JPH10298620A - 高炉への鉱石類装入方法 - Google Patents

高炉への鉱石類装入方法

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JPH10298620A
JPH10298620A JP12008397A JP12008397A JPH10298620A JP H10298620 A JPH10298620 A JP H10298620A JP 12008397 A JP12008397 A JP 12008397A JP 12008397 A JP12008397 A JP 12008397A JP H10298620 A JPH10298620 A JP H10298620A
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JP
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ore
blast furnace
ores
reduction
layer
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JP12008397A
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Takashi Orimoto
隆 折本
Masaaki Naito
誠章 内藤
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 高炉羽口から微粉炭を大量に吹き込み、高O
/C操業となった際の高炉炉下部の熱レベルの低下を防
ぐ。 【解決手段】 高炉羽口から微粉炭を160kg/t−
p以上吹き込み、炉頂から鉱石類と石炭類を交互に層状
に装入する際に、1200℃での被還元性が高い鉱石類
を各鉱石層の上層に装入することを特徴とする高炉への
鉱石類装入方法。また、高炉内の各鉱石層の20〜50
mass%を1200℃での被還元性の高い鉱石類とす
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉への原料装入
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉での還元効率を向上して燃料比を低
減させるため、鉱石類の装入方法については多くの報告
がある。従来技術の殆どは高炉半径方向の鉱石/コーク
ス重量比(以下、O/C)をムーバブルアーマーまたは
旋回シュートにより制御し、COガス利用率を向上させ
るものである。
【0003】この方法は、O/Cが低いとき(4以下)
には有効な方法であるが、羽口から多量に微粉炭を吹き
込む操業を行う際には、装入物のO/Cが高くなり
(5.0〜5.5)、従来の方法では高炉半径方向の中
間部から周辺部にかけて局所的に極めてO/Cの高い部
分(7以上)が生じる。この極めてO/Cの高い部分で
は、鉱石層の上層部でガスの還元ポテンシャル低下によ
る鉱石類の還元遅滞が生じるため、高炉内の融着帯に相
当する1200℃以上の領域で上層部の鉱石類が溶融し
易くなり、炉下部熱レベル低下につながる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、高O/
C操業時には鉱石類の還元遅滞により1200℃以上の
領域で鉱石類が溶融し易くなる。したがって、スラグ及
び溶銑は十分加熱されないうちに滴下するため、炉下部
の熱レベルは低下する。また、このときの鉱石類の還元
は不完全であるため、鉱石中に未還元の酸化鉄(Fe
O)が多量に含まれている。これらのFeOは脈石成分
とともに融液を形成し、高炉炉下部に滴下する。これら
の融液は滴下中あるいは炉床の湯溜まりで、下記(1)
式のようにコークスや溶銑中の炭素と反応し還元され
る。
【0005】(1)式の反応は吸熱反応であるため、ス
ラグ中のFeOが多いほど炉下部の熱レベルは低下す
る。 FeO+C=Fe+CO ・・・・・(1) したがって、高O/C操業時には鉱石類の還元を十分に
することにより、高炉炉下部の熱レベルを低下させない
ことが課題である。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明では鉱石層上層部に1200℃までの被還元
性が良好な鉱石類を装入することにより還元率を低下さ
せず、鉱石類の滴下温度及びスラグ中FeO維持を実現
し、高O/C操業時でも高炉炉下部の熱レベルを維持す
る方法を見出した。すなわち、高炉羽口から微粉炭を
160kg/t−p以上吹き込み、炉頂から鉱石類とコ
ークスを交互に層状に装入する際に、1200℃までの
被還元性が高い鉱石類を各鉱石層の上層に装入すること
を特徴とする高炉への鉱石類装入方法。
【0007】高炉内の各鉱石類層の20〜50mas
s%を1200℃での被還元性の高鉱石類とすることを
特徴とする高炉への鉱石類装入方法。 CO,CO2 を容積比1:1で混合したガスで100
0℃でウスタイトまで還元した後、7℃/minで12
00℃まで昇温しながらCOとN2 を容積比3:7で混
合したガスで還元した後の還元率が60%以上である鉱
石類を1200℃までの被還元性の高い鉱石類として使
用することを特徴とする高炉への鉱石類装入方法であ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】微粉炭吹き込み量が160kg/
t以上の高O/C操業時にはコークス装入量を低減でき
るが、コークス層は高炉内で通気性を確保する役割を担
っていることから、ある量以上を装入しなければならな
い(5000m3 級の高炉で25t/チャージ程度)。
したがって、O/Cの増大に伴い鉱石類の層厚は増加す
ることになり、鉱石層の上層部は還元ガスの還元ポテン
シャルが低下するため未還元部分が増加する。これらの
還元不十分な鉱石類は高炉内の融着帯に相当する120
0℃以上の領域で溶融し易くなり、炉下部熱レベル低下
につながる。
【0009】このような高O/C操業時の課題を解決す
るには、1200℃までの還元率を高める必要がある。
現在、900℃での被還元性はJISで規格されJIS
−RIという指標になっているが、1200℃までの還
元率を評価する統一された方法はない。1200℃まで
の還元率は、1100℃以上の温度で顕著になる鉱石類
の軟化により左右される。すなわち、900℃のJIS
−RIでは鉱石類の軟化による気孔閉塞が起こらないた
め、実炉での鉱石類の還元挙動を正確に反映することが
困難である。
【0010】試料を1000℃でCO−CO2 混合ガス
(混合比1:1vol%)と平衡させる理由は、試験条
件を実炉での鉱石類の還元率に一致させるためである。
垂直ゾンデによるサンプリングにより実炉では1000
℃で還元率がほぼ30%のウスタイトとなることが知ら
れており、上記の還元条件(平衡に達するまで2〜3時
間)で同等の還元率にすることができる。1000℃で
の還元率を調整した後、還元ガスをCO−N2 混合ガス
(混合比3:7vol%、5〔リットル/min〕)に
変え、7℃/minで昇温しながら1200℃までの還
元率を測定する。
【0011】1200℃まで測定する理由は、高炉内の
融着帯面上がほぼ1200℃であり、融着帯までの還元
率により炉下部の熱レベルに影響を及ぼす滴下開始温度
やスラグ中のFeO量がほぼ決まるからである。7℃/
minで昇温する理由も上述の垂直ゾンデによる測定に
より、実炉の場合、5〜10℃/minで昇温されてい
るからである。
【0012】CO−N2 混合ガスを用いるのは以下の理
由による。高温還元を行う高炉のボッシュガス組成は、
通常、CO:35〜40vol%、N2 :50〜55v
ol%、H2 :2〜5vol%、CO2 :2〜5vol
%であり、主成分はCOとN2 である。H2 とCO2
還元に影響を与えるガスであるが、ボッシュガス中の割
合が小さく、また、常に同じ組成のガスを用いる限り鉱
石類の評価には問題ない。
【0013】上記の試験方法により1200℃での還元
率が60%以上の鉱石類を、高炉内部に装入された複数
の鉱石類層の各々の上層に装入することが還元率を高め
る点で好ましい。鉱石類層の上層に装入する方法として
は、通常還元率(55〜60%程度)の鉱石類を1バッ
チ目に装入した後、別の鉱石庫から切り出した1200
℃での還元率が60%以上の鉱石類を2バッチ目に装入
する方法がある。
【0014】ここで、1200℃での還元率が60%以
上とした理由は、1200℃での還元率が60%以上の
鉱石類はより高温部に降下するまでの間にさらに還元さ
れ鉱石類の滴下温度が1450℃以上、スラグ中FeO
が30mass%以下となり、高炉の炉下部熱レベルを
低下させないことが確認されたからである。
【0015】1200℃までの還元率が60%以上の鉱
石類の装入量は鉱石類の20〜50mass%が好まし
い。ここで、20mass%未満では鉱石類層の上層部
の被還元性の改善効果が小さく炉下部熱レベル維持が困
難であり、50mass%超では操業上の問題は無いが
高被還元性鉱石類の製造コストが割高なため、微粉炭吹
き込みによるメリットを十分享受できなくなるからであ
る。
【0016】ここで、鉱石類とは鉄鉱石、焼結鉱、パレ
ットであり、高炉炉下部とは朝顔より下の滴下帯、炉
芯、湯溜まりのことである。
【0017】
【実施例】以下に、本発明での実施例を説明する。本発
明の測定法として、試験を簡潔にするために、試料重量
を20gとし、CO−CO2 混合ガス(混合比1:1)
で1000℃でウスタイトまで還元した後、CO−N2
混合ガス(混合比3:7)の流量を5〔リットル/mi
n〕として7℃/minで1200℃まで還元して還元
率を測定した。経済性を考慮しなければ試料重量に比例
させてCO−N2 混合ガスの流量も変えてもよい。鉱石
類の還元率は以下の式によ計算した。
【0018】還元率〔%〕=(還元された酸素量)/
(FeOと結合している酸素量)×100 (還元された酸素量)は排ガスと還元ガスの組成変化か
ら計算することができ、(FeOと結合している酸素
量)は試料の化学分析により測定できる。なお、表1に
操業結果を示す。
【0019】
【表1】
【0020】内容積4000m3 の高炉で、通常操業時
は本発明の測定法での還元率が60%以上の鉱石類は使
用していない。通常鉱石類の内訳は、焼結鉱88mas
s%、塊鉱石12mass%である。通常鉱石類の本発
明の測定法での還元率は55.0%であり、滴下開始温
度は1380℃であった。なお、滴下開始温度を定量化
する際には、本発明とは別の大型の滴下試験装置を用い
た(以下の例でも同様)、通常鉱石類のみを使用した場
合、微粉炭比140kg/t−p、燃料比490kg/
t−p、溶銑温度1515℃の操業を行っていた。
【0021】実施例1は本発明の測定方法での還元率が
60.1%の高被還元性鉱石類の鉱石層の上層部に50
mass%装入した例である。高被還元性鉱石類以外の
鉱石類は通常鉱石類と同じものである。このとき、鉱石
類の還元率が向上したため滴下開始温度は1460℃と
なり高炉の炉下部熱レベルを容易に維持することが可能
であった。したがって、燃料比を殆ど増加することなく
200kg/t−pの微粉炭吹き込みが可能となった。
【0022】実施例2は本発明の測定法での還元率が6
2.3%の高被還元性鉱石類の鉱石層の上層部に20m
ass%装入した例である。このとき、鉱石類の滴下開
始温度は1450℃となり、実施例1の場合と同様に、
燃料比の殆ど増加することなく200kg/t−pの微
粉炭吹き込みが可能となった。
【0023】比較例1は本発明の測定法での還元率が6
2.3%の高被還元性鉱石類を鉱石層の上層部に10m
ass%装入した例である。このとき、高被還元性鉱石
類の配合率が低いため鉱石類の還元率はやや向上したも
のの効果が小さく、滴下開始温度は1400℃であり高
炉の炉下部熱レベルを維持することが困難であった。し
たがって、溶銑温度を維持するため燃料比の増加を余儀
なくされ燃料比507kg/t−p、微粉炭比も180
kg/t−pまでしか吹き込むことができなかった。
【0024】比較例2は本発明の測定法での還元率が5
8.9%の鉱石類を鉱石層の上層部に50mass%装
入した例である。このとき、上層部に装入した鉱石類の
還元率が不十分であるため鉱石類の還元率はやや向上し
たものの効果が小さく、滴下開始温度は1390℃であ
り、高炉の炉下部熱レベルを維持することが困難であっ
た。したがって、溶銑温度を維持するため燃料比の増加
を余儀なくされ燃料比505kg/t−p、微粉炭比も
175kg/t−pまでしか吹き込むことができなかっ
た。
【0025】
【発明の効果】本発明により、燃料比を大幅に増大する
ことなく安定操業を継続しながら安価な微粉炭を多量に
吹き込むことが可能となり、溶銑製造コストを下げるこ
とができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高炉羽口から微粉炭を160kg/t−
    p以上吹き込み、炉頂から鉱石類とコークスを交互に層
    状に装入する際に、1200℃までの被還元性が高い鉱
    石類を各鉱石層の上層に装入することを特徴とする高炉
    への鉱石類装入方法。
  2. 【請求項2】 高炉内の各鉱石類層の20〜50mas
    s%を1200℃での被還元性の高い鉱石類とすること
    を特徴とする請求項1記載の高炉への鉱石類装入方法。
  3. 【請求項3】 CO,CO2 を容積比1:1で混合した
    ガスで1000℃でウスタイトまで還元した後、7℃/
    minで1200℃まで昇温しながらCOとN2 を容積
    比3:7で混合したガスで、還元した後の還元率が60
    %以上である鉱石類を1200℃までの被還元性の高い
    鉱石類として使用することを特徴とする請求項1または
    請求項2記載の高炉への鉱石類装入方法。
JP12008397A 1997-04-24 1997-04-24 高炉への鉱石類装入方法 Withdrawn JPH10298620A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002146414A (ja) * 2000-11-06 2002-05-22 Nippon Steel Corp 高炉操業方法
KR100413820B1 (ko) * 1999-12-22 2003-12-31 주식회사 포스코 고미분탄 취입시 노황개선을 위한 고로조업방법
KR100762455B1 (ko) * 2001-05-17 2007-10-02 주식회사 포스코 일산화탄소 가스 이용률 제어를 위한 대립광 내외진장입방법
JP2013256696A (ja) * 2012-06-13 2013-12-26 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 高炉操業方法
JP2019143226A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 日本製鉄株式会社 高炉原料の装入方法

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