うために、前記高炉吹込み炭が前記高炉本体の内部へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは当該高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することが求められている。   By the way, in order to stably operate the blast furnace facility, it is possible to suppress adhesion of blast furnace blown coal ash or blockage due to the blast furnace blown coal ash in the path leading to the inside of the blast furnace main body. It has been demanded.

例えば、微粉炭の灰の軟化点が1300℃未満のものに石灰石や蛇紋岩などCaO源の造滓剤を添加して、微粉炭中の灰の軟化点を1300℃以上に調整処理し、次いで、微粉炭中の灰の軟化点が1300℃以上の微粉炭のみを高炉本体の羽口から内部に吹き込むことにより、高炉吹込み炭の燃焼性を向上させることが提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。   For example, a pulverized coal ash with a softening point of less than 1300 ° C. is added with a CaO source mineralizer such as limestone or serpentine, and the ash softening point in the pulverized coal is adjusted to 1300 ° C. or higher. It has been proposed to improve the combustibility of blast furnace infused coal by blowing only pulverized coal having an ash softening point of 1300 ° C. or higher into the interior from the tuyere of the blast furnace body (for example, the following) Patent Document 1).

また、例えば、富化酸素量を増減するか、微粉炭の組成や粒径などを調節してより燃焼しにくく制御して、レースウェイ内で最高到達温度を下げて、微粉炭の吹き込み量が極めて大きい操業でも、通気性を改善できる高炉微粉炭吹き込み操業方法が提案されている(例えば、下記特許文献2参照)。   Also, for example, the amount of enriched oxygen can be increased or decreased, or the composition and particle size of the pulverized coal can be adjusted to make it more difficult to burn. A blast furnace pulverized coal injection operation method that can improve the air permeability even in an extremely large operation has been proposed (for example, see Patent Document 2 below).

特開平5−156330号公報(例えば、明細書の段落[0014]−[0023]、[図1]など参照)JP-A-5-156330 (for example, see paragraphs [0014]-[0023], [FIG. 1], etc. of the specification) 特開平11−152508号公報JP-A-11-152508

しかしながら、前記特許文献1に記載される高炉微粉炭吹き込み方法は、上述したような造滓剤を添加して、灰の軟化点を1300℃以上に調整処理した微粉炭のみを使用しているため、ランニングコストの増加を招くものとなっている。   However, the blast furnace pulverized coal blowing method described in Patent Document 1 uses only pulverized coal that has been subjected to an adjustment treatment of the ash softening point to 1300 ° C. or higher by adding a slagging agent as described above. This increases the running cost.

また、前記特許文献2に記載される高炉微粉炭吹き込み操業方法では、微粉炭の吹き込み量が極めて大きく、微粉炭の組成や粒径をわざわざ調節する必要があるため、やはりランニングコストの増加を招くものとなってしまう。   In the blast furnace pulverized coal injection operation method described in Patent Document 2, the amount of pulverized coal injection is extremely large, and it is necessary to adjust the composition and particle size of the pulverized coal. It becomes a thing.

このようなことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたものであって、高炉吹込み炭が高炉本体の内部へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制すると共に、銑鉄の製造コストを低減することができる銑鉄製造方法およびこれを使用する高炉設備を提供することを目的としている。   For this reason, the present invention has been made to solve the above-described problems, and blast furnace injection coal ash adhesion or blast furnace injection in a path leading to the inside of the blast furnace main body. An object of the present invention is to provide a pig iron production method and a blast furnace facility using the pig iron production method capable of suppressing the blockage caused by the coal ash and reducing the production cost of the pig iron.

上述した課題を解決する第1の発明に係る銑鉄製造方法は、鉄鉱石及び石炭を含む原料を高炉本体の頂部から内部に装入すると共に、当該高炉本体の羽口から内部に熱風及び高炉吹込み炭を吹き込むことにより、原料の鉄鉱石から銑鉄を製造する銑鉄製造方法において、前記高炉吹込み炭が、酸素原子含有割合(ドライベース)を10重量%〜20重量%とし、平均細孔径を10nm〜50nmとしたものであり、前記高炉吹込み炭中の灰の融点を予め測定し、前記熱風の温度を前記灰の融点に対し100〜150℃低い温度に調整することを特徴とする。   The pig iron manufacturing method according to the first invention that solves the above-described problem is to charge a raw material containing iron ore and coal from the top of the blast furnace main body into the inside, and hot air and blast furnace blowing from the tuyere of the blast furnace main body to the inside. In the pig iron manufacturing method of manufacturing pig iron from raw iron ore by blowing in coal, the blast furnace blowing coal has an oxygen atom content ratio (dry base) of 10% by weight to 20% by weight and an average pore diameter. The melting point of the ash in the blast furnace blowing coal is measured in advance, and the temperature of the hot air is adjusted to a temperature lower by 100 to 150 ° C. than the melting point of the ash.

上述した課題を解決する第2の発明に係る銑鉄製造方法は、前述した第1の発明に係る銑鉄製造方法であって、前記高炉本体の前記羽口にて前記熱風に酸素を富化することを特徴とする。   The pig iron manufacturing method according to the second invention for solving the above-mentioned problem is the pig iron manufacturing method according to the first invention described above, wherein the hot air is enriched with oxygen at the tuyere of the blast furnace body. It is characterized by.

上述した課題を解決する第3の発明に係る高炉設備は、高炉本体と、鉄鉱石及び石炭を含む原料を前記高炉本体の頂部から内部に装入する原料装入手段と、前記高炉本体の羽口から内部に熱風を吹き込む熱風吹込み手段と、前記高炉本体の前記羽口から内部に高炉吹込み炭を吹き込む高炉吹込み炭供給手段とを備えている高炉設備において、前記高炉吹込み炭供給手段が、酸素原子含有割合(ドライベース)を10〜20重量%とし、平均細孔径を10〜50nmとした高炉吹込み炭を吹き込むものであり、前記熱風吹込み手段が、前記原料中の灰の融点を予め測定し、当該灰の融点に対し100〜150℃低くした前記熱風を吹き込むものであることを特徴とする。   A blast furnace facility according to a third invention for solving the above-described problem includes a blast furnace main body, raw material charging means for charging a raw material containing iron ore and coal from the top of the blast furnace main body, and a wing of the blast furnace main body. In the blast furnace facility comprising hot air blowing means for blowing hot air into the inside from the mouth and blast furnace blowing coal supply means for blowing blast furnace blown coal into the interior from the tuyere of the blast furnace body, the blast furnace blown coal supply Means for injecting blast furnace infused charcoal having an oxygen atom content ratio (dry base) of 10 to 20% by weight and an average pore diameter of 10 to 50 nm, and the hot air blowing means is ash in the raw material. The melting point of the ash is measured in advance, and the hot air is blown by 100 to 150 ° C. lower than the melting point of the ash.

上述した課題を解決する第4の発明に係る高炉設備は、前述した第3の発明に係る高炉設備であって、前記高炉本体の前記羽口にて前記熱風に酸素を富化する酸素富化手段をさらに具備することを特徴とする。   A blast furnace facility according to a fourth invention for solving the above-described problem is the blast furnace facility according to the third invention described above, wherein the hot air is enriched with oxygen at the tuyere of the blast furnace body. The apparatus further comprises means.

上述した課題を解決する第5の発明に係る高炉設備は、前述した第4の発明に係る高炉設備であって、前記酸素富化手段は、前記酸素が流通するインジェクションランスを備えるものであり、前記インジェクションランスの先端部は、前記高炉本体の前記羽口の基端部側よりも当該高炉本体の内部側に配置されることを特徴とする。   A blast furnace facility according to a fifth invention that solves the above-described problem is a blast furnace facility according to the fourth invention described above, wherein the oxygen enrichment means includes an injection lance through which the oxygen flows. The distal end portion of the injection lance is arranged on the inner side of the blast furnace main body than the proximal end side of the tuyere of the blast furnace main body.

本発明に係る銑鉄製造方法及びこれを使用する高炉設備によれば、酸素原子含有割合(ドライベース)を10〜20重量%とし、平均細孔径を10〜50nmとした高炉吹込み炭、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、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高炉吹込み炭を、当該高炉吹込み炭の灰融点に対して100〜150℃低い温度に調整した熱風に同伴させて高炉本体の内部に吹き込むことから、熱風の温度が高炉吹込み炭中の灰の融点より低くなり、高炉吹込み炭が高炉本体の内部へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することができる。よって、高炉設備の安定した操業が可能となる。前記高炉吹込み炭中の灰が溶融することなく高炉本体の内部に前記熱風と共に吹き込まれることになるので、廉価な亜瀝青炭や褐炭等の低品位石炭を高炉吹込み炭として使用することができ、銑鉄の製造コストを低減することができる。   According to the pig iron manufacturing method and the blast furnace equipment using the same according to the present invention, the blast furnace blown coal having an oxygen atom content ratio (dry base) of 10 to 20% by weight and an average pore diameter of 10 to 50 nm, that is, Although tar-generating groups such as oxygen-containing functional groups (carboxyl group, aldehyde group, ester group, hydroxyl group, etc.) are eliminated and greatly reduced, decomposition of the main skeleton (combustion component centering on C, H, O) Since the blast furnace blown coal in which (decrease) is largely suppressed is blown into the blast furnace main body with hot air adjusted to a temperature lower by 100 to 150 ° C. than the ash melting point of the blast furnace blow coal, The temperature of the blast furnace blown coal becomes lower than the melting point of the ash in the blast furnace blown coal, and the adhesion of the blast furnace blown coal ash or the blockage by the blast furnace blown coal ash can be suppressed in the path leading to the inside of the blast furnace main body. . Therefore, stable operation of the blast furnace facility becomes possible. Since the ash in the blast furnace blowing coal is blown into the blast furnace main body together with the hot air without melting, low-grade coal such as inexpensive subbituminous coal and lignite can be used as blast furnace blowing coal. The manufacturing cost of pig iron can be reduced.

本発明に係る高炉設備の第一番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 1st embodiment of the blast furnace equipment which concerns on this invention. 本発明に係る高炉設備の第二番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 2nd embodiment of the blast furnace equipment which concerns on this invention. 図2における要部の拡大図である。It is an enlarged view of the principal part in FIG.

本発明に係る銑鉄製造方法及びこれに使用す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。   Embodiments of the pig iron manufacturing method according to the present invention and the blast furnace equipment used therefor will be described based on the drawings, but the present invention is not limited to only the following embodiments described based on the drawings.

[第一番目の実施形態]
本発明に係る銑鉄製造方法及びこれに使用する高炉設備の第一番目の実施形態を図1に基づいて説明する。
[First embodiment]
A pig iron manufacturing method according to the present invention and a first embodiment of a blast furnace facility used therefor will be described with reference to FIG.

図1に示すように、鉄鉱石及びコークスを含む原料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を送給する熱風送給装置116は、前記高炉本体110の羽口118に設けられたブローパイプ117に連結されている。   As shown in FIG. 1, a raw material quantitative supply device 111 that quantitatively supplies a raw material 1 containing iron ore and coke communicates with the upstream side in the transport direction of a charging conveyor 112 that transports the raw material 1. The downstream side in the transport direction of the charging conveyor 112 is in communication with the top of the furnace top hopper 113 at the top of the blast furnace main body 110. A hot air feeding device 116 for feeding hot air 101 is connected to a blow pipe 117 provided at the tuyere 118 of the blast furnace main body 110.

また、前記高炉本体110の近傍には、高炉吹込み炭11を供給する供給ホッパ120が配設されている。   Further, in the vicinity of the blast furnace main body 110, a supply hopper 120 for supplying the blast furnace blowing coal 11 is disposed.

前記高炉吹込み炭11は、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(好ましくは、20〜50nm)となっている。   The blast furnace blown coal 11 has an oxygen atom content ratio (dry base) of 10 to 18% by weight and an average pore diameter of 10 to 50 nm (preferably 20 to 50 nm).

上記高炉吹込み炭11は、亜瀝青炭や褐炭等、一般的に灰融点が低い(例えば、1200℃)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)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)して乾留することにより、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)することにより、容易に製造することができるものである。   The blast furnace blown coal 11 is generally low-grade coal having a low ash melting point (for example, 1200 ° C.) such as subbituminous coal or lignite (oxygen atom content ratio (dry base): more than 18% by weight, average pore diameter: 3). ˜4 nm) in a low oxygen atmosphere (oxygen concentration: 5% by volume or less) by heating (110 to 200 ° C. × 0.5 to 1 hour) and drying to remove moisture, and then in a low oxygen atmosphere (oxygen) Concentration: 2% by volume or less) by heating (460 to 590 ° C. (preferably 500 to 550 ° C.) × 0.5 to 1 hour) and dry distillation, water, carbon dioxide, tar content, etc. It can be easily manufactured by removing it as dry-distilled oil and then cooling (50 ° C. or less) in a low oxygen atmosphere (oxygen concentration: 2% by volume or less).

前記供給ホッパ120の下部は、当該供給ホッパ120内からの前記高炉吹込み炭11を搬送するベルトコンベア121の基端側に連絡している。前記ベルトコンベア121の先端側は、前記高炉吹込み炭11を受け入れる受入ホッパ122の上部に連絡している。   The lower part of the supply hopper 120 communicates with the base end side of the belt conveyor 121 that conveys the blast furnace blowing coal 11 from the supply hopper 120. The front end side of the belt conveyor 121 communicates with an upper portion of a receiving hopper 122 that receives the blast furnace blowing charcoal 11.

前記受入ホッパ122の下部は、当該受入ホッパ122からの前記高炉吹込み炭11を所定の径サイズ(例えば、80μm以下)に粉砕する石炭ミル123の上部の受入口に接続している。前記石炭ミル123の側方の下方寄りには、不活性ガスである窒素ガス102を供給する窒素ガス供給源124が接続されている。前記石炭ミル123の上方には、粉砕された前記高炉吹込み炭11を前記窒素ガス102で気流搬送する搬送ライン125の基端側が連結されている。   The lower part of the receiving hopper 122 is connected to an upper inlet of a coal mill 123 that pulverizes the blast furnace blown coal 11 from the receiving hopper 122 into a predetermined diameter size (for example, 80 μm or less). A nitrogen gas supply source 124 for supplying nitrogen gas 102 which is an inert gas is connected to the lower side of the side of the coal mill 123. Above the coal mill 123, a base end side of a conveying line 125 for conveying the pulverized blast furnace blown coal 11 by air flow with the nitrogen gas 102 is connected.

前記搬送ライン125の先端側は、前記高炉吹込み炭11と前記窒素ガス102とを分離するサイクロンセパレータ(またはバグフィルタ)126に連結している。前記サイクロンセパレータ126の下方は、前記高炉吹込み炭11を貯留する貯留ホッパ127の上方に連絡している。前記貯留ホッパ127の下部は、インジェクションタンク128の上方に接続している。   The front end side of the transfer line 125 is connected to a cyclone separator (or bag filter) 126 that separates the blast furnace blowing coal 11 and the nitrogen gas 102. A lower part of the cyclone separator 126 communicates with an upper part of a storage hopper 127 that stores the blast furnace blowing coal 11. The lower part of the storage hopper 127 is connected to the upper side of the injection tank 128.

前記インジェクションタンク128の側方の下方寄りには、前記窒素ガス供給源124が接続されている。前記インジェクションタンク128の上方は、前記ブローパイプ117に接続されたインジェクションランス129に接続されており、前記窒素ガス供給源124から当該インジェクションタンク128内に前記窒素ガス102を供給することにより、当該インジェクションタンク128の内部に供給された前記高炉吹込み炭11を気流搬送して上記インジェクションランス129から上記ブローパイプ117内に供給することができるようになっている。   The nitrogen gas supply source 124 is connected to the side lower side of the injection tank 128. An upper portion of the injection tank 128 is connected to an injection lance 129 connected to the blow pipe 117. By supplying the nitrogen gas 102 from the nitrogen gas supply source 124 into the injection tank 128, the injection tank 128 is connected to the injection lance 129. The blast furnace blown charcoal 11 supplied into the tank 128 can be conveyed by airflow and supplied from the injection lance 129 into the blow pipe 117.

上記熱風送給装置116には、熱風温度制御装置115が接続されている。熱風温度制御装置115には、熱風供給源114が接続されている。熱風温度制御装置115は、上記高炉吹込み炭11の灰(高炉吹込み炭灰)の融点を予め測定して得られた当該高炉吹込み炭11の灰(高炉吹込み炭灰)の融点に基づき、この灰の融点に対して100〜150℃低い温度に、熱風供給源114から送られた熱風を調整するようにしている。熱風温度制御装置115は、例えば、上記高炉吹込み炭11の灰(高炉吹込み炭灰)の融点が1200℃のときには、熱風を1050〜1100℃に調整する。   A hot air temperature control device 115 is connected to the hot air supply device 116. A hot air supply source 114 is connected to the hot air temperature control device 115. The hot air temperature control device 115 adjusts the melting point of the ash (blast furnace blown coal ash) of the blast furnace blown coal 11 obtained by measuring the melting point of the ash (blast furnace blown coal ash) of the blast furnace blown coal 11 in advance. Based on this, the hot air sent from the hot air supply source 114 is adjusted to a temperature lower by 100 to 150 ° C. than the melting point of the ash. For example, when the melting point of the ash of the blast furnace blowing coal 11 (blast furnace blowing coal ash) is 1200 ° C., the hot air temperature control device 115 adjusts the hot air to 1050 to 1100 ° C.

なお、図1中、110aは、溶融した銑鉄(溶銑)2を取り出す出銑口である。   In FIG. 1, reference numeral 110 a denotes a tap hole for taking out molten pig iron (molten metal) 2.

このような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、前記熱風供給源114、前記熱風温度制御装置115、前記熱風送給装置116、前記ブローパイプ117等により熱風吹込み手段を構成し、前記供給ホッパ120、前記ベルトコンベア121、前記受入ホッパ122、前記石炭ミル123、前記窒素ガス供給源124、前記搬送ライン125、前記サイクロンセパレータ126、前記貯留ホッパ127、前記インジェクションタンク128、前記インジェクションランス129、前記ブローパイプ117等により高炉吹込み炭供給手段を構成している。前記熱風温度制御装置115等により熱風温度制御手段を構成している。   In this embodiment, the raw material charging unit 111, the charging conveyor 112, the furnace top hopper 113 and the like constitute raw material charging means, and the hot air supply source 114, the hot air temperature control device 115, The hot air feeding device 116, the blow pipe 117 and the like constitute hot air blowing means, and the supply hopper 120, the belt conveyor 121, the receiving hopper 122, the coal mill 123, the nitrogen gas supply source 124, the transport line 125, the cyclone separator 126, the storage hopper 127, the injection tank 128, the injection lance 129, the blow pipe 117, and the like constitute a blast furnace injection charcoal supply means. The hot air temperature control device 115 and the like constitute hot air temperature control means.

次に、上述した高炉設備100を使用する銑鉄製造方法を説明する。
なお、前記高炉吹込み炭11の灰(高炉吹込み炭灰)の融点は、予め測定される。
Next, the pig iron manufacturing method which uses the blast furnace equipment 100 mentioned above is demonstrated.
The melting point of the ash (blast furnace blown coal ash) of the blast furnace blown coal 11 is measured in advance.

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。   When the raw material 1 is quantitatively supplied from the raw material quantitative supply device 111, the raw material 1 is supplied into the furnace top hopper 113 by the charging conveyor 112 and charged into the blast furnace main body 110.

これと併せて、前記供給ホッパ120の内部に前記高炉吹込み炭11を投入すると、当該高炉吹込み炭11は、前記ベルトコンベア121を介して前記受入ホッパ122に供給され、前記石炭ミル123で所定の径サイズ(例えば、80μm以下)に粉砕される。   At the same time, when the blast furnace blowing coal 11 is introduced into the supply hopper 120, the blast furnace blowing coal 11 is supplied to the receiving hopper 122 via the belt conveyor 121, It is pulverized to a predetermined size (for example, 80 μm or less).

そして、前記窒素ガス供給源124から前記窒素ガス102を送給すると、当該窒素ガス102は、粉砕された前記高炉吹込み炭11を気流搬送して前記搬送ライン125を介して前記サイクロンセパレータ126内へ搬送し、前記高炉吹込み炭11を分離された後、系外へ排出される。   Then, when the nitrogen gas 102 is supplied from the nitrogen gas supply source 124, the nitrogen gas 102 flows into the cyclone separator 126 via the transfer line 125 by air-transporting the pulverized blast furnace blowing charcoal 11. And the blast furnace blown coal 11 is separated and then discharged out of the system.

前記サイクロンセパレータ126で分離された前記高炉吹込み炭11は、前記貯留ホッパ127内に貯留された後、前記インジェクションタンク128内に供給され、前記窒素ガス供給源124からの前記窒素ガス102によって前記インジェクションランス129に気流搬送されて、前記ブローパイプ117の内部に供給される。   The blast furnace blown coal 11 separated by the cyclone separator 126 is stored in the storage hopper 127 and then supplied into the injection tank 128, and the nitrogen gas 102 from the nitrogen gas supply source 124 supplies the The air is conveyed to the injection lance 129 and supplied into the blow pipe 117.

そして、前記熱風送給装置116から前記ブローパイプ117に、前記高炉吹込み炭11の灰(高炉吹込み炭灰)の融点よりも100〜150℃低い温度に調整された熱風101が、例えばガス流速240m/sで供給されることにより、前記高炉吹込み炭11が予熱されて着火し、当該ブローパイプ117の先端で火炎となってレースウェイ内で燃焼し、前記高炉本体110内の前記原料1中のコークス等と反応して還元ガスを生成させる。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)2となって前記出銑口110aから取り出される。なお、前記熱風101の酸素ガス濃度は、例えば28%に調整されている。   And the hot air 101 adjusted to a temperature lower by 100 to 150 ° C. than the melting point of the ash of the blast furnace blown coal 11 (blast furnace blown coal ash) from the hot air supply device 116 to the blow pipe 117 is, for example, gas By being supplied at a flow rate of 240 m / s, the blast furnace blown coal 11 is preheated and ignited, becomes a flame at the tip of the blow pipe 117 and burns in the raceway, and the raw material in the blast furnace body 110 It reacts with coke in 1 to generate reducing gas. Thereby, the iron ore in the raw material 1 is reduced to become pig iron (molten metal) 2 and is taken out from the tap outlet 110a. The oxygen gas concentration of the hot air 101 is adjusted to 28%, for example.

ここで、上記高炉吹込み炭11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。   Here, the blast furnace blown coal 11 has an average pore diameter of 10 to 50 nm, that is, a large amount of tar-generating groups such as oxygen-containing functional groups (carboxyl group, aldehyde group, ester group, hydroxyl group, etc.) are eliminated. Although it has decreased, the oxygen atom content (dry base) is 10 to 18% by weight, that is, the decomposition (reduction) of the main skeleton (combustion components centering on C, H, O) is greatly suppressed. Yes.

これにより、上記高炉吹込み炭11は、前記高炉本体110の内部に前記熱風101と共に吹き込まれると、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前記熱風101の酸素が内部にまで拡散しやすいだけでなく、タールが非常に生じにくくなっているため、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る。   Thus, when the blast furnace blown coal 11 is blown into the blast furnace main body 110 together with the hot air 101, the main skeleton contains a large amount of oxygen atoms, and the oxygen in the hot air 101 is contained inside by pores having a large diameter. In addition to being easily diffused, the tar is very unlikely to be produced, so that it can be completely burned with almost no unburned carbon (soot).

また、熱風101は、高炉吹込み炭11中の灰の融点を予め測定し、当該灰の融点に対して100〜150℃低くした熱風101をブローパイプ117に送給することから、高炉吹込み炭11の灰(高炉吹込み炭灰)が溶融してインジェクションランス129や羽口118の内面へ付着することが無くなる。つまり、高炉吹込み炭11が高炉本体110の内部へ至る経路にて高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することができる。よって、高炉設備100の安定した操業が可能となる。   Moreover, since the hot air 101 measures the melting | fusing point of the ash in the blast furnace blowing charcoal 11 in advance and sends the hot air 101 lowered by 100 to 150 ° C. to the melting point of the ash to the blow pipe 117, Charcoal 11 ash (blast furnace blown coal ash) does not melt and adhere to the inner surfaces of the injection lance 129 and tuyere 118. That is, it is possible to suppress adhesion of blast furnace blown coal ash or blockage due to blast furnace blown coal ash on the route from which the blast furnace blown coal 11 reaches the inside of the blast furnace main body 110. Therefore, stable operation of the blast furnace equipment 100 is possible.

このため、灰の軟化点を1300℃以上に調整処理した微粉炭のみを使用することや、微粉炭の吹込み量が極めて大きいときに、微粉炭の組成や粒径を調節するようなことをしなくても、高炉吹込み炭が高炉本体の内部へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することができる。   For this reason, use only pulverized coal whose ash softening point is adjusted to 1300 ° C. or higher, or adjust the composition and particle size of pulverized coal when the amount of pulverized coal blown is extremely large. Even if it does not do, obstruction | occlusion by blast furnace injection coal ash adhesion or blast furnace injection coal ash can be suppressed in the path | route where blast furnace injection coal reaches the inside of a blast furnace main body.

したがって、本実施形態によれば、廉価な亜瀝青炭や褐炭等の低品位石炭を高炉吹込み炭11として使用することができるので、高価な瀝青炭等を高炉吹込み炭として使用しなくて済み、銑鉄2の製造コストを低減することができる。   Therefore, according to this embodiment, since low-grade coal such as inexpensive subbituminous coal and lignite can be used as the blast furnace blowing coal 11, it is not necessary to use expensive bituminous coal or the like as blast furnace blowing coal, The manufacturing cost of pig iron 2 can be reduced.

なお、前記高炉吹込み炭11においては、平均細孔径が、10〜50nm(好ましくは、20〜50nm)である必要がある。なぜなら、10nm未満であると、熱風101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一方、50nmを超えると、割れて微細になりやすく、高炉本体110の内部に吹き込んだときに、割れて微細になっていると、高炉本体110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からである。   In addition, in the said blast furnace injection charcoal 11, an average pore diameter needs to be 10-50 nm (preferably 20-50 nm). This is because if the thickness is less than 10 nm, the ease of diffusion of oxygen in the hot air 101 is reduced, causing a decrease in combustibility, whereas if it exceeds 50 nm, it tends to crack and become finer. This is because if the gas is blown into the interior of the blast furnace 110 and cracks and becomes fine, it passes through the interior of the blast furnace body 110 while riding on the gas stream and is discharged without burning.

また、前記高炉吹込み炭11においては、酸素原子含有割合(ドライベース)も10重量%以上である必要がある。なぜなら、10重量%未満であると、酸化剤の含有や、熱風の酸素富化することなく、完全燃焼させることが難しくなってしまうからである。   Moreover, in the said blast furnace injection charcoal 11, the oxygen atom content rate (dry base) needs to be 10 weight% or more. This is because if it is less than 10% by weight, it becomes difficult to completely burn without containing an oxidizing agent or enriching hot air with oxygen.

ちなみに、前記高炉吹込み炭11を製造するにあたっては、乾留温度が、460〜590℃(好ましくは、500〜550℃)である必要がある。なぜなら、460℃未満であると、前記低品位石炭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ないと共に、平均細孔径を10〜50nmとすることが非常に困難になってしまう一方、590℃を超えると、前記低品位石炭の主骨格(C,H,Oを中心とする燃焼成分)の分解が顕著になり始め、燃焼成分が減少し過ぎてしまうからである。   Incidentally, in producing the blast furnace blown coal 11, the dry distillation temperature needs to be 460 to 590 ° C. (preferably 500 to 550 ° C.). This is because if it is lower than 460 ° C., it is not possible to sufficiently desorb tar-generating groups such as oxygen-containing functional groups from the low-grade coal, and it becomes very difficult to make the average pore diameter 10 to 50 nm. On the other hand, if the temperature exceeds 590 ° C., the decomposition of the main skeleton of the low-grade coal (combustion components centered on C, H, O) starts to become remarkable, and the combustion components are excessively reduced.

[第二番目の実施形態]
本発明に係る銑鉄製造方法及びこれに使用する高炉設備の第二番目の実施形態を図2及び図3に基づいて説明する。なお、前述した実施形態の場合と同様な部分については、前述した実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the pig iron manufacturing method according to the present invention and the blast furnace equipment used therefor will be described with reference to FIGS. In addition, about the part similar to the case of embodiment mentioned above, the description and duplication description in embodiment mentioned above are abbreviate | omitted by using the code | symbol similar to the code | symbol used in description of embodiment mentioned above.

本実施形態に係る高炉設備200は、図2及び図3に示すように、ブローパイプ117に接続して設けられた酸素富化用インジェクションランス214を備える。酸素富化用インジェクションランス214の基端は、酸素ガス送給装置213と接続している。酸素ガス送給装置213は、酸素ガス温度制御装置212と接続している。酸素ガス温度制御装置212は、酸素ガス供給源211と接続している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the blast furnace facility 200 according to the present embodiment includes an oxygen-enriched injection lance 214 that is connected to the blow pipe 117. The proximal end of the oxygen-enriched injection lance 214 is connected to the oxygen gas feeding device 213. The oxygen gas supply device 213 is connected to the oxygen gas temperature control device 212. The oxygen gas temperature control device 212 is connected to the oxygen gas supply source 211.

酸素富化用インジェクションランス214の先端部214aは、高炉本体110の羽口118の基端部118aよりも高炉本体110の内部側に位置づけられる。これにより、
高炉本体110の羽口118近傍にて熱風101を酸素富化することができ、高炉吹込み炭11の燃焼開始時期を遅らせることができる。つまり、ブローパイプ117内にて、高炉吹込み炭11の燃焼による高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制できる。
The distal end portion 214 a of the oxygen-enriched injection lance 214 is positioned on the inner side of the blast furnace main body 110 than the proximal end portion 118 a of the tuyere 118 of the blast furnace main body 110. This
The hot air 101 can be enriched with oxygen in the vicinity of the tuyere 118 of the blast furnace body 110, and the combustion start timing of the blast furnace blowing coal 11 can be delayed. That is, in the blow pipe 117, adhesion of blast furnace blown coal ash due to combustion of the blast furnace blown coal 11 or blockage by blast furnace blown coal ash can be suppressed.

このような本実施形態においては、前記酸素ガス供給源211、前記酸素ガス温度制御装置212、前記酸素ガス送給装置213、前記酸素富化用インジェクションランス214等により酸素富化手段を構成している。   In this embodiment, the oxygen gas supply source 211, the oxygen gas temperature control device 212, the oxygen gas supply device 213, the oxygen enrichment injection lance 214, etc. constitute oxygen enrichment means. Yes.

次に、上述した高炉設備200を使用する銑鉄製造方法を説明する。
なお、前記高炉吹込み炭11の灰(高炉吹込み炭灰)の融点は、予め測定される。
Next, the pig iron manufacturing method using the blast furnace equipment 200 mentioned above is demonstrated.
The melting point of the ash (blast furnace blown coal ash) of the blast furnace blown coal 11 is measured in advance.

前記高炉吹込み炭11は、前述した実施形態と同様にして、前記供給ホッパ120、前記バルトコンベア121、前記受入ホッパ122、前記石炭ミル123、前記サイクロンセパレータ126、前記貯留ホッパ127を経由して、前記インジェクションタンク128内に供給され、前記窒素ガス供給源124からの前記窒素ガス102によって前記インジェクションランス129に気流搬送されて、前記ブローパイプ117の内部に供給される。   The blast furnace blown coal 11 passes through the supply hopper 120, the baltic conveyor 121, the receiving hopper 122, the coal mill 123, the cyclone separator 126, and the storage hopper 127 in the same manner as the above-described embodiment. Then, the air is supplied into the injection tank 128, is conveyed to the injection lance 129 by the nitrogen gas 102 from the nitrogen gas supply source 124, and is supplied into the blow pipe 117.

そして、前記熱風供給源114からの熱風101が前記熱風温度制御装置115で、前記高炉吹込み炭11の灰(高炉吹込み炭灰)の融点よりも100〜150℃低い温度に調整されて前記熱風送給装置116により前記ブローパイプ117に例えば、ガス流速240m/sで供給されると共に、前記酸素ガス供給源211からの酸素ガス103が前記酸素ガス温度制御装置212で前記熱風101と同じ温度に調整されて前記酸素ガス送給装置213により前記酸素富化用インジェクションランス214を経由して前記ブローパイプ117に供給される。これにより、前記高炉吹込み炭11が予熱されて着火し、当該ブローパイプ117の先端で火炎となってレースウェイ内で燃焼し、前記高炉本体110内の前記原料1中のコークス等と反応して還元ガスを生成させる。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)2となって前記出銑口110aから取り出される。なお、前記熱風101の酸素濃度と前記酸素ガスの酸素濃度の合計は、例えば28%に調整されている。   The hot air 101 from the hot air supply source 114 is adjusted to a temperature lower by 100 to 150 ° C. than the melting point of the ash of the blast furnace blowing coal 11 (blast furnace blowing coal ash) by the hot air temperature control device 115. The hot air supply device 116 supplies the blow pipe 117 with, for example, a gas flow rate of 240 m / s, and the oxygen gas 103 from the oxygen gas supply source 211 has the same temperature as the hot air 101 in the oxygen gas temperature control device 212. And is supplied to the blow pipe 117 via the oxygen enrichment injection lance 214 by the oxygen gas feeding device 213. Thereby, the blast furnace injection charcoal 11 is preheated and ignited, becomes a flame at the tip of the blow pipe 117 and burns in the raceway, and reacts with coke and the like in the raw material 1 in the blast furnace main body 110. To generate reducing gas. Thereby, the iron ore in the raw material 1 is reduced to become pig iron (molten metal) 2 and is taken out from the tap outlet 110a. The total of the oxygen concentration of the hot air 101 and the oxygen concentration of the oxygen gas is adjusted to 28%, for example.

また、熱風101は、高炉吹込み炭11中の灰の融点を予め測定し、当該灰の融点に対して100〜150℃低くした熱風101をブローパイプ117に送給することから、高炉吹込み炭11の灰(高炉吹込み炭灰)が溶融してインジェクションランス129や羽口118の内面へ付着することが無くなる。つまり、高炉吹込み炭11が高炉本体110の内部へ至る経路にて高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することができる。よって、高炉設備200の安定した操業が可能となる。   Moreover, since the hot air 101 measures the melting | fusing point of the ash in the blast furnace blowing charcoal 11 in advance and sends the hot air 101 lowered by 100 to 150 ° C. to the melting point of the ash to the blow pipe 117, Charcoal 11 ash (blast furnace blown coal ash) does not melt and adhere to the inner surfaces of the injection lance 129 and tuyere 118. That is, it is possible to suppress adhesion of blast furnace blown coal ash or blockage due to blast furnace blown coal ash on the route from which the blast furnace blown coal 11 reaches the inside of the blast furnace main body 110. Therefore, stable operation of the blast furnace facility 200 is possible.

このため、灰の軟化点を1300℃以上に調整処理した微粉炭のみを使用することや、微粉炭の吹込み量が極めて大きいときに、微粉炭の組成や粒径を調節するようなことをしなくても、高炉吹込み炭が高炉本体の内部へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することができる。   For this reason, use only pulverized coal whose ash softening point is adjusted to 1300 ° C. or higher, or adjust the composition and particle size of pulverized coal when the amount of pulverized coal blown is extremely large. Even if it does not do, obstruction | occlusion by blast furnace injection coal ash adhesion or blast furnace injection coal ash can be suppressed in the path | route where blast furnace injection coal reaches the inside of a blast furnace main body.

したがって、本実施形態によれば、廉価な亜瀝青炭や褐炭等の低品位石炭を高炉吹込み炭11として使用することができるので、高価な瀝青炭等を高炉吹込み炭として使用しなくて済み、銑鉄2の製造コストを低減することができる。   Therefore, according to this embodiment, since low-grade coal such as inexpensive subbituminous coal and lignite can be used as the blast furnace blowing coal 11, it is not necessary to use expensive bituminous coal or the like as blast furnace blowing coal, The manufacturing cost of pig iron 2 can be reduced.

さらに、酸素富化用インジェクションランス214をブローパイプ117に設けていることから、ブローパイプ117に熱風101のみを供給する上述した実施形態の場合と比べて、熱風101の酸素濃度を低くし、その分を酸素富化用インジェクションランス214により酸素富化することができることから、高炉吹込み炭11の燃焼開始時期を遅らせることができる。よって、高炉吹込み炭が高炉本体の内部へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞をより確実に抑制することができる。   Furthermore, since the oxygen-enriched injection lance 214 is provided in the blow pipe 117, the oxygen concentration of the hot air 101 is reduced compared to the above-described embodiment in which only the hot air 101 is supplied to the blow pipe 117. Since the oxygen can be enriched by the oxygen-enriched injection lance 214, the combustion start timing of the blast furnace blown coal 11 can be delayed. Therefore, adhesion of blast furnace blown coal ash or blockage due to blast furnace blown coal ash can be more reliably suppressed in a route from the blast furnace blown coal to the inside of the blast furnace main body.

本発明に係る銑鉄製造方法及びこれに使用する高炉設備は、高炉吹込み炭が高炉本体の内部へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制すると共に、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。   The method for producing pig iron according to the present invention and the blast furnace equipment used for the same suppress the adhesion of blast furnace blown coal ash or blockage due to the blast furnace blown coal ash in the path where the blast furnace blown coal reaches the inside of the blast furnace main body. The manufacturing cost can be reduced, so that it can be used extremely beneficially in the steel industry.

1 原料
2 銑鉄(溶銑)
11 高炉吹込み炭
100,200 高炉設備
101 熱風
102 窒素ガス
103 酸素ガス
110 高炉本体
110a 出銑口
110b 外壁
110c 断熱材
111 原料定量供給装置
112 装入コンベア
113 炉頂ホッパ
114 熱風供給源
115 熱風温度制御装置
116 熱風送給装置
117 ブローパイプ
118 羽口
118a 基端部
120 供給ホッパ
121 ベルトコンベア
122 受入ホッパ
123 石炭ミル
124 窒素ガス供給源
125 搬送ライン
126 サイクロンセパレータ
127 貯留ホッパ
128 インジェクションタンク
129 インジェクションランス
211 酸素ガス供給源
212 酸素ガス温度制御装置
213 酸素ガス送給装置
214 酸素富化用インジェクションランス
214a 先端部
1 Raw material 2 Pig iron (hot metal)
11 Blast Furnace Blowing Coal 100, 200 Blast Furnace Equipment 101 Hot Air 102 Nitrogen Gas 103 Oxygen Gas 110 Blast Furnace Main Body 110a Outlet 110b Outer Wall 110c Heat Insulation Material 111 Raw Material Constant Supply Device 112 Charge Conveyor 113 Top hopper 114 Hot Air Supply Source 115 Hot Air Temperature Control device 116 Hot air feeding device 117 Blow pipe 118 Tuyere 118a Base end portion 120 Supply hopper 121 Belt conveyor 122 Receiving hopper 123 Coal mill 124 Nitrogen gas supply source 125 Conveyance line 126 Cyclone separator 127 Storage hopper 128 Injection tank 129 Injection lance 211 Oxygen gas supply source 212 Oxygen gas temperature control device 213 Oxygen gas supply device 214 Oxygen enrichment injection lance 214a Tip

Claims (5)

鉄鉱石及び石炭を含む原料を高炉本体の頂部から内部に装入すると共に、当該高炉本体の羽口から内部に熱風及び高炉吹込み炭を吹き込むことにより、原料の鉄鉱石から銑鉄を製造する銑鉄製造方法において、
前記高炉吹込み炭が、
酸素原子含有割合(ドライベース)を10重量%〜20重量%とし、
平均細孔径を10nm〜50nmとしたものであり、
前記高炉吹込み炭中の灰の融点を予め測定し、
前記熱風の温度を前記灰の融点に対し100〜150℃低い温度に調整する
ことを特徴とする銑鉄製造方法。
Pig iron that produces pig iron from raw iron ore by charging raw materials containing iron ore and coal from the top of the blast furnace body into the interior and blowing hot air and blast furnace blowing coal into the interior from the tuyere of the blast furnace body In the manufacturing method,
The blast furnace injection charcoal
The oxygen atom content ratio (dry base) is 10 wt% to 20 wt%,
The average pore diameter is 10 nm to 50 nm,
Measure the melting point of ash in the blast furnace blown coal in advance,
The pig iron manufacturing method characterized by adjusting the temperature of the hot air to a temperature lower by 100 to 150 ° C. than the melting point of the ash.
請求項1に記載された銑鉄製造方法であって、
前記高炉本体の前記羽口にて前記熱風に酸素を富化する
ことを特徴とする銑鉄製造方法。
The pig iron manufacturing method according to claim 1,
The method for producing pig iron, wherein the hot air is enriched with oxygen at the tuyere of the blast furnace body.
高炉本体と、
鉄鉱石及び石炭を含む原料を前記高炉本体の頂部から内部に装入する原料装入手段と、
前記高炉本体の羽口から内部に熱風を吹き込む熱風吹込み手段と、
前記高炉本体の前記羽口から内部に高炉吹込み炭を吹き込む高炉吹込み炭供給手段と
を備えている高炉設備において、
前記高炉吹込み炭供給手段が、
酸素原子含有割合(ドライベース)を10〜20重量%とし、平均細孔径を10〜50nmとした高炉吹込み炭を吹き込むものであり、
前記熱風吹込み手段が、
前記原料中の灰の融点を予め測定し、当該灰の融点に対し100〜150℃低くした前記熱風を吹き込むものである
ことを特徴とする高炉設備。
A blast furnace body,
Raw material charging means for charging a raw material containing iron ore and coal from the top of the blast furnace body, and
Hot air blowing means for blowing hot air into the interior from the tuyere of the blast furnace body,
In the blast furnace equipment, comprising blast furnace blown coal supply means for blowing blast furnace blown coal into the blast furnace main body from the tuyere,
The blast furnace blowing charcoal supplying means is
The oxygen atom content ratio (dry base) is 10 to 20% by weight, and blast furnace-blown coal with an average pore diameter of 10 to 50 nm is blown,
The hot air blowing means is
A blast furnace facility characterized in that a melting point of ash in the raw material is measured in advance and the hot air blown by 100 to 150 ° C. lower than the melting point of the ash is blown.
請求項3に記載された高炉設備であって、
前記高炉本体の前記羽口にて前記熱風に酸素を富化する酸素富化手段をさらに具備する
ことを特徴とする高炉設備。
A blast furnace facility according to claim 3,
Blast furnace equipment further comprising oxygen enrichment means for enriching the hot air with oxygen at the tuyere of the blast furnace body.
請求項4に記載された高炉設備であって、
前記酸素富化手段は、前記酸素が流通するインジェクションランスを備えるものであり、
前記インジェクションランスの先端部は、前記高炉本体の前記羽口の基端部側よりも当該高炉本体の内部側に配置される
ことを特徴とする高炉設備。
A blast furnace facility according to claim 4,
The oxygen enrichment means includes an injection lance through which the oxygen flows.
The blast furnace equipment, wherein a distal end portion of the injection lance is disposed on an inner side of the blast furnace body than a proximal end portion side of the tuyere of the blast furnace body.
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