JPH0694565B2 - 高炉への補助燃料吹込み方法 - Google Patents

高炉への補助燃料吹込み方法

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JPH0694565B2
JPH0694565B2 JP780291A JP780291A JPH0694565B2 JP H0694565 B2 JPH0694565 B2 JP H0694565B2 JP 780291 A JP780291 A JP 780291A JP 780291 A JP780291 A JP 780291A JP H0694565 B2 JPH0694565 B2 JP H0694565B2
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blast furnace
tuyere
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fuel
blow pipe
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富雄 鈴木
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Kobe Steel Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉への補助燃料吹込
み方法に関し、詳細には、一般に燃焼性が異なる微粉炭
などの固体燃料と重油、タールなどの液体燃料とを混焼
させたり、あるいは固体燃料とコークス炉ガス、天然ガ
スなどのガス燃料とを混焼させる際の安定した高炉操業
を得るための高炉への補助燃料吹込み方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】石油価格の大幅な高騰を契機に、高炉に
おいては補助燃料として吹込んでいた重油を全面的に中
止するオールコークス操業に移行した。その後、高炉操
業の安定化とコークスの代替として経済効果が高い微粉
炭吹込みが注目され、現在では日本国内高炉の過半数で
採用されるまでに至った。
【0003】しかしながら、微粉炭等の粉体燃料は重油
に比べて燃焼性が悪く、灰分を含有するという欠点を有
しているので、吹込みに当たってはさまざまな対策を講
じる必要がある。
【0004】こうした状況のもとで、本出願人もかねて
より微粉炭等の粉体燃料の効果的な吹込み法を確立すべ
く鋭意研究開発を進めており、例えば特公昭60-53081
号、特公昭63-32842号、特公平 1-29846号公報に開示す
る技術を提案した。
【0005】特公昭60-53081号では、微粉炭等の粉体燃
料の燃焼率向上とブローパイプ内への灰分付着防止とい
う二つの要望をどちらも満足させる手段として粉体燃料
の吹込み位置をブローパイプ内の上流側へ移行したもの
である。
【0006】また、特公昭63-32842号および特公平 1-2
9846号では、1050℃を下まわる様な低温の熱風を使用し
た場合でも微粉炭等の粉体燃料の燃焼率を充分に高める
ために、コークス炉ガスや天然ガスなどの易燃焼ガスを
微粉炭の外周から熱量換算で2%以上混焼するか、また
は熱風中の酸素濃度を23容量%以上に酸素富化燃焼する
ことを提案した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、微粉炭等の
粉体燃料を補助燃料として使用する高炉操業の場合、補
助燃料の需給バランスの制約や、燃料コストの変動ある
いは微粉炭吹込み設備の故障、保全などの時に複数の補
助燃料を同時に高炉内へ吹込むことがある。例えば、製
鉄所ではコークス炉ガス、転炉ガスなどの多量な副生ガ
スを発生し、製鉄所内の使用バランス上から過剰になる
場合があり、これらのガスを補助燃料として高炉へ吹込
むこともある。また、コークスよりも安価で容易に入手
可能な天然ガスやタールを補助燃料として吹込んでコー
クス比を低減させる場合もある。即ち、高炉操業におい
ては、従来から異なった補助燃料を同時に吹込むことが
あった。この場合には、補助燃料の吹込み量は少なくコ
ークス換算で50kg/銑鉄トン以下であり、燃焼性の差が
高炉の操業へ及ぼすこともなかった。そのため、吹込み
位置など吹込み方法は特に補助燃料の燃焼性の差に着目
して変えることはせず、同一位置で同じ羽口から異なっ
た補助燃料を吹込んでいた。
【0008】しかしながら、近年はさまざまな補助燃料
を 100kg/銑鉄トン以上多量に吹込み、コークス比を下
げ製銑コストを低減させることが最重要課題となってき
た。
【0009】とりわけ、石炭はコークスに比べて価格が
約半分であり、高炉微粉炭吹込み用は粘結炭(原料炭)
に限定されず一般炭まで使用可能であるから、経済性お
よび石炭ソースの多様化の両面からより多くの微粉炭を
吹込むことが可能になればメリットは一層大きくなる。
更に、微粉炭以外の補助燃料をも多量に吹込むことが可
能になれば、コークス比を大幅に低減でき製銑コストを
非常に低下できる。
【0010】しかしながら、吹込み位置を同一位置で異
なった羽口に異なった補助燃料をコークス換算で50kg/
銑鉄トン以上吹込むと、燃焼性の良いガス燃料や重油燃
料は羽口内の燃焼により熱風温度を大幅に高め、羽口先
流速も大幅に高まる。この結果、ブローパイプ内の圧力
も大幅に高まる。一方、燃焼性の悪い微粉炭を吹込んで
いる羽口は、熱風温度の上昇は小さい。従って、燃焼性
の異なる補助燃料を異なる羽口から同一量吹込むと、熱
風本管内の熱風圧力が等しいので燃焼性の良い燃料を吹
込んでいる羽口の熱風量は少なく、燃焼性の悪い燃料を
吹込んでいる羽口の熱風量は増加し、各羽口の風量バラ
ンスが崩れ高炉操業が不安定となる。
【0011】そこで、本発明は、上記事情に鑑み、燃焼
性の異なる複数の補助燃料を同時に多量に高炉へ吹込ん
でも、安定した高炉操業がなし得る高炉への補助燃料吹
込み方法を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係わる高炉への補助燃料吹込み方法は、
高炉羽口または高炉羽口に連接された熱風吹込み用ブロ
ーパイプの壁から燃焼性の異なる複数の補助燃料を同時
に吹込むにあたり、補助燃料毎に独立の羽口またはブロ
ーパイプから吹込むとともに、燃焼性の良い補助燃料の
吹込み位置を、燃焼性の悪い補助燃料の吹込み位置より
炉内側にして補助燃料を吹込むことを要旨とするもので
ある。
【0013】そして、燃焼性の異なる複数の補助燃料
を、円周上の羽口またはブローパイプから交互に吹込ん
でもよい。
【0014】また、燃焼性の異なる複数の補助燃料を異
なる羽口またはブローパイプから吹込むにあたり、各羽
口およびブローパイプの送風圧損がほぼ等しくなるよう
に吹込み位置を調整してもよい。
【0015】さらに、燃焼性の異なる複数の補助燃料と
して微粉炭、C重油、コークス炉ガスを用いる場合にお
いては、微粉炭の吹込み位置を基準にして、C重油は 1
50〜250mm、コークス炉ガスは 250〜 350mm炉内側の下
流から吹込むとよい。
【0016】
【作用および実施例】以下実験経過および解析結果に沿
って本発明の構成および作用効果を詳細に説明する。図
2は燃焼実験で使用した装置の概略図であり、実際の高
炉羽口部に模した構造に設計されている。粉体燃料(微
粉炭)Aは地上ホッパ1からスクリューコンベア2によ
ってコールビン3へ搬送される。コールビン3の下部に
は粉体燃料定量供給機4が設けられており、この部分で
一定量ずつ切り出された粉体燃料Aは、輸送空気5と共
に輸送管6によってバーナ7へ送られる。一方高温熱風
炉8で得られた熱風は、送風管9からブローパイプ10お
よび水冷羽口11を経て燃焼試験炉12へ送られる。図中13
は煙突である。
【0017】高炉の燃料吹込み部は一般の燃焼装置とは
全く異なり、ブローパイプ10および水冷羽口11で構成さ
れているので、この実験装置は常圧であり実際の高炉吹
込みより圧力は低いが形状は近似させている。また燃焼
試験炉12には粉体燃料の燃焼状態および着火状態を観察
する為の覗き窓を多数設けると共に、炉内温度、炉内ガ
ス組成、炉内ダスト、火炎輻射量等を測定するための検
査孔が設けられ、且つブローパイプ10の上流側曲がり部
には、該ブローパイプ10の壁面への灰の付着状況を観察
するための覗き窓14が設けられている。
【0018】この装置を用いた後記一連の実験における
条件は下記の通りである。 液体燃料 :C重油 ガス燃料 :コークス炉ガス 粉体燃料 :石炭(揮発分34重量%,灰分1
0.5重量%) 補助燃料吹込み量 : 148kg/銑鉄 1トン相当(T−
P) 熱風温度 :1200℃ 補助燃料吹込み位置L:羽口11とブローパイプ10の境界
位置を基準として、上流(負符号)L=−200mm 〜下流
(正符号)L=+496mm (炉内側羽口内)
【0019】先ず、本出願人は、前記した諸問題を知見
した後これら諸問題の発生原因をより明確にするために
実験を行った。その結果を以下に説明する。
【0020】図3は補助燃料吹込み部の拡大図である。
本吹込み部の構成は実際の高炉の吹込み部の構成と同一
であり、ブローパイプ10、水冷羽口11および補助燃料吹
込みバーナ7から構成されている。そして、補助燃料吹
込みバーナ7の上流には、ブローパイプ圧力測定孔15を
設け、補助燃料吹込みによるブローパイプ上昇圧力△P
を測定した。
【0021】図1は、微粉炭、C重油およびコークス炉
ガスを単味で前記補助燃料吹込みバーナ7から吹込んだ
場合のブローパイプ圧力を示す。同一の補助燃料吹込み
量および熱風量の条件下で補助燃料吹込み位置Lを変化
させてブローパイプ圧力を測定した。この図から明らか
なように、燃焼性の良いコークス炉ガスやC重油は、補
助燃料吹込み位置がL=−200mm 〜+200mm では燃焼が
ブローパイプ、羽口内で急速に起こるので熱風が高温に
なりブローパイプ圧力が大幅に上昇する。しかし、下流
側の炉内へ補助燃料吹込み位置を移動させるとブローパ
イプ圧力は次第に低下する。従って、微粉炭、C重油、
コークス炉ガスを補助燃料吹込み位置L=0の同一位置
で吹込むとブローパイプ圧力は、コークス炉ガスでは84
0mmH2O、C重油では800mmH2O、微粉炭では580mmH2Oにな
る。実際の高炉では高圧操業しているのでこの圧力差は
更に大きくなる。この場合、実高炉においては熱風本管
の圧力が等しいので、微粉炭を吹込んでいる羽口には圧
力損失が小さいため多量の熱風が供給され、C重油、コ
ークス炉ガスを吹込んでいる羽口には、微粉炭を吹込ん
でいる羽口より少量の熱風が流れることになる。即ち、
この場合には、各羽口によって熱風量が大幅に異なるこ
とになり、高炉の円周バランスが崩れて炉況が不安定と
なる。
【0022】そこで、本発明では、各羽口の圧力損失を
一定に保ち、各羽口への風量配分を均等にすることを考
えた。その具体的な方法は、高炉羽口または高炉羽口に
連接された熱風吹込み用ブローパイプの壁から燃焼性の
異なる複数の補助燃料を同時に吹込むにあたり、補助燃
料毎に独立の羽口またはブローパイプから吹込むととも
に、燃焼性の良い補助燃料の吹込み位置を、燃焼性の悪
い補助燃料の吹込み位置より炉内側にして補助燃料を吹
込み、各羽口の圧力損失をほぼ等しくして、高炉におけ
る風量の円周バランスを保って炉況を安定させるもので
ある。
【0023】例えば、図1において、微粉炭をL=+20
0mm で吹込み、C重油をL=+400mm および/またはコ
ークス炉ガスをL=+500mm で吹込むことにより、ブロ
ーパイプ圧力は各羽口でほぼ等しくなり、風量の円周バ
ランスが保たれる。
【0024】なお、上記例は、熱風温度が1200℃の例で
あるが、熱風温度が低下すれば当然のことながら、羽口
内またはブローパイプ内での燃焼は遅くなりブローパイ
プ圧力は低下する。しかし、その各燃料の減少傾向は上
述した熱風温度が1200℃の例と類似しており、ほぼ微粉
炭の吹込み位置を基準に採れば、C重油は 150〜 250m
m、コークス炉ガスは 250〜 350mm炉内側の下流から吹
込むと、燃料によるブローパイプ圧力はの差は問題にな
らなく、最適になることが明らかとなった。
【0025】また、実際の高炉操業においては、羽口内
の圧力損失および燃焼率が等しくても、レースウェイ内
に流れ込む未燃炭素量は微粉炭が最も多く、次にC重
油、コークス炉ガスの順に低下する。従って、燃焼性の
異なる補助燃料を同時に高炉内に吹込む場合には、高炉
の円周上の羽口またはブローパイプから交互に吹込むこ
とにより、レースウェイ内に流れ込む未燃炭素量の円周
バランスも良くなる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高炉への
補助燃料吹込み方法によれば、熱風の羽口圧損を等しく
保ちながら炉況を悪化させることなく、燃焼性の異なる
複数の補助燃料を高炉へ同時に多量に吹込むことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブローパイプ圧力と補助燃料吹込み位置Lとの
関係を示す図である。
【図2】本発明方法に適用した実験炉の説明図である。
【図3】図2の要部(補助燃料吹込み部)の拡大図であ
る。
【符号の説明】
7:補助燃料吹込みバーナ 8:高温熱風炉
9:送風管 10:ブローパイプ 11:水冷羽口 12:燃焼試
験炉 14:覗き窓 15:ブローパイプ圧力測定孔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉羽口または高炉羽口に連接された熱
    風吹込み用ブローパイプの壁から燃焼性の異なる複数の
    補助燃料を同時に吹込むにあたり、補助燃料毎に独立の
    羽口またはブローパイプから吹込むとともに、燃焼性の
    良い補助燃料の吹込み位置を、燃焼性の悪い補助燃料の
    吹込み位置より炉内側にして補助燃料を吹込むことを特
    徴とする高炉への補助燃料吹込み方法。
  2. 【請求項2】 燃焼性の異なる複数の補助燃料を円周上
    の羽口またはブローパイプから交互に吹込むことを特徴
    とする上記請求項1に記載の高炉への補助燃料吹込み方
    法。
  3. 【請求項3】 燃焼性の異なる複数の補助燃料を異なる
    羽口またはブローパイプから吹込むにあたり、各羽口お
    よびブローパイプの送風圧損がほぼ等しくなるように吹
    込み位置を調整することを特徴とする上記請求項1に記
    載の高炉への補助燃料吹込み方法。
  4. 【請求項4】 燃焼性の異なる複数の補助燃料として微
    粉炭、C重油、コークス炉ガスを用いる場合において、
    微粉炭の吹込み位置を基準にして、C重油は150〜 250m
    m、コークス炉ガスは 250〜 350mm炉内側の下流から吹
    込むことを特徴とする上記請求項1に記載の高炉への補
    助燃料吹込み方法。
JP780291A 1991-01-25 1991-01-25 高炉への補助燃料吹込み方法 Expired - Lifetime JPH0694565B2 (ja)

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JP4720260B2 (ja) * 2005-04-06 2011-07-13 Jfeスチール株式会社 高炉への還元材吹込み方法および装置
JP4992235B2 (ja) * 2005-12-09 2012-08-08 Jfeスチール株式会社 高炉への還元材吹込み方法及び装置
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