JPH04224610A - 高炉羽口微粉炭吹き込み方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、銑鉄製造用の高炉の
羽口から微粉炭を吹き込む方法に係わるもので、特に供
給配管内での微粉炭の付着あるいは微粉炭による供給配
管の閉塞を防止し、高炉の操業を安定に行うための微粉
炭の吹き込み方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉におけるコークス使用量を減らすた
め、液体燃料（重油、タールなど）が使用されていたが
、原油価格の高騰に伴い、オールコークス操業に移行す
る高炉が増加してきた。しかしオールコークス操業の場
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等の欠点がある。この
欠点を解消するとともに、コークス使用量を減らすため
、燃料として微粉炭を吹き込み、操業の安定と出銑比の
上昇を図っている。このとき使用する微粉炭の種類　（
炭種）は、操業時の在庫炭種の状況、石炭の価格変動に
伴う入荷炭種の多様化に応じて種々異なる。微粉炭は炭
種により化学的組成　（揮発分、灰分量、元素量等）　
や物理的性状　（粉体特性）　が異なるため、高炉内で
の燃焼性が異なるのみでなく、供給配管内での流動性に
差異が生じる。このため、炭種を変更する際には、その
炭種差に応じて吹き込み方法を調整する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１は高炉羽口からの
微粉炭吹き込みの概念図である。ヤードに積んである各
石炭１ａ、１ｂ、１ｃ（炭種ａ、ｂ、ｃ）を、各石炭ホ
ッパー２ａ、２ｂ、２ｃに貯蔵し、その後各ロータリー
フィーダー３ａ、３ｂ、３ｃから所定量を粉砕機４に供
給し、粉砕し、混合する。次いで粉砕機４に併設する熱
風炉６から供給する熱風によって乾燥させ、微粉炭とす
る。所定粒度、所定含水率の微粉炭は、微粉炭吹き込み
設備７により分配器８を経由して、高炉１２の円周上に
位置する各羽口９まで気体輸送される。各羽口９まで分
配された微粉炭は、吹き込みノズル１０を介してブロー
パイプ１１からの熱風と共に高炉１２に吹き込まれる。 高炉１２では、各羽口９からの微粉炭吹き込みに伴い、
炉頂１３から装入するコークスの量を減らし、装入物中
の鉱石とコークスの比　（Ｏ／Ｃ）　を上げる操業を実
施する。

【０００４】前述したように炭種が異なると微粉炭の流
動性も異なり、炭種によっては微粉炭吹き込み設備から
各羽口までの供給配管内で微粉炭の付着が起こり、ひい
ては供給配管の閉塞という問題が生じる。微粉炭吹き込
み設備から分配器までの供給配管が閉塞すると、全羽口
からの微粉炭吹き込みが停止し、炉頂からコークスを急
遽装入して装入物中のＯ／Ｃを下げる処置を行っても、
装入物は高炉内を徐々に降下しているから、高炉内の全
装入物中のＯ／Ｃを一定にするまで通常約８時間を要す
る。また、分配器以降の一部の支管において、微粉炭の
付着あるいは支管の閉塞が生じた場合、各羽口からの微
粉炭吹き込み量が高炉内の円周方向にばらつき、溶銑成
分の変動、さらには炉況不調の原因となる。微粉炭の吹
き込み量が多い高炉操業の場合、供給配管が閉塞したり
分配器以降の一部の支管内で微粉炭が付着すると減風や
休風を余儀なくされ、出銑量の確保、あるいは低Ｓ銑、
低Ｓｉ銑の製造を困難とする等大きな問題となる。

【０００５】本発明の目的は、種々の炭種の微粉炭を高
炉羽口から吹き込む際において、供給配管内での微粉炭
の付着あるいは微粉炭による供給配管の閉塞を防止する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、高炉羽口から
吹き込む単味微粉炭または混合微粉炭の流動性指数を当
該高炉の微粉炭吹き込み条件下における基準値以上とし
て吹き込むことを要旨とするものである。

【０００７】ここで、単味微粉炭とは種々の炭種の微粉
炭のいずれか１種類を意味し、混合微粉炭とは２種類以
上の炭種の微粉炭の混合物を意味する。また流動性指数
とは微粉炭の流動性を評価するための指数であり、微粉
炭の４つの因子（安息角、圧縮度、スパチュラ角、凝集
度）を指数化し、その各指数の総和から求めるものであ
る。各因子の測定方法および指数については、その詳細
が「粉体工学便覧（粉体工学会編、１９８７年日刊工業
発行）の　１５１〜１５２　頁」に記載されている。な
お、各因子の測定方法を以下に記載する。

【０００８】■安息角：微粉炭を標準ふるい（２５ｍｅ
ｓｈ）に通し、さらに漏斗を介して直径８ｃｍの円板上
に注入し、形成された堆積層の傾斜角を測定する。

【０００９】■圧縮度：微粉炭を充填するための円筒容
器（容積１００ｃｍ３）　を用いて、疎充填の状態のか
さ密度ρａ　〔ｇ／ｃｍ３　〕とタッピングを一定回数
（　１８０回）行った後の密充填の状態のかさ密度ρｃ
　〔ｇ／ｃｍ３　〕とから、圧縮度ψ〔％〕を次式によ
り求める。 ψ＝（ρｃ　−ρａ　）×１００　／ρｃ　〔％〕■ス
パチュラ角：堆積した微粉体中に一定幅　（２２ｍｍ）
　のスパチュラ〔へら〕を差し込み、これを持ち上げて
上に載った微粉体層の傾斜角を測定する。次にスパチュ
ラに軽く衝撃を与え、再びこの角度を測定し、この二つ
の値の平均値をスパチュラ角とする。

【００１０】■凝集度：３種類の目開きの異なるふるい
（各ふるいは上段より６０、　１００、　２００ｍｅｓ
ｈ）を重ね、最上段に微粉体を２ｇ載せ、次にこれらを
同時に振動させ、振動停止後に各ふるい上に残った量を
秤量して、（上段ふるいの微粉体の量／２ｇ）×　１０
０、（中段ふるいの微粉体の量／２ｇ）×　１００×３
／５、および（下段ふるいの微粉体の量／２ｇ）×　１
００×１／５の三つの計算値を合計することにより求め
る。

【００１１】本発明方法を実際の操業に適用する際の具
体的な手順はつぎのとおりである。

【００１２】１）　　高炉羽口から吹き込む予定の単味
微粉炭または混合微粉炭を当該高炉の微粉炭吹き込みに
使用している微粉炭と同一性状（粒度、含水率）にした
上で、各微粉炭の流動性指数を前記の流動性指数の定義
に従い予め求めておく。

【００１３】２）　　当該高炉の微粉炭吹込装置あるい
はそれを模擬した試験装置（以下「模擬試験装置」とい
う）を使用して、流動性指数が既知の微粉炭（単味微粉
炭および混合微粉炭）を当該高炉の微粉炭吹き込み条件
と同一の条件で送り、供給配管内での微粉炭の付着ある
いは供給配管の閉塞を生じさせる流動性指数の範囲を予
め求める。

【００１４】３）　　供給配管内での微粉炭の付着ある
いは供給配管の閉塞を生じさせる流動性指数の範囲を求
めた後、供給配管内での微粉炭の付着が発生しない流動
性指数を当該高炉の微粉炭吹き込み条件下での微粉炭の
流動性指数の基準値とする。

【００１５】４）　　実際の高炉操業に際し、当該高炉
で使用予定の微粉炭の流動性指数が、前記の基準値以上
であるか否かを確認する。使用予定の微粉炭の流動性指
数が、基準値未満である場合は供給配管内での微粉炭の
付着あるいは供給配管の閉塞が発生すると判断する。

【００１６】５）　　使用予定の微粉炭の流動性指数が
基準値未満である場合は、使用予定の微粉炭より高い流
動性指数を有する他の微粉炭と混合し、混合微粉炭の流
動性指数を基準値以上とする。あるいは、基準値以上の
流動性指数を有する他の微粉炭に変更する。

【００１７】６）　　以上の手順に従い、微粉炭の流動
性指数を基準値以上とした上で当該高炉に吹き込む。な
お、この基準値は高炉別、吹き込み条件別に予め求めて
おく。

【００１８】

【作用】本発明方法の特徴は、まず微粉炭の流動性指数
を予め求め、さらに微粉炭の流動性指数の基準値を予め
求めておき、実際の高炉操業に際して、使用予定の微粉
炭が供給配管内で付着しあるいは供給配管を閉塞させる
と判断された場合、供給配管内での微粉炭の付着を生じ
させない流動性指数を有する混合微粉炭に調整するかま
たは供給配管内での微粉炭の付着を生じさせない流動性
指数を有する他の微粉炭に変更することにある。すなわ
ち、使用予定の微粉炭の流動性指数が基準値未満である
場合は、基準値以上の流動性指数を有する混合微粉炭に
調整するかまたは基準値以上の流動性指数を有する他の
微粉炭に変更することにある。

【００１９】図２は、後述する実施例の高炉の羽口から
吹き込んだａ炭種微粉炭とｂ炭種微粉炭の単味微粉炭お
よびそれらの混合微粉炭の流動性指数と供給配管内での
微粉炭の付着が発生しない基準値を示している。図２の
横軸がａ炭種微粉炭とｂ炭種微粉炭との混合比を、その
縦軸が各混合比における流動性指数を示し、混合比が０
．０の場合がａ炭種単味微粉炭の流動性指数を、混合比
が　１．０の場合がｂ炭種単味微粉炭の流動性指数を意
味する。したがってａ炭種微粉炭の流動性指数は５２．
５、ｂ炭種微粉炭の流動性指数は３３．５である。また
、図２は、流動性指数が４５．０以上ならば供給配管の
閉塞は勿論、供給配管内での微粉炭の付着も発生しない
が、流動性指数が４５．０未満ならば供給配管内での微
粉炭の付着が発生し、流動性指数が３６．０未満ならば
供給配管の閉塞が発生することを意味している。したが
って流動性指数の基準値は４５．０である。

【００２０】後述する実施例の当該高炉では、その吹き
込み条件を変更しない限り、使用する微粉炭の流動性指
数を４５．０以上として吹き込むならば、供給配管の閉
塞は勿論、供給配管内での微粉炭の付着も発生しないこ
とになる。

【００２１】流動性指数は、前述の微粉炭の４つの因子
（安息角、圧縮度、スパチュラ角、凝集度）の各指数の
総和から求まるが、微粉炭の粒度と含水率との影響を強
く受け、また流動性指数の基準値は、当該高炉の吹き込
み条件によって異なる。したがって流動性指数および基
準値は当該高炉の吹き込み条件に対応して求める必要が
ある。

【００２２】

【実施例】図１に示す高炉１２（内容積２７００ｍ３）
　に本発明の高炉羽口微粉炭吹き込み方法を適用した。 羽口からの吹き込みに使用した微粉炭は後述の表１に示
すａ炭種単味微粉炭、ｂ炭種単味微粉炭およびそれらの
混合微粉炭である。この高炉の通常の微粉炭吹き込み条
件は次のとおりである。微粉炭を粉砕機４に供給し、２
００ｍｅｓｈの粒度のものが約７０重量％となるまで粉
砕、混合し、次いで熱風炉６からの１５０〜５００　℃
の熱風によって含水率が０．５　％以下となるまで乾燥
させて微粉炭とし、さらに微粉炭吹き込み設備７により
分配器８を経由して、高炉１２の円周上に位置する各羽
口９まで固気比２０、、単位時間当たりの供給量２５．
３ｔｏｎ（１００ｋｇ／ｐｉｇ．ｔｏｎ）の条件で気体
輸送する。さらに各羽口９まで分配した微粉炭を、吹き
込みノズル１０を介してブローパイプ１１からの熱風と
共に高炉１２に吹き込む。

【００２３】本高炉の微粉炭吹き込みに先立って、まず
第一に、吹き込みに使用した微粉炭の流動性指数を求め
た。その方法は以下のとおりである。本高炉の通常の微
粉炭吹き込み条件と同一の粒度（２００ｍｅｓｈ　の粒
度のものを約７０重量％含有）と同一の含水率（０．５
　％以下）を有する単味微粉炭および種々の混合比の混
合微粉炭を予め製造し、微粉炭の４つの因子（安息角、
圧縮度、スパチュラ角、凝集度）の定義に従って各因子
の指数を求め、各指数の総和から流動性指数を求めた。 その結果を表１に記載した。

【００２４】

【表１】

【００２５】次いで第二に、本高炉の通常の微粉炭吹き
込み条件下における流動性指数の基準値を求めた。その
方法は以下のとおりである。本高炉の微粉炭吹き込み装
置から羽口までを模擬した試験装置を使用し、流動性指
数を求めるときと同一性状および同一混合比の微粉炭を
１種類ずつ模擬試験装置に２０ｔｏｎ　供給し、気体輸
送した。そしてどの混合比の微粉炭が模擬試験装置の供
給配管で付着し、あるいは模擬試験装置の供給配管を閉
塞させたかを供給配管に設けた流量計で測定し、かつ試
験後に観察して調べた。模擬試験装置での微粉炭の輸送
条件は本高炉の通常の微粉炭吹き込み条件と同一とした
。その結果を図２に示した。供給配管の閉塞は流動性指
数が３６．０未満で発生し、供給配管での微粉炭の付着
は流動性指数が４５．０未満で発生することがわかった
。したがって、流動性指数の基準値は４５．０となる。 なお図２において、記号「×」は供給配管の閉塞があっ
たことを、記号「△」は供給配管での微粉炭の付着があ
ったことを、記号「○」は供給配管の閉塞は勿論供給配
管での微粉炭の付着もなかったことを意味する。

【００２６】前記のように、事前に微粉炭の流動性指数
および本高炉の通常の微粉炭吹き込み条件下における流
動性指数の基準値を求めておいて、表１に示す混合比の
微粉炭を本高炉に吹き込んだ。微粉炭吹き込みによる高
炉操業の結果として、微粉炭吹き込み設備７から各羽口
９までの供給配管の閉塞の回数（回／月）、各羽口から
の微粉炭吹き込みの分配偏差、出銑比および溶銑中Ｓｉ
を調べた。その結果を表１に併記した。供給配管の閉塞
の回数および各羽口からの微粉炭吹き込みの分配偏差に
ついては、供給配管に設けた本管流量計１４および支管
流量計１５で測定して調べた。なお高炉操業の目標値と
して、供給配管の閉塞が０回／月、各羽口からの微粉炭
吹き込みの分配偏差が　５．０％以下、出銑比が２．０
ｔ／ｄ・ｍ３以上、溶銑中Ｓｉが０．２５％以下と設定
した。

【００２７】本実施例では、実際の高炉に付属する装置
とは異なる装置で微粉炭を製造して流動性指数を予め求
めたが、図１にある微粉炭サンプリング装置５を使用し
て本高炉に吹き込み中の微粉炭を採取し、流動性指数を
再確認してみた。その結果、予め，求めた流動性指数と
再確認した流動性指数との差異は認められなかった。

【００２８】以下、表１に併記した本高炉の微粉炭吹き
込みの結果を説明する。試験Ｎｏ．１は、ａ炭種単味微
粉炭の場合である。その流動性指数は５２．５であり、
図２に示す基準値より高い。この単味微粉炭を本高炉に
吹き込んだところ、高炉操業の目標値をすべて達成した
。

【００２９】試験Ｎｏ．２および　３は、ａ炭種単味微
粉炭とｂ炭種単味微粉炭との混合微粉炭の場合である。 その流動性指数は４８．５および４５．０であり、図２
に示す基準値以上である。この混合微粉炭を本高炉に吹
き込んだところ、高炉操業の目標値をすべて達成した。

【００３０】試験Ｎｏ．４、　５および　６は、ａ炭種
単味微粉炭とｂ炭種単味微粉炭との混合微粉炭の場合で
ある。その流動性指数は４３．０、３８．５および３６
．０であり、図２に示す基準値より低い。この混合微粉
炭を本高炉に吹き込んだところ、供給配管の閉塞は発生
しなかったものの、分配偏差、出銑比および溶銑中Ｓｉ
の目標値が未達であった。その理由は供給配管内での微
粉炭の付着が発生したからである。

【００３１】試験Ｎｏ．７は、ａ炭種単味微粉炭とｂ炭
種単味微粉炭との混合微粉炭の場合である。その流動性
指数は３４．０であり、図２に示す基準値より低い。こ
の混合微粉炭を本高炉に吹き込んだところ、高炉操業の
目標値はすべて未達であった。この理由は供給配管の閉
塞が発生したからである。

【００３２】試験Ｎｏ．８は、ｂ炭種単味微粉炭の場合
である。その流動性指数は３３．５であり、図２に示す
基準値より低い。この単味微粉炭を本高炉に吹き込んだ
ところ、高炉操業の目標値はすべて未達であった。この
理由も供給配管の閉塞が発生したからである。

【００３３】上記のとおり、予め求めた基準値以上の流
動性指数をもつ微粉炭を吹き込めば、供給配管内での微
粉炭の付着あるいは供給配管の閉塞の障害なしに実操業
ができることが確かめられた。

【００３４】

【発明の効果】本発明の方法によれば、微粉炭の流動性
を調整した後、高炉羽口から微粉炭を吹き込むため、微
粉炭による供給配管の閉塞および微粉炭の供給配管内で
の付着を防止でき、安定した微粉炭吹き込みが可能であ
る。したがって、溶銑成分の変動および減風、休風のな
い安定した高炉の操業が可能となり、出銑量の確保およ
び低Ｓ銑、低Ｓｉ銑の製造等が容易となる。さらに、流
動性の悪い炭種の微粉炭も使用可能なため、石炭価格の
変動等の経済情勢に左右されず、銑鉄コストの低減およ
び弾力的な高炉操業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】高炉に微粉炭を吹き込む方法を示した概念図で
ある。

【図２】単味微粉炭および混合微粉炭の流動性指数、供
給配管内での微粉炭の付着または供給配管の閉塞を生じ
させる流動性指数の範囲、さらに供給配管内での微粉炭
の付着または供給配管の閉塞を生じさせない流動性指数
の基準値を示した図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃは炭種ａ、ｂ、ｃの石炭、２ａ、２ｂ
、２ｃは各石炭ホッパー、３ａ、３ｂ、３ｃは各ロータ
リーフィーダー、４は粉砕機、５は微粉炭サンプリング
装置、６は熱風炉、７は微粉炭吹き込み設備、８は分配
器、９は羽口、１０は吹き込みノズル、１１はブローパ
イプ、１２は高炉、１３は炉頂、１４は本管流量計、１
５は支管流量計である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高炉羽口から吹き込む単味微粉炭また
   は混合微粉炭の流動性指数を当該高炉の微粉炭吹き込み
   条件下における基準値以上とすることを特徴とする高炉
   羽口微粉炭吹き込み方法。