JP3798322B2

JP3798322B2 - Oxygen-containing powder blowing method from blast furnace tuyere

Info

Publication number: JP3798322B2
Application number: JP2002036255A
Authority: JP
Inventors: 守政一田; 政利酒谷
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: JP2003160805A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉等のシャフト炉型高温反応容器に含酸素粉体を吹き込むための含酸素粉体吹き込み方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄用高炉は大量の銑鉄を製造でき、しかも熱効率が９０％と高い。このため、現在でも銑鉄製造の主流となっている。しかし、高炉は巨大な向流移動層であるために、生産性、生産弾力性等に問題があり、安定した生産性と溶銑品質の確保のためにはより一層の制御性の向上が望まれている。
【０００３】
また、高炉では鉄源コスト競争力強化の観点から、安価原燃料の多量使用や高微粉炭比高Ｏ／Ｃ操業が実施されつつある。例えば、微粉炭比で１００ｋｇ／ｔ以上の微粉炭を高炉羽口から吹き込み、且つ１チャージあたりの鉱石とコークスの装入重量比（Ｏ／Ｃ）が４．０以上であるような高微粉炭比高Ｏ／Ｃの操業下では、微粉炭比の増大に伴う炉内の粉率上昇やＯ／Ｃの増大に伴う融着帯の垂れ下がり等が発生し、特に高炉炉芯部の通気・通液性が低下しやすくなる。
高炉炉芯部の通気・通液性の低下は、炉床湯流れの不均一さの問題を引き起こすため、安定した高生産性操業を継続するためには、高微粉炭比高Ｏ／Ｃの操業時における有効な炉芯の活性化技術の確立が望まれている。
【０００４】
上記高炉炉芯部の通気性，通液性が低下した場合の対策としては、従来から知られている燃料比上昇や水蒸気添加のほかにも、最近いくつかの炉芯活性化方法が開示されている。例えば、特開平６−９３３１９号公報、特開平６−９３３２０号公報では、高炉の休風時に複数の羽口を介して高炉炉芯部の特性を測定することにより炉芯部の状態を判定し、加熱が必要な炉芯部位の近傍にある羽口から中空パイプを挿入して、その部位のコークスをサンプリングすることにより通気孔を設ける方法がある。
【０００５】
また、特開平７−２６８４１６号公報では、高炉休風時あるいは操業時に炉芯粉率を測定し、粉率が２０％以上の場合に加熱が必要な部位や粉除去が必要な部位の近傍にある羽口から中空パイプを挿入して炉芯内コークスをサンプリングすることにより空洞の通気孔を設ける方法が提示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平６−９３３１９号公報、特開平６−９３３２０号公報、特開平７−２６８４１６号公報で示されている方法、すなわち羽口から炉芯内コークスのサンプリングを行い炉芯内に空洞の通気孔を設ける方法では、高炉休風時のコークスサンプリングにより形成された炉芯内の空洞の通気孔が送風立ち上げ時に確実に維持されている保証はない。
【０００７】
したがって、上記のような炉芯の通気孔から炉芯内へ高温ガスの一部を吹き込むことにより炉芯内のコークス、メタル、スラグを加熱したり、コークス粉除去を行う方法では、送風立ち上げ時の炉芯の通気孔の状態により、その効果にバラツキが生じてしまうため、安定して予想通りの効果を得ることは困難である。
また、この方法により炉芯内に形成された空洞の通気孔が仮に送風立ち上げ時に確実に維持されて炉芯部の温度が一時的に上昇したとしても、炉芯表層部位の通気・通液性を悪化させる根本的な原因を解消したわけではないため、操業時に再度炉芯部に通気性，通液性の悪い部位が形成される可能性は大きい。
【０００８】
本発明者らは、上記のような従来技術の問題点に鑑み、特に高炉の微粉炭吹き込み操業時に炉芯温度低下の原因となる炉芯表層部の通気・通液性の悪化を従来のように燃料比を上げずに、根本的に解消することを目的とした技術の開発を行い、特願２００１−０４０２２９号として出願している。該発明は「微粉炭吹き込み操業において、高炉羽口から微粉炭と共に含酸素粉体を高炉内に吹き込む含酸素粉体吹き込みによる炉芯昇熱方法」にある。
しかして、本発明は、上記発明を実施するに当たって含酸素粉体をいかにして炉芯部へ、効率よく到達せしめるかを目的としてさらなる開発を行ったものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来方法における問題点を解決するためになされたものであって、その要旨とするところは、下記手段にある。
（１）含酸素粉体の吹き込みに際して、三重管ランスを用い二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉を中心管内部から、酸素を中心管と中間管の間から、窒素を外管と中間管の間から、それぞれ供給する高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。
（２）酸素粉体の吹き込みに際して、二重管ランスを用い二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉を内管内部から、窒素を内管と外管の間から、それぞれ供給する高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。
【００１０】
（３）前記含酸素粉体の吹き込みに際し、二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉の供給管の外管から供給する窒素の速度をブローパイプ内の加熱空気の速度より大きくした（１）または（２）記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。
（４）前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉を微粉炭と混合して吹き込む（１）ないし（３）のいずれかに記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。
（５）前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉と混合して吹き込む微粉炭としては、揮発分２５質量％以下のものを用いる（４）記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。
【００１１】
（６）前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉の吹き込みに際して使用する三重管ランスまたは二重管ランスの外管部から供給するガス体の流速を調整制御する（１）ないし（５）のいずれかに記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。
（７）前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉の吹き込みに際して使用する三重管ランスまたは二重管ランスの外管部から供給するガス体の流量を調整制御する（１）ないし（５）のいずれかに記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。
（８）前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉の吹き込みに際して使用する三重管ランスまたは二重管ランスの外管部から供給するガス体の流速および流量を調整制御する（１）ないし（５）のいずれかに記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は高炉への微粉炭吹き込み操業法を前提として、該操業法を実施するに際し、含酸素粉体を炉芯部へ送り込むための方法にある。
先ず、含酸素粉体吹き込みランスの設置状態を図１に示した。
高炉炉壁１には羽口２が設けられ、羽口２の後端にブローパイプ３が連接されている。ブローパイプ３には加熱空気等のガスが供給されており、ブローパイプ３を介して羽口２から炉内４に送風される。このような送風羽口においてランス７がブローパイプ３を貫通してガス通路内に開口し、該ランス７を介して含酸素粉体がガス通路内に吹き込まれるように構成されており、羽口２の前方にはガスによる噴流５が形成され、さらに、炉内４に充填されたコークスが旋回しながら燃焼する領域、すなわちレースウェイ６が形成されている。
【００１３】
通常羽口２から吹き込まれた微粉炭は、その中に含まれるＡｓｈの含有成分であるＳｉＯ₂ が噴流域５の中で、コークス中のカーボン（Ｃ）、或いは吹き込まれた微粉炭中のカーボン（Ｃ）と反応してＳｉＯとなるため、微粉炭Ａｓｈ中のＳｉＯ₂ 濃度は低下し、Ａｌ₂ Ｏ₃ 濃度は相対的に上昇する。
このようにして、Ａｌ₂ Ｏ₃ 濃度および塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂ ）が高くなった微粉炭中のＡｓｈは、レースウェイ６奥のコークス充填層３１の空隙に付着蓄積して、高融点及び高粘性の滴下スラグを形成し、これがコークス粉とともに炉芯への通気・通液性を悪化させる原因となる。なお図中３０は飛翔している含酸素粉体を示す。
【００１４】
上記のような含酸素粉体吹き込み状況下において、含酸素粉体はランス７から高炉内部４に吹き込まれた後に、噴流５の内部で含酸素粉体の組成如何によっては熱分解・溶解・反応等が起こり、炉芯部へ到達するまでに含酸素粉体は消失または減少する惧れがある。
そこで本発明者らは、この含酸素粉体を吹き込むにあたり、高温雰囲気にあるレースウェイ奥まで該含酸素粉体を到達させるためには、吹き込んだ含酸素粉体がレースウェイ内を飛翔の途次で、消失または減少させないことが最も重要であるとの見解の基に検討を行った。
【００１５】
すなわち、レースウェイ内部を飛翔する含酸素粉体をいかにして高温雰囲気から遮断せしめ、前述した現象の発現を極力抑制し、含酸素粉体をでき得る限り炉芯部へ到達せしめるかについて、鋭意研究を重ねた。
その結果、窒素をはじめとする不活性ガス体を含酸素粉体吹き込みと同時に供給し、該ガス流によって含酸素粉体を周辺から包み込むカーテン状のガス遮断膜を形成せしめ、レースウェイ内部での含酸素粉体と外部雰囲気との接触を抑制し、さらにこのガスの流速を調節することによって、含酸素粉体をレースウェイ奥の炉芯部まで運ぶことができることを見出した。
【００１６】
したがって本発明においては、前述した窒素ガスの効果により、レースウェイ内での含酸素粉体の減少を抑制することができるので、含酸素粉体を目的とする炉芯部まで到達させることができる。
しかして、このような含酸素粉体の吹き込み方法としては種々考えられるが、本発明者らが適切と考えた方法は前記した課題を解決するための手段に記載した通りである。
【００１７】
次に、本発明方法について図面に基づき説明する。
まずその１としては三重管ランス８を用いる方法があり、その実施態様としては図２（ａ）と（ｂ）にそれぞれランスの断面図と側面図を示したが、三重管ランス８から含酸素粉体、窒素、酸素をそれぞれ同時に吹き込むものである。
すなわち、ランス８は外管１０の内部に中間管１１を挿入し、さらにその内部に中心管１２を挿入した三重管構造をとり、ガス体流路を３通路としたところに特長があり、中心管内部１５には含酸素粉体を供給し、中心管と中間管の間１６には酸素を、中間管と外管の間（外管部）１７には窒素を供給できるように構成し、それぞれの通路から含酸素粉体の中での炭素，水素（含酸素粉体中には燃焼成分を含有する物質もある）が消費するのに見合う酸素量と、含酸素粉体のレースウェイ内での雰囲気に接触するのを極力抑制する窒素を適切な流速のもとで供給するものである。
【００１８】
その２としては二重管ランス９を用いる方法であり、図３（ａ）と（ｂ）にそれぞれランスの断面図と側面図を示した。
すなわち、ランス９は外管２０の内部に内管２１を挿入した二重管構造をとり、ガス体流路を２通路としたもので、内管内部２５からは含酸素粉体を供給し、内管と外管の間（外管部）２６からは含酸素粉体のレースウェイ内での雰囲気に接触するのを極力抑制する窒素を適切な流速のもとで供給する。
【００１９】
以上、含酸素粉体をレースウェイ奥の炉芯部のコークス粉堆積部まで運ぶに当たり、レースウェイ内での雰囲気から含酸素粉体をできるだけ遮断するために窒素を用いる方法について説明したが、窒素の代替として不活性ガスまたは空気が考えられる。空気の場合は冷風（大気）の方がレースウェイ内雰囲気からの遮断効果があることが予測される。
【００２０】
また、通常ブローパイプを通って高炉へ供給される送風速度は速くとも２５０ｍ／ｓｅｃなので、窒素ガスはそれ以上の速度をもった流速を保持するよう考慮する必要がある。
さらに、ランスにおいては、窒素ガスの流速を高速に維持するために、窒素供給口先端部を絞り構造１３となし、かつその絞り部の長さは窒素ガス流が層流状態で所定の距離まで達するような長さを付与しておく必要がある。この場合、ランス管自体に窒素ガスが層流状に流れるように通路間隔を予め設計し、その形状を保持せしめておくことも必要である。いずれにしても、窒素ガスによるガスカーテンを形成せしめてレースウェイ内で含酸素粉体の消失または減少を極力抑えることが肝要である。
【００２１】
さらに、前記した含酸素粉体の吹き込みランス（二重管または三重管）の外管部から供給する窒素ガスまたはその代替えガスの流速または／および流量を調整することによって、含酸素粉体の燃焼によるレースウェイ内で高炉羽口先端からの燃焼焦点距離を自由に調整することができるので、本発明実施時の炉芯の状態、または炉況状態の如何によってレースウェイ内での含酸素粉体の燃焼による最高温点位置を調整制御することが容易である。
【００２２】
すなわち、レースウェイ内での最高温度位置を羽口先端からできるだけ遠く離れた位置に存在せしめようとするならば、前記ランス外管部からのガス体の流速または流量を増大せしめることによって容易に目的を達することが可能である。
なお、含酸素粉体の組成については特に触れなかったが、前記した本発明者らの発明になる特願２００１−０４０２２９号に記載の含酸素粉体には全て適用可能である。
【００２３】
図４は含酸素粉体吹き込み時に窒素を付加した本発明の１例を従来例，比較例と共に示したもので、（ａ）は従来の微粉炭のみの吹き込み，（ｂ）はこれに加えて含酸素粉体の吹き込み（比較例），（ｃ）はさらに（ｂ）におけるガスカーテン（本発明）を付加した吹き込みである。高炉レースウェイ内での高温領域が、前記吹き込み手段の相違（ａ，ｂ，ｃの差）によりａからｃにいくにつれて順次炉芯部側へ移行していることが図から明瞭に認められる。
なお、上記説明では主に含酸素粉体の吹き込みについて述べたが、本発明においては含酸素粉体を微粉炭またはその他の炭材と混合して吹き込んでも同様の効果が得られるので、ランスから吹き込む物質が含酸素粉体単独のみでなくとも充分適用が可能である。
【００２４】
また、前記含酸素粉体と混合して吹き込む微粉炭としては、揮発分２５質量％以下のものを用いることが好ましく、レースウェイ内での微粉炭の燃焼位置が炉芯部側へ移行すると共に、含酸素粉体が炉芯部へ到達するのに役立つ。
さらに、微粉炭以外の炭材としては粉コークス，トナー廃材，石炭ガス化時の発生未燃チャーやバイオマス処理時の発生炭材等が考えられ、これら炭材が燃焼することにより、含酸素粉体が炉芯部まで到達するのが容易となる。
【００２５】
【実施例】
以下本発明の効果を実際の高炉に適用した実施例について以下説明する。
実施例に用いた含酸素粉体吹き込み用ランスの先端は何れも羽口先端から２０ｍｍ内部に入った羽口先端部近傍に設置した。
（実施例１）
本発明方法を用いて３２８０ｍ³ の高炉にて図２に示したような三重管ランスを使用し、含酸素粉体（酸素含有廃プラスチック粉）吹き込んだ例について述べる。
含酸素粉体吹き込み量は１０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ（以下ｔ−ｐｉｇを単にｔ・ｐと記す）で、同時に同一ランスより窒素を流速２２０ｍ／ｓｅｃで５ｍ³ ／ｈ／（羽口１本）吹き込み、また酸素も同様に３ｍ³ ／ｈ／（羽口１本）を同一ランスより吹き込んだ。
その結果、従前の方法に比し含酸素粉体の炉芯部への到達率が向上し、粉率低下幅が２０％低下した。
【００２６】
（実施例２）
本発明方法を用いて３２８０ｍ³ の高炉にて図３に示したような二重管ランスを使用し、含酸素粉体（二酸化マンガン粉）吹き込み時に窒素を付加した例について述べる。
含酸素粉体吹き込み量は８ｋｇ／ｔ・ｐで、同時に同一ランスより窒素を流速２６０ｍ／ｓｅｃで６ｍ³ ／ｈ／（羽口１本）吹き込んだ。
その結果、従前の方法に比し含酸素粉体の炉芯部への到達率が向上し、粉率が実施前に比べて１５％低下した。
【００２７】
（実施例３）
本発明方法を用いて３２８０ｍ³ の高炉にて図２に示したような三重管ランスを使用し、含酸素粉体吹き込み時に窒素に代替して空気を付加した例について述べる。
含酸素粉体（酸素含有廃プラスチック粉）吹き込み量は１２ｋｇ／ｔ・ｐで、同時に同一ランスより常温の空気を流速２４０ｍ／ｓｅｃで５．５ｍ³ ／ｈ／（羽口１本）吹き込み、また酸素を４ｍ³ ／ｈ／（羽口１本）吹き込んだ。
その結果、従前の方法に比し含酸素粉体の炉芯部への到達率が向上し、粉率が実施前に比べて２０％低下した。
【００２８】
（実施例４）
本発明方法を用いて３２８０ｍ³ の高炉にて図３に示したような二重管ランスを使用し、含酸素粉体（二酸化マンガン粉）と揮発分１８質量％の微粉炭を混合して吹き込み、吹き込み時に窒素を付加した例について述べる。
含酸素粉体吹き込み量は１０ｋｇ／ｔ・ｐで、微粉炭吹き込み量は１５０ｋｇ／ｔ・ｐであった。同時に同一ランスより窒素を流速２５０ｍ／ｓｅｃで８ｍ³／ｈ／（羽口１本）吹き込んだ。
その結果、従前の方法に比し含酸素粉体の炉芯部への到達率が向上し、粉率が実施前に比べて３５％低下した。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、微粉炭吹き込み操業において、含酸素粉体を同時に吹き込むにあたり、窒素ガス，不活性ガスまたは空気をガスカーテンとして用いることにより、含酸素粉体のレースウェイ内部での消失または減少を極力抑制し、その状態を維持してレースウェイ奥まで運ぶことができた。また本発明は入手が簡単で価格が低廉である気体を利用できるので、その実施が容易であるため高炉操業上有益な効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】高炉の送風に用いられている羽口の断面を示す模式図
【図２】本発明に用いられる三重管ランスの断面を示す図
【図３】本発明に用いられる二重管ランスの断面を示す図
【図４】吹き込み手段の相違によるレースウェイ内での高温域の移動を示す図
【符号の説明】
１高炉炉壁
２羽口
３ブローパイプ
４炉内
５噴流
６レースウェイ
７ランス
８三重管ランス
９二重管ランス
１０外管
１１中間管
１２中心管
１３管先端絞り部
１５中心管内部
１６中心管と中間管の間
１７中間管と外管の間
２０外管
２１内管
２５内管内部
２６内管と外管の間
３０飛翔中の含酸素粉体
３１コークス充填層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oxygen-containing powder blowing method for blowing oxygen-containing powder into a shaft furnace type high temperature reaction vessel such as a blast furnace.
[0002]
[Prior art]
A steelmaking blast furnace can produce a large amount of pig iron and has a high thermal efficiency of 90%. For this reason, it is still the mainstream of pig iron production. However, since the blast furnace is a huge counter-current moving bed, there are problems in productivity, production elasticity, etc. Further improvement of controllability is desired in order to ensure stable productivity and hot metal quality. ing.
[0003]
Moreover, in the blast furnace, from the viewpoint of strengthening the iron source cost competitiveness, a large amount of low-cost raw fuel and high pulverized coal ratio O / C operation are being implemented. For example, high pulverized coal in which pulverized coal with a pulverized coal ratio of 100 kg / t or more is blown from the blast furnace tuyere and the charging weight ratio (O / C) of ore and coke per charge is 4.0 or more. Under specific high O / C operation, an increase in the powder ratio accompanying the increase in the pulverized coal ratio and drooping of the cohesive zone due to an increase in O / C occur. Liquidity tends to decrease.
A decrease in ventilation and liquid permeability in the core of the blast furnace furnace causes a problem of non-uniformity in the flow of the hearth hot water. In order to continue stable high productivity operation, a high pulverized coal ratio of high O / C is required. Establishment of an effective core activation technology during operation is desired.
[0004]
In addition to the conventionally known increase in fuel ratio and steam addition, several methods for activating the core are recently disclosed as countermeasures when the air permeability and liquid permeability of the blast furnace core are reduced. ing. For example, in JP-A-6-93319 and JP-A-6-93320, the state of the core part of the blast furnace is determined by measuring the characteristics of the blast furnace core part through a plurality of tuyere when the blast furnace is closed. There is a method of providing a vent hole by inserting a hollow pipe from a tuyere in the vicinity of a core part requiring heating and sampling coke at that part.
[0005]
Further, in JP-A-7-268416, the furnace core powder rate is measured at the time of blast furnace shut-down or operation, and when the powder rate is 20% or more, it is in the vicinity of a part where heating is necessary or a part where powder removal is necessary. A method of providing a hollow vent by inserting a hollow pipe from a certain tuyere and sampling coke in the furnace core has been proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The methods disclosed in the above-mentioned JP-A-6-93319, JP-A-6-93320, and JP-A-7-268416, that is, sampling the coke in the core from the tuyere and passing the cavity into the core. In the method of providing the pores, there is no guarantee that the air holes in the cavity in the furnace core formed by the coke sampling at the time of blast furnace resting are reliably maintained when the air blows up.
[0007]
Therefore, in the method of heating the coke, metal, slag in the furnace core or removing the coke powder by blowing a part of the high-temperature gas into the furnace core from the vent hole of the furnace core as described above, the air blowing is started. Depending on the state of the vent hole of the furnace core at the time, the effect varies, and it is difficult to stably obtain the expected effect.
Further, even if the hollow vent hole formed in the furnace core by this method is reliably maintained at the time of air blow-up and the temperature of the furnace core portion temporarily rises, the ventilation / fluidization of the core surface layer part Since the root cause of deterioration of the performance has not been eliminated, there is a high possibility that a portion having poor air permeability and liquid permeability will be formed again in the furnace core during operation.
[0008]
In view of the problems of the prior art as described above, the present inventors have experienced a deterioration in the ventilation and liquid permeability of the core layer of the core that causes a decrease in the core temperature, particularly during the operation of blowing pulverized coal in the blast furnace. On the other hand, a technology aimed at fundamentally solving the problem without increasing the fuel ratio has been developed, and has been filed as Japanese Patent Application No. 2001-040229. The invention resides in a “core heating method by blowing oxygen-containing powder into which oxygen-containing powder is blown into the blast furnace together with pulverized coal from a blast furnace tuyere in pulverized coal blowing operation”.
Therefore, the present invention has been further developed for the purpose of efficiently reaching the oxygen-containing powder to the furnace core in carrying out the above invention.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the problems in the above-described conventional methods, and the gist thereof is the following means.
(1) When blowing oxygen-containing powder, use a triple-pipe lance to place manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder from the center tube, oxygen from between the center tube and the intermediate tube, and nitrogen from the outer tube to the middle Oxygen-containing powder blowing method from the blast furnace tuyere supplied from between the tubes.
(2) Blast furnace tuyere that supplies manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder from the inner tube and nitrogen from the inner tube to the outer tube using a double tube lance when blowing oxygen powder Oxygen-containing powder blowing method from
[0010]
(3) When blowing the oxygen-containing powder, the speed of nitrogen supplied from the outer pipe of the supply pipe of manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder was made larger than the speed of heated air in the blow pipe (1) Or the oxygen-containing powder blowing method from the blast furnace tuyere described in (2).
( 4 ) The oxygen-containing powder blowing method from a blast furnace tuyere according to any one of (1) to ( 3 ), wherein the manganese dioxide powder or the oxygen-containing waste plastic powder is mixed and blown into pulverized coal.
( 5 ) As the pulverized coal to be mixed and blown with the manganese dioxide powder or the oxygen-containing waste plastic powder, those having a volatile content of 25% by mass or less are used. ( 4 ) Oxygenated powder blowing from the blast furnace tuyere Method.
[0011]
( 6 ) The flow rate of the gas body supplied from the outer pipe portion of the triple pipe lance or double pipe lance used for blowing the manganese dioxide powder or the oxygen-containing waste plastic powder is adjusted and controlled (1) to ( 5 ) An oxygen-containing powder blowing method from a blast furnace tuyere according to any one of the above.
( 7 ) Adjusting and controlling the flow rate of the gas body supplied from the outer pipe portion of the triple pipe lance or double pipe lance used for blowing the manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder (1) to ( 5 ) An oxygen-containing powder blowing method from a blast furnace tuyere according to any one of the above.
( 8 ) Adjusting and controlling the flow velocity and flow rate of the gas body supplied from the outer pipe portion of the triple pipe lance or double pipe lance used for blowing the manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder (1) to ( 5 ) The method for blowing oxygen-containing powder from the blast furnace tuyeres.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention resides in a method for feeding oxygen-containing powder into the furnace core when the pulverized coal blowing operation method into a blast furnace is performed.
First, the installation state of the oxygen-containing powder blowing lance is shown in FIG.
A tuyere 2 is provided on the blast furnace wall 1, and a blow pipe 3 is connected to the rear end of the tuyere 2. A gas such as heated air is supplied to the blow pipe 3 and is blown from the tuyere 2 into the furnace 4 through the blow pipe 3. In such a ventilation tuyere, the lance 7 passes through the blow pipe 3 and opens into the gas passage, and oxygen-containing powder is blown into the gas passage through the lance 7. A gas jet 5 is formed in front of 2, and a region in which coke filled in the furnace 4 burns while turning, that is, a raceway 6 is formed.
[0013]
Normally, the pulverized coal blown from the tuyere ₂ is carbon (C) in the coke or carbon in the pulverized coal in which the SiO ₂ component contained in the Ash is contained in the jet region 5. Since it reacts with (C) to become SiO, the SiO ₂ concentration in the pulverized coal Ash decreases, and the Al ₂ O ₃ concentration relatively increases.
In this way, Ash in the pulverized coal having a high Al ₂ O ₃ concentration and basicity (CaO / SiO ₂ ) adheres and accumulates in the voids of the coke packed bed 31 at the back of the raceway 6, and has a high melting point and A highly viscous dripping slag is formed, and this causes deterioration of ventilation and liquid permeability to the furnace core together with coke powder. In the figure, reference numeral 30 denotes a flying oxygen-containing powder.
[0014]
Under the above oxygen-containing powder blowing conditions, the oxygen-containing powder is blown into the blast furnace inside 4 from the lance 7 and then pyrolyzed / dissolved / reacted depending on the composition of the oxygen-containing powder inside the jet 5. Oxygen-containing powder may disappear or decrease before reaching the core of the furnace.
Therefore, the inventors of the present invention, in blowing this oxygen-containing powder, in order for the oxygen-containing powder to reach the back of the raceway in a high temperature atmosphere, the blown oxygen-containing powder is in the course of flight in the raceway. Next, the examination was based on the view that it is most important not to disappear or decrease.
[0015]
In other words, we are keen on how to block the oxygen-containing powder flying inside the raceway from the high-temperature atmosphere, suppress the occurrence of the above-mentioned phenomenon as much as possible, and reach the core of the oxygen-containing powder as much as possible. Repeated research.
As a result, an inert gas body such as nitrogen is supplied at the same time as the oxygen-containing powder is blown, and the gas flow forms a curtain-like gas barrier film that wraps the oxygen-containing powder from the periphery, and the inside of the raceway It has been found that the oxygen-containing powder can be transported to the furnace core at the back of the raceway by suppressing the contact between the oxygen-containing powder and the external atmosphere and further adjusting the flow rate of this gas.
[0016]
Therefore, in the present invention, the reduction of oxygen-containing powder in the raceway can be suppressed by the above-described effect of nitrogen gas, so that the oxygen-containing powder can reach the target furnace core. .
Various methods for injecting such oxygen-containing powder are conceivable, but the methods that the present inventors have considered appropriate are as described in the means for solving the problems described above.
[0017]
Next, the method of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, there is a method using a triple tube lance 8. As an embodiment, a cross-sectional view and a side view of the lance are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). Powder, nitrogen and oxygen are blown simultaneously.
That is, the lance 8 has a triple tube structure in which an intermediate tube 11 is inserted into the outer tube 10 and a central tube 12 is inserted into the outer tube 10, and has three gas passages. An oxygen-containing powder is supplied to the inside 15 of the tube, oxygen is supplied between the center tube and the intermediate tube 16, and nitrogen is supplied between the intermediate tube and the outer tube (outer tube portion) 17. The amount of oxygen commensurate with the consumption of carbon and hydrogen in the oxygen-containing powder from each passage (some substances that contain combustion components in the oxygen-containing powder) and the raceway of the oxygen-containing powder Nitrogen that suppresses contact with the atmosphere in the atmosphere as much as possible is supplied at an appropriate flow rate.
[0018]
Part 2 is a method using a double-tube lance 9. FIGS. 3 (a) and 3 (b) show a sectional view and a side view of the lance, respectively.
That is, the lance 9 has a double tube structure in which the inner tube 21 is inserted into the outer tube 20 and has two gas body passages, and oxygen-containing powder is supplied from the inner tube interior 25. From an inner pipe and an outer pipe (outer pipe portion) 26, nitrogen that suppresses contact with the atmosphere in the raceway of oxygen-containing powder as much as possible is supplied at an appropriate flow rate.
[0019]
As described above, the method of using nitrogen in order to cut off the oxygen-containing powder from the atmosphere in the raceway as much as possible when transporting the oxygen-containing powder to the coke powder accumulation portion in the furnace core at the back of the raceway has been described. As an alternative to this, an inert gas or air is conceivable. In the case of air, it is predicted that cold air (atmosphere) will have a shielding effect from the atmosphere in the raceway.
[0020]
Moreover, since the blowing speed normally supplied to the blast furnace through the blow pipe is 250 m / sec at the fastest, it is necessary to consider that the nitrogen gas has a flow rate with a higher speed.
Further, in the lance, in order to maintain the flow rate of nitrogen gas at a high speed, the front end portion of the nitrogen supply port is formed as the throttle structure 13 and the length of the throttle portion is a predetermined distance when the nitrogen gas flow is in a laminar flow state. It is necessary to give the length to reach. In this case, it is also necessary to design the passage interval in advance so that the nitrogen gas flows in a laminar flow in the lance tube itself, and keep the shape of the passage. In any case, it is important to form a gas curtain with nitrogen gas to suppress the disappearance or reduction of the oxygen-containing powder as much as possible in the raceway.
[0021]
Further, the oxygen-containing powder is burned by adjusting the flow rate or / and the flow rate of the nitrogen gas supplied from the outer tube portion of the oxygen-containing powder blowing lance (double tube or triple tube) or an alternative gas thereof. It is possible to freely adjust the focal length of combustion from the tip of the blast furnace tuyere in the raceway according to the above, so that the oxygen-containing powder in the raceway depends on the state of the core of the present invention or the state of the furnace. It is easy to adjust and control the position of the highest temperature point due to combustion.
[0022]
That is, if the highest temperature position in the raceway is to be located as far as possible from the tip of the tuyere, it is easy to increase the flow rate or flow rate of the gas body from the outer lance pipe. Is possible to reach.
The composition of the oxygen-containing powder was not particularly mentioned, but all of the oxygen-containing powder described in Japanese Patent Application No. 2001-040229, which is the invention of the present inventors, can be applied.
[0023]
FIG. 4 shows an example of the present invention in which nitrogen is added when oxygen-containing powder is blown, together with a conventional example and a comparative example. (A) is a blow of only conventional pulverized coal, and (b) is in addition to this. Oxygen-containing powder blowing (comparative example) and (c) are further blown by adding the gas curtain (present invention) in (b). It can be clearly seen from the figure that the high temperature region in the blast furnace raceway is gradually shifted from the a to c due to the difference in the blowing means (difference between a, b and c).
In the above description, the oxygen-containing powder is mainly blown. However, in the present invention, even if the oxygen-containing powder is mixed with pulverized coal or other charcoal and blown, the same effect can be obtained. Even if the material to be blown is not only oxygen-containing powder alone, it can be sufficiently applied.
[0024]
As the pulverized coal mixed with the oxygen-containing powder and blown in, it is preferable to use one having a volatile content of 25% by mass or less, and the combustion position of the pulverized coal in the raceway moves to the furnace core side. This helps oxygenated powder to reach the furnace core.
In addition, coal materials other than pulverized coal include powdered coke, toner waste materials, unburned char generated during coal gasification, and generated carbon materials during biomass processing. It becomes easy for the body to reach the furnace core.
[0025]
【Example】
Examples in which the effects of the present invention are applied to an actual blast furnace will be described below.
The tips of the oxygen-containing powder blowing lances used in the examples were all installed near the tip of the tuyere that was 20 mm from the tip of the tuyere.
Example 1
An example in which an oxygen-containing powder (oxygen-containing waste plastic powder) is blown using a triple pipe lance as shown in FIG. 2 in a 3280 m ³ blast furnace using the method of the present invention will be described.
The oxygen-containing powder blowing rate is 10 kg / t-pig (hereinafter t-pig is simply referred to as tp), and nitrogen is simultaneously blown from the same lance at a flow rate of 220 m / sec at 5 m ³ / h / (one tuyere). Similarly, oxygen was blown at 3 m ³ / h / (one tuyere) from the same lance.
As a result, the arrival rate of the oxygen-containing powder to the furnace core portion was improved as compared with the conventional method, and the reduction rate of the powder rate was reduced by 20%.
[0026]
(Example 2)
An example in which nitrogen is added when oxygen-containing powder (manganese dioxide powder) is blown using a double-tube lance as shown in FIG. 3 in a 3280 m ³ blast furnace using the method of the present invention will be described.
The amount of oxygen-containing powder blown was 8 kg / t · p, and nitrogen was simultaneously blown from the same lance at a flow rate of 260 m / sec at 6 m ³ / h / (one tuyere).
As a result, the arrival rate of the oxygen-containing powder to the furnace core portion was improved as compared with the conventional method, and the powder rate was reduced by 15% compared to before implementation.
[0027]
Example 3
An example of using the triple pipe lance as shown in FIG. 2 in a 3280 m ³ blast furnace using the method of the present invention and adding air instead of nitrogen when oxygen-containing powder is blown will be described.
Oxygen-containing powder (oxygen-containing waste plastic powder) is blown in at a rate of 12 kg / t · p. At the same time, air at normal temperature is blown at 5.5 m ³ / h / (one tuyere) at a flow rate of 240 m / sec. Oxygen was blown in at 4 m ³ / h / (one tuyere).
As a result, the arrival rate of the oxygen-containing powder to the furnace core portion was improved as compared with the conventional method, and the powder rate was reduced by 20% compared to before the implementation.
[0028]
(Example 4)
Using a double tube lance as shown in FIG. 3 in a 3280 m ³ blast furnace using the method of the present invention, oxygen-containing powder (manganese dioxide powder) and pulverized coal with a volatile content of 18% by mass are mixed and blown. An example in which nitrogen is added during blowing will be described.
The oxygen-containing powder blowing rate was 10 kg / t · p, and the pulverized coal blowing rate was 150 kg / t · p. At the same time, nitrogen was blown in at 8 m ³ / h / (one tuyere) at a flow rate of 250 m / sec from the same lance.
As a result, the arrival rate of the oxygen-containing powder to the furnace core portion was improved as compared with the conventional method, and the powder rate was reduced by 35% compared to the previous method.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the operation of blowing pulverized coal, the oxygen-containing powder disappears or decreases inside the raceway by using nitrogen gas, inert gas, or air as a gas curtain when blowing oxygen-containing powder at the same time. As much as possible, I was able to carry it to the back of the raceway while maintaining that state. In addition, since the present invention can use a gas that is easily available and inexpensive, it is easy to implement and brings about a beneficial effect on blast furnace operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross section of a tuyere used for blowing air in a blast furnace. FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a triple pipe lance used in the present invention. FIG. 3 is a double pipe lance used in the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the movement of the high temperature region in the raceway due to the difference in blowing means.
1 Blast Furnace Wall 2 Tuyere 3 Blow Pipe 4 Furnace 5 Jet 6 Raceway 7 Lance 8 Triple Pipe Lance 9 Double Pipe Lance 10 Outer Pipe 11 Intermediate Pipe 12 Central Pipe 13 Pipe Tip Restriction 15 Central Pipe Inside 16 Central Pipe Between the intermediate pipe and the intermediate pipe 17 Between the intermediate pipe and the outer pipe 20 Outer pipe 21 Inner pipe 25 Inner pipe inner 26 Between the inner pipe and outer pipe 30 Oxygenated powder 31 in flight Coke packed bed

Claims

含酸素粉体の吹き込みに際して、三重管ランスを用い二酸化マンガン粉、
または、酸素含有廃プラスチック粉を中心管内部から、酸素を中心管と中間管の間から、
窒素を外管と中間管の間から、それぞれ供給することを特徴とする高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。When blowing oxygen-containing powder, manganese dioxide powder using a triple tube lance,
Or oxygen waste plastic powder from inside the central tube, oxygen from between the central tube and the intermediate tube,
A method for blowing oxygen-containing powder from a blast furnace tuyere, wherein nitrogen is supplied from between an outer tube and an intermediate tube.

含酸素粉体の吹き込みに際して、二重管ランスを用い用い二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉を内管内部から、窒素を内管と外管の間から、それぞれ供給することを特徴とする高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。 When blowing oxygen-containing powder, manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder is supplied from the inner tube and nitrogen is supplied from the inner tube to the outer tube using a double tube lance. To blow oxygen-containing powder from the blast furnace tuyeres.

前記含酸素粉体の吹き込みに際し、二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉の供給管の外管から供給する窒素の速度をブローパイプ内の加熱空気の速度より大きくしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。 When blowing the oxygen-containing powder, the speed of nitrogen supplied from the outer pipe of the supply pipe of manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder is made larger than the speed of heated air in the blow pipe. Item 3. A method for blowing oxygen-containing powder from a blast furnace tuyere according to item 1 or 2.

前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉を微粉炭またはその他の炭材と混合して吹き込むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。The blast furnace tuyere according to any one of claims 1 to 3 , wherein the manganese dioxide powder or the oxygen-containing waste plastic powder is mixed with pulverized coal or other carbonaceous material and blown. Oxygen-containing powder blowing method.

前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉と混合して吹き込む微粉炭としては、揮発分２５質量％以下のものを用いることを特徴とする請求項４記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。The oxygen-containing powder from the blast furnace tuyere according to claim 4 , wherein the pulverized coal mixed with the manganese dioxide powder or the oxygen-containing waste plastic powder is blown with a volatile content of 25% by mass or less. Body blowing method.

前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉の吹き込みに際して使用する三重管ランスまたは二重管ランスの外管部から供給するガス体の流速を調整制御することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。The flow rate of the gas body supplied from the outer pipe part of the triple pipe lance or the double pipe lance used when blowing the manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder is adjusted and controlled. Item 6. The method of blowing oxygen-containing powder from the blast furnace tuyeres according to any one of Items 5 to 6.

前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉の吹き込みに際して使用する三重管ランスまたは二重管ランスの外管部から供給するガス体の流量を調整制御することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。The flow rate of the gas body supplied from the outer pipe part of the triple pipe lance or the double pipe lance used for blowing the manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder is controlled and controlled. Item 6. The method of blowing oxygen-containing powder from the blast furnace tuyeres according to any one of Items 5 to 6.

前記二酸化マンガン粉、または、酸素含有廃プラスチック粉の吹き込みに際して使用する三重管ランスまたは二重管ランスの外管部から供給するガス体の流速および流量を調整制御することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の高炉羽口からの含酸素粉体吹き込み方法。2. A flow rate and a flow rate of a gas body supplied from an outer pipe portion of a triple pipe lance or a double pipe lance used for blowing the manganese dioxide powder or oxygen-containing waste plastic powder are adjusted and controlled. The method for blowing oxygen-containing powder from the blast furnace tuyere according to any one of claims 5 to 6.