СПОСОБ РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 2023 года по МПК C21B5/00 

[Область техники, к которой относится изобретение]

[0001] Настоящее изобретение относится к способу работы доменной печи.

Испрашивается приоритет Японской Патентной Заявки № 2019-216568, поданной в Японии 29 ноября 2019 года, и Японской Патентной Заявки № 2020-092467, поданной в Японии 27 мая 2020 года, содержание которых включено в настоящее описание посредством ссылки.

[Уровень техники]

[0002] В сталелитейной промышленности способ с использованием доменной печи представляет собой основной способ производства стали. В доменном процессе содержащие железо материалы для доменной печи (сырьевые материалы, включающие оксид железа; главным образом подвергнутые спеканию руды; далее просто называемые «железосодержащими материалами») и кокс поочередно загружают слоями в доменную печь с верха доменной печи, и горячее дутье вдувают в доменную печь из фурмы в нижней части доменной печи. Горячее дутье реагирует с порошкообразным углем, вдуваемым вместе с горячим дутьем, так, что в доменной печи из кокса образуется высокотемпературный восстановительный газ (здесь, по большей части газообразный СО). То есть, горячее дутье газифицирует кокс и порошкообразный уголь в доменной печи. Восстановительный газ поднимается в доменной печи и восстанавливает железосодержащие материалы, в то же время нагревая железосодержащие материалы. Железосодержащие материалы нагреваются и восстанавливаются восстановительным газом, в то же время опускаясь вниз в доменной печи. Затем железосодержащие материалы расплавляются и каплями падают в доменной печи, при этом с дополнительным восстановлением посредством кокса. Наконец, железосодержащие материалы накапливаются в горне в виде расплавленного чугуна (передельного чугуна), включающего около 5 масс.% углерода. Расплавленный чугун в горне выводят через летку и направляют на последующую переработку в процесс выплавки стали. Соответственно этому, в доменном процессе углеродистый материал, такой как кокс или порошкообразный уголь, используют в качестве восстановителя.

[0003] Между тем, в последние годы потребовалось предотвращение глобального потепления, и стало социальной проблемой сокращение выбросов диоксида углерода (газообразного СО₂), который представляет собой один из парниковых газов. Как описано выше, в доменном процессе в качестве восстановителя применяют углеродсодержащий материал. Тем самым образуется большое количество газообразного СО₂. Соответственно этому, сталелитейная промышленность является одной из многих отраслей промышленности, создающих выбросы газообразного СО₂, и должна соответствовать требованиям общества. Более конкретно, в работе доменной печи срочно требуется дополнительное сокращение доли восстановителя (количества восстановителя, используемого на тонну расплавленного чугуна).

[0004] Восстановитель имеет функцию, которая состоит в нагревании шихты внутри печи в качестве источника тепла, и одна функция заключается в восстановлении железосодержащего материала в печи, и эффективность восстановления в печи должна быть повышена, чтобы сократить коэффициент использования материала. Реакции восстановления в печи могут быть представлены различными реакционными формулами. Среди этих реакций восстановления реакция прямого восстановления (уравнение реакции: FeO+C→Fe+CO) коксом представляет собой эндотермическую реакцию, сопровождаемую высоким поглощением тепла. Соответственно этому, чтобы уменьшить сокращение коэффициента использования материала, важно подавлять возникновение этой реакции, насколько это возможно. Реакция прямого восстановления происходит в нижней части доменной печи. Поэтому, пока железосодержащие материалы могут быть в достаточной мере восстановлены восстановительным газом, таким как СО или Н₂, до того, как железосодержащие материалы достигнут нижней части печи, железосодержащие материалы, которые являлись бы участниками реакции прямого восстановления, могут быть уже восстановлены.

[0005] Что касается того, как существующий уровень техники разрешает вышеописанные проблемы, например, как раскрыто в Патентных Документах 1-6, известен способ вдувания восстановительного газа (газообразного Н₂, коксового газа (COG), природного газа, коммунального газа, и тому подобного) вместе с горячим дутьем из фурмы для повышения эффективности действия восстановительного газа в печи. В случае, если восстановительный газ представляет собой углеродсодержащий восстановительный газ (восстановительный газ, в котором атомы углерода содержатся в молекулярной структуре газа, например, газообразный углеводород), атомы углерода в углеродсодержащем газе в доменной печи становятся газообразным СО, который восстанавливает железосодержащие материалы. В случае, если восстановительный газ представляет собой газообразный водород (газообразный Н₂), газообразный водород восстанавливает железосодержащие материалы. Соответственно этому, может быть сокращено количество железосодержащих материалов, которые являются участниками реакции прямого восстановления. В дополнение, в последующем описании, если это конкретно не оговорено, «углерод» и «водород» означает «атом углерода» и «атом водорода», соответственно.

[Документ предшествующего уровня техники]

[Патентный Документ]

[0006]

[Патентный Документ 1] Японский патент № 6019893

[Патентный Документ 2] Японский патент № 5987773

[Патентный Документ 3] Японский патент № 5050706

[Патентный Документ 4] Японский патент № 5770124

[Патентный Документ 5] Японский патент № 5315732

[Патентный Документ 6] Японский патент № 5851828

[Описание изобретения]

[Проблемы, разрешаемые изобретением]

[0007] Однако, в способах, раскрытых в Патентных Документах 1-6, объем восстановительного газа, вдуваемого из фурмы, является малым, и эффект сокращения выбросов СО₂ является слабым.

[0008] Таким образом, настоящее изобретение было создано с учетом вышеуказанных проблем, и цель настоящего изобретения состоит в создании нового и улучшенного способа работы доменной печи, способного увеличить объем газа имеющего высокую концентрацию водорода газа, вдуваемого из фурмы в качестве восстановительного газа, в то же время поддерживая стабильную работу доменной печи, и дополнительно сократить выбросы СО₂.

[Средства разрешения проблемы]

[0009] Для разрешения вышеуказанных проблем, согласно определенному аспекту настоящего изобретения, предоставлен способ работы доменной печи, включающий вдувание содержащего высокую концентрацию водорода газа, содержащего 80 мол.% или более газообразного водорода, из фурмы при: условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа представляет собой комнатную температуру или более, и 300ºС или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 200 норм.м³/т или более, и 500 норм.м³/т или менее; условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 300ºС, и 600ºС или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 145 норм.м³/т или более; условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600ºС, и 900ºС или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 125 норм.м³/т или более; условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 900ºС, и 1200ºС или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 110 норм.м³/т или более; или условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 1200ºС, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 100 норм.м³/т или более.

[0010] Здесь температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа может быть комнатной температурой или более, и 300ºС или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе может составлять 200 норм.м³/т или более, и 300 норм.м³/т или менее.

[0011] Здесь температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа может быть более чем 300ºС, и 600ºС или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе может составлять 145 норм.м³/т или более, и 600 норм.м³/т или менее.

[0012] В дополнение, температура факела может составлять 2050ºС или менее.

[0013] В дополнение, температура факела может быть установлена на величину более чем 2050ºС, и на 2150ºС или менее.

[0014] В дополнение, температура факела может быть установлена на величину более чем 2150ºС, и на 2250ºС или менее.

[0015] В дополнение, температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа может быть более чем 600ºС, и составлять 1400ºС или менее.

[0016] В дополнение, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600ºС, объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе может составлять 1000 норм.м³/т или менее.

[0017] В дополнение, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600ºС, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 400 норм.м³/т или более, температура факела может быть установлена на 2050ºС или менее.

[0018] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предоставлен способ работы доменной печи, включающий получение корреляции объема газа и параметра расхода углерода, которая представляет собой корреляцию между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и параметром расхода углерода, имеющим отношение к количеству расходуемого углерода, когда температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа, содержащего 80 мол.% или более газообразного водорода, представляет предварительно определенное значение, заблаговременно для каждой температуры факела; определение объема газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, при котором количество расходуемого углерода снижается по сравнению с количеством при текущей работе, на основе корреляции объема газа и параметра расхода углерода; и вдувание содержащего высокую концентрацию водорода газа из фурмы при определенном объеме газа.

[0019] В дополнение, корреляция между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и параметром расхода углерода может быть получена для каждой температуры вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа.

[0020] В дополнение, корреляция объема газа и изменения падения давления, которая представляет собой корреляцию между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и величиной изменения падения давления относительно базового режима работы, когда температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа представляет предварительно определенное значение, может быть получена заблаговременно для каждой температуры факела, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, при котором количество расходуемого углерода снижено по сравнению с величиной при текущей работе, и величина изменения падения давления представляет собой значение в пределах предварительно определенного диапазона, которое может быть определено на основе корреляции объема газа и параметра расхода углерода и корреляции объема газа и изменения падения давления.

[0021] В дополнение, корреляция объема газа и величины изменения температуры колошникового газа, которая представляет собой корреляцию между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и величиной изменения температуры колошникового газа относительно базового режима работы, когда температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа представляет предварительно определенное значение, может быть получена заблаговременно для каждой температуры факела, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, при котором количество расходуемого углерода снижено по сравнению с величиной при текущей работе, и величина изменения температуры колошникового газа представляет собой значение в пределах предварительно определенного диапазона, которое может быть определено на основе корреляции объема газа и параметра расхода углерода и корреляции объема газа и величины изменения температуры колошникового газа.

[Результаты изобретения]

[0022] Как описано выше, согласно вышеуказанному аспекту настоящего изобретения, можно увеличить объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, вдуваемом из фурмы в качестве восстановительного газа, в то же время поддерживая стабильную работу доменной печи, и дополнительно сократить выбросы СО₂.

[Краткое описание чертежей]

[0023]

ФИГ. 1 представляет диаграмму для разъяснения температуры вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа.

ФИГ. 2 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при комнатной температуре и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC (Input ΔC) удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела.

ФИГ. 3 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 300ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела.

ФИГ. 4 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 350ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода.

ФИГ. 5 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 600ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела.

ФИГ. 6 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 650ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода.

ФИГ. 7 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 900ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела.

ФИГ. 8 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 950ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода.

ФИГ. 9 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 1200ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела.

ФИГ. 10 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 1250ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода.

ФИГ. 11 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при комнатной температуре или объема газообразного водорода в содержащем 80 мол.% Н₂ и 20 мол.% N₂ с высокой концентрацией водорода газе при комнатной температуре и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода.

ФИГ. 12 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при комнатной температуре и величиной изменения падения давления для каждой температуры Tf факела.

ФИГ. 13 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при комнатной температуре и величиной изменения температуры колошникового газа для каждой температуры Tf факела.

ФИГ. 14 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 1200ºС и величиной изменения падения давления, когда температура Tf факела достигает 2100ºС.

ФИГ. 15 представляет график, показывающий корреляцию между температурой вдуваемого чистого газообразного водорода и объемом газа чистого газообразного водорода, требуемого для регулирования процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода до 10%.

ФИГ. 16 представляет график, показывающий корреляцию между температурой вдуваемого чистого газообразного водорода и объемом газа чистого газообразного водорода, требуемого для регулирования процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода до 20%.

[Варианты осуществления изобретения]

[0024] Ниже будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи. В дополнение, в настоящем варианте исполнения численный диапазон, представленный с использованием слова «до», представляет собой диапазон, включающий численные значения, описанные перед и после «до», как нижний предел и верхний предел. Кроме того, «доля восстановителя» подразумевает общую массу восстановителя, необходимую для получения 1 тонны расплавленного чугуна. Поэтому, доля восстановителя по существу представляет собой совокупную массу кокса и порошкообразного угля, необходимую для получения 1 тонны расплавленного чугуна, и масса углеродсодержащего восстановительного газа в содержащем высокую концентрацию водорода газе трактуется как не включенная в пропорцию восстановителя. Кроме того, «удельный расход углерода (подача С)» представляет собой углерод, требуемый для получения 1 тонны расплавленного чугуна (то есть, количество расходуемого углерода на тонну расплавленного чугуна). «Процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода» представляет собой процентное сокращение удельного расхода углерода до базового режима работы, который представляет собой режим работы, в котором содержащий высокую концентрацию водорода газ не вдувают. При допущении, что подача С в базовом режиме работы в единицах кг/т составляет А, и подача С во время работы в единицах кг/т составляет В, ПОДАЧА ΔC выражают следующей формулой

ПОДАЧА ΔC=(A-B)/A×100 (%)

Чем больше значение процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, тем меньшей является доля восстановителя, и в большей степени сокращаются выбросы CO₂.

[0025]

<1. Факты, обнаруженные автором настоящего изобретения>

Для разрешения вышеуказанных проблем автор настоящего изобретения сосредоточил внимание на содержащем высокую концентрацию водорода газе как восстановительном газе. Здесь содержащий высокую концентрацию водорода газ в настоящем варианте осуществления представляет собой газ, содержащий 80 мол.% или более газообразного водорода (мол.% газообразного водорода относительно общего количества веществ всех газов, составляющих содержащий высокую концентрацию водорода газ). Содержащий высокую концентрацию водорода газ может представлять собой чистый газообразный водород (газ, имеющий концентрацию газообразного водорода 100 мол.%).

[0026] Кроме того, авторы настоящего изобретения сосредоточили внимание на объеме газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе (далее также просто называемом объемом газообразного водорода) и температуре вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа. Реакция восстановления железосодержащего материала газообразным водородом в содержащем высокую концентрацию водорода газе представляет собой эндотермическую реакцию. Чтобы компенсировать снижение температуры, обусловленное эндотермической реакцией, можно принимать во внимание повышение температуры вдувания газообразного водорода. Однако, оказывается исключительно затруднительным выявить величину снижения температуры внутри печи в случае, если вдувают большое количество газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, и степень компенсации тепла, требуемой в зависимости от величины снижения температуры внутри печи. Поэтому до настоящего времени подробное исследование этого проведено не было. Авторы настоящего изобретения сначала провели подробное исследование вышеуказанных обстоятельств. Более конкретно, по всей печи были выполнены выяснение состава различных газов, таких как газообразный водород и газообразный СО, в содержащем высокую концентрацию водорода газе, и скорости реакции восстановления содержащим высокую концентрацию водорода газом при различных температурах вдувания, выявление влияния температуры внутри печи, которая изменяется вследствие теплоты реакции восстановления этими газами, на скорость реакции восстановления, и влияния состава газа, который изменяется вследствие реакции восстановления, на скорость реакции восстановления, и затем определение количеств тепла, чтобы скорость реакции восстановления не снижалась. Для такого исследования потребовалось проведение многообразных испытаний на фактической установке доменной печи, испытаний с использованием экспериментального устройства, которое может вдувать газ внутрь доменной печи в условиях внутри доменной печи, в то же время с моделированием адиабатических условий с использованием испытательного устройства на уровне доменной печи, и исследований, проведенных с использованием имитационной модели. Авторы настоящего изобретения выполнили вышеуказанное исследование с использованием имитационной модели, и в результате установили, что надлежащий диапазон объема газа имеется для каждой температуры вдувания.

То есть, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 600ºС или менее, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода не просто возрастает с увеличением объема газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, но ослабевает и начинает снижаться, когда до некоторой степени повышается объем газа. Кроме того, объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, когда процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода ослабевает и начинает снижаться, варьирует в зависимости от температуры вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа. С другой стороны, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа является более высокой, чем 600ºС, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода проявляет тенденцию к увеличению с ростом объема газа. Когда объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе до некоторой степени увеличивается, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода становится, например, составляющим 7% или более. Поэтому выбросы СО₂ могут быть значительно сокращены вдуванием объема содержащего высокую концентрацию водорода газа в доменную печь, который определен согласно объему газообразного водорода в этом надлежащем диапазоне. Например, как показано в описываемых ниже примерах, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода во время работы доменной печи может быть настроено на 7% или более, и могут быть значительно сокращены выбросы СО₂. Авторы настоящего изобретения пришли к способу работы доменной печи согласно настоящему варианту осуществления на основе такого знания. Далее вариант осуществления настоящего изобретения будет описан более подробно.

[0027]

<2. Состав содержащего высокую концентрацию водорода газа>

В способе работы доменной печи согласно настоящему изобретению содержащий высокую концентрацию водорода газ вдувают из фурмы. Таким образом, сначала будет описан состав содержащего высокую концентрацию водорода газа. Содержащий высокую концентрацию водорода газ представляет собой газ, содержащий 80 мол.% или более газообразного водорода, как описано выше. Содержащий высокую концентрацию водорода газ включает чистый газообразный водород. Содержащий высокую концентрацию водорода газ включает иные газовые компоненты, нежели газообразный водород, например, вышеописанный углеродсодержащий восстановительный газ (например, газообразный углеводород), газообразный СО, газообразный СО₂, газообразную Н₂О, газообразный N₂, или тому подобные. Однако, общая концентрация других газов составляет менее 20 мол.%.

[0028] Газы, в которых общая концентрация других газовых компонентов составляет 20 мол.% или более, не причислены к содержащему высокую концентрацию водорода газу согласно настоящему варианту осуществления. Это обусловлено тем, что сокращение количества газообразного СО₂ значительно уменьшается в случае, если концентрация других газов составляет 20 мол.% или более. Например, поскольку газообразные углеводороды, газообразный СО₂, и газообразная Н₂О среди других газовых компонентов вызывают эндотермическую реакцию, когда газы разлагаются на конце фурмы, эффективность восстановления в доменной печи сокращается. По этой причине возрастает количество железосодержащих материалов, которые достигают нижней части доменной печи, не будучи восстановленными. Поэтому возрастает степень реакции прямого восстановления коксом. Поэтому большое количество восстановителя требуется для поддержания температуры в доменной печи, и значительно уменьшается снижение количества газообразного СО₂. Например, в случае, если COG (коксовый газ), содержащий 50 мол.% газообразного водорода, вдувают в доменную печь при объемном расходе газа 600 норм.м³/т, газообразный водород вдувают в доменную печь с объемным расходом газа 300 норм.м³/т. В этом случае эффект сокращения выбросов СО₂ является значительно худшим, чем когда в доменную печь вдувают чистый газообразный водород с объемным расходом газа 300 норм.м³/т, и не приводит к резкому сокращению выбросов СО₂ (например, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляет ≥7%). В дополнение, как показано в описываемых ниже примерах, в примере чистого газообразного водорода при комнатной температуре эффект сокращения выбросов СО₂ становится максимальным, когда объем газа составляет около 300 норм.м³/т.

[0029]

<3. Способ работы доменной печи>

Далее будет описан способ работы доменной печи согласно настоящему изобретению. В способе работы доменной печи согласно настоящему варианту исполнения сначала определяют температуру вдуваемого содержащего высокую концентрацию водорода газа в пределах диапазона от комнатной температуры или более.

[0030] Здесь температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа (далее это может быть просто названо «температурой вдувания») будет описана со ссылкой на ФИГ. 1. ФИГ. 1 представляет диаграмму для разъяснения температуры вдувания. Температуру содержащего высокую концентрацию водорода газа регулируют, например, в газгольдере 3, включающем нагреватель 5. То есть, содержащий высокую концентрацию водорода газ направляют к фурме 2 для вдувания горячего дутья, размещенной в нижней части доменной печи 1, после того, как он нагрет нагревателем 5 в газгольдере 3, или, когда его оставляют ненагретым при температуре окружающей среды. Содержащий высокую концентрацию водорода газ, направляемый к фурме 2, может быть нагнетаемым в доменную печь 1 из фурмы 2. Более конкретно, содержащий высокую концентрацию водорода газ, направляемый к фурме 2, смешивается (объединяется) с горячим дутьем, образованным в подогревателе 4 вдувания, затем вдувается в доменную печь 1 из фурмы 2. Температура вдувания представляет собой температуру содержащего высокую концентрацию водорода газа непосредственно перед смешением с горячим дутьем, когда горячее дутье вдувают в доменную печь 1 из фурмы 2. При текущей работе (действующей печи), например, поскольку нет падения температуры от нагревателя 5, который нагревает содержащий высокую концентрацию водорода газ, пока газ не будет вдуваться в доменную печь 1, заданная температура нагревателя 5 может быть отрегулирована на температуру вдувания. Хотя температура содержащего высокую концентрацию водорода газа возрастает вследствие смешения содержащего высокую концентрацию водорода газа с горячим дутьем, температура в этом случае не представляет собой температуру вдувания в данном варианте осуществления. Кроме того, хотя температура вдувания описана в Патентном Документе 1, температура вдувания в Патентном Документе 1 отличается от температуры вдувания в настоящем варианте осуществления.

[0031] Как показано в описываемых ниже примерах, выбросы СО₂ могут быть значительно сокращены даже в случае, если содержащий высокую концентрацию водорода газ вдувают из фурмы при комнатной температуре без нагревания (смотри ФИГ. 2). ФИГ. 2 представляет график, показывающий корреляцию между объемом чистого газообразного водорода при комнатной температуре и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела. Этот график получен моделированием работы доменной печи. Подробности моделирования работы доменной печи описаны в примерах. Однако, здесь использовали так называемую «Математическую модель доменной печи» из работы авторов Kouji TAKATANI, Takanobu INADA, Yutaka UJISAWA, «Three-dimensional Dynamic Simulator for Blast Furnace» («Трехмерная динамическая модель для доменной печи»), ISIJ International, том 39 (1999), № 1, стр. 15-22. В этой математической модели доменной печи внутреннюю область доменной печи подразделяют по направлению высоты, радиальному направлению и окружному направлению для создания многочисленных ячеек (малых зон), и моделируют поведение каждой из ячеек. Условия моделирования были такими, как описанные ниже в примерах. Как показано в ФИГ. 2, в случае, если объем газа чистого газообразного водорода при комнатной температуре составляет от 200 до 500 норм.м³/т, можно настроить процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, например, на 7% или более. Процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода предпочтительно составляет 8% или более. В дополнение, «комнатная температура» в настоящем варианте исполнения означает ненагретое состояние, и, более конкретно, составляет температуру 5ºС или более и 35ºС или менее.

[0032] Хотя подробности будут описаны ниже, когда температура вдувания находится в пределах диапазона комнатной температуры или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода до того же объема газа увеличивается, когда температура вдувания является более высокой (смотри ФИГ. 2-10). ФИГ. 3 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 300ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела. ФИГ. 4 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газ чистого газообразного водорода при 350ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. ФИГ. 5 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 600ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела. ФИГ. 6 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 650ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. ФИГ. 7 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 900ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела. ФИГ. 8 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 950ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. ФИГ. 9 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 1200ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела. ФИГ. 10 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 1250ºС и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода.

[0033] Эти графики получены из описанного выше моделирования работы доменной печи. Подробности будут описаны ниже в примерах. Можно видеть, что процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода на ФИГ. 3-10 является более высоким, чем процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода на ФИГ. 2. Чем выше температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа, тем выше теплосодержание Bosch-газа (смешанного газа из газообразного азота, газообразного водорода и газообразного СО), образованного в доменной печи. Таким образом, эффективность восстановления становится более высокой. На этом основании считают, что более высокая температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа будет приводить к большему значению процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. Поэтому, из соображений увеличения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, предпочтительно повышать температуру вдуваемого содержащего высокую концентрацию водорода газа. Более конкретно, предпочтительно определять температуру вдувания в диапазоне более чем 300ºС, более предпочтительно в диапазоне более чем 600ºС, и более предпочтительно в диапазоне более чем 900ºС.

[0034] Однако, чтобы повысить температуру вдуваемого содержащего высокую концентрацию водорода газа до уровня более чем 600ºС, возникает ситуация, где требуется реконструкция крупномасштабного оборудования. По этой причине в случае, если затруднительно отрегулировать температуру вдуваемого содержащего высокую концентрацию водорода газа на более высокую, чем 600ºС, на существующем оборудовании, температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа может быть определена в пределах диапазона от комнатной температуры до 600ºС. С другой стороны, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа может быть повышена до уровня более чем 600ºС на существующем оборудовании (или с реконструкцией существующего оборудования), температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа может быть определена в пределах диапазона более высоких температур, нежели 600ºС.

[0035] Затем определяют объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе. Здесь объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе представляет собой величину расхода потока газообразного водорода на тонну расплавленного чугуна в содержащем высокую концентрацию водорода газе, вдуваемом в доменную печь из фурмы, и единицей является норм.м³/т. Когда содержащий высокую концентрацию водорода газ представляет собой чистый газообразный водород, объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе равен объему содержащего высокую концентрацию водорода газа. Когда содержащий высокую концентрацию водорода газ представляет собой смешанный газ, содержащий иные газы, нежели газообразный водород, объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе представляет собой количество, полученное умножением объема содержащего высокую концентрацию водорода газа в единицах мол.% на долю газообразного водорода. В условиях действительной работы объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе рассчитывают по значению, показанному расходомером, предусмотренным на выпускном канале источника подачи содержащего высокую концентрацию водорода газа (например, газгольдера) и доле газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе в единицах мол.%.

[0036] В настоящем варианте осуществления объем газа определяют классификацией ситуаций по температуре вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа. Более конкретно, в случае, если температура вдувания представляет собой температуру от комнатной до 300ºС, объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе определяют в пределах диапазона от 200 до 500 норм.м³/т. С другой стороны, в случае, если температура вдувания является более высокой, чем 300ºС, и составляет 600ºС или менее, объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе определяют в пределах диапазона 145 норм.м³/т или более. В случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет величину более чем 600ºС, и 900ºС или менее, объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе определяют в пределах диапазона 125 норм.м³/т или более. В случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет величину более чем 900ºС, и 1200ºС или менее, объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе определяют в пределах диапазона 110 норм.м³/т или более. В случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет величину более чем 1200ºС, объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе определяют в пределах диапазона 100 норм.м³/т или более.

[0037] Обоснование того, почему ситуации классифицируют согласно температуре вдувания таким образом, состоит в том, что предпочтительный объем газа слегка варьирует в зависимости от температуры вдувания. В дополнение, в последующем описании в качестве примера будет описан случай, где содержащий высокую концентрацию водорода газ представляет собой чистый газообразный водород. Однако, как показано в описываемом ниже Примере 1-2, даже в случае, если содержащий высокую концентрацию водорода газ содержит иной газовый компонент, нежели газообразный водород, корреляция между температурой вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа и предпочтительным объемом газа не изменяется.

[0038] Как показано на ФИГ. 2 и 3, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет величину от комнатной температуры до 300ºС, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода увеличивается, когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает от 0 в базовом режиме работы. Тогда, когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе достигает уровня около 300 норм.м³/т, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода достигает пика, и когда объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе дополнительно повышается, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода начинает уменьшаться. Тогда в случае, если объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе находится в диапазоне от 200 до 500 норм.м³/т, можно отрегулировать процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода на 7% или более. В дополнение, в случае, если содержащий высокую концентрацию водорода газ представляет собой чистый газообразный водород, объем газ газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе представляет собой объем содержащего высокую концентрацию водорода газа. Однако, в случае, если содержащий высокую концентрацию водорода газ включает иные газовые компоненты, нежели газообразный водород, это значение представляет собой количество, полученное умножением объема содержащего высокую концентрацию водорода газа на долю газообразного водорода (мол.%).

[0039] Реакция восстановления железосодержащих материалов газообразным водородом (то есть, реакция восстановления водородом) представляет собой эндотермическую реакцию. По этой причине в случае, если объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе превышает 300 норм.м³/т, считают, что такая эндотермическая реакция часто протекает в печи, и температура внутри печи падает. Кроме того, такое снижение температуры внутри печи рассматривают как сокращение эффективности восстановления восстановительным газом, содержащим газообразный водород. Чтобы предотвратить такие сокращение эффективности восстановления, необходимо повышать долю восстановителя для выполнения операции. По этой причине в случае, если объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе превышает 300 норм.м³/т, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода начинает уменьшаться. Поэтому в случае, если температура вдувания составляет величину от комнатной температуры до 300ºС, предпочтительно определять объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе в пределах диапазона от 200 до 400 норм.м³/т, и более предпочтительно определять объем газа в пределах диапазона от 200 до 300 норм.м³/т. В этом случае можно отрегулировать процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода на 8% или более.

[0040] Как показано на ФИГ. 4 и 5, даже в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 300ºС, и 600ºС или менее, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода увеличивается, когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает от 0 норм.м³/т в базовом режиме работы. Тогда, когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 145 норм.м³/т или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода становится составляющим 7% или более. В случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 600ºС, как показано в ФИГ. 5, объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет около 600 норм.м³/т, и процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода достигает насыщения. Тогда в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 350ºС, как показано в ФИГ. 4, когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе достигает величины около 300 норм.м³/т, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода достигает пика, и когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе еще больше возрастает, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода начинает уменьшаться.

В дополнение, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 350ºС, затруднительно поддерживать температуру Tf наконечника фурмы при 2200ºС, когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе превышает 600 норм.м³/т. При работе доменной печи согласно уровню техники температуру Tf факела часто регулируют на значение около 2200ºС, и в случае, если затруднительно поддерживать температуру Tf факела при 2200ºС, эксплуатационные условия работы доменной печи согласно уровню техинки будут изменены.

[0041] Обоснование того, почему процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода начинает уменьшаться в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 350ºС, является таким же, как указано выше. В случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 600ºС, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода не начинает уменьшаться в диапазоне объема газа вплоть до 700 норм.м³/т. Однако, когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет около 600 норм.м³/т, эффект сокращения удельного расхода углерода достигает насыщения. В случае, если температура вдувания составляет более чем 350ºС и 600ºС или менее, является большим теплосодержание Bosch-газа. Поэтому, поскольку влияние теплового эффекта эндотермической реакции вследствие реакции восстановления водородом сокращается, считают маловероятным падение температуры внутри печи, даже если газообразного водорода вдувают больше, чем в вышеуказанном случае. Поэтому считается, что, даже когда в доменную печь вдувают большое количество газообразного водорода, температура внутри печи не так легко снижается, и эффективность восстановления скорее всего не сокращается. На этом основании процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода считают достигшим насыщения. Более того, в случае, если объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет от 300 до 600 норм.м³/т, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляет 10% или более.

[0042] Как показано на ФИГ. 6 и 7, даже в случае, если температура вдувания составляет более чем 600ºС и 900ºС или менее, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода увеличивается, когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает от 0 норм.м³/т в базовом режиме работы. Тогда в случае, если объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе находится в пределах диапазона 125 норм.м³/т или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляет 7% или более. В частности, в случае, если объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе находится в пределах диапазона 180 норм.м³/т или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляет 10% или более. Кроме того, когда объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает, снижается скорость увеличения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода (повышение величины процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода относительно возрастания величины объема газа). Однако, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода не начинает уменьшаться. Это поведение явно отличается от ситуации, когда температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 600ºС или менее. ФИГ. 7 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа (здесь чистого газообразного водорода) составляет 900ºС. Такую же тенденцию, как на ФИГ. 7, наблюдали даже в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляла 650ºС. Например, как показано на ФИГ. 6, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 650ºС, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 125 норм.м³/т или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляет 7,0% или более.

[0043] Как описано выше, поскольку реакция восстановления, вызываемая газообразным водородом, является эндотермической реакцией, когда объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе до некоторой степени увеличивается, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода начинает уменьшаться. Однако, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600ºС, теплосодержание Bosch-газа, генерируемого в доменной печи, становится чрезвычайно высоким. Таким образом, может быть обеспечена теплота реакции, требуемая для реакции восстановления. На этом основании считается, что, даже когда объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода не начинает уменьшаться, но продолжает увеличиваться. Такое поведение наблюдается в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа является более высокой, чем 600ºС. Поэтому из соображений дополнительного увеличения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, верхний предел объема газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе отдельно не регулируют. Однако, когда объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает, снижается скорость увеличения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. Поэтому предполагают, что эффект снижения удельного расхода углерода достигает пика при определенном объеме газа. В этом случае объем газа допускают составляющим приблизительно 1000 норм.м³/т. Поэтому объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе может составлять 1000 норм.м³/т или менее.

[0044] Как показано на ФИГ. 8 и 9, даже в случае, если температура вдувания составляет более чем 900ºС и 1200ºС или менее, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода увеличивается, когда объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе повышается от 0 норм.м³/т в базовом режиме работы. Тогда в случае, если объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе находится в пределах диапазона 110 норм.м³/т или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляет 7% или более. В частности, в случае, если объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе находится в пределах диапазона 150 норм.м³/т или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляет 10% или более. Кроме того, подобно ситуации, где температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа становится более чем 600ºС, и 900ºС или менее, когда объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает, скорость увеличения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода уменьшается. Однако, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода не начинает уменьшаться. ФИГ. 9 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа (здесь чистого газообразного водорода) составляет 1200ºС. Такую же тенденцию, как на ФИГ. 9, наблюдали также в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляла 950ºС. Например, как показано на ФИГ. 8, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 950ºС, и объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 110 норм.м³/т, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляет 7,0% или более.

[0045] Поэтому, из соображений дополнительного увеличения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, верхний предел объема газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе отдельно не настраивают. Однако, в случае, если объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет около 1000 норм.м³/т, предполагается, что эффект сокращения удельного расхода углерода достигает пика. Поэтому объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе может составлять 1000 норм.м³/т или менее.

[0046] В дополнение, согласно моделированию работы доменной печи, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 1200ºС, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 800 норм.м³/т или более, газовый объем порошкообразного угля становится равным 0, и можно дополнительно уменьшить удельный расход углерода сокращением расхода кокса. Как правило, в работе доменной печи сокращение расхода кокса вызывает увеличение падения давления, приводя к нестабильной работе. Здесь падение давления представляет собой разность между давлением у наконечника фурмы (выпускного канала фурмы), другими словами, давлением внутри печи на выходном канале фурмы, и давлением на верху печи, и значением, исключающим падение давления в трубопроводе от компрессора до наконечника фурмы. При действительной работе падение давления измеряют манометром, размещенным на участке стенки печи. Однако, как показано на ФИГ. 14, в работе доменной печи в условиях высокой концентрации водорода, как в настоящем варианте исполнения, вязкость газа и плотность газа в печи значительно снижаются. Поэтому вопрос относительно увеличения падения давления, когда сокращается расход кокса, разрешается, и падение давления является таким, что не возникает проблема в отношении стабильной работы при действительной эксплуатации. В дополнение, ФИГ. 14 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода при 1200ºС и величиной изменения падения давления внутри печи, когда температура факела достигает 2100ºС, который получен моделированием работы доменной печи. Падение давления при нормальной работе составляет около 85 кПа в качестве стандартного значения. Согласно ФИГ. 14, можно видеть, что падение давления составляет меньше, чем 85 кПа, в условиях работы согласно настоящему варианту исполнения.

[0047] Как показано на ФИГ. 10, даже в случае, если температура вдувания является более высокой, чем 1200ºС, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода увеличивается, когда объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает от 0 норм.м³/т в базовом режиме работы. Тогда в случае, если объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе находится в пределах диапазона 100 норм.м³/т, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляет 7% или более. Кроме того, подобно ситуации, где температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа становится более чем 600ºС, и 900ºС или менее, когда объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает, уменьшается скорость повышения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. Однако, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода не начинает уменьшаться. Поэтому, из соображений дополнительного увеличения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, верхний предел объема газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе отдельно не регулируют. Однако, в случае, если объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет около 1000 норм.м³/т, предполагается, что эффект снижения удельного расхода углерода достигает пика. Поэтому объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе может составлять 1000 норм.м³/т или менее.

[0048] Верхний предел температуры вдувания не является конкретно ограниченным, насколько окружающая среда позволяет превышение температуры вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа значения в 600ºС. Однако, как показано в ФИГ. 15 и 16, эффект сокращения удельного расхода углерода почти не изменяется в диапазоне, где температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа находится в диапазоне от более чем 1200ºС до около 1400ºС. В дополнение, ФИГ. 15 и 16 представляют графики, показывающие корреляцию между температурой вдуваемого содержащего высокую концентрацию водорода газа и объемом чистого газообразного водорода, необходимым для регулирования процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода на 10% или 20%. Температура Tf факела была отрегулирована на 2100ºС. Эти графики получены выяснением корреляции между ФИГ. 2-10 с корреляцией температуры вдувания чистого газообразного водорода и объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, необходимым для настройки процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода на 10% или 20%. Поэтому температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа может составлять 1400ºС или менее. То есть, температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа может составлять, например, более чем 600ºС и 1400ºС или менее.

[0049] Далее, содержащий высокую концентрацию водорода газ вдувают из фурмы при определенных температуре вдувания и объеме газа. Соответственно этому, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода может быть настроено, например, на 7% или более, и могут быть значительно сокращены выбросы СО₂. В дополнение, фурма для вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа представляет собой, например, фурму для вдувания горячего дутья, размещенную в нижней части печи. Настоящий вариант исполнения описан на основе предположения, что содержащий высокую концентрацию водорода газ вдувают из фурмы для вдувания горячего дутья. Однако, фурма для вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа этим не ограничена. Еще один пример фурмы представляет собой так называемые шахтные фурмы, размещенные на шахтном участке. Содержащий высокую концентрацию водорода газ может быть нагнетаемым в доменную печь из любой из таких фурм, или может вдуваться в доменную печь из обеих фурм. В случае, если содержащий высокую концентрацию водорода газ вдувают в доменную печь из многочисленных фурм, общий объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, вдуваемом из каждой фурмы, соответствует определенному выше объему газа.

[0050] В дополнение, надлежащим регулированием температуры вдувания газообразного водорода, объема газа, температуры Tf факела, и тому подобных, в условиях настоящего варианта осуществления, возможна работа с надлежащим сохранением температуры колошникового газа. На этом основании нет необходимости во вдувании предварительно нагретого газа и в предварительном нагревании шихты внутри печи, которые проводят для поддерживания температуры колошникового газа, но это может быть выполнено отдельно.

[0051]

<4. Примеры модификации>

(4.1. Пример 1 модификации)

Далее будут описаны различные примеры модификации способа работы доменной печи. В Примере 1 модификации температуру Tf факела выдерживают при 2050ºС или менее. Здесь температура факела представляет собой температуру внутри печи на концевой части наконечника фурмы, обращенной внутрь печи, и также будет называться «температурой Tf наконечника фурмы». При действительной работе температуру Tf факела рассчитывают как теоретическую температуру горения на наконечнике фурмы согласно уравнению Ламма, описанному в издании «Ironmaking Handbook» (фирма Chijinshokan Co., Ltd.), Akitoshi SHIGEMI.

[0052] Как показано на ФИГ. 2, 3, 5, 7 и 9, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода в случае, если температура Tf факела составляет 2050ºС или менее (2000ºС на ФИГ. 2, 3, 5, 7 и 9), является более высоким, чем процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода в случае, если температура Tf факела составляет более чем 2050ºС (2100ºС на ФИГ. 2, 3, 5, 7 и 9). Таким образом, в Примере 1 модификации температуру Tf факела поддерживают при 2050ºС или менее. Соответственно этому, может быть дополнительно увеличено процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. В дополнение, как показано на ФИГ. 7 и 9, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600ºС, и в случае, если объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 400 норм.м³/т или более, заметно проявляется эта тенденция. Поэтому в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600ºС, и объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 400 норм.м³/т или более, температура Tf факела может быть отрегулирована на 2050ºС или менее.

[0053] Здесь, поскольку температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа является более низкой, чем температура горячего дутья, температура Tf факела снижается при вдувании в доменную печь содержащего высокую концентрацию водорода газа. Чтобы настроить температуру Tf факела на желательную температуру, то есть, для повышения температуры Tf факела, необходимо повышать коэффициент обогащения кислородом для выполнения операции. Здесь горячее дутье, вдуваемое в доменную печь, представляет собой газ, включающий воздух. Горячее дутье может включать гигроскопическую влагу и обогащенный кислород, в дополнение к воздуху. Коэффициент обогащения кислородом приближенно представляет собой объемное отношение кислорода в горячем дутье к общему объему горячего дутья, и «коэффициент обогащения кислородом (%)={(объем дутья (величина расхода потока) [норм.м³/минуту]×0,21+количество обогащенного кислорода [норм.м³/минуту]/(объем вдувания [норм.м³/минуту]+количество обогащенного кислорода [норм.м³/минуту])}×100-21». При действительной работе коэффициент обогащения кислородом регулируют изменением величины расхода потока обогащенного кислорода в единицах норм.м³/т, и величины расхода потока воздуха, без изменения величины расхода потока кислорода, которая представляет собой общую величину расхода потока в единицах норм.м³/т и кислорода в горячем дутье. Это требуется для выдерживания по возможности постоянным количества выпускаемого чугуна (количества ежедневно выпускаемого чугуна в расчете на м³ внутреннего объема печи). Поэтому, когда коэффициент обогащения кислородом возрастает, снижается величина расхода потока горячего дутья. В результате этого сокращается количество Bosch-газа.

[0054] Поэтому, когда температура Tf факела является более высокой, количество Bosch-газа сокращается. Тогда, когда количество Bosch-газа сокращается, снижается теплосодержание Bosch-газа. Поэтому температура внутри печи проявляет тенденцию к снижению вследствие теплового эффекта эндотермической реакции, происходящей в результате реакции восстановления водородом. Тогда, чтобы предотвратить такое снижение температуры внутри печи, необходимо проводить работу, в которой повышают долю восстановителя. На этом основании считается, что процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода в случае, если температура Tf факела составляет 2050ºС или менее, является более высоким, чем процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода в случае, если температура Tf факела составляет более чем 2050ºС.

[0055] В дополнение, из соображений теплопередачи на расплавленный чугун и воспламеняемости порошкообразного угля, температура Tf факела предпочтительно составляет 2000ºС или более. Однако, если процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода может быть достаточно высоким, и доля порошкообразного угля (порошкообразного угля, используемого на тонну расплавленного чугуна) может быть в достаточной мере сокращено, температура Tf факела может быть ниже 2000ºС. Например, если процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода может быть сохранено, даже если температура Tf факела составляет ниже 2000ºС, и возможна стабильная работа, температура Tf факела может быть отрегулирована на более низкое значение, чем 2000ºС. Например, в этом отношении, как описано выше, в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет 1200ºС, и объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 800 норм.м³/т или более, объем газа порошкообразного угля составляет 0 (то есть, количество порошкообразного угля составляет 0). В этом случае, поскольку нет необходимости учитывать сгорание порошкообразного угля, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода можно поддерживать, даже когда температура Tf факела составляет менее 2000ºС, и становится возможной стабильная работа. Поэтому температура Tf факела может быть настроена на значение ниже 2000ºС. То есть, если объем газа порошкообразного угля может быть настроен на 0 в результате повышения температуры вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа и увеличения объема газа, температура Tf факела может быть отрегулирована на значение ниже 2000ºС.

[0056] (4-2. Пример 2 модификации)

В Примере 2 модификации температуру Tf факела поддерживают более высокой, чем 2050ºС, и ниже, чем 2150ºС. Согласно Примеру 1 модификации, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода может быть увеличено регулированием температуры Tf факела на 2050ºС или менее. С другой стороны, когда температуру Tf факела снижают, существует возможность сокращения величины сжигания порошкообразного угля. То есть, когда температура Tf факела снижается, порошкообразный уголь скорее всего не сгорает. В случае, если порошкообразный уголь замедляет горение, или в случае, если работу выполняют с увеличением доли порошкообразного угля, дополнительно повышается возможность снижения скорости сгорания порошкообразного угля. Когда уменьшается скорость сгорания порошкообразного угля, температура внутри печи снижается. Таким образом, может быть необходимым выполнение работы, в которой соответственно повышена доля восстановителя. С этой позиции в Примере 2 модификации температуру Tf факела поддерживают более чем 2050ºС и ниже 2150ºС. Соответственно этому, можно сохранять скорость сгорания порошкообразного угля, и может быть подавлено снижение температуры внутри печи.

[0057] (4-3. Пример 3 модификации)

В Примере 3 модификации температуру Tf факела поддерживают более чем 2150ºС. При эксплуатации доменной печи согласно уровню техники температуру Tf факела часто настраивают на 2200ºС. Поэтому регулированием температуры Tf факела на значение более чем 2150ºС работу можно проводить без значительного изменения условий работы, типичных для эксплуатации доменной печи согласно прототипу. В дополнение, по соображениям защиты оборудования фурмы, температура Tf факела предпочтительно составляет 2250ºС или менее.

[0058] (4-4. Пример 4 модификации)

Как показано на ФИГ. 2-10, существует определенная корреляция между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. Так, в Примере 4 модификации корреляцию «объем газа-процентное сокращение удельного расхода углерода», которая представляет собой корреляцию между объемом газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, получают заблаговременно.

[0059] Например, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода для каждого из нескольких объемов газа получают моделированием работы доменной печи, в котором отражена текущая работа доменной печи, включающая температуру вдуваемого содержащего высокую концентрацию водорода газа. Конкретный метод может быть таким, как в описываемых ниже примерах.

[0060] Затем значения, полученные вышеуказанным методом, наносят на график на плоскости, где горизонтальная ось представляет объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе в единицах норм.м³/т, и вертикальная ось представляет процентное сокращение ПОДАЧА ΔC (%) удельного расхода углерода. Затем из этих графиков может быть получена аппроксимирующая кривая, например, методом наименьших квадратов, и аппроксимирующая кривая, и более конкретно, реляционное отношение, может быть использована как вышеописанная корреляция «объем газа-процентное сокращение удельного расхода углерода». Предпочтительно получать корреляцию объема газа и процентного сокращения удельного расхода углерода для каждой температуры Tf факела.

[0061] Затем объем газа, при котором процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода является более высоким, чем значение при текущей работе, то есть, объем газа, при котором величина расхода углерода снижена, определяют на основе полученной выше корреляции объема газа и процентного сокращения удельного расхода углерода. Затем содержащий высокую концентрацию водорода газ вдувают из фурмы при определенном объеме газа. Соответственно этому, может быть надежно увеличено процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода.

[0062] Здесь предпочтительно получать корреляцию объема газа и процентного сокращения удельного расхода углерода заблаговременно для каждой температуры вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа. Соответственно этому, даже в случае, если температура вдувания колеблется, может быть легко определен желательный объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе. То есть, даже в случае, если температура вдувания не является постоянной, можно легко определять объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, при котором процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода становится более высоким.

[0063] (4-5. Пример 5 модификации)

ФИГ. 12 представляет график, показывающий для каждой температуры Tf факела корреляцию между объемом чистого газообразного водорода при комнатной температуре в единицах норм.м³/т и величиной изменения падения давления в единицах кПа относительно базового режима работы, который представляет собой работу, в которой содержащий высокую концентрацию водорода газ не вдувают. Этот график получен из моделирования работы доменной печи. Подробности будут описаны в примерах. Здесь падение давления представляет собой разность между давлением на наконечнике фурмы (выходном канале фурмы), другими словами, давлением внутри печи на выходном канале фурмы, и давлением на верху печи, и значением, исключающим падение давления в трубопроводе от компрессора до наконечника фурмы. При действительной работе падение давления измеряют манометром, размещенным на участке стенки печи. Величина изменения падения давления относительно базового режима работы представляет собой значение, полученное вычитанием падения давления во время базового режима работы из падения давления во время определенной работы. Предпочтительно, чтобы падение давления была почти таким же, как при базовом режиме работы, или имело значение ниже, чем при базовом режиме работы, из соображений ограничения давления вдувания, предотвращения прорыва газов, и тому подобного. ФИГ. 12 показывает вышеуказанную корреляция в случае, если используют чистый газообразный водород при комнатной температуре. Вышеуказанная корреляция также может быть получена в случае, если применяют содержащий высокую концентрацию водорода газ, иной, нежели чистый газообразный водород. В дополнение, вышеуказанная корреляция может быть получена, даже когда температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа является более высокой, чем комнатная температура.

[0064] Как ясно из ФИГ. 12, существует определенная корреляция между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и величиной изменения падения давления. Например, в случае, если объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает, снижается температура Tf факела, как описано выше. Чтобы отрегулировать температуру факела на желательную температуру, необходимо повышать коэффициент обогащения кислородом для выполнения операции. При действительной работе корректируют коэффициент обогащения кислородом, в то же время с удерживанием количества выпускаемого чугуна при предварительно определенной величине изменением расхода потока обогащенного кислорода в единицах норм.м³/т и величины расхода потока воздуха, без изменения величины расхода потока кислорода, которая представляет собой общую величину расхода потока обогащенного кислорода и кислорода в горячем дутье в единицах норм.м³/т. Поэтому, когда коэффициент обогащения кислородом повышается, расход потока горячего дутья снижается. В результате этого сокращается количество Bosch-газа. Другими словами, в случае, если температура Tf факела низка, количество Bosch-газа возрастает. В результате этого существует возможность того, что падение давления станет большим, чем при базовом режиме работы. Однако, когда дополнительно увеличивают объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, снижаются вязкость газа и плотность газа в печи, и падение давления сокращается. Тогда уменьшение падения давления, вызванное снижением вязкости газа и плотности газа, компенсирует возрастание падения давления, обусловленное увеличением количества Bosch-газа, и в результате падение давления сокращается.

[0065] В Примере 5 модификации сначала заблаговременно получают корреляцию объема газа и процентного сокращения удельного расхода углерода, подобно Примеру 4 модификации. Более того, получают корреляцию объема газа и изменения падения давления, которая представляет собой корреляцию между объемом газа и величиной изменения падения давления относительно базового режима работы.

[0066] Например, величину изменения падения давления для каждого из нескольких объемов газа получают моделированием работы доменной печи, в котором отражена текущая работа доменной печи, включающая температуру вдуваемого содержащего высокую концентрацию водорода газа. Конкретный метод может быть таким, как в описываемых ниже примерах.

[0067] Затем значения, полученные вышеуказанным методом, наносят на график на плоскости, где горизонтальная ось представляет объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе в единицах норм.м³/т, и вертикальная ось представляет Δ падения давления, которая представляет собой величину изменения падения давления в единицах кПа. Затем из этих графиков может быть получена аппроксимирующая кривая, например, методом наименьших квадратов, и аппроксимирующая кривая (более конкретно, реляционное отношение, показывающее аппроксимирующую кривую) может быть использована как вышеописанная корреляция «объем газа-изменение падения давления». Корреляцию объема газа и изменения падения давления предпочтительно получают для каждой температуры Tf факела.

[0068] Тогда процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода является более высоким, чем при текущей работе, то есть, количество расходуемого углерода снижается, и определяют объем газа, в котором изменение величины падения давления представляет собой значение в пределах предварительно определенного диапазона, на основе корреляции объема газа и изменения падения давления. Здесь предварительно определенный диапазон представляет собой, например, от около -50 до +5 кПа, но этим не ограничен. Затем содержащий высокую концентрацию водорода газ вдувают из фурмы при определенном объеме газа. Соответственно этому, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода может быть более надежно увеличено, тогда как величину изменения падения давления регулируют на значение в пределах предварительно определенного диапазона.

[0069] (4-6. Пример 6 модификации)

ФИГ. 13 представляет график, показывающий корреляцию между объемом газа чистого газообразного водорода в единицах норм.м³/т при комнатной температуре и величиной изменения температуры колошникового газа относительно базового режима работы в единицах ºС для каждой температуры Tf факела. Этот график получен моделированием работы доменной печи. Подробности будут описаны в примерах. Здесь температура колошникового газа представляет собой температуру колошникового газа печи (главным образом СО₂, N₂, непрореагировавшего СО, или тому подобных), выводимых из верха доменной печи, и при действительной работе измеренная термометром, размещенным на восходящем трубопроводе. Величина изменения температуры колошникового газа относительно базового режима работы представляет собой значение, полученное вычитанием температуры колошникового газа во время базового режима работы из температуры колошникового газа во время определенной операции. Температура колошникового газа предпочтительно является почти такой же, как в базовом режиме работы, по соображениям ограничений оборудования на верху печи и эффективной работы, и, в качестве примера, предпочтительно в пределах диапазона около ±20ºС от температуры колошникового газа в базовом режиме работы. ФИГ. 13 показывает вышеуказанную корреляцию в случае, если используют чистый газообразный водород при комнатной температуре. Вышеуказанная корреляция также может быть получена в случае, если применяют содержащий высокую концентрацию водорода газ, иной, нежели чистый газообразный водород. В дополнение, вышеуказанная корреляция может быть получена, даже когда температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа является более высокой, чем комнатная температура.

[0070] Как ясно из ФИГ. 13, существует определенная корреляция между объемом газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и величиной изменения температуры колошникового газа. Например, в случае, если объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе повышают, температура Tf факела снижается, как описано выше. Чтобы отрегулировать температуру Tf факела на желательную температуру, необходимо увеличивать коэффициент обогащения кислородом для выполнения операции. При действительной работе корректируют коэффициент обогащения кислородом изменением расхода потока воздуха в единицах норм.м³/т, без изменения величины расхода потока кислорода в единицах норм.м³/т. Поэтому, когда коэффициент обогащения кислородом повышается, расход потока горячего дутья снижается. В результате этого сокращается количество Bosch-газа. Другими словами, в случае, если температура Tf факела повышается, количество Bosch-газа снижается. По этой причине возрастает коэффициент теплового потока, выражаемый отношением (теплоемкость шихты внутри печи, опускающейся в единицу времени)/(теплоемкость Bosch-газа, поднимающегося в единицу времени). В результате этого температура газа внутри печи, которая повышается внутри печи, проявляет тенденцию в снижению, и в результате температура колошникового газа проявляет тенденцию к снижению. В результате этого существует возможность того, что температура колошникового газа станет более низкой, чем при базовом режиме работы. Однако, когда дополнительно увеличивают объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, температура внутри печи снижается вследствие эндотермической реакции, как описано выше, приблизительно при 300 норм.м³/т как предельном значении, и эффективность восстановления начинает снижаться. Чтобы предотвратить такое снижение эффективности восстановления, работу выполняют с увеличением доли восстановителя. Однако, когда доля восстановителя возрастает, количество подводимого в печь тепла увеличивается, и температура колошникового газа проявляет тенденцию к повышению. Поэтому температура колошникового газа начинает возрастать.

[0071] В Примере 6 модификации сначала заблаговременно получают корреляцию объема газа и процентного сокращения удельного расхода углерода, подобно Примеру 4 модификации. Более того, получают корреляцию объема газа и температуры колошникового газа, которая представляет собой корреляцию между объемом газа и величиной изменения температуры колошникового газа относительно базового режима работы.

[0072] Например, величину изменения температуры колошникового газа для каждого из нескольких объемов газа получают моделированием работы доменной печи, в котором отражена текущая работа доменной печи, включающая температуру вдуваемого содержащего высокую концентрацию водорода газа. Конкретный метод может быть таким, как в описываемых ниже примерах.

[0073] Затем значения, полученные вышеуказанным методом, наносят на график на плоскости, где горизонтальная ось представляет объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе в единицах норм.м³/т, и вертикальная ось представляет в единицах кПа Δ температуры колошникового газа, которая представляет собой величину изменения температуры колошникового газа в единицах ºС. Затем из этих графиков может быть получена аппроксимирующая кривая, например, методом наименьших квадратов, и аппроксимирующая кривая, более конкретно, реляционное отношение, показывающее аппроксимирующую кривую, может быть использована как вышеописанная корреляция «объем газа-величина изменения температуры колошникового газа». Корреляцию объема газа и величины изменения температуры колошникового газа предпочтительно получают для каждой температуры Tf факела.

[0074] Тогда объем газа, при котором процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода является более высоким, чем при текущей работе, то есть, количество расходуемого углерода снижается, и при котором величина изменения температуры колошникового газа представляет собой значение в пределах предварительно определенного диапазона, определяют на основе корреляции объема газа и изменения процентного сокращения удельного расхода углерода, и корреляции объема газа и величины изменения температуры колошникового газа. Здесь предварительно определенный диапазон представляет собой, например, от около -20 до +20ºС, но этим не ограничен. Затем содержащий высокую концентрацию водорода газ вдувают из фурмы при определенном объеме газа. Соответственно этому, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода может быть более надежно увеличено, тогда как величину изменения температуры колошникового газа регулируют на значение в пределах предварительно определенного диапазона.

[0075] Здесь, в вышеуказанных Примерах 4-6 модификации, параметр в паре с объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, не обязательно ограничен величиной процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. То есть, параметр в паре с объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, может быть любым параметром, имеющим отношение к количеству расходуемого углерода, то есть, любому параметру расхода углерода. Это обусловлено тем, что, если количество расходуемого углерода снижается, могут быть сокращены выбросы СО₂. Примеры такого параметра расхода углерода включают конкретный расход углерода, долю восстановителя, величину процентного сокращения восстановителя, и тому подобные, в дополнение к процентному сокращению ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода. Величина процентного сокращения восстановителя представляет собой величину процентного сокращения восстановителя относительно базового режима работы, и метод расчета является таким же, как метод расчета процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода.

[0076] Кроме того, Пример 5 модификации и Пример 6 модификации могут быть объединены между собой. Соответственно этому, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода может быть более надежно увеличено, тогда как величину изменения падения давления и величину изменения температуры колошникового газа регулируют на значения в пределах предварительно определенных диапазонов.

[Примеры]

[0077] Далее будут описаны примеры настоящего варианта исполнения. В настоящем варианте осуществления проведением моделирования работы доменной печи было подтверждено, что процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода увеличивается посредством способа работы доменной печи согласно настоящему варианту осуществления, то есть, выбросы СО₂ сокращены.

[0078]

<1. Пример 1: проверка в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа представляет собой температуру от комнатной температуры до 600ºС>

Как описано выше, корреляция между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и процентным сокращением ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода показывает различное поведение при температуре вдувания 600ºС как предельной. Таким образом, в Примере 1 выполнили проверку в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляла 600ºС или менее.

[0079]

<1-1. Модель и условия расчета, использованные для моделирования>

В качестве моделирования работы доменной печи применяли так называемую «Математическую модель доменной печи» из работы авторов Kouji TAKATANI, Takanobu INADA, Yutaka UJISAWA, «Three-dimensional Dynamic Simulator for Blast Furnace» («Трехмерная динамическая модель для доменной печи»), ISIJ International, том 39 (1999), № 1, стр. 15-22. В этой математической модели доменной печи внутреннюю область доменной печи подразделяют по направлению высоты, радиальному направлению и окружному направлению для создания многочисленных ячеек (малых зон), и моделируют поведение каждой из ячеек.

[0080] В математической модели доменной печи объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе задают как количество содержащего высокую концентрацию водорода газа, вдуваемого из фурмы. Для этого объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе задают как количество, полученное умножением объема газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе на пропорцию газообразного водорода в единицах мол.%. Температуру вдуваемого содержащего высокую концентрацию водорода газа настраивают как температуру содержащего высокую концентрацию водорода газа, когда содержащий высокую концентрацию водорода газ вдувают из фурмы. Температуру Tf факела рассчитывают как результат учета теплоты сгорания различных газов, теплосодержания вдувания, температуры кокса, поступающего в наконечник фурмы (выходной канал фурмы), тепловых эффектов различных реакций, и тому подобных. Падение давления рассчитывают с использованием уравнения Эргуна как падение давления на слое наполнителя внутри печи. Температуру колошникового газа рассчитывают как температуру газа в самом наружном слое (самом верхнем слое) шихты внутри печи.

[0081] Условия расчета показаны в Таблице 1. Расход кокса в Таблице 1 представляет собой количество кокса, используемого на тонну расплавленного чугуна. В дополнение, Таблица 2 показывает характеристики базового режима работы, в котором содержащий высокую концентрацию водорода газ не вдувают. Как показано в Таблицах 1 и 2, в данном примере температура Tf факела была настроена на любую из 2000ºС, 2100ºС или 2200ºС. Кроме того, объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе был задан от 0 до 600 норм.м³/т. В дополнение, объем дутья, коэффициент обогащения кислородом и объем газа РС (порошкообразного угля) были отрегулированы так, что количество выпускаемого чугуна и температура расплавленного чугуна были постоянными во всех операциях.

[0082]

[Таблица 1]

Условия расчета Количество выпускаемого чугуна т/день/м³ Около 2,7 (постоянное) Температура расплавленного чугуна ºC от 1535 до 1540 Объем дутья норм.м³/
минуту Регулируемый Коэффициент обогащения кислородом % Регулируемый Температура на фурме ºC 2000, 2100, 2200 Объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе норм.м³/т от 0 до 600 Температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа ºC от 25 до 600 Расход кокса кг/т 300 (постоянный) объем газа порошкообразного угля тонн/час Регулируемый

[0083]

[Таблица 2]

Характеристики базового режима работы при температурах на фурме 2000ºC, 2100ºC, и 2200ºC 2000ºC 2100ºC 2200ºC Количество выпускаемого чугуна т/день/м³ 2,74 2,74 2,74 Объем дутья норм.м³/
минуту 9440 7800 6300 Коэффициент обогащения кислородом % 1,2 4,8 9,2 Объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе норм.м³/т 0 0 0 Расход кокса кг/т 306,6 306,6 306,6 Количество порошкообразного угля кг/т 201,4 200,1 200,2 Температура расплавленного чугуна ºC 1537 1536 1536

[0084] В дополнение, все железосодержащие материалы представляли собой подвергнутые спеканию руды. В дополнение, состав подвергнутых спеканию руд был Fe(общ): 58,5%, FeO: 7,5%, C/S: 1,9, и Al₂O₃: 1,7%. Кроме того, в отношении кокса, рассматривали случай, где применяли состав с C: 87,2%, и зола: 12,6%. В дополнение, все из вышеуказанных «%» представляют «мас.%».

[0085]

<1-2. Пример 1-1: случай, где температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа представляет собой температуру от комнатной до 600ºС, и содержащий высокую концентрацию водорода газ представляет собой чистый газообразный водород>

В Примере 1-1 корреляция между объемом газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода рассчитали с использованием содержащего высокую концентрацию водорода газа как чистого газообразного водорода, в условиях, что температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляла 600ºС или менее. Результаты показаны на ФИГ. 2-5.

[0086] Как показано на ФИГ. 2-5, было найдено, что в диапазоне, где температура вдувания составляет температуру от комнатной или выше и 600ºС или менее, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода не просто увеличивается при повышении объема газа, но достигает насыщения и начинает снижаться, когда объем газообразного воздуха увеличивается до некоторой степени. Таким образом, было найдено, что объем газа, когда процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода достигает насыщения и начинает уменьшаться, слегка различается в зависимости от температуры вдувания. То есть, было найдено, что для каждой температуры вдувания имеется надлежащий диапазон объема газа. Надлежащий диапазон составлял от 200 до 500 норм.м³/т в случае, если температура вдувания составляла температуру от комнатной до 300ºС, и составлял 145 норм.м³/т или более, когда температура вдувания была более чем 300ºС, и 600ºС или менее. В дополнение, как показано на ФИГ. 4 и 5, было найдено, что процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода не просто увеличивается при повышении объема газа, но достигает насыщения при объеме газа около 600 норм.м³/т, когда температура вдувания составляет 600ºС, и начинает уменьшаться с увеличением объема газа, при пиковом значении объема газа около 300 норм.м³/т, когда температура вдувания составляет 350ºС. Кроме того, в случае, если температура вдувания составляет более чем 300ºС, и 600ºС или менее, и объем газа находится в пределах надлежащего диапазона 145 норм.м³/т или более, можно отрегулировать процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода на 7% или более. Кроме того, как показано на ФИГ. 2-5, также было найдено, что процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода относительно того же объема газа варьирует в зависимости от температуры Tf факела, и является наибольшим, когда температура Tf факела составляет 2000ºС. Обоснование того, почему происходит такое явление, является таким, как описано выше.

[0087] Поэтому вдуванием содержащего высокую концентрацию водорода газа в доменную печь согласно способу работы доменной печи в соответствии с настоящим вариантом исполнения, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода может быть увеличено, и могут быть значительно сокращены выбросы СО₂.

[0088]

<1-3. Пример 1-2>

В Примере 1-2 было подтверждено, что даже если содержащий высокую концентрацию водорода газ содержит иной газовый компонент, нежели газообразный водород, возможна такая же работа, как в случае чистого газообразного водорода. Более конкретно, газ из 80 мол.% Н₂-20 мол.% N₂, состоящий из 80 мол.% газообразного водорода и 20 мол.% газообразного азота, рассматривали как содержащий высокую концентрацию водорода газ. Тогда моделирование работы доменной печи выполняли таким же образом, как в Примере 1, при температуре вдувания, настроенной на 25ºС, и температуре Tf факела, настроенной на 2100ºС. Результаты показаны на ФИГ. 11. ФИГ. 11 показывает сравнение между расчетным результатом для чистого газообразного водорода (100 мол.% H₂-газа) и результатом расчета для газа из 80 мол.% Н₂-20 мол.% N₂. В дополнение, горизонтальная ось в ФИГ. 11 представляет значение, полученное преобразованием величины расхода потока смешанного газа в чистый газообразный водород, то есть, значение, полученное умножением величины расхода потока газа из 80 мол.% Н₂-20 мол.% N₂, на 80 мол.%. Как ясно из ФИГ. 11, было найдено, что для газа из 80 мол.% Н₂-20 мол.% N₂ надлежащий диапазон объема газа, преобразованный в чистый газообразный водород, является таким же, как для чистого газообразного водорода, и только слегка снижается фактическая стоимость. Поэтому было найдено, что даже когда содержащий высокую концентрацию водорода газ содержит иной газовый компонент, нежели газообразный водород, возможна такая же работа, как в случае чистого газообразного водорода. В дополнение, также было найдено, что процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода может быть увеличено, хотя эффект слегка снижается.

[0089]

<1-4. Пример 1-3>

В Примере 1-3 в качестве содержащего высокую концентрацию водорода газа применяли чистый газообразный водород при комнатной температуре, и получили величину изменения падения давления в отношении каждого из нескольких объемов газа (величину изменения падения давления относительно базового режима работы). ФИГ. 12 показывает результаты. Как ясно из ФИГ. 12, было найдено, что существует определенная корреляция между объемом чистого газообразного водорода и величиной изменения падения давления. Например, было найдено, что имеется возможность того, что падение давления будет большим относительно базового режима работы в случае, если температура Tf факела является низкой. Однако, падение давления уменьшается, когда объем чистого газообразного водорода увеличивается. Более конкретно, в случае, если температура Tf факела составляет 2000ºС, и объем газа составляет от 100 до 150 норм.м³/т, падение давления увеличивается примерно на 10-20 кПа, по сравнению с базовым режимом работы. Это значение находится за пределами предварительно определенного диапазона, описанного выше. Однако, когда объем газа возрастает до 200 норм.м³/т или более, падение давления является почти таким же или меньшим, нежели значение для базового режима работы. Обоснование того, почему происходит такое явление, является таким, как описано выше. Поэтому было найдено, что можно предотвратить повышение падения давления и увеличить единицу процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, в то же время с выполнением стабильной работы, получением корреляции объема газа и изменения падения давления, которая представляет собой корреляцию между объемом газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и величиной изменения падения давления относительно базового режима работы, когда температура вдувания представляет собой предварительно определенное значение, заблаговременно для каждой температуры Tf факела, и определением объема газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газа, при котором величина расхода углерода сокращается по сравнению с текущей работой, и величина изменения падения давления представляет собой значение в пределах предварительно определенного диапазона, на основе корреляции объема газа и параметра расхода углерода и корреляции объема газа и изменения падения давления.

Тогда было найдено, что можно подавить повышение падения давления и увеличить процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, в то же время выполняя стабильную работу, как показано на ФИГ. 12, в условиях, что чистый газообразный водород при комнатной температуре используют как содержащий высокую концентрацию водорода газ, и объем газа составляет 200 норм.м³/т или более, и 500 норм.м³/т или менее. Было найдено, что, когда объем газа возрастает до 200 норм.м³/т в случае чистого газообразного водорода при комнатной температуре или более, и 300ºС или менее, падение давления является почти таким же, как значение в базовом режиме работы. Подобным образом, было найдено, что можно предотвратить увеличение падения давления и увеличить процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, в то же время с выполнением стабильной работы в случае, если объем чистого газообразного водорода при температуре более чем 300ºС и 600ºС или менее составляет 145 норм.м³/т или более, даже в случае, если объем газа чистого газообразного водорода при температуре более чем 600ºС и 900ºС или менее составляет 125 норм.м³/т или более, даже в случае, если объем газа чистого газообразного водорода при температуре более чем 900ºС и 1200ºС или менее составляет 110 норм.м³/т или более, и даже в случае, если объем газа чистого газообразного водорода при температуре более чем 1200ºС составляет 100 норм.м³/т или более.

[0090] Поэтому было найдено, что можно увеличить процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, в то же время настраивая величину изменения падения давления на значение в пределах предварительно определенного диапазона, вдуванием содержащего высокую концентрацию водорода газа в доменную печь согласно способу работы доменной печи в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0091]

<1-5. Пример 1-4>

В Примере 1-4 чистый газообразный водород при комнатной температуре использовали как содержащий высокую концентрацию водорода газ, и получали величину изменения температуры колошникового газа в отношении каждого из нескольких объемов газа (величину изменения температуры колошникового газа относительно базового режима работы). ФИГ. 13 показывает результаты. Как ясно из ФИГ. 13, было найдено, что существует определенная корреляция между объемом чистого газообразного водорода и величиной изменения температуры колошникового газа. Например, было найдено, что когда возрастает температура Tf факела, температура колошникового газа снижается по сравнению с базовым режимом работы. Более конкретно, в случае, если температура Tf факела составляет 2100ºС, и объем газа составляет от 250 до 300 норм.м³/т, величина изменения температуры колошникового газа представляет собой значение вне пределов вышеописанного предварительно определенного диапазона. Однако, если объем газа сокращается до 200 норм.м³/т, величина изменения температуры колошникового газа становится значением в пределах предварительно определенного диапазона. Обоснование того, почему происходит такое явление, является таким, как описано выше. Поэтому в случае, если особое значение имеет эффективность работы или тому подобное, объем газа может быть отрегулирован с учетом корреляции объема газа чистого газообразного водорода и величиной изменения температуры колошникового газа. Поэтому было найдено, что можно предотвратить снижение эффективности работы получением корреляции объема чистого газообразного водорода и величины изменения температуры колошникового газа, которая представляет собой корреляцию между объемом чистого газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и величиной изменения температуры колошникового газа относительно базового режима работы, когда температура вдувания представляет собой предварительно определенное значение, заблаговременно для каждой температуры Tf факела, и определением объема газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, при котором величина расхода углерода сокращается по сравнению с текущей работой, и величина изменения температуры колошникового газа представляет собой значение в пределах предварительно определенного диапазона, на основе корреляции объема газа и параметра расхода углерода и корреляции объема газа и изменения температуры колошникового газа.

[0092]

<2. Пример 2: проверка в случае, если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600ºС>

В Примере 2 был проверен случай, где температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа является более высокой, чем 600ºС.

[0093]

<2-1. Модель и условия расчета, использованные для моделирования>

В моделировании работы доменной печи использовали такую же «математическую модель доменной печи», как в Примере 1. Условия расчета показаны в Таблице 3. Как показано в Таблице 3, условия расчета были почти такими же, как в Примере 1, но расход кокса отличался от величины в Примере 1. То есть, в Примере 2 расход кокса был постоянным при 300 кг/т в случае, если объем газа порошкообразного угля был больше, чем 0 тонны/час, и расход кокса изменялся в случае, если объем газа порошкообразного угля составлял 0 тонны/час (то есть, в случае, если количество порошкообразного угля составляло 0). То есть, в случае, если объем газа порошкообразного угля составлял 0 тонны/час, температуру печи регулировали согласно расходу кокса.

[0094] Как описано выше, в случае, если повышается температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа, и возрастает объем газа, объем газа порошкообразного угля может составлять 0 тонны/час. В этом случае сокращением расхода кокса можно дополнительно снизить удельный расход углерода. В дополнение, объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе был настроен на величину от 0 до 1000 норм.м³/т. В дополнение, температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа была настроена на величину более чем 600ºС, и 1400ºС или менее. Кроме того, характеристики базового режима работы, при котором содержащий высокую концентрацию водорода газ не вдували, были такими же, как в Примере 1. Другие условия были такими же, как в Примере 1. Например, объем вдувания, коэффициент обогащения кислородом и газовый объем РС (порошкообразного угля) были отрегулированы так, что количество выпускаемого чугуна и температура расплавленного чугуна были постоянными во всех операциях. Железосодержащие материалы представляли собой подвергнутые спеканию руды, использованные в Примере 1.

[0095]

[Таблица 3]

Условия расчета Количество выпускаемого чугуна т/день/м³ Около 2,7 (постоянное) Температура расплавленного чугуна ºC от 1535 до 1540 Объем дутья норм.м³/
минуту Регулируемый Коэффициент обогащения кислородом % Регулируемый Температура на фурме ºC 2000, 2100, 2200 Объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе норм.м³/т от 0 до 1000 Температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа ºC более чем 600 и 1400 или менее Расход кокса кг/т 300 (постоянный в случае, если объем газа порошкообразного угля составляет более 0 тонны/час) Объем газа порошкообразного угля тонн/час Регулируемый

[0096]

<2-2. Пример 2-1: случай, где температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600ºС, и содержащий высокую концентрацию водорода газ представляет собой чистый газообразный водород>

В Примере 2-1 корреляция объема чистого газообразного водорода и процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода рассчитали с использованием содержащего высокую концентрацию водорода газа как чистого газообразного водорода. Результаты показаны на ФИГ. 6-10.

[0097] Как показано на ФИГ. 6-10, было найдено, что процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода увеличивается, когда объем чистого газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе возрастает от 0 норм.м³/т в базовом режиме работы. Более того, когда объем чистого газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе увеличивается, снижается скорость увеличения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода (величина повышения процентного сокращения ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода относительно единицы величины возрастания количества объема газа). Однако, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода не начинает уменьшаться. Это поведение явно отличается от случая, где температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляла 600ºС или менее.

[0098] В дополнение, диапазон, где процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляло 7% или более, различался в зависимости от температуры вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа. Более конкретно, в случае, если температура вдувания была более чем 600ºС, и 900ºС или менее, и в случае, если объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе был в пределах диапазона 125 норм.м³/т или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляло 7% или более. В дополнение, в случае, если температура вдувания была более чем 900ºС, и 1200ºС или менее, и в случае, если объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе был в пределах диапазона 110 норм.м³/т или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляло 7% или более. В случае, если температура вдувания была более чем 1200ºС, и в случае, если объем газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе был в пределах диапазона 100 норм.м³/т или более, процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода составляло 7% или более.

[0099]

<2-3. Другие испытания>

Такое же испытание, как в Примерах 1-3 и 1-4, провели при температуре вдувания чистого газообразного водорода, настроенной на 900ºС. В результате, даже в случае, если температура вдувания чистого газообразного водорода была 900ºС, было подтверждено, что существует определенная корреляция между объемом газа чистого газообразного водорода и величиной изменения падения давления или величиной изменения температуры колошникового газа.

[0100] Поэтому можно увеличить процентное сокращение ПОДАЧА ΔC удельного расхода углерода, в то же время настраивая величину изменения температуры колошникового газа на значение в пределах предварительно определенного диапазона вдуванием содержащего высокую концентрацию водорода газа в доменную печь соответственно способу работы доменной печи согласно настоящему варианту исполнения.

[0101] Хотя выше был подробно описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, настоящее изобретение таким примером не ограничивается. Очевидно, что специалисты, имеющие обычную квалификацию в технической области, к которой принадлежит настоящее изобретение, могут представить себе различные изменения или вариации в пределах области технической идеи, описанной в пунктах формулы изобретения, и, естественно, понять, что они также принадлежат к технической области настоящего изобретения.

Изобретение относится к вдуванию газа в доменную печь. Вдувают содержащий высокую концентрацию водорода газ, содержащий 80 мол.% или более газообразного водорода из фурмы при условии, в котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа представляет собой комнатную температуру или более и 300°С или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 200 норм.м³/т или более, и 500 норм.м³/т или менее; условии, в котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа более 300°С и 600°С или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 145 норм.м³/т или более; условии, в котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа более чем 600°С и 900°С или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 125 норм.м³/т или более. Расход углерода в печи изменяют при вдувании содержащего высокую концентрацию водорода газа, содержащего 80 мол.% или более газообразного водорода из фурмы. Обеспечивается увеличение объема газа, имеющего высокую концентрацию водорода, вдуваемого из фурмы в качестве восстановительного газа, при поддержании стабильной работы доменной печи и сокращении выбросов СО₂. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил., 3 табл.

1. Способ вдувания газа в доменную печь, включающий вдувание содержащего высокую концентрацию водорода газа, содержащего 80 мол.% или более газообразного водорода из фурмы, при:

условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа представляет собой комнатную температуру или более, и 300°С или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 200 норм.м³/т или более, и 500 норм.м³/т или менее;

условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 300°С и 600°С или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 145 норм.м³/т или более;

условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600°С, и 900°С или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 125 норм.м³/т или более;

условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 900°С, и 1200°С или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 110 норм.м³/т или более; или

условии, при котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 1200°С, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 100 норм.м³/т или более, и

изменение расхода углерода в печи при вдувании содержащего высокую концентрацию водорода газа, содержащего 80 мол.% или более газообразного водорода из фурмы.

2. Способ по п. 1,

в котором температура вдувания составляет выше комнатной температуры, и 300°С или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 200 норм.м³/т или более, и 300 норм.м³/т или менее.

3. Способ по п. 1,

в котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 300°С, и 600°С или менее, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 145 норм.м³/т или более, и 600 норм.м³/т или менее.

4. Способ по любому из пп. 1-3,

в котором температура факела составляет 2050°С или менее.

5. Способ по любому из пп. 1-3,

в котором температура факела составляет более чем 2050°С, и 2150°С или менее.

6. Способ по любому из пп. 1-3,

в котором температура факела составляет более чем 2150°С, и 2250°С или менее.

7. Способ по п. 1,

в котором температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600°С, и 1400°С или менее.

8. Способ по п. 1 или 7,

в котором, в случае если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600°С, объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 1000 норм.м³/т или менее.

9. Способ по любому из пп. 1, 7 и 8,

в котором в случае если температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа составляет более чем 600°С, и объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе составляет 400 норм.м³/т или более, температуру факела устанавливают на 2050°С или менее.

10. Способ вдувания газа в доменную печь, включающий:

получение корреляции объема вдуваемого газа и параметра расхода углерода, которая представляет собой корреляцию между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и параметром расходом углерода, относящимся к количеству расходуемого углерода, когда температура вдувания содержащего высокую концентрацию водорода газа, содержащего 80 мол.% или более газообразного водорода, представляет предварительно определенное значение, заблаговременно для каждой температуры факела;

определение объема газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, при котором количество расходуемого углерода снижается по сравнению с количеством при текущей работе, на основе корреляции объема вдуваемого газа и параметра расхода углерода; и

вдувание содержащего высокую концентрацию водорода газа из фурмы при определенном объеме газа.

11. Способ по п. 10,

в котором корреляцию объема вдуваемого газа и параметра расхода углерода получают для каждой температуры вдувания.

12. Способ по п. 10 или 11,

в котором корреляцию объема вдуваемого газа и изменения падения давления, которая представляет собой корреляцию между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и величиной изменения падения давления относительно базового режима работы, когда температура вдувания представляет собой предварительно определенное значение, получают заблаговременно для каждой температуры факела,

объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, при котором количество расходуемого углерода снижается по сравнению со значением при текущей работе, а величина изменения падения давления представляет собой значение в пределах предварительно определенного диапазона, определяют на основе корреляции объема вдуваемого газа и параметра расхода углерода и корреляции объема вдуваемого газа и изменения падения давления, и

падение давления представляет собой разность между давлением внутри печи на выходном канале фурмы, и давлением на верху печи, исключая падение давления в трубопроводе от компрессора до наконечника фурмы.

13. Способ по любому из пп. 10-12,

в котором корреляцию объема вдуваемого газа и величины изменения температуры колошникового газа, которая представляет собой корреляцию между объемом газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе и величиной изменения температуры колошникового газа относительно базового режима работы, когда температура вдувания представляет собой предварительно определенное значение, получают заблаговременно для каждой температуры факела, и

объем газа газообразного водорода в содержащем высокую концентрацию водорода газе, при котором количество расходуемого углерода снижается по сравнению со значением в текущей работе, и величина изменения температуры колошникового газа представляет собой значение в пределах предварительно определенного диапазона, определяют на основе корреляции объема вдуваемого газа и параметра расхода углерода и корреляции объема вдуваемого газа и изменения температуры колошникового газа.