JPH02200712A - 高炉操業法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、反応性を高めたコークスを炉頂から装入され
るコークスの一部として、あるいは全部使用することに
よって、生産性を向上させた高炉操業法に関する。

（従来の技術） 通常の高炉にあっては、炉頂から鉄鉱石およびコークス
を層状に装入し、この鉄鉱石を炉内で予備還元し、た後
、金属状態に還元・溶融して溶銑を製造している。この
とき、鉄鉱石の還元効率を高めるため、特公昭５２−４
３１６９号公報にあっては、鉄鉱石と小塊コークスを予
め混合しておき、この混合物と通常のコークスとを層状
に装入することが開示されている。

このように予めコークスと混合した鉄鉱石を使用するこ
とにより、炉内における通気性、が改善され、その還元
性が向上する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、従来高炉の装入原料として使用されているコ
ークスは、高炉内部で粉化されないように一定の強度が
要求されることから、反応性の低いものが使用されてい
る。そのため、炉内で次のコークスのガス化反応が起こ
るためには、高炉の熱保存帯温度が１０００℃程度であ
り、それ以上の温度が必要となる。

Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ 熱保存帯の温度が高いことから、上述反応によって生成
するＣＯガス量が多くならず、また、還元・［衡到達点
も変化しないため、シャフト効率、間接還元率、ＣＯガ
ス利用率もある値以上に向上。

しない。

また高炉内高さ方向の温度分布は特開昭５９−１、８９
１７号公報に開示されているように、垂直ゾンデによっ
て測定されており、高さ方向の圧力分布は特開昭４９−
７９２７２号公報に開示されているように、炉壁部の静
圧を測定しているが、これらの情報を用いて焼結鉱品質
を制御するまでには至っていない。

そこで、本発明にあっては、高炉に装入されるコークス
として反応性の高いものを使用することにより、熱保存
帯温度を低下させて鉄鉱石の還元反応を促進させ、かつ
還元反応が低温で促進された結果として生ずる焼結鉱の
還元粉化の増加を防止し、高い生産性で溶銑を製造する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段及び作用）本発明の高炉操
業法は、その目的を達成するために、ＪＩＳ反応性が３
０９６以上の高反応性コークスを高炉に装入して操業を
行うに際し、高炉内高さ方向の圧力分布および／または
温度分布を測定し、各段の差圧および／または温度が基
準値になるように焼結鉱の還元粉化指数を調整すること
を特徴とする。

まず高反応性コークスについて述べる。

本発明で使用する高反応性コークスは、ＪＩＳＫ　２１
５＋　−１９７７の反応性試験方法で測定したときのＪ
ＩＳ反応性が３０％以上であることが必要である。

３０％という数値限定は、特願昭０２・１．９３４５７
号に示すように、実炉試験結果より２０％まではほとん
どその効果が見られないことによる。

また高反応性コークスは、通常炉頂から装入されるコー
クスの一部と置換し、鉄鉱石および／または通常コーク
スとあらかじめ混合して装入する。

このときの高反応性コークスの粒度は、１５ｍｍ以下と
することが好ましい。この粒度が１５ｍｍ以下となると
き、コークスの単位ｍ＊に対する表面積が増加し、反応
に寄与する割合が大きくなる。これに対し、粒度が１５
ｍ＋ｉを超えるとき、コークス内部がガス化反応にｆｆ
効利用される割合が少なくなる。

また、通常炉頂から装入されるコークスの全量と置換し
、鉄鉱石と層状に装入する。このときの高反応性コーク
スの粒度は通常コークスと同程度どする。高反応−性と
なったときに劣化しない強度を保つことが好まし、い。

この高反応性コークスは、たとえば次のようにして調整
される。その１つは、冶金用コークス製造に適さない、
反応性の高い微非粘結炭、−投炭を原料炭に一部配合す
ることである。また、反応を促進する触媒としての役割
をもつ石灰石、鉄鉱石、アルカリ類を少量、原料炭に配
合することも行われている。

この高反応性コークスは、反応性が高いことから、炉内
のＣＯ２がコークス表面に接触してＣＯとなる界面反応
が円滑に行われる。また、その結果として炉内に生じた
ＣＯガスが鉄鉱石を還元して低級酸化物または金属状態
に還元する反応も促進される。

Ｃ＋ＣＯ，、→２Ｃ０ のコークスのガス化反応は吸熱反応であるから、高炉シ
ャフト部における熱保存帯の温度を低下させることがで
きる。たとえば、従来法によるとき、１０００℃程度の
熱保存帯が生成し、その値がほとんど変化しないのに対
して、高反応性コークスを使用することによって、熱保
存帯の温度を９００〜９５０℃に低ドさせることが可能
となる。

その結果、還元平衡到達点に余裕ができるため還元がよ
り進行すること、及びより低温でコークスのガス化が進
行するため従来より多くのＣＯガスｍが生成することに
より、シャフト効率、間接還元率、ＣＯガス利用率が向
上し、間接還元は発熱反応であるためコークス比を低下
させることができる。

次に焼結鉱の還元粉化調整について述べる。

高反応性コークスを使用することにより、還元効率は向
上するが、低温での還元が促進された結果、焼結鉱の還
元粉化が助長され、粉発生量が増加し、高炉内の通気性
が悪化し、この悪化抑制策を実施しなければ、高反応性
コークスの効果を最人眼に発揮できず、高い生産性を確
保できない。

通気性が悪化すると、高炉内高さ方向の温度分布に５０
０〜７００℃の低温熱保存帯が発生し、炉壁部の静圧分
布に差圧がほとんどゼロになる部分が生じる。

本発明では、焼結鉱還元粉化助長、通気性悪化の結果と
して生じる、高炉内高さ方向の温度分布における５００
〜７００℃の低温熱保７ｊ帯の発生を、垂直ゾンデ等の
ハＩ定により検知し、および／または高さ方向の圧力分
布における差圧が、はとんどゼロになる通気不良体の発
生を炉壁部の静圧を測定することによって検知する。

その結果を受けで焼結鉱の還元粉化指数を抑制し、上述
低温熱保存帯および／または通気不良帯を解消すること
により、安定した高炉操業を行なうことができる。

焼結鉱の還元粉化指数の調整方法としては、焼結原料配
合調整や焼結操業調整（粉コークス原単位の調整等）で
行なうことができるし、また成品焼結鉱に海水や高炉シ
ックナー水などの塩素イオン（ＣＮ−）を含む水溶液を
添加してもよい。

上述低温熱保存帯の発生程度（高さ方向におりる保存帯
の長さ）および／または通気不良帯の発生程度（差圧の
レベル）と焼結鉱還元粉化指数の抑制幅との関係につい
ては、オフライン実験結果を使用してもよいし、実炉使
用試験の結果を採用することもできる。

なお、焼結鉱の還元粉化指数は、サンプル（］、５〜２
ｈｍ、５００ｒ）を還元ガス（ＣＯ３Ｏ％−Ｎ２７０％
、　１５ＮＮ　／１ｌｉｎ）により　５５０℃で３０分
間還元し、その後同転試験機で９００回転（３０「ｐｍ
　Ｘ　３０分間）後の一３關の重量割合（％）をもって
示される。

（実　施　例） 第１表に高反応性コークスを使用した高炉操業を、従来
法と比較して示す。

対象高炉は内容積３０００ｒｒｉ’の中型高炉であり、
従来法では炉頂から０／Ｃ−３，２の割合で鉄鉱石占通
常コークスを装入１１、羽口前フレーム温度を２２７０
℃（熱風温度１１００℃、添加湿分３５ｆ／Ｎ饅３微粉
炭吹込みなシ、）に維持しなから溶銑を製造し。

ていた。焼結鉱の還元粉化指数とｌ−１て３８％のもの
を使用した（比較例２）。

実施例１には、通常コークスの１５％をＪ　１．　Ｓ反
応性３５％、粒度１５ｍｍの高反応性コークス（、、：
置換し、該高反応性コークスを鉄鉱石と混合して装入し
、垂直ゾンデによｈ高炉内高さ方向の温度分布を１ｌＦ
Ｉ定し、５００〜７００℃の低温熱保存帯を検出したと
きに、成品焼結鉱に高炉内シックナー水を添加して、還
元粉化指数を、低下させて操業した結果を示す。

実施例２には、通常コークスの全量をＪ’ｌＳ反応性３
０％の高反応性１−クスに置換し、該高反応性コークス
を鉄鉱石と層状に装入し、炉壁の高さ方向の静圧を１１
Ｐ１定し、差圧がゼロに近い値となったときに、焼結操
業において粉コークス原単位を上昇させ、還元粉化指数
を低下させて操業し、た結果を示す。

実施例′うには通常コークスの１５％をＪＩＳ反応性３
５％、粒度１５龍の高反応性コークスに置換し、該高反
応性コークスを通常コークスと鉄鉱石に１／’２ずつ混
合して装入し、垂直ゾンデにより高炉内高さ方向の温度
分布を測定し、５００〜７００℃の低温熱保存帯を検出
したとき、および炉壁の高さ方向の静圧を測定し、差圧
がゼロに近い値となったときに１、成品焼結鉱に海水を
添加して、還元粉化指数を低下させて操業した結果を示
す。

実施例１．．２．３ともに比較例２に比較Ｌ２てコーク
ス比の低下が達成されている。

なお、比較例１は実施例１におい゛Ｃ垂直ゾンデによる
低温熱保存帯検知、焼結鉱還元粉化指数の調整を行なわ
なかった場合であり、実施例〕に比較し７てコークス比
の低下度合が小さく、溶銑温度、溶銑中（Ｓｉ）も高く
、効率的な高炉操業とはなっていない。

／″ 第１図は実施例１で用いた低温熱保存帯の長さと焼結鉱
還元粉化指数の低下幅との関係で、実炉使用試験の結果
より導出したものである。

また第２図は、実施例２で用いた差圧のレベルと焼結鉱
還元粉化指数の低下幅との関係で、やはり実炉使用試験
の結果より導出したものである。

低温熱保存帯の長さの基準値はＯｍ、炉壁部静圧の差圧
の基準値はＱＯｇ／ｃｄであり、低温熱保存帯の長さが
Ｏｍに戻ったとき、および／または炉壁部静圧の差圧が
ＧＯｇ／ｃ−を超えたときは、焼結鉱の還元粉化指数を
少しずつ上昇させていくことになる。

（発明の効果） 以１．に説明したように、本発明においては、高反応性
コークスを使用することにより、ガス利用効率を高めて
少ないコークス比で高炉操業を行うことができる。

また、熱保存帯の温度を低下させても通気不良抑制策を
実施し、安定したガス流を確保することができるため、
シャフト効率を上げることも可能となる。このようにし
て、本発明によるとき、高炉操業の生産性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は垂直ゾンデで高炉内高さ方向の温度分布を測定
し、５００〜７００℃の低温熱保存帯の長さと焼結鉱還
元粉化指数の低下幅との関係を示した図表、第２図は炉
壁部の静圧を測定し、差圧と焼結鉱還元粉化指数の低下
幅との関係を示した図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＪＩＳ反応性が３０％以上の高反応性コークスを高炉に
   装入して操業を行うに際し、高炉内高さ方向の圧力分布
   および／または温度分布を測定し、各段の差圧および／
   または温度が基準値になるように焼結鉱の還元粉化指数
   を調整することを特徴とする高炉操業法。