特許 6443361 高炉操業方法

(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】6443361

(24)【登録日】2018年12月7日

(45)【発行日】2018年12月26日

(54)【発明の名称】高炉操業方法

(51)【国際特許分類】

   C21B 5/00 20060101AFI20181217BHJP

   C21B 7/00 20060101ALI20181217BHJP

【ＦＩ】

   C21B5/00 319

   C21B5/00 320

   C21B7/00 309

【請求項の数】9

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-35053(P2016-35053)

(22)【出願日】2016年2月26日

(65)【公開番号】特開2017-150046(P2017-150046A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2017年9月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100158573

【弁理士】

【氏名又は名称】尾崎 大介

(74)【代理人】

【識別番号】100123386

【弁理士】

【氏名又は名称】熊坂 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(74)【代理人】

【識別番号】100196667

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】山本 尚貴

(72)【発明者】

【氏名】村尾 明紀

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 功一

(72)【発明者】

【氏名】大山 伸幸

【審査官】 池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５８−０１５８２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−０１９００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１１７７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１３５９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｂ ５／００

Ｃ２１Ｂ ７／００−７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二重管ランスを介して羽口から易燃性還元材および固体還元材を吹き込む高炉操業方法であって、
内管および外管の内壁に螺旋形状の溝が設けられ、前記内管に設けられた螺旋形状の溝の方向は、前記外管に設けられた螺旋形状の溝の方向と逆方向である前記二重管ランスを用いて、前記内管から前記易燃性還元材および前記固体還元材のいずれか一方を吹き込み、前記外管から前記前記易燃性還元材および前記固体還元材のいずれか他方を吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。

【請求項2】

二重管ランスを介して羽口から易燃性還元材および固体還元材を吹き込む高炉操業方法であって、
内管および外管の内壁に螺旋形状の溝が設けられた前記二重管ランスを用いて、前記内管から前記易燃性還元材を吹き込み、前記外管から前記固体還元材を吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。

【請求項3】

二重管ランスを介して羽口から易燃性還元材および固体還元材を吹き込む高炉操業方法であって、
内管および外管の内壁に螺旋形状の溝が設けられ、前記内管に設けられた螺旋形状の溝の方向は、前記外管に設けられた螺旋形状の溝の方向と逆方向である前記二重管ランスを用いて、前記内管から前記易燃性還元材を吹き込み、前記外管から前記固体還元材を吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。

【請求項4】

前記固体還元材は微粉炭であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の高炉操業方法。

【請求項5】

前記固体還元材の微粉炭に、廃プラスチック、廃棄物固形燃料の少なくとも１種を混合することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の高炉操業方法。

【請求項6】

前記固体還元材の微粉炭の質量割合は、前記固体還元材全質量に対して８０質量％以上であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の高炉操業方法。

【請求項7】

前記易燃性還元材を銑鉄１ｔあたり１〜５０ｋｇの範囲内の量で吹き込むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の高炉操業方法。

【請求項8】

前記易燃性還元材を銑鉄１ｔあたり０.１〜５０ｋｇの範囲内の量で吹き込むことを特徴とする請求項２に記載の高炉操業方法。

【請求項9】

前記易燃性還元材は、都市ガス、天然ガス、プロパンガス、水素、転炉ガス、高炉ガスおよびコークス炉ガスの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の高炉操業方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高炉羽口において微粉炭などの固体燃料や都市ガスなどの易燃性ガスを同時に吹き込み、固体燃料の燃焼温度を向上して燃焼性を改善する高炉操業方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、炭酸ガス排出量の増加による地球温暖化が問題となっており、製鉄業においても排出ＣＯ_２の抑制は重要な課題である。これを受け、最近の高炉操業では、低還元材比（低ＲＡＲ：Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ａｇｅｎｔ Ｒａｔｉｏの略で、銑鉄１ｔ製造当りの、羽口からの吹き込み還元材と炉頂から装入されるコークスの合計量）操業が推進されている。高炉は、主にコークスおよび羽口から吹き込む微粉炭を還元材として使用しており、低還元材比、ひいては炭酸ガス排出抑制を達成するためにはコークスなどを廃プラ、都市ガス、重油等の水素含有率の高い還元材で置換する方策が有効である。

【0003】

そこで、特許文献１では、羽口から還元材を吹き込むランスを二重管とし、二重管ランスの内管から都市ガスまたは微粉炭を吹き込み、二重管ランスの外管から微粉炭または都市ガスを吹き込んで微粉炭の燃焼性を改善させることを提案している。また、特許文献２では、同一羽口から吹き込む微粉炭の量と気体燃料の量を式により規定して吹き込み、微粉炭の燃焼性を向上させて未燃チャーの発生を抑制することを提案している。

【0004】

また、特許文献３では、微粉炭の周囲を流れる酸素等の酸化剤の流れを旋回流とし、微粉炭と混合することで微粉炭のガス化を向上させることを提案している。さらに、特許文献４では、微粉炭吹込みランスの先端の一部を切り欠くことで、微粉炭と酸素を混合させて微粉炭の燃焼性を向上させることを提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１９００７号公報

【特許文献2】特開２００７−１００１６０号公報

【特許文献3】特開２０１４−１３７１７４号公報

【特許文献4】特開２０１２−１８８７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載された技術は、微粉炭だけを羽口から吹き込む方法に比べれば微粉炭の燃焼温度の向上や還元材原単位の低減に効果があるものの、更なる改良の余地がある。また、特許文献３および特許文献４に記載された技術は、微粉炭とともに酸素を吹き込むものである。高炉において吹き込む酸素は、常温の酸素であるので、微粉炭と酸素の混合性を向上しても微粉炭と熱風との接触性向上にはならない。このため、微粉炭粒子の昇温が停滞し微粉炭の着火が遅れ、燃焼温度が向上できず、還元材原単位が低減できない、といった課題があった。

【0007】

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、ランスからの吐出直後において固体還元材である微粉炭と易燃性還元材である都市ガスの混合性を改善し、微粉炭の燃焼温度を向上させることで高炉における還元材原単位を低減できる高炉操業方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このような課題を解決するための本発明の特徴は、以下の通りである。
（１）二重管ランスを介して羽口から易燃性還元材および固体還元材を吹き込む高炉操業方法であって、内管および外管の内壁に螺旋形状の溝が設けられた前記二重管ランスを用いて、前記内管から前記易燃性還元材および前記固体還元材のいずれか一方を吹き込み、前記外管から前記前記易燃性還元材および前記固体還元材のいずれか他方を吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。
（２）前記内管に設けられた螺旋形状の溝の方向は、前記外管に設けられた螺旋形状の溝の方向と逆方向であることを特徴とする（１）に記載の高炉操業方法。
（３）前記内管から前記易燃性還元材を吹き込み、前記外管から前記固体還元材を吹き込むことを特徴とする（１）または（２）に記載の高炉操業方法。
（４）前記固体還元材は微粉炭であることを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の高炉操業方法。
（５）前記固体還元材の微粉炭に、廃プラスチック、廃棄物固形燃料、有機性資源、廃材の少なくとも１種を混合することを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の高炉操業方法。
（６）前記固体還元材の微粉炭の質量割合は、前記固体還元材全質量に対して８０質量％以上であることを特徴とする（４）または（５）に記載の高炉操業方法。
（７）前記易燃性還元材を銑鉄１ｔあたり１〜５０ｋｇの範囲内の量で吹き込むことを特徴とする（１）から（６）のいずれか１つに記載の高炉操業方法。
（８）前記易燃性還元材を銑鉄１ｔあたり０.１〜５０ｋｇの範囲内の量で吹き込むことを特徴とする（２）に記載の高炉操業方法。
（９）前記易燃性還元材は、都市ガス、天然ガス、プロパンガス、水素、転炉ガス、高炉ガスおよびコークス炉ガスの少なくとも１種であることを特徴とする（１）から（８）のいずれか１つに記載の高炉操業方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明の高炉操業方法を実施することで、固体還元材である微粉炭と易燃性還元材である都市ガスの混合性を改善することができ、微粉炭の燃焼温度を向上させることができる。これにより、高炉の炉熱が確保され、高炉操業における還元材原単位を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態の高炉操業方法が適用された高炉の断面模式図である。

【図2】二重管ランスの断面模式図である。

【図3】燃焼実験に用いた燃焼実験装置４０の模式図を示す。

【図4】燃焼実験に用いた二重管ランスの断面模式図を示す。

【図5】燃焼位置を説明する図である。

【図6】微粉炭の分散角度を説明する図である。

【図7】都市ガス原単位と燃焼温度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、本実施形態の高炉操業方法が適用された高炉の断面模式図である。図１に示すように、高炉１０の羽口１２には、熱風を送風するための送風管１４が接続され、この送風管１４を貫通して二重管ランス１６が設置されている。二重管ランス１６からは、易燃性還元材である都市ガスと、固体還元材である微粉炭とが送風管１４に吹き込まれる。送風管に吹き込まれた都市ガスと微粉炭は、羽口１２から熱風とともに高炉１０内に吹き込まれて燃焼してガス化する。羽口１２の熱風送風方向先方のコークス堆積層には、レースウエイ１８と呼ばれる燃焼空間が存在し、主として、この燃焼空間で微粉炭は、燃焼してガス化する。そして、この燃焼空間で燃焼する微粉炭の燃焼温度を高めることができれば、高炉の炉内温度は高まり、高炉における還元材原単位を低減できる。

【0012】

図２は、二重管ランスの断面模式図である。図２（ａ）は、本実施形態に係る二重管ランス１６の一例を示す断面模式図である。二重管ランス１６は、搬送方向に向かうに従って時計回りに回転する螺旋溝２０が設けられた内管２２と、搬送方向に向かうに従って同じく時計回りに回転する螺旋溝２４が設けられた外管２６とから構成される。例えば、内管２２から都市ガスを吹き込み、外管２６から微粉炭を吹き込むと、内管２２で都市ガスは時計回りに回転した旋回流になり、また、外管２６で微粉炭は、時計回りに回転した旋回流になる。このように、二重管ランス１６を用いて吹き込む都市ガスおよび微粉炭の流れを旋回流にすることで、都市ガスと微粉炭との混合性を改善でき、微粉炭の燃焼温度を向上できる。

【0013】

図２（ｂ）は、本実施形態に係る二重管ランスの他の例を示す断面模式図である。二重管ランス３０は、搬送方向に向かうに従って反時計回りに回転する螺旋溝３２が設けられた内管３４と、搬送方向に向かうに従って時計回りに回転する螺旋溝３６が設けられた外管３８とから構成される。例えば、内管３４から都市ガスを吹き込み、外管３８から微粉炭を吹き込むと、内管３４で都市ガスは反時計回りに回転した旋回流になり、また、外管３８で微粉炭は、内管３４とは逆方向の時計回りに回転した旋回流になる。このように二重管ランス３０を用いて都市ガスおよび微粉炭の流れを旋回流にし、内管３４と外管３８の旋回流の向きを逆向きにすることで、都市ガスと微粉炭との混合性をさらに改善することができ、微粉炭の燃焼温度をさらに向上できる。

【0014】

本実施形態に係る高炉操業方法に用いられる二重管ランス１６および３０における微粉炭の燃焼温度向上効果を確認するために、燃焼実験装置４０を用いて微粉炭の燃焼実験を行った。図３は、燃焼実験に用いた燃焼実験装置４０の模式図を示す。

【0015】

燃焼実験装置４０は、実験炉４２と、実験炉４２の上方に接続されたコークス槽４４と、実験炉４２の側面下部に接続された送風管４６と、実験炉４２内に生じた排ガスを排出する排気口５４とを備える。また、送風管４６の端部には、燃焼バーナ４８が設けられ、燃焼バーナ４８は、送風管４６内の空気を加熱する。送風管４６は、燃焼バーナ４８で加熱された熱風を所定の送風量で実験炉４２内に送風する。

【0016】

送風管４６の側面には、二重管ランスが差し込まれるように設けられている。二重間ランスは、微粉炭貯留槽５２に貯められた微粉炭と、都市ガス供給口５０から供給される都市ガスを、所定の供給量で送風管４６内に吹き込む。

【0017】

図４は、燃焼実験に用いた二重管ランスの断面模式図を示す。図４（ａ）は、螺旋形状の溝が設けられていない二重管ランス６０である。図４（ｂ）は、内管の内側のみ螺旋形状の溝が設けられた二重管ランス６２である。図４（ｃ）は、外管の内側のみ螺旋形状の溝が設けられた二重管ランス６４である。図４（ｄ）は、外管の内側と内管の内側に螺旋の向きが同方向になるような螺旋形状の溝が設けられた二重管ランス１６である。図４（ｅ）は、外管の内側と内管の内側に、螺旋の向きが逆方向となるような螺旋形状の溝が設けられた二重管ランス３０である。図４（ａ）から図４（ｅ）に示した二重管ランスを用いて燃焼実験を行なった。

【0018】

燃焼実験に用いた微粉炭の諸元は、固定炭素（ＦＣ：Ｆｉｘｅｄ Ｃａｒｂｏｎ）７７．８（％）、揮発分（ＶＭ：Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍａｔｔｅｒ）１３．６（％）、灰分（Ａｓｈ）８．６（％）である。微粉炭の吹き込み速度は、２９．８（ｋｇ／ｈ）（銑鉄１ｔ当たり１００ｋｇに相当）とした。また、都市ガスの吹き込み速度は、１３ｍ／ｓとした。送風条件は、送風温度１２００℃、流量３００（Ｎｍ^３／ｈ）、流速７０（ｍ／ｓ）、Ｏ_２富化＋５．５（酸素濃度２６．５％、空気中酸素濃度２１％に対し、５．５％の酸素富化）とした。微粉炭の搬送ガスにはＮ_２を用いた。

【0019】

燃焼実験は、図４（ａ）〜図４（ｅ）に示した二重管ランスを用いて、微粉炭および都市ガスを実験炉４２に吹き込み、吹き込まれた微粉炭を燃焼温度、燃焼位置および微粉炭の分散性として微粉炭の分散角度で評価した。燃焼温度は、２色温度計を用いて飽和温度を測定した。燃焼位置および微粉炭の分散角度は、高速度カメラを用いて測定した。評価結果は、螺旋形状の溝を設置していない二重管ランス６０を用いて内管から微粉炭、外管から都市ガスを吹き込んだ場合の微粉炭の燃焼温度、燃焼位置および微粉炭の分散角度を基準とし、当該基準に対する燃焼温度の上昇分、燃焼位置の減少分および微粉炭の分散角度の増加分を測定した。

【0020】

図５は、燃焼位置を説明する図である。燃焼位置とは、二重管ランス６０の先端を基準位置として最初に微粉炭流７２において輝炎７６が観測された燃焼位置７４である。なお、矢印７０は、送風方向を示す。そして、燃焼位置の減少分とは、基準の燃焼位置に対して実験例に示す条件にすることによって燃焼位置７４が二重管ランスの先端に近づいた距離である。

【0021】

図６は、微粉炭の分散角度を説明する図である。微粉炭の分散角度とは、微粉炭主流８２を基準として二重管ランス６０の先端から５０ｍｍの位置で最も主流から外れた微粉炭流と微粉炭主流８２との角度８４である。なお、矢印８０は、送風方向を示す。そして、分散角度の増加分とは、基準の分散角度に対して実験例に示す条件にすることによって広がった分散角度の増加分である。

【0022】

表１は、燃焼実験の評価結果を示す表である。表１に示すように、螺旋形状の溝が無い通常の二重管ランス６０を用いた場合（基準）と比較して、内管のみに螺旋形状の溝を設けた二重管ランス６２を用いた場合（実験例１）および外管のみ螺旋形状の溝を設けた二重管ランス６４を用いた場合（実験例２）は、微粉炭の燃焼温度、燃焼位置および微粉炭の分散性にほとんど差が見られなかった。この結果から、内管および外管のいずれか一方を旋回流としても都市ガスと微粉炭との混合性は、ほとんど改善しないことがわかった。

【0023】

【表1】

【0024】

一方、外管と内管に同方向となる螺旋形状の溝をそれぞれ設けた二重管ランス１６を用いた場合（実験例３）は、微粉炭の分散角度が８°増加し、分散性が改善した。また、燃焼温度が３０℃向上し、燃焼位置が１１ｍｍランス先端に近くなった。この結果から、二重管ランス１６内に設けられた螺旋形状の溝を用いて、二重管ランス１６内において微粉炭および都市ガスに周方向の旋回流を生じさせることにより、微粉炭と都市ガスとの混合性が向上し、燃焼温度および燃焼位置を改善できることがわかる。

【0025】

さらに、外管と内管に逆方向となる螺旋形状の溝をそれぞれ設けた二重管ランス３０を用いた場合（実験例４）は、微粉炭の分散角度が１６°増加し、分散性がさらに改善した。また、燃焼温度が４０℃向上し、燃焼位置が１８ｍｍランス先端に近くなった。この結果から、二重管ランス３０内に設けられた螺旋形状の溝を用いて、二重管ランス３０内において微粉炭および都市ガスに周方向の旋回流を生じさせ、且つ、その旋回流の向きを逆向きにすることで、微粉炭と都市ガスの混合性がより向上し、燃焼温度および燃焼位置をさらに改善できることがわかる。

【0026】

また、二重管ランス３０において、内管３４から微粉炭を吹き込み、外管３８から都市ガスを吹き込む場合（実験例４）と比較して、内管３４から都市ガスを吹き込み、外管３８から微粉炭を吹き込む場合（実験例５）は、微粉炭の分散角度が２０°増加し、分散性がさらに改善した。また、燃焼温度は５０℃向上し、燃焼位置が２０ｍｍランス先端に近くなった。これは、内管３４から吹き込まれた都市ガスが燃焼するとＣＯ_２とＨ_２Ｏが発生するので、これにより外側の微粉炭が分散し、微粉炭の分散性が向上したと考えられる。このように、内管から都市ガスを吹き込み、外管から微粉炭を吹き込むことで、微粉炭と都市ガスの混合性がさらに向上できることがわかる。

【0027】

なお、二重管ランス１６を用いた場合においても、内管２２から都市ガスを吹き込み、外管２６から微粉炭を吹き込むことで、微粉炭と都市ガスの混合性を向上させることができる。したがって、二重管ランス１６および３０を用いて、内管から都市ガスおよび微粉炭のいずれか一方を吹き込み、外管から都市ガスおよび微粉炭のいずれか他方を吹き込むことで、微粉炭と都市ガスとの混合性を向上できる。都市ガスは微粉炭よりも低い温度で容易に燃焼する。そのため、微粉炭と都市ガスとの混合性を向上させることで、都市ガスの燃焼温度を微粉炭流の内部まで伝えることができ、この結果、微粉炭の燃焼性が向上したものと考えられる。

【0028】

次に、都市ガスの吹き込み条件以外は同条件とし、都市ガスの吹き込み条件を銑鉄１（ｔ）当たり０.０〜６.０（ｋｇ）と変化させた場合の燃焼温度について説明する。なお、燃焼温度の測定は、同じ燃焼試験装置４０を用いて実施した。燃焼位置はランス先端から３５０（ｍｍ）の位置とした。

【0029】

図７は、都市ガス原単位と燃焼温度との関係を示すグラフである。図７において、縦軸は、燃焼温度（℃）を示し、横軸は、都市ガス原単位（ｋｇ／ｔ−銑鉄）を示す。図７に示すように、螺旋形状の溝が設けられていない通常の二重管ランス６０（基準）において、燃焼温度が変化しなくなるまで高める（以後の説明において、燃焼温度がこれ以上高くならなくなるまで高めることを「燃焼温度を飽和させる」という）ための最小の都市ガス原単位は５.０（ｋｇ／ｔ−銑鉄）であった。

【0030】

内管のみに螺旋形状の溝を設けたランス６２（実験例１）において、燃焼温度を飽和させるための最小の都市ガス原単位は４.０（ｋｇ／ｔ−銑鉄）であった。また、外管のみに螺旋形状の溝を設けた二重管ランス６４（実験例２）において、燃焼温度を飽和させるための都市ガス原単位は、同じく４.０（ｋｇ／ｔ−銑鉄）であった。

【0031】

一方、内管および外管に同方向となる螺旋形状の溝をそれぞれ設けた二重管ランス１６（実験例３）においては、燃焼温度を飽和させるための最小の都市ガス原単位は１.０（ｋｇ／ｔ−銑鉄）であった。さらに、内管および外管に逆方向となる螺旋形状の溝をそれぞれ設けた二重管ランス３０（実験例４・実験例５）においては、燃焼温度を飽和させるための最小の都市ガス原単位は０．１（ｋｇ／ｔ−銑鉄）であった。

【0032】

これらの結果から、同じ方向および逆方向に限らず、内管および外管に螺旋形状の溝を設けた二重管ランスを用いた場合において、微粉炭の燃焼性を最大にさせるための都市ガス原単位は、１.０（ｋｇ／ｔ−銑鉄）以上であればよいことがわかる。さらに、螺旋形状の溝を内管および外管で逆方向にした場合においては、微粉炭の燃焼性を最大にさせるための都市ガス原単位は、０．１（ｋｇ／ｔ−銑鉄）以上であればよいことがわかる。

【0033】

また、二重管ランス１６および３０において、外管の螺旋形状の溝の向きを時計回りにした例を示したが、これに限られず、外管の螺旋形状の溝の向きを反時計回りとしてもよい。この場合に、二重管ランス１６においては内管の螺旋形状の溝の向きは外管と同じ反時計回りとなり、二重ランス３０においては内管の螺旋形状の溝の向きは、外管と逆方向の時計回りとなる。

【0034】

一方、都市ガスは、コークスと比較して高価なので、微粉炭の燃焼性を改善させコークス装入量を削減するメリットを大きくするためには、微粉炭の燃焼性を改善させつつ、なるべく少ない都市ガス原単位とすることが好ましい。そのため、都市ガス原単位は、５０（ｋｇ／ｔ−銑鉄）以下にすることが好ましく、可能であれば、１０（ｋｇ／ｔ−銑鉄）以下にすることがより好ましい。

【0035】

なお、吹き込む固体還元材として微粉炭を用いた例を示したが、微粉炭を主として、その中に廃プラスチック、廃棄物固形燃料、有機性資源、廃材の少なくとも１種を混合して使用してもよい。これらを混合して使用する場合においては、微粉炭の質量割合を全固体還元材に対して８０（質量％）以上とすることが好ましい。廃プラスチック、廃棄物固形燃料、有機性資源、廃材などは、反応による熱量が微粉炭と異なるので、互いの使用割合が近くなると、燃焼に偏りが生じ易くなり、高炉操業が不安定になる。また、微粉炭と比較して、廃プラスチック、廃棄物固形燃料、有機性資源、廃材は燃焼反応による燃焼熱が低い。このため、これらを多量に吹き込むと、炉頂より装入される固体還元材（コークス）に対する代替効率が低下するので、微粉炭の質量割合を固体還元材に対して８０質量％以上とすることが好ましい。

【0036】

また、吹き込む易燃性還元材として、都市ガスを用いた例を示したが、これに限られず、微粉炭よりも低い温度で燃焼する気体還元材であればよい。易燃性還元材として、例えば、天然ガス、プロパンガス、水素を用いてもよく、製鉄所で副生される転炉ガス、高炉ガスおよびコークス炉ガスを用いてよい。さらに、これらのガスを混合して用いてもよい。

【実施例】

【0037】

内管と外管の内側に互いに逆方向となる螺旋形状の溝を設けた二重管ランス３０を用いて本発明に係る高炉操業方法を実施した実施例について説明する。羽口３８本を持つ内容積５０００ｍ^３の高炉を用いて、目標１１５００（ｔ／ｄａｙ）の銑鉄生産量、１５０（ｋｇ／ｔ−銑鉄）の微粉炭比、０．１（ｋｇ／ｔ−銑鉄）の都市ガス吹き込み比、送風温度（１２００℃）、Ｏ_２富化＋５．５（％）、内管と外管の内側に互いに逆方向に螺旋形状の溝を設けた二重管ランス３０を用いて、内管から微粉炭、外管から都市ガス吹き込んで高炉の操業を３日間実施した。３日間の平均コークス比（ｋｇ/ｔ−銑鉄）は、３７０（ｋｇ/ｔ−銑鉄）であった。

【0038】

一方、比較例として、同じ高炉操業条件下において、二重管ランス３０を螺旋形状の溝を設けていない二重管ランス６０に代えて高炉の操業を３日間実施した。３日間の平均コークス比は、３７３（ｋｇ／ｔ−銑鉄）であった。

【0039】

このように、本発明の高炉操業方法を実施することで、二重管ランスからの吐出直後における微粉炭と都市ガスの混合性を向上させることができる。これにより、微粉炭の燃焼温度は向上し、高炉の炉熱が確保でき、高炉における還元材原単位を低減できることが確認された。

【符号の説明】

【0040】

１０： 高炉
１２： 羽口
１４： 送風管
１６： 二重管ランス
１８： レースウエイ
２０： 螺旋溝
２２： 内管
２４： 螺旋溝
２６： 外管
３０： 二重管ランス
３２： 螺旋溝
３４： 内管
３６： 螺旋溝
３８： 外管
４０： 燃焼実験装置
４２： 実験炉
４４： コークス槽
４６： 送風管
４８： 燃焼バーナ
５０： 都市ガス供給口
５２： 微粉炭貯留槽
５４： 排気口５４
６０： 二重管ランス
６２： 二重管ランス
６４： 二重管ランス
７０： 矢印
７２： 微粉炭流
７４： 燃焼位置
７６： 輝炎
８０： 矢印
８２： 微粉炭主流
８４： 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】