WO2003062473A1

WO2003062473A1 - Procede de production de metal liquide a faible teneur en silicium

Info

Publication number: WO2003062473A1
Application number: PCT/JP2003/000587
Authority: WO
Inventors: Shinji Matsubara; Yasukazu Hayasaka
Original assignee: JFE Steel Corp; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2004-07-24
Also published as: KR20040071287A; KR100611167B1; BR0307107A; TWI223006B; TW200302284A; CN1615370A; JPWO2003062473A1; JP4325401B2

Description

低シリコン溶銑の法

腿分野

本発明は、微粉炭 (P C) を高炉の羽口から多量に吹き込む高炉操業において、安定して低シリコン溶銑を製造する技術に関するものである。背景漏

高炉における溶銑製造コストの削減と、更にはコ一クス炉の赫延長を図ることに寄与することを目的として、高炉羽口から微粉炭を多量に吹き込み、コ一クス使用量を低減させる高炉操業方法、即ちコ一クス置換率を高めるための高炉操業方法が開発されてきた。高炉への微粉炭吹込み設備の一例を図 1 ( a) と図 1 ( b) に示す。同図に概略縦断面図を示すように、高炉 1の下部に設けられた炉内への送風用ブローパイプ 2の側壁を斜めに貫通挿入して微粉炭吹込み用ランス 3を設け、この微粉炭吹込み用ランス 3からプロ一パイプ 2内を流れる熱風 7中に微粉炭 5を吹き出させて、羽口 4から高炉 1の炉内へ吹き込む。こうして吹き込まれた微粉炭 5 は、ブローパイプ 2及び羽口 4、並びに羽口 4の前方に形成されるレースウェイ 6 内において燃焼するが、一部分は未燃分がチヤ ^"となって、あるいは石炭中の揮発分が不完全燃焼して煤となり、これらは炉内に持ち込まれる。未燃チヤ一及び煤は炉内で燃焼されるが、高炉に吹き込まれる微粉炭の量が多くなると、これらは完全には燃焼消費されずに、炉内に蓄積されるか、又は炉頂部よりダストの一部となつて排出される。従って、微粉炭の多量吹込みの効果を発揮させるためには、微粉炭の反応効率の向上を図って、コーグス置換率を上昇させると共に、安定した高炉操業の確保が必要である。

ところが、多量の微粉炭を吹き込む高炉の操業は一般に、原燃料の性状や出銑滓の影響を受け易く、操業変動が増大する。微粉炭の吹込み量を増やしていくと、高炉内の鉱石/コ一クス比（0/C) の増加により熱流比（固体装入物の熱容量/ガスの熱容量）カ下し、炉頂排ガスの持ち'出し顕熱が増加して熱効率が低下すると共に、炉内上 ·中部においては装入物の昇温速度が上昇し、炉下部において融着帯が上方に移動すると共にその厚さが増大し、また塊コークスの滞留時間増加による劣化が起こり、炉内圧損が増大して操業変動の要因となる。

そこで、このような操業変動の増大や熱効率の低下対策として、炉熱レベルを上げて操業の安定ィヒを図る。しかしその結果、溶銑温度レベルが上昇して溶銑中 S i 濃度が上昇する。また、微粉炭の吹込み量を増やしていくと、鉱石 Zコークス比の増加、コークスの劣ィ匕あるいは微粉炭の未燃チヤ一の増加により、'高炉下部炉芯部の通気'通液性が悪化して不活性化する。その結果、スラグがレースウェイ近傍を流下するようになり、スラグ中 S i 02がコ一クスゃ微粉炭の Cで還元されて S ϊ 〇ガスが生成し、これが溶銑中 Cで還元されて S iが溶銑に移行し、溶銑の S i濃度が上昇する。この間の状況は、下記化学式： .

(S i 02) +C (コ一クス又は PC)

=S i O (g) +C〇 (g) · (1)

S i O (g) + [C] = [S i] +CO (g) (2) で表わされる。

溶銑の S i濃度上昇は、高炉内で S i 02を還元するために多量の熱量が消費されたことを意味する。また、出銑後の溶銑炉外脱珪処理では、脱珪剤使用量の増加をきたし、莫大なコストデメリットを招く。そこで、このデメリットを抑制するために、高炉炉内において溶銑の S i濃度を低下させておくことが重要となる。

高炉炉内で溶銑の S i濃度を低下させる技術は多数提案されている。

従来の一般的方法として、溶銑温度を低下させる方法が行なわれている（以下、「先行技術 1 j という）。しかし、この方法では、スラグ粘性の上昇 (スラグの流動性!^匕）や、高炉内付着物の脱落等による溶銑温度の急激な低下が引き起こされ、操業リスクが増加するという欠点がある。特に、微粉炭の多量吹込み時にはその影響が大きくなる。

溶銑 S i濃度低下の他の方法として、特開昭 57-237402号公報には、微粉炭と共に酸化鉄を吹込み、羽口先の高温帯において、脱珪反応： [S i] +2 ( Fe〇） = (S i〇2) +2Feにより溶銑中 S iを酸化低減させる方法が提案され（以下、「先行技術 2」という）、先行技術 2を更に改善した特開昭 59-15 3812号公報には、微粉炭に、酸ィ匕鉄と共に C a 0源又は Mg〇源物質を混合して吹き込むことにより、上記高温帯におけるスラグの適切な高塩基度化を図り、 S i O (g) +2 (FeO) = (S i O2) + 2 F e反応及び上記脱珪反応を促進すると共に、上記 2反応で生成する高活量の S i 02を高塩基度スラグに速やかに吸収させて再加珪反応を阻止するという方法が提案されている（以下、「先行技術 3J という）。

また、特開昭 61 - 37902号公報には、微粉炭と共に Mn鉱石粉を吹込み、羽口先の高温帯において、（Mn〇）及び（Fe〇）により脱珪反応を起こさせて、溶銑中 S iを酸化低減させる方法が提案されている（以下、 '「先行技術 4」という ) 。しかしながら、これらの方法では酸化物の吹込みのために鉱石の粉碎工程や粉碎されたものの羽口への搬送設備の増設が必要となり、溶銑製造コストが非常に高くなる。

また、特開平 5— 78718号公報には、吹き込まれる微粉炭中 S i O2の下記 (3) 〜（5) 式：

S i O2 (コ一クス） +C (コークス） =S iO (g) +C〇（g)

…… · '-… (3)

(S i〇2) + [C] =S i〇（g) +CO (g) (4)

S i〇（g.) + [C] = [S i] +C〇 (g) (5) による溶銑への加珪を抑制するために、 S i〇2含有率の高い微粉炭と低い微粉炭とを別々のホッパーに入れ、目標溶銑 S i濃度に応じて、使用する微粉炭を選択する方法が提案されている（以下、「先行技術 5」という）。しかし、この方法では別個のホッパーを設置し、装入を調節しなければならないので、設備コストがかかり、石炭需給工程に制約が加えられる。

また、特開平 7— 70616号公報には、作り分けのベース溶銑 S i濃度を低減させる方法として、コ一クスに使用する非微粘結炭よりも S i〇2含有率が低い微粉炭を使用することにより、溶銑 S i濃度を低下させる方法が提案されている（以下、「先行技術 6」という）。しかし、この方法によると S i 02含有率の低い石炭が必ずしも安価ではなかったり、使用原料の制約を受けて原料需給上の制約が多くなり、長期間の操業を継続するのは現実的ではない。上述したように、先行技術 1〜先行技術 6にはいずれも一長一短があり、微粉炭の多量吹込みが安定して行なわれ、総合的コストメリットが得られるような高炉の低 S i操業技術は見当たらない。高炉への微粉炭多量吹込み操業において、高炉装入原料の需給工程に制約されないことを前提条件とし、低 S i溶銑製造の高炉操業に関連する基本事項を整理すると、下記の通りである。ここで、下記（1) 及び（ 2) 式は、加珪 (加 S i) に関連し、

(S i〇2) +C (コ一クス又は PC)

=S i O (g) +CO (g) (1)

S i〇 (g) + [C] = [S i] +C〇（g) (2) 下記 (3) 式：

(S i〇2) +2 [Fe] = [S i] +2FeO (3) は、炉床部湯溜部での復珪（復 S i) に関連する反応式である。

基本事項 1 ：羽口先での高温反応領域の温度を低下させて、 (1) 式及び（2) 式の反応速度及び化学平衡恒数が小さくなる方向にコントロールして、溶銑中 S i 濃度を下げること、

基本事項 2 ：溶融スラグ中 S i〇2の活量を小さくして、（ 1 ) 式の化学平衡恒数が小さくなる方向にコントロールし、これによつて（2) 式の化学平衡恒数が小さくなる方向にコントロールして、溶銑中 S i濃度を下げること、

基本事項 3 ：溶融スラグが羽口先の高温反応領域に近づくのを抑制することにより、スラグ中 S i〇₂成分が（1) 式の反応に関らないようにすること、更に、 S i〇ガスと溶銑との接触、特に羽口先の高温反応領域における両者の接触を抑制することにより、（2) 式の反応量を低減させて、溶銑への加珪（加 S i) を抑制すること、

基本事項 4 ：炉熱レベルを下げて低温出銑操業を行ない、（3) 式の反応速度を低下させることにより、復珪（復 S i ) を抑制すると共に、（1 ) 式の反応 ¾ ^をィ氐下させることにより加珪を抑制すること。

従来、上記基本事項 1〜 4項の中でも、炉熱レベルを低下させ、特に羽口先での高温反応領域の温度を低下させることが、高炉から排出される溶銑の S i濃度低下に対して有効な手段であり、且つ炉床部湯溜部における溶銑温度の低下による溶融スラグからの復珪（復 S i ) を抑制するために有効であるとして、高炉の低温操業が広く採られてきた。

ところが、前述したように、溶銑温度を低下させた高炉操業には、スラグの粘性増加ゃ炉内付着物の脱落等による溶銑温度の急激な低下を招くことがあり、操業不安定のリスクを増加させるという欠点を伴う。このような傾向は、特に微粉炭の吹込み量が多い場合には、炉内通気性の^ ίヒ傾向が加わり、一層顕著になる。

そこで、本発明者等は、.微粉炭多量吹込みの高炉操業において、特別な設備の新設あるいは改造をすることなく、品位の高い高価な原料を特別に調達することもなく、変動する原料需給工程に従い予め与えられた所定の主原料と副原料等を用い、それら原料の配合構成の調整手段により、高炉の低温操業時に発生し易い炉内付着物の脱落事故等を引き起こすことなく、炉内圧損、特に炉下部における圧損を増大させることなく、更に、炉内滴下帯及びその下方部領域の炉芯部における溶銑滓の降下流路を、羽口先の高温領域に近づかせることなく、できるだけ炉内半径方向の中央部を降下させるようにすることが効果的であることに着眼した。

こうして、特に、上記基本事項 3で述べた対策を講ずることにこの発明の課題解決の重点をおき、そのための方法として、高炉スラグの粘性を低下させてその流動性を高めることを本発明の最大の課題とした。

次に、上記課題の解決に際し、溶銑製造のコストミニマムを目指し、焼結鉱製造工程から高炉操業までの一貫コスト低減の観点から、焼結鉱として低シリカ焼結鉱を適切に使用する場合について、上記高炉スラグ粘性の適切な低下技術を開発することを課題とした。発明の開示

本発明の目的は、高炉への微粉炭多量吹込み操業を実施するに当たり、高炉装入原料に制約されることなく、低コストで安定した操業を行なうことができ、更には、低シリ力焼結鉱を使用して焼結工程から高炉における溶銑製造工程までの一貫コストの低減を図ることができる、低シリコン溶銑の製造方法を提供することにある。上記目的を達成するために、本発明は，以下からなる低シリコン溶銑の製造方法を提供する。

[1] 微粉炭を 150 k gZ t—溶銑以上吹き込む、高炉への微粉炭多量吹込み操業における低シリコン溶銑の製造方法において、高炉から排出されるスラグ中の M g〇含有率を 5. 5〜8. 5ma s s %の範囲内に調整し、そして、溶銑の S i濃度を 0. 3 m a s %以下に制御することを特徴とする低シリコン溶銑の製造方法。

[2] [1]に記載の低シリコン溶銑の製造方法において、 1470 °C以上の出銑温度で高炉を操業することを特徴とする低シリコン溶銑の製造方法。

[3] [1]又は [2]に記載の低シリコン溶銑の製造方法において、 270 kg/t- 溶銑以上のスラグ比で高炉を操業することを特徴とする低シリコン溶銑の製造方法。

[4] [1]から [3] のいずれかに記載の低シリコン溶銑の製造方法において、上記スラグ中の C a〇（ma s s %) S i〇2 (ma s s%) を 1. 2〜1. 3の範囲内で、且つ当該スラグ中 A 12〇3濃度を 13〜16ma s s %の範囲内で高炉を操業することを特徴とする低シリコン溶銑の製造方法。

C5] 微粉炭を 150 k g t—溶銑以上吹き込む、高炉への微粉炭多量吹込み操業における低シリコン溶銑の製造方法において、炉頂から装入されるコ一クスを除く装入物の 7 Oma s s %以上に、 S i〇2含有率が 4. 5ma s s%以下で、且つ MgO含有率が 1.„3ma s s %以下の焼結鉱を装入し、そして、 MgO源副原料の装入により高炉から排出されるスラグ中の MgO含有率を 5. 5〜8. 5ma s s %の範囲内に調整することに特徴とする低シリコン溶銑の製造方法。

[6] [5]記載の低シリコン溶銑の製造方法において、上記低シリコン溶銑の S i 濃度を 0. 3 Oma s s %以下に制御することを特徴とする低シリコン溶銑の製造方法。図面の簡単な説明

図 1 (a) と（b) は、高炉への微粉炭吹込み方法の例を示す概略縦断面図である。

図 2は、高炉スラグの M g 0含有率とスラグ比との関係を例示するグラフである。図 3は、高炉スラグの MgO含有率と溶銑 S i含有率との関係を例示するグラフであ o

図 4は、高炉スラグの M g 0含有率に対する当該スラグの粘度の計算値との関係を例示するグラフである。

図 5は、高炉内への微粉炭吹込み方法の他の例を示す断面図である。

図 6は、図 5の側面図である。発明を実施するための形態

本発明者等は、高微粉炭吹込み比（高 PCR) 条件下における高炉操業（高 PC R高炉操業）において、変動する原燃料の需給条件及び原燃料の低コスト維持、並びに設備費等の低コスト維持を前提条件として、先ず、高炉スラグの流動性をよくするために、高炉スラグの成分組成の調整について検討した。

高炉で生成するスラグの成分組成は、使用する主原料及び副原料の各銘柄別スラグ化成分の含有率及びその配合構成、並びにコ一クス及び微粉炭製造用石炭の銘柄別スラグ化成分の含有率及びその配合構成等に依存して変化する。高炉スラグの粘性は、上記スラグの成分組成に依存して変ィ匕し、更に、スラグの温度、従って溶銑温度に依存して変化する。

高炉スラグの主要構成成分は、 S i 02、 CaO、 ¾1 0及び八12〇3の4成分からなる。この内、 S i〇2及び C a〇の含有率は、スラグの塩基度（C a〇ma s s %/S i 02m a s s %) が溶銑成分中 S濃度の重要な決定要因の一つであるから、この塩基度設定値の制約を受けるので、 S i〇2及び C aOの含有率をそれぞれ独立的に設定することは困難である。従って、 S i〇2及び CaOの含有率をスラグ粘性の調整因子とするのは必ずしも適切でない。スラグの A 12O3含有率は、 A l 2〇3が主として、コークス中の灰分や鉱石中に含まれているので、原燃料需給バランスにより変動する。例えば、近年の高品位鉄鉱石の枯渴化傾向を反映して、

A 12〇3含有率の高い所謂高アルミナ鉄鉱石が増加している。但し、高アルミナ鉄鉱石の価格は安価である利点を有する。従って、スラグ中 A 12〇3含有率を従来水準以下に制限することは得策でないと同時に、鉄鉱石の原料需給工程上、困難を伴ラ。

これに対して高炉スラグ中 MgO成分は、従来、その機能がスラグの粘性調整にある。' ところが、スラグ中 Mg〇含有率の設定は、従来、 MgO源副原料である M g〇— S i〇2系の蛇紋岩ゃ Mg〇一 C a〇系のドロマイトを、高炉スラグ比（溶銑 1 t当たりのスラグ量（kg) ) が、固有の高炉操業条件により定められた目標上限値以下となるようにした上で、スラグ中 M g〇含有率が必要最小限の値となるように、そのときの原料配合率に応じて高炉装入時に調整される。

そこで、本発明者等は、スラグ中 MgO含有率の上昇による、スラグの粘性低下及び溶銑中 S i濃度の低下に対する作用 ·効果について検討した。

以下、実用高炉における操業デ一夕を図 2〜図 4に図示する。

図 2は、スラグの MgO含有率とスラグ比との関係を示し、 Mg〇含有率の増加と共にスラグ比が減少していることがわかる。

図 3は、スラグの MgO含有率と溶銑 S i含有率との関係を示し、 Mg〇含有率の増加につれて溶銑 S i含有率は低減し、 ]^ 〇含有率が7]!1& 3 s%程度になると、溶銑 S i含有率に極小値が存在することが推定される。

図 4は、スラグの M g 0含有率に対する当該スラグの粘度の計算値との関係を示し、 MgO含有率の増加につれてスラグの粘度が低下することを示す。同図におけるスラグ粘度のバラツキは、主に高炉間における主原料の構成差に起因するものである。

以上により下記知見を得た。

1. 溶融スラグ中の Mg〇濃度を高めることにより、スラグの粘性を低下させる。その結果、高炉下部の滴下帯、及びその下方部位の炉芯部における溶融スラグの降下流路が、羽口前方に形成されているレースウェイ近傍の高温反応領域側に逸れるのを防いで、鉛直下方に真っ直ぐ下りるようになる。その結果、上記 (1) 及び ( 2 式の反応を抑制し、溶銑への加珪を抑制することができる。

2. 溶融スラグ中の MgO濃度を高めることにより、レースウェイ近傍の高温反応領域における Mgガス蒸気圧を高め、前記 (2) 式の反応における S i Oガスの分圧を下げて S i〇ガスの活量を低下させることにより、（2) 式の反応を抑制して、スラグ中 S i〇2の還元による溶銑中への S iの移行を抑制して溶銑中 S i濃度の上昇を抑制することができる。

3. 上記 1及び 2項に加えて更に、高炉の適切な低温操業を行なうことにより、安定した操業下において、一層の低 S i溶銑の製造が可能となる。

4. 従来、スラグ比の増加につれて炉下部圧損は増大すると考えられていたが、本発明者等は、今回、高炉炉内全体の通気性を表わす指数として、羽口上方 1. 5 mの位置から炉頂までに至る間の炉内 ΒΕί員に基づく通気性を指数（一）表示に変換して、スラグ比と当該炉内通気性を示す指数（一）との関係を調査した結果、スラグ中 MgO含有率を 5. 5〜8. 5ma s s %の範 H内まで高めれば、微粉炭を 1 5 Okg/t—溶銑以上吹き込む高炉操業においても、出銑温度を 1480°C以上に保持し、スラグ比が 30 Okg/t一溶銑以下であれば、炉内通気性を悪ィ匕させることなく、安定した低シリコン操業ができることがわかった。

本発明は、上記知見に基づきなされたものである。

本発明に係る低シリコン溶銑の製造方法は、微粉炭を 150 k gZ t—溶銑以上吹き込む、高炉への微粉炭多量吹込み操業における低シリコン溶銑の製造方法において、高炉から排出されるスラグ中の Mg〇含有率を 5. 5〜8. 5ma s s%の範囲内に調整し、そして、溶銑のを 0. 3 ma s s%以下に制御することに特徴を有するものである。

図 1に示した高炉における微粉炭の吹込み設備において、この発明の方法を下記の通り行なう。高炉 1の羽口 4部に取り付けられたブローパイプ 2に斜めに貫通して装着された微粉炭吹込み用ランス 3から、微粉炭を 150 k gZ t—溶銑以上、熱風 7と共に、高炉 1内に吹き込み、溶銑を製造する。この高炉操業において、装入原料は、出銑滓口 8から排出される高炉スラグの成分組成の内、 Mg〇含有率が 5. 5〜8. 5ma s s%の範囲内に入るように、装入主原料及び副原料中のスラグ化成分組成を考慮してその装入量の配合をきめる。また、炉熱レベルは、従来の微粉炭吹込み比が 150 k gZ t—溶銑以上の高炉操業において採用されているような高熱レベル操業、あるいは低 S i溶銑製造操業において従来採用されているような低温出銑操業は行なわない。その他の高炉操業条件については特別のァクションを採る必要はない。

装入原料及び装入コ一クスの配合率に関しては、高炉スラグの成分組成の内、 MgO=5. 5〜8. 5ma s s %となるように調整され、炉熱レベルが低温操業にならない範囲、例えば出銑温度が 1480で程度以上となるようにすれば、特に制限しなくてもよいが、下記条件で行なえば、焼結鉱製造工程から高炉操業までの一貫工程における溶銑のコスト低減上一層有利であり、また、高垆における鉱石の性を良好保持できると共に、高炉スラグ比（ースラグセー溶銑）が低減して、高 PC R高炉操業の安定ィ匕に寄与する。即ち、装入コークスを除く装入物の 70ma s s%以上に、 S i〇2≤4. 5ma s s %で且つ MgO≤ 1. 3ma s s%の焼結鉱を用い、そして、高炉スラグの Mg〇含有率が、 5. 5〜8. 5m a s s %の範囲内に入るよう調整するために、 ^^〇源副原料を«：装入する。ここで、 Mg〇源副原料としては、蛇紋岩ゃドロマイト等を艇用いる。

上述した高炉操業において、低シリコン溶銑が得られるように、例えば、溶銑 S i濃度が 0. 3 Oma s s %以下となるように、炉熱レベルを調る。この場合、スラグの MgO=5. 5〜8. 5ma s s %に調節しておけば、高炉スラグ比は、 270 1:—溶銑以上であっても、 300 k gZ t—溶銑以下であれば差し支えない。

なお、この発明のいずれの場合においても、高炉スラグ中の CaO (m a s s % ) ZS i〇2 (ma s s %) (塩基度）が 1. 2〜1. 3の範囲内で、且つ AI2O3 濃度を 13〜16ma s s %の範囲内に調整して高炉を操業することが望ましい。スラグ塩基度を 1. 2〜1. 3の範囲内に調整することにより、溶銑の S含有率を所定の目標値以下に安定してすることができる。また、前述した近年増加傾向にある A 1₂〇3含有率の高い所謂高アルミナ鉄鉱石（例えば、 A l2〇3≥3. Oma s s % ) を多量に用いた焼結鉱を装入原料として使用することができ、鉄鉱石の原料需給工程上の制約解消に寄与すると共に、原料コスト低減に寄与する。

上記実施形態をとることにより、高炉操業状態及び炉内反応等において下記特徴的現象がみられる。即ち、スラグの成分組成中、特に M g O濃度を通常操業におけるよりも高くして 5 . 5〜8. 5 m a s s %の範囲にしたので、スラグの粘性が低' 下すると共に、羽口先近傍の高温反応領域における M gの蒸気分圧が高くなる。スラグの粘性低下により炉芯部における通液性が改善され、溶融スラグが羽口先近傍の高温反応領域であるレースウェイ近傍を通らずにそのまま炉芯部を流下するようになるので、（1 ) 式で示した（S i 0₂) の微粉炭ゃコ一クスによる還元反応が抑制されて、 S i Oガスの生成が抑制される。更に、この領域における M gの蒸気分圧の上昇により、 S i〇ガスの活量が低下するので、（2 ) 式で示した S i Oガスの溶銑中 Cによる還元反応が抑制されて、溶銑中 S i濃度の上昇が抑制される。かくして、溶銑の S i濃度を 0 . 3 m a s s %以下に制御することが可能となる。また、上記の通り、炉芯部における通液性が改善されるので、スラグ量の上限を 3 • 0 0 k gZ t—溶銑まで許容しても、操業の安定性を確保することができる。

A 1 2〇3含有率を 1 3〜1 6 m a s s %の範囲内に調整することにより、前述の通り、鉄鉱石銘柄ゃコークス用原料炭銘柄を特定する必要がないことを意味し、使用する原燃料に自由度を与えることができる他に、スラグ粘性が上昇しない範囲内にあることを意味し、高炉操業を一層行ない易くすることができる。

このようにして、この発明の高炉操業方法により、微粉炭を羽口から多量に吹き込んでも、溶銑の低シリコン操業を安定して行なうことが可能となる。

図 5は、高炉内への微粉炭吹込み方法の他の例を示す断面図、図 6は、図 5の側面図である。

図 5および図 6において、 3は、羽口 4に接続されたブローパイプ 2内に挿入された 2本の微粉炭吹込み用ランスである。ランス 3は、その先端が羽口 4側に向くように、各ランス 3の中心軸線（1)がブローパイプ 2の軸線 (L)と交差しないように、そして、ブローパイプ 2の中心軸線 (0)に関して軸対称となるように配置されている。微粉炭は、 2本のランス 3からキャリアガスと共に 15111/s ec程度の流速でブ口 —パイプ 2内に吹込まれるが、 2本のランス 3の先端は、同一直線上において対向せず、軸対称位置に配置されているので、微粉炭は互いに干渉されずにプロ一パイプ 2内に吹込まれて，速やかにブローパイプ 2内において拡散する。しかも、微粉炭は、プロ一パイプ 2内において旋回しながら羽口 4側に移動するので、熱風中の酸素との接触効率が一段と良くなり、したがって、微粉炭の燃焼効率が向上する。キャリアガスは、窒素、空気、酸素， C O, C〇₂ガスの内の少なくとも一つからなる。この発明を実施例により更に説明する。

本発明に係る低シリコン溶銑の製造方法の範囲内にある実施例、及びその範囲外にある比較例について試験を行なった。実施例における高炉操業方法及び条件は、この発明の実施の形態において上述した方法及び条件に準じて行なった。表 1〜 2 に試験結果を、表 3、 4に微粉炭及び焼結鉱の成分組成をそれぞれ示す。

(% : mass%)

比較例 1 比較例 2 比較例 3 比較例 4 微粉炭吹込み比 (kg t—溶銑） 120 120 150 200 装入原料の配合焼結鉱- A 75 76 77 78 高炉焼結鉱 -B 一 ― ― ― す不未コークス 390 390 366 326 条件スラグ成分 MgO (%) 5.0 5.0 5.0 5.0

Al₂0₃ (%) 14.6 14.6 14.6 14.6

CaO%/Si0₂% 1.27 1.27 1.27 1.27 スラグ比 (kg/t—溶銑） 280 280 270 260 出銑温度 (°C) 1500 1480 1500 1500 溶銑 Si濃度 (％) 0.30 0.23 0.32 0.45 高炉全体の通気性（―） 1.4 1.6 1J 1J 高炉コ一クス置換率（％) 0.8 0.8 0.8 0.8 操業溶銑 S濃度 (％) 0.028 0.033 0.025 0.025 δ¾験スラグ樋オバ一フロー発生無し有り有り有り高炉操業の安定性 o Δ X X X スラグの粘性評価〇 X 厶 Δ

表 2

(% : mass%)

ハ実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5 実施例 6 実施例 7 実施例 8 実施例 9 微粉炭吹込み比 (kg/t 溶銑） 150 200 160 210 170 220 200 216 220 装入原料の配台焼結鉱- A 72 76 76

咼炉焼結鉱- B 75 75 78 80 72 80 操業コ一ス 366 326 358 318 350 310 326 312 304 条件スラグ成分 MgO(%) 5.5 8.2 6.3 8.5 6.2 8.4 7.5 8.2 8.4

Al₂0₃( ) 14J 14.3 14.8 15.1 15.1 15.0 15.1 14.3 15.1

CaO /"Si0₂% 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.2フ 1.27 1.27 スラグ比 (kg t—溶銑） 296 288 287 280 2フ5 270 266 283 258 出銑温度 (°C) 1496 1503 1508 1497 1501 1503 1481 1505 1504 溶銑 Si濃度（％) 0.24 0.23 0.22 0.27 0.27 0.26 0.19 0.23 0.19 高炉全体の通気性 (一） 1.5 1.4 1.4 1.5 1.4 1.5 1.4 1.4 1.4 高炉コ一クス置換率 2) (%) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 操業溶銑 S濃度 (％) 0.031 0.025 0.023 0.036 0.029 0.031 0.031 0.025 0.028 スラグ樋才- -パーフロー発生無し無し無し無し無し無し無し無し . 無し高炉操業の安定性 O Ο 〇 Ο 〇 o o 〇〇スラグの粘性評価 O © o ◎ 〇 ◎ ◎ ◎

表 3

(mass%)

表 4

^mass

Fe . Si0₂ Al₂0₃ CaO gO n P S

56.93 4.89 1.91 10.34 1.2 0.17 0.056 0.017 焼結鉱 A

58.02 4.36 1.62 9.5 1.14 0.17 0.053 0.015 焼結鉱 B

試験における操業条件及び操業成績判定の指標として、炉熱レベルは出銑温度で、高炉の炉内全体の通気性は羽口上方 1 . 5 m位置から炉頂に至るガスの圧損で、スラグの粘性はスラグ樋におけるスラグオーバ一フローの発生状況で、そして、高炉操業の安定性は出銑比で評価した。これらの結果より、下記事項が明らかである。

1 . 微粉炭吹込み比（P C R) が本発明の範囲外に低い 1 2 0 k gZ t—溶銑の操業において、従来操業における通常の炉熱レベル条件で、本発明の範囲外に低い高炉スラグの M g O含有率（= 5. O m a s s %) となるように装入物の配合調整をした場合には、溶銑 S i濃度が所期目的を満たさない水準の高い値（S i含有率 = 0 . 3 O m a s s %) に留まっている（比較例 1参照）。これに対して、比較例 2の高炉操業においては、低 S i溶銑を得るために、他の主要条件を比較例 1と同一 τ準において、；):戸熱レベルを低下させると、溶銑 S i濃度は低下するが、スラグ粘性の上昇ゃ微粉炭の燃焼率の低下により、炉内の通気性が悪化する傾向を示し、操業の安定性が十分確保されない。

2. 比較例 1における操業条件を基準にして、 P C Rを本発明の範囲内となる 1 5 0ないし 2 0 O k gZ t—溶銑に高めると（それぞれ比較例 3、比較例 4) 、炉内全体の通気性が悪化し、特に高炉下部における通気 ·通液性が匕する。その結果、高炉操業の安定性が悪くなる。

3. そこで、炉熱レベルを比較例 2の低水準に対して通常水準まで高めて復旧させると同時に、 P C Rを本発明の範囲内に入る 1 5 0ないし 2 0 0 k g/ t—溶銑に高めた高炉操業において（それぞれ実施例 1、実施例 2 ) 、スラグの M g O濃度を本発明の範囲内まで高めると、スラグの粘性が低下してスラグの流動性がよくなり、高炉下部における通気 ·通液性が改善 ·向上して炉下部の圧損が低減すると共に、溶銑 S i濃度が低下して満足すべき低シリコン溶銑の製造が行なわれた。しかも、高炉操業の安定性も得られた。

4. 次に、炉熱レベルを通常水準のままにおいて、焼結鉱の S i〇2含有率が一層低い焼結鉱を装入して、高炉スラグ比を低め、且つスラグの M g〇濃度を本発明の範囲内まで高めた装入原料配合条件で操業した。その結果、炉内通気性は良好に保持されて高炉操業の安定性が確保され、更にスラグの粘性が低下し、またレースウェイ近傍における高温反応域における M gガス分圧の上昇が加わり、低シリコン溶銑を安定して製造することができたと、上記 M gガス分圧の上（実施例 3、実施例 4参照）。また、 S i〇2含有率の低い焼結鉱の高炉装入比率を上げることにより、炉内還元性が向上し、生産性が一層向上した（実施例 5、 6参照）。

5 . なお、実施例 7の高炉操業では、実施例 6の操業条件の内、炉熱レベルを通常水準よりも下げたが、スラグの流動性改善効果昇作用により、炉内通気性が確保されて安定操業が行なわれると共に、 S i濃度の一層低い溶銑が製造された。

6：実施例 8は実施例 2とほぼ同条件で微粉炭吹込みのランスとして、偏芯ダブルランスを使用したものである。（実施例 1から 7はシングルランス使用）この結果、微粉炭の燃焼性が向上し、高炉の通気性を一定に確保したうえで実施例 2では微粉炭 2 0 O kg/tであったものが実施例 8では 2 1 6 kg/tまで上昇し、尚且つスラグ粘性、 S i濃度ともに上昇することはなかった。

7 . 実施例 9は実施例 6とほぼ同条件で偏芯ダブルランスを使用したものである。この場合は微粉炭を 2 0 0 k g/ tと一定にした結果、スラグ比が低下し S i濃度の低下が得られた。

上述した通り、この発明によれば、特別に炉熱レベルを下げなくても、また高炉スラグ比を特に低下させなくても、 1 5 0 k g/ t —溶銑以上の高 P C R操業において、低シリコン溶銑を安定操業下において製造することができることがわかる。また、 S i〇₂含有率を適切に下げた焼結鉱の使用、適度の高炉スラグ比の低減、あるいは離の炉熱レベル低下の採用を組み合わせることにより、 1 5 0 k g / t—溶銑以上の高 P C R操業において、一層の低 S i濃度の溶銑を安定操業下において製造することができることが明らかとなつた。

上述した通り、この発明の方法よれば、原料需給工程の制約を受けることなぐ微粉炭を 1 5 0 k g/ t—溶銑以上という高水準の多量吹込み高炉操業において、溶銑の S i濃度を低く抑えることができる操業を、安定して行なうことが可能となる。その場合、必ずしも、炉熱レベルを低く抑える必要はなく、また高炉スラグ比上限を厳しく制限する必要もない。このような高炉への微粉炭吹込み操業方法を提供することができ、工業上有用な効果がもたらされる。

Claims

請求の範囲

1. 高炉の羽口から微粉炭を溶銑トン当たり少なくとも 15 O kg以上吹き込むェ程；

前記高炉から溶銑と溶融スラグを排出する工程；

前記高炉から排出されるスラグの MgO含有率を 5. 5〜8. 5ma s s%に調整する工程； .

前記溶銑の S i濃度を 0. 3ma s s %以下に制御する工程、 .

を有する低シリコン溶銑の製造方法。

2. さらに、高炉から排出される溶銑の温度を少なくとも 1480°C以上に制御する工程を有する請求の範囲 1に記載の低シリコン溶銑の製造方法。

3. さらに、スラグ比を溶銑トン当たり少なくとも 270 kg以上に制御する工程を有する請求の範囲 1に記載の低シリコン溶銑の製造方法。

4. さらに、前記スラグ中の C a〇（ma s s %) ZS i〇₂ (ma s s %) を 1

. 2〜1. 3の範囲に、且つ当該スラグ中 A 12〇3濃度を 13〜16ma s s %の範囲に制御する工程を有する請求の範囲 1に記載の低シリコン溶銑の製造方法。

5. 高炉の羽口から微粉炭を溶銑トン当たり少なくとも 150kg以上吹き込むェ ¾； '

高炉の炉頂から焼結鉱、コ一クスと MgO SU原料を装入する工程；前記焼結鉱の割合を、装入されるコークスを除く装入物の 7 Oma s s %以上に制御する工程；

前記焼結鉱の S i O2含有率を 4. 5ma s s %以下に、且つ Mg〇含有率を 1. 3 m a s s %以下に制御する工程；

前記高炉から溶銑と溶融スラグを排出する工程； M g〇源副原料の装入量を制御することにより高炉から排出されるスラグ中の MgO含有率を 5. 5〜8. 5ma s s %の範囲内に調整する工程、

を有する低シリコン溶銑の製造方法。

6. さらに、前記溶銑の S i濃度を 0. 30 m a s s %以下に制御する工程を有する請求の範囲 5に記載の低シリコン溶銑の製造方法。