(57)【要約】  高炉の還元材比の低減を可能とする高炉操業方法を提供する。  高炉羽口から微粉炭を吹込む高炉操業方法であって、水分および揮発分を含む石炭を、比表面積が２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内であり、低位発熱量が２７１７０ｋＪ／ｋｇ以上であり、且つ、揮発分含有量が３質量％以上２５質量％以下の範囲内である調整微粉炭に調整し、調整微粉炭を１０質量％以上配合した微粉炭を高炉羽口から吹込む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉羽口から微粉炭を吹込む高炉操業方法であって、
水分および揮発分を含む石炭を、比表面積が２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内であり、低位発熱量が２７１７０ｋＪ／ｋｇ以上であり、且つ、揮発分含有量が３質量％以上２５質量％以下の範囲内である調整微粉炭に調整し、
前記調整微粉炭を１０質量％以上配合した微粉炭を前記高炉羽口から吹込む、高炉操業方法。
【請求項２】
高炉羽口から微粉炭を吹込む高炉操業方法であって、
水分および揮発分を含む石炭を、比表面積が１１０ｍ２／ｇ以上８００ｍ２／ｇ以下の範囲内であり、低位発熱量が３００００ｋJ／ｋｇ以上であり、且つ、揮発分含有量が４質量％以上２１質量％以下の範囲内である調整微粉炭に調整し、
前記調整微粉炭を１０質量％以上配合した微粉炭を前記高炉羽口から吹込む、高炉操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼温度を高めた微粉炭を高炉羽口から吹込み、還元材比を低減でき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ＣＯ２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）操業が強力に推進されている。高炉では、主にコークスおよび羽口から吹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微粉炭の燃焼性を改善し、コークスの使用を低減することが有効である。【０００３】
特許文献１では、吹込み炭の酸素原子割合、平均細孔径、細孔容積、比表面積の値を特定の範囲内に調整して燃焼性を改善した石炭を使用することで、未燃炭素量を減少させることを提案している。【０００４】
特許文献２では、アブラ椰子核殻炭（ＰＫＳ炭）を炭化・乾留処理し発熱量を高め、かつ比表面積を高めることにより燃焼性を従来の微粉炭よりも高めることを提案している。これにより、コークスとの置換率を従来の微粉炭より向上できる、としている。【０００５】
特許文献３では、高炉と同等の燃焼条件下における燃焼試験を行った後の比表面積が７０ｍ２／ｇ以上である燃焼残渣を吹込み、コークスより優先的にＣＯ２と反応させることで、高炉内の塊状帯における微粉炭の蓄積量を減らすことを提案している。【０００６】
特許文献４では、粒径７４μｍ以下の割合が８０質量％以上、比表面積が４５００ｃｍ２／ｃｍ３以上の微粉炭を吹込むことで燃焼性を改善させ、未燃炭素量の減少させることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−０３１５４８号公報
【特許文献２】特開２０１４−０４３６０５号公報
【特許文献３】特開平０４−１１０４０５号公報
【特許文献４】特開２００３−２４７００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜４のいずれにも、高炉の羽口から吹込む微粉炭の燃焼温度を高めることは記載されていない。本発明は、水分および揮発分を含む低品位炭の比表面積、揮発分含有量および低位発熱量を特定の範囲内にすることによって、着火性に優れ、燃焼温度の高い微粉炭とし、当該微粉炭を、高炉の羽口から吹込むことで高炉の炉内温度を高めることができ、これにより、還元材比の低減を可能とする高炉操業方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。【００１０】
（１）高炉羽口から微粉炭を吹込む高炉操業方法であって、水分および揮発分を含む石炭を、比表面積が２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内であり、低位発熱量が２７１７０ｋＪ／ｋｇ以上であり、且つ、揮発分含有量が３質量％以上２５質量％以下の範囲内である調整微粉炭に調整し、前記調整微粉炭を１０質量％以上配合した微粉炭を前記高炉羽口から吹込む、高炉操業方法。【００１１】
（２）高炉羽口から微粉炭を吹込む高炉操業方法であって、水分および揮発分を含む石炭を、比表面積が１１０ｍ２／ｇ以上８００ｍ２／ｇ以下の範囲内であり、低位発熱量が３００００ｋJ／ｋｇ以上であり、且つ、揮発分含有量が４質量％以上２１質量％以下の範囲内である調整微粉炭に調整し、前記調整微粉炭を１０質量％以上配合した微粉炭を前記高炉羽口から吹込む、高炉操業方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の高炉操業方法を実施することで、高炉羽口から吹込む微粉炭の燃焼温度を高めることができる。この結果、高炉の炉内温度は高められ、これにより、高炉の還元材比が低減でき、高炉の炉頂から装入されるコークス量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】燃焼実験装置１０の部分断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、高炉の羽口から微粉炭を吹込み高炉の炉内温度をより高める手法として、微粉炭の着火性および燃焼温度に着目した。すなわち、高炉の羽口から吹込む微粉炭の比表面積を２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内、好ましくは２．１ｍ２／ｇ以上９９６．４ｍ２／ｇ以下の範囲内、さらに好ましくは１１０ｍ２／ｇ以上８００ｍ２／ｇ以下の範囲内とし、ドライベースの揮発分含有量を３質量％以上２５質量％以下の範囲内、好ましくは３．８質量％以上２４．８質量％以下の範囲内、さらに好ましくは４質量％以上２１質量％以下の範囲内とすることで、微粉炭の着火性を向上させることができる。さらに、低位発熱量を２７１７０ｋＪ／ｋｇ以上、好ましくは２７１８３ｋJ／ｋｇ以上、さらに好ましくは３００００ｋＪ／ｋｇ以上とすることで、微粉炭の燃焼時における燃焼温度を高めることができる。このような範囲内に調整された調整微粉炭を高炉の羽口から吹込むことによって、高炉の炉内温度をより高めることができ、これにより、高炉の還元材比を低減できることを見出して本発明を完成させた。
【００１５】
本発明をするに到った微粉炭の燃焼試験について説明する。比表面積、揮発分含有量および低位発熱量を変えた９種の微粉炭を準備し、燃焼試験を実施した。９種の微粉炭のうち、調整石炭１〜８は、水分含有量が６０質量％、ドライベースの揮発分含有量が５０質量％の低品位炭を準備し、５００〜１０００℃の範囲内の温度で所定時間加熱処理して、水分含有量を１質量％以下とした。ドライベースとは、微粉炭に含まれる水分量を除いた質量を意味する。この加熱処理済みの低品位炭を、例えば、粒径７４μｍ以下の微粉の割合が８０質量％以上になるように粉砕して、比表面積、揮発分含有量および低位発熱量を変えた調整石炭１〜８を製造した。
【００１６】
調整石炭１〜８の比表面積、揮発分含有量および低位発熱量は、５００〜１０００℃の範囲内の温度で加熱処理することによって調整した。５００〜１０００℃の範囲内の温度で加熱処理することで微粉炭に含まれる水分だけでなく揮発分も放出されるので、これにより、微粉炭の揮発分含有量を調整できる。５００〜１０００℃の範囲内の温度で加熱処理することで、微粉炭に含まれる発熱量が低い揮発分および水分を減少させ、発熱量が高い固定炭素比率を高めることができ、これにより微粉炭の低位発熱量を調整できる。５００〜１０００℃の範囲内の温度で加熱処理することによって、揮発分を放出させることで石炭中に細孔を生成させ、石炭表面に凹凸を生成させることができるので、これにより微粉炭の比表面積を調整できる。
【００１７】
微粉炭の比表面積は、Ｎ２ガス吸着によるＢＥＴ法で測定した。ＢＥＴ法は、粉末試料に吸着する気体量を吸着気体の圧力の関数として測定する方法である。粉末試料に気体を物理吸着させたとき、吸着した気体量Ｖａと吸着平衡にある吸着気体の圧力Ｐとの間には、Ｐ／Ｐ０の値が０．０５〜０．３０の範囲内で（１）式の関係がある。
【００１８】
【数１】
2017170100.tif 000003
【００１９】
但し、（１）式において、Ｐは吸着平衡圧（ｋＰａ）であり、Ｐ０は、測定温度における吸着気体の蒸気圧（ｋＰａ）であり、Ｖａは吸着平衡時の吸着量（ｍＬ）であり、Ｖｍは単分子層吸着量（ｍＬ）であり、Ｃは吸着熱、凝縮熱などの定数である。
【００２０】
吸着平衡時の吸着量Ｖａは、流動法または容量法を用いて測定できる。流動法は、吸着気体と吸着気体を搬送するキャリア気体の混合気体を試料に接触通過させ、通過前後の吸着気体の濃度変化から吸着量を算出する方法である。容量法は、容積が既知の容器に粉末試料を入れ、試料表面における気体の吸着に伴う圧力変化から吸着量を算出する方法である。粉末試料の比表面積は、（１）式の単分子層吸着量Ｖｍと（２）式とを用いて算出できる。
【００２１】
【数２】
2017170100.tif 000004
【００２２】
但し、（２）式において、Ｓは比表面積（ｍ２／ｇ）であり、Ｎはアボガドロ数であり、ａは吸着気体分子１個の有効断面積（ｍ２）であり、ｍは粉末試料の質量（ｇ）である。
【００２３】
微粉炭の揮発分含有量は、以下の手順で算出した。まず、空気との接触を避けるために試料を蓋付きのるつぼに入れ、９００℃で７分間加熱する。次に、試料質量に対する加熱減量百分率を算出し、この値から同時に測定した水分含有量を減じて揮発分含有量を算出した。
【００２４】
微粉炭の低位発熱量は、ＪＩＳ  Ｍ  ８８１４に準拠して高位発熱量Ｈｈ（ＭＪ／ｋｇ）を測定し、測定された高位発熱量Ｈｈと（３）式とを用いて算出した。
【００２５】
【数３】
2017170100.tif 000005
【００２６】
但し、（３）式において、Ｈｌは低位発熱量（ＭＪ／ｋｇ）であり、Ｈは燃焼前の試料中の水素含有量（質量％）であり、ｗは燃焼前の試料中の水分含有量（質量％）であり、ｒは水蒸気の凝縮潜熱（ＭＪ／ｋｇ）である。
【００２７】
石炭Ａは、加熱処理せずに、粒径７４μｍ以下の微粉の割合が８０質量％以上になるように粉砕されて製造された微粉炭である。表１に燃焼試験に用いた石炭Ａおよび調整石炭１〜４の比表面積、揮発分含有量および低位発熱量を示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
表１に示すように、揮発分含有量が多いほど石炭の炭化が進んでおらず、低位発熱量が少なくなる傾向が見られた。また、揮発分含有量が多いほど、石炭の比表面積は小さくなる傾向が見られ、揮発分を含むことは、微粉炭における細孔および凹凸の発生に影響しないことがわかる。
【００３０】
燃焼試験は、高炉の羽口付近を模した装置であって、ランスを介して羽口から吹込まれた微粉炭が燃焼した位置を視認できるように構成された燃焼実験装置を用いて実施した。羽口からの吹込み速度を２９．８ｋｇ／ｈ（銑鉄１ｔ当り１００ｋｇに相当）として、石炭Ａまたは調整石炭１〜４をそれぞれ燃焼実験装置内に吹込んで燃焼実験を実施した。
【００３１】
微粉炭の送風条件として、送風温度を１２００℃、流量を３００Ｎｍ３／ｈ、流速を７０ｍ／ｓ、Ｏ２富化量を５．５体積％（空気中酸素濃度２１体積％に対して酸素濃度２６．５体積％にした）とした。また、石炭の搬送ガスにはＮ２を用いた。この試験条件で、石炭Ａと、調整石炭１〜４の着火性および燃焼温度を評価した。その結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
着火性は、着火距離と着火時間で評価した。着火距離とは、ランスから吹込まれた微粉炭が着火するまでのランス先端からの距離である。この距離が短い微粉炭を着火性に優れる微粉炭と判定し、この距離が長い微粉炭を着火性が劣る微粉炭と判定した。
【００３４】
図１は、燃焼実験装置１０の部分断面模式図である。図１は、燃焼実験装置１０におけるランス１６が設けられた部分を示している。図１に示すように、燃焼実験装置１０の炉壁１２から燃焼実験装置１０の内側に羽口１８が挿入されている。微粉炭は、ランス１６から、搬送ガスであるＮ２とともに送風管（ブローパイプ）１４内に吹込まれる。送風管１４内に吹込まれた微粉炭は、酸素富化された空気とともに、羽口１８から燃焼実験装置１０内の高温領域に吹込まれて着火する。図１において、着火位置２０は、ランス１６から燃焼実験装置１０内に吹込まれた微粉炭が着火した位置を示す。図１における距離ａは、羽口１８の先端から着火位置２０までの距離であって、表２における着火距離である。
【００３５】
同様に、着火時間とは、羽口１８の先端から燃焼実験装置１０内に吹込まれた微粉炭が、燃焼実験装置１０内で着火するまでの時間である。この時間が短い微粉炭を着火性に優れる微粉炭であると判定し、この時間が長い微粉炭を着火性が劣る微粉炭であると判定した。なお、表２における「判定」の行に示した「×」は、石炭Ａよりも着火性が劣ることを意味し、「△」は、石炭Ａと着火性が同等であることを意味し、「○」は、石炭Ａよりも着火性に優れることを意味する。
【００３６】
表２に示すように、調整石炭１は、石炭Ａよりも着火距離が長く、また着火時間も遅くなっており、石炭Ａよりも着火性が劣っていた。また、調整石炭２は、石炭Ａよりも着火距離は若干短く、着火時間は若干早かったもののその差はわずかであったことから、石炭Ａと同等であると判定した。一方、調整石炭３および調整石炭４は、石炭Ａよりも着火距離が短く、また、着火時間も早くなっており、石炭Ａよりも着火性に優れていた。
【００３７】
燃焼温度とは、微粉炭が燃焼した際の燃焼温度であり、石炭Ａの燃焼温度よりも高い燃焼温度の微粉炭を「○」と判定し、石炭Ａの燃焼温度と同等の燃焼温度の微粉炭を「△」と判定し、石炭Ａの燃焼温度より低い燃焼温度の微粉炭を「×」と判定した。なお、上記燃焼試験において、微粉炭の燃焼温度は、２色温度計により測定した。
【００３８】
表２に示すように、調整石炭１は、石炭Ａよりも燃焼温度が高いものの、その差がわずかであったことから、石炭Ａと同等と判定した。また、調整石炭２は、石炭Ａよりも燃焼温度が低くなっており、石炭Ａよりも燃焼温度が低い微粉炭であると判定した。一方、調整石炭３および調整石炭４は、石炭Ａよりも燃焼温度が高くなっており、石炭Ａよりも燃焼温度が高い微粉炭であると判定した。
【００３９】
ここで、表１に示した石炭Ａおよび調整石炭１〜４の比表面積、揮発分含有量および低位発熱量から表２の結果を考察すると、着火性は、微粉炭の比表面積および揮発分含有量に影響を受けると考えられる。調整石炭１と調整石炭３とを比較すると、微粉炭の揮発分含有量が２．８質量％から３．８質量％に増加したことで着火性が向上した。これは、石炭よりも低温度で燃焼する揮発分を多く含むことで着火温度が低くなり、これにより着火性が向上したと考えられる。調整石炭２と調整石炭４とを比較すると、比表面積が１．２ｍ２／ｇから２．１ｍ２／ｇに増加したことで着火性が向上した。これは、石炭の比表面積が増えると、微粉炭が時間当りに外部から受ける熱量が増加するとともに微粉炭周囲の酸素との接触性が改善し、これにより、着火性が向上したと考えられる。以上の実験から、本発明では、調整微粉炭の比表面積を２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内とし、揮発分含有量を３質量％以上２５質量％以下の範囲内とした。微粉炭の比表面積を２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内であって揮発分含有量を３質量％以上２５質量％以下の範囲内とすることで、比表面積および／または揮発分含有量が上記範囲外である微粉炭よりも着火性を向上できる。なお、比表面積が２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲外とは、比表面積が２ｍ２／ｇ未満または１０００ｍ２／ｇより大きいことを意味する。
【００４０】
一方、微粉炭の比表面積を１０００ｍ２／ｇより大きくすると、その分、揮発分を放出させることになり、比表面積を大きくすることによる着火性向上効果を揮発分減による着火性低下が上回って微粉炭全体として着火性が低下するので好ましくない。また、揮発分を２５質量％より多く含むことは、揮発分が微粉炭から放出されていないことになり、比表面積が増加せず、揮発分と比表面積に由来する微粉炭全体としての着火性が石炭Ａと変わらなくなるので好ましくない。
【００４１】
燃焼温度は、着火性と、低位発熱量に影響を受けると考えられる。すなわち、調整石炭１と調整石炭２とを比較すると、調整石炭１の低位発熱量は、調整石炭２よりも大きいので、調整石炭１の燃焼温度は、調整石炭２よりも高くなった。一方、調整石炭１と調整石炭４とを比較すると、調整石炭４の低位発熱量は、調整石炭１より小さいにも関わらず、調整石炭４の燃焼温度は、調整石炭１よりも高くなった。これは、調整石炭４の着火性が調整石炭１よりも優れることの影響であると考えられる。すなわち、低位発熱量が大きくても着火性が劣る場合は、燃焼温度は低くなる。以上の実験から、本発明では、調整微粉炭の低位発熱量を２７１７０ｋJ／ｋｇ以上にした。調整微粉炭の低位発熱量を２７１７０ｋJ／ｋｇ以上にすることで、低位発熱量が２７１７０ｋJ／ｋｇ未満の微粉炭よりも微粉炭燃焼時における燃焼温度を高めることができる。低位発熱量が大きいほど燃焼温度が高くなるので、低位発熱量の上限値は特に定めなくてもよいが、炭素１００％の発熱量が３２７５０ｋＪ／ｋｇであるので、低位発熱量の上限値を当該値以下としてもよい。
【００４２】
表３に燃焼試験に用いた石炭Ａおよび調整石炭５〜８の比表面積、揮発分含有量および低位発熱量を示す。
【００４３】
【表３】
2017170100.tif 000008
【００４４】
表２と同じ試験条件で、表３に示した調整石炭５〜８の着火性および燃焼温度を評価した。その結果を表４に示す。
【００４５】
【表４】
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【００４６】
表４の着火性の「判定」の行に示した「○」は、石炭Ａよりも着火性に優れることを意味し、「◎」は、石炭Ａよりも着火性に著しく優れることを意味する。表４に示すように、調整石炭５、６は、いずれも石炭Ａよりも着火距離が短く、また、着火時間も早くなっているので、石炭Ａよりも着火性に優れると判定した。調整石炭７、８は、いずれも石炭Ａよりも着火距離が著しく短くなっており、また、着火時間も著しく早くなっているので、石炭Ａよりも着火性に著しく優れると判定した。
【００４７】
表４の燃焼温度の「判定」の行に示した「○」は、石炭Ａよりも燃焼温度が高い微粉炭であることを意味し、「◎」は、石炭Ａよりも燃焼温度が著しく高い微粉炭であることを意味する。表４に示すように、調整石炭５、６は、いずれも石炭Ａより燃焼温度が高くなっており、石炭Ａよりも燃焼温度が高い微粉炭であると判定した。調整石炭７、８は、いずれも石炭Ａよりも燃焼温度が著しく高くなっており、石炭Ａよりも燃焼温度が著しく高い微粉炭であると判定した。
【００４８】
以上の実験から、調整微粉炭の比表面積を１１０ｍ２／ｇ以上８００ｍ２／ｇ以下の範囲内とし、揮発分含有量を４質量％以上２１質量％以下の範囲内とし、低位発熱量を３００００ｋJ／ｋｇ以上にすることがさらに好ましく、これにより、微粉炭の燃焼温度をさらに向上できることがわかる。
【００４９】
以上説明したように、微粉炭の着火性は、微粉炭の比表面積および揮発分含有量に影響を受ける。また、微粉炭の燃焼温度は、微粉炭の着火性および低位発熱量に影響を受ける。すなわち、微粉炭の比表面積、揮発分含有量および低位発熱量がそれぞれ単独ではなく、それぞれが互いに関連して微粉炭の燃焼温度の向上が実現できることがわかる。このように比表面積が２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内であり、揮発分含有量が３質量％以上２５質量％以下の範囲内であり、低位発熱量が２７１７０ｋJ／ｋｇ以上である着火性に優れ、燃焼温度が高められた調整微粉炭を高炉の羽口から吹込むことによって、着火性が劣り、燃焼温度が高められていない微粉炭を吹込む場合よりも、高炉の炉内温度を高めることができる。これにより、高炉の炉熱が確保され、高炉の操業において還元材比の低減が可能となり、高炉の炉頂から装入されるコークス量の低減が実現できる。
【００５０】
また、このように着火性に優れ、燃焼温度が高められた調整微粉炭に、着火性が劣り、燃焼温度が高められていない微粉炭を配合した微粉炭を高炉の羽口から吹込んでもよい。燃焼温度が高められていない微粉炭に対して、着火性に優れ、燃焼温度が高められた調整微粉炭を少なくとも１０質量％以上配合すればよい。なお、配合比率を高めることは、着火性に優れ、燃焼温度が高められた調整微粉炭を多く配合することになり、より高炉の炉内温度を高めることができる。このため、着火性に優れ、燃焼温度が高められた調整微粉炭の配合比率は高い方が好ましく、調整微粉炭の配合比率の上限値は、吹込む微粉炭の全てを調整微粉炭にした配合比率１００質量％である。なお、燃焼温度が高められていない微粉炭とは、例えば、比表面積が２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲外、揮発分含有量が３質量％以上２５質量％以下の範囲外および低位発熱量が２７１７０ｋJ／ｋｇ未満の少なくともいずれか１つを満たす微粉炭である。
【００５１】
また、調整石炭１〜８の粉砕方法として、粒径７４μｍ以下の微粉の割合が８０質量％以上になるように粉砕する方法を示したがこれに限られない。少なくとも比表面積が２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内であり、揮発分含有量が３質量％以上２５質量％以下の範囲内であり、低位発熱量が２７１７０ｋJ／ｋｇ以上に調整された調整微粉炭であれば、粉砕方法は特に限定するものではない。同様に、上記燃焼試験において、粉砕する前に石炭を加熱処理する例を示したが、これに限られず、少なくとも比表面積が２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内であり、揮発分含有量が３質量％以上２５質量％以下の範囲内であり、低位発熱量が２７１７０ｋJ／ｋｇ以上の調整微粉炭であれば、加熱処理は必ずしも実施しなくてもよい。
【実施例１】
【００５２】
３８本の羽口を備えた高炉を使用し、石炭Ａまたは調整石炭１〜４を吹込んで高炉の操業を実施した実施例１について説明する。内容積５０００ｍ３の高炉であって、目標１１５００ｔ／ｄａｙの銑鉄生産量、１５０ｋｇ／ｔ−銑鉄の微粉炭比、送風温度１２００℃、Ｏ２富化＋５．５体積％の条件下で、ランスを介して高炉羽口から石炭Ａまたは調整石炭１〜４を吹込みながら高炉の操業をそれぞれ３日間実施した。石炭Ａおよび調整石炭１〜４の３日間の平均コークス比（ｋｇ／ｔ−銑鉄）を算出した。その結果を表５に示す。【００５３】
【表５】
2017170100.tif 000010
【００５４】
表５において、調整石炭３および調整石炭４は発明例であり、石炭Ａは従来例であり、調整石炭１および調整石炭２は、比較例である。表５に示すように、調整石炭１、２では石炭Ａと比較してコークス比が上昇してしまい、還元材比であるコークス比の低減効果は見られなかった。これは、調整石炭１は、石炭Ａよりも着火性が低く、また、調整石炭２は、石炭Ａよりも燃焼温度が低いので、調整石炭１、２を高炉の羽口から吹込んだ高炉の炉内温度は、石炭Ａを吹込んだ場合よりも低くなる。このため、高炉の炉内温度を高めることが必要となり、この結果、コークスの使用量が増加した。【００５５】
一方、調整石炭３、４では石炭Ａと比較して還元材比であるコークス比が低減した。調整石炭３、４は、石炭Ａよりも着火性に優れ、燃焼温度が高いので、調整石炭３、４を高炉の羽口から吹込んだ高炉の炉内温度は、石炭Ａを吹込んだ場合よりも高くなり、この結果、高炉の炉頂から装入されるコークス使用量が低減した。このように、着火性に優れ、燃焼温度が高められた調整石炭３、調整石炭４においては、高炉の還元材比の低減が可能となり、高炉の炉頂から装入されるコークス量を低減できることが確認された。【００５６】
次に、石炭Ａに調整石炭３、４を所定比率（５質量％、１０質量％、２０質量％、５０質量％）で配合した配合炭を作製し、上記と同じ高炉および同じ操業条件下で、当該配合炭を高炉に吹込む操業をそれぞれ３日間実施し、平均コークス比（ｋｇ／ｔ−銑鉄）を算出した。表６に調整石炭３の配合比率と算出した平均コークス比を示す。また、表７に調整石炭４の配合比率と算出した平均コークス比を示す。【００５７】
【表６】
2017170100.tif 000011
【００５８】
【表７】
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【００５９】
表６および表７に示すように、調整石炭３および調整石炭４のいずれの場合においても、配合比率１０質量％以上でコークス比の低減が可能となった。これは、調整石炭３または調整石炭４は、比表面積が大きく揮発分含有量が多いので、石炭Ａと比較して早く着火し、この着火による燃焼熱は石炭Ａに伝熱する。これにより、配合炭全体として燃焼温度を高めることができ、高炉の炉内温度を高めることができたと考えられる。この結果から、比表面積を２ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下の範囲内とし、揮発分含有量を３質量％以上２５質量％以下の範囲内とし、低位発熱量を２７１７０ｋJ／ｋｇ以上に調整した調整微粉炭である調整石炭３、４を、着火性が劣り、燃焼温度が高められていない微粉炭である石炭Ａに１０質量％以上配合することで、還元材比であるコークス比の低減が実現できることが確認された。これにより、着火性が劣り、燃焼温度が高められていない石炭Ａも有効に利用することができた。
【実施例２】
【００６０】
３８本の羽口を備えた高炉を使用し、調整石炭５〜８を吹込んで高炉の操業を実施した実施例２について説明する。内容積５０００ｍ３の高炉であって、目標１１５００ｔ／ｄａｙの銑鉄生産量、１５０ｋｇ／ｔ−銑鉄の微粉炭比、送風温度１２００℃、Ｏ２富化＋５．５体積％の条件下で、ランスを介して高炉羽口から石炭Ａまたは調整石炭５〜８を吹込みながら高炉の操業をそれぞれ３日間実施した。石炭Ａおよび調整石炭５〜８の３日間の平均コークス比（ｋｇ／ｔ−銑鉄）を算出した。その結果を表８に示す。【００６１】
【表８】
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【００６２】
表８において、調整石炭５〜８は発明例であり、石炭Ａは従来例である。表８に示すように、調整石炭５〜８では、いずれも石炭Ａと比較して還元材比であるコークス比が低減した。調整石炭５〜８のいずれであっても、石炭Ａより着火性に優れ、燃焼温度が高いので、調整石炭５〜８を高炉の羽口から吹込んだ高炉の炉内温度は、石炭Ａを吹込んだ場合よりも高くなり、この結果、高炉の炉頂から装入されるコークス使用量が低減した。特に、石炭Ａよりも着火性に著しく優れ、石炭Ａよりも燃焼温度が著しく高い微粉炭である調整石炭７、８では、高炉の炉頂から装入されるコークス量を大きく低減できることが確認された。【００６３】
これらのことから、比表面積を１１０ｍ２／ｇ以上８００ｍ２／ｇ以下の範囲内とし、揮発分含有量を４質量％以上２１質量％以下の範囲内とし、低位発熱量を３００００ｋJ／ｋｇ以上に調整した調整微粉炭である調整石炭７および調整石炭８を用いることがより好ましく、当該範囲内に調整された調整微粉炭を高炉の羽口から吹込むことで、還元材比であるコークス比のさらなる低減が実現でき、高炉の炉頂から装入されるコークス量を大きく低減できることが確認された。【００６４】
次に、石炭Ａに調整石炭７、８を所定比率（５質量％、１０質量％、２０質量％、５０質量％）で配合した配合炭を作製し、上記と同じ高炉および同じ操業条件下で、当該配合炭を高炉に吹込む操業をそれぞれ３日間実施し、平均コークス比（ｋｇ／ｔ−銑鉄）を算出した。表９に調整石炭７の配合比率と算出した平均コークス比を示す。表１０に調整石炭８の配合比率と算出した平均コークス比を示す。【００６５】
【表９】
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【００６６】
【表１０】
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【００６７】
表９に示すように、調整石炭７においては、配合比率５質量％以上でコークス比の低減が可能となった。表１０に示すように、調整石炭８においては、配合比率１０質量％以上でコークス比の低減が可能となった。このように、比表面積を１１０ｍ２／ｇ以上８００ｍ２／ｇ以下の範囲内とし、揮発分含有量を４質量％以上２１質量％以下の範囲内とし、低位発熱を３００００ｋJ／ｋｇ以上に調整した調整微粉炭である調整石炭７、８を、着火性が劣り、燃焼温度が高められていない微粉炭である石炭Ａに１０質量％以上配合することで、還元材比であるコークス比の低減が実現できることが確認された。
【符号の説明】
【００６８】
１０  燃焼実験装置
１２  炉壁
１４  送風管
１６  ランス
１８  羽口
２０  着火位置
【図１】
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【国際調査報告】
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