JP6256701B2 - Method of injecting pulverized coal into the blast furnace - Google Patents
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Description
この発明は、微粉炭の気流輸送の方法に関し、特に、微粉炭を気体を使って輸送する気流輸送(以下、「気送」とも言う)に際し、該微粉炭の粒子間付着力と輸送量とに着目したときに好適と考えられる微粉炭を選択したり、望ましい配合比率にして使用することにより、微粉炭の安定した配管(パイプ)内気送を実現する方法、およびこの方法を利用する高炉内への微粉炭吹き込み方法について提案する。 The present invention relates to a method of air transportation of pulverized coal, and in particular, in the air transportation (hereinafter also referred to as “air transportation”) in which pulverized coal is transported using a gas, the adhesion between particles and the transport amount of the pulverized coal By selecting pulverized coal that is considered suitable when paying attention to or by using it in a desirable blending ratio, a method for realizing stable pulverized coal in-pipe (pipe) air feeding, and in a blast furnace using this method We propose a method for injecting pulverized coal.
微粉炭は、比表面積が大きく着火性に優れた固体燃料の1つである。この微粉炭はまた、バーナで燃焼させる場合などでは、供給停止が簡単で、液体燃料や気体燃料と同様の着火・消火ができるという特性もある。このような特性を利用して、高炉においては従来、この微粉炭を還元材であるコークスの代わりに、その一部を羽口から炉内に吹き込む、いわゆる微粉炭吹き込み操業として実施されている。高炉への微粉炭吹き込み操業は、微粉炭が高炉用コークスに比べて安価であるために、大きなコスト低減効果をもたらす。また、高炉への微粉炭の吹き込みは、その量を増やすことにより、高炉用コークスの製造設備であるコークス炉の負担軽減につながり、コークス炉の延命にも寄与している。なお、近年の高炉操業においては、より多くの微粉炭の吹き込みができるように技術開発も進み、現在では約120kg/t−溶銑以上の微粉炭吹き込み操業も可能になっている。 Pulverized coal is one of solid fuels having a large specific surface area and excellent ignitability. This pulverized coal also has characteristics that it is easy to stop supply and can be ignited and extinguished in the same manner as liquid fuel or gaseous fuel when burned with a burner. Utilizing such characteristics, conventionally, in a blast furnace, this pulverized coal is practiced as a so-called pulverized coal injection operation in which part of the pulverized coal is blown into the furnace from the tuyere instead of coke as a reducing material. The operation of injecting pulverized coal into the blast furnace provides a significant cost reduction effect because pulverized coal is less expensive than blast furnace coke. Moreover, the injection of pulverized coal into the blast furnace leads to a reduction in the burden on the coke oven, which is a blast furnace coke manufacturing facility, and also contributes to the extension of the life of the coke oven. In recent blast furnace operations, technological development has progressed so that more pulverized coal can be injected, and at present, pulverized coal injection operation of about 120 kg / t-molten iron or more is also possible.
ところで、前記微粉炭を配管を使って、気流輸送し、最終的に羽口を通じて高炉内に吹き込むとき、配管内等において付着や閉塞が起こることがある。その要因の1つとして、微粉炭の粒度分布の影響が指摘されていた。そこで、従来、微粉炭の粒度分布の経時変化を測定し、気送する配管中を流れる微粉炭の粒度分布が常に適切に保たれるように管理する方法が提案されている。こうした求めに応じ、従来、微粉炭の粒度を連続測定するための微粉炭粒度測定装置や微粉炭製造システム、高炉操業方法などが開発されており、例えば、特許文献1に開示されたような技術がある。
By the way, when the pulverized coal is air-transported using a pipe and finally blown into a blast furnace through a tuyere, adhesion or blockage may occur in the pipe or the like. As one of the factors, the influence of the particle size distribution of pulverized coal has been pointed out. Therefore, conventionally, a method has been proposed in which the change over time in the particle size distribution of the pulverized coal is measured and managed so that the particle size distribution of the pulverized coal flowing in the piping to be aired is always properly maintained. In response to such demands, conventionally, a pulverized coal particle size measuring device, a pulverized coal production system, a blast furnace operation method, and the like for continuously measuring the particle size of pulverized coal have been developed. For example, a technique as disclosed in
なお、前記従来技術の中で行なわれている粒度分布の管理値としては、微粉炭のうちの−44μmの粒度の質量割合と−74μmの粒度の質量割合を基準にして、微粉炭の粒度分布を測定して、「45mass%≦−44μm≦50mass%、60mass%≦−74μm」の微粉炭の粒度分布となるように、石炭の粉砕力を調整している(特許文献1)。 In addition, as a control value of the particle size distribution performed in the prior art, the particle size distribution of the pulverized coal is based on the mass proportion of the particle size of −44 μm and the mass proportion of the particle size of −74 μm in the pulverized coal. Is measured, and the pulverization force of coal is adjusted so that the particle size distribution of pulverized coal of “45 mass% ≦ −44 μm ≦ 50 mass%, 60 mass% ≦ −74 μm” is obtained (Patent Document 1).
また、配管の閉塞現象としては、石炭各銘柄に応じた固有の凝集性および付着性が影響していることも示唆されている。そこで、この微粉炭の凝集性および付着性を評価するため、最近では、乾燥後の微粉炭を造粒し、その造粒物を一定の時間だけ篩にかけ、篩上の残留率を測定するという方法が提案されている(例えば、特許文献2)。 In addition, it is suggested that the cohesiveness and adhesion inherent in each coal brand have an effect on the piping clogging phenomenon. Therefore, in order to evaluate the cohesiveness and adhesion of this pulverized coal, recently, the pulverized coal after drying is granulated, the granulated product is sieved for a certain period of time, and the residual rate on the sieve is measured. A method has been proposed (for example, Patent Document 2).
また、配管の閉塞防止のため使用する微粉炭の流動性指数(安息角、圧縮度、スパチュラ角、凝集度の測定指数の総和)を基準値以上とする調整方法も提案されている(例えば、特許文献3)。 In addition, an adjustment method has been proposed in which the fluidity index (rest angle, compression degree, spatula angle, sum of measurement indices of cohesion degree) of the pulverized coal used for preventing blockage of the pipe is greater than a reference value (for example, Patent Document 3).
ところで、特許文献1に開示の技術では、石炭銘柄に拘わらず、「45mass%≦−44μm≦50mass%、60mass%≦−74μm」となるように、粒度分布を調整して気送配管の閉塞防止を試みている。しかし、この技術のような粒度分布の調整を行なったとしても、石炭銘柄を変更した場合、微粉炭の気送配管の閉塞本数が却って増加するという問題があった。
By the way, in the technology disclosed in
また、特許文献2に開示の方法、即ち、石炭銘柄ごとに微粉炭を作製し、そのときに得られた造粒物を篩い分けして篩上の残留率を測定するという方法は、実際の造粒物の強度には微粉炭粒子の粒子径および粒子間の空隙率が大きく作用しているにも係わらず、このことが考慮されていないという問題がある。従って、篩上の残留率のみでは、石炭銘柄ごとの固有の凝集性および付着性の評価は困難である。
In addition, the method disclosed in
また、特許文献3に開示の方法では、次のような問題がある。即ち、石炭銘柄ごとの流動性指数を測定する方法では、銘柄の異なる微粉炭において、流動性指数(安息角、圧縮度、スパチュラ角、凝集度を指数づけした総和)が同じ値だったとしても、個別の安息角や圧縮度、スパチュラ角、凝集度の各指数は異なることがある。従って、例えば、配管の閉塞に安息角が強く影響しているような場合は、流動性指数に拘わらず安息角の指数が極端に大きい微粉炭を用いたとき、あるいは小さい微粉炭を用いたときなどに、配管の閉塞を招くことが多いと考えられる。
Further, the method disclosed in
本発明は、従来技術が抱えている前記課題を解決するためになされたものであり、石炭銘柄ごとの微粉炭粒子どうしの粒子間付着力や微粉炭の輸送量等を考慮することで、微粉炭の気送用配管内での閉塞防止に有効な微粉炭の気流輸送の方法と、この方法を利用した高炉への微粉炭吹き込み方法を提案することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and by considering the interparticle adhesion between pulverized coal particles for each coal brand, the transport amount of pulverized coal, etc. It is an object of the present invention to propose a method for air-carrying pulverized coal, which is effective for preventing clogging in the piping for air-feeding coal, and a method for injecting pulverized coal into a blast furnace using this method.
本発明は、前記課題を解決すると共に前記目的を実現するための方法として、微粉炭を複数の配管から高炉の羽口に気流輸送するに際し、該微粉炭の粒子間付着力および輸送量とを考慮したときに気送に際して好適な石炭(微粉炭)を選択しこれを使用することで、該微粉炭の気送配管内で閉塞を防止する有効な方法を提案する。 The present invention, as a method for solving the above-mentioned problems and realizing the above-mentioned object, provides the interparticle adhesion force and transport amount of the pulverized coal when air-transporting the pulverized coal from a plurality of pipes to the tuyere tuyeres. An effective method for preventing clogging in the pulverized coal pneumatic piping by selecting and using a suitable coal (pulverized coal) for pneumatic transportation when considering it is proposed.
即ち、本発明は、タンク内に収容されている1種以上の微粉炭を配管を介して気体を使って輸送する気流輸送の方法において、気流輸送すべき微粉炭として、下記Rumpfの式に基いて算出した粒子間付着力の値(H)が3.26×10−7N以下である微粉炭を用いることを特徴とする微粉炭の気流輸送方法である。
また、本発明は、タンク内の一種の微粉炭もしくは2種以上の混合微粉炭を高炉の羽口から炉内に吹込む方法において、気流輸送すべき微粉炭、混合微粉炭として、下記Rumpfの式に基いて算出した粒子間付着力の値(H)が3.26×10−7N以下である微粉炭、混合微粉炭を気流輸送してブローパイプを経て羽口から高炉内に吹き込むことを特徴とする、高炉への微粉炭吹き込み方法を提案する。
記
Record
本発明においては、
(1)前記微粉炭の前記粒子間付着力の値は、一種の微粉炭もしくは2種以上からなる混合微粉炭の粉体層を圧縮し、得られた微粉炭粉体層の圧縮試料を上下方向から引張り、該微粉炭粉体層の圧縮試料が破断した時の最大引張破断強度を測定することによって求めること、
(2)Rumpfの式を用いて算出した微粉炭の粒子間付着力の値が3.26×10−7N以下となるように複数種の微粉炭を選択して組み合わせてなる混合微粉炭を気流輸送すること、
更には、
(3)前記粒子間の付着力(N)に時間当たりの微粉炭輸送量(t/h)を乗じた閉塞指数が2.04×10−5以下となるように配合した微粉炭を気流輸送してブローパイプを経て羽口から高炉内に吹き込むこと、
が、より好ましい実施形態と考えられる。
In the present invention,
(1) The value of the adhesion between the particles of the pulverized coal is determined by compressing a powder layer of a kind of pulverized coal or a mixed pulverized coal composed of two or more types, and moving the compressed sample of the obtained pulverized coal powder layer up and down. Obtaining by measuring the maximum tensile rupture strength when the compressed sample of the pulverized coal powder layer is ruptured, pulled from the direction,
(2) A mixed pulverized coal obtained by selecting and combining a plurality of types of pulverized coal so that the interparticle adhesion value of the pulverized coal calculated using the Rumpf equation is 3.26 × 10 −7 N or less. Air transport,
Furthermore,
(3) Pulverized coal blended so that the blockage index obtained by multiplying the adhesion force (N) between the particles by the amount of pulverized coal transport per hour (t / h) is 2.04 × 10 −5 or less is air-flow transported And blow into the blast furnace from the tuyere through the blow pipe,
Is considered a more preferred embodiment.
本発明は、前述したような構成とすることによって、石炭銘柄ごとに得られた微粉炭の粒子間付着力を考慮して、それぞれの微粉炭どうしが付着によって凝集が起こることがないような微粉炭を選択して用いるか、これらのいずれかの微粉炭を配合して粒子間付着力の小さい混合微粉炭としてこれを使用し、またはさらに必要に応じて、輸送量を考慮しながら微粉炭銘柄の配合条件を適正に調整することができるようになる。その結果、本発明によれば、輸送配管内への微粉炭の付着、堆積を防止して、配管の閉塞を確実に防止できるようになる。 In the present invention, by adopting the configuration as described above, in consideration of the interparticle adhesion force of pulverized coal obtained for each coal brand, each pulverized coal does not cause aggregation due to adhesion. Select and use charcoal, or use any of these pulverized coals as mixed pulverized coal with low interparticle adhesion, or, if necessary, pulverized coal brands while considering transportation It becomes possible to appropriately adjust the blending conditions. As a result, according to the present invention, it is possible to prevent the pulverized coal from adhering and accumulating in the transport pipe and reliably prevent the pipe from being blocked.
また、本発明によれば、気送用配管の閉塞防止が達成されることで、高炉内への実質的な微粉炭吹き込み量の増加を実現することができ、安定した高炉の微粉炭吹込み操業ができるので低コストでの高炉溶銑の製造が可能になる。 Further, according to the present invention, the prevention of clogging of the pneumatic piping can be achieved, so that a substantial increase in the amount of pulverized coal injected into the blast furnace can be achieved, and stable blast furnace pulverized coal injection can be achieved. Since it can be operated, blast furnace hot metal can be manufactured at low cost.
以下、本発明に係る微粉炭の気流輸送の方法、および微粉炭を高炉内に吹き込む方法について、図面に基づいて簡単に説明する。
図1において、微粉炭の高炉内への吹き込みは、ヤードにストックされた石炭1を石炭ホッパ2内に貯留し、その石炭ホッパ2内に貯留されている石炭1をフィーダ3を使って切り出し、これを微粉炭製造装置4に供給する。その微粉炭製造装置4は、上記石炭1を粉砕すると共に乾燥し、所定の粒度の微粉炭5に調製する。
Hereinafter, a method for air-flow transportation of pulverized coal according to the present invention and a method for blowing pulverized coal into a blast furnace will be briefly described with reference to the drawings.
In FIG. 1, pulverized coal is blown into a blast furnace by storing
こうして調製された微粉炭5は、一般には、主管6を介して大バグフィルタ7へ気流輸送される。次いで、この大バグフィルタ7に捕集された微粉炭5は、コールビン8に貯留され、その後、吹込みタンク9内に収容される。該吹込みタンク9内の微粉炭5は、分配器10まで気送され、さらに、分配器10から複数の枝管11およびブローパイプ15を介して高炉12の下部にある多数の羽口13まで気送分配される。なお、微粉炭5は、熱風炉14から各羽口13部のブローパイプ15に供給される熱風中に、吹込みノズルから噴射し、熱風と共に各羽口13を通じて高炉12内に吹き込まれ、燃焼する。
The pulverized coal 5 thus prepared is generally air-flowed to the large bag filter 7 through the
このように、微粉炭5を高炉12の炉内へ吹き込むまでには、いくつかの配管系やバルブ、吹き込み装置等を経由させなければならない。ところが、多量の吹き込みが求められている今日の微粉炭吹込み高炉操業においては、その微粉炭が配管系等の内部に付着し、さらにはこれらの配管を閉塞させることがある。このような微粉炭の配管系等における付着や閉塞が発生した場合は、正常な高炉操業を継続することができなくなる。かかる配管系等での付着、閉塞は、特に、吹込みタンク9から分配器10までの間で起こる場合が多く、それはこの部分での微粉炭輸送速度が構造上、分配器10以降よりも小さく設定されているために、微粉炭粒子同士が付着および凝集しやすいからである。
Thus, in order to blow the pulverized coal 5 into the furnace of the
例えば、微粉炭がいずれかの配管内で閉塞すると、これを高炉内に吹き込む場合、炉内円周方向についての微粉炭吹き込み量にバラツキが発生し、ひいては、溶銑の成分変動や炉況不調の原因となる。特に、微粉炭吹き込み量が多い高炉操業の場合には、減風や休風を余儀なくされて、減産その他の大きな問題となる。 For example, if pulverized coal is blocked in one of the pipes, if this is blown into the blast furnace, there will be variations in the amount of pulverized coal blown in the circumferential direction of the furnace, which may lead to fluctuations in the hot metal components and furnace conditions. Cause. In particular, in the case of blast furnace operation with a large amount of pulverized coal injection, it is forced to reduce the wind and stop wind, which causes a significant problem such as reduced production.
このように、配管内面への微粉炭の付着や配管自体の閉塞が発生すると、高炉操業に多大な損失を与える。従って、高炉内への微粉炭の吹き込みにおいては、微粉炭がその配管系、即ちパイプ、バルブ、ホルダー等に付着したり、これらの閉塞が発生したりすることなく、スムーズに流れるようにすることが強く求められる。 As described above, when pulverized coal adheres to the inner surface of the pipe or the pipe itself is blocked, a great loss is caused to the blast furnace operation. Therefore, when blowing pulverized coal into the blast furnace, the pulverized coal should flow smoothly without adhering to the piping system, that is, pipes, valves, holders, etc. Is strongly demanded.
また、図2は、本発明方法を実施する上で必要となる微粉炭の粒子間、例えば、2粒子間の付着力を算出するための粒子間付着力測定装置の特にセル部分を示す図である。この図に示すように、微粉炭の粒子間付着力測定装置は、上部セル16、下部セル17、下蓋18からなる2分割セル19内に、該微粉炭を装入し、該2分割セル19の上に上蓋20を載せ、所定回数タッピングした後に該付着力測定装置により上から所定応力で圧縮し、粉体層21からなる圧縮試料を形成する。そして、圧縮応力を印加した後の該セルの分割に要する引張破断強度、即ち、該圧縮試料を上下方向に引張ったときに破断するときの強度を測定し、該引張破断強度を下記Rumpfの式(1)に代入して2粒子間の付着力を算出する。
FIG. 2 is a diagram showing, in particular, the cell portion of the interparticle adhesion force measuring apparatus for calculating the adhesion force between particles of pulverized coal necessary for carrying out the method of the present invention, for example, between two particles. is there. As shown in this figure, the inter-particle adhesion measuring apparatus for pulverized coal is charged with the pulverized coal in a two-divided
なお、上記(1)式における微粉炭の調和平均径については、レーザー回折散乱法による湿式の粒度分布測定装置を用い、17nm〜2500μmの範囲における微粉炭の粒度分布を測定し、各粒径における体積割合(vol%)から下記の式(2)を用いて算出する。 In addition, about the harmonic mean diameter of the pulverized coal in said (1) type | formula, the particle size distribution of the pulverized coal in the range of 17 nm-2500 micrometers is measured using the wet particle size distribution measuring apparatus by a laser diffraction scattering method, It calculates using the following formula | equation (2) from a volume ratio (vol%).
また、上記(1)式中の微粉炭の前記粉体層(圧縮試料)の空隙率εについては、付着力測定装置により測定される粉体層の高さから求めた嵩密度と微粉炭粒子の粒子密度を用いて算出する。ここで、粉体層の高さは、付着力測定装置によって圧縮応力を印加した後の微粉炭粉体層(圧縮試料)の高さであり、粒子密度は粒子密度測定装置を用いて測定される。 Moreover, about the porosity ε of the powder layer (compressed sample) of the pulverized coal in the above formula (1), the bulk density obtained from the height of the powder layer measured by an adhesion force measuring device and the pulverized coal particles It calculates using the particle density of. Here, the height of the powder layer is the height of the pulverized coal powder layer (compressed sample) after the compressive stress is applied by the adhesive force measuring device, and the particle density is measured using the particle density measuring device. The
さて、本発明は、石炭銘柄ごとの微粉炭の粒子間付着力(H)を算出して、その付着力が小さい微粉炭の一種、2種以上を選択すること、さらには粒度や空隙率をも考慮して配合調整することにより、輸送配管内での微粉炭粒子同士の付着および凝集を防止して、配管の閉塞を防止する方法である。 Now, the present invention calculates the interparticle adhesion force (H) of pulverized coal for each coal brand, selects one or more types of pulverized coal having a small adhesion force, and further determines the particle size and porosity. Is also a method of preventing the clogging of the pipe by preventing the adhesion and aggregation of the pulverized coal particles in the transport pipe by adjusting the formulation in consideration of the above.
なお、輸送配管内での微粉炭粒子どうしの凝集は、微粉炭輸送量によっても影響されるので、微粉炭輸送量をも考慮しながら粒子間付着力の小さい微粉炭を配合することがより好ましい。 In addition, since the aggregation of the pulverized coal particles in the transport pipe is also affected by the amount of pulverized coal transport, it is more preferable to add pulverized coal having a low interparticle adhesion force while also considering the amount of pulverized coal transport. .
例えば、表1に示した化学組成の石炭A、石炭Bを、N2雰囲気下で乾燥した後に粉砕機で粉砕し、微粉炭とし、それぞれの粒度分布を湿式の粒度分布測定装置で測定して調和平均径を算出したところ、微粉炭Aは、1.4×10−5m、微粉炭Bは1.7×10−5mであった。 For example, coal A and coal B having the chemical compositions shown in Table 1 are dried in a N 2 atmosphere and then pulverized by a pulverizer to form pulverized coal, and each particle size distribution is measured with a wet particle size distribution measuring device. When the harmonic mean diameter was calculated, pulverized coal A was 1.4 × 10 −5 m, and pulverized coal B was 1.7 × 10 −5 m.
そして、前記微粉炭A、Bの粒子間付着力を算出するために、まず、前記粒子間付着力を図2に示す測定装置にて、各微粉炭の粉体層を作って引張破断強度を測定した。測定条件としては、まず、各微粉炭を内径20mmの2分割セル19内にセルの高さまで装入し、上蓋20を載せ100回ほど上下にタッピングした。その後、セル内の微粉炭粉体層を25℃に保持しながら0.1mm/secの速度で圧縮し、圧縮応力が4.0MPaとなったところで60秒間圧縮状態を保持した。そして、上部セル16、下部セル17を上下方向に速度0.1mm/secで引張り、分割に要する引張破断強度σを測定した。その結果、微粉炭A、微粉炭Bの引張破断強度は、それぞれ4300N/m2、1750N/m2であった。また、微粉炭A、微粉炭Bの粒子密度ρ2をあらかじめ粒子密度測定装置で測定した。
And in order to calculate the adhesion between the particles of the pulverized coals A and B, first, by using the measuring apparatus shown in FIG. It was measured. As measurement conditions, first, each pulverized coal was charged into a two-
測定した微粉炭Aの粒子密度は1461.9kg/m3、微粉炭Bの粒子密度は、1404.8kg/m3であった。微粉炭粉炭層21に対し、応力4.0MPaを印加した時の微粉炭粉体層21の高さを粒子間付着力測定装置により測定して算出した体積および投入した微粉炭の質量から微粉炭粉体層の嵩密度ρ1を算出した。粒子密度ρ2と嵩密度ρ1から下記の式(3)を用いて空隙率εを算出した。微粉炭A、微粉炭Bの空隙率はそれぞれ0.325、0.330であった。
The particle density of the pulverized coal A measured was 1461.9 kg / m 3 , and the particle density of the pulverized coal B was 1404.8 kg / m 3 . From the volume calculated by measuring the height of the pulverized
そこで、前記Rumpfの式(1)に、測定した微粉炭粉体層21の引張破断強度(σ)、調和平均径(m)、空隙率(ε)を代入して微粉炭の粒子間付着力を算出した結果、微粉炭A、微粉炭Bの粒子間付着力はそれぞれ4.25×10−7N、2.60×10−7Nであり、微粉炭Bの方が粒子間付着力が小さいという結果となった。
Therefore, the inter-particle adhesion force of pulverized coal by substituting the measured tensile rupture strength (σ), harmonic mean diameter (m), and porosity (ε) of the pulverized
ここで、粒子間の付着・凝集の力は、(1)ファン・デル・ワールス力(固体粒子間の分子間力)、(2)帯電付着力、(3)大気中の水分が粒子に吸着して発生した液体架橋による表面張力・毛細管負圧による結合力、(4)粒子の表面形状による粒子間の機械的なからみあいなど、が作用し合っており、これらの力の総和が、Rumpfの式(1)を用いて算出される微粉炭の粒子間付着力である。即ち、このRumpfの式(1)を用いて算出された粒子間付着力は、微粉炭の粒子同士の付着、凝集に影響する数値と考えられる。しかも、微粉炭の粒子間付着力は、石炭銘柄によって異なるのである。 Here, the adhesion / aggregation force between particles is (1) Van der Waals force (intermolecular force between solid particles), (2) charged adhesion force, and (3) moisture in the atmosphere is adsorbed on the particles. (4) Mechanical entanglement between particles due to the surface shape of the particles due to surface tension and capillary negative pressure generated by the liquid cross-linking, and the total shape of these forces is the sum of these forces. It is the interparticle adhesion force of pulverized coal calculated using Equation (1). That is, the interparticle adhesion force calculated using the Rumpf equation (1) is considered to be a numerical value that affects the adhesion and aggregation of pulverized coal particles. Moreover, the interparticle adhesion of pulverized coal varies depending on the coal brand.
本発明ではとくに、配管内を気流輸送すべき前記微粉炭として、その1種もしくは2種以上を選択してなる混合微粉炭について、これらの粒子間付着力が、所定の値、範囲を示すものにして用いることが重要である。発明者らが知見したところによれば、気流輸送すべき微粉炭もしくは混合微粉炭のRumpfの式を用いて算出した粒子間付着力の値(H)が3.26×10−7N以下であるとき、気流輸送配管の閉塞が1日に1回以下という、高炉操業上ほとんど問題にならない程度にまでなくなるという結果が得られることが分った。 Particularly in the present invention, as the pulverized coal to be air-transported in the pipe, the mixed pulverized coal obtained by selecting one or more of the pulverized coal has a predetermined value and a range of adhesion between these particles. It is important to use it. According to the knowledge of the inventors, the value (H) of interparticle adhesion calculated using the Rumpf equation of pulverized coal or mixed pulverized coal to be transported by airflow is 3.26 × 10 −7 N or less. At one time, it was found that the result that the blockage of the airflow transportation pipe was eliminated to the extent that it hardly caused a problem in the operation of the blast furnace, that is, once a day or less.
即ち、高炉への微粉炭吹き込み方法において、気流輸送配管内の閉塞が1日に1回以下であれば、高炉操業を安定的に行なうことができると共に、炉内の熱変動を防止することが可能である。もし、熱変動が生じると、微粉炭と比較して高価なコークスの量を増加させて熱を安定させるといった操業アクションが必要となり、溶銑コストの上昇につながる。
それ故に、本発明においては、1日に1回以下という閉塞率となる粒子間付着力(H)≦3.26×10−7Nを示す微粉炭(混合微粉炭を含む)を用いることにしたのである。
That is, in the method of injecting pulverized coal into the blast furnace, if the blockage in the air flow transportation pipe is less than once a day, the blast furnace operation can be stably performed and the heat fluctuation in the furnace can be prevented. Is possible. If heat fluctuation occurs, an operation action is required to stabilize the heat by increasing the amount of expensive coke compared to pulverized coal, leading to an increase in hot metal costs.
Therefore, in the present invention, the use of pulverized coal (including mixed pulverized coal) exhibiting an interparticle adhesion force (H) ≦ 3.26 × 10 −7 N with a blocking rate of once or less per day. It was.
[実施例1]
この実施例では、前記Rumpfの式(1)によって算出した微粉炭粒子内付着力の影響を確認するために、表1に示した前記微粉炭A、前記微粉炭Bを、羽口40本をもつ内容積5153m3の高炉で、目標10000t/日の溶銑生産量、[150kg/t−溶銑]の微粉炭比で高炉内へ微粉炭を吹込む操業をそれぞれ7日間実施した。各羽口に向う微粉炭輸送配管が閉塞した場合は、微粉炭輸送配管の負荷が変わらないように羽口1本当たりの微粉炭吹き込み量を変えず実質の微粉炭比が変わるようにし、その分コークス比を調整した。吹き込む微粉炭の粒度分布の管理値は、「45mass%≦−44μm≦50mass%、60mass%≦−74μm」とした。
[Example 1]
In this example, in order to confirm the influence of the adhesion force within the pulverized coal particles calculated by the Rumpf equation (1), the pulverized coal A and the pulverized coal B shown in Table 1 were replaced with 40 tuyere. In the blast furnace having an internal volume of 5153 m 3 , the operation of blowing pulverized coal into the blast furnace at a target 10000 t / day hot metal production rate and a pulverized coal ratio of [150 kg / t-hot metal] was carried out for 7 days. If the pulverized coal transportation piping toward each tuyere is blocked, the actual pulverized coal ratio is changed without changing the amount of pulverized coal injection per tuyere so that the load of the pulverized coal transportation piping does not change. The minute coke ratio was adjusted. The management value of the particle size distribution of the pulverized coal to be blown was set to “45 mass% ≦ −44 μm ≦ 50 mass%, 60 mass% ≦ −74 μm”.
微粉炭A、微粉炭Bを使用した時の輸送配管の7日間の輸送配管閉塞本数の推移をそれぞれ図3、図4に示す。また、1日平均の輸送配管閉塞本数を図5に示す。図3、図4、図5の結果から、微粉炭B(H=2.60×10−7N)を選択して粉砕し、これを高炉への微粉炭吹き込み操業に使用することで、輸送配管の閉塞確実に防止させることができた。 Changes in the number of closed transportation pipes for 7 days when pulverized coal A and pulverized coal B are used are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. Further, FIG. 5 shows the daily average number of closed transportation pipes. From the results of FIGS. 3, 4 and 5, pulverized coal B (H = 2.60 × 10 −7 N) is selected and pulverized, and this is used for pulverized coal injection operation into a blast furnace. Piping blockage could be reliably prevented.
[実施例2]
この実施例では、複数銘柄の石炭を混合して粉砕した微粉炭を高炉内に吹き込む操業を行った。即ち、微粉炭Aと微粉炭Bを比率を変えて混合し、その混合微粉炭を羽口40本をもつ内容積5153m3の高炉にて、目標10,000t/日の溶銑生産量、[150kg/t−溶銑]の微粉炭比で、羽口から吹き込む操業をそれぞれ7日間実施した。各羽口の微粉炭輸送配管が閉塞した場合は、微粉炭輸送配管の負荷が変わらないように羽口1本当たりの微粉炭吹き込み量を変えず実質の微粉炭比が変わるようにし、その分コークス比を調整した。吹込む微粉炭の粒度分布の管理値は、「45mass%≦−44μm≦50mass%、60mass%≦−74μm」とした。
[Example 2]
In this example, an operation was performed in which pulverized coal obtained by mixing and pulverizing a plurality of brands of coal was blown into a blast furnace. That is, pulverized coal A and pulverized coal B are mixed at different ratios, and the mixed pulverized coal is mixed in a blast furnace having an inner volume of 5153 m 3 having 40 tuyere and a target amount of hot metal production of 10,000 t / day, [150 kg / T-hot metal], the operation of blowing from the tuyere was carried out for 7 days. When the pulverized coal transportation pipes of each tuyere are blocked, the actual pulverized coal ratio is changed without changing the amount of pulverized coal injection per tuyere so that the load of the pulverized coal transportation pipes does not change. The coke ratio was adjusted. The control value of the particle size distribution of the pulverized coal to be blown was set to “45 mass% ≦ −44 μm ≦ 50 mass%, 60 mass% ≦ −74 μm”.
微粉炭A、微粉炭Bの混合比率を変えて変化させた時の1日平均の輸送配管閉塞本数を表2に示す。また、微粉炭A、微粉炭Bの比率を変化させて粉砕した微粉炭の2粒子間の付着力は微粉炭A、微粉炭Bの各付着力の加重平均を用いた。試験の結果から、微粉炭Aを40mass%以下、微粉炭Bを60mass%以上混合する配合の条件(粒子間付着力が3.26×10−7N以下)では、1日あたりの平均配管閉塞本数が1.0本以下となり、輸送配管の閉塞を効果的に防止できることがわかった。 Table 2 shows the average number of closed transport pipes per day when the mixing ratio of pulverized coal A and pulverized coal B is changed. Moreover, the weight average of each adhesion force of pulverized coal A and pulverized coal B was used for the adhesive force between two particles of pulverized coal A which changed and changed the ratio of pulverized coal A and pulverized coal B. From the results of the test, the average pipe clogging per day under the conditions of blending pulverized coal A of 40 mass% or less and pulverized coal B of 60 mass% or more (adhesion between particles is 3.26 × 10 −7 N or less) The number was 1.0 or less, and it was found that blockage of the transportation piping can be effectively prevented.
この実施例では、目標10000t/日の溶銑生産量、[150kg/t−溶銑]の微粉炭比で操業するため、微粉炭輸送量を62.5t/hとなるように吹き込んだ。しかし、輸送量を変化させた時は、配管閉塞の発生頻度も変化すると考えられるため、1日あたりの配管閉塞本数が1.0本以下となるような付着力の条件となるように、別途微粉炭A、微粉炭Bの配合比率を変える必要があると考えられる。そこで今回、微粉炭粒子の付着力(N)と微粉炭輸送量(t/h)を掛け合わせた指数に着目した。その指数を閉塞指数とし、目標10000t/日の溶銑生産量、[150kg/t−溶銑]の微粉炭比で操業した時の閉塞指数を計算したので、表3に示す。表3から、微粉炭の輸送量をも考慮したときは閉塞指数が2.04×10−5以下となった時、1日あたりの平均配管閉塞本数が1.0本以下となり、配管閉塞の防止ができると考えられる。 In this example, in order to operate at a target 10000 t / day hot metal production rate and a pulverized coal ratio of [150 kg / t-hot metal], the pulverized coal transport rate was blown to 62.5 t / h. However, when the transport amount is changed, it is considered that the frequency of occurrence of pipe clogging also changes, so that the condition of adhesive force is such that the number of pipe clogging per day is 1.0 or less. It is considered necessary to change the blending ratio of pulverized coal A and pulverized coal B. Therefore, this time, attention was focused on an index obtained by multiplying the adhesion force (N) of pulverized coal particles and the transport amount of pulverized coal (t / h). Table 3 shows the clogging index calculated when the index was taken as the clogging index, and the operation was performed at a target 10000 t / day hot metal production volume and a pulverized coal ratio of [150 kg / t-hot metal]. From Table 3, when considering the transport amount of pulverized coal, when the clogging index is 2.04 × 10 −5 or less, the average number of clogged pipes per day is 1.0 or less, and the clogging of pipes It can be prevented.
[実施例3]
次に、前記閉塞指数が2.04×10−5以下となるような微粉炭付着力、微粉炭輸送量の時に、1日あたりの配管閉塞本数が1.0本以下で、目標10,000t/日の溶銑生産量で7日間実施した。微粉炭比は[120kg/t−溶銑]、[140kg/t−溶銑]、[160kg/t−溶銑]、[180kg/t−溶銑]とし、それぞれの微粉炭輸送量は50.0t/h、58.3t/h、66.7t/h、75.0t/hであるから、微粉炭粒子の目標付着力をそれぞれ4.08×10−7N、3.49×10−7N、3.06×10−7N、2.72×10−7Nとなるように微粉炭A、微粉炭Bの配合条件を決めた。このときの操業結果を表4に示す。表4から閉塞指数を2.04×10−5以下となるような微粉炭付着力にするように配合比率を変えることにより、1日あたりの平均配管閉塞本数は1.0本以下となり、有効な配管閉塞の防止ができると考えられる。
[Example 3]
Next, when the pulverized coal adhesion force and pulverized coal transport amount are such that the clogging index is 2.04 × 10 −5 or less, the number of clogged pipes per day is 1.0 or less, and the target is 10,000 t. Per day for 7 days. The pulverized coal ratio is [120 kg / t-hot metal], [140 kg / t-hot metal], [160 kg / t-hot metal], [180 kg / t-hot metal], and each pulverized coal transport amount is 50.0 t / h, Since it is 58.3 t / h, 66.7 t / h, and 75.0 t / h, the target adhesion force of the pulverized coal particles is 4.08 × 10 −7 N, 3.49 × 10 −7 N, and 3. The blending conditions of pulverized coal A and pulverized coal B were determined so as to be 06 × 10 −7 N and 2.72 × 10 −7 N. Table 4 shows the operation results at this time. From Table 4, the average number of closed pipes per day is reduced to 1.0 or less by changing the blending ratio so that the pulverized coal adhesion becomes 2.04 × 10 −5 or less from Table 4. Effective. It is thought that it is possible to prevent obstructing piping.
また、表5に示すように閉塞指数を2.04×10−5以下にする条件での操業と[150kg/t−溶銑]の微粉炭比において、高炉内へ石炭Aのみから作製した微粉炭Aを吹込んだ操業結果の表6と比較すると、閉塞指数を2.04×10−5以下として1日あたりの平均配管閉塞本数を1.0本以下とした操業ではコークス比を抑えることができることがわかり、実質的に微粉炭吹き込み量を増やし低コストの高炉溶銑を製造できることが実証された。 In addition, as shown in Table 5, pulverized coal produced only from coal A into the blast furnace in the operation under the condition that the blockage index is 2.04 × 10 −5 or less and the pulverized coal ratio of [150 kg / t-molten metal]. Compared with Table 6 of the operation result in which A was blown, the coke ratio can be suppressed in the operation where the blockage index is 2.04 × 10 −5 or less and the average number of closed pipes per day is 1.0 or less. It was proved that it was possible to produce low-cost blast furnace hot metal by substantially increasing the amount of pulverized coal injection.
本発明に係る微粉炭の気体輸送の技術は、高炉への微粉の吹き込み方法の他、微粉炭以外の同種の粉・粒体の配管用気体輸送技術としても応用が可能である。 The technique for gas transport of pulverized coal according to the present invention can be applied as a gas transport technique for piping of the same kind of powder and granules other than pulverized coal, in addition to a method for blowing pulverized powder into a blast furnace.
1 ヤードにストックされた石炭
2 石炭ホッパ
3 フィーダ
4 微粉炭製造装置(従来例)
5 微粉炭
6 主管
7 大バグフィルタ
8 コールビン
9 吹込みタンク
10 分配器
11 枝管
12 高炉
13 羽口
14 熱風炉
15 ブローパイプ
16 上部セル
17 下部セル
18 下蓋
19 2分割セル
20 上蓋
21 粉体層
1 Coal stocked in 1
5 Pulverized
Claims (2)
記
Record
The value of the adhesion between the particles of the pulverized coal is determined by compressing a powder layer of a kind of pulverized coal or a mixture of two or more types of pulverized coal, and pulling the compressed sample of the obtained pulverized coal powder layer from above and below. The method for injecting pulverized coal into a blast furnace according to claim 1, wherein the maximum tensile rupture strength when the compressed sample of the pulverized coal powder layer is ruptured is measured.
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