JPH0428808A

JPH0428808A - 高炉羽口粉体吹き込み法

Info

Publication number: JPH0428808A
Application number: JP13366390A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Suyama; 須山　真一
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-05-23
Filing date: 1990-05-23
Publication date: 1992-01-31

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、微粉炭を高炉内に吹き込むための方法に係わ
り、効率的に微粉炭の燃焼性を確保して安定な操業を行
うことを目的とした高炉羽口粉体吹き込み方法に関する
ものである。

（従来の技術）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、オールコークス操業の場合には羽目前温度が上
昇し操業が不安定になりゃすく、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。

ところで、このような高炉羽口がら粉体を吹き込むため
の技術としては、一般に、ブローパイプの壁を貫通した
粉体の吹き込みノズル（以下単に「ノズル」という）よ
り高炉内に吹き込む方法が採られている。

微粉炭の吹き込みに際しては、通常は、微粉炭の粒度を
管理（例えば−２００ｍｅｓｈ　７０％以上）し、ブロ
ーパイプ内での滞在時間を長ぐできるようにノズルの位
置を設定して燃焼性を確保する対策をとり、操業条件を
勘案しながら送風諸元（送風温度・送風湿分・酸素富化
）を調整している。

本出願人は先に特開昭６３−２７４７０７号公報に開示
したように、複数種類の微粉炭を同時に吹き込む際に、
それぞれの微粉炭の粒度を個別に調整する方法を提案し
た。

さらに、微粉炭の燃焼性を調整する方法に関して、空気
比を基準にノズルの先端位置と羽口の先端位置の距離を
変える（特開昭６４−４４１０号公報）、ノズル先端位
置を調節することで炉内の荷下がり状況や炉壁熱負荷を
調整する（特開平１−２０５００７号公報）、などの提
案が見られる。

ノズル先端位置を調節する方法としては、第２図に示す
ように、（１）ノズルの突き出し方向に移動させる、（
２）ブローパイプにノズル挿入孔を複数設けておく、（
３）ブローパイプ内に平行に突き出す、などの方法が提
示されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、高炉微粉炭吹き込み方法においては次の
問題があり、効率的な操業を妨げている。

■　炉内に吹き込まれた微粉炭の燃焼が十分に進展しな
いと、未燃焼粉が充填層の通気性悪化、荷下がり不順に
結び付き、炉況悪化を招くおそれがある。

■　一方、吹き込みノズルから羽目先端までの間に微粉
炭の燃焼が進みすぎると、羽口内面に微粉炭由来の灰分
が付着し、羽口の実質内径が小さくなり安定な微粉炭吹
き込みの継続が困難になると共に、羽口毎の風量偏差が
増大し、炉況悪化を招くおそれがある。

以下に説明を加えると、まず、問題点■は、従来、レー
スウェイ内において得られた燃焼率により、微粉炭の燃
焼性を評価し、この値を所定値に維持するように吹き込
み条件が決められていたが、レースウェイ内での燃焼率
は充填層での未燃分の状況を反映していないため、炉内
充填層の通気性を悪化させないための基準としては不十
分であるにもかかわらず、他に適当な基準がないために
、これを基に操業がなされていた。

一方、問題点■に関しては、ブローパイプおよび羽口に
おいて燃焼が進み、温度が上昇すると微粉炭中に含まれ
る灰分（通常重量比でｌＯ％程度存在）が熔融すること
で羽口灰分付着が発生するので、当該部での燃焼を制限
するようにノズル位置が設定されていた。

以上述べたことから明らかなように、問題点■、■は微
粉炭の燃焼制御に関して相反する課題である。従って、
従来の技術に述べた方法も、問題点■、■を部分的に解
決するものであるが、一方の問題を解決すると他方の問
題を生じることがあり、特に微粉炭の多量吹き込みや微
粉炭粒度を上げる操業では、安定な微粉炭吹き込み操業
が継続できなかった。

本発明は、高炉羽口から微粉炭を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、
計測端情報により微粉炭の吹き込み条件を変更すること
により、効率よく安定な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、本発明者らがコークスを充填したレ
ースウェイ燃焼試験炉（炉床径２０００１１１１１１、
羽口〜ストンクレベル２０００ｍｍ、羽口径６５閣φ）
を用いた実験により検討した知見に基づいている。

すなわち、微粉炭の燃焼性は、微粉炭性状（炭種）、送
風条件などにより異なることはいうまでもないが、炭種
および羽口前温度を一定とした条件では、ａ、吹き込み量Ｗ５０粒　度ＤＣ９羽目先端からの水平距離Ｌ（＋＋＋ｍ）ｄ０羽目レ
ベルからの高さＨ（＋ａｍ）により燃焼率に違いが生じ
る。

ここで、燃焼率は炉内ゾンデより採取したダストの分析
結果から算出した。また、第３図に示すように羽口先端
からの水平路＃Ｌは、炉内側をプラス（＋）、フ゛ロー
バイブ側をマイナス（−）として、ノズル先端位置をＬ
Ｉ、ダスト採取位置をＬ２とする。

第４図には羽口レベルからの高さ方向Ｈの燃焼率を示す
。ここで特徴的なことは、羽口レベルでの燃焼率は、吹
き込み量、粒度に大きく依存するが、羽口レベルより１
０００ｍｍ以上の部位では差が小さくなっていることで
ある。すなわち、微粉炭は羽口レベルより上においても
下記０式に表すＣＯ□によるガス化反応などにより十分
反応消費しているので、Ｃ＋ＣＯ□−２ＣＯ・・・　■ 羽口レベルより上の充填層内での燃焼率を基準とすれば
、微粉炭の炉内挙動を反映した吹き込み条件を設定でき
ることがわかった。

第５図はノズル先端の位置し１を変えた場合の燃焼率を
羽口からの高さＨをパラメータにとった図である。羽口
レベルより上の充填層内における燃焼率を一定値（本図
では９５％）以上に維持するためには、ノズル先端と羽
口先端の距離が一定値以上であることが必要である。

第６図はノズル先端の位置り、を変えて、羽口先端での
燃焼率と羽口に埋め込んだ温度計の値（相対値）を測定
し、羽口部に灰分付着が発生する条件を調べた図である
。羽口部の灰分付着を防止するためには、ノズル先端と
羽口先端の距離が一定値以下であることが必要である。

第５図及び第６図からノズル先端と羽口先端の距離に適
正範囲があることがわかる。しかし、微粉炭の燃焼性に
係わる条件、すなわち、微粉炭性状（炭種）、送風条件
、吹き込み量、粒度などにより、この適正範囲は変化す
る。

以上得られた知見を基に、本発明の構成を述べる。

まず、問題点■に対しては、高炉の羽口レベルより上方
０．５ｍ〜７．０ｍの範囲に設置した計測端情報に基づ
く微粉炭の燃焼率を９５％以上とするように、微粉炭吹
き込みノズル先端と羽口先端との距離及び／又は微粉炭
の粒度を調整するのである。

計測端の設置範囲は、羽口レベルより上部であり、かつ
融着層より下部における充填層において、吹き込み微粉
炭に由来する通気性悪化の問題を判定できるように上述
の範囲に設定した。

次に、問題点■に対しては、羽目とブローパイプの継ぎ
目から羽目先端までの間の羽口内に設置した計測端情報
に基づく微粉炭の燃焼率及び／又は羽口埋め込み温度計
の計測値が羽目部に灰分付着が生しない値以下となるよ
うに微粉炭吹き込みノズル先端と羽目先端の距離及び／
又は微粉炭の粒度を調整することである。計測端および
埋め込み温度計の位置は、羽口とブローパイプの継ぎ目
から羽目先端までの間で、できれば中間位置が望ましい
。

本発明では、炉内からの計測端情報を基準にするため、
微粉炭吹き込みノズル先端と羽口先端の距離ならびに微
粉炭の粒度の両者を、個別に変更しても同時に変更して
も安定な制御が可能となる。

さらに、吹き込まれる微粉炭は、通常事前に粉砕機にて
粉砕・乾燥されるので、粒度を上げる調整方法を採用す
ることは粉砕機の動力コスト削減に結び付く効果も付随
する。

（作　　用）上述したように本発明では、微粉炭を高炉羽目から吹き
込むにあたり、計測端情報により燃焼状況を確認しなが
らノズル先端と羽目先端の距離および粒度を変更するこ
とにより精密な制御が可能となり、さらに、微粉炭の燃
焼性を最適化するような吹き込み条件を選択することが
可能になるので、安定な操業を継続して、燃料コストの
大幅削減に結び付けることができる。

（実　施　例）本発明による高炉羽口粉体吹き込み方法をＡ高炉（内容
積２７００ｒｒ？）に通用した結果を第１図の実施例に
基づいて説明する。

ヤードに積まれた石炭１は、石炭ホンパー２に貯蔵され
た後、ロータリーフィーダー３によって、所定量が粉砕
機４に供給される。この粉砕機４における粉砕粒度は、
ロータリーフィーダー３からの供給量や粉砕機４の運転
条件の変更により調節する。石炭は、粉砕機４内におい
て粉砕・混合されるとともに、粉砕機４に併設された熱
風炉５から供給される１５０〜５００°Ｃの範囲の所定
温度の熱風によって乾燥される。

所定粒度以下に粉砕された石炭は、微粉炭吹き込み設ｍ
６により羽口８に向かう吹き込み系統に気体輸送され、
分配器７を経て各羽口８まで分配輸送される。そして、
羽口８から吹き込みノズル９を介してブローパイプ１０
内の熱風と共に、高炉ｌｌ内に吹き込まれる。

吹き込みノズル９は、本実施例では突き出し長さを変え
ることで、羽口先端からの距離を調節できるものを示し
ているが、例えば第２図に示したブローパイプの挿入孔
を変える等地の方法でもよいことは勿論である。

計測端として、レースウェイゾンデ１２、炉壁ゾンデＩ
３を高さ方向に設置したものを１組として、１ｍ以上必
要に応じて円周方向に複数組設置しており、採取したダ
ストの分析値から微粉炭の燃焼率を算出する。なお、炉
壁ゾンデ１３については高さ方向に複数本設置してもさ
しつかえなく、採取位置については微粉炭の燃焼率が算
出できるダストが採取できる位置であればよい。レース
ウェイゾンデ１２、炉壁ゾンデ１３は共に可動式であり
、可動範囲内の任意の位置でダスト採取ができる。また
、計測端情報は、ダストの分析値に限るものではなく、
例えば炉内ガス組成を基にモデルにより演算するなど、
微粉炭の燃焼率を算出できるものならば何でもよい。

また、羽口８への灰分付着防止のために、レースウェイ
ゾンデ１２により羽口内で採取したダストの分析値及び
／又は羽口埋め込み温度計１４の計測値を判断基準とし
て活用することができる。

さらに、灰分付着がないことを検知するために、図示し
ないが例えば、羽目覗き窓に取り付けた画像装置を使用
することで、本発明の効果を上げることができる。

表１に実施例を示す。

表１従来法は、吹き込みノズル先端の位置を一５００謳とじ
、微粉炭粒度は一２００ｍｅｓｈ　７０％以上とした例
であり、操業中に吹き込み条件の変更は行わなかった。

期間ａは１００　ｋｇ／ｐｔ吹き込みの場合であり風圧
変動は生しなかったが、羽口灰分付着が５回／月におよ
んだ。期間すは、２００　ｋｇ／ｐｔ吹き込みの場合で
あり、羽口灰分付着は発生しなかったが通気性悪化によ
り風圧変動が生じて、操業が不安定となった。

これに対し、本実施例では、Ａ、炉壁ゾンデにより羽口上２５００皿で採取されたダ
ストの燃焼率が９５％以上、Ｂ、事前テストにより灰分付着のないことが確認された
、■レースウェイゾンデによる羽目中間部で採取された
ダストの燃焼率か３０％以下、および０羽口埋め込み温
度計の計測値が上記ダストの燃焼率３０％の時の値（相
対値１００）以下、に維持することを基準とした。

期間Ｃは１００　ｋｇ／ｐｔの吹き込みの場合であるが
、吹き込み開始時にはノズルの先端の位置が一５００閣
、粒度が一２００ｍｅｓｈ　７０％以上であったが、レ
ースウェイゾンデにより羽目中間部で採取されたダスト
の燃焼率が３０％を越え、羽目埋め込み温度計の計測値
も相対値で１００を越えており、基準Ｂを満足していな
かったので、ノズル先端の位置を−３５０ｇ、粒度を一
２００ｍｅｓｈ　５０％として羽目部での燃焼を抑制し
た結果、基準Ａ、Ｂを満足し、羽口灰分付着、風圧変動
のない操業が実施できた。

期間ｄは、２００　ｋｇ／ｐｔの吹き込みの場合である
が、吹き込み開始時にはノズル先端位置が一５００震、
粒度が一２００ｍｅｓｈ　７０％以上であったが、炉壁
ゾンデにより採取されたダストの燃焼率が８５％と、基
準Ａを満足していなかったので、粒度を一２００ｖａｅ
ｓｈ　　９０％として燃焼性を向上させ、ノズル先端の
位置は−５００ａｍのままで羽目部での燃焼性を確認し
た結果、基準Ａ、Ｂともに満足し、羽口灰分付着、風圧
変動のない操業が実施できた。

また、期間ｃ、ｄともに羽口覗き窓に設置した観察用画
像装置により確認した結果、基準Ｂを満足している時に
は、羽口灰分付着のないことが確認できた。

（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
、微粉炭を高炉内に吹き込む場合に微粉炭の燃焼率を測
定値により確認して操業を実施するので、微粉炭の燃焼
にともなう炉内状況を適正に管理することが可能となり
、銑鉄コストの低減を実現しつつ、高炉の生産弾力性向
上が図られ、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（イ）は本発明による高炉羽口粉体吹き込み方法
の実施形態を示す模式図、（ロ）は（イ）図の羽口部拡
大図、第２図は吹き込みノズル先端位置の変更方法を示
す概念図、第３図は羽口先端からの水平距離りを示す図
、第４図は微粉炭の燃焼率の例を示す図、第５図は燃焼
率の制限条件の例を示す図、第６図は羽口灰分付着の生
成条件の例を示す図である。８は羽口、１０はブローパイプ、１１は高炉、１２はレ
ースウェイゾンデ、１３は炉壁ゾンデ、１４は羽口埋め
込み温度計。第１図（イ）第２図第図第図７ｚ５　　丈ｆ、−ｒ（嶋ンｇｉｔ畢（−Ａ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高炉の羽口レベルの上方０．５ｍ〜７．０ｍの範
囲に設置した計測端情報に基づく微粉炭の燃焼率が９５
％以上で、かつ羽口とブローパイプの接続位置と羽口先
端との間の羽口内に設置した計測端情報に基づく微粉炭
の燃焼率が設定値以下となるようにするために、微粉炭
吹き込みノズル先端と羽口先端との距離及び／又は微粉
炭の粒度を調整することを特徴とする高炉羽口粉体吹き
込み法。
（２）高炉の羽口レベルの上方０．５ｍ〜７．０ｍの範
囲に設置した計測端情報に基づく微粉炭の燃焼率が９５
％以上で、かつ羽口埋め込み温度計の計測値が設定値以
下となるようにするために、微粉炭吹き込みノズル先端
と羽口先端との距離及び／又は微粉炭の粒度を調整する
ことを特徴とする高炉羽口粉体吹き込み法。