JPH0128804B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶鉱炉送風羽口に関し、さらに詳しく
は、羽口衝風エネルギーを有効に利用することが
できる溶鉱炉送風羽口に関する。

通常の操業状態でない減産下の溶鉱炉において
は、ボツシユガス量は低下しており、ガス流の周
辺流化が生じる恐れがあるので、できるだけ送風
を溶鉱炉内奥深く入れるように羽口前の条件を制
御する必要がある。即ち、羽口前の風速を上昇さ
せレースウエイを深くするのである。

しかしながら、羽口前風速を極めて速く、例え
ば、300ｍ／sec以上になると送風圧力が上昇する
ため羽口前風速は300ｍ／secに抑えているのが現
状であり、通常は250〜270ｍ／secで操業してい
る。

そして、羽口前風速が300ｍ／secで送風圧力が
上上昇するのは、送風圧力4.0Kg／cm²（絶対圧で
5.0Kg／cm²）、送風温度1200℃の条件において、風
速は音速≒290ｍ／secとなり、即ち、300ｍ／sec
の羽口前風速では計算上Ｍ＞１となるため圧縮性
流体の領域になると考えられる。

しかして、溶鉱炉羽口の形状は、収縮筒型と拡
散筒型とがあり、上記した羽口前風速について第
１図により説明すると亜音速と超音速では全く逆
の挙動を示すものであり、即ち、第１図ａにおい
ては風速は亜音速（Ｍ＜１）の場合の収縮筒型の
羽口の風（矢印方向に流れる。以下、第１図ｂ，
ｃ，ｄとも同じである。）は、入口の圧力より出
口の圧力が減少しているが、風速は上昇してお
り、第１図ｂにおいては風速は亜音速（Ｍ＜１）
で拡散筒型の羽口の風は、入口より出口の圧力が
上昇し、風速は減少し、また、第１図ｃは風速は
超音速（Ｍ＞１）の収縮筒型の羽口の風は、入口
の圧力より出口の圧力が増加しているが、風速は
減少しており、さらに、第１図ｄは風速が超音速
（Ｍ＞１）の拡散筒型の羽口の風は、入口の圧力
より出口の圧力は減少し、風速は増加しているも
のであり、全く逆の挙動を示していることは明ら
かである。

そして、羽口前風速が超音速になると、収縮筒
型の羽口においては送風の運動エネルギーが圧力
に変換してしまうため、通気性を重要視する溶鉱
炉操業においては極めて不都合な状態となるので
ある。

本発明者は、減産下の溶鉱炉における羽口風速
の状態、又は、収縮筒型羽口、拡散筒型羽口の送
風の状態等に鑑み、鋭意研究の結果、収縮筒型羽
口と拡散筒型羽口とを組合せた、所謂、ラバール
ノズル型の溶鉱炉羽口とすることによつて、溶鉱
炉の奥深くまで風を送ることができ、極めて速い
速度の風速によつてもレースウエイが破壊されな
いことを見出したのである。

本発明は上記したように、溶鉱炉の羽口におけ
る風速の問題点や本発明者の知見によつてなされ
た溶鉱炉の送風羽口を提供するものである。

本発明に係る溶鉱炉送風羽口の特徴とするとこ
ろは、ラバールノズル型の羽口において、羽口の
入口、羽口の中央部及び羽口の出口の径が、 D₁＞D₂＜D₃ の式を満足する形状にあり、D₁は羽口の入口の
径、D₂は羽口の中央部（喉部）の径、D₃は羽口
の出口の径である。

このラバールノズル型羽口において、羽口の入
口の径が出口の径より大きいことが望ましく、即
ち、D₁＞D₃であるが、しかし、羽口の出口の径
が羽口の入口の径より大きくてもよいのであり、
D₃＞D₁としてもよいのである。

本発明に係る溶鉱炉送風羽口について以下図面
により具体的に説明する。

第２図は本発明に係る溶鉱炉送風羽口の概略断
面図であり、１は羽口、２は胴体水冷部、３は先
端水冷部で、入口側径D₁、中央部（喉部）径D₂、
出口径D₃を示し、出口側は溶鉱炉内に向いてい
る。また、水冷は羽口全体を一体的にしてもよ
く、また、スパイラル水冷の何れでもよい。

この第２図の溶鉱炉送風羽口１においては（ラ
バールノズル型）、羽口１の入口側で亜音速の風
は中央部（喉部）ではマツハ数Ｍ＝１となり、羽
口１の出口側では超音速の流れとなるもので、こ
の出口側の風速を超音速とするには羽口の入口と
出口の風の圧力によつて決定される。

そして、このラバールノズル型の溶鉱炉送風羽
口よりの超音速流は乱流圧縮性自由噴流となり、
ラバールノズル型溶鉱炉送風羽口の出口の速度が
保持されて溶鉱炉の奥深くまでそのエネルギーが
伝えられるものであり、その送度コアはマツハ数
Ｍが大きい程長いのである。

第３図ａ、第３図ｂに、ラバールノズル型溶鉱
炉送風羽口の送風速度と送風圧力とについて、羽
口の入口、中央部及び出口の夫々におけるマツハ
数分布と圧力分布を示すが、これからもわかるよ
うに、ラバールノズル型溶鉱炉送風羽口の優れて
いることは明らかである。

以上説明したように、本発明に係る溶鉱炉送風
羽口は上記の構成を有しているものであるから、
次に示す効果を奏するものである。

(1) デツドマンと称される不活性な炉芯が狭小化
し、稼働内容積の増大による送風量を増加する
ことができ出銑量が増加する。

(2) 溶鉱炉下部の反応性が増大し、直接還元率の
上昇による燃料比を低減できる。

(3) 溶鉱炉の中心操業化ができ、炉体熱損失減少
による燃料比低減と炉床銑滓流の中心流化によ
り炉体保護及び炉底保護ができる。

(4) 羽口前運動エネルギーの増大及びレースウエ
イの深化により羽口破損回数が減少する。

(5) 劣性コークス使用下ではレースウエイが浅く
なるといわれているが、レースウエイ維持が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は収縮筒型羽口と拡散筒型羽口の送風状
況の説明図、第２図は本発明に係る溶鉱炉送風羽
口の１例を示す概略断面図、第３図は本発明に係
る溶鉱炉送風羽口の送風速度と圧力との分布図で
ある。 １……羽口、２……胴体水冷部、３……先端水
冷部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ラバールノズル型の羽口において、羽口の入
   口、羽口の中央部及び羽口の出口の径が次の式を
   満足する形状であることを特徴とする溶鉱炉送風
   羽口。 D₁＞D₂＜D₃ D₁：羽口の入口の径 D₂：羽口の中央部の径 D₃：羽口の出口の径