JP7348467B2 - 高炉の操業方法及び銑鉄の製造方法 - Google Patents
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Description
[1] コークスを少なくとも高炉の炉体の軸心部に装入し、補助還元材と微粉炭とを吹き込むことで炉内に装入された鉄源から銑鉄を製造する高炉の操業方法であって、
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、
前記微粉炭の使用量をx(kg/tp)、前記補助還元材の使用量をy(kg/tp)、前記軸心部に装入される中心コークス量をz(kg/tp)としたときに、下記式(1)を満足し、
前記補助還元材の水素含有量が、11.3質量%以上23.2質量%以下であり、前記補助還元材が、天然ガス、都市ガス及びメタンからなる群から選択される1種以上である、高炉の操業方法。
36-0.104x-0.097y≦z≦108-0.313x-0.290y ・・・式(1)
[2] コークスを少なくとも高炉の炉体の軸心部に装入し、補助還元材と微粉炭とを前記高炉に吹き込むことで、前記高炉の炉体内に装入された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、
前記微粉炭の使用量をx(kg/tp)、前記補助還元材の使用量をy(kg/tp)、前記軸心部に装入される中心コークス量をz(kg/tp)としたときに、下記式(1)を満足し、
前記補助還元材の水素含有量が、11.3質量%以上23.2質量%以下であり、前記補助還元材が、天然ガス、都市ガス及びメタンからなる群から選択される1種以上である、銑鉄の製造方法。
36-0.104x-0.097y≦z≦108-0.313x-0.290y ・・・式(1)
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。
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。
まず、本実施形態に係る高炉の操業方法に用いられる各原料について説明する。
高炉1を用いて銑鉄を製造するための鉄源は、塊鉱石、焼結鉱、又はペレットの少なくともいずれかを含む。塊鉱石は、鉱山から採掘された鉄鉱石が粉砕されたものである。焼結鉱は、鉄鉱石が塊鉱石より細かく粉砕された粉鉱石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。ペレットは、微粉状の鉄鉱石、水、及び粘結材を加えて焼成することで得られる焼成体である。
還元材としては、微粉炭、補助還元材、及びコークスを用いる。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、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、銑鉄製造量1トン当たりの補助還元材の使用量である補助還元材比と、銑鉄製造量1トン当たりの微粉炭の使用量であるコークス比(CR:Coal ratio)と、の合計で算出できる。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。
本実施形態に係る微粉炭は、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ず、従来の高炉操業方法に用いられる微粉炭を使用することができる。表1に微粉炭の元素分析と工業分析の一例を示す。なお、表1に示した微粉炭は、あくまでも一例であり、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用いられる微粉炭は、表1に示した微粉炭に限定されるものではない。
本実施形態に係る補助還元材としては、気体還元材、液体還元材又は固体還元材の少なくともいずれかが用いられる。補助還元材には、例えば、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く、詳細には、炭化水素を含む材料が用いられることが好ましい。
本実施形態において、炉内に装入されるコークスは、後述する中心コークス領域201及びコークス層203を形成する。以下では、中心コークス領域201のコークスを単に「中心コークス」という。銑鉄製造量1トン当たりの中心コークス量zは、微粉炭比x(kg/tp)、補助還元材比y(kg/tp)、としたときに、下記式(1)を満足する。
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を説明する。
3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2 ・・・式(I)
Fe3O4+CO→3FeO+CO2 ・・・式(II)
FeO+CO→Fe+CO2 ・・・式(III)
3Fe2O3+H2→2Fe3O4+H2O ・・・式(IV)
Fe3O4+H2→3FeO+H2O ・・・式(V)
FeO+H2→Fe+H2O ・・・式(VI)
水素ガス利用率(%)=(A-B)/A×100 ・・・式(301)
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
101 炉口部
102 シャフト部
103 炉腹部
104 朝顔部
105 羽口部
106 炉底部
107 溜まり部
20 塊状帯
30 融着帯
40 滴下帯
50 溶銑
60 溶融スラグ
201 中心コークス領域
202 鉱石層
203 コークス層
301 融着層
302 コークススリット
Claims (2)
- コークスを少なくとも高炉の炉体の軸心部に装入し、補助還元材と微粉炭とを吹き込むことで炉内に装入された鉄源から銑鉄を製造する高炉の操業方法であって、
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、
前記微粉炭の使用量をx(kg/tp)、前記補助還元材の使用量をy(kg/tp)、前記軸心部に装入される中心コークス量をz(kg/tp)としたときに、下記式(1)を満足し、
前記補助還元材の水素含有量が、11.3質量%以上23.2質量%以下であり、
前記補助還元材が、天然ガス、都市ガス及びメタンからなる群から選択される1種以上である、高炉の操業方法。
36-0.104x-0.097y≦z≦108-0.313x-0.290y ・・・式(1) - コークスを少なくとも高炉の炉体の軸心部に装入し、補助還元材と微粉炭とを前記高炉に吹き込むことで、前記高炉の炉体内に装入された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、
前記微粉炭の使用量をx(kg/tp)、前記補助還元材の使用量をy(kg/tp)、前記軸心部に装入される中心コークス量をz(kg/tp)としたときに、下記式(1)を満足し、
前記補助還元材の水素含有量が、11.3質量%以上23.2質量%以下であり、
前記補助還元材が、天然ガス、都市ガス及びメタンからなる群から選択される1種以上である、銑鉄の製造方法。
36-0.104x-0.097y≦z≦108-0.313x-0.290y ・・・式(1)
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