JPH1143709A - 高温性状良好な焼結鉱を用いた堅型炉の操業方法 - Google Patents

高温性状良好な焼結鉱を用いた堅型炉の操業方法

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JPH1143709A
JPH1143709A JP21125397A JP21125397A JPH1143709A JP H1143709 A JPH1143709 A JP H1143709A JP 21125397 A JP21125397 A JP 21125397A JP 21125397 A JP21125397 A JP 21125397A JP H1143709 A JPH1143709 A JP H1143709A
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JP
Japan
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furnace
sintered ore
sinter
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blast furnace
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JP21125397A
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Inventor
Kazuyoshi Yamaguchi
一良 山口
Yozo Hosoya
陽三 細谷
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、高炉等の堅型炉の炉頂から装入さ
れる焼結鉱の高温性状が良好となるように、その気孔径
分布を調整する。 【解決手段】 焼結鉱の気孔径分布を水銀圧入式ポロシ
メーターで測定し、300μm以下の開気孔の平均径が
0.05〜0.15μmの範囲となるように、焼結操業
あるいは焼結鉱成分を調整する。 【効果】 本発明の焼結鉱を使用した高炉は通気性が改
善され、高炉の操業を安定的に維持することが可能とな
り、微粉炭吹込み量上昇、生産性向上、燃料比低下を達
成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉等の堅型炉の
炉頂から装入される焼結鉱の高温性状を良好に保ち、微
粉炭多量吹込み等を行う堅型炉の操業を安定的に維持す
ることを目的とした堅型炉の操業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉等の堅型炉の操業にあって、炉頂か
ら装入される焼結鉱の高温性状を良好に保つことは、操
業を安定的に維持するために必要である。特に微粉炭多
量吹込み等の高負荷操業を安定的に維持するためには必
須である。このため、鉄と鋼誌上(昭和55年,P18
50)、鉄鋼協会講演大会誌上(昭和58年,S75
5)に開示されているように、焼結鉱をるつぼに装入
し、該るつぼを電気炉内に配設し、電気炉の下方より還
元ガスを導入して、焼結鉱の加熱還元を行い、常温より
1500℃付近までの温度における還元率、軟化収縮
率、層内圧損等の高温性状を測定する測定法が行われて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来使用さ
れている高温性状測定法のデータにより高温性状良好な
焼結鉱を評価し、その評価に基づいて高温性状良好な焼
結鉱の製造を行う技術を実機で確立するに至っておら
ず、実機で製造された焼結鉱の高温性状を測定している
だけに止まっている。その理由は、これらの測定方法の
精度がそれほど良くなく、実高炉の炉内における焼結鉱
の高温性状を忠実に再現しているとはいえないことによ
る。従来の測定法は、1つの電気炉による測定法であ
り、電気炉の下方の還元ガス入口より還元ガスを導入し
て、電気炉に設置した温度計をあらかじめ設定した昇温
プログラムに従って昇温し、電気炉内に配設したるつぼ
内の焼結鉱を加熱還元する方法であるため、焼結鉱が軟
化溶融して溶融FeOの還元(吸熱反応)が起こり、焼
結鉱の温度が低下しても、昇温プログラムに従って電気
炉が昇温されているため、焼結鉱に強制的に熱が与えら
れ加熱還元が進行してしまう。
【0004】実炉内においては、焼結鉱が軟化溶融して
溶融FeOの還元(吸熱反応)が起こり、焼結鉱の温度
が低下すると上記測定法とは異なり、鉄鉱石類に強制的
に熱が与えられることがないため、温度低下による溶融
FeOの還元遅れ、温度低下による溶融物の流動性悪
化、およびそれに伴う還元遅れが発生し、加熱還元が遅
延する。このように従来の測定法では、実炉内で起こっ
ている現象と異なるため、実炉内では焼結鉱の高温性状
に差が生じるはずなのに、前記測定法によると焼結鉱の
高温性状に差が生じず、測定結果を用いて、操業を安定
的に維持するための焼結鉱製造は不可能であった。
【0005】そこで本発明は、実炉内で起こっている焼
結鉱の加熱還元時における現象、特に昇温速度、還元
率、層の圧損等を測定できるようにするために、実炉内
で生じている焼結鉱の高温性状の差が、測定法において
も検出できるように測定方法を改善することにより、そ
の結果を用いて、高温性状良好な焼結鉱製造を行い、実
炉の操業を安定的に維持することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の高温性状良好な
焼結鉱を用いた堅型炉の操業方法は、その目的を達成す
るために、300μm以下の開気孔の平均径が0.05
〜0.15μmである高温性状良好な焼結鉱を、堅型炉
の炉頂から装入することを特徴とする。ほまた、高炉羽
口部から微粉炭を150kg/t以上吹込む堅型炉の操
業方法において、300μm以下の開気孔の平均径が
0.05〜0.15μmである高温性状良好な焼結鉱
を、堅型炉の炉頂から装入することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】上述した焼結鉱を製造する方法を
開発するために、本発明者らは、特開平7−27623
号公報に開示されているように、電気炉を2つとし、一
方の電気炉で加熱を、もう一方の電気炉で温度調節を行
い、焼結鉱に強制的に熱を与えることなく実炉と同じ熱
の与え方をすることにより、実炉内で生じている加熱還
元の現象を測定できる測定装置および測定方法を開発し
た。すなわち、電気炉を上下2段に配設し、該電気炉の
継ぎ目はフランジで結合し、下段電気炉の下方より還元
ガスを導入し、該下段電気炉を空塔のまま昇温するとと
もに、上段電気炉に焼結鉱を装入したるつぼを配設し、
上段電気炉の温度とるつぼ内焼結鉱の温度を同時に測定
し、該温度の差をあらかじめ設定した一定の値となるよ
うに上段電気炉の電力を調整する。
【0008】前述した測定装置を用いた測定方法による
と、図1に示す測定データが得られる。図1の横軸は実
験経過時間(分)を示し、左縦軸は焼結鉱の還元率
(%)、右縦軸は焼結鉱の充填層の圧損(mmH2 O)
を示す。焼結鉱の高温性状を評価する指標として図1に
示す時間−圧損曲線において、圧損が200mmH2
以上である部分の面積(図1中斜線部分)を算出し、こ
れをS値と名付けた。そして本発明者らは、種々の実機
で製造した焼結鉱を前述した測定装置を用いた測定方法
により測定し、このS値が高炉の炉下部通気性を支配し
ていることを見出した。それを図2に示す。図2の横軸
はS値を示し、縦軸は高炉の炉下部通気性の指標である
下部K値を示すが、S値が低いほど下部K値は低く、高
炉の操業は安定している。
【0009】次に本発明者らは、種々の実機で製造した
焼結鉱の性状を調査することにより、S値は焼結鉱中の
300μm以下の開気孔の平均径(MS)によって決ま
ることを見出した。それを図3に示す。図3の横軸はM
Sを示し、縦軸はS値を示すが、MSが低いほどS値が
低いことがわかる。MSは焼結鉱中の気孔径分布を水銀
圧入式ポロシメーターで測定することにより求めた。こ
の方法は、2〜3mmに破砕した焼結鉱を4〜5g採取
し、それを圧入密封容器に装入し、この密封容器の中
に、水銀を圧入し徐々にその圧力を上昇させていく。あ
る圧入圧力に対応した水銀の侵入可能な開気孔径は装置
特性からわかっており、圧入された水銀の容積からその
開気孔径に対応する気孔量が求められる。最大水銀圧入
圧力は33000Psi、水銀が侵入できる最大開気孔
径は300μmである。この開気孔径と気孔量の累計デ
ータから、300μm以下の開気孔の平均径を算出でき
る。したがって、300μmという数値限定は、水銀圧
入式ポロシメーターが測定できる限界である。
【0010】S値が低いということは、焼結鉱で形成さ
れる融着層の通気抵抗が小さいことを示し、図1に示す
焼結鉱の充填層の圧損が上昇しても、還元ガスの浸透が
確保されて還元遅延が起こらない。300μm以下の開
気孔の平均径(MS)が小さいということは、焼結鉱中
の還元ガスと接触する比表面積が大きいことを示し、還
元が促進されやすい。そしてMSが小さいと、300μ
m以下の気孔量は減少する傾向を示すが、気孔数は維持
され還元された金属鉄が微細な状態で存在するため、焼
結鉱層の収縮が抑制され還元ガスの浸透を確保する。こ
のため、焼結鉱の還元が促進され生成融液の量が少なく
融着層の通気性が確保される。
【0011】開気孔の平均径(MS)を300μm以下
に数値限定した理由は、図2に示すように、S値が高く
なり11を超えると高炉の下部K値が増加して安定操業
が維持できなくなり、図3に示すように、S値=11が
MS=0.15μmに対応することにより、MSは0.
15μm以下が好ましく、0.05μm未満では現状の
焼結鉱製造技術では経済的でないことによる。
【0012】次に、MSを0.05〜0.15μmの範
囲となるように焼結鉱を製造する方法に関しては、次の
ように対処する。その1つの方法は、焼結配合原料中の
0.25mm以下の微粉量、粉コークス配合量、粉コー
クスの平均径、0.25mm以下の微粉コークス量、操
業負圧のいずれか1つまたは2つ以上のアクションを実
施することである。これにより微粉量の調整、粉コーク
ス燃焼性の改善、熱の効き方の調整、融液凝固時の冷却
速度の調整等を行い、目的を達成することができる。も
う1つの方法は、焼結鉱中の塩基度(CaO/SiO
2 )、アルミナ(Al23 )含有量、シリカ(SiO
2 )含有量、マグネシア(MgO)含有量のいずれか1
成分または2成分以上の調整を実施することである。C
aO/SiO2を高く、Al23 、SiO2 、MgO
を低くすることにより目的を達成できるが、焼結鉱の強
度、還元粉化性、高炉の出銑口から流出するスラグの成
分調整を勘案して調整する必要がある。
【0013】
【実施例】以下、実施例により本発明の特徴を具体的に
説明する。表1に本発明による高炉操業結果を従来法と
比較して示す。対象高炉は内容積3000m3 の中型高
炉であり、鉄鉱石中の焼結鉱使用割合が75wt%、焼
結鉱中(SiO2 )=5.5wt%、(Al23 )=
1.9wt%、(MgO)=1.5wt%、(CaO/
SiO2 )=1.9で操業していた。微粉炭吹込み量1
40kg/t、燃料比500kg/tに維持しながら溶
銑を6000t/日製造していた。このとき水銀圧入式
ポロシメーターで測定してみると、300μm以下の開
気孔の平均径(MS)は0.10〜0.25μmの範囲
を推移していた。
【0014】
【表1】
【0015】(実施例1)燃料比500kg/tのまま
微粉炭吹込み量を180kg/tに増加するときに、焼
結鉱中の成分はそのままにしておき、焼結配合原料中の
0.25mm以下の微粉量と粉コークス配合量の2つの
アクションを実施することにより、水銀圧入式ポロシメ
ーターで測定した300μm以下の開気孔の平均径(M
S)を0.08〜0.15μmの範囲に調整した本発明
による操業例である。比較例1に対比すると、燃料比が
低く出銑量が多い。 (実施例2)燃料比500kg/tのまま微粉炭吹込み
量を180kg/tに増加するときに、焼結操業は従来
の方法のままにしておき、焼結鉱中(SiO2 )=5.
3±0.2wt%、(Al23 )=1.9wt%、
(MgO)=1.3±0.2wt%、(CaO/SiO
2 )=2.0とする配合調整を行うことにより、水銀圧
入式ポロシメーターで測定した300μm以下の開気孔
の平均径(MS)を0.05〜0.15μmの範囲に調
整した本発明による操業例である。比較例1に対比する
と、燃料比が低く出銑量が多い。 (比較例1)燃料比500kg/tのまま微粉炭吹込み
量を180kg/tに増加するときに、焼結鉱中の成分
はそのままにしておき、焼結操業も従来の方法のままに
した従来法による操業例である。実施例1、2に比べ
て、燃料比を上昇せざるを得ず、生産量が低下してい
る。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、焼結鉱中の300μm以下の開気孔の平均径が0.
05〜0.15μmの範囲となるように焼結操業を調整
するか、焼結鉱成分を調整することによりこの焼結鉱で
形成される融着層の通気性が良好となり、高炉の炉下部
通気性が改善され、高炉の操業を安定的に維持すること
が可能となり、微粉炭吹込み量上昇、生産性向上、燃料
比低下を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において、焼結鉱の高温性状を評価する
指標としてS値を算出するための時間−圧損曲線を示す
【図2】本発明において、高炉の炉下部通気性の低い範
囲を求め、S値の上限を決定するためのS値と下部K値
の関係を示す図
【図3】本発明において、300μm以下の開気孔の平
均径(MS)の適正範囲を決定するためのMSとS値の
関係を示す図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 300μm以下の開気孔の平均径が0.
    05〜0.15μmである高温性状良好な焼結鉱を、堅
    型炉の炉頂から装入することを特徴とする高温性状良好
    な焼結鉱を用いた堅型炉の操業方法。
  2. 【請求項2】 高炉羽口部から微粉炭を150kg/t
    以上吹込む堅型炉の操業方法において、300μm以下
    の開気孔の平均径が0.05〜0.15μmである高温
    性状良好な焼結鉱を、堅型炉の炉頂から装入することを
    特徴とする高温性状良好な焼結鉱を用いた堅型炉の操業
    方法。
JP21125397A 1997-07-23 1997-07-23 高温性状良好な焼結鉱を用いた堅型炉の操業方法 Withdrawn JPH1143709A (ja)

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JP21125397A JPH1143709A (ja) 1997-07-23 1997-07-23 高温性状良好な焼結鉱を用いた堅型炉の操業方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022090344A (ja) * 2020-12-07 2022-06-17 日本製鉄株式会社 焼結鉱の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2022090344A (ja) * 2020-12-07 2022-06-17 日本製鉄株式会社 焼結鉱の製造方法

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Effective date: 20041005