JPH06100910A

JPH06100910A - 高炉操業法

Info

Publication number: JPH06100910A
Application number: JP25491092A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Yamaguchi; 一良山口; Yasushi Takamoto; 泰高本; Yoshio Okuno; 嘉雄奥野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高炉に微粉炭を１７０kg/t以上吹込んでも、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、燃料比を維持すると共に、羽口部から吹込まれた
粉状鉄源をレースウェイ内で、完全に還元溶融させ、コ
ークス比の上昇を行わないで、一定の生産量、一定の溶
銑中シリコンを維持する操業法を提供する。【構成】紛状鉄源として予熱された還元鉄粉をあらかじ
め微粉炭と混合し、この混合物を羽口部から高炉７の内
部に吹込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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
換率を高く維持するとともに、羽口部から吹込まれる粉
状鉄源を安定して還元溶融させることにより、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う。したがって炉頂より装入された
鉄鉱石はすばやく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】また最近の高炉操業にあっては、後工程で
ある製鋼工程における品質の向上、経済性の観点から低
シリコン操業が指向されている。この種の操業形態の代
表的なものとして、微粉炭とともに酸化鉄粉または還元
鉄粉等の粉状鉄源を羽口部から吹込む方法があり、特開
昭５７−１３７４０２号公報に開示されている。

【０００５】このようにして吹込まれた酸化鉄粉、還元
鉄粉等の粉状鉄源は高炉内で還元反応を受けて金属状態
に還元されるとともに、還元途中で高炉内の溶銑と反応
して２（ＦｅＯ）＋Ｓｉ＝２Ｆｅ＋（ＳｉＯ₂）の反応
により溶銑中のシリコンを低下させる。高炉操業安定時
には、羽口部から吹込まれる粉状鉄源の分だけ高炉の炉
頂から装入する鉄鉱石の量を減らすことができる。

【０００６】通常、炉頂から装入される鉄鉱石は、炉内
の通気性を維持するために、混成化されたものが使用さ
れているから、予備処理の必要な鉄鉱石に代えて価格の
安い粉状鉄源を使用することは、高炉操業の経済性を高
める上でも効果が大きい。

【０００７】

【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。

【０００８】このため、微粉炭の吹込み量には上限が存
在し、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）／（微粉炭中炭素、水素をＣＯ
₂，Ｈ₂Ｏまで燃焼するのに必要な酸素量）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＋１／２Ｏ₂＝Ｈ₂Ｏの
反応によりＣＯ₂，Ｈ₂Ｏとなり、これが全量レースウ
ェイ内のコークスとＣＯ₂＋Ｃ＝２ＣＯ，Ｈ₂Ｏ＋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以下の
場合は全量がＣＯ₂，Ｈ₂Ｏ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。

【０００９】過剰酸素率が１．０のときの微粉炭吹込み
量は１７０kg／ｔ程度（高炉の燃料比が５００kg／ｔの
とき）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、燃料比低下は望めない。

【００１０】また従来の高炉操業において、羽口部から
吹込まれた粉状鉄源は、コークスの旋回燃焼するレース
ウェイといわれる領域で、還元溶融されて溶銑となる。
その還元溶融のために必要な熱量は、あらかじめ送風温
度上昇、コークス比増加等で与えているが、粉状鉄源が
レースウェイ内に滞留する時間が極めて短いために、完
全に還元溶融されないうちにレースウェイ奥（炉芯表層
部）に到達する。そしてこの領域に蓄積し急激に還元溶
融が起るため、この領域の温度が低下し、通気性、通液
性を阻害する。

【００１１】このとき中心部の鉱石とコークスの比率
（以下Ｏ／Ｃと略す）を減らし、その分中間部から周辺
部のＯ／Ｃを増加する。中間部から周辺部のＯ／Ｃを増
加できない場合は、中心部のＯ／Ｃを減らすとともに全
体のＯ／Ｃを減らす。

【００１２】これにより中心部のガス流を強化して、こ
の領域の温度を上昇させ、通気性、通液性を維持する。
全体のＯ／Ｃを減らすことはコークス比の上昇となり、
生産量の減少、溶銑中シリコンの増加を招き高炉操業上
好ましくない。また羽口部から吹込んでいる粉状鉄源の
量を減少するかカットしてしまうこともあり、この場合
も生産量の減少、溶銑中シリコン増加を招く。

【００１３】羽口部から粉状鉄源とともに微粉炭を吹込
んでいる場合は、粉状鉄源の還元溶融のために必要な熱
量のほかに、微粉炭の熱分解のための熱量も必要である
ため、ある限られた送風温度上昇、コークス比増加等で
は、粉状鉄源および微粉炭の吹込み量には限界がある。

【００１４】そこで本発明は、微粉炭を１７０kg/t以上
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、燃料比を維持するとともに、羽口
部から吹込まれた粉状鉄源をレースウェイ内で、完全に
還元溶融させ、コークス比の上昇を行わないで、一定の
生産量、一定の溶銑中シリコンを維持する操業法を提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の高炉操業法は、
その目的を達成するために、羽口部から粉状鉄源および
微粉炭を高炉の内部に吹込み、炉頂から鉄鉱石とコーク
スを交互に装入する高炉操業法において、粉状鉄源とし
て予熱された還元鉄粉をあらかじめ微粉炭と混合し、該
混合物を羽口部から高炉の内部に吹込むことを特徴とす
る。

【００１６】本発明における、予熱された還元鉄粉は、
特開昭５７−３２３５１号公報に開示されているバブル
型流動層反応炉、または特開昭６２−２２８８７７号公
報に開示されている高速循環型流動層反応炉等によって
製造されるが、通常は成品を冷却してから次の工程に輸
送する。

【００１７】本発明においては、成品を冷却せずに、不
活性ガス雰囲気中を気流輸送し、途中で微粉炭と混合す
る。混合された粉体混合物は、羽口部の送風支管側壁に
設置したランスより、レースウェイ内に吹込まれる。粉
状鉄源の予熱温度としては、２００℃から８００℃程度
が得られる。

【００１８】混合する方法は、図１に示すように、輸送
配管途中に混合器４を設置してもよいし、図２に示すよ
うに、微粉炭輸送配管３中に噴射し、配管混合してもよ
い。このように予熱された還元鉄粉と微粉炭をあらかじ
め混合することにより、還元鉄粉の顕熱により微粉炭が
一部熱分解を起こし、熱分解しやすい活性化された状態
になっているため、送風支管内の高温送風中に吹込まれ
たときに、微粉炭中の揮発分発生量（ガス状、燃焼性良
好）が増加し、未燃チャーの発生量が減少するととも
に、生成チャーが非常にポーラスで燃焼性、反応性が高
くなる。

【００１９】したがって、過剰酸素率が１．０より小さ
くなって未燃チャーが発生しても、生成チャーがＣ＋Ｃ
Ｏ₂＝２ＣＯ，Ｃ＋Ｈ₂Ｏ＝ＣＯ＋Ｈ₂の反応により、
レースウェイ内ですべて消費され、未燃チャーがレース
ウェイ外に放出されず、炉頂よりの排出、炉芯内への捕
捉がない。このため置換率低下、通気不良が起こらな
い。このことにより、通気性、通液性を阻害せずに１７
０kg/t以上の微粉炭を吹込むことができる。

【００２０】また、還元鉄粉は予熱されているため、レ
ースウェイ内に吹込まれると完全に還元溶融され、レー
スウェイ奥（炉芯表層部）に到達し蓄積することがな
く、通気性、通液性を阻害しない。これにより通気性、
通液性不良、燃料比上昇、生産量低下、溶銑シリコン上
昇に至ることはない。

【００２１】

【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１に操業結果を示す。実施例１バブル型流動層反応炉で製造した、予備還元率８０％、
予熱温度８００℃の還元鉄粉を、図１に示す混合器中で
あらかじめ微粉炭と混合し、羽口部の送風支管側壁に設
置したランスより、レースウェイ内に吹込んだ操業例で
ある。

【００２２】比較例１に対して、微粉炭吹込み量、粉状
鉄源吹込み量が多く、かつ送風圧力が低く、コークス
比、燃料比が低く、出銑量が多く、溶銑中シリコンが低
い。

【００２３】実施例２高速循環型流動層反応炉で製造した、予備還元率９０
％、予熱温度５００℃の還元鉄粉を、図２に示すよう
に、微粉炭輸送配管中に噴射して配管混合し、羽口部の
送風支管側壁に設置したランスより、レースウェイ内に
吹込んだ操業例である。

【００２４】比較例２に対して、微粉炭吹込み量、粉状
鉄源吹込み量が多く、かつ送風圧力が低く、コークス
比、燃料比が低く、出銑量が多く、溶銑中シリコンが低
い。

【００２５】実施例３高速循環型流動層反応炉で製造した、予備還元率８５
％、予熱温度２００℃の還元鉄粉を、図２に示すよう
に、微粉炭輸送配管中に噴射して配管混合し、羽口部の
送風支管側壁に設置したランスより、レースウェイ内に
吹込んだ操業例である。

【００２６】比較例３に対して、微粉炭吹込み量、粉状
鉄源吹込み量が多く、かつ送風圧力が低く、コークス
比、燃料比が低く、出銑量が多く、溶銑中シリコンが低
い。

【００２７】比較例１予備還元率８０％の粉状鉄源を、常温で微粉炭輸送配管
中に噴射して配管混合し、羽口部の送風支管側壁に設置
したランスより、レースウェイ内に吹込んだ操業例であ
る。実施例１に対して、微粉炭吹込み量、粉状鉄源吹込
み量が少なく、かつ送風圧力が高く、コークス比、燃料
比が高く、出銑量が少なく、溶銑中シリコンが高い。

【００２８】比較例２予備還元率９０％の粉状鉄源を、常温で微粉炭輸送配管
中に噴射して配管混合し、羽口部の送風支管側壁に設置
したランスより、レースウェイ内に吹込んだ操業例であ
る。実施例２に対して、微粉炭吹込み量、粉状鉄源吹込
み量が少なく、かつ送風圧力が高く、コークス比、燃料
比が高く、出銑量が少なく、溶銑中シリコンが高い。

【００２９】比較例３予備還元率８５％の粉状鉄源を、常温で微粉炭輸送配管
中に噴射して配管混合し、羽口部の送風支管側壁に設置
したランスより、レースウェイ内に吹込んだ操業例であ
る。実施例３に対して、微粉炭吹込み量、粉状鉄源吹込
み量が少なく、かつ送風圧力が高く、コークス比、燃料
比が高く、出銑量が少なく、溶銑中シリコンが高い。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明においては、２００℃から８００
℃程度に予熱された還元鉄粉と微粉炭をあらかじめ混合
し、還元鉄粉の顕熱により微粉炭を一部熱分解させるこ
とにより、微粉炭中の揮発分発生量増加、未燃チャー発
生量減少、生成チャーの燃焼性、反応性向上がはから
れ、生成チャーがレースウェイ内ですべて消費され、置
換率低下、通気不良が起こらない。また、予熱された還
元鉄粉は、レースウェイ内で完全に還元溶融され、レー
スウェイ奥（炉芯表層部）に到達し蓄積することがな
く、通気性、通液性を阻害しない。

【００３２】このため、粉状鉄源および微粉炭の吹込み
量を増加でき、これにより通気性、通液性不良、微粉炭
置換率低下、溶銑中シリコン上昇を回避し、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高炉操業法の説明図である。

【図２】本発明の他の例の高炉操業法の説明図である。

【符号の説明】

１流動層２予熱された還元鉄粉の輸送配管３微粉炭の輸送配管４混合器５送風支管６ランス７高炉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】羽口部から粉状鉄源および微粉炭を高炉
の内部に吹込み、炉頂から鉄鉱石とコークスを交互に装
入する高炉操業法において、粉状鉄源として予熱された
還元鉄粉をあらかじめ微粉炭と混合し、該混合物を羽口
部から高炉の内部に吹込むことを特徴とする高炉操業
法。