(57)【要約】【課題】新規な設備、装置を必要とせず、安価に脱硫を効率よく行うことができる高炉操業方法を提供する。【解決手段】羽口から炭材を吹き込む高炉操業方法において、炭材とＭｇＯ含有物質を混合し（好ましくは、炭材とＭｇＯ含有物質を混合した後、粉砕する）、羽口から吹き込むことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽口から炭材を吹き込む高炉操業方法において、炭材とＭｇＯ含有物質を混合し、羽口から吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。
【請求項２】
前記炭材及びＭｇＯ含有物質が粉末であることを特徴とする請求項１に記載の高炉操業方法。
【請求項３】
前記混合を、粉砕前の炭材バンカー内で行うことを特徴とする請求項１に記載の高炉操業方法。
【請求項４】
前記炭材とＭｇＯ含有物質を混合した後、粉砕することを特徴とする請求項３に記載の高炉操業方法。
【請求項５】
前記炭材から炉内に持ち込まれるＳ量が、銑鉄１ｔ当たり１ｋｇ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の高炉操業方法。
【請求項６】
前記炭材とＭｇＯ含有物質の混合物中に、ＭｇＯが１％以上１０％以下含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の高炉操業方法。
【請求項７】
前記炭材とＭｇＯ含有物質の混合物を、吹き込む前、水分が気化する温度以上で、炭材中の揮発分が揮発する温度未満に予熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の高炉操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭材にＭｇＯ源を混合し羽口から吹き込む高炉操業方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高炉への粉体吹き込み操業技術の一つとして、微粉炭吹き込み操業技術が確立されるに至り、高炉でのコークス比は大幅に低減されている。そして、微粉炭吹き込み量が１５０ｋｇ／ｔを超える高炉操業も指向されるようになっている。
【０００３】
このような状況では、溶銑コスト削減や資源対応力を増すためにも、安価なＳ含有量が高い微粉炭（高Ｓ炭）を使うことが望まれている。
【０００４】
しかし、大量の微粉炭を羽口から吹き込む高炉操業においては、微粉炭中のＳの濃度及び炉内での挙動が、溶銑Ｓ濃度に大きく影響する。即ち、炉頂から装入物（鉱石、コークス等）により持ち込まれるＳは、シャフト部で、一部気相となって散逸するので、溶銑Ｓへの影響は、羽口から入る場合に比べて小さいが、羽口から炉内に持ち込まれるＳは、殆ど散逸せず、スラグ−メタル相に入るので、溶銑Ｓ濃度へ大きく影響する。
【０００５】
一般に、溶銑の脱Ｓ手法として、(a)溶銑温度の上昇、(b)スラグ中ＣａＯ／ＳｉＯ2（塩基度）の増加、(c)スラグ比の増大等が採用されてきたが、従来から、高純度鋼を安価に製造するため、よりＳ濃度の低い溶銑を安価に製造することが求められていることから、脱Ｓ剤を羽口から吹き込む方法が幾つか提案されている（特許文献１〜５、参照）。
【０００６】
特許文献１には、溶融Ｍｇを含浸させた粉末状の石炭又はコークスを、羽口又はベリーの下部に設けた吹込口から吹き込む溶銑の脱硫方法が開示されている。しかし、この脱硫方法においては、吹込物の事前処理にコストがかかる。
【０００７】
特許文献２には、羽口又は羽口近傍から、ホウ素系化合物原料を高炉湯溜部に吹き込み溶銑の脱硫を図る高炉操業方法が開示されている。しかし、この高炉操業方法においては、ホウ素系化合物を含むスラグの処理をしなければならず、結局は、溶銑コストが上昇する。
【０００８】
特許文献３には、スラリー状のＣａＯ系又はＭｇＯ系の造滓剤を羽口先に吹き込む低Ｓ高炉操業法が開示されている。しかし、この操業法においては、レースウェイ近傍領域の温度が低下し、その結果、通液性が悪化するので、操業が安定しない。
【０００９】
特許文献４には、羽口から炉芯内部に挿入した炉芯ゾンデから、塩基性フラックスを空気とともに吹き込む低硫黄銑の製造方法が開示されている。しかし、炉芯ゾンデの設置には設備費がかり、また、炉芯ゾンデの定常的な使用は現実的ではない。
【００１０】
特許文献５には、マグネシウム系脱硫剤を、浸漬ランスを用いて又はワイヤで、湯溜部の溶銑中に投入する溶銑脱硫方法が開示されている。しかし、この溶銑脱硫方法においては、マグネシウム系脱硫剤を投入するための設備が必要となり、結局、溶銑コストを高めることになる。
【００１１】
このように、従来の脱硫方法は、スラグ−メタル反応による脱硫を促進することを前提とし、新規な設備、装置を必要とするものである。
【００１２】
しかし、スラグ組成及び量を調整し、スラグ−メタル反応により脱硫を行う場合、脱硫率の点で限界があり、また、高炉又は高炉回りに新規な設備、装置を設置することは、溶銑コストを押し上げることになる。
【００１３】
したがって、特許文献開示の方法は、よりＳ濃度の低い溶銑を安価に製造する点で、必ずしも満足できるものではない。
【００１４】
しかも、資源的な制約から、吹き込み微粉炭用の炭材として、Ｓを多量に含む安価な炭材を使用せざるを得ない現状においては、特に、炉内におけるＳ移行を解明し（非特許文献１、参照）、該Ｓ移行に基づき、新規な設備、装置を必要としない、安価でかつ脱硫効率に優れた脱硫技術を開発することが求められている。
【００１５】
【特許文献１】特開昭５２−１０９４１８号公報
【特許文献２】特開昭６１−０９９６０７号公報
【特許文献３】特開昭６１−１４９４０３号公報
【特許文献４】特開平０４−２４６１１２号公報
【特許文献５】特開平０９−２４１７１０号公報
【非特許文献１】鉄と鋼  ５９（１９７３）第１号、３３〜４５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記要望に鑑み、新規な設備、装置を必要とせず、安価に脱硫を効率よく行うことができ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】
【００１７】
羽口から炉内に持ち込まれるＳは、殆ど散逸せずに、スラグ−メタル相に入るが、前述したように、スラグ組成及び量を調整し、スラグ−メタル反応による脱硫は、脱硫率の点で限界がある。
【００１８】
そこで、本発明者は、非特許文献１に記載の下記反応式に基づく「Ｍｇガス存在下での脱硫」に着目した。
ＭｇＯ（ｓ）＋Ｃ（ｓ）  →  Ｍｇ（ｇ）＋ＣＯ（ｇ）         …（１）
ＭｇＯ（ｓ）＋ＣＯ（ｇ）  →  Ｍｇ（ｇ）＋ＣＯ2（ｇ）      …（２）
ＣＯ2（ｇ）＋Ｃ（ｓ）  →  ２ＣＯ（ｇ）                    …（３）
Ｍｇ（ｇ）＋Ｓ  →  ＭｇＳ（ｌ）                           …（４）
【００１９】
本発明者は、上記反応式に基づく脱硫を実現すべく、微粉炭にＭｇＯ源を混合し羽口から吹き込むことを試みた。その結果、レースウェイ近傍の高温領域において脱硫反応がより促進され、溶銑中Ｓが大きく低減することが判明した。
【００２０】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
（１）羽口から炭材を吹き込む高炉操業方法において、炭材とＭｇＯ含有物質を混合し、羽口から吹き込むことを特徴とする高炉操業方法。
（２）前記炭材及びＭｇＯ含有物質が粉末であることを特徴とする前記（１）に記載の高炉操業方法。
【００２１】
（３）前記混合を、粉砕前の炭材バンカー内で行うことを特徴とする前記（１）に記載の高炉操業方法。
（４）前記炭材とＭｇＯ含有物質を混合した後、粉砕することを特徴とする前記（３）に記載の高炉操業方法。
（５）前記炭材から炉内に持ち込まれるＳ量が、銑鉄１ｔ当たり１ｋｇ以上であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の高炉操業方法。
【００２２】
（６）前記炭材とＭｇＯ含有物質の混合物中に、ＭｇＯが１％以上１０％以下含まれていることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の高炉操業方法。
（７）前記炭材とＭｇＯ含有物質の混合物を、吹き込む前、水分が気化する温度以上で、炭材中の揮発分が揮発する温度未満に予熱することを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の高炉操業方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、新規な設備、装置を必要とせず、安価に脱硫を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
従来、羽口又は羽口近傍からＭｇＯ含有物質を炉下部に吹き込む場合、ＭｇＯがスラグに混入し、スラグ−メタル反応により溶銑脱硫が進行することを期待する。
【００２５】
これに対し、本発明は、前述したように、非特許文献１に記載の下記反応式に基づく「Ｍｇガス存在下での脱硫」を期待し、かつ、実現するものである。
ＭｇＯ（ｓ）＋Ｃ（ｓ）  →  Ｍｇ（ｇ）＋ＣＯ（ｇ）         …（１）
ＭｇＯ（ｓ）＋ＣＯ（ｇ）  →  Ｍｇ（ｇ）＋ＣＯ2（ｇ）      …（２）
ＣＯ2（ｇ）＋Ｃ（ｓ）  →  ２ＣＯ（ｇ）                    …（３）
Ｍｇ（ｇ）＋Ｓ  →  ＭｇＳ（ｌ）                           …（４）
【００２６】
即ち、本発明においては、羽口先レースウェイで、上記反応式（１）及び（２）の反応を推進するため、炭材とＭｇＯ含有物質を混合し、羽口から吹き込むことを特徴とする。
【００２７】
ＭｇＯ含有物質は、ＭｇＯを所定量含有していればよい物質であるので、特定の物質に限定されないが、通常、高炉操業において使用している蛇紋岩、ドロマイト等が好ましい。
【００２８】
上記反応を促進するために、粉末状の炭材（微粉炭）と、粉末状のＭｇＯ含有物質を混合して用いることが好ましい。
【００２９】
ＭｇＯ含有物質が粒状の場合、ＭｇＯ含有物質を、粉砕前の炭材バンカーに装入して混合し、炭材とＭｇＯ含有物質を一緒にして粉砕すれば、両者の混合粉末を容易に得ることができる。
【００３０】
上記粉砕に際し、粉末粒度を調整する必要は特にない。炭材とＭｇＯ含有物質を一緒にして粉砕すれば、比重に応じて、粉砕機より排出される粒度が異なり、比重の大きいＭｇＯ含有物質は、比重の小さい炭材よりも小さい粒度となるので、そのまま搬送気体で羽口まで搬送して吹き込めばよい。
【００３１】
上記反応式（１）及び（２）の反応が進行すれば、羽口先レースウェイの雰囲気はＭｇガスリッチの雰囲気となる。Ｓを含む溶銑液滴が、このＭｇガスリッチの雰囲気中を滴下しつつ通過するとき、上記反応式（４）の脱硫反応が進行する。
【００３２】
生成したＭｇＳは、溶銑液滴の表面に付着して湯溜部まで滴下し、そこでスラグに捕捉される。
【００３３】
Ｍｇリッチ雰囲気の形成、及び、脱硫反応の進行を促進するためには、炭材とＭｇＯ含有物質の混合物中に、ＭｇＯが１％以上１０％以下含まれていることが好ましい。
【００３４】
ＭｇＯの含有量が上記範囲内にあれば、炭材から炉内に持ち込まれるＳ量が、銑鉄１ｔ当たり１ｋｇ以上である場合にも、上記の脱硫反応が進行するので、溶銑中Ｓを管理値内にすることができる。
【００３５】
さらに、炭材とＭｇＯ含有物質の混合物を、羽口から吹き込む前に、水分が気化する温度以上で、炭材中の揮発分が揮発する温度未満に予熱すると、羽口先レースウェイの雰囲気温度が低下せず、かつ、羽口先での上記反応式（１）及び（２）による反応が促進されるので、Ｍｇリッチ高温雰囲気を安定して形成できる点で好ましい。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００３７】
（実施例１）
内容積４８００ｍ3の高炉において、最初、コークス比３４０ｋｇ／ｔ、微粉炭比１５５ｋｇ／ｔで操業した。微粉炭中Ｓ含有量は０．６％なので、銑鉄トン当たりの微粉炭からのＳ入り量は、０．９３ｋｇである。
【００３８】
このとき、溶銑温度１５２５℃で、溶銑中Ｓは、０．０２５％であった。ところが、微粉炭銘柄を切り替えたため、微粉炭中Ｓ含有量は、０．７％となり銑鉄トン当たりの微粉炭からの入り量は、１．０９ｋｇとなり、溶銑中Ｓは、０．０２７％まで増加した。
【００３９】
このため、微粉炭中にＭｇＯ含有量が１％になるように蛇紋岩を混ぜて粉砕し、羽口より吹き込んだ。その結果、溶銑中Ｓは０．０２５％まで低下した。
【００４０】
（実施例２）
内容積４８００ｍ3の高炉において、最初、コークス比３４０ｋｇ／ｔ、微粉炭比１５５ｋｇ／ｔで操業した。微粉炭中Ｓ含有量は０．６％なので、銑鉄トン当たりの微粉炭からのＳ入り量は、０．９３ｋｇである。
【００４１】
このとき、溶銑温度１５２５℃で、溶銑中Ｓは、０．０２５％であった。ところが、微粉炭を２００ｋｇ／ｔまで増加したため、銑鉄トン当たりの微粉炭からのＳ入り量は１．２ｋｇとなった。コークス比は３００ｋｇ／ｔまで低下したが、溶銑中Ｓは、０．０２８％まで増加した。
【００４２】
このため、微粉炭中に、ＭｇＯ含有量が３％になるように、ドロマイトを混ぜて粉砕し、羽口より吹き込んだ。その結果、溶銑中Ｓは０．０２２％まで低下した。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、前述したように、新規な設備、装置を必要とせず、安価に脱硫を効率よく行うことができる。したがって、本発明は、微粉炭吹込み高炉操業において利用可能性の高いものである。