JP2631439B2 - Nozzle for injecting pulverized coal into furnace of iron making device and method of manufacturing the same - Google Patents

Nozzle for injecting pulverized coal into furnace of iron making device and method of manufacturing the same

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JP2631439B2
JP2631439B2 JP5018155A JP1815593A JP2631439B2 JP 2631439 B2 JP2631439 B2 JP 2631439B2 JP 5018155 A JP5018155 A JP 5018155A JP 1815593 A JP1815593 A JP 1815593A JP 2631439 B2 JP2631439 B2 JP 2631439B2
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spraying
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願発明は、製鉄装置の炉内への
微粉炭吹き込みノズルとその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nozzle for blowing pulverized coal into a furnace of an iron making apparatus and a method of manufacturing the nozzle.

【0002】[0002]

【従来の技術】高炉等の炉体内で重油燃焼炎を発生させ
るため、炉体内に熱風を供給する羽口内部に、熱風中に
微粉炭を吹き込むノズルが設けられている。このノズル
は、通常PCI(PULVERIZED COAL I
NJECTION:微粉炭吹き込み)ランスと呼ばれる
ものであり、羽口内部を通る微粉炭を重油燃焼炎と熱風
中に噴射して、微粉炭を補給するものである。このPC
Iランスは先端部が高温で、即ち1100〜1300°
Cの燃焼炎に曝されるため、PCIランスの母材(SU
S 310S等)が、短期間に高温酸化や磨耗(高温に
よる金属の軟化)を受ける。このため、従来より微粉炭
の放出用ノズルの外側に外套管(空気供給ノズル)を設
け、この外套管の内側に圧縮空気を強制的に送り、ノズ
ル本体(PCIランス)を空冷させて、その保護が図ら
れている。
2. Description of the Related Art A nozzle for blowing pulverized coal into hot air is provided inside a tuyere for supplying hot air to a furnace in order to generate a heavy oil combustion flame in a furnace such as a blast furnace. This nozzle is usually a PCI (PULVERIZED COAL I
(NJECTION: pulverized coal injection) This is called a lance, and is used to supply pulverized coal by injecting pulverized coal passing through the tuyere into heavy oil combustion flame and hot air. This PC
The I lance is hot at the tip, ie 1100-1300 °
C lance base material (SU)
S 310S) undergo high-temperature oxidation and abrasion (metal softening due to high temperature) in a short period of time. For this reason, a mantle tube (air supply nozzle) is conventionally provided outside the pulverized coal discharge nozzle, compressed air is forcibly sent inside the mantle tube, and the nozzle body (PCI lance) is air-cooled. Protection is provided.

【0003】図3及び図4を参照して、より具体的に説
明すると、PCIランスaは、図4に示すように、高炉
へ高温熱風の供給を行う高温熱風導入管jに取り付けら
れ、微粉炭fを重油供給管に供給する。この図4におい
て、kは高温熱風導入管jの羽口を示し、mは羽口冷却
水を送る送水管を示し、nは重油供給管を示している。
高温熱風導入管jの羽口kは、耐火物によって形成され
た炉壁pに設けられており、この炉壁pが構成する炉体
内には、溶銑鉄qが収容されている。そして、この炉体
内に羽口kから燃焼火炎が放射され、溶銑の加熱が行わ
れる。今日一般に用いられているPCIランスaは、図
3へ示すように、微粉炭放出用ノズルbの外側に空気供
給ノズルcが設けられており、二重パイプになっている
ところから、通常、二重パイプランスと呼ばれる。詳し
くは、微粉炭放出用ノズルbが、微粉炭fを重油供給管
に供給し、空気供給ノズルcが、空気供給管gから送ら
れてきた圧縮空気hを送り、先端開口部eから重油供給
管内へ放出する。このように、空気供給ノズルcは、こ
の圧縮空気hによって、高温に曝される微粉炭放出用ノ
ズルbの先端開口部d付近の冷却を行うものである。
More specifically, referring to FIGS. 3 and 4, a PCI lance a is attached to a high-temperature hot air introduction pipe j for supplying high-temperature hot air to a blast furnace as shown in FIG. Charcoal f is supplied to the heavy oil supply pipe. In FIG. 4, k indicates a tuyere of the high-temperature hot air introduction pipe j, m indicates a water supply pipe for sending tuyere cooling water, and n indicates a heavy oil supply pipe.
The tuyere k of the high-temperature hot air introduction pipe j is provided on a furnace wall p formed of a refractory material, and a furnace body constituted by the furnace wall p contains hot metal iron q. Then, a combustion flame is radiated from the tuyere k into the furnace, and the hot metal is heated. As shown in FIG. 3, a PCI lance a generally used today is provided with an air supply nozzle c outside a pulverized coal discharge nozzle b and has a double pipe. Called heavy pipe lance. Specifically, the pulverized coal discharging nozzle b supplies the pulverized coal f to the heavy oil supply pipe, the air supply nozzle c sends the compressed air h sent from the air supply pipe g, and the heavy oil supply from the tip opening e. Release into tube. As described above, the air supply nozzle c cools the vicinity of the tip opening d of the pulverized coal discharging nozzle b exposed to a high temperature by the compressed air h.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、炉中の溶銑加
熱に際し、ノズル本体aの冷却のため圧縮空気hを用い
ることは、転炉及び高炉において、炉体内の温度を下げ
る要因となり、このような熱量損失は、見過ごせない問
題となっていた。その上、上記の通り、PCIランス
(ノズル本体a)の材質維持のため、圧縮空気hを用い
てPCIランス(ノズル本体a)の冷却を行う従来の方
法にあっても(通常PCIランスの先端の使用温度条件
は1220°C前後であり)、高温燃焼中のPCIラン
ス(ノズル本体a)先端部は、短期間で高温熱風による
酸化や磨耗、炭化現象が生じ、PCIランス(ノズル本
体a)の短期的な交換が必要とされる。このため、微粉
炭の安定供給にはPCIランス材質の耐熱、耐酸化、耐
磨耗性要求と共に、上記冷却エアーを不要とすることが
課題となっていた。一方、特開昭59−136473号
公報及び実開平01−062346号公報に見られるよ
うな提案がなされている。これらの公報には、夫々、微
粉炭吹き込みノズルに、溶射被膜が形成されたものが掲
げられている。上記の特開昭59−136473号公報
に掲載された発明は、ノズルに溶射被膜を形成すること
により、耐磨耗性の向上を図ることを主目的としてお
り、耐熱性を第一の目的とするものではない。従って、
フュージング処理などの工夫がなされているものの、耐
熱性については、不十分であった。例えば、フュージン
グ処理として、900゜Cに予熱後、表面1050゜C
で再加熱する旨記載されているが、このような処理によ
り、ボロン・シリコンが浮き上がってしまう。従って、
5年間使用することができた旨の記載もあるが、この記
載通りであれば、使用温度が1000゜Cよりも低かっ
たものと考えられる。又、実開平01−062346号
公報に記載のものは、セラミック溶射により、耐熱性の
向上によるランスの延命が効果として掲げられている
が、この種のものも、公報では省略されて明示の記載は
ないが、実際は、ランスは二重化されており圧縮空気に
よる冷却がなされることを前提として、従来よりもラン
スの延命を図るものである。従って、何れの公報に記載
ものも、溶解温度が1400゜Cを越える鉄を処理する
製鉄装置などに利用する場合は、結局ノズルを二重化し
て従来通りエアーによる冷却を行うことが強いられ、積
極的にこのような冷却による炉内のエネルギーロスを改
善しようとするものではない。このように上記の公報の
ような提案にも拘らず、微粉炭吹き込みノズルは、製鉄
装置の炉内でのエネルギーロス改善の阻害要因となって
いたのであった。本願発明は、上記課題の解決を目的と
する。
However, the use of compressed air h for cooling the nozzle body a when heating the hot metal in the furnace causes a decrease in the temperature inside the furnace in the converter and the blast furnace. Heat loss has become a problem that cannot be overlooked. In addition, as described above, in order to maintain the material of the PCI lance (nozzle main body a), the conventional method of cooling the PCI lance (nozzle main body a) using the compressed air h (usually the tip of the PCI lance) The operating temperature condition is around 1220 ° C.). During the high-temperature combustion, the tip of the PCI lance (nozzle body a) is oxidized, worn, and carbonized by the high-temperature hot air in a short period of time. A short-term exchange is required. For this reason, in order to stably supply the pulverized coal, heat resistance, oxidation resistance, and abrasion resistance of the PCI lance material are required, and the need for the cooling air is eliminated. On the other hand, proposals have been made as disclosed in JP-A-59-136473 and JP-A-01-062346. Each of these publications discloses a sprayed coating formed on a pulverized coal blowing nozzle. The invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-136473 has a main object of improving abrasion resistance by forming a sprayed coating on a nozzle. It does not do. Therefore,
Despite some efforts such as fusing treatment, heat resistance was insufficient. For example, as a fusing treatment, after preheating to 900 ° C., the surface 1050 ° C.
Is described, but boron silicon is lifted by such a treatment. Therefore,
There is also a statement that it could be used for 5 years, but if this statement is followed, it is probable that the use temperature was lower than 1000 ° C. Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 01-062346 discloses that the effect of extending the lance by improving the heat resistance by ceramic spraying is listed as an effect, but this type is also omitted from the publication and explicitly described. However, in practice, the lance is doubled and the life of the lance is longer than before, assuming that the lance is cooled by compressed air. Therefore, when any of the publications described above is used in an iron making apparatus that processes iron having a melting temperature exceeding 1400 ° C., it is necessary to double the nozzles and perform cooling by air as in the past. It is not intended to improve the energy loss in the furnace due to such cooling. As described above, in spite of the proposals in the above-mentioned publications, the pulverized coal injection nozzle has been a hindrance factor for improving the energy loss in the furnace of the iron making apparatus. An object of the present invention is to solve the above problems.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そこで、本願第1の発明
に係る製鉄装置の炉内への微粉炭吹き込みノズルは、製
鉄装置の炉体内に燃焼火炎を生じさせる高温熱風導入管
100内に配設され高温熱風中に微粉炭を供給するもの
であり、下記の構成を採るものである。即ち、筒状のノ
ズル1の少なくとも先端部10は、断熱及び酸化防止用
の溶射皮膜2が形成されたものである。上記溶射皮膜2
は、ノズル1表面への下地溶射にて形成された第1層
と、その上へ溶射にて形成された第2層と、必要に応じ
て第1層と第2層との間に溶射にて形成される中間層と
を有する。上記第1層は、ニッケルクロム合金の組成又
はその合金中に、アルミニウム、イットリウム、チタン
のうち少なくとも一つを含む合金により、下地溶射層と
して形成されたものである。上記第2層は、ジルコニア
複合物に、イットリア、マグネシウム、イットリア、セ
リアのうち少なくとも一つを含むジルコニア系の溶射皮
膜として、第1層を被覆するものである。上記中間層
は、第1層に用いた材料と第2層に用いた材料とを適宜
比率に混合して、緩衝層として形成されるものである。
本願第2の発明に係る製鉄装置の炉内への微粉炭吹き込
みノズルの製造方法は、製鉄装置の炉体内に燃焼火炎を
生じさせる高温熱風導入管100内に配設され高温熱風
中に微粉炭を供給する微粉炭吹き込みノズルに対し、筒
状のノズル1の少なくとも先端部10へ、溶射を行い、
断熱及び酸化防止用の溶射皮膜2を形成するものであ
り、下記の構成を採るものである。即ち、上記溶射皮膜
2の形成は、ノズル1表面への下地溶射にて第1層を、
その上へ溶射にて第2層を、必要に応じて第1層と第2
層との間に溶射にて中間層とを形成することにより行わ
れる。上記第1層を、ニッケルクロム合金の組成又はそ
の合金中に、アルミニウム、イットリウム、チタンのう
ち少なくとも一つを含む合金により、下地溶射層として
形成する。上記第2層にて、ジルコニア複合物に、イッ
トリア、マグネシウム、イットリア、セリアのうち少な
くとも一つを含むジルコニア系の溶射皮膜として、第1
層を被覆する。上記中間層を、第1層に用いた材料と第
2層に用いた材料とを適宜比率に混合して、緩衝層とし
て形成する。
Therefore, the pulverized coal injection nozzle into the furnace of the iron making apparatus according to the first invention of the present application is arranged in a high-temperature hot air introduction pipe 100 for generating a combustion flame in the furnace of the iron making apparatus. It is provided to supply pulverized coal into high-temperature hot air, and has the following configuration. That is, at least the tip portion 10 of the cylindrical nozzle 1 is formed with the thermal spray coating 2 for heat insulation and oxidation prevention. Thermal spray coating 2
Is sprayed between a first layer formed by spraying a base on the surface of the nozzle 1 and a second layer formed thereon by spraying, and, if necessary, between the first layer and the second layer. And an intermediate layer formed. The first layer is formed as a base sprayed layer using a composition of a nickel chromium alloy or an alloy containing at least one of aluminum, yttrium, and titanium in the alloy. The second layer coats the first layer as a zirconia-based thermal spray coating containing at least one of yttria, magnesium, yttria, and ceria on the zirconia composite. The intermediate layer is formed as a buffer layer by mixing the material used for the first layer and the material used for the second layer at an appropriate ratio.
The method for producing a pulverized coal injection nozzle into a furnace of an iron making apparatus according to the second invention of the present application is a method for manufacturing pulverized coal in a high temperature hot air introduction pipe 100 which is disposed in a high temperature hot air introducing pipe 100 for generating a combustion flame in a furnace of the iron making apparatus. Is sprayed on at least the tip 10 of the cylindrical nozzle 1 for the pulverized coal blowing nozzle for supplying
The thermal spray coating 2 is formed for heat insulation and oxidation prevention, and has the following configuration. That is, the formation of the above-mentioned thermal spray coating 2 is performed by spraying the first layer on
The second layer is sprayed thereon, and the first layer and the second
This is performed by forming an intermediate layer by thermal spraying between the first and second layers. The first layer is formed as a base sprayed layer using a nickel chromium alloy composition or an alloy containing at least one of aluminum, yttrium, and titanium in the alloy. In the second layer, the zirconia composite is coated with a first zirconia-based thermal spray coating containing at least one of yttria, magnesium, yttria, and ceria.
Cover the layer. The intermediate layer is formed as a buffer layer by mixing the material used for the first layer and the material used for the second layer at an appropriate ratio.

【0006】[0006]

【作用】上記構成を採る本願第1の発明に係る製鉄装置
の炉内への微粉炭吹き込みノズルは、溶射被膜2を、構
成する第1層及び第2層を断熱、耐酸化、磨耗防止に最
も適した素材を採用し、その上このように多層の溶射層
として形成しているため、従来の単一の溶射層のものに
比して、極めて優れた耐熱性、耐酸化性及び耐磨耗性を
有する。従って、ノズル1の保護のために、冷却用の圧
縮空気を供給せずとも、長期に渡ってノズル1を使用す
ることが可能である。特に、緩衝層として中間層を設け
た場合は、熱膨張率の相違等によっても第1層と第2層
の剥離が生じにくく、より効果的である。更に、本願第
2の発明に係る製鉄装置の炉内への微粉炭吹き込みノズ
ル製造方法によって、上記第1の発明に係るノズルの製
造のための具体的手段を提供し得た。
According to the first aspect of the present invention, the nozzle for blowing pulverized coal into the furnace of the iron making apparatus according to the first aspect of the present invention is used for forming the sprayed coating 2 on the first layer and the second layer, which are used for heat insulation, oxidation resistance and wear prevention. The most suitable material is adopted, and furthermore, since it is formed as a multi-layer sprayed layer, it has extremely excellent heat resistance, oxidation resistance and abrasion resistance compared to the conventional single sprayed layer. Has wear properties. Therefore, the nozzle 1 can be used for a long time without supplying compressed air for cooling to protect the nozzle 1. In particular, when an intermediate layer is provided as a buffer layer, the first layer and the second layer are less likely to be separated due to a difference in coefficient of thermal expansion and the like, which is more effective. Furthermore, a specific method for manufacturing the nozzle according to the first invention can be provided by the method for manufacturing a pulverized coal injection nozzle into the furnace of the iron making apparatus according to the second invention of the present application.

【0007】[0007]

【実施例】以下、図面を基に本願発明の実施例を具体的
に説明する。図1及び図2へ本願発明の一実施例を掲げ
る。本願発明に係る製鉄装置へ炉内への微粉炭吹き込み
ノズルは、筒状のノズル1と、このノズル1を高温熱風
導入管100にボルト締め等によって固定するための前
部フランジ部11と、微粉炭供給パイプ13と接続され
る後部フランジ部12とを備える。図1中の14は、微
粉炭供給パイプ13側に設けられたフランジ部を示して
いる。又図1中の15は、設置等ノズル1を運ぶ際、保
持することが可能な把手を示している。この把手15
は、不要であれば、設けずに実施することも可能であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. The nozzle for blowing pulverized coal into the furnace according to the present invention includes a cylindrical nozzle 1, a front flange portion 11 for fixing the nozzle 1 to the high-temperature hot air introducing pipe 100 by bolting, and the like. And a rear flange portion (12) connected to the charcoal supply pipe (13). Reference numeral 14 in FIG. 1 denotes a flange provided on the pulverized coal supply pipe 13 side. Reference numeral 15 in FIG. 1 denotes a handle that can be held when the nozzle 1 is carried for installation or the like. This handle 15
Can be implemented without being provided if unnecessary.

【0008】上述の筒状のノズル1の少なくとも表面先
端部Aに、溶射を行い断熱、酸化、磨耗防止用の溶射皮
膜2を形成する。この先端部Aは、高温熱風導入管10
0内に露出し高温熱風に曝される部位であり、ノズル1
の最も加熱を受ける部分である。この溶射部位について
は、図示した先端部Aの位置に限定するものではなく、
必要に応じて変更可能であり、例えば、ノズル1の最先
端から前部フランジ部11或いは最先端から後部フラン
ジ部12にかけて溶射を行って溶射皮膜2を形成するこ
とも可能であり、又、ノズル1全体に溶射を行って溶射
皮膜2を形成することも可能である。特に、溶射皮膜2
は、先端部Aの表面のみならず、ノズル1の先端部A内
周面にも形成しておけば、より効果的である。通常ノズ
ル1内部は、微粉炭が吹き抜けてくるので、温度上昇
は、ノズル1外部ほど生じないのであるが、酸化や磨耗
防止の点で、ノズル1の延命効果が得られるからであ
る。上記の通り、溶射皮膜2をノズル1の先端部A内周
面にも形成する場合は、ノズル1の先端部Aの表面と同
じ範囲(ノズル1の前後方向に沿った幅)に渡って溶射
皮膜2を形成してもよいが、ノズル1先端から僅かに入
り込んだ部位のみに溶射皮膜2を形成するものであって
も上述の効果は得られものである。勿論必要がなけれ
ば、溶射皮膜2は、先端部Aの表面のみに形成するもの
であっても実施可能である。
[0008] At least the front end portion A of the cylindrical nozzle 1 is sprayed to form a sprayed coating 2 for heat insulation, oxidation and wear prevention. The tip A is connected to the high-temperature hot air introduction pipe 10.
0 and exposed to high-temperature hot air.
This is the part that receives the most heat. This sprayed part is not limited to the position of the tip A shown in the figure,
It can be changed as needed, for example, it is also possible to form a thermal spray coating 2 by performing thermal spraying from the front end of the nozzle 1 to the front flange portion 11 or from the front end to the rear flange portion 12. It is also possible to form a thermal spray coating 2 by performing thermal spraying on the entirety 1. In particular, thermal spray coating 2
Is more effective if it is formed not only on the surface of the tip A but also on the inner peripheral surface of the tip A of the nozzle 1. Normally, the pulverized coal blows through the inside of the nozzle 1, so that the temperature rise does not occur as much as the outside of the nozzle 1, but this is because the effect of extending the life of the nozzle 1 is obtained in terms of preventing oxidation and wear. As described above, when the thermal spray coating 2 is also formed on the inner peripheral surface of the distal end portion A of the nozzle 1, the thermal spraying is performed over the same range as the surface of the distal end portion A of the nozzle 1 (width along the front-rear direction of the nozzle 1). Although the coating 2 may be formed, the above-described effect can be obtained even if the thermal spray coating 2 is formed only at a portion slightly entering from the tip of the nozzle 1. Of course, if it is not necessary, the thermal spray coating 2 may be formed only on the surface of the tip A.

【0009】上述の溶射皮膜の形成について、好適な例
を以下詳述する。ノズル1の先端に、ガス溶線式溶射或
いはプラズマ溶線式溶射或いは、ガス高速溶射により、
溶射皮膜2を形成する。この溶射皮膜2は、下地となる
第1層と、この第1層の上に形成される第2層と、第1
層と第2層の間に位置する中間層とにより構成されるの
が望ましい(図示しない)。即ち第1層を溶射により形
成し、その上に中間層を溶射により形成し、更に中間層
の上に第2層を溶射により形成するのである。
A preferred example of the formation of the above-mentioned thermal spray coating will be described in detail below. At the tip of the nozzle 1, gas spraying or plasma spraying or gas high-speed spraying is used.
The thermal spray coating 2 is formed. The thermal spray coating 2 includes a first layer serving as a base, a second layer formed on the first layer, and a first layer.
Desirably, it comprises a layer and an intermediate layer located between the second layers (not shown). That is, the first layer is formed by thermal spraying, the intermediate layer is formed thereon by thermal spraying, and the second layer is further formed on the intermediate layer by thermal spraying.

【0010】上記第1層は、ニッケルクロム合金(Ni
Cr合金、Ni/Cr:80/20%〜20/80%)
の組成又はその合金中にアルミニウム(Al)、イット
リウム(Y)又は、チタン(Ti)等を数%含む合金に
より、下地溶射層として形成される。
The first layer is made of a nickel-chromium alloy (Ni
(Cr alloy, Ni / Cr: 80/20% to 20/80%)
Is formed as an underlayer sprayed layer using an alloy containing aluminum (Al), yttrium (Y), titanium (Ti), or the like in the alloy or its alloy.

【0011】上記第2層目は、ジルコニア複合物に、イ
ットリア(酸化イットリウム)又はマグネシウム(M
g)或いはイットリア、セリア(酸化セリウム)等を添
加したジルコニア系の溶射皮膜として、第1層を被覆す
るものである。
The second layer is formed by adding yttria (yttrium oxide) or magnesium (M
g) Alternatively, the first layer is coated as a zirconia-based thermal spray coating to which yttria, ceria (cerium oxide) or the like is added.

【0012】上記中間層は、第1層に用いた材料と第2
層に用いた材料を適宜比率に混合しして、緩衝層として
形成される。この第1層に用いた材料と第2層に用いた
材料の混合比率は、必要に応じて適宜変更すればよい。
The intermediate layer is made of a material used for the first layer and the second layer.
The material used for the layer is mixed in an appropriate ratio to form a buffer layer. The mixing ratio of the material used for the first layer and the material used for the second layer may be appropriately changed as needed.

【0013】又中間層は、必要に応じて設けられるもの
であり、不要であれば、設けずに実施することも可能で
ある。
Further, the intermediate layer is provided as needed, and if not required, it can be implemented without being provided.

【0014】上述のように形成されたノズル1を、高温
熱風導入管100に設置した状態を図2へ示す。この図
2へ示す通り、一般にブローパイプと呼ばれる高温熱風
導入管100は、耐火物にて形成された製鉄装置の炉壁
101に設けられ、炉体内102へ高温熱風を送り込む
ものである。103は、炉壁101の高温熱風導入管受
容設置部を示している。この高温熱風導入管受容設置部
103から、炉体内102へ高温熱風導入管100の羽
口104が突き出ている。高温熱風導入管100から送
られてくる高温空気(通常約1000〜1230°C)
は、この羽口104から炉体内102へ送り込まれる。
FIG. 2 shows a state in which the nozzle 1 formed as described above is installed in the high-temperature hot air introduction pipe 100. As shown in FIG. 2, a high-temperature hot air introduction pipe 100 generally called a blowpipe is provided on a furnace wall 101 of an iron making apparatus made of a refractory, and sends high-temperature hot air into a furnace body 102. Reference numeral 103 denotes a high-temperature hot air introduction pipe receiving installation portion of the furnace wall 101. The tuyere 104 of the high-temperature hot air introduction pipe 100 projects from the high-temperature hot air introduction pipe receiving installation portion 103 into the furnace body 102. High-temperature air sent from the high-temperature hot air introduction pipe 100 (usually about 1000 to 1230 ° C)
Is sent from the tuyere 104 into the furnace body 102.

【0015】高温熱風導入管100は、羽口104付近
に、微粉炭吹き込み用のノズル1を収容するノズル収容
部105が形成されている。このノズル収容部105
は、高温熱風導入管100の外部からその内部へ通じる
中空部であり、この中にノズル1が挿入される。ノズル
収容部105は、挿入されたノズル1の先端が、羽口1
04を臨むように、形成されている。
The high-temperature hot air introduction pipe 100 has a nozzle accommodating section 105 for accommodating the pulverized coal blowing nozzle 1 near the tuyere 104. This nozzle housing section 105
Is a hollow portion communicating from the outside to the inside of the high-temperature hot air introduction pipe 100, into which the nozzle 1 is inserted. The nozzle accommodating section 105 is configured such that the tip of the inserted nozzle 1 is
04 is formed.

【0016】ノズル収容部105の後方には、高温熱風
導入管100外部へ突出し、ノズル1の後部を収容する
中空のノズル後部収容管106が形成されている。ノズ
ル後部収容管106の後端には、フランジ107が形成
されており、逆止弁設置管108の前部フランジ109
と、ボルト締め等によって接合されている。このノズル
後部収容管106のフランジ107と、逆止弁設置管1
08の前部フランジ109との間に、ノズル1の前部フ
ランジ部11が挟まれ、上記ボルト締めによって、ノズ
ル収容部105、ノズル後部収容管106及び逆止弁設
置管108内に、ノズル1が固定される。上記逆止弁設
置管108は、逆止弁111を設置するためのものであ
り、ノズル後部収容管106と同様中空で、内部にノズ
ル1の後部を収容する。又逆止弁設置管108の後部に
は、後部フランジ110が形成されている。この後部フ
ランジ110は、締付け部材保持フランジ112とボル
ト締め等によって接合される。締付け部材保持フランジ
112は、締付け部材113を固着するためのものであ
る。締付け部材113は、把手114を備えたものであ
り、把手114を回動することによって、逆止弁設置管
108内部の気密性を保つ(調整する)ものである。
Behind the nozzle accommodating portion 105, a hollow nozzle rear accommodating tube 106 which projects to the outside of the high-temperature hot air introducing tube 100 and accommodates the rear portion of the nozzle 1 is formed. A flange 107 is formed at the rear end of the nozzle rear housing pipe 106, and a front flange 109 of the check valve installation pipe 108 is provided.
And by bolting or the like. The flange 107 of the nozzle rear housing pipe 106 and the check valve installation pipe 1
The front flange 11 of the nozzle 1 is sandwiched between the front flange 109 of the nozzle 08 and the nozzle 1 in the nozzle housing 105, the nozzle rear housing 106, and the check valve installation tube 108 by the above bolting. Is fixed. The check valve installation pipe 108 is for installing the check valve 111, is hollow like the nozzle rear housing pipe 106, and houses the rear part of the nozzle 1 inside. A rear flange 110 is formed at the rear of the check valve installation pipe 108. The rear flange 110 is joined to the fastening member holding flange 112 by bolting or the like. The fastening member holding flange 112 is for fixing the fastening member 113. The tightening member 113 has a handle 114, and maintains (adjusts) the airtightness inside the check valve installation pipe 108 by rotating the handle 114.

【0017】発明者は、溶射皮膜2の形成によって得ら
れる効果について、試験を行った。この試験について、
その評価を含め以下簡単に説明する。先ず図3に示す従
来型のSUS材製のノズルの先端部分に数種類の溶射法
を用い、耐熱性、耐磨耗性を得るべく、溶射皮膜を形成
した。先ず、このノズルを実際に使用する状態におい
て、冷却用の圧縮空気を送らずに、耐熱性、耐酸性、耐
磨耗性について、追跡調査を行った。ここでは、溶射皮
膜は、図3に示すタイプのノズルの微粉炭放出用ノズル
bの先端外周面に形成されており、正確には、微粉炭放
出用ノズルbの先端外周面から、ノズルb最先端部の僅
かにノズル内部(ノズルb内周)へ入り込んだ部位にか
けて溶射皮膜が形成されている(この試験では、その外
套管となる空気供給ノズルcには、溶射を施してはいな
い)。
The inventors conducted a test on the effect obtained by forming the thermal spray coating 2. About this test,
A brief description including the evaluation will be given below. First, a thermal spray coating was formed on the tip of the conventional SUS nozzle shown in FIG. 3 by using several types of thermal spraying methods in order to obtain heat resistance and abrasion resistance. First, in a state where this nozzle was actually used, a follow-up survey was conducted on heat resistance, acid resistance, and abrasion resistance without sending compressed air for cooling. In this case, the thermal spray coating is formed on the outer peripheral surface of the tip of the pulverized coal discharging nozzle b of the nozzle of the type shown in FIG. A thermal spray coating is formed on a portion of the tip portion that slightly enters the inside of the nozzle (the inner circumference of the nozzle b) (in this test, the thermal spray was not applied to the air supply nozzle c serving as the outer tube).

【0018】各種溶射を行った溶射皮膜は、1ケ月後、
3ケ月後、6ケ月後に夫々追跡調査したが、皮膜に異常
はなく、磨耗もなかった。従って圧縮空気による冷却を
行わなくても、溶射皮膜は、SUS製母材により形成さ
れたノズルの先端部分を充分保護し、耐熱性、耐酸化
性、耐磨耗性を発揮することが分かった。
After one month, the sprayed coatings subjected to various thermal spraying processes
After 3 months and 6 months, the follow-up was performed, and there was no abnormality in the film and no abrasion. Therefore, even without cooling with compressed air, it was found that the thermal spray coating sufficiently protected the tip portion of the nozzle formed of the SUS base material and exhibited heat resistance, oxidation resistance, and abrasion resistance. .

【0019】更に図1に示す圧縮空気を送る構成を持た
ないノズルにおいても、このノズルを実際に使用する状
態において、その先端の溶射皮膜の追跡調査を行った。
各種溶射を行った溶射皮膜は、上記の従来型のノズルの
調査と同様、1ケ月後、3ケ月後、6ケ月後に夫々追跡
調査したが、皮膜は、膨れ、割れ、剥離、磨耗もなか
く、溶射皮膜は、SUS製母材により形成されたノズル
の先端部分を充分保護したのである。
Further, even in the case of the nozzle shown in FIG. 1 which does not have the structure for sending compressed air, the sprayed coating on the tip of the nozzle was investigated in a state where the nozzle was actually used.
The sprayed coatings subjected to various thermal spraying were traced after one month, three months, and six months, respectively, in the same manner as the above-described conventional nozzles. However, the coatings were free from swelling, cracking, peeling, and abrasion. The thermal spray coating sufficiently protected the tip of the nozzle formed of the SUS base material.

【0020】他方、実験室において、電気炉(マッフル
炉)を用い、1000°C、1200°C、1300°
Cに加熱し、SUS製母材と溶射皮膜の耐熱性と、溶射
皮膜と母材の密着性を評価するための熱衝撃試験とを行
った。
On the other hand, in the laboratory, an electric furnace (muffle furnace) was used at 1000 ° C., 1200 ° C., and 1300 ° C.
C, and subjected to a heat shock test for evaluating the heat resistance of the SUS base material and the sprayed coating and the adhesion between the sprayed coating and the base material.

【0021】この熱衝撃試験として、各温度条件(10
00°C、1200°C、1300°C)において溶射
試験片を加熱させ、直ちに水中に挿入する操作を30回
繰り返し行ったが、溶射皮膜と、ノズル先端母材間に剥
離は生じず、亀裂、膨れも生じなかった。
In this thermal shock test, each temperature condition (10
(00 ° C, 1200 ° C, 1300 ° C), the operation of heating the thermal sprayed test piece and immediately inserting it into water was repeated 30 times. However, there was no separation between the thermal sprayed coating and the base material of the nozzle tip, and the crack was not generated. No swelling occurred.

【0022】又、図1に示す圧縮空気を供給する構成を
持たないノズル、即ち微粉炭放出用ノズルのみで、空気
供給ノズルを持たないもの(図1に示す一重パイプラン
ス)と、従来の図3に示す二重パイプランスとの作業性
について、比較した結果を簡単に説明する。図1に示す
ノズル(一重パイプランス)は、図3に示すノズル(二
重パイプランス)に比して、重量がそのほぼ40%軽く
なっており、高温熱風導入管に対する取り付け、取り外
しも良好である。又寿命についても図1に示すノズル
は、約10ケ月となり、図3に示すノズルの約8ケ月よ
りも、約2ケ月程長くなっている。又図1に示すノズル
は、図3に示すノズルの約70%のコストで済むのであ
る。
A nozzle having no structure for supplying compressed air shown in FIG. 1, that is, a nozzle for discharging pulverized coal only and having no air supply nozzle (a single pipe lance shown in FIG. 1) is different from a conventional nozzle. The result of comparison of the workability with the double pipe lance shown in FIG. 3 will be briefly described. The weight of the nozzle (single pipe lance) shown in FIG. 1 is almost 40% lighter than that of the nozzle (double pipe lance) shown in FIG. is there. Also, the life of the nozzle shown in FIG. 1 is about 10 months, which is about 2 months longer than the nozzle shown in FIG. 3 about 8 months. Also, the nozzle shown in FIG. 1 costs about 70% of the nozzle shown in FIG.

【0023】[0023]

【発明の効果】本願第1の発明にあっては、PCIラン
ス自身の素材を従来のものから変更することなく、適切
な溶射材料にて溶射層の多重化を図ることにより、従来
のものに比較して、耐熱、耐酸化及び耐磨耗性に極めて
優れたPCIランスを提供することが可能となった。こ
の結果、圧縮空気供給のための構成を必要としなくな
り、このような圧縮空気供給手段を省いて実施すること
により、低コストにて、従来のものより遙かに小型なP
CIランスを提供し得た。このような小型化により大幅
な軽量化が可能となり、高炉の休風時或いはランス詰ま
り等のトラブル発生時若しくはランスの交換時等のPC
Iランスの引き抜きや挿入の作業を必要とする場合、従
来の2重パイプランスのように重量が大きく、その上圧
縮空気供給のためのホースの接続によって更に重量が付
加されたものに比して、著しく快適に作業が行えるもの
となった。この作業の快適性・省力化は、上記軽量化の
みならず、圧縮空気供給のためのホースの取り外し・接
続作業がないことによっても、向上されたのである。特
に、圧縮空気を用いる冷却が不要となったことによっ
て、熱損失の大幅な改善を実現した。又更に、PCIラ
ンスが、圧縮空気供給のための構成を必要としなくな
り、外套管が除かれて実施されることにより、簡単に、
微粉炭を供給する部位(ノズル)の観察が可能となり、
点検時等の高能率化にも功を奏するものである。本願第
2の発明にあっては、上記第1の発明に係る微粉炭吹き
込みノズルの提供を可能とし、しかも安価にてその供給
を実現し得た。
In the first invention of the present application, the multiplexing of the sprayed layer with an appropriate sprayed material is carried out without changing the material of the PCI lance itself from the conventional one, thereby achieving the conventional one. In comparison, it has become possible to provide a PCI lance which is extremely excellent in heat resistance, oxidation resistance and abrasion resistance. As a result, there is no need for a configuration for supplying compressed air, and by omitting such a compressed air supply means, it is possible to reduce the cost and achieve a much smaller P
A CI lance could be provided. Such a reduction in size makes it possible to significantly reduce the weight of the PC, such as when the blast furnace is shut off, when a trouble such as lance clogging occurs, or when the lance is replaced.
When the work of pulling out and inserting the I lance is required, the weight is large as in the conventional double pipe lance, and moreover, the weight is further added by connecting a hose for supplying compressed air. The work became extremely comfortable. The comfort and labor saving of this work have been improved not only because of the above-mentioned weight reduction, but also because there is no work of removing and connecting a hose for supplying compressed air. In particular, a significant improvement in heat loss has been realized by eliminating the need for cooling using compressed air. Still further, the PCI lance does not require a configuration for supplying compressed air, and is implemented without the mantle tube.
It is possible to observe the part (nozzle) for supplying pulverized coal,
It is also effective in improving efficiency during inspections. In the second invention of the present application, the pulverized coal injection nozzle according to the first invention can be provided, and the supply can be realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明の一実施例を示す略縦断面図である。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例の使用状態を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a use state of the embodiment.

【図3】従来例を示す略縦断面図である。FIG. 3 is a schematic vertical sectional view showing a conventional example.

【図4】従来例の使用状態を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a use state of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズル 2 溶射皮膜 100 高温熱風導入管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle 2 Thermal spray coating 100 High-temperature hot air introduction pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 健次 豊中市新千里南町2丁目9番A−1− 205 (56)参考文献 特開 昭59−136473(JP,A) 実開 平1−62346(JP,U) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Mizoguchi 2-9-1 A-205, Shinsenri-minami-cho, Toyonaka-shi (56) References JP-A-59-136473 (JP, A) (JP, U)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 製鉄装置の炉体内に燃焼火炎を生じさせ
る高温熱風導入管(100)内に配設され、高温熱風中
に微粉炭を供給する製鉄装置の炉内への微粉炭吹き込み
ノズルにおいて、 筒状のノズル(1)の少なくとも先端部(10)は、断
熱及び酸化防止用の溶射皮膜(2)が形成され、 上記溶射皮膜(2)は、ノズル(1)表面への下地溶射
にて形成された第1層と、その上へ溶射にて形成された
第2層と、必要に応じて第1層と第2層との間に溶射に
て形成される中間層とを有し、 上記第1層は、ニッケルクロム合金の組成又はその合金
中に、アルミニウム、イットリウム、チタンのうち少な
くとも一つを含む合金により、下地溶射層として形成さ
れたものであり、 上記第2層は、ジルコニア複合物に、イットリア、マグ
ネシウム、イットリア、セリアのうち少なくとも一つを
含むジルコニア系の溶射皮膜として、第1層を被覆する
ものであり、 上記中間層は、第1層に用いた材料と第2層に用いた材
料とを適宜比率に混合して、緩衝層として形成されたも
のであることを特徴とする製鉄装置の炉内への微粉炭吹
き込みノズル。
1. A pulverized coal injection nozzle, which is disposed in a high-temperature hot air introduction pipe (100) for generating a combustion flame in a furnace of a steel making apparatus and supplies pulverized coal into the high-temperature hot air, into a pulverized coal blowing nozzle into the furnace. At least the tip (10) of the cylindrical nozzle (1) is provided with a thermal spray coating (2) for heat insulation and oxidation prevention, and the thermal spray coating (2) is used for spraying a base on the nozzle (1) surface. A first layer formed by spraying, a second layer formed thereon by spraying, and an intermediate layer formed by spraying between the first layer and the second layer as necessary. The first layer is formed as a base sprayed layer by a composition of a nickel-chromium alloy or an alloy containing at least one of aluminum, yttrium, and titanium in the alloy, and the second layer is Zirconia composite, yttria, magnesium, The first layer is coated as a zirconia-based thermal spray coating containing at least one of tritium and ceria, and the intermediate layer is formed by appropriately using the material used for the first layer and the material used for the second layer. A nozzle for blowing pulverized coal into a furnace of an iron making apparatus, wherein the nozzle is mixed as a mixture and formed as a buffer layer.
【請求項2】 製鉄装置の炉体内に燃焼火炎を生じさせ
る高温熱風導入管(100)内に配設され高温熱風中に
微粉炭を供給する微粉炭吹き込みノズルに対し、筒状の
ノズル(1)の少なくとも先端部(10)へ、溶射を行
い、断熱及び酸化防止用の溶射皮膜(2)を形成するも
のであることを特徴とする製鉄装置の炉内への微粉炭吹
き込みノズルの製造方法において、 上記溶射皮膜(2)の形成は、ノズル(1)表面への下
地溶射にて第1層を、その上へ溶射にて第2層を、必要
に応じて第1層と第2層との間に溶射にて中間層とを形
成することにて行われ、 上記第1層を、ニッケルクロム合金の組成又はその合金
中に、アルミニウム、イットリウム、チタンのうち少な
くとも一つを含む合金により、下地溶射層として形成
し、 上記第2層にて、ジルコニア複合物に、イットリア、マ
グネシウム、イットリア、セリアのうち少なくとも一つ
を含むジルコニア系の溶射皮膜として、第1層を被覆
し、 上記中間層を、第1層に用いた材料と第2層に用いた材
料とを適宜比率に混合して、緩衝層として形成すること
を特徴とする製鉄装置の炉内への微粉炭吹き込みノズル
の製造方法。
2. A pulverized coal blowing nozzle, which is provided in a high-temperature hot air introduction pipe (100) for generating a combustion flame in a furnace of an iron making apparatus and supplies pulverized coal into high-temperature hot air, is compared with a cylindrical nozzle (1). ), Wherein at least the tip portion (10) is sprayed to form a sprayed coating (2) for heat insulation and oxidation prevention. In the above, the thermal spray coating (2) is formed by spraying a first layer by spraying a base on the surface of the nozzle (1), a second layer by spraying the first layer, and a first layer and a second layer as necessary. The intermediate layer is formed by thermal spraying between the first layer and the first layer, the composition of the nickel-chromium alloy or its alloy, aluminum, yttrium, an alloy containing at least one of titanium Formed as a base sprayed layer, the second layer The zirconia composite is coated with a first layer as a zirconia-based thermal spray coating containing at least one of yttria, magnesium, yttria, and ceria. A method for producing a pulverized coal injection nozzle into a furnace of an iron making apparatus, comprising mixing a material used for two layers in an appropriate ratio and forming a buffer layer.
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