JPWO2018074166A1 - 電気炉用助燃バーナー - Google Patents
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Abstract
Description
[1]鉄系スクラップを溶解して溶鉄を製造する電気炉に付設され、燃料として気体燃料と固体燃料を用いる電気炉用助燃バーナーであって、
前記固体燃料が通過する第1流路を区画し、該第1流路の先端から前記固体燃料を噴射する固体燃料噴射管と、
前記固体燃料噴射管の周囲に配置され、前記固体燃料噴射管の外壁との間で前記気体燃料が通過する第2流路を区画し、該第2流路の先端から前記気体燃料を噴射する気体燃料噴射管と、
前記気体燃料噴射管の周囲に配置され、前記気体燃料噴射管の外壁との間で支燃性ガスが通過する第3流路を区画し、該第3流路の先端から前記支燃性ガスを噴射する支燃性ガス噴射管と、
を有し、
前記固体燃料噴射管の先端が前記気体燃料噴射管の内部に位置することにより、前記固体燃料噴射管の先端と前記気体燃料噴射管の先端との間に、前記気体燃料噴射管の先端側部分で囲まれた固体燃料・気体燃料予混合用の第1空間部が形成されたことを特徴とする電気炉用助燃バーナー。
・Lが短すぎる場合:固体燃料と気体燃料を予混合する時間と領域を確保しにくいため、予混合の効果が十分に得られない。
・Lが適切な場合:固体燃料と気体燃料が予混合され、固体燃料の燃焼性が改善する。
・Lが長すぎる場合:火炎がバーナー先端部に近づきすぎるため、バーナー先端部が溶損しやすくなる。
支燃性ガスの流量は、供給ガス量の中で最も多いことから、他の供給ガス(気体燃料及び搬送気体)と流速を合せるためには、支燃性ガス吐出口31の吐出面積を気体燃料吐出口21や固体燃料吐出口11よりも大きくする必要がある。その観点から、支燃性ガス噴射管3は最外周とするのが最適である。以下、支燃性ガスとして酸素を、気体燃料としてLNGを、固体燃料として微粉炭をそれぞれ使用する場合を例に説明する。
まず、燃焼に必要な酸素の量は下記(1)式により算出される。
燃焼に必要な酸素量=酸素比(係数)×[LNG流量×LNGの理論酸素量+微粉炭供給量×微粉炭の理論酸素量] …(1)
図1及び図2に示す構造の本発明例の助燃バーナーと、第1空間部4を有しない点を除いて同様の基本構造を有する比較例の助燃バーナーを用いて燃焼実験を行った。本発明例については、固体燃料噴射管の吐出口径Dは変更せず、第1空間部4のバーナー軸方向での長さLを種々変更して、表3に示す種々のL/Dで燃焼実験を行った。また、本発明例及び比較例ともに、第2空間部5は、L’/D’=0.8を満たす寸法とした。
ash0:微粉炭中の灰分の割合
表3(実施例1)の本発明例4と比較例1の助燃バーナーをそれぞれ設置した電気炉で実証試験を行った。電気炉は、炉径が約6.3m、炉高が約4.1m、Tap容量が約120トンであり、中心に電極が1本ある直流タイプである。助燃バーナーは、炉体周方向の4箇所に設置される。
1 固体燃料噴射管
2 気体燃料噴射管
3 支燃性ガス噴射管
4 第1空間部
5 第2空間部
7 炉体
8 電極
x 鉄系スクラップ
10 固体燃料流路(第1流路)
11 固体燃料吐出口
12 固体燃料供給口
20 気体燃料流路(第2流路)
21 気体燃料吐出口
22 気体燃料供給口
30 支燃性ガス流路(第3流路)
31 支燃性ガス吐出口
32 支燃性ガス供給口
1A 固体燃料噴射管の先端
2A 気体燃料噴射管の先端
3A 支燃性ガス噴射管の先端
L 第1空間部のバーナー軸方向での長さ
D 固体燃料噴射管の吐出口径
Claims (5)
- 鉄系スクラップを溶解して溶鉄を製造する電気炉に付設され、燃料として気体燃料と固体燃料を用いる電気炉用助燃バーナーであって、
前記固体燃料が通過する第1流路を区画し、該第1流路の先端から前記固体燃料を噴射する固体燃料噴射管と、
前記固体燃料噴射管の周囲に配置され、前記固体燃料噴射管の外壁との間で前記気体燃料が通過する第2流路を区画し、該第2流路の先端から前記気体燃料を噴射する気体燃料噴射管と、
前記気体燃料噴射管の周囲に配置され、前記気体燃料噴射管の外壁との間で支燃性ガスが通過する第3流路を区画し、該第3流路の先端から前記支燃性ガスを噴射する支燃性ガス噴射管と、
を有し、
前記固体燃料噴射管の先端が前記気体燃料噴射管の内部に位置することにより、前記固体燃料噴射管の先端と前記気体燃料噴射管の先端との間に、前記気体燃料噴射管の先端側部分で囲まれた固体燃料・気体燃料予混合用の第1空間部が形成されたことを特徴とする電気炉用助燃バーナー。 - 前記第1空間部のバーナー軸方向での長さLと前記固体燃料噴射管の吐出口径Dが、0.2≦L/D≦1.5を満足する、請求項1に記載の電気炉用助燃バーナー。
- 前記気体燃料噴射管の先端が前記支燃性ガス噴射管の内部に位置することにより、前記気体燃料噴射管の先端と前記支燃性ガス噴射管の先端との間に、前記支燃性ガス噴射管の先端側部分で囲まれた保炎用の第2空間部が形成された、請求項1又は2に記載の電気炉用助燃バーナー。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気炉用助燃バーナーを備えることを特徴とする電気炉。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気炉用助燃バーナーを備えた電気炉において鉄系スクラップを溶解し、溶鉄を得ることを特徴とする溶鉄の製造方法。
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