JP4747662B2 - Lance for blowing gas reducing material, blast furnace and blast furnace operating method - Google Patents
Lance for blowing gas reducing material, blast furnace and blast furnace operating method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4747662B2 JP4747662B2 JP2005134981A JP2005134981A JP4747662B2 JP 4747662 B2 JP4747662 B2 JP 4747662B2 JP 2005134981 A JP2005134981 A JP 2005134981A JP 2005134981 A JP2005134981 A JP 2005134981A JP 4747662 B2 JP4747662 B2 JP 4747662B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- reducing material
- blast furnace
- gas reducing
- lance
- 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.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 90
- 238000007664 blowing Methods 0.000 title claims description 36
- 238000011017 operating method Methods 0.000 title claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 94
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000005791 algae growth Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Blast Furnaces (AREA)
Description
本発明は、例えば天然ガス、メタンガス、コークス炉ガス、石炭ガス化ガス、水素ガス等の気体還元材を高炉に吹込み、高炉の生産性向上を可能にすることのできる高炉への気体還元材吹込み用のランス、該ランスを備えた高炉および高炉操業方法に関する。 The present invention, for example, injects a gas reducing material such as natural gas, methane gas, coke oven gas, coal gasification gas, hydrogen gas, etc. into the blast furnace, and makes it possible to improve the productivity of the blast furnace. The present invention relates to a lance for blowing, a blast furnace provided with the lance, and a blast furnace operating method.
銑鉄を製造する高炉は一般に大型設備であり、その建設には多額の資金を要する。その生産性を向上できれば、投資に伴うリスクが低減可能であることから、高炉における生産性向上が望まれてきた。 Blast furnaces that produce pig iron are generally large facilities, and their construction requires a large amount of funds. If the productivity can be improved, the risk associated with the investment can be reduced. Therefore, the productivity improvement in the blast furnace has been desired.
気体還元材を高炉羽口から吹込む方法は生産性向上に有効であることが知られている。この理由は次の2つによるところが大きい。1つは、気体還元材には灰分が含有されないことによる。コークスや、微粉炭など他の還元材は灰分を含有していることから、高炉下部の高温領域で液体状のスラグを生成する。スラグは充填層の空隙を埋めるため、通気性が悪化して、銑鉄の生産に必要な還元ガスを高炉内へ送り込むことを妨げることになり、生産性の上限を低下させる。 It is known that the method of blowing a gas reducing material from the blast furnace tuyere is effective for improving productivity. This is largely due to the following two reasons. One reason is that the gas reducing material does not contain ash. Since other reducing materials such as coke and pulverized coal contain ash, liquid slag is generated in the high temperature region at the bottom of the blast furnace. Since the slag fills the voids in the packed bed, the air permeability deteriorates, preventing the reduction gas necessary for the production of pig iron from being fed into the blast furnace, thereby lowering the upper limit of productivity.
もう一つは、気体還元材は炭材由来の還元材に比べ、水素の含有量が多いことによる。酸化鉄の還元に有効なガスとしてはH2あるいはCOがあるが、H2の方がガスの粘性が低く同一の充填層を流通する際の圧力損失が小さくなる。このため、気体還元材使用時には高炉内への還元ガスの送り込みが容易になり、生産性を向上させることができるのである。 The other is that the gas reducing material has a higher hydrogen content than the carbonaceous material. Gases that are effective for reducing iron oxide include H 2 and CO, but H 2 has a lower gas viscosity and lower pressure loss when flowing through the same packed bed. For this reason, when the gas reducing material is used, the reducing gas can be easily fed into the blast furnace, and the productivity can be improved.
しかしながら、気体還元材は一般に燃焼速度が速く、ランスから噴出後速やかに燃焼を開始するため、ランスの溶損防止対策が必要となる。 However, since the gas reducing material generally has a high burning rate and starts burning immediately after being ejected from the lance, measures for preventing the lance from being melted are necessary.
溶損防止対策のため、ランスを水冷構造とすることは古くから実施されており、たとえば、特許文献1には、高炉羽口への粉体燃料の吹込みに用いる水冷3重管構造のランスが開示されている。
特許文献1は、粉体燃料を有効に吹込むための技術ではあるが、本発明者らは、気体還元材吹込みへの適用を試みた。実際に試験炉を用いて気体還元材の燃焼試験を実施したところ、たしかにランスの耐久性は充分であったが、送風管の溶損が生じることが明らかとなった。気体還元材は着火燃焼が速いため送風管の中で速やかに燃焼が進行して非常に高温となる。送風管を貫通してランスを設置すると気体還元材をランスと反対側の送風管側面に吹き付ける形となり、ランスの軸の延長上で送風管壁が溶損していた。粉体燃料の燃焼速度は気体還元材の燃焼速度に比較して一般に遅いため、特許文献1に記載の技術は粉体燃料には適用可能であるが、気体還元材には適用できないものと考えられる。 Although patent document 1 is a technique for injecting pulverized fuel effectively, the present inventors tried application to gas reducing material injection. When the combustion test of the gas reducing material was actually carried out using a test furnace, it was clarified that although the lance was sufficiently durable, the blow pipe was melted. Since the gas reducing material is ignited and combusted quickly, the combustion rapidly proceeds in the blower pipe and becomes very high temperature. When the lance was installed through the blower tube, the gas reducing material was sprayed on the side of the blower tube opposite to the lance, and the blower tube wall was melted on the extension of the lance shaft. Since the combustion speed of the pulverized fuel is generally slower than the combustion speed of the gas reducing material, the technique described in Patent Document 1 can be applied to the powder fuel, but not to the gas reducing material. It is done.
本発明は、このような従来技術の課題を解決することを目的とし、高炉への気体還元材吹込みにあたりランスおよび送風管の溶損を防止するためになされたものである。 An object of the present invention is to solve such problems of the prior art and to prevent melting of the lance and the blower pipe when the gas reducing material is blown into the blast furnace.
上記課題を解決するため、本発明は、以下の(1)〜(5)を提供する。
(1)高炉の送風管内に管壁を貫通して挿入され、高炉羽口内に気体還元材を吹き込む気体還元材吹込み用のランスであって、
内管、中間管および外管を備えた3重管構造であり、前記内管から気体還元材を吹込み、前記内管と前記中間管および前記中間管と前記外管との間に冷却用の液体を流通させるように構成されており、
前記内管の先端部を前記中間管および前記外管に対して突出させるとともに、この突出部を湾曲させ、前記気体還元材の噴出方向と高炉送風の方向が一致するように配備されることを特徴とする、気体還元材吹込み用のランス。
(2)前記突出部の長さを、2×(d1−d2)以上160mm以下[ただし、d1:外管の外径(mm)、d2:内管の外径(mm)である]としたことを特徴とする、上記(1)の気体還元材吹込み用のランス。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following (1) to ( 5 ).
(1) A lance for blowing a gas reducing material, which is inserted through a pipe wall into a blower pipe of a blast furnace and blows a gas reducing material into a blast furnace tuyere,
A triple pipe structure including an inner pipe, an intermediate pipe, and an outer pipe, for blowing a gas reducing material from the inner pipe, and for cooling between the inner pipe, the intermediate pipe, and the intermediate pipe and the outer pipe Configured to circulate a liquid of
The distal end portion of the inner tube is projected with respect to the intermediate tube and the outer tube, and the projecting portion is curved so that the jet direction of the gas reducing material and the direction of the blast furnace blast are aligned. Characteristic lance for blowing gas reducing material.
(2) The length of the protruding portion is 2 × (d1−d2) or more and 160 mm or less [where d1 is the outer diameter (mm) of the outer tube, and d2 is the outer diameter (mm) of the inner tube]. The lance for injecting the gas reducing material according to the above (1).
(3)上記(1)または(2)の気体還元材吹込み用のランスを設けた送風管を配備したことを特徴とする、高炉。 (3) above (1) or wherein the deployed gas reducing agent blowing pipe provided with a lance for blowing of (2), blast furnace.
(4)内管、中間管および外管を備えた3重管構造であり、前記内管から気体還元材を吹込み、前記内管と前記中間管および前記中間管と前記外管との間に冷却用の液体を流通させるように構成されており、前記内管の先端部を前記中間管および前記外管に対して突出させるとともに、この突出部を湾曲させ、前記気体還元材の噴出方向と高炉送風の方向が一致するように配備した気体還元材吹込み用のランスを、高炉の送風管内に管壁を貫通して挿入し、高炉羽口内に気体還元材を吹き込むことを特徴とする、高炉操業方法。
(5)前記突出部の長さを、2×(d1−d2)以上160mm以下[ただし、d1:外管の外径(mm)、d2:内管の外径(mm)である]としたことを特徴とする、上記(4)の高炉操業方法。
( 4 ) A triple pipe structure including an inner pipe, an intermediate pipe and an outer pipe, and a gas reducing material is blown from the inner pipe, and between the inner pipe and the intermediate pipe and between the intermediate pipe and the outer pipe. to the cooling liquid is configured to circulate, the distal end portion of the inner tube causes the projecting relative to the intermediate tube and the outer tube, is bent the projecting portion, ejection direction of the gas reducing agent The lance for blowing the gas reducing material, which is arranged so that the direction of the blast furnace air flow coincides with that of the blast furnace, is inserted through the tube wall into the air blowing pipe of the blast furnace, and the gas reducing material is blown into the blast furnace tuyere. , How to operate the blast furnace.
( 5 ) The length of the protruding portion is 2 × (d1−d2) to 160 mm [where d1 is the outer diameter (mm) of the outer tube, and d2 is the outer diameter (mm) of the inner tube]. characterized in that, blast furnace operation how the (4).
本発明において、内管の先端を中間管および外管に対して突出させ、突出させた内管部分に湾曲を設け、好ましくは気体還元材の噴出方向と高炉送風の方向が一致するように調整する理由は次の通りである。特許文献1に記載のランスを用いた場合、気体還元材がランス先端から高炉の送風管に向かって噴出するため、ランス軸の延長上の送風管壁温度が上昇し、溶損が起こった。ランスを湾曲させて気体還元材の噴出方向を送風の方向に一致させると、送風管壁の溶損は緩和される。しかしながら湾曲した3重管構造のランスを製作することは機械加工上極めて困難であり、仮に製作できても均一な冷却水の流路幅の確保が困難である。部分的に冷却液流路が狭まっている部位があると、冷却不良によりランスのその部分から破損する可能性がある。したがって3重管構造のランス先端に突出させた内管部分のみに湾曲を設けることとした。 In the present invention, the tip of the inner pipe is protruded with respect to the intermediate pipe and the outer pipe, and a curved portion is provided in the protruded inner pipe portion, and preferably adjusted so that the jet direction of the gas reducing material coincides with the direction of blast furnace air The reason for doing this is as follows. When the lance described in Patent Document 1 was used, the gas reducing material was ejected from the tip of the lance toward the blast furnace blast pipe, so that the temperature of the blast pipe wall on the extension of the lance shaft increased, resulting in melting damage. When the lance is bent so that the direction in which the gas reducing material is ejected coincides with the direction of the air blowing, the melt damage of the air blowing pipe wall is alleviated. However, it is extremely difficult to manufacture a lance having a curved triple pipe structure, and even if it can be manufactured, it is difficult to secure a uniform cooling water flow path width. If there is a portion where the coolant flow path is partially narrowed, there is a possibility that the portion of the lance may be damaged due to poor cooling. Therefore, only the inner tube portion projected from the tip of the lance of the triple tube structure is provided with a curve.
また、内管の突出長さについてはある適正範囲が存在する。突出部分は非水冷であるから気体還元材の燃焼にともなう輻射熱や、高炉送風(熱風)による対流伝熱を受けて過熱され、先端部にいくほど高温になる。長すぎる場合にはランス先端部が溶損する。一方、短すぎる場合、送風が外管と内管の段差部分で乱されて生じる渦により、気体還元材が強攪拌されてランス近傍で集中燃焼するためランス先端が溶損することが分かった。したがって、溶損防止のため内管の突出長さは、後に示すように適正範囲に調整することが好ましい。 Moreover, there exists a certain appropriate range for the protruding length of the inner tube. Since the protruding portion is not water-cooled, it is overheated by receiving radiant heat accompanying the combustion of the gas reducing material and convection heat transfer by blast furnace air (hot air), and the temperature increases toward the tip. If it is too long, the tip of the lance will melt. On the other hand, it was found that if the air flow is too short, the gas reducing material is vigorously stirred and intensively burned in the vicinity of the lance due to the vortex generated when the air flow is disturbed at the step portion between the outer tube and the inner tube. Therefore, it is preferable to adjust the protruding length of the inner tube to an appropriate range as will be described later in order to prevent melting damage.
内管、中間管および外管を備えた3重管構造の気体還元材吹込み用のランスにおいて、前記内管の先端部を前記中間管および前記外管に対して突出させるとともに、この突出部を湾曲させたので、噴出した気体還元材による送風管の溶損を防止することが可能となり、高炉の生産性を向上させることができる。 In a lance for injecting a gas reducing material having a triple pipe structure including an inner tube, an intermediate tube, and an outer tube, the tip of the inner tube protrudes from the intermediate tube and the outer tube, and the protruding portion Therefore, it is possible to prevent the blower pipe from being melted by the ejected gas reducing material, and to improve the productivity of the blast furnace.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図1は本発明の気体還元材吹込みランスを配備した高炉1の概要を示す断面図である。高炉1は、上方から順に炉頂部2、シャフト部3、炉腹部4、炉底部5を有している、高炉1の炉頂部2には、装入装置6が設けられており、この装入装置6から高炉1内に主に鉄鉱石およびコークスからなる原料7が装入される。炉底部5には、炉内反応を生じさせるための熱風を吹き込む複数の羽口8が円周状に設けられており、この羽口8を介して送風管9から高炉1内に熱風を吹き込む。この送風管9には、気体還元材吹込み用のランス10が管壁を貫通して挿入されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing an outline of a blast furnace 1 provided with a gas reducing material blowing lance of the present invention. The blast furnace 1 has a furnace
羽口8から送風される領域には、レースウェイ11が形成される。レースウェイ11は、羽口8から吹き込まれる衝風のエネルギーによって羽口前のコークスが押しのけられてできる空間である。炉底部5に存在する湯溜り部12には炉内反応により生成された溶銑およびスラグが溶銑層およびスラグ層として存在し、溶銑およびスラグは複数の出銑口13から周期的に出銑滓される。この場合に、複数の出銑口13は、開口と閉塞とを交互に行なう。なお、符号14は炉芯である。
A
図2は本発明の気体還元材吹込み用のランスを模式的に示す要部斜視図であり、図3は断面図である。ランス10は、3重管構造を有しており、それぞれ内管21、中間管22および外管23からなっている。内管21は気体還元材の流路となっている。気体還元材としては、高炉1への吹き込み時にランス10を通過する段階で気体の還元材であればよく、例えば天然ガス、メタンガス、コークス炉ガス、石炭ガス化ガス、水素ガス等を用いることができる。
FIG. 2 is a perspective view of a main part schematically showing a lance for blowing the gas reducing material of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view. The
ランス10の基端側の中間管22には、冷却用液体取り入れ口25が設けられており、この冷却用液体取り入れ口25から、冷却水などの冷却用液体を導入し、外管23の基端側に設けられた排出口26から排出することにより、内管21の周囲に冷却用液体が流通する。冷却用の液体としては、例えば、水、各種水溶液および油などを使用可能であるが、取り扱いの簡便さから水または各種水溶液が一般的に用いられる。水溶液の例としては、冷却配管内の腐食や藻類の成長による配管の詰まりを防止するための薬剤を少量水に溶かしたものが使用される。水溶液にしても、油等にしても、腐食性の液体は避ける必要がある。また、液体が沸点に達すると急激に冷却能を失うために、排水温度は常に監視を行ない、水であれば最大でも70℃以下で使用することが望ましい。他の液体であれば、排水温度を沸点の70%程度(摂氏基準)以下で管理することが望ましい。
The
ランス10の先端側は、内管のみを突出させた部位(以下、「先端チップ24」と記す)を有している。この先端チップ24は、所定の曲率で湾曲形成されている。この湾曲は先端チップ24の全部(つまり、突出した部分の全体)にもたせてもよいし、先端チップ24の一部にもたせてもよい。
The tip side of the
このように曲成された先端チップ24を備えたランス10は、送風管9に配備した状態で、図4に示すように、気体還元材の噴出方向が高炉1の送風管9を流れる熱風の進行方向と同一になるような方向で装着される。つまり、気体還元材の噴出方向と高炉送風の方向が一致するように配備される。これにより噴出した気体還元材が送風管9の近傍で燃焼することが抑制されるため、ランス10に対向する側の送風管9の壁9aの溶損を防止することが可能となる。このような溶損防止効果により、ランス10によって吹込む気体還元材の流量や流速を従来よりも大きくすることができるので、高炉の生産性を向上させることができる。ここで、「気体還元材の噴出方向と高炉送風の方向が一致する」とは、具体的には、図4に示すように、ランス10の先端チップ24から噴出された気体還元材の噴出方向の延長線が、高炉1の炉内に向けて縮径して設けられた羽口8の出口径の範囲内に入るようになっていればよい。このような方向であれば、ランス10から噴出した気体還元材を羽口8を介してスムーズに高炉1内に導入できる。
As shown in FIG. 4, the
先端チップ24は、内管21をそのまま延長しても良いし、3重管構造のランスを製作後、別途内管21の内径と同一の径を持ち、曲率を設けた単管を用意して、内管21の先端部分に溶接して取り付けても良い。この理由は、一般に溶接部分の高温耐久性は低下するが、ランス10の場合、先端チップ24と内管21の溶接部分は水冷の効果が充分期待できる部分であるから、高温にさらされる心配が無いためである。
The
次に、図5から図7を参照しながら、先端チップ24の長さ(つまり、内管21の突出部の長さ)の範囲について説明を行なう。本発明者らは、ランス10の先端チップ24の長さLを種々変更した試作品を製作し、実際に吹込み試験を実施してその耐久性を調査した。図5は先端チップ24の長さLが長い例であり、図6は短い例である。具体的には、ランス10の外管23の外径d1と内管21の外径d2および先端チップ24の長さLとの関係を調べるため、長さLを変えて溶損の有無について試験を行なった。
Next, the range of the length of the tip 24 (that is, the length of the protruding portion of the inner tube 21) will be described with reference to FIGS. The inventors manufactured prototypes in which the length L of the
その結果、長さLが160mmを超えると先端部分の溶損が一部発生した。長さLが短い間は水冷部との伝導伝熱により先端チップ24も冷却されるが、長さLが長くなるにしたがい、先端チップ24の先端部分の温度は上昇していき、長さLが160mmで限界に達すると考えられる。この上限値160mmは、気体還元材の種類や流量にはあまり依存しなかった。気体還元材の着火燃焼速度は還元材の種類によって異なるが、先端チップ24の溶損へ影響を与える程の差は無いものと推定された。一方、気体還元材の流量については、気体還元材の流量を増すと気体還元材の燃焼により発生する熱量が増大するため、先端チップ24への熱負荷は増大することになる。ただし、気体還元材は低温(常温)で吹込まれるため、先端チップの冷却材として働くことになり、流量が増大すると先端チップ24の冷却能も上昇する。結果として気体還元材の流量は先端チップ24の溶損に大きな影響を及ぼさないものと推定された。
As a result, when the length L exceeded 160 mm, a part of the tip portion was melted. While the length L is short, the
一方、先端チップ24の長さLの値を小さくしていくとある長さLで先端チップ24が一部溶損することが分かった。この理由は図6に模式的に図示したように、ランス本体と先端チップ24の段差部分で高炉へ送風される熱風が渦を生成し、先端チップ24から噴出する気体還元材と熱風の混合が促進され、先端チップ24の極近傍で着火燃焼を生じて、先端チップ24への熱負荷が増大したものと考えられる。
On the other hand, it was found that when the value of the length L of the
耐久性試験結果を図7に示した。この試験では、外管23の外径d1は、60.5mm、内管21の外径d2は42.2mmまたは32.2mmとした。本耐久性試験は、試験燃焼炉を用いて実施されたもので、本試験燃焼炉で24時間以上の耐久性を持てば、実機で4ヶ月以上の耐久性を持つことが確認されているものである。実機では最低4ヶ月以上溶損せずに吹込み可能であれば良い。この理由は約4ヶ月周期で休風と呼ばれる大修理があり、たとえ溶損しても、この機会に交換することができるからである。このため図7では試作ランスを各10本試験し、24時間以内に溶損したものの割合を示した。
The durability test results are shown in FIG. In this test, the outer diameter d1 of the
図7に示すように、長さLが2×(d1−d2)より短くなると溶損が生じることが明らかとなった。また、長さLが160mmを超えると外径d1および外径d2の値にかかわらず溶損が生じた。 As shown in FIG. 7, it became clear that melting loss occurred when the length L was shorter than 2 × (d1−d2). Further, when the length L exceeded 160 mm, melting damage occurred regardless of the values of the outer diameter d1 and the outer diameter d2.
以上の試験結果から、先端チップ24の長さLの望ましい範囲をまとめると以下の通りである。
2×(d1−d2)≦L≦160mm
[ただし、d1:外管の外径(mm)、d2:内管の外径(mm)である]
From the above test results, a desirable range of the length L of the
2 × (d1-d2) ≦ L ≦ 160mm
[However, d1: the outer diameter (mm) of the outer tube, d2: the outer diameter (mm) of the inner tube]
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれによって制約されるものではない。実施例、比較例では、実際の高炉において本発明のランス10および比較用のランスを用いて気体還元材の吹込み操業を実施した。すなわち、図1と同様の構成を備え、内容積が3223m3である高炉1の送風管9の管壁を貫通して気体還元材吹込みランスを設置した。なお、実施例では、気体還元材の噴出方向と高炉送風の方向が一致するようにした。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not restrict | limited by this. In Examples and Comparative Examples, a gas reducing material was blown in an actual blast furnace using the
実施例、比較例において、吹込み気体還元材はメタン(CH4)ガスを用いた。メタンガスは天然ガスの主成分であり、高炉吹込み用の気体として入手が比較的容易であることから、実施例および比較例における吹込み気体として選択したが、他にたとえばコークス炉ガス、あるいは石炭ガスにより発生するガスあるいは都市ガスや水素ガスなど高炉内に入って還元材として働く気体であれば代替可能である。 In the examples and comparative examples, methane (CH 4 ) gas was used as the blowing gas reducing material. Since methane gas is the main component of natural gas and is relatively easy to obtain as a gas for blast furnace injection, it was selected as the injection gas in the examples and comparative examples, but other examples include coke oven gas or coal. Any gas generated by gas or a gas that acts as a reducing material after entering the blast furnace, such as city gas or hydrogen gas, can be substituted.
表1は、送風圧力一定および羽口先温度一定の条件の下で、各実施例および比較例における高炉の各諸元の変化と生産量の変化を記載している。生産量を上げるためには送風量を上げる(送風圧力を増大する)か、酸素富化率を上げる(結果的に羽口先温度が上昇する)などの方法があるが、図1の高炉では送風圧力は0.38MPaが最大であり、酸素富化率もまた羽口先温度が上限に近い2300℃程度になっていることから、各例で生産量は最大であったと考えることができる。 Table 1 describes changes in specifications of each blast furnace and changes in production amount in each example and comparative example under the conditions of constant air pressure and constant tuyere temperature. In order to increase the production volume, there are methods such as increasing the air flow rate (increasing the air pressure) or increasing the oxygen enrichment rate (resulting in an increase in the tuyere temperature). Since the pressure is maximum at 0.38 MPa and the oxygen enrichment rate is also about 2300 ° C. where the tuyere temperature is close to the upper limit, it can be considered that the production amount was maximum in each example.
実施例1は、本発明の吹込みランス10を用いて、気体還元材を20kg/t-p(溶銑1トンあたり20kgの意味;以下同様である)で高炉に吹込んだ場合の結果を示している。生産量(出銑量)は7735t/dであり、気体還元材の吹込みがない場合(比較例1)の生産量の約1.15倍の銑鉄を生産することができた。
Example 1 shows the result when the gas reducing material is injected into the blast furnace at 20 kg / tp (meaning 20 kg per ton of hot metal; the same applies hereinafter) using the
実施例2は、本発明の吹込みランス10を用いて、気体還元材を60kg/t-p高炉に吹込んだ場合の結果を示している。生産量(出銑量)は8058t/dであり、気体還元材の吹込みがない場合(比較例1)の生産量の約1.19倍の銑鉄を生産することができた。
Example 2 has shown the result at the time of blowing a gas reducing material into a 60 kg / tp blast furnace using the
実施例3は、本発明の吹込みランス10を用いて、気体還元材を12kg/t-p高炉に吹込んだ場合の結果を示している。生産量(出銑量)は7574t/dであり、気体還元材の吹込みがない場合(比較例1)の生産量の約1.12倍の銑鉄を生産することができた。
Example 3 shows the results when the gas reducing material was blown into a 12 kg / tp blast furnace using the
実施例4は、本発明の吹込みランス10を用いて、気体還元材を11kg/t-p高炉に吹き込んだ場合の結果を示している。生産量(出銑量)は7381t/dであり、気体還元材の吹込みがない場合(比較例1)の生産量の約1.09倍の銑鉄を生産することができた。
Example 4 has shown the result at the time of blowing a gaseous reducing material into an 11kg / tp blast furnace using the
比較例1は、気体還元材比の吹込みを実施しない場合の高炉操業の一例を示したもので、先に示したように、生産量の上限は気体還元材の吹込みを実施した場合に比較して低いものとなった。 Comparative Example 1 shows an example of blast furnace operation in the case where the gas reducing material ratio is not injected, and as shown above, the upper limit of the production amount is when the gas reducing material is injected. It became low compared.
比較例2は、図8(a)に示すような内管の突出部(先端チップ24)を有しない従来型の水冷3重管構造のランス50により気体還元材を吹込んだ場合を示している。この場合は、図8(b)に示すように気体吹込みランス50の延長線と送風管壁の交点近傍に温度センサー51を取り付け、送風管壁の温度が上昇した場合、溶損防止のため、気体還元材の吹込みを停止することを実施した。その結果、気体還元材の停止時間が長く、一日平均値でわずか0.2kg/t-pの気体還元材を吹込めたのみであった。このため、気体還元材吹込みによる生産量向上効果を得ることができなかった。
The comparative example 2 shows the case where the gas reducing material is blown by the
10 ランス
21 内管
22 中間管
23 外管
24 先端チップ
25 冷却用液体取り入れ口
26 排出口
10
Claims (5)
内管、中間管および外管を備えた3重管構造であり、前記内管から気体還元材を吹込み、前記内管と前記中間管および前記中間管と前記外管との間に冷却用の液体を流通させるように構成されており、
前記内管の先端部を前記中間管および前記外管に対して突出させるとともに、この突出部を湾曲させ、前記気体還元材の噴出方向と高炉送風の方向が一致するように配備されることを特徴とする、気体還元材吹込み用のランス。 A lance for blowing a gas reducing material, which is inserted through the pipe wall into the blast furnace pipe and blows the gas reducing material into the blast furnace tuyere,
A triple pipe structure including an inner pipe, an intermediate pipe, and an outer pipe, for blowing a gas reducing material from the inner pipe, and for cooling between the inner pipe, the intermediate pipe, and the intermediate pipe and the outer pipe Configured to circulate a liquid of
The distal end portion of the inner tube is projected with respect to the intermediate tube and the outer tube, and the projecting portion is curved so that the jet direction of the gas reducing material and the direction of the blast furnace blast are aligned. Characteristic lance for blowing gas reducing material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005134981A JP4747662B2 (en) | 2005-05-06 | 2005-05-06 | Lance for blowing gas reducing material, blast furnace and blast furnace operating method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005134981A JP4747662B2 (en) | 2005-05-06 | 2005-05-06 | Lance for blowing gas reducing material, blast furnace and blast furnace operating method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006312756A JP2006312756A (en) | 2006-11-16 |
JP4747662B2 true JP4747662B2 (en) | 2011-08-17 |
Family
ID=37534361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005134981A Active JP4747662B2 (en) | 2005-05-06 | 2005-05-06 | Lance for blowing gas reducing material, blast furnace and blast furnace operating method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4747662B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5724654B2 (en) * | 2011-06-13 | 2015-05-27 | Jfeスチール株式会社 | Apparatus and method for injecting reducing material into blast furnace |
CN102676719B (en) * | 2012-04-30 | 2014-03-12 | 莱芜钢铁集团有限公司 | Blast furnace oxygen coal lance |
CN114017959A (en) * | 2021-11-29 | 2022-02-08 | 天津双昊车用空调有限公司 | Concentric tube structure gas-liquid separator with waste heat recovery function |
CN114908201B (en) * | 2022-04-19 | 2023-02-03 | 北京科技大学 | Blast furnace hydrogen-rich solid fuel and hydrogen-rich gas fuel combined type injection device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000160216A (en) * | 1998-11-25 | 2000-06-13 | Nkk Corp | Lance for blowing powdery material into blast furnace |
JP2001348605A (en) * | 2000-06-06 | 2001-12-18 | Nkk Corp | Lance for blowing synthetic resin material into vertical type metallurgical furnace and method for producing molten iron by using vertical type metallurgical furnace with attendant blowing of synthetic resin material |
JP2006312757A (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Jfe Steel Kk | Injection lance for gaseous reducing material, blast furnace and blast furnace operation method |
-
2005
- 2005-05-06 JP JP2005134981A patent/JP4747662B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006312756A (en) | 2006-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006312757A (en) | Injection lance for gaseous reducing material, blast furnace and blast furnace operation method | |
JP5087955B2 (en) | Melting reduction method | |
KR101555222B1 (en) | Blast furnace operating method and tube bundle-type lance | |
TWI484041B (en) | Blast furnace operation method | |
JP6354962B2 (en) | Oxygen blast furnace operation method | |
JP4341131B2 (en) | Pulverized coal blowing burner | |
EP2871247B1 (en) | Method for operating blast furnace | |
JP4747662B2 (en) | Lance for blowing gas reducing material, blast furnace and blast furnace operating method | |
CN209989446U (en) | Smelting furnace | |
JP5286768B2 (en) | Burner lance for charging granular material in smelting reduction furnace and method for producing molten metal by smelting reduction | |
KR101629123B1 (en) | Blast furnace operation method | |
JP4760985B2 (en) | Blast furnace operation method | |
JP4506337B2 (en) | Pulverized coal blowing burner for metallurgical furnace and method for blowing pulverized coal into metallurgical furnace | |
JP5724654B2 (en) | Apparatus and method for injecting reducing material into blast furnace | |
JP3964963B2 (en) | Pulverized coal injection method in blast furnace | |
JP3493937B2 (en) | How to blow pulverized coal into the blast furnace | |
JP3561982B2 (en) | Blast furnace operation method | |
JPH08157916A (en) | Blowing of pulverized fine coal into blast furnace and lance for blowing pulverized fine coal | |
JP3613902B2 (en) | Burner with pulverized coal injection into blast furnace | |
KR101629122B1 (en) | Blast furnace operation method | |
KR101655213B1 (en) | Device for activiting furnace center in blasst furnace, and thr method | |
JP5724659B2 (en) | Apparatus and method for injecting reducing material into blast furnace | |
CN111748697A (en) | Smelting furnace | |
JP2001115202A (en) | Operation method for blowing of auxiliary fuel into blast furnace | |
JP2000239719A (en) | Operation for blowing auxiliary fuel into blast furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080425 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110419 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110502 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4747662 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140527 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |