JPS63408A - 冶金炉における高温熱風発生方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は冶金炉における高温熱風発生方法に係り、詳し
くは、従来型熱風炉と連続式加熱炉を併用する冶金炉に
おける高温熱風発生方法に係る。

従　　来　　の　　技　　術 従来、高炉等の冶金炉に使用されている熱風炉は第５図
に示すような蓄熱と放熱を交ｎに繰返す方式の熱風炉で
あり、形式としては燃焼室と蓄熱室が分れている外燃式
と、両者が一体となっている内燃式とがある。外燃式の
場合、一般には４基の熱風炉から構成されているが、３
基で構成されるものもある。第６図は外燃式の説明図で
ある。まず、第５図と第６図を用いて従来の熱風炉を説
明すると、第５図において、ＡおよびＢの熱風炉は燃焼
中でＣおよびＤは敢然中（送風中）である。送Ｉ！′１
礪１Ｇで昇圧された空気は冷風管１よりＣおよびＤの蓄
熱室２Ｃおよび２ｄに入る。

昇圧空気は蓄熱室内のギッター煉瓦３と熱交換し、所定
の温度になって熱風管４を通って高炉などの冶金炉１８
に供給される。ＡとＢの熱風炉は燃焼中（蓄熱中）であ
り、燃料ガスはガス管５により燃焼室６ａ、６ｂに供給
される。蓄熱室２のギッター煉瓦と熱交換された排ガス
は、排ガス煙道１を通って煙突８より大気中に故山され
る。この時、燃焼中のＡとＢの熱風炉の冷風弁９ａ、９
ｂ、熱風弁１０ａ、＋ｏｂは閉となっている。ギッター
煉瓦上端の温度１１は送風温度にもよるが、１２００〜
７５００℃、ギッター煉瓦下端の温度１２は２００〜３
００℃となり、上端と下端での温度差が非常に大きい。

ギッター煉瓦の上半分は高温に強い珪石煉瓦を使用して
いるが、珪石煉瓦の変態温度を回避するため、珪石煉瓦
の下端温度１３は４００℃以上に管理している。

このような熱風炉が現在抱えている問題点としては、 （１）前記のように、ギッター煉瓦の蓄熱と放熱を交互
に繰返す方式で、大量の煉瓦を必要とするだけでなく、
蓄熱用と放熱用のために最低３阜の熱風炉を必要とする
。

すなわち、原理的には蓄熱用と放熱用が各１基あればよ
いが、熱効率、一定送ｆｆｌ温度の維持、蓄熱と放熱の
切替頻度、１基故障時の操業ストップ等の理由から最低
３基配ケＩとなっている。

以上の理由により、熱風炉は大型重量構造物となり、建
設コストが非常に大きい。

（２）珪石ギッター煉瓦の変態点のために１１石煉瓦の
下端温度管理が重要となり、送風可能温度（特に低温送
風時）のフレキシビリティが制約される。

（３）この珪石煉瓦の温度管理は操業中に重要であるば
かりでなく、火入れ時、吹卸時の昇温、冷Ｗ過程におい
て一層神経を使わなければならない。変態点温度１１０
０〜６００℃）通過時は珪石煉瓦にできるだけ温度差が
生じないようにゆっくりと昇熱若しくは徐冷しなければ
ならない。

従って、熱風かは一旦操業に入ると、冶金炉の長期休止
若しくは熱風炉の致命的トラブルがない限り停炉（熱風
炉の常温への冷却）はしない。

（４部近年、高炉のオールコークス操業に伴い送風温度
は低下の傾向にある。しかし、前述の珪石煉瓦の温度制
限より送風温度の下限が制約されている。この場合、特
開昭４８−７’ＪＩ０４号公報のように熱風炉蓄熱室に
送る冷風の１部を蓄熱室出側熱風に混合することにより
送風温度を下げることもできるが、それにも限界がある
。

（５）３基乃￥４塁ある熱風炉を交互に蓄熱と放熱を繰
返すためには、冷風系、熱風系、ガス系、燃焼用空気系
、排ガス系のそれぞれの弁の開閉切替操作が必要であり
、装置全体の運転を復雑にしている。

ｆＧ）熱風炉鉄皮は圧力容器であると同時に燃焼容器に
なっているため、燃焼排ガス中のＮＯＸやＳＯｘが鉄皮
内側で凝縮し、ドレン化することにより、鉄皮の応力腐
食割れを引き起こしている。国連亀裂が拡大してゆくと
、鉄皮亀裂補修が熱風炉の稼動率や冶金炉の操業率を低
下させることになる。これら現象は現在の熱風炉方式が
侍っている本質的欠陥である。

（７）近年、高炉等の改修において、改修中の生産ダウ
ンを少しでも少なくするために、２部３ケ月の短期改修
工事が行なわれている。

このようになると、この期間中に煉瓦積替えを伴う熱風
炉の改修工事は困難となるため、高炉操業中に複数基の
熱風炉を順次改修していく必要がある。この改修期間中
は、熱風炉の能力は大幅に低下し、高炉操業が大きく制
約される。特に、３基の熱風炉や熱風発生能力に余裕の
ない４基の熱風炉では特にその影響が大きい。

（旧このため、予備熱風炉を１基増設して対処している
ところもあるが、１基の予備熱風炉を建設するためのコ
ストは非常に大きい。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、これらの問題点の解決を目的とし、具体的に
は、連続式〇〇熱炉の併用によって、前記低温送風時の
欠点を除き、送風温度のフレキシビリティを確保し、ま
た、改修時の問題を解決する熱風発生方法を提供するこ
とを目的とする。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 本発明は、送風機で昇圧された空気を、蓄熱と放熱を交
互に繰返す蓄熱式熱風炉と熱交換を連続的に行なう熱風
発生装置に並列に供給して加熱し、前記蓄熱式熱風炉か
らでるＢ温空気と前記連続式熱風発生装置からでる高温
空気の流量と温度を組合せ制御することにより、高温空
気を発生させることを特徴とする。

以下、図面によって本発明の手段たる構成ならびに作用
を説明すると、次の通りである。

第１図は本発明に係る熱風発生方法を示す説明図であり
、第２図は本発明に使用する連続式加熱炉の一例の説明
図であり、第３図は実施例１の実施態様を示す説明図で
あり、第４図は実施例２の実施態様を示す説明図であり
、第５図は従来の外燃式熱風炉のガスの流れを示す説明
図であり、第６図は従来の外燃式熱風炉の説明図である
。

第１図により本発明の詳細な説明する。符号１４は従来
型の熱風炉（最低２基必要）で１５は連続式加熱炉であ
る。

送風１ｉＩＧにより圧縮された空気は熱風炉１４と連続
式加熱炉１５に流量配分（Ｑ、　、ｏ２１される。

流量配分の方法としては、連続式加熱炉入側の流量調節
弁１７により行なわれる。従来型の熱風炉は、蓄熱と放
熱を交互に繰返す等の切替え操作が複雑である口と、珪
石ギッター煉瓦下端温度の制限等があるため、できるだ
け熱風炉の操業最適点（熱効率最大の点が望ましい）に
おいてコンスタントな運転を行ない、冶金炉１８で必認
とされる風量１（１）および送風温度（■３）は連続式
加熱炉１５の調節で行ない、連続式加熱炉１５の風量（
０２）、送風温度（■２）の調節はそれぞれ流量調節弁
１１、燃焼ガス匿調節弁１９によって行なう。

また、連続式加熱炉１５に流れる量０７は全体流量計２
０と熱風炉入側流量計２１の差で測定可能である。全体
流ｍＯ１熱風炉１４および連続式加熱炉１５の流ｆｉｌ
　ｏ　＋および０２、熱風炉１４からの出側空気温度（
Ｔ、　）、連続式加熱炉１５からの出側空気温度（■２
）、混合後の温度（■３）は全てｉ砕器２２に送られ、
連続式加熱炉入側流量調節弁１７、燃焼ガス憬調節弁１
９を制御する。

第２図は連続式ｂｏ熱炉の一例を示したものである。

図において、′？、吊調節弁１１によって流量調節され
た空気は冷風管１を経て、バーナー２４によって所定高
温に保持された加熱炉１５内に入り、多数の伝熱チュー
ブ２３で熱交換されて高温空気となり、ヘッダー２５で
集合され冶金炉１８へ送られる。一方、加熱炉１５より
排出される排ガスは排ガス煙道１を経て煙突８へ送られ
る。

なお、連続式加熱炉は伝熱チューブの耐熱制限により高
温送風に限界があり、現在使用されているメタリックチ
ューブでの送風可能な温度範囲は９００〜１０５０℃で
ある。これをセラミックチューブにすれば、更に高温化
は可能であるが、現時点ではコストおよびスケールアッ
プ時の製造技術の困難やチューブ寿命実績等により採用
は困難である。

以上は冶金炉送風温度の制御を連続式加熱炉１５によっ
て行なう場合について説明したが、熱風炉１４と連続式
加熱炉１５の両方を調節することによって達成しても良
い口とはいうまでもない。

実　　施　　例 以下、実施例によって更に説明する。

実施例１゜ 熱風炉２基と連続式加熱炉１基の組合せによる実施例を
第３図に示す。熱風炉は１基燃焼、１基送風で使用し、
連続式加熱炉は連続使用した。

第３図において熱風炉Ａは燃焼中（蓄熱中）で熱風炉８
は送風中（放熱中）を示し、それぞれ以下に示すｌ１ｌ
ｆｆｉおよび加熱温１度にコントロールして操業を行な
った。

全体風ａｔ　　　　　　　　７０００　Ｎ　ｍ’　＋’
ｍ　ｉ　ｎ熱風炉ＩＩＩ量　　　　　　３０００Ｉｌ連
続式ｈＯ熱炉風吊　　　４０００〃 熱風炉出側温度　　　　１２５０℃ 連続式加熱炉出側温度　１０５０℃ 以上の条件で操業し、送風；品度１１４０℃、送風吊７
００ＯＮ　ｍ１１′ｍ　ｉ　ｎで冶金炉に送風すること
ができた。

実施例２゜ 既存の熱風炉を高炉操業中に順次改修するために、予備
熱風炉代替として連続式加熱炉を設置した場合の実施例
を第４図に示す。

既存熱風炉４基のうち改修のため３基操業となり、２基
燃焼、１基送風とした。

図においては熱風炉Ａは改修中で、連続式加熱炉１５を
予備熱風炉代替として連続使用し、熱風炉Ｂが送風中、
熱風炉Ｃおよび口は燃焼中であることを示し、それぞれ
以下に示す風量および加熱温度にコント・ロールして操
業を行なった。

全体１１１ｊ！　　　　　　　　７０００　Ｎｍ’ｚ’
１ｌｌｉｎ熱風炉風聞　　　　　　ＧＯＯＯ〃 連続式加熱炉風量　　　１０００　　　ｒＩ熱風炉出側
温度　　　　１２００’Ｃ 連続式加熱炉出側温度　８００℃ 以上の条件で運転し、高炉送Ｊ！ｌ温度１１４０℃、風
量７００ＯＮｍ１１’ｍｉｎの熱風を高炉に送風するこ
とができた。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は、送風機で昇圧された空
気を、蓄熱と放熱を交互に繰返す蓄熱式熱風炉と熱交換
を連続的に行なう熱風発生装置に並列に供給して加熱し
、前記蓄熱式熱風炉からでる高温空気と前記連続式熱風
発生装置からでる高温空気の流量と温度を組合せ制御す
ることにより、高温空気を発生させることを特徴とし、
本発明に係る熱風発生方法によって以下のような効果が
得られた。

１）熱風炉改修時に本発明熱風発生方式を組合せること
により改修コストの低下が期待できる。

２）連続式加熱炉は弁の切替え操作や珪石煉瓦下端温度
の制限がないので運転休出や立上げが容易である。

３）冶金炉への送風温度の範囲（特に低温側）が拡大し
、冶金炉操業のフレキシビリティが増大する。

４）連続式加熱炉を使って熱風炉や冶金炉の立上げ時の
昇熱や乾燥を行なうことができるため、従来必要として
いた昇温、乾燥設備が不要になる。また、火入れ工程を
短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱風発生方法を示す説明図、第２
図は本発明に使用する連続式加熱炉の一例の説明図、第
３図は実施例１の実施態様を示す説明図、第４図は実施
例２の実施態様を示す説明図、第５図は従来の外燃式熱
風炉のガスの流れを示す説明図、第６図は従来の外燃式
熱風炉の説明図である。 符号１・・・・・・冷風管　　　　２・・・・・・蓄熱
至３・・・・・・ギッター煉瓦 ３ａ・・・・・・珪西ギッター煉瓦 ３ｂ・・・・・・珪石以外のギッター煉瓦４・・・・・
・熱風管　　　　５・・・・・・燃焼ガス６・・・・・
・燃焼至　　　　７・・・・・・排ガス煙道８・・・・
・・煙突　　　　　９・・・・・・冷風弁１０・・・・
・・熱風弁 １１・・・・・・ギッター煉瓦上端温度１２・・・・・
・ギッター煉瓦下端温度１３・・・・・・ｎ石ギッター
煉瓦下端温度１４・・・・・・熱風炉　　　　１５・・
・・・・連続式加熱炉１Ｇ・・・・・・送風機　　　　
１１・・・・・・流邑調節弁１８・・・・・・冶金炉 １９・・・・・・燃焼ガス石調面弁 ２０．２１・・・・・・流量計　　２２・・・・・・演
算器２３・・・・・・伝熱チューブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送風機で昇圧された空気を、蓄熱と放熱を交互に繰返す
   蓄熱式熱風炉と熱交換を連続的に行なう熱風発生装置に
   並列に供給して加熱し、前記蓄熱式熱風炉からでる高温
   空気と前記連続式熱風発生装置からでる高温空気の流量
   と温度を組合せ制御することにより、高温空気を発生さ
   せることを特徴とする冶金炉における高温熱風発生方法
   。