JPH09263807A - 高炉への微粉炭吹き込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の方法では、高炉へ吹き込む微粉炭の灰
分は吹き込む微粉炭の銘柄によって変化するため、この
灰分の付着を防止することは容易ではなく、高炉への安
定的な微粉炭の吹き込み燃焼、羽口や燃焼支管への灰分
の付着の防止、及び最大の燃焼効率の達成が望まれる。 【解決手段】 本発明による高炉への微粉炭吹き込み方
法は、高炉に吹き込む微粉炭に含まれる灰分の溶融温度
を求めておき、バーナー(6)から吹き込んだ微粉炭の燃
焼温度を求め、この溶融温度と燃焼温度を比較し、この
演算結果が灰分の溶融温度より低くなるようにバーナー
(6)の先端を進退させる方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の羽口から微
粉炭を吹き込む方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多くの高炉では羽口からコーク
スの代替燃料である微粉炭を多量に吹き込んでいる。こ
の吹き込み量を増やすことができればできるほどコーク
ス使用量が減りコークスを製造するコークス炉の負担を
低減する事ができる。さらにコークスと微粉炭との単価
差を考えると大幅な製造コストの低減を図る事ができ
る。ただし、微粉炭は重油や天然ガスなどの補助燃料に
比べて燃焼性が低く、燃焼しないで残る灰分を多量に含
有するといった欠点がある。そのため羽口先で未燃焼の
微粉炭が発生し、その未燃焼の微粉炭が高炉炉内に蓄積
しそのため、高炉の安定操業に支障が生じる。さらに微
粉炭中に含まれる灰分の融着物が羽口や送風支管に付着
堆積し、送風支管を閉鎖させてしまい、これも高炉の安
定操業を阻害する一因となる。

【０００３】微粉炭は吹き込みバーナーの先端から送風
支管内に吹き出されてすぐ周囲の温度により昇温され、
ある一定温度になると着火する。着火後石炭中の揮発分
の燃焼が一気に進み、それと同時に固体の炭素の燃焼が
緩やかに進むことが知られている。図２にはバーナーの
先端から吹き出された微粉炭の燃焼温度分布と燃焼効率
を試験燃焼炉を用いて測定した燃焼試験結果を示す。微
粉炭はバーナー先端から約１００ｍｍの噴出した所から
急激に燃焼温度が上昇し４００〜６００ｍｍ付近で最高
に達し、燃焼率も１００ｍｍ付近から急激に上昇するこ
とが解る。図２の現象から、高炉へ熱風を送り込む熱風
支管の側面の壁を貫通し、その内側に突出するバーナー
の先端から微粉炭を吹き込む際に、バーナーの先端位置
をどの位置に配置するかによって高炉内に吹き込まれる
未燃焼の微粉炭量は大きく変化することが推察される。
この未燃焼微粉炭の減少を図るための公知の技術として
は特公昭６０−５３０８１号公報がある。この公報の方
法によるとバーナーの先端位置を送風支管と羽口の境界
から１００〜３５０ｍｍ以上の上流の送風支管側に位置
させて行う方法が開示されている。

【０００４】前記したように燃焼状態を良好に保つに
は、バーナーの先端位置をできるだけ高炉の炉内から遠
ざけ送風支管から羽口までの間で微粉炭の燃焼を進行さ
せることが望ましい。一方、微粉炭の燃焼温度により溶
融した灰分が羽口及び送風支管内壁に付着・再凝結する
が、この微粉炭の燃焼により溶融した灰分が羽口や送風
支管に付着するのを防止するにはできるだけバーナーの
先端を炉内側に位置させる必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高炉へ
吹き込む微粉炭の灰分の組織は、吹き込む微粉炭の銘柄
によって変化するため、この灰分の付着を防止すること
は極めて困難であった。また、高炉へ安定的に微粉炭を
吹き込み燃焼させ、かつ高炉の羽口先や燃焼支管に燃焼
した灰分を付着させることなく微粉炭の燃焼効率を最大
にすることが要望されていた。

【０００６】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、高炉の操業条件が変化して
も灰分が付着するバーナー先端位置を特定することによ
り、灰分の付着をなくし、かつ、微粉炭の燃焼率を最大
限上昇させるようにした高炉への微粉炭吹き込み方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による高炉への微
粉炭吹き込み方法は、高炉へ熱風を送り込む送風支管の
側面の壁を貫通し、その壁の内側に突出させるバーナー
から微粉炭を吹き込む方法において、予め前記高炉に吹
き込む前記微粉炭に含まれる灰分の溶融温度を求めてお
く第１工程と、前記バーナーから吹き込んだ前記微粉炭
の燃焼温度を求める第２工程と、前記微粉炭の灰分の溶
融温度と前記燃焼温度を比較演算する第３工程と、前記
第３工程による演算結果が前記灰分の溶融温度より低く
なるように前記バーナーの先端を進退させる方法であ
る。

【０００８】さらに詳細には、前記バーナーから吹き込
んだ前記微粉炭の燃焼温度を求める手段として光学的な
温度計測手段を用いる方法である。

【０００９】さらに詳細には、油圧を用いて前記バーナ
ーを進退させる方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による高
炉への微粉炭吹き込み方法の好適な実施の形態について
述べる。図１において符号１で示されるものは、筒状の
送風支管であり、この送風支管１の側面に形成された第
１孔５には、バーナー６が挿入して設けられていると共
に、第２孔５ａには温度計３が挿入され、この温度計３
の先端は送風支管１の羽口２を横切り、測定範囲４を形
成している。なお、温度計３としては、周知の光学的な
温度計測手段を用いている。この温度計３は第１孔５の
バーナー６から噴射する微粉炭の燃焼した火炎の光のエ
ネルギーから温度を計測する光学式の放射温度計であ
る。この温度計３での温度の計測範囲は、第２孔５ａの
炉内側への延長線が羽口２の内面に重なるように配置さ
れて、測定範囲４においては炉内からの光を温度計３が
捕らえないように配置してある。また、前述のバーナー
６は、バーナー保持部７の油圧シリンダー８によって出
入自在に設けられ、その先端を自在に出入できる。

【００１１】次に動作について述べる。前記微粉炭の燃
焼温度を温度計３で測定した結果と、現在高炉にバーナ
ー６を介して吹込んでいる微粉炭の灰分の溶融温度とを
比較する。比較して燃焼温度が高ければバーナー６の先
端を送風支管１の内側に侵入するように操作を行う。ま
た、バーナー６を出入駆動させる場合、バーナー保持部
７に設けた油圧シリンダー８でバーナー６を予め設定し
たピッチで進退させ、１ピッチ移動したときに、再び温
度計３で温度を測定して最適なバーナー先端位置を決め
る。

【００１２】

【実施例】次の表１の第１表には測定を行なった操業条
件と微粉炭の物性値を示す。第１表にはＡ，Ｂ，Ｃ３種
類の微粉炭の物性値を示し、この物性値の異なる微粉炭
を用いて高炉の操業条件、微粉炭吹き込み比を８０〜１
５５ｋｇ／ｔ、風湿が２５〜３５ｇ／Ｎｍ³、酸素富化
率を１.５〜３.５％、熱風温度を１１６０〜１２２０℃
の４条件で実操業を行なった。このときの灰分の羽口や
支管内壁への付着状況を羽口後方の覗孔より目視で観察
した。

【００１３】

【表１】

【００１４】図３、４、５は前述の第１表に示した微粉
炭Ａ，Ｂ，Ｃをバーナー６から高炉（図示せず）へ吹き
込んだ際の羽口２の先端とバーナー６の先端との距離と
温度計３にて燃焼温度を測定した結果を示している。微
粉炭Ａを用いた図３の操業条件(1)では灰分を付着させ
ない距離はバーナーを羽口先より６４０ｍｍ引っ込めた
位置で、操業条件(4)では同じく５８０ｍｍ地点であ
る。図４の微粉炭の銘柄Ｂでは操業条件(7)では５７０
ｍｍより内側で行えば灰分の付着は回避できる事を示し
ている、図５の微粉炭銘柄Ｃの操業条件(9)では６７０
ｍｍである。このように、微粉炭の灰分融点と操業条件
によって、バーナー６の先端位置を制御することにより
羽口２の先や送風支管１の溶融した灰分の付着を防ぐこ
とができる。なお、前述の高炉への微粉炭吹き込み方法
をまとめると次の通りである。すなわち、高炉へ熱風を
送り込む送風支管１の側面の壁１ａを貫通し、その壁１
ａの内側に突出させるバーナー６から微粉炭を吹き込む
方法において、予め前記高炉に吹き込む前記微粉炭に含
まれる灰分の溶融温度を求めておく第１工程と、前記バ
ーナーから吹き込んだ前記微粉炭の燃焼温度を求める第
２工程と、前記微粉炭の灰分の溶融温度と前記燃焼温度
を比較演算する第３工程と、前記第３工程による演算結
果が前記灰分の溶融温度より低くなるように前記バーナ
ーの先端を進退させると共に、前記バーナー６から吹き
込んだ前記微粉炭の燃焼温度を求める手段として光学的
な温度計測手段を用い、油圧を用いて前記バーナーを進
退させている。

【００１５】

【発明の効果】本発明による高炉への微粉炭吹き込み方
法は、以上のように構成されているため、次のような効
果を得ることができる。すなわち、従来は、灰分の付着
制御のためにバーナー先端位置を過度に高炉炉内側にせ
ざるを得なかったが、本発明により灰分が付着するバー
ナーの先端位置が正確に把握できるので付着をさせない
範囲で、微粉炭の燃焼量を最大限上昇させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高炉への微粉炭吹き込み方法の実
施形態を示す概念図である。

【図２】微粉炭の燃焼状態を説明する図である。

【図３】羽口先端とバーナー先端との距離と測定温度の
関係を示す図である。

【図４】羽口先端とバーナー先端との距離と測定温度の
関係を示す図である。

【図５】羽口先端とバーナー先端との距離と測定温度の
関係を示す図である。

【符号の説明】 １ 送風支管 １ａ 壁 ２ 羽口 ３ 温度計 ４ 測定範囲 ５ 第１孔 ５ａ 第２孔 ６ バーナー ７ バーナー保持部 ８ 油圧シリンダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅野 晃由 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株式 会社呉製鉄所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉へ熱風を送り込む送風支管(1)の側
   面の壁(1a)を貫通し、その壁(1a)の内側に突出させるバ
   ーナー(6)から微粉炭を吹き込む方法において、予め前
   記高炉に吹き込む前記微粉炭に含まれる灰分の溶融温度
   を求めておく第１工程と、前記バーナーから吹き込んだ
   前記微粉炭の燃焼温度を求める第２工程と、前記微粉炭
   の灰分の溶融温度と前記燃焼温度を比較演算する第３工
   程と、前記第３工程による演算結果が前記灰分の溶融温
   度より低くなるように前記バーナーの先端を進退させる
   ことを特徴とする高炉への微粉炭吹き込み方法。
2. 【請求項２】 前記バーナー(6)から吹き込んだ前記微
   粉炭の燃焼温度を求める手段として光学的な温度計測手
   段を用いることを特徴とする請求項１記載の高炉への微
   粉炭吹き込み方法。
3. 【請求項３】 油圧を用いて前記バーナー(6)を進退さ
   せることを特徴とする請求項１記載の高炉への微粉炭吹
   き込み方法。