JPH02159309A - 高炉内へ補助燃料を噴射する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高炉内へ補助燃料を噴射する方法に関するもの
である。

ずっと前から特にコークス化できる石炭の埋蔵量の減少
、まｔはコークス製造工場内の環境保護の対策費用に起
因する経済的理由〃）ら高炉におけるコークスの消費部
域の研究が進められている。

この目的で高炉に設けられた通風管または補助通風管に
よって補助燃料を噴射して部分的または全面的にコーク
スを置替えることがすでに提案されている。ま几同様に
重油のような可燃性の液体、天然ガスまたはコークス炉
ガスのような可燃性気体、′１元同様に粉末石炭または
褐炭のような可燃性の固体の噴射も実施した。

経済的観点から、固体燃料噴射法は色々な場合において
現在もつとも興味ある技術を現実的に構成することが証
明された。それにもかかわらず異なったタイプの燃料の
相対的価格は非常に激しくかったびたび非常に急激に変
化し１時と場合によって液体または気体の炭化水素も高
炉への噴射と言う観点から大きい興味を提供する。

本説明においては現実にもつとも有用な固体補助燃料で
ある粉末石炭噴射について特に引用する。しかしながら
この特別な引用はいかなる制限的な性格を持つものでは
なく、本発明の工程は液体まｔは気体の補助燃料につい
てすべて同様に応用できる。

従来法においては補助燃料、特に粉末石炭は通風管によ
って高炉内に吹込まれる１０００℃から１２００℃の温
度にある熱風内に噴射される。この条件下において石炭
は熱と、主として還元性ガスである００およびＨ！ガス
を高炉の内容物によって決められる量だけ発散しながら
燃える。この方法で噴射できる粉末石炭のｉ！ハ、しか
しながら石炭が一方では炎の温度を下げる冷却効果を及
ぼし、また他方では石炭の燃焼が高められた噴射率まで
完全に行わｎず不燃焼および７寸たけ煤の発生を引起す
ので制限される。

この困難性を避けるための措置と手段が研究され友。

特に特詐出願ＥＫ　−Ａ第０８７００８５３号において
、熱風全２１％の酸素に、また必要があれば２２から２
４％の高濃度酸素にＳまた大気温度において存在する酸
素含有量が非常に高い風に置替えることが提案さｎた。

この技Ｗｇはしかしながら実際の工業においては稀であ
る多量の余剰酸素全所有している工場においてしか応用
することができない。他には１８００℃から２５００℃
のオーダーの温度に風を過熱させるプラズマのトーチを
利用して石炭の燃焼を促進させることを目標とする多く
の提案も存在する。固体、液体または気体のいずれにせ
よ補助燃料のよシ大きな黴の噴射による石炭の燃・焼動
力学上の効果によって風の温度の上昇が許されたことは
明らかである。

しかしながら常にグッズマトーチの技法に頼ることはで
きない。確かにそれは投資金額が高額となるだけでなく
、大量の電気使用料金によって運転費用も関連して上昇
することが予想される。もしその代価が化石燃料の代価
との関連であまりに高価ならば、高炉内に噴射される補
助燃料の量の増大の如何によってはプラズマの生産のコ
ストは現実の節約を損うか、または自から無効にするこ
とになるかも知れない。

ｖ−ｒるニ特許出願ＢＥ−Ａ第０８７０１３８３号によ
って粉末石炭を噴射する場所に一定量の気体、好ましく
は水素に富んだ気体を噴射することに知られている。こ
の技ｍは特に通常の熱風の代シに特に酸素に富んだ冷風
を供給する高炉の場合に応用される。かかる気体の噴射
は石炭の燃焼を安定させ冷風を利用する場合には噴射の
停止後でも石炭の着火を確実にさせる目的を持っている
。

この技Ｖ＃は非常に興味深いがしかし他方で噴射される
石炭の量の増大金許さない。それ故にこの産業において
存在するすべての高炉で、利用者のために経済的に応用
できる多量の補助燃料の噴射を許す方法が必要である。

本発明はこの要望に対し現存の噴射装置の重大な変更を
必要としない簡単かつ興味ある手段により応え得る方法
を提案する目的？持っているＯ 従って本発明すなわち高炉における補助燃料の噴射方法
において該高炉の少なくとも一つの通風管の方向へ流れ
る熱風の流れの内へ補助燃料を噴射する手法は、該補助
燃料の噴射の上流点において該熱風流内へ過熱燃料全噴
射することを特徴とする。

この過熱燃料は熱風内に噴射され従って本発明の方法に
おいては「疑似プラズマ」、つまり過熱気体環境の形成
を引起し補助燃料の噴射を効果的ならしめる場所を位置
づける。この疑似プラズマは電気エネルギーを消費する
ことなしにもたらされ本来のプラズマのそれに類似し友
特性を示し補助燃料の急速かつ完全な燃焼を促進する。

さらに詳しく説明すれば補助燃料は固体燃料、液体燃料
、ま穴は気体燃料のいずれでも良く、まｔはさらに異な
ったタイプの複数の燃料の混合物であっても良い。

本発明によルば過熱され几燃料は同様に固体燃料、液体
燃料または気体燃料であっても良く、さらに異なったタ
イプ複数の燃料の混合物であっても良い。

本発明の方法のもつとも単純な応用によれば補助燃料お
よび過熱燃料は該熱風流内へ噴射され、その燃焼は熱風
内に含まれた酸素によって確保される。この効果につい
ては噴射される燃料の量に応じて、この熱風の酸素含量
を増大させても良い。酸素の不確定な補足分は該燃料Ω
要求される燃焼を確保するために対応する燃料と一緒に
噴射されることもできる。

本発明の方法の他の興味ある変形は該燃料の少なくとも
一つ、すなわち補助燃料および／ま几は過熱燃料ｆｔ適
当な燃焼器の助は金かけて噴射することから成る。この
燃焼器は既知のどのタイプでも良く、−万では燃料を、
他方でＩｆｉ酸素を供給されて高温の燃焼気体の状態で
対応する燃料に加えて熱風の流れの内へ噴射する。この
場合、熱風の酸素含有量は燃焼気体の組成、特にその還
元性気体の含有量に応じて適合するように選択される。

高炉の通常の操業に関しては任意の煉瓦式熱風炉のタイ
プに従って熱風は通常１０００℃から１２００℃の間の
温度で通風管から吹込まれる。古典的な方法においては
熱風は空気または酸素を富化され友空気で構成されてい
る。すでに詳しく説明したように噴射される燃料の量に
応じて熱風の酸素含有量を調整することが好ましい０ 同様に本発明に従って該熱風が１５００℃から２５００
℃の間の温度になるように、熱風の内に吹込まれる過熱
燃料のｆｆ１を調節する。

本発明の他の独自性および進歩性は、主張された方法の
経済的利益およびその応用の容易さをはっきりと理解さ
せること以外の目的′＠：持几ない下記の比較例の説明
によって明らかになるであろう。

実施例は下記の添付図に示されている０これらの図は完
全な理解を構成するものではなく概略図でしかないので
それらによっては本発明の理解について直接必要な要素
しか自主的に再現できない。二つの図において同様また
は類似の要素は同じ表示数字で示されており、異なつ九
材料（熱風、燃料）の流れの方間は対応する矢印によっ
て示さルている。

第１図において従来型の高炉中は（２）において鋳鉄１
トン当り（Ｋｖ／ｌｒ）　１６１０Ｋｇの良質の粘結材
および安定化され３５ミリメートルのふるいに掛けられ
た冶金用コークス全供給さ九る。

煉瓦式熱風炉（３）は過＠醗素２２％の冷風（４）全供
給されて１０５１　ｄＮ／ｌｆの割合で高炉内へ吹込ま
れる１１５０℃の熱風（５）を完成する。軟管（６］に
よって古典的方法で熱風（５７の内へ、例えば送風ノズ
ルの高さの位置へ２５％の揮発性の物質を含んだ乾燥粉
末石炭１４０　Ｋｇ／ｌｆ　ｋ噴射する。

希望する品質の鋳鉄を製造するために、すなわち５％の
炭素および０．２％のシリコンを含有し１５００℃の温
度を呈するｔめに３３４　Ｋｇ／ｌｆの乾燥コークスを
消費する。

第２図は第１図の場合と同様の場合において同じ高炉内
で同じ出発原料から始めて同品質の鋳鉄を製造する方法
を示すが本発明による方法の一変形の援助によるもので
ある。高炉（υは同様に（２）において１６１０ｈ／ｌ
、ｒの良質な粘結材および同様に安定化さｊ、３５ミリ
メートルのふるいに掛けられた冶金用コークス金投入さ
れる。

冷風（４）は４．５バールの圧力に圧縮された３　７ｄ
ｍ／ｌｆの酸素（４ａ〕および４７０ＷｅＮ／ｌｒの空
気（４ｂ）の混合物によって構成される。この過剰酸素
２７％の冷風（Ｊは温度１２００℃の煉瓦式熱風炉（３
）の内に導入され、得られた熱風（５）は５０７７７１
’Ｎ／　ｔｒの割合で高炉内へ噴射される。

ここに図示された例の場合、粉末石炭は既知のタイプの
酸化炭素燃焼器（７）の援助によって噴射され、酸素（
７＆］および粉末石炭（７ｂ　）を供給される。本発明
に従って２６ｄＮ／ｌｔの割合でコークス炉ガスを、粉
末石炭の噴射点（７）の上流点すなわち（８）において
噴射する。この噴射（８）は１７００℃の温度および６
．０％の水、２．０％の炭酸ガス、２１．０％の酸素、
７１．０％の窒素を持つ「疑似プラズマ」（９）の形成
を引起す。

この疑似プラズマのおかげで（７ｂ）において３５０　
Ｋ９／ｌｆまでの粉末石炭１ｋ（７ａ）における１４９
ｒｒｌＨ／ｌｒの酸素と共に噴射することができた。こ
れによりコークスの消費量は１７７Ｋｑ／ｌｆに減少し
第１図の従来型の操業にくらべて４７％の節約となるで
あろう。

本発明の方法は噴射に関する従来技術の内もつとも興味
ある実現可能な操業法にくらべても、高炉内へ噴射でき
る粉末石炭の量を著しく増大させることができる。この
比較できる結果は液体および気体燃料の噴射についても
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高炉内へ補助燃料を噴射する従来の方法を図示
する。第２図は本発明の方法を応用し几特殊な変形を図
示する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、補助燃料（７、７ａ、７ｂ）の噴射点の上流におい
   て熱風（５）の流れの円に過熱燃料（８）を噴射するこ
   とを特徴とする。該高炉の少なくとも一つの通風管の方
   向へ流れている熱風の流れの内に該補助燃料を噴射する
   ところの高炉内へ補助燃料を噴射する方法。 ２、補助燃料（７）および過熱燃料（８）が熱風（５）
   の流れの円に噴射される請求項１記載の方法。 ３、熱風（５）の流れの円に酸素と該過熱燃料（８）と
   を同時に噴射する請求項２記載の方法。 ４、少なくとも一または二種類の燃料、すなわち補助燃
   料（７）および／または過熱燃料（８）が熱風（５）の
   流れの内に噴射される前に少なくとも部分的に燃やされ
   る請求項１記載の方法。 ５、噴射される燃料（７、８）の量に関して熱風（５）
   の酸素含有量を調節する請求項１〜４の何れかに記載の
   方法。 ６、１５００℃から２５００℃の温度範囲にあるように
   した熱風（５）内に噴射された過熱燃料（８）の量を調
   節する請求項１〜５の何れかに記載の方法。 ７、過熱燃料（８）は固体燃料、液体燃料、気体燃料ま
   たは複数の異なつたタイプの燃料の混合物である請求項
   １〜６の何れかに記載の方法。 ８、補助燃料（７）は固体燃料、液体燃料、気体燃料ま
   たは複数の異なつたタイプの燃料の混合物である請求項
   １〜７の何れかに記載の方法。