JPH04176809A - 高炉羽口粉体吹き込み操業法 - 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、高炉羽口から酸化鉄および微粉炭を吹き込む
操業において、予めあるいは操業時に連続的に酸化鉄お
よび微粉炭を混合し、これを高炉羽目迄プラグ輸送して
高炉内に吹き込むことでプラグ輸送に基づく輸送速度の
低下によって輸送配管の摩耗量を少なくすると同時に、
吹き込まれた酸化鉄の溶融還元性を改善させ得る高炉粉
体吹き込み操業法に関するものである。

ここで、［プラグ輸送Ｊとは、高濃度低流速輸送を実現
する方法の１っであって、輸送せんとする粒子群が輸送
配管の断面全体をプラグ（栓）状に塞ぐ部分と、キャリ
アガスのみの部分か、輸送配管内に交互に連なるように
存在して、キャリアガスの圧力によって前記粒子群を押
し動がして輸送する方法をいう。

（従来の技術） 高炉で鉄鉱石から銑鉄を製造する際に使用する燃料とし
て、主としてコークスか使用されるか、他にも重油、タ
ール、微粉炭等の代替燃料も使用されている。しかし、
最近の石油価格の高騰により、重油、タールを使用しな
いオイルレス操業やオールコークス操業か行われるよう
になってきている。このようなオールコークス操業では
、羽目前温度か上昇し、且つ高炉内への水素投入量が減
少するため、スリップの発生などの操業異常か起こりや
すく、溶銑中のＳｉ濃度も上昇する。

この問題点を解決するために、■特開昭５７−１３７４
０２号公報等のように微粉炭と同時に酸化鉄あるいは還
元鉄を吹き込み、これによりコークス比の低減とともに
溶銑中のＳｉ濃度の低減を図る方法、■特開昭６０−２
５８４０３号公報にあるように、粉状の酸化鉄を水と混
合していわゆる水スラリーとすることによって輸送速度
を低下し、摩耗を減らす方法、■特開昭６１−２６６５
０７号公報のように、鉄鉱石粉等の硬い粉粒体と微粉炭
や塩基性物質等の柔らかい粉粒体を混合し、硬い粉粒体
を柔らかい粉粒体で包含された状態にして輸送し、配管
摩耗を減らす方法、あるいは■特開昭６２−７７４１１
号公報のように吹き込みタンク内に微粉炭と酸化鉄ある
いは還元鉄を交互に投入した後、吹き込みタンクにガス
を吹き込み、タンク内を流動化状態に維持することで粉
体を混合する方法等が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記■〜■の方法には、次のような問題
点かある。

先ず、■の方法は、酸化鉄は非常に粉体硬度か高いため
、通常の気体輸送のような輸送速度では、配管摩耗が多
発し安定な操業の継続が困難である。

また、■の方法は水分を多量に含むので高炉内に吹き込
む際に羽目前温度が下がるため、酸素富化あるいは送風
温度の上昇といった大幅な熱補償か必要となる。また、
スラリーの静置安定性を確保するために添加剤か必要と
なる。これらのことにより溶銑製造コストは上昇する。

また、■の方法は輸送方法か従来どうりなので、輸送速
度が速く輸送途中て混合粉が分離し易く、配管摩耗に結
びつく。また、スラグの塩基度調整を考えると、柔らか
い物質として投入できる塩基性物質の量には上限かあり
、酸化鉄の多量吹き込みには適さない。

最後に、■の方法では、タンク内を流動化させるために
必要なガス量か多くなりコストアップを招く。また、混
合か完了するまでに時間かかかるために高炉吹き込みと
いった連続的な動作には適さない。

本発明は、上記した従来方法にあった問題点を解決すべ
く成されたちのてあり、酸化鉄に微粉炭を予めあるいは
操業中連続的に混合し、プラグ輸送を行うことにより粉
体の輸送速度を低下させて配管摩耗量を低減させ、酸化
鉄の多量吹き込み操業を安定に実施することが可能な高
炉羽口粉体吹き込み操業法を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、第１の本発明は、酸化鉄に
微粉炭を混合し、プラグ輸送にて各羽目に設置された吹
き込みノズルを介して高炉内に吹き込むこととしている
のである。

また、第２の本発明は前記第１の本発明方法において、
酸化鉄に微粉炭を混合するに際し、粉酸化鉄の輸送用ガ
ス中に微粉炭を混入して連続的に両者を混合することと
しているのである。

すなわち、本発明は、密度が大きいため浮遊輸送では輸
送速度を高くせざるを得ない酸化鉄等の粉粒体に、粉体
硬度が低く密度か小さく配管との摩擦係数の小さい微粉
炭などを混合し、プラグ輸送することで上記混合粉体の
輸送速度を低下させるのである。一般に摩耗量は輸送速
度の２．５乗に比例することが知られており、上述のよ
うに輸送速度を下げることによって大きく配管摩耗量を
減らすことができる。

ここで微粉炭は、第１の発明では、予め酸化鉄と混合さ
れ、第２の発明では、酸化鉄を切り出す際にタンク内を
流動化させるためのガス、及び／又はプラグをつくるた
めのエアーナイフガス、及び／又はプラグを輸送するキ
ャリアガスに混入することで酸化鉄に連続的に混合され
る。

このうちの第２の発明方法によれば、羽口前状況に応じ
て、柔軟にかつ連続的に微粉炭と酸化鉄の混合比をかえ
ることかできる。また、プラグをつくるエアーナイフか
ら微粉炭を混合するとプラグと配管内壁のあいだに微粉
炭か入り込み、配管との摩擦力を少量の微粉炭で下げる
ことも可能である。

密度が大きい酸化鉄に混合する密度の小さい粉粒体とし
て、微粉炭を選択したのは、微粉炭は高炉コークスの代
替燃料となると同時に、その燃焼により羽口前での酸化
鉄の溶融還元性を改善させる効果を有するためである。

また、本発明は浮遊輸送てはなく輸送速度の遅いプラグ
輸送を採用しているのて、輸送途中での混合粉体の分離
（偏析）が生じにくく、よく混合された状態で吹き込ま
れるため、酸化鉄は周囲の微粉炭の燃焼によりすばやく
昇温され、羽目前の溶融還元か促進される。

また、酸化鉄に比へて摩擦係数の小さい微粉炭を混合し
、プラグ輸送を行うことで、輸送動力の低減と輸送キャ
リアガス量の低減かはかられる。

以上のようなことから、本発明方法によれば、酸化鉄粉
を安定かつ多量に高炉に吹き込むことか可能となる。

（実　施　例） 本発明の具体例として、製鉄高炉の羽目から焼結鉱篩下
（−３ｍｍ粉）をプラグ輸送で吹き込んだ事例を、第１
図及び第２図に基ついて説明する。

焼結機２て製造された焼結鉱は、焼結工場Ｉ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によってふるい分けられ、篩下は、第１図に示す第
１の本発明では混合機１１で微粉炭と混合された後、粉
体吹き込み系統のサービスホッパー１２に、また第２図
に示す第２の本発明では直接粉体吹き込み系統のサービ
スホッパー１２に供給される。一方、篩上は焼結工場１
内に設置された複数の篩４〜７によってふるい分けられ
、最終的には、篩６の篩下か、第１の本発明では混合機
１１を通った後、また第２の本発明では混合機を通らず
に直接粉体吹き込み系統の前記サービスホッパー１２に
供給され、篩５〜７の篩上は、高炉３０の炉頂より塊原
料として装入される。なお、第１図中の８〜ＩＯは夫々
ホッパーを示す。

粉体吹き込み系統に供給された粉体は、サービスホッパ
−１２に貯蔵された後、弁１３、中間タンク１４および
弁１５を経由して吹き込みタンクである輸送タンク２３
内に導入される。この輸送タンク２３（以下、「吹き込
みタンク」とも称する）には、輸送管２４．２５が設置
されており、吹き込みタンク２３内に導入された粉体は
、タンク底部から導入された気体２２により流動化され
、気体供給管２０．２１からのキャリアガスによってプ
ラグ輸送され、各送風羽口２６．２７に取り付けられた
吹き込みノズル２８．２９から高炉内に吹き込まれる。

各輸送配管系統には、輸送弁１６．１７が設置されてお
り、粉体吹き込みを必要とする羽目に設置された輸送弁
を開とし、粉体吹き込みを必要としない羽目に設置され
た輸送弁を閉とすることにより、必要な羽目からのみ吹
き込むことか可能である。

また、エアーナイフ弁１８．１９か各輸送配管系統に設
置されており、必要に応じて、輸送管２４．２５からの
粉体の供給とエアーナイフ弁１８．１９を介しての気体
の供給の切り替えを、両者の開閉切り替えタイマーを任
意にセットすることにより、強制的にプラグ輸送を行う
ことも可能である。

第２の本発明では、微粉炭は、エアーナイフ弁１８．１
９及び／又は気体供給管２０．２１及び／又は輸送タン
ク２３の底部から粉体を流動化させるために導入される
気体２２と共に輸送タンク２３内、あるいは配管内に導
入され酸化鉄粉と混合される。

各羽口ごとの粉体の吹き込み量の調整は、エアーナイフ
弁１８．１９から導入する気体量、及び／又は、輸送弁
１６、】７とエアーナイフ弁１８．１９の切り替えタイ
ミングを調整することによって行われる。

なお、粉体の吹き込みノズル２８．２９は各送風羽口２
６．２７に設置されているか、吹き込みタンク２３は最
小限１基、場合によっては複数基例えは２〜３基設置し
ても良い。また、第１図及び第２図中の吹き込みタンク
２３は上抜き方式のものを示しているか、下抜き方式で
あってもかまわない。

第３図は酸化鉄と微粉炭の混合物をプラク輸送した例で
あり、微粉炭を混合することで大きく輸送速度が下がり
、微粉炭を３０重量％混合することて酸化鉄単味の約１
１５の輸送速度となることを示したものである。

次に、第１図に示す装置を使用してＡ高炉で実施した第
１の本発明に基づく高炉羽口粉体吹き込み操業の実験結
果を従来法に基づく実験結果と比較して説明する。

第１表にその結果を、第２表及び第３表に使用した粉体
の性状を示す。

第３表（蘭■ 粉焼結鉱原単位１００ｋｇ／ｐｔの場合の、混合粉体を
従来の浮遊輸送で輸送した場合（比較例１）では、輸送
速度か大きいため配管摩耗が多く、突発休風を余儀なく
され、安定な操業の維持ができなかった。また、スラリ
ー輸送（比較例２）では、輸送速度は低（なるが、粉鉱
石と共に高炉内に吹き込まれる多量の水のための熱補償
すなわち燃料比の上昇か顕著であり、酸化鉄の大量吹き
込みには適さない。

以上のように従来法は、製銑コストあるいは設備の点か
ら考えて、長期間の酸化鉄の多量吹き込みには適さない
。

これに対し、第１の本発明法を適用した場合（本発明例
１）には粉焼結鉱吹き込み原単位１００ｋｇ／ｐｔでは
、浮遊輸送に比べて輸送速度は顕著に下がり、配管摩耗
量も著しく減少する。さらに、粉焼結鉱原単位を２００
ｋｇ／ｐｔと増加させたとき（本発明例２）でも配管内
流速は３．５ｍ／ｓとなり、従来法に比べて配管摩耗量
は非常に小さく、また熱補償量、コークス比上昇もスラ
リー輸送に比べて、大幅に低減され、長期的に安定稼働
された。

次に、第２図に示す装置を使用してＢ高炉で実施した第
２の本発明に基づく高炉羽口粉体吹き込み操業の実験結
果を従来法に基づく実験結果と比較して説明する。

第４表にその結果を示す。なお、使用した粉体は第２表
及び第３表に示す性状のものである。

第４表 粉焼結鉱原単位１００’　ｋｇ／ｐｔの場合の、あらか
じめ混合した粉体を従来の浮遊輸送で輸送した場合（比
較例３）では、輸送速度が高いため配管摩耗が多く、突
発休風を余儀なくされ安定な吹き込みが継続できなかっ
た。また、輸送中の混合粉体の密度偏差は、輸送距離が
長くなるにつれて大きくなった。

また、タンク内混合の場合（比較例４）では、密度偏差
は小さくなったものの、輸送速度は十分に低下しないの
で、配管摩耗が生じた。

以上のように従来法は、浮遊輸送であるため輸送途中で
の偏析が大きく、輸送速度も高いので配管摩耗が生じる
ため、長期間の酸化鉄の多量吹き込みには適さない。

一方、第２の本発明を適用した場合には粉焼結鉱原単位
１００　ｋｇ／ｐｔ　（本実施例４）では浮遊輸送に比
へて輸送速度は穎著に下かり、輸送中の密度偏差および
配管摩耗量が著しく減少する。さらに粉焼結鉱原単位２
００　ｋｇ／ｐｔ　（本発明例４）と増加させたときで
も輸送速度、密度偏差とも小さく、従来法と比べて配管
摩耗量は非常に少なく、長期間安定に吹き込みか実施で
きた。

以上のように、製銑高炉羽目への酸化鉄の吹き込みに、
本発明を適用することによって、配管摩耗量か著しく低
減され、酸化鉄の多量吹き込み操業が長期間安定に実施
できた。

なお、本実施例は酸化鉄として焼結鉱篩下を選択した場
合であるが、例えば焼結ＥＰダスト、砂鉄、ペレットフ
ィード等の酸化鉄粉原料であっても良く、混合する微粉
炭についても本実施例よりも粗粒の物を用いても良い。

（発明の効果） 以上述へたように、本発明によれば、高炉羽口から酸化
鉄および微粉炭を吹き込む操業において、輸送配管の摩
耗を低減させ、酸化鉄の多量吹き込み操業を長期間継続
することか可能となった。そして、これにより、焼結鉱
焼成エネルギーの低減などの、産業上きわめて有用な効
果かもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は製鉄高炉の羽目より焼結鉱篩下をプ
ラグ輸送で吹き込んだ実施例における装置構成の一例を
示すブロック図、第３図は酸化鉄に微粉炭を混合してプ
ラグ輸送した図である。 １１は混合機、１６．１７は輸送弁、１８．１９はエア
ーナイフ弁、２０．２１は気体供給管、２２は気体、２
３は吹き込みタンク、２４．２５は輸送管、２６．２７
は羽口、２８．２９は吹き込みノズル、３０は高炉。 第３図 微粉戻尤合１ｔ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高炉羽口より、酸化鉄および微粉炭を吹き込む操
   業において、酸化鉄に微粉炭を混合し、プラグ輸送にて
   各羽口に設置された吹き込みノズルを介して高炉内に吹
   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. （２）請求項１記載の方法において、酸化鉄に微粉炭を
   混合するに際し、粉酸化鉄の輸送用ガス中に微粉炭を混
   入して連続的に両者を混合することを特徴とする高炉羽
   口粉体吹き込み操業法。