KR101675710B1 - 고로 조업 방법 및 랜스 - Google Patents

고로 조업 방법 및 랜스 Download PDF

Info

Publication number
KR101675710B1
KR101675710B1 KR1020157027225A KR20157027225A KR101675710B1 KR 101675710 B1 KR101675710 B1 KR 101675710B1 KR 1020157027225 A KR1020157027225 A KR 1020157027225A KR 20157027225 A KR20157027225 A KR 20157027225A KR 101675710 B1 KR101675710 B1 KR 101675710B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lance
reducing material
gas
blowing
pipe
Prior art date
Application number
KR1020157027225A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150123920A (ko
Inventor
다이키 후지와라
아키노리 무라오
다케시 가지사
미츠시 도쿠도메
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Publication of KR20150123920A publication Critical patent/KR20150123920A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101675710B1 publication Critical patent/KR101675710B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/02—Making special pig-iron, e.g. by applying additives, e.g. oxides of other metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/007—Controlling or regulating of the top pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/16—Tuyéres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/16—Tuyéres
    • C21B7/163—Blowpipe assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/16—Arrangements of tuyeres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)

Abstract

(과제) 우구로부터 취입되는 미분탄의 연소성의 향상과 냉각능의 향상 및 환원재 원단위의 저감을 가능하게 하는 고로 조업 방법 및 랜스를 제공한다.
(해결 수단) 우구로부터 고로 내로 고체 환원재, 이연성의 기체 환원재 및 지연성 가스를 랜스를 개재하여 취입하는 고로 조업 방법에 있어서, 독립된 3 개의 취입관이 병렬 또한 묶여져 외관과 함께 일체화된 병렬형 랜스를 사용하여, 각각의 취입관으로부터, 기체 환원재 및 지연성 가스 중 어느 1 개 또는 2 개와 고체 환원재를 동시에 취입함과 함께, 그 병렬형 랜스로부터의 취입시에, 고체 환원재용 취입관 및 기체 환원재용 취입관이 지연성 가스 취입관보다 상방에 위치하는 자세로 하여 실시하는 고로 조업 방법과, 그 랜스 구조.

Description

고로 조업 방법 및 랜스{BLAST FURNACE OPERATION METHOD AND LANCE}
본 발명은, 고로 우구 (羽口) 로부터 노 내로 미분탄 등의 고체 환원재와 함께, LNG (Liquefied Natural Gas) 등의 이연성 (易燃性) 의 기체 환원재나 지연성 (支燃性) 가스를 취입하여 우구끝에서의 연소 온도를 상승시킴으로써, 생산성의 향상 및 환원재 원단위의 저감을 도모함에 있어서 유효한 고로 조업 방법 및 이 방법을 실시할 때에 사용되는 랜스에 관한 것이다.
최근, 탄산 가스 배출량의 증가에 따른 지구 온난화가 문제가 되고 있어, 배출 CO2 의 억제는 제철업에 있어서 중요한 과제가 되고 있다. 이 과제에 대해, 최근의 고로 조업에서는, 저환원재비 (저 RAR : Reduction Agent Ratio 의 약자로, 선철 1 t 당 우구로부터의 취입 환원재와 노정으로부터 장입 (裝入) 되는 코크스의 합계량) 조업이 추진되고 있다. 고로는, 주로 코크스 및 미분탄을 환원재로서 사용하고 있어, 저환원재비, 나아가서는 탄산 가스 배출 억제를 달성하기 위해서는, 코크스 등을 폐플라스틱, LNG, 중유 등의 수소 함유율이 높은 환원재에 의해 치환하는 방법이 유효하다.
하기 특허문헌 1 에 개시된 기술은, 복수의 랜스를 사용하여 고체 환원재, 기체 환원재 및 지연성 가스를 동시에 취입함으로써, 기체 환원재의 연소장 (燃燒場) 에 있어서의 고체 환원재의 승온을 촉진시키는 방법이다. 그 결과, 이 종래 기술에서는, 고체 환원재의 연소율이 향상되고, 미연분이나 코크스분의 발생이 억제되어 통기가 개선되고, 환원재비를 저감시킬 수 있다고 되어 있다. 또, 하기 특허문헌 2 는, 랜스를 중관형으로 하여, 예를 들어, 내관으로부터는 고체 환원재를 취입하고, 내관과 중관의 간극으로부터는 지연성 가스를 취입하고, 그리고, 중관과 외관 사이로부터는 기체 환원재를 취입하는 기술을 개시하고 있다. 또한, 하기 특허문헌 3 은, 랜스 본관의 둘레에 복수의 소직경관을 병렬로 배치한 것을 개시하고 있다.
일본 공개특허공보 2007-162038호 일본 공개특허공보 2003-286511호 일본 공개특허공보 평11-12613호
상기 특허문헌 1 에 개시 기재되어 있는 고로 조업 방법은, 우구로부터 미분탄만을 취입하는 방법에 비하면, 우구끝에서의 연소 온도의 상승이나 환원재 원단위의 저감에 효과가 있지만, 그 효과는 취입 위치의 조정만으로는 불충분하다. 또, 상기 특허문헌 2 에 기재되어 있는 중관형 랜스의 경우, 랜스의 냉각능 확보를 위해, 외측의 취입 속도를 크게 할 필요가 있다. 그러기 위해서는, 내관과 외관의 간극을 극단적으로 좁게 하지 않으면 안 되어, 설비의 제약상, 소정의 가스량을 흘릴 수 없게 되어, 연소성의 향상 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다. 또, 가스량과 유속을 양립시키려고 하면, 랜스 직경이 극단적으로 커져, 블로 파이프 (송풍관) 의 송풍량의 저하를 초래하여 출선량 (出銑量) 이 저하되거나, 랜스 삽입구의 직경이 커짐에 따른 주변 내화물 파손의 리스크가 증대되거나 한다. 또한, 상기 특허문헌 3 에 기재되어 있는 랜스는, 그 안에 소직경의 취입관을 복수 배치하고 있기 때문에, 냉각능이 저하됨에 따른 취입관의 폐색의 리스크가 높아질 뿐만 아니라, 랜스의 가공 비용이 증대된다는 문제가 있다. 게다가, 다중관 구조를 도중에서부터 병렬관 구조로 변화시키고 있기 때문에, 압력 손실과 직경이 커진다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 종래 기술이 안고 있는 전술한 바와 같은 문제점을 극복할 수 있는 고로 조업 방법과 이 조업시에 사용하는 랜스를 제안하는 것에 있다.
특히, 본 발명에서는, 랜스 직경을 극단적으로 크게 하지 않고 냉각능을 높이는 것과 연소성의 향상의 양립을 도모할 수 있음과 함께, 환원재 원단위의 저감을 가능하게 하는 고로 조업 방법 및 랜스를 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 개발한 본 발명에 관련된 고로 조업 방법은, 우구로부터 고로 내로 고체 환원재, 기체 환원재 및 지연성 가스를 랜스를 개재하여 취입하는 고로 조업 방법에 있어서, 독립된 3 개의 취입관이 병렬 또한 묶여져 랜스 외관 내에 수용되어 일체화된 병렬형 랜스를 사용하여, 각각의 취입관으로부터는, 기체 환원재 및 지연성 가스 중 어느 1 개 또는 2 개와 고체 환원재를 동시에 취입함과 함께, 이 병렬형 랜스로부터의 취입시에는, 고체 환원재용 취입관 및 기체 환원재용 취입관이 지연성 가스 취입관보다 상방에 위치하는 태세로 하여 실시하는 것을 특징으로 하는 고로 조업 방법이다.
또, 본 발명은, 우구로부터 고로 내로 고체 환원재, 기체 환원재 및 지연성 가스를 취입하기 위한 랜스에 있어서, 기체 환원재 및 지연성 가스 중 어느 1 개 또는 2 개를 고체 환원재와 동시에 취입할 때, 독립된 3 개의 취입관이 병렬 또한 묶여져 랜스 외관 내에 수용되어 일체화된 구조를 갖고, 또한 각각의 취입관의 위치 관계를, 고체 환원재용 취입관 및 기체 환원재용 취입관을 지연성 가스 취입관보다 상방에 위치하는 관계가 되도록 배치 형성한 것인 것을 특징으로 하는 랜스이다.
본 발명에 있어서는,
(1) 상기 병렬형 랜스는, 고체 환원재용 취입관의 중심과 랜스 외관의 외접점을 통과하는 면과, 블로 파이프에 꽂힌 랜스의 반경 방향 연직면이 이루는 각도가 ±90°이내가 되도록, 고체 환원재용 취입관, 기체 환원재용 취입관 및 지연성 가스용 취입관을 배치하는 것,
(2) 상기 각 취입관은, 내경이 6 ㎜ 이상 30 ㎜ 이하인 관인 것,
이 보다 바람직한 해결 수단이다.
본 발명에 의하면, 고체 환원재, 이연성의 기체 환원재, 지연성 가스를 고로 내에 동시에 취입하는 경우, 각각의 취입 경로가 병렬 또한 묶여져 랜스 외관과 일체화된 병렬형 랜스를 사용함으로써, 랜스의 외경을 크게 하지 않고, 한편으로 취입관의 통로를 크게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 냉각능의 향상과 연소성의 향상의 양립을 도모할 수 있고, 그 결과로서, 고로 조업시에 환원재 원단위의 저감을 달성할 수 있다.
도 1 은 고로의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2 는 랜스로부터 미분탄만을 취입했을 때의 연소 상태의 설명도이다.
도 3 은 미분탄의 연소 메커니즘의 설명도이다.
도 4 는 미분탄과 함께, LNG 및 산소를 취입했을 때의 연소 메커니즘의 설명도이다.
도 5 는 랜스 (외관) 내의 취입관의 배치의 모양을 나타내는 설명도이다.
도 6 은 연소 실험시의 압력 손실을 나타내는 그래프이다.
도 7 은 연소 실험시의 랜스 표면 온도를 나타내는 그래프이다.
도 8 은 랜스의 외경에 대한 설명도이다.
도 9 는 연소 실험 장치의 모식도이다.
도 10 은 랜스의 각 취입관 배치에 대한 설명도이다.
도 11 은 연소 실험시의 연소 온도의 변화를 나타내는 그래프 설명도이다.
이하에, 본 발명에 관련된 고로 조업 방법 및 이 조업시에 사용되는 랜스에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은, 본 발명에 관련된 고로 조업 방법이 적용되는 고로의 대략 선도이다. 도면에 나타내는 바와 같이, 고로 (1) 는, 그 노 둘레 방향에 복수의 우구가 배치 형성되어 있다. 이 우구 (3) 에는, 열풍을 송풍하기 위한 블로 파이프 (송풍관) (2) 가 접속되고, 이 블로 파이프 (2) 에는, 그 관축 방향의 중심을 향해서 주로 상방으로부터 비스듬하게 꽂히는 랜스 (4) 가 설치된다. 우구 (3) 의 열풍이 취입되는 전방 (노 내) 에는, 코크스 퇴적층이기도 한 레이스웨이 (5) 라고 불리는 연소 공간이 형성되어 있으며, 주로, 이 연소 공간에서 철광석의 환원이 이루어져 용선이 생성된다.
도 2 는, 랜스 (4) 로부터 미분탄 (6) 만을 취입했을 때의 연소 상태를 나타낸다. 랜스 (4) 로부터 우구 (3) 를 통과하여, 레이스웨이 (5) 내에 취입된 미분탄 (6), 및 여기에 퇴적되어 있는 노정으로부터 장입된 괴코크스 (7) 는, 여기에서 휘발분 및 고정 탄소가 연소된다. 다 연소되지 않고 남은, 일반적으로 차아라고 불리는 탄소와 회분의 집합체는, 레이스웨이 (5) 로부터 미연 차아 (8) 가 되어 노 내에 분산된다. 상기 우구 (3) 로부터 노 내로 취입되는 열풍 송풍 방향의 전방에 있어서의 열풍의 속도는 약 200 m/sec 이며, 랜스 (4) 의 선단으로부터 레이스웨이 (5) 내에서의 O2 의 존재 영역은, 약 0.3 ∼ 0.5 m 로 되어 있기 때문에, 실질적으로 1/1000 초의 레벨로 미분탄 입자의 승온 및 지연성 가스인 산소 (O2) 와의 접촉 효율 (분산성) 의 개선이 필요해진다.
도 3 은, 랜스 (4) 로부터 블로 파이프 (2) 내로 고체 환원재인 미분탄 (PC : Pulverized Coal) (6) 만을 취입한 경우의 연소 메커니즘의 설명도이다. 우구 (3) 로부터 레이스웨이 (5) 내로 취입된 미분탄 (6) 은, 레이스웨이 (5) 내의 화염으로부터의 복사 전열에 의해 입자가 가열되고, 다시 복사 전열, 전도 전열에 의해 입자가 급격하게 온도 상승하여, 300 ℃ 이상 승온된 시점부터 열분해가 개시되고, 휘발분에 착화되어 화염이 형성되어, 연소 온도 (입자 온도) 는 1400 ∼ 1700 ℃ 에 이른다. 휘발분이 방출되어 버리면, 전술한 차아 (8) 가 된다. 차아 (8) 는 주로 정탄소 (定炭素) 이므로, 연소 반응과 함께 탄소 용해 반응이라고 불리는 반응도 생긴다.
도 4 는, 랜스 (4) 로부터 블로 파이프 (2) 내로 미분탄 (6) 과 함께, 이연성의 기체 환원재의 바람직한 예인 LNG 와 지연성 가스의 바람직한 예인 산소 (도시 생략) 를 취입한 경우의 연소 메커니즘의 설명도이다. 이 도면에서는, 미분탄과 LNG 와 산소를 동시에 단순히 취입한 예이다. 또한, 도면 중의 일점 쇄선은, 도 3 에 나타낸 미분탄만을 취입한 경우의 연소 (입자) 온도를 참고로 나타내고 있다. 이와 같이, 미분탄과 LNG 와 산소를 동시에 취입한 경우, 가스의 확산에 수반하여 미분탄이 분산되고, LNG 와 산소의 접촉에 의해 LNG 가 연소되고, 그 연소열에 의해 미분탄이 급속히 가열되어 승온되는 것이라고 생각된다. 따라서, 이 경우, 미분탄의 연소는 랜스에 가까운 위치에서 행해진다. 단, 그 연소 개시의 위치가 랜스에 가까워질수록 랜스 소모의 기회가 높아지기 때문에 랜스의 내구성, 즉, 냉각능을 높일 필요가 있다.
도 5 의 (a) 는, 종래부터 사용되고 있는 일반적인 중관형 랜스이다. 도 5 의 (b) 는 본 발명에서 제안하고 있는 병렬형 랜스를 나타낸다. 상기 중관형 랜스는, 스테인리스강관이 사용되는 내관 I, 중관 M, 외관 O 의 동심 3 중관이며, 각각의 치수는 도면에 나타내는 바와 같다. 그리고 내관 I 와 중관 M 의 간극은 1.15 ㎜, 중관 M 과 외관 O 의 간극은 0.65 ㎜ 이다.
이에 대해, 본 발명에 관련된 상기 병렬형 랜스는, 고체 환원재용 취입관 (21), 기체 환원재용 취입관 (22), 그리고, 산소 등의 지연성 가스용 취입관 (23) 이 병렬되어 있으며, 또한 이들이 묶여져 랜스 외관 내에 수용되어 일체화된 것으로서, 각각의 취입관의 치수는 도면에 나타내는 바와 같다.
도 6 에는, 중관형 랜스와 병렬형 랜스의 압력 손실의 비교 측정의 결과를 나타낸다. 동 도면으로부터 분명한 바와 같이, 동일 통로의 비교에서는, 병렬형 랜스는 중관형 랜스에 비해 압력 손실이 적다. 이것은, 병렬형 랜스의 경우, 취입 공간 (취입관 내용적) 이 상대적으로 커짐으로써 통기 저항이 감소한 것으로 생각된다.
도 7 은, 각 랜스 (중관형, 병렬형) 에 대한 냉각능의 비교도를 나타낸다. 이 도면으로부터 분명한 바와 같이, 병렬형 랜스는 중관형 랜스에 비해, 동일 압력 손실에 있어서의 냉각능이 높게 되어 있다. 이것은, 관 내의 통기 저항이 작기 때문에, 동일 압력 손실에 있어서 흘릴 수 있는 유량이 크기 때문이라고 생각된다.
도 8 은, 랜스의 외경에 주목한 것이다. 도 8 의 (a) 는 비수랭형, 도 8 의 (b) 는 수랭형의 랜스의 외경이다. 동 도면으로부터 분명한 바와 같이, 병렬형 랜스는 중관형 랜스에 비해 랜스의 외경이 작게 되어 있다. 이것은, 병렬형 랜스에서는 중관형 랜스에 비해 유로, 관의 두께 및 수랭부의 단면적을 저감시킬 수 있기 때문이라고 생각된다.
병렬형 랜스와 중관형 랜스의 연소성을 비교하기 위해, 도 9 에 나타내는 연소 실험 장치를 사용하여 연소 실험을 실시하였다. 실험로 (11) 내에는 괴코크스가 충전되어 있으며, 감시창으로부터 레이스웨이 (15) 의 내부를 관찰할 수 있다. 블로 파이프 (송풍관) (12) 에는 랜스 (14) 가 꽂혀, 연소 버너 (13) 에 의해 생긴 열풍을 실험로 (11) 내로 소정의 송풍량으로 송풍할 수 있다. 또, 이 송풍관 (12) 에서는, 송풍의 산소 부화량을 조정하는 것도 가능하다. 랜스 (14) 는, 미분탄 및 LNG 및 산소 중 어느 1 개 또는 2 개 이상을 송풍관 (12) 내로 취입할 수 있다. 실험로 (11) 내에서 생긴 배기 가스는, 사이클론이라고 불리는 분리 장치 (16) 에 의해 배기 가스와 더스트로 분리되어, 배기 가스는 보조 연로 등의 배기 가스 처리 설비에 송급되고, 더스트는 포집 상자 (17) 에 포집된다.
[연소 실험]
이 연소 실험에서는, 랜스 (14) 로서, 단관 랜스, 3 중관 랜스 (이하, 중관형 랜스라고도 기재한다), 3 개의 취입관을 병렬 또한 묶어 일체화한 병렬형 랜스의 3 종을 사용하였다. 그리고, 단관 랜스로부터 미분탄만을 취입한 경우를 베이스로 하여, 중관형 랜스에 대해서는 내관으로부터 미분탄을 취입하고, 내관과 중관의 간극으로부터 산소를 취입하고, 중관과 외관의 간극으로부터 LNG 를 취입하였다. 한편, 병렬형 랜스에 대해서는 묶여져 있기는 하지만, 각각 독립되어 있는 취입관으로부터는 미분탄, LNG 및 산소를 취입하였다. 이들의 취입 위치를 랜스의 축 둘레로 변화시킨 경우에 대하여, 2 색 온도계에 의한 연소 온도, 랜스 내의 압력 손실, 랜스 표면 온도, 그리고 랜스의 외경을 측정하였다. 2 색 온도계는, 주지하는 바와 같이, 열방사 (고온 물체로부터 저온 물체로의 전자파의 이동) 를 이용하여 온도 계측을 실시하는 방사 온도계로, 온도가 높아지면 파장 분포가 단파장측으로 바뀌어 가는 것에 주목하여, 파장 분포의 온도의 변화를 계측함으로써 온도를 구하는 파장 분포형의 하나이며, 그 중에서도 파장 분포를 파악하기 위해, 2 개의 파장에 있어서의 방사 에너지를 계측하고, 비율로부터 온도를 측정하는 것이다.
이 실험에서는 또한, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 병렬형 랜스의 고체 환원재용 취입관 (21) 으로부터 미분탄 (PC) 을 취입하고, 기체 환원재용 취입관 (22) 으로부터는 LNG 를 취입하고, 그리고, 지연성 가스용 취입관 (23) 으로부터는 산소를 취입하였다. 이 때, 독립된 3 개의 취입관이 병렬 또한 묶여져 랜스 외관 내에 수용되어 일체화된 랜스를 사용하는 경우, 그 병렬형 랜스로부터의 취입시에, 고체 환원재용 취입관 및 기체 환원재용 취입관이 지연성 가스 취입관보다 상방에 위치하는 태세로 하여 실시한다. 즉, 블로 파이프 내에 취입된 미분, LNG, 산소의 위치 관계는, 블로 파이프의 관축 중심 근처의 하측으로 산소가 취입되고, 그 상방으로 미분탄과 LNG 가 취입되는 관계가 된다.
이와 같은 위치 관계는, 상기 병렬형 랜스의 취입 태세가, 고체 환원재용 취입관의 관축 중심과 랜스의 외접점을 통과하는 면과, 블로 파이프에 꽂힌 랜스의 반경 방향 연직면이 이루는 각도가 ±90°가 되는 랜스 배치, 즉 각 취입관의 위치 관계가 되도록 하는 것을 의미하고 있다. 즉, 미분탄을 취입하는 고체 환원재용 취입관 (21) 의 외주면 중, 랜스로서의 외경에 상당하는 위치를 점 A 로 했을 때, 점 A 가 최상부에 있을 때를 0°로 하여 점 A 를 랜스의 축선 둘레에 시계 방향으로 60°회전시킨 위치, 점 A 를 180°회전시킨 위치 각각에서 2 색 온도계에 의해 연소 온도를 측정하였다. 또한, 각각의 랜스를 블로 파이프에 꽂은 길이는 50 ㎜ 로 하였다.
상기 고체 환원재인 미분탄의 제원 (諸元) 은, 고정 탄소 (FC : Fixed Carbon) 71.3 ％, 휘발분 (VM : Volatile Matter) 19.6 ％, 회분 (Ash) 9.1 ％ 이고, 취입 조건은 50.0 kg/h (선철 원단위로 158 ㎏/t 상당) 로 하였다. 또, LNG 의 취입 조건은, 3.6 kg/h (5.0 N㎥/h, 선철 원단위로 11 ㎏/t 상당) 로 하였다. 코크스는, JIS K 2151 에 기재된 시험 방법으로 150 15DI83 인 것을 사용하였다. 송풍 조건은, 송풍 온도 1100 ℃, 유량 350 N㎥/h, 유속 80 m/s, O2 부화 ＋ 3.7 (산소 농도 24.7 ％, 공기 중 산소 농도 21 ％ 에 대해 3.7 ％ 의 부화) 로 하였다.
도 11 은, 연소 실험에 의한 연소 온도의 결과를 나타낸다. 동 도면으로부터 분명한 바와 같이, 병렬관 랜스의 제 1 관, 즉 미분탄의 취입관의 위치를 랜스의 축선 둘레로 0°, 60°, 180°이 되도록 변경한 경우에 60°, 즉 미분탄과 LNG 의 취입관이 산소의 취입관에 대해 상방에 있을 때에 연소 온도가 가장 높게 되어 있다. 이것은, LNG 의 연소장이 미분탄과 인접함으로써 미분탄이 승온되고, 또한 산소가 LNG 와 미분탄의 하방에 위치함으로써 산소가 LNG 와 미분탄의 양방에 효율적으로 혼합되었기 때문에 연소가 촉진된 것이라고 생각된다.
이와 같이, 본 발명에 적합한 실시형태의 고로 조업 방법에서는, 미분탄 (고체 환원재) (6), LNG (이연성 기체 환원재) (9), 산소 (지연성 가스) 를 랜스 (4) 로부터 우구 (3) 로 동시에 취입하는 경우에, 각각의 취입관이 병렬 또한 묶여져 랜스 외관 내에 수용되어 일체화된 병렬형 랜스를 사용함으로써, 랜스의 외경을 극단적으로 크게 하지 않고, 취입관의 취입 면적 (간극) 을 크게 유지할 수 있다. 그 결과, 본 발명 방법 및 랜스에 의하면, 냉각능의 향상과 연소성의 향상의 양립을 도모할 수 있고, 나아가서는 환원재 원단위를 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 이연성의 기체 환원재로서 LNG 를 사용하여 설명하였지만 도시 가스도 사용 가능하며, 다른 기체 환원재로서는 도시 가스, LNG 이외에, 프로판 가스, 수소 외에, 제철소에서 발생하는 전로 가스, 고로 가스, 코크스로 가스도 사용 가능하다. 또한, LNG 와 등가로서 셰일 가스 (shale gas) 도 이용할 수 있다. 셰일 가스는 혈암 (셰일) 층으로부터 채취되는 천연 가스로, 종래의 가스전이 아닌 장소로부터 생산되는 점에서, 비재래형 천연 가스 자원이라고 불리고 있는 것이다.
1 은 고로, 2 는 송풍관, 3 은 우구, 4 는 랜스, 5 는 레이스웨이, 6 은 미분탄 (고체 환원재), 7 은 코크스, 8 은 차아, 9 는 LNG (이연성 환원재)

Claims (5)

  1. 우구로부터 고로 내로 고체 환원재, 기체 환원재 및 지연성 가스를 랜스를 개재하여 취입하는 고로 조업 방법에 있어서, 고체 환원재를 취입하는 고체 환원재용 취입관, 기체 환원재를 취입하는 기체 환원재용 취입관 및 지연성 가스를 취입하는 지연성 가스용 취입관이 병렬 또한 묶여져 랜스 외관 내에 수용되어 일체화된 병렬형 랜스를 사용하여, 지연성 가스 및 고체 환원재를 동시에 취입하거나, 지연성 가스, 기체 환원재 및 고체 환원재를 동시에 취입함과 함께, 이 병렬형 랜스로부터의 취입시에는, 고체 환원재용 취입관 및 기체 환원재용 취입관이 지연성 가스 취입관보다 상방에 위치하는 태세로 하여 실시하는 것을 특징으로 하는 고로 조업 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 병렬형 랜스는, 고체 환원재용 취입관의 외주면 중, 랜스 외경에 상당하는 위치를 점 A 로 했을 때, 점 A 가 최상부에 있을 때를 0°로 하여 점 A 를 랜스의 축선 둘레에 시계 방향으로 0°~ 90° 회전시킨 위치가 되도록, 고체 환원재용 취입관, 기체 환원재용 취입관 및 지연성 가스용 취입관을 배치하는 것을 특징으로 하는 고로 조업 방법.
  3. 우구로부터 고로 내로 고체 환원재, 기체 환원재 및 지연성 가스를 취입하기 위한 랜스에 있어서, 지연성 가스 및 고체 환원재를 동시에 취입하거나, 지연성 가스, 기체 환원재 및 고체 환원재를 동시에 취입할 때, 고체 환원재를 취입하는 고체 환원재용 취입관, 기체 환원재를 취입하는 기체 환원재용 취입관 및 지연성 가스를 취입하는 지연성 가스용 취입관이 병렬 또한 묶여져 랜스 외관 내에 수용되어 일체화된 구조를 갖고, 또한 각각의 취입관의 위치 관계를, 고체 환원재용 취입관 및 기체 환원재용 취입관을 지연성 가스 취입관보다 상방에 위치하는 관계가 되도록 배치 형성한 것인 것을 특징으로 하는 랜스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 병렬형 랜스의 취입 자세는, 고체 환원재용 취입관의 외주면 중, 랜스 외경에 상당하는 위치를 점 A 로 했을 때, 점 A 가 최상부에 있을 때를 0°로 하여 점 A 를 랜스의 축선 둘레에 시계 방향으로 0°~ 90° 회전시킨 위치가 되는 랜스 배치로 한 것을 특징으로 하는 랜스.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 각 취입관은, 내경이 6 ㎜ 이상 30 ㎜ 이하인 관인 것을 특징으로 하는 랜스.
KR1020157027225A 2013-04-03 2014-03-27 고로 조업 방법 및 랜스 KR101675710B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-077523 2013-04-03
JP2013077523 2013-04-03
PCT/JP2014/058797 WO2014162965A1 (ja) 2013-04-03 2014-03-27 高炉操業方法及びランス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150123920A KR20150123920A (ko) 2015-11-04
KR101675710B1 true KR101675710B1 (ko) 2016-11-11

Family

ID=51658263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157027225A KR101675710B1 (ko) 2013-04-03 2014-03-27 고로 조업 방법 및 랜스

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9945001B2 (ko)
EP (1) EP2982768B1 (ko)
JP (1) JP5652575B1 (ko)
KR (1) KR101675710B1 (ko)
CN (1) CN105074014A (ko)
AU (1) AU2014250568B2 (ko)
CA (1) CA2907833C (ko)
RU (1) RU2674454C2 (ko)
WO (1) WO2014162965A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9938593B2 (en) * 2013-04-03 2018-04-10 Jfe Steel Corporation Blast furnace operation method
AU2014250568B2 (en) 2013-04-03 2016-09-15 Jfe Steel Corporation Blast furnace operation method and lance

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2431542A1 (fr) * 1978-07-19 1980-02-15 Creusot Loire Tuyere de soufflage
SU994561A2 (ru) * 1981-02-20 1983-02-07 Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Питатель дл подачи угольной пыли
JPH0723489B2 (ja) * 1987-05-30 1995-03-15 住友金属工業株式会社 高炉の微粉炭吹込み用ノズル
JPH0338344U (ko) 1989-08-18 1991-04-12
FR2681417B1 (fr) 1991-09-17 1998-01-30 Air Liquide Dispositif et procede d'injection de gaz et de charbon dans un four de fusion de metal.
JP2868941B2 (ja) 1991-11-05 1999-03-10 川崎製鉄株式会社 竪型炉の羽口粉粒体吹込方法
JPH1112613A (ja) 1997-06-27 1999-01-19 Nkk Corp 高炉の微粉炭吹き込み用ランス
IT1302798B1 (it) 1998-11-10 2000-09-29 Danieli & C Ohg Sp Dispositivo integrato per l'iniezione di ossigeno e gastecnologici e per l'insufflaggio di materiale solido in
JP4341131B2 (ja) * 2000-01-19 2009-10-07 Ｊｆｅスチール株式会社 微粉炭吹込みバーナー
JP4779272B2 (ja) 2001-09-20 2011-09-28 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉内への微粉炭吹き込み方法
JP4074467B2 (ja) * 2002-03-29 2008-04-09 新日本製鐵株式会社 高炉での低揮発分微粉炭の燃焼性向上方法
RU2245373C1 (ru) * 2003-04-17 2005-01-27 Открытое акционерное общество "Северсталь" Дутьевая фурма доменной печи
JP2004183104A (ja) 2003-12-08 2004-07-02 Jfe Steel Kk 合成樹脂類の処理方法及び設備
JP4992235B2 (ja) 2005-12-09 2012-08-08 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉への還元材吹込み方法及び装置
CN200942372Y (zh) 2006-06-08 2007-09-05 云南铜业科技发展股份有限公司 管束式冶炼喷枪
KR100948927B1 (ko) 2007-08-29 2010-03-23 주식회사 포스코 용철 제조용 풍구 및 이를 이용한 가스 취입 방법
JP5824810B2 (ja) 2010-01-29 2015-12-02 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉操業方法
JP5923968B2 (ja) 2010-12-27 2016-05-25 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉操業方法
JP5699832B2 (ja) 2011-07-08 2015-04-15 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉操業方法
JP5263430B2 (ja) 2011-07-15 2013-08-14 Ｊｆｅスチール株式会社 高炉操業方法
US9309578B2 (en) 2012-07-13 2016-04-12 Jfe Steel Corporation Blast furnace operating method and tube bundle-type lance
AU2014250568B2 (en) 2013-04-03 2016-09-15 Jfe Steel Corporation Blast furnace operation method and lance

Also Published As

Publication number Publication date
EP2982768A1 (en) 2016-02-10
AU2014250568A1 (en) 2015-10-15
US9945001B2 (en) 2018-04-17
JP5652575B1 (ja) 2015-01-14
CA2907833A1 (en) 2014-10-09
KR20150123920A (ko) 2015-11-04
EP2982768A4 (en) 2016-03-30
EP2982768B1 (en) 2017-05-24
WO2014162965A1 (ja) 2014-10-09
CA2907833C (en) 2017-01-24
JPWO2014162965A1 (ja) 2017-02-16
US20160040261A1 (en) 2016-02-11
CN105074014A (zh) 2015-11-18
AU2014250568B2 (en) 2016-09-15
RU2015147170A (ru) 2017-05-12
RU2674454C2 (ru) 2018-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101659189B1 (ko) 고로 조업 방법
EP2653564B1 (en) Method for operating blast furnace
KR101559386B1 (ko) 고로 조업 방법
KR101686717B1 (ko) 고로 조업 방법
JP5522325B1 (ja) 高炉操業方法
KR101675710B1 (ko) 고로 조업 방법 및 랜스
JP6260555B2 (ja) 還元材吹き込み装置
KR20170107569A (ko) 고로 조업 방법
KR20170109043A (ko) 고로 조업 방법
JP6061107B2 (ja) 高炉操業方法
JP2010126774A (ja) 焼結鉱の製造方法
US9938593B2 (en) Blast furnace operation method
JP6044564B2 (ja) 高炉操業方法
EP2796565B1 (en) Blast furnace operation method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191016

Year of fee payment: 4