JPH05271723A - 高炉操業法 - Google Patents

高炉操業法

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JPH05271723A
JPH05271723A JP9854692A JP9854692A JPH05271723A JP H05271723 A JPH05271723 A JP H05271723A JP 9854692 A JP9854692 A JP 9854692A JP 9854692 A JP9854692 A JP 9854692A JP H05271723 A JPH05271723 A JP H05271723A
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JP
Japan
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pulverized coal
plasma arc
gas
blast furnace
arc heater
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Withdrawn
Application number
JP9854692A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Yamaguchi
一良 山口
Hiromitsu Ueno
浩光 上野
Kenji Tamura
健二 田村
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 微粉炭を多量に吹込み過剰酸素率が1.0以
下になったときに発生する可能性のある未燃チャー、ま
た揮発分30%未満の微粉炭を吹込んだときに発生する
可能性のある未燃チャーの生成を抑制し、レースウェイ
内で完全に消滅させることにより、コークスとの置換率
を高く維持し、通気不良を回避する。 【構成】 羽口部から微粉炭を高炉の内部に吹込む高炉
操業法において、プラズマアークヒーターを搭載したプ
ローブを羽口部より挿入し、微粉炭とともにプラズマア
ークヒーターによる高温ガスを吹込む。微粉炭の吹込み
量、揮発分含有量に応じてプラズマアークヒーターによ
る高温ガスの温度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉の羽口部から微粉
炭を多量に吹込む際に、その燃焼性を確保してコークス
との置換率を高く維持し、生産性を向上させ燃料比を低
下させる高炉操業法に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉操業にあっては、コークス代替とし
て、安価で燃焼性が良く発熱量の高い燃料(微粉炭、石
油、重油、ナフサ等)を羽口部より吹込み、溶銑製造コ
スト低減、生産性向上をはかってきており、特公昭40
−23763号公報にその技術が開示されている。とく
に直近では価格の点から微粉炭吹込みが主流となってお
り、燃料比低減(コスト低減)、生産性向上に大きく寄
与している。
【0003】このようにして吹込まれた微粉炭は高炉内
で一部のコークスの代わりに燃焼し、その燃焼性の良さ
と高い発熱量のために、高温で多量の還元ガスを生成し
効率的な還元反応を行なう。したがって炉頂より装入さ
れた鉄鉱石は迅速に金属状態に還元されるとともに、溶
融して高温の溶銑となり、高炉の炉熱が高く生産性が向
上する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の高炉操
業において、微粉炭を多量に吹込むと、吹込んだ微粉炭
全量が燃焼せずに一部未燃チャーが発生する。この未燃
チャーは上昇ガス流に乗って炉頂より排出されるため、
微粉炭のコークスに対する置換率が低下し、燃料比上
昇、生産量低下を引き起こす。またこの未燃チャーが高
炉炉下部中心のコークス層(炉芯と称する)に捕捉され
るため、この部分を流下する溶銑滓の通液性を阻害し、
ひいてはこの部分のガスの通気性を阻害することにな
り、高炉の生産量はさらに低下する。
【0005】以上の理由から、微粉炭の吹込み量には上
限が存在し、操業にあたっては次に示す過剰酸素率を
1.0以上に維持している。 (過剰酸素率)=(羽口部より吹込まれる空気、純酸
素、微粉炭中の酸素量)/(微粉炭中の炭素、水素を燃
焼させてCO2 、H2 Oにするのに必要な酸素量)
【0006】過剰酸素率が1.0以上の場合は微粉炭中
の炭素、水素が全量C+O2 =CO2 ,2H+(1/
2)O2 =H2 Oの反応によりCO2 ,H2 Oとなり、
これが全量レースウェイ内のコークスとCO2 +C=2
CO,H2 O+C=H2 +COの反応によりCO,H2
となるため、未燃チャーは発生しない。ところが過剰酸
素率が1.0未満の場合は全量がCO2 ,H2 Oになら
ず、一部C(未燃チャー)が生成する。この未燃チャー
が前述したように、置換率低下、通気不良の原因とな
る。
【0007】高炉の送風温度は最高1300℃程度であ
るが、送風支管側壁部よりバーナーを挿入して微粉炭を
吹込む場合は、1300℃の温度場で微粉炭の熱分解
(ガスとチャーの生成)、生成ガスの燃焼、生成チャー
の燃焼が起こる。ガスの燃焼は非常に速いが、チャーの
燃焼は遅い。そのためガスは送風支管中で燃焼をほぼ完
了するが、チャーはレースウェイ内に進入してからも燃
焼を継続する。そして過剰酸素率が1.0未満の場合は
未燃チャーが発生し、チャーの燃焼性、反応性が低いこ
とから、CO2 ,H2 Oとは反応せずにレースウェイ外
に放出されることになる。また微粉炭の揮発分が低い場
合は、揮発分の高い微粉炭に比べて熱分解によるガス生
成量が少なく、燃焼の遅いチャー生成量が増加するた
め、未燃チャーのレースウェイ外への放出がさらに多く
なる。
【0008】過剰酸素率が1.0のときの微粉炭吹込み
量は、高炉の燃料比が500kg/t−pigのとき、
170kg/t−pig程度であり、この量が吹込み限
界である。すなわち、この値が高炉生産量、燃料比の限
界であり、これ以上の生産性向上、燃料比低減は望めな
い。そこで本発明は、微粉炭を170kg/t以上吹込
んでも、また揮発分の低い微粉炭を吹込んでも、その燃
焼性を確保して、コークスとの置換率を高く保ち、生産
量、燃料比を維持することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、羽口部から微粉炭を高炉の内部に吹
込む高炉操業法において、微粉炭とともにプラズマアー
クヒーターによる高温ガスを吹込むことを特徴とする。
また微粉炭の揮発分が変化したときに、揮発分に応じて
プラズマアークヒーターによる高温ガスの温度を調整す
ることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明においては、プラズマアークヒーターを
搭載したプローブを羽口部より挿入し、プラズマアーク
ヒーターにより発生する高温ガスの前面に微粉炭を吹込
む。図1は高炉羽口部の断面図で、羽口部より挿入され
たプラズマアークヒーター搭載プローブを示す。図1に
おいて、1が羽口、2が送風支管、3がプローブ、6が
鉄皮、7が煉瓦である。
【0011】図2は本発明におけるプラズマアークヒー
ターを搭載したプローブの構造を示す断面図である。図
2において、3はプローブ、4はプラズマアークヒータ
ー、5が微粉炭吹き出し口を示す。図2において、プラ
ズマアークヒーターにより、通常高炉の最大送風温度
(1300℃)よりも高い温度のガスを発生させ、この
高温ガスの前面に微粉炭を吹き出す。1300℃以上の
高温場では、微粉炭の熱分解が急速に起こり、通常の1
300℃の場合よりも、ガス(燃焼速度が大きい)の生
成量が増加する(すなわちチャーの生成量が減少する)
とともに、生成したチャーが膨張し、その燃焼速度が大
きくなる。
【0012】したがって、生成量の増加したガスは送風
支管中で燃焼をほぼ完了するとともに、送風支管中での
チャーの燃焼量も多くなり、レースウェイ内に進入する
チャーの量が減少する。さらに、このチャーは燃焼性、
反応性が高いので、CO2 ,H2 Oと容易に反応して、
CO2 +C=2CO、H2 O+C=H2 +COの反応に
よりCO,H2 となるため、過剰酸素率が1.0未満の
場合でも未燃チャーは発生しない。すなわち、未燃チャ
ーはすべてレースウェイ内で消滅し、炉頂よりの排出、
炉芯内への捕捉がない。このため、コークスに対する置
換率の低下、通気不良は起こらない。
【0013】微粉炭吹込み量が多くなるほど、送風温度
が同じならば未燃チャーの発生量が多くなるから、吹込
み量に応じてプラズマアークヒーターにより発生するガ
ス温度を上昇させる必要がある。表1に、揮発分30%
の微粉炭100kg/t−pig吹込みを基準とした、
吹込み量とプラズマアークヒーターにより発生するガス
温度の変化の必要量すなわち変化代(しろ)との関係を
示す。表1は本発明において、操業実績解析より求めた
ものである。
【0014】
【表1】
【0015】また、揮発分の低い微粉炭を吹込んでも、
1300℃以上の高温場では微粉炭の熱分解が急速に起
こり、ガス生成量が確保され、生成したチャーの膨張に
よる燃焼速度が確保されるため、過剰酸素率が1.0以
下の場合でも未燃チャーは発生しない。ただし、揮発分
の高い微粉炭吹込み時に比べて、プラズマアークヒータ
ーにより発生するガス温度を上昇させる必要がある。表
2に揮発分30%の微粉炭を基準として、揮発分が変化
したときのプラズマアークヒーターにより発生するガス
温度の変化代を示す。表2は本発明において、操業実績
解析より求めたものである。
【0016】
【表2】
【0017】プラズマアークヒーターにより発生する高
温ガスの種類としては、通常N2 、Ar、空気などを用
いるが、CO、H2 などの還元性ガス、およびこれらに
CO2 、H2 Oが混合されたガスを用いることもでき
る。
【0018】本設備は、プラズマアークヒーターをプロ
ーブに内装搭載しているため、コンパクトかつ安価であ
り、プラズマアークヒーターにより高温ガスを迅速にか
つ広い温度範囲で得られ効果が大きい。
【0019】
【実施例】以下実施例により本発明の特徴を具体的に説
明する。表3は実施例、表4は比較例の操業結果を示
す。
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】実施例1 揮発分10%の微粉炭を100kg/t吹込み時(送風
温度1200℃)、プラズマアークヒーターを搭載した
プローブを羽口部より挿入し、プラズマアークヒーター
により1250℃の高温ガスを発生させ、その前面に微
粉炭を吹込んだ操業例である。比較例1と対比すると、
高炉の通気性を示す送風圧力が低く、出銑量が多く、燃
料比が低くなっている。
【0023】実施例2 揮発分20%の微粉炭を150kg/t吹込み時(送風
温度1250℃)、プラズマアークヒーターを搭載した
プローブを羽口部より挿入し、プラズマアークヒーター
により1300℃の高温ガスを発生させ、その前面に微
粉炭を吹込んだ操業例である。比較例2と対比すると、
高炉の通気性を示す送風圧力が低く、出銑量が多く、燃
料比が低くなっている。
【0024】実施例3 揮発分20%の微粉炭を200kg/t吹込み時(送風
温度1300℃)、プラズマアークヒーターを搭載した
プローブを羽口部より挿入し、プラズマアークヒーター
により1350℃の高温ガスを発生させ、その前面に微
粉炭を吹込んだ操業例である。比較例3と対比すると、
高炉の通気性を示す送風圧力が低く、出銑量が多く、燃
料比が低くなっている。
【0025】実施例4 揮発分10%の微粉炭を250kg/t吹込み時(送風
温度1300℃)、プラズマアークヒーターを搭載した
プローブを羽口部より挿入し、プラズマアークヒーター
により1475℃の高温ガスを発生させ、その前面に微
粉炭を吹込んだ操業例である。送風温度1300℃の通
常操業においては、揮発分10%の微粉炭を250kg
/t吹込む操業は不可能であった。
【0026】実施例5 揮発分30%の微粉炭を300kg/t吹込み時(送風
温度1300℃)、プラズマアークヒーターを搭載した
プローブを羽口部より挿入し、プラズマアークヒーター
により1400℃の高温ガスを発生させ、その前面に微
粉炭を吹込んだ操業例である。送風温度1300℃の通
常操業においては、揮発分30%の微粉炭を300kg
/t吹込む操業は不可能であった。
【0027】比較例1は送風温度1200℃の通常操業
において揮発分10%の微粉炭を100kg/t吹込ん
だ操業例であり、比較例2は送風温度1250℃の通常
操業において揮発分20%の微粉炭を150kg/t吹
込んだ操業例、比較例3は送風温度1300℃の通常操
業において揮発分20%の微粉炭を200kg/t吹込
んだ操業例である。それぞれ実施例1、実施例2、実施
例3に比べると、送風圧力が高く、出銑量が少なく、燃
料比が高い。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、微粉炭を過剰酸素率1.0以下になるほど多量に吹
込んだときに、また揮発分の低い微粉炭を吹込んだとき
に、発生した未燃チャーをレースウェイ内で消滅させる
ために、プラズマアークヒーターを搭載したプローブを
羽口部より挿入し、プラズマアークヒーターにより高温
ガスを発生させ、その前面に微粉炭を吹込むことによ
り、未燃チャーをすべてレースウェイ内で消滅させ、炉
頂よりの排出、炉芯内への捕捉を回避し、置換率低下、
通気不良を回避し、生産性向上、燃料比低下をはかり、
安定した溶銑供給が可能である。また最大送風温度13
00℃の通常操業においては、不可能である微粉炭25
0kg/t以上の吹込みも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】プラズマアークヒーター搭載プローブの羽口部
よりの挿入位置を示す図
【図2】プラズマアークヒーター搭載プローブの構造を
示す断面図
【符号の説明】
1 羽口 2 送風支管 3 プローブ 4 プラズマアークヒーター 5 微粉炭吹き出し口

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 羽口部から微粉炭を高炉の内部に吹込む
    高炉操業法において、微粉炭とともにプラズマアークヒ
    ーターによる高温ガスを吹込むことを特徴とする高炉操
    業法。
  2. 【請求項2】 微粉炭の揮発分が変化したときに、揮発
    分に応じてプラズマアークヒーターによる高温ガスの温
    度を調整することを特徴とする請求項1記載の高炉操業
    法。
JP9854692A 1992-03-26 1992-03-26 高炉操業法 Withdrawn JPH05271723A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9854692A JPH05271723A (ja) 1992-03-26 1992-03-26 高炉操業法

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JP9854692A JPH05271723A (ja) 1992-03-26 1992-03-26 高炉操業法

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JPH05271723A true JPH05271723A (ja) 1993-10-19

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ID=14222693

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JP9854692A Withdrawn JPH05271723A (ja) 1992-03-26 1992-03-26 高炉操業法

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JP (1) JPH05271723A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2796517A1 (fr) * 1999-07-12 2001-01-19 Air Liquide Methode pour reduire les emissions d'oxyde d'azote d'une torche a plasma fonctionnant a l'air

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2796517A1 (fr) * 1999-07-12 2001-01-19 Air Liquide Methode pour reduire les emissions d'oxyde d'azote d'une torche a plasma fonctionnant a l'air

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

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Effective date: 19990608