JPH11229010A - 高炉への微粉炭吹込み用ランスおよび高炉への微粉炭の吹込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い微粉炭の限界吹込み量が得られ、しかも
微粉炭の噴出口部近傍の溶損や摩耗が起き難く、微粉炭
による閉塞も起らないランスおよびそれを用いた高炉へ
の微粉炭の吹込み方法を提供する。 【解決手段】 管状ランス２の先端部に２個の微粉炭の
噴出口１を有し、前記２個の微粉炭の噴出口１の断面積
の和が前記ランス２の微粉炭の噴出口１に分岐してない
微粉炭流路の断面積に等しく、前記微粉炭の噴出口１の
開口方向と前記ランス２の軸方向のなす角度が６０°以
上であり、前記２個の微粉炭の噴出口１が分岐する二股
部がセラミック部材８でできており、しかも前記ランス
２の管壁内が水冷されている高炉への微粉炭吹込み用ラ
ンスなど。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吹込まれる微粉炭
の分散性が良く、その高い燃焼性の得られる高炉への微
粉炭吹込み用ランス（以後、単にランスと呼ぶ。）およ
びそれを用いた高炉への微粉炭の吹込み方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の高炉操業においては、羽口からの
微粉炭吹込みがコ−クス炉の寿命延長や溶銑コスト低減
等を目的として実施されており、その吹込み量も増加の
傾向にある。

【０００３】図８に、従来の一般的な微粉炭の吹込み方
法を表した断面図を示す。従来より一般的に行われてい
る微粉炭の吹込み方法においては、高炉炉壁７に設けら
れた羽口４に連結されたブロ−パイプ３内に高温におけ
る耐摩耗性に優れた金属やセラミックでできた１本の管
状ランス２を挿入し、微粉炭６はこのランス２からブロ
−パイプ３内を流れる熱風中に噴出されて高炉内へ吹込
まれる。

【０００４】図９に、従来のランスの１例の縦断面図を
示す。従来のランス２には直管が用いられており、微粉
炭６はランス２の微粉炭の噴出口１からランス２の軸方
向へ噴出される。

【０００５】ランス２の微粉炭の噴出口１から噴出され
た微粉炭６はブロ−パイプ３内あるいはレースウェイ５
内に滞留している間に燃焼するが、微粉炭６の吹込み量
を増すとこの間に燃焼しきれず未燃チャ−として炉内反
応で消費されるようになる。しかし、炉内反応で消費で
きる量を上回る量の未燃チャ−がレ−スウェイ５内で発
生すると、過剰の未燃チャ−は炉内に蓄積されたり炉頂
部よりダストとして排出されるようになる。このような
状態になると、炉内に蓄積する未燃チャ−の影響により
炉内の通気性が悪くなり高炉の安定操業ができなくなる
ため、未燃チャ−の発生量が炉内消費量と等しくなる吹
込み量が微粉炭の限界吹込み量となる。

【０００６】図９のような従来のランス２を用いると、
微粉炭６はランス２の軸方向へ噴出されブローパイプ３
の径方向には十分拡散しないのでその分散性が悪く高い
燃焼率が得られないため、その限界吹込み量は溶銑トン
当たり１９０kg程度である。

【０００７】最近、本発明者等は、特願平９−３２００
８４において、ブローパイプ内の分散性を向上させてそ
の燃焼率を高め、限界吹込み量を大幅に向上できる先端
部に複数の微粉炭の噴出口を有するランスおよびそれを
用いた微粉炭吹込み方法を提案した。

【０００８】図１０に、特願平９−３２００８４に提案
したランスを用いた微粉炭吹込み方法の１例を表した断
面図を示す。

【０００９】図１１に、図１０の微粉炭吹込み方法を背
面から見た様子を示す。この方法は、図１０に示すよう
に、先端部に３つの微粉炭の噴出口１を設けたランス２
を2本、各ランス２の微粉炭の噴出口１から噴出する微
粉炭流が交差しないように、高炉炉壁７にある羽口４に
連結されたブローパイプ３内に挿入して微粉炭を噴出さ
せる方法である。このように微粉炭を吹込むことによ
り、図１１に示すように、ブローパイプ３の径方向に微
粉炭を分散させることができるので微粉炭の燃焼率を向
上でき、溶銑トン当たり２５０kgの高い限界吹込み量が
得られる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
願平９−３２００８４に記載されたランス先端部にある
微粉炭の噴出口近傍はレースウェイから受ける２０００
℃以上の輻射熱に曝されて溶損したり、その分岐部が微
粉炭の衝突により摩耗したりするため、ランスの寿命は
高々３ヶ月と短い。また、複数の微粉炭の噴出口の設け
方によっては微粉炭の噴出口の分岐部に時間と共に微粉
炭が堆積し、ランスが閉塞されて微粉炭吹込みが不可能
になる場合がある。

【００１１】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、高い微粉炭の限界吹込み量が得られ、
しかも微粉炭の噴出口部近傍の溶損や摩耗が起き難く、
微粉炭による閉塞も起らないランスおよびそれを用いた
高炉への微粉炭の吹込み方法を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、管状ランス
先端部に２個の微粉炭の噴出口を有し、前記２個の微粉
炭の噴出口の断面積の和が前記ランスの微粉炭の噴出口
に分岐してない微粉炭流路の断面積に等しく、前記微粉
炭の噴出口の開口方向と前記ランスの軸方向のなす角度
が６０°以上であり、前記２個の微粉炭の噴出口が分岐
する二股部がセラミックでできており、しかも前記ラン
スの管壁内が水冷されている高炉への微粉炭吹込み用ラ
ンスによって解決される。

【００１３】微粉炭の噴出口を２個設けることにより、
微粉炭の噴出口から噴出された微粉炭をブローパイプ内
の径方向に分散できるため、その燃焼率が向上して高い
限界吹込み量が得られる。なお、次に述べるように、微
粉炭流の噴出口を２個設けることはランスの閉塞を防ぐ
ためにも有利である。

【００１４】本発明者等が複数の微粉炭の噴出口を有す
るランスに起る閉塞の原因を検討したところ、閉塞は微
粉炭の噴出口の分岐部において微粉炭の流速が変化した
り、微粉炭流の圧力損出が大きくなる場合に起ることが
明らかになった。

【００１５】まず、微粉炭の噴出口の分岐部で微粉炭の
流速が変わらないようにするには、各微粉炭の噴出口の
断面積の和がランスの微粉炭の噴出口に分岐してない微
粉炭流路の断面積に等しくすればよい。

【００１６】次に、分岐部における微粉炭流の圧力損出
を小さくするには、以下のようにすればよい。

【００１７】図７に、微粉炭の噴出口の分岐部における
微粉炭流の圧力損出と噴出口の開口方向とランスの軸方
向のなす角度との関係を示す。

【００１８】図７から明らかなように、微粉炭の噴出口
の数を２個にし、噴出口の開口方向とランスの軸方向の
なす角度を６０°以上にすれば、分岐部における微粉炭
流の圧力損出を著しく小さくできることがわかる。

【００１９】２個の微粉炭の噴出口が分岐する二股部を
耐摩耗性に優れるセラミックで形成することにより、微
粉炭の噴出口部近傍の摩耗が起き難くなる。

【００２０】ランスの管壁内を水冷するとにより微粉炭
の噴出口部近傍が過熱されることがないので、その溶損
は起き難くなる。

【００２１】上記のようなランスをブローパイプ内に２
本以上挿入し、各ランスの微粉炭の噴出口から噴出する
微粉炭流が交差しないように微粉炭を噴出させると、特
願平９−３２００８４に記載された方法と同等な高い限
界吹込み量が得られ、しかもランスの微粉炭の噴出口部
近傍の溶損や摩耗が起き難く、微粉炭によるランスの閉
塞も起らなくなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１に、本発明であるランスの１
実施の形態の縦断面図を示す。

【００２３】このランス２は、その先端部に２個の微粉
炭の噴出口１が設けられており、各微粉炭の噴出口１の
断面積の和がランス２の微粉炭の噴出口に分岐してない
微粉炭流路の断面積に等しく、各微粉炭の噴出口１の開
口方向とランス２の軸方向のなす角度が７０°に設定さ
れている。このような構造にすることにより、高い微粉
炭の限界吹込み量が得られ、微粉炭によるランス２の閉
塞を防止できる。

【００２４】また、２個の微粉炭の噴出口１が分岐する
二股部は耐摩耗性に優れるセラミック部材８で形成され
いる。そのため、微粉炭の噴出口部近傍の摩耗の進行を
抑制できる。

【００２５】さらに、ランス２は３重管構造で、管壁内
に水を流せるような構造になっている。そのため、微粉
炭の噴出口部近傍が過熱されることがないので、その溶
損は起き難くなる。

【００２６】図２に、本発明である高炉への微粉炭吹込
み法の１実施の形態を表した断面図を示す。また、図３
に、図２の高炉への微粉炭吹込み法を背面から見た様子
を示す。

【００２７】図２に示すように、図１のランス２を２本
ブローパイプ３内に挿入して、微粉炭の噴出口１から噴
出する微粉炭流が交差しないように各ランス２から微粉
炭を噴出させると、図３に示すように、微粉炭６はブロ
ーパイプ３内の径方向に分散されるので高い限界吹込み
量が得られる。また、図１のランスを用いているため、
ランスの微粉炭の噴出口部近傍の溶損や摩耗が起き難
く、微粉炭によるランスの閉塞も起らない。

【００２８】図２、図３に示す本発明法による微粉炭の
燃焼率、ランスの閉塞の発生率およびランスの平均寿命
を、図１０、図１１に示す特願平９−３２００８４の方
法の場合と比較して調査した。

【００２９】図４に、ランス先端からの距離と微粉炭の
燃焼率の関係を示す。図５に、ランスの閉塞の発生率を
示す。

【００３０】図６に、ランスの平均寿命を示す。本発明
法により、特願平９−３２００８４の方法と同様な高い
微粉炭の燃焼率が得られ、しかもランスの閉塞が全く起
らず、その平均寿命も特願平９−３２００８４の方法の
場合の５倍になることがわかる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、高い微粉炭の限界吹込み量が得られ、しかも
微粉炭の噴出口部近傍の溶損や摩耗が起き難く、微粉炭
による閉塞も起らないランスおよびそれを用いた高炉へ
の微粉炭の吹込み方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明であるランスの１実施の形態の縦断面図
である。

【図２】本発明である高炉への微粉炭吹込み法の１実施
の形態を表した断面図である。

【図３】図２の高炉への微粉炭吹込み法を背面から見た
斜視図である。

【図４】ランス先端からの距離と微粉炭の燃焼率の関係
を示す図である。

【図５】ランスの閉塞の発生率を示す図である。

【図６】ランスの平均寿命を示す図である。

【図７】微粉炭の噴出口の分岐部における微粉炭流の圧
力損出と噴出口の開口方向とランスの軸方向のなす角度
との関係を示す図である。

【図８】従来の一般的な高炉への微粉炭の吹込み方法を
表した断面図である。

【図９】従来のランスの１例の縦断面図である。

【図１０】特願平９−３２００８４に提案した高炉への
微粉炭吹込み方法の１例を表した断面図である。

【図１１】図１０の高炉への微粉炭吹込み方法を背面か
ら見た斜視図である。

【符号の説明】

１ 微粉炭の噴出口 ２ ランス ３ ブローパイプ ４ 羽口 ５ レースウェイ ６ 微粉炭 ７ 高炉炉壁 ８ セラミック部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状ランス先端部に２個の微粉炭の噴出
   口を有し、前記２個の微粉炭の噴出口の断面積の和が前
   記ランスの微粉炭の噴出口に分岐してない微粉炭流路の
   断面積に等しく、前記微粉炭の噴出口の開口方向と前記
   ランスの軸方向のなす角度が６０°以上であり、前記２
   個の微粉炭の噴出口が分岐する二股部がセラミックでで
   きており、しかも前記ランスの管壁内が水冷されている
   高炉への微粉炭吹込み用ランス。
2. 【請求項２】 請求項1に記載のランスをブローパイプ
   内に２本以上挿入し、前記ランスから微粉炭を噴出させ
   るに際し、前記ランスの微粉炭の噴出口から噴出される
   微粉炭流が交差しないようにする高炉への微粉炭の吹込
   み方法。