WO2013108768A1 - 高炉設備 - Google Patents

高炉設備 Download PDF

Info

Publication number
WO2013108768A1
WO2013108768A1 PCT/JP2013/050623 JP2013050623W WO2013108768A1 WO 2013108768 A1 WO2013108768 A1 WO 2013108768A1 JP 2013050623 W JP2013050623 W JP 2013050623W WO 2013108768 A1 WO2013108768 A1 WO 2013108768A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coal
blast furnace
pulverized
hot air
nitrogen gas
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/050623
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大本　節男
慶一 中川
務 濱田
雅一 坂口
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to US14/371,504 priority Critical patent/US9556497B2/en
Priority to JP2013554298A priority patent/JP5848363B2/ja
Priority to IN5770DEN2014 priority patent/IN2014DN05770A/en
Priority to KR1020147019698A priority patent/KR101611115B1/ko
Publication of WO2013108768A1 publication Critical patent/WO2013108768A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/16—Tuyéres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
    • C21B5/003—Injection of pulverulent coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/04—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of powdered coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10F—DRYING OR WORKING-UP OF PEAT
    • C10F5/00—Drying or de-watering peat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/083—Torrefaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/16—Tuyéres
    • C21B7/163—Blowpipe assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0033—Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27M—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS OF THE CHARGES OR FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS
    • F27M2003/00—Type of treatment of the charge
    • F27M2003/02—Preheating, e.g. in a laminating line
    • F27M2003/025—Drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27M—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS OF THE CHARGES OR FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS
    • F27M2003/00—Type of treatment of the charge
    • F27M2003/14—Pyrolising
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Definitions

  • the present invention relates to blast furnace equipment.
  • pig iron In the blast furnace facility, raw materials such as iron ore, limestone, and coal are charged into the blast furnace body from the top, and hot air and pulverized coal (PCI charcoal) are blown from the tuyere at the lower side of the side as auxiliary fuel.
  • PCI charcoal pulverized coal
  • an object of the present invention is to provide a blast furnace facility that can reduce the manufacturing cost of pig iron.
  • a blast furnace facility for solving the above-described problems includes a blast furnace main body, raw material charging means for charging a raw material from the top into the blast furnace main body, and a blade inside the blast furnace main body.
  • the pulverized coal supply means includes low-grade coal A water removal means for evaporating water, a carbonization means for carbonizing the coal from which water has been removed by the water removal means, a cooling means for cooling the coal carbonized by the carbonization means, and cooling by the cooling means
  • Pulverizing means for pulverizing the coal a storage tank for storing the coal pulverized by the pulverizing means, and transporting the coal pulverized by the pulverizing means to the storage tank with an inert gas flow hand
  • it comprises a feed means for feeding the coal in the reservoir tank
  • the blast furnace equipment according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the dry distillation means heats the coal at 400 to 600 ° C.
  • the blast furnace equipment according to a third invention is characterized in that, in the first or second invention, the cooling means cools the coal to 200 ° C. or less in an inert gas atmosphere. .
  • the blast furnace equipment is that, in any one of the first to third aspects, the pulverizing means pulverizes the coal to a diameter of 100 ⁇ m or less in an inert gas atmosphere.
  • the blast furnace equipment according to a fifth invention is characterized in that, in any of the first to fourth inventions, the low-grade coal is subbituminous coal or lignite.
  • a blast furnace facility is the blast furnace equipment according to any one of the first to fifth inventions, wherein the pulverized coal has an oxygen atom content ratio (dry base) of 10 to 20% by weight. It has an average pore diameter of 10 to 50 nm.
  • low-grade coal is dried and dry-distilled to form dry-distilled coal having a high reaction activity with oxygen, cooled and pulverized, and then transported in a nitrogen gas stream into the storage tank.
  • PCI charcoal By storing it, it can be used as PCI charcoal while imparting high combustion performance to inexpensive low-grade coal, so that it is possible to reduce the production cost of pig iron and at the same time dry distillation coal and fine powder imparted high combustion performance Since charcoal can be used for short-term storage and short-term transportation without long-term storage and long-term transportation, high safety can be easily ensured.
  • a raw material quantitative supply device 111 that quantitatively supplies a raw material 1 such as iron ore, limestone, and coal communicates with the upstream side in the transport direction of a charging conveyor 112 that transports the raw material 1.
  • the downstream side in the transport direction of the charging conveyor 112 is in communication with the top of the furnace top hopper 113 at the top of the blast furnace main body 110.
  • a hot air supply device 114 for supplying hot air 101 (1000 to 1300 ° C.) is connected to a blow pipe 115 provided at the tuyere of the blast furnace main body 110.
  • the raw material charging unit 111, the charging conveyor 112, the furnace top hopper 113 and the like constitute raw material charging means, and the hot air feeding device 114, the blow pipe 115 and the like blow hot air. Is included.
  • a steam tube dryer type drying device 122 for evaporating the moisture 3 in the low-grade coal 2 such as subbituminous coal or lignite is disposed.
  • Nitrogen gas 102 which is an inert gas
  • a nitrogen gas supply source 121 which is an active gas supply means
  • water vapor 103 which is a heating medium
  • the low-grade coal 2 supplied from the hopper 122a is heated (100 to 200 ° C.) while the inside is in a low-oxygen atmosphere (several percent) and volatilizes at a moisture 3 and relatively low temperature.
  • the volatile component 4 is removed from the low-grade coal 2 to produce the dry coal 5, the moisture 3 and the volatile component 4 can be discharged together with the nitrogen gas 102 to the outside. It has become the jar.
  • the discharge port of the dry coal 5 of the drying device 122 is connected to the upstream side in the transport direction of the conveyor 141 with a shield hood covering the periphery via a rotary valve 131.
  • the nitrogen gas 102 from the nitrogen gas supply source 121 is supplied to the inside of the shield hood of the conveyor 141 so that the inside of the shield hood of the conveyor 141 has a nitrogen gas atmosphere. It has become.
  • the downstream side of the conveyor 141 in the conveying direction is connected to the dry coal 5 receiving port of the dry kiln type dry distillation device 123 for carbonizing the dry coal 5 via a rotary valve 132, and the dry distillation device 123 is
  • the nitrogen gas 102 is supplied from the nitrogen gas supply source 121 to the inside, and the combustion gas 104 as a heating medium is supplied to an outer jacket fixedly supported, so that the inside is kept in a nitrogen gas atmosphere.
  • the dry coal 5 is heated (400 to 600 ° C.) to remove the volatile component 6 that volatilizes at a high temperature from the dry coal 5 to produce the dry-distilled coal 7.
  • the volatile component 6 is discharged to the outside together with the nitrogen gas 102. It can be discharged.
  • the discharge port of the dry distillation coal 7 of the dry distillation device 123 is connected via a rotary valve 133 to the upstream side in the transport direction of a conveyor 142 with a shield hood covering the periphery.
  • the nitrogen gas 102 from the nitrogen gas supply source 121 is supplied to the inside of the shield hood of the conveyor 142 so that the inside of the shield hood of the conveyor 142 has a nitrogen gas atmosphere. It has become.
  • the downstream side of the conveyor 142 in the transport direction is connected to the inlet of the dry-distilled coal 7 of the steam-tube dryer type cooling device 124 that cools the dry-distilled coal 7 via a rotary valve 134,
  • the nitrogen gas 102 is supplied from the nitrogen gas supply source 121 to the inside, and the cooling water 105 as a cooling medium is supplied to the inside of the coiled cooling pipe disposed in the central portion.
  • the dry-distilled coal 7 can be cooled (200 ° C. or lower) while keeping the atmosphere of nitrogen gas.
  • the discharge port of the dry distillation coal 7 of the cooling device 124 is connected via a rotary valve 135 to the upstream side in the transport direction of a conveyor 143 with a shield hood that covers the periphery.
  • the nitrogen gas 102 from the nitrogen gas supply source 121 is supplied to the inside of the shield hood of the conveyor 143 so that the inside of the shield hood of the conveyor 143 has a nitrogen gas atmosphere. It has become.
  • the downstream side of the conveyor 143 in the conveying direction is connected to an inlet of the dry-distilled coal 7 of a mill type pulverizer 125 for pulverizing the dry-distilled coal 7 via a rotary valve 136.
  • the dry-distilled coal 7 can be pulverized into pulverized coal 8 (diameter of 100 ⁇ m or less) while the inside is maintained in a nitrogen gas atmosphere with the nitrogen gas fed together with the dry-distilled coal 7.
  • the lower part of the pulverizer 125 is connected in the middle of the transfer line 151 from the nitrogen gas supply source 121.
  • the transport line 151 is connected to a receiving port of a cyclone separator 152 that is a separating means for separating the pulverized coal 8 from the air flow of the nitrogen gas 102.
  • the lower part of the cyclone separator 152 is connected to the upper side of a storage tank 153 that stores the pulverized coal 8, and the storage tank 153 can maintain the inside in a nitrogen gas atmosphere.
  • a lower portion of the storage tank 153 is connected to an injection lance 154 connected to the blow pipe 115, and the pulverized coal 8 inside the storage tank 153 is supplied from the injection lance 154 into the blow pipe 115. Be able to.
  • reference numeral 110 a denotes a spout for taking out molten pig iron 9.
  • the nitrogen gas supply source 121, the drying device 122, the rotary valve 131, etc. constitute water removal means, and the nitrogen gas supply source 121, the dry distillation device 123, and the rotary valve 132 are configured.
  • 133, the conveyor 141 and the like constitute dry distillation means, and the nitrogen gas supply source 121, the cooling device 124, the rotary valves 134 and 135, the conveyor 142 and the like constitute cooling means, and the nitrogen gas supply source 121
  • the pulverizing device 125, the rotary valve 136, the conveyor 143 and the like constitute pulverizing means, and the nitrogen gas supply source 121, the conveying line 151, the cyclone separator 152 and the like constitute conveying means, and the injection lance 154 Etc. constitute the feeding means.
  • the raw material 1 is quantitatively supplied from the raw material quantitative supply device 111, the raw material 1 is supplied into the furnace top hopper 113 by the charging conveyor 112 and charged into the blast furnace main body 110.
  • the nitrogen gas 102 is fed from the nitrogen gas supply source 121 and the low-grade coal 2 is fed from the hopper 122a of the drying device 122 into the drying device 122, the low-grade coal 2 is Then, the water vapor 103 is heated (100 to 200 ° C.) through the heating tube in a low oxygen atmosphere (several percent), and the moisture 3 and the volatile component 4 evaporate to go out of the system together with the nitrogen gas 102. By being discharged, it is dried to become dry coal 5.
  • the nitrogen gas 102 containing the volatile component 4 is subjected to a purification process after being used as the combustion gas 104 by being burned in a combustion furnace (not shown).
  • the dry coal 5 is fed to the conveyor 141 through the rotary valve 131 and is transported in a nitrogen gas atmosphere, and is supplied into the dry distillation apparatus 123 through the rotary valve 132, so that the dry coal 5 is in a nitrogen gas atmosphere.
  • the combustion gas 104 is heated through the heating pipe (400 to 600 ° C.), and the volatile component 6 is evaporated and discharged together with the nitrogen gas 102 to be dry-distilled and reacted with oxygen. It becomes dry carbon 7 with high activity.
  • the nitrogen gas 102 containing the volatile component 6 is subjected to purification treatment after being used as the combustion gas 104 by being burned in a combustion furnace (not shown).
  • the dry-distilled coal 7 is fed to the conveyor 142 via the rotary valve 133 and conveyed in a nitrogen gas atmosphere, and supplied to the inside of the cooling device 124 via the rotary valve 134, And cooled by the cooling water 105 through the cooling pipe (200 ° C. or less), then fed to the conveyor 143 through the rotary valve 135 and conveyed in a nitrogen gas atmosphere.
  • the pulverized coal (PCI charcoal) 8 is obtained by being supplied into the pulverizer 125 and being pulverized (with a diameter of 100 ⁇ m or less) in a nitrogen gas atmosphere.
  • the pulverized coal (PCI charcoal) 8 is air-conveyed through the conveying line 151 from the pulverizer 125 by the nitrogen gas 102 from the nitrogen gas supply source 121, and is fed to the cyclone separator 152 to be nitrogen gas 102. Is stored in the storage tank 153 in a nitrogen gas atmosphere.
  • the pulverized coal (PCI charcoal) 8 stored in the storage tank 153 is fed from the injection lance 154 into the blow pipe 115 and fed from the hot air feeding device 114 to the blow pipe 115. It is burned by being supplied into the hot air 101, and becomes a flame at the tip of the blow pipe 115 to form a raceway, and the coal in the raw material 1 in the blast furnace body 110 is burned. Thereby, the iron ore in the raw material 1 is reduced to become pig iron (molten metal) 9 and is taken out from the tap outlet 110a.
  • the conventional blast furnace equipment uses high-quality and expensive anthracite or bituminous coal as PCI charcoal, but the blast furnace equipment 100 according to this embodiment uses low-grade coal 2 such as sub-bituminous coal or lignite.
  • Low-grade coal 2 such as sub-bituminous coal or lignite.
  • Nitrogen gas after cooling to pulverization in a nitrogen gas atmosphere by making dry-distilled and dry-distilled coal 7 having high reactivity with oxygen 7 (approximately 20 times the reactivity of oxygen with low-grade coal 2) By transporting it in an air stream and storing it in the storage tank 153 in a nitrogen gas atmosphere, it is possible to safely use it as PCI charcoal while imparting high combustion performance to an inexpensive low-grade coal 2.
  • the inexpensive low-grade coal 2 can be used as the PCI coal 8, and thus the manufacturing cost of the pig iron 9 can be reduced.
  • the dry distillation coal 7 and the pulverized coal 8 imparted with high combustion performance can be used for short-term storage and short-term transport without long-term storage and long-term transport, high safety can be easily ensured. .
  • pulverized coal having an oxygen atom content (dry base) of 10 to 18% by weight and an average pore size of 10 to 50 nm (nanometer) (preferably 20 to 50 nm (nanometer)) ) 8A is preferable.
  • Such pulverized coal (PCI charcoal) 8A is, as shown in FIG. 2, low-grade coal such as subbituminous coal and lignite (oxygen atom content (dry base): more than 18% by weight, average pore diameter: 3 to 4 nm) 2 is heated (110 to 200 ° C. ⁇ 0.5 to 1 hour) in a low oxygen atmosphere (oxygen concentration: 5% by volume or less) and dried (drying step S11) to remove moisture, and then low By heating (460 to 590 ° C. (preferably, 500 to 550 ° C.) ⁇ 0.5 to 1 hour) in an oxygen atmosphere (oxygen concentration: 2% by volume or less) and dry distillation (dry distillation step S12), product water And carbon dioxide, tar, etc.
  • low-grade coal such as subbituminous coal and lignite (oxygen atom content (dry base): more than 18% by weight, average pore diameter: 3 to 4 nm) 2 is heated (110 to 200 ° C. ⁇ 0.5 to
  • the average pore diameter is 10 to 50 nm, that is, tar-generating groups such as oxygen-containing functional groups (carboxyl group, aldehyde group, ester group, hydroxyl group, etc.) are removed.
  • oxygen-containing functional groups carboxyl group, aldehyde group, ester group, hydroxyl group, etc.
  • the oxygen atom content rate dry base
  • the main skeleton combustion components centered on C, H, and O
  • the hot air when hot air is blown from the tuyere into the main body of the blast furnace, it contains not only oxygen atoms in the main skeleton, but also oxygen in the hot air easily diffuses into the inside due to the large diameter pores. Since tar is hardly generated, complete combustion can be performed with almost no unburned carbon (soot), and combustion efficiency can be improved at low cost.
  • the said pulverized coal (PCI charcoal) 8A has an average pore diameter of 10 nm or more, the ease of diffusing oxygen in the hot air is reduced, resulting in a decrease in combustibility. Since it can be suppressed and the average pore diameter is 50 nm or less, it can be suppressed from becoming cracked and fine due to heat shock or the like, so when blown into the inside of the blast furnace main body, it is cracked and becomes fine. It can be suppressed that the gas is discharged without passing through the inside of the blast furnace body while riding on the gas flow and burning.
  • the said pulverized coal (PCI charcoal) 8A has an oxygen atom content ratio (dry base) of 10% by weight or more, it can be completely burned without containing an oxidant or oxygen enrichment of hot air. Can do.
  • the pulverized coal (PCI charcoal) 8A preferably has a pore volume of 0.05 to 0.5 cm 3 / g, and particularly preferably 0.1 to 0.2 cm 3 / g. Because, if it is less than 0.05 cm 3 / g, the contact area with oxygen in the hot air (reaction area) is small, which may cause a decrease in combustibility, whereas if it exceeds 0.5 cm 3 / g, This is because the volatilization of many components results in excessively porous components due to being too porous.
  • the pulverized coal (PCI charcoal) 8A preferably has a specific surface area of 1 to 100 m 2 / g, and particularly preferably 5 to 20 m 2 / g. Because, if it is less than 1 m 2 / g, the contact area (reaction area) with oxygen in the hot air is small, which may cause a decrease in combustibility, while if it exceeds 100 m 2 / g, many components This is because the volatilization of the fuel is too porous and the combustion components become too small.
  • the carbonization temperature in the carbonization step S12 is 460 to 590 ° C.
  • pulverized coal (PCI charcoal) 8B having an oxygen atom content ratio (dry base) of 12 to 20% by weight and an average pore diameter of 10 to 50 nm (preferably 20 to 50 nm) is more preferable.
  • Such pulverized coal (PCI charcoal) 8B is obtained by drying the low-grade coal (oxygen atom content (dry base): more than 18% by weight) 2 in the same manner as described above (drying).
  • Step S11 carbonized in the same manner as described above (Cryogenic step S12), cooled (50 to 150 ° C.) in a low oxygen atmosphere (oxygen concentration: 2% by volume or less) (cooling step S23), and then an oxygen-containing atmosphere
  • oxygen is chemically adsorbed and partially oxidized (partial oxidation step S25) by exposure to medium (oxygen concentration: 5 to 21% by volume) (50 to 150 ° C. ⁇ 0.5 to 10 hours), the same as described above
  • fine pulverization step S14 finely pulverizing
  • the average pore diameter is 10 to 50 nm, that is, the oxygen-containing functional group (carboxyl group, aldehyde group, ester group, hydroxyl group, etc.) like the pulverized coal 8A.
  • the oxygen atom content dry base
  • the oxygen atom content dry base
  • a combustion component centered on the main skeleton C, H, O
  • the main skeleton is more oxygen than in the case of the pulverized coal 8A.
  • the oxygen of the hot air easily diffuses into the inside due to the large-diameter pores, but also the tar content is hardly generated. Therefore, it is possible to complete combustion without generating more unburned carbon (soot) than in the case of the pulverized coal 8A, and to improve the combustion efficiency at a lower cost than in the case of the pulverized coal 8A. Is more certain.
  • the pulverized coal (PCI charcoal) 8B has an average pore diameter of 10 nm or more, like the pulverized coal 8A, the ease of diffusing oxygen in the hot air is reduced, and the combustibility is reduced.
  • the pulverized coal 8A since the average pore diameter is 50 nm or less, it is possible to suppress cracking and becoming fine due to heat shock or the like. Therefore, when blown into the inside of the blast furnace body, it can be suppressed that it breaks and becomes fine, and it passes through the inside of the blast furnace body while riding on the gas stream and is discharged without burning. Can be suppressed.
  • the oxygen atom content ratio (dry base) is 20% by weight or less, so that the oxygen content is too much and the calorific value becomes too low. Can be suppressed.
  • the pulverized coal (PCI coal) 8B like the pulverized coal 8A, pore volume, preferable to be 0.05 ⁇ 0.5cm 3 / g, particularly 0.1 ⁇ 0.2 cm 3 / Very preferably g. Because, if it is less than 0.05 cm 3 / g, the contact area with oxygen in the hot air (reaction area) is small, which may cause a decrease in combustibility, whereas if it exceeds 0.5 cm 3 / g, This is because the volatilization of many components results in excessively porous components due to being too porous.
  • the pulverized coal (PCI charcoal) 8B like the pulverized coal 8A, preferably has a specific surface area of 1 to 100 m 2 / g, particularly preferably 5 to 20 m 2 / g. Because, if it is less than 1 m 2 / g, the contact area (reaction area) with oxygen in the hot air is small, which may cause a decrease in combustibility, while if it exceeds 100 m 2 / g, many components This is because the volatilization of the fuel is too porous and the combustion component becomes too small.
  • the treatment temperature in the partial oxidation step S25 is 50 to 150 ° C., carbon monoxide and carbon dioxide are generated by the combustion reaction even in an air (oxygen concentration: 21% by volume) atmosphere. This can be suppressed, and the partial oxidation treatment can surely proceed even in an atmosphere having an oxygen concentration of about 5% by volume.
  • the blast furnace equipment according to the present invention can reduce the production cost of pig iron, it can be used extremely beneficially in the steel industry.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)

Abstract

高炉本体（１１０）と、高炉本体（１１０）に原料（１）を装入する原料装入手段（１１１～１１３）と、高炉本体（１１０）に熱風を吹き込む熱風吹込み手段（１１４，１１５）と、低品位石炭（２）中の水分を蒸発させる乾燥装置（１２２）等と、乾燥石炭（５）を乾留する乾留装置（１２３）等と、乾留石炭（７）を冷却する冷却装置（１２４）等と、冷却装置（１２４）で冷却された乾留石炭（７）を粉砕する粉砕装置（１２５）等と、微粉炭（８）を貯留する貯留タンク（１５３）と、粉砕装置（１２５）で粉砕された微粉炭（８）を貯留タンク（１５３）内へ窒素ガス（１０２）で気流搬送する窒素ガス供給源（１２１），搬送ライン（１５１），サイクロンセパレータ（１５２）等と、高炉本体（１１０）の内部に吹き込まれる熱風（１０１）に貯留タンク（１５３）内の微粉炭（８）を送給するインジェクションランス（１５４）等とを備える高炉設備（１００）とした。

Description

高炉設備
　本発明は、高炉設備に関する。
　高炉設備は、高炉本体の内部に、頂部から鉄鉱石や石灰石や石炭等の原料を装入すると共に、側部の下方寄りの羽口から熱風及び補助燃料として微粉炭（ＰＣＩ炭）を吹き込むことにより、鉄鉱石から銑鉄を製造することができるようになっている。
特開平１０－０６０５０８号公報 特開平１１－０９２８０９号公報
　高炉本体の内部に補助燃料として吹き込むＰＣＩ炭は、未燃炭素を生じてしまうと、当該未燃炭素が燃焼ガスの流通を阻害してしまう可能性があることから、高い燃焼性能が要求されるため、高品質で高価な無煙炭や瀝青炭等が使用されており、銑鉄の製造コストの上昇を招いてしまっていた。
　このようなことから、本発明は、銑鉄の製造コストの低減を図ることができる高炉設備を提供することを目的とする。
　前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る高炉設備は、高炉本体と、前記高炉本体の内部に頂部から原料を装入する原料装入手段と、前記高炉本体の内部に羽口から熱風を吹き込む熱風吹込み手段と、前記高炉本体の内部に前記羽口から微粉炭を供給する微粉炭供給手段とを備えている高炉設備において、前記微粉炭供給手段が、低品位石炭中の水分を蒸発させる水分除去手段と、前記水分除去手段で水分を除去された前記石炭を乾留する乾留手段と、前記乾留手段で乾留された前記石炭を冷却する冷却手段と、前記冷却手段で冷却された前記石炭を粉砕する粉砕手段と、前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を貯留する貯留タンクと、前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を前記貯留タンク内へ不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、前記高炉本体の内部に吹き込まれる前記熱風に前記貯留タンク内の前記石炭を送給する送給手段とを備えていることを特徴とする。
　第二番目の発明に係る高炉設備は、第一番目の発明において、前記乾留手段が、前記石炭を４００～６００℃で加熱するものであることを特徴とする。
　第三番目の発明に係る高炉設備は、第一番目又は第二番目の発明において、前記冷却手段が、前記石炭を不活性ガス雰囲気中で２００℃以下に冷却するものであることを特徴とする。
　第四番目の発明に係る高炉設備は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記粉砕手段が、前記石炭を不活性ガス雰囲気中で直径１００μｍ以下に粉砕するものであることを特徴とする。
　第五番目の発明に係る高炉設備は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記低品位石炭が、亜瀝青炭又は褐炭であることを特徴とする。
　第六番目の発明に係る高炉設備は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記微粉炭が、１０～２０重量％の酸素原子含有割合（ドライベース）を有するものであると共に、１０～５０ｎｍの平均細孔径を有するものであることを特徴とする。
　本発明に係る高炉設備によれば、低品位石炭を乾燥させて乾留することにより酸素との反応活性の高い乾留石炭にして、冷却して粉砕した後に窒素ガス気流で搬送して貯留タンク内に貯留することにより、廉価な低品位石炭に高燃焼性能を付与しつつＰＣＩ炭として使用することができるので、銑鉄の製造コストを低減することができると共に、高燃焼性能を付与した乾留石炭及び微粉炭を長期保管及び長期輸送することなく短期保管及び短期輸送で使用することができるので、高い安全性を確保することが容易にできる。
本発明に係る高炉設備の主な実施形態の要部の概略構成図である。 本発明に係る高炉設備に利用される好ましい微粉炭の製造手順を表すフロー図である。 本発明に係る高炉設備に利用される他の好ましい微粉炭の製造手順を表すフロー図である。
　本発明に係る高炉設備の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明に係る高炉設備は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
〈主な実施形態〉
　本発明に係る高炉設備の主な実施形態を図１に基づいて説明する。
　図１に示すように、鉄鉱石や石灰石や石炭等の原料１を定量供給する原料定量供給装置１１１は、当該原料１を搬送する装入コンベア１１２の搬送方向上流側に連絡している。この装入コンベア１１２の搬送方向下流側は、高炉本体１１０の頂部の炉頂ホッパ１１３の上方に連絡している。熱風１０１（１０００～１３００℃）を送給する熱風送給装置１１４は、前記高炉本体１１０の羽口に設けられたブローパイプ１１５に連結されている。
　なお、本実施形態においては、前記原料定量供給装置１１１、前記装入コンベア１１２、炉頂ホッパ１１３等により原料装入手段を構成し、前記熱風送給装置１１４、前記ブローパイプ１１５等により熱風吹込み手段を構成している。
　他方、前記高炉本体１１０の近傍には、亜瀝青炭や褐炭等の低品位石炭２中の水分３を蒸発させるスチームチューブドライヤ方式の乾燥装置１２２が配設されており、当該乾燥装置１２２は、不活性ガス供給手段である窒素ガス供給源１２１から不活性ガスである窒素ガス１０２が内部に供給されると共に、中心部分に配設されたコイル状の加熱管の内部に加熱媒体である水蒸気１０３が供給されることにより、内部を低酸素雰囲気（数％程度）にしつつ、ホッパ１２２ａから供給された上記低品位石炭２を加熱して（１００～２００℃）、水分３及び比較的低温で揮発する揮発成分４を当該低品位石炭２から除去して乾燥石炭５を製すると同時に、当該水分３及び当該揮発成分４を前記窒素ガス１０２と共に外部へ排出することができるようになっている。
　前記乾燥装置１２２の前記乾燥石炭５の排出口は、周囲を覆うシールドフード付きのコンベア１４１の搬送方向上流側にロータリバルブ１３１を介して接続している。前記コンベア１４１の前記シールドフードの内側には、前記窒素ガス供給源１２１からの窒素ガス１０２が供給されるようになっており、当該コンベア１４１の当該シールドフード内は、窒素ガス雰囲気となるようになっている。
　前記コンベア１４１の搬送方向下流側は、前記乾燥石炭５を乾留するロータリキルン方式の乾留装置１２３の当該乾燥石炭５の受入口にロータリバルブ１３２を介して接続しており、当該乾留装置１２３は、前記窒素ガス供給源１２１から前記窒素ガス１０２が内部に供給されると共に、固定支持されている外側のジャケットに加熱媒体である燃焼ガス１０４が供給されることにより、内部を窒素ガス雰囲気にしつつ上記乾燥石炭５を加熱して（４００～６００℃）、高温で揮発する揮発成分６を当該乾燥石炭５から除去して乾留石炭７を製すると同時に、当該揮発成分６を前記窒素ガス１０２と共に外部へ排出することができるようになっている。
　前記乾留装置１２３の前記乾留石炭７の排出口は、周囲を覆うシールドフード付きのコンベア１４２の搬送方向上流側にロータリバルブ１３３を介して接続している。前記コンベア１４２の前記シールドフードの内側には、前記窒素ガス供給源１２１からの窒素ガス１０２が供給されるようになっており、当該コンベア１４２の当該シールドフード内は、窒素ガス雰囲気となるようになっている。
　前記コンベア１４２の搬送方向下流側は、前記乾留石炭７を冷却するスチームチューブドライヤ方式の冷却装置１２４の当該乾留石炭７の受入口にロータリバルブ１３４を介して接続しており、当該冷却装置１２４は、前記窒素ガス供給源１２１から前記窒素ガス１０２が内部に供給されると共に、中心部分に配設されたコイル状の冷却管の内部に冷却媒体である冷却水１０５が供給されることにより、内部を窒素ガス雰囲気にしつつ上記乾留石炭７を冷却（２００℃以下）することができるようになっている。
　前記冷却装置１２４の前記乾留石炭７の排出口は、周囲を覆うシールドフード付きのコンベア１４３の搬送方向上流側にロータリバルブ１３５を介して接続している。前記コンベア１４３の前記シールドフードの内側には、前記窒素ガス供給源１２１からの窒素ガス１０２が供給されるようになっており、当該コンベア１４３の当該シールドフード内は、窒素ガス雰囲気となるようになっている。
　前記コンベア１４３の搬送方向下流側は、前記乾留石炭７を粉砕するミル形式の粉砕装置１２５の当該乾留石炭７の受入口にロータリバルブ１３６を介して接続しており、当該粉砕装置１２５は、当該乾留石炭７と共に送給される窒素ガスにより内部を窒素ガス雰囲気に保持しつつ当該乾留石炭７を粉砕して微粉炭８（直径１００μｍ以下）とすることができるようになっている。
　前記粉砕装置１２５の下部は、前記窒素ガス供給源１２１からの搬送ライン１５１の途中に接続されている。前記搬送ライン１５１は、前記窒素ガス１０２の気流から前記微粉炭８を分離する分離手段であるサイクロンセパレータ１５２の受入口に接続している。前記サイクロンセパレータ１５２の下部は、前記微粉炭８を貯留する貯留タンク１５３の上方に接続されており、当該貯留タンク１５３は、内部を窒素ガス雰囲気に保持することができるようになっている。
　前記貯留タンク１５３の下部は、前記ブローパイプ１１５に接続されたインジェクションランス１５４に接続されており、当該貯留タンク１５３の内部の前記微粉炭８を当該インジェクションランス１５４から上記ブローパイプ１１５内に供給することができるようになっている。
　なお、図１中、１１０ａは、溶融した銑鉄（溶銑）９を取り出す出銑口である。
　このような本実施形態においては、前記窒素ガス供給源１２１、前記乾燥装置１２２、前記ロータリバルブ１３１等により水分除去手段を構成し、前記窒素ガス供給源１２１、前記乾留装置１２３、前記ロータリバルブ１３２，１３３、前記コンベア１４１等により乾留手段を構成し、前記窒素ガス供給源１２１、前記冷却装置１２４、前記ロータリバルブ１３４，１３５、前記コンベア１４２等により冷却手段を構成し、前記窒素ガス供給源１２１、前記粉砕装置１２５、前記ロータリバルブ１３６、前記コンベア１４３等により粉砕手段を構成し、前記窒素ガス供給源１２１、前記搬送ライン１５１、前記サイクロンセパレータ１５２等により搬送手段を構成し、前記インジェクションランス１５４等により送給手段を構成している。
　次に、本実施形態に係る高炉設備１００の作動を説明する。
　前記原料定量供給装置１１１から前記原料１を定量供給すると、当該原料１が、前記装入コンベア１１２で前記炉頂ホッパ１１３内に供給されて前記高炉本体１１０内に装入される。
　他方、前記窒素ガス供給源１２１から窒素ガス１０２を送給すると共に、前記低品位石炭２を前記乾燥装置１２２の前記ホッパ１２２ａから当該乾燥装置１２２の内部に送給すると、当該低品位石炭２は、低酸素雰囲気（数％程度）中で前記水蒸気１０３により前記加熱管を介して加熱（１００～２００℃）され、前記水分３及び前記揮発成分４が蒸発して前記窒素ガス１０２と共に系外へ排出されることにより、乾燥されて乾燥石炭５となる。
　なお、上記揮発成分４を含有する上記窒素ガス１０２は、図示しない燃焼炉で燃焼処理されることにより前記燃焼ガス１０４として利用された後に浄化処理される。
　前記乾燥石炭５は、前記ロータリバルブ１３１を介して前記コンベア１４１に送給されて窒素ガス雰囲気中で搬送され、前記ロータリバルブ１３２を介して前記乾留装置１２３の内部に供給され、窒素ガス雰囲気中で前記燃焼ガス１０４により前記加熱管を介して加熱（４００～６００℃）され、前記揮発成分６が蒸発して前記窒素ガス１０２と共に系外へ排出されることにより、乾留されて酸素との反応活性の高い乾留石炭７となる。
　なお、上記揮発成分６を含有する上記窒素ガス１０２は、図示しない燃焼炉で燃焼処理されることにより前記燃焼ガス１０４として利用された後に浄化処理される。
　前記乾留石炭７は、前記ロータリバルブ１３３を介して前記コンベア１４２に送給されて窒素ガス雰囲気中で搬送され、前記ロータリバルブ１３４を介して前記冷却装置１２４の内部に供給され、窒素ガス雰囲気中で前記冷却水１０５により前記冷却管を介して冷却（２００℃以下）された後、前記ロータリバルブ１３５を介して前記コンベア１４３に送給されて窒素ガス雰囲気中で搬送され、前記ロータリバルブ１３６を介して前記粉砕装置１２５の内部に供給され、窒素ガス雰囲気中で粉砕（直径１００μｍ以下）されることにより、微粉炭（ＰＣＩ炭）８となる。
　前記微粉炭（ＰＣＩ炭）８は、前記窒素ガス供給源１２１からの窒素ガス１０２により、前記粉砕装置１２５から前記搬送ライン１５１中を気流搬送され、前記サイクロンセパレータ１５２に送給されて窒素ガス１０２の気流から分離されることにより、前記貯留タンク１５３内に窒素ガス雰囲気中で貯留される。
　前記貯留タンク１５３内に貯留された前記微粉炭（ＰＣＩ炭）８は、前記インジェクションランス１５４から前記ブローパイプ１１５の内部に送給され、前記熱風送給装置１１４から当該ブローパイプ１１５に送給された熱風１０１中に供給されることにより燃焼し、当該ブローパイプ１１５の先端で火炎となってレースウェイを形成し、前記高炉本体１１０内の前記原料１中の石炭等を燃焼させる。これにより、前記原料１中の鉄鉱石が還元されて銑鉄（溶銑）９となって前記出銑口１１０ａから取り出される。
　つまり、従来の高炉設備は、高品質で高価な無煙炭や瀝青炭等をＰＣＩ炭として使用するものであったが、本実施形態に係る高炉設備１００は、亜瀝青炭や褐炭等の低品位石炭２を乾燥させて乾留することにより酸素との反応活性の高い乾留石炭７（酸素との反応性が低品位石炭２の約２０倍）にして、窒素ガス雰囲気において、冷却して微粉砕した後に窒素ガス気流で搬送して窒素ガス雰囲気中の前記貯留タンク１５３内に貯留することにより、廉価な低品位石炭２に高燃焼性能を付与しつつＰＣＩ炭として安全に使用できるようにしたのである。
　したがって、本実施形態に係る高炉設備１００によれば、廉価な低品位石炭２をＰＣＩ炭８として使用することができるので、銑鉄９の製造コストを低減することができる。
　また、高燃焼性能を付与した前記乾留石炭７及び前記微粉炭８を長期保管及び長期輸送することなく短期保管及び短期輸送で使用することができるので、高い安全性を確保することが容易にできる。
　ここで、酸素原子含有割合（ドライベース）が、１０～１８重量％、平均細孔径が、１０～５０ｎｍ（ナノメートル）（好ましくは、２０～５０ｎｍ（ナノメートル））となる微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａであると、好ましい。
　このような上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、図２に示すように、亜瀝青炭や褐炭等の低品位石炭（酸素原子含有割合（ドライベース）：１８重量％超、平均細孔径：３～４ｎｍ）２を低酸素雰囲気中（酸素濃度：５体積％以下）で加熱（１１０～２００℃×０．５～１時間）して乾燥する（乾燥工程Ｓ１１）ことにより水分を除去した後、低酸素雰囲気中（酸素濃度：２体積％以下）で加熱（４６０～５９０℃（好ましくは、５００～５５０℃）×０．５～１時間）して乾留する（乾留工程Ｓ１２）ことにより、生成水や二酸化炭素やタール分等を乾留ガスや乾留油として除去してから、低酸素雰囲気中（酸素濃度：２体積％以下）で冷却（５０℃以下）して（冷却工程Ｓ１３）、微粉砕（粒径：７７μｍ以下（８０％パス））する（微粉砕工程Ｓ１４）ことにより、容易に製造することができる。
　このような上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａにおいては、平均細孔径が１０～５０ｎｍである、すなわち、含酸素官能基（カルボキシル基、アルデヒド基、エステル基、水酸基等）等のタール生成基が脱離して大きく減少しているものの、酸素原子含有割合（ドライベース）が１０～１８重量％である、すなわち、主骨格（Ｃ，Ｈ，Ｏを中心とする燃焼成分）の分解（減少）が大きく抑制されていることから、高炉本体の内部に羽口から熱風と共に吹き込むと、主骨格中に酸素原子を多く含むと共に、径の大きい細孔によって熱風の酸素が内部にまで拡散しやすいだけでなく、タール分が非常に生じにくくなっているので、未燃炭素（煤）をほとんど生じることなく完全燃焼することができ、低コストで燃焼効率を向上させることができる。
　また、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、平均細孔径が１０ｎｍ以上であることから、熱風中の酸素の内部への拡散しやすさが低下して、燃焼性の低下を引き起こしてしまうことを抑制することができると共に、平均細孔径が５０ｎｍ以下であることから、ヒートショック等で割れて微細になることを抑制することができるので、高炉本体の内部に吹き込んだときに、割れて微細になってしまうことを抑制することができ、高炉本体の内部をガス気流に乗ったまま通過して燃焼することなく排出されてしまうことを抑制することができる。
　また、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、酸素原子含有割合（ドライベース）が１０重量％以上であることから、酸化剤の含有や、熱風の酸素富化をすることなく、完全燃焼させることができる。
　さらに、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、細孔容積が、０．０５～０．５ｃｍ3／ｇであると好ましく、特に０．１～０．２ｃｍ3／ｇであると非常に好ましい。なぜなら、０．０５ｃｍ3／ｇ未満であると、熱風中の酸素との接触面積（反応面積）が小さく、燃焼性の低下を引き起こしてしまうおそれがある一方、０．５ｃｍ3／ｇを超えると、多くの成分の揮発によってポーラス過ぎて燃焼成分が少なくなり過ぎてしまうからである。
　くわえて、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ａは、比表面積が、１～１００ｍ2／ｇであると好ましく、特に５～２０ｍ2／ｇであると非常に好ましい。なぜなら、１ｍ2／ｇ未満であると、熱風中の酸素との接触面積（反応面積）が小さく、燃焼性の低下を引き起こしてしまうおそれがある一方、１００ｍ2／ｇを超えると、多くの成分の揮発によってポーラス過ぎて燃焼成分が少なくなり過ぎてしまうからである。
　また、前記乾留工程Ｓ１２の乾留温度が、４６０～５９０℃であることから、前記低品位石炭１１から含酸素官能基等のタール生成基を十分に脱離させることができる、平均細孔径を１０～５０ｎｍとすることが容易にできると共に、前記低品位石炭２の主骨格（Ｃ，Ｈ，Ｏを中心とする燃焼成分）の分解を抑制することができ、多くの成分の揮発によって燃焼成分が減少してしまうことを抑制することができる。
　さらには、酸素原子含有割合（ドライベース）が、１２～２０重量％、平均細孔径が、１０～５０ｎｍ（好ましくは、２０～５０ｎｍ）となる微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂであると、より好ましい。
　このような上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂは、図３に示すように、前記低品位石炭（酸素原子含有割合（ドライベース）：１８重量％超）２を上述と同様にして乾燥し（乾燥工程Ｓ１１）、上述と同様にして乾留し（乾留工程Ｓ１２）、低酸素雰囲気中（酸素濃度：２体積％以下）で冷却（５０～１５０℃）してから（冷却工程Ｓ２３）、酸素含有雰囲気中（酸素濃度：５～２１体積％）に曝す（５０～１５０℃×０．５～１０時間）ことにより、酸素を化学吸着させて部分酸化させた後（部分酸化工程Ｓ２５）、上述と同様にして微粉砕する（微粉砕工程Ｓ１４）ことにより、容易に製造することができる。
　このような上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂにおいては、前記微粉炭８Ａと同様に、平均細孔径が１０～５０ｎｍである、すなわち、含酸素官能基（カルボキシル基、アルデヒド基、エステル基、水酸基等）等のタール生成基が脱離して大きく減少しているものの、酸素原子含有割合（ドライベース）が１２～２０重量％である、すなわち、主骨格（Ｃ，Ｈ，Ｏを中心とする燃焼成分）の分解（減少）が大きく抑制されると共に、酸素原子がさらに化学吸着していることから、高炉本体の内部に羽口から熱風と共に吹き込むと、前記微粉炭８Ａの場合よりも主骨格が酸素原子をさらに多く含有すると共に、前記微粉炭８Ａの場合と同様に、径の大きい細孔によって熱風の酸素が内部にまで拡散しやすいだけでなく、タール分が非常に生じにくくなっているので、前記微粉炭８Ａの場合よりも、未燃炭素（煤）をさらに生じることなく完全燃焼することができ、前記微粉炭８Ａの場合よりも、低コストで燃焼効率を向上させることがさらに確実にできる。
　また、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂは、前記微粉炭８Ａと同様に、平均細孔径が１０ｎｍ以上であることから、熱風中の酸素の内部への拡散しやすさが低下して、燃焼性の低下を引き起こしてしまうことを抑制することができると共に、前記微粉炭８Ａと同様に、平均細孔径が５０ｎｍ以下であることから、ヒートショック等で割れて微細になることを抑制することができるので、高炉本体の内部に吹き込んだときに、割れて微細になってしまうことを抑制することができ、高炉本体の内部をガス気流に乗ったまま通過して燃焼することなく排出されてしまうことを抑制することができる。
　また、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂにおいては、酸素原子含有割合（ドライベース）が、２０重量％以下であるから、酸素の含有量が多過ぎて、発熱量が低くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
　さらに、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂは、前記微粉炭８Ａと同様に、細孔容積が、０．０５～０．５ｃｍ3／ｇであると好ましく、特に０．１～０．２ｃｍ3／ｇであると非常に好ましい。なぜなら、０．０５ｃｍ3／ｇ未満であると、熱風中の酸素との接触面積（反応面積）が小さく、燃焼性の低下を引き起こしてしまうおそれがある一方、０．５ｃｍ3／ｇを超えると、多くの成分の揮発によってポーラス過ぎて燃焼成分が少なくなり過ぎてしまうからである。
　くわえて、上記微粉炭（ＰＣＩ炭）８Ｂは、前記微粉炭８Ａと同様に、比表面積が、１～１００ｍ2／ｇであると好ましく、特に５～２０ｍ2／ｇであると非常に好ましい。なぜなら、１ｍ2／ｇ未満であると、熱風中の酸素との接触面積（反応面積）が小さく、燃焼性の低下を引き起こしてしまうおそれがある一方、１００ｍ2／ｇを超えると、多くの成分の揮発によってポーラス過ぎて燃焼成分が少なくなり過ぎてしまうからである。
　また、前記部分酸化工程Ｓ２５の処理温度が、５０～１５０℃であることから、空気（酸素濃度：２１体積％）雰囲気であっても、燃焼反応によって一酸化炭素や二酸化炭素が発生してしまうことを抑制できると共に、酸素濃度が５体積％程度の雰囲気であっても、部分酸化処理を確実に進行させることができる。
　なお、上述した実施形態においては、乾燥装置１２２及び冷却装置１２４にスチームチューブドライヤ方式を適用した場合について説明したが、前記乾留装置１２３と同様なロータリキルン方式を乾燥装置や冷却装置に適用することも可能である。
　本発明に係る高炉設備は、銑鉄の製造コストを低減することができるので、製鉄産業において極めて有益に利用することができる。
　１　原料
　２　低品位石炭
　３　水分
　４，６　揮発成分
　５　乾燥石炭
　７　乾留石炭
　８，８Ａ，８Ｂ　微粉炭（ＰＣＩ炭）
　９　銑鉄（溶銑）
　１００　高炉設備
　１０１　熱風
　１０２　窒素ガス
　１０３　水蒸気
　１０４　燃焼ガス
　１０５　冷却水
　１１０　高炉本体
　１１０ａ　出銑口
　１１１　原料定量供給装置
　１１２　装入コンベア
　１１３　炉頂ホッパ
　１１４　熱風送給装置
　１１５　ブローパイプ
　１２１　窒素ガス供給源
　１２２　乾燥装置
　１２２ａ　ホッパ
　１２３　乾留装置
　１２４　冷却装置
　１２５　粉砕装置
　１３１～１３６　ロータリバルブ
　１４１～１４３　コンベア
　１５１　搬送ライン
　１５２　サイクロンセパレータ
　１５３　貯留タンク
　１５４　インジェクションランス

Claims (6)

  1. 　高炉本体と、
    　前記高炉本体の内部に頂部から原料を装入する原料装入手段と、
    　前記高炉本体の内部に羽口から熱風を吹き込む熱風吹込み手段と、
    　前記高炉本体の内部に前記羽口から微粉炭を供給する微粉炭供給手段と
    　を備えている高炉設備において、
    　前記微粉炭供給手段が、
    　低品位石炭中の水分を蒸発させる水分除去手段と、
    　前記水分除去手段で水分を除去された前記石炭を乾留する乾留手段と、
    　前記乾留手段で乾留された前記石炭を冷却する冷却手段と、
    　前記冷却手段で冷却された前記石炭を粉砕する粉砕手段と、
    　前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を貯留する貯留タンクと、
    　前記粉砕手段で粉砕された前記石炭を前記貯留タンク内へ不活性ガスで気流搬送する搬送手段と、
    　前記高炉本体の内部に吹き込まれる前記熱風に前記貯留タンク内の前記石炭を送給する送給手段と
    　を備えていることを特徴とする高炉設備。
  2. 　請求項１に記載の高炉設備において、
    　前記乾留手段が、前記石炭を４００～６００℃で加熱するものである
    　ことを特徴とする高炉設備。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の高炉設備において、
    　前記冷却手段が、前記石炭を不活性ガス雰囲気中で２００℃以下に冷却するものである
    　ことを特徴とする高炉設備。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の高炉設備において、
    　前記粉砕手段が、前記石炭を不活性ガス雰囲気中で直径１００μｍ以下に粉砕するものである
    　ことを特徴とする高炉設備。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の高炉設備において、
    　前記低品位石炭が、亜瀝青炭又は褐炭である
    　ことを特徴とする高炉設備。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の高炉設備において、
    　前記微粉炭が、１０～２０重量％の酸素原子含有割合（ドライベース）を有するものであると共に、１０～５０ｎｍの平均細孔径を有するものである
    　ことを特徴とする高炉設備。
PCT/JP2013/050623 2012-01-18 2013-01-16 高炉設備 WO2013108768A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/371,504 US9556497B2 (en) 2012-01-18 2013-01-16 Blast furnace
JP2013554298A JP5848363B2 (ja) 2012-01-18 2013-01-16 高炉設備
IN5770DEN2014 IN2014DN05770A (ja) 2012-01-18 2013-01-16
KR1020147019698A KR101611115B1 (ko) 2012-01-18 2013-01-16 고로 설비

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012007598 2012-01-18
JP2012-007598 2012-01-18
JP2012172756 2012-08-03
JP2012-172756 2012-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013108768A1 true WO2013108768A1 (ja) 2013-07-25

Family

ID=48799193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/050623 WO2013108768A1 (ja) 2012-01-18 2013-01-16 高炉設備

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9556497B2 (ja)
JP (1) JP5848363B2 (ja)
KR (1) KR101611115B1 (ja)
IN (1) IN2014DN05770A (ja)
WO (1) WO2013108768A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014045877A1 (ja) * 2012-09-20 2014-03-27 三菱重工業株式会社 高炉設備
JP2018016885A (ja) * 2016-07-15 2018-02-01 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉操業方法
CN108884502A (zh) * 2016-03-29 2018-11-23 杰富意钢铁株式会社 高炉操作方法
WO2022011693A1 (zh) * 2020-07-17 2022-01-20 北京科技大学 高炉喷吹用兰炭的定向制备技术及高效使用的优化方法
CN114561224A (zh) * 2022-03-11 2022-05-31 南阳三鑫诚达化工科技有限公司 一种低阶煤热解分级分质梯级利用新工艺

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN2014DN05770A (ja) * 2012-01-18 2015-04-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd
JP2013173832A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 改質石炭製造設備
CN117004784B (zh) * 2023-10-07 2023-11-28 山西建龙实业有限公司 一种高炉喷吹煤粉用氮气的预热系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06145736A (ja) * 1992-11-10 1994-05-27 Kawasaki Steel Corp 高炉吹込み微粉炭の乾燥粉砕装置
JPH11310785A (ja) * 1998-04-30 1999-11-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭改質方法及びその装置
JP2004238692A (ja) * 2003-02-06 2004-08-26 Jfe Steel Kk 高炉への微粉炭吹き込み方法及び装置
JP2005068474A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Jfe Steel Kk 高炉の微粉炭吹き込み操業方法及び高炉への微粉炭吹き込みシステム
JP2006063417A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Jfe Steel Kk 微粉炭吹込み設備におけるノズル詰り解除方法
JP2011127010A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭改質設備

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1060508A (ja) 1996-08-22 1998-03-03 Nkk Corp 高炉の羽口吹込み用微粉炭の製造方法
JP3796021B2 (ja) 1997-09-17 2006-07-12 新日本製鐵株式会社 高炉羽口からの微粉炭吹き込み方法及び吹き込みランス
JP5273166B2 (ja) 2000-08-10 2013-08-28 Ｊｆｅスチール株式会社 微粉炭の多量吹込みによる高炉操業方法
KR101153589B1 (ko) 2005-10-26 2012-06-11 주식회사 포스코 미분탄 취입호퍼 공신호 자동설정 제어장치
KR20090097290A (ko) 2008-03-11 2009-09-16 천필지 야금용 코크스 제조장치
IN2014DN05770A (ja) * 2012-01-18 2015-04-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd
JP2014031548A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 銑鉄製造方法及びこれに使用する高炉設備
JP5958935B2 (ja) * 2012-08-13 2016-08-02 三菱重工業株式会社 銑鉄製造方法およびこれに使用する高炉設備
JP6012360B2 (ja) * 2012-09-20 2016-10-25 三菱重工業株式会社 微粉炭吹き込み装置、これを備えた高炉設備、および微粉炭供給方法
JP6012358B2 (ja) * 2012-09-20 2016-10-25 三菱重工業株式会社 ブローパイプ構造

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06145736A (ja) * 1992-11-10 1994-05-27 Kawasaki Steel Corp 高炉吹込み微粉炭の乾燥粉砕装置
JPH11310785A (ja) * 1998-04-30 1999-11-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭改質方法及びその装置
JP2004238692A (ja) * 2003-02-06 2004-08-26 Jfe Steel Kk 高炉への微粉炭吹き込み方法及び装置
JP2005068474A (ja) * 2003-08-22 2005-03-17 Jfe Steel Kk 高炉の微粉炭吹き込み操業方法及び高炉への微粉炭吹き込みシステム
JP2006063417A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Jfe Steel Kk 微粉炭吹込み設備におけるノズル詰り解除方法
JP2011127010A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 石炭改質設備

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014045877A1 (ja) * 2012-09-20 2014-03-27 三菱重工業株式会社 高炉設備
KR20150018634A (ko) * 2012-09-20 2015-02-23 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 고로 설비
KR101667166B1 (ko) 2012-09-20 2016-10-17 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 고로 설비
CN108884502A (zh) * 2016-03-29 2018-11-23 杰富意钢铁株式会社 高炉操作方法
JP2018016885A (ja) * 2016-07-15 2018-02-01 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉操業方法
WO2022011693A1 (zh) * 2020-07-17 2022-01-20 北京科技大学 高炉喷吹用兰炭的定向制备技术及高效使用的优化方法
CN114561224A (zh) * 2022-03-11 2022-05-31 南阳三鑫诚达化工科技有限公司 一种低阶煤热解分级分质梯级利用新工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2013108768A1 (ja) 2015-05-11
KR20140109973A (ko) 2014-09-16
JP5848363B2 (ja) 2016-01-27
US9556497B2 (en) 2017-01-31
KR101611115B1 (ko) 2016-04-08
IN2014DN05770A (ja) 2015-04-10
US20150008626A1 (en) 2015-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013108768A1 (ja) 高炉設備
JP5506841B2 (ja) 石炭乾留装置
JP5564056B2 (ja) 高炉操作方法及び高炉設備
JP4970256B2 (ja) 溶融ガス化炉に微粉炭材を吹込む溶鉄製造装置及びその溶鉄製造方法
JP2011047053A (ja) 溶融ガス化炉に微粉炭材を吹込む溶鉄製造装置及びその溶鉄製造方法
WO2014045877A1 (ja) 高炉設備
JP2019501016A (ja) 破砕及び乾燥プラント
KR101648686B1 (ko) 미분탄 취입 장치, 이것을 구비한 고로 설비, 및 미분탄 공급 방법
KR101657019B1 (ko) 선철 제조 방법 및 이것에 사용하는 고로 설비
JP5598423B2 (ja) 予備還元塊成化物の製造方法
JP6147679B2 (ja) 石炭乾留装置
JP3899020B2 (ja) コークス乾式消火設備内のガス中の硫黄化合物低減方法
JP5714142B2 (ja) 石炭乾留装置
KR101648683B1 (ko) 선철 제조 방법 및 당해 방법에 사용하는 용광로 설비
JP5929491B2 (ja) アブラ椰子核殻の有効活用方法
JP3293431B2 (ja) スクラップ溶解法
JPH09227875A (ja) 石炭の予熱方法
JP2015074766A (ja) 低品位炭の乾燥方法及び乾燥設備

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13738228

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013554298

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14371504

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147019698

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13738228

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1