操作。
[0042] 部分还原铁的含碳率为例如2. 3~5. 9质量％。由此，可以减低高炉的燃料比。 相对于要装入高炉内的部分还原铁的整体，粒径小于5mm的部分还原铁的比例可以为10质 量％以下。要装入高炉内的部分还原铁的抗碎强度为30kg/cm2以上即可。采用这些条件 可以以更高的水准持续稳定操作。
[0043]本发明中还提供通过上述的高炉的操作方法制造铁水的铁水制造方法。如果采用 这种铁水的制造方法，则可以维持高炉的稳定操作并以高的出铁比制造铁水。
[0044] 发明的效果
[0045] 如果采用本发明，则可以提供能够维持高炉的稳定操作并充分提高出铁比的高炉 的操作方法。另外，如果采用本发明，则可以提供能够维持高炉的稳定操作并充分提高出铁 比的铁水的制造方法。
【附图说明】
[0046] 图1所示为应用本发明的高炉的操作方法的高炉的一例的示意图。
[0047] 图2是测定部分还原铁的抗碎强度的测定装置的正视图。
[0048] 图3所示为本发明的高炉的操作方法的实施方式的流程图。
[0049]图4所示为本发明的实施例1~6和比较例1~3的富氧率与粉煤比的关系图。
[0050] 图5所示为以比较例4为基准时的、实施例7~9和比较例5~7的出铁比的增 加率和焦比的削减率与金属铁的含有率的关系图。
【具体实施方式】
[0051] 以下根据情况，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。需要说明的是，各附 图中，对于同一或同等的要素赋予同一标记、省略重复的说明。
[0052] 图1所示为应用本实施方式的高炉的操作方法的高炉的一例的示意图。原料由高 炉100的炉顶部10装入到高炉100的炉内。原料包含氧化铁原料、焦炭和部分还原铁。原 料也可以根据需要而包含石灰石等。作为氧化铁原料，可以使用源自于铁矿石的块矿、烧结 矿和球团矿等、除了部分还原铁以外的各种氧化铁原料。
[0053] 部分还原铁是将氧化铁部分还原而得到的。部分还原铁的金属化率是部分还原铁 中含有的金属铁分的重量比率。金属化率可以使用下述式子来计算。部分还原铁中的金属 铁分（M.Fe)和总铁分（T.Fe)可以采用通常的定量分析而求出。
[0054] 金属化率（％ ) = [(部分还原铁中的金属铁分V(部分还原铁中的总铁 分）]X100
[0055]本实施方式的部分还原铁的金属化率例如可以为50~94%、也可以为65~ 85%。金属化率变得过低时，高炉100中部分还原铁的还原反应增加，炉内温度有下降的倾 向以及焦比有上升的倾向。另一方面，金属化率变得过高时，由于制造部分还原铁过程中的 预还原耗时，所以原料成本有上升的倾向。
[0056]作为部分还原铁，例如，可以采用利用包含氢气和/或一氧化碳的还原性气体将 氧化铁直接还原的部分还原铁。部分还原铁也可以进行热成形而成块化。将其称为HBI(热 压铁块、HotBriquetteIron)。由直接还原铁设备制造的部分还原铁容易在保管和运输中 再度氧化。这是由于部分还原铁中含有的铁与空气中的氧气反应而结为一体所致的。
[0057] 另一方面，部分还原铁中含有的铁（Fe)以碳化铁（FexC、x= 2~3)形式存在时， 可以抑制部分还原铁的再度氧化。例如，部分还原铁中的铁（Fe)的半数以Fe3CB式存在 时，可以充分抑制部分还原铁的再度氧化。关于此时的部分还原铁中的含碳率，金属化率 94%的情况为约2.3质量％。另一方面，关于部分还原铁中的铁（Fe)的总量以Fe3C形式 存在时的部分还原铁的含碳率，金属化率94%的情况为约4. 6质量％。
[0058] 例如，部分还原铁中的铁（Fe)的总量以Fe2C形式存在时，关于部分还原铁的含碳 率，金属化率94%的情况为约5. 9质量％。因此，部分还原铁的含碳率可以为2. 3~5. 9 质量％。部分还原铁的含碳率低于2. 3质量％时，FexC的含量变少，有容易再度氧化的倾 向。部分还原铁的含碳率超过5. 6质量％时，游离碳量增加而有部分还原铁的强度下降的 倾向。含碳率为2. 3~5. 9质量％的部分还原铁具有足够的强度并且碳化铁（FexC)的含 量高，因此可以充分抑制再度氧化。因此，可以不将部分还原铁成形地作为高炉100装入用 的原料使用。由此，不需要用于成形为HBI的设备，可以削减设备费和设备的维护费用。
[0059] 部分还原铁的含碳率例如可以基于JIS1211-2(铁和钢-碳定量方法-第2部： 燃烧-气体容量法）来测定。
[0060] 作为原料，将含碳的部分还原铁装入高炉100内时，部分还原铁中的碳在高炉100 内作为还原剂起作用。由此，可以减低高炉100的燃料比。作为将部分还原铁中的铁（Fe)变 成碳化铁（FexC)的方法，可列举出例如使用包含甲烷（CH4)的还原性气体将氧化铁还原的 方法。该方法中，可以通过式⑴的反应使FexC生成。FexC的含有率可以通过控制式（I)、 (II)的反应速度来调整。例如，可以通过改变还原性气体中的水分含有率来调整式（II)的 甲烷的改性反应的速度，从而调整式（I)的反应速度。
[0061]xFe+CH4-FexC+2H2 (I)
[0062]CH4+H20 -CO+3H2 (II)
[0063] 上式（I)中，x的数值是2. 5~3。
[0064] 未成块化的部分还原铁与成块化的部分还原铁（HBI)相比，有粒径小、强度也低 的倾向。另一方面，从进一步提升操作的稳定性的观点出发，高炉1〇〇中使用的氧化铁原料 优选具有规定的粒径和强度。根据高炉1〇〇的操作的模拟结果，相对于要装入高炉1〇〇内 的氧化铁原料的整体，粒径小于5_的氧化铁原料的比例为10质量％以下即可。通过使用 具有这种粒度分布的氧化铁原料，高炉100内的透气性变得良好，因而可以进一步提升操 作的稳定性。考虑到这样的情况，对于要装入高炉100内的部分还原铁，也与氧化铁原料同 样地，相对于要装入高炉100内的部分还原铁的整体，可以使粒径小于5_的部分还原铁的 比例为10质量％以下。
[0065] 本说明书中的氧化铁原料和部分还原铁的粒径可以基于JISM8700 :2013的"粒 度分析"来测定。即，可以使用口径5_的筛进行筛分，相对于试样整体的、过筛的试样的质 量比例以粒径小于5mm的试样的比例方式求出。
[0066] 另一方面，在装入高炉100前，要装入高炉100内的部分还原铁等原料受到由传送 带的交接部落下产生的冲击。从充分抑制该冲击造成的破碎的观点出发，部分还原铁可以 具有30kg/cm2以上的抗碎强度。该强度充分大于部分还原铁在高炉100内受到的应力的 最大值。因此，要装入高炉100的部分还原铁的抗碎强度为30kg/cm2以上即可。部分还原 铁的抗碎强度可以通过调整部分还原铁的含碳率而为30kg/cm2以上。部分还原铁的含碳 率可以通过控制还原气体中的水分含有率来调整。
[0067] 本说明书中的抗碎强度使用图2所示的测定装置60按照以下的步骤来测定。关 于图2的测定装置60,在载置于加压压力可计测的油压千斤顶62上的活动板64之上配置 作为测定对象的试样66。然后，通过将油压千斤顶62的圆筒向上方抽出，使活动板64向上 方移动。由此，试样66被夹在活动板64与固定于活动板64的上方的固定板68之间。试 样66被施加负重而最终破坏。根据破坏时的负重求出抗碎强度。
[0068] 由设置在高炉100的下部的风口12向炉内吹送富氧空气作为热风。富氧空气可 以将空气和氧气混合而得到。富氧率可以通过改变空气和氧气的混合比率来调整。粉煤与 富氧空气一起由风口12被吹送到高炉100内。
[0069] 高炉100中，通过将氧化铁原料和部分还原铁还原而得到铁水。铁水由出铁口 14 排出到炉外。通过将如此操作得到的铁水冷却而得到生铁。如果采用本实施方式的高炉的 操作方法，则可以使出铁比例如为2. 51~3. 65吨/天/m3、更具体地为3~3. 65吨/天/ m3。出铁比是每天且高炉100的内部容积每lm3得到的铁水的重量（吨）。高炉100的内 部容积例如为1500~3000m3。
[0070] 图3所示为本实施方式的高炉的操作方法的步骤的流程图。图3中，Tt。，1^分 别表示高炉100的炉顶的气体温度（炉顶温度）和风口 12的燃烧温度。高炉100中，T_ <Tf的关系成立，Tf通常是高炉100的炉内的最高温度。Tf通常为2200~2400°C。从以 更高的水准兼顾高炉100的稳定操作和高的出铁比的观点出发，Tf的上限（Tfmax)例如可以 设定为2300°C以上、也可以设定在2300~2400°C之间。
[0071] T_通常是高炉100的炉内的最低温度。T_例如为100~200°C。在炉内上部，从 将氧化铁原料适度地还原而使高炉100的操作稳定化的观点出发，需要使T_为规定的温 度范围。T_的上限（Tt()pmax)可以设定为180°C以上、也可以设定在180~200°C之间。T_ 的下限（Tt_n)可以设定在120°C以下、也可以设定在100°C~120°C之间。
[0072] 图3中，x是富氧空气的富氧率（单位：％ )。PC是由风口 12吹送的每吨铁水的 粉煤的吹送量（单位：kg/吨）。CR是焦比（每吨铁水所要装入焦炭的重量、单位：kg/吨）。 从减低原料成本的观点出发，优选减小焦比。
[0073] 图3中，BV是由风口 12导入到炉内的富氧空气的流量（单位：Nm3/分钟）。u