JPH03191008A - 高炉羽口粉体吹き込み方法 - 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、銑鉄コストの低減や溶銑成分の制御のため微
粉炭と酸化鉄粉を多量に高炉内に吹き込むための方法に
係わり、篩下焼結鉱の全量を高炉で使用することを目的
とした高炉羽口粉体吹き込み操業に関するものである。

（従来の技術） 近年、高炉操業においては、安価な原燃料の利用による
銑鉄コストの低減や溶銑成分の制御を目的として高炉羽
口からの粉体吹き込み操業が検討されてきた。これまで
に検討された高炉粉体吹き込み操業法の代表的技術とそ
の背景を以下に述べる。

■）微粉炭の吹き込み 高炉におけるコークス使用量を低減するために、過去に
は液体燃料（重油、タールなど）が使用されていたが、
石油価格の高騰にともないオールコークス操業に移行す
る高炉が増加した。

しかし、オールコース操業の場合には、羽口前温度が上
昇して操業が不安定になりやすく、また最大出銑比が抑
えられるなどの操業上のデメリットがある。

そこで、このデメリットを解消することとコークス使用
量の低減を図るために、燃料として微粉炭を吹き込み、
コークス比の低減や出銑比の上昇を図っている。

２）酸化鉄粉の吹き込み 鉄鉱石粉を塊成化せずに直接利用したり、焼結鉱粉を返
鉱として焼結工場に戻すことなく利用して焼結鉱焼成エ
ネルギーの低減を図る、などにより原料コストの低減を
図る方法である。後者の例として、焼結鉱を粒径５胴で
篩分けし、篩上の焼結鉱を高炉炉頂から装入する高炉操
業法において、篩下焼結鉱を所定の粒径を基準に再篩分
けして微粉焼結鉱と小粒焼結鉱に区分し、微粉焼結鉱は
送風羽口より高炉内に吹き込み、一方小粒焼結鉱は篩上
焼結鉱と共に炉頂部より炉内に装入することを特徴とす
る方法が提案されている（特開昭６１−６２０４号公報
）。

この酸化鉄粉の吹き込みの場合には酸化鉄粉が脱珪反応
を生じて、溶銑中Ｓｉが低減する効果も付随する。

３）造滓剤の吹き込み 石灰石粉、ドロマイト粉等の塩基性物質を吹き込み、溶
銑中ＳｉやＳの低減を図る方法である。

さらに、上記した作用の複合効果を目的として、２種以
上の粉体を吹き込む技術が開発されている。

中でも、微粉炭と酸化鉄粉を同時に吹き込む技術は、安
価な燃料および原料を利用できる方法であり、特に、酸
化鉄として篩下焼結鉱を使用する場合には大幅なコスト
削減に結び付く。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記した高炉羽口粉体吹き込み操業にお
いて、羽口から炉内に吹き込まれる微粉炭と酸化鉄粉の
量が多くなると、以下の問題が発生し、原燃料コスト削
減の限界をもたらしている。

■　高炉内へ吹き込まれた粉体により通気性悪化や荷下
がり変動等を生じて炉冷に結び付く場合があり、安定な
高炉操業が阻害される。以下にその内容を詳述する。

すなわち、吹き込まれる微粉炭の量が多くなると、レー
スウェイ内での微粉炭の燃焼が十分に進展せず、未燃焼
の微粉炭がコークス充填層に持ち込まれて通気性の悪化
や荷下がり変動等を生じて炉冷に結び付く場合がある。

また、吹き込まれる酸化鉄粉の量が多くなると、レース
ウェイ近傍での酸化鉄粉の溶融還元が十分に進展しない
ため、風圧変動、荷下がり変動等を生じて炉冷に結び付
く場合がある。

一方、微粉炭を酸化鉄粉と同時に吹き込む方法は、酸化
鉄粉の溶融のために微粉炭の燃焼熱を利用できる方法で
はあるが、レースウェイ内での粉体量が粉体単味の吹き
込みより多くなるために、同時多量吹き込み時には、微
粉炭の燃焼性が悪化したり、微粉炭の燃焼性は確保され
ても酸化鉄粉の昇温が十分ではなく、レースウェイ先端
での酸化鉄粉の溶融還元が十分に進展せず、炉冷に結び
付く場合があり、また篩下焼結鉱の粒径が大きい場合に
は、昇温、溶融還元が不十分になる。

■　各粉体の輸送量が増加するため、輸送配管の閉塞や
摩耗による破損が生じたり、吹き込み粉体の散乱が激し
くなるため羽口内面の摩耗が増える等の設備トラブルが
頻発して安定な吹き込みを継続することが不可能となる
恐れがある。

一般に、閉塞は粉体の粒度分布幅が広い場合に、また摩
耗は粉体の硬度が高く、粒径が大きい場合に顕緒になる
ため、篩下焼結鉱を輸送する場合には十分な対策が必要
となる。

本発明は、高炉羽口から篩下焼結鉱と微粉炭とを同時に
吹き込む操業方法において、前記問題点を解決すること
を目的とするもので、高炉安定操業下において、篩下焼
結鉱と微粉炭との同時多量吹き込みを実現することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明による高炉羽口粉体吹き込み法は、前述の問題点
を解決するために、高炉の送風羽口を上段羽口と下段羽
口を有する２段羽口構造とし、篩下焼結鉱を特定の粒度
で区分して上下段羽口に吹き込み分けるものである。

ここで、竪型のコークス充填層炉を用い、上部から燃料
としてコークスを装入し、下部の羽口から原料として粉
状の鉄鉱石もしくはその他の金属酸化物の粉状鉱石また
は予備還元鉱石等を吹き込んで精錬する形式のいわゆる
溶融還元炉において、熱風の送風羽口を上下に２段もし
くはそれ以上に多段に設置し、吹き込まれた鉱石を、下
段羽口からの熱供給により溶融還元させる方法が提案さ
れている（例えば、特開昭５７−１９８２０５号公報、
特開昭５９−８０７０５号公報）。さらに、燃料コスト
低減のため微粉炭を利用し、上段羽口から粉状鉱石、予
備還元鉱石、微粉炭の吹き込みを行い、下段羽口から微
粉炭吹き込みを行う操業方法も提案されている〔［鉄と
鋼Ｊ　、７３（１９８７）、５１２３〕。

これに対して、本発明では、高炉における篩下焼結鉱と
微粉炭の同時多量吹き込みを実施するために、以下の特
徴を有する。

１）粉体を吹き込む羽口の本数を増加し羽口１本あたり
の粉体吹き込みによる負荷を軽減。

２）篩下焼結鉱を特定の粒度で微粉焼結鉱と小粒焼結鉱
に区分し、上下段の羽口に吹き分ける。

さらに、 ３）小粒焼結鉱を間欠的に高濃度で輸送する。

まず、通常の高炉における粉体吹き込み法では、既設羽
口と同じ高さ位置に羽口を増設することは、羽口間隔や
作業性の面から困難であり現実的ではない。そこで、熱
風炉ならびに熱風配管などの熱風送風設備を具備する既
設羽口は下段羽口としてそのまま使用する。

さらに、既設羽口より上の位置に増設する上段羽口につ
いては、熱風送風設備を増設する、あるいは、酸素配管
、窒素配管、水蒸気配管ならびに粉体吹き込み配管を増
設したりして、羽口本数および粉体輸送配管の増加を実
現することが考えられるが、上段羽口は粉体の吹き込み
を円滑に実施するために増設する羽口であるので、吹き
込まれた粉体の燃焼と溶融を確保するための送風設備さ
え備えていればよい。このことは設備コストの面から、
また、下段羽口とは独立に粉体吹き込みを伴う送風アク
ションを行うので、操業上の変動が生じた際にも、柔軟
な制御を可能とする必要があることから後者の方が望ま
しい。

次に、篩下焼結鉱を特定の粒径で微粉焼結鉱と小粒焼結
鉱に区分するのは、■炉内吹き込みの問題点においては
、焼結鉱の昇温、溶融還元性がより悪化する小粒焼結鉱
に対して、独立に送風アクションが可能になるからであ
る。さらに、■輸送の問題点に対しては、粒度分布幅が
大であると、大きい粒の間に小さい粒子が入り込む目詰
まり現象を生じて配管の閉塞が生じやすくなるが、区分
することによりこれが解消されるからである。

さらに気体をキャリアとして粉粒体を輸送する場合は、
模式的には第２図（イ）に示すように粉粒体が一様に流
れる連続輸送と、同（ロ）図のように間欠的に高濃度で
流れるいわゆるプラグ輸送に大別される。後者は前者と
比　較して、圧力損失は高くなるが、流送速度は１／２
〜１１５程度に下げることが可能であるため、配管摩耗
が低減できる。粒度分布幅が小さい数鵬程度の粉粒体は
プラグ輸送に適しており、小粒焼結鉱はこれに該当する
。従って、小粒焼結鉱をプラグ輸送することで、安定し
た流送を行いながら、配管摩耗量が低減できる。

ここで、上下両方の羽口から篩下焼結鉱と微粉炭の同時
吹き込みを行うのは、全量上段羽口からの吹き込みでは
、原料として装入された鉱石に由来する溶融物の温度を
確保するためには、羽口１本あたりの負荷が大きくなる
こと、全量下段羽口からの吹き込みでは、上段羽口と下
段羽口間の高温部が炉頂装入鉱石の溶融に対して有効に
利用されないので風圧変動を生じやすいこと、による。

（作　　用） 上述したように、本発明は篩下焼結鉱と微粉炭を気体輸
送して高炉羽口から吹き込むにあたり、高炉に上下２段
の羽口を配置して、篩下焼結鉱を特定粒度で区分して微
粉炭とともに上下段羽口に吹き込み分けることにより、
篩下焼結鉱と微粉炭の同時多量吹き込み時においても、
羽口１本当たりの粉体量が軽減されるので、適正な温度
条件下で、レースウェイ内での微粉炭の燃焼およびレー
スウェイ先端での焼結鉱の溶融が進展し、風圧変動、荷
下がり変動などの炉況悪化を招くことがない。また、装
入物分布の不均一等による操業上の変動にも柔軟な対処
が可能である。

さらに、微粉炭及び焼結鉱の輸送についても、配管１本
当たりの輸送量が軽減されるため、配管閉塞や配管破損
等の設備トラブルの発生を未然に防ぐことが可能となり
、安定な操業が継続できるため、原燃料コストの大幅削
減に結び付く。

（実　施　例） 第１図は本発明による高炉羽口粉体吹き込み法を実施す
るためのブロック図である。

焼結機１で製造された焼結鉱は、焼結工場内に設置され
たホ・ントスクリーン、コールドスクリーン等の複数の
篩２によって篩分けられ、篩下は粉体吹き込み系統に供
給される。

一方、篩上焼結鉱は、さらに製銑工場内に設置された複
数の篩３によって篩分けられ、ここでの篩下は粉体吹き
込み系統に供給され、篩上焼結鉱は高炉２３の炉頂より
、塊原料として装入される。

粉体吹き込み系統に供給された粉体は、粉体吹き込み用
篩４によって篩分けられ、篩下は微粉焼結鉱用サービス
ホッパー５に貯蔵された後、同中間タンク６を経由して
微粉焼結鉱用吹き込みタンク７に導入される。

他方粉体吹き込み用篩４での篩上は小粒焼結鉱用の系統
によって同様に輸送される。すなわち、小粒焼結鉱用サ
ービスホッパー８に貯蔵された後、同中間タンク９を経
由して小粒焼結鉱用吹き込みタンクｌＯに導入される。

微粉炭は、微粉炭用サービスホッパー１１に貯蔵された
後、同中間タンク１２を経由して微粉炭用吹き込みタン
ク１３に導入される。

各吹き込みタンク７．１０．１３では、図示しない配管
によりタンク内を加圧、流動化し、キャリアガス１４〜
１７によって粉体を輸送する構成からなる。但し、この
うち小粒焼結鉱の輸送では開閉弁ＩＥＨこより必要に応
じてプラグ輸送を行う。

キャリアガス１４．１５により輸送された小粒焼結鉱と
微粉炭は、酸素ホルダー１９からの酸素衝風、さらに図
示しないが必要に応じて、窒素、水蒸気と共に、上段羽
口２０より高炉２３内に吹き込まれる。

また、キャリアガス１６．１７により輸送された微粉焼
結鉱と微粉炭は、ブローパイプ２１内を通過する熱風衝
風と共に、下段羽口２２より高炉２３内に吹き込まれる
。

ここで熱風は、加熱した空気または加熱した酸素富化空
気である。

本発明高炉羽口粉体吹き込み法を内容積２７０（ｌｎｍ
３の第１図に示す構成の高炉に通用した場合の実験結果
を第１表に示す。下段羽口は従来の高炉の送風羽口のレ
ベルであり、その上部に上段羽口を設けである。篩下焼
結鉱と微粉炭の粒度分布を第２表及び第３表に示す。

第１表 第２表（羅Ｒ蛛乱わ 従来例は、ヘース朋間同様に上段羽口を使用せず、篩下
焼結鉱と微粉炭を全量下段羽口から吹き込んだ例である
が、羽口１本当たりの吹き込み量が多いため、送風アク
ションにより羽口前温度を２２５１°Ｃとしたにもかか
わらず通気性が悪化し、ヘース期間に比べて、スリップ
回数や炉冷回数が増加した。さらに、配管閉塞や配管破
損などの粉体輸送設備トラブルも生じた。

また比較例は、篩下焼結鉱を全量粉砕して使用した場合
で、従来例に比べると炉況は安定し、配管摩耗量も減少
したが、粉砕機の使用コストが加わった。

これらに対し本発明例では、篩下焼結鉱を２　ｍｍを基
準に微粉焼結鉱と小粒焼結鉱に区分し、上段羽口から小
粒焼結鉱と微粉炭をそれぞれ１００　ｋｇ／ｐｔずつ、
下段羽口から微粉焼結鉱と微粉炭をそれぞれ１００　ｋ
ｇ／ｐｔずつの吹き込みを行い、合計でそれぞれ２００
　ｋｇ／ｐｔの吹き込みを行った例である。

小粒焼結鉱を吹き込む上段羽口は羽口前温度を２３５０
’Ｃとした。本発明例によると焼結鉱の羽口１本あたり
の負荷が減少すると共に、微粉炭と焼結鉱が同一の羽口
から吹きこまれるため、微粉炭の燃焼と焼結鉱の溶融還
元が安定に進展し、スリップ・炉冷のない炉況安定下で
操業された。さらに、輸送配管１本当たりの負荷が減少
したことと、小粒焼結鉱をプラグ輸送したために配管閉
塞や配管破れなどの設備トラブル回数は大幅に減少した
。

また、吹き込む篩下焼結鉱量が少ない場合には、上下段
の羽口に均等に吹き込んでも、また上段下段のどちらか
一方から吹き込んでもよいが、後者の場合には、炉頂か
ら装入された鉱石に由来する溶融物の温度を確保して、
円滑に荷下がりを行わせるために、上段羽口から微粉炭
を、下段羽口から篩下焼結鉱と微粉炭を吹き込む方法が
望ましい。

（発明の効果） 上述した実施例からも明らかなように、本発明によれば
、篩下焼結鉱と微粉炭の高炉羽口からの吹き込み操業に
おいて、焼結鉱返鉱がなくなるため、焼結鉱の焼成エネ
ルギーの低減を図ることができ、風圧変動や荷下がり変
動を生じない状況下で、粉体輸送系統の設備トラブルも
なく安定に同時多量吹き込み操業を行うことが可能であ
る。また、銑鉄コストの低減を実現しつつ、高炉の生産
弾力性向上が図れ、高炉操業上きわめて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による高炉多段羽口吹き込み法を実施
するためのブロンク図、第２図（イ）（ロ）は粉粒体輸
送の形態を示す模式図である。 １８は開閉弁、２０は上段羽口、２２は下段羽口、２３
は高炉。 第１図 第２図 （イ） （ｏ） 厘＝　　■旧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高炉羽口から篩下焼結鉱の吹き込みを行う高炉操
   業方法において、羽口を上下２段に設置すると共に、こ
   れら上下の羽口から吹き込む篩下焼結鉱を微粉焼結鉱と
   小粒焼結鉱に区分し、これら単体及び／又は微粉炭を上
   下の羽口から区別して吹き込むことを特徴とする高炉羽
   口粉体吹き込み方法。
2. （２）前記区分後の焼結鉱を夫々の羽口に気体輸送する
   に際し、微粉焼結鉱は連続的に、一方小粒焼結鉱は間欠
   的に高濃度で輸送することを特徴とする請求項１記載の
   高炉羽口粉体吹き込み方法。