JPH01263208A - 高炉の操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高炉炉況をｔ員なわずに銑鉄コストの低減を
図る操業方法および炉況悪化に際して効率的に炉況を改
善する高炉の操業方法に関する。

〔従来の技術〕

高炉操業において銑鉄コストを低減するためには、銑鉄
コスト中に占めるυ１合が大きい炭材コストを低減する
のが有効であり、種々の炭材コスト低・濾の方法が試み
られている。

炭材の高炉内における役割は０羽目前で熱風中の酸素と
反応して発生したＣＯガスおよび固体状態の炭素によっ
て鉱石を還元する。■前記■の反応時に発生した熱で鉱
石の還元、溶解のための必要熱を供給する。■高温雰囲
気下で充填層を形成し、炉内ガスの通気性および溶銑滓
の通液性を確保する。以トであるが、炭材コスト低減方
法の一つは炭材の使用量そのものの低減策であり、他は
性状の劣質な炭材を使用して炭材の単価を引下げる方法
である。前者にはベル式高炉におけるムーバブルアーマ
のノツチの適正制御あるいはベルレス式高炉のシュート
スケシエールの適正制御目による方法および鉱石の被還
元性の向上によって炭材原単位を低減する方法があり、
後者には高反応性炭材の使用や細粒炭材の使用がある。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記炭材の使用量そのものを低減する方
法では、ムーバブルアーマノツチまたはシュートスケシ
エールの適正制御によって炉内゛ト径方向の装入物分布
を制御し、融着帯形状の適正化を図っても、炭材原単位
をある程度具」二に低減すると、炉内融着帯レベルの低
下の影響の方が大きくなり、荷下がりが不安定となり高
炉の安定操業が継続できなくなる等の問題があり、また
製鉄所のエネルギーバランスから高炉の炭材使用量の範
囲に自ら制限があるという問題もある。また鉱石の被還
元性の向上によって炭材源１■位を低減する方法は、被
還元性向上のための対策にコストがかかる問題がある。

次に高反応性炭材や細粒炭材の使用により炭材単価の引
下げ対策についても、従来、以下に述べるような問題が
あった。

ここで「反応性」について説明すると、高炉内に装入さ
れた炭材は、１０００℃以上の高温域において酸化鉄の
還元で生したＣＯｔガスと所謂ソリューションロス反応
を生しる。

Ｃ＋ＣＯ，＝２ＣＯ（１１ ＦｅＯ＋Ｃ０＝Ｆｅ＋ＣＯｚ　　　　　　（２１炭材は
＋１１式のソリューションロス反応によって装入層表面
から消失したり、その他強度低下によって細粒に破砕さ
れたりして炉下部の炭材の粒径が低下する。

このため、高反応性炭材を過度に使用すると炉下部の通
気性、通液性が悪化し、送風圧力の上昇や変動増加を招
来するという問題があった。

なお、反応性の指標としてＣＳＲ指数が用いられるが、
粒径２０１ｍの炭材２００ｇをＣ０ｚ５Ｎ７！／ｌ１ｉ
ｎで１１００℃で’ｌｈｒ反応させた後、Ｉ型ドラムで
回転速度２０ｒｐｍで３０分回転後の粒径ｌＱ　ｍｓ以
上の炭材収率をＣＳＲ指数という。

次に細粒炭材使用の場合は従来、粒度別装入法と呼ばれ
、細粒炭材を炉壁部に偏析装入することによって細粒炭
材使用量の増加に依る送風圧力の上昇を制御する方法が
とられてきた。

しかしこの方法では、元来相対的にガス流速の低い炉壁
部にさらに細粒炭材を増やすことになり、炉壁部のガス
流速が一層低下して熱流比が増加し、融着帯が過度に低
下し、荷下がり不順を生じるという問題があった。さら
に炉壁部は鉱石量が相対的に多く、ために細粒炭材はソ
リューションロス反応を多く生して、ますます細粒化す
るという問題もある。

上述の如く、高炉の銑鉄コストを低減する操業において
、炭材の性状を劣質化して炭材コストの引下げを図る方
法は従来法では高炉操業の安定性がｔｉなねれるため、
劣質炭材を多く使用できなかった。本発明は高反応性か
つ細粒の劣質炭材を、高炉の安定操業をｔｉなうことな
く使用し、銑鉄コストの低減を図ることを目的とするも
のである。

また従来、高炉が不調になった場合、炭材の性状の改善
および炭材使用量の増加によって高炉中心部の通気性、
通液性を改善していたが、この方法では炭材の全量の性
状の改善を要すること、および炭材使用量の増加に伴う
銑鉄コストの大幅上昇の問題があった０本発明は銑鉄コ
ストの大幅上昇をきたすことなく効率的に速やかに炉況
を改善する操業法の提供をも目的とするものである。

（課題を解決するための手段〕 本発明者等は高炉シャフト−Ｆ部に設置したガスサンプ
リングプローブによる半径方向のガス比（ＣＯ／　ＣＯ
ｘ　）およびガス温度の計測結果に注目した。第１図は
その計測結果の代表例であるが、特徴が二点ある。第−
点は炉の中心部のＣｏ／ＣＯ２が著しく高いことである
。すなわら、中心部はもともと鉱石装入量が少なく、従
って還元で生じるｃｏ、１が少ないためである。第二点
は炉中心部のガス温度が著しく高いことである。これは
中心部のガス流速が高いことを示している。

そこで発明者は第一の特徴に基づいて、炉中心部に高反
応性炭材を装入しても鉱石量が少なくＣＯ２発生量が少
ないのでソリエージジンロス反応量が少なく、炭材の粒
径劣化は生じ難いと考えた。

さらに第二の特徴に基づいて、炉中心部に細粒炭材を装
入することにより、ガス流速が多少低下しても、依然と
してガス流速は高いレベルを保ち、高炉の安定操業を損
なうことはないと考えた。

ずなわら請求項１の本発明は、高反応性かつ１０粒炭材
をシュート等で直接高炉の中心部に装入し、高炉の中心
部を主としてＣ３Ｉ’？指数で５０以下の高反応性かつ
大部分２０〜３０ｍｍの細粒炭材で構成する高炉の低コ
スト操業方法を要旨とする。

また本発明者等はたまたま上記方法において、装入炭材
の高反応炭を低反応性炭に、かつ細粒炭材を粗粒炭材に
替えることによって、高炉が不調になった場合の速効あ
る炉況改善方法として極めて有効な手段であることを発
見した。高炉の中心部に装入する炭材のみを低反応性か
つ粗粒炭材に替えることによって、高炉中心部の通気性
、１ｆｆｉ　’ｌＦｉ性を小量の炭材で速やかに改善す
ることができ、銑鉄コストの増加を制御できるのである
。

すなわち請求項２の本発明は、高炉の炉況悪化に際して
ＣＳＲ指数で６０以上の低反応性かつ大部分４００以上
からなる粗粒の炭材をシュート等で直接高炉の中心部だ
けに装入する高炉の炉況改善操業方法を要旨とする。

〔作　　用〕

本発明方法に依り高炉の中心部の原料構成を主としてＣ
８Ｒ指数で５０以下の高反応性かつ大部分２０〜３０龍
の細粒炭材とした場合、当該部分には殆ど鉄鉱石が存在
しないのでＣＯ□発生量が少なく、従ってソリューショ
ンロス反応ｍが少なく、構成炭材のこれ以−トの粒径劣
化は殆ど起こらない。また中心部のガス流速も、多少の
低下はあっても依然として高速に保たれるので、劣質性
状の炭材使用に拘らず、炉下部炭材粒径低下、炉壁部ガ
ス流速低下の問題を生じることなく融着帯の過度の低下
や荷下がり不ハ１等が発生することもなく、高炉の安定
操業を維持できる。

また高炉が不調になった場合、本発明の方法により低反
応性かつ粗粒の炭材をシュート等で炉の中心部に装入す
ることによって炉の中心部の炭材の性状を改善すると、
高炉全体の炭材の性状を改善しなくとも、高炉中心部の
通気性、通液性を小量の炭材で改善することができ、速
やかに炉況が回復する。

〔実施例〕

本発明の実施に当たっては、例えば特開昭６１−２２７
１０９に開示しているような高炉の中心部へ直接原料を
装入できるシュート等を備えた高炉設備を用いると都合
がよい。第２図はこの様なシュートを備えたベル式高炉
で本発明を実施する場合の模式図である。

図において、高炉の貯槽ｌで切り出されベルトコンヘア
２で炉頂に搬送された装入原料を、ベル式装入装置４を
用いて炉内装入面５上に装入するに先だって、別の貯槽
１′から切り出され、炉頂のホッパー６内に貯蔵された
ＣＳＲ指数で５０以下の高反応性かつ２０〜３０−１の
細粒の炭材７をシュート８から前記装入面５上の中心部
に直接装入する。前記高反応性かつ細粒の炭材７の炉内
装入後、一般装入原料（他の炭材および鉱石等）をベル
４を経て炉内装入面５Ｆに装入する。このようにすると
、高炉の中心部を主としてＣ８Ｒ指数で５０以下の高反
応性かつ大部分２０〜３９ｓｓの細粒炭材で構成するこ
とができる。

μお、請求項１の発明において、高反応性をＣＳＲ指数
で５０以下、粒径を２０〜３０ｍｍに限定したのは、実
験室で実炉の中心部を想定した炭材ノ温Ｌｆ・ガス組成
覆歴のソリューションロス反応を行い、炉芯到達時を想
定したときの炭材の平均粒径が２０鶴以上となるように
選定した結果である。

請求項１の本発明の実施例を従来法と比較して記載する
。適用高炉は内容積２７００ｍ、炉口径８．６ｍのベル
式高炉である。

第１表にベース操業、従来の低コスト操業および本発明
の操業結果を纏めた。同表にみる如く、ベース操業はコ
ークス比５００ｋｇ／ｐｔのオールコークス操業である
。Ｃ５Ｒ指数５２、平均粒径４５ｍｍのコークスを炭材
として使用している。

従来法でＣ３ｒｌ指数４８の高反応性コークスを使用し
たところ、送風圧の急上昇、スリップ頻度の急増がみら
れ、コークス比を５２０ｋｇ／ｐＬまで増加せざるを得
なかった。休風時に羽目コークスサンプラーを用い、羽
口レベル炉芯部のコークスを採取し平均粒度を求めたと
ころ、１１ｍｍにまで低下していた。

従来法で細粒コークス粒度別装入の操業は、コークス比
は略々同じであったが、送風圧、スリップ頻度の上昇お
よび中心ガス流の増加がみられ、僅か２膳−の粒径低下
でも操業に与える影響は大であった。

本発明の操業で１はＣ３Ｉ？指数４５、平均粒径２５鶴
の高反応性、細粒コークスを１５ｋｇ／ｐＬ使用した場
合、同じく■はＣ５Ｉ？指数４８、平均粒径２５ｍｍの
高反応性、細粒コークスを３０ｋｇ／ｐｔ使用した場合
である。何れの場合もコークス比の変化は殆どな（、送
風圧、スリップ頻度も微増に１Ｆっだ。これは休風時測
定した炭材粒径がらもわかる通り、炉中心部に装入され
た炭材の炉内での粒径劣化が僅かであったためと言える
。其の他中心ガス流の若干の衰退がみられたが、高炉の
安定操業を害するものではなかった。

第　　１　　表 次に請求項２の本発明であるが、炉況変化に際し、これ
を改善するために低反応性かっ粗粒の炭材を前例で述べ
たようにシュート等で高炉の中心部だけに装入する方法
で、ＣＳＲ指数で６０以−ヒ、粒径を大部分が４０ｍｍ
以上と限定した理由は次の通りである。

後述のようにＣＳＲ指数６０、粒径４５１重の炭材を全
量用いれば炉況が好転することが経験的に知られている
。また、炉況の改善は中心部のガスの通気性確保が最重
要点であることから経験的に知られている。

従って、ｃｓｎ指数６０．粒径４５鰭の炭材を中心部に
装入すれば炉況は改善されるが、中心部における炭材の
ソリューシッンロス反応量が少なく、粒径低下着が少な
いことに注目し、銑鉄コスト低減の観点から、炉芯炭材
粒径３０ｕを確保できる中心に装入する炭材の粒径とし
て４Ｑｍｍを選定した。

この請求項２の本発明の実施例を従来法と比較して記載
する。適用高炉は前例と同一のヘル式高炉である。

第２表にベースとした炉況不良の状態と従来法および本
発明実施の結果を纏めた。高炉のボッシュ部に付着物が
生成して炉況が不調におちいり、第２表のベースに示す
ように、スリップ頻度が２０回／日に上昇し、送風圧は
２．７０ｋｇ／ｃｍに上昇し、溶銑温度および溶銑中Ｓ
＋濃度が大きく変動した。

この炉況不良改善のため、従来法に依りベル式装入法で
装入するコークスを５５０１ｎｒ／ｐｔにＬげるととも
に、炉下部コークス粒径を確保するためＣＳＲ指数６０
の炭材にした結果、１ケ月後高炉炉況は回復した。すな
わら第２表にみるようにスリップ頻度は５．０回７日に
、送風圧は２．６０　ｋｇ／−にそれぞれ低下した。溶
銑温度および溶銑Ｓｉ　ｆ７ｊＪ度の平均値は通常より
も高かったが、バラツキはベースの不良炉況に比し大幅
に減少した。炉芯コークス粒径も２５鳳１に増加してお
り、ＣＳＲ改善の効果が出ていることが判明した。中心
部のガス温度・組成計測結果も中心ガス流が回復したこ
とを示している。しかしこの従来の炉況改善方法では炉
況回復までに１ケ月と長時間を要すること、使用コーク
ス量が多いこと、しかも全量良質コークスを用いるため
コークス単価が高くつく等、多く問題があった。

第２表の本発明の操業諸元は、同一の高炉で再びボンシ
ュ部に付着物が生成し、高炉が不調におらいったときの
ものである。このときへ−スの操業諸元は前述のときと
略々同じで、スリップ頻度は２２回／日、送風圧は２．
７２　ｋｇ　／　ｃｄと炉況は前回の不調時よりさらに
悪化していた。そこで本発明に基づいてＣＳＲ指数６０
、粒径４０龍の低反応性、粗粒コークスを高炉中心部に
５０ｋｇ／ｐｉ装入したところ、ｌＯ日後第２表に示す
ように炉況が回復した。全コークス比は５１０ｋｇ／Ｉ
）Ｌに抑制でき、スリップ頻度、送風圧とも従来の改善
方法より良結果が得られた。溶銑温度および溶銑中Ｓｌ
凋度の平均値も略々通常の値になり、バラツキも通常操
業並になった。炉芯コークス粒径も中心部に低反応性、
粗粒コークスを装入した効果で３０龍に増加していた。

中心ガス流の回復も従来法より大であった。

第　　２　　表 〔発明の効果〕 このように請求項１の本発明に依れば、高反応性かつ細
粒の低晶質炭材を高炉中心部に直接装入することよって
、低品質炭材の使用に拘らず高炉の安定操業を１４４な
うことがなく、銑鉄コストを著しく低減する効果がある
。また炉況悪化に際して請求項２の本発明に依れば、炉
況回復に要する時間を短縮できる、使用コークス量を節
約できる、良質コークス使用比率が低いのでコークス単
価のヒ昇を抑制できる、等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉シャフト上部で計測した半径方向のガス比
（Ｇｏ／Ｃｏ□）およびガス温度の線図、第２図はベル
式装入装置を備えた高炉での本発明実施例を説明するた
めの模式図である。 図中、１　：　貯ｌｅ、２：ベルトコンヘア、３ニ一般
装人原料、４ｔベル、５；炉内装入面、６；ホッパー、
７：高反応性かつ細粒炭材、８ニジエート。 第　　ｌ　　図 第　　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高反応性かつ細粒の炭材をシュート等で直接高炉の
   中心部に装入し、高炉の中心部を主としてＣＳＲ指数で
   ５０以下の高反応性かつ大部分２０〜３０ｍｍの細粒炭
   材で構成することを特徴とする高炉の低コスト操業方法
   。 ２、高炉の炉況悪化に際してＣＳＲ指数で６０以上の低
   反応性かつ大部分４０ｍｍ以上からなる粗粒の炭材をシ
   ュート等で直接高炉の中心部だけに装入することを特徴
   とする高炉の炉況改善操業方法。