JP6246455B2 - 焼結機点火炉用バーナ - Google Patents
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Description
従来、前記点火炉用のバーナとしてはラインバーナや面燃焼バーナが使用されてきた。
また、前記ノズル孔の孔径は、前記通路の長さ方向において、中央部から各両端部に向けて少なくとも3段階に、順次大きくなるように設置されており、ノズル孔から噴出された燃料ガスと燃焼用空気は燃焼されて拡散火炎となり幅方向に均一フレームを形成し、焼結鉱の焼けムラを防止することができる。
すなわち、理論上はCガスを燃焼する方が理論火炎温度を高くすることができるため、Cガス燃焼を用いる方が、粉コークスの着火に要する時間を短縮することができるので加熱効率が良い。
しかし、特許文献1に開示された技術では、ラインバーナにより適正なフレームを形成することで、焼結鉱表面を対流加熱および放射加熱により効率的に加熱させることができるものの、燃料ガス流量をさらに増加させた場合には、燃焼速度と流速のつり合いが破れてしまい、火炎が下流に吹き飛ばされ火炎が吹消える、いわゆる火炎の吹消えが発生する。
上記のような火炎の吹消えが発生しても、ラインバーナの場合は、点火トーチ着火や電気スパーク着火によって、手動で再点火するしかなかった。そのため、ラインバーナだけでは操業が安定しないという問題があった。
セラミックスのパネルでは、操業トラブルはもとより、近年の小ロット多品種生産では、炉を頻繁に停止することがある。そのような場合には、熱応力が頻繁に発生することになり、パネルが短期間で破損してしまう。一方、金属製のパネルではその耐熱性のためパネル表面温度の上限が1200℃程度である。そのため、前記した近年の加熱効率向上の要請に合わせて、焼結鉱の温度を上げようとするとパネルが溶損してしまうといった問題がある。
1.燃料ガスの噴出用主ノズル孔と、燃焼用空気の噴出用主ノズル孔とからなる点火用主バーナを備える焼結機点火炉用バーナであって、該点火用主バーナの燃焼を助勢する袖火用バーナを有し、該袖火用バーナは、該点火用主バーナの内部にて、該燃料ガスの噴出用主ノズル孔の外側に設けられ、該袖火用バーナのガス吐出面は、該燃料ガスの噴出用主ノズル孔に近い端が吐出される燃料ガスの上流側に位置し、該燃料ガスの噴出用主ノズル孔から遠い端が吐出される燃料ガスの下流側になるように、吐出される燃料ガスの流れに対し傾斜して配置され、さらに該袖火用バーナは、該点火用主バーナとは別に該袖火用バーナ専用の燃料ガスおよび燃焼用空気の供給系統をそなえることを特徴とする焼結機点火炉用バーナ。
本発明に従う焼結機点火炉用バーナは、図1に示すように、燃料ガスの噴出用主ノズル孔3と、燃焼用空気の噴出用主ノズル孔4とからなる点火用主バーナを備えていて、この点火用主バーナの燃焼を助勢する袖火用バーナ7を有している。なお、図1中、1は燃料ガス通路、2は燃焼用空気通路、3は燃料ガスの噴出用主ノズル孔、4は燃焼用空気の噴出用主ノズル孔、5は燃料ガス(袖火用)、6は燃焼用空気(袖火用)、7は面燃焼バーナ(袖火用)および8は袖火用バーナ孔である。
同図に示したように、長手方向の内側から燃料ガスの噴出用主ノズル孔3、袖火用バーナ孔8、燃焼用空気の噴出用主ノズル孔4の順で並んでいることが好ましい。ただし、設置条件によっては、上記の順番を変えることも可能である。なお、上記の焼結機点火炉用バーナの長手方向の長さは、任意に決めることができ、複数個の組み合わせとしてもよい。
また、焼結機点火炉用バーナを、円形状、例えば、中心に燃料ガス主ノズル孔3を配し、その外側に袖火用バーナ孔8と燃焼用空気の噴出用主ノズル孔4を順に配してもよく、この円形状の焼結機点火炉用バーナを、長手方向に複数個並べて配置することも可能である。
というのは、面燃焼バーナは、1000℃程度の低温、すなわち袖火程度の温度であれば、その燃焼は極めて安定しているからである。
ここで、上記の%表示はvol%である。また、以下の%表示も特に断らない限りvol%である。
以下に、この発明における焼結機の点火炉用バーナ(以下単にバーナとも言う)の詳細を、燃料としてCガスを使用した場合の一例を図に基づいて説明する。ここで、前掲した図1はこの発明の点火炉用バーナの断面図、前掲した図3はこの発明の酸素を含む配管系統図、そして図4は各実施例におけるそれぞれの燃料原単位を示している。
実施例1で用いるバーナは、袖火をラインバーナとした。使用している燃料はコークス炉ガスである。ここで使用するコークス炉ガスはH2:56.2%、CO:6.5%、CH4:28.0%、N2:3.8%で、その発熱量は18.8MJ/Nm3である。なお、上記ガス組成は、ガスクロマトグラフィーを用いて測定し、発熱量はガス組成から算出した。
すなわち、本発明に従うバーナを使用することにより、適正な火炎を形成することで火炎温度を上昇させることができる。
また、燃料ガス流量が増加した場合には主炎の根元に配置した袖火用バーナにより低速の安定した火炎を形成し、さらに袖火用バーナから主炎の基部に熱とO,HおよびOHなどの活性化学種を供給することによって高速の主炎を保持することができる。
実施例2で用いるバーナは、図1に示したような袖火として面燃焼バーナを有しているバーナである。
図4に示した結果より、燃料ガスの使用原単位を28.5MJ/t-Sinterに削減することができることが分かる。すなわち、袖火用バーナとして面燃焼バーナを備えた、本発明に従うバーナを用いることにより火炎温度を上昇させて焼結鉱への着火性が改善されることが確認された。
実施例3で用いるバーナは、図3に示したようなバーナを用いて燃焼用空気中に酸素を混合することができるバーナである。
図4に示した結果より、燃料ガスの使用原単位を27.2MJ/t-Sinterに削減することができることが分かる。すなわち、燃焼用空気に酸素を混合することにより火炎温度を上昇させて焼結鉱への着火性が改善されることが確認された。
実施例4で用いるバーナは、実施例3と同じバーナを用いて燃料ガス中に酸素を混合したバーナである。
図4に示した結果より、燃料ガスの使用原単位を26.4MJ/t-Sinterに削減することができることが分かる。すなわち、燃料ガスに酸素を混合することにより火炎温度を上昇させて焼結鉱への着火性が改善されることが確認された。
実施例5で用いるバーナは、実施例3と同じバーナを用いて燃焼用空気および燃料ガス中に酸素を混合したバーナである。
図4に示した結果より、燃料ガスの使用原単位を25.1MJ/t-Sinterに削減することができることが分かる。すなわち、燃焼用空気および燃料ガスに酸素を混合することにより火炎温度を上昇させて焼結鉱への着火性が改善されることが確認された。
2 燃焼用空気通路
3 燃料ガスの噴出用主ノズル孔
4 燃焼用空気の噴出用主ノズル孔
5 燃料ガス(袖火用)
6 燃焼用空気(袖火用)
7 バーナ(袖火用)
8 袖火用バーナ孔
Claims (5)
- 燃料ガスの噴出用主ノズル孔と、燃焼用空気の噴出用主ノズル孔とからなる点火用主バーナを備える焼結機点火炉用バーナであって、
前記点火用主バーナに形成される主炎の根元に配置され、該点火用主バーナの燃焼を助勢する袖火用バーナを有し、
該袖火用バーナは、該点火用主バーナの内部にて、該燃料ガスの噴出用主ノズル孔の外側に設けられ、該袖火用バーナの外側に前記燃焼用空気の噴出用主ノズル孔が設けられており、
前記燃料ガスの噴出用主ノズル孔と、前記燃焼用空気の噴出用主ノズル孔とは、燃料ガス及び燃焼用空気の噴出流が互いに交差するよう配置されており、
該袖火用バーナのガス吐出面は、該燃料ガスの噴出用主ノズル孔に近い端が吐出される燃料ガスの上流側に位置し、該燃料ガスの噴出用主ノズル孔から遠い端が吐出される燃料ガスの下流側になるように、吐出される燃料ガスの流れに対し傾斜して配置され、
さらに該袖火用バーナは、該点火用主バーナとは別に該袖火用バーナ専用の燃料ガスおよび燃焼用空気の供給系統をそなえ、
該点火用主バーナにおいては、該袖火用バーナよりも高速の火炎を保持することを特徴とする焼結機点火炉用バーナ。 - 前記袖火用バーナが、面燃焼バーナであることを特徴とする請求項1に記載の焼結機点火炉用バーナ。
- 前記面燃焼バーナのノズル孔が、多孔質セラミックスからなることを特徴とした請求項2に記載の焼結機点火炉用バーナ。
- 前記燃焼用空気の噴出用主ノズル孔に燃焼用空気を導く通路に、さらに酸素供給通路を具えたことを特徴とした請求項1〜3のいずれかに記載の焼結機点火炉用バーナ。
- 前記燃料ガスの噴出用主ノズル孔に燃料ガスを導く通路に、さらに酸素供給通路を具えたことを特徴とした請求項1〜4のいずれかに記載の焼結機点火炉用バーナ。
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