JPS6299409A - 製鉄用精錬炉における燃焼ガス顕熱の伝熱方法 - Google Patents
製鉄用精錬炉における燃焼ガス顕熱の伝熱方法Info
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- JPS6299409A JPS6299409A JP23767285A JP23767285A JPS6299409A JP S6299409 A JPS6299409 A JP S6299409A JP 23767285 A JP23767285 A JP 23767285A JP 23767285 A JP23767285 A JP 23767285A JP S6299409 A JPS6299409 A JP S6299409A
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- oxygen
- furnace
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、転炉や溶融還元炉等のように溶融金属とスラ
グを炉内に含む製鉄用精錬炉において２次燃焼ガス顕熱
を効率よく溶融金属に伝熱する方法に関するものである
。
グを炉内に含む製鉄用精錬炉において２次燃焼ガス顕熱
を効率よく溶融金属に伝熱する方法に関するものである
。
転炉や溶融還元炉等のように溶融金属とスラグを炉内に
含む製鉄用精錬炉においては、溶融金属に酸素を下向き
に吹付けることによって精錬を行っているが、この場合
における２次燃焼ガス顕熱をいかに効率よく溶融金属に
伝達するかが製鋼操業上の重要課題となっている。
含む製鉄用精錬炉においては、溶融金属に酸素を下向き
に吹付けることによって精錬を行っているが、この場合
における２次燃焼ガス顕熱をいかに効率よく溶融金属に
伝達するかが製鋼操業上の重要課題となっている。
例えば、第４図に示す転炉（１）では溶銑の脱炭精錬を
行うが、このとき鋼浴（２）から発生するＣＯガスの一
部を炉内で２次燃焼させることによって行われている。
行うが、このとき鋼浴（２）から発生するＣＯガスの一
部を炉内で２次燃焼させることによって行われている。
この２次燃焼のための酸素は炉頂部より炉内中心に挿入
された水冷構造のランス（３）下端の噴出口（４）（第
５図参照）より斜め下向きｂに噴射され炉内のＣＯガス
と反応し発熱する。なお図中、（５）はスラグ、（６）
は精練のための主酸素の噴出口で、下向き方向ａに噴出
される。（７）はランス（３）の最外周部に同心円状に
設けられた冷却水の通路で、矢印方向に冷却水は流動す
る。
された水冷構造のランス（３）下端の噴出口（４）（第
５図参照）より斜め下向きｂに噴射され炉内のＣＯガス
と反応し発熱する。なお図中、（５）はスラグ、（６）
は精練のための主酸素の噴出口で、下向き方向ａに噴出
される。（７）はランス（３）の最外周部に同心円状に
設けられた冷却水の通路で、矢印方向に冷却水は流動す
る。
上記の上吹き転炉の場合、０発熱量のせいぜい７０％程
度しか鋼浴へ熱が伝達されない、０２次燃焼用として噴
出された酸素は必ずしもすべてが炉内のＣＯとの反応に
使われない等の問題があり、より多くの熱を効率」：＜
鋼浴へ伝達する技術の開発が待たれていた。
度しか鋼浴へ熱が伝達されない、０２次燃焼用として噴
出された酸素は必ずしもすべてが炉内のＣＯとの反応に
使われない等の問題があり、より多くの熱を効率」：＜
鋼浴へ伝達する技術の開発が待たれていた。
また、近年において開発された直接製鉄法たる溶融還元
炉においても、金属浴から可燃性ガス（ＣＯ及びＨ２）
が発生するが、転炉の場合と全く同じ問題点を内包する
ものであった。
炉においても、金属浴から可燃性ガス（ＣＯ及びＨ２）
が発生するが、転炉の場合と全く同じ問題点を内包する
ものであった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
すなわち、上吹きランスから溶融金属面に向けて吹付け
られた２次燃焼用の酸素がすべて炉内のＣＯと反応し高
温ガスとなって溶融金属面に衝突するのであれば、衝突
時の対流伝熱にＪ二す着熱効率が向上するわけであるが
、実際には噴出してから衝突するまでの時間が極めて短
く、シかも噴出しｔコ酸素の一部１７か反応に寄与しな
いので、対流による伝熱量増加はあまり期待することが
できない。
られた２次燃焼用の酸素がすべて炉内のＣＯと反応し高
温ガスとなって溶融金属面に衝突するのであれば、衝突
時の対流伝熱にＪ二す着熱効率が向上するわけであるが
、実際には噴出してから衝突するまでの時間が極めて短
く、シかも噴出しｔコ酸素の一部１７か反応に寄与しな
いので、対流による伝熱量増加はあまり期待することが
できない。
逆に、噴出速度を遅（すると、当然に反応時間も長くな
るが、このときは衝突時の熱伝達係数が小さくなるため
、結局、伝熱量はあまり増加しないという問題点があっ
た。
るが、このときは衝突時の熱伝達係数が小さくなるため
、結局、伝熱量はあまり増加しないという問題点があっ
た。
また、副キジフユエルバーナにより高温燃焼ガスをつく
り、対流で溶融金属に熱を与える方法は公知であるが、
このときに使用している燃料は重油あるいは炭化水素系
燃料であり、これらのガスでは燃焼ガス中にＣＯ２が沢
山台まれる乙とになり、かえって炉から発生ずるガスを
カロリーダウンすることとなっていた。
り、対流で溶融金属に熱を与える方法は公知であるが、
このときに使用している燃料は重油あるいは炭化水素系
燃料であり、これらのガスでは燃焼ガス中にＣＯ２が沢
山台まれる乙とになり、かえって炉から発生ずるガスを
カロリーダウンすることとなっていた。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明に係る
製鉄用精錬炉における燃焼ガス顕熱の伝熱方法は、２次
燃焼用酸素と炉内ガスとの反応熱を効率よく溶融金属に
伝達させるために、溶融金属とスラグの間に密度が両者
の中間値にある粒度調整された熱媒体粒子を介在させ、
この熱媒体粒子に対して炉側壁に設けられた羽口より２
次燃焼用酸素を水平方向か、もしくはやや斜め上向きに
吹付ける。これによって酸素と炉内ガスとの反応熱が熱
媒体粒子に伝達されるとともに、この熱媒体粒子の層に
循環連動を生ぜしめ、次いで熱媒体粒子が溶融金属と接
触することによって伝熱させることになる。
製鉄用精錬炉における燃焼ガス顕熱の伝熱方法は、２次
燃焼用酸素と炉内ガスとの反応熱を効率よく溶融金属に
伝達させるために、溶融金属とスラグの間に密度が両者
の中間値にある粒度調整された熱媒体粒子を介在させ、
この熱媒体粒子に対して炉側壁に設けられた羽口より２
次燃焼用酸素を水平方向か、もしくはやや斜め上向きに
吹付ける。これによって酸素と炉内ガスとの反応熱が熱
媒体粒子に伝達されるとともに、この熱媒体粒子の層に
循環連動を生ぜしめ、次いで熱媒体粒子が溶融金属と接
触することによって伝熱させることになる。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明方法を実施するための製鉄用精錬炉の概
略構成図である。図中、第４図と同一符号は同−又は相
当部分を示し、説明は省略する。
略構成図である。図中、第４図と同一符号は同−又は相
当部分を示し、説明は省略する。
この製鉄用精錬炉内の溶融金属（２）とスラグ（５）の
間に密度が両者の中間値にある粒度調整された熱媒体粒
子（１０）を介在させろ。熱媒体粒子（１０）には融点
が高く、比重においてスラグ（比重２〜３）と溶融金属
（比重７〜８）の中間の比重４〜６を有し、かつ、炉内
での循環運動が可能な範囲の粒径（５〜３０ｍｍ）を有
するＴｉＮ等のセラミックボールを用いるとよい。
間に密度が両者の中間値にある粒度調整された熱媒体粒
子（１０）を介在させろ。熱媒体粒子（１０）には融点
が高く、比重においてスラグ（比重２〜３）と溶融金属
（比重７〜８）の中間の比重４〜６を有し、かつ、炉内
での循環運動が可能な範囲の粒径（５〜３０ｍｍ）を有
するＴｉＮ等のセラミックボールを用いるとよい。
また、この製鉄用精錬炉の炉体（１）の側壁には２次燃
焼用酸素を熱媒体粒子（１０）に対し水平方向又はやや
斜め上向きＣに噴射するための羽口（１１）が複数個設
けられている。羽口（１１）の位置は常に熱媒体粒子（
１０）の層の中間位置にくるよう出銑量及び原料供給−
を制御する。なお、出銑口及び原料供給口はいずれも図
示されていないが、公知の手段で設けられる。
焼用酸素を熱媒体粒子（１０）に対し水平方向又はやや
斜め上向きＣに噴射するための羽口（１１）が複数個設
けられている。羽口（１１）の位置は常に熱媒体粒子（
１０）の層の中間位置にくるよう出銑量及び原料供給−
を制御する。なお、出銑口及び原料供給口はいずれも図
示されていないが、公知の手段で設けられる。
この２次燃焼用酸素の噴射によって炉内のＣＯガスと反
応し、その反応熱が熱媒体粒子（１０）に伝達されると
ともに、熱媒体粒子（１０）に対し炉中央部に向って循
環流ｄを生成せしめこれが下方向へ回流してきたときに
溶融金属（２）に着熱される。
応し、その反応熱が熱媒体粒子（１０）に伝達されると
ともに、熱媒体粒子（１０）に対し炉中央部に向って循
環流ｄを生成せしめこれが下方向へ回流してきたときに
溶融金属（２）に着熱される。
表１は溶融還元炉における従来法と本発明方法との比較
データであり、この結果からも明らかなように、本発明
方法においては、従来法に比し、着熱効率（燃焼ガスの
顕熱が溶融金属に伝達される割合）が高い。
データであり、この結果からも明らかなように、本発明
方法においては、従来法に比し、着熱効率（燃焼ガスの
顕熱が溶融金属に伝達される割合）が高い。
表１
注）
次に、第２図及び第３図はそれぞれ−１−吹きラノス（
３）の代わりにプラズマイシｙｙクンヨンタイーｊのノ
ズル、オキシ７コエルバーナタイーｆのノズルを用いた
場合を示すものである。。
３）の代わりにプラズマイシｙｙクンヨンタイーｊのノ
ズル、オキシ７コエルバーナタイーｆのノズルを用いた
場合を示すものである。。
第２図において、（１２）はプラズマインジエクショノ
タイ−ｊのノズルであり、（１３）ｌま陰極、（１４，
）＋ま陽極である。主酸素は陽極（１４）の外側に同心
円状に設けられた環状通路（１６）を通り、さらにその
通路（１６）の下部に分岐して設けられた大口径の主酸
素噴出口（１７）がやや外側に向は開口しており、小口
径の２次燃焼用酸素噴出口（１８）はノズル（１２）中
心のプラズマ「１５）寄りに内側に向は開口している。
タイ−ｊのノズルであり、（１３）ｌま陰極、（１４，
）＋ま陽極である。主酸素は陽極（１４）の外側に同心
円状に設けられた環状通路（１６）を通り、さらにその
通路（１６）の下部に分岐して設けられた大口径の主酸
素噴出口（１７）がやや外側に向は開口しており、小口
径の２次燃焼用酸素噴出口（１８）はノズル（１２）中
心のプラズマ「１５）寄りに内側に向は開口している。
なお、（１９）はノズル（１２）の最外周部に設けられ
た冷却水通路である。
た冷却水通路である。
少量の２次燃焼用酸素が噴出口（１８）及びプラズマ口
（１５）より噴出１７ている間に、これに陰極（１３）
、陽極（１４）間に印加された放電電圧によるプラズマ
が−ｊラズマロ（１５）より突出すると、２次燃焼用酸
素の一部がイオン化される。このようにｊノでイオン化
されｔｖ酸素が少量存在することにより、プラズマを注
入さ第１ない酸素に比し、燃焼反応速度が急速に促進さ
れるので、２次燃焼効率を向−１ニさせることができる
。
（１５）より噴出１７ている間に、これに陰極（１３）
、陽極（１４）間に印加された放電電圧によるプラズマ
が−ｊラズマロ（１５）より突出すると、２次燃焼用酸
素の一部がイオン化される。このようにｊノでイオン化
されｔｖ酸素が少量存在することにより、プラズマを注
入さ第１ない酸素に比し、燃焼反応速度が急速に促進さ
れるので、２次燃焼効率を向−１ニさせることができる
。
次に第３図（こおいて、（２１’ｌはオキシ７コエルバ
ーナタイーのノズルであり、（２２）はノズル（２］）
中心に設けられた水素分を多く含む可燃物の噴出口で、
（２３）はこの噴出口（２２）の外側に同心円状に設け
られた２次燃焼用酸素噴出１］である。さらに２次燃焼
用酸素噴出口（２３）の外側には主酸素噴出口（２４）
がやや外側に向は開口している。（２５）Ｌｔノズル（
２１）の最外周部に設けられた冷却水通路である。
ーナタイーのノズルであり、（２２）はノズル（２］）
中心に設けられた水素分を多く含む可燃物の噴出口で、
（２３）はこの噴出口（２２）の外側に同心円状に設け
られた２次燃焼用酸素噴出１］である。さらに２次燃焼
用酸素噴出口（２３）の外側には主酸素噴出口（２４）
がやや外側に向は開口している。（２５）Ｌｔノズル（
２１）の最外周部に設けられた冷却水通路である。
このイキシフユエルバーナタイプのノズル（２］１を使
用する場合であっても、上述したように炉側壁から２次
燃焼用酸素が噴射され炉内ガスとの反応熱が熱媒体粒子
（ＴＯ）＋ζ伝達されるとともに、加熱された熱媒体粒
子（１０）のスラブ循環流ｄを介して溶融金属（２）に
着熱されるので、着熱効率を向上させろことができる。
用する場合であっても、上述したように炉側壁から２次
燃焼用酸素が噴射され炉内ガスとの反応熱が熱媒体粒子
（ＴＯ）＋ζ伝達されるとともに、加熱された熱媒体粒
子（１０）のスラブ循環流ｄを介して溶融金属（２）に
着熱されるので、着熱効率を向上させろことができる。
以−トのように、本発明によれば、一般的な製鉄用精錬
炉において溶融金属とスラグの間に両者の中間の比重を
有する熱媒体粒子を介在させ、この熱媒体粒子に対し炉
側壁から２次燃焼用酸素を吹付け、炉内ガスとの反応熱
を伝達ずろとともに、熱媒体粒子の循環運動を生起させ
、もって溶融金属に伝熱させるものであるため、着熱効
率が著しく向−１−するという効果を奏する。
炉において溶融金属とスラグの間に両者の中間の比重を
有する熱媒体粒子を介在させ、この熱媒体粒子に対し炉
側壁から２次燃焼用酸素を吹付け、炉内ガスとの反応熱
を伝達ずろとともに、熱媒体粒子の循環運動を生起させ
、もって溶融金属に伝熱させるものであるため、着熱効
率が著しく向−１−するという効果を奏する。
第１図は本発明を実施する製鉄用精錬炉の概略構成図、
第２図はプラズマインジェクションタイプノズルの概略
構成図、第３図はオキシツユエルバーナタイプノズルの
概略構成図、第４図は従来例の概略構成図、第５図は第
４図Ａ部の拡大断面図である。 （１）：製鉄用精錬炉の炉体 （２）：溶融金属（５
）ニスラグ （１０） ：熱媒体粒子（Ｉ
ｌｌ：羽［］ （１２）ニー、ｆラズマインジＪクショノクィブのノズ
ル（２１）： オキシ７コエルバーナタイーのノズル代
理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 １：製数目惰Ｓｔ妙０印傅 ２：迄継金属 ５ 、ス→り。 １０：チ匁４１千雑子 ｌ！二号つ口 第２図 第４図 第５図
第２図はプラズマインジェクションタイプノズルの概略
構成図、第３図はオキシツユエルバーナタイプノズルの
概略構成図、第４図は従来例の概略構成図、第５図は第
４図Ａ部の拡大断面図である。 （１）：製鉄用精錬炉の炉体 （２）：溶融金属（５
）ニスラグ （１０） ：熱媒体粒子（Ｉ
ｌｌ：羽［］ （１２）ニー、ｆラズマインジＪクショノクィブのノズ
ル（２１）： オキシ７コエルバーナタイーのノズル代
理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 １：製数目惰Ｓｔ妙０印傅 ２：迄継金属 ５ 、ス→り。 １０：チ匁４１千雑子 ｌ！二号つ口 第２図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）溶融金属とスラグを炉内に含む製鉄用精錬炉におい
て、スラグと溶融金属の間に密度が両者の中間値にある
粒度調整された熱媒体粒子を介在させるとともに、該熱
媒体粒子に対し２次燃焼用酸素を炉側壁に設けられた羽
口より水平方向又はやや斜め上向きに噴射することによ
り炉内ガスとの反応熱を前記熱媒体粒子に伝達し、かつ
、該熱媒体粒子を炉中央部へ移動させ、さらにこの熱媒
体粒子を介して前記反応熱を溶融金属に伝達することを
特徴とする製鉄用精錬炉における燃焼ガス顕熱の伝熱方
法。 （２）２次燃焼用酸素としてプラズマを注入された酸素
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の伝熱方法。 （３）２次燃焼用酸素として酸素と水素分を多く含む可
燃物であって酸素過剰のものを用いることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の伝熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23767285A JPS6299409A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 製鉄用精錬炉における燃焼ガス顕熱の伝熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23767285A JPS6299409A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 製鉄用精錬炉における燃焼ガス顕熱の伝熱方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6299409A true JPS6299409A (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=17018798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23767285A Pending JPS6299409A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 製鉄用精錬炉における燃焼ガス顕熱の伝熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6299409A (ja) |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP23767285A patent/JPS6299409A/ja active Pending
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