JP3742218B2

JP3742218B2 - Fuel injection lance

Info

Publication number: JP3742218B2
Application number: JP10815298A
Authority: JP
Inventors: 哲也後藤; 亮二蒲地
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: JPH11302710A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料吹込み用ランスに関し、例えば高炉の送風羽口から熱源として微粉炭を高炉内へ吹き込むための燃料吹込み用ランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉操業では、コークス比を低下させて銑鉄コストの引き下げを図るため、高価な高炉燃料であるコークスの代替材料として微粉炭を高炉下部に設けられた送風羽口から噴射注入するようにした高炉への微粉炭吹込みが行われている。この微粉炭吹込みでは燃料吹込み用ランス（微粉炭吹込み用ランス）が用いられている。
【０００３】
図３は高炉の熱風吹込み用ブローパイプに装着された従来の燃料吹込み用ランスを示す水平断面図である。ここで、図３及び後述の図４〜図６では、ランス自体は軸体とみて断面していない。図３に示すように、従来の燃料吹込み用ランス１１は、中空の直線パイプでなり、高炉の送風羽口２に連設された熱風吹込み用ブローパイプ３を貫通し、詳しくは、ブローパイプ３の周壁内に傾斜姿勢で固定された中空のランスガイド傾斜パイプ３ａの中に外方より差し込まれ、そのランス先端が送風羽口２内に位置されるように該ブローパイプ３に装着されている。この燃料吹込み用ランス１１により、ブローパイプ３を流れる熱風とともに微粉炭が送風羽口２から図示しない高炉内へ吹き込まれるようになっている。前記の送風羽口２は、頭を切った厚肉の中空円錐状をなすとともに、羽口先端に向けて徐々に径縮小する断面円形空間を有しており、また、熱風吹込み用ブローパイプ３は厚肉円筒状（中空円柱状）をなしている。
【０００４】
ところで、本出願人は、微粉炭をブローパイプを流れる熱風とともに送風羽口から吹込む場合の燃料吹込み用ランス（微粉炭吹込み用ランス）の位置を、微粉炭吹込み量（ｋｇ／銑鉄ｔ）と該微粉炭中の揮発分含有率（％）との関係から決定するようにしたランス位置決定方法を先に提案している（特開平８−１３４５１８号公報）。このランス位置決定方法によると、微粉炭を多量に吹き込む場合、燃料吹込み用ランスの先端位置をそれ以前に比べ送風羽口先端近傍に位置させるようにすることにより、微粉炭の燃焼は羽口内から炉内へ移行することで、羽口部の圧損が減少し、送風圧変動が減少して高炉操業が安定するとともに、高炉下部の熱負荷の増大を防ぐことができる。
【０００５】
そこで、前記の燃料吹込み用ランス１１のランス先端を送風羽口２先端の近傍に位置させるべく、該ランス１１に延長部を付けてランス先端を前方へ延長すると、図４に示すように、送風羽口２内面へランス先端が接近する。このため、該ランス先端からの微粉炭によって羽口２内面が徐々に削り取られて大きく磨耗するという不具合点がある。また、微粉炭を多量に吹き込むために複数本、通常２本の燃料吹込み用ランス１１を装着する場合、図５に示すように、燃料吹込み用ランス１１同士が接触・干渉し、その各ランス１１の先端を送風羽口２先端の近傍まで延長できないという不具合点がある。
【０００６】
なお、図６に示すように、直線をなすランス１１のランス軸心線Ｃを延長した線が送風羽口先端開口部Ｄを通るようにすべく、ランス装着角度（ランスガイド傾斜パイプの傾斜角度）θをこれより小さいθ’となるようするには、熱風吹込み用ブローパイプ３について、そのブローパイプ鉄皮やブローパイプ内面耐火物の改造が必要で、高額な改造費がかかるという不具合点がある。図６は、ランス軸心線Ｃを延長した線が送風羽口先端における羽口軸心位置ＣＰを通るようにする例を示してある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、２本からなり、その各々が、少なくともブローパイプ貫通部位からランス先端部位までのランス部分を湾曲させた構造とすることにより、既設のブローパイプの改造が不要で、ランス先端からの微粉炭による送風羽口内面の磨耗を招くことなく、２本のランス同士の干渉を引き起こすことなく、ランス先端を送風羽口先端近傍に位置させることができる、燃料吹込み用ランスを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明による燃料吹込み用ランスは、送風羽口に連設された熱風吹込み用ブローパイプを貫通してそのランス先端が送風羽口内に位置され、微粉炭を前記熱風吹込み用ブローパイプを流れる熱風とともに前記送風羽口から吹き込む燃料吹込み用ランスにおいて、２本からなり、前記熱風吹込み用ブローパイプに該ブローパイプ円周方向における１８０°異なる位置にそれぞれ装着され、その各々が、少なくともブローパイプ貫通部位からランス先端部位までの部分を、該部分のランス軸心線を延長した線が送風羽口先端における羽口軸心位置を通るように、湾曲させてなることを特徴とするものである。
【０００９】
前記の特徴を有する本発明による燃料吹込み用ランスによると、既設のブローパイプの改造が不要で、ランス先端からの微粉炭による送風羽口内面の磨耗を引き起こすことなく、また、２本のランス同士の干渉を引き起こすことなく、ランス先端を送風羽口先端近傍に位置させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、高炉の熱風吹込み用ブローパイプに装着された本発明例による燃料吹込み用ランスを示す水平断面図、図２は図１に示す燃料吹込み用ランスによる微粉炭の燃焼の様子を模式的に示す図である。ここで、図１，図２では、ランス自体は軸体とみて断面せず、また、送風羽口、熱風吹込み用ブローパイプ及びランスガイド傾斜パイプについては、前記した図２〜図３と同一構造であるから、同一符号を付して説明を省略する。
【００１１】
本発明例の微粉炭吹込みを行う燃料吹込み用ランス１は、ステンレス鋼製の中空パイプ（材質：ＳＵＳ３０４、肉厚：５ｍｍ、内径：１５ｍｍ、外径：２５ｍｍ、長さ：１４００ｍｍ）でなり、図１に示すように、熱風吹込み用ブローパイプ３の円周方向における１８０°異なる位置に、それぞれ１本ずつ、合計２本装着されており、ランス軸心線Ｃを延長した線が送風羽口２先端における羽口軸心位置ＣＰを通るように、かつ、ランスガイド傾斜パイプ３ａ内を通過しうるように、わずかに湾曲が本例ではランス全長にわたって付与されている。本例ではランス１の湾曲の半径は１６０００ｍｍである。また、羽口先端開口部Ｄの径はφ１２５ｍｍ、羽口２の軸方向長さは５００ｍｍであり、送風羽口２先端からランス１先端までの距離Ｌ（ｍｍ）は１５０ｍｍである。
【００１２】
なお、前記の距離Ｌ（ｍｍ）は、前述した特開平８−１３４５１８号公報に示された下記（１）式を満足するように定められている。該公報に記載のように、例えば揮発分含有率が３５％の微粉炭を１９０ｋｇ／銑鉄ｔと多量に吹き込む場合、前記距離Ｌは９０〜２５０ｍｍの範囲に設定される。
【００１３】
【数１】

【００１４】
このように、本例の燃料吹込み用ランス１では、２本の各々について、少なくともブローパイプ貫通部位からランス先端部位までのランス部分を、該部分のランス軸心線Ｃを延長した線が送風羽口２の先端における羽口軸心位置ＣＰを通るように、わずかに湾曲させたものであるから、既設の熱風吹込み用ブローパイプ３の改造が不要で、ランス先端からの微粉炭による送風羽口内面の磨耗を招くことなく、２本のランス１同士の干渉を引き起こすことなく、ランス先端を送風羽口先端における羽口軸心ＣＰ近傍に位置させることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による燃料吹込み用ランスでは、送風羽口に連設された熱風吹込み用ブローパイプを貫通してそのランス先端が送風羽口内に位置され、微粉炭を前記ブローパイプを流れる熱風とともに送風羽口から吹き込む燃料吹込み用ランスにおいて、２本からなり、前記熱風吹込み用ブローパイプに該ブローパイプ円周方向における１８０°異なる位置にそれぞれ装着され、その各々が、少なくともブローパイプ貫通部位からランス先端部位までのランス部分を、該部分のランス軸心線を延長した線が送風羽口先端における羽口軸心位置を通るように、湾曲させてなるものであるから、微粉炭を多量に吹き込む場合における高炉操業の安定化と高炉下部の熱負荷の増大防止とを図るにあたり、既設の熱風吹込み用ブローパイプを改造することなく、また、ランス先端からの微粉炭による送風羽口内面の磨耗を招くことなく、さらに、２本のランス同士の干渉を引き起こすことなく、ランス先端を送風羽口先端近傍に位置させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高炉の熱風吹込み用ブローパイプに装着された本発明例による燃料吹込み用ランスを示す水平断面図である。
【図２】図１に示す燃料吹込み用ランスによる微粉炭の燃焼の様子を模式的に示す図である。
【図３】高炉の熱風吹込み用ブローパイプに装着された従来の燃料吹込み用ランスを示す水平断面図である。
【図４】同従来の燃料吹込み用ランスを示す水平断面図である。
【図５】同従来の燃料吹込み用ランスを示す水平断面図である。
【図６】同従来の燃料吹込み用ランスを示す水平断面図である。
【符号の説明】
１…燃料吹込み用ランス２…高炉の送風羽口３…熱風吹込み用ブローパイプ３ａ…ランスガイド傾斜パイプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel blowing lance, for example, a fuel blowing lance for blowing pulverized coal into a blast furnace as a heat source from a blast furnace tuyeres.
[0002]
[Prior art]
In blast furnace operation, in order to reduce the cost of pig iron by reducing the coke ratio, pulverized coal is injected from the blower tuyeres provided at the bottom of the blast furnace as an alternative to coke, which is an expensive blast furnace fuel. Of pulverized coal. In this pulverized coal blowing, a fuel blowing lance (pulverized coal blowing lance) is used.
[0003]
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing a conventional fuel injection lance mounted on a hot air blowing blow pipe of a blast furnace. Here, in FIG. 3 and FIGS. 4 to 6 to be described later, the lance itself is not sectioned as a shaft body. As shown in FIG. 3, the conventional fuel injection lance 11 is a hollow straight pipe that passes through the hot air blowing blow pipe 3 connected to the blower tuyere 2 of the blast furnace. It is inserted from the outside into a hollow lance guide inclined pipe 3 a fixed in an inclined posture in the peripheral wall of the pipe 3, and attached to the blow pipe 3 so that the tip of the lance is positioned in the blower tuyere 2. ing. The fuel blowing lance 11 allows pulverized coal to be blown into the blast furnace (not shown) from the blower tuyere 2 together with hot air flowing through the blow pipe 3. The blower tuyere 2 has a thick hollow conical shape with a head cut off, and has a circular cross-sectional space whose diameter gradually decreases toward the tip of the tuyere, and a blow pipe for blowing hot air 3 has a thick cylindrical shape (hollow cylindrical shape).
[0004]
By the way, the present applicant determines the position of the fuel blowing lance (pulverized coal blowing lance) in the case of blowing pulverized coal together with hot air flowing through the blow pipe from the blower tuyere, the amount of pulverized coal blowing (kg / pig iron) A lance position determination method that has been determined based on the relationship between t) and the volatile content (%) in the pulverized coal has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-134518). According to this lance position determination method, when a large amount of pulverized coal is blown, the position of the tip of the fuel blowing lance is positioned closer to the tip of the blower tuyere than before, so that the combustion of the pulverized coal is within the tuyere. Since the pressure loss at the tuyere is reduced, the blast pressure fluctuation is reduced and the operation of the blast furnace is stabilized, and the increase in the heat load at the lower part of the blast furnace can be prevented.
[0005]
Therefore, when the lance tip of the fuel blowing lance 11 is positioned in the vicinity of the tip of the blower tuyere 2 and an extension portion is attached to the lance 11 and the lance tip is extended forward, as shown in FIG. The tip of the lance approaches the inner surface of the blower tuyere 2. For this reason, there is a problem that the inner surface of the tuyere 2 is gradually scraped by the pulverized coal from the tip of the lance and is greatly worn. In addition, when a plurality of, usually two, fuel blowing lances 11 are mounted in order to blow a large amount of pulverized coal, as shown in FIG. There is a problem that the tip of the lance 11 cannot be extended to the vicinity of the tip of the blower tuyere 2.
[0006]
As shown in FIG. 6, the lance mounting angle (inclination angle of the lance guide inclined pipe) is set so that a line obtained by extending the lance axis C of the straight lance 11 passes through the blower tuyere tip opening D. ) In order to make θ smaller than this θ ′, it is necessary to modify the blowpipe iron skin and the refractory on the inner surface of the blowpipe for the hot air blowing blowpipe 3, and there is a problem that high modification costs are required. . FIG. 6 shows an example in which a line obtained by extending the lance shaft center line C passes through the tuyere shaft center position CP at the tip of the blower tuyere.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is composed of two, each of which has a structure in which at least a lance portion from a blow pipe penetrating portion to a lance tip portion is curved, thereby providing an existing blow pipe. The lance tip can be positioned in the vicinity of the tip of the blower tuyere without causing wear of the inner surface of the blower tuyere due to pulverized coal from the tip of the lance and without causing interference between the two lances. An object is to provide a lance for fuel injection.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a fuel blowing lance according to the present invention penetrates through a hot air blowing blow pipe connected to a blowing tuyere and the tip of the lance is located in the blowing tuyere, and pulverized coal. The fuel blowing lance is blown from the blower tuyere together with the hot air flowing through the hot air blowing blow pipe, and the hot air blowing blow pipe is placed at a position 180 ° different in the circumferential direction of the blow pipe. Each is mounted, and each of them is curved so that at least a part from the blow pipe penetration part to the lance tip part is extended so that a line extending the lance axis of the part passes through the tuyere axis position at the tip of the blower tuyere It is characterized by being made to do.
[0009]
According to the fuel blowing lance having the above-described features, the existing blow pipe is not required to be modified, the inner surface of the blower tuyere is not worn by pulverized coal from the tip of the lance, and two lances are used. The tip of the lance can be positioned near the tip of the blower tuyere without causing mutual interference .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a horizontal sectional view showing a fuel blowing lance according to an embodiment of the present invention mounted on a hot air blowing blow pipe of a blast furnace, and FIG. 2 is a view of combustion of pulverized coal by the fuel blowing lance shown in FIG. FIG. Here, in FIGS. 1 and 2, the lance itself is not sectioned as a shaft body, and the blower tuyere, the blow pipe for blowing hot air, and the lance guide inclined pipe are the same as those in FIGS. Since it is a structure, it attaches | subjects the same code | symbol and abbreviate | omits description.
[0011]
The fuel injection lance 1 for performing pulverized coal injection according to the present invention consists of a stainless steel hollow pipe (material: SUS304, wall thickness: 5 mm, inner diameter: 15 mm, outer diameter: 25 mm, length: 1400 mm). As shown in FIG. 1, a total of two, one each, are mounted at 180 ° different positions in the circumferential direction of the blow pipe 3 for blowing hot air, and a line extending from the lance axis C is blown. In this example, a slight curve is provided over the entire length of the lance so that it passes through the tuyere axial position CP at the tip of the tuyere 2 and can pass through the lance guide inclined pipe 3a. In this example, the radius of curvature of the lance 1 is 16000 mm. The diameter of the tuyere tip opening D is 125 mm, the axial length of the tuyere 2 is 500 mm, and the distance L (mm) from the tip of the blower tuyere 2 to the tip of the lance 1 is 150 mm.
[0012]
The distance L (mm) is determined so as to satisfy the following expression (1) shown in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-134518. As described in the publication, for example, when pulverized coal having a volatile content of 35% is blown in a large amount of 190 kg / pig iron t, the distance L is set in a range of 90 to 250 mm.
[0013]
[Expression 1]

[0014]
As described above, in the fuel blowing lance 1 of this example, for each of the two lances , at least the lance portion from the blow pipe penetrating portion to the lance tip portion is blown by a line extending the lance axis C of the portion. Since it is slightly curved so that it passes through the tuyere axial position CP at the tip of the tuyere 2, there is no need to modify the existing hot-air blowing blow pipe 3, and air blowing by pulverized coal from the tip of the lance The tip of the lance can be positioned in the vicinity of the tuyere axis CP at the tip of the blowing tuyere without causing wear on the inner surface of the tuyere and without causing interference between the two lances 1.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, in the fuel blowing lance according to the present invention, the hot air blowing blow pipe connected to the blowing tuyere passes through the tip of the lance and the pulverized coal is blown into the blowing tuyere. In the lance for injecting fuel together with the hot air flowing through the pipe from the blower tuyere, the lance is composed of two, and is attached to the hot air blowing blow pipe at positions different by 180 ° in the circumferential direction of the blow pipe, Because at least the lance part from the blow pipe penetration part to the lance tip part is curved so that a line obtained by extending the lance axis of the part passes through the tuyere axis position at the tip of the blower tuyere In order to stabilize blast furnace operation and prevent an increase in the heat load at the bottom of the blast furnace when a large amount of pulverized coal is blown, an existing blow pipe for blowing hot air Modifications without and without causing wear of the blower blades mouth surface by the pulverized coal from the lance tip further without causing interference between the two lances, to position the lance tip to the blast tuyere near the tip be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a horizontal sectional view showing a fuel blowing lance according to an embodiment of the present invention mounted on a hot air blowing blow pipe of a blast furnace.
FIG. 2 is a diagram schematically showing how pulverized coal is burned by a fuel blowing lance shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing a conventional fuel blowing lance mounted on a blow pipe for hot air blowing of a blast furnace.
FIG. 4 is a horizontal sectional view showing the conventional fuel blowing lance.
FIG. 5 is a horizontal sectional view showing the conventional fuel injection lance.
FIG. 6 is a horizontal sectional view showing the conventional fuel blowing lance.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel injection lance 2 ... Blast furnace ventilation tuyere 3 ... Hot-air injection blow pipe 3a ... Lance guide inclination pipe

Claims

A fuel that blows through a blow pipe for hot air blowing that is connected to the blower tuyere and the tip of the lance is positioned in the blower tuyere and blows pulverized coal from the blower tuyere with hot air flowing through the blowpipe for hot air blowing The blowing lance is composed of two pieces, and is mounted on the hot-air blowing blow pipe at positions different from each other by 180 ° in the circumferential direction of the blow pipe, each of which is at least from the blow pipe penetration part to the lance tip part. A fuel blowing lance, wherein the portion is curved so that a line obtained by extending the lance axis of the portion passes through the tuyere axial position at the tip of the blower tuyere .