JP2530932Y2 - 筒型炉微粉炭吹込みノズル - Google Patents
筒型炉微粉炭吹込みノズルInfo
- Publication number
- JP2530932Y2 JP2530932Y2 JP1989097039U JP9703989U JP2530932Y2 JP 2530932 Y2 JP2530932 Y2 JP 2530932Y2 JP 1989097039 U JP1989097039 U JP 1989097039U JP 9703989 U JP9703989 U JP 9703989U JP 2530932 Y2 JP2530932 Y2 JP 2530932Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- pulverized coal
- tube
- furnace
- tip
- 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.)
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- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、溶融還元炉等の製鋼用炉において、燃料源
の微粉炭等の燃料と支燃性ガスである酸素を供給するノ
ズルに関するものである。
の微粉炭等の燃料と支燃性ガスである酸素を供給するノ
ズルに関するものである。
（従来の技術） 従来、鉄源としてのスクラップは転炉製鋼時の冷材と
して一部使用されているが、大部分は電気炉において溶
解精錬されてきた。しかしその使用量の増加に伴い消費
電力が著しく増大することから、スクラップを使用する
利点が失われつつある。したがって溶解熱源を電力より
コークスや石炭などの炭材に求め、転炉でスクラップを
溶解しようとする転炉スクラップ溶解法が提案されてお
り、この方法は例えば本出願人が特願昭63-122292号に
提案したような転炉型式の筒型炉が用いられている。
して一部使用されているが、大部分は電気炉において溶
解精錬されてきた。しかしその使用量の増加に伴い消費
電力が著しく増大することから、スクラップを使用する
利点が失われつつある。したがって溶解熱源を電力より
コークスや石炭などの炭材に求め、転炉でスクラップを
溶解しようとする転炉スクラップ溶解法が提案されてお
り、この方法は例えば本出願人が特願昭63-122292号に
提案したような転炉型式の筒型炉が用いられている。
筒型炉により溶銑を製造するには、まず炉内下部にコ
ークス充填層を形成し、その上にスクラップと鉄鉱石の
充填層を形成する。そして下部のコークス層に一次羽口
から支燃性ガスと燃料を吹き込み、下記（１）式の反応
を起こさせ反応熱によりコークス層を高温に保持する。
ークス充填層を形成し、その上にスクラップと鉄鉱石の
充填層を形成する。そして下部のコークス層に一次羽口
から支燃性ガスと燃料を吹き込み、下記（１）式の反応
を起こさせ反応熱によりコークス層を高温に保持する。
Ｃ＋（1/2）O2→CO＋29,400kcal/kmol・Ｃ……（１） 上記（１）式で発生したCOは、上部スクラップと鉄鉱
石の充填層内で二次羽口から吹き込まれる支燃性ガスと
下記（２）式の反応（二次燃焼）を起こす。
石の充填層内で二次羽口から吹き込まれる支燃性ガスと
下記（２）式の反応（二次燃焼）を起こす。
CO＋（1/2）O2→CO2＋67,590kcal/kmol・CO ……（２） その反応熱は、スクラップと鉄鉱石の加熱及び溶融に利
用される。ここで溶融した鉄鉱石（溶融還元鉄）は下部
のコークス層に滴下して高温のコークスと下記（３）式
の反応を起こし速やかに還元する。
用される。ここで溶融した鉄鉱石（溶融還元鉄）は下部
のコークス層に滴下して高温のコークスと下記（３）式
の反応を起こし速やかに還元する。
Fe2O3＋3C→2Fe＋3CO −108,090kcal/kmol・Fe2O3 ……（３） 上記（３）式の反応のとき、近傍にCO2が存在しない
ため、これにより（３）式の反応が阻害されることはな
い。
ため、これにより（３）式の反応が阻害されることはな
い。
また（１）式及び（２）式の反応で発生したCOはスク
ラップと鉄鉱石の充填層内で二次燃焼するので、それら
の加熱と溶融に有効に利用され、高い燃料利用効率が達
成できる。
ラップと鉄鉱石の充填層内で二次燃焼するので、それら
の加熱と溶融に有効に利用され、高い燃料利用効率が達
成できる。
以上の様に上記溶銑の製造法によれば、従来法より熱
効率よく溶銑を製造することができるようになった。ま
たこの方法での一次羽口としては、支燃性ガスと燃料を
吹き込むための二重管羽口又は羽口を冷却するための冷
却ガス流路を備えた三重管羽口を使用している。
効率よく溶銑を製造することができるようになった。ま
たこの方法での一次羽口としては、支燃性ガスと燃料を
吹き込むための二重管羽口又は羽口を冷却するための冷
却ガス流路を備えた三重管羽口を使用している。
（考案が解決しようとする課題） 支燃性ガスと燃料とを吹き込む二重管羽口又は冷却ガ
スを併用する三重管羽口は、羽口直前で燃料が燃焼する
ため、羽口前面温度は2300〜2400℃に上昇する。
スを併用する三重管羽口は、羽口直前で燃料が燃焼する
ため、羽口前面温度は2300〜2400℃に上昇する。
このため、冷却ガスを流していても羽口先端部は非常
な高温になり、溶損及び酸化のために先端部から徐々に
損傷していく。更に固体燃料等が通過する中心管は、冷
却能が大きく損傷量も少ないが、外管は冷却能が少ない
上に周囲からの受熱量が最も大きいため損傷量が多い。
したがって羽口の損傷の形状は、外管から内管にかけて
階段状に進み、各管端からのガス吹き出し方向は羽口中
心線に対して傾斜し、先に進むにつれて中心管から吹き
出された燃料との距離が拡大する。
な高温になり、溶損及び酸化のために先端部から徐々に
損傷していく。更に固体燃料等が通過する中心管は、冷
却能が大きく損傷量も少ないが、外管は冷却能が少ない
上に周囲からの受熱量が最も大きいため損傷量が多い。
したがって羽口の損傷の形状は、外管から内管にかけて
階段状に進み、各管端からのガス吹き出し方向は羽口中
心線に対して傾斜し、先に進むにつれて中心管から吹き
出された燃料との距離が拡大する。
このように従来の羽口では、支燃性ガスと燃料との混
合による燃焼性が低下するため、支燃性ガスは炉内に充
填されているコークス塊との反応が主体となり、同時に
供給した微細な固体燃料は炉内を通過するだけで、ダス
トとして系外（排ガス処理設備）へ放出され、燃料原単
位が著しく低下するという問題がある。
合による燃焼性が低下するため、支燃性ガスは炉内に充
填されているコークス塊との反応が主体となり、同時に
供給した微細な固体燃料は炉内を通過するだけで、ダス
トとして系外（排ガス処理設備）へ放出され、燃料原単
位が著しく低下するという問題がある。
本考案は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、高い燃料効率で溶銑を製造することができる微粉
炭吹込みノズルを得ることを目的とする。
ので、高い燃料効率で溶銑を製造することができる微粉
炭吹込みノズルを得ることを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案に係る筒型炉微粉
炭吹込みノズルは、炉内下部にコークス充填層を形成
し、その上にスクラップと鉄鉱石の充填層を形成して、
下部のコークス充填層に羽口から支燃性ガスと燃料を吹
き込む精錬炉に適用され、ノズル中心管の外側に同心円
状に配置されたノズルスリット管の内部で微粉炭と酸素
を混合し、ノズルスリット管の先端より吹き出すノズル
であって、ノズル中心管の内径をＤ、ノズルスリット管
の最先端から前記ノズル中心管の先端迄の距離をＬとし
たとき、１≦L/D≦20の条件を満足すべく構成している
のである。
炭吹込みノズルは、炉内下部にコークス充填層を形成
し、その上にスクラップと鉄鉱石の充填層を形成して、
下部のコークス充填層に羽口から支燃性ガスと燃料を吹
き込む精錬炉に適用され、ノズル中心管の外側に同心円
状に配置されたノズルスリット管の内部で微粉炭と酸素
を混合し、ノズルスリット管の先端より吹き出すノズル
であって、ノズル中心管の内径をＤ、ノズルスリット管
の最先端から前記ノズル中心管の先端迄の距離をＬとし
たとき、１≦L/D≦20の条件を満足すべく構成している
のである。
本考案に係るノズルにおいて、ノズル中心管の内側に
O2ガスあるいは微粉炭を、ノズルスリット管の内側に微
粉炭あるいはO2ガスをキャリアガスと共に吹き込んだ場
合、微粉炭をO2ガスで効率的に燃焼させるためには１≦
L/Dの条件を満たさなければならない。なぜならば、第
２図に見られるように、L/Dが１を越えれば、石炭の未
燃焼性は最小となるからである。一方、L/Dが大きくな
るにしたがい、ノズル内部の低温域でO2ガスと微粉炭が
混合することになるから、粉塵爆発の危険性が増大して
くる。
O2ガスあるいは微粉炭を、ノズルスリット管の内側に微
粉炭あるいはO2ガスをキャリアガスと共に吹き込んだ場
合、微粉炭をO2ガスで効率的に燃焼させるためには１≦
L/Dの条件を満たさなければならない。なぜならば、第
２図に見られるように、L/Dが１を越えれば、石炭の未
燃焼性は最小となるからである。一方、L/Dが大きくな
るにしたがい、ノズル内部の低温域でO2ガスと微粉炭が
混合することになるから、粉塵爆発の危険性が増大して
くる。
また、L/D≦20に限定したのは、第３図に見られるよ
うに、ノズル内の温度分布より、微粉炭燃焼に必要な温
度700℃を確保しなければ、安定的に燃焼できないとい
う理由によるものである。
うに、ノズル内の温度分布より、微粉炭燃焼に必要な温
度700℃を確保しなければ、安定的に燃焼できないとい
う理由によるものである。
（作用） 本考案においては、予め高い温度に加熱された炉内に
微粉炭を支燃性ガスと充分混合させて吹き込み燃焼させ
ることができ、従来の微粉炭バーナーに見られる如き粉
塵爆発のような急激な燃焼は羽口内で起こさない条件を
選択することが可能である。
微粉炭を支燃性ガスと充分混合させて吹き込み燃焼させ
ることができ、従来の微粉炭バーナーに見られる如き粉
塵爆発のような急激な燃焼は羽口内で起こさない条件を
選択することが可能である。
（実施例） 第１図は二重管ノズルとして本考案を実施した断面図
であり、図中１はノズルスリット管、２はノズル中心
管、３は耐火レンガを示し、Ｄは前記ノズル中心管２の
内径、Ｌはノズルスリット管１の最先端からノズル中心
管２の先端迄の距離である。
であり、図中１はノズルスリット管、２はノズル中心
管、３は耐火レンガを示し、Ｄは前記ノズル中心管２の
内径、Ｌはノズルスリット管１の最先端からノズル中心
管２の先端迄の距離である。
なお図示されていないが、三重管ノズルとして実施す
る場合にはノズルスリット管１の外側に更にスリット管
が設けられる。
る場合にはノズルスリット管１の外側に更にスリット管
が設けられる。
一実施例として、直径＝1.5m、炉底〜炉口までの高さ
＝3.6m、内容積＝６m3の転炉を用い、一次及び二次羽口
は炉底より0.8m、1.2m上部の位置に90°間隔に４本ずつ
設置し、出銑滓口は炉底中央部に１個を設置した設備と
し、第１表、第２表、第３表に示すスクラップ、鉄鉱
石、燃料を使用して溶銑を製造した。第４表はその製造
実績である。
＝3.6m、内容積＝６m3の転炉を用い、一次及び二次羽口
は炉底より0.8m、1.2m上部の位置に90°間隔に４本ずつ
設置し、出銑滓口は炉底中央部に１個を設置した設備と
し、第１表、第２表、第３表に示すスクラップ、鉄鉱
石、燃料を使用して溶銑を製造した。第４表はその製造
実績である。
なおスクラップは、最大寸法400mm角、嵩比重＝3.5ト
ン／m3、を使用し、支燃性ガスは純酸素ガスを用いた。
ン／m3、を使用し、支燃性ガスは純酸素ガスを用いた。
１次羽口にL/D＝５の微粉炭吹込みノズル４本を設置
し、ノズル１本当たり250Nm2/HrのO2ガスと350kg/Hrの
微粉炭を吹き込んだ。
し、ノズル１本当たり250Nm2/HrのO2ガスと350kg/Hrの
微粉炭を吹き込んだ。
その結果比較例に対して溶銑１トンを製造するのに必
要な微粉炭使用量は削減され、それに伴い酸素使用量の
減少、溶解時間の短縮、鉄歩留増等の効果を得ることが
実証された。
要な微粉炭使用量は削減され、それに伴い酸素使用量の
減少、溶解時間の短縮、鉄歩留増等の効果を得ることが
実証された。
なお比較例は１次羽口にL/D＝０のノズル４本設置
し、他の操業条件は本考案と同一である。
し、他の操業条件は本考案と同一である。
（考案の効果） 本考案は以上説明したように、内部で微粉炭と酸素を
混合し吹き出すノズルであって、１≦L/D≦20の条件を
満たすべく構成したもので、これによってスクラップと
鉄鉱石から溶銑を製造するプロセスにおいて、安価な石
炭を効率よく燃焼させることが可能となり、溶銑の製造
コストを大幅に低減できる。
混合し吹き出すノズルであって、１≦L/D≦20の条件を
満たすべく構成したもので、これによってスクラップと
鉄鉱石から溶銑を製造するプロセスにおいて、安価な石
炭を効率よく燃焼させることが可能となり、溶銑の製造
コストを大幅に低減できる。
第１図は本考案による微粉炭吹込みノズルの一例を示す
断面図、第２図は微粉炭吹込みノズルの寸法と集塵ダス
ト中に占める未燃焼石炭の重量指数との関係を示すグラ
フ、第３図はノズル内温度分布を示すグラフである。 １はノズルスリット管、２はノズル中心管。
断面図、第２図は微粉炭吹込みノズルの寸法と集塵ダス
ト中に占める未燃焼石炭の重量指数との関係を示すグラ
フ、第３図はノズル内温度分布を示すグラフである。 １はノズルスリット管、２はノズル中心管。
Claims (1)
- 【請求項１】炉内下部にコークス充填層を形成し、その
上にスクラップと鉄鉱石の充填層を形成して、下部のコ
ークス充填層に羽口から支燃性ガスと燃料を吹き込む精
錬炉に適用され、ノズル中心管の外側に同心円状に配置
されたノズルスリット管の内部で微粉炭と酸素を混合
し、ノズルスリット管の先端より吹き出すノズルであっ
て、ノズル中心管の内径をＤ、ノズルスリット管の最先
端から前記ノズル中心管の先端迄の距離をＬとしたと
き、１≦L/D≦20の条件を満足すべく構成したことを特
徴とする筒型炉微粉炭吹込みノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989097039U JP2530932Y2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 筒型炉微粉炭吹込みノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989097039U JP2530932Y2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 筒型炉微粉炭吹込みノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0338345U JPH0338345U (ja) | 1991-04-12 |
| JP2530932Y2 true JP2530932Y2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=31646196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989097039U Expired - Lifetime JP2530932Y2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 筒型炉微粉炭吹込みノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2530932Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0715136B2 (ja) * | 1987-12-21 | 1995-02-22 | 日本酸素株式会社 | 固体燃料インジェクションランス用のノズル |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1989097039U patent/JP2530932Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0338345U (ja) | 1991-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |