[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的操作方法，该方法用于将铁焦炭用作高炉原料而稳定地实施低还原材料比操作，所述铁焦炭是对煤和铁矿石的混合物进行成型并干馏而制造的。

背景技术

近年来，由于碳酸气体排出量的增加而导致的地球温暖化成为问题，在炼铁行业中，排出CO₂的抑制也是重要的课题。受此影响，在最近的高炉操作中，强力地推进低还原材料比(低RAR)操作。RAR是Reduction Agent Ratio的简略，是每制造1t生铁的吹入还原材料和从炉顶装入的焦炭的合计量。高炉主要将焦炭和微粉炭用作还原材料，为了达成低还原材料比并进而达成碳酸气体排出抑制而利用废塑料、LNG(Liquefied Natural Gas：液化天然气)、重油等氢含有率高的还原材料来置换焦炭等的策略是有效的。作为在高炉中使用氢含有率高的还原材料的技术，例如在下列专利文献1中记载了将LNG从风口吹入高炉并使在炼铁工序中排出的碳酸气体降低的低碳酸气体排出炼铁法。

另外，作为别的方法，还存在着将已经被还原了的铁废料作为铁源用作高炉原料而不是将铁矿石作为高炉原料的方法，但在考虑高炉操作的情况下，存在着装入的铁废料的大小(尺寸)、锌、铜等的杂质浓度的制约，需要恰当的前处理。

而且，如下列专利文献2所记载的那样，还存在着使用铁焦炭的方法，所述铁焦炭是将煤和铁矿石混合并成型、将成型后的成型物干馏而制造的。铁焦炭因高反应性而促进烧结矿的还原，并且含有一部分被还原了的铁矿石，因而能够降低高炉的热保存带温度，能够使还原材料比下降。

然而，如果RAR下降，则原理上送风量下降，结果，在炉身上部即炉顶部，装入物的升温延迟，不仅无法达成顺利的还原，而且助长锌化合物等的在壁上的附着，有可能招致风压变动及装入物下降异常等炉况不良。另外，在像炉顶气体温度下降而跌入100℃那样的情况下，产生排气中的水分在配管内凝缩的问题。

作为使用铁焦炭时的炉顶气体温度控制方法，存在着如下列专利文献3所记载的方法：将高炉装入原料加热后从炉顶装入，或者，如下列专利文献4所记载的那样，对从来自风口的送风的氧富化率、来自风口的还原材料的吹入量、来自风口的送风的氮富化率中选择的1种或两种以上进行控制的方法。

专利文献1：日本特开平3-240906号公报

专利文献2：日本特开2006-28594号公报

专利文献3：日本特开2008-111145号公报

专利文献4：日本特开2008-111172号公报

在通常的高炉操作中，为了防止炉顶气体温度的下降所导致的问题的发生，进行将炉顶气体温度保持为100℃以上、优选120℃以上的操作。然而，在面向如前所述地将铁焦炭用作高炉原料而由于热保存带(thermal reserve zone)温度下降而导致的低还原材料比操作的情况下，炉顶气体温度大大地下降，难以通过通常的操作范围内的操作条件的变更来避免各种炉况不良特别是炉上部的升温不良，在前述现有技术中存在着以下的问题点。

(专利文献1)

如果来自风口的投入氢量增加，氧化铁的还原中的氢还原的比率变大，则炉身部的温度下降，暗示着存在着铁矿石、烧结矿等装入物在低温区域的滞留时间扩大的可能性。炉身部的低温区域的扩大意味着烧结矿的还原粉化区域的扩大，由于还原所导致的铁矿石等的粉化而使通气性和装入物降下动作恶化。

(专利文献3)

是在将铁焦炭用作高炉装入原料的一部分的高炉操作时，在设置于高炉的炉顶部的原料装入用的燃料仓内加热高炉装入原料的方法，但考虑到在例如1日制造10000t的铁液的高炉中，为了将约15000t的铁矿石、约3200t的焦炭预热至100℃～200℃，需要庞大的热量，不具有经济性。

(专利文献4)

是在将铁焦炭用作高炉装入原料的一部分的高炉操作时，控制从来自风口的送风的氧富化率、来自风口的还原材料的吹入量、来自风口的送风的氮富化率中选择的1种或两种以上的方法，但在该方法中，考虑到需要事前详细地调查各高炉的每次操作的最佳条件，另外还考虑到对于送风的氧富化、氮富化、吹入还原材料的吹入量，在每个高炉的设备能力的方面调节幅度存在着界限，虽然是非常优异的技术，但存在着下述可能性：需要涉及送风机、氧分离器、吹入还原材料干燥、粉碎、搬送设备等多方面的大规模的设备投资。

发明内容