JP2675403C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高炉羽口へ微粉炭を吹込むに際して、微粉炭の特性を考慮することに
より経済的な吹込み操業ができる方法に関する。 〔従来の技術〕 従来、高炉はコークスを還元剤および熱源として用いて操業されており、高価
なコークスを節約するため、送風羽口から炭化水素類、主として重油を吹込んで
いた。その後、重油価格の高騰により、製銑コストの上昇が避けられなくなり、
重油を全く使用しないオールコークス操業へと移行してきた。 銑鉄生産量が少なく、コークス炉の生産能力が余剰である場合には、オールコ
ークス操業が最も経済的である。しかし、近年のように、コークス炉の老朽化に
よってコークス炉の生産能力が低下し、一方、銑鉄生産量が増加した場合には、
石炭系のコークス代替燃料として、高炉羽口へ微粉炭を吹込む操業が着目される
ことになる。 重油に比較すると、微粉炭は燃焼性が低いため、従来の微粉炭吹込み操業にお
いては、石炭を微粉砕することにより燃焼性の向上を図ってきた。 例えば、特開昭５４−１３０４１９では、高炉へ吹込む粉末状固体燃焼の粒度
を細粒部分を７０重量％以上に構成して使用することにより燃焼効率を向上させ 良好な状況の操業を達成している。 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の技術では、粒度の他に石炭の揮発分含有量（ＶＭ）に着目した微粉炭吹
込み用の石炭の選定基準が明らかにされている。 従来技術において、粒度、ＶＭの決定に到った理由を詳細に検討したところ以
下の問題が明らかになった。 ａ） 粒度を微粉砕としているので、乾燥、粉砕コストの増大を引起こしてる、 ｂ） 燃焼性を粒度、ＶＭの２因子のみで評価しているため、実際の高炉で使用
した場合に、燃焼性が悪く、操業トラブルを引起こす場合があった。 ｃ） 燃焼性を評価している上記ａ）、ｂ）の問題点はいずれも燃焼実験が実際
の高炉とは燃焼挙動が異なる燃焼炉で行われていることに起因している。 また従来の微粉炭吹込み操業では、燃焼性を向上させるために、例えば羽口先
温度を２３００℃以上とすることが行われていた。このような高羽口前温度操業
では、必然的に溶銑中の［Ｓｉ］の上昇を招き微粉炭吹込みによるメリットを大
幅に相殺する結果となっていた。 本発明では、実際の高炉で燃焼性の測定を行い、燃焼性に及ぼす石炭の特性を
明らかにし、燃焼性を満足できる微粉炭吹込み用の品質規格を規定し、このよう
な石炭を使用する高炉の微粉炭吹込み操業方法を開発し、これを提供することを
目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は前記問題点を解決するため、高炉内での燃焼性の測定を行い、その結
果として以下の発明に到達した。 即ち、送風羽口から熱風とともに微粉炭を吹込む微粉炭の吹込み操業において
、微粉炭の揮発分（ＶＭ）が２３％以上、流動度指数（ＭＦ）が０．５以下であ
る石炭を使用し、吹込量９５ｋｇ／ｔ以上で操業する。 この場合、微粉炭の粒径が３ｍｍ〜１００μｍであることが好ましく、さらに
、羽口先温度を１９００℃以上２２５０℃以下とするように操業すると好適であ
る。 〔作用〕 実炉内での微粉炭の燃焼性に関する測定を、種々の揮発分（ＶＭ）、流動度（
Ｍ Ｆ）、粒径を有する石炭について行った。流動度はＪＩＳ Ｍ８８０１「石炭の
流動性試験法」によって測定した。 第１図には微粉炭の燃焼性に及ぼす揮発分（ＶＭ）と流動度（ＭＦ）の影響を
示した。縦軸は炉内レースウェイ外周部で未燃焼の微粉炭が採取され始める吹込
み量であり、燃焼性の限界を示している。第１図の結果より、ＶＭ２３％以上、
ＭＦ０．５以下では通常の高炉の操業条件下では１２０ｋｇ／ｔまでの吹込みが
可能であることがわかる。 そこで、このように低ＶＭ炭でもＭＦが低い場合に燃焼性が確保される原因を
追及した。その結果、低ＭＦ炭では高炉に吹込んだ際に、急速加熱により石炭が
爆裂を起し、粒径が大幅に低下することが明らかになった。 そこで、初期の吹込み粒径を変更して上限吹込み量に対する粒径の効果を２種
類の高、低ＭＦ炭について調査した。第２図に示したように高ＭＦ炭では粒径の
低下とともに燃焼性が急激に悪化するのに対し、低ＭＦ炭では３ｍｍまでの石炭
を吹込んでも燃焼性が確保されることが明らかになった。 一方、従来、微粉炭吹込み時には、燃焼性を確保するために送風温度を上昇さ
せ、羽口前温度を２３００℃以上にする必要があることが示されている。羽口前
温度を上昇させると、溶銑中の［Ｓｉ］が上昇するというデメリットが生ずる。
そこで本発明において、羽口前温度を変更した場合の燃焼性の変化を第３図、第
４図に示した。同時に溶銑中の［Ｓｉ］の変化を示した。第３図は高ＭＦ炭、第
４図は低ＭＦ炭の場合である。羽口先温度２２５０℃を越えると［Ｓｉ］の上昇
が顕著となる。また、１９００℃未満では微粉炭の燃焼性の低下が著しくなるこ
とが明らかになった。 〔実施例〕 本実験に基づき、実際の高炉で微粉炭吹込みを行った結果を第１表に示す。 従来法は、従来の知見に基づき、高ＶＭ炭で特にＭＦに注意せずに微粉炭吹込
みを行った場合である。燃焼性を改善するために高Ｍ炭を使用し、微粉炭の微粉
砕、高送風温度が必須の条件とされている。このため、送風温度１２８０℃（羽
口前温度２３００℃）、調和平均径４０μｍの条件で吹込みを行っている。高羽
口前温度で置換率が０．９に低下しているため、高炉内のガスと固体の熱容量流 量比（熱流比）が低下し、その結果溶銑中の［Ｓｉ］が０．３５％から０．４８
％に上昇している。 これに対し、本発明方法では低ＭＦ炭、中ＶＭ炭を用いることにより燃焼性を
改善し、低送風温度で操業を行っている。この結果、置換率が１．０と高く、微
粉炭吹込みにより［Ｓｉ］は０．３５％から０．２９％への低下を達成できた。
また、微粉炭の調和平均粒径は４９０μｍと比較的粗粒の微粉炭を使用すること
が可能であり、下記のように微粉炭の吹込みコストを約１２％削減することが可
能となっている。 第２表にコストを従来法を１．０とし、それと本法の比較を示した。微粉炭コ
ストは約１０％、粗粒化により粉砕に要する電力コストは２７％低下でき、全体
でも１２％の微粉炭吹込みコストの削減が可能となっている。また、溶銑中の［
Ｓｉ］も著しく低下し、従来法のオールコークス法に比較してかなりのメリット
を生じ本法の効果が著しいことがわかる。 〔発明の効果〕 本発明は、微粉炭の吹込みに要する電力、圧縮空気、Ｃガス等のユーティリィ
ティコストの大幅削減、使用石炭範囲の拡大による石炭コストの削減、および高
炉出銑［Ｓｉ］の低減などの優れた効果を奏する。
より経済的な吹込み操業ができる方法に関する。 〔従来の技術〕 従来、高炉はコークスを還元剤および熱源として用いて操業されており、高価
なコークスを節約するため、送風羽口から炭化水素類、主として重油を吹込んで
いた。その後、重油価格の高騰により、製銑コストの上昇が避けられなくなり、
重油を全く使用しないオールコークス操業へと移行してきた。 銑鉄生産量が少なく、コークス炉の生産能力が余剰である場合には、オールコ
ークス操業が最も経済的である。しかし、近年のように、コークス炉の老朽化に
よってコークス炉の生産能力が低下し、一方、銑鉄生産量が増加した場合には、
石炭系のコークス代替燃料として、高炉羽口へ微粉炭を吹込む操業が着目される
ことになる。 重油に比較すると、微粉炭は燃焼性が低いため、従来の微粉炭吹込み操業にお
いては、石炭を微粉砕することにより燃焼性の向上を図ってきた。 例えば、特開昭５４−１３０４１９では、高炉へ吹込む粉末状固体燃焼の粒度
を細粒部分を７０重量％以上に構成して使用することにより燃焼効率を向上させ 良好な状況の操業を達成している。 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の技術では、粒度の他に石炭の揮発分含有量（ＶＭ）に着目した微粉炭吹
込み用の石炭の選定基準が明らかにされている。 従来技術において、粒度、ＶＭの決定に到った理由を詳細に検討したところ以
下の問題が明らかになった。 ａ） 粒度を微粉砕としているので、乾燥、粉砕コストの増大を引起こしてる、 ｂ） 燃焼性を粒度、ＶＭの２因子のみで評価しているため、実際の高炉で使用
した場合に、燃焼性が悪く、操業トラブルを引起こす場合があった。 ｃ） 燃焼性を評価している上記ａ）、ｂ）の問題点はいずれも燃焼実験が実際
の高炉とは燃焼挙動が異なる燃焼炉で行われていることに起因している。 また従来の微粉炭吹込み操業では、燃焼性を向上させるために、例えば羽口先
温度を２３００℃以上とすることが行われていた。このような高羽口前温度操業
では、必然的に溶銑中の［Ｓｉ］の上昇を招き微粉炭吹込みによるメリットを大
幅に相殺する結果となっていた。 本発明では、実際の高炉で燃焼性の測定を行い、燃焼性に及ぼす石炭の特性を
明らかにし、燃焼性を満足できる微粉炭吹込み用の品質規格を規定し、このよう
な石炭を使用する高炉の微粉炭吹込み操業方法を開発し、これを提供することを
目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は前記問題点を解決するため、高炉内での燃焼性の測定を行い、その結
果として以下の発明に到達した。 即ち、送風羽口から熱風とともに微粉炭を吹込む微粉炭の吹込み操業において
、微粉炭の揮発分（ＶＭ）が２３％以上、流動度指数（ＭＦ）が０．５以下であ
る石炭を使用し、吹込量９５ｋｇ／ｔ以上で操業する。 この場合、微粉炭の粒径が３ｍｍ〜１００μｍであることが好ましく、さらに
、羽口先温度を１９００℃以上２２５０℃以下とするように操業すると好適であ
る。 〔作用〕 実炉内での微粉炭の燃焼性に関する測定を、種々の揮発分（ＶＭ）、流動度（
Ｍ Ｆ）、粒径を有する石炭について行った。流動度はＪＩＳ Ｍ８８０１「石炭の
流動性試験法」によって測定した。 第１図には微粉炭の燃焼性に及ぼす揮発分（ＶＭ）と流動度（ＭＦ）の影響を
示した。縦軸は炉内レースウェイ外周部で未燃焼の微粉炭が採取され始める吹込
み量であり、燃焼性の限界を示している。第１図の結果より、ＶＭ２３％以上、
ＭＦ０．５以下では通常の高炉の操業条件下では１２０ｋｇ／ｔまでの吹込みが
可能であることがわかる。 そこで、このように低ＶＭ炭でもＭＦが低い場合に燃焼性が確保される原因を
追及した。その結果、低ＭＦ炭では高炉に吹込んだ際に、急速加熱により石炭が
爆裂を起し、粒径が大幅に低下することが明らかになった。 そこで、初期の吹込み粒径を変更して上限吹込み量に対する粒径の効果を２種
類の高、低ＭＦ炭について調査した。第２図に示したように高ＭＦ炭では粒径の
低下とともに燃焼性が急激に悪化するのに対し、低ＭＦ炭では３ｍｍまでの石炭
を吹込んでも燃焼性が確保されることが明らかになった。 一方、従来、微粉炭吹込み時には、燃焼性を確保するために送風温度を上昇さ
せ、羽口前温度を２３００℃以上にする必要があることが示されている。羽口前
温度を上昇させると、溶銑中の［Ｓｉ］が上昇するというデメリットが生ずる。
そこで本発明において、羽口前温度を変更した場合の燃焼性の変化を第３図、第
４図に示した。同時に溶銑中の［Ｓｉ］の変化を示した。第３図は高ＭＦ炭、第
４図は低ＭＦ炭の場合である。羽口先温度２２５０℃を越えると［Ｓｉ］の上昇
が顕著となる。また、１９００℃未満では微粉炭の燃焼性の低下が著しくなるこ
とが明らかになった。 〔実施例〕 本実験に基づき、実際の高炉で微粉炭吹込みを行った結果を第１表に示す。 従来法は、従来の知見に基づき、高ＶＭ炭で特にＭＦに注意せずに微粉炭吹込
みを行った場合である。燃焼性を改善するために高Ｍ炭を使用し、微粉炭の微粉
砕、高送風温度が必須の条件とされている。このため、送風温度１２８０℃（羽
口前温度２３００℃）、調和平均径４０μｍの条件で吹込みを行っている。高羽
口前温度で置換率が０．９に低下しているため、高炉内のガスと固体の熱容量流 量比（熱流比）が低下し、その結果溶銑中の［Ｓｉ］が０．３５％から０．４８
％に上昇している。 これに対し、本発明方法では低ＭＦ炭、中ＶＭ炭を用いることにより燃焼性を
改善し、低送風温度で操業を行っている。この結果、置換率が１．０と高く、微
粉炭吹込みにより［Ｓｉ］は０．３５％から０．２９％への低下を達成できた。
また、微粉炭の調和平均粒径は４９０μｍと比較的粗粒の微粉炭を使用すること
が可能であり、下記のように微粉炭の吹込みコストを約１２％削減することが可
能となっている。 第２表にコストを従来法を１．０とし、それと本法の比較を示した。微粉炭コ
ストは約１０％、粗粒化により粉砕に要する電力コストは２７％低下でき、全体
でも１２％の微粉炭吹込みコストの削減が可能となっている。また、溶銑中の［
Ｓｉ］も著しく低下し、従来法のオールコークス法に比較してかなりのメリット
を生じ本法の効果が著しいことがわかる。 〔発明の効果〕 本発明は、微粉炭の吹込みに要する電力、圧縮空気、Ｃガス等のユーティリィ
ティコストの大幅削減、使用石炭範囲の拡大による石炭コストの削減、および高
炉出銑［Ｓｉ］の低減などの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は微粉炭の燃焼性に及ぼす揮発分と流動度（ＭＦ）の関係を示すグラフ
、第２図は微粉炭の粒径が燃焼性に及ぼす影響を示すグラフ、第３図、第４図は
羽口前温度が燃焼性に及ぼす影響を示すグラフでそれぞれ高ＭＦ炭、低ＭＦ炭に
対するものである。
、第２図は微粉炭の粒径が燃焼性に及ぼす影響を示すグラフ、第３図、第４図は
羽口前温度が燃焼性に及ぼす影響を示すグラフでそれぞれ高ＭＦ炭、低ＭＦ炭に
対するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 送風羽口から熱風とともに微粉炭を吹込む微粉炭の吹込み操業において、
微粉炭の揮発分が２３％以上、流動度指数が０．５以下である石炭を用いて吹込
量９５ｋｇ／ｔ以上で操業することを特徴とする高炉の微粉炭吹込み操業方法。 ２ 微粉炭の粒径が３ｍｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１記載
の高炉の微粉炭吹込み操業方法。 ３ 羽口先温度を１９００℃以上２２５０℃以下とすることを特徴とする請求
項１または２記載の高炉の微粉炭吹込み操業方法。
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