JPS6123708A - 高炉の粉体吹込み操業方法およびその装置 - 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、高炉の操業方法およびその装置に関し、羽口
からの粉体吹込みに関するものである。

〔従来の技術〕

高炉羽口から、吹込みノズルを介して高炉内へ鉄鉱石、
製鉄ダストなど、酸化鉄や水酸化鉄を含有する粉体を吹
込む操業方法としては、例えば特公昭３９−８１４や特
開昭５３−８７９０８などが知られている。

吹込む粉体の量が少ない場合には、これらの方法でも問
題はないが、例えば粉鉄鉱石を送風ｌＮｍ′当り７０ｇ
以上、すなわち吹込み鉱石原単位でおよそ１００　ｋ　
ｇ　／　ｔ　−ｐ　ｉ　ｇ以上の多量使用をするときに
は、操業が不安定ないし、不能となる欠点があった９例
えば第２図に内容積１３８０ｍ’の高炉での操業成績を
示した。第２図では代表的にスラグ成分のばらつきをＣ
ａｏ／５ｉ０２の変動として表わしているが、粉鉱石の
吹込み量の増加とともにばらつきが急激に増加し、遂に
は羽口前レースウェイ内に溶融物が溜る現象（滓タブリ
）生じ、送風不能の状態に至った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような状況を克服し、多量の粉鉱石の吹込
みを可能とし、安定的に高炉操業を維持することを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

羽１」前レースウェイ近傍の固体（コークス）と溶融物
（吹込まれた粉体から生した融体）の動きをファイバー
スコープを用いて観察した結果、レースウェイト部に溜
る溶融物が多くなると操業が悪化することが解った。

本発明はこの知見に基いてなされたもので、高炉の操業
方法として、垂直径より水平径の方が大きい単孔の羽口
を用いるか、または横方向に近接した複数の開口を有す
る羽口を用いて、垂直径より水平径の方が大きい高速気
体流を高炉のレースウェイ空間内に形成し、この高速気
体流に粉体を混合させレースウェイに吹込むことを特徴
とする高炉操業方法であり、この方法を好適に実施する
ことのできる羽口として、単孔または近接した複数の送
風羽口開口を有し、その開口の有効垂直方向開口寸法と
有効水平方向開口寸法との比が１／１未満乃至１／２０
であることを特徴とするものである。

高炉炉壁工に設けた羽口２より、吹込みランス３を介し
てレースウェイ空間内４に粉鉱石５を吹込むと、レース
ウェイ回りのコークス充填層６のうち、レースウェイ空
間の下面に主として粉Ｗ４石の融体７が集ってくる。こ
の融体は粉鉱石がレースウェイ空間を飛翔中に溶融し、
レースウェイ先端のコークス充填層壁でトラップされて
レースウェイ下面の充填層に生した融体であって、流下
し難い溶融物とコースタとの混合層を形成する。

例えば酸化鉄の粉体を吹込んだ場合には、ド記（１）式
の反応により酸化鉄融体は溶鉄に還元されるが、吹込み
Ｆｅ２Ｏ３：ｌｏｇあたり約７ｋ　ｃ　ａ、　ｌの反応
吸熱を生ずる。

Ｆｅ２０３　＋３Ｃ−＋２Ｆｅ＋３ＣＯ’−＝−−−（
Ｉ）コノ反応熱は吹込みＦｅ２Ｏ３が１０ｇ／Ｎｒｒｆ
（送風）だけ増加したとき送風温度を約２０℃」：貸さ
せるか、またはコースク比を約３ｋｇ／ｌ−ｐｉｇ上昇
させるなどの手段によって補償することが出来、粉体の
吹込み量が少ない場合には問題はない。しかし、第２図
に示したように、吹込み量が７０　ｇンＮ　ｍ’をこえ
て多量になってくると、レースウニ・ｆ下部に溜る融体
量が増加し、」−記（１）式の反応熱を回りから供給す
る速度が追いつかなくなり、遂にはレースウェイ内部ま
で融体で満ち溢れるようになる。これがいわゆる滓タブ
リ現象で、この状態を生ずると、もはや送風不能で高炉
の操業ができなくなる。

粉体多量吹込み時のこの現象を回避するために、小型燃
焼モデル炉を用いて、粉体吹込み実験を行い種々検討し
た結果、供給伝熱量をＬ昇させるため、レースウェイ下
面境界部の面積：Ｓ（第１図における融体の貯溜部７の
レースウェイ側境界の面積）を増加させることが有効で
あることがわかった。この面積はレースウェイの奥行長
さＤＨと横幅Ｄｗによって、はぼ楕円面積（π／４）Ｄ
ＲｌＩＤＷ として表わせる。

一方、高炉での吹込み粉体使用原単位ＷＰ（ｋｇ／ｌ−
ｐｉｇ）は次の（２）式で表わせる。

Ｗｐ＝　　（Ｗ／Ｖ）Ｖｐ　　　　・・・・・・・・・
・・・・・・　（２）ここに、 Ｗ　：粉体吹込み速度（ｋｇ／ｍｆｎ）Ｖ　：送風Ｊｌ
　（Ｎｒｎ’／ｍ　ｉ　ｎ）ＶＰ：送風量原単位（Ｎｍ
２／　ｔ　−ｐ　ｒ　ｇ）である。上記（２）式より粉
体使用原単位Ｗｐを上昇させるには、 （ａ）送風ヘノ粉体添加量Ｒｐ＝Ｗ／Ｖ　（ｋｇ／Ｎｍ
’（送風））を増すか （ｂ）送風量原単位を増す の２つの手段が考えられるが、（ｂ）の手段は高炉の生
産性を下げたり、消費エネルギーを著しく増すなどの欠
点があり、好ましくない。

羽口径３２ｍｍφのモデル炉により、送風量と最大可能
吹込み量との関係を調べると、第３図に示す結果が得ら
れた。送風量増加によって可能な最大吹込み添加量（Ｒ
ｐ）ｗａｘは若干上昇するが、効果は小さい。これは第
４図に示すように、送風量が高炉基準条件近くで増して
も、単位風景当りの境界面積：　Ｒｓ　＝　Ｓ　／　Ｖ
の増加がわずかなためである。

そこで、単位風量当りの境界面積を広げるため第５図に
示すように羽口断面積が同一で、水平方向の径が大きい
楕円形状を有する羽口を製作し、実験を行った。８ 実験羽口の断面形状は高さと横巾の比ａ／ｂをそれぞれ
１／２．１／４とした。最大可能吹込み量は第６図に示
すように高炉相当風量においてそれぞれおよそ２５％、
６２％向−トした。

なお羽口開口部の断面形状は楕円に限らず矩形の水平方
向に長辺を有するもの等であっても構わない。また、単
孔でなく第７図に例を示したように複数の開口を有する
ものでもよい。

以」−の説明では鉄酸化物の例について述べたが、鉄以
外の酸化物、例えばＴｉＯ２，５ｉ０２、ＭｎＯなどの
鉱石を吹込む場合についても、鉄酪化物と同様に、固体
Ｃによる吸熱反応を生ずるので、全く同じ方法で吹込み
量の増加を図ることが出来る。

羽口開口断面の高さと横幅の比ａ／ｂは１／１未満で小
さい程効果が大きくなるが、羽口風速を一定値に管理す
るためには開口断面積を一定に保つ必要があり、極端に
この比を小さくすると以下の問題が生ずる。

（１）ａが小さくなると吹込みノズルから出た粉体によ
り羽口内面が摩耗されるケースが多くなり、破損に至る
ことがある。

（２）羽口での送風の圧力損失がａ／ｂの低下とともに
大きくなる。したがって送風圧力が高くなり、ａ／ｂが
１／２０未満となると約２倍となる。以上のことを合わ
せると、ａ　／　ｂがｌ／２０より小さくなると急激に
デメリットが増してくる。したがって好適なａ／ｂはｌ
／１未満〜ｌ／２０の間が適当である。

〔実施例〕

内容積１３８０ｒｒｆの高炉における１４０ｍｍφの円
形断面形状羽口での粉鉱石吹込み結果は第２図に示した
通りである。これに対し羽口性は根の開口形状は同一で
先端開口部が高さ７０ｍｍ横幅２８０　ｍ　ｍの楕円形
状羽口を用いた操業の結果を第１表に示す。粉鉱石を３
００ｋｇ／ｌ−ｐｉｇまで吹き込んだが、何ら問題はな
く安定な操業を長期に亘って継続することができた。

〔発明の効果〕

本発明方法により羽口から従来の数倍の量の粉鉱石を吹
込むこ−とが可能となった。また本発明の羽口により、
上記方法を好適に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉のレースウェイ領域の模式断面図、第２図
は高炉における粉鉱石吹込み量と操業成績の関係を示す
グラフ、第３図は可能な粉体吹込み量を示すグラフ、第
４図はレースウェイ境界面積と送風量との関係を示すグ
ラフ、第５図はモデル実験で用いた羽口形状の（ａ）正
面図および（ｂ）そ（７）Ａ−Ａ矢視図、（ｃ）Ｂ−Ｂ
矢視図、第６図は本発明羽口による粉体吹込み可能量の
拡大を示すグラフ、第７図は（ａ）、（ｂ）は多孔羽口
の実施例の斜視図、（ｃ）は（ｂ）図のＣ−Ｃ矢視図で
ある。 ■・・・高炉炉壁、２・・・羽口、３・・・粉体吹込み
ランス、４・・・レースウェイ空間、５・・・粉体、６
・・・コークス充填層、７・・・充填層中番こ溜った融
体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　単孔または近接した複数の開口により垂直径より水
   平径の方が大きい高速気体流をレースウェイ空間内に形
   成し、該気体流に粉体を混合させてレースウェイに吹込
   むことを特徴とする高炉操業方法。 ２　単孔または近接した複数の送風羽口開口を有し、該
   開口の有効垂直方向開口寸法と有 効水平方向開口寸法との比が１／１未満乃 至１／２０であることを特徴とす高炉送風羽口。