CN103649339B - 高炉操作方法 - Google Patents

高炉操作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103649339B
CN103649339B CN201280035094.5A CN201280035094A CN103649339B CN 103649339 B CN103649339 B CN 103649339B CN 201280035094 A CN201280035094 A CN 201280035094A CN 103649339 B CN103649339 B CN 103649339B
Authority
CN
China
Prior art keywords
spray gun
blown
coal dust
blast furnace
solid reduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280035094.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103649339A (zh
Inventor
藤原大树
村尾明纪
渡壁史朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp filed Critical NKK Corp
Publication of CN103649339A publication Critical patent/CN103649339A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103649339B publication Critical patent/CN103649339B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/16—Tuyéres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
    • C21B5/003—Injection of pulverulent coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/16—Tuyéres
    • C21B7/163—Blowpipe assembly

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够进一步提高燃烧温度并且减少还原材料单耗的高炉操作方法。通过在使用两根以上从风口吹入还原材料的喷枪，使用作为固体还原材料的煤粉和作为易燃性还原材料的LNG时，以使从吹入LNG的喷枪前端延长的轴线与从吹入煤粉的喷枪前端延长的轴线交叉的方式配置喷枪，从而使从不同的喷枪吹入的LNG和煤粉的主流重叠，LNG与O2接触而先燃烧，从而爆发性扩散，同时煤粉的温度大幅上升，由此，燃烧温度大幅提高，能够减少还原材料单耗。此外，在使用二重管喷枪作为吹入煤粉的喷枪时，通过从内侧管吹入煤粉并且从外侧管吹入氧气，可以确保煤粉燃烧所必需的氧，进一步提高了燃烧性。此外，通过使喷枪的出口流速为20～120米/秒，防止了喷枪的变形。

Description

高炉操作方法
技术领域
本发明涉及一种高炉操作方法，其通过从高炉风口吹入煤粉等固体还原材料和LNG（LiquefiedNaturalGas：液化天然气）等易燃性还原材料，使燃烧温度上升，来实现生产率的提高以及还原材料单耗的下降。
背景技术
近年来，由于二氧化碳排放量的增加而导致的全球变暖成为问题，在炼铁业中，抑制CO2的排放也是重要的课题。由此，在最近的高炉操作中，低还原材料比（低RAR：ReducingAgentRate的缩写，是指每制造1吨生铁，从风口吹入的还原材料和从炉顶装入的焦炭的合计量）操作受到强力推动。高炉主要使用焦炭以及从风口吹入的煤粉作为还原材料，而为了实现低还原材料比并进而抑制二氧化碳的排放，有效的方法是用废塑料、LNG、重油等含氢率高的还原材料置换焦炭等。下述专利文献1记载了在使用两根以上从风口吹入还原材料的喷枪由不同的喷枪吹入LNG等易燃性还原材料和煤粉等固体还原材料时，以吹入易燃性还原材料的喷枪的延长线与吹入固体还原材料的喷枪的延长线不交叉的方式配置这些喷枪。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－291251号公报
发明内容
发明所要解决的问题
将上述专利文献1中记载的高炉操作方法与以往从风口仅吹入煤粉的方法相比，虽然在提高燃烧温度和降低还原材料单耗方面具有效果，但仍有改进的余地。
本发明着眼于上述问题而完成，其目的在于提供一种能够进一步提高燃烧温度并且减少还原材料单耗的高炉操作方法。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题，作为本发明方式之一的高炉操作方法，其特征在于，在使用两根以上用于从风口吹入还原材料的喷枪由不同的喷枪吹入固体还原材料和易燃性还原材料时，以使从吹入固体还原材料的喷枪前端延长的该喷枪的轴线与从吹入易燃性还原材料的喷枪前端延长的该喷枪的轴线交叉，并且吹入的固体还原材料的主流与吹入的易燃性还原材料的主流重叠的方式，配置吹入固体还原材料的喷枪和吹入易燃性还原材料的喷枪。
此外，优选所述吹入固体还原材料的喷枪与吹入易燃性还原材料的喷枪的径向相对距离为20mm以下且轴线交叉。
此外，更优选所述吹入固体还原材料的喷枪与吹入易燃性还原材料的喷枪的径向相对距离为13mm以下且轴线交叉。
此外，最优选所述吹入固体还原材料的喷枪与吹入易燃性还原材料的喷枪的径向相对距离为10mm以下且轴线交叉。
此外，优选所述吹入固体还原材料的喷枪与吹入易燃性还原材料的喷枪的径向相对距离为0且轴线交叉。
此外，在所述喷枪中，优选使吹入固体还原材料的喷枪的出口流速为20～120米/秒。
此外，优选使所述吹入固体还原材料的喷枪为二重管喷枪，从该二重管喷枪的内侧管吹入固体还原材料，同时从该二重管喷枪的外侧管吹入助燃性气体，并且由单管喷枪吹入易燃性还原材料。作为助燃性气体，优选氧浓度为50%以上的富氧空气。
此外，优选使所述二重管喷枪的外侧管的出口流速和所述单管喷枪的出口流速为20～120米/秒。
此外，所述固体还原材料优选为煤粉。
此外，优选在所述固体还原材料的煤粉中混合废塑料、废弃物固体燃料、有机资源、废料。
此外，优选在使所述固体还原材料煤粉的比例为80质量%以上的范围内混合使用废塑料、废弃物固体燃料、有机资源、废料。
此外，所述易燃性还原材料优选为LNG、城市煤气、氢气、转炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气。
发明效果
因此，根据本发明方式之一的高炉操作方法，由不同的喷枪吹入的易燃性还原材料流和固体还原材料流重叠，易燃性还原材料与O2接触而先燃烧，从而爆发性扩散，同时固体还原材料的温度大幅上升，由此，燃烧温度大幅提高，因此能够减少还原材料单耗。
此外，通过使从喷枪吹入的气体的出口流速为20～120米/秒，可以防止因升温而导致的喷枪变形。
此外，通过使吹入固体还原材料的喷枪为二重管喷枪，并且从二重管喷枪的内侧管吹入固体还原材料，从外侧管吹入助燃性气体，可以确保固体还原材料燃烧所必需的氧。
此外，通过使二重管喷枪的外侧管的出口流速和所述单管喷枪的出口流速为20～120米/秒，可以防止因升温而导致的喷枪变形。
附图说明
图1是表示应用了本发明的高炉操作方法的高炉的一个实施方式的纵截面图。
图2是从图1的喷枪仅吹入煤粉时的燃烧状态的说明图。
图3是图2的煤粉的燃烧机理的说明图。
图4是吹入煤粉和LNG时的燃烧机理的说明图。
图5是燃烧实验装置的说明图。
图6是燃烧实验结果的说明图。
图7是改变喷枪彼此的径向相对距离时到着火点的距离的说明图。
图8是当两根喷枪的径向相对距离较大时的煤粉流和LNG流的概念图。
图9是当两根喷枪的径向相对距离较小时的煤粉流和LNG流的概念图。
图10是喷枪的延长线交叉时和不交叉时的燃烧温度的说明图。
图11是二重管喷枪的延长线交叉时和不交叉时的燃烧温度的说明图。
图12是表示喷枪的出口流速与喷枪表面温度的关系的说明图。
具体实施方式
接着，参照附图，对本发明的高炉操作方法的一个实施方式进行说明。
图1是应用了本实施方式的高炉操作方法的高炉整体图。如图所示，高炉1的风口3与吹送热风的送风管2连接，并且以贯通该送风管2的方式设置有喷枪4。在风口3的热风吹送方向前方的焦炭堆积层上，存在被称为风口回旋区5的燃烧空间，主要在该燃烧空间中进行铁矿石的还原，即炼制生铁。
图2表示从喷枪4仅吹入作为固体还原材料的煤粉6时的燃烧状态。从喷枪4通过风口3吹入到风口回旋区5内的煤粉6的挥发成分和固定碳与焦炭7一起燃烧，释放挥发成分后残留下来的通常被称为炭的碳与灰分的集合体作为未燃炭8从风口回旋区排出。风口3的热风吹送方向前方的热风速度约为200米/秒，从喷枪4的前端到风口回旋区5中的O2的存在区域约为0.3～0.5米，因此实质上需要以1/1000秒的水平改善煤粉粒子的升温以及与O2的接触效率（分散性）。
图3表示由喷枪4向送风管2中仅吹入煤粉（图中，PC：pulverizedCoal）6时的燃烧机理。从风口3吹入到风口回旋区5中的煤粉6的粒子，通过来自风口回旋区5中的火焰的辐射传热而被加热，进而通过辐射传热、传导传热使其温度急剧上升，并且从升温至300℃以上时开始热分解，挥发成分着火而形成火焰，燃烧温度达到1400～1700℃。如果挥发成分释放，则形成上述的炭8。由于炭8主要为固定碳，因此在燃烧反应的同时，也会发生被称为碳溶解反应的反应。
图4表示由喷枪4向送风管2中同时吹入煤粉6和作为易燃性还原材料的LNG9时的燃烧机理。煤粉6和LNG9的吹入方法，是简单地平行吹入的情况。需要说明的是，图中的点划线表示作为参考的图3中所示的仅吹入煤粉时的燃烧温度。可以认为，在这样同时吹入煤粉和LNG时，气体LNG优先燃烧，通过该燃烧热，煤粉被迅速加热、升温，由此在靠近喷枪的位置，燃烧温度进一步上升。
基于这种见解，使用图5所示的燃烧实验装置进行了燃烧实验。实验炉11中填充有焦炭，并且可以由观察窗观察风口回旋区15的内部。在送风管12中***喷枪14，能够以规定的送风量向实验炉11中吹送燃烧器13产生的热风。此外，还可以通过该送风管12调整送风的氧气富集量。喷枪14可以向送风管12中吹入煤粉和LNG中的任一者或两者。实验炉11中产生的废气被称作旋风分离器的分离装置16分离为废气和粉尘，废气被送至助燃炉等废气处理设备，粉尘被收集箱17收集。
在燃烧实验中，喷枪4使用单管喷枪和二重管喷枪两种，对于使用单管喷枪仅吹入煤粉、使用二重管喷枪从二重管喷枪的内侧管吹入煤粉并从二重管喷枪的外侧管吹入LNG、以及使用二重管喷枪从二重管喷枪的内侧管吹入LNG并从二重管喷枪的外侧管吹入煤粉的各情况，从观察窗通过双色温度计测定燃烧温度、燃烧位置、未燃炭的燃烧状况、扩散性。众所周知，双色温度计是一种利用热辐射（电磁波从高温物体向低温物体的移动）进行温度测量的辐射温度计，是着眼于温度升高时波长分布向短波长侧偏移的现象，通过测定波长分布的温度变化而求出温度的波长分布型仪器之一，特别而言，为了捕捉波长分布而测量2个波长下的辐射能，并由比率来测定温度。未燃炭的燃烧状况是通过以下方法进行判定的，即，在距离实验炉11的送风管12内的喷枪14前端150mm、300mm的位置用探头回收未燃炭，用树脂包埋、研磨后，通过图像分析，测定炭内的孔隙率。
煤粉的构成为固定碳（FC：FixedCarbon）77.8%、挥发成分（VM：VolatileMatter）13.6%、灰分（Ash）8.6%，吹入条件为29.8kg/h（相当于每1t铁水为100kg）。此外，LNG的吹入条件为3.6kg/h（5Nm3/h，相当于每1t铁水为10kg）。送风条件为送风温度1200℃，流量300Nm3/h，流速70米/秒，O2富集+5.5（氧浓度为26.5%，即相对于空气中的氧浓度21%为5.5%的富集）。在以较少的气体量输送粉体、即煤粉的方式（高浓度输送）时，固气比为10～25kg/Nm3，在以大量的气体进行输送的方式（低浓度输送）时，固气比为5～10kg/Nm3。输送气体也可以使用空气。实验结果的评价，是以从单管喷枪仅吹入煤粉时的燃烧温度、燃烧位置、未燃炭的燃烧情况、扩散性（主要是煤粉）为基准，针对从二重管喷枪的内侧管吹入煤粉并从外侧管吹入LNG、从二重管喷枪的内侧管吹入LNG并从外侧管吹入煤粉的各情况进行评价。该评价将与仅吹入煤粉时为相同程度的情况用△表示，将稍有改善的情况用○表示，将大幅改善的情况用◎表示。
图6表示上述燃烧实验的结果。由该图可知，在从二重管喷枪的内侧管吹入煤粉并从外侧管吹入LNG时，对燃烧位置观察到改善，而对其它项目未观察到变化。可以认为这是因为，虽然煤粉外侧的LNG先与O2接触而迅速燃烧，煤粉的加热速度由于该燃烧热而上升，但是在LNG的燃烧中O2被消耗，煤粉燃烧所需要的O2减少，从而无法实现燃烧温度的充分上升，未燃炭的燃烧状况也得不到改善。另一方面，在从二重管喷枪的内侧管吹入LNG并从外侧管吹入煤粉的情况下，对燃烧温度、未燃炭的燃烧状况观察到改善，对扩散性观察到大幅改善，而对于燃烧位置未观察到变化。可以认为这是因为，虽然O2通过外侧的煤粉区域扩散到内侧的LNG需要时间，但如果内侧的易燃性LNG燃烧则会产生爆发性扩散，煤粉被LNG的燃烧热加热，燃烧温度上升，未燃炭的燃烧状况也得到了改善。
根据该实验结果，本发明人使用上述的燃烧实验装置，将两根单管喷枪从彼此相向侧***到风口送风管内，例如朝着炉内侧从上下方***到风口送风管内，从一个喷枪吹入煤粉，从另一个喷枪吹入LNG，并对两根喷枪的径向相对距离进行各种改变，测定从煤粉吹入喷枪到着火点的距离。送风中富集了氧。将测定结果示于图7。图下部的圆表示从送风方向的近前侧观察送风管内的喷枪的状态。两根喷枪的径向相对距离相当于图中符号D。
图8表示当两根喷枪的径向相对距离D较大时的煤粉流和LNG流的概念图，图9表示当两根喷枪的径向相对距离D较小时的煤粉流和LNG流的概念图。如果两根喷枪的径向相对距离D较小，喷枪彼此接近，则从两根喷枪吹入的煤粉和LNG的主流重叠起来，煤粉流直接包在LNG的燃烧场中。结果，在LNG的燃烧高温区域中，煤粉急速升温，并且着火燃烧，因此产生了着火时间变短的现象。
由图7可知，两根喷枪的径向相对距离D越小，则从吹入煤粉的喷枪（图中的PC喷枪）前端到着火点的距离越小，即燃烧开始时间越短。可以认为这是因为，两根喷枪的径向相对距离越小，则吹入的煤粉主流和LNG主流越容易重叠，并且在其重叠的部分，发生如上所述的伴随LNG的燃烧的扩散和温度上升，煤粉变得容易燃烧。此外可以认为，如果燃烧开始时间缩短，则燃烧温度升高。
为了使着火时间随着该两根喷枪的径向相对距离缩短而缩短，需要使从吹入煤粉的喷枪前端延长的该喷枪的轴线与从吹入LNG的喷枪前端延长的该喷枪的轴线交叉，但不需要完全交叉，从两根喷枪的径向相对距离D来看，如果吹入煤粉的喷枪的轴线与吹入LNG的喷枪的轴线的相对距离D在20mm以内，则可以实现着火时间的缩短。此外，优选使相对距离D在13mm以内，更优选使相对距离D在10mm以内，由此，除了着火时间缩短以外，还可以减小偏差。并且，当两根喷枪的径向相对距离为0时，喷枪的延长线，即从喷枪前端延长的该喷枪的轴线彼此完全交叉，这时着火时间最短。
此外，将吹入LNG的喷枪配置为比吹入煤粉的喷枪更靠近炉侧（图中的LNG炉侧），即送风方向的前方，也产生了着火时间变短的现象，但在使吹入LNG的喷枪与吹入煤粉的喷枪的吹入前端位置一致（图中的前端重合）时，以及将吹入LNG的喷枪的前端位置配置为比吹入煤粉的喷枪的前端位置更靠近送风侧（图中的LNG送风侧），即送风方向的近前侧时，也就是吹入煤粉的喷枪比吹入LNG的喷枪更靠近送风方向的前方时，得到了着火时间更加缩短的结果。即，当吹入LNG的喷枪与吹入煤粉的喷枪的吹入前端位置在送风方向上一致，或者吹入LNG的喷枪的前端位置比吹入煤粉的喷枪的前端位置更靠近送风方向的近前侧时，煤粉被吹入到先吹入的LNG的燃烧主流中，吹入的煤粉由于LNG的燃烧主流中的高温场而急速升温，实现了着火时间的缩短。
因此，接着对于使用单管喷枪作为喷枪并在两根喷枪的延长线不交叉的状态下从两根喷枪仅吹入煤粉的情况、同样地在两根喷枪的延长线不交叉的状态下从一根喷枪吹入煤粉并从另一根喷枪吹入LNG的情况、以及在两根喷枪的延长线在20mm以下交叉的状态下从一根喷枪吹入煤粉并从另一根喷枪吹入LNG的情况，分别测定距喷枪前端的距离和燃烧温度。将测定结果示于图10。图中的双PC偏心表示在两根喷枪的延长线不交叉的状态下从两根喷枪仅吹入煤粉的情况，PC、LNG偏心表示在两根喷枪的延长线不交叉的状态下从一根喷枪吹入煤粉并从另一根喷枪吹入LNG的情况，PC、LNG同轴表示在两根喷枪的延长线交叉的状态下从一根喷枪吹入煤粉并从另一根喷枪吹入LNG的情况。由该图可知，在两根喷枪的延长线交叉的状态下从一根喷枪吹入煤粉并从另一根喷枪吹入LNG时的燃烧温度最高。
此外，为了提高煤粉的燃烧效率，吹入煤粉的喷枪也使用二重管喷枪，在使用二重管喷枪时，从该二重管喷枪的内侧管吹入煤粉，从外侧管吹入作为助燃性气体的O2，测定距煤粉吹入用二重管喷枪前端的距离和燃烧温度。LNG由单管喷枪吹入。在仅吹入煤粉时，使用单管喷枪。将测定结果示于图11。图中的PC×2（不交叉），表示在两根单管喷枪的延长线不交叉的状态下从两根喷枪仅吹入煤粉的情况。此外，图中的PC、LNG（不交叉），表示在两根单管喷枪的延长线不交叉的状态下从一根喷枪吹入煤粉并从另一根喷枪吹入LNG的情况。此外，图中的PC、LNG（交叉），表示在两根单管喷枪的延长线交叉的状态下从一根喷枪吹入煤粉并从另一根喷枪吹入LNG的情况。此外，图中的PC+O2、LNG（交叉），表示在二重管喷枪的延长线与单管喷枪的延长线交叉的状态下，从二重管的内侧吹入煤粉，从其外侧管吹入O2，并从单管喷枪吹入LNG的情况。由该图可知，在两根喷枪的延长线交叉的状态下从一根喷枪吹入煤粉并从另一根喷枪吹入LNG时的燃烧温度高，在两根喷枪的延长线交叉的状态下，从二重管的内侧吹入煤粉，从其外侧管吹入O2，并从另一根单管喷枪吹入LNG时最高。其原因可以认为是，通过补充先燃烧的LNG所消耗的送风中的O2，确保了煤粉燃烧所必需的O2。
然而，随着上述燃烧温度的上升，喷枪容易暴露在高温中。喷枪例如由不锈钢钢管构成。当然，对喷枪实施了被称作为水套的水冷，但其无法覆盖到喷枪前端。特别是已知该水冷达不到的喷枪前端部由于热而变形。此外，当吹入LNG的喷枪前端比吹入煤粉的喷枪前端更靠近送风方向的近前侧（送风侧）时，吹入煤粉的喷枪前端进入LNG的燃烧高温区域，因此喷枪更容易变形。如果喷枪变形即弯曲，则无法将煤粉、LNG吹到所期望的部位，并且还会给作为消耗品的喷枪的更换操作带来障碍。此外，还考虑到煤粉流变化而冲击到风口，这时风口可能会受损。如果喷枪弯曲而阻塞，结果导致喷枪内的气体无法流动，则喷枪会熔损，并且根据情况，送风管可能会破损。如果喷枪变形或损耗，则不能确保上述的燃烧温度，进而也无法降低还原材料单耗。
为了冷却无法进行水冷的喷枪，只能通过供给至内部的气体进行散热。当散热至在内部流动的气体来冷却喷枪自身时，可以认为气体的流速对喷枪温度产生了影响。因此，本发明人对于从喷枪吹入的气体的流速进行了各种改变，并测定了喷枪表面的温度。该实验使用二重管喷枪，并且从二重管喷枪的外侧管吹入O2，从内侧管吹入煤粉，对于气体流速的调整，是增减从外侧管吹入的O2的供给量。需要说明的是，O2可以是富氧空气，使用2%以上、优选10%以上的富氧空气。通过使用富氧空气，除了冷却之外，还可以实现煤粉燃烧性的提高。将测定结果示于图12。
二重管喷枪的外侧管，使用被称为20ASchedule5S的钢管。此外，二重管喷枪的内侧管，使用被称为15ASchedule90的钢管。对于从外侧管吹入的O2和N2的合计流速进行各种改变，测定喷枪表面的温度。顺带说一下，“15A”、“20A”是JISG3459中规定的钢管外径的公称尺寸，15A表示外径为21.7mm，20A表示外径为27.2mm。此外，“Schedule”是JISG3459中规定的钢管壁厚的公称尺寸，20ASchedule5S表示1.65mm，15ASchedule90表示3.70mm。另外，除了不锈钢钢管以外，也可以使用普通钢。这时钢管的外径由JISG3452规定，壁厚由JISG3454规定。
如该图中双点划线所示，随着从二重管喷枪的外侧管吹入的气体流速的增加，喷枪表面的温度成反比下降。在将钢管用于二重管喷枪时，如果二重管喷枪的表面温度超过880℃，则会产生蠕变变形，二重管喷枪会弯曲。因此，将20ASchedule5S的钢管用于二重管喷枪的外侧管，当二重管喷枪的表面温度在880℃以下时的二重管喷枪的外侧管的出口流速为20米/秒以上。于是，当二重管喷枪的外侧管的出口流速为20米/秒以上时，二重管喷枪不会产生变形、弯曲。另一方面，如果二重管喷枪的外侧管的出口流速超过120米/秒，则从设备的运转成本的角度考虑并不实用，因此使二重管喷枪的外侧管的出口流速的上限为120米/秒。结果，为了在同样是水冷无法达到的单管喷枪的前端部起到相同的作用，将单管喷枪的出口流速也规定为20～120米/秒。另外，由于单管喷枪的热负荷小于二重管喷枪，因此根据需要使出口流速为20米/秒以上即可。
在上述实施方式中，使用平均粒径为10～100μm的煤粉，但考虑到确保燃烧性、从喷枪供给和对喷枪的供给性时，优选使煤粉的平均粒径为20～50μm。当煤粉的平均粒径小于20μm时，尽管燃烧性优良，但在输送煤粉时（气体输送）喷枪容易堵塞，而如果超过50μm，则煤粉燃烧性可能会变差。
此外，吹入的固体还原材料以煤粉为主，其中也可以混合使用废塑料、废弃物固体燃料（RDF）、有机资源（生物质）、废料。在混合使用时，优选使煤粉相对于全部固体还原材料的比为80质量%以上。即，由于煤粉和废塑料、废弃物固体燃料（RDF）、有机资源（生物质）、废料等由反应所产生的热量不同，因此，如果彼此之间的使用比率接近，则燃烧容易产生不均匀，操作容易变得不稳定。此外，与煤粉相比，废塑料、废弃物固体燃料（RDF）、有机资源（生物质）、废料等通过燃烧反应所产生的发热量较低，因此如果大量吹入，则对于从炉顶装入的固体还原材料的代替效率下降，因此优选使煤粉的比例为80质量%以上。
另外，废塑料、废弃物固体燃料（RDF）、有机资源（生物质）、废料可以以6mm以下、优选3mm以下的细粒的形式与煤粉混合使用。与煤粉的比例为，可以通过与载气运送的煤粉进行合流而混合。也可以预先与煤粉混合后使用。
此外，在上述实施方式中，使用LNG作为易燃性还原材料进行了说明，但也可以使用城市煤气，作为其它易燃性还原材料，除了城市煤气、LNG以外，还可以使用丙烷气体、氢气、炼铁厂产生的转炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气。另外，也可以利用和LNG等价的页岩气（shalegas）。页岩气是从页岩（shale）层中提取的天然气，由于其并非从以往的气田中生产，因此被称为非常规天然气资源。
如上所述，在本实施方式的高炉操作方法中，由于使用两根以上从风口吹入还原材料的喷枪，并以使从吹入LNG（易燃性还原材料）的喷枪前端延长的该喷枪的轴线与从吹入煤粉（固体还原材料）的喷枪前端延长的该喷枪的轴线交叉的方式配置喷枪，因此，从不同的喷枪吹入的LNG（易燃性还原材料）和煤粉（固体还原材料）的主流重叠，并且LNG（易燃性还原材料）与O2接触而先燃烧，从而爆发性扩散，同时煤粉（固体还原材料）的温度大幅上升，由此，燃烧温度可以大幅提高，因此可以减少还原材料单耗。
此外，通过使喷枪中从吹入煤粉（固体还原材料）的喷枪吹入的气体的出口流速为20～120米/秒，可以防止因升温而导致的喷枪变形。
此外，通过使吹入煤粉（固体还原材料）的喷枪为二重管喷枪，并从二重管喷枪的内侧管吹入煤粉（固体还原材料），从外侧管吹入氧气（助燃性气体），可以确保固体还原材料的燃烧所必需的氧。
此外，通过使二重管喷枪的外侧管的出口流速和所述单管喷枪的出口流速为20～120米/秒，可以防止因升温而导致的喷枪变形。
另外，在上述实施方式中，使用两根吹入还原材料的喷枪，但只要喷枪为两根以上，则可以使用任意根数。此外，喷枪可以使用二重管喷枪。在使用二重管喷枪时，可以吹入氧气等助燃性气体和易燃性还原材料。需要的是，以使从其中吹入易燃性还原材料的喷枪前端延长的该喷枪的轴线与从吹入固体还原材料的喷枪前端延长的该喷枪的轴线交叉，并且吹入的易燃性还原材料的主流与固体还原材料的主流重叠的方式进行配置。
附图说明
1高炉
2送风管
3风口
4喷枪
5风口回旋区
6煤粉（固体还原材料）
7焦炭
8炭
9LNG（易燃性还原材料）

Claims (12)

1.一种高炉操作方法，其特征在于，在使用两根以上用于从风口吹入还原材料的喷枪由不同的喷枪吹入固体还原材料和易燃性还原材料时，以使从吹入固体还原材料的喷枪前端延长的该喷枪的轴线与从吹入易燃性还原材料的喷枪前端延长的该喷枪的轴线交叉，并且吹入的固体还原材料的主流与吹入的易燃性还原材料的主流重叠的方式，配置吹入固体还原材料的喷枪和吹入易燃性还原材料的喷枪，
将吹入固体还原材料的喷枪配置为比吹入易燃性还原材料的喷枪更靠近送风方向的前方。
2.如权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，所述吹入固体还原材料的喷枪与吹入易燃性还原材料的喷枪的径向相对距离为20mm以下且轴线交叉。
3.如权利要求1或2所述的高炉操作方法，其特征在于，所述吹入固体还原材料的喷枪与吹入易燃性还原材料的喷枪的径向相对距离为13mm以下且轴线交叉。
4.如权利要求3所述的高炉操作方法，其特征在于，所述吹入固体还原材料的喷枪与吹入易燃性还原材料的喷枪的径向相对距离为10mm以下且轴线交叉。
5.如权利要求4所述的高炉操作方法，其特征在于，所述吹入固体还原材料的喷枪与吹入易燃性还原材料的喷枪的径向相对距离为0且轴线交叉。
6.如权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，在所述喷枪中，使吹入固体还原材料的喷枪的出口流速为20～120米/秒。
7.如权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，使所述吹入固体还原材料的喷枪为二重管喷枪，从该二重管喷枪的内侧管吹入固体还原材料，同时从该二重管喷枪的外侧管吹入助燃性气体，并且由单管喷枪吹入易燃性还原材料。
8.如权利要求7所述的高炉操作方法，其特征在于，使所述二重管喷枪的外侧管的出口流速和所述单管喷枪的出口流速为20～120米/秒。
9.如权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，所述固体还原材料为煤粉。
10.如权利要求9所述的高炉操作方法，其特征在于，在所述固体还原材料煤粉中混合有机资源、废料。
11.如权利要求10所述的高炉操作方法，其特征在于，在使所述固体还原材料煤粉的比例为80质量％以上的范围内混合使用有机资源、废料。
12.如权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，所述易燃性还原材料为LNG、页岩气、城市煤气、氢气、转炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气。
CN201280035094.5A 2011-07-15 2012-07-11 高炉操作方法 Active CN103649339B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-156958 2011-07-15
JP2011156957 2011-07-15
JP2011156958 2011-07-15
JP2011-156957 2011-07-15
PCT/JP2012/004464 WO2013011662A1 (ja) 2011-07-15 2012-07-11 高炉操業方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103649339A CN103649339A (zh) 2014-03-19
CN103649339B true CN103649339B (zh) 2016-06-22

Family

ID=47557863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280035094.5A Active CN103649339B (zh) 2011-07-15 2012-07-11 高炉操作方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9650689B2 (zh)
EP (1) EP2733224B1 (zh)
JP (1) JP5974687B2 (zh)
KR (1) KR101686717B1 (zh)
CN (1) CN103649339B (zh)
TW (1) TWI484041B (zh)
WO (1) WO2013011662A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5862604B2 (ja) * 2012-07-09 2016-02-16 Ｊｆｅスチール株式会社 吹き込み用ランスの設計方法
CN105121668B (zh) * 2013-04-19 2017-05-10 杰富意钢铁株式会社 高炉操作方法
RU2674374C2 (ru) 2013-08-28 2018-12-07 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Способ работы доменной печи
KR20160120334A (ko) * 2014-03-26 2016-10-17 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 산소 고로의 조업 방법
JP6269532B2 (ja) * 2015-03-02 2018-01-31 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉操業方法
JP6269533B2 (ja) * 2015-03-02 2018-01-31 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉操業方法
JP7396319B2 (ja) 2021-03-23 2023-12-12 Ｊｆｅスチール株式会社 気体還元材の吹込み方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1993483A (zh) * 2004-09-30 2007-07-04 杰富意钢铁株式会社 高炉还原剂吹入装置和使用该装置的高炉作业方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428312A (en) 1987-07-24 1989-01-30 Nippon Steel Corp Blowing method for powdered material into blast furnace
JPH04268003A (ja) 1991-02-21 1992-09-24 Nippon Steel Corp 高炉操業法
US5227117A (en) 1992-05-29 1993-07-13 Usx Corporation Apparatus for blast furnace fuel injection
FR2702221B1 (fr) 1993-03-03 1995-04-28 Air Liquide Procédé d'obtention de métal au haut-fourneau ou au cubilot.
US6090182A (en) 1997-10-29 2000-07-18 Praxair Technology, Inc. Hot oxygen blast furnace injection system
JP3771728B2 (ja) * 1997-12-24 2006-04-26 新日本製鐵株式会社 高炉への微粉炭と還元ガスの吹き込み方法
JP3742218B2 (ja) * 1998-04-17 2006-02-01 株式会社神戸製鋼所 燃料吹込み用ランス
JPH11315310A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Nkk Corp 高炉への微粉炭吹き込み方法
JP2000178614A (ja) * 1998-12-15 2000-06-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 高炉操業方法
JP4997734B2 (ja) * 2004-09-30 2012-08-08 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉への還元材吹込み装置、該装置を用いた高炉操業方法
JP4720260B2 (ja) 2005-04-06 2011-07-13 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉への還元材吹込み方法および装置
JP4992235B2 (ja) 2005-12-09 2012-08-08 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉への還元材吹込み方法及び装置
JP5194504B2 (ja) * 2007-03-22 2013-05-08 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉への気体還元材吹込装置及びこれを用いた高炉の操業方法
JP5200618B2 (ja) * 2008-03-27 2013-06-05 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉操業方法
KR101009031B1 (ko) 2008-06-16 2011-01-18 주식회사 포스코 연료취입장치 및 이를 포함하는 용철제조장치
US8105074B2 (en) 2008-06-30 2012-01-31 Praxair Technology, Inc. Reliable ignition of hot oxygen generator
KR101185134B1 (ko) * 2009-11-04 2012-09-24 주식회사 포스코 고로의 기체 연료 취입장치 및 이를 이용한 고로 조업 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1993483A (zh) * 2004-09-30 2007-07-04 杰富意钢铁株式会社 高炉还原剂吹入装置和使用该装置的高炉作业方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2733224B1 (en) 2017-02-15
TW201311909A (zh) 2013-03-16
TWI484041B (zh) 2015-05-11
CN103649339A (zh) 2014-03-19
US20140159287A1 (en) 2014-06-12
JP5974687B2 (ja) 2016-08-23
JP2013040402A (ja) 2013-02-28
WO2013011662A1 (ja) 2013-01-24
KR20140028104A (ko) 2014-03-07
EP2733224A1 (en) 2014-05-21
EP2733224A4 (en) 2015-10-21
KR101686717B1 (ko) 2016-12-14
US9650689B2 (en) 2017-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103649340B (zh) 高炉操作方法
CN103649339B (zh) 高炉操作方法
JP5699833B2 (ja) 高炉操業方法
JP5699834B2 (ja) 高炉操業方法
CN103328657B (zh) 高炉操作方法
JP2011174171A (ja) 高炉操業方法
CN107406894B (zh) 高炉操作方法
JP5652575B1 (ja) 高炉操業方法及びランス
CN107406895A (zh) 高炉操作方法
JP2011168883A (ja) 高炉操業方法
JP5824813B2 (ja) 高炉操業方法
JP2011168882A (ja) 高炉操業方法
CN104039985A (zh) 高炉操作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant