JPS5942044B2 - 粉末状燃料混合物を高炉羽口へ供給する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は鉄冶金、特に粉末燃料混合物を高炉羽口へ供給
する方法に関する。

本発明は炉床への石灰粉状燃料を注入しながら高炉内で
銑鉄を溶解するのに有用である。

背景技術 粘結炭は供給が不足で高炉生産の最も緊急の問題の１つ
であって、そのため粘結炭でない石炭例えば資源が豊富
な炭塵が基になる燃料混合物のコークスに変わりつつあ
る。

そのような燃料混合物の利用では特に高炉羽ロヘ一定し
た供給を行なうようにすることは特に重要である。

炭塵燃料を高炉羽口に供給する方法（Ｎ、Ｅ。

Ｄ ｕｎａｙｅｖら、Ｖｄｕｖａｎｉｙｅ ｐｙｌｅｖ
ｉｄｎｙｋｈｍａｔｅｒｉａｌａｖ ｖ ｄｏｍｅｎｎ
ｙｅ ｐｅｃｈｉ １ モスクワ、” Ｍｅｔａｌｌ
ｕｒｙｉｙａ ” １９７７年、９６−９７ページ参照
）は当業界で公知であり、該方法は上記燃料を円錐形デ
ィバイダーに送り、その中での燃料の流れを複数の流れ
に分け、ディバイダーは高炉羽目へ出てゆくパイプライ
ンに沿って向けられる。

この場合ドレインパイプラインの流体抵抗が異なるため
燃料は均一とならずに羽口に分配される。

米国特許第３２０４９４２号に係る装置の操作の説明の
中で開示された粉末状燃料混合物を供給する方法も当業
界で公知であり、該方法は放出用画室に粉末状燃料混合
物をバッチ積み込みし、キャリアガスによって、燃料流
を複数の流れに分ける目盛付ディストリビュータの開口
から連続的に該粉末状燃料混合物を輸送し、外へ向うパ
イプラインに沿って高炉羽目へ供給される。

当該方法では目盛付開口の利用はパイプライン内の流体
圧力の値を等しくすることが出来、それによって羽口ぺ
の燃料の均一な供給が改善される。

しかしながら、高炉羽目での圧力の振動と外へ向うパイ
プの少なくとも１つの摩耗又は中断により羽口への燃料
供給の均一性が悪化する。

上記により高炉シャフト内の溝の形成、装入材料の落下
による劣化すなわち溶解工程の最適条件を悪化する。

発明の開示 粉末状燃料混合物を供給する方法が望まれており該方法
では外へ向うパイプラインの流体力学的特性が、高炉羽
目への燃料の均一な分配を保証するために均一化される
。

本発明はゲージ圧下にある放出用画室内に粉末状燃料混
合物をバッチ積み込みを行ない、次に上記混合物を該放
出用画室から連続的に供給しそしてこの混合物を高炉羽
目にガスによって輸送する工程を含む、粉末状混合物を
高炉羽口に供給する方法において、該粉末状燃料混合物
を該放出用画室から供給した後、補助ガスがその全流量
が主要ガスの３ないし１０倍の流量を超す量で各パイプ
ライン内に導入され、各パイプラインの全ガス流量と該
粉末状燃料混合物との積が全羽目に対して等しく維持さ
れる粉末状混合物を高炉羽目に供給する方法を提供する
。

上記によりパイプラインの流体力学特性を一様にするこ
と、すなわち各パイプラインの流体抵抗を増加すること
が可能となりそれによって高炉羽口での対向圧力変化の
影響を下げその結果羽口への燃料分配が改善される。

該補助ガスが、上記燃料混合物に対向するように流体状
にパイプライン内に導入され、該補助ガスの流体の速度
が臨界放出速度の０．２５ないし１．５内に維持される
ことが好ましい。

なお該臨界放出速度は温度、圧力、湿度等が一定条件且
つ一定媒体中での音速を意味し、本発明では３０３ｍ／
秒に等しい。

従って上記０．２５ないし１．５内とは７５ないし４５
５ ｍ／秒となる。

それによって各パイプラインの全流体抵抗が増加せしめ
られ且つ粉末状燃料の高炉羽目への供給が均一になる。

該放出用画室への積み込み期間に一部のガスが該画室か
ら放出され、前記ガスの流量が、積み込まれる該燃料混
合物と共に該放出用画室内に供給されるガスの流量に等
しいことが好ましい。

これによって放出用画室からの燃料混合物の分配工程が
安定化され、高炉羽目への該混合物供給の均一性が改善
される。

本発明は、粉末状燃料混合物を高炉羽口に供給する一般
的レイアウトを示す添付図面に基づ〈実施例によって更
に記載される。

発明を実施するための最良の形態 ゛本発明の方法を実施するフローチャートが添付図面に
記載されており貯蔵画室１、該貯蔵画室１に燃料混合物
を供給するパイプライン２、該貯蔵画室１からガスを送
り、フィルタと阻止装置を有するパイプライン３、ロッ
ク画室４、該貯蔵画室１とロック画室４とを接続するチ
ャンネル５、ロック画室４と貯蔵画室１間の圧力を等し
くするパイプライン６、ロック画室４内にガスを供給す
るパイプライン７、放出用画室８、該放出用画室８から
貯蔵画室１内へガスの１部を放出するパイプライン９、
ロック画室４と放出用画室８とを接続するチャンネル１
０、放出用画室８内にガスを供給するパイプライン１１
、供給ミキサ１２、放出用画室８と供給ミキサ１２とを
接続するチャンネル１３、供給ミキサ内に補助キャリア
ガスを供給するパイプライン１４、羽口１６に燃料混合
物を供給するパイプライン１５、ロック画室４へのガス
流量Ｑｋを検出す′る装置１γ、放出用画室８から放出
されるガス流量Ｑ、を検出する装置１８、流量ＱｋとＱ
ｌを比較し且つ流量Ｑｋを制御する装置１９．１つのパ
イプライン１５用の放出画室８に供給うわ、カフ。

イ量’ （。。よパイプライン１５の数）を検出する装
置２０、各パイプライン１５毎の補助ガスの流量Ｑｎを
検出するｍ 装置２１、流量−とＱｎを合計する装置２２、濃度メー
タ２３、加算装置２２と濃度メータ２３の信号を増幅す
る装置２４、各パイプラインの増幅装置２４の信号を比
較し流量Ｑｎを制御する装置２５、放出用装置８内の圧
力調整器８を含む。

なお供給ミキサ１２は横切るガス分配グリッドを有する
大気画室とパイプの中央側面に配設された装入ポートを
有する出口バイブと、該パイプにはまり且つ定期的に該
装入ポートを閉める中空ロンドとを有するロック制御手
段とを含む。

粉末状燃料混合物は該放出画室８から高炉内に連続的に
供給される。

該放出画室８にはロック画室４を介して貯蔵画室１から
の混合物で積み込まれる。

粉末状燃料混合物は空気輸送を用いるパイプライン２に
沿って又は重力によって貯蔵画室１内に積み込まれる。

該画室１の容量は、高炉に少なくとも数時間燃料混合物
の連続的供給を保証しうるに十分大きなものが選択され
る。

一定の間隔で６ないし２０分後、ロック画室４が空にな
るとチャンネル１０内に設けられた阻止装置によって加
圧放出用画室から切り離され更にロック画室は貯蔵画室
１から供給される燃料混合物で満たされる。

ロック画室４から移されるガスはパイプライン６に沿っ
て該貯蔵画室１内に送られ、該画室１からガスは浄化さ
れた後パイプライン３に沿って大気中に出される。

ロック画室４は燃料混合物で満たされた後、該画室１か
ら切り離され、放出用画室８と接続される。

燃料混合物を個々のパイプライン１５にそして高炉の羽
口１６に供給する供給ミキサ内に、チャンネル１３に沿
って該燃料混合物が供給される。

粉末状燃料混合物を高炉羽口１６に均一に供給すること
は補助ガスを各パイプライン１５内に導入することによ
り行なわれ全流量Σ魅は（３−１０）Ｑｍに等しい。

流量Ｑｍと３倍以上のΣＱｎとの間の比の減少によって
複数のパイプラインの流体力学特性の相異が特にパイプ
ラインの数が多（且つかなり長い場合、完全に補正され
ず、従って羽口ぺの均一な燃料の供給が保証されない。

燃料供給がわずかに均一性を増しながら１０の値以上に
前記比を増加するのは高炉の炉床に送られる冷たいガス
の量が増加するために望ましくない。

各羽口１６毎の一定の燃料消費はパイプライン１５内で
全ガス流量を変えることによって達成される。

各パイプライン１５毎の補助ガスの流量Ｑｎは各流れの
ガス全流量が燃料濃度とによって生ずるπが全羽目に等
しくなるという条件を考慮して決められる。

すなわち値 ここでＱｍは放出用画室８内に供給されるガス流量であ
り； ｎは画室８から供給される羽目のパイプラインの数であ
り； Ｑｎはｉ番目の羽目毎の補助ガスの流量であり：ｃ（ｉ
）はｉ番目羽口のパイプライン内の燃料濃度である。

上記式はＱｎ値を装入して全羽口に等しく維持される。

全羽口の値π（ｉ）の一様性は自動的に維持される、）
い適当−Ｑ長。

ｊ （Ｄ目的。いより卑イ直に比汐ｌし且つ装置２０に
よって表示される信号及び幅値に比例し且つ装置２１に
表示される信号は加算装置２２にそして次に増幅装置２
４に送られ、又濃度メータ２３によって測定されたパイ
プライン中の燃料混合物の濃度（（ｉ）に比例する信号
が供給される。

増幅装置２４の信号は他のパイプラインから送られる同
じ信号と比較装置２５で比較され、そしてもし必要なら
該装置２５の出力信号の不整合信号に依存する補助ガス
の流量を増加又は減少させる指示がなされる。

最小積π（ｉ）は（最大抵抗を有するパイプライン用に
）補助ガスの補助供給と比較する標準値として計算され
、一方最犬積π（ｉ）は（最小抵抗を有するパイプライ
ン用に）噴射効果を保証するガスを同時に供給する場合
に計算される。

放出用画室８から離れる燃料混合物に向けられる流体の
形で補助ガスが各パイプライン１５に導入されるのが好
ましい。

この流速はその臨界放出速度の０．２５ないし１．５の
範囲内に維持される。

このことにより供給ミキサ１２内の圧力が増加され、且
つパイプライン１５の全流体抵抗が増加される。

前記抵抗は炉の羽口域内の圧力変化の値より高くなり、
核部の羽目域内の圧力変化は、均一な燃料供給を行なう
パイプライン１５の全抵抗の変化にいかなる影響をも与
えない。

補助ガスの流速を臨界放出速度の０．２５の値以下に低
下させることはその力学上の圧力が小さいので望ましい
影響を与えず且つ供給ミキサ１２内の圧力増加が意味を
持たない。

供給ミキサ１２内の圧力を増加しながらキャリアガスの
流速を臨界放出速度の１．５以上に増加することは燃料
混合物の輸送に必要なエネルギの消耗が増え且つ吹込み
装置の容量が増えるために望ましくない。

燃料混合物の均一な分配と高炉内への連続的な吹込みは
かなり加圧された放出画室８への積み込みの安定性に依
存する。

該加圧された放出画室８に粉末状燃料混合物特に炭塵材
料を積み込む過程で材料のマツチルーミング（ｍｕｃｈ
−ｒｏｏｍ ｉｎｇ ）が生ずる。

概して該放出画室８を粉末状燃料混合物で満たす工程は
不安定な方法で行なわれしかも１０ないし１５分間続（
。

上記の望ましくない現象を避けるために該放出画室８へ
の積み込み工程でそこから一部のガスを解放することが
好都合である。

このガスの流量は積み込まれる燃料混合物と共に該画室
８内に供給される流量に等しい。

結局チャンネル１０の阻止部材を開放する際、・々イブ
ライン７に沿ってロック画室４内に乾燥空気又は窒素ガ
スの供給と、放出画室８からパイプライン９に沿って貯
蔵画室１内に、そしてパイプライン３に沿ってフィルタ
を介して大気へ同じガス量の解放が同時に行なわれる。

ロック画室４内に供給されたガス流量と放出用画室８か
ら解放されたガス流量間の一様性によってガスを燃料混
合物と共に積み込み且つ同時に気体輸送条件を与えない
で連続的に該混合物をそこから供給可能となる。

上記流量の一様性は自動的に維持されるのが好ましい。

この目的のため流量ＱｋとＱ１０値を測定する装置１７
と１８の信号は比較装置に供給され、該装置は信号間で
相異がある場合、供給の中断によってガス流量Ｑ、を変
える指示且つパイプライン７に装備された装置を調整す
る指示を行なう。

パイプライン９における中断並びに調整装置の位置が一
般的に先ず調整され他の調節は行なわれない。

これは放出用画室８内で作業圧ｐを増加しながら積み込
み時間を一定に維持するためにＱｌの大きさを増加する
ことによる。

この増加の度合は自動的にセットされる。

というのは中断及び調整装置の位置が不変であり、パイ
プライン９から解放されるガス流量Ｑｋの大きさが５の
大きさに比例して増加するからである。

なお、ここでｐは画室８内のゲージ圧の値である。

従ってＱｌ値も増加する。

放出用画室８内の圧力ｐの大きさは画室８から高炉内へ
の燃料の放出を決める主な要因を示し、この流量の所望
値、高炉内のガス圧及びパイプラインの抵抗に依存して
セットされる。

燃料の全消費は従来のレイアウトによる画室８の歪ゲー
ジによって測定される容積変化によって検出される。

値ｐの一様性は供給の中断を行ない且つパイプライン１
１の調整装置を用いて圧力調整器２６によって維持され
る。

本発明を以下実施例によって説明する。

実施例 １ 本方法を、１０３３ｉの容積を有する高炉に炭塵燃料を
吹込む実験設備で実施した。

該高炉内の圧力は２０Ｘ１０４ｐａであった。

放出用画室内の圧力は２５Ｘ１０’ｐａであった。

高炉羽口での圧力変化は±２Ｘ１０’ｐａ２Ｘ１０’ｐ
ａ供給ミキサから羽目迄の各パイプラインの測定長さは
１００ｍであり、パイプラインの直径は２５ｍｍであり
、流体圧力は２，５Ｘ１０’ｐａであり、その中での燃
料濃度（（ｉ）は０．０６７７ｆ ／ ？であった。

２−の容積を有するロック画室４（図面参照）を炭塵燃
料で満たすことは大気圧下で行なわれた。

加圧空気をロック画室４内に供給した。

該加圧空気の流量Ｑｋは１２０ ｍ／ｈｒであった。

ロック画室４内の圧力が２５ＸＩＯ４ｐａの値に達した
後、ロック画室４と放出用画室８を接続するチャンネル
１０の阻止部材が開放された。

同時に貯蔵画室１と放出用画室８を接続するチャンネル
９のバルブが開けられ、そして流量１２０ ｉ／ｈｒで
該画室８からガスが放出された。

放出用画室８を炭塵燃料で十分に満たした。

該ガス流量が放出されてから放出用画室内にほぼ一定に
残された圧力はそこに供給されたガスの圧力に等しかっ
た。

上記事実によって該放出用画室８を３ないし５分間で満
たすこと及びその中の材料の圧力と高さを安定にするこ
とが可能になった。

ガスの流量Ｑｍは２０ ｉ／ｈｒに等しく維持され、一
方追加のガス流量ΣＱｍはＱｍより８倍大きな１６０
ｍ／ｈｒであった。

補助ガスを供給ミキサ１２へ供給することはガス燃料混
合物の方へ２００ｍ／秒の速度で行なわれた。

パイプライン１５の流体抵抗値は５Ｘ１０４ｐａ迄上昇
し高炉１６での圧力変化よりかなり高くなり燃料の羽口
への供給変化が５％以下に減少させることが出来た。

実施例 ２ 同じ設備を用いながら、補助ガスを本方法に従って約３
００ｍ／秒の速度で燃料混合物の方向に供給した。

パイプラインの入口での流体の抵抗は供給ミキサ１２内
の圧力増加のために９．５×１．０４ｐａ増加した。

逆圧（２Ｘ１０’ｐａ）の変化値の下での炭塵の不拘−
性度は３．６％であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ゲージ圧下にある放出用画室内に粉末状燃料混合物
   をバッチ積み込みを行ない、次に上記混合物を該放出用
   画室から連続的に供給しそしてこの混合物を高炉羽口に
   ガスによって輸送する工程を含む、粉末状混合物を高炉
   羽口に供給する方法において； 該粉末状燃料混合物を該放出用画室８から供給した後、
   補助ガスがその全流量が主要ガスの３ないし１０倍の流
   量を超す量で各パイプライン１５内に導入されることを
   特徴とする粉末状混合物を高炉羽口に供給する方法。 ２ 該補助ガスが、上記燃料混合物に対向するように流
   体状にパイプライン１５内に導入され、該補助ガスの流
   体の速度が臨界放出速度の０，２５ないし１．５内に維
   持されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法
   。 ３ 該放出用画室８への積み込み期間に一部のガスが該
   画室から放出され、前記ガスの流量が、積み込まれる該
   燃料混合物と共に該放出用画室８内に供給されるガスの
   流量に等しいことを特徴とする請求の範囲１．２のいず
   れかに記載の方法。