高爐操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高爐的操作方法，該方法用于將鐵焦炭用作高爐原料而穩(wěn)定地實 施低還原材料比操作，所述鐵焦炭是對煤和鐵礦石的混合物進行成型并干餾而制造的。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，由于碳酸氣體排出量的增加而導(dǎo)致的地球溫暖化成為問題，在煉鐵行業(yè) 中，排出〇) 2的抑制也是重要的課題。受此影響，在最近的高爐操作中，強力地推進低還原材 料比（低RAR)操作。RAR是Reduction Agent Ratio的簡略，是每制造 It生鐵的吹入還原 材料和從爐頂裝入的焦炭的合計量。高爐主要將焦炭和微粉炭用作還原材料，為了達成低 還原材料比并進而達成碳酸氣體排出抑制而利用廢塑料、LNG (Liquefied Natural Gas :液 化天然氣）、重油等氫含有率高的還原材料來置換焦炭等的策略是有效的。作為在高爐中使 用氫含有率高的還原材料的技術(shù)，例如在下列專利文獻1中記載了將LNG從風(fēng)口吹入高爐 并使在煉鐵工序中排出的碳酸氣體降低的低碳酸氣體排出煉鐵法。
[0003] 另外，作為別的方法，還存在著將已經(jīng)被還原了的鐵廢料作為鐵源用作高爐原料 而不是將鐵礦石作為高爐原料的方法，但在考慮高爐操作的情況下，存在著裝入的鐵廢料 的大小（尺寸）、鋅、銅等的雜質(zhì)濃度的制約，需要恰當(dāng)?shù)那疤幚怼?br>[0004] 而且，如下列專利文獻2所記載的那樣，還存在著使用鐵焦炭的方法，所述鐵焦炭 是將煤和鐵礦石混合并成型、將成型后的成型物干餾而制造的。鐵焦炭因高反應(yīng)性而促進 燒結(jié)礦的還原，并且含有一部分被還原了的鐵礦石，因而能夠降低高爐的熱保存帶溫度，能 夠使還原材料比下降。
[0005] 然而，如果RAR下降，則原理上送風(fēng)量下降，結(jié)果，在爐身上部即爐頂部，裝入物的 升溫延遲，不僅無法達成順利的還原，而且助長鋅化合物等的在壁上的附著，有可能招致風(fēng) 壓變動及裝入物下降異常等爐況不良。另外，在像爐頂氣體溫度下降而跌入100°c那樣的情 況下，產(chǎn)生排氣中的水分在配管內(nèi)凝縮的問題。
[0006] 作為使用鐵焦炭時的爐頂氣體溫度控制方法，存在著如下列專利文獻3所記載的 方法：將高爐裝入原料加熱后從爐頂裝入，或者，如下列專利文獻4所記載的那樣，對從來 自風(fēng)口的送風(fēng)的氧富化率、來自風(fēng)口的還原材料的吹入量、來自風(fēng)口的送風(fēng)的氮富化率中 選擇的1種或兩種以上進行控制的方法。
[0007] 專利文獻1 :日本特開平3-240906號公報 專利文獻2 :日本特開2006-28594號公報 專利文獻3 :日本特開2008-111145號公報 專利文獻4 :日本特開2008-111172號公報 在通常的高爐操作中，為了防止?fàn)t頂氣體溫度的下降所導(dǎo)致的問題的發(fā)生，進行將爐 頂氣體溫度保持為l〇〇°C以上、優(yōu)選120°C以上的操作。然而，在面向如前所述地將鐵焦炭 用作高爐原料而由于熱保存帶（thermal reserve zone)溫度下降而導(dǎo)致的低還原材料比 操作的情況下，爐頂氣體溫度大大地下降，難以通過通常的操作范圍內(nèi)的操作條件的變更 來避免各種爐況不良特別是爐上部的升溫不良，在前述現(xiàn)有技術(shù)中存在著以下的問題點。
[0008] (專利文獻1) 如果來自風(fēng)口的投入氫量增加，氧化鐵的還原中的氫還原的比率變大，則爐身部的溫 度下降，暗示著存在著鐵礦石、燒結(jié)礦等裝入物在低溫區(qū)域的滯留時間擴大的可能性。爐身 部的低溫區(qū)域的擴大意味著燒結(jié)礦的還原粉化區(qū)域的擴大，由于還原所導(dǎo)致的鐵礦石等的 粉化而使通氣性和裝入物降下動作惡化。
[0009] (專利文獻3) 是在將鐵焦炭用作高爐裝入原料的一部分的高爐操作時，在設(shè)置于高爐的爐頂部的原 料裝入用的燃料倉內(nèi)加熱高爐裝入原料的方法，但考慮到在例如1日制造 1000 Ot的鐵液的 高爐中，為了將約15000t的鐵礦石、約3200t的焦炭預(yù)熱至100°C~200°C，需要龐大的熱 量，不具有經(jīng)濟性。
[0010] (專利文獻4) 是在將鐵焦炭用作高爐裝入原料的一部分的高爐操作時，控制從來自風(fēng)口的送風(fēng)的氧 富化率、來自風(fēng)口的還原材料的吹入量、來自風(fēng)口的送風(fēng)的氮富化率中選擇的1種或兩種 以上的方法，但在該方法中，考慮到需要事前詳細(xì)地調(diào)查各高爐的每次操作的最佳條件，另 外還考慮到對于送風(fēng)的氧富化、氮富化、吹入還原材料的吹入量，在每個高爐的設(shè)備能力的 方面調(diào)節(jié)幅度存在著界限，雖然是非常優(yōu)異的技術(shù)，但存在著下述可能性：需要涉及送風(fēng) 機、氧分離器、吹入還原材料干燥、粉碎、搬送設(shè)備等多方面的大規(guī)模的設(shè)備投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明是著眼于如上所述的問題點而做出的，其目的在于提供一種高爐操作方 法，該高爐操作方法即使在進行低RAR操作（碳酸氣體排出量削減）的情況下也能夠以低 成本避免特別是爐頂部的升溫不良。
[0012] 為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供這樣的高爐操作方法：將鐵焦炭用作向高爐的 裝入原料，從所述高爐的爐身部向高爐內(nèi)吹入爐身氣體，根據(jù)高爐的爐頂氣體溫度，對從由 所述爐身氣體的吹入溫度、吹入量、以及吹入高度位置構(gòu)成的組中選擇的至少一項進行控 制。所謂爐身氣體是從高爐的爐身部吹入高爐內(nèi)的氣體。
[0013] 所述裝入原料含有鐵礦石、焦炭以及所述鐵焦炭，優(yōu)選所述鐵焦炭為焦炭和鐵焦 炭的合計的總焦炭量的2質(zhì)量％以上、60質(zhì)量％以下。更優(yōu)選為10質(zhì)量％以上、35質(zhì)量％ 以下。
[0014] 優(yōu)選所述對至少一項進行控制包括下述情況：對從由從高爐的爐身部吹入的氣體 的吹入溫度、吹入量、以及吹入高度位置構(gòu)成的組中選擇的至少一項進行控制，從而將爐頂 氣體溫度控制為超過80 °C。
[0015] 期望所述對至少一項進行控制包括下述情況：控制爐身氣體吹入高度位置，使得 高爐的爐內(nèi)溫度比所述爐身氣體的溫度更低的位置成為爐身氣體吹入高度位置。
[0016] 優(yōu)選所述氣體的吹入為：從設(shè)在爐身部的爐身氣體的吹入管以6~100m/s的頂 端氣體流速將爐身氣體吹入高爐內(nèi)。更優(yōu)選，所述頂端氣體流速是10~72m/s，最優(yōu)選為 15 ~7 2m/ s 〇
[0017] 優(yōu)選所述爐身氣體的吹入溫度是200~1000°C。
[0018] 優(yōu)選所述爐身氣體的吹入量是20~200Nm3/t。
[0019] 優(yōu)選所述爐身氣體的吹入包括下述情況：以水平或從水平向下45°的范圍的角 度將爐身氣體從爐身部吹入高爐內(nèi)。更優(yōu)選所述角度是向下15°~45°。
[0020] 期望所述爐身氣體的吹入包括下述情況：從自原料表面深7m以上的位置將爐身 氣體吹入高爐內(nèi)。
[0021] 期望所述爐身氣體的吹入包括下述情況：從高爐圓周方向的四處以上的位置將氣 體吹入高爐內(nèi)。
[0022] 期望所述爐身氣體是除去了 O2的燃燒排氣。
[0023] 另外，期望所述爐身氣體是至少含有⑶及0)2的任一方或雙方的燃燒排氣。
[0024] 另外，期望所述爐身氣體是高爐氣體。
[0025] 于是，根據(jù)本發(fā)明的高爐操作方法，在將鐵焦炭用作裝入原料的一部分的高爐操 作時，根據(jù)爐頂氣體的溫度，對來自爐身部的爐身氣體的吹入溫度、吹入量以及吹入高度位 置的任一種或兩種或三種組合而進行控制，從而抑制爐頂氣體溫度的下降，因而即使在進 行低RAR操作（碳酸氣體排出量削減）的情況下，也不需要大規(guī)模的設(shè)備投資，能夠以低成 本避免爐頂部的升溫不良。
[0026] 另外，用作所述裝入原料的一部分的鐵焦炭是出現(xiàn)熱保存帶溫度下降效果的總焦 炭量的2質(zhì)量％以上且用于避免爐下部處的鐵焦炭存在量過多而導(dǎo)致的通氣性惡化的60 質(zhì)量％以下的高爐操作時，根據(jù)爐頂氣體溫度而抑制爐頂氣體溫度的下降，因而能夠在鐵 焦炭使用下實現(xiàn)高爐的穩(wěn)定操作。
[0027] 另外，由于能夠?qū)⑺鰻t頂氣體溫度維持為超過80°C，因而不會產(chǎn)生下述不良： 粉塵排出量下降而導(dǎo)致通氣變動而阻礙高爐的穩(wěn)定操作。
[0028] 而且，由于使所述爐身氣體的吹入管的頂端氣體流速為6~100m/S以下，從爐身 部吹入爐身氣體，因而在吹入部位不易產(chǎn)生礦石、焦炭的混合層的形成，不對高爐操作造成 壞影響。
[0029] 另外，由于所述爐身氣體的吹入在200~1000°C的溫度下進行，因而能夠效率良 好地加熱裝入物，能夠有效果地將高爐爐頂部的爐頂氣體溫度維持為超過80°C。
[0030] 另外，由于使所述爐身氣體的吹入量為20~200Nm3/t而進行裝入物的加熱，因而 能夠有效