JPH033721B2 - - Google Patents
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- JPH033721B2 JPH033721B2 JP14412384A JP14412384A JPH033721B2 JP H033721 B2 JPH033721 B2 JP H033721B2 JP 14412384 A JP14412384 A JP 14412384A JP 14412384 A JP14412384 A JP 14412384A JP H033721 B2 JPH033721 B2 JP H033721B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/02—Making special pig-iron, e.g. by applying additives, e.g. oxides of other metals
- C21B5/023—Injection of the additives into the melting part
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/16—Tuyéres
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- Blast Furnaces (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高炉の操業方法およびその装置に関
し、羽口からの粉体吹込みに関するものである。 〔従来の技術〕 高炉羽口から、吹込みノズルを介して高炉内へ
鉄鉱石、製鉄ダストなど、酸化鉄や水酸化鉄を含
有する粉体を吹込む操業方法としては、例えば特
公昭39−814や特開昭53−87908などが知られてい
る。 吹込む粉体の量が少ない場合には、これらの方
法でも問題はないが、例えば粉鉄鉱石を送風1N
m3当り70g以上、すなわち吹込み鉱石原単位でお
よそ100Kg／ｔ−pig以上の多量使用をするときに
は、操業が不安定ないし、不能となる欠点があつ
た。例えば第２図に内容積1380m3の高炉での操業
成績を示した。第２図では代表的にスラグ成分の
ばらつきをCaO／SiO2の変動して表わしている
が、粉鉱石の吹込み量の増加とともにばらつきが
急激に増加し、遂には羽口前レースウエイ内に溶
融物が溜る現象（滓タブリ）生じ、送風不能の状
態に至つた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はこのような状況を克服し、多量の粉鉱
石の吹込みを可能とし、安定的に高炉操業を維持
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〕 羽口前レースウエイ近傍の固体（コークス）と
溶融物（吹込まれた粉体から生じた融体）の動き
をフアイバースコープを用いて観察した結果、レ
ースウエイ下部に溜る溶融物が多くなると操業が
悪化することが解つた。 本発明はこの知見に基いてなされたもので、高
炉の操業方法として、垂直径より水平径の方が大
きい単孔の羽口を用いるか、または横方向に近接
した複数の開口を有する羽口を用いて、垂直径よ
り水平径の方が大きい高速気体流を高炉のレース
ウエイ空間内に形成し、この高速気体流に粉体を
混合させレースウエイに吹込むことを特徴とする
高炉操業方法であり、この方法を好適に実施する
ことのできる羽口として、単孔または近接した複
数の送風羽口開口を有し、その開口の有効垂直方
向開口寸法と有効水平方向開口寸法との比が１／
１未満乃至１／20であることを特徴とするもので
ある。 高炉炉壁１１に設けた羽口２より、吹込みラン
ス３を介してレースウエイ空間内４に粉鉱石５を
吹込むと、レースウエイ回りのコークス充填層６
のうち、レースウエイ空間の下面に主として粉鉱
石の融体７が集つてくる。この融体は粉鉱石がレ
ースウエイ空間を飛翔中に溶融し、レースウエイ
先端のコークス充填層壁でトラツプされてレース
ウエイ下面の充填層に生じた融体であつた、流下
し難い溶融物とコークスとの混合層を形成する。 例えば酸化鉄の粉体を吹込んだ場合には、下記
(1)式の反応により酸化鉄融体は溶鉄に還元される
が、吹込みFe2O3：10gあたり約7kcalの反応吸熱
を生ずる。 Fe2O3＋3C→2Fe＋3CO ……(1) この反応熱は吹込みFe2O3が10g／Ｎm3（送風）
だけ増加したとき送風温度を約20℃上昇させる
か、またはコークス比を約３Kg／ｔ−pig上昇さ
せるなどの手段によつて補償することが出来、粉
体の吹込み量が少ない場合には問題はない。しか
し、第２図に示したように、吹込み量が70g／Ｎ
m3をこえて多量になつてくると、レースウエイ下
部に溜る融体量が増加し、上記(1)式の反応熱を回
りから供給する速度が追いつかなくなり、遂には
レースウエイ内部まで融体で満ち溢れるようにな
る。これがいわゆる滓タブリ現象で、この状態を
生ずると、もはや送風不能で高炉の操業ができな
くなる。 粉体多量吹込み時のこの現象を回避するため
に、小型燃焼モデル炉を用いて、粉体吹込み実験
を行い種々検討した結果、供給伝熱量を上昇させ
るため、レースウエイ下面境界部の面積：Ｓ（第
１図における融体の貯溜部７のレースウエイ側境
界の面積）を増加させることが有効であることが
わかつた。この面積はレースウエイの奥行長さ
DRと横幅Dwによつて、ほぼ楕円面積 （π／４）DR・Dw として表わせる。 一方、高炉での吹込み粉体使用原単位Wp
（Kg／ｔ−pig）は次の(2)式で表わせる。 Wp＝（Ｗ／Ｖ）Vp ……(2) ここに、 Ｗ ：粉体吹込み速度（Kg／min） Ｖ ：送風量（Ｎm3／min） Vp：送風量原単位（Ｎm3／ｔ−pig） である。上記(2)式より粉体使用原単位Wpを上昇
させるには、 (a) 送風への粉体添加量Rp＝Ｗ／Ｖ（Kg／Ｎm3
（送風））を増すか (b) 送風量原単位を増す の２つの手段が考えられるが、(b)の手段は高炉の
生産性を下げたり、消費エネルギーを著しく増す
などの欠点があり、好ましくない。 羽口径32mmφのモデラ炉により、送風量と最大
可能吹込み量との関係を調べると、第３図に示す
結果が得られた。送風量増加によつて可能な最大
吹込み添加量（Rp）maxは若干上昇するが、効
果は小さい。これは第４図に示すように、送風量
が高炉基準条件近くで増しても、単位風量当りの
境界面積：Rs＝Ｓ／Ｖの増加がわずかなためで
ある。 そこで、単位風量当りの境界面積を広げるため
第５図に示すように羽口断面積が同一で、水平方
向の径が大きい楕円形状を有する羽口を製作し、
実験を行つた。 実験羽口の断面形状は高さと横巾の比ａ／ｂを
それぞれ１／２、１／４とした。最大可能吹込み
量は第６図に示すように高炉相当風量においてそ
れぞれおよそ25％、62％向上した。 なお羽口開口部の断面形状は楕円に限らず矩形
の水平方向に長辺を有するもの等であつても構わ
ない。また、単孔でなく第７図に例を示したよう
に複数の開口を有するものでもよい。 以上の説明では鉄酸化物の例について述べた
が、鉄以外の酸化物、例えばTiO2、SiO2、MnO
などの鉱石を吹込む場合についても、鉄酸化物と
同様に、固体Ｃによる吸熱反応を生ずるので、全
く同じ方法で吹込み量の増加を図ることが出来
る。 羽口開口断面の高さと横幅の比ａ／ｂは１／１
未満で小さい程効果が大きくなるが、羽口風速を
一定値に管理するためには開口断面積を一定に保
つ必要があり、極端にこの比を小さくすると以下
の問題が生ずる。 (1) ａが小さくなると吹込みノズルから出た粉体
により羽口内面が摩耗されるケースが多くな
り、破損に至ることがある。 (2) 羽口での送風の圧力損失がａ／ｂの低下とと
もに大きくなる。したがつて送風圧力が高くな
り、ａ／ｂが１／20未満となると約２倍とな
る。以上のことを合わせると、ａ／ｂが１／20
より小さくなると急激にデメリツトが増してく
る。したがつて好適なａ／ｂは１／１未満〜
１／20の間が適当である。 〔実施例〕 内容積1380m3の高炉における140mmφの円形断
面形状羽口での粉鉱石吹込み結果は第２図に示し
た通りである。これに対し羽口付け根の開口形状
は同一で先端開口部が高さ70mm横幅280mmの楕円
形状羽口を用いた操業の結果を第１表に示す。粉
鉱石を300Kg／ｔ−pigまで吹き込んだが、何ら問
題はなく安定な操業を長期に亘つて継続すること
ができた。
し、羽口からの粉体吹込みに関するものである。 〔従来の技術〕 高炉羽口から、吹込みノズルを介して高炉内へ
鉄鉱石、製鉄ダストなど、酸化鉄や水酸化鉄を含
有する粉体を吹込む操業方法としては、例えば特
公昭39−814や特開昭53−87908などが知られてい
る。 吹込む粉体の量が少ない場合には、これらの方
法でも問題はないが、例えば粉鉄鉱石を送風1N
m3当り70g以上、すなわち吹込み鉱石原単位でお
よそ100Kg／ｔ−pig以上の多量使用をするときに
は、操業が不安定ないし、不能となる欠点があつ
た。例えば第２図に内容積1380m3の高炉での操業
成績を示した。第２図では代表的にスラグ成分の
ばらつきをCaO／SiO2の変動して表わしている
が、粉鉱石の吹込み量の増加とともにばらつきが
急激に増加し、遂には羽口前レースウエイ内に溶
融物が溜る現象（滓タブリ）生じ、送風不能の状
態に至つた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はこのような状況を克服し、多量の粉鉱
石の吹込みを可能とし、安定的に高炉操業を維持
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〕 羽口前レースウエイ近傍の固体（コークス）と
溶融物（吹込まれた粉体から生じた融体）の動き
をフアイバースコープを用いて観察した結果、レ
ースウエイ下部に溜る溶融物が多くなると操業が
悪化することが解つた。 本発明はこの知見に基いてなされたもので、高
炉の操業方法として、垂直径より水平径の方が大
きい単孔の羽口を用いるか、または横方向に近接
した複数の開口を有する羽口を用いて、垂直径よ
り水平径の方が大きい高速気体流を高炉のレース
ウエイ空間内に形成し、この高速気体流に粉体を
混合させレースウエイに吹込むことを特徴とする
高炉操業方法であり、この方法を好適に実施する
ことのできる羽口として、単孔または近接した複
数の送風羽口開口を有し、その開口の有効垂直方
向開口寸法と有効水平方向開口寸法との比が１／
１未満乃至１／20であることを特徴とするもので
ある。 高炉炉壁１１に設けた羽口２より、吹込みラン
ス３を介してレースウエイ空間内４に粉鉱石５を
吹込むと、レースウエイ回りのコークス充填層６
のうち、レースウエイ空間の下面に主として粉鉱
石の融体７が集つてくる。この融体は粉鉱石がレ
ースウエイ空間を飛翔中に溶融し、レースウエイ
先端のコークス充填層壁でトラツプされてレース
ウエイ下面の充填層に生じた融体であつた、流下
し難い溶融物とコークスとの混合層を形成する。 例えば酸化鉄の粉体を吹込んだ場合には、下記
(1)式の反応により酸化鉄融体は溶鉄に還元される
が、吹込みFe2O3：10gあたり約7kcalの反応吸熱
を生ずる。 Fe2O3＋3C→2Fe＋3CO ……(1) この反応熱は吹込みFe2O3が10g／Ｎm3（送風）
だけ増加したとき送風温度を約20℃上昇させる
か、またはコークス比を約３Kg／ｔ−pig上昇さ
せるなどの手段によつて補償することが出来、粉
体の吹込み量が少ない場合には問題はない。しか
し、第２図に示したように、吹込み量が70g／Ｎ
m3をこえて多量になつてくると、レースウエイ下
部に溜る融体量が増加し、上記(1)式の反応熱を回
りから供給する速度が追いつかなくなり、遂には
レースウエイ内部まで融体で満ち溢れるようにな
る。これがいわゆる滓タブリ現象で、この状態を
生ずると、もはや送風不能で高炉の操業ができな
くなる。 粉体多量吹込み時のこの現象を回避するため
に、小型燃焼モデル炉を用いて、粉体吹込み実験
を行い種々検討した結果、供給伝熱量を上昇させ
るため、レースウエイ下面境界部の面積：Ｓ（第
１図における融体の貯溜部７のレースウエイ側境
界の面積）を増加させることが有効であることが
わかつた。この面積はレースウエイの奥行長さ
DRと横幅Dwによつて、ほぼ楕円面積 （π／４）DR・Dw として表わせる。 一方、高炉での吹込み粉体使用原単位Wp
（Kg／ｔ−pig）は次の(2)式で表わせる。 Wp＝（Ｗ／Ｖ）Vp ……(2) ここに、 Ｗ ：粉体吹込み速度（Kg／min） Ｖ ：送風量（Ｎm3／min） Vp：送風量原単位（Ｎm3／ｔ−pig） である。上記(2)式より粉体使用原単位Wpを上昇
させるには、 (a) 送風への粉体添加量Rp＝Ｗ／Ｖ（Kg／Ｎm3
（送風））を増すか (b) 送風量原単位を増す の２つの手段が考えられるが、(b)の手段は高炉の
生産性を下げたり、消費エネルギーを著しく増す
などの欠点があり、好ましくない。 羽口径32mmφのモデラ炉により、送風量と最大
可能吹込み量との関係を調べると、第３図に示す
結果が得られた。送風量増加によつて可能な最大
吹込み添加量（Rp）maxは若干上昇するが、効
果は小さい。これは第４図に示すように、送風量
が高炉基準条件近くで増しても、単位風量当りの
境界面積：Rs＝Ｓ／Ｖの増加がわずかなためで
ある。 そこで、単位風量当りの境界面積を広げるため
第５図に示すように羽口断面積が同一で、水平方
向の径が大きい楕円形状を有する羽口を製作し、
実験を行つた。 実験羽口の断面形状は高さと横巾の比ａ／ｂを
それぞれ１／２、１／４とした。最大可能吹込み
量は第６図に示すように高炉相当風量においてそ
れぞれおよそ25％、62％向上した。 なお羽口開口部の断面形状は楕円に限らず矩形
の水平方向に長辺を有するもの等であつても構わ
ない。また、単孔でなく第７図に例を示したよう
に複数の開口を有するものでもよい。 以上の説明では鉄酸化物の例について述べた
が、鉄以外の酸化物、例えばTiO2、SiO2、MnO
などの鉱石を吹込む場合についても、鉄酸化物と
同様に、固体Ｃによる吸熱反応を生ずるので、全
く同じ方法で吹込み量の増加を図ることが出来
る。 羽口開口断面の高さと横幅の比ａ／ｂは１／１
未満で小さい程効果が大きくなるが、羽口風速を
一定値に管理するためには開口断面積を一定に保
つ必要があり、極端にこの比を小さくすると以下
の問題が生ずる。 (1) ａが小さくなると吹込みノズルから出た粉体
により羽口内面が摩耗されるケースが多くな
り、破損に至ることがある。 (2) 羽口での送風の圧力損失がａ／ｂの低下とと
もに大きくなる。したがつて送風圧力が高くな
り、ａ／ｂが１／20未満となると約２倍とな
る。以上のことを合わせると、ａ／ｂが１／20
より小さくなると急激にデメリツトが増してく
る。したがつて好適なａ／ｂは１／１未満〜
１／20の間が適当である。 〔実施例〕 内容積1380m3の高炉における140mmφの円形断
面形状羽口での粉鉱石吹込み結果は第２図に示し
た通りである。これに対し羽口付け根の開口形状
は同一で先端開口部が高さ70mm横幅280mmの楕円
形状羽口を用いた操業の結果を第１表に示す。粉
鉱石を300Kg／ｔ−pigまで吹き込んだが、何ら問
題はなく安定な操業を長期に亘つて継続すること
ができた。
【表】
本発明方法により羽口から従来の数倍の量の粉
鉱石を吹込むことが可能となつた。また本発明の
羽口により、上記方法を好適に実施することがで
きる。
鉱石を吹込むことが可能となつた。また本発明の
羽口により、上記方法を好適に実施することがで
きる。
第１図は高炉のレースウエイ領域の模式断面
図、第２図は高炉における粉鉱石吹込み量と操業
成績の関係を示すグラフ、第３図は可能な粉体吹
込み量を示すグラフ、第４図はレースウエイ境界
面積と送風量との関係を示すグラフ、第５図はモ
デル実験で用いた羽口形状のａ正面図およびｂそ
のＡ−Ａ矢視図、cB−Ｂ矢視図、第６図は本発
明羽口による粉体吹込み可能量の拡大を示すグラ
フ、第７図はａ，ｂは多孔羽口の実施例の斜視
図、ｃはｂ図のＣ−Ｃ矢視図である。 １…高炉炉壁、２…羽口、３…粉体吹込みラン
ス、４…レースウエイ空間、５…粉体、６…コー
クス充填層、７…充填層中に溜つた融体。
図、第２図は高炉における粉鉱石吹込み量と操業
成績の関係を示すグラフ、第３図は可能な粉体吹
込み量を示すグラフ、第４図はレースウエイ境界
面積と送風量との関係を示すグラフ、第５図はモ
デル実験で用いた羽口形状のａ正面図およびｂそ
のＡ−Ａ矢視図、cB−Ｂ矢視図、第６図は本発
明羽口による粉体吹込み可能量の拡大を示すグラ
フ、第７図はａ，ｂは多孔羽口の実施例の斜視
図、ｃはｂ図のＣ−Ｃ矢視図である。 １…高炉炉壁、２…羽口、３…粉体吹込みラン
ス、４…レースウエイ空間、５…粉体、６…コー
クス充填層、７…充填層中に溜つた融体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単孔または近接した複数の開口により垂直径
より水平径の方が大きい高速気体流をレースウエ
イ空間内に形成し、該気体流に粉体を混合させて
レースウエイに吹込むことを特徴とする高炉操業
方法。 ２ 単孔または近接した複数の送風羽口開口を有
し、該開口の有効垂直方向開口寸法と有効水平方
向開口寸法との比が１／１未満乃至１／20である
ことを特徴とする高炉送風羽口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14412384A JPS6123708A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 高炉の粉体吹込み操業方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14412384A JPS6123708A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 高炉の粉体吹込み操業方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123708A JPS6123708A (ja) | 1986-02-01 |
| JPH033721B2 true JPH033721B2 (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=15354727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14412384A Granted JPS6123708A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 高炉の粉体吹込み操業方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123708A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0689382B2 (ja) * | 1986-02-26 | 1994-11-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 粉体吹込み高炉操業法 |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP14412384A patent/JPS6123708A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6123708A (ja) | 1986-02-01 |
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