[發明專利]高爐操作方法

有效

• 申請號: 201080048910.7
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN102666881A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 鶴田秀和;淺沼稔;藤林晃夫
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;B09B3/00;C10B53/02;C10L5/44
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;孟偉青

技術領域

本發明涉及高爐操作方法，在該方法中，在將粉煤(微粉炭)作為輔助還原材進行利用的高爐工藝中，將對生物質進行干餾而得到的生物質焦(biomass?char)作為高爐的輔助還原材進行利用。

背景技術

在以立式爐為代表的高爐中，將鐵礦石或廢鐵等鐵源以及作為鐵礦石還原材和熱源的焦炭用作原料。為了制造適于高爐操作的焦炭，需要昂貴且品質優良的原料煤(coal?for?coke?making)。因此，目前進行的是將對燃料用煤進行微粉碎而成的粉煤作為熱源從高爐的風口吹入來削減昂貴的焦炭用量的高爐操作方法。用于高爐吹入的粉煤與焦炭用煤(coal?for?coke?making)不同，一般使用粘結性(caking?property)差的煤(不粘結煤)(noncaking?coal)。吹入的粉煤量根據操作條件的不同也有所不同，吹入量越多則越可削減焦炭用量，可以降低成本。通常，若相對于每1噸生鐵吹入100kg～200kg的粉煤，則可大致削減同量的焦炭用量。對于此處所吹入的粉煤的粒度來說，工業上通常使用74μm以下的粉煤占粉煤全部質量的60％～80％(將其簡記為粉煤粒度為74μm以下、60～80質量％。)的范圍的粉煤。

在高爐中，從爐下部風口部吹入約1100℃的高溫且高速的空氣(風口前端氣體速度為約200m/s)，焦炭轉換為還原氣體，將鐵礦石還原。在風口前端，由于該鼓風能量的作用，形成了被稱為燃燒帶(回旋區(レ一スゥェィ))的空間，在該空間中，焦炭被轉換為還原氣體。在風口部作為輔助還原材被吹入的粉煤也需要在該回旋區被轉換為還原氣體。但是，通過回旋區的粉煤的停留時間為0.01秒左右，希望為燃燒性良好的粉煤性狀。對于粉煤的燃燒性，其粒徑雖也是重要的，但其依賴于揮發成分量(例如，參見非專利文獻1、2。)。在回旋區內未燃燒完的粉煤作為未燃炭(チャ一)與氣體一同在高爐內上升。此時，與通過鐵礦石還原所生成的CO₂和H₂O發生反應，轉換為CO。該CO被用于鐵礦石的還原。未燃炭的消耗量由爐內生成的CO₂和H₂O量來決定。

另一方面，從防止地球溫室化的方面出發，CO₂排出量的削減為緊急課題。在鋼鐵業中也進行了用于削減CO₂排出量的技術的開發。作為削減CO₂排出量的方法，有削減投入的碳量、回收排出的CO₂、將現有的煤和石油等替換為不含碳(carbon?free)的碳源等方法。作為不含碳的碳源已知有生物質，在鋼鐵業中如果能使用生物質作為煤替代物，則可有助于CO₂排出量的削減。作為生物質，有房屋建筑的解體中產生的木材廢棄物、木材加工處產生的木質系廢棄物、森林等中的剪枝廢棄物、農業系廢棄物等。作為其處理利用方法，主要為填埋、放置、焚燒、燃料等。并且，已知還有以燃料利用為目的的生物燃料作物。

生物質由碳、氧、氫構成，但其本身為高含水率、低熱值(例如，水分15質量％、熱值16.2MJ/kg-干燥基準)，從效率方面考慮，在直接煉鐵工藝中的使用還不能說是有利的。并且，利用通常的磨煤機(輥磨機、球磨機等)難以將廢木材直接粉碎至74μm以下，需要利用沖擊方式等的粉碎機。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：日本鋼鐵協會“鐵和鋼”vol.81、1995年、p.1114

非專利文獻2：日本鋼鐵協會“鐵和鋼”vol.78、1992年、p.1206

發明內容

發明所要解決的課題

上述的現有技術中具有以下(a)～(d)的課題。

(a)揮發成分濃度低的粉煤(例如無煙煤)的燃燒性通常較差，無法確保風口前端的高燃燒率。

(b)回旋區內的燃燒不充分的情況下，生成未燃燒的炭(由燃燒不充分的粉煤生成的炭)，受到高爐內產生的CO₂和H₂O的作用而發生氣化。但是，未燃燒的炭量多的情況下，在高爐內未被消耗，爐內的壓力損失增加。

(c)在選擇高爐吹入用煤的情況下，需要考慮揮發成分量等。

(d)如上所述，將生物質作為高爐吹入用炭材進行利用的情況下，其為高含水率、低熱值，同時難以粉碎至微粉，不能與粉煤進行同樣的操作，無法在高爐中有效使用，因而焦炭削減效果小。