CN108026596A - 熔炉的粉煤吹入装置及其吹入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种熔炉的粉煤吹入装置和熔融的粉煤吹入方法，以通过在熔炉的炉料上部吹入粉煤，改善熔炉中产生的还原气体的氧化度，提高矿石还原率，从而能够在降低熔炉内二氧化碳比重的同时提高一氧化碳比重。熔炉的粉煤吹入装置包括：粉煤吹入燃烧器，在熔炉的炉料上部设有至少一个以上的所述粉煤吹入燃烧器；以及控制部，提供为用于控制被供给至所述粉煤吹入燃烧器的粉煤的吹入量。熔炉的粉煤吹入方法包括：利用设置在所述熔炉上的粉煤吹入燃烧器吹入粉煤的步骤；以及控制所述粉煤的熔炉吹入环境的控制步骤。

Description

熔炉的粉煤吹入装置及其吹入方法

技术领域

本文涉及将粉煤吹入熔炉的炉料上部的粉煤吹入装置及其吹入方法。

背景技术

通常，粉尘燃烧器(Dust Burner)是一种在热旋风炉(Hot Cyclone)中收集熔炉中产生的气体中的铁矿石粉尘、煤粉并将它们燃烧来再次吹入熔炉内炉料(Bed)上部的设备。

熔炉中产生的粉尘在流入作为除尘设备的热旋风炉之后，根据旋风原理分离而流入下部管道，通过所述粉尘燃烧器内部的注入(Injection)氮气被移送至炉内之后与在粉尘燃烧器前端部吹入的氧气相遇而进行燃烧，从而再次被吹入炉内。

如上所述，由于在粉尘燃烧器端部的碳(Carbon)燃烧现象，作为还原气体的一氧化碳(CO)气体的产生量增加，并且由于燃烧反应中产生的燃烧热，产生熔炉穹顶(Dome)部的温度上升的效果。

但是，在熔炉中粉尘再次吹入量减少或粉尘中碳含量减少的情况下，氧气以超过使粉尘中的碳燃烧所需的氧气量被过度吹入，从而使由熔炉的炉料产生而上升的气体中的一氧化碳燃烧，由此还原气体中二氧化碳(CO₂)含量增加，从而存在流动路径的矿石还原率降低的问题。

此外，在二氧化碳在短时间内迅速增加的情况下，还原率减小，从而还存在诱发熔融金属的温度降低的问题。

此外，在熔炉的穹顶部中设有粉尘燃烧器，用于分解和燃烧在熔炉中产生的粉尘类和干馏气体，当粉尘燃烧器的位置过于靠近炉料床时，粉尘燃烧器的火焰会冲到炉料床的上部表面并接触，从而产生过多的粉尘，同时存在粉尘燃烧器被损坏的风险。此外，如果粉尘燃烧器的位置离炉料床太远，则由粉尘燃烧器产生的大部分热量不能用来升高炉料床的温度，而是用来升高穹顶部的温度，从而存在穹顶部的温度会不必要地上升的同时熔炉的作业效率降低的问题。

发明内容

所要解决的问题

提供一种熔炉的粉煤吹入装置及其吹入方法，其通过在熔炉的炉料上部吹入粉煤，改善熔炉中产生的还原气体的氧化度，提高矿石还原率，从而能够在降低熔炉内二氧化碳比重的同时提高一氧化碳比重。

此外，通过在熔炉的粉尘燃烧器与熔炉的炉料床之间设置能够燃烧粉煤的粉煤吹入燃烧器，通过粉煤吹入燃烧器吹入粉煤和氧气，从而能够向熔炉的炉料床上部提供热量。

解决问题的方案

熔炉的粉煤吹入装置可包括：粉煤吹入燃烧器，在熔炉的炉料上部设有至少一个以上的所述粉煤吹入燃烧器；以及控制部，设置为用于控制被供给至所述粉煤吹入燃烧器的粉煤的吹入量。

所述粉煤吹入燃烧器可以与粉煤制备设备联结而被供给粉煤，或与所述粉煤制备设备和粉煤分配阀联结而被供给粉煤，所述粉煤分配阀设置在熔炉上设置的风口之间。

可进一步包括：粉尘燃烧器，在所述熔炉的炉料上部且所述粉煤吹入燃烧器的下侧提供有至少一个以上的所述粉尘燃烧器，将粉煤选择性地进行附加吹入。

所述粉尘燃烧器可以与粉煤制备设备联结或与设置在熔炉上设置的风口之间的粉煤分配阀联结，从而与粉尘一起选择性地将粉煤附加吹入所述熔炉中。

所述粉煤分配阀可包括粉煤供给管道，所述粉煤供给管道分别设有用于调节粉煤的吹入量的手动阀和孔。

所述粉煤供给管道可以是设有通过所述控制部远程自动控制的三通阀的结构。

所述三通阀可以是为了防止在未吹入粉煤时的所述粉煤供给管道的堵塞而吹入惰性气体的结构。

所述粉煤吹入燃烧器可进一步包括喷射器，所述喷射器设置在所述粉煤吹入燃烧器的后端部，向被供给的粉煤投入惰性气体。

所述粉煤吹入燃烧器可进一步包括冷却水管道，所述冷却水管道设置在所述粉煤吹入燃烧器的外侧，被吹入冷却水，以防止粉煤吹入燃烧器前端部的热损伤。

所述冷却水管道可进一步包括辅助管道，所述辅助管道可被吹入冷却水和惰性气体或被单独吹入惰性气体。

所述粉煤吹入燃烧器可进一步包括内管，所述内管插入到所述粉煤吹入燃烧器的内侧，能够确保被吹入的粉煤的流速。

所述粉煤吹入燃烧器可以是在其内侧形成有一个以上的氧气供给孔从而使氧气接触经过所述内管的粉煤的结构。

所述内管可以是为了组装而在其外侧留有间隔设置一个以上的支撑杆的结构。

所述喷射器可以是在粉煤流入管上连接设置有气体供给管以向粉煤投入惰性气体的结构。

所述冷却水管道可以是在设置在所述粉尘燃烧器上的管道上单独设置与所述粉尘吹入燃烧器连接的冷却水入口管和冷却水出口管的结构。

熔炉的粉煤吹入方法包括：利用设置在所述熔炉上的粉煤吹入燃烧器向熔炉的炉料上部吹入粉煤的步骤；以及控制所述粉煤的熔炉吹入环境的控制步骤。

所述吹入粉煤的步骤和控制步骤可进一步包括：为了将粉煤吹入熔炉炉料的上部而利用另外的管道来与粉尘燃烧器连接的管道设置步骤；在所述粉尘燃烧器上部设置与粉尘燃烧器一同布置的粉煤吹入燃烧器的粉煤吹入燃烧器设置步骤；以及通过如上所述设置的管道和粉煤吹入燃烧器向熔炉炉料上部吹入粉煤的粉煤吹入步骤。

在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤中，可以与粉煤制备设备联结而供给粉煤，或与所述粉煤制备设备和粉煤分配阀联结而供给粉煤，所述粉煤分配阀设置在熔炉上设置的风口之间。

在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤中，可进一步包括：粉尘燃烧器，在熔炉的炉料上部且所述粉煤吹入燃烧器的下侧提供有至少一个以上，将粉煤选择性地进行附加吹入。

在所述粉煤吹入步骤中，所述粉尘燃烧器可以与粉煤制备设备联结或与设置在熔炉上设置的风口之间的粉煤分配阀联结，从而与粉尘一起选择性地将粉煤附加吹入所述熔炉中。

在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤中，可在所述粉煤吹入燃烧器上设置冷却水管道，并且在所述冷却水管道上连接辅助管道，从而能够在冷却水泄露时阻止粉煤吹入，替代地吹入氮气。

在向所述熔炉炉料上部吹入粉煤的步骤中，可通过下述工序中的至少一个工序来吹入粉煤：直接向所述粉煤吹入燃烧器吹入、或将吹入所述风口的粉煤的管道分支来向粉尘燃烧器吹入、或通过所述粉煤吹入用管道向粉尘燃烧器吹入。

在向所述熔炉炉料上部吹入粉煤的步骤中，通过设置用于控制粉煤吹入量的控制部来控制粉煤供给设备中所包含的旋转供给装置的旋转数从而控制熔炉整体吹入量，能够控制向熔炉炉料上部吹入的粉煤的吹入量。

在向所述熔炉炉料上部吹入粉煤的步骤中，所述粉尘燃烧器的粉煤吹入与否和吹入量可基于熔炉的超过气体中二氧化碳的变化量来计算并通过流量计进行测量。

另外，熔炉的粉煤吹入装置包括：提供还原铁的还原炉；以及熔炉，所述熔炉连接至所述还原炉并被装入所述还原铁，在内部形成由所装入的还原铁和煤炭及干馏的木炭(Char)组成的炉料床，并且在所述炉料床上侧具有填充气体的穹顶部，所述熔炉包括：粉尘燃烧器，向所述穹顶部内部吹入氧气，并分解燃烧在所述熔炉内产生的粉尘类和干馏气体；以及向所述熔炉内部吹入粉煤和氧气来燃烧所述粉煤。

所述粉尘燃烧器可位于所述炉料床与所述穹顶部之间，并且位于距所述炉料床表面2m以上3m以下的高度。

所述粉尘燃烧器可沿所述熔炉的内圆周设置有多个。

所述粉煤吹入燃烧器可位于所述粉尘燃烧器与所述炉料床之间。

所述粉煤吹入燃烧器可沿所述熔炉的内圆周以与所述粉尘燃烧器不重叠的方式设置。

所述粉煤吹入燃烧器可位于距所述炉料床表面1.3m以上1.7m以下的高度。

吹入所述粉尘燃烧器和所述粉煤吹入燃烧器的氧气的比率可以是6∶4至7∶3。

当所述穹顶部的温度上升至1070度以上时，可进行调节使得吹入所述粉尘燃烧器的氧气量减少并且吹入所述粉煤吹入燃烧器的氧气量增加。

当所述穹顶部的温度降低至1030度以下时，可进行调节使得吹入所述粉尘燃烧器的氧气量增加并且吹入所述粉煤吹入燃烧器的氧气量减少。

所述粉煤吹入燃烧器可吹入粉煤、以及液化天然气和焦炉煤气(Coke Oven Gas)中任一个的燃料来进行燃烧。

发明的效果

根据本装置，通过在熔炉的炉料上部吹入粉煤时控制气体氧化度，流动路径的矿石还原率控制变得容易，由此能够减少由还原率降低引起的反复的熔融金属温度的骤升或骤降现象。

此外，通过持续地维持熔炉的正常作业，能够稳定熔融金属的品质并降低熔融金属制备成本。

此外，通过在粉尘燃烧器与炉料床表面之间设置吹入粉煤和氧气来燃烧粉煤的粉煤吹入燃烧器，能够防止粉尘燃烧器的火焰冲到炉料床的上部表面并接触而产生粉尘、损伤粉尘燃烧器。

此外，通过将粉煤吹入燃烧器设置在适当的位置，能够在粉煤吹入燃烧器的火焰不直接接触炉料床的情况下向炉料床的表面供给充足的热量。

此外，以吹入粉煤吹入燃烧器的氧气量减少被吹入上部的粉尘燃烧器的氧气量，能够使对穹顶部的供给量维持一定。

此外，在粉煤吹入燃烧器中产生的燃烧热量被传递到炉料床，熔炉的作业效率提高，熔融金属生产量增大，从而具有还原剂比减少的效果。

附图说明

图1是示出根据本实施例的熔炉的粉煤吹入装置的示意图。

图2是示出根据本实施例的粉煤吹入燃烧器的布置状态的示意图。

图3是示出根据本实施例的粉煤吹入装置的结构的示意图。

图4是放大示出根据本实施例的粉煤吹入燃烧器的内部的示意图。

图5是示出根据本实施例的粉煤吹入燃烧器的内部喷枪的示意图。

图6是示出根据本实施例的粉煤吹入装置的喷射器结构的示意图。

图7是示出根据本实施例的粉煤吹入装置的冷却水管道结构的示意图。

图8是示出根据本实施例的粉煤吹入方法的过程的流程图。

图9是概略示出根据本发明一实施例的熔炉的粉煤吹入装置的图。

图10是概略示出根据本发明一实施例的熔炉的图。

图11是放大示出图2的“A”部分的图。

图12是概略示出根据本发明一实施例的熔炉的平面图。

图13是将根据本发明一实施例的熔炉的炉料床的升温比率与现有的进行比较来显示的图表。

图14是将根据本发明一实施例的熔炉的炉料床的升温温度与现有的进行比较来显示的图表。

图15是将根据本发明一实施例的熔炉的粉煤吹入装置的熔融金属生产量增大效果与现有的进行比较来显示的图表。

图16是将根据本发明一实施例的熔炉的粉煤吹入装置的煤炭使用比减少效果与现有的进行比较来显示的图表。

具体实施方式

下面使用的术语仅用于提及特定实施例，而不旨在限定本发明。本文使用的单数形式只要在句子上不表示与此明确相反的含义则包括复数形式。说明书中使用的“包括”的含义是使特定特性、区域、整数、步骤、操作、要素和/或成分具体化，而不排除其他特定特性、区域、整数、步骤、操作、要素、成分和/或组的存在或附加。

以下，参考附图对本发明的实施例进行说明，以使本发明所属技术领域的技术人员容易实施。如本发明所属技术领域的技术人员容易理解的，可在不脱离本发明的概念和范围的前提下对后述的实施例进行多种形式的变更。对此，本发明可以以多种不同的形式实现，不限于这里说明的实施例。

图1是示出根据本实施例的熔炉的粉煤吹入装置的示意图。

图2是示出根据本实施例的粉煤吹入燃烧器的布置状态的示意图。

如图1和图2所示，向熔炉炉料上部吹入粉煤的粉煤吹入装置在设置于熔炉1的粉尘燃烧器10上部设置粉煤吹入燃烧器20来将粉煤吹入熔炉炉料的上部。

为此，所述粉煤吹入装置包括粉尘燃烧器10、粉煤吹入燃烧器20、粉煤分配阀30和控制部40。

在本实施例中，所述粉尘燃烧器10沿着熔炉1的圆周方向设有一个以上以收集并燃烧粉尘从而向炉料上部再次吹入，所述粉煤吹入燃烧器20在所述粉尘燃烧器10的上侧沿着熔炉的圆周方向设置一个以上以向熔炉1的炉料上部吹入粉煤。

即，通过所述粉煤吹入燃烧器20向熔炉炉料上部吹入粉煤，能够通过被吹入的粉煤控制气体氧化度，由此能够预防由还原率降低引起的熔炉1的炉热降低现象。

与粉煤一起，可将LNG等燃烧介质选择性地吹入所述粉煤吹入燃烧器20。

所述粉尘燃烧器10可通过单独的管道连接到所述粉煤分配阀30来向熔炉炉料的上部吹入粉煤。

此外，所述粉煤分配阀30从粉煤制备设备2被供给粉煤以向所述粉煤吹入燃烧器20供给适当量的粉煤，所述控制部40电气地连接设置到所述粉煤分配阀30来控制向所述粉煤吹入燃烧器20供给的粉煤的吹入量。

在本实施例中，所述粉煤吹入装置通过粉煤分配阀30向所述粉煤吹入燃烧器20供给粉煤，这样可在供给粉煤的过程中通过所述控制部40控制粉煤的吹入量。

所述粉煤吹入燃烧器20可以与粉煤制备设备2联结而被供给粉煤，或与所述粉煤制备设备2和粉煤分配阀30联结而被供给粉煤，所述粉煤分配阀30设置在熔炉1上设置的风口50之间。

所述控制部40在粉煤制备设备2和粉煤吹入燃烧器20或粉尘燃烧器10上与连接线联结、或与粉煤制备设备2和风口50之间的粉煤分配阀30联结，来控制粉煤吹入。

并且，可进一步包括：粉尘燃烧器10，在所述熔炉的炉料上部且所述粉煤吹入燃烧器20的下侧提供有至少一个以上的粉尘燃烧器10，将粉煤选择性地进行附加吹入。

所述粉尘燃烧器10可以与粉煤制备设备2联结或与设置在熔炉1上设置的风口50之间的粉煤分配阀30联结，从而与粉尘一起选择性地将粉煤附加吹入所述熔炉1中。

此外，所述粉煤吹入燃烧器20沿着熔炉1的圆周方向以90°的间隔分别布置使得与所述粉尘燃烧器10的设置位置成相同方向，从所述粉尘燃烧器10的位置向上设置在2.6m-3.2m的高度。

如上所述，通过将粉煤吹入燃烧器20设置在熔炉1的最佳位置，能够将粉煤有效地吹入熔炉炉料的上部。

另外，所述粉煤分配阀30通过管道向熔炉的风口50供给粉煤和氧气，将吹入所述风口50的粉煤的管道分支为两路来连接到所述粉尘燃烧器10，从而能够通过粉尘燃烧器10向熔炉炉料的上部吹入粉煤。

图3是示出根据本实施例的粉煤吹入装置的结构的示意图。

如图3所示，所述粉煤分配阀30可包括粉煤供给管道60，所述粉煤供给管道60分别设有用于调节粉煤的吹入量的手动阀61和孔(Orifice)62。

所述孔62使从粉煤分配阀30供给的粉煤通过并调节其量，最终能够调节吹入熔炉1的粉煤的吹入量。

此外，所述粉煤供给管道60设有通过所述控制部40远程自动控制的三通阀63，并且所述三通阀63可以是为了防止在未吹入粉煤时的所述粉煤供给管道60的堵塞而吹入惰性气体的结构。

所述惰性气体可包括氮气。

由于所述粉煤应当仅在熔炉1中产生的气体的氧化度上升到基准值以上的情况下才被选择性地吹入，因此通过设置由所述控制部40远程自动控制的所述三通阀63来使得在未吹入粉煤时氮气能够被吹入管道。

在本实施例中，所述粉煤吹入燃烧器20进一步包括喷射器(Ejector)70，所述喷射器70设置在所述粉煤吹入燃烧器20的后端部，向被供给的粉煤投入惰性气体，所述喷射器70为了防止管道的堵塞而高速喷射氮气。

此外，所述粉煤吹入燃烧器20进一步包括冷却水管道80，所述冷却水管道80设置在所述粉煤吹入燃烧器20的外侧，被吹入冷却水，以防止粉煤吹入燃烧器20前端部的热损伤，所述冷却水管道80可进一步包括辅助管道81，所述辅助管道81可被吹入冷却水和惰性气体或被单独吹入惰性气体。

即，设置在所述粉煤吹入燃烧器20的周围的所述冷却水管道80和辅助管道81是为了设备的安全性而设置的，尤其在从所述冷却水管道80漏冷却水的情况下，自动阻止粉煤的吹入，可通过所述辅助管道81向冷却水管道80吹入氮气。

图4是放大示出根据本实施例的粉煤吹入燃烧器的内部的示意图。

图5是示出根据本实施例的粉煤吹入燃烧器的内部喷枪的示意图。

如图4和图5所示，所述粉煤吹入燃烧器20可进一步包括内管21，所述内管21插入到所述粉煤吹入燃烧器20的内侧，能够确保被吹入的粉煤的流速，所述粉煤吹入燃烧器20可以是在其内侧形成有一个以上的氧气供给孔22从而使氧气接触经过所述内管21的粉煤的结构。

此外，所述内管21可以是为了组装而在其外侧留有间隔设置一个以上的支撑杆23的结构，通过所述支撑杆23可使内管21容易地组装。

其中，所述粉煤吹入燃烧器20通过在其内部设置直径缩小的内管21，使经过粉煤吹入燃烧器20的粉煤的流速加快，由此使粉煤和氧气更容易接触。

图6是示出根据本实施例的粉煤吹入装置的喷射器结构的示意图。

如图6所示，所述喷射器70是在粉煤流入管71上连接设置有气体供给管72以向粉煤投入惰性气体的结构，其以如抽送一般快的速度供给氮气，以防止被供给粉煤的所述粉煤流入管71的堵塞。

图7是示出根据本实施例的粉煤吹入装置的冷却水管道结构的示意图。

如图7所示，所述冷却水管道80可以是在设置在所述粉尘燃烧器10上的管道上单独设置与所述粉尘吹入燃烧器20连接的冷却水入口(Inlet)管80A和冷却水出口(Outlet)管80B的结构，在已设置的所述粉尘燃烧器10的冷却水管道上附加设置新设的所述粉煤吹入燃烧器20的冷却水管道。

即，以所述粉煤吹入燃烧器20为中心分别设置冷却水入口管80A和冷却水出口管80B，所述粉尘燃烧器10的冷却水入口管80a与所述粉煤吹入燃烧器20的冷却水入口管80A连接，所述粉尘燃烧器10的冷却水出口管80b与所述粉煤吹入燃烧器20的冷却水出口管80B连接。

所述冷却水管道80是为了防止所述粉煤吹入燃烧器20前端部的热损伤而设置的，通过吹入冷却水能够确保设备稳定性。

图8是示出根据本实施例的粉煤吹入方法的过程的流程图。

如图8所示，熔炉的粉煤吹入方法可包括：利用设置在所述熔炉1上的粉煤吹入燃烧器20向熔炉的炉料上部吹入粉煤的步骤；以及控制所述粉煤的熔炉吹入环境的控制步骤。

所述吹入粉煤的步骤和控制步骤可进一步包括：为了将粉煤吹入熔炉炉料的上部而利用另外的管道来与粉尘燃烧器10连接的管道设置步骤S1；在所述粉尘燃烧器10上部设置与粉尘燃烧器10一同布置的粉煤吹入燃烧器20的粉煤吹入燃烧器设置步骤S2；以及通过如上所述设置的管道和粉煤吹入燃烧器20向熔炉炉料上部吹入粉煤的粉煤吹入步骤S3。

根据本实施例的粉煤吹入方法向熔炉1的炉料上部吹入粉煤，是为了利用所述粉尘燃烧器10而在粉尘燃烧器10上设置管道的过程、设置单独向熔炉1吹入粉煤的粉煤吹入燃烧器20的过程、以及利用这样设置的粉尘燃烧器10和粉煤吹入燃烧器20来选择性地向熔炉1的炉料上部吹入粉煤的过程。

此外，在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤S2中，可以与粉煤制备设备2联结而被供给粉煤，或与所述粉煤制备设备2和粉煤分配阀30联结而被供给粉煤，所述粉煤分配阀30设置在熔炉1上设置的风口50之间。

在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤S2中，可进一步包括：粉尘燃烧器10，在熔炉1的炉料上部且所述粉煤吹入燃烧器20的下侧提供有至少一个以上的粉尘燃烧器10，将粉煤选择性地进行附加吹入。

并且，在所述粉煤吹入步骤S3中，所述粉尘燃烧器10可以与粉煤制备设备2联结或与设置在熔炉1上设置的风口50之间的粉煤分配阀30联结，从而与粉尘一起选择性地将粉煤附加吹入所述熔炉1中。

此外，在所述管道设置步骤S1中，将吹入熔炉1的风口50的粉煤的管道分支为两路来连接到所述粉尘燃烧器10，从而能够通过粉尘燃烧器10吹入粉煤。

在所述管道设置步骤S1中，在供给粉煤的粉煤分配阀30上设置粉煤吹入用管道来连接至所述粉尘燃烧器10，从而能够通过粉尘燃烧器10吹入粉煤。

即，如上所述，可利用粉尘燃烧器10向熔炉1的炉料上部吹入粉煤。

并且，在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤S2中，所述粉煤吹入燃烧器20可在粉尘燃烧器10上部的2.6m-3.2m高度沿着熔炉1的圆周方向以90°间隔设置。所述粉煤吹入燃烧器20在所述粉尘燃烧器10的上部具有高度差且在与粉尘燃烧器10相同的位置沿着熔炉1的圆周方向布置。

此外，在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤S2中，可在所述粉煤吹入燃烧器20上设置冷却水管道80，并且在所述冷却水管道80上连接辅助管道81，从而能够在冷却水泄露时阻止粉煤吹入，替代地吹入氮气。

设置在所述粉煤吹入燃烧器20的周围的所述冷却水管道80和辅助管道81是为了设备的安全性而设置的。

如上所述，在本实施例中，熔炉1的粉煤吹入方法有三种。

第一，在向所述熔炉炉料上部吹入粉煤的步骤S3中，直接向所述粉煤吹入燃烧器20吹入。

第二，将吹入所述风口50的粉煤的管道分支来向粉尘燃烧器10吹入。

第三，通过所述粉煤吹入用管道向粉尘燃烧器10吹入。

因此，在向熔炉1的炉料上部吹入粉煤的方法中，可通过所述三种中的任一个工序来吹入粉煤。

另外，在向所述熔炉炉料上部吹入粉煤的步骤S3中，通过设置用于控制粉煤吹入量的控制部40来控制粉煤供给设备中所包含的旋转供给装置的旋转数从而控制熔炉1整体吹入量，能够控制向熔炉炉料上部吹入的粉煤的吹入量。

此外，在向所述熔炉炉料上部吹入粉煤的步骤S3中，所述粉尘燃烧器10的粉煤吹入与否和吹入量可基于熔炉1的超过气体中二氧化碳的变化量来计算并通过流量计进行测量。

这里，将根据所述粉尘燃烧器10的粉煤吹入量的气体氧化度和矿石还原率的变化量以表1表示如下。

【表1】

以PCI燃烧器氧4400Nm3/h、PC(粉煤)5.6t/h的吹入容量的设备配置；

通过还原气体中CO₂降低2.0％，期待还原率3.0％的上升效果；

并且，将在熔炉穹顶(Domme)部上设置粉煤吹入装置并启动之后的结果以表2表示如下。(还原率上升效果)

【表2】

仅在还原率降低至60％以下时才向Dome部选择性地吹入PC来抑制还原率的降低→确认由E/G CO2 2.0％降低引起的还原率3.0％增大效果(满足设计基准)

因此，通过如上所述向熔炉1的炉料上部投入粉煤，阻断由于剩余氧气引起的一氧化碳气体的燃烧，增大一氧化碳气体产生量来显著降低还原气体的氧化度，从而能够增大流动路径的矿石还原率。

此外，在氧化度骤增的情况下，通过增加粉煤吹入量来补充一氧化碳含量，从而能够维持一定的氧化度。

另外，参考图9，熔炉的粉煤吹入装置包括还原炉7和熔炉1。此外，熔炉的粉煤吹入装置可根据需要包括其他不同的装置。在还原炉7中，铁矿石被装入并被还原。装入还原炉7中的铁矿石在预先干燥之后通过还原炉7并被制备成还原铁。还原炉7是填充层型还原炉，从熔炉1被供给还原气体并在其内部形成填充层。

熔炉1连接至还原炉7，被供给还原炉7中制备的还原铁，并且可被装入型煤制备装置中制备的型煤或煤炭。装入熔炉1内部的还原铁和煤炭及干馏的木炭在熔炉1内部形成炉料床3。

在熔炉1的上部形成穹顶部9。穹顶部9形成在炉料床3上侧，相比于熔炉1的其他部分以宽的空间形成，并且存在高温还原气体。

型煤在被装入熔炉1的穹顶部9之后被快速加热而降落至熔炉1的下部。通过型煤的热分解反应而产生的木炭移动至熔炉1的下部，与通过风口50供给的氧气进行发热反应。其结果，型煤可用作将熔炉1维持在高温的热源。另外，木炭提供通气性，因此在熔炉1的下部产生的大量气体和还原炉7中供给的还原铁能够更容易且均匀地通过熔炉1内的炉料床3。

除了上述的型煤之外，也可根据需要将块状煤渣或焦炭装入熔炉1中。在熔炉1的外壁上设置风口50来吹入氧气。氧气被吹入炉料床3而形成燃烧带8。型煤在燃烧带8中燃烧而可产生还原气体。

熔炉1包括粉尘燃烧器10和粉煤吹入燃烧器20。粉尘燃烧器10向穹顶部9内部吹入氧气来分解燃烧在熔炉1内部产生的粉尘类和干馏气体。粉尘燃烧器10可位于炉料床3与穹顶部9之间，并且沿着熔炉1内圆周设置有多个。

粉尘燃烧器10可设置在距炉料床3上部表面一定距离，即约2m以上约3m以下的高度，当粉尘燃烧器10的位置过于靠近炉料床3时，粉尘燃烧器10的火焰会冲到炉料床3的上部表面并接触，从而产生过多的粉尘，同时粉尘燃烧器10被损坏的风险升高。

为了避免这样的风险，将粉尘燃烧器10设置在距炉料床3的表面约2m以上约3m以下，在该情况下，在粉尘燃烧器10中产生的热量的大部分不用于升高炉料床3的温度，而用于升高穹顶部9的温度，从而穹顶部9的温度不必要地上升的同时熔炉1的作业效率可降低。为了防止这样的问题，在粉尘燃烧器10与炉料床3之间设置粉煤吹入燃烧器20。

粉煤吹入燃烧器20可位于距炉料床3表面约1.3m以上约1.7m以下的高度。将粉煤吹入燃烧器20设置在粉煤吹入燃烧器20的火焰不直接接触炉料床3且能够向炉料床3表面供给充足的热量的位置。如果粉煤吹入燃烧器20离炉料床3的表面过远，无法向炉料床3有效提供热量，相反在粉煤吹入燃烧器20离炉料床3表面太近的情况下，可发生粉煤吹入燃烧器20被损坏的问题。

图3是放大示出图2的“A”部分的图。粉煤吹入燃烧器20向熔炉1内部吹入粉煤5和氧气6来燃烧粉煤5。此时，由于燃烧火焰11，粉煤吹入燃烧器20的产生燃烧热被传递至炉料床3，从而使炉料床3升温。

另外，粉煤吹入燃烧器20可吹入粉煤、以及液化天然气和焦炉煤气(Coke OvenGas)中任一个的燃料来进行燃烧。

图4是概略示出根据本发明一实施例的熔炉的平面图。粉尘燃烧器10可沿着熔炉1内圆周设置有多个，如图4所示，可在穹顶部9上设置4个粉尘燃烧器10。此外，粉煤吹入燃烧器20可沿着熔炉1内圆周以与粉尘燃烧器10不重叠的方式设置。即，粉煤吹入燃烧器20可沿圆周方向设置在粉尘燃烧器10之间，并且可设置4个。在粉煤吹入燃烧器20不位于粉尘燃烧器10之间的情况下，由于粉煤吹入燃烧器20的燃烧火焰，位于粉煤吹入燃烧器20上部的粉尘燃烧器10有可能受损。

另外，吹入粉尘燃烧器10和粉煤吹入燃烧器20的氧气的比率可以是约6∶4至约7∶3。如果吹入粉煤吹入燃烧器20的氧气过多，则吹入粉尘燃烧器10的氧气量变少，无法充分地燃烧、分解穹顶部9内粉尘和煤炭中产生的挥发成分。相反，如果吹入粉煤吹入燃烧器20的氧气量过少，则燃烧火焰的大小变小，炉料床3的升温效果会减少。

粉煤吹入燃烧器20的氧气吹入比的管理以穹顶部9的温度为基准。如果穹顶部9的温度上升约1070度以上，则通过减少粉尘燃烧器10的氧气量并增加粉煤吹入燃烧器20的氧气量，使粉煤吹入燃烧器20产生的燃烧热更多的传递至炉料床3。

反之，如果穹顶部9的温度降低至约1030度以下，则通过减少粉煤吹入燃烧器20的氧气量并增加粉尘燃烧器10的氧气量来使粉尘燃烧器10产生的燃烧热使穹顶部9的气体升温至更高温度。

图13是将根据本发明一实施例的熔炉的炉料床的升温比率与现有的进行比较来显示的图表，图14是将根据本发明一实施例的熔炉的炉料床的升温温度与现有的进行比较来显示的图表，图15是将根据本发明一实施例的熔炉的粉煤吹入装置的熔融金属生产量增大效果与现有的进行比较来显示的图表。图8是将根据本发明一实施例的熔炉的粉煤吹入装置的煤炭使用比减少效果与现有的进行比较来显示的图表。

为了验证本发明的效果，将熔炉1的粉尘燃烧器10与炉料床3之间的间距从之前的3m降低至1.5m来实施了实际模拟测试作业。其结果，如图13所示，确认了粉尘燃烧器10和粉煤吹入燃烧器20中产生的燃烧热中使穹顶部9升温的热的比重减少，相反使炉料床3升温的热的比重从现有的约22％增加到约31％。其结果，如图14所示，炉料床3的温度上升从现有的约210度增加到约340度。

炉料床3的温度上升效果显示为作业实际改善，如图15所示，日熔融金属生产量从现有的约5200吨增加到约5500吨，相反煤炭使用费(燃料费)如图16所示从现有的约860kg/t-p降低到约820kg/t-p。

如上面所讨论的，在本发明的一实施例中，通过在粉尘燃烧器与炉料床表面之间设置吹入粉煤和氧气来燃烧粉煤的粉煤吹入燃烧器，能够防止粉尘燃烧器的火焰冲到炉料床的上部表面并接触而产生粉尘、损伤粉尘燃烧器。

此外，通过将粉煤吹入燃烧器设置在适当的位置，能够在粉煤吹入燃烧器的火焰不直接接触炉料床的情况下向炉料床的表面供给充足的热量。

此外，以吹入粉煤吹入燃烧器的氧气量减少被吹入上部的粉尘燃烧器的氧气量，能够使对穹顶部的供给量维持一定。

此外，在粉煤吹入燃烧器中产生的燃烧热量被传递到炉料床，熔炉的作业效率提高，熔融金属生产量增大，从而具有还原剂比减少的效果。

如以上所说明的，图示说明了本发明的示例性实施例，但本领域技术人员可实施多种变型和其他实施例。这种变型和其他实施例全部被考虑并包含在随附的权利要求书中，从而可认为未超出本发明的真正主旨和范围。

工业实用性

根据本装置，通过在熔炉的炉料上部吹入粉煤时控制气体氧化度，流动路径的矿石还原率控制变得容易，由此能够减少由还原率降低引起的反复的熔融金属温度的骤升或骤降现象。

此外，通过持续地维持熔炉的正常作业，能够温度熔融金属的品质并降低熔融金属制备成本。

Claims (34)

1.一种熔炉的粉煤吹入装置，包括：

粉煤吹入燃烧器，在熔炉的炉料上部设有至少一个以上的所述粉煤吹入燃烧器；以及

控制部，设置为用于控制被供给至所述粉煤吹入燃烧器的粉煤的吹入量。

2.根据权利要求1所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤吹入燃烧器与粉煤制备设备联结而被供给粉煤，或与所述粉煤制备设备和粉煤分配阀联结而被供给粉煤，所述粉煤分配阀设置在熔炉上设置的风口之间。

3.根据权利要求1或2所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

进一步包括：粉尘燃烧器，在所述熔炉的炉料上部且所述粉煤吹入燃烧器的下侧设置有至少一个以上的所述粉尘燃烧器，以将粉煤选择性地进行附加吹入。

4.根据权利要求3所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉尘燃烧器与粉煤制备设备联结或与设置在熔炉上设置的风口之间的粉煤分配阀联结，从而与粉尘一起选择性地将粉煤附加吹入所述熔炉中。

5.根据权利要求4所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤分配阀包括粉煤供给管道，所述粉煤供给管道分别设有用于调节粉煤的吹入量的手动阀和孔。

6.根据权利要求5所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤供给管道设有通过所述控制部远程自动控制的三通阀。

7.根据权利要求6所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述三通阀是为了防止在未吹入粉煤时的所述粉煤供给管道的堵塞而吹入惰性气体的结构。

8.根据权利要求1所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤吹入燃烧器进一步包括喷射器，所述喷射器设置在所述粉煤吹入燃烧器的后端部，向被供给的粉煤投入惰性气体。

9.根据权利要求3所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤吹入燃烧器进一步包括冷却水管道，所述冷却水管道设置在所述粉煤吹入燃烧器的外侧，被吹入冷却水，以防止粉煤吹入燃烧器前端部的热损伤。

10.根据权利要求9所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述冷却水管道进一步包括辅助管道，所述辅助管道被吹入冷却水和惰性气体或被单独吹入惰性气体。

11.根据权利要求1所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤吹入燃烧器进一步包括内管，所述内管插入到所述粉煤吹入燃烧器的内侧，能够确保被吹入的粉煤的流速。

12.根据权利要求11所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤吹入燃烧器是在其内侧形成有一个以上的氧气供给孔从而使氧气接触经过所述内管的粉煤的结构。

13.根据权利要求11所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

为了组装，所述内管在其外侧留有间隔设置的一个以上的支撑杆。

14.根据权利要求8所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述喷射器在粉煤流入管上连接设置有气体供给管以向粉煤投入惰性气体。

15.根据权利要求9所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述冷却水管道在设置在所述粉尘燃烧器上的管道上单独设置与所述粉尘吹入燃烧器连接的冷却水入口管和冷却水出口管。

16.一种熔炉的粉煤吹入方法，包括：

利用设置在所述熔炉上的粉煤吹入燃烧器向熔炉的炉料上部吹入粉煤的步骤；以及

控制所述粉煤的熔炉吹入环境的控制步骤。

17.根据权利要求16所述的熔炉的粉煤吹入方法，其中，

所述吹入粉煤的步骤和控制步骤进一步包括：

为了将粉煤吹入熔炉炉料的上部而利用另外的管道来与粉尘燃烧器连接的管道设置步骤(S1)；

在所述粉尘燃烧器上部设置与粉尘燃烧器一同布置的粉煤吹入燃烧器的粉煤吹入燃烧器设置步骤(S2)；以及

通过如上所述设置的管道和粉煤吹入燃烧器及设置在熔炉上的风口向熔炉炉料上部吹入粉煤的粉煤吹入步骤(S3)。

18.根据权利要求17所述的熔炉的粉煤吹入方法，其中，

在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤(S2)中，与粉煤制备设备联结而供给粉煤，或与所述粉煤制备设备和粉煤分配阀联结而供给粉煤，所述粉煤分配阀设置在熔炉上设置的风口之间。

19.根据权利要求17所述的熔炉的粉煤吹入方法，其中，

在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤(S2)中，进一步包括：粉尘燃烧器，在熔炉的炉料上部且所述粉煤吹入燃烧器的下侧设置有至少一个以上的所述粉尘燃烧器，以将粉煤选择性地进行附加吹入。

20.根据权利要求17所述的熔炉的粉煤吹入方法，其中，

在所述粉煤吹入步骤(S3)中，所述粉尘燃烧器与粉煤制备设备联结或与设置在熔炉上设置的风口之间的粉煤分配阀联结，从而与粉尘一起选择性地将粉煤附加吹入所述熔炉中。

21.根据权利要求17所述的熔炉的粉煤吹入方法，其中，

在所述粉煤吹入燃烧器设置步骤(S2)中，在所述粉煤吹入燃烧器上设置冷却水管道，并且在所述冷却水管道上连接辅助管道，从而能够在冷却水泄露时阻止粉煤吹入，替代地吹入氮气。

22.根据权利要求17所述的熔炉的粉煤吹入方法，其中，

在向所述熔炉炉料上部吹入粉煤的步骤(S3)中，通过下述工序中的至少一个工序来吹入粉煤：直接向所述粉煤吹入燃烧器吹入、或将吹入所述熔炉上设置的风口的粉煤的管道分支来向粉尘燃烧器吹入、或通过所述粉煤吹入用管道向粉尘燃烧器吹入。

23.根据权利要求17所述的熔炉的粉煤吹入方法，其中，

在向所述熔炉炉料上部吹入粉煤的步骤(S3)中，通过设置用于控制粉煤吹入量的控制部来控制粉煤供给设备中所包含的旋转供给装置的旋转数从而控制熔炉整体吹入量，能够控制向熔炉炉料上部吹入的粉煤的吹入量。

24.根据权利要求23所述的熔炉的粉煤吹入方法，其中，

在向所述熔炉炉料上部吹入粉煤的步骤(S3)中，所述粉尘燃烧器的粉煤吹入与否和吹入量基于熔炉的超过气体中二氧化碳的变化量来计算并通过流量计进行测量。

25.一种熔炉的粉煤吹入装置，包括：

提供还原铁的还原炉；以及

熔炉，所述熔炉连接至所述还原炉并被装入所述还原铁，在内部形成由所装入的还原铁和煤炭及干馏的木炭(Char)组成的炉料床，并且在所述炉料床上侧具有填充气体的穹顶部，

所述熔炉包括：粉尘燃烧器，所述粉尘燃烧器向所述穹顶部内部吹入氧气，并分解燃烧在所述熔炉内产生的粉尘类和干馏气体；以及

粉煤吹入燃烧器，所述粉煤吹入燃烧器向所述熔炉内部吹入粉煤和氧气来燃烧所述粉煤。

26.根据权利要求25所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉尘燃烧器位于所述炉料床与所述穹顶部之间，并且位于距所述炉料床表面2m以上3m以下的高度。

27.根据权利要求25所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉尘燃烧器沿所述熔炉的内圆周设置有多个。

28.根据权利要求25所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤吹入燃烧器位于所述粉尘燃烧器与所述炉料床之间。

29.根据权利要求25所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤吹入燃烧器沿所述熔炉的内圆周以与所述粉尘燃烧器不重叠的方式设置。

30.根据权利要求25所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤吹入燃烧器位于距所述炉料床表面1.3m以上1.7m以下的高度。

31.根据权利要求25所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

吹入所述粉尘燃烧器和所述粉煤吹入燃烧器的氧气的比率是6∶4至7∶3。

32.根据权利要求31所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

当所述穹顶部的温度上升至1070度以上时，进行调节使得吹入所述粉尘燃烧器的氧气量减少并且吹入所述粉煤吹入燃烧器的氧气量增加。

33.根据权利要求25所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

当所述穹顶部的温度降低至1030度以下时，进行调节使得吹入所述粉尘燃烧器的氧气量增加并且吹入所述粉煤吹入燃烧器的氧气量减少。

34.根据权利要求25所述的熔炉的粉煤吹入装置，其中，

所述粉煤吹入燃烧器吹入粉煤、以及液化天然气和焦炉煤气(Coke Oven Gas)中任一个的燃料来进行燃烧。