JPH05156330A

JPH05156330A - 高炉羽口微粉炭吹き込み方法

Info

Publication number: JPH05156330A
Application number: JP32055291A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Suyama; 真一須山; Chisato Yamagata; 千里山縣; Michihiko Yamashita; 道彦山下; Osamu Horisaka; 修堀坂
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-12-04
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 1993-06-22

Abstract

(57)【要約】【目的】炭種変更時にみられる微粉炭灰のノズル内付着
およびノズル閉塞を防止する。【構成】高炉羽口への吹込みに先だって微粉炭中の灰の
軟化点を測定し、1300℃未満のものは軟化点調整を行っ
て軟化点1300℃以上のもののみを吹き込む。【効果】ノズル閉塞はほぼゼロとなり炉内の分配偏差も
著しく低減でき、その結果、出銑比が改善され、そして
溶銑中Si、Ｓの量も大幅に低減できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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、特に吹き
込みノズル内での微粉炭灰の付着あるいは微粉炭灰によ
る吹き込みノズル閉塞を防止し、操業を安定に行うため
の高炉羽口から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、近年の原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口前温度が上昇し操業が不安定
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。これらの欠点を解消するとともに、コークス使用
量を減らすために、高炉羽口から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。

【０００３】ところで、このとき使用する微粉炭の種類
(炭種) は、購入する石炭の価格変動、入荷、在庫状況
等に応じて常に変わってきている。微粉炭は炭種によ
り、化学的組成 (揮発分、灰分量、元素量、灰組成等)
が異なるため、そのような炭種の変化によって高炉内で
の燃焼性や輸送時の流送特性に差異が生じてくる。

【０００４】したがって、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り、通
常、吹き込まれた微粉炭の燃焼率を調整するために、炭
種の選択や吹き込みノズル位置の変更などの手段が採ら
れている。しかしながら、かかる手段は操作が複雑であ
るにもかかわらずその効果は十分でなく、時としてノズ
ル内への微粉炭灰の付着あるいは微粉炭灰によるノズル
自体の閉塞が見られるなど改善を要するものであった。

【０００５】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から供給される熱風によって乾
燥させ、微粉炭とする。

【０００６】所定粒度、所定水分の微粉炭は、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内に吹き込まれる。
高炉12では、各羽口９からの微粉炭吹き込みに伴ない、
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。

【０００７】しかしながら、このような従来の高炉微粉
炭吹き込み方法においては、微粉炭の炭種が異なる場合
に、炭種によっては、吹き込みノズル10(以下ノズルと
称す) からブローパイプ11に吹き込む際に、微粉炭中の
灰が溶融しノズルに付着し、さらには閉塞等のトラブル
を生じやすいものがあって、高炉羽口からの微粉炭の吹
き込みが円滑に実施できなくなるという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように高炉吹き込
みに際してノズル部分で付着、閉塞を生じた場合には当
該ノズルからの微粉炭の吹き込みが不可能になるため、
円周方向の微粉炭の分配精度が悪化し、溶銑成分の変動
やさらには炉況不調に陥る可能性がある。上記のような
トラブルは、微粉炭の吹き込み量が多量になるほど高炉
操業に与える影響が大きく、生産量の確保、低Ｓ・低Si
銑の製造が困難になる。

【０００９】かくして、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、ノズル内での微粉
炭灰の付着あるいは微粉炭灰によるノズルの閉塞を防止
できる高炉羽口微粉炭吹き込み方法を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような状況に鑑み、
本発明者らは、先に高炉羽口から吹き込む微粉炭の流動
性指数を調整して、輸送中の配管での微粉炭灰の付着や
閉塞を防止する方法を提案した。特願平２−406103号参
照。

【００１１】その後、研究を続けたところ、微粉炭の灰
の軟化点と上述のような微粉炭灰のノズル内付着やノズ
ル閉塞との間には一定の相関があることを知り、本発明
を完成した。

【００１２】ここに、本発明は、高炉羽口から微粉炭を
吹き込むに際して、予め微粉炭中の灰の軟化点を測定
し、軟化点が1300℃以上のものはそのまま、1300℃未満
のものは1300℃以上となるように軟化点調整処理を行
い、次いで、微粉炭中の灰の軟化点が1300℃以上の微粉
炭のみを高炉に吹き込むことを特徴とする高炉羽口微粉
炭吹き込み方法である。本発明の好適実施態様によれ
ば、高炉吹き込みに際して、単味微粉炭または混合微粉
炭とともに造滓剤を添加してもよい。

【００１３】このように、本発明は、高炉羽口から吹き
込むに先だって、単味微粉炭または混合微粉炭の灰の軟
化点を1300℃以上に調整することを要旨とするものであ
り、また、微粉炭灰の軟化点とはJIS K 8801に規定する
石炭類の試験方法によって測定する軟化点をいう。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。

【００１４】

【作用】本発明方法を実際の操業に適用するには、軟化
点調整処理を行う点を除いて実質上図１に示す操作を繰
り返せばよい。したがって、これ以上の説明を略す。こ
こに、本発明における具体的な軟化点調整手順は次のと
おりである。

【００１５】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の灰の軟化点を予め求めておく。２) 使用予定の微粉炭の灰の軟化点が1300℃以上である
か否かを確認する。

【００１６】使用予定の微粉炭の灰の軟化点が1300℃未
満である場合はノズルでの微粉炭灰の付着あるいはノズ
ルの閉塞が発生すると判断する。

【００１７】３) 使用予定の微粉炭の灰の軟化点が1300
℃未満である場合は、使用予定の微粉炭の灰より高い軟
化点を有する他の微粉炭と混合するか、または、灰の軟
化点を上げる造滓剤を添加することにより、混合微粉炭
の灰の軟化点を1300℃以上とする。あるいは、1300℃以
上の灰の軟化点を有する他の微粉炭に変更する。４) 以上の調整手順に従い、微粉炭の灰の軟化点を1300
℃以上に調整した上で高炉に吹き込む。

【００１８】なお、従来にあっても微粉炭の灰の溶融性
評価のために、灰の軟化点を測定することはあったが、
得られた軟化点の調整を行うということは全く考慮され
ていなかった。

【００１９】このように、本発明方法によれば、先ず微
粉炭の灰の軟化点を予め求め、さらに微粉炭の灰の軟化
点の基準値1300℃と比較して、実際の高炉操業に際し
て、使用予定の微粉炭がノズル内で付着しあるいはノズ
ルを閉塞させると判断された場合、ノズル内での微粉炭
の灰の付着を生じさせない灰の軟化点を有する他の微粉
炭に変更することにある。すなわち、使用予定の微粉炭
の灰の軟化点が1300℃未満である場合は、1300℃以上の
灰の軟化点を有する混合微粉炭に変更することにある。

【００２０】灰の溶融性の内容と、本発明で灰の軟化点
を溶融性の指標とした理由を以下に述べる。JIS K 8801
石炭類の試験方法中の、灰の溶融性試験方法の要旨は、
灰を三角錐に成形し、加熱条件下で試験錘の形状に特定
の変化が生じた時の温度を特性温度としている。溶融特
性温度は、軟化点以外に、融点、溶流点が規定されてい
る。

【００２１】１) 軟化点・・・試験錘の頂部がとけて丸
くなり始めた温度２) 融点・・・試験錘が溶融して、その高さが底部の
見かけ上の幅のほぼ1/2 に等しくなったときの温度３) 溶流点・・・溶融物が支持台に流れ、融点のときの
高さのほぼ1/3 の高さになったときの温度軟化点はこの３種の溶融特性温度の中で最も低く、実際
の温度が測定されやすい。さらに灰が溶融により変形を
開始する温度であるので、灰の、溶融によるノズルへの
付着現象に最も関連があるため、本発明での溶融性の指
標とした。

【００２２】灰とは、微粉炭を空気中で815 ℃で１時間
以上加熱して残留する微粉炭中の成分である。したがっ
て、混合微粉炭の灰は、混合する２種類以上の各々の微
粉炭の灰で構成される。また、単味微粉炭または混合微
粉炭とともに造滓剤を添加した場合の微粉炭の灰とは、
単味微粉炭と造滓剤の混合物、または混合微粉炭と造滓
剤の混合物を空気中で815 ℃で１時間以上加熱して残留
する成分で構成される。

【００２３】すなわち、単味微粉炭または混合微粉炭の
灰の軟化点が1300℃未満であり、かつ混合して灰の軟化
点を上昇させる適当な炭種が存在しない場合には、単味
微粉炭または混合微粉炭に造滓剤を添加して灰の軟化点
を調整することが可能である。なお、灰の軟化点を上昇
させかつ高炉羽口から吹き込んで問題のない造滓剤とし
ては、たとえば石灰石、蛇紋岩などのCaO 源が挙げられ
るが、混合必要量は予め灰の軟化点を測定して決定す
る。

【００２４】

【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に示す炭種ａ、炭
種ｂおよびそれらの混合微粉炭であった。ａ炭種の軟化
点は1480℃、ｂ炭種の軟化点は1180℃であった。

【００２５】この高炉の通常の微粉炭吹き込み条件は次
のとおりであった。すなわち、微粉炭を粉砕機４に供給
し、200mesh 以下の粒度のものが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、水分が約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まで所定
の供給量で気体輸送した。

【００２６】本高炉の微粉炭吹き込みに先立って、吹き
込みに使用した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、微粉炭の灰の軟化点を求めた。その
結果を表１に併記した。

【００２７】上述の微粉炭吹き込みによる高炉操業の結
果として、微粉炭吹き込みのノズルの閉塞回数 (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。
ノズル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。

【００２８】なお、高炉操業の目標値として、ノズルの
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2.0t/d・m³以上、溶銑中Siが
0.25％以下と設定した。

【００２９】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灰の軟化点を予め求
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、灰の軟化点を
再確認してみた。その結果、予め求めた灰の軟化点と再
確認した灰の軟化点との差異は認められなかった。

【００３０】図２は、高炉の羽口から吹き込んだ単味微
粉炭および混合微粉炭の灰の軟化点と、ノズルでの灰の
付着ならびにノズルの閉塞が発生した頻度を示してい
る。図２の横軸が単味微粉炭および混合微粉炭の灰の軟
化点を、その縦軸が各軟化点におけるノズルでの灰の付
着ならびにノズルの閉塞が発生した頻度を示し、灰の軟
化点が1300℃以上ならばノズルの閉塞は勿論、ノズルで
の灰の付着も発生しないが、灰の軟化点が1300℃未満な
らばノズルでの灰の付着が発生し、灰の軟化点が1200℃
未満ならばノズルの閉塞が発生することを意味してい
る。したがって、軟化点の基準値は1300℃である。

【００３１】次に、表１に併記した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。その灰の軟化点は1480℃であり、図２に示
す基準値1300℃より高い。この単味微粉炭を高炉に吹き
込んだところ、高炉操業の目標値をすべて達成した。

【００３２】試験No.2は、ａ炭種 (70重量％) とｂ炭種
(30重量％) との混合微粉炭の場合である。この混合微
粉炭の灰の軟化点は1350℃であり、図２に示す基準値13
00℃より高い。この混合微粉炭を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。

【００３３】試験No.3は、ａ炭種 (28.5重量％) とｂ炭
種 (66.5重量％) と石灰石(5重量％) の場合である。こ
の混合物の灰の軟化点は1350℃あり、図２に示す基準値
1300℃より高い。この混合物を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。

【００３４】試験No.4は、ｂ炭種 (95重量％) と石灰石
(5重量％) の場合である。この混合物の灰の軟化点は13
20℃であり、図２に示す基準値1300℃より高い。この混
合物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。

【００３５】試験No.5は、ａ炭種 (30重量％) とｂ炭種
(70重量％) との混合微粉炭の場合である。この混合微
粉炭の灰の軟化点は1260℃であり、図２に示す基準値13
00℃より低い。この混合微粉炭を高炉に吹き込んだとこ
ろ、ノズル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
の理由はノズル内での灰の付着が発生したからである。

【００３６】試験No.6は、ｂ炭種単味微粉炭の場合であ
る。その灰の軟化点は1180℃であり、図２に示す基準値
1300℃より低い。この単味微粉炭を高炉に吹き込んだと
ころ、高炉操業の目標値 (ノズル閉塞０回／月以下、分
配偏差 5.0％以下、出銑比2.0t/d・m³以上、溶銑中Si
0.25 ％以下) すべて未達成であった。その理由はノズ
ル内の閉塞が発生したからである。

【００３７】上記のとおり、予め求めた基準値以上の灰
の軟化点をもつ微粉炭を吹き込めば、ノズル内での灰の
付着あるいはノズル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。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明の方法によれば、微粉炭の灰の軟
化点を調整した後、高炉羽口から微粉炭を吹き込むた
め、微粉炭によるノズルの閉塞および微粉炭のノズル内
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、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銑の製造等が容易にな
る。さらに、灰軟化点の低い炭種の微粉炭も使用可能な
ため、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灰の軟化点と、
ノズルでの灰の付着ならびにノズルの閉塞が発生した頻
度を示したグラフである。

【符号の説明】

1a、1b、1c：ａ炭種、ｂ炭種、ｃ炭種の石炭 2a、2b、2c：石炭ホッパー 3a、3b、3c：ロータリーフィーダー４：粉砕機５：微粉炭サンプリング装置６：熱風炉７：微粉炭吹き込み設備８：分配器９：羽口 10：吹き込みノズル 11：ブローパイプ 12：高炉 13：炉頂 14：本管流量計 15：支管流量計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀坂修大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉羽口から微粉炭を吹き込むに際し
て、予め微粉炭中の灰の軟化点を測定し、軟化点が1300
℃以上のものはそのまま、1300℃未満のものは1300℃以
上となるように軟化点調整処理を行い、次いで、微粉炭
中の灰の軟化点が1300℃以上の微粉炭のみを高炉に吹き
込むことを特徴とする高炉羽口微粉炭吹き込み方法。
【請求項２】高炉吹き込みに際して、単味微粉炭また
は混合微粉炭とともに造滓剤を添加することを特徴とす
る請求項１記載の高炉羽口微粉炭吹き込み方法。