JPH1129803A - 高被還元性焼結鉱を使用した高炉操業方法 - Google Patents

高被還元性焼結鉱を使用した高炉操業方法

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JPH1129803A
JPH1129803A JP19915497A JP19915497A JPH1129803A JP H1129803 A JPH1129803 A JP H1129803A JP 19915497 A JP19915497 A JP 19915497A JP 19915497 A JP19915497 A JP 19915497A JP H1129803 A JPH1129803 A JP H1129803A
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JP
Japan
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mgo
blast furnace
sintered ore
sio
furnace
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JP19915497A
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Kazuyoshi Yamaguchi
一良 山口
Morimasa Ichida
守政 一田
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微粉炭多量吹込み時に焼結鉱の被還元性を確
保し、炉周辺部のO/Cを上昇させ、この領域の還元効
率を向上させることにより、高炉の燃料比低減、生産性
向上を達成する。 【解決手段】 焼結鉱中のSiO2 含有量が5.0wt
%未満、およびMgO含有量が1.0wt%未満、かつ
CaO/SiO2 を1.8〜2.5とすることにより、
焼結鉱の被還元性を良好に維持する。出銑口から流出す
るスラグ中のAl23 ,MgO含有量の調整のため
に、炉頂部からSiO2 ・MgOを含む塊状副原料を装
入、あるいは羽口部からSiO2 ・MgOを含む粉状副
原料を吹込む。 【効果】 上記操業方法を実施するとにより、焼結鉱の
被還元性を良好に維持でき、高炉の燃料比低減、生産性
向上がはかれる。またスラグ中のAl23 、MgO含
有量を通常定められた範囲に調整できるため、スラグの
流動性、脱硫能に問題を生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、炉頂から装入され
る鉄鉱石の大部分を占める焼結鉱の被還元性を確保する
ことにより燃料比を低減させ、生産性を向上させる高炉
操業方法に関する。
【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、生産性向上を図ってきており、特公昭40−
23763号公報にその技術が開示されている。特に直
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。従来の高炉操業において、炉頂から装入
される鉄鉱石のうち、焼結鉱の占める割合は通常60〜
80%と非常に高く、焼結鉱の被還元性等の性状によ
り、高炉の還元効率がほぼ決定される。したがって、焼
結鉱の被還元性等の性状改善は、高炉の燃料比低減、生
産性向上にとって非常に重要である。
【0004】一方微粉炭吹込み、特に100kg/t以
上の多量吹込みにより、高炉の加熱還元効率の指標であ
る熱流比(ガスの熱容量に対する固体の熱容量の比)が
低下するため、加熱還元、特に炉周辺部における加熱還
元に余裕が生じる。したがって、炉周辺部に装入する鉄
鉱石とコークスの比率(O/Cと称する)を高くして、
この領域の還元効率を向上させることが行われている。
【0005】
【発明が解決すべき課題】ところで、炉周辺部に装入さ
れた鉄鉱石は、高炉羽口部のコークス旋回燃焼領域(レ
ースウェイと称する)で生成した高温還元ガスとの間で
反応伝熱が行われ、鉄鉱石の軟化融着によって融着帯を
生成する(炉周辺部に生成するものを根と称する)。こ
の根は、通常の高炉操業においては、炉下部炉周辺部に
安定して存在し、位置と厚みに変動のないことが望まし
い。
【0006】しかるに微粉炭を多量に吹込んで炉周辺部
のO/Cが非常に高くなった場合は、鉄鉱石の層厚が厚
くなるので、焼結鉱が高炉内を降下するときの加熱還元
が遅れ、残留したFeOとシリカ(SiO2 )が結合し
てできる低融点化合物にアルミナ(Al23 )、マグ
ネシァ(MgO)が溶け込む。この融液中にさらにFe
Oが溶け込み融液の量が増加するため、還元ガスの浸透
が悪く、還元遅れがさらに助長される。このため、炉周
辺部のO/Cを低下させるアクションを実施せぜるを得
ない。
【0007】このように、焼結鉱の還元遅れが生じる理
由は、焼結鉱中の脈石成分であるSiO2 、Al2
3 、MgO、カルシァ(CaO)が多いことによる。こ
れに還元遅れの結果多量に残留したFeOが加わり、上
述した融液生成量の増加を招く。焼結鉱中の脈石成分の
うち、CaOは焼結鉱の強度、被還元性を確保するため
塩基度(CaO/SiO2 )を確保するために必要であ
り、Al23 は少ないほどよいが、Al23 含有量
の低い鉄鉱石は高価であるためむやみに低減できない。
よって削減の対象はSiO2 、MgOであるが、これら
は焼結鉱の強度、還元粉化性を確保するために必要であ
り、低減には限界があった。また高炉の出銑口から流出
するスラグ中のAl23 、MgO含有量をある定めら
れた範囲に調整し、スラグの流動性、脱硫能を確保する
ためにも焼結鉱中のSiO2 、MgOは必要であった。
【0008】よって微粉炭を多量に吹込んで炉周辺部の
O/Cが非常に高くなった場合は、焼結鉱の還元遅れが
生じ上述した不利な現象を招くので、炉周辺部のO/C
を上昇させることができず、その結果炉周辺部のガス量
が増加し、炉体放散熱が増大し、燃料比が増加するとと
もに装入物降下異常が発生し、生産性が低下するため、
微粉炭多量吹込みによって生じる炉周辺部における加熱
還元の余裕を有効に利用できず、微粉炭吹込み量にも限
界があった。なお、ここでいう炉周辺部とは、炉壁から
炉口径の15%の距離までの領域を指す。
【0009】そこで本発明は、焼結鉱の被還元性を確保
することにより、微粉炭多量吹込み時に炉周辺部のO/
Cを上昇させ、この領域の還元効率を向上させることに
より、高炉の燃料比低減、生産性向上を安定的に行うこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の高被還元性焼結
鉱を使用した高炉操業方法は、その目的を達成するため
に、高炉羽口部から微粉炭を吹込むとともに、焼結鉱を
含む鉄鉱石原料および炭材を高炉炉頂部から装入する方
法において、SiO2 を5.0wt%未満、およびMg
Oを1.0wt%未満、かつ塩基度(CaO/SiO
2 )を1.8〜2.5とした高被還元性焼結鉱を高炉炉
頂部から装入することを特徴とする。また、高炉炉頂部
からSiO2 およびMgOを含む粒径5〜30mmの塊
状副原料を、高被還元性焼結鉱とあらかじめ混合して装
入し、高炉の出銑口から流出するスラグ中のAl23
を13.0〜16.0wt%、MgOを4.0〜8.0
wt%に調節すること特徴とする。
【0011】さらに、高炉羽口部からSiO2 およびM
gOを含む粒径1.0mm未満の粉状副原料を吹込み、
高炉の出銑口から流出するスラグ中のAl23 を1
3.0〜16.0wt%、MgOを4.0〜8.0wt
%に調節することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明において、焼結鉱中SiO
2 含有量が5.0wt%未満、およびMgO含有量が
1.0wt%未満と数値限定した理由は、SiO2 含有
量が5.0wt%未満だと、残留したFeOとSiO2
が結合してできる低融点化合物の量が少なく、MgO含
有量が1.0wt%未満だとその生成融液中にMgOが
溶け込む量が少なく、結果として生成融液量が少なくな
り、還元ガスの浸透が抑制されることなく、焼結鉱の被
還元性が向上することによる。焼結鉱の被還元性が向上
すると残留FeOが少なくなり、生成融液中にFeOが
溶け込むことがなくなり、融液量が増加しないため、焼
結鉱の被還元性はさらに向上することになる。
【0013】したがって、SiO2 含有量が5.0wt
%未満、およびMgO含有量が1.0wt%未満の焼結
鉱とすることにより、焼結鉱の被還元性を良好に維持で
き、この焼結鉱を炉周辺部に装入すれば、炉周辺部のO
/Cを上昇させこの領域の還元効率を向上させることが
でき、高炉の燃料比低減、生産性向上を達成できる。な
おMgO含有量の下限値はないが、SiO2 含有量の下
限値に関しては、後述するように、焼結鉱の強度を維持
するために必要と思われ、通常4.0%程度となるが、
ここでは特に数値限定しない。
【0014】焼結鉱中のSiO2 含有量が5.0wt%
未満、およびMgO含有量が1.0wt%未満とするた
めには、焼結原料中にSiO2 ・MgOを多く含む副原
料(例えば蛇紋岩、橄欖岩、ジュナイト等)の配合を極
力しないことになるが、この配合をしないことによる焼
結鉱の強度、被還元性、還元粉化性の確保のためには、
塩基度(CaO/SiO2 )の上昇、粉コークス増配合
によるマグネタイト結合の採用等により対処できる。粉
コークス増配合により焼結鉱中FeOが上昇しても、焼
結鉱中のSiO2 含有量が5.0wt%未満、およびM
gO含有量が1.0wt%未満であれば、被還元性が悪
化することはない。
【0015】CaO/SiO2 に関しては、1.8〜
2.5と数値限定した。この理由は、1.8未満だと強
度、被還元性、還元粉化性の確保ができないことにより
2.5を超えると強度、還元粉化性の確保が困難となる
ことによる。また、焼結鉱中のSiO2 含有量が5.0
wt%未満、およびMgO含有量が1.0wt%未満と
することにより、高炉の出銑口から流出するスラグ量が
減少するため、スラグ中のAl23 、MgO含有量
が、通常定められた範囲(Al23 :13.0〜1
6.0wt%、MgO:4.0〜8.0wt%)を逸脱
し、スラグの流動性、脱硫能に問題を生じる可能性があ
るが、これに対しては本発明方法により次のように対処
できる。
【0016】その1つの方法は、高炉炉頂部からSiO
2 ・MgOを含む粒径5〜30mmの塊状副原料を焼結
鉱とあらかじめ混合して装入する方法である。塊状副原
料の粒径を5〜30mmと数値限定した理由は、焼結鉱
中に生成した少ない融液量が、還元が進行してさらに量
が少なくなったときに、塊状副原料と反応してスラグが
生成しやすい上限粒度30mmと、高炉の通気性を維持
するための下限粒度5mmを採用したことによる。この
副原料は、SiO2 含有量が5.0wt%未満、および
MgO含有量が1.0wt%未満の焼結鉱中に生成する
融液量が少なく、還元が進行してさらに量が少なくなっ
たときに反応してスラグを生成するため、焼結鉱の還元
進行を抑制せず、かつ炉床に降下して出銑口から流出す
るスラグを構成する。
【0017】このように塊状副原料を装入することによ
り、スラグ量が増加しスラグ中SiO2 含有量が増加す
るため、Al23 含有量を上述した範囲に調整でき
る。そして、このスラグ中のAl23 、MgO含有量
をそれぞれ通常定められた範囲に調整する量だけ、塊状
副原料を高炉炉頂部から装入する。このとき、あらかじ
め焼結鉱と混合することが必要で、副原料の単独装入は
SiO2 、MgOの成分偏析を招くだけで好ましくな
い。
【0018】もう1つの方法は、高炉羽口部からSiO
2 ・MgOを含む粒径1.0mm以下の粉状副原料を吹
込む方法である。粉状副原料の粒径を1.0mm以下と
数値限定した理由は、レースウェイ内で溶融、スラグ化
しやすい上限粒度1.0mmを採用したことによる。こ
の副原料はSiO2 含有量が5.0wt%未満、および
MgO含有量が1.0wt%未満の焼結鉱中に生成する
融液量に起因する還元進行には直接関係せず、滴下した
後に反応してスラグを生成し、かつ炉床に降下して出銑
口から流出するスラグを構成する。
【0019】このように粉状副原料を装入することによ
り、スラグ量が増加しスラグ中SiO2 含有量が増加す
るため、Al23 含有量を上述した範囲に調整でき
る。そして、このスラグ中のAl23 、MgO含有量
をそれぞれ通常定められた範囲に調整する量だけ、粉状
副原料を高炉羽口部から吹込む。このとき、羽口部から
吹込む微粉炭と別のランスから吹込んでも、微粉炭とあ
らかじめ混合して同じランスから吹込んでも、レースウ
ェイ内での溶融、スラグ化には差がなく、本発明におけ
る効果を享受できる。
【0020】
【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に本発明による高炉操業結果を従来法と比
較して示す。対象高炉は内容積3000m3 の中型高炉
であり、鉄鉱石中の焼結鉱使用割合が75wt%、焼結
鉱中(SiO2 )=5.5wt%、(MgO)=1.5
wt%、CaO/SiO2 =1.75で操業していた。
微粉炭吹込み量140kg/t、燃料比500kg/t
に維持しながら溶銑を6000t/日製造していた。こ
のとき焼結原料中にSiO2 ・MgOを多く含む副原料
(蛇紋岩)を2.0wt%配合していた。また出銑口か
ら流出するスラグ中の(Al23 )=14.5wt
%、(MgO)=6.5wt%で操業していた。
【0021】
【表1】
【0022】(実施例1)燃料比500kg/tのまま
微粉炭吹込み量を180kg/tに増加するときに、焼
結原料中に2.0wt%配合していた蛇紋岩をカット
し、焼結鉱中(SiO2 )=4.9wt%、(MgO)
=0.8wt%、CaO/SiO2 =1.9とした。こ
のとき、出銑口から流出するスラグ中の(Al23
=15.5wt%、(MgO)=5.0wt%であった
本発明による操業例である。比較例1に対比すると、燃
料比が低く、出銑量が多い。
【0023】(実施例2)燃料比500kg/tのまま
微粉炭吹込み量を180kg/tに増加するときに、焼
結原料中に2.0wt%配合していた蛇紋岩をカット
し、焼結鉱中(SiO2 )=4.9wt%、(MgO)
=0.8wt%、CaO/SiO2 =1.9とした。こ
のとき、出銑口から流出するスラグ中の(Al23
=14.5wt%、(MgO)=6.5wt%となるよ
うに、炉頂部から5〜25mmの塊状蛇紋岩を装入鉱石
の1.5wt%の量だけ、焼結鉱とあらかじめ混合して
装入した本発明による操業例である。比較例1に対比す
ると、燃料比が低く、出銑量が多い。
【0024】(実施例3)燃料比500kg/tのまま
微粉炭吹込み量を180kg/tに増加するときに、焼
結原料中に2.0wt%配合していた蛇紋岩をカット
し、焼結鉱中(SiO2 )=4.9wt%、(MgO)
=0.8wt%、CaO/SiO2 =1.9とした。こ
のとき、出銑口から流出するスラグ中の(Al23
=14.5wt%、(MgO)=6.5wt%となるよ
うに、羽口部から0.5mmの粉状蛇紋岩を25kg/
tの量だけ、微粉炭とは別のランスで吹込んだ本発明に
よる操業例である。比較例1に対比すると、燃料比が低
く、出銑量が多い。
【0025】(実施例4)燃料比500kg/tのまま
微粉炭吹込み量を180kg/tに増加するときに、焼
結原料中に2.0wt%配合していた蛇紋岩をカット
し、焼結鉱中(SiO2 )=4.9wt%、(MgO)
=0.8wt%、CaO/SiO2 =1.9とした。こ
のとき、出銑口から流出するスラグ中の(Al23
=14.5wt%、(MgO)=6.5wt%となるよ
うに、羽口部から0.8mmの粉状蛇紋岩を25kg/
tの量だけ微粉炭とあらかじめ混合し、同じランスで吹
込んだ本発明による操業例である。比較例1に対比する
と、燃料比が低く、出銑量が多い。
【0026】(比較例1)燃料比500kg/tのまま
微粉炭吹込み量を180kg/tに増加するときに、焼
結原料中に2.0wt%配合していた蛇紋岩をそのまま
にして、焼結鉱中(SiO2 )=5.5wt%、(Mg
O)=1.5wt%、CaO/SiO2 =1.75とし
て操業を継続した従来法による操業例である。実施例
1、2、3、4に比べて燃料比を上昇せざるを得ず、生
産量が低下している。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、焼結鉱中のSiO2 含有量が5.0wt%未満、お
よびMgO含有量が1.0wt%未満、かつCaO/S
iO2 を1.8〜2.5とすることにより、焼結鉱の被
還元性を良好に維持でき、微粉炭吹込み時の炉周辺部の
O/Cを増加しこの領域の還元効率を向上させることに
より、高炉の燃料比低減、生産性向上を安定的に行うこ
とができる。また出銑口から流出するスラグ中のAl2
3 、MgO含有量の調整に関しては、炉頂部からSi
2 ・MgOを含む塊状副原料を装入、あるいは羽口部
からSiO2 ・MgOを含む粉状副原料を吹込むことに
より対処でき、スラグの流動性、脱硫能に問題を生じな
い。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉羽口部から微粉炭を吹込むととも
    に、焼結鉱を含む鉄原料および炭材を高炉炉頂部から装
    入する方法において、SiO2 を5.0wt%未満、お
    よびMgOを1.0wt%未満、かつ塩基度(CaO/
    SiO2 )を1.8〜2.5とした高被還元性焼結鉱を
    高炉炉頂部から装入することを特徴とする高被還元性焼
    結鉱を使用した高炉操業方法。
  2. 【請求項2】 高炉炉頂部からSiO2 およびMgOを
    含む粒径5〜30mmの塊状副原料を、高被還元性焼結
    鉱とあらかじめ混合して装入し、高炉の出銑口から流出
    するスラグ中のAl23 を13.0〜16.0wt
    %、MgOを4.0〜8.0wt%に調節することを特
    徴とする請求項1記載の高被還元性焼結鉱を使用した高
    炉操業方法。
  3. 【請求項3】 高炉羽口部からSiO2 およびMgOを
    含む粒径1.0mm未満の粒状副原料を吹込み、高炉の
    出銑口から流出するスラグ中のAl23 を13.0〜
    16.0wt%、MgOを4.0〜8.0wt%に調節
    することを特徴とする請求項1記載の高被還元性焼結鉱
    を使用した高炉操業方法。
JP19915497A 1997-07-10 1997-07-10 高被還元性焼結鉱を使用した高炉操業方法 Pending JPH1129803A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003062473A1 (fr) * 2002-01-24 2003-07-31 Jfe Steel Corporation Procede de production de metal liquide a faible teneur en silicium

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