JPH1053804A - 高炉への微粉炭吹き込みバーナ - Google Patents
高炉への微粉炭吹き込みバーナInfo
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- JPH1053804A JPH1053804A JP8253477A JP25347796A JPH1053804A JP H1053804 A JPH1053804 A JP H1053804A JP 8253477 A JP8253477 A JP 8253477A JP 25347796 A JP25347796 A JP 25347796A JP H1053804 A JPH1053804 A JP H1053804A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高炉に羽口から微粉炭を吹込む場合に、微粉炭
の着火を維持したうえで、燃焼する際に必要な酸素を効
果的に微粉炭噴出流に供給し、微粉炭の燃焼率を向上さ
せる。 【解決手段】２重管構造の微粉炭バーナ１を用い、内管
２１からは酸素又は酸素富化空気を、内管２１と外管２
２との隙間２３から微粉炭を吹込む。なお、内管２１が
外管２２の先端より先方へ突き出したバーナ、内管２１
の先端の外径に突起を設けたバーナ、外管２２の先端が
拡径したバーナはそれぞれ好成績である。
の着火を維持したうえで、燃焼する際に必要な酸素を効
果的に微粉炭噴出流に供給し、微粉炭の燃焼率を向上さ
せる。 【解決手段】２重管構造の微粉炭バーナ１を用い、内管
２１からは酸素又は酸素富化空気を、内管２１と外管２
２との隙間２３から微粉炭を吹込む。なお、内管２１が
外管２２の先端より先方へ突き出したバーナ、内管２１
の先端の外径に突起を設けたバーナ、外管２２の先端が
拡径したバーナはそれぞれ好成績である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高炉への微粉炭吹き
込みバーナに関し、さらに、内管先端を外管先端より突
き出したバーナや先端部の形状を変形させたバーナに関
するものである。
込みバーナに関し、さらに、内管先端を外管先端より突
き出したバーナや先端部の形状を変形させたバーナに関
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き込みは、高
炉操業の安定化とともに、燃料としてコークスの代わり
に、より安価な微粉炭を使用することによってコストを
削減することを目的とし、国内外で行われている。一般
的な微粉炭吹き込みは、図７に示すように、微粉炭バー
ナ１をそのバーナ先端が羽口３の先端より送風上流側に
なるように設置し、バーナ１より微粉炭５を搬送ガスと
ともに羽口３内に吹込み、プローパイプ２、羽口３を通
って高炉内に導入される送風ガス６と共に炉体４内に送
り込まれる。
炉操業の安定化とともに、燃料としてコークスの代わり
に、より安価な微粉炭を使用することによってコストを
削減することを目的とし、国内外で行われている。一般
的な微粉炭吹き込みは、図７に示すように、微粉炭バー
ナ１をそのバーナ先端が羽口３の先端より送風上流側に
なるように設置し、バーナ１より微粉炭５を搬送ガスと
ともに羽口３内に吹込み、プローパイプ２、羽口３を通
って高炉内に導入される送風ガス６と共に炉体４内に送
り込まれる。
【０００３】バーナ１より吹込まれた微粉炭５は羽口３
内及びレースウェイを飛翔している間に燃焼するが、そ
の燃焼率が低い場合には、炭材として充分な発熱量を得
ることができず、コークスに対する置換率が低下してし
まう。また、燃焼性が低下すると、多量の未燃チャーが
発生し、炉下部における粉の蓄積量が増加し、溶銑、溶
滓の通液性を悪化させ、高炉操業に悪影響を及ぼす。
内及びレースウェイを飛翔している間に燃焼するが、そ
の燃焼率が低い場合には、炭材として充分な発熱量を得
ることができず、コークスに対する置換率が低下してし
まう。また、燃焼性が低下すると、多量の未燃チャーが
発生し、炉下部における粉の蓄積量が増加し、溶銑、溶
滓の通液性を悪化させ、高炉操業に悪影響を及ぼす。
【０００４】一般に羽口内に吹き込まれた微粉炭は送風
によって昇温し、揮発分を放出しながら着火燃焼してい
くが、その燃焼反応は微粉炭の羽口内における滞在時間
に比べて遅いため、微粉炭は羽口内ではほとんど燃焼せ
ずにレースウエイに入る。そのため、送風中の酸素はコ
ークスによっても消費されてしまい微粉炭の燃焼率を低
下させる原因になっている。
によって昇温し、揮発分を放出しながら着火燃焼してい
くが、その燃焼反応は微粉炭の羽口内における滞在時間
に比べて遅いため、微粉炭は羽口内ではほとんど燃焼せ
ずにレースウエイに入る。そのため、送風中の酸素はコ
ークスによっても消費されてしまい微粉炭の燃焼率を低
下させる原因になっている。
【０００５】従来より、高炉へ吹込まれる微粉炭の燃焼
改善を図るため、様々な提案がなされている。最も一般
的には送風温度を高め、送風の酸素富化率を高めること
が実施されている。送風温度を高めるのは微粉炭の着火
を早めるためであり、酸素富化は微粉炭の燃焼に酸素を
利用させるためである。微粉炭の燃焼は酸素との遭遇が
必須条件である。それを効率よく行わせるため、２重管
構造の高炉用の微粉炭バーナが多数、提案されている。
改善を図るため、様々な提案がなされている。最も一般
的には送風温度を高め、送風の酸素富化率を高めること
が実施されている。送風温度を高めるのは微粉炭の着火
を早めるためであり、酸素富化は微粉炭の燃焼に酸素を
利用させるためである。微粉炭の燃焼は酸素との遭遇が
必須条件である。それを効率よく行わせるため、２重管
構造の高炉用の微粉炭バーナが多数、提案されている。
【０００６】例えば、特開平１−９２３０４号公報に
は、内管微粉炭、外管酸素の２重管構造で、さらに中心
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
出し孔を有するとともに、これら各酸素ガス吹き出し孔
の少なくとも先端部の軸線がノズル前方において前記微
粉炭吹き出し孔の軸線と交わっていることを特徴とした
高炉の微粉炭吹込み用ノズルを開示している。この技術
は微粉炭が燃焼する際に必要な酸素を微粉炭存在領域を
取り巻く位置に高濃度で供給しようとするものである。
は、内管微粉炭、外管酸素の２重管構造で、さらに中心
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
出し孔を有するとともに、これら各酸素ガス吹き出し孔
の少なくとも先端部の軸線がノズル前方において前記微
粉炭吹き出し孔の軸線と交わっていることを特徴とした
高炉の微粉炭吹込み用ノズルを開示している。この技術
は微粉炭が燃焼する際に必要な酸素を微粉炭存在領域を
取り巻く位置に高濃度で供給しようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年の高炉操業はコー
クス炉の老朽化に伴うコークス不足より、微粉炭の吹込
み量をより増加させる要求が強くなってきている。２０
０ｋｇ／ｔ−ｐを越えるような高微粉炭比操業を指向す
ると、従来の微粉炭の燃焼性改善方法では効果が得られ
なくなりつつあるか、方法そのものが採用できなくなり
つつある。
クス炉の老朽化に伴うコークス不足より、微粉炭の吹込
み量をより増加させる要求が強くなってきている。２０
０ｋｇ／ｔ−ｐを越えるような高微粉炭比操業を指向す
ると、従来の微粉炭の燃焼性改善方法では効果が得られ
なくなりつつあるか、方法そのものが採用できなくなり
つつある。
【０００８】燃焼性改善のため最も一般的に行ってきた
送風温度を高める操業は、通常の熱風炉を用いている場
合、既に設備的な送風温度の限界に近い。また、製鉄所
のエネルギーバランスの関係上、高燃料比操業を指向し
ているような場合には出銑温度が高くなりすぎないよう
にするため送風温度を高くすることができない。また、
送風への高酸素富化は熱流比の制約すなわち鉱石の還元
を円滑に進ませる必要から送風中酸素濃度は３０％ぐら
いまでが限界で、微粉炭の燃焼性を著しく向上させるま
でには至らない。
送風温度を高める操業は、通常の熱風炉を用いている場
合、既に設備的な送風温度の限界に近い。また、製鉄所
のエネルギーバランスの関係上、高燃料比操業を指向し
ているような場合には出銑温度が高くなりすぎないよう
にするため送風温度を高くすることができない。また、
送風への高酸素富化は熱流比の制約すなわち鉱石の還元
を円滑に進ませる必要から送風中酸素濃度は３０％ぐら
いまでが限界で、微粉炭の燃焼性を著しく向上させるま
でには至らない。
【０００９】特開平１−９２３０４号公報は微粉炭存在
領域を取り巻く位置に高濃度の酸素を供給することは可
能であるが、このノズルの２重管構造は内管が微粉炭の
通路、外管が酸素の通路であるため、冷えた酸素が高温
の送風と微粉炭を分断することとなり、微粉炭の着火を
遅らせる。また、ノズル外管より供給される酸素は微粉
炭存在領域の外側にあるためコークスによっても消費さ
れることには違いなく、供給した酸素を微粉炭燃焼のみ
に用いることができない。
領域を取り巻く位置に高濃度の酸素を供給することは可
能であるが、このノズルの２重管構造は内管が微粉炭の
通路、外管が酸素の通路であるため、冷えた酸素が高温
の送風と微粉炭を分断することとなり、微粉炭の着火を
遅らせる。また、ノズル外管より供給される酸素は微粉
炭存在領域の外側にあるためコークスによっても消費さ
れることには違いなく、供給した酸素を微粉炭燃焼のみ
に用いることができない。
【００１０】本発明は前記従来技術の問題点を解消する
ものであって、微粉炭の着火を維持したうえで、燃焼す
る際に必要な酸素を効果的に微粉炭の吹込み領域に供給
し、微粉炭の燃焼率を向上させようとするものである。
ものであって、微粉炭の着火を維持したうえで、燃焼す
る際に必要な酸素を効果的に微粉炭の吹込み領域に供給
し、微粉炭の燃焼率を向上させようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、具体的には、２重管構造の微粉炭バーナ
を用い、内管からは酸素又は酸素富化空気を、外管から
は微粉炭を吹込む高炉への微粉炭吹き込みバーナを採用
した。さらに効果を高めるうえで、微粉炭吹き込みを行
う際に、バーナ内管を外管先端より突き出した高炉用の
微粉炭バーナを採用する。また、バーナ内管先端の外周
に突起部を設けた微粉炭バーナ、あるいはバーナ外管先
端径を拡大した微粉炭バーナを採用した。
成するために、具体的には、２重管構造の微粉炭バーナ
を用い、内管からは酸素又は酸素富化空気を、外管から
は微粉炭を吹込む高炉への微粉炭吹き込みバーナを採用
した。さらに効果を高めるうえで、微粉炭吹き込みを行
う際に、バーナ内管を外管先端より突き出した高炉用の
微粉炭バーナを採用する。また、バーナ内管先端の外周
に突起部を設けた微粉炭バーナ、あるいはバーナ外管先
端径を拡大した微粉炭バーナを採用した。
【００１２】すなわち本発明は ［１］ 酸素又は酸素富化空気を噴出する内管と、微粉
炭を噴出する同心の外管とからなる２重管構造を有する
ことを特徴とする高炉への微粉炭吹き込みバーナ。 ［２］ 前記内管先端を外管先端より先方へ突き出した
ことを特徴とする上記［１］記載の高炉への微粉炭吹き
込みバーナ。
炭を噴出する同心の外管とからなる２重管構造を有する
ことを特徴とする高炉への微粉炭吹き込みバーナ。 ［２］ 前記内管先端を外管先端より先方へ突き出した
ことを特徴とする上記［１］記載の高炉への微粉炭吹き
込みバーナ。
【００１３】［３］ バーナ内管先端の外周に突起部を
設けたことを特徴とする上記［１］記載の高炉への微粉
炭吹き込みバーナ。 ［４］ バーナ外管先端径を拡大したことを特徴とする
上記［１］記載の高炉への微粉炭吹き込みバーナ。であ
る。
設けたことを特徴とする上記［１］記載の高炉への微粉
炭吹き込みバーナ。 ［４］ バーナ外管先端径を拡大したことを特徴とする
上記［１］記載の高炉への微粉炭吹き込みバーナ。であ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】２重管鋼管の高炉用の微粉炭バー
ナを用い、内管からは酸素又は酸素富化空気を、外管か
らは微粉炭を吹込む場合の微粉炭の燃焼状況を図４に示
す。バーナ１は羽口３の内部に先端を開口した２重管構
造で、内管から酸素又は酸素富化空気７を噴出し、外管
から微粉炭５を噴出する。外管から噴出した微粉炭噴出
流８はまず、外側が高温送風６と速やかに接触し高温と
なり着火する。１０は微粉炭の燃焼進行帯を示してい
る。このような燃焼進行は同じ２重管微粉炭バーナを用
いても内管から微粉炭を、外管から酸素または酸素富化
空気を吹込む技術とは異なる点である。
ナを用い、内管からは酸素又は酸素富化空気を、外管か
らは微粉炭を吹込む場合の微粉炭の燃焼状況を図４に示
す。バーナ１は羽口３の内部に先端を開口した２重管構
造で、内管から酸素又は酸素富化空気７を噴出し、外管
から微粉炭５を噴出する。外管から噴出した微粉炭噴出
流８はまず、外側が高温送風６と速やかに接触し高温と
なり着火する。１０は微粉炭の燃焼進行帯を示してい
る。このような燃焼進行は同じ２重管微粉炭バーナを用
いても内管から微粉炭を、外管から酸素または酸素富化
空気を吹込む技術とは異なる点である。
【００１５】着火した微粉炭噴出流の外側部は燃焼し、
その部位（燃焼進行帯１０）はさらに高温となり、それ
と接触する内側部の微粉炭を高温にし、着火帯９で示し
たように着火が進行する。このように、微粉炭噴出流の
着火は微粉炭噴出流の外側から中心側へ進む。しかし、
一方で着火後の燃焼の進行は酸素を消費していくことで
ある。微粉炭噴出流８の外側は、送風６中の豊富な酸素
によって燃焼は進行するが、微粉炭噴出流８の中心の燃
焼の進行は微粉炭吹込み量が増えるほど微粉炭噴出流を
取り巻く送風６から拡散してくる酸素との反応は期待で
きない。
その部位（燃焼進行帯１０）はさらに高温となり、それ
と接触する内側部の微粉炭を高温にし、着火帯９で示し
たように着火が進行する。このように、微粉炭噴出流の
着火は微粉炭噴出流の外側から中心側へ進む。しかし、
一方で着火後の燃焼の進行は酸素を消費していくことで
ある。微粉炭噴出流８の外側は、送風６中の豊富な酸素
によって燃焼は進行するが、微粉炭噴出流８の中心の燃
焼の進行は微粉炭吹込み量が増えるほど微粉炭噴出流を
取り巻く送風６から拡散してくる酸素との反応は期待で
きない。
【００１６】そこで、本発明では２重管微粉炭バーナ１
の内管から、酸素または酸素富化空気７を吹き込み、微
粉炭噴出流８の中心近傍に燃焼進行に必要な酸素１１を
供給することができ、燃焼率を高めることができる。図
２に示すバーナ１は内管２１の先端を外管２２の先端よ
り長さＬだけ先方に突出させてある。この突出長さＬが
適切であると、微粉炭の燃焼率が向上する。内管の突出
長さＬが大きすぎると、微粉炭噴出流中心が既に着火し
ているのに、まだ酸素が供給されていないことになり、
燃焼の進行が遅れる。従って、好適な突出長さＬが存在
する。
の内管から、酸素または酸素富化空気７を吹き込み、微
粉炭噴出流８の中心近傍に燃焼進行に必要な酸素１１を
供給することができ、燃焼率を高めることができる。図
２に示すバーナ１は内管２１の先端を外管２２の先端よ
り長さＬだけ先方に突出させてある。この突出長さＬが
適切であると、微粉炭の燃焼率が向上する。内管の突出
長さＬが大きすぎると、微粉炭噴出流中心が既に着火し
ているのに、まだ酸素が供給されていないことになり、
燃焼の進行が遅れる。従って、好適な突出長さＬが存在
する。
【００１７】これらのバーナ先端形状の変更による微粉
炭の燃焼状況の改善を明確にするために図６の装置を用
いて試験を行った。この装置は、コークス１２を充填し
た容器に羽口３を設け、羽口３内にバーナ１を配設し
た。排気はサイクロン１３、バグフィルタ１４で粉体を
回収した。この試験装置を用いたときの実験条件は次の
通りである。
炭の燃焼状況の改善を明確にするために図６の装置を用
いて試験を行った。この装置は、コークス１２を充填し
た容器に羽口３を設け、羽口３内にバーナ１を配設し
た。排気はサイクロン１３、バグフィルタ１４で粉体を
回収した。この試験装置を用いたときの実験条件は次の
通りである。
【００１８】羽口送風量 ：１．４Ｎｍ3 ／ｍｉｎ 羽口富化酸素量：０．０４Ｎｍ3 ／ｍｉｎ 羽口送風温度 ：８５０℃ 微粉炭吹込量 ：０．２８ｋｇ／ｍｉｎ 微粉炭バーナ内管酸素量：０．０１Ｎｍ3 ／ｍｉｎ 上記実験条件をベースに、微粉炭吹込量を０．１〜０．
４ｋｇ／ｍｉｎの範囲内で変化させた。
４ｋｇ／ｍｉｎの範囲内で変化させた。
【００１９】図４に見られるように、微粉炭への着火は
微粉炭噴出流の外側から中心側へ移行することから中心
側の着火位置はバーナ１の先端から離れた位置、すなわ
ち下流側になる。そのため、燃焼進行に必要な酸素１１
は着火以降の位置に高濃度で供給すれば、さらに燃焼性
向上に寄与する。バーナ１の内管を外管先端より先方へ
突き出すことはその効果を得ようとするものである。図
１に示すバーナ１は、内管２１の先端、外管２２の先端
位置が同じ位置にある実施例である。内管２１から酸素
又は酸素富化空気を噴出し、内管２１と外管２２との隙
間２３から微粉炭を噴出する。内管２１の先端が外管２
２の先端より先方に突き出していない場合は微粉炭噴出
流中心が着火するまでに内管２１から噴出した酸素７が
外方に拡散し、酸素濃度が多少低下する。
微粉炭噴出流の外側から中心側へ移行することから中心
側の着火位置はバーナ１の先端から離れた位置、すなわ
ち下流側になる。そのため、燃焼進行に必要な酸素１１
は着火以降の位置に高濃度で供給すれば、さらに燃焼性
向上に寄与する。バーナ１の内管を外管先端より先方へ
突き出すことはその効果を得ようとするものである。図
１に示すバーナ１は、内管２１の先端、外管２２の先端
位置が同じ位置にある実施例である。内管２１から酸素
又は酸素富化空気を噴出し、内管２１と外管２２との隙
間２３から微粉炭を噴出する。内管２１の先端が外管２
２の先端より先方に突き出していない場合は微粉炭噴出
流中心が着火するまでに内管２１から噴出した酸素７が
外方に拡散し、酸素濃度が多少低下する。
【００２０】内管を突き出したバーナについては図２に
示す形式の下記２種類のバーナＡ、Ｂを用い、それぞれ
の内管先端の突出長さを変化させて燃焼性を確認した。 バーナＡ： 内管：内径７．１ｍｍφ、外径１０．５ｍｍφ 外管：内径１４．７ｍｍφ、外径１９．３ｍｍφ バーナＢ： 内管：内径９．８ｍｍφ、外径１２．５ｍｍφ 外管：内径２０．９ｍｍφ、外径２５．４ｍｍφ 図５に内管先端を突き出した時の突き出し長さと燃焼率
の関係を示す。内管の突き出し長さが２０ｍｍ〜１２０
ｍｍの範囲で燃焼率が向上している。
示す形式の下記２種類のバーナＡ、Ｂを用い、それぞれ
の内管先端の突出長さを変化させて燃焼性を確認した。 バーナＡ： 内管：内径７．１ｍｍφ、外径１０．５ｍｍφ 外管：内径１４．７ｍｍφ、外径１９．３ｍｍφ バーナＢ： 内管：内径９．８ｍｍφ、外径１２．５ｍｍφ 外管：内径２０．９ｍｍφ、外径２５．４ｍｍφ 図５に内管先端を突き出した時の突き出し長さと燃焼率
の関係を示す。内管の突き出し長さが２０ｍｍ〜１２０
ｍｍの範囲で燃焼率が向上している。
【００２１】次に２重管微粉炭バーナとして図９に示す
ように、内管２１の先端の外周に突起部３１を設ける
と、突起部３１の極く近傍で渦乱流が生成して、内管か
ら吹出す酸素を巻き込む作用が生じるために、内管２１
の外周から吹出す微粉炭噴出流の中に酸素が供給され、
微粉炭の着火性を改善する効果がある。突起部３１は図
９では、内管の外径がバーナ先方方向に漸時拡大するテ
ーパ管形状のものを示したが、これに限定されるもので
はない。
ように、内管２１の先端の外周に突起部３１を設ける
と、突起部３１の極く近傍で渦乱流が生成して、内管か
ら吹出す酸素を巻き込む作用が生じるために、内管２１
の外周から吹出す微粉炭噴出流の中に酸素が供給され、
微粉炭の着火性を改善する効果がある。突起部３１は図
９では、内管の外径がバーナ先方方向に漸時拡大するテ
ーパ管形状のものを示したが、これに限定されるもので
はない。
【００２２】さらに図１０に示すように、外管２２の先
端に拡径部３２を設けたバーナ１を用いた場合、外管か
ら吹出す微粉炭噴出流が先開きの先端部によって拡散が
促進される。そのため微粉炭噴出流が拡がり、低濃度で
均等な微粉炭濃度となり、微粉炭全般に渡って充分な酸
素が供給される。図９、図１０に示すバーナを用い、内
管外周の突起部３１の長さＬ1 と角度α、あるいは外管
拡大部の長さＬ2 と角度βを変化させたときの燃焼率の
変化を図１１〜１６に示す。図１１〜１６はそれぞれ角
度α又はβが３度、５度、１０度、１５度、２０度、２
５度の時の燃焼率を示している。ここで燃焼率とは試験
装置内コークス１２の充填層内に溜まった粉及び排ガス
とともに運ばれ、サイクロン１３及びバグフィルタ１４
に捕集されたダスト中の未燃チャーの量を吹き込んだ微
粉炭の量で割った数値を％表示で示したものである。図
９に示す内管外周の突起部のテーパ角αあるいは図１０
に示す外管拡大部の拡大角βがいずれも５〜２０°の時
に燃焼率の向上が見られる。また長さＬ1 、Ｌ2 の好適
範囲は５〜５０ｍｍの範囲にあることが判った。
端に拡径部３２を設けたバーナ１を用いた場合、外管か
ら吹出す微粉炭噴出流が先開きの先端部によって拡散が
促進される。そのため微粉炭噴出流が拡がり、低濃度で
均等な微粉炭濃度となり、微粉炭全般に渡って充分な酸
素が供給される。図９、図１０に示すバーナを用い、内
管外周の突起部３１の長さＬ1 と角度α、あるいは外管
拡大部の長さＬ2 と角度βを変化させたときの燃焼率の
変化を図１１〜１６に示す。図１１〜１６はそれぞれ角
度α又はβが３度、５度、１０度、１５度、２０度、２
５度の時の燃焼率を示している。ここで燃焼率とは試験
装置内コークス１２の充填層内に溜まった粉及び排ガス
とともに運ばれ、サイクロン１３及びバグフィルタ１４
に捕集されたダスト中の未燃チャーの量を吹き込んだ微
粉炭の量で割った数値を％表示で示したものである。図
９に示す内管外周の突起部のテーパ角αあるいは図１０
に示す外管拡大部の拡大角βがいずれも５〜２０°の時
に燃焼率の向上が見られる。また長さＬ1 、Ｌ2 の好適
範囲は５〜５０ｍｍの範囲にあることが判った。
【００２３】
実施例１ 本発明を内容積４３５９ｍ3 、羽口数３６本、微粉炭吹
き込みを行っている高炉で実施した。比較のため、図１
〜３に示す３種類のバーナ１を用いた。通常操業時、従
来の図３に示すバーナを使用し、送風温度１０５５℃、
富化酸素量２７Ｎｍ3 ／ｔ−ｐ、送風の羽口先端速度１
８２ｍ／ｓ、出銑比１．８２ｔ／ｄｍ3 ，燃料比５２２
ｋｇ／ｔ−ｐで、燃料比のうち微粉炭比は１１２ｋｇ／
ｔ−ｐで３６本の羽口に均等に吹き込む操業を行ってい
た。
き込みを行っている高炉で実施した。比較のため、図１
〜３に示す３種類のバーナ１を用いた。通常操業時、従
来の図３に示すバーナを使用し、送風温度１０５５℃、
富化酸素量２７Ｎｍ3 ／ｔ−ｐ、送風の羽口先端速度１
８２ｍ／ｓ、出銑比１．８２ｔ／ｄｍ3 ，燃料比５２２
ｋｇ／ｔ−ｐで、燃料比のうち微粉炭比は１１２ｋｇ／
ｔ−ｐで３６本の羽口に均等に吹き込む操業を行ってい
た。
【００２４】炭材のコストダウンを図るべく微粉炭を増
加させようとしたが、図８に示すように炉頂ダストの増
加、高炉炉下部通気性の悪化、それに伴う荷下がりの不
安定と溶銑温度の変動が現われ、操業限界であることが
わかった。この時、炉頂ダストを顕微鏡で観察したとこ
ろ微粉炭の未燃チャーが確認された。また、高炉炉下部
通気性の悪化は炉下部に未燃チャーが堆積したことによ
るものである。これらのことは、吹込み微粉炭の羽口及
びレースウェイでの燃焼が充分になされていないための
現象と考えられる。
加させようとしたが、図８に示すように炉頂ダストの増
加、高炉炉下部通気性の悪化、それに伴う荷下がりの不
安定と溶銑温度の変動が現われ、操業限界であることが
わかった。この時、炉頂ダストを顕微鏡で観察したとこ
ろ微粉炭の未燃チャーが確認された。また、高炉炉下部
通気性の悪化は炉下部に未燃チャーが堆積したことによ
るものである。これらのことは、吹込み微粉炭の羽口及
びレースウェイでの燃焼が充分になされていないための
現象と考えられる。
【００２５】そこで、休風時に微粉炭バーナを本発明実
施例の図１に示すバーナに全数取り換え、富化酸素量の
うち１．８Ｎｍ3 ／ｔ−ｐを２重管構造の高炉用微粉炭
バーナの内管より吹込む操業を行ったところ、微粉炭１
３０ｋｇ／ｔ−ｐまでの高微粉炭比操業を行っても、特
別な操業上の問題は現われず、順調な高炉操業ができ
た。炉頂ダストが特別増加しなかったことは、従来バー
ナに対して、本発明のバーナの未燃チャーの発生が少な
く、燃焼性が改善されているためである。ここで、さら
に微粉炭を増加させようとしたが、やはり、炉頂ダスト
の増加、高炉炉下部通気性の悪化、それに伴う荷下がり
の不安定と溶銑温度の変動が現われた。
施例の図１に示すバーナに全数取り換え、富化酸素量の
うち１．８Ｎｍ3 ／ｔ−ｐを２重管構造の高炉用微粉炭
バーナの内管より吹込む操業を行ったところ、微粉炭１
３０ｋｇ／ｔ−ｐまでの高微粉炭比操業を行っても、特
別な操業上の問題は現われず、順調な高炉操業ができ
た。炉頂ダストが特別増加しなかったことは、従来バー
ナに対して、本発明のバーナの未燃チャーの発生が少な
く、燃焼性が改善されているためである。ここで、さら
に微粉炭を増加させようとしたが、やはり、炉頂ダスト
の増加、高炉炉下部通気性の悪化、それに伴う荷下がり
の不安定と溶銑温度の変動が現われた。
【００２６】そこでさらに、微粉炭バーナを本発明実施
例の図２に示すバーナに全数取り換えたところ、微粉炭
比１４５ｋｇ／ｔ−ｐまでの高微粉炭比操業を行って
も、特別な操業上の問題は現われず、順調な高炉操業が
できた。図８は本発明実施前後の高炉操業推移図であ
る。図中Ｒ−ＨＭＴは出銑温度の変動を表わす指数であ
って、日に１０回程度行う出銑の代表出銑温度の最高値
と最低値の差である。また、通気抵抗指数は炉内圧力損
失を炉内通過ガス量で割った値であって、この値が大き
いほど炉内をガスが流れにくい状態であることを示すも
のである。
例の図２に示すバーナに全数取り換えたところ、微粉炭
比１４５ｋｇ／ｔ−ｐまでの高微粉炭比操業を行って
も、特別な操業上の問題は現われず、順調な高炉操業が
できた。図８は本発明実施前後の高炉操業推移図であ
る。図中Ｒ−ＨＭＴは出銑温度の変動を表わす指数であ
って、日に１０回程度行う出銑の代表出銑温度の最高値
と最低値の差である。また、通気抵抗指数は炉内圧力損
失を炉内通過ガス量で割った値であって、この値が大き
いほど炉内をガスが流れにくい状態であることを示すも
のである。
【００２７】実施例２ 実施例１と同じ高炉を用いて図１７、１８、１９に示す
各バーナＡ、Ｂ、Ｃの効果確認を行った。比較には図１
７のバーナＡを用いた。通常操業時、図１７に示すバー
ナＡを用いて、送風温度１０５２℃、富化酸素量２６．
８Ｎｍ3 ／ｔ−ｐ、送風の羽口先端速度１７９ｍ／ｓ、
出銑比１．７８ｔ／ｄｍ3 ，燃料比５１４ｋｇ／ｔ−ｐ
で、燃料比のうち微粉炭比は１０８ｋｇ／ｔ−ｐで３６
本の羽口に均等に吹き込む操業を行っていた。ここで微
粉炭比を増加させようとしたが、図２０に示すように炉
頂ダストの増加、高炉炉下部通気性の悪化、それに伴う
荷下がりの不安定と溶銑温度の変動が現われ、操業限界
であることが判った。このとき、炉頂ダストを顕微鏡で
観察したところ微粉炭の未燃チャーが確認された。
各バーナＡ、Ｂ、Ｃの効果確認を行った。比較には図１
７のバーナＡを用いた。通常操業時、図１７に示すバー
ナＡを用いて、送風温度１０５２℃、富化酸素量２６．
８Ｎｍ3 ／ｔ−ｐ、送風の羽口先端速度１７９ｍ／ｓ、
出銑比１．７８ｔ／ｄｍ3 ，燃料比５１４ｋｇ／ｔ−ｐ
で、燃料比のうち微粉炭比は１０８ｋｇ／ｔ−ｐで３６
本の羽口に均等に吹き込む操業を行っていた。ここで微
粉炭比を増加させようとしたが、図２０に示すように炉
頂ダストの増加、高炉炉下部通気性の悪化、それに伴う
荷下がりの不安定と溶銑温度の変動が現われ、操業限界
であることが判った。このとき、炉頂ダストを顕微鏡で
観察したところ微粉炭の未燃チャーが確認された。
【００２８】そこで、休風時に微粉炭バーナを本発明の
一実施例である図１８のバーナＢに全数取り替え、酸素
富化のうち２．０Ｎｍ3 ／ｔ−ｐを２重管構造の高炉用
微粉炭バーナの内管より吹き込む操業を行ったところ、
微粉炭比１４０〜１５０ｋｇ／ｔ−ｐまでの高微粉炭操
業を行っても、特別な操業上の問題は現われず、順調な
操業ができた。さらに微粉炭バーナを本発明の実施例の
図１９に示すバーナＣに全数取り替えた結果、微粉炭比
１５０ｋｇ／ｔ−ｐまでの高微粉炭操業を行っても、特
別な操業上の問題は現われず、順調な操業ができた。
一実施例である図１８のバーナＢに全数取り替え、酸素
富化のうち２．０Ｎｍ3 ／ｔ−ｐを２重管構造の高炉用
微粉炭バーナの内管より吹き込む操業を行ったところ、
微粉炭比１４０〜１５０ｋｇ／ｔ−ｐまでの高微粉炭操
業を行っても、特別な操業上の問題は現われず、順調な
操業ができた。さらに微粉炭バーナを本発明の実施例の
図１９に示すバーナＣに全数取り替えた結果、微粉炭比
１５０ｋｇ／ｔ−ｐまでの高微粉炭操業を行っても、特
別な操業上の問題は現われず、順調な操業ができた。
【００２９】
【発明の効果】本発明によって、特別な設備投資や消耗
材料を必要とすることもなく高炉へ吹込む微粉炭の燃焼
性が改善され、微粉炭比の増加によって高価なコークス
を減少させ、炭材のコストダウンを図ることができた。
材料を必要とすることもなく高炉へ吹込む微粉炭の燃焼
性が改善され、微粉炭比の増加によって高価なコークス
を減少させ、炭材のコストダウンを図ることができた。
【図１】２重管構造の実施例の微粉炭バーナの縦断面図
である。
である。
【図２】内管の先端を外管の先端より突き出した実施例
の微粉炭バーナの縦断面図である。
の微粉炭バーナの縦断面図である。
【図３】従来の微粉炭バーナの縦断面図である。
【図４】実施例の微粉炭バーナの作用の説明図である。
【図５】燃焼率と内管の突き出し長さとの関係を表した
図である。
図である。
【図６】内管突き出し長さの効果を調査した試験装置の
フローシートである。
フローシートである。
【図７】一般的な微粉炭吹込みバーナの設置図である。
【図８】実施例の効果を示す実機の操業推移図である。
【図９】別の実施例のバーナの（ａ）縦断面図、（ｂ）
正面図である。
正面図である。
【図１０】別の実施例のバーナの（ａ）縦断面図、
（ｂ）正面図である。
（ｂ）正面図である。
【図１１】実施例の燃焼率を示すグラフである。
【図１２】実施例の燃焼率を示すグラフである。
【図１３】実施例の燃焼率を示すグラフである。
【図１４】実施例の燃焼率を示すグラフである。
【図１５】実施例の燃焼率を示すグラフである。
【図１６】実施例の燃焼率を示すグラフである。
【図１７】実験に供したバーナの（ａ）縦断面図、
（ｂ）正面図である。
（ｂ）正面図である。
【図１８】実験に供したバーナの（ａ）縦断面図、
（ｂ）正面図である。
（ｂ）正面図である。
【図１９】実験に供したバーナの（ａ）縦断面図、
（ｂ）正面図である。
（ｂ）正面図である。
【図２０】内管の外周に突起物を設けたバーナおよび外
管の先端径を拡大した微粉炭バーナの実施例の効果を示
す操業推移図である。
管の先端径を拡大した微粉炭バーナの実施例の効果を示
す操業推移図である。
１ バーナ ２ ブローパイプ ３ 羽口 ４ 炉体 ５ 微粉炭 ６ 送風ガス ７ 酸素又は酸素富化空気 ８ 微粉炭噴出流 ９ 着火帯 １０ 微粉炭の燃焼進行帯 １１ 酸素 １２ コークス １３ サイクロン １４ バグフィルター ２１ 内管 ２２ 外管 ２３ 隙間 ３１ 突起部 ３２ 拡径部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤 義孝 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 石渡 夏生 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 内山 武 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 野内 泰平 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 酸素又は酸素富化空気を噴出する内管
と、微粉炭を噴出する同心の外管とからなる２重管構造
を有することを特徴とする高炉への微粉炭吹き込みバー
ナ。 - 【請求項２】 前記内管先端を外管先端より先方へ突き
出したことを特徴とする請求項１記載の高炉への微粉炭
吹き込みバーナ。 - 【請求項３】 バーナ内管先端の外周に突起部を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の高炉への微粉炭吹き込
みバーナ。 - 【請求項４】 バーナ外管先端径を拡大したことを特徴
とする請求項１記載の高炉への微粉炭吹き込みバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25347796A JP3613902B2 (ja) | 1996-06-07 | 1996-09-25 | 高炉への微粉炭吹き込みバーナ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14607196 | 1996-06-07 | ||
| JP8-146071 | 1996-06-07 | ||
| JP25347796A JP3613902B2 (ja) | 1996-06-07 | 1996-09-25 | 高炉への微粉炭吹き込みバーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053804A true JPH1053804A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3613902B2 JP3613902B2 (ja) | 2005-01-26 |
Family
ID=26477009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25347796A Expired - Fee Related JP3613902B2 (ja) | 1996-06-07 | 1996-09-25 | 高炉への微粉炭吹き込みバーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3613902B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100627464B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2006-09-22 | 주식회사 포스코 | 고로조업에서 미분탄 연소성 향상장치 |
| JP2010014319A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Jfe Steel Corp | 竪型溶解炉および溶銑製造方法 |
| JP2011168882A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-09-01 | Jfe Steel Corp | 高炉操業方法 |
-
1996
- 1996-09-25 JP JP25347796A patent/JP3613902B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100627464B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2006-09-22 | 주식회사 포스코 | 고로조업에서 미분탄 연소성 향상장치 |
| JP2010014319A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Jfe Steel Corp | 竪型溶解炉および溶銑製造方法 |
| JP2011168882A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-09-01 | Jfe Steel Corp | 高炉操業方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3613902B2 (ja) | 2005-01-26 |
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