(57)【要約】【課題】低灰融点の石炭を含有するにも関わらず、発熱量の低下を抑制しつつ、高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着等を抑制する高炉吹込み炭を得ることができる高炉吹込み炭の調製方法を提供することにある。【解決手段】石炭の分析により得られたデータに基づき、条件Ａ，Ｂを満たす第一，第二炭種をそれぞれ選定し（Ｓ２、Ｓ３）、第一，第二炭種を混合してなる混炭の灰融点をＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき導出し（Ｓ４）、混炭の灰融点及び前記４元系状態図に基づき、混炭に添加したときに最も少ない量にて混炭の灰融点が１４００℃以上となる添加剤を、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、又はＣａＯから選定する（Ｓ５）と共に、添加剤の添加量を導出し（Ｓ６）、第一炭種及び第二炭種を混合して混炭とし（Ｓ７）、前記混炭に前記添加剤を前記添加量で添加する（Ｓ８）ようにした。【選択図】図１
2014077156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉設備の高炉本体の内部に羽口から吹き込む高炉吹込み炭の調製方法であって、
石炭の原炭時の水分含有量、石炭の灰分、及び当該灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇの重量％を分析する第１の工程と、
分析して得られたデータに基づき、原炭時の水分含有量が１５重量％未満であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物の全重量が灰分重量の７０重量％以上であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としたときにＡｌ2Ｏ3含有量が２０重量％±５重量％であり、ＳｉＯ2含有量が７０重量％以上である第一炭種を選定する第２の工程と、
分析して得られたデータに基づき、原炭時の水分含有量が１５重量％以上であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物の全重量が灰分重量の７０重量％以上であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ、Ｃａ，Ｍｇの酸化物を１００重量％としたときにＡｌ2Ｏ3含有量が２０重量％±５重量％であり、ＳｉＯ2含有量が３５重量％以上４５重量％以下であり、ＭｇＯ含有量が０重量％以上２５重量％以下である第二炭種を選定する第３の工程と、
選定した前記第一炭種及び前記第二炭種を混合してなる混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときのＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、当該混炭の灰融点を導出する第４の工程と、
前記混炭の灰融点、及び前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、前記混炭に添加したときに最も少ない量にて前記混炭の灰融点が１４００℃以上となる添加剤として、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、またはＣａＯから選定する第５の工程と、
選定した前記添加剤の前記混炭への添加量を導出する第６の工程と、
選定した前記第一炭種及び前記第二炭種を混合して混炭とする第７の工程と、
前記混炭に前記添加剤を前記添加量で添加する第８の工程と
を有する
ことを特徴とする高炉吹込み炭の調製方法。
【請求項２】
請求項１に記載された高炉吹込み炭の調製方法であって、
前記第５の工程にて、
前記混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ、Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときの前記混炭の灰融点が、前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にて１４００℃以下となる領域内にあり、且つ、前記ＳｉＯ2含有量ｘ及び前記ＣａＯ含有量ｙの関係を示す（１）式による第一境界線よりも下方にあるときには、前記添加剤として前記ＣａＯを選定し、
前記混炭の灰融点が、前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にて１４００℃以下となる領域内にあり、且つ、前記ＳｉＯ2含有量ｘ及び前記ＣａＯ含有量ｙの関係を示す（２）式による第二境界線よりも上方にあるときには、前記添加剤として前記ＳｉＯ2を選定し、
前記混炭の灰融点が、前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にて１４００℃以下となる領域内にあり、且つ、前記第一境界線よりも上方にあると共に、前記第二境界線よりも下方にあるときには、前記添加剤として前記ＭｇＯを選定する
ことを特徴とする高炉吹込み炭の調製方法。
ｙ＝０．０８３ｘ2−６．６７ｘ＋１６６．３      ・・・（１）
ｙ＝０．０６５ｘ2−６．８６ｘ＋１７７．４      ・・・（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉吹込み炭の調製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉設備は、鉄鉱石や石灰石やコークスの原料を高炉本体の頂部から内部に装入すると共に、当該高炉本体の側部の下方寄りの羽口から熱風及び補助燃料として高炉吹込み炭（微粉炭）を吹き込むことにより、鉄鉱石から銑鉄を製造することができるようになっている。
【０００３】
ところで、前記高炉設備の操業を安定に行うために、前記高炉吹込み炭が前記高炉本体の前記羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは当該高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することが求められている。
【０００４】
例えば、微粉炭の灰の軟化点が１３００℃未満のものに石灰石や蛇紋岩などＣａＯ源の造滓剤を添加して、微粉炭中の灰の軟化点を１３００℃以上に調整処理し、次いで、微粉炭中の灰の軟化点が１３００℃以上の微粉炭のみを高炉本体の羽口から内部に吹き込むことにより、高炉吹込み炭の燃焼性を向上させることが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
また、例えば、羽口からＣａＯ系、ＭｇＯ系、ＳｉＯ2系フラックスのいずれか１種または２種以上を羽口部から高炉の内部に吹き込むようした高炉操業法が提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１５６３３０号公報
【特許文献２】特開平３−２９１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載される微粉炭（高炉吹込み炭）では、高炉吹込みに際して、単味微粉炭または混合微粉炭とともに造滓剤を添加することで、灰の軟化点を１３００℃以上とすることができるものの、前記造滓剤が酸化カルシウムしかないことから前記単味微粉炭の灰分組成によっては前記造滓剤の添加量が非常に多くなり、その添加量に応じて高炉吹込み炭の発熱量の低下を招いてしまう可能性があった。
【０００８】
さらに、前記特許文献１では、混合微粉炭が、例えば、灰分中のＳｉＯ2含有量が７０重量％以上である灰分中のＳｉＯ2重量比が大きい石炭と、例えば、灰分中のＳｉＯ2含有量が３５重量％以上４５重量％以下である灰分中のＣａＯ重量比が大きく低灰融点の石炭とで構成されると、これら石炭の混合比を調整したり前記混合微粉炭に造滓剤の酸化カルシウムを添加したりしても、得られた微粉炭（高炉吹込み炭）の灰融点を高めることができず、高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することができない可能性があった。
【０００９】
前記特許文献２には、１４５０℃における粘性を１０ポアズ以下にすることで、高炉内で生成するボッシュスラグの流動性を確保する高炉操業法しか記載されていないことから、高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することができない可能性があった。
【００１０】
このようなことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたものであって、低灰融点の石炭を含有するにも関わらず、発熱量の低下を抑制しつつ、高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制する高炉吹込み炭を得ることができる高炉吹込み炭の調製方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決する第１の発明に係る高炉吹込み炭の調製方法は、高炉設備の高炉本体の内部に羽口から吹き込む高炉吹込み炭の調製方法であって、石炭の原炭時の水分含有量、石炭の灰分、及び当該灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇの重量％を分析する第１の工程と、分析して得られたデータに基づき、原炭時の水分含有量が１５重量％未満であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物の全重量が灰分重量の７０重量％以上であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としたときにＡｌ2Ｏ3含有量が２０重量％±５重量％であり、ＳｉＯ2含有量が７０重量％以上である第一炭種を選定する第２の工程と、分析して得られたデータに基づき、原炭時の水分含有量が１５重量％以上であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物の全重量が灰分重量の７０重量％以上であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としたときにＡｌ2Ｏ3含有量が２０重量％±５重量％であり、ＳｉＯ2含有量が３５重量％以上４５重量％以下であり、ＭｇＯ含有量が０重量％以上２５重量％以下である第二炭種を選定する第３の工程と、選定した前記第一炭種及び前記第二炭種を混合してなる混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときのＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、当該混炭の灰融点を導出する第４の工程と、前記混炭の灰融点、及び前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、前記混炭に添加したときに最も少ない量にて前記混炭の灰融点が１４００℃以上となる添加剤として、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、またはＣａＯから選定する第５の工程と、選定した前記添加剤の前記混炭への添加量を導出する第６の工程と、選定した前記第一炭種及び前記第二炭種を混合して混炭とする第７の工程と、前記混炭に前記添加剤を前記添加量で添加する第８の工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
上述した課題を解決する第２の発明に係る高炉吹込み炭の調製方法は、前述した第１の発明に係る高炉吹込み炭の調製方法であって、前記第５の工程にて、前記混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときの前記混炭の灰融点が、前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にて１４００℃以下となる領域内にあり、且つ、前記ＳｉＯ2含有量ｘ及び前記ＣａＯ含有量ｙの関係を示す（１）式による第一境界線よりも下方にあるときには、前記添加剤として前記ＣａＯを選定し、前記混炭の灰融点が、前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にて１４００℃以下となる領域内にあり、且つ、前記ＳｉＯ2含有量ｘ及び前記ＣａＯ含有量ｙの関係を示す（２）式による第二境界線よりも上方にあるときには、前記添加剤として前記ＳｉＯ2を選定し、前記混炭の灰融点が、前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にて１４００℃以下となる領域内にあり、且つ、前記第一境界線よりも上方にあると共に、前記第二境界線よりも下方にあるときには、前記添加剤として前記ＭｇＯを選定することを特徴とする。
ｙ＝０．０８３ｘ2−６．６７ｘ＋１６６．３      ・・・（１）
ｙ＝０．０６５ｘ2−６．８６ｘ＋１７７．４      ・・・（２）
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る高炉吹込み炭の調製方法によれば、低灰融点の石炭を含有するにも関わらず、発熱量の低下を抑制しつつ、高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制する高炉吹込み炭を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一番目の実施形態に係る高炉吹込み炭の調製方法の手順を表すフローチャート図である。
【図２】本発明の第一番目の実施形態に係る高炉吹込み炭の灰分についてのＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図である。
【図３】本発明の第二番目の実施形態に係る高炉吹込み炭の灰分についてのＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図である。
【図４】図３における第一境界線を導出するために用いた図である。
【図５】図３における第二境界線を導出するために用いた図である。
【図６】本発明の実施例に係る高炉吹込み炭の調製方法の確認試験を説明するために用いたＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る高炉吹込み炭の調製方法の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００１６】
［第一番目の実施形態］
本発明に係る高炉吹込み炭の調製方法の第一番目の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１７】
本実施形態に係る高炉吹込み炭は、高炉設備の高炉本体の内部に羽口から吹き込む高炉吹込み炭であって、図１に示すように、石炭の原炭時の水分含有量及び石炭の灰分を分析すると共に、石炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇの重量％を分析し（第１の工程Ｓ１）、条件Ａを満たす第一炭種を選定する（第２の工程Ｓ２）と共に、条件Ａと異なる条件Ｂを満たす低灰融点の第二炭種を選定し（第３の工程Ｓ３）、これら石炭（第一炭種及び第二炭種）を混合してなる混炭の灰融点を導出し（第４の工程Ｓ４）、前記混炭の灰融点及びＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき添加剤を選定する（第５の工程Ｓ５）と共に、前記添加剤の添加量を導出し（第６の工程Ｓ６）、選定した前記第一炭種及び前記第二炭種を混合して混炭とし（第７の工程Ｓ７）、前記混炭に前記添加剤を前記添加量で添加する（第８の工程Ｓ８）ことにより、容易に調製することができる。
【００１８】
前記第１の工程Ｓ１において、石炭の原炭時の水分含有量及び石炭の灰分の組成は、石炭（原炭）の品質として最も基本的に使われるデータであって、原炭の産出時や使用時などで実施される、例えばＪＩＳ  Ｍ８８１２（２００４）に規定される工業分析により得られるデータである。
【００１９】
前記第１の工程Ｓ１において、石炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｍａ，Ｃａの重量％は、石炭（原炭）の品質として最も基本的に使用されるデータであって、原炭の産出時や使用時などで実施される、例えばＪＩＳ  Ｋ  ００８３に規定される排ガス中の金属分析方法（ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）による方法）、ＪＩＳ  Ｍ  ８８１５に規定される石炭灰及びコークス灰の分析方法により得られるデータである。
【００２０】
前記第２の工程Ｓ２における前記条件Ａは、原炭時の水分含有量が１５重量％未満であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物の全重量が灰分重量の７０重量％以上であり、図２に示すように、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としたときにＡｌ2Ｏ3含有量が２０重量％±５重量％であり、ＳｉＯ2含有量が７０重量％以上である。
【００２１】
前記第３の工程Ｓ３における前記条件Ｂは、原炭時の水分含有量が１５重量％以上であり、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物の全重量が灰分重量の７０重量％以上であり、図２に示すように、灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としたときにＡｌ2Ｏ3含有量が２０重量％±５重量％であり、ＳｉＯ2含有量が３５重量％以上４５重量％以下であり、ＭｇＯ含有量が０重量％以上２５重量％以下である。
【００２２】
前記条件Ｂを満たす前記第二炭種の原炭としては、例えば、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭等、一般的に灰融点が低い（例えば、１２００℃）低品位石炭（酸素原子含有割合（ドライベース）：１８重量％超、平均細孔径：３〜４ｎｍ）が挙げられる。また、前記低品位石炭を低酸素雰囲気中（酸素濃度：５体積％以下）で加熱（１１０〜２００℃×０．５〜１時間）して乾燥することにより水分を除去した後、低酸素雰囲気中（酸素濃度：２体積％以下）で加熱（４６０〜５９０℃（好ましくは、５００〜５５０℃）×０．５〜１時間）して乾留することにより、水や二酸化炭素やタール分等を乾留ガスや乾留油として除去してから、低酸素雰囲気中（酸素濃度：２体積％以下）で冷却（５０℃以下）することにより、平均細孔径が１０〜５０ｎｍである、すなわち、含酸素官能基（カルボキシル基、アルデヒド基、エステル基、水酸基等）等のタール生成基が脱離して大きく減少しているものの、酸素原子含有割合（ドライベース）が１０〜１８重量％である、すなわち、主骨格（Ｃ，Ｈ，Ｏを中心とする燃焼成分）の分解（減少）が大きく抑制されている乾留炭を用いることも可能である。
【００２３】
前記第４の工程Ｓ４では、前記混炭の灰融点は、前記第１の工程Ｓ１で得られた前記第一炭種の灰分の組成データ、前記第１の工程Ｓ１で得られた前記第二炭種の灰分の組成データ、前記第一炭種と前記第二炭種の混合割合に基づき、前記混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％とし、当該混炭の灰分中のＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算することで、当該混炭の灰分中のＳｉＯ2，ＣａＯ，ＭｇＯの重量比が求められる。前記混炭の灰分中のＳｉＯ2，ＣａＯ，ＭｇＯの重量比、及び図２に示すＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、前記混炭の灰融点を導出する。前記第一炭種と前記第二炭種の混合割合は、適宜に設定可能であり、例えば、前記第二炭種を２５重量％以上とすると好適である。
【００２４】
前記第５の工程Ｓ５では、前記第４の工程Ｓ４で導出した前記混炭の灰融点、及び図２に示すＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、前記混炭に添加したときに最も少ない量（添加量）で前記混炭の灰融点が高炉設備の高炉本体の側部の下方側の羽口から内部に吹き込む熱風（１２００℃）よりも高い１４００℃以上となる添加剤として、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、またはＣａＯから１種を選定する。ＳｉＯ2源としては、例えば、珪石、粘土などが挙げられる。ＭｇＯ源としては、例えば、ＭｇＯ粉末、天然鉱石、ドロマイト、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。ＣａＯ源としては、例えば、生石灰、石灰石、蛇紋岩などが挙げられる。
【００２５】
前記第６の工程Ｓ６では、前記第４の工程Ｓ４で導出した前記混炭の灰融点、図２に示すＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図、及び前記第５の工程Ｓ５で選定した前記添加剤に基づき、当該添加剤の前記混炭への添加量を導出する。
【００２６】
前記第８の工程Ｓ８では、前記第５の工程Ｓ５にて選定した前記添加剤を前記第６の工程Ｓ６にて導出した前記添加量で前記混炭へ添加することで高炉吹込み炭を調製している。
【００２７】
このような本実施形態に係る高炉吹込み炭の調製方法により製造された高炉吹込み炭は、前記条件Ａを満たす前記第一炭種と、前記条件Ｂを満たす前記第二炭種との混炭であり、前記混炭の灰融点及び前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき選定した前記添加剤を前記添加量で前記混炭に添加したものであることから、当該高炉吹込み炭の灰融点が高炉本体の羽口から内部に吹き込む熱風の温度よりも１００〜１５０℃以上高くなり、当該高炉吹込み炭の灰（高炉吹込み炭灰）が熱風で溶融しないことから、高炉吹込み炭が高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制することができる。
【００２８】
このため、本実施形態に係る高炉吹込み炭では、前記第一炭種及び前記第二炭種を混合してなる混炭の灰融点が１４００℃よりも低くなるが、前記添加剤として、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、またはＣａＯから選定し、選定した前記添加剤の添加量を導出していることから、前記添加剤として酸化カルシウムしか選定できない場合と異なり、前記添加剤の添加量を少なくすることができる。そのため、得られた高炉吹込み炭の発熱量の低下を抑制することができる。
【００２９】
したがって、本実施形態に係る高炉吹込み炭の調製方法によれば、低灰融点の石炭を含有するにも関わらず、発熱量の低下を抑制しつつ、高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制する高炉吹込み炭を得ることができる。
【００３０】
さらに、前記添加剤として、ＳｉＯ2、ＣａＯ、またはＭｇＯの１種を選定することができることから、単味微粉炭または混合微粉炭とともに造滓剤として酸化カルシウムを添加してなる従来の微粉炭（高炉吹込み炭）と異なり、灰分中のＳｉＯ2含有量が７０重量％以上である第一炭種と、灰分中のＳｉＯ2含有量が３５重量％以上４５重量％以下であり低灰融点の第二炭種とを含有するにも関わらず、前記第一炭種及び前記第二炭種の混炭に前記添加剤を添加してなる高炉吹込み炭の灰融点を１４００℃以上に高めることできる。
【００３１】
［第二番目の実施形態］
本発明に係る高炉吹込み炭の調製方法の第二番目の実施形態を図１及び図３〜図５に基づいて説明する。
本実施形態では、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備する第５の工程Ｓ５を変更した手順となっている。その他の工程は図１に示し上述したものと概ね同様であり、重複する説明を適宜省略する。
【００３２】
本実施形態では、前記混炭に添加する添加剤を選定する前記第５の工程Ｓ５において、まず、当該第５の工程Ｓ５の前に行った前記第４の工程Ｓ４で導出した混炭の灰融点が、図３に示す、石炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときのＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にてどの箇所に位置づけられるのかを特定する。つまり、前記混炭の灰融点が、石炭の灰融点で１４００℃以下となる、図３にて実線で囲まれる領域Ｄのどの箇所に位置にづけられるのかを特定する。なお、前記混炭の灰融点が、前記領域Ｄの外側に位置づけられる場合には、当該混炭の灰融点が１４００℃より高温となることから、前記混炭に前記添加剤を添加せずに当該混炭を高炉吹込み炭として利用可能である。
【００３３】
続いて、図３に示す前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、前記添加剤としてＣａＯまたはＭｇＯを選定することで当該添加剤の添加量が最も少なくなる第一境界線Ｌ１が導出される。
【００３４】
前記第一境界線Ｌ１は、図３及び図４に示すように、石炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としたときに、ＳｉＯ2含有量が３５重量％であり且つＣａＯ含有量が３５重量％である箇所と、ＳｉＯ2含有量が４１重量％であり且つＣａＯ含有量が３３重量％である箇所と、ＳｉＯ2含有量が４５重量％であり且つＣａＯ含有量が３５重量％である箇所とを通る曲線であって、例えば、ＳｉＯ2含有量ｘ及びＣａＯ含有量ｙの関係を示す（１）式を満たしている。
ｙ＝０．０８３ｘ2−６．６７ｘ＋１６６．３  ・・・（１）
【００３５】
図３に示す前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、前記添加剤としてＳｉＯ2またはＭｇＯを選定することで当該添加剤の添加量が最も少なくなる第二境界線Ｌ２が導出される。
【００３６】
前記第二境界線Ｌ２は、図３及び図５に示すように、石炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としたときに、ＳｉＯ2含有量が６０重量％であり且つＣａＯ含有量が０重量％である箇所と、ＳｉＯ2含有量が６３重量％であり且つＣａＯ含有量が３重量％である箇所の近傍と、ＳｉＯ2含有量が６５重量％であり且つＣａＯ含有量が７重量％である箇所の近傍と、ＳｉＯ2含有量が６７重量％であり且つＣａＯ含有量が９重量％である箇所の近傍と、ＳｉＯ2含有量が６８重量％であり且つＣａＯ含有量が１２重量％である箇所とを通る曲線であって、例えば、ＳｉＯ2含有量ｘ及びＣａＯ含有量ｙの関係を示す（２）式を満たしている。
ｙ＝０．０６５ｘ2−６．８６ｘ＋１７７．４  ・・・（２）
【００３７】
つまり、前記第５の工程Ｓ５にて、前記混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときの前記混炭の灰融点が、図３に示す前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にて１４００℃以下となる領域Ｄ内にあり、且つ、前記（１）式による第一境界線Ｌ１よりも下方にあるときには、前記添加剤として前記ＣａＯを選定する。これにより、Ｓｉ2ＯやＭｇＯなど他の添加剤を添加する場合と比べて、ＣａＯの添加量が少ないにも関わらず、前記混炭に前記添加剤としてＣａＯを添加してなる高炉吹込み炭の灰融点を１４００℃以上にすることができる。
【００３８】
前記第５の工程Ｓ５にて、前記混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときの前記混炭の灰融点が、図３に示す前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にて１４００℃以下となる領域Ｄ内にあり、且つ、前記（２）式による第二境界線Ｌ２よりも上方にあるときには、前記添加剤として前記ＳｉＯ2を選定する。これにより、ＣａＯやＭｇＯなど他の添加剤を添加する場合と比べて、ＳｉＯ2の添加量が少ないにも関わらず、前記混炭に前記添加剤としてＳｉＯ2を添加してなる高炉吹込み炭の灰融点を１４００℃以上にすることができる。
【００３９】
前記第５の工程Ｓ５にて、前記混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときの前記混炭の灰融点が、図３に示す前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にて１４００℃以下となる領域Ｄ内にあり、且つ、前記第一境界線Ｌ１よりも上方にあると共に、前記第二境界線Ｌ２よりも下方にあるときには、前記添加剤として前記ＭｇＯを選定する。これにより、ＳｉＯ2やＣａＯなど他の添加剤を添加する場合と比べて、ＭｇＯの添加量が少ないにも関わらず、前記混炭に前記添加剤としてＭｇＯを添加してなる高炉吹込み炭の灰融点を１４００℃以上にすることができる。
【００４０】
よって、前記第４の工程Ｓ４で導出した前記混炭の灰融点が図３に示す前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図にてどの箇所に位置づけられるのかを導出し、前記混炭の灰融点の位置に基づき、前記添加剤の選定及び前記添加剤の添加量の導出を行うことができることから、前記添加剤をより確実に選定することができると共に、前記添加剤の添加量をより確実に導出することができる。
【００４１】
したがって、本実施形態に係る高炉吹込み炭の調製方法によれば、前述した実施形態の場合よりも、低灰融点の石炭を含有するにも関わらず、発熱量の低下を抑制しつつ、高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制する高炉吹込み炭をより確実に得ることができる。
【実施例】
【００４２】
本発明に係る高炉吹込み炭の調製方法の作用効果を確認するために行った実施例を以下に説明するが、本発明は、各種データに基づいて説明する以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００４３】
まず、図１に示すように、石炭の原炭時の水分含有量及び石炭の灰分を分析すると共に、石炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇの重量％を予め分析し（第１の工程Ｓ１）、前記条件Ａを満たす第一炭種を選定する（第２の工程Ｓ２）と共に、前記条件Ａと異なる前記条件Ｂを満たす第二炭種を選定する（第３の工程Ｓ３）。本実施例では、前記条件Ａを満たす前記第一炭種として、下記の表１に示す炭種１を選定し、前記条件Ｂを満たす前記第二炭種として、下記の表１に示す炭種２を選定した。
【００４４】
【表１】
2014077156.tif 000003
【００４５】
前記炭種１は、当該炭種１の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときに、当該炭種１の灰分中のＳｉ，Ｃａ，Ｍｇの各酸化物の含有量が上述の表１に示す値をそれぞれ示している。よって、前記炭種１の灰融点は、石炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときのＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図である図６において、点Ｐ１に位置づけられる。
【００４６】
前記炭種２は、当該炭種２の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときに、当該炭種２の灰分中のＳｉ，Ｃａ，Ｍｇの各酸化物の含有量が上述の表１に示す値をそれぞれ示している。よって、前記炭種２の灰融点は、前記図６において、点Ｐ２に位置づけられる。
【００４７】
ここで、前記炭種１と前記炭種２とを同量混合してなる混炭は、当該混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときに、当該混炭の灰分中のＳｉ，Ｃａ，Ｍｇの各酸化物の含有量が下記表２に示す値をそれぞれ示している。よって、前記混炭の灰融点は、前記図６において、点Ｐ３に位置づけられる。つまり、前記混炭は、当該混炭の灰融点が１４００℃以下となる領域Ｄ内に位置づけられる。
【００４８】
【表２】
2014077156.tif 000004
【００４９】
前記混炭の灰融点Ｐ３は、上述した第二の実施形態に係る高炉吹込み炭の調製方法において、添加剤としてＭｇＯを選定する箇所に位置づけられるが、添加剤としてＳｉＯ2を選定し前記混炭に対して当該添加剤のＳｉＯ2を２５重量％添加して得られる高炉吹込み炭を比較体１とした。比較体１の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときに、当該比較体１の灰分中のＳｉ，Ｃａ，Ｍｇの各酸化物の含有量が下記の表３に示す値をそれぞれ示している。よって、前記比較体１の灰融点が、前記図６において、点Ｐ４に位置づけられ、前記比較体１の灰融点Ｐ４は、石炭の灰融点が１４００℃以下となる領域Ｄ内に位置していることが明らかとなった。
【００５０】
添加剤としてＣａＯを選定し前記混炭に対し当該添加剤のＣａＯを２５重量％添加して得られる高炉吹込み炭を比較体２とした。比較体２の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときに、当該比較体２の灰分中のＳｉ，Ｃａ，Ｍｇの各酸化物の含有量が下記の表３に示す値をそれぞれ示している。よって、前記比較体２の灰融点が、前記図６において、点Ｐ５に位置づけられ、前記比較体２の灰融点Ｐ５は、石炭の灰融点が１４００℃以下となる領域Ｄ内に位置していることが明らかとなった。
【００５１】
前記混炭の灰融点Ｐ３は、上述した第二の実施形態に係る高炉吹込み炭の調製方法において、添加剤としてＭｇＯを選定する箇所に位置づけられることから、添加剤としてＭｇＯを選定し前記混炭に対して当該添加剤のＭｇＯを２５重量％添加して得られる高炉吹込み炭を試験体１とした。試験体１の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときに、当該試験体１の灰分中のＳｉ，Ｃａ，Ｍｇの各酸化物の含有量が下記の表３に示す値をそれぞれ示している。よって、前記試験体１の灰融点が、前記図６において、点Ｐ６に位置づけられ、前記試験体１の灰融点Ｐ６は、石炭の灰融点が１４００℃以上となる領域に位置することが明らかとなった。
【００５２】
【表３】
2014077156.tif 000005
【００５３】
よって、本実施例によれば、石炭の原炭時の水分含有量及び石炭の灰分を分析すると共に、石炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇの重量％を分析し、前記条件Ａを満たす第一炭種を選定すると共に、前記条件Ａと異なる前記条件Ｂを満たす第二炭種を選定し、これら石炭（第一炭種及び第二炭種）を混合してなる混炭の灰分中のＡｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ酸化物を１００重量％としＡｌ2Ｏ3含有量を２０重量％に換算したときのＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、当該混炭の灰融点を導出し、前記混炭の灰融点、及び前記ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ−２０％Ａｌ2Ｏ3の４元系状態図に基づき、前記混炭に添加したときに最も少ない量にて前記混炭の灰融点が１４００℃以上となる添加剤として、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、またはＣａＯから選定すると共に、前記添加剤の添加量を導出し、前記第一炭種及び前記第二炭種を混合して混炭とし、前記混炭に前記添加剤を前記添加量で添加することにより、低灰融点の石炭を含有するにも関わらず、発熱量の低下を抑制しつつ、高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制する高炉吹込み炭を得ることができることが明らかとなった。
【００５４】
なお、上記では、第２の工程Ｓ２の後に第３の工程Ｓ３を行う高炉吹込み炭の調製方法について説明したが、第２の工程Ｓ２と第３の工程Ｓ３を同時に行う高炉吹込み炭の調製方法としたり第３の工程Ｓ３の後に第２の工程Ｓ２を行う高炉吹込み炭の調製方法としたりすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る高炉吹込み炭の調製方法は、低灰融点の石炭を含有するにも関わらず、発熱量の低下を抑制しつつ、高炉本体の羽口へ至る経路で高炉吹込み炭灰の付着あるいは高炉吹込み炭灰による閉塞を抑制する高炉吹込み炭を得ることができるので、製鉄産業において極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ              第一炭種の条件
Ｂ              第二炭種の条件
Ｄ              混炭の灰融点１４００℃以下の領域
Ｌ１            第一境界線
Ｌ２            第二境界線
Ｐ１            炭種１の灰融点
Ｐ２            炭種２の灰融点
Ｐ３            混炭（炭種１，２）の灰融点
Ｐ４            比較体１の灰融点
Ｐ５            比較体２の灰融点
Ｐ６            試験体１の灰融点
Ｓ１            第１の工程（分析工程）
Ｓ２            第２の工程（第一炭種選定工程）
Ｓ３            第３の工程（第二炭種選定工程）
Ｓ４            第４の工程（混炭灰融点導出工程）
Ｓ５            第５の工程（添加剤選定工程）
Ｓ６            第６の工程（添加量導出工程）
Ｓ７            第７の工程（混合工程）
Ｓ８            第８の工程（添加工程）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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