JP7348466B2 - Blast furnace operating method and pig iron manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of operating a blast furnace and a method of producing pig iron.
一般に、高炉の操業では、鉄源である、塊鉱石、焼結鉱やペレット等と、コークスとを高炉の炉頂から交互に装入する。高炉内では、鉄源で形成された鉱石層と、コークスによって形成されたコークス層が交互に積層する。そして、装入された鉄源が高炉内の還元ガス及びコークスに含まれる炭素によって還元されることで銑鉄が得られる。ここで、コークスは、鉄源を還元する還元材としての機能、燃料としての機能、及び炉内全体にガスを行き渡らせるための空隙を確保するためのスペーサーとしての機能を有する。 Generally, in the operation of a blast furnace, iron sources such as lump ore, sintered ore, pellets, etc., and coke are alternately charged from the top of the blast furnace. Inside the blast furnace, ore layers formed from iron sources and coke layers formed from coke are alternately stacked. Then, the charged iron source is reduced by the reducing gas in the blast furnace and the carbon contained in the coke to obtain pig iron. Here, the coke has a function as a reducing agent for reducing the iron source, a function as a fuel, and a function as a spacer for ensuring voids for distributing gas throughout the furnace.
このような高炉における安定操業は、コストの低減とともに、非常に重要視される。例えば、以下の特許文献1には、安価な高結晶水鉱石を用いて圧力損失の増大を抑制しつつ安定に高炉操業を行う方法として、水素を含む物質を補助還元材として羽口から吹き込む高炉操業方法が開示されている。
Stable operation in such blast furnaces is of great importance, as is cost reduction. For example,
また、例えば、特許文献2では、水素含有率の高い還元材を吹き込む高炉操業を行なう際に、安定操業を行うために、炉上部の炉壁を冷却するステーブ内に、常温超えの、合成油、鉱物油、石炭系タール又は燃焼ガスを熱媒体として流通させることで、炉上部の温度低下を抑制する高炉操業方法が開示されている。 For example, in Patent Document 2, when operating a blast furnace in which a reducing agent with a high hydrogen content is injected, in order to ensure stable operation, synthetic oil above room temperature is installed in a stave that cools the furnace wall in the upper part of the furnace. , a blast furnace operating method is disclosed in which a temperature drop in the upper part of the furnace is suppressed by circulating mineral oil, coal-based tar, or combustion gas as a heat medium.
ところで、コークスは、一般に高価であるため、コークス使用量を削減することで銑鉄の製造コストを削減することが望まれている。しかしながら、コークスの使用量を減らすと、コークスによるスペーサー機能が一部損なわれることにより、炉内の圧力損失が増大する。炉内の圧力損失が増大するとガスの流れが変動し、例えば、ガスが通気性の良い部分に偏って流通する吹き抜けが発生することがある。この吹き抜けにより、鉱石層とコークス層の積層状態が乱れ、鉄源の還元効率が低下する。また、圧力損失の増大によって一酸化炭素ガスによる鉄源の還元効率が低下し、炉内の温度が低下する。炉内の温度が低下すると、銑鉄の製造効率が低下する。さらに、炉内の温度が低下することで溶銑の温度が低下し、溶銑の粘度が高くなり、場合によっては出銑できなくなる。 By the way, since coke is generally expensive, it is desired to reduce the manufacturing cost of pig iron by reducing the amount of coke used. However, when the amount of coke used is reduced, the spacer function of the coke is partially impaired, resulting in an increase in pressure loss within the furnace. When the pressure loss inside the furnace increases, the gas flow fluctuates, and, for example, a blow-through may occur in which gas flows unevenly to areas with good ventilation. This blow-through disturbs the stacked state of the ore layer and coke layer, reducing the reduction efficiency of the iron source. Furthermore, due to the increase in pressure loss, the reduction efficiency of the iron source by carbon monoxide gas decreases, and the temperature in the furnace decreases. When the temperature inside the furnace decreases, the efficiency of producing pig iron decreases. Furthermore, as the temperature inside the furnace decreases, the temperature of the hot metal decreases, the viscosity of the hot metal increases, and in some cases, it becomes impossible to tap the hot metal.
コークス使用量を低減させつつ炉内の圧力損失を低減させる高炉の操業方法については十分に検討されておらず、従来知られた方法では十分に対応ができない。例えば、特許文献1に記載の高炉操業方法では、水素による還元反応は吸熱反応であるため、炉内の温度が低下する可能性がある。その結果、炉上部の比較的低温である低温領域が拡大する可能性がある。低温領域では、鉄源の一種として使用される焼結鉱が還元反応により粉化(還元粉化)するため、炉上部における低温領域が拡大すると、焼結鉱が還元粉化する領域が拡大することになる。その結果、炉上部において、空隙が小さくなり圧力損失が増大する可能性がある。また、焼結鉱が還元粉化する領域が拡大することで、鉄源やコークスの降下挙動が悪化する可能性がある。
A method of operating a blast furnace that reduces pressure loss within the furnace while reducing the amount of coke used has not been sufficiently studied, and conventionally known methods cannot adequately address this problem. For example, in the blast furnace operating method described in
特許文献2に記載の高炉操業方法では、炉上部の温度上昇の程度はステーブからの熱伝導によって決まるため、炉半径方向に温度分布が生じる。そのため、炉半径方向で焼結鉱の還元粉化量が変化する。炉半径方向における焼結鉱の還元粉化量が変化することでガスの流れが変動し、炉況不調となる可能性がある。このような問題は、低コークス比における操業においては、より顕著となる。また、特許文献2に記載の高炉操業方法では、ステーブへの熱媒体として、合成油、鉱物油、石炭系タール又は燃焼ガスを使用するため、ステーブ破損等が生じた際に、炉内もしくは炉外に熱媒体が噴出する可能性がある。そのため、安全性、環境、防災の観点から、上記の高炉操業方法には、改善の余地がある。 In the blast furnace operating method described in Patent Document 2, since the degree of temperature rise in the upper part of the furnace is determined by heat conduction from the stave, a temperature distribution occurs in the radial direction of the furnace. Therefore, the amount of reduction and powdering of the sintered ore changes in the radial direction of the furnace. Changes in the amount of reduction and powdering of the sintered ore in the radial direction of the furnace may cause fluctuations in the gas flow, resulting in poor furnace conditions. Such problems become more pronounced in operations at low coke ratios. In addition, in the blast furnace operating method described in Patent Document 2, synthetic oil, mineral oil, coal-based tar, or combustion gas is used as a heat medium for the stave. There is a possibility that the heat medium may spout outside. Therefore, from the viewpoints of safety, environment, and disaster prevention, there is room for improvement in the above blast furnace operating method.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、低コークス比の操業条件において、より安定して継続した操業が可能な高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of operating a blast furnace that enables more stable and continuous operation under operating conditions of a low coke ratio, and to provide a method for operating a blast furnace and a method for operating a pig iron. The purpose of this invention is to provide a method for manufacturing the same.
(1) 焼結鉱を少なくとも含む鉄源とコークスとを装入し、気体還元材または液体還元材の少なくともいずれかを含む補助還元材と微粉炭とを吹き込むことで銑鉄を製造する高炉の操業方法であって、
前記焼結鉱の還元粉化指数は、24%以上34%以下であり、
前記微粉炭の使用量は、150kg/tp以上220kg/tp以下であり、
前記補助還元材の使用量は、10kg/tp以上50kg/tp以下であり、
前記焼結鉱の装入量は、前記鉄源の質量に対して、70質量%以上である、高炉の操業方法。
(2) 前記コークスの使用量は、300kg/tp以下である、請求項1に記載の高炉の操業方法。
(3) 焼結鉱を少なくとも含む鉄源とコークスとを高炉に装入し、気体還元材または液体還元材の少なくともいずれかを含む補助還元材と微粉炭とを前記高炉に吹き込むことで、前記鉄源を還元して銑鉄を得る銑鉄の製造方法であって、
前記焼結鉱の還元粉化指数は、24%以上34%以下であり、
前記微粉炭の使用量は、150kg/tp以上220kg/tp以下であり、
前記補助還元材の使用量は、10kg/tp以上50kg/tp以下であり、
前記焼結鉱の装入量は、前記鉄源の質量に対して、70質量%以上である、銑鉄の製造方法。
(1) Operation of a blast furnace that produces pig iron by charging an iron source containing at least sintered ore and coke, and injecting pulverized coal and an auxiliary reducing agent containing at least either a gaseous reducing agent or a liquid reducing agent. A method,
The reduction pulverization index of the sintered ore is 24% or more and 34% or less,
The amount of pulverized coal used is 150 kg/tp or more and 220 kg/tp or less,
The amount of the auxiliary reducing agent used is 10 kg/tp or more and 50 kg/tp or less,
The method for operating a blast furnace, wherein the charging amount of the sintered ore is 70% by mass or more based on the mass of the iron source .
(2) The method for operating a blast furnace according to
(3) By charging an iron source containing at least sintered ore and coke into a blast furnace, and blowing pulverized coal and an auxiliary reducing agent containing at least either a gaseous reducing agent or a liquid reducing agent into the blast furnace, A method for producing pig iron that obtains pig iron by reducing an iron source, the method comprising:
The reduction pulverization index of the sintered ore is 24% or more and 34% or less,
The amount of pulverized coal used is 150 kg/tp or more and 220 kg/tp or less,
The amount of the auxiliary reducing agent used is 10 kg/tp or more and 50 kg/tp or less,
A method for producing pig iron, wherein the charging amount of the sintered ore is 70% by mass or more based on the mass of the iron source .
本発明によれば、低コークス比の操業条件において、より安定して継続した操業が可能な高炉の操業方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for operating a blast furnace that allows more stable and continuous operation under operating conditions of a low coke ratio.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、図中の各構成要素の比率、寸法は、実際の各構成要素の比率、寸法を表すものではない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that, in this specification and the drawings, components having substantially the same functional configurations are designated by the same reference numerals and redundant explanation will be omitted. Furthermore, the ratios and dimensions of each component in the drawings do not represent the actual ratios and dimensions of each component.
<1.高炉の概要>
(1.1.高炉の構造)
まず、本実施形態に係る高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法の説明に先立ち、図1を参照して、本実施形態に係る高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法が適用される高炉について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法が適用される高炉の一例を示す模式図である。
<1. Overview of blast furnace>
(1.1. Structure of blast furnace)
First, prior to explaining the blast furnace operating method and pig iron manufacturing method according to the present embodiment, a blast furnace to which the blast furnace operating method and pig iron manufacturing method according to the present embodiment are applied will be described with reference to FIG. . FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a blast furnace to which a method for operating a blast furnace and a method for manufacturing pig iron according to an embodiment of the present invention are applied.
高炉1は、鉄源を還元して溶銑を製造する装置である。高炉1は、図1に示すように、炉体10、羽口11、送風本管12、送風管13、微粉炭吹き込みランス14、補助還元材吹き込みランス15、出銑口16、出滓口17、及び旋回シュート18を備える。
The
炉体10は、上端が開口した竪型の反応容器である。炉体10は、中空の鉄皮と、鉄皮の内面に張られた耐火物で形成される。炉体10の下方(炉床)には、溜まり部101が設けられる。炉体10の上端の開口部から、炉体10の内部に各種公知の方法で鉄源及びコークスが装入され、炉体10の内部で、鉄源が還元されて溶銑が生成する。生成した溶銑は、溜まり部101に貯留される。
The
羽口11は、炉体10の側面の下部側に設けられ、熱風炉(図示せず。)で生成された、酸素を含有する熱風を炉体10の内部に吹き込むための吹き込み口である。炉体10は、複数の羽口11を備えることができる。羽口11を通じて、熱風に加えて、後述する補助還元材及び微粉炭を羽口11から炉内に吹き込むことができる。
The tuyeres 11 are provided at the lower side of the side surface of the
送風本管12は、炉体10を囲むように設けられる環状管であり、送風本管12には、送風管13が接続されている。送風本管12は、熱風炉から送られた熱風を送風管13に供給する。
The blast
送風管13は、送風本管12と羽口11に接続される。送風管13は、送風本管12から送られた熱風を、羽口11を通じて炉内に供給する。
The
なお、炉内に供給される熱風の温度は、熱風炉において蓄熱量や熱風供給量を制御することで調整される。なお、熱風に含まれる酸素の含有率は、熱風炉において空気と酸素を混合することで調整することができる。 Note that the temperature of the hot air supplied into the furnace is adjusted by controlling the amount of heat storage and the amount of hot air supplied in the hot blast furnace. Note that the content of oxygen contained in the hot air can be adjusted by mixing air and oxygen in the hot air stove.
微粉炭吹き込みランス14は、管状の形状を有しており、羽口11を通じて微粉炭を炉体10の内部に供給する。微粉炭吹き込みランス14は、例えば、送風管13の壁面から送風管13の内部に挿入される。微粉炭は、熱風とともに炉体10の内部に吹き込まれる。
The pulverized
微粉炭吹き込みランス14は、所定の量の微粉炭が炉内に吹き込まれれば、特段制限されず、例えば、円管、角管、径が異なる管が同心状に配置された多重管等を用いることができる。
The pulverized
補助還元材吹き込みランス15は、管状の形状を有しており、羽口11を通じて水素を含有する補助還元材を炉体10の内部に供給する。補助還元材吹き込みランス15は、例えば、送風管13の壁面から送風管13の内部に挿入される。
The auxiliary reducing
補助還元材吹き込みランス15から吹き込まれた補助還元材は、炉内で熱分解して、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス及び水素ガスとなる。そのため、補助還元材吹き込みランス15の構造又は補助還元材の吹き込み方法による、炉内のガスの流れ、炉内温度変化又は鉄源の還元反応への影響は小さいと考えられる。従って、補助還元材吹き込みランス15は、設定された量の補助還元材が炉内に吹き込まれれば、特段制限されず、例えば、円管、角管、径が異なる管が同心状に配置された多重管等を用いることができる。
The auxiliary reducing agent injected from the auxiliary reducing
補助還元材吹き込みランス15が単管の場合は、補助還元材吹き込みランス15は、複数種類の還元材を混合した補助還元材を炉内に吹き込むことができる。また、補助還元材吹き込みランス15が多重管ランスの場合は、補助還元材吹き込みランス15の内部に形成される複数の空間のそれぞれに、それぞれ異なる還元材を供給することで、複数種類の補助還元材を同時に炉内に吹き込むことができる。
When the auxiliary reducing
出銑口16は、溜まり部101に設けられ、鉄源の還元により生成された溶銑を出銑する。出銑口16は複数設けられ、溶銑を連続的または間歇的に出銑することができる。
The
出滓口17は、炉床の出銑口16より上方に設けられる。鉄源の還元により生成されたスラグは、出滓口17から排出される。出滓口17は複数設けられ、スラグを連続的または間歇的に出滓することができる。
The
旋回シュート18は、炉体10の上方に設けられ、鉄源及びコークスを炉体10の内部に装入する。鉄源及びコークスは、旋回シュート18の傾斜角度や回転速度が制御されることで、所望の炉内の所望の位置に装入される。
The rotating
(1.2.炉内状況)
次に、還元反応中の炉体10の内部の状況について説明する。操業中の高炉1において、炉体10の内部には、炉頂から鉄源及びコークスが装入され、羽口11から酸素を含有する熱風、微粉炭及び補助還元材が吹き込まれている。熱風中の酸素によって、コークス、微粉炭及び補助還元材は燃焼し、一酸化炭素及び水素ガスを含む還元ガスが生成される。生成した還元ガスによって、鉄源に含まれるFe2O3やFe3O4等は還元され、炭素を4.5%程度含む溶銑が生成する。このようにして銑鉄が製造される炉体10の内部には、塊状帯20と、塊状帯20の下方に形成される融着帯30と、融着帯30の下方に形成される滴下帯40とが形成される。
(1.2. Condition inside the furnace)
Next, the situation inside the
塊状帯20は、旋回シュート18を用いて鉄源およびコークスが交互に装入されることにより、鉄源で構成される鉱石層201と、コークスで構成されるコークス層202とが交互に積層して形成される領域である。塊状帯20は、例えば、炉体10の炉頂から旋回シュート18によって鉄源とコークスとが交互に装入されて形成される。塊状帯20は、図1に示したように、炉内の上方に形成される。塊状帯20では、高炉の下方から上昇する還元ガスによって鉄源が還元される。塊状帯20における鉄源の還元反応は、500℃前後から始まり、900℃~1000℃程度でFeOまで還元される。塊状帯20の比較的低温の領域では、焼結鉱は、還元されて粉化することがある。
The
融着帯30は、塊状帯20の下方に存在する鉄源の還元が進行し、固体の鉄源と一度溶融した鉄源とが融着して半溶融状態となって存在する領域である。融着帯30では、還元ガス、及びコークスもしくは微粉炭に含まれる炭素により鉄源が還元される。融着帯30では、例えば、鉄源の還元途中に生成されるFeOとスラグ成分とが反応して半溶融状態となっている。複数の融着帯30の間には、滴下帯40から塊状帯20にガスが移動するための流路であるコークス層(コークススリット50)が存在する。炉下部の還元ガスは、コークススリット50を通じて塊状帯20に移動する。
The
滴下帯40は、主としてコークスによって形成されており、コークス間の空隙を溶銑と溶融スラグとが下方に向かって滴下する領域である。溶銑と溶融スラグは、溜まり部101に貯留される。
The dripping
以上、高炉1およびその炉内状況について説明した。上述したように、高炉1の操業において、コークスは、還元ガスの流路として機能する。したがって、低コークス比の操業条件においては、還元ガスの流路が減少し、圧力損失が生じやすくなる。しかしながら、後述する本実施形態に係る高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法においては、微粉炭および補助還元材の量を特定の範囲とし、さらに所定の還元粉化指数の焼結鉱を用いることにより、低コークス比の操業条件を採用した場合であっても圧力損失を抑制し、安定な高炉操業が可能である。
The
<2.高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法>
次に、本実施形態に係る高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法について説明する。なお、以下の説明においては、高炉1を用いて本実施形態に係る高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法を説明するが、本実施形態に係る高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法が適用される高炉は、上述した高炉1に限定されないことはいうまでもない。
<2. Blast furnace operating method and pig iron manufacturing method>
Next, a method for operating a blast furnace and a method for manufacturing pig iron according to the present embodiment will be explained. In addition, in the following explanation, the blast furnace operating method and the pig iron manufacturing method according to the present embodiment will be explained using the
本実施形態に係る高炉の操業方法は、焼結鉱を少なくとも含む鉄源とコークスとを装入し、気体還元材または液体還元材の少なくともいずれかを含む補助還元材と微粉炭とを吹き込むことで銑鉄を製造する方法である。そして、同方法において、焼結鉱の還元粉化指数は、24%以上34%以下であり、微粉炭の使用量は、150kg/tp以上220kg/tp以下であり、補助還元材の使用量は、10kg/tp以上50kg/tp以下である。また、本実施形態に係る銑鉄の製造方法は、上記高炉の操業方法により銑鉄を得る方法である。 The blast furnace operating method according to the present embodiment includes charging an iron source containing at least sintered ore and coke, and blowing pulverized coal and an auxiliary reducing agent containing at least either a gaseous reducing agent or a liquid reducing agent. This is a method of manufacturing pig iron. In the same method, the reduction pulverization index of the sintered ore is 24% or more and 34% or less, the amount of pulverized coal used is 150 kg/tp or more and 220 kg/tp or less, and the amount of auxiliary reducing material used is , 10 kg/tp or more and 50 kg/tp or less. Moreover, the method for manufacturing pig iron according to the present embodiment is a method for obtaining pig iron by the above-described blast furnace operating method.
本実施形態においては、鉄源及びコークスは、旋回シュート18を用いて交互に装入される。また、微粉炭及び補助還元材は、それぞれ、微粉炭吹き込みランス14および補助還元材吹き込みランス15より、羽口11を通じて炉体10の内部に供給される。そして、微粉炭及び補助還元材の使用量を上述した範囲とした上で、所定の焼結鉱を鉄源として用いることにより、低コークス比の操業条件であっても、安定した高炉操業を実現する。以下、これらの各材料について説明する。
In this embodiment, the iron source and coke are alternately charged using the rotating
(2.1.鉄源)
高炉1を用いて銑鉄を製造するための鉄源は、少なくとも焼結鉱を含む。焼結鉱は、粉鉱にコークスと石灰石とを混合して焼結することにより得られる。
(2.1. Iron source)
The iron source for producing pig iron using the
本実施形態において、焼結鉱としては、還元粉化指数(RDI:Reduction disintegration index)が24~34%のものを使用する。RDIは、高炉の低温還元帯を模した条件での鉄鉱石の粉化の度合いを示す指数である。RDIが24%未満であると、焼結鉱の被還元性(RI:Reduction index)が小さくなり、炉体10の内部の還元ガスによる焼結鉱の還元が抑制される。そのため、融着帯30の厚みが厚くなり、炉下部においてガスの圧力損失が増大し、その結果、炉内の状況が変動し、操業が不安定となる。一方で、RDIが34%を超えると、炉上部で焼結鉱が粉化して炉上部におけるガスの圧力損失が増大し、塊状帯20の積層状態が乱れ、鉄源の還元効率が低下する可能性がある。焼結鉱のRDIは、好ましくは、24%以上32%以下である。
In this embodiment, the sintered ore used has a reduction disintegration index (RDI) of 24 to 34%. RDI is an index indicating the degree of pulverization of iron ore under conditions simulating the low-temperature reduction zone of a blast furnace. When the RDI is less than 24%, the reducibility (RI: Reduction index) of the sintered ore becomes small, and reduction of the sintered ore by the reducing gas inside the
RDIは、例えば、JIS 8720:2009 鉄鉱石-低温還元粉化試験方法に準拠した方法で評価することができる。詳細には、所定の粒度を有する焼結鉱を静置状態で一酸化炭素と窒素とで構成されるガスを用いて、550℃の温度で30分間等温還元を行う。還元後の焼結鉱を100℃以下の温度に冷却し、所定の回転ドラムを用いて合計900回転動する。その後、公称目開き2.8mmの篩を用いてふるい分けを行う。RDIは、還元反応前の焼結鉱の質量に対する、篩通過分の質量で表される。 RDI can be evaluated, for example, by a method based on JIS 8720:2009 Iron ore - Low temperature reduction powdering test method. Specifically, sintered ore having a predetermined particle size is left standing and subjected to isothermal reduction using a gas composed of carbon monoxide and nitrogen at a temperature of 550° C. for 30 minutes. The sintered ore after reduction is cooled to a temperature of 100° C. or lower, and rotated a total of 900 times using a predetermined rotating drum. Thereafter, sieving is performed using a sieve with a nominal opening of 2.8 mm. RDI is expressed as the mass of the sintered ore passing through the sieve relative to the mass of the sintered ore before the reduction reaction.
焼結鉱のRDIは、公知の方法を用いて調整することができる。RDIは、例えば、粉鉱、粉コークス、及び石灰石を混合、焼成して焼結鉱を製造する際に、粉コークスの量を変更することで調整することができる。 The RDI of sintered ore can be adjusted using a known method. RDI can be adjusted, for example, by changing the amount of coke powder when producing sintered ore by mixing and firing ore powder, coke powder, and limestone.
焼結鉱のRIは、特に限定されないが、例えば、64%以上69%以下であり、好ましくは、66%以上69%以下である。上記範囲のRIを有する焼結鉱を使用することで、炉体10の内部の還元ガスによる焼結鉱の還元性を維持しつつ、焼結鉱の粉化による、圧力損失の増大を抑制することが可能となる。
The RI of the sintered ore is not particularly limited, but is, for example, 64% or more and 69% or less, preferably 66% or more and 69% or less. By using sintered ore having an RI in the above range, it is possible to maintain the reducibility of the sintered ore by the reducing gas inside the
RIは、例えば、JIS 8713:2009 鉄鉱石-被還元性試験方法に準拠した方法で評価することができる。詳細には、容器に入れて天秤につるした測定試料を、一酸化炭素及び窒素の混合ガスを用いて900℃の温度で180分間等温還元を行う。RIは、還元前測定試料中に鉄と結合していた酸素の質量に対する還元によって除去された酸素の質量の比率として求められる。 RI can be evaluated, for example, by a method based on JIS 8713:2009 Iron ore - Reducibility test method. Specifically, a measurement sample placed in a container and suspended on a balance is subjected to isothermal reduction using a mixed gas of carbon monoxide and nitrogen at a temperature of 900° C. for 180 minutes. RI is determined as the ratio of the mass of oxygen removed by reduction to the mass of oxygen bound to iron in the measurement sample before reduction.
また、焼結鉱の平均粒径は、18mm以上25mm以下であることが好ましい。上記の範囲の平均粒径を有する焼結鉱を使用することで、還元粉化による圧力損失の影響を低減しつつ、補助還元材の吹込みに伴う水素ガスの還元効果を高めることが出来る。 Further, the average particle size of the sintered ore is preferably 18 mm or more and 25 mm or less. By using sintered ore having an average particle size within the above range, it is possible to reduce the influence of pressure loss due to reduction powdering and to enhance the hydrogen gas reduction effect accompanying the injection of the auxiliary reducing agent.
焼結鉱の組成は、T.Fe(鉄の含有率)が高いことが好ましい。上記組成を有する焼結鉱を使用することで、補助還元材の吹込みに伴う水素ガスの還元効果を高めることが出来る。 The composition of the sintered ore is T. It is preferable that Fe (iron content) is high. By using the sintered ore having the above composition, it is possible to enhance the hydrogen gas reduction effect accompanying the injection of the auxiliary reducing agent.
焼結鉱の装入量は、装入する鉄源の質量に対して、70質量%以上であることが好ましい。焼結鉱の装入量を、装入する鉄源の質量に対して、70質量%以上とすることで、装入する鉄源全体の被還元能力を維持できるため、補助還元材の吹込みに伴う水素ガスの還元効果を高めることが出来る。 The amount of sinter charged is preferably 70% by mass or more based on the mass of the iron source to be charged. By setting the charging amount of sinter to 70% by mass or more based on the mass of the iron source to be charged, the reducing ability of the entire iron source to be charged can be maintained. The reduction effect of hydrogen gas accompanying this can be enhanced.
また、本実施形態において、鉄源は、さらに、塊状の鉄鉱石である塊鉱石、及び/又は粉鉱を造粒して得られるペレットを含んでいてもよい。 Moreover, in this embodiment, the iron source may further include pellets obtained by granulating lump ore, which is a lump-like iron ore, and/or powder ore.
(2.2.還元材)
上述したように、本実施形態において、コークス、微粉炭及び補助還元材を還元材として用いる。還元材は、炉体10内において、熱分解により分解され、一酸化炭素ガス及び水素ガスを発生させる。そして、これら一酸化炭素ガスおよび水素ガスにより、鉄源が還元される。
(2.2. Reducing material)
As described above, in this embodiment, coke, pulverized coal, and an auxiliary reducing agent are used as reducing agents. The reducing agent is decomposed by thermal decomposition within the
銑鉄製造量1トン当たりの還元材の使用量である還元材比(RAR:Reduction Agent Ratio)は、コークス比(CR:Coal ratio)と、銑鉄製造量1トン当たりの微粉炭の使用量である微粉炭比(PCR:Pulverized coal ratio)と、補助還元材の使用量の合計量とすることができる。還元材比は、鉄源の性状、コークスの性状、微粉炭の性状、補助還元材の種類、高炉設備等に応じて、適宜変更することが可能であるが、還元材比は、例えば、500kg/tpを基準として±2%の範囲内とすることが好ましい。以下、各還元材について説明する。 The Reduction Agent Ratio (RAR), which is the amount of reducing agent used per ton of pig iron production, is the coke ratio (CR) and the amount of pulverized coal used per ton of pig iron production. It can be the total amount of the pulverized coal ratio (PCR) and the usage amount of the auxiliary reducing agent. The reducing agent ratio can be changed as appropriate depending on the properties of the iron source, the properties of coke, the properties of pulverized coal, the type of auxiliary reducing agent, the blast furnace equipment, etc., but the reducing agent ratio is, for example, 500 kg. It is preferable to set it within the range of ±2% based on /tp. Each reducing agent will be explained below.
[2.2.1.コークス]
本実施形態において、コークス比は、特に限定されず、任意の範囲、例えば230kg/tp以上350kg/tp以下の範囲で用いることができる。しかしながら、本実施形態においては、コークス比は、300kg/tp以下であることが好ましい。コークス比を300kg/tp以下とすることで、銑鉄の製造コストを削減することが可能となる。一般に、コークス比が減少すると、比較的空隙率の高いコークス層の厚みが薄くなるため、通気性が低下し、炉内のガスの圧力損失が増大する。コークスの装入量を減らした場合、例えば、融着帯30では、コークススリット50が狭くなるため、圧力損失が増大することがある。しかしながら、本実施形態に係る高炉の操業方法においては、焼結鉱のRDIを24%以上34%以下とし、微粉炭比を150kg/tp以上220kg/tp以下とし、補助還元材の使用量を10kg/tp以上50kg/tp以下とすることで、コークス比が300kg/tp以下であっても安定して高炉を操業することが可能となる。好ましくは、コークス比は、230kg/tp以上300kg/tp以下である。
[2.2.1. Coke]
In this embodiment, the coke ratio is not particularly limited, and can be used in any range, for example, from 230 kg/tp to 350 kg/tp. However, in this embodiment, the coke ratio is preferably 300 kg/tp or less. By setting the coke ratio to 300 kg/tp or less, it is possible to reduce the manufacturing cost of pig iron. Generally, when the coke ratio decreases, the thickness of the coke layer with a relatively high porosity decreases, resulting in a decrease in air permeability and an increase in the pressure loss of the gas in the furnace. When the amount of coke charged is reduced, for example, in the
また、好ましくは、コークスの平均粒径は、40mm以上60mm以下である。上記の範囲の平均粒径を有するコークスを使用することで、より効果的に炉内全体にガスを行き渡らせることが可能となる。 Further, preferably, the average particle size of the coke is 40 mm or more and 60 mm or less. By using coke having an average particle size within the above range, it becomes possible to more effectively distribute gas throughout the furnace.
[2.2.2.微粉炭]
微粉炭比は、150kg/tp以上220kg/tp以下とする。当該範囲の微粉炭を炉内に吹き込むことで、コークス比を低減しつつ、未燃チャーの生成が抑制される。微粉炭比が150kg/tp未満である場合、装入された鉄源を還元するためにコークス比を増加する必要が生じる。微粉炭比が220kg/tpを超えると、未燃チャーが増加して圧力損失が増大し、炉況不調に陥る。微粉炭比は、好ましくは、190kg/tp以上220kg/tp以下である。当該範囲の微粉炭を炉内に吹き込むことで、補助還元材を最低限の10kg/tp吹き込むことでコークス比を300kg/tp以下とすることができる。なお、微粉炭の大きさは、微粉炭吹き込みランス14を用いて羽口11を通じて炉内に吹込むことができる大きさであれば、特段制限されない。
[2.2.2. Pulverized coal]
The pulverized coal ratio is 150 kg/tp or more and 220 kg/tp or less. By injecting pulverized coal within this range into the furnace, the generation of unburned char is suppressed while reducing the coke ratio. If the pulverized coal ratio is less than 150 kg/tp, it will be necessary to increase the coke ratio to reduce the charged iron source. When the pulverized coal ratio exceeds 220 kg/tp, unburned char increases, pressure loss increases, and furnace conditions deteriorate. The pulverized coal ratio is preferably 190 kg/tp or more and 220 kg/tp or less. By injecting pulverized coal within this range into the furnace, the coke ratio can be made 300 kg/tp or less by injecting the auxiliary reducing agent at a minimum of 10 kg/tp. The size of the pulverized coal is not particularly limited as long as it can be blown into the furnace through the tuyere 11 using the pulverized
[2.2.3.補助還元材]
補助還元材としては、気体還元材又は液体還元材の少なくともいずれかがが用いられる。補助還元材は、熱風とともに炉体10の内部に吹き込まれる。補助還元材には、例えば、表1に示したように、水素原子を構成原子として含有する物質が用いられ、灰分を生じない物質が用いられることが好ましい。補助還元材には、例えば、炭化水素を含む材料が用いられることが好ましい。気体還元材としては、例えば、メタン、エタンやプロパン等を含む、天然ガスや都市ガス、水素やメタンを含むコークス炉ガス、又は一酸化炭素と水素を多く含む石炭ガス化ガス等を用いることができる。また、気体還元材には、水素ガスを用いることもできる。液体還元材としては、例えば、重油、タール等を用いることができる。
[2.2.3. Auxiliary reducing agent]
As the auxiliary reducing agent, at least either a gaseous reducing agent or a liquid reducing agent is used. The auxiliary reducing agent is blown into the
補助還元材の使用量は、10kg/tp以上50kg/tp以下とする。当該範囲の補助還元材を炉内に吹き込むことで、補助還元材の分解によって発生する水素ガスが鉄源の還元に供するため、融着帯30が薄層化する。その結果、炉下部における圧力損失の増大が抑制される。補助還元材の使用量が10kg/tp未満であると、補助還元材による鉄源の還元が促進されないために融着帯30が薄層化されず、炉下部におけるガスの圧力損失を低減することができない。補助還元材の使用量が50kg/tpより多く、かつ、後述する微粉炭比が150kg/tp以上である場合、炭化水素を多く含む補助還元材では、炉内の酸素は炭化水素と優先的に反応する。そのため、微粉炭の燃え残りであるいわゆる未燃チャーが発生し、この未燃チャーが炉内に滞留する。炉内における未燃チャーの滞留により、炉下部におけるガスの圧力損失が増大し、炉況不調に陥る。補助還元材の使用量は、好ましくは、20kg/tp以上40kg/tp以下である。当該範囲の補助還元材を炉内に吹き込むことで、微粉炭の燃焼効率を向上させることができる。
The amount of auxiliary reducing agent used shall be 10 kg/tp or more and 50 kg/tp or less. By injecting the auxiliary reducing agent in this range into the furnace, hydrogen gas generated by decomposition of the auxiliary reducing agent is used to reduce the iron source, so that the
鉄源の還元に寄与する水素ガスは、補助還元材の熱分解、及び炉体10の内部の湿分の熱分解によって発生する。炉体10の内部の水素ガス量は、銑鉄製造量1トン当たり、10kg/tp以上22kg/tp以下とすることが好ましい。水素は、一酸化炭素と比較して、鉄源を還元する速度が大きい。そのため、10kg/tp以上の水素を炉内に導入することで、鉄源の還元過程で生成される比較的低融点のFeOが減少する。これにより、融着帯30の上端が高温領域(言い換えると、炉の下方)にシフトするため、融着帯30が存在する領域が狭くなる。従って、10kg/tp以上の水素を炉内に導入することで、炉下部の圧力損失の増大を抑制することが出来る。炉体10の内部の水素ガス量を22kg/tp以下とすることで、焼結鉱の還元粉化領域の拡大を抑制することができ、炉上部における圧力損失の増大を抑制することが可能となる。なお、補助還元材として水素ガスが吹き込まれる場合は、当該水素ガスが炉体10の内部の水素ガスに含まれる。
Hydrogen gas that contributes to the reduction of the iron source is generated by the thermal decomposition of the auxiliary reducing agent and the thermal decomposition of the moisture inside the
以上、上述した本実施形態に係る高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法によれば、低コークス比の操業条件において、より安定して継続した操業が可能となる。 As described above, according to the method of operating a blast furnace and the method of manufacturing pig iron according to the present embodiment described above, more stable and continuous operation is possible under operating conditions of a low coke ratio.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、あくまでも本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Note that the embodiments described below are merely examples of the present invention, and do not limit the present invention.
5000m3級の内容積を有する高炉の操業試験を行った。操業試験は、表2に示した条件で行った。本操業試験では、鉄源として、焼結鉱、塊鉱石及びペレットを用いた。焼結鉱の平均粒径は、20mmであり、塊鉱石の平均粒径は23mmであり、ペレットの平均粒径は、18mmであった。操業試験に用いた焼結鉱、塊鉱石及びペレットの割合は、それぞれ75質量%、15質量%及び10質量%であった。また、焼結鉱のRDIは、焼結鉱を製造する際に、使用する粉コークスの量を変えることで調整した。また、補助還元材には、都市ガスを使用した。操業試験に使用した都市ガスの元素分析を行ったところ、この都市ガスには、75.9質量%のCと、24.1質量%のHが含まれていた。微粉炭及び都市ガスは、それぞれ単管の吹き込みランスを用いて、羽口から炉内に吹き込んだ。 An operational test was conducted on a blast furnace with an internal volume of 5000m class 3 . The operational test was conducted under the conditions shown in Table 2. In this operational test, sintered ore, lump ore, and pellets were used as iron sources. The average particle size of the sintered ore was 20 mm, the average particle size of the lump ore was 23 mm, and the average particle size of the pellets was 18 mm. The proportions of sintered ore, lump ore, and pellets used in the operational test were 75% by mass, 15% by mass, and 10% by mass, respectively. Further, the RDI of the sintered ore was adjusted by changing the amount of coke breeze used when producing the sintered ore. In addition, city gas was used as an auxiliary reducing agent. Elemental analysis of the city gas used in the operational test revealed that the city gas contained 75.9% by mass of C and 24.1% by mass of H. Pulverized coal and city gas were each blown into the furnace through the tuyere using a single-tube blowing lance.
表2中、酸素富化率は、熱風炉から高炉に吹き込まれる熱風中の酸素濃度と大気中の酸素濃度の差を示す。酸素富化率は、基準操業例では4.8%であり、比較例1では10.5%、比較例2~比較例5及び実施例1~実施例6では、20.0%とした。 In Table 2, the oxygen enrichment rate indicates the difference between the oxygen concentration in the hot air blown into the blast furnace from the hot blast furnace and the oxygen concentration in the atmosphere. The oxygen enrichment rate was 4.8% in the standard operation example, 10.5% in Comparative Example 1, and 20.0% in Comparative Examples 2 to 5 and Examples 1 to 6.
RDIは、JIS 8720:2009 鉄鉱石-低温還元粉化試験方法に基づいて評価した。また、RIは、JIS 8713:2009 鉄鉱石-被還元性試験方法に基づいて評価した。 RDI was evaluated based on JIS 8720:2009 Iron ore - Low temperature reduction powdering test method. Further, RI was evaluated based on JIS 8713:2009 Iron ore - Reducibility test method.
操業安定性の評価は、炉上部におけるガスの圧力損失及び炉下部におけるガスの圧力損失を測定することで行った。詳細には、炉上部における圧力損失及び炉下部における安定な圧力損失を測定できた場合、操業安定性を良好(○)とし、炉上部における圧力損失または炉下部における圧力損失が安定せずに変動した場合、操業安定性を不良(×)とした。以上を合わせて表2に示す。 The operational stability was evaluated by measuring the gas pressure loss in the upper part of the furnace and the gas pressure loss in the lower part of the furnace. In detail, if the pressure loss in the upper part of the furnace and the stable pressure loss in the lower part of the furnace can be measured, the operational stability is considered good (○), and the pressure loss in the upper part of the furnace or the pressure loss in the lower part of the furnace is unstable and fluctuates. In this case, the operational stability was rated as poor (×). The above are shown in Table 2.
まず、基準操業例として、RDIが38%の焼結鉱を使用し、PCRを200kg/tp、RARを500kg/tp及びCRを300kg/tpとして高炉を操業した。基準操業例では、補助還元材の吹き込みは行わなかった。基準操業例では、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失は、それぞれ40.8kPa及び73.5kPaであり、操業安定性は良好となった。 First, as a standard operation example, a blast furnace was operated using sintered ore with an RDI of 38%, PCR at 200 kg/tp, RAR at 500 kg/tp, and CR at 300 kg/tp. In the standard operation example, no auxiliary reducing agent was injected. In the standard operation example, the pressure loss in the upper part of the furnace and the pressure loss in the lower part of the furnace were 40.8 kPa and 73.5 kPa, respectively, and the operational stability was good.
比較例1では、RDIが38%の焼結鉱を使用し、PCRを基準操業例で用いた200kg/tpから250kg/tpに増量し、CRを基準操業例で用いた300kg/tpから250kg/tpに減量して高炉を操業した。比較例1では、基準操業例と同様に、補助還元材の吹き込みは行わなかった。比較例1では、炉上部の圧力損失は、46.3kPaであったが、炉下部では圧力損失値が変動し、操業安定性は不良となった。比較例1では、CRを250kg/tpに減量したことにより、融着帯のコークススリットの幅が狭くなったためであると考えられる。 In Comparative Example 1, sintered ore with an RDI of 38% was used, the PCR was increased from 200 kg/tp used in the standard operation example to 250 kg/tp, and the CR was increased from 300 kg/tp used in the standard operation example to 250 kg/tp. The blast furnace was operated after reducing the amount to tp. In Comparative Example 1, as in the standard operation example, no auxiliary reducing agent was injected. In Comparative Example 1, the pressure loss in the upper part of the furnace was 46.3 kPa, but the pressure loss value fluctuated in the lower part of the furnace, resulting in poor operational stability. In Comparative Example 1, this is considered to be because the width of the coke slit in the cohesive zone became narrower due to the CR being reduced to 250 kg/tp.
比較例2では、RDIが38%の焼結鉱を使用し、PCRを220kg/tp、都市ガス使用量を50kg/tpとし、CRを基準操業例で用いた300kg/tpから230kg/tpに減量して高炉を操業した。都市ガスを吹き込んだことから、炉内の水素ガス量(InputH2)は11.8kg/tpであった。比較例2では、炉下部の圧力損失は77.1kPaであったが、炉上部では圧力損失値が変動し、操業安定性は不良となった。比較例2では、都市ガス由来の水素ガスによって鉄源の還元が促進され、融着帯の存在領域が狭くなったために、炉下部における圧力損失の変動は生じなかったと考えられる。一方で、InputH2が増加したことにより、炉上部において焼結鉱の還元粉化が促進され、圧力損失が変動したと考えられる。 In Comparative Example 2, sintered ore with RDI of 38% was used, PCR was 220 kg/tp, city gas consumption was 50 kg/tp, and CR was reduced from 300 kg/tp used in the standard operation example to 230 kg/tp. and operated the blast furnace. Since city gas was blown into the furnace, the amount of hydrogen gas (InputH 2 ) in the furnace was 11.8 kg/tp. In Comparative Example 2, the pressure loss in the lower part of the furnace was 77.1 kPa, but the pressure loss value fluctuated in the upper part of the furnace, resulting in poor operational stability. In Comparative Example 2, reduction of the iron source was promoted by hydrogen gas derived from city gas, and the area where the cohesive zone existed became narrower, so it is thought that no fluctuation in pressure loss occurred in the lower part of the furnace. On the other hand, it is considered that the increase in Input H 2 promoted the reduction and pulverization of the sintered ore in the upper part of the furnace, causing the pressure loss to fluctuate.
比較例3では、RDIが36%の焼結鉱を使用し、PCRを220kg/tp、都市ガス使用量を50kg/tp、CRを230kg/tpとして操業を実施した。比較例3では、炉下部の圧力損失は78.2kPaであったが、炉上部では圧力損失値が変動し、操業安定性は不良となった。RDIが36%の焼結鉱を用いた場合でも、都市ガス由来の水素ガスによって鉄源の還元が促進され、融着帯の存在領域が狭くなったために、炉下部における圧力損失の変動は生じなかったと考えられる。一方で、焼結鉱のRDIが36%であっても、炉上部において焼結鉱の還元粉化が促進されたため、炉上部の圧力損失が増大したと考えられる。 In Comparative Example 3, sintered ore with an RDI of 36% was used, and the operation was carried out with PCR at 220 kg/tp, city gas consumption at 50 kg/tp, and CR at 230 kg/tp. In Comparative Example 3, the pressure loss in the lower part of the furnace was 78.2 kPa, but the pressure loss value fluctuated in the upper part of the furnace, resulting in poor operational stability. Even when sintered ore with an RDI of 36% was used, the reduction of the iron source was promoted by hydrogen gas derived from city gas, and the area where the cohesive zone existed became narrower, resulting in fluctuations in pressure loss in the lower part of the furnace. It is thought that there was no such thing. On the other hand, even if the RDI of the sintered ore was 36%, the reduction and pulverization of the sintered ore was promoted in the upper part of the furnace, so it is thought that the pressure loss in the upper part of the furnace increased.
実施例1~実施例6、比較例4及び比較例5は、比較例3における焼結鉱のRDIを変更した操業試験例である。詳細には、表2に示したように、実施例1~実施例6、比較例4及び比較例5のいずれも、PCRを220kg/tp、都市ガス使用量を50kg/tp、CRを230kg/tpとした。また、焼結鉱のRDIを、実施例1では34%、実施例2では32%、実施例3では30%、実施例4では28%、実施例5では26%、実施例6では24%、比較例4では22%、比較例5では20%とした。実施例7は、PCRを200kg/tp、都市ガス使用量を50kg/tp、CRを250kg/tpとし、焼結鉱のRDIを、24%とした。 Examples 1 to 6, Comparative Example 4, and Comparative Example 5 are operational test examples in which the RDI of the sintered ore in Comparative Example 3 was changed. Specifically, as shown in Table 2, in all of Examples 1 to 6, Comparative Example 4, and Comparative Example 5, PCR was 220 kg/tp, city gas consumption was 50 kg/tp, and CR was 230 kg/tp. It was set as tp. In addition, the RDI of the sintered ore was 34% in Example 1, 32% in Example 2, 30% in Example 3, 28% in Example 4, 26% in Example 5, and 24% in Example 6. In Comparative Example 4, it was 22%, and in Comparative Example 5, it was 20%. In Example 7, PCR was 200 kg/tp, city gas usage was 50 kg/tp, CR was 250 kg/tp, and RDI of sintered ore was 24%.
実施例1では、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失は、それぞれ47.8kPa及び79.8kPaであり、操業安定性は良好となった。実施例2では、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失は、それぞれ45.1kPa及び81.5kPaであり、操業安定性は良好となった。実施例3では、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失は、それぞれ42.3kPa及び83.5kPaであり、操業安定性は良好となった。実施例4では、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失は、それぞれ40.2kPa及び85.7kPaであり、操業安定性は良好となった。実施例5では、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失は、それぞれ38.5kPa及び88.8kPaであり、操業安定性は良好となった。実施例6では、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失は、それぞれ36.5kPa及び91.5kPaであり、操業安定性は良好となった。実施例1~実施例6では、低いRDIの焼結鉱を使用することで、炉上部における焼結鉱の還元粉化が高炉の安定操業が可能な程度に抑制されつつ、補助還元材由来の水素ガスによって鉄源の還元が促進されて融着帯の領域が狭くなったために、良好な操業安定性となったと考えられる。 In Example 1, the pressure loss in the upper part of the furnace and the pressure loss in the lower part of the furnace were 47.8 kPa and 79.8 kPa, respectively, and the operational stability was good. In Example 2, the pressure loss in the upper part of the furnace and the pressure loss in the lower part of the furnace were 45.1 kPa and 81.5 kPa, respectively, and the operational stability was good. In Example 3, the pressure loss in the upper part of the furnace and the pressure loss in the lower part of the furnace were 42.3 kPa and 83.5 kPa, respectively, and the operational stability was good. In Example 4, the pressure loss in the upper part of the furnace and the pressure loss in the lower part of the furnace were 40.2 kPa and 85.7 kPa, respectively, and the operational stability was good. In Example 5, the pressure loss in the upper part of the furnace and the pressure loss in the lower part of the furnace were 38.5 kPa and 88.8 kPa, respectively, and the operational stability was good. In Example 6, the pressure loss in the upper part of the furnace and the pressure loss in the lower part of the furnace were 36.5 kPa and 91.5 kPa, respectively, and the operational stability was good. In Examples 1 to 6, by using sintered ore with a low RDI, the reduction and powdering of the sintered ore in the upper part of the furnace is suppressed to the extent that stable operation of the blast furnace is possible, while reducing the amount of sintered ore derived from the auxiliary reducing agent. It is thought that hydrogen gas promoted the reduction of the iron source and narrowed the cohesive zone, resulting in good operational stability.
比較例4では、炉上部の圧力損失は35.2kPaであったが、炉下部では圧力損失値が変動し、操業安定性は不良となった。比較例5では、炉上部の圧力損失は34.0kPaであったが、炉下部では圧力損失値が変動し、操業安定性は不良となった。比較例4及び比較例5では、焼結鉱の還元粉化が抑制されたため、炉上部の圧力損失は低減されたと考えられる。一方で、比較例4及び比較例5で用いた焼結鉱のRDIはそれぞれ22%及び20%であり、実施例6で用いた焼結鉱のRDIより小さなRDIを有する焼結鉱を用いた。これにより、比較例4および比較例5では、RDIの減少に伴い焼結鉱のRIは小さくなったため、水素ガスによる焼結鉱の還元が抑制され、炉下部の圧力損失が増大し、操業不安定となったと考えられる。 In Comparative Example 4, the pressure loss in the upper part of the furnace was 35.2 kPa, but the pressure loss value fluctuated in the lower part of the furnace, resulting in poor operational stability. In Comparative Example 5, the pressure loss in the upper part of the furnace was 34.0 kPa, but the pressure loss value fluctuated in the lower part of the furnace, resulting in poor operational stability. In Comparative Examples 4 and 5, reduction and powdering of the sintered ore was suppressed, so it is thought that the pressure loss in the upper part of the furnace was reduced. On the other hand, the RDI of the sintered ore used in Comparative Example 4 and Comparative Example 5 was 22% and 20%, respectively, and the sintered ore having an RDI smaller than the RDI of the sintered ore used in Example 6 was used. . As a result, in Comparative Examples 4 and 5, the RI of the sintered ore became smaller as the RDI decreased, so the reduction of the sintered ore by hydrogen gas was suppressed, the pressure loss in the lower part of the furnace increased, and the operation was interrupted. It is thought that the situation has become stable.
実施例7では、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失は、それぞれ34.9kPa及び89.4kPaであり、操業安定性は良好となった。実施例7では、RDIが24%の焼結鉱を使用することで、炉上部における焼結鉱の還元粉化が高炉の安定操業が可能な程度に抑制されつつ、補助還元材由来の水素ガスによって鉄源の還元が促進されて融着帯の領域が狭くなったために、良好な操業安定性となったと考えられる。 In Example 7, the pressure loss in the upper part of the furnace and the pressure loss in the lower part of the furnace were 34.9 kPa and 89.4 kPa, respectively, and the operational stability was good. In Example 7, by using sintered ore with an RDI of 24%, the reduction and pulverization of the sintered ore in the upper part of the furnace is suppressed to the extent that stable operation of the blast furnace is possible, while the hydrogen gas derived from the auxiliary reducing agent is suppressed. It is thought that this facilitated the reduction of the iron source and narrowed the cohesive zone, resulting in good operational stability.
図2に、操業試験で得られた焼結鉱のRDIと、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失との関係を示す。図2は、実施例1~実施例6及び比較例1~比較例4における、炉上部の圧力損失及び炉下部の圧力損失をプロットしたものである。 FIG. 2 shows the relationship between the RDI of sintered ore obtained in the operational test, the pressure loss in the upper part of the furnace, and the pressure loss in the lower part of the furnace. FIG. 2 is a plot of the pressure loss in the upper part of the furnace and the pressure loss in the lower part of the furnace in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4.
図2に示したように、焼結鉱のRDIが減少するにしたがって、炉下部の圧力損失は増大し、RDIが24%未満では、炉況不調となった。また、焼結鉱のRDIが増加するにしたがって、炉上部の圧力損失は増大し、焼結鉱のRDIが34%より大きい場合は、炉況不調となった。焼結鉱のRDIが24%以上34%以下の範囲で、安定して高炉を操業することが可能であることが分かった。 As shown in FIG. 2, as the RDI of the sintered ore decreased, the pressure loss in the lower part of the furnace increased, and when the RDI was less than 24%, the furnace condition became poor. Moreover, as the RDI of the sintered ore increased, the pressure loss at the upper part of the furnace increased, and when the RDI of the sintered ore was greater than 34%, the furnace condition became poor. It was found that it is possible to stably operate a blast furnace when the RDI of sintered ore is in the range of 24% or more and 34% or less.
以上説明したように、本発明によれば、低コークス比の操業条件において、より安定して継続した高炉の操業が可能となる。 As explained above, according to the present invention, it is possible to operate the blast furnace more stably and continuously under operating conditions of a low coke ratio.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea stated in the claims. It is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.
1 高炉
10 炉体
11 羽口
12 送風本管
13 送風管
14 微粉炭吹き込みランス
15 補助還元材吹き込みランス
16 出銑口
17 出滓口
18 旋回シュート
20 塊状帯
30 融着帯
40 滴下帯
50 コークススリット
101 溜まり部
201 鉱石層
202 コークス層
1
Claims (3)
前記焼結鉱の還元粉化指数は、24%以上34%以下であり、
前記微粉炭の使用量は、150kg/tp以上220kg/tp以下であり、
前記補助還元材の使用量は、10kg/tp以上50kg/tp以下であり、
前記焼結鉱の装入量は、前記鉄源の質量に対して、70質量%以上である、高炉の操業方法。 A blast furnace operating method for producing pig iron by charging an iron source containing at least sintered ore and coke, and injecting pulverized coal and an auxiliary reducing agent containing at least either a gaseous reducing agent or a liquid reducing agent. hand,
The reduction pulverization index of the sintered ore is 24% or more and 34% or less,
The amount of pulverized coal used is 150 kg/tp or more and 220 kg/tp or less,
The amount of the auxiliary reducing agent used is 10 kg/tp or more and 50 kg/tp or less,
The method for operating a blast furnace, wherein the charging amount of the sintered ore is 70% by mass or more based on the mass of the iron source .
前記焼結鉱の還元粉化指数は、24%以上34%以下であり、
前記微粉炭の使用量は、150kg/tp以上220kg/tp以下であり、
前記補助還元材の使用量は、10kg/tp以上50kg/tp以下であり、
前記焼結鉱の装入量は、前記鉄源の質量に対して、70質量%以上である、銑鉄の製造方法。 The iron source is reduced by charging an iron source containing at least sintered ore and coke into a blast furnace, and blowing pulverized coal and an auxiliary reducing agent containing at least either a gaseous reducing agent or a liquid reducing agent into the blast furnace. A method for producing pig iron that obtains pig iron by reduction,
The reduction pulverization index of the sintered ore is 24% or more and 34% or less,
The amount of pulverized coal used is 150 kg/tp or more and 220 kg/tp or less,
The amount of the auxiliary reducing agent used is 10 kg/tp or more and 50 kg/tp or less,
A method for producing pig iron, wherein the charging amount of the sintered ore is 70% by mass or more based on the mass of the iron source .
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