JPH062020A - 高炉への粉体燃料の吹込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高炉のブローパイプを貫通して送風羽口内に挿
入される粉体燃料吹込み用単管ランス又は２重管ランス
を用いて、少量の富化酸素で燃焼性の改善を図り、水冷
ランスを必要とせずに、粉体燃料の多量吹込みを可能と
する。 【構成】単管ランス又は２重管ランスに導入される全ガ
ス中の酸素の平均濃度を全送風中酸素富化率換算で３％
以下の酸素を用いて３５〜６５％に調整して粉体燃料の
吹込みを行い、レースウェイにおける粉体燃料の燃焼率
を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉への微粉炭、粗粉
炭等の粉体燃料の吹込み方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉の送風羽口から微粉炭等の粉体燃料
の吹込みに使用されるランスとしては、単管ランス、気
体冷却方式の２重管ランス、水冷方式の３重管ランスが
使用されている。一般に、粉体燃料の搬送ガスおよびラ
ンス冷却用気体として空気あるいは窒素が用いられてい
る。

【０００３】例えば粉体燃料である微粉炭の吹込みの場
合には、従来の吹込みレベルである１００〜１５０ｋｇ
／ｔ−ｐｉｇ程度の吹込み量であれば問題はないが、吹
込みレベルが１５０ｋｇ／ｔ−ｐｉｇ以上になると、微
粉炭に対する酸素の相対的低下により、レースウェイ内
での微粉炭の燃焼率が低下し、結果として、レースウェ
イから炉内に放出される未燃焼の微粉炭（チャー）量が
増加し、これが炉内に蓄積して高炉の通気性、通液性を
阻害し、送風量の低下を招来し、ひいては出銑量の減少
を余儀なくされるという問題があった。

【０００４】上記問題に対する対策としてランスを微粉
炭吹込と酸素吹込み用の２重構造とし、これを送風支管
内に水平に設け、かつ送風中の酸素濃度が３０％（酸素
富化率９％）以上となるようにランスに酸素富化を行う
技術（特開昭６２−２６３９０６号公報）が知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６２−２６３９
０６号公報に記載されている技術では （１）ランスを送風支管内に水平に設ける必要があるた
め、羽口眼鏡が使用できなくなり、羽口あるいはランス
への灰分の付着状況や粉体燃料の燃焼状況を観察するこ
とが困難になる。

【０００６】（２）送風中の酸素濃度を３０％（酸素富
化率９％）以上とする必要があるため、高価な酸素の使
用量が増大し、銑鉄製造コストが大幅に上昇する。 （３）多量の酸素をランスに集中させるとランス先端部
が高熱となり、場合によっては溶損に至ることもあるた
め、ランスを水冷構造とする必要が生じ、結果として４
重管構造という大きなランスになり、取扱いが不便で、
かつ送風圧損の増大を招く。 等の問題があった。

【０００７】本発明は前記問題点を解消した高炉への粉
体燃料の吹込み方法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】本発明者は、前記問題点
を解決するために、従来のランスである単管ランス又は
２重管ランスを用いることを前提として、ランスに導入
される全ガス流量とその酸素濃度が粉体燃料のレースウ
ェイ内燃焼率に及ぼす影響について調査した。その結
果、ランスに導入される粉体燃料搬送用ガス（単管ラン
スの場合）、又は粉体燃料搬送用及び冷却用ガスの合計
ガス（２重管ランスの場合）中の平均酸素濃度を３５〜
６５％の範囲に調整することにより、送風中の酸素富化
率換算で３％以下の少量の酸素で粉体燃料のレースウェ
イ内燃焼率を著しく高めることが可能であり、１５０〜
２００ｋｇ／ｔ−ｐｉｇの高粉体燃料吹込みに十分対応
できることを見出した。

【０００９】本発明はこの知見により完成されたもの
で、高炉のブローパイプを貫通して送風羽口内に挿入さ
れる粉体燃料吹込み用単管ランス又は２重管ランスを用
い、該ランスに導入する富化酸素を全送風中の酸素富化
率換算で３％以下とし、かつランスに導入される全ガス
中の酸素の平均濃度を３５〜６５％に調整して粉体燃料
の吹込みを行うことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明では、高炉のブローパイプを貫通して送
風羽口内に挿入される従来の単管ランス又は２重管ラン
スを用いる。単管ランスは粉体燃料を搬送ガスと共に送
入する単管のランスであり、２重管ランスは、内管内が
粉体燃料を搬送ガスと共に送入する通路で内管と外管と
の間が冷却ガスを送入する通路となっている２重管のラ
ンスである。いずれも冷却水を用いないものである。こ
れらの粉体燃料搬送用ガス及び冷却用ガスの流量と酸素
濃度を調整して、ランスへの全導入ガス中の平均酸素濃
度を３５〜６５％の範囲に調整することによりレースウ
ェイ内燃焼率を著しく高めることが可能である。

【００１１】ランスへの全導入ガス中平均酸素濃度を３
５〜６５％に調整するために必要な富化酸素量は、搬送
ガス及び冷却ガスの流量、種類（窒素、空気など）によ
って異なるが、送風酸素富化率換算で概ね１〜２％程度
の量に相当する。このように少量の酸素でレースウェイ
燃焼率を著しく高めることが可能となるため、特開昭６
２−２６３９０６号公報に示されるようにランスを水冷
化（大型化）する必要がなく、羽口眼鏡も従来通り使用
可能であり、高価な酸素の使用量を大幅に減らすことが
できる。

【００１２】ランスに導入されるガス中の酸素濃度を３
５〜６５％と限定した理由は、この範囲で最も高い燃焼
率が得られるためであり、酸素濃度が３０〜４０％にお
いて急激に燃焼率が上昇し、３５％が臨界的下限であ
り、一方６５％以上では逆に燃焼率の低下傾向が認めら
れ、さらに７０％以上になるとランスが溶損しやすくな
る傾向が認められたためである。

【００１３】

【実施例】図１に粉体燃料燃焼実験炉の構成を示す。燃
焼実験炉本体１０は内径６００ｍｍφ、長さ４０００ｍ
ｍの円筒炉で送風羽口１１の径は５６ｍｍφである。こ
の送風羽口１１に実機同様の２重管ランス又は単管ラン
ス３を羽口壁を貫通して取り付け、粉体燃料切出装置４
から粉体燃料をランス３に供給した。ブロワ１から送ら
れてくる気体を熱風発生炉２で加熱し、送風羽口１１に
供給した。各ランスを羽口に斜に挿入して送風量３Ｎｍ
³ ／ｍｉｎ、送風温度１１００℃、全酸素富化率３％の
条件下で粉体燃料である微粉炭（−７５μｍ７０％、南
アフリカ炭）を３０ｋｇ／ｈｒ（実機２００ｋｇ／ｔ相
当）で吹込んだ。ランスに導入した全ガス量は０．２Ｎ
ｍ³ ／ｍｉｎである。排ガスは煙道９から排出した。

【００１４】羽口先９０ｃｍ（実機レースウェイ奥に相
当する位置）の火焔中心で燃焼過程の微粉炭（チャー）
を水冷銅ランス５により採取し、ダストフィルタ６を経
てポンプ７によりガス分析計８へ送り、その燃焼率を測
定し、ランス５に導入した全ガス中の酸素濃度の微粉炭
燃焼率への影響を調査した。実験に使用したランスは、
単管ランスは直径８ｍｍ，２重管ランスは内管径８ｍｍ
×外管径１５ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３１０）製の
ものである。微粉炭搬送用ガス、ランス冷却用ガスとも
空気、酸素、窒素を組合せることにより流量、酸素濃度
ともに任意に調整可能とした。図２に２重管ランスを使
用した場合の実験結果を示す。

【００１５】ランスに導入した全ガス中の平均酸素濃度
が３０％以上で燃焼性改善効果が現れ、４０％でその効
果は飽和する。また６０％以上では逆に燃焼性の低下傾
向が見られ、７０％近くになるとランス先端部の溶損が
起こった。つまりランスに導入する全ガス中の平均酸素
濃度を３５％以上、望ましくは４０％以上、６５％以下
に調整することにより、ランス溶損の危険性を回避しつ
つ、微粉炭の燃焼率を著しく高めることが可能になるこ
とがわかる。

【００１６】なお、単管のランスについても同様の結果
が得られている。本発明に対して、前記特開昭６２−２
６３９０６号公報に開示された酸素濃度を本発明による
平均酸素濃度に換算すると８０％以上となり、ランス先
端部の溶損が起こるため先に述べた通り、水冷が必要と
なり、それだけ構造も複雑化し大型化になるのである。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、単管ランス又は２重管
ランスの粉体燃料吹込みランスを用いて、少量の富化酸
素で著しい燃焼性の改善効果を得ることができ、酸素富
化による銑鉄製造コストの上昇を極力抑制した粉体燃料
の多量吹込みが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】粉体燃料燃焼実験炉の構成を示す図である。

【図２】本発明の効果を示す実験結果のグラフでランス
導入全ガス中平均酸素濃度と微粉炭燃焼率、ランス酸素
富化率の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ ブロワ ２ 熱風発生炉 ３ ランス ４ 粉体燃料切
出装置 ５ 水冷銅ランス ６ ダストフィ
ルタ ７ ポンプ ８ ガス分析計 ９ 煙突 １０ 燃焼実験炉
本体 １１ 送風羽口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉のブローパイプを貫通して送風羽口
   内に挿入される粉体燃料吹込み用単管ランス又は２重管
   ランスを用い、該ランスに導入する富化酸素を全送風中
   の酸素富化率換算で３％以下とし、かつ前記ランスに導
   入される全ガス中の酸素の平均濃度を３５〜６５％に調
   整して粉体燃料の吹込みを行うことを特徴とする高炉へ
   の粉体燃料の吹込み方法。