JPH06346121A - 高炉への微粉炭吹込み方法および吹込みランス - Google Patents
高炉への微粉炭吹込み方法および吹込みランスInfo
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- JPH06346121A JPH06346121A JP14192493A JP14192493A JPH06346121A JP H06346121 A JPH06346121 A JP H06346121A JP 14192493 A JP14192493 A JP 14192493A JP 14192493 A JP14192493 A JP 14192493A JP H06346121 A JPH06346121 A JP H06346121A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高炉内に羽口より微粉炭を多量に安定して吹
込むことのできる方法および吹込みランスの提案。 【構成】 微粉炭を吹込むに際して下記式を満足させ
る。 Ｙ≦ 1.157（１−Ｘ） 但し、 Ｙ＝ランス外径／ランス微粉炭供給部の径 Ｘ＝ランス先端でのガス流速／羽口流速 である。
込むことのできる方法および吹込みランスの提案。 【構成】 微粉炭を吹込むに際して下記式を満足させ
る。 Ｙ≦ 1.157（１−Ｘ） 但し、 Ｙ＝ランス外径／ランス微粉炭供給部の径 Ｘ＝ランス先端でのガス流速／羽口流速 である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高炉への微粉炭の多量
吹込みを可能とする微粉炭吹込み方法、および吹込みラ
ンスに関するものである。
吹込みを可能とする微粉炭吹込み方法、および吹込みラ
ンスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高炉操業における微粉炭吹込みは、高炉
操業の安定化の手段として有効なだけでなく、高価なコ
ークスを節約し、補助燃料として安価な微粉炭を使用す
ることはコスト削減の手段としても有効である。同時
に、近年工業国ではコークス炉の老朽化によるコークス
生産量の低下、あるいはコークス炉再建にともなう過大
な設備投資が深刻な問題となっている。このような背景
から微粉炭の多量吹込みが多くの高炉で実施されるよう
になってきた。
操業の安定化の手段として有効なだけでなく、高価なコ
ークスを節約し、補助燃料として安価な微粉炭を使用す
ることはコスト削減の手段としても有効である。同時
に、近年工業国ではコークス炉の老朽化によるコークス
生産量の低下、あるいはコークス炉再建にともなう過大
な設備投資が深刻な問題となっている。このような背景
から微粉炭の多量吹込みが多くの高炉で実施されるよう
になってきた。
【０００３】微粉炭は、他のガスや液体燃料に比較して
固体であるため燃焼性が悪いと考えられており、また、
不燃分である灰分を含んでいることから多量吹込みは難
しいと考えられてきた。特に、吹込み位置を適性に維持
しないと、羽口への灰分の堆積、あるいは羽口内面の局
部的な摩耗などの問題があることが知られている。ま
た、微粉炭は高炉のブローパイプ羽口を経由して吹込ま
れるが、ブローパイプ羽口は大量の高温空気を安全かつ
確実に炉内へ供給するために非常に簡単な構造をしてお
り、微粉炭は結果として設備制約上から単純なパイプ状
の吹込みランスを用いて、ブローパイプ中心部に供給さ
れている。
固体であるため燃焼性が悪いと考えられており、また、
不燃分である灰分を含んでいることから多量吹込みは難
しいと考えられてきた。特に、吹込み位置を適性に維持
しないと、羽口への灰分の堆積、あるいは羽口内面の局
部的な摩耗などの問題があることが知られている。ま
た、微粉炭は高炉のブローパイプ羽口を経由して吹込ま
れるが、ブローパイプ羽口は大量の高温空気を安全かつ
確実に炉内へ供給するために非常に簡単な構造をしてお
り、微粉炭は結果として設備制約上から単純なパイプ状
の吹込みランスを用いて、ブローパイプ中心部に供給さ
れている。
【０００４】図２に高炉への微粉炭吹込み方法の概念図
を示した。熱風はブローパイプ２、羽口１を経由して高
炉内に吹き込まれ、羽口１の前面にレースウエイ３と呼
ばれる燃焼帯を形成する。ブローパイプ２の中心部に微
粉炭吹込み用ランス５を用いて供給された微粉炭は羽口
内で着火燃焼を開始し、レースウエイ３内でさらに燃焼
し、一部の未燃焼の微粉炭がレースウエイ３から外へ流
出、炉芯部４、その他の領域に堆積する。未燃焼の微粉
炭の量が多いと炉内の通気性、溶銑、溶滓に対する通液
性が低下、操業の不安定を引き起こす。
を示した。熱風はブローパイプ２、羽口１を経由して高
炉内に吹き込まれ、羽口１の前面にレースウエイ３と呼
ばれる燃焼帯を形成する。ブローパイプ２の中心部に微
粉炭吹込み用ランス５を用いて供給された微粉炭は羽口
内で着火燃焼を開始し、レースウエイ３内でさらに燃焼
し、一部の未燃焼の微粉炭がレースウエイ３から外へ流
出、炉芯部４、その他の領域に堆積する。未燃焼の微粉
炭の量が多いと炉内の通気性、溶銑、溶滓に対する通液
性が低下、操業の不安定を引き起こす。
【０００５】従来の重油吹込みではバーナーの先端は高
炉羽口１とブローパイプ２の境界点近傍に配置され、吹
込まれた重油が羽口内および羽口直後のレースウエイ内
で完全に燃焼されていたのに対して、粉体燃料を同じ位
置から吹込んだ場合は羽口やレースウエイ内で完全に燃
焼しつくすことができず、結果として吹込み位置をもっ
と上流側に移動させることにより燃焼効率の向上を計る
発明が特公昭60−53081 号公報として開示されている。
微粉炭の吹込み位置（ランス先端）を高炉羽口とブロー
パイプ境界位置から100 〜350mm 上流に位置させること
により燃焼性の向上と羽口、ブローパイプ内への灰分の
付着が防止できることが報告されている。同様な発明は
特開平２−54708 号公報において開示され、これでは微
粉炭の吹込み位置を微粉炭吹込み量、微粉炭の粒径に依
存して決定としている。
炉羽口１とブローパイプ２の境界点近傍に配置され、吹
込まれた重油が羽口内および羽口直後のレースウエイ内
で完全に燃焼されていたのに対して、粉体燃料を同じ位
置から吹込んだ場合は羽口やレースウエイ内で完全に燃
焼しつくすことができず、結果として吹込み位置をもっ
と上流側に移動させることにより燃焼効率の向上を計る
発明が特公昭60−53081 号公報として開示されている。
微粉炭の吹込み位置（ランス先端）を高炉羽口とブロー
パイプ境界位置から100 〜350mm 上流に位置させること
により燃焼性の向上と羽口、ブローパイプ内への灰分の
付着が防止できることが報告されている。同様な発明は
特開平２−54708 号公報において開示され、これでは微
粉炭の吹込み位置を微粉炭吹込み量、微粉炭の粒径に依
存して決定としている。
【０００６】一方、微粉炭の燃焼性を向上させる手段と
して吹込みランスの構造を変更する発明が数多く報告さ
れている。例えば、特開平１−92304 号公報では、中心
の微粉炭吹き出し孔を取り囲んで複数個の酸素ガス吹き
出し孔を設けるとともに、これらの各酸素ガス吹出し孔
の少なくとも軸線がノズル前方において、前記微粉炭吹
出し孔の軸線と交わらせている微粉炭吹込み用ノズルが
提案されている。また、特公平１−29847 号公報では粉
体吹込み用ランスの外周部に天然ガス、都市ガス等の可
燃性ガスを供給する外管を設け、低送風温度でも微粉炭
の着火を良好とするランスが提案されている。
して吹込みランスの構造を変更する発明が数多く報告さ
れている。例えば、特開平１−92304 号公報では、中心
の微粉炭吹き出し孔を取り囲んで複数個の酸素ガス吹き
出し孔を設けるとともに、これらの各酸素ガス吹出し孔
の少なくとも軸線がノズル前方において、前記微粉炭吹
出し孔の軸線と交わらせている微粉炭吹込み用ノズルが
提案されている。また、特公平１−29847 号公報では粉
体吹込み用ランスの外周部に天然ガス、都市ガス等の可
燃性ガスを供給する外管を設け、低送風温度でも微粉炭
の着火を良好とするランスが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の問題点は、
ブローパイプ内の微粉炭の運動、着火の安定性に関して
基本的な理解が不十分なため、ランスの吹込み位置の調
整、ランス構造の改善が充分な効果を上げていないこと
にある。通常の場合、ブローパイプ内のガス流速は 200
ｍ／ｓと非常に速く、同時に量も多いため、ブローパイ
プ内のガスの運動は高速の空気の運動により支配され、
比較的少流量のランスに由来するガスの流れを変えるよ
うにランス形状を変更しても全体の流れパターンに及ぼ
す影響は極めて小さい。また、通常の微粉炭燃焼時に
は、着火点がランス先端からはなれたリフテング状態で
着火がおこり、着火点の安定性は非常に悪い。例えば、
微粉炭の残留水分の変動、粒度の変動、送風温度の変動
に敏感に対応して着火点、および微粉炭の羽口内での燃
焼効率が変動する。燃焼効率の変動は、羽口内での実ガ
ス流速の変動、送風圧力の変動、炉内レースウエイ形状
の変動をもたらし、高炉操業を不安定にする要因となっ
ている。高炉羽口内のガスの流速には最適値があり、送
風量に応じて羽口の径を変更することにより、羽口流速
の管理を行っている。しかしながら、微粉炭の着火が不
安定な場合には、微粉炭の燃焼率に応じて、数十％に及
ぶ羽口流速の変動を生じ適性な羽口流速の管理が不可能
となる。
ブローパイプ内の微粉炭の運動、着火の安定性に関して
基本的な理解が不十分なため、ランスの吹込み位置の調
整、ランス構造の改善が充分な効果を上げていないこと
にある。通常の場合、ブローパイプ内のガス流速は 200
ｍ／ｓと非常に速く、同時に量も多いため、ブローパイ
プ内のガスの運動は高速の空気の運動により支配され、
比較的少流量のランスに由来するガスの流れを変えるよ
うにランス形状を変更しても全体の流れパターンに及ぼ
す影響は極めて小さい。また、通常の微粉炭燃焼時に
は、着火点がランス先端からはなれたリフテング状態で
着火がおこり、着火点の安定性は非常に悪い。例えば、
微粉炭の残留水分の変動、粒度の変動、送風温度の変動
に敏感に対応して着火点、および微粉炭の羽口内での燃
焼効率が変動する。燃焼効率の変動は、羽口内での実ガ
ス流速の変動、送風圧力の変動、炉内レースウエイ形状
の変動をもたらし、高炉操業を不安定にする要因となっ
ている。高炉羽口内のガスの流速には最適値があり、送
風量に応じて羽口の径を変更することにより、羽口流速
の管理を行っている。しかしながら、微粉炭の着火が不
安定な場合には、微粉炭の燃焼率に応じて、数十％に及
ぶ羽口流速の変動を生じ適性な羽口流速の管理が不可能
となる。
【０００８】本発明の目的は、ブローパイプ、レースウ
エイ内での流動特性の充分な理解のもとに、微粉炭吹込
み時に安定した早期の着火を達成し、また、微粉炭と送
風空気の混合を促進することにより、レースウエイ内ま
での燃焼効率を向上させ、微粉炭多量吹込みを達成する
ことのできる高炉内への微粉体吹込み方法およびそれに
用いる吹込みランスを提案することである。
エイ内での流動特性の充分な理解のもとに、微粉炭吹込
み時に安定した早期の着火を達成し、また、微粉炭と送
風空気の混合を促進することにより、レースウエイ内ま
での燃焼効率を向上させ、微粉炭多量吹込みを達成する
ことのできる高炉内への微粉体吹込み方法およびそれに
用いる吹込みランスを提案することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、高炉の羽口に
連通したブローパイプの内部に微粉炭吹込みランスを挿
入し、微粉炭を吹込むに際して、下記式を満足すること
を特徴とする高炉への微粉炭吹込み方法である。 Ｙ≦ 1.157（１−Ｘ） 但し、 Ｙ＝ランス外径／ランス微粉炭供給部の径 Ｘ＝ランス先端でのガス流速／羽口流速 である。また本発明は、所定の肉厚を有する高炉への微
粉炭吹込みランスにおいて、該ランス本体の端面に灰分
付着防止用の気体の流出口を設けた高炉への微粉炭吹込
みランスであり、微粉炭吹込みに際しては気体の流出口
より可燃性ガスを供給することが望ましい。
連通したブローパイプの内部に微粉炭吹込みランスを挿
入し、微粉炭を吹込むに際して、下記式を満足すること
を特徴とする高炉への微粉炭吹込み方法である。 Ｙ≦ 1.157（１−Ｘ） 但し、 Ｙ＝ランス外径／ランス微粉炭供給部の径 Ｘ＝ランス先端でのガス流速／羽口流速 である。また本発明は、所定の肉厚を有する高炉への微
粉炭吹込みランスにおいて、該ランス本体の端面に灰分
付着防止用の気体の流出口を設けた高炉への微粉炭吹込
みランスであり、微粉炭吹込みに際しては気体の流出口
より可燃性ガスを供給することが望ましい。
【００１０】
【作用】本発明者は微粉炭の吹込みランスのまわりのガ
ス流れを詳細に検討した結果、図３に示すようなパター
ンに分類されることを明らかにした。図３（ａ）のパタ
ーンは通常の吹込みランス５を用いて、比較的高流速で
微粉炭をブローパイプ内に吹込んだ場合である。ブロー
パイプ内のガス流速とランス内の流速の差が小さい場合
には、微粉炭吹込みによるガスの乱れは小さく、吹込ま
れた微粉炭は真っ直ぐ炉内に向かって流れる。このよう
な場合には微粉炭と高温空気との混合が遅く、微粉炭の
加熱、揮発分の放出が遅れ、着火位置は微粉炭吹込み点
から遠く離れた位置となる。また、着火は、気流内での
自然着火を基本にしており、着火位置は微粉炭の粒度、
水分の変動に対して敏感に変動する。
ス流れを詳細に検討した結果、図３に示すようなパター
ンに分類されることを明らかにした。図３（ａ）のパタ
ーンは通常の吹込みランス５を用いて、比較的高流速で
微粉炭をブローパイプ内に吹込んだ場合である。ブロー
パイプ内のガス流速とランス内の流速の差が小さい場合
には、微粉炭吹込みによるガスの乱れは小さく、吹込ま
れた微粉炭は真っ直ぐ炉内に向かって流れる。このよう
な場合には微粉炭と高温空気との混合が遅く、微粉炭の
加熱、揮発分の放出が遅れ、着火位置は微粉炭吹込み点
から遠く離れた位置となる。また、着火は、気流内での
自然着火を基本にしており、着火位置は微粉炭の粒度、
水分の変動に対して敏感に変動する。
【００１１】第２のケースは図３（ｂ）に示すようにラ
ンスの内径を同一にし、ランス５の肉厚を大としすなわ
ち外径を拡大した場合である。ランスの外形を拡大する
とブローパイプのガスの流れ６が乱され、微粉炭の流れ
の回りに逆向きに流れる旋回流７が生成するようにな
る。この条件では、吹込まれた微粉炭の一部は旋回流７
に入り、早期に着火する。また、旋回流７周辺での大き
な速度の変化は微粉炭と高温空気との混合を促進し、微
粉炭の昇温、揮発分の放出を促進する。着火の一部はラ
ンス先端の旋回流７内で起こるアンカーフレームタイプ
であり、また、一部は下流での自然着火タイプとなる。
着火の安定性はランスの外形、微粉炭の流速、ガス流速
に依存し、リフテングからアンカータイプに変化する。
ンスの内径を同一にし、ランス５の肉厚を大としすなわ
ち外径を拡大した場合である。ランスの外形を拡大する
とブローパイプのガスの流れ６が乱され、微粉炭の流れ
の回りに逆向きに流れる旋回流７が生成するようにな
る。この条件では、吹込まれた微粉炭の一部は旋回流７
に入り、早期に着火する。また、旋回流７周辺での大き
な速度の変化は微粉炭と高温空気との混合を促進し、微
粉炭の昇温、揮発分の放出を促進する。着火の一部はラ
ンス先端の旋回流７内で起こるアンカーフレームタイプ
であり、また、一部は下流での自然着火タイプとなる。
着火の安定性はランスの外形、微粉炭の流速、ガス流速
に依存し、リフテングからアンカータイプに変化する。
【００１２】第３のケースは図３（ｃ）のようにさらに
ランス５の外径を拡大した場合であり、ブローパイプ内
のガスの流動はさらに顕著となり、旋回流の流速および
範囲が拡大する。吹込まれた微粉炭の大部分は旋回流７
領域に巻き込まれ、旋回流７領域で直ちに昇温、着火す
る。フレームの安定性は最も良く、微粉炭の粒度の多少
の変動、湿分の多少の変動にも関わらず着火位置、羽口
内での燃焼率、羽口内でのガスの温度を制御できるよう
になる。
ランス５の外径を拡大した場合であり、ブローパイプ内
のガスの流動はさらに顕著となり、旋回流の流速および
範囲が拡大する。吹込まれた微粉炭の大部分は旋回流７
領域に巻き込まれ、旋回流７領域で直ちに昇温、着火す
る。フレームの安定性は最も良く、微粉炭の粒度の多少
の変動、湿分の多少の変動にも関わらず着火位置、羽口
内での燃焼率、羽口内でのガスの温度を制御できるよう
になる。
【００１３】図４にランス先端での微粉炭吹込みガス流
速と吹込みガス流量の中で、旋回流に巻き込まれる割合
の関係を示す。ランス先端の流速が増加するにつれ、巻
き込まれるガスの流量割合は低下し、ランス先端の流速
が、この場合55ｍ／s 以上、すなわちブローパイプ内の
流速の25％以上になると旋回流量割合は30％以下とな
る。
速と吹込みガス流量の中で、旋回流に巻き込まれる割合
の関係を示す。ランス先端の流速が増加するにつれ、巻
き込まれるガスの流量割合は低下し、ランス先端の流速
が、この場合55ｍ／s 以上、すなわちブローパイプ内の
流速の25％以上になると旋回流量割合は30％以下とな
る。
【００１４】図５に旋回流量割合と着火開始関係を調査
した結果を示した。ランスの下流の極近傍で着火させる
ためには、旋回流量を少なくとも30％以上を確保する必
要があることが分かる。従って、典型的なランスの条件
である内径／外径比が0.5 の場合には、ランス先端の流
速がブローパイプ流速の25％以下となるように、ランス
内のガス流量、および／またはランスの内径を設計する
ことにより微粉炭の着火を安定化させ得ることが明らか
になった。
した結果を示した。ランスの下流の極近傍で着火させる
ためには、旋回流量を少なくとも30％以上を確保する必
要があることが分かる。従って、典型的なランスの条件
である内径／外径比が0.5 の場合には、ランス先端の流
速がブローパイプ流速の25％以下となるように、ランス
内のガス流量、および／またはランスの内径を設計する
ことにより微粉炭の着火を安定化させ得ることが明らか
になった。
【００１５】このような基本的な知見にランス先端での
ガス流速、ランス外径と微粉炭供給部であるランス内径
の比をパラメータにし、吹込まれた微粉炭の着火の安定
性を調査した。図６に示すように着火が安定になる領域
を定めることができる。領域を数式で表すと（１）式の
ようになり、微粉炭の着火の安定性を考慮した吹込みラ
ンスの条件を得ることができた。
ガス流速、ランス外径と微粉炭供給部であるランス内径
の比をパラメータにし、吹込まれた微粉炭の着火の安定
性を調査した。図６に示すように着火が安定になる領域
を定めることができる。領域を数式で表すと（１）式の
ようになり、微粉炭の着火の安定性を考慮した吹込みラ
ンスの条件を得ることができた。
【００１６】Ｙ≦ 1.157（１−Ｘ） …（１） 但し、 Ｙ＝ランス外径／ランス微粉炭供給部の径 Ｘ＝ランス先端でのガス流速／羽口風速 である。
【００１７】この結果、微粉炭の着火の安定性、また、
その結果としての早期の着火は羽口内での燃焼の促進、
レースウエイ内での微粉炭燃焼率の向上、さらには微粉
炭多量吹込み、高炉操業の安定化は可能となる。一方、
微粉炭の性状（灰分の組成、融点）、送風温度の条件に
よっては、本発明の適用により微粉炭ランス先端に図７
に示すように灰分８が付着し、微粉炭の吹込みが困難に
なるというケースが散見された。この問題を解決するた
めに、ランス本体に軸方向に貫く孔を例えば図１に示す
ように設け、この孔９に少量の灰分付着防止ガスを吹込
むことを試みた。この場合大量のガスを吹込むと灰分の
付着は防止できるが、旋回ガス流が同時に減少し着火が
不安定になるという問題を生ずる。したがって、灰分付
着防止用のガス流速は例えばランス内の流速の１／３以
下に設定する必要がある。
その結果としての早期の着火は羽口内での燃焼の促進、
レースウエイ内での微粉炭燃焼率の向上、さらには微粉
炭多量吹込み、高炉操業の安定化は可能となる。一方、
微粉炭の性状（灰分の組成、融点）、送風温度の条件に
よっては、本発明の適用により微粉炭ランス先端に図７
に示すように灰分８が付着し、微粉炭の吹込みが困難に
なるというケースが散見された。この問題を解決するた
めに、ランス本体に軸方向に貫く孔を例えば図１に示す
ように設け、この孔９に少量の灰分付着防止ガスを吹込
むことを試みた。この場合大量のガスを吹込むと灰分の
付着は防止できるが、旋回ガス流が同時に減少し着火が
不安定になるという問題を生ずる。したがって、灰分付
着防止用のガス流速は例えばランス内の流速の１／３以
下に設定する必要がある。
【００１８】さらに、微粉炭の揮発分が低い石炭を使用
した場合には初期に生成する可燃の揮発分の量が少な
く、本発明を適用した場合でも微粉炭の着火が不安定に
なるという現象が認められた。揮発分の低い石炭は、全
揮発分が少ないと同時に、揮発分の放出速度が小さいた
め、微粉炭が旋回領域に滞留する間に、着火に必要な可
燃成分を供給できないことが着火が不安定になる要因で
ある。そこで、前述の灰分付着防止ガスとして、可燃性
の天然ガス、コークス炉ガス等を使用したところ、コー
クス粉等の全く揮発分を含まない炭材を吹込んだ場合で
も、安定した着火が得られることが明らかになった。
した場合には初期に生成する可燃の揮発分の量が少な
く、本発明を適用した場合でも微粉炭の着火が不安定に
なるという現象が認められた。揮発分の低い石炭は、全
揮発分が少ないと同時に、揮発分の放出速度が小さいた
め、微粉炭が旋回領域に滞留する間に、着火に必要な可
燃成分を供給できないことが着火が不安定になる要因で
ある。そこで、前述の灰分付着防止ガスとして、可燃性
の天然ガス、コークス炉ガス等を使用したところ、コー
クス粉等の全く揮発分を含まない炭材を吹込んだ場合で
も、安定した着火が得られることが明らかになった。
【００１９】
【実施例】大型（内容積4500ｍ3 ）高炉での微粉炭吹込
み操業を行った結果を図８に示した。９月上旬頃までの
従来程度の30〜40kg／ｔの低吹込み量による微粉炭吹込
み操業を実施中には、格段のランス形状の改善をするこ
となく安定操業が可能になっていた。吹込まれた微粉炭
の大部分は羽口内で着火することなくレースウエイ内に
流入し、レースウエイ内で着火燃焼を起こしていた。レ
ースウエイ内での燃焼効率は低いものの吹込み量の絶対
値が小さいため、高炉操業全体に対する悪影響は特に問
題とならなかった。
み操業を行った結果を図８に示した。９月上旬頃までの
従来程度の30〜40kg／ｔの低吹込み量による微粉炭吹込
み操業を実施中には、格段のランス形状の改善をするこ
となく安定操業が可能になっていた。吹込まれた微粉炭
の大部分は羽口内で着火することなくレースウエイ内に
流入し、レースウエイ内で着火燃焼を起こしていた。レ
ースウエイ内での燃焼効率は低いものの吹込み量の絶対
値が小さいため、高炉操業全体に対する悪影響は特に問
題とならなかった。
【００２０】しかしながら、９月上旬以降に微粉炭の吹
込み量の増大を計ったところ、着火、燃焼性の不安定が
顕著となった。操業上の不安定さは、送風圧力の変動、
原料（鉄鉱石、コークス等）装入回数の変動、溶銑温度
の変動、溶銑成分（Si）の変動など各種の変動指数の増
大に見ることができる。そこで、図１に示した本発明の
ランスを採用し、微粉炭の吹込み量の増大を試みた。具
体的なランス形状および、操業条件については表１に示
した。本ランスの採用により、微粉炭吹込み量 100kg／
ｔでも装入回数の変動の減少は遅れたものの、その他の
変動因子は着実に低下させることができた。さらに微粉
炭吹込み量を増加させたところ、次第に変動因子が増加
している。特に、11月上旬には溶銑成分の変動が大きく
なっている。詳細に石炭の条件、ランスの先端を調査し
たところ、石炭の灰分が多い場合、また、灰分の融点が
低い場合にランス先端に灰分が付着し、変動の要因とな
っていることが操業解析の結果明らかになった。
込み量の増大を計ったところ、着火、燃焼性の不安定が
顕著となった。操業上の不安定さは、送風圧力の変動、
原料（鉄鉱石、コークス等）装入回数の変動、溶銑温度
の変動、溶銑成分（Si）の変動など各種の変動指数の増
大に見ることができる。そこで、図１に示した本発明の
ランスを採用し、微粉炭の吹込み量の増大を試みた。具
体的なランス形状および、操業条件については表１に示
した。本ランスの採用により、微粉炭吹込み量 100kg／
ｔでも装入回数の変動の減少は遅れたものの、その他の
変動因子は着実に低下させることができた。さらに微粉
炭吹込み量を増加させたところ、次第に変動因子が増加
している。特に、11月上旬には溶銑成分の変動が大きく
なっている。詳細に石炭の条件、ランスの先端を調査し
たところ、石炭の灰分が多い場合、また、灰分の融点が
低い場合にランス先端に灰分が付着し、変動の要因とな
っていることが操業解析の結果明らかになった。
【００２１】そこで、12月上旬から本発明のより好まし
い実施例である配分付着防止ガスをランス先端部から供
給するランスを設計し、ガスとして可燃性の混合ガス
（1000kCAL／Nm3 ）を供給した。本改善により、微粉炭
の吹込み量を安定に 160kg／ｔに維持できた。送風圧力
の変動など、変動因子も着実に低下しており、本発明の
効果は明らかである。
い実施例である配分付着防止ガスをランス先端部から供
給するランスを設計し、ガスとして可燃性の混合ガス
（1000kCAL／Nm3 ）を供給した。本改善により、微粉炭
の吹込み量を安定に 160kg／ｔに維持できた。送風圧力
の変動など、変動因子も着実に低下しており、本発明の
効果は明らかである。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】本発明の効果は既に実施例で示したが以
下のようにまとめることができる。微粉炭多量吹込み時
に問題になる、微粉炭の着火の不安定性を改善し、同時
に早期に着火できるため、羽口内での燃焼効率の向上が
可能となる。従って、レースウエイまでの燃焼効率が向
上し、結果的にレースウエイから流出する未燃焼の微粉
炭の量の低減が可能になり、微粉炭の多量吹込みが可能
となる。着火の不安定に起因する操業の不安定性にも同
時に改善することができ、高炉の製品である溶銑の品質
のバラツキの低減、操業の安定に大きく寄与でき、その
経済的効果は大きい。
下のようにまとめることができる。微粉炭多量吹込み時
に問題になる、微粉炭の着火の不安定性を改善し、同時
に早期に着火できるため、羽口内での燃焼効率の向上が
可能となる。従って、レースウエイまでの燃焼効率が向
上し、結果的にレースウエイから流出する未燃焼の微粉
炭の量の低減が可能になり、微粉炭の多量吹込みが可能
となる。着火の不安定に起因する操業の不安定性にも同
時に改善することができ、高炉の製品である溶銑の品質
のバラツキの低減、操業の安定に大きく寄与でき、その
経済的効果は大きい。
【図１】（ａ）は本発明の微粉炭吹込みランスの構造と
ランス周囲のガス流れを示す模式図であり、（ｂ）は
（ａ）のＡＡ矢視図で吹込みランス端面を示す。
ランス周囲のガス流れを示す模式図であり、（ｂ）は
（ａ）のＡＡ矢視図で吹込みランス端面を示す。
【図２】高炉への微粉炭吹込み方法の概念図である。
【図３】微粉炭吹込みランス近傍でのガス、微粉炭の運
動の模式図であり、（ａ）は外径小の場合、（ｂ）は外
径中の場合、（ｃ）は外径大の場合を示す。
動の模式図であり、（ａ）は外径小の場合、（ｂ）は外
径中の場合、（ｃ）は外径大の場合を示す。
【図４】ランス先端でのガス流速が旋回流量割合に及ぼ
す影響を示すグラフである。
す影響を示すグラフである。
【図５】旋回流量／ランスガス流量比が着火開始位置に
及ぼす影響を示すグラフである。
及ぼす影響を示すグラフである。
【図６】ランス先端でのガス流速とランス外径／ランス
微粉炭供給部の径の比が着火性に及ぼす影響を示すグラ
フである。
微粉炭供給部の径の比が着火性に及ぼす影響を示すグラ
フである。
【図７】ランス先端での灰分の堆積挙動を示す説明図で
ある。
ある。
【図８】本発明を実施したときの高炉操業状況の変動を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ 羽口 ２ ブローパイプ ３ レースウエイ ４ 炉芯部 ５ 微粉炭吹込み用ランス ６ ブローパイプ内ガス流線 ７ 旋回流 ８ 堆積灰分 ９ 灰分堆積防止用ガス吹出口
Claims (3)
- 【請求項１】 高炉の羽口に連通したブローパイプの内
部に微粉炭吹込みランスを挿入し、微粉炭を吹込むに際
して、下記式を満足することを特徴とする高炉への微粉
炭吹込み方法。 Ｙ≦ 1.157（１−Ｘ） 但し、 Ｙ＝ランス外径／ランス微粉炭供給部の径 Ｘ＝ランス先端でのガス流速／羽口流速 である。 - 【請求項２】高炉への微粉炭吹込みランス本体の端面に
気体の流出口を設け可燃性ガスを供給することを特徴と
する請求項１記載の高炉への微粉炭吹込み方法。 - 【請求項３】所定の肉厚を有する高炉への微粉炭吹込み
ランスにおいて、該ランス本体の端面に灰分付着防止用
の気体の流出口を設けたことを特徴とする高炉への微粉
炭吹込みランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14192493A JP3475963B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 高炉への微粉炭吹込み方法および吹込みランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14192493A JP3475963B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 高炉への微粉炭吹込み方法および吹込みランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346121A true JPH06346121A (ja) | 1994-12-20 |
| JP3475963B2 JP3475963B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=15303327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14192493A Expired - Lifetime JP3475963B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 高炉への微粉炭吹込み方法および吹込みランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3475963B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006152434A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-06-15 | Jfe Steel Kk | 高炉操業方法 |
| JP2017145451A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉の送風羽口における粒子状還元材の燃焼位置推定方法およびその方法に使用する送風羽口 |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP14192493A patent/JP3475963B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006152434A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-06-15 | Jfe Steel Kk | 高炉操業方法 |
| JP2017145451A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉の送風羽口における粒子状還元材の燃焼位置推定方法およびその方法に使用する送風羽口 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3475963B2 (ja) | 2003-12-10 |
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