JP3493937B2 - 高炉への微粉炭吹き込み方法 - Google Patents
高炉への微粉炭吹き込み方法Info
- Publication number
- JP3493937B2 JP3493937B2 JP06038897A JP6038897A JP3493937B2 JP 3493937 B2 JP3493937 B2 JP 3493937B2 JP 06038897 A JP06038897 A JP 06038897A JP 6038897 A JP6038897 A JP 6038897A JP 3493937 B2 JP3493937 B2 JP 3493937B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulverized coal
- lance
- oxygen
- combustion
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Blast Furnaces (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の羽口から微
粉炭を吹込む方法に関するものである。
粉炭を吹込む方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】微粉炭吹込みは、コークスとの価格差に
基づくコストメリットが大きいことから多くの高炉で採
用され、経済性向上に大きく寄与している。近年は、コ
ークス炉の炉命延長の観点からもその重要性が再認識さ
れ、益々、微粉炭の多量吹込みが指向されるようになっ
た。
基づくコストメリットが大きいことから多くの高炉で採
用され、経済性向上に大きく寄与している。近年は、コ
ークス炉の炉命延長の観点からもその重要性が再認識さ
れ、益々、微粉炭の多量吹込みが指向されるようになっ
た。
【０００３】高炉に吹込む微粉炭量を増していくと、種
々の問題点が顕在化してくるが、その内の一つに未燃チ
ャーの炉内排出に起因した問題がある。すなわち、微粉
炭吹込み量を増すに従い、酸素過剰係数が低下するため
微粉炭の燃焼量（燃焼率）が低下し、レースウエイ内で
燃焼しきれない未燃チャーが多量に炉内に排出される。
この未燃チャーは、炉下部でソルーションロス反応によ
り優先的に消費される可能性もあるが、炉内消費量には
自ずと限界値が存在する。そのため、消費限界値以上に
チャーが発生すると、ダストとして炉頂から排出されて
置換率の低下や燃料比上昇を招く恐れがある。加えて、
これが炉芯や融着帯根部に蓄積すると、通気、通液性の
阻害による炉況不安定や生産性低下の原因となる。
々の問題点が顕在化してくるが、その内の一つに未燃チ
ャーの炉内排出に起因した問題がある。すなわち、微粉
炭吹込み量を増すに従い、酸素過剰係数が低下するため
微粉炭の燃焼量（燃焼率）が低下し、レースウエイ内で
燃焼しきれない未燃チャーが多量に炉内に排出される。
この未燃チャーは、炉下部でソルーションロス反応によ
り優先的に消費される可能性もあるが、炉内消費量には
自ずと限界値が存在する。そのため、消費限界値以上に
チャーが発生すると、ダストとして炉頂から排出されて
置換率の低下や燃料比上昇を招く恐れがある。加えて、
これが炉芯や融着帯根部に蓄積すると、通気、通液性の
阻害による炉況不安定や生産性低下の原因となる。
【０００４】そこで、安定した微粉炭多量吹込み操業を
実現するためには、未燃チャーの発生量を炉内消費量限
界以下に抑えることが不可欠であり、このためには、レ
ースウエイ部における微粉炭の燃焼率を一層向上させる
ことが必要である。
実現するためには、未燃チャーの発生量を炉内消費量限
界以下に抑えることが不可欠であり、このためには、レ
ースウエイ部における微粉炭の燃焼率を一層向上させる
ことが必要である。
【０００５】通常の微粉炭吹込み操業では、微粉炭吹込
み用の単管ランス先端部をブローパイプ内に突出させ、
ランス先端の開口部から吹込む方法が一般的である。こ
の方法は、一本のランスから全量の微粉炭を噴出させる
ため、ランスから噴出直後の固体濃度は高く、また、熱
風の慣性力も大きいことから径方向にあまり拡散できな
い。このため微粉炭と熱風の混合および酸素との接触効
率が低く、固体の昇温が遅れる。また、燃焼の進行に伴
い微粉炭周囲の酸素が急激に消費され、微粉炭の周囲は
酸素不足の状態となるが、熱風は基本的に一方向流れで
あるため、酸素の拡散も容易でなく燃焼率上昇も見込め
ないという欠点があった。
み用の単管ランス先端部をブローパイプ内に突出させ、
ランス先端の開口部から吹込む方法が一般的である。こ
の方法は、一本のランスから全量の微粉炭を噴出させる
ため、ランスから噴出直後の固体濃度は高く、また、熱
風の慣性力も大きいことから径方向にあまり拡散できな
い。このため微粉炭と熱風の混合および酸素との接触効
率が低く、固体の昇温が遅れる。また、燃焼の進行に伴
い微粉炭周囲の酸素が急激に消費され、微粉炭の周囲は
酸素不足の状態となるが、熱風は基本的に一方向流れで
あるため、酸素の拡散も容易でなく燃焼率上昇も見込め
ないという欠点があった。
【０００６】上記問題を解決する手段として、ランスを
２重管構造とし、酸素と微粉炭の接触効率を向上させる
方法の開発が行われている。例えば、特開平２−２１３
４０６号公報、特開平６−１００９１２号公報では、同
心２重管ランスの内側に微粉炭、外部に酸素あるいは酸
素と空気の混合気（酸素富化空気）を流し、微粉炭周囲
の酸素濃度を高めることによって燃焼速度の向上と酸素
不足の問題の解消を図っている。また、特開平１−９２
３０４号公報では酸素の導入効率を高めるため、ランス
を３重管構造とし、最外管は水冷し、微粉炭を最内管に
流し、その周りを取り囲むように配置した複数個のノズ
ルから酸素を微粉炭に向かって噴出させる方法を開示し
ている。一方、羽口１個につきランスを２本設置する、
いわゆるダブルランス化によって燃焼性を向上させる試
みもなされている。鉄と鋼ｖｏｌ．８０（１９９４），
ｐ２８８によれば、単管のランス２本をブローパイプ内
に挿入し、各ランスから吹込み微粉炭量の半量ずつを吹
込む実験を実施している。この方法では、微粉炭の噴出
起点を複数個にできるため、吹込み直後から微粉炭をよ
り広い空間領域に分布させることが可能で比較的均一な
分散性が達成される。このため微粉炭と熱風中の酸素と
の接触効率が高まり、昇温および揮発分の熱分解が速ま
り、結果的に燃焼が速く進行して高い燃焼率を達成でき
るとされている。
２重管構造とし、酸素と微粉炭の接触効率を向上させる
方法の開発が行われている。例えば、特開平２−２１３
４０６号公報、特開平６−１００９１２号公報では、同
心２重管ランスの内側に微粉炭、外部に酸素あるいは酸
素と空気の混合気（酸素富化空気）を流し、微粉炭周囲
の酸素濃度を高めることによって燃焼速度の向上と酸素
不足の問題の解消を図っている。また、特開平１−９２
３０４号公報では酸素の導入効率を高めるため、ランス
を３重管構造とし、最外管は水冷し、微粉炭を最内管に
流し、その周りを取り囲むように配置した複数個のノズ
ルから酸素を微粉炭に向かって噴出させる方法を開示し
ている。一方、羽口１個につきランスを２本設置する、
いわゆるダブルランス化によって燃焼性を向上させる試
みもなされている。鉄と鋼ｖｏｌ．８０（１９９４），
ｐ２８８によれば、単管のランス２本をブローパイプ内
に挿入し、各ランスから吹込み微粉炭量の半量ずつを吹
込む実験を実施している。この方法では、微粉炭の噴出
起点を複数個にできるため、吹込み直後から微粉炭をよ
り広い空間領域に分布させることが可能で比較的均一な
分散性が達成される。このため微粉炭と熱風中の酸素と
の接触効率が高まり、昇温および揮発分の熱分解が速ま
り、結果的に燃焼が速く進行して高い燃焼率を達成でき
るとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−２１３４０６号公報、特開平６−１００９１２号公
報では、微粉炭とガス（酸素あるいは酸素と空気の混合
気）を一本のランスから全量吹込み、かつガスが微粉炭
を取り囲むように流す方法であるが、導入したガスは微
粉炭と混合する前に周囲の熱風と急速に混合し、微粉炭
近傍の酸素濃度を高める効果が半減してしまう可能性が
ある。また仮に、微粉炭と混合できたとしても、導入し
た高濃度酸素が消費されるまでの初期の燃焼性は向上す
るが、それ以降は鉄と鋼ｖｏｌ．８０（１９９４），ｐ
２８８の方法とは異なり、微粉炭の分散性を本質的に向
上させることはできないため、熱風中の酸素を燃焼に有
効に利用することができず、燃焼性は抑制される。特開
平１−９２３０４号公報では酸素を微粉炭に向かって噴
出させるため比較的効率良く微粉炭に酸素を導入するこ
とができるが、酸素は最外管により水冷されているた
め、導入酸素自身の冷却効果により微粉炭の昇温遅れが
生じる等の問題を有する。また、鉄と鋼ｖｏｌ．８０
（１９９４），ｐ２８８の方法は、微粉炭の分散性の改
善による熱風中酸素の利用率では優れているものの、燃
焼速度の観点から見ると熱風中の酸素濃度（一般に、２
１〜２５％程度）に対応した数値が限界であるため、理
想的な分散条件を満たしたとしても燃焼率には限界値が
存在する。
２−２１３４０６号公報、特開平６−１００９１２号公
報では、微粉炭とガス（酸素あるいは酸素と空気の混合
気）を一本のランスから全量吹込み、かつガスが微粉炭
を取り囲むように流す方法であるが、導入したガスは微
粉炭と混合する前に周囲の熱風と急速に混合し、微粉炭
近傍の酸素濃度を高める効果が半減してしまう可能性が
ある。また仮に、微粉炭と混合できたとしても、導入し
た高濃度酸素が消費されるまでの初期の燃焼性は向上す
るが、それ以降は鉄と鋼ｖｏｌ．８０（１９９４），ｐ
２８８の方法とは異なり、微粉炭の分散性を本質的に向
上させることはできないため、熱風中の酸素を燃焼に有
効に利用することができず、燃焼性は抑制される。特開
平１−９２３０４号公報では酸素を微粉炭に向かって噴
出させるため比較的効率良く微粉炭に酸素を導入するこ
とができるが、酸素は最外管により水冷されているた
め、導入酸素自身の冷却効果により微粉炭の昇温遅れが
生じる等の問題を有する。また、鉄と鋼ｖｏｌ．８０
（１９９４），ｐ２８８の方法は、微粉炭の分散性の改
善による熱風中酸素の利用率では優れているものの、燃
焼速度の観点から見ると熱風中の酸素濃度（一般に、２
１〜２５％程度）に対応した数値が限界であるため、理
想的な分散条件を満たしたとしても燃焼率には限界値が
存在する。
【０００８】そこで、本発明は、微粉炭吹込み後の燃焼
性を全空間に亘って維持し、高い燃焼率を得る微粉炭吹
込み方法を提供することを目的とする。
性を全空間に亘って維持し、高い燃焼率を得る微粉炭吹
込み方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を以下
の方法によって達成する。
の方法によって達成する。
【００１０】第１の方法は、高炉羽口に連結するブロー
パイプの壁を貫通させて設けた２重管構造のランスの内
管より微粉炭を、外管から酸素または酸素富化空気を吹
込む方法において、このようなランスを羽口１個につき
２本挿入し、それぞれの中心軸の延長線が相互に交差せ
ず、かつ、ブローパイプの中心軸とも交差しないように
非対称に設置する高炉への微粉炭吹込み方法である。
パイプの壁を貫通させて設けた２重管構造のランスの内
管より微粉炭を、外管から酸素または酸素富化空気を吹
込む方法において、このようなランスを羽口１個につき
２本挿入し、それぞれの中心軸の延長線が相互に交差せ
ず、かつ、ブローパイプの中心軸とも交差しないように
非対称に設置する高炉への微粉炭吹込み方法である。
【００１１】第２の方法は、第１の方法において、２重
管ランスの外管のガスの噴出方向とランス中心軸とのな
す角度が３０°以上でかつ、ガスの線速度が３０ｍ／ｓ
以上６０ｍ／ｓ以下になるように噴出させる高炉への微
粉炭吹込み方法である。
管ランスの外管のガスの噴出方向とランス中心軸とのな
す角度が３０°以上でかつ、ガスの線速度が３０ｍ／ｓ
以上６０ｍ／ｓ以下になるように噴出させる高炉への微
粉炭吹込み方法である。
【００１２】「作用」２重ランスを１本だけ使用した場
合には、前述のように初期の燃焼速度は、酸素の局所的
な富化によって一旦向上するが、これ以降は微粉炭の分
散性が低いため周囲の熱風中の酸素を有効に利用するこ
とができず、燃焼性は急激に悪化する。これに対し、２
重管ランスを２本使用すると、分散起点の複数化により
空間分散性が改善され、さらにランスを上述のように非
対称に配置させているので、２本の微粉炭の主流同士の
相互干渉が防止でき、微粉炭吹込み直後のみならず、下
流側でも高度な分散が達成できる。よって、初期の燃焼
速度は、上述の２重管ランス１本の場合と同様に改善さ
れ、それ以降も分散強化によって周囲のガスとの接触が
維持できるので、燃焼性の悪化を招くことなく高い燃焼
性を達成することができる。従って、２重ランス１本か
ら吹込み、または単管ランス２本からの吹込み時に比べ
て、本発明の方法は軸方向全体に亘って燃焼を促進で
き、結果的に燃焼率を大きく向上させることができる。
合には、前述のように初期の燃焼速度は、酸素の局所的
な富化によって一旦向上するが、これ以降は微粉炭の分
散性が低いため周囲の熱風中の酸素を有効に利用するこ
とができず、燃焼性は急激に悪化する。これに対し、２
重管ランスを２本使用すると、分散起点の複数化により
空間分散性が改善され、さらにランスを上述のように非
対称に配置させているので、２本の微粉炭の主流同士の
相互干渉が防止でき、微粉炭吹込み直後のみならず、下
流側でも高度な分散が達成できる。よって、初期の燃焼
速度は、上述の２重管ランス１本の場合と同様に改善さ
れ、それ以降も分散強化によって周囲のガスとの接触が
維持できるので、燃焼性の悪化を招くことなく高い燃焼
性を達成することができる。従って、２重ランス１本か
ら吹込み、または単管ランス２本からの吹込み時に比べ
て、本発明の方法は軸方向全体に亘って燃焼を促進で
き、結果的に燃焼率を大きく向上させることができる。
【００１３】さらに、２重管ランスの外管から導入する
酸素または酸素富化空気の噴出条件について検討を行っ
た結果、酸素または酸素富化空気の噴出方向とランス中
心軸とのなす角度θが３０°以上でかつ、ガスの線速度
が３０ｍ／ｓ以上６０ｍ／ｓ以下になるように噴出させ
ることが必要であることが分かった。θを３０°以上と
する理由は、３０°以下だと微粉炭の主流線に到達する
前に周囲の熱風と混合してしまい、微粉炭近傍の酸素濃
度を局所的に高めることができないためである。ただ
し、６０°を越えると着火点がランスに近づきランス先
端の溶損の問題が生じ易いため、６０°以下であるのが
望ましい。
酸素または酸素富化空気の噴出条件について検討を行っ
た結果、酸素または酸素富化空気の噴出方向とランス中
心軸とのなす角度θが３０°以上でかつ、ガスの線速度
が３０ｍ／ｓ以上６０ｍ／ｓ以下になるように噴出させ
ることが必要であることが分かった。θを３０°以上と
する理由は、３０°以下だと微粉炭の主流線に到達する
前に周囲の熱風と混合してしまい、微粉炭近傍の酸素濃
度を局所的に高めることができないためである。ただ
し、６０°を越えると着火点がランスに近づきランス先
端の溶損の問題が生じ易いため、６０°以下であるのが
望ましい。
【００１４】また、ガスの線速度が３０ｍ／ｓ以上６０
ｍ／ｓ以下とする理由は、３０ｍ／ｓ以下の場合は、微
粉炭の慣性力に打ち勝って酸素を微粉炭近傍に十分供給
することができないためであり、６０ｍ／ｓを越えると
燃焼火炎の吹き消えが生じ、安定した燃焼を持続できな
くなるためである。
ｍ／ｓ以下とする理由は、３０ｍ／ｓ以下の場合は、微
粉炭の慣性力に打ち勝って酸素を微粉炭近傍に十分供給
することができないためであり、６０ｍ／ｓを越えると
燃焼火炎の吹き消えが生じ、安定した燃焼を持続できな
くなるためである。
【００１５】
【００１６】
【実施例】以下に本発明の実施例を比較例とともに説明
する。 「実施例１」微粉炭の燃焼実験を図１に示す微粉炭燃焼
炉を用いて行った。３は微粉炭燃焼炉のコークスの充填
層である。微粉炭燃焼炉は内径９０φのブローパイプ２
一本と内径６５φの羽口４一本を有している。ブローパ
イプ２の後部には、上下に斜めに設けたランスガイド管
５が設けられており、このランスガイド管５を介して２
本のランス１ａ，１ｂの先端を突出してブローパイプ２
の内部に挿入されている。そして、図２に示すように、
ランス１ａ，１ｂの中心軸線がブローパイプ２の中心軸
と交差しないように、かつその先端位置がブローパイプ
２の中心軸に対して非対称となるように取り付けた。ラ
ンス１ａ，１ｂの先端位置から羽口先までの距離は１２
００ｍｍとした。使用したランスの縦断面図を図３に示
す。図３に示すように、ランス１は内管１０および外管
１１からなる２重管構造となっている。ランス１の先端
に、外管１１から内管１０の先端にかけて斜めにガス噴
出孔１２が開けられている。ガス噴出孔１２のガスの噴
出方向とランス中心軸とのなす角度θは４５°とした。
図４は図３のＡ−Ａ矢視図であり、８個のガス噴出孔１
２が、ランス１の先端の内管１０の円周に等角度で開口
している。
する。 「実施例１」微粉炭の燃焼実験を図１に示す微粉炭燃焼
炉を用いて行った。３は微粉炭燃焼炉のコークスの充填
層である。微粉炭燃焼炉は内径９０φのブローパイプ２
一本と内径６５φの羽口４一本を有している。ブローパ
イプ２の後部には、上下に斜めに設けたランスガイド管
５が設けられており、このランスガイド管５を介して２
本のランス１ａ，１ｂの先端を突出してブローパイプ２
の内部に挿入されている。そして、図２に示すように、
ランス１ａ，１ｂの中心軸線がブローパイプ２の中心軸
と交差しないように、かつその先端位置がブローパイプ
２の中心軸に対して非対称となるように取り付けた。ラ
ンス１ａ，１ｂの先端位置から羽口先までの距離は１２
００ｍｍとした。使用したランスの縦断面図を図３に示
す。図３に示すように、ランス１は内管１０および外管
１１からなる２重管構造となっている。ランス１の先端
に、外管１１から内管１０の先端にかけて斜めにガス噴
出孔１２が開けられている。ガス噴出孔１２のガスの噴
出方向とランス中心軸とのなす角度θは４５°とした。
図４は図３のＡ−Ａ矢視図であり、８個のガス噴出孔１
２が、ランス１の先端の内管１０の円周に等角度で開口
している。
【００１７】図１に示すように、７は微粉炭切出しホッ
パー、８は微粉炭供給管であり、微粉炭は窒素ガスをキ
ャリアガスとして、ランス１ａ，１ｂからブローパイプ
２内に吹き込まれる。
パー、８は微粉炭供給管であり、微粉炭は窒素ガスをキ
ャリアガスとして、ランス１ａ，１ｂからブローパイプ
２内に吹き込まれる。
【００１８】燃焼実験に使用した微粉炭の工業分析を表
１に示す。微粉炭の粒度は、−７４μｍが８０％であ
る。
１に示す。微粉炭の粒度は、−７４μｍが８０％であ
る。
【００１９】
【表１】
【００２０】実験は、先ず、ブローパイプ２にＬＰＧの
燃焼ガスに酸素を混入して酸素濃度２１％になるように
調整した疑似空気を３５０Ｎｍ3 ／ｈを送風し、羽口先
温度を１２００℃に昇温した。羽口先温度が１２００℃
で安定したところで、微粉炭切出しホッパー７から微粉
炭を６５ｋｇ／ｈで切出し、１２Ｎｍ3 ／ｈの窒素ガス
をキャリアガスとして微粉炭供給管８によって供給し、
ランスの手前で２つに分岐した後、２本のランス１ａ，
１ｂの内管１０からブローパイプ２内に供給した。同時
に、２本のランス１ａ，１ｂの外管１１に酸素１４Ｎｍ
3 ／ｈを供給した。この実験における酸素富化率は３．
０％、酸素過剰係数は０．７８である。
燃焼ガスに酸素を混入して酸素濃度２１％になるように
調整した疑似空気を３５０Ｎｍ3 ／ｈを送風し、羽口先
温度を１２００℃に昇温した。羽口先温度が１２００℃
で安定したところで、微粉炭切出しホッパー７から微粉
炭を６５ｋｇ／ｈで切出し、１２Ｎｍ3 ／ｈの窒素ガス
をキャリアガスとして微粉炭供給管８によって供給し、
ランスの手前で２つに分岐した後、２本のランス１ａ，
１ｂの内管１０からブローパイプ２内に供給した。同時
に、２本のランス１ａ，１ｂの外管１１に酸素１４Ｎｍ
3 ／ｈを供給した。この実験における酸素富化率は３．
０％、酸素過剰係数は０．７８である。
【００２１】微粉炭の吹込み量は、実高炉の微粉炭吹込
み量換算で、２００ｋｇ／ｔに相当する。内管先端から
噴出する微粉炭／キャリアガスの流速は、流路の断面積
から計算すると１６ｍ／ｓであり、一方の外管を経由し
てガス噴出孔先端における酸素ガスの流速は４０ｍであ
った（いずれも、２５℃換算）。
み量換算で、２００ｋｇ／ｔに相当する。内管先端から
噴出する微粉炭／キャリアガスの流速は、流路の断面積
から計算すると１６ｍ／ｓであり、一方の外管を経由し
てガス噴出孔先端における酸素ガスの流速は４０ｍであ
った（いずれも、２５℃換算）。
【００２２】微粉炭の燃焼中に、図１に示すサンプリン
グプローブ挿入ガイド管６から、サンプリングプローブ
を挿入し、ランス先端から３００，６００，９００ｍｍ
の各位置で微粉炭ダストのサンプリングを行った。得ら
れたダストを化学分析して燃焼率を求めた。ランス先端
からの各距離位置における燃焼率の変化を図５に示す。
３００ｍｍ位置で燃焼率は既に６０％まで向上してお
り、９００ｍｍ位置では８０％まで上昇した。このこと
は、微粉炭の燃焼速度が大きいことを示している。
グプローブ挿入ガイド管６から、サンプリングプローブ
を挿入し、ランス先端から３００，６００，９００ｍｍ
の各位置で微粉炭ダストのサンプリングを行った。得ら
れたダストを化学分析して燃焼率を求めた。ランス先端
からの各距離位置における燃焼率の変化を図５に示す。
３００ｍｍ位置で燃焼率は既に６０％まで向上してお
り、９００ｍｍ位置では８０％まで上昇した。このこと
は、微粉炭の燃焼速度が大きいことを示している。
【００２３】「比較例１」実施例１で使用した２重管ラ
ンス１本を用いて実施例１と同様、微粉炭吹込み量換算
で２００ｋｇ／ｔ相当の実験を行った。ランス先端にお
けるキャリアガス流速およびガス噴出孔先端におけるガ
ス流速は、実施例１と同一になるようにランス内径およ
び外径を調整した。燃焼率測定結果を図５に併せて示
す。ランス先端から３００ｍｍ位置での燃焼率は、５０
％程度まで上昇するが、９００ｍｍにおける燃焼率は６
０％程度までしか向上しなかった。これは、微粉炭吹込
み直後には、ランスから導入した酸素の富化効果が現
れ、燃焼速度が向上したと考えられるが、これ以降は粒
子の分散性が低いため、熱風との効率良い接触が達成さ
れず、微粉炭流内部の酸素不足の状態が解消できなかっ
たためと考えられる。
ンス１本を用いて実施例１と同様、微粉炭吹込み量換算
で２００ｋｇ／ｔ相当の実験を行った。ランス先端にお
けるキャリアガス流速およびガス噴出孔先端におけるガ
ス流速は、実施例１と同一になるようにランス内径およ
び外径を調整した。燃焼率測定結果を図５に併せて示
す。ランス先端から３００ｍｍ位置での燃焼率は、５０
％程度まで上昇するが、９００ｍｍにおける燃焼率は６
０％程度までしか向上しなかった。これは、微粉炭吹込
み直後には、ランスから導入した酸素の富化効果が現
れ、燃焼速度が向上したと考えられるが、これ以降は粒
子の分散性が低いため、熱風との効率良い接触が達成さ
れず、微粉炭流内部の酸素不足の状態が解消できなかっ
たためと考えられる。
【００２４】「比較例２」外管を有しない単管ランス二
本を使用して実施例１と同様な実験を行った。ランス先
端のキャリアガス流速は、実施例１と同一になるように
ランス径を調整した。また、酸素は実施例１と同量をＬ
ＰＧの燃焼ガスである熱風中に富化した。燃焼率測定結
果を図５に併せて示す。ランス先端から３００ｍｍ位置
での燃焼率は、比較例１の場合に比べて低いが、６００
ｍｍ位置で逆転し、９００ｍｍ位置で７５％程度まで向
上できることが分かった。しかしながら、実施例１には
及ばなかった。このことは、吹込み箇所の複数化は微粉
炭の空間内への分散性を改善し、空間全体に亘って燃焼
性を維持できることを示しているが、実施例１の場合よ
りも着火が遅れ、しかも燃焼温度が低いことが、実施例
１ほど燃焼率が向上しなかった原因と考えられる。
本を使用して実施例１と同様な実験を行った。ランス先
端のキャリアガス流速は、実施例１と同一になるように
ランス径を調整した。また、酸素は実施例１と同量をＬ
ＰＧの燃焼ガスである熱風中に富化した。燃焼率測定結
果を図５に併せて示す。ランス先端から３００ｍｍ位置
での燃焼率は、比較例１の場合に比べて低いが、６００
ｍｍ位置で逆転し、９００ｍｍ位置で７５％程度まで向
上できることが分かった。しかしながら、実施例１には
及ばなかった。このことは、吹込み箇所の複数化は微粉
炭の空間内への分散性を改善し、空間全体に亘って燃焼
性を維持できることを示しているが、実施例１の場合よ
りも着火が遅れ、しかも燃焼温度が低いことが、実施例
１ほど燃焼率が向上しなかった原因と考えられる。
【００２５】「実施例２」図３に示す２重管ランスの外
管からの酸素ガスの噴出角度θおよびガス噴出孔の断面
積を各種変更し、実施例１と同様な実験を行った。θは
３０°から７５°まで１５°おきに変更し、ガス噴出孔
先端のガス流速は２０ｍ／ｓから８０ｍ／ｓまで２０ｍ
／ｓおきに変更できるように各θにつき、ガス噴出孔の
断面積の異なる４本のランスを製作した。図６は、ガス
噴出角度と３００ｍｍ位置における燃焼率の関係をガス
流速ごとに示したグラフである。図より、θが３０°か
ら６０°の範囲では、θの上昇とともに燃焼率が上昇す
ることがわかる。また、ガス流速の上昇によっても燃焼
率は上昇する。しかしながら、ガス流速が２０ｍ／ｓの
ときはθを大きくしても燃焼率はせいぜい５０％前後で
効果が低い。熱風中に酸素を富化した比較例２の場合と
比較し明らかな効果を得るためには３０ｍ／ｓ以上のガ
ス流速にする必要があると思われる。一方、θおよびガ
ス流速が共に大きい領域では、ランス先端部の溶損や火
炎の吹き消え現象が認められるようになり、燃焼率も変
わらないか低下傾向にあるため、あまり好ましくないこ
とが分かった。従って、θは３０°以上、望ましくは６
０°以下であり、ガス流速は３０ｍ／ｓ以上、６０ｍ／
ｓ以下を同時に満足できれば、燃焼率は比較例１または
比較例２に比べて高くなり、本発明の方法が有効に実施
されることになる。
管からの酸素ガスの噴出角度θおよびガス噴出孔の断面
積を各種変更し、実施例１と同様な実験を行った。θは
３０°から７５°まで１５°おきに変更し、ガス噴出孔
先端のガス流速は２０ｍ／ｓから８０ｍ／ｓまで２０ｍ
／ｓおきに変更できるように各θにつき、ガス噴出孔の
断面積の異なる４本のランスを製作した。図６は、ガス
噴出角度と３００ｍｍ位置における燃焼率の関係をガス
流速ごとに示したグラフである。図より、θが３０°か
ら６０°の範囲では、θの上昇とともに燃焼率が上昇す
ることがわかる。また、ガス流速の上昇によっても燃焼
率は上昇する。しかしながら、ガス流速が２０ｍ／ｓの
ときはθを大きくしても燃焼率はせいぜい５０％前後で
効果が低い。熱風中に酸素を富化した比較例２の場合と
比較し明らかな効果を得るためには３０ｍ／ｓ以上のガ
ス流速にする必要があると思われる。一方、θおよびガ
ス流速が共に大きい領域では、ランス先端部の溶損や火
炎の吹き消え現象が認められるようになり、燃焼率も変
わらないか低下傾向にあるため、あまり好ましくないこ
とが分かった。従って、θは３０°以上、望ましくは６
０°以下であり、ガス流速は３０ｍ／ｓ以上、６０ｍ／
ｓ以下を同時に満足できれば、燃焼率は比較例１または
比較例２に比べて高くなり、本発明の方法が有効に実施
されることになる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、燃焼初期においては、
微粉炭近傍の酸素濃度を局所的に高めることができるこ
とおよび微粉炭の分散性改善により、微粉炭の燃焼性を
向上させることができ、また、それ以降は微粉炭の分散
性の維持により熱風中の酸素と混合を持続できるから高
い燃焼率が得られる。すなわち、本発明方法は、微粉炭
吹込み後、全空間に亘って燃焼性を停滞させることなく
進行させ得るので、微粉炭の最終燃焼率を大幅に向上さ
せることができる。
微粉炭近傍の酸素濃度を局所的に高めることができるこ
とおよび微粉炭の分散性改善により、微粉炭の燃焼性を
向上させることができ、また、それ以降は微粉炭の分散
性の維持により熱風中の酸素と混合を持続できるから高
い燃焼率が得られる。すなわち、本発明方法は、微粉炭
吹込み後、全空間に亘って燃焼性を停滞させることなく
進行させ得るので、微粉炭の最終燃焼率を大幅に向上さ
せることができる。
【図１】本発明に係る微粉炭燃焼実験に用いた微粉炭燃
焼炉の縦断面図である。
焼炉の縦断面図である。
【図２】本発明に係るランスの配置の説明図である。
【図３】微粉炭燃焼実験に使用したランスの縦断面図で
ある。
ある。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】ランス先端からの距離と微粉炭の燃焼率の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図６】ガス噴出角度と３００ｍｍ位置における燃焼率
の関係をガス流速ごとに示したグラフである。
の関係をガス流速ごとに示したグラフである。
１，１ａ，１ｂ ランス
２ ブローパイプ
３ コークス充填層
４ 羽口
５ ランスガイド管
６ サンプリングプローブ挿入ガイド管
７ 微粉炭切出しホッパー
８ 微粉炭供給管
１０ 内管
１１ 外管
１２ ガス噴出孔
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21B 7/00 309
Claims (2)
- 【請求項１】 高炉羽口に連結するブローパイプの壁を
貫通させて設けた２重管構造のランスの内管より微粉炭
を、外管から酸素または酸素富化空気を吹込む方法にお
いて、このようなランスを羽口１個につき２本挿入し、
それぞれの中心軸の延長線が相互に交差せず、かつ、ブ
ローパイプの中心軸とも交差しないように非対称に設置
することを特徴とする高炉への微粉炭吹込み方法。 - 【請求項２】 ２重管ランスの外管のガスの噴出方向と
ランス中心軸とのなす角度が３０°以上でかつ、ガスの
線速度が３０ｍ／ｓ以上６０ｍ／ｓ以下になるように噴
出させることを特徴とする請求項１記載の高炉への微粉
炭吹込み方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06038897A JP3493937B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 高炉への微粉炭吹き込み方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06038897A JP3493937B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 高炉への微粉炭吹き込み方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251715A JPH10251715A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3493937B2 true JP3493937B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=13140722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06038897A Expired - Lifetime JP3493937B2 (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | 高炉への微粉炭吹き込み方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3493937B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4720260B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2011-07-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉への還元材吹込み方法および装置 |
| JP5923968B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2016-05-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉操業方法 |
| IN2014KN01261A (ja) * | 2011-12-21 | 2015-10-16 | Jfe Steel Corp | |
| KR101629122B1 (ko) | 2011-12-21 | 2016-06-09 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 고로 조업 방법 |
-
1997
- 1997-03-14 JP JP06038897A patent/JP3493937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10251715A (ja) | 1998-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100537700B1 (ko) | 미분탄 연소 버너 및 그에 의한 연소 방법 | |
| US20070205543A1 (en) | Oxidant-swirled fossil fuel injector for a shaft furnace | |
| JP2006312757A (ja) | 気体還元材吹込み用のランス、高炉および高炉操業方法 | |
| JP4341131B2 (ja) | 微粉炭吹込みバーナー | |
| JP3493937B2 (ja) | 高炉への微粉炭吹き込み方法 | |
| KR101629123B1 (ko) | 고로 조업 방법 | |
| JP3733601B2 (ja) | 高炉用微粉炭吹き込み用装置及び高炉における微粉炭吹き込み操業方法 | |
| JP4506337B2 (ja) | 冶金炉用微粉炭吹き込みバーナー及び冶金炉内への微粉炭吹き込み方法 | |
| JP4747662B2 (ja) | 気体還元材吹込み用のランス、高炉および高炉操業方法 | |
| JPH08157916A (ja) | 高炉への微粉炭吹き込み方法および微粉炭吹き込み用ラ ンス | |
| JP2000192119A (ja) | 高炉への補助燃料吹込み方法 | |
| JPH11315310A (ja) | 高炉への微粉炭吹き込み方法 | |
| JP2986244B2 (ja) | 高炉用微粉炭吹込ランス | |
| JP2002121609A (ja) | 微粉炭の多量吹込みによる高炉操業方法 | |
| JPH1112613A (ja) | 高炉の微粉炭吹き込み用ランス | |
| JP2009097051A (ja) | 高炉用微粉炭吹き込みランス | |
| JP3613902B2 (ja) | 高炉への微粉炭吹き込みバーナ | |
| KR20170107569A (ko) | 고로 조업 방법 | |
| KR200278277Y1 (ko) | 미분탄 취입란스 | |
| JPH06100912A (ja) | 高炉用粉体燃料吹込みランス | |
| JPH1112612A (ja) | 高炉への微粉炭吹き込み用ランス | |
| JP2004091921A (ja) | 高炉への固体燃料吹き込み方法及び吹き込みランス | |
| JP2005264189A (ja) | 高炉への固体燃料吹き込み方法 | |
| KR101629122B1 (ko) | 고로 조업 방법 | |
| JP3132312B2 (ja) | 高炉への微粉炭吹き込み方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071121 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081121 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091121 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101121 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131121 Year of fee payment: 10 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |