(57)【要約】      （修正有）【課題】地球温暖化対策として、高炉における現状よりさらに高度な炭酸ガスの大気排出削減を実現する。【解決手段】高炉１は、羽口１３先で生成した一酸化炭素により鉄鉱石を還元し、前記高炉本体からの炭酸ガス含有排気ガスとその炭酸ガスが一酸化炭素に分解されるに足る酸素ガスとが前記羽口に供給される排ガス還流手段が設けられている。また、前記排ガス還流手段には、羽口に供給される送風中の炭酸ガスの含有量を調整する流量制御手段１０が設けられている。高炉の操業方法において、その排ガス還流手段を用いて、排気ガスとそれに含まれる炭酸ガスを一酸化炭素に分解するに足る酸素ガスとを羽口に供給する。送風中の炭酸ガス濃度を１〜３０ｖｏｌ．％とし、コークスよりも発熱量当たりの炭酸ガス排出係数の小さい燃料１ｅとその助燃剤である酸素１ｇとを羽口に供給し、羽口先理論燃焼温度を２２００±２００℃に維持する。【選択図】図２
2010261095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽口先で生成した一酸化炭素により鉄鉱石を還元する高炉本体を有する高炉であって、前記高炉本体からの炭酸ガス含有排気ガスとその炭酸ガスが一酸化炭素に分解されるに足る酸素ガスとが前記羽口に供給される排ガス還流手段が設けられていることを特徴とする高炉。
【請求項２】
請求項１に記載の高炉において、前記排ガス還流手段には、羽口に供給される送風中の炭酸ガスの含有量を調整する流量制御手段が設けられていることを特徴とする高炉。
【請求項３】
請求項１または２に記載の高炉の操業方法において、高炉本体が安定操業状態になったときに、その排ガス還流手段を用いて、高炉本体からの排気ガスと、それに含まれる炭酸ガスを一酸化炭素に分解するに足る酸素ガスとを羽口に供給することを特徴とする高炉操業方法。
【請求項４】
請求項３に記載の高炉の操業方法において、前記羽口に供給される送風中の炭酸ガス濃度を１ｖｏｌ．％以上〜３０ｖｏｌ．％以下にすることを特徴とする高炉操業方法。
【請求項５】
請求項３また４に記載の高炉の操業方法において、コークスよりも発熱量当たりの炭酸ガス排出係数の小さい燃料とその助燃剤である酸素とを、前記炭酸ガス含有ガスが一酸化炭素に分解するときの熱損失を補償するように、羽口に供給することを特徴とする高炉操業方法。
【請求項６】
請求項５に記載の高炉の操業方法において、羽口先理論燃焼温度を２２００±２００℃に維持するように、前記燃料を供給することを特徴とする高炉操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、羽口からのガス吹込みにより生成した一酸化炭素により鉄鉱石を還元する高炉本体を有する高炉とその操業方法に関し、炭酸ガス排出量を削減した高炉とその操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  炭酸ガスの排出量を低減する手段として、高炉のコークス使用量を削減することにあるとの思想から、特許文献１から３に示すように、永年に亘り、高炉に重油や微粉炭、廃プラスチック、天然ガスを吹込むことにより、コークスを代替する還元材として利用する技術が開発されてきた。しかし、このような手段によっても、今日の地球温暖化対策としては不充分であり、一層の炭酸ガスの排出量の削減が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は上記の社会的ニーズに応え、高炉からの炭酸ガス排出量を従来よりもさらに削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  発明１の高炉は、羽口先で生成した一酸化炭素により鉄鉱石を還元する高炉本体を有する高炉であって、前記高炉本体からの炭酸ガス含有排気ガスとその炭酸ガスが一酸化炭素に分解されるに足る酸素ガスとが前記羽口に供給される排ガス還流手段が設けられていることを特徴とする。
発明２は、発明１の高炉において、前記排ガス還流手段には、羽口に供給される送風中の炭酸ガスの含有量を調整する流量制御手段が設けられていることを特徴とする。【０００５】  発明３は、発明１または２の高炉の操業方法において、高炉本体が安定操業状態になったときに、その排ガス還流手段を用いて、高炉本体の排気ガスと、それに含まれる炭酸ガスを一酸化炭素に分解するに足る酸素ガスとを羽口に供給することを特徴とする。
発明４は、発明３の高炉の操業方法において、前記羽口に供給される送風中の炭酸ガス濃度を１ｖｏｌ．％以上〜３０ｖｏｌ．％以下にすることを特徴とする。
発明５は、発明３また４の高炉の操業方法において、コークスよりも発熱量当たりの炭酸ガス排出係数の小さい燃料とその助燃剤である酸素とを、前記炭酸ガス含有ガスが一酸化炭素に分解するときの熱損失を補償するように、羽口に供給することを特徴とする。
発明６は、発明５の高炉の操業方法において、羽口先理論燃焼温度を２２００±２００℃に維持するように、前記燃料を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】  本発明により、高炉本体から排出されるべき炭酸ガスを高炉本体内で繰り返し使用することとなり、外界への炭酸ガス排出を減少させることができた。
また、その一酸化炭素への変換に必要な熱量をコークスに頼るのではなく発熱量当たりの炭酸ガス排出係数の小さい燃料を用いることで、炭酸ガスの発生自体をも抑制し、炭酸ガスの繰り返し使用による排出削減効果を一層向上することができた。
さらに、羽口先理論燃焼温度を２２００±２００℃に維持するようにすることにより、過大な温度上昇に起因するＳｉＯ生成量の増加による炉内の通気阻害と、温度の異常低下による一酸化炭素の変換不良による鉄鉱石の還元不足の双方を防止することができた。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】高炉本体のレースウエイ内の反応説明図
【図２】実施例のプロセス・フロー
【図３】カーボン・フローバランスを示すフロー図で、（Ａ）は、従来のオールコークス操業におけるカーボン・フローバランスを、（Ｂ）は、本発明による操業時のカーボン・フローバランスを示す。
【符合の説明】
【０００８】（Ｐ１）  レースウエイ（Ｏ２による酸化領域）
（Ｐ２）  レースウエイ内壁（赤熱コークスによる強還元領域）
（Ｐ３）  レースウエイ外側の炉内（酸化鉄の還元領域）
（Ｐ４）  炉内コークス充満層
（Ｐ５）  羽口（１３に同じ）
（Ｐ６）  高炉炉壁耐火レンガ
（１）  高炉
（２）  熱風炉
（３）  高炉送風機
（４）  ガス除塵装置
（５）  送風ボイラー
（６）  ボイラー煙突
（７）  吸引ブロアー
（８）  ＣＯ２濃度計
（９）  吸気口
（１０）  排ガス流量制御弁
（１１）  酸素流量制御弁
（１２）  天然ガス流量制御弁
（１３）  羽口（Ｐ５に同じ）
（１４）  コークス炉
（１５）  ガスホルダー
（１６）  製鉄所内ガス燃焼設備
（１ａ）  コークス
（１ｂ）  鉄鉱石、石灰石
（１ｃ）  銑鉄、スラグ
（１ｄ）  高炉ガス
（１ｅ）  高炉吹込み天然ガス
（１ｆ）  送風
（１ｇ）  酸素
（２ａ）  熱風炉排ガス
（５ｂ）  ボイラー排ガス
（５ｃ）  高炉吹込み排ガス
（１４ａ）  石炭
（１４ｂ）  コークス炉ガス
（１４ｃ）  コークス乾留排ガス
（１４ｄ）  混合ガス添加天然ガス
（１５ａ）  コークス乾留ガス
（１５ｂ）  混合ガス
（１６ａ）  ガス燃焼設備の燃焼排ガス
（Ｂ１ａ）  従来のオールコークス操業におけるコークスとして高炉に入るＣ量
（Ｂ２ａ）  （Ｂ２ｂ）  ダスト・スラジに含まれて排出するＣ量
（Ｂ３ａ）  （Ｂ３ｂ）  銑鉄に含まれて排出するＣ量
（Ｂ４ａ）  従来のオールコークス操業におけるＣＯ２排出量
（Ｂ１ｂ）  本発明による操業時によりコークスとして高炉に入るＣ量
（Ｂ４ｂ）  本発明による操業時におけるＣＯ２排出量
（Ｂ５）  高炉の炉内領域
（Ｂ６ｂ）  本発明による操業時において、循環排ガスから高炉に入るＣ量
（Ｂ７ｂ）  本発明による操業時において、天然ガスから高炉に入るＣ量
【発明を実施するための形態】
【０００９】  本発明は、従来高炉操業上は不要とされていた排気ガス中に含まれ、かつ、還元能力のない炭酸ガス（ＣＯ２）を高炉内の高温を利用して還元材の一酸化炭素（ＣＯ）に転換して繰り返し利用する技術を提供するものである。
原理的には、Ｃ＋ＣＯ２＝２ＣＯの反応で生成するＣＯは、２Ｃ＋Ｏ２＝２ＣＯの反応で生成するＣＯと同等である。
即ち、ＣＯ２を利用すれば、１モルのＣを消費して２モルのＣＯを生成することができる。
本発明は『ＣＯ２をＣに変えることは無理であるが、ＣＯ２を赤熱コークスによってＣＯに変えることは可能であり、還元ガスとして利用できる』という着想を利用したものである。従来、コークス使用量を削減する操業技術の開発が行われてきたのに対し、本発明は、コークス使用量の削減のみならず高炉本体からの排気ガス中に含まれる炭酸ガスの繰り返し使用により、大気へのＣＯ２排出量を削減する技術である。
近年、大気中のＣＯ２等の温室効果ガス濃度が上昇し、地球規模での気候変動が懸念され、全地球的に温室効果ガス排出量の削減が課題となり、国際公約により我が国は一定比率の削減の達成が義務づけられている。高炉は大量のコークスを使用するため、大量のＣＯ２排出源になっており、ＣＯ２排出量を削減するため、更なる高炉操業技術の改良が求められている。
【００１０】  高炉では、炉内（高炉本体）の羽口先でコークス等の燃焼より得られる２０００℃以上の高温下で発生するＣＯガスによって鉄鉱石を還元し、銑鉄を製造する。
高炉内で還元に利用されなかったＣＯガスは、高炉ガスとして除塵設備に導入され、清浄化されたのち、発電ボイラ等の燃料ガスとして利用され、４０〜５０％のＣＯ２を含む燃焼排ガスとして排気設備に送られ大気に放散される。
本発明は、この排気設備から分岐して高炉用送風機の大気吸入口に繋がる排気経路により排ガス還流手段を構成し、燃焼排ガスの一部を大気と共に高炉用送風機に吸引させ、その含有するＣＯ２を組成する炭素を高炉内での還元反応に必要な炭素源として利用することにより、ＣＯ２の大気排出量を削減するものである。
【００１１】  ＣＯ２として高炉に吹き込まれたＣに相当する量のコ−クスまたは微粉炭（以下、コークス等と記載）の使用量を減少できる。排気ガスの導入量を大きくするにつれて、高炉羽口先での温度は、排気ガス中のＣＯ２のＣＯへの変化が吸熱反応であるために低下し、ついには２０００℃以上に維持できなくなるが、このような場合は、コークス等に比べて発熱量当たりＣＯ２排出係数の小さい天然ガス等、及び助燃剤の酸素ガスを高炉に吹込むことで、この問題を解消できた。また、これらによって、さらにＣＯ２の発生を削減することができた。
【００１２】  コークス等の炭素源を兼ねた燃料を削減することは、その燃焼による高炉内への持ち込み熱量が減少し、高炉内の熱収支の平衡が崩れ、高炉の安定操業を損なう。従って、熱収支バランスを維持することを目的に、持ち込み熱量を補うために新たな燃料ガスを吹き込む必要がある。その際、炭素源は、導入された排気ガス中の炭酸ガスによりまかなわれているので、熱量を満たせれば良く、発熱量当たりＣＯ２排出量の少ない燃料ガス、例えば、天然ガス（天然ガスの発熱量当たりＣＯ２排出量は、コークスに対して０．４５）を使用することが可能になった。なお、天然ガスの燃焼には遊離酸素が必要となるので、前記高炉用送風機からの送風中に、これに必要な量の酸素を富化する。
【００１３】  本発明による酸化鉄の還元は、『還元反応生成物のＣＯ２をＣＯに変成して、還元剤とする』反応によるものである。この変成反応は、赤熱コークスの存在するレースウエイと呼ばれる２０００℃以上の高温空間で主に起きる。図１を用いてレースウエイ内で起きる基本的反応を説明する。高炉羽口（Ｐ５）からレースウエイに吹込まれたＯ２は、レースウエイ内（Ｐ１）を旋回するコークスと反応してＣＯ２になる。このＣＯ２はレースウエイ周辺部（Ｐ２）に入ると、レースウエイ壁面を形成する赤熱コークスと反応してＣＯになってレースウエイ外（Ｐ３）に出る。レースウエイ外に出たＣＯは、高炉内を上昇する間に酸化鉄を還元してＣＯ２になる。
送風中にＣＯ２が含まれる場合であっても、レースウエイの温度が一定範囲内であれば、上記と同じ反応メカニズムが起きる。
なお、この場合、羽口に供給される送風中のＣＯ２含有量が１ｖｏｌ．％以上、好ましくは２ｖｏｌ．％以上、より好ましくは３ｖｏｌ．％以上とし、上限を３０ｖｏｌ．％以下、好ましくは２０ｖｏｌ．％以下とするのが望ましい。ＣＯ２含有量が過小であるとＣＯ２の排出削減効果が少なく、実用的効果を得るためには、通常の大気中に含有されるＣＯ２含有量（０．０４ｖｏｌ．％）の５０倍以上のＣＯ２濃度にする必要がある。また、ＣＯ２含有量が過剰であると、富化酸素による天然ガスの助燃効果が阻害され、未燃の天然ガスがＰ２領域に入り、レースウエイ温度が低下し、ＣＯガスへの反応メカニズムが発生し難くなる。
【００１４】  高炉のコークス使用量が減少すると、コークス生産量が減少する。それに伴い、コークス炉からのＣＯ２排出量とコークス炉ガスが減少する。
製鉄所では、高炉本体に関連した他の設備、装置の燃料としてコークス炉ガスを利用するが、コークス生産量が減少するとこれらの周辺設備へのコークス炉ガスの供給が不足することとなる。
その結果、ＣＯ２排出量の多いコークス炉ガスから天然ガスなどＣＯ２排出量のより少ない燃料への転換を促すこととなる。
【００１５】  以下、本発明を更に詳しく説明する。
本発明は、高炉操業において２５％以上のＣＯ２を含む燃焼排ガスを送風の一部と置換して高炉に吹込むことにより、炉内に投入される炭素量が増えるので、その炭素量に相当するコークス等の使用量を減らすことができる。
高炉内では、羽口先での赤熱コークスと送風中の酸素の燃焼反応
＜式１＞
Ｃ＋１／２Ｏ２→ＣＯ  （１）
によりＣＯが生成し、
＜式２＞
ＣＯ＋１／３Ｆｅ２Ｏ３→２／３Ｆｅ＋ＣＯ２  （２）
により鉄鉱石が還元される。
反応（１）は発熱反応であり、コークス等の使用量が減ることにより、入熱量が減る。
炉内に吹込まれた排ガス中のＣＯ２は、赤熱コークスとの反応
＜式３＞
ＣＯ２＋Ｃ→２ＣＯ  （３）
によりＣＯとなり、前記式２により鉄鉱石が還元される。
反応（３）は吸熱反応であり、高炉内での消費熱量が増える。
即ち、排ガス吹込みにより、排ガス中ＣＯ２の１分子はコークス中Ｃの１分子を消費して２分子のＣＯを生成するので、コークス等の使用量を減らすことができる。しかし、羽口先における発熱量が減り、吸熱量が増える。熱収支バランスを維持するために、天然ガスとその助燃剤の酸素を高炉内に吹込み、天然ガスの燃焼熱によって熱量補償する。
安定した高炉操業を維持するためには、羽口先理論燃焼温度を２０００〜２４００℃に維持する必要がある。この制約により、天然ガス吹込み量は排ガス吹込み１Ｎｍ３当り０．３〜０．８ｋｇ、酸素吹込み量は排ガス吹込み１Ｎｍ３当り０．５〜１Ｎｍ３になる。
【００１６】  上記における羽口先理論燃焼温度とは、羽口先のレースウエイ温度を実測することが困難であることから、レースウエイ温度を理論的に算出した計算値が用いられており、特許文献３（高炉操業法）に引用されている製銑ハンドブック（重見彰利、地人書館、初版発行：昭和５４年  ｐ．２１７）に記載された下記の計算式４が広く使われている。
＜式４＞
Ｔ＝（Ｑｃｏｋｅ＋ＱＦ＋ＱＢ＋ＱＣ）／（Ｃｇ・ＶＴ）  （１）
Ｔ：羽口先理論燃焼温度、
Ｑｃｏｋｅ：コークス中のＣがＣＯに燃焼する時の発熱量、
ＱＦ：送風と共に炉内に天然ガス等の還元剤及びＨ２Ｏ、ＣＯ２等の反応熱（天然ガス等の還元剤中ＣがＣＯに燃焼する時の発熱量から、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、ＣＨ４等の分解熱を差し引いたもの）、
ＱＢ：送風の持ち込む顕熱、
ＱＣ：レースウエイの燃焼帯に入ってくるコークスの顕熱、
Ｃｇ：燃焼生成ガスの定圧比熱、
ＶＴ：燃焼生成ガス量
【実施例１】
【００１７】  本発明の高炉の一例を図２のプロセス・フローにより説明する。
高炉本体（１）から発生した高炉ガスは、高炉ガス管路（１ｄ）にてガス除塵装置（４）にて除塵され、その大半を発電プラント（５）に送り、このプラントのボイラ燃料として使用し、得られた電力を吸引ブロア（７）や高炉送風機（３）等の製鉄所動力源として使用する。前記ボイラからの燃焼排ガスは排ガス管（５ｂ）により、煙突（６）から大気放散する。
本実施例では、この排ガス管（５ｂ）の途中から吸引ブロア（７）に向かう分岐排ガス管（５ｃ）を設け、この吸引ブロア（７）にて高炉送風機（３）の吸引口に排ガスの一部を供給するようにして、前記ボイラの燃焼排ガスを高炉送風機（３）から熱風炉（２）を経て羽口（１３）に至る排ガス還流手段を構成した。
このようにして、前記高炉送風機（３）から羽口（１３）に送りこまれる送風中のＣＯ２濃度を１ｖｏｌ．％以上の所定の範囲（例えば、図３Ｂに示す状態を維持する範囲）の安定した値にするように、排ガスの流量を調整するようにしてある。
吸引ブロア（７）と高炉送風機（３）の送風経路中には、送風中のＣＯ２濃度を測定するＣＯ２濃度計（８）と、このＣＯ２濃度計（８）の測定結果により前記ボイラの排ガス流量を制御する排ガス流量制御弁（１０）と外気吸引口（９）が設けてある。
高炉送風機（３）から熱風炉（２）に至る送風経路中に、流量制御弁（１１）を介して酸素を注入する経路（１ｇ）を設け、その送風中ＣＯ２をＣＯに変換するに足る量の酸素が送風中に存在するように補給する。
このようにして、羽口先理論燃焼温度を２２００±２００℃に維持するに必要な量の天然ガスとその助燃剤である酸素を送風中に供給するようにしてある。【００１８】  コークス使用量（１ａ）の減少によりコークス生産量が低下するため、コークス炉（１４）から発生するコークス乾留排ガス（１４ｃ）とコークス炉ガス（１４ｂ）が減少する。コークス炉ガスの減少による製鉄所内のガス燃焼設備（１６）の燃料ガス不足を補うため、コークス炉ガスに比してＣＯ２排出係数の小さい天然ガス（１４ｄ）を、ガスホルダ（１５）の混合ガス（１５ｂ）に吹込む。その波及効果として、製鉄所内のガス燃焼設備の燃焼排ガス（１６ａ）のＣＯ２排出量が減少する。
なお、操業当初、あるいは、何らかの事故により高炉本体内の状態が不安定な状態にあるときは、両制御弁（１０）（１１）により、排気ガスと酸素ガスの供給を停止することも可能である。また、不安定な状態に進行する可能性がある場合は、それを安定化させる方法のひとつとして、通常ではない排ガス量と酸素量を供給することも可能であるから、当該排ガス還流手段は、高炉本体の安定操業を維持する手段の一つにも利用可能である。
また、熱風炉（２）から高炉下部に配列した複数の羽口（１３）それぞれに至る熱風管（１ｆ）の途中には、流量制御制御弁（１２）を介して天然ガスを供給する供給路（１ｅ）が設けてある。
【実施例２】
【００１９】  実施例１の高炉を用いて、ボイラ排ガス（組成：Ｎ２：５５％＋ＣＯ２：４５％）１００Ｎｍ３／ｔ−ｐｉｇを送風７８６Ｎｍ３／ｔ−ｐｉｇ中に吹込み、同時に天然ガス２４ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ、及び酸素６７Ｎｍ３／ｔ−ｐｉｇを吹込む複合吹込み操業を行った。
オールコークス操業（通常操業法）と比較して、排ガス吹込み＋天然ガス＋酸素ガスの排ガス複合吹込み操業（本発明による操業法）の操業諸元を表１に示す。【００２０】
【表１】
2010261095.tif 000003
【００２１】  地球温暖化対策推進法に記載された別表１（ＣＯ２発生量）と別表２（単位発熱量）からコークスと天然ガスのＣＯ２排出係数は、下記表２のように各々、３．２５と２．６５になる。
【表２】
2010261095.tif 000004
【００２２】  表１の通り、排ガス複合吹込みによる高炉にインプットされるＣ量の変化は、コークス原単位３９ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの減少と天然ガス原単位２０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの増加である。
この変化に伴う図１のレースウエイＰ１領域における部分熱収支は、表２の発熱量から下記のように求まる。
コークスからの入熱減：３９  ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ×３０．１Ｍジュール／ｋｇ＝１１７４Ｍジュール／ｔ−ｐｉｇ
天然ガスからの入熱増：２０  ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ×５４．５Ｍジュール／ｋｇ＝１０９０Ｍジュール／ｔ−ｐｉｇ
実績値の入熱量が８４Ｍジュール／ｔ−ｐｉｇ減少した理由は、レースウエイＰ１領域におけるコークス消費量減少に伴うコークス灰分の溶融熱の減少、及びＳｉＯ発生量の減少により、Ｐ１領域における熱効率が７％向上した効果であり、Ｐ１領域における部分熱収支は良好に保たれた。
一方、コークス原単位減少によりＣＯ２発生原単位が減少し、天然ガス原単位の増加によりＣＯ２発生原単位量が増加した。
２７７万ｔ／年の銑鉄を生産する炉内容積４０００ｍ３の高炉に、本発明技術を採用した場合のＣＯ２排出削減量は、表２のＣＯ２排出係数から次のように概算できる。
ＣＯ２発生原単位減少量：３９×３．２５−２０×２．６５＝７３．７ｋｇ／ｔ−ｐｉｇＣＯ２削減量：２７７万ｔ−ｐｉｇ／年×７３．７ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ＝２０万トン／年
詳細な計算では、高炉の酸素原単位の増加に伴う酸素発生設備からのＣＯ２排出量の増加を計上する必要がある。しかし、その増加量は、上記の計算に含まれていない［００１８］に記載した波及効果に比して少ない量である。即ち、（図２における１ｇの酸素原単位増加に伴うＣＯ２排出増加量）＜（１４ｃの減少量＋１６ａの減少量）であるため相殺できるとし、概算効果の対象外とした。【００２３】  本発明者らが出願した特許文献４は、重油の多量吹き込みに代わって、ＣＯ２を含む各種燃焼設備の排ガスを高炉に吹込み、送風温度を上昇させて熱補償し、コークス消費量を削減する高炉操業法であったが、本発明はその本質原理を追求し、さらに工夫することによってＣＯ２排出削減技術として確立したものである。
即ち、高炉への排ガス吹込みにより、コークス等の消費量を減らすと同時に、熱補償の手段としてコークス等より発熱量当たりＣＯ２排出係数の小さい燃料ガス（例えば、天然ガス）および助燃剤の酸素ガスを同時に吹込む複合吹込操業技術である。ＣＯ２を利用してＣＯ２排出量を減らす高炉操業法の目的は、経済性の追求に止まらず、地球温室効果ガスのＣＯ２をリサイクルして大気への排出量を削減することにある。
本発明は、高炉操業の常識を覆す着想と工夫によって可能になった地球温暖化防止技術である。
なお、本発明の基本となるカーボンバランスを判り易くするために、カーボンの流れを従来のものと比較して図３にて説明する。
この図３において、ダスト・スラジに含まれて排出するＣ量（Ｂ２ａ）（Ｂ２ｂ）を（５Ｋｇ−Ｃ／ｔ−ｐｉｇ）とし、銑鉄に含まれて排出するＣ量（Ｂ３ａ）（Ｂ３ｂ）を（４５Ｋｇ−Ｃ／ｔ−ｐｉｇ）としたとき、以下のようにＣＯ２排出量が算定できる。
なお、（Ｂ５）は高炉本体の炉内領域を示す。
従来のオールコークス操業におけるコークスとして高炉に入るＣ量（Ｂ１ａ）は、以下の式のように算定される。
コークス原単位４５０Ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ×０．８９（コークス中Ｃ割合）＝４０１Ｋｇ−Ｃ／ｔ−ｐｉｇ
従来のオールコークス操業におけるＣＯ２排出量（Ｂ４ａ）は、次のように算定できる。
（４０１−５−４５）Ｋｇ−Ｃ／ｔ−ｐｉｇ＝１２８９Ｋｇ−ＣＯ２／ｔ−ｐｉｇ
これに対し、本発明による操業時のコークスとして高炉に入るＣ量（Ｂ１ｂ）は、以下のように算定される。
コークス原単位４１１Ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ×０．８９（コークス中Ｃ割合）＝３６６Ｋｇ−Ｃ／ｔ−ｐｉｇ
本発明による操業時において、循環排ガスから高炉に入るＣ量（Ｂ６ｂ）は、（２４Ｋｇ−Ｃ／ｔ−ｐｉｇ）となるが、大気に排出されないため、ＣＯ２排出量の対象にはならない。
また、本発明による操業時において、天然ガスから高炉に入るＣ量（Ｂ７ｂ）は、（１５Ｋｇ−Ｃ／ｔ−ｐｉｇ）となる。
これより、本発明による操業時におけるＣＯ２排出量（Ｂ４ｂ）は、以下のように算定できる。
（３６６−５−４５＋１５）Ｋｇ−Ｃ／ｔ−ｐｉｇ＝１２１４Ｋｇ−ＣＯ２／ｔ−ｐｉｇ
以上より、Ｂ４ａとＢ４ｂの差、即ち、本発明によるＣＯ２排出削減量は、以下のように算定される。
１２８９−１２１４＝７５Ｋｇ−ＣＯ２／ｔ−ｐｉｇ
上記の算定値は、表２の地球温暖化対策推進法の別表１を用いて概算し、［００２２］に記載したＣＯ２発生原単位減少量（７３．７ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ）に良く一致する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開平３−２４０９０６
【特許文献２】特開２００６−２０７００９
【特許文献３】特開２００６−２４１４９８
【特許文献４】特開昭５７−１９３０７
【図１】
2010261095.tif 000005
【図２】
2010261095.tif 000006
【図３】
2010261095.tif 000007