特許 6012360 微粉炭吹き込み装置、これを備えた高炉設備、および微粉炭供給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6012360

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】微粉炭吹き込み装置、これを備えた高炉設備、および微粉炭供給方法

(51)【国際特許分類】

   C21B 7/00 20060101AFI20161011BHJP

   C21B 5/00 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   C21B7/00 308

   C21B5/00 319

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-207274(P2012-207274)

(22)【出願日】2012年9月20日

(65)【公開番号】特開2014-62292(P2014-62292A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2015年7月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(72)【発明者】

【氏名】坂口 雅一

(72)【発明者】

【氏名】濱田 務

(72)【発明者】

【氏名】岡田 剛嗣

(72)【発明者】

【氏名】大本 節男

(72)【発明者】

【氏名】中川 慶一

【審査官】 坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０５７７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９９０１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｂ ７／００

Ｃ２１Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高炉本体の羽口から、加熱および圧縮された吹き込み空気と共に微粉炭を吹き込むように構成された微粉炭吹き込み装置であって、
前記微粉炭の原料として、低品位炭から改質され、原炭からなる微粉炭と混合された場合に、前記原炭からなる微粉炭に含まれる水分を乾燥させることができる程度の自己発熱性を有する改質炭を使用することを特徴とする微粉炭吹き込み装置。

【請求項2】

前記改質炭の自己発熱作用による熱を、熱を必要とする部位に移送する熱移送手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の微粉炭吹き込み装置。

【請求項3】

前記熱移送手段は、圧縮される前の前記吹き込み空気を前記改質炭と熱交換させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の微粉炭吹き込み装置。

【請求項4】

前記熱移送手段は、前記低品位炭を改質する改質装置に、前記改質炭の熱を移送するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の微粉炭吹き込み装置。

【請求項5】

前記改質炭を、その自己発熱作用が所定量残る程度に不活性化する不活性化手段を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の微粉炭吹き込み装置。

【請求項6】

前記改質炭からなる微粉炭と、一般に用いられている原炭からなる微粉炭とを混合する混合部を備え、該混合部およびその下流側で、前記改質炭の自己発熱作用により前記原炭からなる微粉炭を乾燥させることを特徴とする請求項１に記載の微粉炭吹き込み装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれかに記載の微粉炭吹き込み装置を備えたことを特徴とする高炉設備。

【請求項8】

高炉本体の羽口から、加熱および圧縮された吹き込み空気と共に微粉炭を吹き込む際の微粉炭供給方法であって、
前記微粉炭の原料として、低品位炭から改質され、原炭からなる微粉炭と混合された場合に、前記原炭からなる微粉炭に含まれる水分を乾燥させることができる程度の自己発熱性を有する改質炭を使用し、該改質炭の自己発熱作用による熱を、熱を必要とする部位に移送して利用することを特徴とする微粉炭供給方法。

【請求項9】

前記改質炭を、その自己発熱作用が所定量残る程度に不活性化することを特徴とする請求項８に記載の微粉炭供給方法。

【請求項10】

高炉本体の羽口から、加熱および圧縮された吹き込み空気と共に微粉炭を吹き込む際の微粉炭供給方法であって、
低品位炭から改質され、原炭からなる微粉炭と混合された場合に、前記原炭からなる微粉炭に含まれる水分を乾燥させることができる程度の自己発熱性を有する改質炭からなる微粉炭と、一般に用いられている原炭からなる微粉炭とを混合し、
前記改質炭の自己発熱作用により、前記原炭からなる微粉炭を乾燥させることを特徴とする微粉炭供給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微粉炭吹き込み装置、これを備えた高炉設備、および微粉炭供給方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

高炉設備における補助燃料としての微粉炭の吹き込み（ＰＣＩ； Pulverized Coal Injection )は、１９７０年代までに行われていた重油吹き込みに代わる低コストの補助燃料供給方法である。高炉吹き込み用の微粉炭（ＰＣＩ炭）として重要な条件は、低水分、低揮発分で燃焼性に優れ、重油並みに燃焼速度が速いこと、未燃焼カーボンや灰分等の燃え残りが少ないこと、６５００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の発熱量を有すること、硫黄分・燐分の含有率が少ないこと等が挙げられる。

【0003】

これらの条件を満たすため、現状では、特許文献１に示されるように、瀝青炭等、比較的高品質で高価格な原炭がＰＣＩ炭の原料として用いられている。このような原炭は、粉砕機で所定の粒度まで粉砕されて微粉炭にされ、高圧な空気や窒素等による気流搬送により、高炉本体の近傍に設置された貯蔵タンクに輸送されて貯蔵される。そして、高炉本体下部に設けられた羽口から、加熱された高圧空気の熱風と共に高炉本体に吹き込まれて燃焼に供される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１７３２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記のように、高炉本体の内部に補助燃料として吹き込むＰＣＩ炭の原料として高品質で高価格な原炭が必要であったため、高炉設備の稼働コストが嵩み、その結果、銑鉄の製造コスト上昇を招いていた。

【0006】

また、微粉炭は圧縮空気と一緒に高炉内に吹き込まれるが、この吹き込み時に圧縮空気によって炉内が冷却されることがないよう、予め圧縮空気をバーナ等で１２００℃前後まで加熱しなければならない。このためには重油等の燃料が多量に必要であり、この点も高炉設備の稼働コストを高める原因となっていた。

【0007】

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、高炉設備の稼働コストを低減させて銑鉄の製造コストダウンを図ることのできる微粉炭吹き込み装置、これを備えた高炉設備、および微粉炭供給方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
即ち、本発明に係る微粉炭吹き込み装置は、高炉本体の羽口から、加熱および圧縮された吹き込み空気と共に微粉炭を吹き込むように構成された微粉炭吹き込み装置であって、前記微粉炭の原料として、低品位炭から改質され、原炭からなる微粉炭と混合された場合に、前記原炭からなる微粉炭に含まれる水分を乾燥させることができる程度の自己発熱性を有する改質炭を使用することを特徴とする。

【0009】

この微粉炭吹き込み装置によれば、高炉本体の内部に補助燃料として吹き込む微粉炭の原料として、一般に用いられている瀝青炭等の原炭よりも格段に廉価な改質炭が用いられるため、補助燃料の価格を低下させて高炉設備の稼働コストを低減させ、銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。
また、改質炭の熱を、熱を必要とする他の部位に有効利用して省エネルギー化に貢献することができる。

【0010】

また、本発明に係る微粉炭吹き込み装置は、上記構成において、前記改質炭の自己発熱作用による熱を、熱を必要とする部位に移送する熱移送手段を設けたことを特徴とする。

【0011】

上記構成とした場合、改質炭の自己発熱作用による熱が、熱移送手段によって、熱を必要とする部位に移送されるため、当該部位で熱を発生させるために費やされていた燃料や電力等を削減し、これによって高炉設備の稼働コストを低減させ、ひいては銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。
また、改質炭の熱が熱移送手段によって移送されることで改質炭が冷却されるため、改質炭の自然発火を防止することができる。

【0012】

また、本発明に係る微粉炭吹き込み装置は、上記構成において、前記熱移送手段が、圧縮される前の前記吹き込み空気を前記改質炭と熱交換させるように構成されていることを特徴とする。

【0013】

上記構成によれば、吹き込み空気が、専用の加熱手段によって加熱される前に改質炭と熱交換されることで適度に加熱される。このため、吹き込み空気をさらに加熱させるためのエネルギーを節約することができる。特に、圧縮前の冷たい吹き込み空気を改質炭と熱交換させるようにしたため、改質炭の冷却効果を高めるとともに、吹き込み空気の圧縮熱の発生率を高くし、これによって吹き込み空気の加熱に要するエネルギーをより低減させることができる。

【0014】

また、本発明に係る微粉炭吹き込み装置は、上記構成において、前記熱移送手段は、前記低品位炭を改質する改質装置に、前記改質炭の熱を移送するように構成されていることを特徴とする。

【0015】

上記構成によれば、低品位炭を改質する改質装置において必要とされる熱の一部が、改質炭の熱によって賄われるため、改質装置において消費されるエネルギーを節約することができる。

【0016】

また、本発明に係る微粉炭吹き込み装置は、上記構成において、前記改質炭を、その自己発熱作用が所定量残る程度に不活性化する不活性化手段を備えたことを特徴とする。

【0017】

上記構成によれば、改質炭の自己発熱作用が弱められるため、改質炭が自然発火しないように窒素雰囲気中で搬送する必要性が少なくなり、窒素供給装置の使用率を低下させることができる。このため、高炉設備の稼働コストを低減し、ひいては銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【0018】

また、本発明に係る微粉炭吹き込み装置は、上記構成において、前記改質炭からなる微粉炭と、一般に用いられている原炭からなる微粉炭とを混合する混合部を備え、該混合部およびその下流側で、前記改質炭の自己発熱作用により前記原炭からなる微粉炭を乾燥させることを特徴とする。

【0019】

上記構成とした場合、改質炭よりも水分含有率が高い原炭からなる微粉炭が、改質炭からなる微粉炭と混合されることにより、自己発熱性を持つ改質炭の熱によって原炭からなる微粉炭が乾燥される。このため、原炭の乾燥工程を一部省略、もしくは簡素化することができる。これにより、乾燥工程に関わる設備、エネルギー、人員等を削減して高炉設備の稼働コストを低減し、銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【0020】

また、本発明に係る高炉設備は、上記いずれかの構成の微粉炭吹き込み装置を備えたことを特徴とする。

【0021】

この高炉設備によれば、高炉本体の内部に補助燃料として吹き込む微粉炭として廉価な改質炭が使用されるため、補助燃料の価格を低下させて高炉設備の稼働コストを低減させ、銑鉄の製造コストダウンを図るとともに、改質炭が自己発熱する際の熱を有効に利用することができる。

【0022】

また、本発明に係る微粉炭供給方法は、高炉本体の羽口から、加熱および圧縮された吹き込み空気と共に微粉炭を吹き込む際の微粉炭供給方法であって、前記微粉炭の原料として、低品位炭から改質され、原炭からなる微粉炭と混合された場合に、前記原炭からなる微粉炭に含まれる水分を乾燥させることができる程度の自己発熱性を有する改質炭を使用し、該改質炭の自己発熱作用による熱を、熱を必要とする部位に移送して利用することを特徴とする。

【0023】

この微粉炭供給方法によれば、高炉本体の内部に補助燃料として吹き込む微粉炭が廉価な改質炭になるために、補助燃料の価格を低下させて銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。しかも、改質炭の自己発熱作用による熱を、熱を必要とする部位に移送して有効利用し、当該部位で熱を発生させるために費やされていた燃料や電力等を削減して高炉設備の稼働コストを低減させ、ひいては銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【0024】

また、本発明に係る微粉炭供給方法は、上記の方法において、前記改質炭を、その自己発熱作用が所定量残る程度に不活性化することを特徴とする。

【0025】

上記方法によれば、改質炭の自己発熱作用が弱められるため、改質炭が自然発火しないように窒素雰囲気中で搬送する必要性が少なくなり、窒素の供給装置の使用率を低下させることができる。このため、高炉設備の稼働コストを低減し、ひいては銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【0026】

また、本発明に係る微粉炭供給方法は、高炉本体の羽口から、加熱および圧縮された吹き込み空気と共に微粉炭を吹き込む際の微粉炭供給方法であって、低品位炭から改質され、原炭からなる微粉炭と混合された場合に、前記原炭からなる微粉炭に含まれる水分を乾燥させることができる程度の自己発熱性を有する改質炭からなる微粉炭と、一般に用いられている原炭からなる微粉炭とを混合し、前記改質炭の自己発熱作用により、前記原炭からなる微粉炭を乾燥させることを特徴とする。

【0027】

上記微粉炭供給方法によれば、改質炭よりも水分含有率が高い原炭からなる微粉炭が、改質炭からなる微粉炭と混合されることにより、自己発熱性を持つ改質炭の熱によって原炭からなる微粉炭が乾燥させられるため、原炭の乾燥工程を一部省略、もしくは簡略化することができる。これにより、乾燥工程に関わる設備、エネルギー、人員等を削減して高炉設備の稼働コストを低減し、銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【発明の効果】

【0028】

以上のように、本発明に係る微粉炭吹き込み装置、これを備えた高炉設備、および微粉炭供給方法によれば、高炉設備の稼働コストを低減させて銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１実施形態に係る微粉炭吹き込み装置を備えた高炉設備の概略構成図である。

【図2】本発明の第２実施形態に係る微粉炭吹き込み装置を備えた高炉設備の概略構成図である。

【図3】本発明の第３実施形態に係る微粉炭吹き込み装置を備えた高炉設備の概略構成図である。

【図4】本発明の第４実施形態に係る微粉炭吹き込み装置を備えた高炉設備の概略構成図である。

【図5】本発明の第５実施形態に係る微粉炭吹き込み装置を備えた高炉設備の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図１〜図５に基づいて本発明の複数の実施形態について説明する。

【0031】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る微粉炭吹き込み装置５Ａを備えた高炉設備１Ａの概略構成図である。この高炉設備１Ａは、高炉本体２と、原料定量供給装置３と、装入コンベア４と、微粉炭吹き込み装置５Ａとを備えて構成されている。

【0032】

高炉本体２は、一般的な構造のものであり、その頂部に炉頂ホッパ７が設けられ、下部に羽口８と出銑口９とが設けられている。羽口８にはブローパイプ１１が接続され、このブローパイプ１１にはインジェクションランス１２が斜めに合流するように接続されている。

【0033】

装入コンベア４は、高炉本体２の基部付近から炉頂ホッパ７に向かって上昇するように設置されており、この装入コンベア４の搬送方向下流端（上端部）が炉頂ホッパ７の真上に位置し、搬送方向上流端（下端部）の直上部に原料定量供給装置３が設置されている。

【0034】

原料定量供給装置３は、高炉本体２内で製錬される銑鉄１４の主原料となる鉄鉱石と、燃料および還元材となるコークスと、不純物除去材となる石灰石といった原料を、一定の供給速度で装入コンベア４に供給し、装入コンベア４によってこれらの原料が炉頂ホッパ７から高炉本体２内に装入され、製錬された銑鉄１４が高炉本体２内の底部に貯留される。製錬された銑鉄１４は出銑口９から取り出される。

【0035】

一方、微粉炭吹き込み装置５Ａは、高炉本体２の羽口８（ブローパイプ１１）から、加熱および圧縮された熱風状の吹き込み空気と共に補助燃料である微粉炭（ＰＣＩ炭）を吹き込み、高炉本体２内の温度を上昇させるように構成されている。この微粉炭吹き込み装置５Ａは、改質装置１６、装入ライン１７、窒素ガス送給装置１８、サイクロンセパレータ１９、貯蔵タンク２１、微粉炭供給管２２、吹き込み空気送給装置２３等を備えて構成されている。

【0036】

改質装置１６とサイクロンセパレータ１９との間が装入ライン１７により接続され、装入ライン１７の上流部に窒素ガス送給装置１８が接続されている。また、貯蔵タンク２１とインジェクションランス１２との間が微粉炭供給管２２により接続されている。さらに、吹き込み空気送給装置２３で生成される熱風状の吹き込み空気がブローパイプ１１に供給されるようになっている。

【0037】

改質装置１６の構成は公知であるため、その詳しい説明は省略するが、概略的には、廉価な亜瀝青炭や褐炭等の低品位炭の性質を、高炉本体２の補助燃料として適合する性質に改質するとともに、それを粉砕して補助燃料用の微粉炭（ＰＣＩ炭）を生成する装置である。この改質装置１６において、受入ホッパ２４から投入された低品位炭は、複数回に亘り乾燥・加熱処理されることによって水分および揮発成分を除去された後に冷却され、ミルで粉砕されて補助燃料用の微粉炭となる。

【0038】

吹き込み空気送給装置２３は、空気吸入管２５から吸入された空気を、図示しないコンプレッサによって圧縮するとともに、この空気を図示しないヒータやバーナによって１２００℃前後まで加熱し、微粉炭吹き込み用の高温・高圧、且つ乾燥した吹き込み空気を生成する装置である。

【0039】

空気吸入管２５の中間部分は、例えば微粉炭供給管２２の周囲を複数回周回する螺旋状に成形されており、この螺旋部分が熱交換器２５ａとなっている。この熱交換器２５ａは、微粉炭供給管２２の内部を通る改質炭の自己発熱作用による熱を、熱を必要とする部位、例えば本実施形態では吹き込み空気送給装置２３に移送する熱移送手段として機能するものである。

【0040】

以上のように構成された微粉炭吹き込み装置５Ａにおいて、改質装置１６によって低品位炭から改質された改質炭からなる微粉炭は、装入ライン１７に送られて窒素ガス送給装置１８から送給される窒素ガスと混合されて固気二相流となり、窒素ガスの不活性雰囲気の中でサイクロンセパレータ１９に送給される。サイクロンセパレータ１９は遠心分離装置の一種であり、遠心力によって微粉炭から窒素ガスを分離・脱気し、窒素ガスは外部に放出もしくは回収される。その後、微粉炭は貯蔵タンク２１に貯留され、必要な量だけが微粉炭供給管２２からインジェクションランス１２に供給される。

【0041】

一方、空気吸入管２５から吸入されて吹き込み空気送給装置２３に供給される空気（外気）は、空気吸入管２５の途中に形成された熱交換器２５ａを通る際に、微粉炭供給管２２の内部を比較的ゆっくりした速度で沈降していく改質炭からなる微粉炭の持つ自己発熱作用による熱と熱交換されて温度が上昇し、この熱を担持しながら吹き込み空気送給装置２３に供給され、ここでさらに圧縮、加熱されて１２００℃前後の高温・高圧な熱風となる。つまり、吹き込み空気は、吹き込み空気送給装置２３により圧縮・加熱される前に改質炭と熱交換される。

【0042】

そして、ブローパイプ１１に供給された吹き込み空気に、インジェクションランス１２に供給された微粉炭（改質炭）が混合され、微粉炭が高温な熱風状の吹き込み空気に触れることによって発火・燃焼し、ブローパイプ１１の先端で火炎となってレースウェイを形成し、高炉本体２内に装入されたコークスを燃焼させる。これにより、コークスと共に装入された鉄鉱石が還元されて銑鉄（溶銑）１４となり、出銑口９から取り出される。

【0043】

以上のように構成された微粉炭吹き込み装置５Ａは、高炉本体２の羽口８から加熱および圧縮された吹き込み空気と共に吹き込む微粉炭として、低品位炭から改質されて自己発熱性を有する改質炭からなる微粉炭を使用することを特徴としている。改質炭は、一般に用いられている瀝青炭等の原炭よりも格段に低価格であるため、補助燃料の価格を低下させて高炉設備１Ａの稼働コストを低減させ、銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。また、改質炭の熱を、熱を必要とする他の部位に有効利用して省エネルギー化に貢献することができる。

【0044】

また、本実施形態では、改質炭から生成された微粉炭の自己発熱作用による熱を、熱を必要とする他の部位に移送する熱移送手段の一例として、吹き込み空気送給装置２３に吸入される空気が通る空気吸入管２５の中間部分に熱交換器２５ａを設け、その内部を通る空気が、微粉炭供給管２２の内部を通る微粉炭の熱と熱交換されるようにした。したがって、吹き込み空気が、その吹き込みの前に微粉炭と熱交換されることによって適度に加熱される。

【0045】

このため、吹き込み空気送給装置２３において吹き込み空気をさらに加熱させるために費やされる燃料や電力等のエネルギーを大幅に節約し、高炉設備１Ａの稼働コストをより低減させて、銑鉄の製造コストダウンに貢献することができる。また、微粉炭供給管２２内を通る改質炭の熱が熱交換器２５ａによって移送されることで改質炭が冷却されるため、改質炭の自然発火を防止することができる。

【0046】

特に、吹き込み空気送給装置２３で圧縮される前の冷たい吹き込み空気を改質炭と熱交換させるようにしたため、微粉炭供給管２２における改質炭の冷却効果を高めるとともに、吹き込み空気の圧縮熱の発生率を高くし、吹き込み空気の加熱のためのエネルギーをより低減させることができる。

【0047】

［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係る微粉炭吹き込み装置５Ｂを備えた高炉設備１Ｂの概略構成図である。
この微粉炭吹き込み装置５Ｂにおいて、第１実施形態（図１）の微粉炭吹き込み装置５Ａと異なる点は、改質装置１６から延出する熱移送管３２（熱移送手段）を備えており、この熱移送管３２が微粉炭供給管２２の周囲を複数回周回して、再び改質装置１６に戻るように配設されている点である。この熱移送管３２の周回部分は、第１実施形態の微粉炭吹き込み装置５Ａの熱交換器２５ａと同様な熱交換器３２ａとなっている。熱移送管３２の内部には、熱媒体となる流体が循環している。その他の部分の構成は第１実施形態の微粉炭吹き込み装置５Ａと同一であるため、各部に同一符号を付して説明を省略する。

【0048】

この熱移送管３２および熱交換器３２ａの内部を流れる熱媒体により、微粉炭供給管２２の内部を通る改質炭の自己発熱作用による熱が改質装置１６に熱移送される。改質装置１６においては、この熱が、例えば低品位炭を乾燥させる工程において使用される。これにより、低品位炭を乾燥させるために費やされるエネルギーを節約することができる。

【0049】

［第３実施形態］
図３は、本発明の第３実施形態に係る微粉炭吹き込み装置５Ｃを備えた高炉設備１Ｃの概略構成図である。
この微粉炭吹き込み装置５Ｃにおいて、第１実施形態（図１）の微粉炭吹き込み装置５Ａと異なる点は、改質装置１６の下流側に不活性化装置４２（不活性化手段）が介装されている点のみであり、その他の部分の構成は微粉炭吹き込み装置５Ａと同一であるため、各部に同一符号を付して説明を省略する。

【0050】

不活性化装置４２においては、改質装置１６によって低品位炭から改質された改質炭が、その自己発熱作用が所定量残る程度に不活性化される。具体的な不活性化方法としては、改質装置１６において３００℃〜５００℃で乾留された後に冷却された石炭が、不活性化装置４２において、酸素を含有する処理ガス雰囲気中に曝され、表面および内部に酸素を吸着（浸透）させられる処理が行われる。この酸素の吸着量を調整することにより、改質炭の自己発熱作用の度合いを調整することができる。

【0051】

本実施形態では、不活性化装置４２にて不活性化処理を終えて装入ライン１７に送り出された改質炭が、ある程度の自己発熱作用を温存する程度に、不活性化装置４２における処理の度合いが設定されている。

【0052】

このような不活性化装置４２を設けることにより、改質炭の自己発熱作用を弱めることができるため、改質炭が自然発火しないように窒素雰囲気中で搬送する必要性を無くす、もしくは窒素ガスの使用量を低下させることができる。したがって、窒素ガス送給装置１８の稼働率を低下させ、高炉設備１Ｃの稼働コストを低減し、ひいては銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【0053】

［第４実施形態］
図４は、本発明の第４実施形態に係る微粉炭吹き込み装置５Ｄを備えた高炉設備１Ｄの概略構成図である。
この微粉炭吹き込み装置５Ｄにおいて、第１実施形態（図１）の微粉炭吹き込み装置５Ａと異なる点は、微粉炭吹き込み装置５Ａでは改質装置１６で改質された改質炭からなる微粉炭のみが高炉本体２に供給されていたのに対し、この微粉炭吹き込み装置５Ｄでは、改質炭からなる微粉炭と、一般に用いられている原炭からなる微粉炭とが混合されて高炉本体２に供給される点である。

【0054】

微粉炭吹き込み装置５Ｄには２基のサイクロンセパレータ１９Ａ，１９Ｂが備えられており、その下流部に混合管５２（混合部）が設けられ、この混合管５２が貯蔵タンク２１に接続されている。その他の部分の構成は微粉炭吹き込み装置５Ａと同一であるため、各部に同一符号を付して説明を省略する。

【0055】

この微粉炭吹き込み装置５Ｄにおいて、サイクロンセパレータ１９Ａには、改質装置１６にて改質された改質炭からなる微粉炭が装入ライン１７から供給される。また、サイクロンセパレータ１９Ｂには、原炭からなる微粉炭が図示しない供給装置によって供給される。そして、混合管５２において２種類の微粉炭が混合されて貯蔵タンク２１に貯留される。その後、２種類の微粉炭は混合された状態で微粉炭供給管２２を経て吹き込み空気送給装置２３から供給される熱風状の吹き込み空気と共に高炉本体２に供給される。

【0056】

上記構成においては、改質炭からなる微粉炭と、原炭からなる微粉炭とが、混合管５２において混合されるため、混合管５２およびその下流側の貯蔵タンク２１および微粉炭供給管２２内において、改質炭からなる微粉炭の自己発熱作用により、原炭からなる微粉炭に含有される水分が乾燥される。

【0057】

このため、原炭からなる微粉炭、もしくは原炭自体の乾燥工程を一部省略、もしくは簡素化することができる。これにより、原炭の乾燥工程に関わる設備、エネルギー、人員等を削減して高炉設備１Ｄの稼働コストを低減し、銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【0058】

［第５実施形態］
図５は、本発明の第５実施形態に係る微粉炭吹き込み装置５Ｅを備えた高炉設備１Ｅの概略構成図である。
この微粉炭吹き込み装置５Ｅは、第４実施形態（図４）の微粉炭吹き込み装置５Ｄに、第３実施形態（図３）の微粉炭吹き込み装置５Ｃに設けられた不活性化装置４２が備えられたものである。この不活性化装置４２により、改質装置１６によって低品位炭から改質された改質炭が、その自己発熱作用が所定量残る程度に不活性化される。その他の部分の構成は、微粉炭吹き込み装置５Ｄと同様である。

【0059】

改質炭は、完全に不活性化されてしまうと自己発熱性を無くすため、不活性化装置４２では改質炭を完全に不活性化させないようにし、この改質炭からなる微粉炭と、原炭からなる微粉炭とが、混合管５２から微粉炭供給管２２を通って高炉本体２に供給されるまでの間に、原炭からなる微粉炭に含有される水分が、改質炭からなる微粉炭の自己発熱によって乾燥されるようにしている。

【0060】

この微粉炭吹き込み装置５Ｅによれば、原炭の乾燥工程を一部省略、もしくは簡略化し、原炭の乾燥工程に関わる設備、エネルギー、人員等を削減して高炉設備１Ｅの稼働コストを低減し、銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【0061】

また、不活性化装置４２によって改質炭の自己発熱作用を弱めることができるため、改質炭が自然発火しないように窒素雰囲気中で搬送する必要性を無くす、もしくは窒素ガスの使用量を低下させることができる。したがって、窒素ガス送給装置１８の稼働率を低下させ、この点でも高炉設備１Ｅの稼働コストを低減し、ひいては銑鉄の製造コストダウンに貢献することができる。

【0062】

以上説明したように、上記の各実施形態に係る微粉炭吹き込み装置５Ａ〜５Ｅ、および微粉炭吹き込み方法によれば、高炉設備１Ａ〜１Ｅの稼働コストを低減させて銑鉄の製造コストダウンを図ることができる。

【0063】

なお、本発明は上記各実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。

【0064】

例えば、改質炭の自己発熱性による熱を移送する先は、必ずしも高炉設備の内部でなくてもよく、隣接するプラントや、他の設備に熱を移送してもよい。また、各実施形態の構成を適宜組み合わせる等してもよい。

【符号の説明】

【0065】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 高炉設備
２ 高炉本体
３ 原料定量供給装置
４ 装入コンベア
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ 微粉炭吹き込み装置
７ 炉頂ホッパ
８ 羽口
９ 出銑口
１１ ブローパイプ
１２ インジェクションランス
１４ 銑鉄
１６ 改質装置
１７ 装入ライン
１８ 窒素ガス送給装置
１９，１９Ａ，１９Ｂ サイクロンセパレータ
２１ 貯蔵タンク
２２ 微粉炭供給管
２３ 吹き込み空気送給装置
２４ 受入ホッパ
２５ 空気吸入管
２５ａ 熱交換器（熱移送手段）
３２ 熱移送管（熱移送手段）
３２ａ 熱交換器（熱移送手段）
４２ 不活性化装置（不活性化手段）
５２ 混合管（混合部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】