JPH0621284B2 - 高炉の送風羽口 - Google Patents

高炉の送風羽口

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JPH0621284B2
JPH0621284B2 JP1268087A JP26808789A JPH0621284B2 JP H0621284 B2 JPH0621284 B2 JP H0621284B2 JP 1268087 A JP1268087 A JP 1268087A JP 26808789 A JP26808789 A JP 26808789A JP H0621284 B2 JPH0621284 B2 JP H0621284B2
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衛 井上
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は高炉における送風羽口の断熱構造に関するもの
である。
(従来の技術) 通常、高炉の送風羽口はその内部を通水冷却しているこ
とから、その熱風流路面を断熱することで熱風温度の低
下を防止し、熱風炉の省エネルギーを図ることが行われ
ている。具体的には、実開昭52−141007号ある
いは実開昭53−128306号に開示されているよう
に、羽口先端より後退した位置の熱風流路面に耐火物製
の断熱スリーブを嵌装する。
断熱スリーブの材質としてはAl23−SiO系耐火
材が知られている。
(発明が解決しようとする課題) 断熱スリーブを羽口先端より後退した位置に配設するの
は、実開昭52−141007号では羽口先端から80
mm後退した位置に配設した態様が開示されているが、こ
れは羽口前方の炉内レースウエイからの放射熱によって
断熱スリーブ先端部が不規則に損傷し、熱風流路断面積
が羽口毎に変動することを防止せんとするものである。
また、同一羽口においても断熱スリーブ先端部が不規則
に損傷し、その形状が時系列的に変動すると、該送風羽
口から吐出される熱風束形状が変動しレースウエイが微
妙に乱れる。
これら送風条件の長期にわたる変動は結果として炉床部
の円周バランスを不均一とし、炉操業を不安定にする。
ところが、高炉には通常2〜4本の出銑口が設置されて
おり、この出銑口の直上部の送風羽口前方の炉内温度は
その他の部位の送風羽口前方の炉内温度より高いことか
ら、上記同一条件で断熱スリーブを配設すると、出銑口
の直上部の送風羽口の断熱スリーブの先端部は炉内レー
スウエイからの放射熱及び炉内滴下物アタックによって
早く損傷することとなる。
また、通常の材質の断熱スリーブを配置した送風羽口に
直線状の微粉炭吹き込みランスを羽口軸線に対して傾斜
した状態で挿入し、このランスを介して微粉炭を炉内に
吹き込むと燃焼残渣である灰分の溶融物が断熱スリーブ
内面に付着堆積し熱風流路断面積を変動もしくは閉塞さ
せるということとなる。
本発明は上記問題を解決するためのもので、出銑口の直
上部の送風羽口と他の部位の送風羽口に配置する断熱ス
リーブの材質特性に差を設けることで、断熱スリーブの
寿命を均一化すると共に熱風流路断面積に差を設けるこ
とで炉内温度差を抑制し、これによって送風条件の変動
を抑制せんとするものである。
また、この効果を安定して達成するためには断熱スリー
ブの材質特性として、炉肉鉄酸化物等による耐損傷性、
耐熱強度、断熱特性が要求されるが、これら諸特性を兼
備する耐火物は少なく又高価であることから、出銑口の
直上部の送風羽口には耐損傷性、耐熱強度の優れた耐火
物スリーブの配置構造に工夫を加え、低熱伝導率のモル
タル層を介在させることで断熱特性を付加するものであ
る。
また、羽口先端部における羽口の熱風流路面と断熱スリ
ーブの熱風流路面との段差を断熱スリーブ先端強度の許
容範囲内で最小とすることで、熱風流の乱れを抑制する
ものである。
また、上記のように特定の材質の耐火物スリーブの配置
構造に工夫を加えて断熱スリーブを配置した送風羽口と
特定形状の微粉炭吹き込みランスを組み合わせること
で、特に熱負荷の高い出銑口直上の羽口と他の部位の羽
口をそれぞれ閉塞することなく微粉炭吹き込み可能とす
るものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、羽口先端より後退した位置に断熱スリーブを
配設した送風羽口において、出銑口直上の送風羽口には
Cr23−Al23系断熱スリーブを、その他の部位の
羽口にはAl23−SiO系断熱スリーブを配置し、
上記出銑口直上の羽口の熱風流路断面積を他の部位の羽
口のそれよりも小さくしたことを特徴とする高炉の送風
羽口である。
このような断熱スリーブの好ましい実施態様としては、
出銑口直上の羽口とCr23−Al23系断熱スリーブ
との間に低熱伝導率のモルタル層を形成するものであ
り、断熱スリーブの先端部をテーパー状に形成し熱風流
路断面積が拡大したことによって、一層容易に上記課題
が達成でき、また、Cr23−Al23系断熱スリーブ
を配設した送風羽口には直線状の微粉炭吹き込みランス
を羽口軸線に対して傾斜して挿入し、Al23−SiO
系断熱スリーブを配設した送風羽口には先端部をへの
字状に屈曲させた微粉炭吹き込みランスの先端部が羽口
軸線と平行となるように羽口軸線に対して傾斜して挿入
することにより、安定した微粉炭吹き込みが達成され
る。
(作 用) 以下、本発明を図面に基づいて作用と共に説明する。
第1図は高炉の羽口レベルの水平断面のモデル図であっ
て、例えば円周方向に34本の羽口1が配置されてい
る。本発明においても従来と同様に、羽口に配置する断
熱スリーブは羽口先端から少なくとも50mm後退した位
置に配設(第2〜3図参照)する。
第2図に示すように、この羽口1の内、出銑口(図示せ
ず)直上の羽口2、即ち、特に熱負荷の高い位置の羽口
に配置する断熱スリーブとして、Cr23を10〜50
%配合したCr23−Al23系耐火物で構成した断熱
スリーブ3を採用する。
また、第3図に示すように、他の部位の羽口1にはAl
23−SiO系耐火物で構成した安価な断熱スリーブ
4を配置する。Al23−SiO系断熱スリーブ4は
その熱伝導率λが2〜3Kcal/m・hr・℃と断熱特性は優
れている。一方、Cr23−Al23系断熱スリーブ3
は熱伝導率λが10〜20Kcal/m・hr・℃と断熱特性は
高くないが、炉内鉄酸化物による耐損傷性および耐熱強
度はAl23−SiO系断熱スリーブ4より優れてい
るので高炉の羽口断熱スリーブ3,4の寿命を均一化す
ることができる。
また、本発明は出銑口直上の羽口2の熱風流路断面積を
他の部位の羽口の熱風流路断面積よりも小さくすること
によって、炉床部の円周熱バランスを調節するものであ
る。熱風流路断面積を小さくする程度は高炉の操業指
針、例えば、高出銑比操業とか低出銑比操業等によって
決定することができるものであり、断熱スリーブの内径
を小さくすることで5〜30%の範囲で選択する。
上記手段を採用することにより、炉床部の円周熱バラン
スをほぼ均等に保った操業が達成できる。
第4図は本発明における断熱スリーブの配置態様図であ
って、出銑口直上の羽口2と断熱スリーブ3との間に、
その熱伝導率によって異なるが、0.5〜15mmの低熱
伝導率のモルタル層5を形成するものである。使用する
モルタルとしてはAl23−SiO等を主成分とする
通常のモルタルで、熱伝導率λが0.1〜2Kcal/m・hr
・℃の低熱伝導率のものが好ましい。
第5図は本発明における、先端部をテーパー状に形成し
た断熱スリーブ3,4の断面図で、羽口1,2先端部の
内径Dに対して断熱スリーブ3,4先端の内径D
小さくなるように先端部の所定の位置の内径Dよりテ
ーパー状に形成し、断熱スリーブの先端部の熱風流路断
面積を拡大した。この断熱スリーブ3,4先端の内径D
は断熱スリーブ3,4先端部の強度によって定めるも
のであるが、小さくする程度は、熱風流速が200〜2
80m/s と高速であるため、断熱スリーブ3,4先端部
の圧損変動低減の観点から、ラバール理論より(1) 式で
R=1.2以下となるように設定した。
K:熱風の比熱比 P1:羽口入側静圧 P2:羽口出側静圧 D2:断熱スリーブの先端内径 D3:断熱スリーブの先端部内径 α :定数 また、第2図に示すようにCr23−Al23系断熱ス
リーブ3を配設した送風羽口2には直線状の微粉炭吹き
込みランス6を羽口軸線に対して傾斜して挿入し、第3
図に示すように、Al23−SiO系断熱スリーブ4
を配設した送風羽口1には先端部をへの字状に屈曲させ
た微粉炭吹き込みランス7の先端部が羽口軸線と平行と
なるように羽口軸線に対して傾斜して挿入した。上記ラ
ンス6はその先端が羽口2の後端部に近接した位置(設
備構成上最も取り付け易い位置)に配置したので、ラン
ス6から羽口1内に吹き込まれる微粉炭はランス6の挿
入角度に沿って偏流となり、燃焼炎の一部が断熱スリー
ブ3の上部面に衝突する状態であるが、Cr23−Al
23系耐火物であることから燃焼残渣は断熱スリーブ3
表面に付着することない。また、上記ランス7はその先
端部をへの字状に屈曲させ、その軸線と羽口1の軸線を
平行状態に配置し、かつ、その先端を羽口1の中間部に
配置するという吹き込みランス7に工夫を凝らしたの
で、一般的に灰分が付着し易いAl23−SiO系断
熱スリーブであるが、微粉炭の燃焼炎は熱風に囲まれた
状態で断熱スリーブ4に衝突することなく炉内に吹き込
まれるので燃焼残渣が断熱スリーブ4表面に付着するこ
とない。
(実施例) 第1図に示すように、出銑口直上以外の羽口にはハイア
ルミナ製(Al23−SiO)の断熱スリーブを羽口
先端から60mm後退した位置に配置し、出銑口直上の羽
口にはCr23 50%のCr23−Al23系断熱ス
リーブを羽口先端から60mm後退した位置に配置した。
また、出銑口直上の羽口断熱スリーブのDは出銑口直
上以外の羽口断熱スリーブのDより10%小さくし
た。この結果、羽口部での熱風温度低下を30℃抑制
し、出銑口直上の羽口においては安定的に風量を絞るこ
とができ、円周熱バランスを保てた。
また、出銑口直上の羽口とCr23−Al23系断熱ス
リーブとの間に熱伝導率λ=2Kcal/m・hr・℃のモルタ
ルの層を30mm形成して、上記同様に送風したところ、
羽口部での熱風温度低下を50℃抑制できた。
また、第2図及び第3図に示すように、Cr23−Al
23系断熱スリーブを配置した出銑口直上部の羽口2に
は直線状の微粉炭吹き込みランス6を羽口軸線に対して
傾斜して挿入し、Al23−SiO系断熱スリーブ4
を配設した送風羽口1には先端部をへの字状に屈曲させ
た微粉炭吹き込みランス7の先端部が羽口軸線と平行と
なるように羽口軸線に対して傾斜して挿入し、微粉炭を
吹き込んだところ、灰分の付着を起因する閉塞問題を惹
起することなく微粉炭を130Kg/t-pig吹き込めた。
(発明の効果) 本発明は羽口条件に適応した断熱スリーブを取り付ける
ことができ、しかも断熱スリーブの寿命が安定するので
高炉休風時間を短縮でき、高炉の長期安定操業が可能と
なった。
【図面の簡単な説明】 第1図は高炉の羽口レベルの水平断面のモデル図、第2
図及び第3図は断熱スリーブ及び微粉炭吹き込みランス
の配置態様図、第4図はCr23−Al23系耐火物ス
リーブの断熱構造の断面説明図、第5図は先端部をテー
パー状に形成した断熱スリーブの断面図である。 図中1は羽口、2は出銑口直上の羽口、3は出銑口直上
の羽口2に配置する断熱スリーブ、4は出銑口直上以外
の羽口に配置する断熱スリーブ、5は低熱伝導率のモル
タル層、6,7は微粉炭吹き込みランス。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】羽口先端より後退した位置に断熱スリーブ
    を配設した送風羽口において、出銑口直上の送風羽口に
    はCr23−Al23系断熱スリーブを、その他の部位
    の羽口にはAl23−SiO系断熱スリーブを配置
    し、上記出銑口直上の羽口の熱風流路断面積を他の部位
    の羽口のそれよりも小さくしたことを特徴とする高炉の
    送風羽口。
  2. 【請求項2】出銑口直上の送風羽口とCr23−Al2
    3系断熱スリーブとの間に低熱伝導率のモルタル層を
    形成したことを特徴とする請求項1記載の高炉の送風羽
    口。
  3. 【請求項3】各断熱スリーブの先端部をテーパー状に形
    成し熱風流路断面積を拡大したことを特徴とする請求項
    1ないし2のいずれかに記載の高炉の送風羽口。
  4. 【請求項4】Cr23−Al23系断熱スリーブを配設
    した送風羽口には直線状の微粉炭吹き込みランスを羽口
    軸線に対して傾斜して挿入し、Al23−SiO系断
    熱スリーブを配設した送風羽口には先端部をへの字状に
    屈曲させた微粉炭吹き込みランスの先端部が羽口軸線と
    平行となるように羽口軸線に対して傾斜して挿入したこ
    とを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の高
    炉の送風羽口。
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