JPH04110405A - 高炉操業方法 - 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」 本発明は高炉操業方法の改善に１系り、特に高炉の塊状
帯に蓄積される不完全燃焼微粉炭を効果的こ消耗させる
ようにした高炉操業方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、高炉操業ては燃料比の低減および炉況の安定化の
観点から、固体還元剤としてのコークスの一部を微粉炭
に置換して、この微粉炭を高炉羽口から吹込む方法か採
用されるようになってきている。これは、微粉炭を送風
支管部へ斜め方向から吹込み、熱風によって炉内１ノー
スウエイに吹込む方法である。

ところか、このような方法は限られた空間内に多量の微
粉炭を連続的に供給、燃焼させなければならないため、
」１記炉内１ノースウェイ部において完全燃焼せず、未
燃焼の微粉炭か残留し、炉内の通気性の低下や変動を招
くといった重大な問題を抱えていた。

上記した課題を解決するために、例えば特開昭６２−２
６３９０６号公報においてその一つの手段か開示されて
いる。

この内容を詳述すると、微粉炭吹込み部付近の構成は、
微粉炭吹込みノズルの中央縦断面図の第３図において示
すように、微粉炭吹込みノズル（ＩＩ）よ、微粉炭吹込
み部（１つと、この微粉炭吹込み部（１りの外周に形成
された酸素吹込み部（１ａを具備した主要部からなり、
前記微粉炭吹込みノズル（１１）を送風支管内に水平に
設けて、高炉の炉心側に移す役目をさせている。また、
前記微粉炭吹込みノズル（１１）はその最外周部に冷却
水通路（＋４）か設（Ｊられて高熱こ耐えられるように
配慮され、前記酸素吹込み部ｑａ内に光ファイバー（１
５）を貫挿して１ノースウエイ内の燃焼状況を監視し得
る構成になっている。

そして、高炉羽口（１）先端と微粉炭吹込みノズル（１
」）先端との距離を３００ｍｍ以下に保持しなから、送
風中の酸素濃度か３０％以」−であって、かつ微粉炭を
］、　５０　ｋｇ／Ｐ、Ｔ以上吹込み、吹込んだこの１
５０ｋｇ／Ｐ、Ｔ以」二の微粉炭を完全燃焼させて炉頂
から挿入するコークスの原単位を低減させるようにして
いる。

上記以外のものとしては、例えば特公昭６０５３０８］
号公報、特公昭６０−５３０８２号公報、特公昭６０−
５３０８３号公報、特開昭６１１６６９０６号公報、特
開昭６２−９６６０７号公報、特開昭６２−９６６０８
号公報、特開昭６２−２７００７９号公報等多くの手段
か開示されているか、それらの何れも高炉羽口から吹込
んだ微粉炭をレースウェイ内において完全燃焼させるこ
とを目的どしたものである。

〔発明か解決しようとする課題〕

上記した特開昭６２−２６３９０６号公報等に開示され
てなる従来の発明は、高炉羽［１から吹込まれた微粉炭
の完全燃焼を目脂しているため、逆に微粉炭を多重に吹
込むことかてきず、装入用コークスに対する微粉炭の置
換比率を増加させることに自ずと限界があり、高炉での
微粉炭吹込技術のメリットをさらに拡大するという見地
からみれよ難点を伴うものであった。また、一方これら
の発明を実施するに当たっても炉内レースウェイにおい
て現実に微粉炭を完全燃焼させ得るかという点において
大いに疑問かある。

例えば、操炉条件や微粉炭の吹込条件によってよ、レー
スウェイ外、つまり高炉内に一部不完全燃・焼状態の微
粉炭が排出されると共に、高炉内において次第に蓄積さ
れることか考えられる。

この技術では、」１記したように、酸素吹込み部内に光
ファイバーを貫挿して、これによってＩノスウェイ内の
燃焼状況を正確に監視し得る構成にしているか、これて
は高炉内の状況を監視することかてず、従って微粉炭の
完全燃焼状態を維持、継続することか困難と言わさるを
得ない。

即ち、１ノースウエイ外、つまり高炉の炉頂から装入さ
れた原料鉱石とコークスとか共存している塊状帯におい
て不完全燃焼微粉炭か蓄積している恐れかある。もし、
このような不完全燃焼微粉炭か塊状帯にて蓄積されると
、通気障害を起こし高炉（］〕）内のガス配分に乱れか
生じてしまう結果、原料鉱石の還元反応に悪影響を与え
てしまうので好ましくない。

従って、本発明は、１ソースウエイで微粉炭か完全燃焼
しない場合、これに伴ってレースウェイ外に排出される
不完全燃焼微粉炭の蓄積量を抑制し得る高炉操業方法の
提供を目的どする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の高炉操業方法は」１記課題を解決すべくなされ
たものであって、従って第１発明に係る高炉操業方法に
よれば、高炉の羽口から吹込まれる微粉炭の高炉内レー
スウェイにおける燃焼条件と同等の燃焼条件下において
任意の微粉炭について燃焼試験を行い、この燃焼試験に
よって得られる燃焼残渣のＣＯ、ガスに対する反応速度
か該高炉に装入使用されるコークスよりも高い微粉炭を
選択的に吹き込むことを特徴とする。

また、第２発明に係る高炉操業方法によれば、高炉の羽
口から吹込まれる微粉炭の高炉内１ノースウエイにおけ
る燃焼条件と同等の燃焼条件下において任意の微粉炭に
ついて燃焼試験を行い、この燃焼試験によって得られる
燃焼残渣の比表面積か７ｏ（ｍ／ｇ）以上の微粉炭を選
択的に吹き込むことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の第１発明に係る高炉操業方法によれば高炉羽口
から吹込まれた微粉炭の高炉内レースウェイにお（プる
燃焼条件と同等の燃焼条件下において任意の微粉炭につ
いて燃焼試験か行なわれ、この燃焼試験によって得られ
る燃焼残渣のＣＯ２ガスに対する反応速度か該高炉に挿
入使用されるコークスよりも高い微粉炭か選択されると
共にこれか吹込まれるのて、この微粉炭が不完全燃焼微
粉炭となって高炉の塊状帯に到達すると、コークスより
高速度で反応して消耗される。

また、本発明の第２発明に係る高炉操業方法によれば、
高炉羽口から吹込まれた微粉炭の高炉内レースウェイに
お（Ｊる燃焼条件と同等の燃焼条件下において任意の微
粉炭について燃焼試験が行われ、この燃焼試験によって
得られる燃焼残渣の被表面積か７０（ｍ／ｇ）以」二の
微粉炭か選択されると共にこれか吹込まれるのて、この
微粉炭か不完全燃焼微粉炭となって高炉の塊状帯に到達
すると、コークスより高速度で反応して消耗される。

〔実施例〕

以下、本発明に係る実施例を、高炉内の状態を示す模式
図の第１図と、石炭の比表面積と反応速度との関係グラ
フ図の第２図とを参照しながら説明する。

即ち、第１図に示す符号０１）は周知の構成になる高炉
であって、この高炉ｆｈ、）の下部外周には高炉側Ｄ（
１）か配設されている。そして、この高炉羽口（１）の
酸素吹込み部には微粉炭吹込みノズル（図示省略）か貫
挿されており、高炉側１：：Ｉ（＋、）から微粉炭を含
む高温ガス（２）か、高炉羽口（１）の先端外方の１ノ
スウエイ（３）に吹込まれるようになっている。

一方、この高炉（ｈ）の内部のレースウェイ（３）の上
側には滴下帯（４）か形成され、この滴下帯（４）の上
側には融着帯（５）か形成され、さらにこの融着帯（５
）の」二側には塊状帯（６）か層状に形成されている。

なお、同図中の符号（７）は高炉（］１）の炉頂である
。

従って、このような構成になる高炉（ｈ）に高炉側０（
１）から微粉炭か吹込まれると、吹込まれた微粉炭かレ
ースウェイ（３）内において酸素と反応して燃焼して消
費される。そして、燃焼残渣としての不完全燃焼状態の
微粉炭か１ノースウエイ（３）から高炉（ｈ）内に排出
されると、この不完全・燃焼微粉炭は高炉（ｈ）内を」
１昇して塊状帯（６）に到達し、この塊状帯（６）にお
いて次第に蓄積されることとなる。

このように、不完全燃焼微粉炭か塊状帯（６）において
蓄積すると、通気障害を起して高炉（１１）内のガス配
分に乱れか生じる結果、原料鉱石の還元反応に悪影響を
与えてしまうので、高炉の安定操業にとって好ましくな
い。

ところで、高炉（ｌ〕）内での原料鉱石の還元反応によ
って生成されるＣＯ２ガスと不完全燃焼微粉炭とを反応
させて、不完全燃焼微粉炭を消費することかてきるなら
は、上記塊状帯（６）における不完全燃焼微粉炭の蓄積
量を抑制し得るはすである。

そのためには、ＣＯ２ガスと反応し易い不完全燃焼微粉
炭となる石炭を選択して吹込めば良い。

ここて、温度１０００°Ｃ１４０％ＣＯ２６０％Ｎ２雰
囲気にお（ブる不完全燃焼微粉炭の比表面積と反応速度
どの関係は、縦軸に反応速度（単位Ｘ　］　Ｏ−２ｍ　
ｉ　ｎ−’）を採り、また横軸に周知の窒素吸着法によ
って測定した不完全燃焼微粉炭の比表面積（単位＋ｍ２
／ｇ）を常用対数目盛りを採って示す第２図のとおりに
なる。

なお、上記不完全燃焼微粉炭の比表面積と反応速度との
関係を示す第２図は、以下に説明するような方法によっ
て求めたものである。

先ず、複数種の炭種（第２図中ては炭種を、白抜丸印、
黒丸印、白抜三角印、黒三角印、白抜四角印、黒四角印
、白抜菱形印でそれぞれ示している）をそれぞれ粉砕し
て粒度４５〜５５μｍの微粉炭を製造すると共に、これ
らの微粉炭をＮ、ガス雰囲気中にて１０００℃まで２０
０’Ｃ／ｍｉｎて昇温した後、５％０□−９５％Ｎ、雰
囲気中で所定時間反応させて燃焼率の異なる不完全燃焼
微粉炭を製造した。

因みに、代表的な２種類の石炭からなる不完全燃焼微粉
炭をＡ及びＢとしてその概略組成と燃焼率とをそれぞれ
示すと、第１表のとおりになる。

なお、この第１表中のＶ、　Ｍ　　は揮発分を、またＡ
ｓｈは灰分を、さらにＦＣｌは固定炭素をそれぞれ示し
ている。

第１表　不完全微粉炭の燃焼率 次いて、これらの不完全燃焼微粉炭を」１記試験に供す
ると共に、コークス（×印で示す）についても同条件に
よって不完全燃焼コークスを造り、複数種の炭種と同様
の燃焼試験に供して第２図に示すような結果を得たちの
である。

同図によれば、微粉炭の比表面積の増大と共に反応速度
か、２本の破線の範囲１刊こおいて示すように、ある比
表面積を超えて増大すると急激に大きくなることか示さ
れており、従って比表面積か大きい炭種を選択して、選
択した炭種を微粉炭として高炉羽口（１）から吹込めば
不完全燃焼微粉炭か高炉（１］）内で生成されるＣＯ２
ガスと反応して不完全燃焼微粉炭か消費されることか予
想される。

ところか、高炉（１）内の塊状帯（６）ては、周知のよ
うに、コークスと不完全燃焼微粉炭とが共存することに
なるから、不完全燃焼微粉炭だけの消費ｌを多くするた
めには、この不完全燃焼微粉炭の反応速度をコークスの
反応速度よりも高速度にしなけれはならない。

ところで、コークスの反応速度は、第２図において×印
によって示すように、その最大反応速度か０．６　（Ｘ
ＩＯ−′ｍｉｎ　−’　）であるから、これよりも反応
速度か高速であれば良い。つまり、同第２図から良く理
解されるように、コークスよりも反応速度の大きいのは
ＴＣＪｒｄ／ｇ以」二の比表面積を持つ炭種であること
か判る。

そこで、高炉羽口から吹込まれる微粉炭の高炉内レース
ウェイにおける燃焼条件と同等の燃焼条件の下で任意の
微粉炭の燃焼試験を行い、上記条件を満足する微粉炭を
選定すると共に、選定した炭種からなる微粉炭を高炉羽
口（１）から高炉（ｈ）内に吹込んて高炉操業を行い、
初期の目的を達成することができた。

〔発明の効果」 以」二詳述したように、第１発明では高炉羽口から吹込
まれた微粉炭の高炉内レースウェイにお（プる燃焼条件
と同等の燃焼条件の下に、任意の微粉炭について燃焼試
験か行なわれ、この燃焼試験によって得られる燃焼残渣
のＣＯ、に対する反応速度が該高炉に挿入使用されるコ
ークスよりも高い微粉炭か選択されると共にこれか吹込
まれるので、この微粉炭か不完全燃焼微粉炭となって高
炉の塊状帯に到達するとコークスよりも高速度で反応し
て消耗され、また第２発明ては高炉羽口から吹込まれた
微粉炭の高炉内レースウェイにおける燃焼条件と同等の
燃焼条件の下に、任意の微粉炭について燃焼試験か行わ
れ、この燃焼試験によって得られる燃焼残渣の被表面積
か７０（ｎ（／ｇ）以」−の微粉炭が選択されるど共に
、これか吹込まれるので、この微粉炭か不完全燃焼微粉
炭となって高炉の塊状帯に到達すると、コークスよりも
高速度で反応して消耗されるので、従来のように原料鉱
石とコークスとか共存している塊状帯において不完全燃
焼の状態で微粉炭か蓄積する恐れかなくなり、結果的に
原料鉱石の還元反応に悪影響かなくなるので、本第１発
明と第２発明に係る高炉操業方法によれば微粉炭の多量
吹込みか可能になると同時に、高炉操業の安定化に対し
て極めて多大な効果を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図とは本発明に係り、第１図は高炉内の状
態を示す模式図、第２図は石炭の比表面積と反応速度と
の関係グラフ図、第３図は従来の微粉炭吹込みノズルの
中央縦断面図である。 （ｈ）・・・高炉、（１）・・・高炉羽口、（２）・・
・微粉炭を含む高温ガス、（３）・・・レースウェイ、
（４）・・・滴下帯、（５）・・・融着帯、（６）・・
・塊状帯、（７）・・・炉頂。 特許出願人　株式会社神戸製鋼所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高炉羽口から吹込まれた微粉炭の高炉内レースウ
   ェイにおける燃焼条件と同等の燃焼条件下において任意
   の微粉炭について燃焼試験を行い、この燃焼試験によっ
   て得られる燃焼残渣のＣＯ＿２ガスに対する反応速度が
   高炉に装入使用されるコークスよりも高い微粉炭を選択
   的に吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。
2. （２）高炉羽口から吹込まれた微粉炭の高炉内レースウ
   ェイにおける燃焼条件と同等の燃焼条件下において任意
   の微粉炭について燃焼試験を行い、この燃焼試験によっ
   て得られる燃焼残渣の比表面積が７０（ｍ＾２／ｇ）以
   上の微粉炭を選択的に吹き込むことを特徴とする高炉操
   業方法。