JPH03243704A

JPH03243704A - 高炉羽口粉体吹き込み操業法

Info

Publication number: JPH03243704A
Application number: JP4059390A
Authority: JP
Inventors: Chisato Yamagata; 山縣　千里; Shinichi Suyama; 須山　真一
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1991-10-30

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、微粉炭と酸化鉄を多量に高炉羽口から吹き込
むことにより石炭・鉱石の原料制約を緩和すると共に、
高炉出銑比増大および溶銑成分制御を図る高炉羽口粉体
吹き込み操業法に関するものである。

（従来の技術）従来、高炉操業形態としては、羽口から重油・タール等
の液体燃料を多量に吹き込むことにより、低コークス比
・高出銑比を図る液体燃料吹き込み操業が指向されてい
た。しかし、昭和５０年前半の原油価格の高騰によりエ
ネルギー価格体系が大きく変化した結果、高炉操業はオ
ールコークス操業が主流になってきた。

このオールコークス操業は、液体燃料吹き込み操業に比
べて燃料コストは低下するものの、羽口前理論燃焼温度
が高くなり、かつ高炉への水素投入量も低下するため、
荷下がりが不安定となってスリップが頻発すると共に、
溶銑中Ｓｉ濃度も上昇させる。この問題に対しては調湿
を多量に使用することにより解決してきたが、その代わ
りにコークス比が上昇したことによるコークス炉生産能
力の問題、および送風原単位が上昇して吹抜は限界の面
から最大出銑比が低下するという問題が新たに発生した
。

そこで、安価な羽目吹き込み燃料として微粉炭を採用す
る高炉が増大し、当該高炉においては、コークス比の低
下が遠戚され最大出銑比は上昇した。今日、国内では、
微粉炭比１００　ｋｇ／ｐｔ以上で操業されている高炉
も見られる（例えば、鉄と鋼ｖｏ１．７３（１９８８）
ｓ７８３、日本鉄鋼協会講演論文集　材料とプロセスｖ
ｏ１．１（１９８Ｂ）Ｐ７２）。

一方、今日、高炉装入原料として、焼結鉱は全鉱石使用
量の７０〜９５％と多量に使用されており、その良好な
被還元性および高温性状により高炉の高出銑比操業・低
燃料比操業に寄与している。ここで、焼結鉱製造工程に
おいては、焼結鉱焼成後、高炉使用に適した粒度範囲に
焼結鉱を破砕・篩分けする過程で篩下の細粒焼結鉱すな
わち返鉱が発生し、焼結機にリターンされている。通常
、この返鉱の量は焼結用配合原料の２０〜３０％を占め
、焼結鉱焼成エネルギーの増大に結び付いている。

この焼結鉱の返鉱量を低減し、焼結鉱の調歩留まり（製
品／（新原料＋返鉱）　Ｘ１００）を向上させる方法の
一つとして、再々篩を設置することにより、高炉での小
粒焼結鉱の装入量増大をはかった例が報告されている（
日本鉄綱協会講演論文集材料とプロセスｖｏ１．１１０
（１９８Ｂ）ＰＩＩＯ）、この方法によれば、返鉱量が
低減され、焼結鉱調歩留まりは７５％から８３％まで向
上した。しかし、焼結工場での篩下および再々篩下の焼
結鉱は、返鉱として焼結機にリターンされるため、返鉱
Ｏは遠戚されず、焼結鉱焼成エネルギーの低域化を残し
ている。

なお、焼結鉱を粒径５閣で篩分けし、篩上の焼結鉱を高
炉炉頂部より装入する高炉操業方法において、篩下焼結
鉱を一定の粒径、例えば２鴫を基準に再篩分けして微粉
焼結鉱と小塊焼結鉱に区分し、微粉焼結鉱は送風羽口よ
り高炉内に吹き込み、一方小塊焼結絋は篩上焼結鉱と共
に炉頂部より炉内に装入することを特徴とする篩下焼結
鉱の高炉使用方法を本出願人は提案している（特開昭６
１−６２０４号公報）。この方法によれば、焼結鉱返鉱
量０が実現し、焼結鉱焼成エネルギーの低減に結び付く
。

また、微粉炭吹き込み操業における低Ｓｉ溶銑製造法と
して、微粉炭と共に、粉鉱石を吹き込む操業法も提案さ
れている（特開昭５７−１３７４０２号公報〉。この方
法によれば、微粉炭比３０〜１５０　ｋｇ／ｐｔにおい
て、ペレットフィードまたは焼結鉱破砕粉よりなる粉鉱
石を５〜５０ｋｇ／ｐｔ吹き込むことにより、脱珪反応
（Ｓｉ　＋　２　ＦｅＯ＝ＳｉＯｇ　＋　２Ｆｅ）で溶
銑中Ｓｉは低減される。

さらに、微粉炭吹き込み操業における低Ｓｉ・低Ｓ溶銑
製造法として、微粉炭と共に石灰石、ドロマイト等の塩
基性物質を吹き込む操業法も提案されている（特開昭５
７−１３７４０３号公報）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、これらの方法には、次に掲げる２つの問
題点が存在している。

■　微粉炭及び／又は焼結鉱粉多量吹き込み時には、レ
ースウェイ内で微粉炭の燃焼及び／又は焼結鉱粉の溶融
還元が十分には進展せず、特定羽口の支管風量が低下し
、吹き込み粉体が逆流して送風支管耐火物を損傷する危
険があり、安定な操業を継続することは困難であった。

■　微粉炭及び／又は焼結鉱粉多量吹き込み時には、生
鉱下り等によりレースウェイ内への装入物降下量が上昇
した場合には、特定羽口の支管風量が低下し、吹き込み
粉体が逆流して送風支管耐大物を損傷する危険があり、
安定な操業を継続することは困難であった。

本発明は、微粉炭と焼結鉱粉を多量に吹き込む高炉の粉
体吹き込み操業において、前記問題点を解決することを
目的とするもので、羽日毎の粉体吹き込み状況を監視す
ることにより高炉安定操業下で、原料コストの大幅低減
を実現する高炉羽口粉体吹き込み操業法を提供するもの
である。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記目的を遠戚すべく、多くの実験を重
ねながら研究を行った結果、 ■　各送風支管に夫々送風支管流量計を設置し、これら
各送風支管流量計による検出値が設定値以下になった特
定の方位の粉体吹き込みを停止し、その代わりに所定量
の窒素ガスを吹き込むことにより、吹き込み粉体の送風
支管への逆流を未然に防止でき安定な操業の継続が可能
である。

■　各送風支管の覗き窓に輝度計を設置し、輝度計指示
値が設定値以下になった特定の方位の粉体吹き込みを停
止し、その代わりに所定量の窒素ガスを吹き込むことに
より、吹き込み粉体の送風支管への逆流を未然に防止で
き安定な操業の継続が可能である。

■　各羽目先端に夫々埋め込み型温度計を設置し、温度
計指示値が設定値以下になった特定の方位の粉体吹き込
みを停止し、その代わりに所定量の窒素ガスを吹き込む
ことにより、吹き込み粉体の送風支管への逆流を未然に
防止でき安定な操業の継続が可能である。

との知見を得るに至ったのである。

本発明は、かかる知見に基づいて威されたものであり、
第１の発明の要旨は、高炉羽口より微粉炭及び／又は酸
化鉄及び／又は造滓剤を吹き込む操業において、各送風
支管毎の支管風量を検出し、これら支管風量値が設定値
以下になった特定の方位の粉体吹き込みを停止し、この
停止した粉体吹き込みの代わりに所定量の窒素ガスを吹
き込むものである。

また第２の発明の要旨は、前記第１の発明の各送風支管
毎の支管風量の検出に代えて、各送風支管の覗き窓に設
置した輝度計により羽口前輝度を検出するものである。

また第３の発明の要旨は、前記第１の発明の各送風支管
毎の支管風量の検出に代えて、各羽口先端毎の温度を検
出するものである。

（作　　用）上記した本発明によれば、高炉羽目より微粉炭及び／又
は酸化鉄及び／又は造滓剤を吹き込む操業において、各
羽口毎の粉体の吹き込み状況を監視することが可能とな
り、吹き込み粉体を全面的に停止するような事態が回避
され、高炉安定操業下で原燃料コストの大幅低減に結び
付く。

（実　施　例）第１の本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。

高炉１９の中心線右側は焼結鉱粉体の吹き込み工程を示
しており、焼結機２で製造された焼結鉱は、焼結工場１
内に設置されたホットスクリーン、コールドスクリーン
等の複数の篩３によって篩分けられ、篩下はサービスホ
ッパー１１に供給される。一方、篩上は製銑工場内に設
置された複数の篩４〜７によって順次篩分けられ、最終
的には、篩６の篩下がサービスホッパー１１に供給され
、篩５〜７の篩上は、高炉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、サービスホッパ
ー１１に貯蔵された後、中間タンク１２を経由して吹き
込みタンク１３に導入される。吹き込みタンク１３内の
粉体は、タンク底部から導入された気体１４により流動
化し、キャリアガス１５によって輸送され、分配器１６
を経て、羽口１７に取り付けられた吹き込みノズル１８
を介して、高炉内１９に吹き込まれる。

なお、図示省略したが、粉体吹き込みノズル１８は各送
風羽口１７に設置されており、分配器１６は必要に応じ
て複数個、場合によっては多段に設置しても良く、製銑
工場内の篩４〜７は必要に応じて段数を増減させても良
い。また、第１図中８〜１０は夫々貯蔵タンクを示す。

次に高炉１９の中心線左半分は微粉炭および造滓剤の吹
き込み工程を示している。ヤードに積まれた石炭２０は
石炭ホッパー２２に貯蔵された後、ホッパー下部に設置
されたロータリーフィーダー２４によって所定量が連続
的に粉砕機２６に供給される。そして、粉砕機２６内に
おいて粉砕・混合されると共に、粉砕機２６に併設され
た熱風炉２７から送られる１５０〜５００°Ｃ範囲内の
所定温度の熱風によって乾燥される。なお、この熱風は
、製鉄所内で発生するＢガス等を燃焼して得られるもの
を使用すれば良い。

所定粒度以下に粉砕された石炭は、熱風炉２７からの熱
風により羽口１７に向かう吹き込み系統、すなわちサー
ビスホッパー２８、中間タンク２９、吹込みタンク３０
に気体輸送され、さらに吹込みタンク３０からは気体３
１とキャリアガス３２で、またその途中からは更に熱風
炉２７からの熱風との混合気体により、分配器１６を経
て各羽口１７まで分配・気体輸送される。そして、羽口
１７から吹き込みノズル１８を介して、高炉１９内に吹
き込まれる。この場合、必要に応じて、粉砕機２６以降
の吹き込み系統において、配管を介して、熱風及び／又
は冷風を付加することも可能である。

また、必要に応じて、ヤードに積まれたドロマイト、石
灰石等の造滓剤２１を、造滓剤ホッパー２３に貯蔵した
後、ホッパー下部に設置されたロータリーフィーダー２
５によって、所定量、連続的に石炭と共に粉砕機２６に
同時供給することも可能である。所定比率で同時に供給
された石炭および造滓剤は、粉砕機２６内において粉砕
・混合され、高炉羽口１７より吹き込まれる。

なお、図示省略したが、粉体吹き込みノズル１８は各送
風羽口１７に設置されており、分配器１６は必要に応じ
て複数個、場合によっては多段に設置されていても良い
、造滓剤２１のヤードからホッパー２３に至る系統につ
いても、図示はしないが、使用する造滓剤の種類数に応
じて設置されている。

また、造滓剤は、実施例では、ドロマイト・石灰石等が
使用されているが、その他の？ＩｇＯ源またはＣａＯ源
を含有するものであっても良い。また、ＭｇＯ源とＣａ
Ｏ源の両方を含有する造滓剤であっても良い。

さらに、各送風支管には送風支管流量計３３が設置され
ており、その指示値が設定値以下になった場合には、電
磁弁３４．３５が動作して特定の方位の粉体吹き込みを
停止し、代わりに所定量のパージＮ２３６が吹き込まれ
るようになっでいる。

なお、粉鉱石吹き込み系統について図示しているが、微
粉炭吹き込み系統についても各送風支管に同様の設備が
設置されている。このことは第２、第３の本発明も同様
である。

第２図は第２の本発明法の実施例の要部を示す。

各送風支管の覗き窓には輝度計３７が設置されており、
その指示値が設定値以下になった場合には、電磁弁３４
．３５が動作して特定の方位の粉体吹き込みを停止し、
代わりに所定量のパージＮｔ３６が吹き込まれるように
なっている。

第３図は第３の本発明法の実施例の要部を示す。

各送風羽口の先端には複数個の埋め込み型温度計３８が
設置されており、その指示値が設定値以下になった場合
には、電磁弁３４．３５が動作して特定の方位の粉体吹
き込みを停止し、代わりに所定量のパージＮ２３６が吹
き込まれるようになっている。

次に、本発明に基づいて高炉の粉体吹き込み操業をＡ高
炉（炉内容積２７００　ｍ　’）で行った実験結果を、
従来法に基づく実験結果と比較して説明する。

まず、本発明法の実施に当たり、送風支管流量計の下限
設定値は、従来のＡ高炉の操業実績より決定した。第４
図は、その実績を示したものであり、通常操業時の変動
が定常値の９０〜１１０％以内であるのに対し、同図（
イ）の生鉱下りを起こした場合には支管風量は定常値の
１０％以下まで一時的に低下しその後約２時間で元のレ
ベルまで回復している。これに対し、同図ズロ）では生
鉱下りにともない吹き込み粉体が送風支管に逆流する事
故が発生し突発休風に至った。これより、支管風量の下
限設定値は定常値の７０％とした。なお、輝度計の下限
設定値および羽口埋め込み温度針の下限値についても、
従来のＡ高炉の生鉱下りを起こした場合の実績値より設
定した。

このように実施された高炉羽口粉体吹き込み操業の実験
結果を下記第１表に示す、なお、実験で使用した篩下焼
結鉱の粒度分布を第２表に、また微粉炭の粒度分布第３
表に示す。

第１表第３表本実施例で使用した粉体は、鉱石については焼結鉱−３
１１Ｉｌ！ｌ微粉炭は一１００ｍｅｓｈ９０χであるが
、必要に応じてさらに鉱石についてはペレットフィード
、高炉ダスト等の酸化鉄、微粉炭についてはさらに粗粒
を吹き込んでも良い。

まず、第１表における試験期間Ａは従来法による操業例
であり、試験期間Ｂは本発明法の適用例である。

試験期間Ａでは、羽口粉体吹き込みにともない、Ｎａ１
６およびＮ１１２２の羽口で生鉱下りに基づく吹き込み
粉体の送風支管への逆流事故が発生し、突発休風を余儀
なくされたため安定な粉体吹き込み操業の維持は出来ず
、粉体吹き込み量および出銑比共に計画を達威すること
ができなかった。

これに対し、本発明の適用例である試験期間Ｂでは、粉
体吹き込みにともない弘１２およびＮ１１１８の羽口で
生鉱下がりが発生したが、各送風支管に設置した送風支
管流量計の内当該方位の計測値が設定下限値に達し電磁
弁が作動して当該方位の粉体吹き込みを停止し、パージ
Ｎ２が所定量流れたため当該羽目以外の粉体吹き込みは
安定に継続された。さらに、３時間後には当該羽口の羽
目前状況が改善されたため当該方位の粉体吹き込みを再
開した。従って、目標粉体吹き込み量に対する変動も最
小限に抑えられ安定な高炉操業が継続され、粉体吹き込
み量および出銑比共に計画を達威し、原燃料コストの大
幅低減がもたらされた。

なお、各送風支管の覗き窓に輝度計を設置した場合およ
び各羽口先端に複数個の埋め込み型温度計を設置した場
合にも、適切な下限値の設定により各送風支管に送風支
管流量計を設置した場合と同様の生鉱下り検出効果およ
び安定操業継続効果が得られた。

（発明の効果）以上述べた様に、本発明によれば、微粉炭および篩下焼
結鉱を、気体輸送により高炉羽口から吹き込む高炉粉体
吹き込み操業において、安定操業を継続することが可能
となり、コークス炉生産制約の緩和、焼結鉱焼威エネル
ギーの低減および高炉出銑比上昇による生産弾力性の向
上をはかることが可能となるなど、産業上極めて有用な
効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は本発明を実施するのに適した装置構成の
一例を示すブロック図、第１図（ロ）、第２図、第３図
は第１〜第３の本発明を示す第１図（イ）の要部構成図
、第４図（イ）（ロ）は実施例での事前テスト結果によ
って得られた送風支管流量計の計測値の変化を示す図で
ある。１７は羽口、１８は吹き込みノズル、１９は高炉、３３
は逆風支管流量計、３７は輝度計、３８は温度計。第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高炉羽口より微粉炭及び／又は酸化鉄及び／又は
造滓剤を吹き込む操業において、各送風支管毎の支管風
量を検出し、これら支管風量値が設定値以下になった特
定の方位の粉体吹き込みを停止し、この停止した粉体吹
き込みの代わりに所定量の窒素ガスを吹き込むことを特
徴とする高炉羽口粉体吹き込み操業法。
（２）請求項１記載の高炉羽口粉体吹き込み操業法にお
いて、各送風支管毎の支管風量の検出に代えて、各送風
支管の覗き窓に設置した輝度計により羽口前輝度を検出
することを特徴とする高炉羽口粉体吹き込み操業法。
（３）請求項１記載の高炉羽口粉体吹き込み操業法にお
いて、各送風支管毎の支管風量の検出に代えて、各羽口
先端毎の温度を検出することを特徴とする高炉羽口粉粉
体吹き込み操業法。