JP2000265205A - 送風羽口 - Google Patents
送風羽口Info
- Publication number
- JP2000265205A JP2000265205A JP11067943A JP6794399A JP2000265205A JP 2000265205 A JP2000265205 A JP 2000265205A JP 11067943 A JP11067943 A JP 11067943A JP 6794399 A JP6794399 A JP 6794399A JP 2000265205 A JP2000265205 A JP 2000265205A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可燃粒子を支燃空気とともに炉内に可燃粒子
を吹き込む反応炉に於いて、送風羽口内に於いて可燃粒
子の燃焼を抑制するとともに、反応炉内に於いて燃焼速
度の向上を可能とする送風羽口を提供すること。 【解決手段】 送風羽口をラバール管にして、ラバール
管出口にディフューザー又は直管部を設け、このディフ
ューザー部又は直管部にて衝撃波を発生させる。
を吹き込む反応炉に於いて、送風羽口内に於いて可燃粒
子の燃焼を抑制するとともに、反応炉内に於いて燃焼速
度の向上を可能とする送風羽口を提供すること。 【解決手段】 送風羽口をラバール管にして、ラバール
管出口にディフューザー又は直管部を設け、このディフ
ューザー部又は直管部にて衝撃波を発生させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反応炉に支燃ガス
を供給するための送風羽口、特に支燃ガスに添加した可
燃物の燃焼性改善を図ることができる羽口に関するもの
である。
を供給するための送風羽口、特に支燃ガスに添加した可
燃物の燃焼性改善を図ることができる羽口に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、高炉に支燃ガスとしての空気
を送風する場合の羽口は、直管または出口径を羽口入口
径に対して小さくした先細管にて構成されている。羽口
を通過する空気の速度は、音速を超えることがなく、羽
口上流から吹き込まれた微粉炭は、空気に同伴されて高
炉のレースウエイ内に吹き込まれる。送風空気中に吹き
込まれた微粉炭は、微粉炭吹き込み位置から羽口出口に
いたるまでの間に、送風空気中の酸素と反応し、炭素等
の可燃成分の一部が酸化され、２酸化炭素を発生させ
る。
を送風する場合の羽口は、直管または出口径を羽口入口
径に対して小さくした先細管にて構成されている。羽口
を通過する空気の速度は、音速を超えることがなく、羽
口上流から吹き込まれた微粉炭は、空気に同伴されて高
炉のレースウエイ内に吹き込まれる。送風空気中に吹き
込まれた微粉炭は、微粉炭吹き込み位置から羽口出口に
いたるまでの間に、送風空気中の酸素と反応し、炭素等
の可燃成分の一部が酸化され、２酸化炭素を発生させ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この２酸化炭素は、高
炉のレースウエイの中でコークスと反応しＣＯに還元さ
れるのでコークスを消費するのみならず、吸熱反応のた
めレースウエイ温度を低下させ燃料比の増大を引き起こ
すことになる。
炉のレースウエイの中でコークスと反応しＣＯに還元さ
れるのでコークスを消費するのみならず、吸熱反応のた
めレースウエイ温度を低下させ燃料比の増大を引き起こ
すことになる。
【０００４】また、微粉炭を多量に吹き込む場合は、高
温に予熱された送風空気から微粉炭への熱移動が充分で
ないため、レースウエイ内で微粉炭の燃焼反応が完結さ
れず、未反応の微粉炭が残存堆積し、高炉の円滑な操業
を阻害する原因になるため、微粉炭吹き込み量の制限が
存在することを余儀なくされている。
温に予熱された送風空気から微粉炭への熱移動が充分で
ないため、レースウエイ内で微粉炭の燃焼反応が完結さ
れず、未反応の微粉炭が残存堆積し、高炉の円滑な操業
を阻害する原因になるため、微粉炭吹き込み量の制限が
存在することを余儀なくされている。
【０００５】従って、本発明は前記の問題点を解決し、
微粉炭の燃焼効率の向上と吹き込み量の増大を可能とす
る送風羽口を提供することを課題とする。
微粉炭の燃焼効率の向上と吹き込み量の増大を可能とす
る送風羽口を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の送風羽口は次のとおりのものである。すなわち、送風
羽口をラバール管にして、該ラバール管出口で所定マッ
ハ数の支燃ガス流れが得られるようにスロートと出口の
断面積を決定する。ラバール管出口に直管部を設け、こ
の直管部にて衝撃波を発生させるとともに、微粉炭をラ
バール管の上流あるいは直管部に吹き込むようにする。
の送風羽口は次のとおりのものである。すなわち、送風
羽口をラバール管にして、該ラバール管出口で所定マッ
ハ数の支燃ガス流れが得られるようにスロートと出口の
断面積を決定する。ラバール管出口に直管部を設け、こ
の直管部にて衝撃波を発生させるとともに、微粉炭をラ
バール管の上流あるいは直管部に吹き込むようにする。
【０００７】
【発明の実施の形態】高炉等の反応炉耐火物壁に、本発
明のラバール管構造を有する送風羽口を設置する。熱風
炉を経由し送風管からこの羽口に導かれ１２００℃程度
に予熱された支燃ガスは、ラバール管のスロート部でマ
ッハ数１の速度になるまで圧縮され、スロート部に直結
した末広がり管にてマッハ数１以上の超音速状態に加速
されるとともに、熱エネルギーの一部が運動エネルギー
に変換されるため、空気流の温度が低下する。たとえ
ば、１２００℃の空気流をマッハ数２に加速する際の空
気温度は約５４０℃程度となる。
明のラバール管構造を有する送風羽口を設置する。熱風
炉を経由し送風管からこの羽口に導かれ１２００℃程度
に予熱された支燃ガスは、ラバール管のスロート部でマ
ッハ数１の速度になるまで圧縮され、スロート部に直結
した末広がり管にてマッハ数１以上の超音速状態に加速
されるとともに、熱エネルギーの一部が運動エネルギー
に変換されるため、空気流の温度が低下する。たとえ
ば、１２００℃の空気流をマッハ数２に加速する際の空
気温度は約５４０℃程度となる。
【０００８】この超温速支燃ガスが直管部に導かれる
と、管壁との摩擦力により直管部内で衝撃波が発生す
る。衝撃波背後では、支燃ガス流の保有している運動エ
ネルギーのすべてが熱エネルギーに変換されるため、支
燃ガス流の温度が急激に上昇するとともに、超音速流れ
によって得られる大きな熱伝達係数及び物質移動係数増
加との相乗効果により、支燃ガスから可燃粒子への熱移
動と物質移動が促進され、可燃粒子温度が上昇し、可燃
粒子表面への酸素の拡散が容易になるため可燃粒子の燃
焼速度が増加する。
と、管壁との摩擦力により直管部内で衝撃波が発生す
る。衝撃波背後では、支燃ガス流の保有している運動エ
ネルギーのすべてが熱エネルギーに変換されるため、支
燃ガス流の温度が急激に上昇するとともに、超音速流れ
によって得られる大きな熱伝達係数及び物質移動係数増
加との相乗効果により、支燃ガスから可燃粒子への熱移
動と物質移動が促進され、可燃粒子温度が上昇し、可燃
粒子表面への酸素の拡散が容易になるため可燃粒子の燃
焼速度が増加する。
【０００９】従って、羽口内では、超音速加速による空
気温度の低下効果と羽口内の微粉炭の滞留時間低減効果
により、羽口内における微粉炭の燃焼が抑制されるとと
もに、衝撃波背面の熱伝達と物質移動促進効果により、
反応炉内における可燃物の燃焼率が向上する。
気温度の低下効果と羽口内の微粉炭の滞留時間低減効果
により、羽口内における微粉炭の燃焼が抑制されるとと
もに、衝撃波背面の熱伝達と物質移動促進効果により、
反応炉内における可燃物の燃焼率が向上する。
【００１０】
【実施例】高炉における実施例を図１に基づいて説明す
る。図１は本発明羽口の一実施例の断面図を示し、微粉
炭をラバール管上流側に吹き込む場合を示している。熱
風炉にて加熱された１２００℃の空気を送風管に導く場
合を例にとる。
る。図１は本発明羽口の一実施例の断面図を示し、微粉
炭をラバール管上流側に吹き込む場合を示している。熱
風炉にて加熱された１２００℃の空気を送風管に導く場
合を例にとる。
【００１１】図１の場合、送風管１の先端にラバール管
８構造を有する送風羽口２が直結し、ラバール管８の出
口は直管部９（又はディフューザー部）とつながってい
る。微粉炭吹き込みバーナー３が羽口２直前の送風管１
に設置され、搬送ガスと共に微粉炭５が送風空気流４中
に吹き込まれる。微粉炭５を含んだ送風空気４は、羽口
２のラバール管部分８にて、例えばマッハ数２の超音速
に加速されると、送風空気温度は熱エネルギーの運動エ
ネルギーへのエネルギー変換により５４０℃程度に低下
する。マッハ２の超音速搬送による微粉炭５の羽口内滞
留時間低減効果と送風空気温度低下効果により、送風羽
口２内での微粉炭の燃焼は抑制される。
８構造を有する送風羽口２が直結し、ラバール管８の出
口は直管部９（又はディフューザー部）とつながってい
る。微粉炭吹き込みバーナー３が羽口２直前の送風管１
に設置され、搬送ガスと共に微粉炭５が送風空気流４中
に吹き込まれる。微粉炭５を含んだ送風空気４は、羽口
２のラバール管部分８にて、例えばマッハ数２の超音速
に加速されると、送風空気温度は熱エネルギーの運動エ
ネルギーへのエネルギー変換により５４０℃程度に低下
する。マッハ２の超音速搬送による微粉炭５の羽口内滞
留時間低減効果と送風空気温度低下効果により、送風羽
口２内での微粉炭の燃焼は抑制される。
【００１２】マッハ２の超音速に加速された送風空気４
は、ラバール管８に直結した直管部９にて直管部管壁１
０および微粉炭５との摩擦力の作用により、衝撃波６が
発生する。この衝撃波６の背面における送風空気４の速
度は、マッハ０．６程度に減速するとともに、送風温度
は９２０℃程度に回復する。
は、ラバール管８に直結した直管部９にて直管部管壁１
０および微粉炭５との摩擦力の作用により、衝撃波６が
発生する。この衝撃波６の背面における送風空気４の速
度は、マッハ０．６程度に減速するとともに、送風温度
は９２０℃程度に回復する。
【００１３】衝撃波背面の微粉炭５に着目すると、微粉
炭前面の雰囲気温度は、全運動エネルギーの熱エネルギ
ーへの変換効果により１２３０℃に上昇するとともに、
衝撃波による微粉炭周囲の境界層厚み低減効果のため、
送風空気４から微粉炭５への熱移動と物質移動促進が図
られながらレースウエイ７内に吹き込まれるので、レー
スウエイ７内に於いて大きな微粉炭の燃焼速度が得られ
る。
炭前面の雰囲気温度は、全運動エネルギーの熱エネルギ
ーへの変換効果により１２３０℃に上昇するとともに、
衝撃波による微粉炭周囲の境界層厚み低減効果のため、
送風空気４から微粉炭５への熱移動と物質移動促進が図
られながらレースウエイ７内に吹き込まれるので、レー
スウエイ７内に於いて大きな微粉炭の燃焼速度が得られ
る。
【００１４】図２は、本発明に係る羽口の他の実施例を
示すもので、ラバール管８及びこれに続く直管部９を送
風管１の先端側に設け、前記直管部９に連続して羽口２
を配置すると共に、微粉炭５を吹き付けるための吹き込
みバーナー３を前記直管部９に設け、ラバール管８下流
の直管部９に微粉炭５を吹き込む場合の羽口の断面図を
示しており、その作用は図１と同じであるので、その説
明は省略する。
示すもので、ラバール管８及びこれに続く直管部９を送
風管１の先端側に設け、前記直管部９に連続して羽口２
を配置すると共に、微粉炭５を吹き付けるための吹き込
みバーナー３を前記直管部９に設け、ラバール管８下流
の直管部９に微粉炭５を吹き込む場合の羽口の断面図を
示しており、その作用は図１と同じであるので、その説
明は省略する。
【００１５】
【発明の効果】以上説明した本発明の送風羽口により、
レースウエイ内では大きな燃焼速度が得られるので、大
量の微粉炭吹き込みが可能になる。また、高炉に吹き込
まれる微粉炭の羽口における燃焼が抑制されるので、羽
口近傍温度が低減でき、高炉炉体からの放熱量が低下す
ることによる省エネルギー効果も得られる。
レースウエイ内では大きな燃焼速度が得られるので、大
量の微粉炭吹き込みが可能になる。また、高炉に吹き込
まれる微粉炭の羽口における燃焼が抑制されるので、羽
口近傍温度が低減でき、高炉炉体からの放熱量が低下す
ることによる省エネルギー効果も得られる。
【図１】本発明の送風羽口の高炉への適用例でラバール
管の上流部にて支燃ガス中へ可燃粒子を添加する場合の
説明図である。
管の上流部にて支燃ガス中へ可燃粒子を添加する場合の
説明図である。
【図２】本発明の送風羽口の高炉への適用例でラバール
管下流の直管部にて支燃ガス中へ可燃粒子を添加する場
合の説明図である。
管下流の直管部にて支燃ガス中へ可燃粒子を添加する場
合の説明図である。
１ 送風管 ２ 送風羽口 ３ 微粉炭バーナー ４ 送風空気 ５ 微粉炭 ６ 衝撃波 ７ レースウエイ ８ ラバール管 ９ 直管部 １０ 直管部管壁
Claims (1)
- 【請求項１】 支燃ガスを吹き込み、炉内で被反応物を
燃焼し、燃焼排ガスを発生させる反応炉の送風羽口にお
いて、ラバール管と、該ラバール管出口に接続した直管
部とからなる羽口を構成するとともに、ラバール管の上
流部または直管部にて支燃ガス中へ可燃粒子を添加する
ことを特徴とする送風羽口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11067943A JP2000265205A (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 送風羽口 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11067943A JP2000265205A (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 送風羽口 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000265205A true JP2000265205A (ja) | 2000-09-26 |
Family
ID=13359533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11067943A Withdrawn JP2000265205A (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 送風羽口 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000265205A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080038960A (ko) * | 2006-10-31 | 2008-05-07 | 주식회사 포스코 | 화염길이를 향상시키는 용융로용 풍구 |
| EP1939305A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-02 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Process for making pig iron in a blast furnace |
| WO2014045945A1 (ja) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | 三菱重工業株式会社 | ブローパイプ構造 |
| WO2014045948A1 (ja) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | 三菱重工業株式会社 | ブローパイプ構造 |
| JP2017507248A (ja) * | 2014-03-05 | 2017-03-16 | ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフトＴｈｙｓｓｅｎＫｒｕｐｐ Ｓｔｅｅｌ Ｅｕｒｏｐｅ ＡＧ | シャフト炉、特に溶鉱炉を運転するための方法 |
-
1999
- 1999-03-15 JP JP11067943A patent/JP2000265205A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080038960A (ko) * | 2006-10-31 | 2008-05-07 | 주식회사 포스코 | 화염길이를 향상시키는 용융로용 풍구 |
| EP1939305A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-02 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Process for making pig iron in a blast furnace |
| WO2008080922A3 (en) * | 2006-12-29 | 2008-09-12 | Air Liquide | Process for making pig iron in a blast furnace |
| WO2014045945A1 (ja) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | 三菱重工業株式会社 | ブローパイプ構造 |
| WO2014045948A1 (ja) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | 三菱重工業株式会社 | ブローパイプ構造 |
| JP2014062290A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ブローパイプ構造 |
| KR20150042288A (ko) * | 2012-09-20 | 2015-04-20 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 블로우 파이프 구조 |
| CN104603296A (zh) * | 2012-09-20 | 2015-05-06 | 三菱重工业株式会社 | 吹风管结构 |
| CN104641004A (zh) * | 2012-09-20 | 2015-05-20 | 三菱重工业株式会社 | 吹风管结构 |
| KR101648323B1 (ko) * | 2012-09-20 | 2016-08-12 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 블로우 파이프 구조 |
| CN104641004B (zh) * | 2012-09-20 | 2016-08-31 | 三菱重工业株式会社 | 吹风管结构 |
| JP2017507248A (ja) * | 2014-03-05 | 2017-03-16 | ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフトＴｈｙｓｓｅｎＫｒｕｐｐ Ｓｔｅｅｌ Ｅｕｒｏｐｅ ＡＧ | シャフト炉、特に溶鉱炉を運転するための方法 |
| US10386119B2 (en) | 2014-03-05 | 2019-08-20 | Thyssenkrupp Ag | Method for operating a shaft furnace |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |