[发明专利]高炉操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用对煤与铁矿石的混合物进行成型、干馏而制造出的铁焦时的高炉操作方法。

背景技术

为了使高炉的还原材料比下降，使高炉内形成的热保存带温度下降的方法是有效的(例如，参照非专利文献1)。

作为使热保存带温度下降的方法，可列举有下述(1)式所示的焦炭的气化反应(吸热反应)的开始温度的低温化。

CO₂+C→2CO  …(1)

若焦炭的气化反应开始温度下降，则该反应产生的温度区域扩大，由此气化反应量增加。对煤与铁矿石混合而成型的成型物进行干馏所制造的铁焦，由于还原的铁矿石的催化剂效果，而能够提高焦炭的反应性，通过热保存带温度的下降而能够使还原材料比下降(例如，参照专利文献1)。

铁焦的制造方法例如假定为具有如下工序的工艺：除了煤和铁矿石之外添加数质量％的粘合剂并进行均质化的工序；利用具有凹陷的双辊式的成型器进行加压成型并制造煤球的工序；及将上述煤球在竖炉中进行干馏的工序。这种情况下，铁焦的形状形成为适合于上述辊成型的具有图2所示外形的形状。

另外，也假定使用煤与矿石粉的混合原料，以与当前的焦炉焦炭同样的方法进行制造的方法，但通常的焦炉式焦炭炉由硅耐火砖构成，因此在装入铁矿石时，铁矿石与硅耐火砖的主成分即二氧化硅反应，生成低熔点的铁橄榄石而可能会导致硅耐火砖的损伤。这种情况下，铁焦的粒子形状为不定形，通过筛分而设定粒径的范围。

另一方面，高炉内的焦炭的气化反应除了上述(1)式之外，还有下述的(2)～(5)式的反应。

(2)式：在风口部与氧反应的反应，

(3)式：与FeO的反应，

(4)式：与炉身部的水蒸气的反应，

(5)式：与非铁氧化物的反应，(5)式中的M为Si、Mn、Ti、P等。

在高炉操作中，下述(2)式以外的气化反应的总计习惯性地称为溶解损失碳量(以下，称为溶损量)，通过下述(6)式来计算。在风口前端发生了气化的碳量根据送风中的氧量，通过下述(2)式算出，炉顶气体中的碳量根据炉顶气体量和炉顶气体中的CO及CO₂的浓度来算出。认为，在使用了铁焦时，虽然上述(1)式的反应增加，但氧化铁的气体还原即下述(7)式被促进，由此，下述(3)式的反应大幅减少，结果是溶损量减少。另外，在溶损量中，下述(4)式的贡献小，通常，溶损量被认为是炉顶～热粘结带附近的焦炭的气化量。

C+1/2O₂＝CO  …(2)

FeO+C＝Fe+CO  …(3)

H₂O+C＝H₂+CO  …(4)

MO_n+C＝M+CO_n  …(5)

溶损量＝炉顶气体中的碳量-在风口前端发生了气化的碳量  …(6)

FeO+CO＝Fe+CO₂  …(7)

在使铁焦使用量增加而实现热保存带温度下降时，溶损量即炉顶～热粘结带附近的焦炭的气化量减少，当成为某条件以上时，预想铁焦中碳量会高于溶损量。在热粘结带以下，所谓滴下带中，由未通过炉顶～热粘结带附近的溶解损失反应而气化消失的焦炭构成。铁焦比焦炉焦炭的反应性高，即使假定比焦炉焦炭优先气化，若装入的铁焦中碳量高于气化量，则气化未消失的铁焦会残留于滴下带。需要说明的是，焦炉焦炭是指通过焦炭炉等对煤进行干馏而制造的、通常装入高炉而作为焦炭原料使用的焦炭。在铁焦的粒径比焦炉焦炭小时、强度低时，若滴下带的铁焦的存在过多，则炉下部的通气/通液性可能会恶化，因此认为铁焦的使用量存在上限。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-28594号公报

非专利文献

非专利文献1：日本钢铁协会“铁和钢”87，2001年，p.357

非专利文献2：日本钢铁协会“铁和钢”79，1993年，N618

非专利文献3：川崎制铁技报，6(1974)，p.16

发明内容

如上述那样，认为铁焦的使用量存在上限。

因此，本发明的目的在于解决此种现有技术的课题，在高炉中使用铁焦时，通过使铁焦的使用量的适当化，而提供稳定的操作。

用于解决此种课题的本发明的特征如下所述。