JPH06212218A - 高炉操業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高炉操業の安定を維持しつつ微粉炭吹込み量の
増大を可能とする方法を提供する。 【構成】微粉炭の羽口前レースウエイでの燃焼率を８５
％以下にし、かつ未燃微粉炭の発生量を溶銑トン当り５
７ｋｇ以下とする。微粉炭燃焼率の制御は送風温度と酸
素富化率を調整する方法等で行う。 【効果】微粉炭吹込み量の増加に伴う炉下部コークス粒
径低下による通気性の悪化を防止できる。未燃微粉炭の
炉頂からの排出による燃料比の悪化を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高炉の補助燃料とし
て微粉炭を羽口より吹込んで高炉操業を行う方法に係
り、より詳しくは微粉炭吹込み量の増加に伴う炉下部コ
ークスの劣化を抑制し、高炉の安定操業を阻害すること
なく微粉炭の多量吹込みを可能とする高炉操業方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】高炉への微粉炭吹込みは、操業安定、コ
ストダウン、生産性向上、石炭選択自由度拡大の手段と
して有効な技術であることから、近年多く実施されてい
る。特に、微粉炭の多量吹込みはコークス炉老朽化、環
境問題等にも対処できる有効な手段として重要性を増し
ている。しかしながら、微粉炭の多量吹込みは、羽口前
レースウエイでの燃焼性悪化により発生する未燃分（チ
ャー）がレースウエイから飛び出し、炉芯に蓄積あるい
は炉頂より排出されるおそれがある。このため、レース
ウエイでの燃焼性悪化による未燃分発生を抑制すること
を目的として、従来、酸素富化率の上昇、投入水素量の
上昇、送風温度の上昇等の対策がこうじられている（特
開平３−２４９１０５号公報、鉄と鋼７８年１２１４等
参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、微粉炭の吹込
み量の増加とともにコークスの装入量は低下するため、
羽口前で微粉炭を完全燃焼させると、微粉炭吹込み量の
増加と共に、コークスのソリューションロスガス化反応
による劣化が進行し、炉下部のコークス粒径を低下させ
ることになる。また、コークスの羽口前での消費量が低
下するため、羽口前へのコークスの供給速度が低下し、
高炉下部でのコークスの置換時間が延長される。このこ
とも高炉内滞留コークスの劣化を促進し、炉下部コーク
スの粒径低下につながる。その結果、微粉炭吹込み量の
増加とともに、高炉の通気性悪化、原料の降下異常等の
高炉操業を阻害する原因が増加し、高炉操業を安定に維
持することが困難となる。

【０００４】この発明は、このような問題点にかんがみ
なされたものであり、微粉炭の多量吹込みに伴う炉下部
コークスの劣化を抑制し、高炉の安定操業を確保し得る
操業方法を提案しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】微粉炭を羽口前で完全に
燃焼させた場合、炉下部コークスの粒径低下量を高炉数
式シミュレーションモデルによって計算した結果を図１
に示す。図１より、微粉炭比を１００ｋｇ／ｔｏｎ増加
すると炉下部コークス粒径は３％程度低下する。コーク
ス充填層の通気抵抗はほぼ粒径の−２乗に比例するた
め、微粉炭比１００ｋｇ／ｔｏｎでは通気性が６％悪化
し、微粉炭比３００ｋｇ／ｔｏｎでは通気性が２０％悪
化することとなり、高炉操業上大きな問題となる。

【０００６】このコークスの粒径低下を抑制するために
は、コークスの融着帯直上でのソリューションロスガス
化反応による劣化を抑制することが必要である。高炉内
では、Ｃのソリューションロスガス化反応は７０〜１０
０ｋｇ／ｔｏｎ程度起っており、この全体量を抑制する
ことは難しい。そこで、検討した結果、ソリューション
ロスガス化反応の起っている融着帯直上にＣを供給し、
このＣを選択的にソリューションロスガス化させてやる
ことによりコークスのソリューションロスガス化反応を
抑制できることを知見した。

【０００７】また、コークスのソリューションロスガス
化反応を抑制するためのＣ源として、高炉内で未燃微粉
炭を発生させ、この未燃微粉炭をガスと共に上昇させて
やることにより、未燃微粉炭はコークスよりもはるかに
粒径が小さいため、選択的に微粉炭がソリューションロ
スガス化反応で消費され、コークスの劣化は抑制される
ことを見い出した。ただし、未燃微粉炭は発生量が少な
過ぎた場合、コークスの粒径劣化を抑制しきれず、高炉
の通気性悪化を防止できないという問題があり、他方、
発生量が多過ぎた場合、未燃微粉炭がソリューションロ
スガス化反応で消費しきれずに炉頂から排出され、高炉
の燃料比を悪化させるという問題があるため、未燃微粉
炭の発生量は適正な範囲で調整する必要がある。

【０００８】この発明は以上の知見に基づいてなされた
ものであり、その要旨は、送風羽口より微粉炭を吹込む
際、微粉炭の羽口前レースウエイでの燃焼率を８５％以
下にし、かつ未燃微粉炭の発生量を溶銑トン当り５７ｋ
ｇ以下にすることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】この発明において、微粉炭の羽口前レースウエ
イでの燃焼率を８５％以下、未燃微粉炭の発生量を溶銑
トン当り５７ｋｇ以下と限定した理由を以下に説明す
る。微粉炭の吹込み量を増加すると、コークス装入量が
低下するため、炉内に存在する鉱石量が相対的に増加す
る。その結果、炉下部コークス粒径が低下しなくても高
炉の通気抵抗は上昇するので、未燃微粉炭の発生量の下
限を決定するための基準として、炉下部コークス粒径を
微粉炭比＝０の時のコークス粒径を最低限維持可能なよ
うに設定する必要がある。この燃焼率を数式モデルによ
り求めた結果を図２に示す。図２より、微粉炭比を増加
すると、燃焼率１００％での炉下部コークス粒径は低下
するが、同燃焼率での未燃微粉炭量も増加するため、炉
下部コークス粒径を維持するための微粉炭燃焼率は一様
に８５％と求められた。

【００１０】また、未燃微粉炭の発生量の上限値につい
ては、実炉で試験した結果をもとに求めた。試験は、内
容積１８５０ｍ^３の高炉で実施し、微粉炭燃焼率は送風
温度、酸素富化率、送風中湿分、微粉炭炭種および粒度
のうち１種または２種以上の操業諸元を調整することに
より制御した。その結果を図３に示す。すなわち、未燃
微粉炭量が５７ｋｇ／ｔｏｎを超えると、炉頂より発生
するダスト中のＣ発生量が急激に増加しており、この値
が未燃微粉炭発生量の上限となる。

【００１１】上記の通り、この発明では、羽口前レース
ウエイでの微粉炭燃焼率を８５％以下にすることによ
り、炉下部コークスの粒径低下を抑制することができ、
かつ未燃微粉炭比を５７ｋｇ／ｔｏｎ以下とすることに
より、過剰未燃微粉炭による炉頂からの燃料ロスを防止
することが可能となるのである。

【００１２】

【実施例】炉内容積１８５０ｍ^３の高炉にこの発明法を
適用した際の実施例を、微粉炭燃焼率および未燃微粉炭
比がこの発明の範囲を外れた場合、および従来法と比較
して表１に示す。なお、本実施例における羽口前レース
ウエイでの微粉炭燃焼率の制御は、前記図３での試験と
同様に送風温度と酸素富化率の調整により行った。

【００１３】表１の結果より明らかなごとく、本発明法
により高炉の通気性が改善され、また休風時に羽口レベ
ルよりサンプリングした炉下部コークス粒径についても
上昇している。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【発明の効果】以上説明したごとく、この発明方法によ
れば、微粉炭吹込み量の増加に伴う、炉下部コークス粒
径低下による高炉通気性の悪化や、未燃微粉炭の炉頂か
らの排出による燃料比の悪化を防止できるので、高炉の
安定を維持しつつ微粉炭の多量吹込みが可能となり、高
炉操業に多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】微粉炭を羽口前で完全に燃焼させた場合の、炉
下部コークスの粒径低下量を高炉数式シミュレーション
モデルによって計算して求めた微粉炭比と炉下部コーク
ス粒径の関係を示す図である。

【図２】微粉炭燃焼率変更による炉下部コークス粒径の
変化を計算により求めた微粉炭燃焼率と炉下部コークス
粒径の関係を示す図である。

【図３】未燃微粉炭比の炉頂ダスト中Ｃ発生量を実炉で
試験した結果をもとに求めた未燃微粉炭比とダスト中Ｃ
原単位の関係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風羽口より熱風と共に微粉炭を吹込む
   高炉操業方法において、微粉炭の羽口前レースウエイで
   の燃焼率を８５％以下にし、かつ未燃微粉炭の発生量を
   溶銑トン当り５７ｋｇ以下にすることを特徴とする高炉
   操業方法。