JPH0660328B2 - 高炉の微粉炭吹込み操業方法 - Google Patents

高炉の微粉炭吹込み操業方法

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JPH0660328B2
JPH0660328B2 JP62109280A JP10928087A JPH0660328B2 JP H0660328 B2 JPH0660328 B2 JP H0660328B2 JP 62109280 A JP62109280 A JP 62109280A JP 10928087 A JP10928087 A JP 10928087A JP H0660328 B2 JPH0660328 B2 JP H0660328B2
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pulverized coal
coal
blast furnace
pulverized
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義雅 梶原
千里 山縣
努 田中
真一 須山
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00Making pig-iron in the blast furnace
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    • C21B5/003Injection of pulverulent coal

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は高炉の微粉炭吹込み操業方法に係わるものであ
り、より詳細には、複数種類の微粉炭(石炭およびコー
クス粉等の微粉炭素)を同時に吹込む場合に、各々の種
類の微粉炭の粒度を適正に制御して、安定した高炉の微
粉炭吹込み操業を行う方法に関する。
(従来の技術とその問題点) 近年、重油価格の高騰によって、補助燃料として微粉炭
を使用する高炉が増えてきた。このとき使用する微粉炭
の種類は、購入石炭の入荷・在庫状況、石炭価格の変動
等に応じて変更せざるを得ない。しかし、高炉に吹込む
微粉炭の種類をある時点で一度に変更すると炉熱変動を
惹起するため、従来は第1図に示すように微粉炭の種類
を漸次切り替えていく方法をとっていた。即ち最初銘柄
Aを100%使用しており、銘柄Bに切り替える際には少
しずつ銘柄Bの使用比率を増加させ、次に銘柄Bから銘
柄Cに切り替える際には少しずつ銘柄Bの使用比率を減
少させていくのである。従って銘柄変更の移行期におい
ては複数種類の微粉炭を同時に吹込んでいたのである。
また複数種類の微粉炭を同時に吹込む別の例として、製
鉄所外から購入する微粉砕後の微粉炭と、製鉄所内で発
生する粉炭を製鉄所内で微粉砕した微粉炭とを同時に使
用する場合などがある。
しかしながら、このような従来の複数種類の微粉炭を同
時に吹込む高炉の操業法においては次のような問題点が
あった。
第1の問題点は微粉炭の羽口への安定吹込みができない
ことである。即ち従来の微粉炭吹込み操業においては、
レースウェイでの微粉炭燃焼率を基準値以上に確保する
ため、粉砕後の微粉炭粒度を例えば特開昭54−130419号
に示す如く「−200メッシュが70%以上」という管理基
準を設定し、粉砕機の運転を実施していた。微粉炭がレ
ースウェイ内で燃焼を完了しないと、未燃チャーがコー
クス充填層内に蓄積して炉内の通気性を悪化させるから
である。しかしこの方法では例えば揮発分(以下、VM
と記す)の高い石炭を同時に使用する場合、単一の基準
で粉砕した後の微粉炭粒度では高VM炭の燃焼率が高く
なりすぎ、このため送風支管中で高VMの微粉炭の燃焼
が先行し、羽口先端部に微粉炭中の溶融灰分が凝縮付着
するため、甚しい場合には羽口閉塞に至る。羽口先端に
灰分が付着した場合、当該羽口への微粉炭吹込みを停止
せざるをえなくなり、微粉炭の安定吹込みが困難とな
る。また羽口への灰分付着を抑制するため高VM炭吹込
み量に応じて送風支管内における微粉炭吹込み位置を変
更することが考えられるが、通常、微粉炭吹込みバーナ
ーは送風支管に固定されており、高炉操業中の微粉炭吹
込み位置の連続制御は困難である。
第2の問題点は、複数種類の微粉炭の配合比率の変更時
の溶銑成分、特に溶銑中Si濃度の変動が大きいことであ
る。既述のように従来の微粉炭吹込み操業においては、
燃焼性の異なる複数種類の微粉炭を同時に吹込む場合に
おいても、粉砕後の微粉炭粒度を同一に管理しているの
で、レースウェイでの燃焼状況(例えばレースウェイ内
のガス温度分布、最高ガス温度位置など)は微粉炭の配
合比率を変更していくと変化する。このためレースウェ
イ近傍におけるコークス灰分からのSiOガス発生反応
量、あるいはレースウェイでのコークスの燃焼反応量分
布が変化して炉内の荷下がり速度の分布が変化する。そ
の結果溶銑中へのSi移行反応が変化して、溶銑中Si濃度
の変動が大きくなるのである。
第3の問題点は、高燃焼性石炭の場合には、比較的大き
な粒度でもレースウェイでの燃焼性が確保できるのにも
かかわらず、実際には石炭種を変更しても粉砕後の粒度
を一律に同一基準で管理しているため、高燃焼性石炭に
ついては必要以上に微粉砕することになってしまい石炭
粉砕コストが余計にかかることである。
本発明は従来の複数種類の微粉炭を同時に高炉に吹込む
場合の前記問題点を解決し安定した高炉の微粉炭吹込み
操業を実現することを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成する本願発明の高炉操業方法は、「送
風羽口から熱風とともに、複数種類の微粉炭を同時に吹
込む高炉の操業方法において、上記複数種類の微粉炭の
粉砕粒度を各微粉炭の揮発分の含有量に応じてそれぞれ
調整して、次式で求められる燃焼率を80%以上に維持す
ることを特徴とする高炉操業方法である。
η:微粉炭燃焼率(%) fc:吹込み前の微粉炭中の可燃成分量(wt%) ac:吹込み前の微粉炭中の灰分量(wt%) fs:レースウェイ外殻部で採取した未燃微粉炭中の可燃
成分量(wt%) as:レースウェイ外殻部で採取した未燃微粉炭中の配分
量(wt%) 従来の複数種類の微粉炭を同時に高炉に吹込む操業にお
ける前記第1と第2の問題点を解決するためには、レー
スウェイにおける各々の種類の微粉炭の燃焼率を一定に
すれば良い。微粉炭の燃焼率に影響を及ぼす要因とし
て、送風温度、送風中の酸素量あるいは固気化、送風圧
等の操業要因を除いた原料に係わる要因のうちで重要な
ものは吹込む微粉炭のVM量、灰分量、粒度である。こ
れらの主要原料要因の微粉炭燃焼率に及ぼす影響を、コ
ークスを充填した実物大扇形(炉高8.9m、炉容44m3、扇
形角48°)の高炉下部模型を使用して調査した。使用し
た微粉炭の性状を第1表に、試験条件および結果を第2
表、第3表に示す。
ここで燃焼率は、メタルフィルターを装着したプローブ
を炉内レースウェイ外殻部に挿入し、炉内ガスを吸引し
て、ガス中のダストをフィルター内に採取し、採取した
ダストの化学分析から(1)式によって算出した。
微粉炭燃焼率算出式: ここで、 η:微粉炭燃焼率(%) fc:吹込み前の微粉炭中の可燃成分量(wt%) ac:吹込み前の微粉炭中の灰分量(wt%) fs:レースウェイ外殻部で採取した未燃微粉炭中の可燃
成分量(wt%) as:レースウェイ外殻部で採取した未燃微粉炭中の灰分
量(wt%) 使用した微粉炭は国内で使用されているか、海外から購
入可能なものであり、灰分は約11%と一定であった。所
望の燃焼率を得るためのVMと粒度(−200メッシュのw
t%)の関係を第2図に示す。
本発明の好ましい実施態様のひとつは、第2図のような
データに基づいて、吹き込む微粉炭の種類ごとにそのV
M量に応じて粉砕粒度を決定することである。本発明者
らの検討によれば、通常の高炉の微粉炭安定吹込みの条
件は燃焼率80%以上であるが、第2図の例でいえば、燃
焼率80%を得るため適正粒度は、例えば、VM38%の場
合は最適粒度は−200メッシュが72wt%であり、VM44
%の場合は−200メッシュが58wt%である。
上記のようにして、微粉炭の種類ごとに適正な粒度を予
め知って、その粒度になるように粉砕機の運転を管理す
れば、不必要な過剰粉砕をすることもなくなり、前記の
第3の問題点も解決できる。
次に第3図によって本発明の別の好ましい実施態様を説
明する。
第3図においてコークス充填層型微粉炭燃焼試験装置1
に試験用微粉炭を供給し、微粉炭燃焼試験を実施する。
燃焼装置1に付設した計測装置2で未燃の微粉炭を採取
して、分析し、分析データを演算装置3に送付する。演
算装置3内で基準の燃焼率を得るための適正粒度を算出
し、石炭粉砕機4に各種石炭粉砕のための運転条件を指
示する。
種類別に貯蔵された粉砕用石炭が貯蔵設備5、(5′)か
ら粉砕機4に送られてくると、前記で決定された運転条
件で粉砕され、石炭の種類別に最適粒度に調整されて、
別々に微粉炭吹込み設備6、(6′)に輸送される。微粉
炭吹込み設備6(6′)に輸送され、一旦種類別に貯蔵さ
れて微粉炭は、それぞれの配合比率に応じて切りだされ
高炉7に吹込みされる。高炉7に付設した計測装置8で
実際の微粉炭の燃焼率を計測し、計測データを演算装置
3に送付して、所期の燃焼率との差を計算し、粉砕後の
微粉炭の粒度をフィードバック制御する。
第3図中で→は石炭の流れを示し、 データや情報の流れを示す。
ここで高炉7に付設した計測装置8は本発明の効果を更
にあげるために設置したものであるが、必ずしも必要と
しない。安定した微粉炭吹込みが維持できていれば使用
しなくてもよい。また計測装置2、8のタイプは、前記
のような未燃ダストを採取してその化学分析をするもの
に限定するものでなく、微粉炭の燃焼性の影響を受ける
計測データ、所期の目的を達成できるものなら何でもよ
い。例えば炉内ガス温度や炉内ガス圧力なども計測対象
となり得る。
(実施例) 内容積2700m3、羽口数28本の高炉において第4表に示す
操業条件で微粉炭を50kg/ptの吹込みを行っていた。V
M40%の微粉炭とVM35%の微粉炭を各々50wt%の配合
割合でいずれも粒度を−200メッシュ80%以上で管理し
ていたが、微粉炭中の灰分の羽口付着による羽口取替回
数は5回/月であった。しかし本発明により第2図に基
づいてVM40%の微粉炭の粒度を−200メッシュ68%と
し、VM35%の微粉炭の粒度は−200メッシュ80%とし
て、レースウェイでの燃焼率を各々の微粉炭で一定(80
%)とした結果、微粉炭の灰分の羽口付着による羽口取
替回数は皆無となった。
(発明の効果) 本発明によれば、複数種類の微粉砕炭を高炉に吹き込む
場合も、それぞれの炭種ごとに最適の燃焼率が得られ
る。従って、レースウェイ内での未燃焼炭に起因する炉
内通気性悪化の問題、送風支管内での燃焼先行による羽
口閉塞の問題が解決されるだけでなく、微粉炭の粉砕粒
度を適正に管理するところから粉砕工程の合理化、コス
トの低減の効果も大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、高炉に微粉炭を吹き込む際の炭種の切り替え
方法を説明する図、 第2図は、微粉炭のVM(揮発分)および粒度と燃焼率
との関係を示す図、 第3図は、本発明の一実施態様を説明するブロック図、
である。 1……燃焼試験装置、2……計測装置 3……演算装置、4……石炭粉砕機 5、5′……石炭貯蔵設備 6、6′……微粉炭吹込み設備 7……高炉、8……高炉付設計測装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須山 真一 兵庫県尼崎市西長洲本通1丁目3番地 住 友金属工業株式会社総合技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−171507(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送風羽口から熱風とともに、複数種類の微
    粉炭を同時に吹込む高炉の操業方法において、上記複数
    種類の微粉炭の粉砕粒度を各微粉炭の揮発分の含有量に
    応じてそれぞれ調整して、次式で求められる燃焼率を80
    %以上に維持することを特徴とする高炉操業方法。 η:微粉炭燃焼率(%) fc:吹込み前の微粉炭中の可燃成分量(wt%) ac:吹込み前の微粉炭中の灰分量(wt%) fs:レースウェイ外殻部で採取した未燃微粉炭中の可燃
    成分量(wt%) as:レースウェイ外殻部で採取した未燃微粉炭中の灰分
    量(wt%)
  2. 【請求項2】燃焼試験装置によって予め測定した各微粉
    炭の燃焼特性に基づき各微粉炭の最適粒度を算出し、得
    られた算出値に基づいて粉砕された微粉炭を高炉に吹き
    込むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高炉
    操業方法。
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