JPH0394006A - 高炉羽口粉体吹き込み方法 - 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、銑鉄コストの低減や溶銑或分を制御するため
に微粉炭と酸化鉄粉を多量に高炉内に吹き込むための方
法に係わり、石炭・鉱石の原料制約を緩和し、高炉生産
の弾力性を向上する高炉羽口粉体吹き込み操業方法に関
するものである。

（従来の技術） 近年、高炉操業においては、安価な原燃料の利用による
銑鉄コストの低減や溶銑或分の制御を目的として高炉羽
口からの粉体吹き込み操業方法が検討されてきた。そし
て、これまでに検討された高炉羽口粉体吹き込み操業法
の代表的技術とその背景を以下に述べる。

１）微粉炭の吹き込み 高炉におけるコークス使用量を低減するために、過去に
は液体燃料（重油、タールなど）が使用されていたが、
石油価格の高騰にともないオールコークス操業に移行す
る高炉が増加した。

しかし、オールコークス操業の場合には、羽口前温度が
上昇して操業が不安定になりやすく、また最人出銑比が
抑えられるなどの操業上のデメリットがある。

そこで、このデメリットを解消することとコークス使用
量の低減を図るために、燃料として微粉炭を吹き込み、
コークス比の低減や出銑比の上昇を図る。

２）酸化鉄粉の吹き込み 鉄鉱石粉を塊或化せずに直接利用したり、焼結鉱粉を返
鉱どして焼結工場に戻すことなく利用して焼結鉱焼戒エ
ネルギーの低減を図る、などにより原料コストの低減を
図る方法である。

この方法には酸化鉄粉が脱珪反１，シを生し′（、溶銑
中Ｓｉが低減する効果も付随する。

３）造滓剤の吹き込み 石灰石粉、ドロマイト粉等の塩基性物質を吹き込み、溶
銑中ＳｉやＳの低減を図る方法である。

第２図は、高炉羽口からの粉体吹き込みを実施するため
のブロック図である。

粉体はサービスホッパ−２１に貯藏されたのち、中間タ
ンク２２を経て吹き込みタンク２３に導入され、吹き込
みクンク２３内で加圧、流動化され、キャリアガス２４
により輸送される。輸送された粉体はブローパイプ２５
内を通過する熱風と共に、羽口２６から高炉２７内に吹
き込まれる。

さらに、上記した作用の複合効果を目的として、２種以
上の粉体を吹き込む技術が開発されており、例えば、微
粉炭と共に粉鉱石を吹き込む操業法（特公昭５８−５６
７２１号公報）が提案されている。これは、微粉炭比３
０〜１５０　ｋｇ／ｐｔにおいて、ペレッ１・フィード
または焼結鉱破砕粉よりなる粉鉱石を５〜５０ｋｇ／ｐ
ｔ吹き込むことにより溶銑中Ｓｔを低減するものである
。

このように微粉炭と酸化鉄粉を同時に吹き込む技術は、
安価な燃料および原料を利用できるので大幅なコス１・
削減に結び付く。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、高炉羽口から炉内に吹き込まれる微粉炭
と酸化鉄粉の量が多くなると、以下の問題が発生し、原
燃料コスト削減の限界をもたらしている。

■　高炉内へ吹き込まれた粉体により通気性悪化、荷下
がり変動等を生じて炉冷に結び付く場合があり、安定な
高炉操業が阻害される。以下にその内容を詳述する。

すなわち、吹き込まれる微粉炭の量が多くなると、レー
スウェイ内での微粉炭の燃焼が十分に進展せず、未燃焼
の微粉炭がコークス充填層に持ち込まれて通気性の悪化
や荷下がり変動等を生して炉冷に結び付く場合がある。

また、吹き込まれる酸化鉄粉の量が多くなると、レース
ウェイ近傍での酸化鉄粉の溶融還元が十分に進展しない
ため、風圧変動や荷下がり変動等を生じて炉冷に結び付
く場合がある。

一方、微粉炭を酸化鉄粉と同時に吹き込む方法は、酸化
鉄粉の溶融のために微粉炭の燃焼熱を利用できる方法で
はあるが、レースウエイ内での粉体量が粉体単味の吹き
込みより多くなるために、同時多量吹き込み時には、微
粉炭の燃焼性が悪化したり、微粉炭の燃焼性は確保され
ても酸化鉄粉の昇温か十分ではなく、レースウエイ先端
での酸化鉄粉の溶融還元が十分に進展せず、炉冷に粘び
イ・１く場合がある。

■　各粉体の輸送量が増加するため、輸送配管の閉塞や
摩耗による破損が生じたり、吹き込み粉体の散乱が激し
くなるため羽口内面の摩耗が増える等の設備トラブルが
頻発して安定な吹き込みを継続することが不可能となる
恐れがある。

本発明は、高炉羽口から微粉炭と酸化鉄粉とを同時に吹
き込む操業方法において、前記問題点を解決することを
目的とするもので、高炉安定操業下において、微粉炭と
酸化鉄粉との同時多量吹き込みを実現することのできる
方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明による高炉羽口粉体吹き込み法は、前述の問題点
を解決するために、高炉の送風羽口を上段羽口と下段羽
口を有する２段羽口構造とし、上段羽口からは微粉炭お
よび／または酸化鉄を常温の酸素または必要に応じてさ
らに窒素、水蒸気とともに吹き込み、下段羽口からは微
粉炭および／または酸化鉄を高温の酸化冨化空気ととも
に吹き込むものである。

ところで、高炉の生産性を向上させるために高酸素富化
送風とシャフト部からの予熱ガスの吹き込みを行う、い
わゆる酸素高炉において、熱風送風羽口と酸素送風羽口
の２種の羽口を同し高さ位置に具備し、酸素送風羽口か
ら微粉炭吹き込みを行う方法が提案されている（特開昭
６３−１６６９１４号公報）。

また、竪型のコークス充填層炉を用い、上部から燃料と
してコークスを装入し、下部の羽口から原料として粉状
の鉄鉱石もしくはその他の金属酸化物の粉状鉱石または
予備還元鉱石等を吹き込んで精錬する形式のいわゆる溶
融還元炉において、熱風の送風羽口を上下に２段もしく
はそれ以上に多段に設置し、吹き込まれた鉱石を、下段
羽口からの熱供給により溶融還元さセる力法が提案され
ている（例えば、特開昭５７−１９８２０５号公報、特
開昭５！１１−８０７０５号公報）。

さらに、燃料コスト低減のため微粉炭を利用し、上段羽
口から粉状鉱石、予備還元鉱石、微粉炭の吹き込みを行
い、下段羽口から微粉炭吹き込みを行う操業方法も提案
されている（「鉄と鋼」、７３（１９８７），　Ｓ１２
３）が、いずれも熱風送風の多段吹き込み法である。

これに対して、本発明では、高炉における微粉炭と酸化
鉄粉の同時多量吹き込みを実施するために、粉体を吹き
込む羽口の本数を増加し羽口１本あたりの粉体吹き込み
による負荷を軽減することに着眼しており、さらにその
実施形態においては以下の特徴がある。

まず、従来の技術に前述した通常の高炉における粉体吹
き込み法では、既設羽口と同じ高さ位置に羽口を増設す
ることは、羽口間隔や作業性の面から困難であり現実的
ではない。

そこで、本発明では既設羽口は下段羽口としてそのまま
使用して、熱風炉ならびに熱風配管などの熱風送風設備
は特に増設する必要はなく、既設羽口より上の位置に増
設する上段羽口については、付随する酸素配管、窒素配
管、水蒸気配管ならびに粉体吹き込み配管を増設するの
みで、羽口木数および粉体輸送配管の増加を実現してい
る。

さらに、上下段羽口とも微粉炭と酸化鉄の同時吹き込み
を行うに際して、本発明では上段羽口は粉体の吹き込み
を円滑に実施するために増設する羽口であるので、吹き
込まれた粉体の燃焼と溶融を確保するための送風設備を
備えていればよく、下段羽口とは独立に粉体吹き込みを
伴う送風アクションを行うので、操業上の変動が生した
際にも、柔軟な制御が可能である。

本発明において、上下両方の羽口から微粉炭と酸化鉄粉
の同時吹き込みを行うのは、全量上段羽口からの吹き込
みでは、原料として装入された鉱石に由来する熔融物の
温度を確保するためには、羽口１本あたりの負荷が大き
くなること、全量下段羽口からの吹き込みでは、上段羽
口と下段羽口間の高温部が炉頂装入鉱石の溶融に対して
有効に利用されないので風圧変動を生しやずいこと、に
よる。

（作　　用） 上述したように、微粉炭と酸化鉄粉を気体輸送して高炉
羽口から吹き込むにあたり、高炉に上下２段の羽口を配
置して、上段羽口からは微粉炭および／または酸化鉄粉
を常温の酸素または必要に応じてさらに窒素、水蒸気と
ともに吹き込み、下段羽口からは微粉炭および／または
酸化鉄粉を高温の酸素富化空気とともに吹き込むことに
より、微粉炭と酸化鉄粉の同時多量吹き込み時において
も、羽口１本当たりの粉体量が軽減されるので、適正な
温度条件下で、レースウェイ内での微粉炭の燃焼および
レースウェイ先端での酸化鉄粉の溶融が進展し、風圧変
動、荷下がり変動などの炉況悪化を招くことがなく、ま
た、装入物分布の不均一算による操業−ヒの変動にも柔
軟な対処が可能である。さらに、微粉炭及び酸化鉄粉の
輸送についても、配管１本当たりの輸送幇が軒滅される
ため、配管閉塞や配管破損等の設備トラブルの発生を未
然に防ぐことが可能となり、安定な操業が継続できるた
め、原燃料コストの大幅削減に結び付く。

（実　施　例） 第１図は本発明による高炉羽口粉体吹き込み法を実施ず
るためのブ口ツク図である。

微粉炭は、微粉炭用サービスホッパ−１に貯蔵された後
、同中間タンク２を経由して微粉炭用吹き込みタンク３
に導入される。

一方、酸化鉄粉は、酸化鉄粉用ザービスホッパー４に貯
蔵された後、同中間タンク５を経由して９ ｌ０ 酸化鉄粉用吹き込みクンク６に導入される。

これら各吹き込みタンク３、６では、図示しない配管に
よりタンク内を加圧、流動化し、キャリアガス７、８、
９、１０により粉体を輸送する構或となされている。

キャリアガス７、８により輸送された微粉炭と酸化鉄粉
は、酸素ホルダー１１内からの酸素南風、さらに図示し
ないが必要６こ応して、窒素、水華気と共に上段羽口１
２より高炉１５内に吹き込まれる。

一方、キャリアガス９、１０により輸送された微粉炭と
酸化鉄粉は、ブローパイプ１３内を通過する熱風衝風と
共に下段羽口Ｌ４より高炉ｌ５内に吹き込まれる。

ここで熱風は、加熱した空気または加熱した酸素富化空
気である。

第１図に示す高炉多段羽口粉体吹き込み法を、内容積２
７００ｍ３の高炉に適用した場合の実験結果を下記第１
表に示す。

下段羽口は従来の高炉の送風羽口のレヘルであり、その
上部に上段羽口を設けてある。実験に使用した酸化鉄粉
は篩下の焼結鉱粉である。微粉炭と焼結鉱粉の粒度分布
を下記第２表及び第３表に示す。

１ｌ ｌ２ 従来例は、ベース期間同様に上段羽口を使用せず、微粉
炭と焼結鉱粉を全量下段羽口から吹き込んだ例であるが
、羽口１本当たりの吹き込み量が多いため、送風アクシ
ョンにより羽口前温度を２２５１゜Ｃとしたにもかかわ
らず通気性が悪化し、ヘース期間に比べて、スリップ回
数や炉冷回数が増加した。さらに、配管閉塞や配管破損
などの粉体輸送設備トラブルも生した。

これに対して本発明例では、微粉炭と焼結鉱物をそれぞ
れ１００　ｋｇ／ｐｔずつ上下段から吹き込みを行い、
合計でそれぞれ２００　ｋｇ／ｐｔの吹き込みを行った
例であるが、焼結鉱粉の羽口１本当たりの負荷が減少す
ると共に、微粉炭と焼結鉱粉が同一の羽口から吹き込ま
れるため、微粉炭の燃焼と焼結鉱粉の溶融還元が安定に
進展し、スリップ・炉冷のない炉況安定下で操業された
。さらに、輸送配管１本当たりの負荷が減少したために
配管閉塞や配管破れなどの設備トラブル回数は大幅に減
少した。

なお、本実施例では、酸化鉄粕として焼結鉱粉を使用し
たが、ペレットフィード、集塵ダスト等の酸化鉄を使用
しても同様な結果が得られる。

また、吹き込む酸化鉄粉弔が少ない場合には、上下段の
両羽口に均等に吹き込んでも、上段、下段のどちらか一
方から吹き込んでもよいが、後者の場合には、炉頂から
装入された鉱石に由来する溶融物の温度を確保して、円
滑に荷下がりを行わせるために、上段羽口から微粉炭を
、下段羽口から微粉炭と酸化鉄粉を吹き込む方法が望ま
しい。

（発明の効果） 上述した実施例からも明らかなように、本発明によれば
、微粉炭と酸化鉄粉の高炉羽口からの吹き込み操業にお
いて、既存の高炉設備で熱風配管ｌ３ １４ の変更を伴わずに、上段羽口への酸素、窒素、水蒸気配
管などの若干の改造により、風圧変動や荷下がり変動を
生しない状況下で、粉体輸送系統の設備トラブルもなく
安定に同時多量吹き込み操業を行うことが可能であり、
銑鉄コストの低減を実現しつつ、高炉の生産弾力性向上
が図られ、高炉操業上きわめて有効である。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明による高炉多段羽］」吹き込み法を実施
ずるためのフ１゛Ｊノク図、第２Ｐ＋は高炉への粉体吹
き込みを実施するための通常の方法のブロック図である
。 ■は微粉炭用サービスホッパー、２は微粉炭用中間タン
ク、３は微粉炭用吹き込みタンク、４は酸化鉄粉用サー
ビスホッパー、５は酸化鉄粉用中間タンク、６は酸化鉄
粉用吹き込みタンク、７〜１０はキャリアガス、１１ば
酸素ホルダー、１２は上段羽口、１３はブｌ二１−パイ
プ、ｌ４は下段羽口、１５は高炉。 ｌ５ ム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高炉羽口から粉体吹き込みを行う高炉操業方法に
   おいて、上下２段に羽口を設置して、上段の羽口からは
   微粉炭および／または酸化鉄粉を常温の酸素または必要
   に応じてさらに窒素、水蒸気とともに、また下段羽口か
   らは微粉炭および／または酸化鉄粉を高温の酸素富化空
   気とともに吹き込むことを特徴とする高炉羽口粉体吹き
   込み方法。