[发明专利]高炉操作方法

说明书

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（Liquefied Natural Gas：液化天然气）、城市煤气等易燃性还原材料、升高燃烧温度来提高生产效率并降低还原材料单位消耗量。

背景技术

近年来，由二氧化碳排放量的增加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（RAR：Reducing Agent Rate的缩写，是指制造1t生铁所需的从风口吹入的还原材料和从炉顶装入的焦炭的合计量）操作受到强力推进。高炉主要使用从炉顶装入的为固体还原材料的焦炭和从风口吹入的为固体还原材料的煤粉作为还原材料，为了实现低还原材料比并进而抑制二氧化碳的排放，将为固体还原材料的焦炭、煤粉等用废塑料、城市煤气、重油等含氢率高的还原材料进行置换的方法是有效的。下述专利文献1提出，将从风口吹入还原材料的喷枪（lance）设为双层套管，从双层套管喷枪的内侧管吹入LNG，从双层套管喷枪的外侧管吹入煤粉。此外，下述专利文献2提出，同样地将从风口吹入还原材料的喷枪设为双层套管，从双层套管喷枪的内侧管吹入煤粉，从双层套管喷枪的外侧管吹入LNG。

专利文献：

专利文献1：日本特开第3176680号公报

专利文献2：日本特公平1-29847号公报

发明内容

上述专利文献1中记载的高炉操作方法、上述专利文献2中记载的高炉操作方法与以往的从风口仅吹入煤粉的方法相比，都在提高燃烧温度和降低还原材料单位消耗量方面有效果，但还有进一步改良的余地。

本发明是着眼于上述问题点而作出的，旨在提供可进一步提高燃烧温度并降低还原材料单位消耗量的高炉操作方法。

为了解决上述课题，本发明提供一种通过喷枪从风口吹入易燃性还原材料和固体还原材料的高炉操作方法，其特征在于，用双层套管喷枪吹入上述易燃性还原材料和固体还原材料，将上述双层套管喷枪的外侧管的出口流速设为20～120m/sec，并使吹向风口的送风的氧气过剩系数为0.7～1.3。

在上述高炉操作方法中，优选从所述双层套管喷枪的内侧管吹入固体还原材料，从双层套管喷枪的外侧管吹入易燃性还原材料。

此外，在上述高炉操作方法中，优选从所述双层套管喷枪的内侧管吹入易燃性还原材料，并从双层套管喷枪的外侧管吹入固体还原材料。

在上述高炉操作方法中，优选所述固体还原材料为煤粉。

在上述高炉操作方法中，相对于1t（吨）生铁，优选在50～300kg（公斤）的范围内吹入所述固体还原材料。相对于1t生铁，更优选在60～180kg的范围内吹入所述固体还原材料。

在上述高炉操作方法中，优选向所述固体还原材料的煤粉中混合废塑料、废弃物固体燃料、有机性资源、废料。

此外，优选以使所述固体还原材料的煤粉的比例在80质量％以上的方式混合使用废塑料、废弃物固体燃料、有机性资源、废料。

此外，优选所述易燃性还原材料为城市煤气、天然气、丙烷气体、氢、转炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气。

此外，相对于1t生铁，优选在1～50kg的范围内吹入所述易燃性还原材料。相对于1t生铁，更优选在10～35kg的范围内吹入所述易燃性还原材料。

这样，根据本发明的高炉操作方法，通过先与送风中的O₂接触的易燃性还原材料燃烧，在该易燃性还原材料内侧的固体还原材料的温度大幅上升，由此，固体还原材料的加热速度上升，此时，通过将吹向风口的送风的氧气过剩系数设为0.7～1.3，固体还原材料充分燃烧，其结果，燃烧温度大幅提高，从而，能降低还原材料单位消耗量，并可通过将双层套管喷气安的外侧管的出口流速设在20～120m/sec以上而防止由升温引起的双层套管喷枪的变形。

附图说明

图1是显示应用本发明的高炉操作方法的高炉的一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的煤粉的燃烧机制的说明图。

图4是吹入煤粉和城市煤气时的燃烧机制的说明图。

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是改变氧气过剩系数时的燃烧温度的说明图。

图8是双层套管喷枪的水套的说明图。

图9是双层套管喷枪的水套的说明图。