JPWO2021106884A5 - 精鉱バーナー、自溶炉及び反応用ガスの導入方法 - Google Patents

Description

本発明は、精鉱バーナー、自溶炉及び反応用ガスの導入方法に関する。

本発明の精鉱バーナーは、自溶炉内に原料を供給するとともに、少なくとも前記自溶炉内に前記原料の反応に寄与する反応用ガスを供給する精鉱バーナーであって、ランスの外側に設けられ、前記ランスとの間に、前記原料を前記自溶炉内に供給する原料流路を形成する第１の筒状部と、前記第１の筒状部の外側に設けられ、前記第１の筒状部との間に、前記反応用ガスを前記自溶炉内に供給する環状の第１のガス流路を形成する第２の筒状部と、前記第２の筒状部の外側に設けられ、前記第２の筒状部との間に、前記反応用ガスを前記自溶炉内に供給する環状の第２のガス流路を形成する第３の筒状部と、前記第１のガス流路に突出し、前記第１のガス流路を通過する前記反応用ガスを旋回させる旋回羽根と、を備え、前記反応用ガスが前記旋回羽根の上端部と前記第２の筒状部の上縁との間を通過する時間は、０．５ｍ秒から３．７ｍ秒の間としている。

さらに、本発明の反応用ガスの導入方法は、精鉱バーナー内に形成された原料流路を通じて自溶炉内に投入される原料と共に少なくとも前記原料流路の周囲に形成された第１のガス流路及び前記第１のガス流路の周囲に形成された第２のガス流路を通じて前記自溶炉内に反応用ガスを導入する反応用ガスの導入方法であって、前記第１のガス流路を通じて吐出される反応用ガスは旋回流として前記自溶炉内に導入され、前記第２のガス流路を通じて吐出される反応用ガスは前記旋回流の周囲を囲い、前記旋回流の拡散を抑制しつつ前記自溶炉内に導入され、前記第１のガス流路を形成する筒状部内に配置され、前記旋回流を生成させる旋回羽根の上端部と前記筒状部の上縁との間を、前記反応用ガスが通過する時間は、０．５ｍ秒から３．７ｍ秒の間である反応用ガスの導入方法である。

このように、旋回羽根１９の取り付け角度θを大きくするに従って、原料の拡散が促進されることが分かったが、旋回羽根１９の取り付け角度θを大きくすると、原料に含まれる粒子が自溶炉１００の壁面に向かい易くなり、炉壁への衝突可能性が高くなることが懸念される。しかしながら、本実施形態の精鉱バーナー１は、第１のガス流路１４とその外側に位置している第２のガス流路１６とを備え、第１のガス流路１４を通過する反応用ガスのみを旋回流としている。すなわち、第１のガス流路１４を通過する反応用ガスは旋回しているが、第２のガス流路１６を通過する反応用ガスは、自溶炉１００の下方に向かって吐出される。しかも、第２のガス流路１６を通過する反応用ガスは、旋回流となっている反応用ガスを囲うように吐出される。このため、第１のガス流路１４から旋回流となって吐出された反応用ガスは、第２のガス流路１６通じて吐出される反応用ガスによってその拡散が抑制される。この結果、原料中の粒子は、自溶炉１００の壁面に向かいにくくなる。

これにより、旋回羽根１９の取り付け角度θに拘わらず、壁面衝突粒子割合を同一の水準に維持することができる。分散用ガスを減らした分は、第２のガス流路１６を通過する反応用ガスの量を増やすことで、反応用ガスの総量を合わせている。

本実施形態の精鉱バーナー１によれば、第１のガス流路１４を通過する反応用ガスを旋回させるので、原料と反応用ガスの混合を積極的に促進し、反応を均一化することができる。自溶炉１００では、炉内への装入量に応じて総送風量を調整することがあり、例えば、装入量が低下したときは、熱バランス上、総送風量を下げる。この場合、基本的には、第１のガス流路１４を通過する反応用ガスの量を一定とし、第２のガス流路１６を通過する反応用ガスの量を下げる。しかしながら、第２のガス流路１６を通過する反応用ガスの量が減り過ぎると、第３の筒状部１７ａ周辺に鋳付きが付着し易くなり、送風の乱れが発生し易くなる。そこで、第２のガス流路１６を通過する反応用ガスの量に下限値を設ける場合がある。このため、装入量や原料の品位によっては、第２のガス流路１６を通過する反応用ガスの量が下限値を下回らないように第１のガス流路１４を通過する反応用ガスの量を低下させることがある。第１のガス流路１４を通過する反応用ガスの量を低下させると、第１のガス流路１４を通過する反応用ガスによる原料を分散させる効果が低下することが想定される。そこで、本実施形態の精鉱バーナー１のように、第１のガス流路１４に突出した旋回羽根１９を設けることで、原料と反応用ガスの混合を積極的に促進することができる。

Claims (11)

1. 自溶炉内に原料を供給するとともに、少なくとも前記自溶炉内に前記原料の反応に寄与する反応用ガスを供給する精鉱バーナーであって、
   ランスの外側に設けられ、前記ランスとの間に、前記原料を前記自溶炉内に供給する原料流路を形成する第１の筒状部と、
   前記第１の筒状部の外側に設けられ、前記第１の筒状部との間に、前記反応用ガスを前記自溶炉内に供給する環状の第１のガス流路を形成する第２の筒状部と、
   前記第２の筒状部の外側に設けられ、前記第２の筒状部との間に、前記反応用ガスを前記自溶炉内に供給する環状の第２のガス流路を形成する第３の筒状部と、
   前記第１のガス流路に突出し、前記第１のガス流路を通過する前記反応用ガスを旋回させる旋回羽根と、
   を備え、
   前記反応用ガスが前記旋回羽根の上端部と前記第２の筒状部の上縁との間を通過する時間は、０．５ｍ秒から３．７ｍ秒の間である精鉱バーナー。
2. 前記旋回羽根は、前記第２の筒状部の内周壁面に設けられた請求項１に記載の精鉱バーナー。
3. 前記旋回羽根は、前記第１の筒状部との間に隙間を設けて配置されている請求項２に記載の精鉱バーナー。
4. 前記旋回羽根の前記ランスの軸方向に対する傾斜角は、５°から２０°の範囲である請求項１から３のいずれか一項に記載の精鉱バーナー。
5. 前記旋回羽根の前記ランスの軸方向に対する傾斜角は、１０°から１５°の範囲である請求項４に記載の精鉱バーナー。
6. 前記旋回羽根の上端部は、前記第２の筒状部の上縁よりも下方に位置し、前記旋回羽根の上端部と前記第２の筒状部の上縁との間に前記第１のガス流路に導入されるガスの流速を均一化する領域を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の精鉱バーナー。
7. 前記旋回羽根の上端部と前記第２の筒状部の上縁との間の距離は、１００ｍｍ以上である請求項６に記載の精鉱バーナー。
8. 前記旋回羽根の上端部と前記第２の筒状部の上縁との間の距離は、１５０ｍｍ以上である請求項７に記載の精鉱バーナー。
9. 前記旋回羽根の上端部と前記第２の筒状部の上縁との間の距離は、２００ｍｍ以上である請求項８に記載の精鉱バーナー。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の精鉱バーナーを備える自溶炉。
11. 精鉱バーナー内に形成された原料流路を通じて自溶炉内に投入される原料と共に少なくとも前記原料流路の周囲に形成された第１のガス流路及び前記第１のガス流路の周囲に形成された第２のガス流路を通じて前記自溶炉内に反応用ガスを導入する反応用ガスの導入方法であって、
    前記第１のガス流路を通じて吐出される反応用ガスは旋回流として前記自溶炉内に導入され、前記第２のガス流路を通じて吐出される反応用ガスは前記旋回流の周囲を囲い、前記旋回流の拡散を抑制しつつ前記自溶炉内に導入され、
    前記第１のガス流路を形成する筒状部内に配置され、前記旋回流を生成させる旋回羽根の上端部と前記筒状部の上縁との間を、前記反応用ガスが通過する時間は、０．５ｍ秒から３．７ｍ秒の間である反応用ガスの導入方法。