JPH0356611A - 高炉への炭材装入方法 - 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） 本発明は高炉への炭材装入方法に関するものであり、よ
り詳細には高炉羽口から微粉炭を多吋Ｌに炉内に吹き込
む高炉操業方法において、炉内ガス中の含塵量を低減し
て高炉を安定に操業するため、高炉の融着帯より上部の
ソルーションロス帯に灰分の少ない炭材を装入する方法
に関するものである。

（従来の技術） 近年、銑鉄コストを低減するために、高炉羽口から安価
な微粉炭を吹き込んで、炉頂から装入する高価なコーク
ス使用量を削減する方法が実用化されている。

第３図は従来の高炉羽口への微粉炭吹き込み方法として
ブロータンクを用いた例を示したものである。

ヤードに備蓄されている石炭１は粗粉砕機２で粗粉砕さ
れた後、粉砕・乾燥機３で仕上げ粉砕、乾燥されて微粉
炭となり、微粉炭サービスタンク４、中間タンク５を経
て、吹き込みタンク６に装入され、キャリャガス７によ
って気体輸送され、分配器８で支管に分岐されて高炉９
の各羽口１０？吹き込まれる。

（発明が解決しようとする課題） このような高炉羽口から微粉炭を多量に吹き込む高炉操
業においては、次に詳述する問題点があった。

すなわち、微粉炭を羽口から多量に吹き込む場合、レー
スウェイ内で微粉炭が完全燃焼できず、一部未燃焼のチ
ャーを生威する。第４図にコークスを充填した燃焼炉で
の微粉炭燃焼試験結果を示す。横軸は微粉炭吹き込み量
を銑鉄１トン当たりの原単位で示した数値、縦軸は羽ロ
レベルで羽口から０．４　ｍの位置で採取したダスト中
のＡｈＯ，バランスから算出した燃焼率を示す。第４図
に示すように微粉炭吹き込み量が１００　ｋｇ／ρｔ　
（ｐｔは銑鉄１トン当たりを示す）を超すと急激に燃焼
率が低下し、未燃焼のチャーが多量に生威される。この
チャ一の一部は下記■式に示すようにレースウェイ近傍
に存在するＣＯ■とソルーションロス反応を生して消費
されるが、大半はボッシュガスとともに上方に飛散して
ゆき、ボッシュ部での炉径の拡大による流速の低下と融
着帯でのガス流線の変化によってボッシュ部側壁に滞留
しボツシュ部の通気性を悪化させる。

Ｃ＋ＣＯｚ　＝２ＣＯ　　　　・・・　■すなわち融着
帯は炉内粉に対して一種のフィルター効果を有している
。しかし微粉炭吹き込み量が１５０　ｋｇ／ｐｔを超す
と未燃焼チャ一の一部は融着帯を通過して塊状帯にまで
持ち運ばれシャフト部の通気性が悪化する。このため微
粉炭多量吹き込み時には融着帯レベル以下の滴下帯の通
気性が悪化するばかりでなく融着帯レベル以上の塊状帯
においても通気性が悪化し、局所的にガス流が変動して
原料の降下速度が不均一になり、高炉操業が不安定にな
る。

また微粉炭中の灰分の一部もＳｉＯガスなどとして揮発
し、ボッシュガスとともに上昇し、低温高酸素分圧域で
凝縮して粉となリボ・冫シュ部の通気性を悪化させたり
炉壁部に堆積して付着物を形成し、棚吊り・スリップ等
の原料の降下異常を生していた。

これらの対策として、従来は微粉炭の羽口前での燃焼性
を改善するため送風中の酸素濃度を上昇させたり、送風
温度を上昇させてきた。しかしこの方法では羽口前温度
が過度に上昇し、羽口前でのＳｉＯガス等の揮発反応が
顕著になり上部で付着物を形成し、棚吊り・スリップを
生じて高炉操業が不安定になっていた。

一方、ブローパイプ内の微粉炭吹き込み位置を羽口から
遠ざけブローパイプ内での微粉炭の燃焼を促進する方法
では、溶融した微粉炭灰分が羽口に付着することによる
羽口の閉塞が問題であった。

また、灰分の揮発を防止するため灰分の少ないまたは全
くない微粉炭材を羽口から吹き込む方法も考えられるが
、灰分に起因する粉発生は防止できても炭素分の未燃焼
による粉発生は避けられなかった。

本発明は、微粉炭を多量に羽口から炉内に吹き込む高炉
操業法において、微粉炭の未燃焼によって発生するチャ
ーによる高炉操業の不安定化を防止するため、高炉羽口
からの微粉炭吹き込みｉｔを制限し、代わりに融着帯よ
り上部のソルーションロス帯に灰分の少ない炭材を装入
して炉頂から装入するコークス量を節減することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 本発明においては、羽口前における微粉炭の未燃焼によ
って生じる粉に起因する高炉操業の不安定化を防止する
ため次の対策をとった。

第１に、羽口前で発生する未燃焼の籾を減少させるため
に従来の微粉炭の燃焼率を向上させる手段を最大限とっ
た上で羽口から吹き込む微粉炭の量を制限するのである
。本発明者らは内容積２５００ポの高炉で微粉炭多量吹
き込み時の微粉炭吹き込み量と炉内ダスト量および原料
降下異常（スリップ）との関係を研究し、羽口からの微
粉炭吹き込、み量の限界値を検討した。当該高炉の微粉
炭吹き込み設備は通常操業時（１日の出銑量が約５００
０ｔ）に１００　ｋｇ／ｐｔの能力のため、試験時には
出銑量を１日２５００　ｔに低下して２００　ｋｇ／ｐ
ｔまで微粉炭を吹き込んだ。この場合の試験結果を第２
図に示す。

この第２図より羽口からの微粉炭吹き込み里が１５０　
ｋｇ／ｐｔを超すとシャフト部の粉採取量が増加するこ
と、およびスリップ発生頻度が増加することを知見した
。さらに微粉炭吹き込み量が２００　ｋｇ／ｐｔになる
とシャフト部に持ち込まれる籾の量が極端に増加し融着
帯がフィルター効果をもはや有しないこと、およびスリ
ップ発生頻度が顕著に増加することを知見した。そこで
、スリップ発生頻度を２回／日に抑制して高炉を安定に
操業するためには、融着帯レベル以下における炉内の粉
蓄積量の限界が微粉炭吹き込み量１５０　ｋｇ／ｐｔに
相当するとし、羽口からの微粉炭吹き込み量の限界を１
５０　ｋｇ／ｐｔとした。

第２に、羽口からの微粉炭吹き込み量に限界があるので
炉頂から装入する高価なコークスをさらに節減するには
高炉内にこれ以上粉を増加させない炭材を使用する方法
が要請される。その一つとして、羽口から灰分の少ない
微粉砕した炭材を吹き込む方法が考えられるが、この方
法では灰分に由来する粉は発生しないが未燃焼に起因す
る粉が発生するため高炉操業に悪影響を及ぼす。また炭
？を微粉ν１ｌ−ずるコストが余分にかかり経済的にも
望ましくない。そこで発明者らは融着帯レベルより上部
のソルーションロス帯においては鉱石の還元によって生
じたＣＯ■と炭材が前記■式の反応を活発に生しること
に注目し、灰分の少ない炭材を融着帯より上部のソルー
ションロス帯に装入することを発明したのである。

炭材吹き込み位置を融着帯より上部に限定した理由は、
当該炭材のソルーションロス反応を促進するためには高
炉内のより上部に装入してソルーションロス反応時間を
長くすること、および融着帯より下部では鉱石の大半は
すでに還元を完了しておりソルーションロス反応を期待
できないためである。こうすれば高炉内に新たにもちこ
むＦＪ）はなく高炉操業を安定に維持できるのである。

本発明はかかる知見に基づいて成されたものであり、そ
の第１は高炉羽口から微粉炭を炉内に吹き込む高炉操業
法における炭材の装入方法であって、高炉の融着帯より
上部のソルーションロス帯に炉外から灰分の少ない炭材
を装入することにある。

また、第２は前記第１の本発明方法において、炉内のソ
ルーションロス帯位置を計測して、灰分の少ない炭材の
装入位置を制御することにある。

更に、第３は前記第１又は第２の本発明において、炭材
装入方法において、炭材として石油コークスまたは無煙
炭またはグラファイトを使用することにある。

（作　　用） 第１図に本発明の灰分の少ない炭材の装入方法の１例を
示す。

高炉９の炉頂に装入ベルトコンベア１ｌで搬送されたコ
ークスｌ２は固定ホッパ−１３に装入された後、旋回シ
ュート１４によって小ベルｌ５上に一旦貯蔵され、次に
小ベルｌ５を開操作して大ベルｌ６上に装入される。そ
して、炉内の原料が所定のレベルに到達したら大ベル１
６を開操作して炉内に装入される。

鉄源も同様の方法でコークスと層状となるよう炉内に装
入される。一方羽口１０からは微粉炭が常時吹き込まれ
る。

本発明による灰分の少ない炭材の装入は、計測設備ｌ７
で融着帯ｌ８より上部のソルーションロス帯位置を計測
し、当該ソルーションロス帯に、装入設ＯＩ１９を用い
て行われる。装入設ｗＩ１　９は炭材ホッパ−２０と図
示しない駆動装置によって高さ方向に進退可能な垂直式
装入シュート２１か、あるいは水平式フィーダー２２で
構威され、炉内の所望の位置に前記灰分の少ない炭材を
装入する。

炉内に装入する時期はコークスが当該部位に降下した時
でもよいが、ソルーションロス反応を促進するためには
鉱石が当該部位に降下した時に鉱石層内に装入すること
が望ましい。従って、当該位置の原料の種類を計測する
ための設備を別に設置してもよい。

灰分の少ない炭材としては、灰分量が数％以下の石油コ
ークスまたは無煙炭またはグラファイトが望ましい。な
お、溶銑成分が所望の範囲に制御できるように炭材装入
量に応して適切な硫黄成分を含有する炭材を選択するこ
とは言うまでもない。

灰分の少ない炭材の粒度は、当該位置の炉内コークス粒
径とほぼ同捉度とするが、高炉の通気性に悪影響を及ぼ
さない範囲で小さくすることによってソルーションロス
反応を促進することが望ましい。

（実　施　例） 本発明の効果を内容積２５００　ｍの高炉で試験した。

試験時の１日の平均出銑量は２５００トンであり、微粉
炭吹き込み量は最大２００　ｋｇ／ｐｔとした。なお、
コークスへースは２６トンである。

下記表に試験結果を示す。

従来法において微粉炭１００　ｋｇ／ｐｔ吹き込みでは
炉内採取粉も少なくスリップも少ない。一方、１６０　
ｋｇ／ｐｔ吹き込みではボッシュ部とともにシャフト部
の採取粉量が増加しており、スリソプも顕著になってき
た。また燃料比は５２０　ｋｇ／ｐｔまで悪化した。２
００　ｋｇ／ｐｔ吹き込みではスリップ頻度が安定校業
範囲を超えたため減風せざるをえなくなり出Ｖｃ量は２
０００　１−ンに減少した。さらに燃料比も５６０　ｋ
ｇ／ρｔまで顕著に増加した。

これに対し、本発明においては微分炭１６０　ｋｇ／ｐ
ｔ吹き込み時に本発明を適用し、羽口からの微分炭吹き
込み量を１５０　ｋｇ／ｐｔに低下し、炉頂のシャフト
上段ガスゾンデの温度ガス・組成計測結果から数式シミ
ュレーションモデルを用いて推定したソルーションロス
帯の最上部に粒径２５ｍｍの石油コークス（灰分Ｏ％）
を垂直型炭材装入装置を用いてｌＯｋｇ／ｐｔ装入した
。この結果シャフト部の採取粉量は４５ｇ／Ｎｍ’に減
少し、スリップ頻度も１．１回／日に低下して、燃ｔ’
：＋比も５０７　ｋｇ／ｐｔと低いレベルに維持したま
ま安定操業が確保できた。

次に従来法の２００ｋｇ／ｐｔ吹き込みに対応してソル
ーソヨンロス帯に挿入する石油コークス量を５０ｋｇ　
／　ｐ　ｔに増加したところ、炉内粉採取量の増加を仰
制でき、スリップ頻度は１．１回／日と低いままで炉頂
から装入するコークス量を３０８　ｋｇ／ｐｔまで節減
できた。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によって、微粉炭多量吹き込
み時に羽口から吹き込む微粉炭量を制限し、その代わり
融着帯上部のソルーションロス帯に灰分の少ない炭材を
装入することによって、高炉操業を安定に維持したまま
炉頂から装入するコークス｛辻を節減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による灰分の少ない炭材のソルーション
ロス帯への装入方法の説明図、第２図は微粉炭吹き込み
量と炉内採取粉置およびスリ，ブ発生頻度の関係を示す
圓、第３図は従来の微ｔ５）炭吹き込み方法の説明図、
第４図は微粉炭吹き込め量と羽ロレヘルでの微ｌ５｝炭
燃焼率の関係を示すレ１である。 ６は微粉炭吹き込みタンク、９は高炉、１０は羽口、ｌ
８は融着帯、１９は炭材装入没０１．′ｉ、２０は炭材
ホノパー、２ｌは垂直式炭材装入装置、２２は水平式炭
材フィーダー 第１図 第２図 歓紛庚吹き４み％　（ｋ必ｔ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）高炉羽口から微粉炭を炉内に吹き込む高炉操業法
   における炭材の装入方法であって、高炉の融着帯より上
   部のソルーションロス帯に炉外から灰分の少ない炭材を
   装入することを特徴とする高炉への炭材装入方法。
2. （２）請求項１記載の炭材装入方法において、炉内のソ
   ルーションロス帯位置を計測して、灰分の少ない炭材の
   装入位置を制御することを特徴とする高炉への炭材装入
   方法。
3. （３）請求項１又は２記載の炭材装入方法において、炭
   材として石油コークスまたは無煙炭またはグラファイト
   を使用することを特徴とする高炉への炭材装入方法。