JPS6299414A - 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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- JPS6299414A JPS6299414A JP23767785A JP23767785A JPS6299414A JP S6299414 A JPS6299414 A JP S6299414A JP 23767785 A JP23767785 A JP 23767785A JP 23767785 A JP23767785 A JP 23767785A JP S6299414 A JPS6299414 A JP S6299414A
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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)
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- Materials Engineering (AREA)
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- 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
に吹付けろイーとに、１って精練を行っているが、この
場合に７Ｓける２次燃焼ガス顕熱をいかに効率よく溶融
金属に伝達ずろ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
に吹付けろイーとに、１って精練を行っているが、この
場合に７Ｓける２次燃焼ガス顕熱をいかに効率よく溶融
金属に伝達ずろ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１，１溶銑の脱炭精
錬を行うが、このとき鋼浴（２）から発生する００ガス
の一部を炉内で２次燃焼さＶろことに、ｌ：−ノて行わ
わている。この２次燃焼のための酸素は炉頂部、１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
［１（４）（第５図参照）Ｊ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［１で、下
向き方向ａに噴出される。（７）はランス（３）の最少
［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。
錬を行うが、このとき鋼浴（２）から発生する００ガス
の一部を炉内で２次燃焼さＶろことに、ｌ：−ノて行わ
わている。この２次燃焼のための酸素は炉頂部、１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
［１（４）（第５図参照）Ｊ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［１で、下
向き方向ａに噴出される。（７）はランス（３）の最少
［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、■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１７で
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よく
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１７で
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よく
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！−，ｓ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１５問題点を
内包するものであった。
炉に！−，ｓ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１５問題点を
内包するものであった。
［発明が解決（７，Ｌ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（７高渇ガスとなっ
て溶融金属面にｌｌｉ突するのであれば、衝突時の対流
伝熱にＪ−り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ずろまでの時間が極めて短＜、シか
も噴出した酸素の一部しか反応に寄与しないので、対流
による伝熱鼠増加はあまり期待ずろ乙とができない。
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（７高渇ガスとなっ
て溶融金属面にｌｌｉ突するのであれば、衝突時の対流
伝熱にＪ−り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ずろまでの時間が極めて短＜、シか
も噴出した酸素の一部しか反応に寄与しないので、対流
による伝熱鼠増加はあまり期待ずろ乙とができない。
逆に、噴出速度を遅くずろと、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、伝熱呈はあまり増加ｊ７ないという問題点かあ
っｔ：。
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、伝熱呈はあまり増加ｊ７ないという問題点かあ
っｔ：。
また、オキシーノユエルバープにより高温燃焼ガスをつ
くり、対流で溶融金属に熱をりえる方法は公知であるが
、乙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、こわらのガスでは燃焼ガス中にＣＯ２が
沢山含まわることになり、かえって炉から発生するガス
をカロリーダウンする乙ととなっていた。
くり、対流で溶融金属に熱をりえる方法は公知であるが
、乙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、こわらのガスでは燃焼ガス中にＣＯ２が
沢山含まわることになり、かえって炉から発生するガス
をカロリーダウンする乙ととなっていた。
〔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然の伝熱方法は、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目より当
該工程で回収されたプロセスガスを水平方向か、も１７
＜はやや斜め上向きに吹付けることによって、熱媒体粒
子を攪拌する一方、上吹きランスより水平方向もしくは
下向き方向に２次燃焼用酸素を吹付けることに４って、
炉内ガスとの反応熱が熱媒体粒子に伝達され、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然の伝熱方法は、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目より当
該工程で回収されたプロセスガスを水平方向か、も１７
＜はやや斜め上向きに吹付けることによって、熱媒体粒
子を攪拌する一方、上吹きランスより水平方向もしくは
下向き方向に２次燃焼用酸素を吹付けることに４って、
炉内ガスとの反応熱が熱媒体粒子に伝達され、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練炉の概
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（１）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
、炉内での循環連動が可能な範囲の粒径（５〜３０ ｍ
ｌを有するＩ” ｉ Ｎ等のセラミックボールを用い
るとよい。
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
、炉内での循環連動が可能な範囲の粒径（５〜３０ ｍ
ｌを有するＩ” ｉ Ｎ等のセラミックボールを用い
るとよい。
また、この製鉄用精練炉（１）の炉側壁には当該工程で
回収されたプロセスガスを熱媒体粒子（１０）に対し水
平方向又はやや斜め」ユ向きＣに噴射するための羽口（
１１）が複数個設けられている。羽目（１１）の位置は
できるだけ熱媒体粒子（１０）の下層位胃にくるよう出
銑量及び原料供給量を制御する。なお図中、（１２）は
出銑口、（１３）は原料供給口で、この実施例の溶融還
元炉の場合、炉体の底部及び側壁に複数設けられており
、これらの原料供給口（１３）から鉱石、石炭、石灰等
の原料が溶融金属（２）中に吹き込まれる。（１４）は
スラグ初出口である。
回収されたプロセスガスを熱媒体粒子（１０）に対し水
平方向又はやや斜め」ユ向きＣに噴射するための羽口（
１１）が複数個設けられている。羽目（１１）の位置は
できるだけ熱媒体粒子（１０）の下層位胃にくるよう出
銑量及び原料供給量を制御する。なお図中、（１２）は
出銑口、（１３）は原料供給口で、この実施例の溶融還
元炉の場合、炉体の底部及び側壁に複数設けられており
、これらの原料供給口（１３）から鉱石、石炭、石灰等
の原料が溶融金属（２）中に吹き込まれる。（１４）は
スラグ初出口である。
上吹きランス（３）からは主酸素が溶融金属（２）の表
面に下向き方向ａに吹付けられ、１時に２次燃焼用酸素
が略水平方向すに吹付けられる。
面に下向き方向ａに吹付けられ、１時に２次燃焼用酸素
が略水平方向すに吹付けられる。
−／ １＋セスガスの噴出方向Ｃは、図示の、１うに熱
媒１イ・粉ｆ’ （＋０１に縦方向の循環流ｄを生成ず
ろ５Ｊうにやや１”向き角１６−をもｌ：せろ。、↑ｊ
Ｈ、−、ｆ ｒ＋セスガスはてきるｌ！け高温にある炉
頂部において回収さｆｌ、羽）−’＋ （＋ ＋ ）
、１：す１ｔｔび炉内に噴射さ第１ろ。−ｊロセス／７
スの渦電はできろｔ！け高温である方が好ましいが、−
１ル系の酬熱＋１から６００工）程度である。
媒１イ・粉ｆ’ （＋０１に縦方向の循環流ｄを生成ず
ろ５Ｊうにやや１”向き角１６−をもｌ：せろ。、↑ｊ
Ｈ、−、ｆ ｒ＋セスガスはてきるｌ！け高温にある炉
頂部において回収さｆｌ、羽）−’＋ （＋ ＋ ）
、１：す１ｔｔび炉内に噴射さ第１ろ。−ｊロセス／７
スの渦電はできろｔ！け高温である方が好ましいが、−
１ル系の酬熱＋１から６００工）程度である。
かくして、十吹きリンス（３）から２次燃焼用酵素が噴
９・ｊされろことに、１つて炉内の００ガスと反応１７
、その反応熱が熱媒体粒子（１０）に伝達される。
９・ｊされろことに、１つて炉内の００ガスと反応１７
、その反応熱が熱媒体粒子（１０）に伝達される。
１７、当該Ｉ稈で回収されノー高ン晶のプロセスガスが
炉側壁の羽１−．＋ （＋ ＋１ Ｊす熱媒体粒子（１
０）に対し吹き込５Ｌれるため、熱媒体粒子（１０）に
対して縦方向の循環流（１を４１成せしめこわが下方向
へ回流してきたときＺこ溶融金属（２）に着熱さオ′１
ろ。
炉側壁の羽１−．＋ （＋ ＋１ Ｊす熱媒体粒子（１
０）に対し吹き込５Ｌれるため、熱媒体粒子（１０）に
対して縦方向の循環流（１を４１成せしめこわが下方向
へ回流してきたときＺこ溶融金属（２）に着熱さオ′１
ろ。
表１は溶融還元炉におけろ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３１−うに、本
発明方法においては、従来法に比し、イ゛Ｉ熱効率（燃
焼ガスの顕熱が溶融金属に伝達さ′１１ろ割合）がｌｌ
″□にい。
データであり、この結果からも明らかな３１−うに、本
発明方法においては、従来法に比し、イ゛Ｉ熱効率（燃
焼ガスの顕熱が溶融金属に伝達さ′１１ろ割合）がｌｌ
″□にい。
表１
注）
次に、第２図及び第３図はそ１１ぞ１１ト吹きリンスｆ
３１の代わりｊこプうズンイノンエクションタイーｊの
ノズノｌ、−１キシ−ツユエルバーナタイ゛プの一ノズ
ルを用いた場合を示すものである。
３１の代わりｊこプうズンイノンエクションタイーｊの
ノズノｌ、−１キシ−ツユエルバーナタイ゛プの一ノズ
ルを用いた場合を示すものである。
第２図におい゛（、（２１）は−ｊラズマインノエ々ン
ヨンタイーｊのノズルであり、（２２）は陰極、（２３
）は陽極である。主酸素は陽極（２３）の外側に同心円
状に設けらｔｌ、 ７二環状通＃ （２５）を通り、さ
らにその通＃′１（２５）の下部に分１１！＋して設け
られた大［１径の主酸素噴出１１ （２１ｉ）がやや外
側に向は開［１しており、小１−１径の２次燃焼用酸素
噴出１Ｉ （２７）はノズノ！、（２１）中心の−ｊラ
ズマ［−１（２４）寄りに内側に向は開［１している。
ヨンタイーｊのノズルであり、（２２）は陰極、（２３
）は陽極である。主酸素は陽極（２３）の外側に同心円
状に設けらｔｌ、 ７二環状通＃ （２５）を通り、さ
らにその通＃′１（２５）の下部に分１１！＋して設け
られた大［１径の主酸素噴出１１ （２１ｉ）がやや外
側に向は開［１しており、小１−１径の２次燃焼用酸素
噴出１Ｉ （２７）はノズノ！、（２１）中心の−ｊラ
ズマ［−１（２４）寄りに内側に向は開［１している。
なお、（２８）ｉｍ／ズル（２１）の最外周部に設けら
れた冷却水通路である。
れた冷却水通路である。
少鼠の２次燃焼用酸素が噴出ｆ］（２７）及びプラグ−
／ ｒｌ （２４，）より噴出している間に、これに陰
極（２２）、陽極（２３）間に印加された放電電圧によ
るプラズマがザ・フズマｒ”Ｈ２４＋より突出すると、
２次燃焼用酸素の一部がイオン化さ第１ろ。乙のように
してイオン化された酸素が少鼠存在することにＪ：す、
プラズマを注入さ′１１ない酸素に比（７、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」ニさせ
ろことができる。
／ ｒｌ （２４，）より噴出している間に、これに陰
極（２２）、陽極（２３）間に印加された放電電圧によ
るプラズマがザ・フズマｒ”Ｈ２４＋より突出すると、
２次燃焼用酸素の一部がイオン化さ第１ろ。乙のように
してイオン化された酸素が少鼠存在することにＪ：す、
プラズマを注入さ′１１ない酸素に比（７、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」ニさせ
ろことができる。
次に第３図において’、 （３１）はオキシ７ユエルバ
ーフタイーＩのノズノ１であり、（３２）はノズル（３
１）中心に設けら第１た水素分を多く含む可燃物の噴出
口で、（３３）１１この噴出Ｉ＋（３２）の外側に同心
円状に設けらｉ］、 ｉ：２次燃焼用酸素噴出「１であ
る。さらに２火燃焼用酸素噴出ｒ’ｌ 第３３）の外側
には主酸素噴出［１（３４）がやや外側に向は聞［−１
している。（３５）はノズル（３１）の最外周部に設け
られた冷却水通路である。
ーフタイーＩのノズノ１であり、（３２）はノズル（３
１）中心に設けら第１た水素分を多く含む可燃物の噴出
口で、（３３）１１この噴出Ｉ＋（３２）の外側に同心
円状に設けらｉ］、 ｉ：２次燃焼用酸素噴出「１であ
る。さらに２火燃焼用酸素噴出ｒ’ｌ 第３３）の外側
には主酸素噴出［１（３４）がやや外側に向は聞［−１
している。（３５）はノズル（３１）の最外周部に設け
られた冷却水通路である。
このオキンフユエルバーナタイプのノズ１１（３１）を
使用する場合であっても、上述したように炉側壁からプ
ロセスガスが噴射さオ］ろことにより熱媒体粒子（１０
）に縦方向の循環流ｄが与えられろため、炉内ガスとの
反応熱が加熱された熱媒体粒子（１０）を介して溶融金
属（２）に着熱されるので、着熱効率を向」二させる乙
とができる。
使用する場合であっても、上述したように炉側壁からプ
ロセスガスが噴射さオ］ろことにより熱媒体粒子（１０
）に縦方向の循環流ｄが与えられろため、炉内ガスとの
反応熱が加熱された熱媒体粒子（１０）を介して溶融金
属（２）に着熱されるので、着熱効率を向」二させる乙
とができる。
以上のように、本発明によれば、−Ｓ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
壁から当該−「稈で回収されたプロセスガスを吹き込み
ことに４１つて、熱媒体粒子の循環連動を生起させ、一
方、上吹きリンスから吹かれた２次燃焼用酸素と炉内ガ
スとの反応熱が乙の循環連動をする熱媒体粒子を介して
溶融金属に伝熱させるものであるため、着熱効率が著１
７＜向上するという効果を奏する。
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
壁から当該−「稈で回収されたプロセスガスを吹き込み
ことに４１つて、熱媒体粒子の循環連動を生起させ、一
方、上吹きリンスから吹かれた２次燃焼用酸素と炉内ガ
スとの反応熱が乙の循環連動をする熱媒体粒子を介して
溶融金属に伝熱させるものであるため、着熱効率が著１
７＜向上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Ｈ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図はオキンフ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。 ｆｌ）：’Ｍ鉄用精錬炉 （２）：溶融金属（３
）：上吹きランス （１０）：熱媒体粒子（＋ １
） ：羽口 （２１）： プラズマイノジェクションタイプのノズル
（３１）： オキシツユエルバーナタイプのノズル代理
人 弁理士 佐 藤 正 年 第 ３ 社 第 １ ― ０２ ３：ｊｌ：Ｐ＊’Ｌ’＞４り
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図はオキンフ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。 ｆｌ）：’Ｍ鉄用精錬炉 （２）：溶融金属（３
）：上吹きランス （１０）：熱媒体粒子（＋ １
） ：羽口 （２１）： プラズマイノジェクションタイプのノズル
（３１）： オキシツユエルバーナタイプのノズル代理
人 弁理士 佐 藤 正 年 第 ３ 社 第 １ ― ０２ ３：ｊｌ：Ｐ＊’Ｌ’＞４り
Claims (3)
- （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、２次燃焼用酸
素を上吹きランスより水平方向又は下向き方向に吹くと
ともに、前記熱媒体粒子に対し当該工程で回収されたプ
ロセスガス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 |
|---|---|---|---|
| JP23767785A JPS6299414A (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 |
|---|---|---|---|
| JP23767785A JPS6299414A (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 |
|---|---|
| JPS6299414A true JPS6299414A (ja) | 1987-05-08 |
Family
ID=17018867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23767785A Pending JPS6299414A (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) | JPS6299414A (ja) |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP23767785A patent/JPS6299414A/ja active Pending
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