喷吹氢系还原剂对铁矿石还原性和炉内状况的影响

　　我们知道，氢还原比CO还原速度快。采用模拟高炉炉内的荷重软化装置，调查了烧结矿在高炉内的还原过程。在还原率80%～90%的区域，烧结矿软化熔融。所以，透气阻力变得非常大。但是，随着氢添加量的增加，还原率增加，透气阻力减小。这是因为通过抑制FeO渣的生成和金属铁生成导致的收缩等，保持熔融时的空隙。在工业炉，相当于降低软熔带的透气阻力，有望维持降低压损的稳定操作。JFE钢铁公司京滨厂喷吹30kg/t天然气前后的操作情况。软熔带的炉下部透气性明显得到改善，并且可以提高高炉利用系数。

　　在上述的还原试验和荷重软化试验结果中，将温度作为条件。但是，实际上氢还原的吸热反应会影响炉内温度。通过高炉数学模型模拟计算了大量喷吹天然气（210kg/t）时的炉内状况。在高炉上部，与喷吹煤粉（189.5kg/t）相比，等还原率线位于下方，出现还原滞后现象。这是因为氢还原的吸热反应导致温度降低的缘故。

　　另外，在炉下部位于等高线上方，促进还原。喷吹天然气不仅风口前温度，而且炉上部温度都趋于下降。该计算例的天然气喷吹量是海外喷吹实际值的2倍。炉上部温度下降将助长烧结矿的还原粉化和锌等炉内循环物质在炉内蓄积，有可能引起炉况不稳定。今后，在研究大量使用氢的高炉工艺时，必须注意这点。
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