JP2019523385A - 高炉のバードネスト除去装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、微粉炭吹込み高炉操業では、コークスが微粉炭によって置換されるにつれ、コークス層厚対比の鉱石層厚が増加して炉下部でコークスの燃焼量が減少し、結果的に炉内装入物の降下速度が低下し、これにより、コークスの高炉内滞留時間が増加するとともに、燃焼帯ではコークス粒子間の衝突の機会がより大きくなる。この時、激しい衝突反応による機械的摩耗によって生成された微粉のコークスは、炉内の一定位置のコークス層に堆積する。つまり、高炉の炉心にコークス充填層のバードネストが形成される。バードネストは、高炉炉心の燃焼帯付近に積もるようになる。
そのため、高炉操業を円滑にするためには、下部で生成された還元ガスが高炉上部に円滑に移動できなければならない。そのためには、装入された炉内コークス充填層の状態が健全でなければならない。
つまり、炉頂から装入されたコークスを下部から供給される熱風で燃焼させて得られた還元剤のCOガスを用いて焼結鉱を還元し、溶銑を生産する高温高圧の向流反応器である。羽口前の燃焼帯で形成されたガスは、コークス充填層を通過して高炉の半径方向および垂直方向に均等に拡散しなければならず、偏流が発生してはならない。
このような3mm以下の粉層区域に存在する微粉を除去するために、従来はこの区域を爆破させて除去しようとする試みがなされたが、この方法を用いる時、爆破による粉が多量発生する問題点があった。一方、鉱石や、酸素を含む低融点フラックスを羽口を通して吹込んで粉を除去しようとする試みがなされたが、吹込まれる物質が炉心に直接作用する確率が低く、むしろ通気/通液性を低下させ、炉心状況を悪化させるという欠点があった。
微粉炭ランスは、その外側に連結設置され、風を供給可能な送風支管をさらに含むことができる。
高圧発射体は、その後方に連結設置され、高圧の窒素ガスを収容して供給できるようになった高圧ガス容器をさらに含むことがよい。
高圧発射体は、多数のカプセルを装填して発射できるようになった装填部と、装填部に開閉可能に設けられた蓋とを含むことができる。
カプセルは、プラスチック材で成形され、その内部に水または過酸化水素溶液を含有するミルスケール溶融剤が入る構造であることがよい。
弾頭と栓は、それぞれその外周面にシーリング用溝が形成され、シーリング用溝にそれぞれシーリング用リングが設けられ、シリンダを密封可能な構造であることが好ましい。
シリンダは、他のシリンダに連結され、大容量シリンダを構成してもよい。
カプセルは、弾頭に挟まれ、カプセルの進行位置を調整可能な位置調整板をさらに含むことができる。
位置調整板は、弾頭の上下左右に選択的に設けられ、位置調整板の荷重により弾頭の進行位置を調整することによって、カプセルの到着地点を上下左右に調整可能な構造であることが好ましい。
また、バードネストをなす微粉体と溶融剤とを反応させて微粉体を除去できるため、微粉体によって熱風伝達効率が低下する現象の発生を抑えることができ、これによって、生産量を増加させることができる。
以下、添付した図面を基にして、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施例を説明する。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に理解できるように、後述する実施例は、本発明の概念と範囲を逸脱しない限度内で多様な形態に変形可能である。そこで、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
図2は、本実施例による高炉のバードネスト除去装置の構造を示す概略図である。
図1と図2に示したとおり、高炉1で炉心を活性化させるために、炉心に積もったバードネスト3を効果的に除去できる高炉のバードネスト除去装置を開示する。
本実施例において、高炉のバードネスト除去装置は、高炉1内部の燃焼帯2に連結され、微粉炭を吹込む微粉炭ランス10と、微粉炭ランス10を介して燃焼帯2周辺のバードネスト3に供給され、バードネスト3を溶融して除去できるように内部に溶融剤が入ったカプセル20と、カプセル20を収容しながら微粉炭ランス10の端部に連結設置され、高圧の窒素ガスを用いてカプセル20をバードネスト3に発射できるようにする高圧発射体30とを含む。
また、高炉1の燃焼帯2に投入される微粉炭ランス10は、高圧発射体30との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブ11をさらに含み、微粉炭ランス10は、その外側に連結設置され、風を供給可能な送風支管12をさらに含んでもよい。
そして、カプセル20をバードネスト3に発射する高圧発射体30は、その後方に連結設置され、高圧の窒素ガスを収容して供給できるようになった高圧ガス容器31をさらに含み、高圧ガス容器31との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブ32をさらに含んでもよい。
また、高圧発射体30は、多数のカプセル20を装填して発射できるようになった装填部33と、装填部33に開閉可能に設けられた蓋34とを含むことができることから、高圧発射体30の構造により装填部33に多数のカプセル20を装填した状態で炉心のバードネスト3にカプセル20を発射することができ、装填部33の気密維持のために開閉可能な蓋34が設けられる。
図4は、本実施例によるカプセルの構造を示す分解図である。
図3と図4に示したとおり、カプセル20は、プラスチック材で成形され、その内部に水と過酸化水素溶液または過酸化水素水溶液を含有するミルスケール溶融剤が入る構造である。
つまり、カプセル20内に含まれた物質によって高炉1内のバードネスト3と触媒分解反応機能による分解発熱反応が起こり、分解時に発生する酸素によって微粉中の炭素の燃焼が可能となり、また、自体溶融物の形成によってバードネスト3を洗い落とす作用により、その除去が可能である。
弾頭21と栓23は、それぞれその外周面にシーリング用溝21a、23aが形成され、シーリング用溝21a、23aにそれぞれシーリング用リング21b、23bが設けられ、シリンダ22を密封可能にする構造である。
そのため、上記構造からなるカプセル20を高炉1のバードネスト3に投入してバードネスト3を除去することから、過酸化水素溶液と共にミルスケールのような溶融剤を含むカプセル20を連続的にバードネスト3に投入してバードネスト3の微粉と混合させてこの微粉を除去することによって、ガスが炉心をよく流れるように通路を設けることで炉心の不活性化を解消することができる。
図5に示したとおり、シリンダ22は、他のシリンダに連結され、大容量シリンダ22aを構成することができ、大容量シリンダ22aは、その中間にフレキシブル連結部22bが設けられ、バードネスト3の進入時に曲折が可能な構造である。
つまり、カプセル20の場合、微粉炭ランス10を介して吹込むのに200mm程度が最適なカプセル20の長さであるが、より多い物質を投入するために、カプセル20の長さを増加させて大容量シリンダ22aを用いる場合、折れ曲がった微粉炭ランス10を通過できずに詰まってしまう問題点が予想される。これを防止するために、大容量シリンダ22aの中間にフレキシブル連結部22bを繋ぐことによって、折れ曲がった所も円滑に通過できるように設計することができる。
図6に示したとおり、カプセル20は、弾頭21の部分に挟み込まれ、カプセル20の進行位置を調整可能な位置調整板24をさらに含み、位置調整板24は、弾頭21の上下左右に選択的に設けられ、位置調整板24の荷重により弾頭21の進行位置を調整することによって、カプセル20の到着地点を上下左右に調整可能な構造である。
これにより、微粉炭ランス10にカプセル20を装着した後、カプセル20の弾頭21に挟み込まれた位置調整板24の位置を上下、左右の位置に調整してバードネスト3に位置しようとする所を目標に動かした後、高圧発射体30の制御バルブ32を開けて、高圧窒素ガスによってカプセル20がバードネスト3に投入されるようにし、カプセル20に含まれたミルスケールのような溶融剤生成物質が一箇所に集中して噴射されず上下/左右に均等に分布できるように構成されている。
したがって、高炉1の炉心のバードネスト3を効果的に除去することによって、不活性化した炉心で発生する送風量の低下による生産量の減少を防止することができ、炉心状態の改善によって送風圧を低く制御することにより、炉況が安定化することができ、バードネスト3を形成する微粉体と溶融剤とを反応させて微粉体を除去できるため、微粉体によって熱風伝達効率が低下する現象が発生しないので、生産量を増加させることができる。
2:燃焼帯
3:バードネスト
10:微粉炭ランス
11:制御バルブ
12:送風支管
20:カプセル
21:弾頭
21a、23a:シーリング用溝
21b、23b:シーリング用リング
22:シリンダ
22a:大容量シリンダ
22b:フレキシブル連結部
23:栓
24:位置調整板
30:高圧発射体
31:高圧ガス容器
32:制御バルブ
33:装填部
34:蓋
Claims (13)
- 高炉内部の燃焼帯に連結され、微粉炭を吹込むようになった微粉炭ランスと、
前記微粉炭ランスを介して燃焼帯周辺のバードネストに供給され、バードネストを溶融および除去できるように内部に溶融剤が入ったカプセルと、
前記カプセルを収容しながら前記微粉炭ランスの端部に連結設置され、高圧の窒素ガスを用いてカプセルをバードネストに発射できるようになった高圧発射体と、を含むことを特徴とする高炉のバードネスト除去装置。 - 前記微粉炭ランスは、前記高圧発射体との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記微粉炭ランスは、その外側に連結設置され、風を供給可能な送風支管をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記高圧発射体は、その後方に連結設置され、高圧の窒素ガスを収容して供給できるようになった高圧ガス容器をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記高圧発射体は、前記高圧ガス容器との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブをさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記高圧発射体は、多数の前記カプセルを装填して発射できるようになった装填部と、前記装填部に開閉可能に設けられた蓋とを含むことを特徴とする請求項1に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記カプセルは、プラスチック材で成形され、その内部に水または過酸化水素溶液または過酸化水素水溶液を含有するミルスケール溶融剤が入る構造であることを特徴とする請求項1に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記カプセルは、バードネストに挿入できるようにその前方に設けられた弾頭と、前記弾頭の後方に設けられかつその内部に溶融剤を入れることが可能なシリンダと、前記シリンダの後方に設けられ、シリンダを密封できるようになった栓とを含むことを特徴とする請求項7に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記弾頭と栓は、それぞれその外周面にシーリング用溝が形成され、前記シーリング用溝にそれぞれシーリング用リングが設けられ、前記シリンダを密封可能な構造であることを特徴とする請求項8に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記シリンダは、他のシリンダに連結され、大容量シリンダを構成してもよいことを特徴とする請求項8に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記大容量シリンダは、その中間にフレキシブル連結部が設けられ、バードネストの進入時に曲がり可能な構造であることを特徴とする請求項10に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記カプセルは、前記弾頭に挟まれ、カプセルの進行位置を調整可能な位置調整板をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の高炉のバードネスト除去装置。
- 前記位置調整板は、前記弾頭の上下左右に選択的に設けられ、位置調整板の荷重により弾頭の進行位置を調整することによって、前記カプセルの到着地点を上下左右に調整可能な構造であることを特徴とする請求項12に記載の高炉のバードネスト除去装置。
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