[发明专利]高炉操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及从高炉的送风风口向炉内鼓入粉煤进行操作的高炉操作方法。

背景技术

近年来，由二氧化碳排放量增加导致的全球变暖成为了问题，而抑制CO₂的排放也是钢铁行业的重要课题。近年的高炉使用了从炉顶部装入的块状焦炭和从风口鼓入的粉煤作为还原材料。对于抑制CO₂的排放而言，从通过预处理而产生的二氧化碳排放量之差考虑，相比于从炉顶装入的块状焦炭，使用经由风口向炉内鼓入的粉煤更有助于抑制CO₂的排放。

一般来说，对于从风口鼓入的粉煤而言，在专利文献1中，按照以粉煤比计每1吨生铁150kg/t以上的比例鼓入挥发成分为25质量％以下的粉煤。而且，在该情况下，为了防止粉煤的燃烧效率降低，可以通过从喷枪(lance)同时供给粉煤及70体积％以上的氧来谋求燃烧效率的提高。另外，在该专利文献1中，提出了如下方法：在喷枪为单管的情况下，从喷枪鼓入氧和粉煤的混合物；另一方面，在喷枪为双重管的情况下，从内管鼓入粉煤，从内管与外管之间鼓入氧。

在专利文献2中提出了如下方法：在减产操作(出铁比1.8以下)时通过使粉煤比为150kg/t-p以上来降低燃烧效率的情况下，在使用挥发成分为28质量％以上的高挥发成分粉煤的同时，将以固体热容量和气体热容量之比表示的热流比控制在0.8以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-286511号公报

专利文献2：日本特开2011-127176号公报

发明内容

发明要解决的课题

从风口向炉内鼓入的粉煤的作用是提供热源及还原材料源。已知该粉煤的燃烧性受到未燃煤粉(未燃焦化物)的影响。即，在高炉内发生了C+CO₂＝2CO所表示的溶损反应，该反应量虽然根据操作而变化，但大约为80～100kg-C/t-p。作为该反应中消耗的C源，认为是从炉顶装入炉内的块状焦炭、烧结矿中含有的焦炭粉、粉煤的未燃煤粉。在该情况下，根据比表面积(粒径)之差，可认为这些C源中上述粉煤的未燃煤粉会被优先消耗。

因此，在从风口鼓入的粉煤的燃烧性降低的情况下，鼓入炉内的未燃煤粉的量增加，其发生上述溶损反应而被优先消耗，结果是本来应该被消耗的焦炭粉未被消耗而滞留在炉内。该炉内滞留焦炭粉增加会引起高炉内的空隙率、平均粒径降低，其结果是导致炉内的通气性变差。另外，已知焦炭的炉内产生粉量受到焦炭的冷强度(JIS.K.2151：转鼓强度)的影响较大。因此，对于高炉内的通气性的评价而言，重要的是不仅要考虑从风口鼓入的粉煤的燃烧性，还要同时考虑从炉顶装入的块状焦炭的性状。

另外，对于上述专利文献1公开的技术而言，使用挥发成分为25质量％以下的粉煤作为从风口鼓入的粉煤，在粉煤比：150kg/t-p以上的条件、也就是粉煤的燃烧效率降低的条件下进行操作时，通过在从喷枪鼓入粉煤的同时供给氧，特别是使鼓入粉煤用输送气体中的氧浓度为70体积％以上，能够提高燃烧效率，从而实现炉内通气性的改善。但是，已知对于燃烧效率而言，有时即使是相同挥发成分(25质量％以下)的粉煤，根据其粒度、送风温度的不同，即使输送气体中的氧浓度为70体积％以上燃烧效率也没有提高，反而在输送气体的氧浓度不在70体积％以上时能够保持较高的燃烧效率。

另外，关于高炉内的通气性，即使粉煤的燃烧效率稍有降低，如果从炉顶装入块状焦炭的强度较大，则对于通气性的不良影响就较小。因此，对于上述专利文献1而言，存在以下问题：根据鼓入用粉煤、炉顶装入用块状焦炭的性状、送风条件的不同，有时不能发挥效果，反之，有时由于效果过度而使成本增高。

另外，近年来从进一步降低排放CO₂的要求考虑，例如，期望使粉煤比为170kg/t-p以上。但是，对于粉煤比为170kg/t-p以上的高粉煤比操作而言，如上述专利文献1所记载，即使从双重管喷枪的内管鼓入粉煤，并从内管与外管之间鼓入氧，燃烧温度也已饱和，燃烧效率不会提高。而且，插入鼓风管内的鼓风喷枪暴露于1000～1200℃的热风中，因此如上述专利文献1所记载，使用单管喷枪供给高浓度的氧与粉煤的混合物从安全性方面也是不现实的。