高炉的操作方法以及铁水的制造方法_3

文档序号:8460366阅读:来源:国知局
是 炉内空塔气速(单位:m/秒)。u可以通过以下的式子求出。
[0074]u(m/秒)=炉内气体的体积流量(m3/秒)/高炉100的腹部的截面积(m2)
[0075] 从使炉内的高炉100内的还原反应顺利地进行的观点出发,u例如为100~150m/ 秒。u的上限(umax)是在高炉内不发生结瘤、崩料和流化的最大炉内空塔气速,通常为100~ 150m/秒左右。11_可以设定在例如140~150m/秒之间。
[0076] 基于图3的流程图,详细地说明高炉的操作方法。首先,由高炉100的炉顶将氧化 铁原料和焦炭连同部分还原铁装入。每吨铁水例如装入氧化铁原料1100~1600kg、焦炭 200~400kg、部分还原铁100~600kg。通过以这样的质量比装入氧化铁原料、焦炭和部分 还原铁,可以减低原料成本并进行更稳定的操作。
[0077] 部分还原铁的装入量为每吨铁水例如100~600kg、也可以为100~300kg。通过 以这样的范围装入部分还原铁,可以减低原料成本并充分提高出铁比。要装入高炉100内 的部分还原铁中含有的金属铁的含有率为例如75~79质量%。
[0078] 开始装入部分还原铁或者增加部分还原铁的装入量时,可以根据部分还原铁的装 入量的增加而减少氧化铁的装入量。随着氧化铁的装入量的减少,氧化铁的还原反应量减 少,还原反应所需的热量剩余。由此,高炉100的炉内的温度上升,此时T_也上升。其结 果,减低CR变得可能。因此,边以是满足下述式(1)地监视,边使CR少量减少(S1、 第1工序)。例如,可以使CR每吨铁水减少lkg。此处所述的"监视"是指例如下述的状态: 经常或随时测定T_的值,当要脱离由式(1)表示的目标范围时,进行某些处置。例如,当 T_要脱离目标范围时,可以中止或停止减少CR的操作。后述的各温度和速度的"监视"的 意思也相同。
[0079] Ttop^Ttopfflin (1)
[0080] 第1工序中使CR减少时,在炉内空塔气速u减少的同时,高炉100的炉内的温度 下降、T_下降。因此,边以u和Tt()p满足下述式(2)和式(3)地监视,边使PC增加(S2、第 2工序)。优选使PC-点点地增加。此操作中,可以使PC每吨铁水增加lkg。
[0081] u彡u隨 (2)
[0082] Ttop^Ttopfflax (3)
[0083] 第2工序中使PC增加时,有Tf下降、T_上升的倾向,因此使富氧空气的富氧率x 增加变得可能。因此,使富氧率x增加(S3)。然后,判断是否满MTf=Tf_(S4)。不满足 Tf=T{_的情况下,判断是否满足Tt()p=Tt()pmin(S5)。如此,边以TjPT满足下述式(4) 和上述式(1)地监视,边使富氧空气的富氧率x增加直至判断Tf= 1\_和/或Ttop=Ttopmin 为止(第3工序)。
[0084] 第3工序中,优选使富氧率x-点点地增加。可以使富氧率x例如每0.1%地增 加。富氧率x为例如6%以上、为超过8%且16%以下即可。本说明书中的富氧率x是标 准状态(25°C、105Pa)下的富氧空气与大气的氧气浓度(体积基准)之差。需要说明的是, 图3中顺序如下,于S4判断不满足Tf=Tfmax之后,于S5判断是否满足T_=Tt_n。然而, 不特别限定于该顺序。例如也可以为,先判断不满足T_=Tt_n,然后判断是否满足Tf = Tfmax〇
[0085]Tf^Tffflax (4)
[0086] 第3工序中使富氧率x增加时,在乙的上升和Tt。#下降的同时,u增加。因此, 判断u是否满足上述式(2) (S6)。由此,判断是否需要调整富氧空气的吹送量。判断u不满 足上述式(2)的情况下,使富氧空气的吹送量BV减少(S7)。如此操作,进行调整使得u满 足上述式(2)(第4工序)。
[0087]接着,判断是否满足Tt()p=Ttopmax(S8)。不满足T_=T__的情况下,判断是否满 足u=umax (S9)。于S9判断不满足u=11_的情况下,再次进行上述的第2工序、第3工序 和第4工序。如此操作,反复进行上述的第2工序、第3工序和第4工序的各工序、使PC增 加直至u=umax和/或T_=T__为止。其结果,可以在PC增加的同时,也使富氧率x增 加。富氧率x为6%以上即可,可以为超过8%且16%以下。富氧率x增加时,富氧空气中 的氧气的比例增加。由此,在高炉100的炉内每单位时间进行的反应量增加、出铁比上升。
[0088] 反复进行第2工序、第3工序和第4工序的各工序使PC增加时,u也有增加的倾 向。然而,第4工序结束后,S8中判定T_=T_ma!^,判断u是否满足下述式(7) (S10)。 于S10判定u满足下述式(7)时,使富氧空气的吹送量BV增加直至u=umax为止(S11)。 由此,可以进行调整使得u=U_(第5工序)。
[0089]u<ufflax (7)
[0090] 此后,若想要能够进一步削减CR,可以反复进行第1工序、第2工序、第3工序和第 4工序的一连串工序,或者可以反复进行在这些工序基础上进一步加入第5工序的一连串 工序。另一方面,S9中判定满足u=umax时,进一步判断Tt。,否满足Ttop=Tt_n(S12)。 其结果,S9和S12中,判定满足u=umax和Tt()p=T__这两者时,结束图3所示流程图的 步骤。由此,可以使出铁比为最大值。
[0091] 需要说明的是,S10中判定u满足上述式(7)时,于S11使BV增加直至u=umax为 止之后,根据高炉100内的温度(炉况)的状况,有时难以减少CR。这种情况或者CR的值 已达到目标值的情况下,可以于S11使BV增加之后结束一连串工序。
[0092] 粉煤在高炉100的炉内起到还原剂的作用,可以代替焦炭。因此,使PC增加时,使 CR进一步减少变得可能。CR优选进行调整以便能够确保维持氧化铁的还原量和高炉100 的炉内的温度所需的焦炭量。上述的第4工序后,判定u满足上述式(7)的情况和/或T_ 满足下述式(8)的情况下,可以进一步削减CR。
[0093]Ttop>Ttopfflin (8)
[0094] 上述的第1工序、第2工序、第3工序、第4工序和第5工序的各工序可以反复进 行直至T_满足Tt()p=T__且u满足u=umax为止。或者,上述的第1工序、第2工序、第 3工序、第4工序和第5工序的各工序可以反复进行直至判断不能进一步削减CR为止。
[0095] 如果采用由上述步骤确定的CR、PC、x和BV操作高炉100,可以以稳定的操作状态 充分提高出铁比,并且削减焦比。
[0096] 通过进行图3的流程图所示的工序,可以以如下的条件操作高炉100。即,在将 富氧空气的富氧率记作x(%)以及将每吨铁水的粉煤的吹送量(简称为"粉煤比")记作 y(kg/吨)时,x和y满足下述式(9)和(10)。
[0097] 25x-175 <y< 31x+31 (9)
[0098] y> 130 (10)
[0099] 粉煤比y为"25x-175"以下时,发生Tt。/变低的现象或者T/变高的现象,变得难以 持续高炉的稳定操作。另一方面,粉煤比y为"31X+31"以上时,发生Tt。/变高的现象、u上 升的现象和/或空气比下降等的现象。其结果,变得难以持续高炉的稳定操作。
[0100] 从在减低焦比的同时提升出铁比的观点出发,粉煤比y例如为超过130kg/吨的 范围,也可以为超过175kg/吨的范围。从持续更稳定的操作的观点出发,粉煤比y可以为 250kg/吨以下。从进一步提高出铁比的观点出发,富氧率x可以例如为6%以上、也可以为 超过8%的范围。另外,从减低氧气成本的观点出发,富氧率x例如为16%以下。
[0101] 从进一步提高出铁比的观点出发,向高炉1〇〇中的部分还原铁的装入量例如为每 吨铁水100kg以上。另一方面,从减低原料成本的观点出发,向高炉100中的部分还原铁的 装入量例如为每吨铁水600kg以下。
[0102] 如上所述,通过进行高炉100的操作方法,可以以高的出铁比制造铁水。因此,本 实施方式的高炉的操作方法也可以称之为能够以高的出铁比稳定地制造铁水的铁水制造 方法。
[0103] 以上对于本发明的优选实施方式进行了说明,但本发明并不受上述实施方式的任 何限定。例如,S1~S5的各工序也不一定需要反复进行、可以只进行一次。另外,S1~S5 的各工序可以连续地进行、也可以间歇地进行。
[0104] 实施例
[0105] 以下,使用实施例和比较例更详细地说明本发明的内容。但是,本发明完全不限定 于以下的实施例。
[0106] (实施例1)
[0107] 在图1所示的高炉(内部容积:1600m3)内装入氧化铁原料和焦炭的同时,由风口 吹送富氧空气和粉煤,进行铁水的制造。然后,装入l〇〇kg/吨的部分还原铁(金属化率: 82%、含碳率:3. 5% ),进行图3所示的操作,求出高炉能够稳定操作的运转条件。将其结 果标示在图4中。对于实施例1,图4中标示的多种运转条件中,以富氧率x:13. 2%、粉煤 比y:238kg/吨的运转条件能够使出铁比为2. 87吨/天/m3。
[0108] (实施例2)
[0109] 除了使部分还原铁的装入量为200kg/吨以外,与实施例1同样地操作,求出高炉 能够稳定操作的运转条件。将其结果标示在图4中。
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