JP2009035754A - Blasting tuyere for blast furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉に熱風を送風するための高炉送風羽口に関し、特に高炉送風羽口の断熱性を高めて送風温度を上げることで、高炉で使用する還元材量を低減できる高炉送風羽口に関するものである。 The present invention relates to a blast furnace blower tuyere for blowing hot air to a blast furnace, and in particular, a blast furnace blower tuyere that can reduce the amount of reducing material used in the blast furnace by increasing the insulation temperature of the blast furnace blower tuyere and raising the blowing temperature. It is about.
近年のCO2削減のために、鉄鋼業においては、高炉におけるコークスなどの還元材の使用量を低減することが求められている。還元材量を低減するための一つの方法として高炉送風羽口の断熱性向上が挙げられる。 In order to reduce CO 2 in recent years, the steel industry is required to reduce the amount of reducing material used such as coke in a blast furnace. One method for reducing the amount of reducing material is to improve the heat insulation of the blast furnace air tuyeres.
送風羽口は1200℃程度の熱風を高炉に吹き込むために用いられ、その先端部分は高炉内において特に高温にさらされるため、内部を水冷によって強冷却している。そのため、熱風が送風羽口を通過する際に内装面(円筒状の羽口の送風面である内側の面)から冷却されて熱風の温度が低下してしまう。そこで送風羽口の内装面の断熱性を向上させることで、内部を通過する熱風温度の低下が抑制される。その結果、今までと同じ温度で送風しても、より高い温度の熱風が炉内に吹き込めるため、その熱量に相当する分の還元材量を低減でき、その燃焼に伴うCO2を削減できることになるのである。 The blower tuyere is used to blow hot air of about 1200 ° C. into the blast furnace, and its tip is exposed to a particularly high temperature in the blast furnace, so the inside is strongly cooled by water cooling. For this reason, when the hot air passes through the blower tuyere, it is cooled from the interior surface (the inner surface that is the blower surface of the cylindrical tuyere) and the temperature of the hot air is lowered. Then, the fall of the hot air temperature which passes through the inside is suppressed by improving the heat insulation of the interior surface of a ventilation tuyere. As a result, even if the air is blown at the same temperature as before, hot air at a higher temperature is blown into the furnace, so the amount of reducing material corresponding to the amount of heat can be reduced, and CO 2 associated with the combustion can be reduced. It becomes.
高炉送風羽口の断熱性を高める技術としては、例えば特許文献1には、送風羽口の内装面にセラミックス管を設置し、内装面とセラミックス管の間に空隙を有する高炉用羽口が開示されている。さらに、例えば特許文献2には、送風羽口内装面とセラミックス管の間に熱伝導率が5kcal/mh℃(=5.8W/mK)以下の熱伝導率を持つAl2O3−SiO2系不定形耐火物を挿入した高炉用羽口が開示されている。さらには、例えば特許文献3には、送風羽口内装面とCr2O3−Al2O3系スリーブとの間に低熱伝導モルタル層を形成させた高炉の送風羽口が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された高炉用羽口では、空隙を形成するためのセラミックス管外部の補強部および支持部からの抜熱が大きいために、空隙による断熱効果を十分に得ることができないという問題がある。また特許文献2に開示された高炉用羽口では、特に不定形耐火物の熱伝導率の下限値は示されていないが、実施例にあるAl2O3−SiO2系不定形耐火物の熱伝導率1.59kcal/mh℃(=1.85W/mK)であり、この程度では十分な断熱を得ることができない。また特許文献3に開示された方法は、低熱伝導率モルタルを用いるものであるが、低熱伝導率モルタルであっても熱伝導率は0.1〜2kcal/mh℃(=0.12〜2.33W/mK)程度であり、やはり十分な断熱を得ることができないという問題がある。
However, in the blast furnace tuyere disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、高炉で使用する還元材量を削減するのに十分な程度まで、送風温度が羽口部分で低下するのを抑制できる、断熱性に優れた高炉送風羽口を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is heat insulation that can suppress the air temperature from decreasing at the tuyere part to a degree sufficient to reduce the amount of reducing material used in the blast furnace. It is to provide an excellent blast furnace air tuyeres.
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
内装面に断熱材層と無機物層とを有する高炉送風羽口であって、該高炉送風羽口と前記無機物層との間に前記断熱材層が設置され、該断熱材層の熱伝導率が0.1W/mK以下であることを特徴とする高炉送風羽口。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
A blast furnace blower tuyere having a heat insulating material layer and an inorganic material layer on the interior surface, the heat insulating material layer is installed between the blast furnace air tuyere and the inorganic material layer, and the heat conductivity of the heat insulating material layer is A blast furnace air tuyere characterized by being 0.1 W / mK or less.
本発明によれば、羽口から高炉に吹込まれる熱風温度の低下が抑制されて、今までと同じ温度で送風しても、より高い温度の熱風を炉内に吹き込むことができる。このため、高炉で使用する還元材量について、吹込まれる熱風の熱量増加分を低減させることができ、還元材の燃焼に伴い発生するCO2も削減することができる。 According to the present invention, a decrease in the temperature of hot air blown into the blast furnace from the tuyere is suppressed, and hot air having a higher temperature can be blown into the furnace even if air is blown at the same temperature as before. For this reason, about the amount of reducing material used in a blast furnace, the amount of increase in the amount of hot air blown can be reduced, and CO 2 generated with combustion of the reducing material can also be reduced.
また、従来よりも低い温度の熱風を吹込んでの高炉操業が可能となるので、省エネルギー操業を実現できる。 Moreover, since blast furnace operation by blowing hot air at a lower temperature than before becomes possible, energy saving operation can be realized.
図1に、本発明で用いる断熱材層と無機物層とを内装している高炉送風羽口の概略図を示す。図1は、高炉羽口の軸方向(熱風吹込み方向)に平行な方向での断面図であり、羽口本体1の内装面2に断熱材層3と無機物層4が、この順番で積層している構造の高炉送風羽口である。5は冷却室である。羽口本体1の内側で、羽口本体1と無機物層4が、断熱材層3を挟んだ構造である。そして本発明においては、羽口の内装面に接する断熱材層の熱伝導率を0.1W/mK以下とする。
In FIG. 1, the schematic of the blast furnace ventilation tuyere which incorporates the heat insulating material layer and inorganic material layer which are used by this invention is shown. FIG. 1 is a cross-sectional view in a direction parallel to the axial direction (hot air blowing direction) of a blast furnace tuyere. A heat insulating material layer 3 and an
断熱材層の熱伝導率が0.1W/mKよりも大きくなると、熱風温度の降下を十分に抑制することができない。一方、断熱材層の熱伝導率は小さいほど望ましいので、その下限値は特に設ける必要はないが、実用性を考慮すると0.01W/mK以上とすることが好ましい。 If the thermal conductivity of the heat insulating material layer is greater than 0.1 W / mK, the drop in hot air temperature cannot be sufficiently suppressed. On the other hand, the lower the thermal conductivity of the heat insulating material layer, the better. Therefore, it is not necessary to provide the lower limit value, but it is preferably 0.01 W / mK or more in consideration of practicality.
断熱材層に用いる断熱材の種類は特定しないが、従来から断熱材として用いられているモルタル等を用いては、熱伝導率を0.1W/mK以下とすることは困難である。熱伝導率を0.1W/mK以下とできる断熱材として、セラミックバルク、セラミックブランケット、セラミックペーパー、セラミックボード、セラミッククロス、セラミックテープ、セラミックフェルト、セラミックファイバー、セラミックブロック、定形・不定形耐火物、モルタルなど、あるいはそれらの組合せが挙げられる。 Although the kind of heat insulating material used for a heat insulating material layer is not specified, it is difficult to make a heat conductivity into 0.1 W / mK or less using the mortar etc. which were conventionally used as a heat insulating material. Insulating materials with thermal conductivity of 0.1 W / mK or less, ceramic bulk, ceramic blanket, ceramic paper, ceramic board, ceramic cloth, ceramic tape, ceramic felt, ceramic fiber, ceramic block, regular and irregular refractories, A mortar etc. or those combinations are mentioned.
断熱材層を単独で用いると、熱風とともに羽口に吹込まれる微粉炭の付着が著しく、羽口が閉塞する場合もあるが、無機物層には微粉炭が付着し難い。そこで、断熱材を保護するために、断熱材層の熱風側に無機物層が設置されている。無機物層に用いる無機物としては、さらされる熱風の温度に耐えられる材質であれば特に問題なく、例えば、一般的なセラミックス、定形・不定形耐火物などが挙げられる。またその熱伝導率も断熱材層のような制限は特になく、好ましくは30W/mK以下になる。 When the heat insulating material layer is used alone, the pulverized coal blown into the tuyere together with hot air is remarkably adhered and the tuyere may be blocked, but the pulverized coal hardly adheres to the inorganic layer. Therefore, in order to protect the heat insulating material, an inorganic layer is provided on the hot air side of the heat insulating material layer. The inorganic material used for the inorganic layer is not particularly limited as long as it is a material that can withstand the temperature of the exposed hot air, and examples thereof include general ceramics and regular / indeterminate refractories. Further, the thermal conductivity is not particularly limited as in the heat insulating material layer, and is preferably 30 W / mK or less.
断熱材層と無機物層の合計の厚さは特に制限しないが、その厚さがあまりも厚すぎると必要な送風量を確保できなくなるため、羽口内装径の1/5以下であることが好ましい。 The total thickness of the heat insulating material layer and the inorganic material layer is not particularly limited, but if the thickness is too thick, it becomes impossible to secure a necessary air blowing amount, and therefore it is preferably 1/5 or less of the tuyere interior diameter. .
断熱材層3と無機物層4とは、高炉羽口の内装面全体に設置することが望ましい。
It is desirable to install the heat insulating material layer 3 and the
以下、図面を参照しながら実施例により本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described by way of examples with reference to the drawings.
図1に示すような、断熱材層3と無機物層4とを内装している高炉送風羽口と、図2に示すような、無機物層4のみを内装している高炉送風羽口とを用いて、送風する熱風の羽口での降下温度を比較した。
As shown in FIG. 1, a blast furnace blower tuyere having a heat insulating material layer 3 and an
断熱材層3と無機物層4の断熱材と無機物として、表1に示す材料を用いた。
The materials shown in Table 1 were used as the heat insulating material and the inorganic material of the heat insulating material layer 3 and the
断熱材層3と無機物層4として表1の材料を表2に示す組合せで用いて、No.1〜9の図1、2に示す送風羽口を作製した。No.6が図2に示す羽口に相当する。各断熱材層と無機物層の熱伝導率と厚さ、断熱材層と無機物層の合計厚さを表2に併せて示す。羽口径はいずれも165mmとした。
Using the materials shown in Table 1 in the combinations shown in Table 2 as the heat insulating material layer 3 and the
作製した羽口を高炉に設置して、送風量、冷却水の入側温度を一定とした時に、送風羽口に流入する熱風温度と送風羽口通過時の温度を測定して、その差を降下温度として求めた。結果を表2に併せて示す。 When the produced tuyere is installed in a blast furnace and the air flow rate and cooling water inlet temperature are constant, the temperature of hot air flowing into the air tuyere and the temperature when passing through the air tuyere are measured. Calculated as the temperature drop. The results are also shown in Table 2.
表2によれば、断熱材層と無機物層とを有し、断熱材層の熱伝導率が本発明の範囲内であるNo.1〜5の羽口を用いた場合の送風温度の降下は3℃以下であるのに対して、断熱材層を有さないNo.6の羽口や、断熱材層と無機物層とを有しているが断熱材層の熱伝導率が本発明の範囲外であるNo.7〜9の比較例では、8℃以上も送風温度が降下した。しかも、比較例の中では送風温度の降下が8℃と比較的小さいNo.9の送風羽口は、断熱材層のモルタルが厚いため、絶対量としてのモルタルの収縮量が大きくなり、無機物層に破損が生じ、耐用性が劣っていた。 According to Table 2, it has a heat insulating material layer and an inorganic material layer, and the thermal conductivity of a heat insulating material layer is in the range of this invention. In the case of using the tuyere of 1 to 5, the drop in the blowing temperature is 3 ° C. or lower, whereas No. having no heat insulating material layer is used. No. 6 which has a tuyere of No. 6 and a heat insulating material layer and an inorganic material layer, but the heat conductivity of the heat insulating material layer is outside the scope of the present invention. In the comparative examples of 7 to 9, the blast temperature decreased by 8 ° C. or more. In addition, in the comparative example, No. In the air blower tuyere No. 9, since the mortar of the heat insulating material layer was thick, the shrinkage amount of the mortar as an absolute amount was increased, the inorganic layer was damaged, and the durability was inferior.
以上のように、本発明の範囲内の熱伝導率を有する断熱材層を用いることで、送風温度の降下を画期的に抑制できることがわかった。 As described above, it has been found that by using a heat insulating material layer having a thermal conductivity within the scope of the present invention, a decrease in the blast temperature can be dramatically reduced.
1 高炉送風羽口本体
2 内装面
3 断熱材層
4 無機物層
5 水冷部
DESCRIPTION OF
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JP2007198801A JP2009035754A (en) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Blasting tuyere for blast furnace |
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- 2007-07-31 JP JP2007198801A patent/JP2009035754A/en active Pending
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