CN105102641B - 高炉操作方法 - Google Patents

高炉操作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105102641B
CN105102641B CN201480019170.2A CN201480019170A CN105102641B CN 105102641 B CN105102641 B CN 105102641B CN 201480019170 A CN201480019170 A CN 201480019170A CN 105102641 B CN105102641 B CN 105102641B
Authority
CN
China
Prior art keywords
spray gun
pipe
blast
combustion
blasted
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.)
Active
Application number
CN201480019170.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105102641A (zh
Inventor
藤原大树
村尾明纪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
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 NKK Corp filed Critical NKK Corp
Publication of CN105102641A publication Critical patent/CN105102641A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105102641B publication Critical patent/CN105102641B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C21B5/003—Injection of pulverulent coal
    • 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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F27D2003/168—Introducing a fluid jet or current into the charge through a lance
    • F27D2003/169—Construction of the lance, e.g. lances for injecting particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27M—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS OF THE CHARGES OR FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS
    • F27M2001/00—Composition, conformation or state of the charge
    • F27M2001/04—Carbon-containing material

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)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明提出了一种高炉的操作方法，以及在实施该方法时使用的喷枪的结构，该操作方法可兼顾冷却能力的提高和燃烧性的提高，且不增大喷枪外径，从而对于实现生产性的提高、还原材料单位消耗的降低是有效的。本发明的高炉操作方法是使用插入到鼓风管内的喷枪至少将固体还原材料和助燃性气体经由风口而鼓入炉内的高炉的操作方法，其中，在使用将多个鼓入管捆扎而成的管束型喷枪，经由该管束型喷枪中的固体还原材料用鼓入管、助燃性气体用鼓入管及气体还原材料用鼓入管向高炉的炉内仅鼓入固体还原材料、或者同时鼓入固体还原材料和助燃性气体这两种、或者同时鼓入固体还原材料、助燃性气体及气体还原材料这三种时，将两支以上的管束型喷枪插入鼓风管内并使其顶端部相互接近，并且以使相互的鼓出流在鼓风管内相干扰的方式进行鼓入。

Description

高炉操作方法
技术领域
本发明涉及高炉的操作方法，该方法经由高炉风口向炉内鼓入助燃性气体、并同时鼓入粉煤等固体还原材料和LNG等易燃性的气体还原材料。
背景技术
近年来，由二氧化碳排放量的增加引起的全球变暖问题已被指出，而这对于钢铁行业而言也是重要的课题。针对该课题，在最近的高炉中，低还原材料比(每制造1吨生铁时，从风口鼓入的还原材料和从炉顶装入的焦炭的总量)操作得到了推进。高炉主要使用焦炭及粉煤作为还原材料。因此，为了实现低还原材料比操作、进而实现二氧化碳排放量的抑制，将焦炭等置换为废塑料、或LNG、重油等氢含有率高的还原材料的方法是有效的。
下述专利文献1中公开的技术是使用多个喷枪(lance)，通过将固体还原材料、气体还原材料及助燃性气体分别从各个喷枪鼓入来促进固体还原材料的升温，从而使燃烧效率提高，进而抑制未燃粉、焦炭粉的产生，谋求通气的改善，由此来削减还原材料比的方法。另外，下述专利文献2公开了如下的技术：使喷枪为同心多重管型，从内管鼓入助燃性气体，从内管与外管之间鼓入气体还原材料和固体还原材料。另外，下述专利文献3中提出了在喷枪主管的周围并列多个小径管的方案。此外，下述专利文献4中公开了一种多管喷嘴，其是在向熔融还原炉鼓入助燃性气体和燃料的情况下，在燃料供给管的外侧平行且相分离地配置多个鼓入管，从而使得即使在一个喷嘴发生损耗时也能够始终保持助燃性气体与燃料的混合状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-162038号公报
专利文献2：日本特开2011-174171号公报
专利文献3：日本特开平11-12613号公报
专利文献4：日本实开平3-38344号公报
发明内容
发明要解决的问题
对于也鼓入气体还原材料这一点而言，上述专利文献1中记载的高炉操作方法与从风口仅鼓入固体还原材料(粉煤)的方法相比，在燃烧温度的提高、还原材料单位消耗的减少方面是有效的，但其效果尚不充分。另外，对于上述专利文献2中公开的套管喷枪而言，由于需要进行喷枪的冷却，因此必须加快外侧的鼓入速度。这样一来，必须使内管与外管之间的间隙狭窄，无法流通给定的气体量，因此存在无法获得必要的燃烧性的隐患。另一方面，如果要兼顾气体量和流速，则需要加大喷枪径，而这会引发从鼓风管的送风量的降低。其结果，会导致出铁量降低，或伴随喷枪插入口的直径增大而导致周边耐火物的破损风险增加。
另外，对于上述专利文献3中记载的技术而言，由于使用了在主管的周围配置有多个小径管的喷枪，因此，不仅由冷却能力降低引起的小径管堵塞的风险增高，而且存在导致喷枪的加工成本升高的问题。另外，在该技术中，由于在中途使多重管变为并列管，因此存在导致压力损失和直径增大的问题。
另外，如上所述，高炉也从风口送入热风，而固体还原材料、助燃性气体也借助该热风被鼓入炉内。此时，在专利文献4中记载的喷枪中，使用同心双重管喷枪来鼓入固体还原材料和助燃性气体，但此时，除了该双重管喷枪以外，还与它们并列地配置有用以鼓入气体还原材料的单管喷枪。该喷枪的相对于送风管及风口的截面积而言的该喷枪的专有面积大，会因送风压力的增加而引起运行成本增加，或者导致设置于风口背面的炉内监控窗口的视野减小。另外，由于要使向鼓风管中插入喷枪的部分(导管)直径增大，因此存在导致导管部与鼓风管的接合面减小，易引发导管部的剥离的问题。
本发明的目的在于提供一种高炉的操作方法，以及在实施该方法时使用的喷枪的结构，该操作方法可兼顾冷却能力的提高和燃烧性的提高，且不增大喷枪外径，从而对于实现生产性的提高、还原材料单位消耗的降低是有效的。
解决问题的方法
为实现上述目的而开发的本发明的高炉操作方法是使用插入到鼓风管内的喷枪至少将固体还原材料和助燃性气体经由风口而鼓入炉内的高炉的操作方法，其特征在于，在使用将多个鼓入管捆扎而成的管束型喷枪，经由该管束型喷枪中的固体还原材料用鼓入管、助燃性气体用鼓入管及气体还原材料用鼓入管向高炉的炉内仅鼓入固体还原材料、或者同时鼓入固体还原材料和助燃性气体这两种、或者同时鼓入固体还原材料、助燃性气体及气体还原材料这三种时，将两支以上的管束型喷枪插入鼓风管内并使其顶端部相互接近，并且以使相互的鼓出流在鼓风管内相干扰的方式进行鼓入。
在本发明中，提供下述更优选的解决方案：
(1)上述管束型喷枪是捆扎并列的三根鼓入管并将其收纳在喷枪外管内而成的喷枪；
(2)上述管束型喷枪是相对于贯穿喷枪中心部的固体还原材料用鼓入管，在该固体还原材料用鼓入管的周围交替缠绕螺旋状的助燃性气体用鼓入管及螺旋状的气体还原材料用鼓入管这两者并进行一体化而成的喷枪；
(3)在使用两支上述管束型喷枪并从各个喷枪中至少同时鼓入固体还原材料和助燃性气体的情况下，以相对于在鼓风管的中心部流通的助燃性气体的鼓入流，使固体还原材料的鼓入流流向其外侧的方式进行鼓入；
(4)在使用两支上述管束型喷枪并至少将固体还原材料和助燃性气体从各个喷枪同时鼓入的情况下，形成如下的喷枪配置来进行鼓入，所述喷枪配置使得从各个管束型喷枪鼓入的两股固体还原材料鼓入流相互间不发生冲撞、但该固体还原材料的鼓入流与助燃性气体鼓入流发生冲撞；
(5)在使用两支上述管束型喷枪并从各个喷枪中至少同时鼓入固体还原材料和助燃性气体的情况下，按照下述方式进行鼓入：从各个管束型喷枪鼓入的固体还原材料鼓入流相互间不发生冲撞，但与从各个管束型喷枪鼓入的助燃性气体鼓入流汇流而冲撞、并被该流分割为两股固体还原材料鼓入流；
(6)在使用两支上述管束型喷枪并从各个喷枪中至少同时鼓入固体还原材料和助燃性气体的情况下，按照下述方式进行鼓入：从各个管束型喷枪鼓入的固体还原材料鼓入流在鼓风管的中心部发生冲撞、并将未与固体还原材料鼓入流发生汇流冲撞的气体还原材料鼓入流及助燃性气体鼓入流引导至该固体还原材料鼓入流的外侧。
发明的效果
根据本发明的高炉操作方法，在将固体还原材料、以及气体还原材料和助燃性气体中的一种以上经由插入至鼓风管的喷枪从风口同时鼓入至高炉内的情况下，通过使用两支以上的管束型喷枪，可以在不增大喷枪外径的情况下将各鼓入管各自的管径自身保持在较大的水平，因此能够谋求冷却能力的提高和燃烧性的提高，进而能够减少还原材料单位消耗。
另外，在本发明中，通过使用以贯穿筒状中心部的固体还原材料用鼓入管为中心、在其周围交替缠绕螺旋状的助燃性气体用鼓入管及螺旋状的气体还原材料用鼓入管这两者并进行一体化而成的喷枪作为上述管束型喷枪，可形成气体还原材料鼓入流和助燃性气体鼓入流在固体还原材料鼓入流的周围回旋的流动，从而可以一边使固体还原材料发生扩散一边进行鼓入，因此可以使固体还原材料的燃烧效率进一步提高。
另外，根据本发明，在使插入鼓风管内的两支管束型喷枪的顶端部相接近的同时、使它们以使相互的鼓出方向相干扰的方式聚敛，因此例如会形成使得以助燃性气体为中心、以固体还原材料夹持其周围、并由助燃性气体包围其外侧的方式的喷枪配置，因此可以使固体还原材料的燃烧率进一步提高。
另外，根据本发明，可形成使得固体还原材料鼓入流彼此间不发生冲撞、且使助燃性气体与其它喷枪的固体还原材料的鼓入流发生冲撞的方式的喷枪配置，由此可进一步提高固体还原材料的燃烧效率。
附图说明
[图1]是示出高炉的概况的纵向剖面图。
[图2]是从喷枪向高炉内仅鼓入粉煤时的燃烧状态的说明图。
[图3]是仅鼓入粉煤时的燃烧机理的说明图。
[图4]是鼓入粉煤、LNG及氧时的燃烧机理的说明图。
[图5]是套管型喷枪与管束型喷枪的压力损失的比较坐标图。
[图6]是燃烧实验时的喷枪表面温度的坐标图。
[图7]是示出喷枪内管的外径与喷枪外径的关系的坐标图。
[图8]是燃烧实验装置的示意图。
[图9]是喷枪内的鼓入管的说明图。
[图10]是示出喷枪的外观以及向鼓风管内插入的一例的图。
[图11]是示出从喷枪的鼓入状态的一例的图。
[图12]是粉煤和氧的鼓入状态的说明图。
[图13]是实验中的粉煤、LNG、氧的鼓入状态的说明图。
[图14]是燃烧实验结果的燃烧率的说明图。
[图15]是示出了喷枪内的鼓入管的另一例的说明图。
符号说明
1 高炉
2 鼓风管
3 风口
4 喷枪
5 回旋区
6 粉煤(固体还原材料)
7 块状焦炭
8 焦化物
9 LNG(气体还原材料)
21 第1管
22 第2管
23 第3管
具体实施方式
以下，针对本发明的高炉操作方法的优选实施方式的一例进行说明。图1是采用本发明的高炉操作方法的高炉1的整体图。高炉1在炉腹部的炉周方向配置有多个风口3。该风口3与用来吹送热风的鼓风管2连接，在该鼓风管2中，用来鼓入固体燃料、助燃性气体等的喷枪4朝着风口3插入。在位于相对于风口3而言的热风鼓出方向的前方的炉内，形成有被称为回旋区5的燃烧空间，该回旋区5的燃烧空间也是从炉顶装入的块状焦炭堆积层。铁水主要在该燃烧空间中生成。
图2是示意性地示出了从上述喷枪4经由风口3仅将固体还原材料(以下，在“粉煤6”的例子中详述)鼓入炉内时的燃烧状态的图。如该图所示，从喷枪4经风口3而被鼓入回旋区5的粉煤6的挥发成分及固定碳与堆积焦 炭7一起燃烧，未燃尽而残留的碳与灰分的聚集体、即焦化物从回旋区5作为未燃焦化物8被排出。需要说明的是，上述风口3的热风鼓出方向的前方的该热风的速度约为200m/秒。另一方面，从喷枪4的顶端部起直至到达回旋区5内为止的距离、即存在O2的区域约为0.3～0.5m。因此，对于鼓入粉煤粒子的升温、该粉煤与O2的接触(分散性)而言，实质上需要在1/1000秒这样的短时间内使其反应。
图3是示出从喷枪4向鼓风管2内仅鼓入粉煤(PC:Pulverized Coal)6的情况下的燃烧机理的图。对于从上述风口3被鼓入到回旋区5内的粉煤6而言，在来自回旋区5内的火焰的辐射传热的作用下，粒子被加热，进而，在辐射传热、传导传热的作用下使温度急剧上升，从升温300℃以上的时刻开始引发热分解，挥发成分着火而燃烧(形成火焰)、达到1400～1700℃的温度。放出了挥发成分后的粉煤成为上述未燃焦化物8。该焦化物8主要由固定碳构成，因此，在发生上述燃烧反应的同时也发生碳溶解反应。
图4示出了从喷枪4向送风管2内鼓入粉煤6、同时鼓入LNG9和氧(氧未图示)的情况下的燃烧机理。对于粉煤6、LNG9及氧的同时鼓入，示出了单纯平行鼓入的情况。需要说明的是，图中的双点划线示出了仅鼓入图3所示的粉煤的情况下的燃烧温度。可以认为，在这样同时鼓入粉煤、LNG及氧的情况下，伴随气体的扩散，粉煤发生分散，由于LNG与氧(O2)的接触而使LNG发生燃烧，而在该燃烧热的作用下，粉煤迅速地进行加热、升温，由此，粉煤在接近喷枪的位置发生燃烧。
图5是有关以往通常被使用的套管型喷枪和在本发明中使用的管束型喷枪的压力损失的图。由该图可以明确的是，与套管型喷枪相比，管束型喷枪在相同截面积下所对应的压力损失低。而该差异可被认为是由于管束型喷枪的各个鼓入通路(管内面积)变大，由此导致通气阻力减少的结果所引起的。
图6示出了套管型喷枪与管束型喷枪的冷却能力的比较结果。由该图可以明确的是，与套管型喷枪相比，管束型喷枪在相同压力损失下所对应的冷却能力变高。而这被认为是由于通气阻力低，因而在相同压力损失下能够流通的流量大。
图7示出了喷枪的内管外径与喷枪外径的关系。图7a为非水冷型、图7b为水冷型的喷枪的外径。由该图可以明确的是，与套管型喷枪相比，管束型喷枪的喷枪外径变小。可以认为这是由于，与套管型喷枪相比，在管束型喷枪中能够减小流路、管的厚度、及水冷部的截面积。
为了对套管型喷枪与管束型喷枪的燃烧性加以比较，使用图8所示的燃烧实验装置进行了燃烧实验。在该实验装置中使用的实验炉11内，内部填充有焦炭，从观察窗能够观察到回旋区15的内部。另外，该实验装置中安装有鼓风管12，能够将在外部的燃烧器13中产生的热风经由该鼓风管12而送风至实验炉11内。另外，该鼓风管12内插入有喷枪4。并且，在该鼓风管12中，还能够在送风中实现富氧化。需要说明的是，喷枪4可以将LNG和氧中的任意一种或两种以上、以及粉煤通过鼓风管12内而鼓入到实验炉11内。另一方面，在实验炉11内产生的废气在被称为分尘器(cyclone)的分离装置16中被分离为废气和灰尘，废气被送往助燃炉等废气处理设备，灰尘被捕获箱17所捕获。
在该燃烧实验中，作为喷枪4，使用了单管喷枪、同心多重管喷枪(套管型喷枪)、将多根(优选为2～3根)鼓入管捆扎并呈并列状态地沿喷枪外管内的轴向收纳的管束型喷枪。并且以下述(1)的情况为基础，对于下述(2)～(3)的情况测定了燃烧率、喷枪内压力损失、喷枪表面温度及喷枪的外径。
(1)由单管型喷枪仅鼓入粉煤的情况；
(2)以往的从套管型喷枪的内管鼓入粉煤、从内管与中管的间隙鼓入氧、从中管与外管的间隙鼓入LNG的情况；
(3)本发明特定的技术方案，即从管束型喷枪的各个鼓入管鼓入LNG和氧中的1种或2种以上、以及粉煤的情况。
针对燃烧率，改变氧的鼓入流速进行了测定。燃烧率是从回旋区的后方利用探测器(probe)回收未燃焦化物，并由其未燃量而求出的。
图9(a)示出了以往的套管型喷枪的一例，图9(b)示出了本发明中使用的管束型喷枪的一例。对于该套管型喷枪而言，内管I使用了公称直径8A、公称厚度Schedule 10S的不锈钢管，中管M使用了公称直径15A、公称厚度Schedule 40的不锈钢管，外管O使用了公称直径20A、公称厚度Schedule 10S的不锈钢管。各不锈钢管的各规格如图所示，内管I与中管M的间隙为1.15mm、中管M与外管O的间隙为0.65mm。
另外，在图9(b)的管束型喷枪中，第1管21使用了公称直径8A、公称厚度Schedule5S的不锈钢管，第2管22使用了公称直径6A、公称厚度Schedule 10S的不锈钢管，第3管23使用了公称直径6A、公称厚度Schedule 20S的不锈钢管，并将它们呈并列状态地捆扎并一体地收纳在喷枪外管内。
实验中，如图10(a)所示，从在喷枪外管4内以呈并列状态的方式捆扎收纳有3根鼓入管的管束型喷枪的管21鼓入粉煤(PC)、从管22鼓入LNG、从管23鼓入氧。需要说明的是，如图10(b)所示，该管束型喷枪在鼓风管12中的插入长度(插入深度)设为200mm。另外，氧的流速设为10～200m/s，插入方向以使喷枪的顶端部向着高炉的风口(炉内侧)的方式倾斜配置，即，如后所述，将2支管束型喷枪4的顶端部插入鼓风管12内(但不使它们碰上)，并配置其朝向使得它们的顶端部相互接近、且相互的鼓出流在鼓风管内不相干扰。另外，氧的流速调整例如像图11所示那样，通过在氧鼓入管23的顶端部设置缩径部、并对该缩径部顶端的内径进行各种变更来进行。
在使用上述管束型喷枪4来进行鼓入时，优选形成使鼓出流在喷枪顶端部发生相互干扰的喷枪配置，例如，优选进行调整、使得粉煤的鼓入流与LNG、氧汇流而冲撞。图11(a)示出了从套管型喷枪4的鼓入状态，图11(b)示出了从管束型喷枪的鼓入状态的概念。由图9(a)的构成可以明确的是，在以往的套管型喷枪中，像图11(a)那样，粉煤、氧、LNG相互间不会发生冲撞，而是保持同心圆状的状态被鼓入。另一方面，在管束型喷枪中，通过调整例如各鼓入管的朝向(配置)，从而分别对粉煤流、氧流、LNG流的朝向进行调整。优选如图11(b)所示那样，以使LNG流和氧流(其中，氧流未图示)相对于粉煤流进行冲撞的方式考虑该管束型喷枪的各个鼓入管的朝向来进行配置。
对于各鼓入管而言，作为其顶端部的结构，可以使用斜着切割顶端而成的结构、或将顶端弯曲而成的结构。其中，在斜着切去鼓入管的顶端而成的结构中，可以由此而改变所鼓入的LNG、氧的扩散状态。另外，如果使鼓入管的顶端弯曲，则能够改变所鼓入的LNG、氧的流向。
本发明的优选实施例中，插入到鼓风管12内的管束型喷枪4的配置如下：使得两支以上的管束型喷枪4的顶端部在鼓风管的管轴中心附近接近，且相互的鼓出方向成为在该鼓风管12内收敛地干扰的朝向，同时至少使固体还原材料鼓入流和助燃性气体鼓入流按照一定的关系发生干扰。例如，如图12所示那样，以使它们成为一对向着鼓风管12的管轴中心自上下插入、且使各自的顶端部在管轴中心附近接近的方式进行设置。
在本发明的更优选的实施方式中，在使用2支成一对的管束型喷枪的情 况下，对鼓入氧的管23的位置加以设置，使得例如像图12a所示那样以粉煤流(PC)夹着鼓入的氧流、或如图12b所示那样使鼓入的氧流与从各个喷枪鼓入的2股粉煤流冲撞，也是优选的实施方式之一。
关于这一点，在例如使用2支单管喷枪、而不是管束型喷枪的情况下，需要像图13a所示那样，以不使从2支单管喷枪鼓入的粉煤流发生冲撞或混合的方式将喷枪交叉地配置。另外，在使用2支套管型喷枪的情况下，也需要像图13b所示那样，形成不会使从2支套管型喷枪鼓入的粉煤流或LNG流、氧流相互发生冲撞或混合的方式的喷枪配置。
但是，在使用2支管束型喷枪的情况下，如图13c所示，对于下述中的各个情况而言均是能够实现的：
a.形成使鼓入的氧流被2股粉煤流夹着的方式的喷枪配置的情况(方式A)；
b.形成使从2支管束型喷枪分别鼓入的粉煤鼓入流不发生汇流冲撞、但与从各个喷枪鼓入的氧流发生汇流冲撞、并被该流截断的方式的喷枪配置的情况(方式B)；
c.以使从2支管束型喷枪分别鼓入的粉煤流发生汇流冲撞，而在未与其冲撞的位置使分别从鼓入管被鼓入的LNG的鼓入流和氧的鼓入流发生汇流而冲撞、同时在粉煤、鼓入流的外侧流动的方式配置了2支管束型喷枪的情况(方式C)。
接着，关于图13a～c所示的例子，进行了燃烧实验。在该实验中使用的粉煤的各规格如下：固定碳(FC:Fixed Carbon)71.3％、挥发成分(VM:Volatile Matter)19.6％、灰分(Ash)9.1％，鼓入条件设为50.0kg/h(以制铁单位消耗计相当于158kg/t)。另外，LNG的鼓入条件设为3.6kg/h(5.0Nm3/h，以制铁单位消耗计相当于11kg/t)。送风条件设为：送风温度1100℃、流量350Nm3/h、流速80m/s、O2富集+3.7(氧浓度24.7％，相对于空气中氧浓度21％有3.7％的富集)。
图14示出了基于上述燃烧实验而得到的各例子的燃烧率的结果。由该图可以明确的是，在将3根鼓入管并列排列而形成管束型喷枪、且形成使得鼓入氧流被粉煤鼓入流夹着的方式的管束型喷枪的配置的情况下(方式A)、以及以使鼓入氧流与从各个喷枪鼓入的粉煤流发生冲撞的方式形成管束型喷枪的配置的情况下(方式B)，燃烧率增高。其中，形成使得鼓入氧流被粉 煤流夹着的方式的喷枪配置的情况下(方式A)，通过用粉煤流夹着氧流，可以抑制氧向送风(热风)中扩散。需要说明的是，在形成使得鼓入氧流与从各个喷枪鼓入的粉煤流发生冲撞的方式的喷枪配置的情况下，可认为是通过改善粉煤流与氧流的混合性而促进了燃烧。另外可认为，在鼓入粉煤流彼此发生冲撞的情况下燃烧率低是由于冲撞后的粉煤流的粉煤密度变得过高、燃烧性降低。
作为本发明中使用的管束型喷枪4的另一例，也可以使用例如图15所示那样的，相对于贯穿中心部的直筒状的固体还原材料用鼓入管，相互交替地缠绕螺旋状的助燃性气体用鼓入管及螺旋状的气体还原材料用鼓入管并进行一体化而成的喷枪。而且，通过使用这样的喷枪4，可以形成LNG鼓入流及氧鼓入流在粉煤鼓入流的周围进行回旋的流动，能够一边使粉煤扩散一边进行鼓入，从而能够使粉煤的燃烧效率进一步提高。
在使用如上所述的管束型喷枪的本发明的高炉操作方法中，将粉煤(固体还原材料)、LNG(气体还原材料)、氧(助燃性气体)使用多支管束型喷枪4以使相互的鼓出流发生干扰的方式向风口鼓入，因此能够在不使喷枪外径变得极大的情况下提高鼓入效果，因此能够同时实现冷却能力的提高和燃烧性的提高，其结果，能够减少还原材料单位消耗。
另外，通过使用相对于以贯穿中心部的方式设置的直筒状的固体还原材料(粉煤)用鼓入管，在其周围结合以缠绕的方式设置的螺旋状、即螺旋状的气体还原材料用鼓入管、螺旋状的助燃性气体用鼓入管而成的管束型喷枪，可以形成LNG(气体还原材料)流和氧(助燃性气体)流在粉煤(固体还原材料)流的周围回旋的流动，能够一边使粉煤(固体还原材料)扩散一边将其鼓入，从而能够进一步提高粉煤(固体还原材料)的燃烧率。
需要说明的是，在上述实施方式中，对使用LNG作为气体还原材料进行了说明，但也可以使用民用燃气，作为其它的气体还原材料，除了民用燃气、LNG以外，还可以使用丙烷气体、氢、以及在炼铁厂产生的转炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气。需要说明的是，也可以与LNG等效地利用页岩气(shale gas)。页岩气是采集自页岩(shale)层的天然气，由于是从并非传统气田的场所生产的，因而被称为非常规天然气资源。

Claims (3)

1.一种高炉操作方法，该方法包括：使用插入到鼓风管内的喷枪，至少将固体还原材料和助燃性气体经由风口而鼓入炉内，
其中，在使用将多个鼓入管捆扎而成的管束型喷枪，经由该管束型喷枪中的固体还原材料用鼓入管、以及助燃性气体用鼓入管和气体还原材料用鼓入管中的助燃性气体用鼓入管或两者向高炉的炉内同时鼓入固体还原材料和助燃性气体这两种、或者同时鼓入固体还原材料、助燃性气体及气体还原材料这三种时，将两支以上的管束型喷枪插入鼓风管内并使其顶端部相互接近，至少形成使得鼓入的助燃性气体鼓入流被两股固体还原材料鼓入流夹着的方式的喷枪配置，并且以使相互的鼓出流在鼓风管内相干扰的方式进行鼓入。
2.一种高炉操作方法，该方法包括：使用插入到鼓风管内的喷枪，至少将固体还原材料和助燃性气体经由风口而鼓入炉内，
其中，在使用将多个鼓入管捆扎而成的管束型喷枪，经由该管束型喷枪中的固体还原材料用鼓入管、以及助燃性气体用鼓入管和气体还原材料用鼓入管中的助燃性气体用鼓入管或两者向高炉的炉内同时鼓入固体还原材料和助燃性气体这两种、或者同时鼓入固体还原材料、助燃性气体及气体还原材料这三种时，将两支以上的管束型喷枪插入鼓风管内并使其顶端部相互接近，至少形成使从2支管束型喷枪分别鼓入的固体还原材料鼓入流不发生汇流冲撞、但与从各个喷枪鼓入的助燃性气体鼓入流发生汇流冲撞、并被该流截断的方式的喷枪配置，并且以使相互的鼓出流在鼓风管内相干扰的方式进行鼓入。
3.根据权利要求1或2所述的高炉操作方法，其中，所述管束型喷枪是捆扎并列的三根鼓入管并将其收纳在喷枪外管内而成的喷枪。
CN201480019170.2A 2013-04-03 2014-03-27 高炉操作方法 Active CN105102641B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013077524 2013-04-03
JP2013-077524 2013-04-03
PCT/JP2014/058793 WO2014162964A1 (ja) 2013-04-03 2014-03-27 高炉操業方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105102641A CN105102641A (zh) 2015-11-25
CN105102641B true CN105102641B (zh) 2018-01-09

Family

ID=51658262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480019170.2A Active CN105102641B (zh) 2013-04-03 2014-03-27 高炉操作方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9938593B2 (zh)
EP (1) EP2982767B1 (zh)
JP (1) JP5610109B1 (zh)
KR (1) KR101693136B1 (zh)
CN (1) CN105102641B (zh)
AU (1) AU2014250567C1 (zh)
CA (1) CA2903955C (zh)
RU (1) RU2674455C2 (zh)
WO (1) WO2014162964A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1275168A (zh) * 1998-08-13 2000-11-29 浦项综合制铁株式会社 粉煤喷射装置
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
CN102485913A (zh) * 2010-12-01 2012-06-06 张昭贵 一种高炉喷吹煤粉的方法和装置

Family Cites Families (21)

* 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
JPH0338344A (ja) 1989-07-05 1991-02-19 Hitachi Chem Co Ltd 紙基材エポキシ樹脂積層板の製造法
JPH0338344U (zh) 1989-08-18 1991-04-12
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
KR100380747B1 (ko) 1999-07-19 2003-04-18 주식회사 포스코 이중관을 이용한 미분탄 취입장치
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
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
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
AU2013287646B2 (en) * 2012-07-13 2015-05-14 Jfe Steel Corporation Blast furnace operating method and tube bundle-type lance
EP2982768B1 (en) * 2013-04-03 2017-05-24 JFE Steel Corporation Blast furnace operation method and lance

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1275168A (zh) * 1998-08-13 2000-11-29 浦项综合制铁株式会社 粉煤喷射装置
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
CN102485913A (zh) * 2010-12-01 2012-06-06 张昭贵 一种高炉喷吹煤粉的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105102641A (zh) 2015-11-25
EP2982767A1 (en) 2016-02-10
CA2903955C (en) 2018-04-17
AU2014250567B2 (en) 2017-02-16
CA2903955A1 (en) 2014-10-09
RU2015147176A (ru) 2017-05-10
US20160053338A1 (en) 2016-02-25
EP2982767B1 (en) 2017-05-17
JPWO2014162964A1 (ja) 2017-02-16
KR101693136B1 (ko) 2017-01-04
KR20150108407A (ko) 2015-09-25
US9938593B2 (en) 2018-04-10
WO2014162964A9 (ja) 2015-08-20
JP5610109B1 (ja) 2014-10-22
RU2674455C2 (ru) 2018-12-10
EP2982767A4 (en) 2016-03-23
AU2014250567C1 (en) 2017-06-29
WO2014162964A1 (ja) 2014-10-09
AU2014250567A1 (en) 2015-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI494436B (zh) 鼓風爐的鼓風管配置
JP6653862B2 (ja) 発火装置における燃焼管理のための方法および発火装置
TWI484041B (zh) Blast furnace operation method
CN104379770B (zh) 高炉操作方法
KR101314443B1 (ko) 고로 조업 방법 및 그를 위한 저발열량 가스의 연소 방법과 고로 설비
CN105102641B (zh) 高炉操作方法
CN105333422B (zh) 以添加惰性组分水电解气再燃为热源的煤粉分级燃烧器
CN107406894B (zh) 高炉操作方法
RU2674454C2 (ru) Способ работы доменной печи и копье
JP5987773B2 (ja) 高炉操業方法
JP5910567B2 (ja) 高炉操業方法
CN105841144B (zh) 有效降低碳氧化物排放的循环流化床锅炉
CN110160066A (zh) 烟气加热系统
KR101629122B1 (ko) 고로 조업 방법
CN209213826U (zh) 环保节能型生物质循环流化床锅炉
JP6191731B2 (ja) 高炉操業方法
JP6176362B2 (ja) 高炉操業方法
JP5987771B2 (ja) 高炉操業方法
CN206538368U (zh) 一种节能的炭黑反应炉
JP6183498B2 (ja) 高炉操業方法
CN114250328A (zh) 一种全氧冶炼的喷吹装置及喷吹方法
JP5987774B2 (ja) 高炉操業方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant