JPS648043B2 - - Google Patents
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- JPS648043B2 JPS648043B2 JP60145662A JP14566285A JPS648043B2 JP S648043 B2 JPS648043 B2 JP S648043B2 JP 60145662 A JP60145662 A JP 60145662A JP 14566285 A JP14566285 A JP 14566285A JP S648043 B2 JPS648043 B2 JP S648043B2
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- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 7
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/001—Injecting additional fuel or reducing agents
- C21B5/002—Heated electrically (plasma)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
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- Tunnel Furnaces (AREA)
Description
本発明は、プラズマ発生器による溶鉱炉の還元
ガス加熱方法に関する。
ガス加熱方法に関する。
溶鉱炉の還元ガスの温度は、反応を活発にし、
溶鉱炉を運転する上で必要とされるコークスの量
を減少させるために高温にすることが有利である
ことが知られている。 このために、溶鉱炉にプラズマ発生器を備え、
該溶鉱炉の還元ガスを噴出する羽口に還元ガスを
送給する還元ガス注入管に上記プラズマ発生器の
出口を接続することが既に知られている。 このような技術は、例えば、仏国特許第
2223449号、同第2223647号、同第2515326号、英
国特許第1488976号及び米国特許第4363656号の各
公報に記載されている。 しかし、このような従来技術には実施する上で
問題となる点が多くある。即ち、プラズマ発生器
で発生させたプラズマは非常な高温（数千℃）に
達するので、これが還元ガス注入管内を貫通して
その周壁に接触するときに摩耗を早め、周壁の破
壊を招くことになる。米国特許第4363656号では
既に英国特許第1488976号に開示されている技術
に関してこのような欠点があることが記述され、
その対策として、プラズマ発生器の軸心と還元ガ
ス注入管の軸心を溶鉱炉の注入羽口の軸心に対し
て傾斜させることが提案されている。このように
すると還元ガスの流れを乱すような乱流を起こさ
せるような曲管部が還元ガス注入管と注入羽口と
の間に形成される。そして、この種の解決策が既
存の溶鉱炉の改善には適用できないことは明らか
である。
溶鉱炉を運転する上で必要とされるコークスの量
を減少させるために高温にすることが有利である
ことが知られている。 このために、溶鉱炉にプラズマ発生器を備え、
該溶鉱炉の還元ガスを噴出する羽口に還元ガスを
送給する還元ガス注入管に上記プラズマ発生器の
出口を接続することが既に知られている。 このような技術は、例えば、仏国特許第
2223449号、同第2223647号、同第2515326号、英
国特許第1488976号及び米国特許第4363656号の各
公報に記載されている。 しかし、このような従来技術には実施する上で
問題となる点が多くある。即ち、プラズマ発生器
で発生させたプラズマは非常な高温（数千℃）に
達するので、これが還元ガス注入管内を貫通して
その周壁に接触するときに摩耗を早め、周壁の破
壊を招くことになる。米国特許第4363656号では
既に英国特許第1488976号に開示されている技術
に関してこのような欠点があることが記述され、
その対策として、プラズマ発生器の軸心と還元ガ
ス注入管の軸心を溶鉱炉の注入羽口の軸心に対し
て傾斜させることが提案されている。このように
すると還元ガスの流れを乱すような乱流を起こさ
せるような曲管部が還元ガス注入管と注入羽口と
の間に形成される。そして、この種の解決策が既
存の溶鉱炉の改善には適用できないことは明らか
である。
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたもので
あつて、対象とする溶鉱炉の構造に重大な変更を
加える必要がなく、操業方針を根本的に変えず、
また、注入羽口と還元ガス注入管の隣接部分と一
線に並べる必要がなく、しかも、プラズマによる
還元ガス注入管の過大な摩耗や破壊が生じるおそ
れが全くないようにしたプラズマ発生器による溶
鉱炉の還元ガス加熱方法を提供することを目的と
する。
あつて、対象とする溶鉱炉の構造に重大な変更を
加える必要がなく、操業方針を根本的に変えず、
また、注入羽口と還元ガス注入管の隣接部分と一
線に並べる必要がなく、しかも、プラズマによる
還元ガス注入管の過大な摩耗や破壊が生じるおそ
れが全くないようにしたプラズマ発生器による溶
鉱炉の還元ガス加熱方法を提供することを目的と
する。
本発明は、このような目的を達成するたわに、
プラズマ発生器のノズルが出ている還元ガス注入
管の内部に還元ガスを流通させ、この還元ガス注
入管を溶鉱炉の注入羽口に導通し、上記ノズルの
軸心を還元ガス注入管の軸心に収斂させるプラズ
マ発生器による溶鉱炉の還元ガス加熱方法におい
て、ノズルの軸心と還元ガス注入管の軸心との間
に形成される鋭角Ａを最大で50゜とし、ノズルの
出口オリフイスの中心点からノズルの軸心と還元
ガス注入管の軸心の交点までの間隔ｌを還元ガス
注入管の内径Ｄに対して最大でＤ／2sinA程度とし、 還元ガス注入管の内径Ｄとノズルの出口オリフイ
スの内径ｄとの内径比Ｄ／ｄを最小で1.5度とするこ とを特徴とする。 上述の条件が満たされるならば、プラズマジエ
ツトの周囲に還元ガスの保護層（シールド）が形
成され、還元ガス注入管の周壁がプラズマジエツ
トからこれと接触しないように隔離され、その結
果、還元ガス注入管の破壊が防止される。上述の
条件のもとでは、プラズマジエツトの貫通によ
り、還元ガスが還元ガス注入管の周壁を払拭する
ことを確保する乱流が発生し、一種のジヤケツト
が形盛されることになる。 プラズマ発生器のノズルの軸心と還元ガス注入
管の軸心との間の鋭角Ａは約40゜にすることが好
ましい。 内径比Ｄ／ｄは、1.5以上とは言え、４以下にし、 ノズルの出口オリフイスの中心点からノズルの軸
心と還元ガス注入管の交点までの間隔ｌは最小で
Ｄ／6sinAとすることが有利である。内径比Ｄ／ｄが４ 以上に大である場合には、上記間隔ｌが零となる
傾向がある。
プラズマ発生器のノズルが出ている還元ガス注入
管の内部に還元ガスを流通させ、この還元ガス注
入管を溶鉱炉の注入羽口に導通し、上記ノズルの
軸心を還元ガス注入管の軸心に収斂させるプラズ
マ発生器による溶鉱炉の還元ガス加熱方法におい
て、ノズルの軸心と還元ガス注入管の軸心との間
に形成される鋭角Ａを最大で50゜とし、ノズルの
出口オリフイスの中心点からノズルの軸心と還元
ガス注入管の軸心の交点までの間隔ｌを還元ガス
注入管の内径Ｄに対して最大でＤ／2sinA程度とし、 還元ガス注入管の内径Ｄとノズルの出口オリフイ
スの内径ｄとの内径比Ｄ／ｄを最小で1.5度とするこ とを特徴とする。 上述の条件が満たされるならば、プラズマジエ
ツトの周囲に還元ガスの保護層（シールド）が形
成され、還元ガス注入管の周壁がプラズマジエツ
トからこれと接触しないように隔離され、その結
果、還元ガス注入管の破壊が防止される。上述の
条件のもとでは、プラズマジエツトの貫通によ
り、還元ガスが還元ガス注入管の周壁を払拭する
ことを確保する乱流が発生し、一種のジヤケツト
が形盛されることになる。 プラズマ発生器のノズルの軸心と還元ガス注入
管の軸心との間の鋭角Ａは約40゜にすることが好
ましい。 内径比Ｄ／ｄは、1.5以上とは言え、４以下にし、 ノズルの出口オリフイスの中心点からノズルの軸
心と還元ガス注入管の交点までの間隔ｌは最小で
Ｄ／6sinAとすることが有利である。内径比Ｄ／ｄが４ 以上に大である場合には、上記間隔ｌが零となる
傾向がある。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。 第１図は溶鉱炉の周壁１の一部分を示し、この
部分には還元ガスを噴出する注入羽口２が取付け
られている。この羽口２には、還元ガス注入管３
を介して還元ガスが供給される。羽口２及び還元
ガス注入管３は一直線上に並べられ、共通の軸心
Ｘ−Ｘを有している。 還元ガス注入管３を流通する還元ガスは、例え
ば、13000℃の温度と、1.5相対バールの圧力を有
し、その流量率は500Nm3／hrである。１台のプ
ラズマ発生器４が還元ガス注入管３に側管を介し
て取付けられ、該プラズマ発生器４のノズル５は
その出口オリフイス６を通してプラズマジエツト
を送出する。ノズル５は還元ガス注入管３内に貫
挿され、その軸心Ｙ−Ｙは還元ガス注入管の軸心
Ｘ−Ｘに40゜程度の鋭角をなして交叉している。
両軸心Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙは交点Ｉで交叉し、還元ガ
ス注入管３の内径Ｄとノズル５の出口オリフイス
６の内径との比、即ち内径比Ｄ／ｄが1.5より大き４ 以下の場合には、ノズル５の出口オリフイス６の
中心点Ｃと交点Ｉとの間隔ｌは最大（後退位置６
1）でｌ＝Ｄ／2sinA、最小（進出位置６2）でｌ＝ Ｄ／6sinAである。上記内径比Ｄ／ｄが４を上回る場合 には、オリフイス６の中心点Ｃが交点Ｉをこえて
しまうことがある。 プラズマジエツトの温度は、例えば、圧力が
2.5相対バールのときに4300℃であり、その流量
率は、例えば、4500Nm3／hrとされる。 このような条件が満たされる場合、プラズマ発
生器４によつて送り出されるプラズマジエツトが
還元ガスによつてシールドされ、還元ガス注入管
３の周壁がプラズマから隔離される。 この結果、第２図に示すように、一方では、交
点Ｉの上流で華氏1573゜（即ち、1300℃）になる還
元ガス注入管３の周壁の温度がその下流でも急速
に増加せず、他方では、交点Ｉの下流の温度上昇
が徐々にかつ穏やかに、熱点を生ずることもなく
約2000℃（華氏2273゜）の混合気温度まで上昇す
る。
する。 第１図は溶鉱炉の周壁１の一部分を示し、この
部分には還元ガスを噴出する注入羽口２が取付け
られている。この羽口２には、還元ガス注入管３
を介して還元ガスが供給される。羽口２及び還元
ガス注入管３は一直線上に並べられ、共通の軸心
Ｘ−Ｘを有している。 還元ガス注入管３を流通する還元ガスは、例え
ば、13000℃の温度と、1.5相対バールの圧力を有
し、その流量率は500Nm3／hrである。１台のプ
ラズマ発生器４が還元ガス注入管３に側管を介し
て取付けられ、該プラズマ発生器４のノズル５は
その出口オリフイス６を通してプラズマジエツト
を送出する。ノズル５は還元ガス注入管３内に貫
挿され、その軸心Ｙ−Ｙは還元ガス注入管の軸心
Ｘ−Ｘに40゜程度の鋭角をなして交叉している。
両軸心Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙは交点Ｉで交叉し、還元ガ
ス注入管３の内径Ｄとノズル５の出口オリフイス
６の内径との比、即ち内径比Ｄ／ｄが1.5より大き４ 以下の場合には、ノズル５の出口オリフイス６の
中心点Ｃと交点Ｉとの間隔ｌは最大（後退位置６
1）でｌ＝Ｄ／2sinA、最小（進出位置６2）でｌ＝ Ｄ／6sinAである。上記内径比Ｄ／ｄが４を上回る場合 には、オリフイス６の中心点Ｃが交点Ｉをこえて
しまうことがある。 プラズマジエツトの温度は、例えば、圧力が
2.5相対バールのときに4300℃であり、その流量
率は、例えば、4500Nm3／hrとされる。 このような条件が満たされる場合、プラズマ発
生器４によつて送り出されるプラズマジエツトが
還元ガスによつてシールドされ、還元ガス注入管
３の周壁がプラズマから隔離される。 この結果、第２図に示すように、一方では、交
点Ｉの上流で華氏1573゜（即ち、1300℃）になる還
元ガス注入管３の周壁の温度がその下流でも急速
に増加せず、他方では、交点Ｉの下流の温度上昇
が徐々にかつ穏やかに、熱点を生ずることもなく
約2000℃（華氏2273゜）の混合気温度まで上昇す
る。
【発明の効果】
本発明は、以上のように、ノズルの軸心と還元
ガス注入管の軸心との間に形成される鋭角Ａを最
大で50゜とし、ノズルの出口オリフイスの中心点
からノズルの軸心と還元ガス注入管の軸心の還交
点までの間隔ｌを還元ガス注入管の内径Ｄに対て
最大でＤ／2sinA程度とし、還元ガス注入管の内径 Ｄとノズルの出口オリフイスの内径ｄとの内径比
Ｄ／ｄを最小で1.5度とするので、プラズマ発生器か ら送出されるプラズマジエツトが還元ガスによつ
てシールドされ、還元ガス注入管の周壁がプラズ
マジエツトから隔離されることになる。その結
果、還元ガス注入管の過大な摩耗が防止され、こ
れによる破壊を防止できる。もちろん、溶鉱炉の
構造に重大な変更を加える必要はなく、溶鉱炉の
操業方針を根本的に変更することなく、更に、注
入羽口を還元ガス注入管に隣接して設ける必要は
なくなる。
ガス注入管の軸心との間に形成される鋭角Ａを最
大で50゜とし、ノズルの出口オリフイスの中心点
からノズルの軸心と還元ガス注入管の軸心の還交
点までの間隔ｌを還元ガス注入管の内径Ｄに対て
最大でＤ／2sinA程度とし、還元ガス注入管の内径 Ｄとノズルの出口オリフイスの内径ｄとの内径比
Ｄ／ｄを最小で1.5度とするので、プラズマ発生器か ら送出されるプラズマジエツトが還元ガスによつ
てシールドされ、還元ガス注入管の周壁がプラズ
マジエツトから隔離されることになる。その結
果、還元ガス注入管の過大な摩耗が防止され、こ
れによる破壊を防止できる。もちろん、溶鉱炉の
構造に重大な変更を加える必要はなく、溶鉱炉の
操業方針を根本的に変更することなく、更に、注
入羽口を還元ガス注入管に隣接して設ける必要は
なくなる。
第１図は本発明の一実施例に供される溶鉱炉の
周壁の一部分の断面図、第２図は還元ガス注入管
３のＸ軸心方向の寸法の関数として示された還元
ガス注入管周壁の温度分布図である。
周壁の一部分の断面図、第２図は還元ガス注入管
３のＸ軸心方向の寸法の関数として示された還元
ガス注入管周壁の温度分布図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ プラズマ発生器のノズルが突き出ている還元
ガス注入管の内部に還元ガスを流通させ、この還
元ガス注入管を溶鉱炉の注入羽口に導通し、上記
ノズルの軸心を還元ガス注入管の軸心に収斂させ
るプラズマ発生器による溶鉱炉の還元ガス加熱方
法において、ノズルの軸心と還元ガス注入管の軸
心との間に形成される鋭角Ａを最大で50゜とし、
ノズルの出口オリフイスの中心点からノズルの軸
心と還元ガス注入管の交点までの距離ｌを還元ガ
ス注入管の内径Ｄに対して最大でＤ／2sinA程度と し、還元ガス注入管の内径Ｄとノズルの出口オリ
フイスの内径ｄの内径比Ｄ／ｄを最小で1.5程度とす るプラズマ発生器による溶鉱炉の還元ガス加熱方
法。 ２ プラズマ発生器のノズルの軸心と還元ガス注
入管との間に形成される鋭角Ａを約40゜とした特
許請求の範囲第１項に記載のプラズマ発生器によ
る溶鉱炉の還元ガス加熱方法。 ３ 内径比Ｄ／ｄを４以下とし、ノズルの出口オリ フイスの中心点からノズルの軸心と還元ガス注入
管の軸心との交点までの間隔ｌを最小でＤ／6sinA とした特許請求の範囲第１項に記載のプラズマ発
生器による溶鉱炉の還元ガス加熱方法。 ４ 内径比Ｄ／ｄを４以上とし、ノズルの出口オリ フイスの中心点からノズルの軸心と還元ガス注入
管の軸心との交点までの間隔ｌを零とした特許請
求の範囲第１項に記載のプラズマ発生器による溶
鉱炉の還元ガス加熱方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8410467 | 1984-07-02 | ||
| FR8410467A FR2566802B1 (fr) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | Procede pour le rechauffage du gaz de soufflage d'un haut fourneau par un generateur de plasma |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119710A JPS6119710A (ja) | 1986-01-28 |
| JPS648043B2 true JPS648043B2 (ja) | 1989-02-13 |
Family
ID=9305698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145662A Granted JPS6119710A (ja) | 1984-07-02 | 1985-07-01 | プラズマ発生器における溶鉱炉の還元ガス加熱方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4670048A (ja) |
| EP (1) | EP0170566B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6119710A (ja) |
| AT (1) | ATE31079T1 (ja) |
| AU (1) | AU566991B2 (ja) |
| BR (1) | BR8503232A (ja) |
| CA (1) | CA1232133A (ja) |
| DE (1) | DE3561069D1 (ja) |
| FR (1) | FR2566802B1 (ja) |
| ZA (1) | ZA854623B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0608137A2 (en) | 1993-01-20 | 1994-07-27 | Nippon Oil Company, Limited | Process for producing polyethylene material of high strength and high elastic modulus |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2637443B1 (fr) * | 1988-10-03 | 1990-11-02 | Aerospatiale | Procede et dispositif pour la mise a poste et le retrait d'une torche a plasma sur un appareil fonctionnant dans des conditions de pression et de temperature interdisant une intervention directe |
| US8764978B2 (en) | 2001-07-16 | 2014-07-01 | Foret Plasma Labs, Llc | System for treating a substance with wave energy from an electrical arc and a second source |
| US7622693B2 (en) * | 2001-07-16 | 2009-11-24 | Foret Plasma Labs, Llc | Plasma whirl reactor apparatus and methods of use |
| US7857972B2 (en) | 2003-09-05 | 2010-12-28 | Foret Plasma Labs, Llc | Apparatus for treating liquids with wave energy from an electrical arc |
| US8981250B2 (en) | 2001-07-16 | 2015-03-17 | Foret Plasma Labs, Llc | Apparatus for treating a substance with wave energy from plasma and an electrical Arc |
| US10188119B2 (en) | 2001-07-16 | 2019-01-29 | Foret Plasma Labs, Llc | Method for treating a substance with wave energy from plasma and an electrical arc |
| WO2008008104A2 (en) | 2006-04-05 | 2008-01-17 | Foret Plasma Labs, Llc | System, method and apparatus for treating liquids with wave energy from plasma |
| CN105143413B (zh) | 2012-12-11 | 2017-07-04 | 弗雷特等离子实验室公司 | 高温逆流涡动反应器系统、方法和装置 |
| CA2902195C (en) | 2013-03-12 | 2016-06-07 | Foret Plasma Labs, Llc | Apparatus and method for sintering proppants |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3209810A (en) * | 1962-04-24 | 1965-10-05 | Exxon Research Engineering Co | Side-entry fluid fuel injection system for furnaces |
| GB1068174A (en) * | 1963-02-22 | 1967-05-10 | Ass Elect Ind | Improvements relating to electric furnaces |
| FR1599236A (ja) * | 1968-06-19 | 1970-07-15 | ||
| DE2120803A1 (de) * | 1971-04-28 | 1972-11-16 | Stahlwerke Peine-Salzgitter AG, 315OPeine | Lanze zum Einblasen von Schweröl in die Blasform von Hochöfen |
| LU81976A1 (fr) * | 1979-12-10 | 1981-07-23 | Centre Rech Metallurgique | Procede d'injection de gaz reducteurs chauds dans un four a cuve |
| US4490171A (en) * | 1982-03-31 | 1984-12-25 | Kobe Steel, Limited | Method and apparatus for injecting pulverized fuel into a blast furnace |
| SE434650B (sv) * | 1982-06-09 | 1984-08-06 | Skf Steel Eng Ab | Sett vid utnyttjande av plasmagenerator for hojning av blestertemperaturen i en schaktugn |
| AU550755B2 (en) * | 1983-03-28 | 1986-04-10 | Skf Steel Engineering Ab | Method and apparatus for heating process air |
-
1984
- 1984-07-02 FR FR8410467A patent/FR2566802B1/fr not_active Expired
-
1985
- 1985-06-19 AU AU43841/85A patent/AU566991B2/en not_active Ceased
- 1985-06-19 ZA ZA854623A patent/ZA854623B/xx unknown
- 1985-06-24 US US06/747,825 patent/US4670048A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-27 BR BR8503232A patent/BR8503232A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-06-28 DE DE8585401313T patent/DE3561069D1/de not_active Expired
- 1985-06-28 EP EP85401313A patent/EP0170566B1/fr not_active Expired
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Cited By (1)
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Also Published As
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