KR101267736B1 - pulverized coal injection lance for blast furnace and method for operating blast furnace using it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고로용 미분탄 취입 랜스와 이를 이용한 고로 조업 방법에 관한 것으로, 외측관(10)과, 상기 외측관(10)에 삽입된 내측관(23) 및, 상기 외측관(10)과 내측관(23) 사이에 설치된 스월러(30)를 포함한다.
또한, 상기 구성의 랜스를 이용한 미분탄 취입 조업시 미분탄 취입량과 산소부화율의 적정범위를 확인하였다.
따라서, 미분탄의 분산성 향상을 통해 미분탄의 코크스 대체량을 증가시킬 수 있게 됨으로써 용선 생산 비용을 절감할 수 있으며, 고로 조업의 효율성을 재고할 수 있다.The present invention relates to a pulverized coal injection lance for blast furnace and a blast furnace operating method using the same, the outer tube 10, the inner tube 23 inserted into the outer tube 10, and the outer tube 10 and the inner tube And a swirler 30 provided between 23.
In addition, the appropriate range of the pulverized coal injection amount and the oxygen enrichment rate during the pulverized coal injection operation using the lance of the above configuration was confirmed.
Therefore, by improving the dispersibility of pulverized coal, it is possible to increase the coke replacement amount of pulverized coal, thereby reducing the cost of molten iron production and reconsidering the efficiency of blast furnace operation.

Description

고로용 미분탄 취입 랜스와 이를 이용한 고로 조업 방법{pulverized coal injection lance for blast furnace and method for operating blast furnace using it}Pulverized coal injection lance for blast furnace and method for operating blast furnace using it}

본 발명은 고로용 미분탄 취입 랜스와 이를 이용한 고로 조업 방법에 관한 것으로, 특히 미분탄 연소성을 향상시킬 수 있도록 된 고로용 미분탄 취입 랜스와, 상기 랜스를 이용한 효율적인 고로 조업 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pulverized coal blowing lance for blast furnace and a blast furnace operating method using the same, and more particularly, to a pulverized coal blowing lance for blast furnace that can improve the pulverized coal combustibility, and an efficient blast furnace operating method using the lance.

고로는 철광석을 용융시켜 용선을 제조하는 설비로서 코크스를 연료로 사용한다. 그러나, 코크스가 고가이므로 최근에는 가격이 저렴한 미분탄을 일부 사용함으로써 용선 생산 비용을 절감하고 있다.The blast furnace is a facility for melting molten iron ore to produce molten iron, which uses coke as a fuel. However, since coke is expensive, the cost of molten coal is reduced by using some of the inexpensive pulverized coal recently.

한편, 코크스와 철광석의 산화반응 및 환원반응의 지속을 위해 고로 하부의 풍구를 통해서 열풍을 공급하고 있다.On the other hand, hot air is supplied through the blast furnace at the bottom of the blast furnace to continue the oxidation and reduction of the coke and iron ore.

상기 미분탄은 상기 열풍이 공급되는 풍구를 통해 고로 내부로 취입된다.The pulverized coal is blown into the blast furnace through the tuyere supplied with the hot air.

본 발명은 미분탄 연소성을 향상시켜 미분탄의 취입량을 증대시킬 수 있게 됨으로써 용선 생산 비용을 절감할 수 있고, 미연소 미분탄으로 인해 노황이 악화되는 것을 방지할 수 있도록 된 고로용 미분탄 취입 랜스를 제공함에 목적이 있다.The present invention improves the pulverized coal combustibility to increase the blowing amount of pulverized coal, thereby reducing the cost of molten iron production, and to provide a pulverized coal blowing lance for blast furnace that can prevent the deterioration of the sulfur due to unburned pulverized coal. There is a purpose.

또한, 본 발명에 따른 상기 랜스를 이용하여 미분탄 취입 조업을 실시할 때 적정 미분탄 취입량과 산소부화율을 알 수 있게 됨으로써 보다 효율적인 미분탄 취입 조업을 실시할 수 있도록 된 고로 조업 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.In addition, when performing the pulverized coal blowing operation using the lance according to the present invention, it is possible to know the appropriate pulverized coal blowing amount and the oxygen enrichment rate to provide a blast furnace operating method that can be carried out more efficient pulverized coal blowing operation. There is this.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고로용 미분탄 취입 랜스는,Pulverized coal injection lance for blast furnace according to the present invention for achieving the above object,

냉각가스가 송풍되는 외측관과,An outer tube through which cooling gas is blown,

상기 외측관의 내부로 삽입되고 이송가스와 함께 미분탄이 이송 및 토출되는 내측관 및,An inner tube inserted into the outer tube and conveyed and discharged pulverized coal together with a conveying gas;

상기 내측관과 외측관의 사이에 구비된 스월러A swirler provided between the inner tube and the outer tube

을 포함한다..

또한, 상기 내측관의 두께는 3mm 이상 ~ 4mm 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the inner tube has a thickness of 3 mm or more and 4 mm or less.

또한, 상기 스월러는 상기 내측관의 외주면에 형성된 다수의 고정된 날개인 것을 특징으로 한다.In addition, the swirler is characterized in that a plurality of fixed wings formed on the outer peripheral surface of the inner tube.

또한, 상기 날개는 상기 내측관의 길이방향에 대해 경사지게 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the wing is characterized in that it is installed inclined with respect to the longitudinal direction of the inner tube.

또한, 상기 날개의 각도는 45°이상 ~ 60°이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the angle of the wing is characterized in that less than 45 ° ~ 60 °.

한편, 본 발명에 따른 상기 미분탄 취입 랜스를 이용한 고로 조업 방법은,On the other hand, the blast furnace operating method using the pulverized coal blowing lance according to the present invention,

냉각가스로서 산소가스가 송풍되는 외측관과, 상기 외측관의 내부로 삽입되고 이송가스와 함께 미분탄이 이송 및 토출되는 내측관 및, 상기 내측관과 외측관의 사이에 구비된 스월러를 포함하는 랜스를 이용하고,An outer tube through which oxygen gas is blown as a cooling gas, an inner tube inserted into the outer tube and conveyed and discharged pulverized coal together with a conveying gas, and a swirler provided between the inner tube and the outer tube; Using a lance,

상기 미분탄은 0 kg/tHM 초과 ~ 191 kg/tHM 미만의 범위에서 취입되고,The pulverized coal is blown in the range of more than 0 kg / tHM ~ less than 191 kg / tHM,

상기 산소가스 공급에 의한 산소부화율은 0% 초과 ~ 5% 미만의 범위에서 조절되는 것을 특징으로 한다.Oxygen enrichment rate by the oxygen gas supply is characterized in that it is adjusted in the range of more than 0% ~ less than 5%.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 랜스의 내측관의 두께 증가로 냉각가스의 유속이 증가하고, 내측관과 외측관의 사이에 형성된 스월러에 의해 냉각가스에 선회력이 부여된다.According to the present invention as described above, the flow rate of the cooling gas is increased by increasing the thickness of the inner tube of the lance, and the turning force is applied to the cooling gas by the swirler formed between the inner tube and the outer tube.

따라서, 냉각가스가 랜스에서 토출된 후 활발한 난류를 형성하게 됨으로써 그 내측에서 토출되는 미분탄을 보다 신속하고 멀리 분산시키며, 냉각가스(산소가스)와의 혼합이 원활히 이루어지게 된다.Therefore, after the cooling gas is discharged from the lance to form an active turbulent flow, the pulverized coal discharged from the inside is dispersed more quickly and far, and the mixing with the cooling gas (oxygen gas) is performed smoothly.

따라서, 미분탄의 연소성이 향상되며, 이에 보다 많은 양의 미분탄을 고로 내부로 취입할 수 있게 됨으로써 코크스 사용량을 절감하여 용선 생산 비용을 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.Accordingly, the combustibility of the pulverized coal is improved, and thus, a larger amount of pulverized coal can be blown into the blast furnace, thereby reducing the amount of coke and reducing the cost of molten iron production.

또한, 적정 수준의 미분탄 취입량과 산소부화율이 제시됨으로써 과도한 미분탄의 투입과 산소 공급을 방지하여 고로 조업의 효율성을 향상시킬 수 있다.In addition, the appropriate amount of pulverized coal injection and the oxygen enrichment rate are suggested, thereby preventing excessive pulverized coal injection and oxygen supply, thereby improving the efficiency of the blast furnace operation.

도 1은 본 발명에 따른 미분탄 취입 랜스를 도시한 것으로, (a)는 랜스의 정면도, (b)는 랜스의 단면도, (c)는 외측관을 절개한 상태로 도시한 도면, (d)는 내측관의 스월러 형성 상태를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 랜스(lance5)와 다양한 비교예들을 도시한 도면,
도 3은 질소냉각시 랜스 형상에 따른 연소율을 나타낸 그래프,
도 4는 산소냉각시 랜스 형상에 따른 연소율을 나타낸 그래프,
도 5는 내측관 두께에 따른 연소율을 나타낸 그래프,
도 6은 스월러의 각도에 따른 연소율을 나타낸 그래프,
도 7은 스월러 각도에 따른 미분탄 농도 분포를 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 랜스 이용시, 미분탄의 취입량과 연소율의 관계를 나타낸 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 랜스 이용시, 산소부화율과 연소율의 관계를 나타낸 그래프이다.1 is a pulverized coal injection lance according to the present invention, (a) is a front view of the lance, (b) is a sectional view of the lance, (c) is a view showing the outer tube in a cut state, (d) Is a perspective view showing a swirler formation state of the inner tube,
2 is a view showing a lance (lance5) and various comparative examples according to the present invention,
3 is a graph showing the combustion rate according to the lance shape during nitrogen cooling,
4 is a graph showing the combustion rate according to the shape of the lance during oxygen cooling,
5 is a graph showing the combustion rate according to the inner tube thickness;
6 is a graph showing the combustion rate according to the angle of the swirler,
7 is a view illustrating the distribution of pulverized coal according to swirler angles;
8 is a graph showing the relationship between the blowing amount and the burning rate of pulverized coal when using the lance according to the present invention;
9 is a graph showing the relationship between the oxygen enrichment rate and combustion rate when using the lance according to the present invention.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미분탄 취입 랜스는 외측관(10)과, 상기 외측관(10)의 내부로 삽입된 내측관(23) 및, 상기 내측관(23)과 외측관(10)의 사이에 구비된 스월러(30)를 포함한다.As shown in Fig. 1 (a) to (d), the pulverized coal injection lance according to the present invention, the outer tube 10, the inner tube 23 inserted into the outer tube 10, and the A swirler 30 provided between the inner tube 23 and the outer tube 10 is included.

상기 외측관(10)과 내측관(23)은 모두 원형관이고, 두 관의 축 중심이 일치하도록 제작된다.The outer tube 10 and the inner tube 23 are both circular tubes, the shaft center of the two tubes are manufactured to match.

상기 내측관(23)으로는 미분탄이 이송가스에 의해 이송 토출되고, 상기 내측관(23)과 외측관(10) 사이의 공간으로는 외측관(10)의 외부를 흐르는 열풍으로부터 상기 내측관(23)을 보호하기 위한 냉각가스가 흐른다.The pulverized coal is conveyed and discharged by the transfer gas into the inner tube 23, and the inner tube (from the hot air flowing outside of the outer tube 10) into the space between the inner tube 23 and the outer tube 10. 23 Cooling gas flows to protect.

상기 내측관(23)은 3mm 이상 ~ 4mm이하의 두께를 가지는 것이 난류 형성 및 미분탄 분산에 있어 바람직하다.It is preferable that the inner tube 23 has a thickness of 3 mm or more and 4 mm or less for turbulence formation and pulverized coal dispersion.

즉, 상기 내측관(23)의 두께가 적절히 두꺼워지면 내측관(23)과 외측관(10) 사이의 유로 단면적이 감소하므로 냉각가스의 유속이 빨라지고, 이러한 냉각가스의 속도 증가는 후술하는 스월러(30)에 의한 유동 선회 효과 및 직진성을 배가시키며, 따라서 랜스 팁에서 내측관(23)으로부터 토출되는 미분탄을 보다 신속하게 먼거리로 확산시킬 수 있다.That is, if the thickness of the inner tube 23 is appropriately thick, the cross-sectional area of the flow path between the inner tube 23 and the outer tube 10 decreases, so that the flow rate of the cooling gas is increased, and the speed increase of the cooling gas is a swirler described later. The flow turning effect and straightness by the 30 are doubled, and therefore, the pulverized coal discharged from the inner tube 23 at the lance tip can be spread more quickly and at a far distance.

상기 스월러(30)는 상기 냉각가스의 유동에 선회력을 부여하는 다수의 고정된 날개들로서, 상기 내측관(23)의 외주면에 원주방향을 따라 동일한 간격으로 형성된다.The swirler 30 is a plurality of fixed wings that give a turning force to the flow of the cooling gas, is formed on the outer peripheral surface of the inner tube 23 at equal intervals along the circumferential direction.

또한, 상기 스월러(30)의 각 날개들은 랜스의 길이 방향 즉, 냉각가스의 흐름 방향에 대해 모두 동일한 각도로 비틀려진 상태로 형성되어 각 날개의 사이를 통과하는 냉각가스에 선회력을 부여할 수 있도록 되어 있다.In addition, each blade of the swirler 30 is formed in a state in which all of the wings are twisted at the same angle with respect to the longitudinal direction of the lance, that is, the flow direction of the cooling gas to impart a turning force to the cooling gas passing between the wings. It is supposed to be.

상기 스월러(30)의 날개들은 랜스의 길이 방향에 대해 45°이상 ~ 60°이하의 각도로 비틀려지는 것이 연소율 향상을 위한 선회력 부여에 바람직하다.The wings of the swirler 30 are preferably twisted at an angle of 45 ° or more to 60 ° or less with respect to the longitudinal direction of the lance to provide a turning force for improving the combustion rate.

또한, 상기 스월러(30)는 랜스의 선단(tip; 도면에서 랜스의 오른쪽 단부)으로부터 내측으로 150 ~ 200mm 들어간 지점에 형성된다.In addition, the swirler 30 is formed at a point 150 to 200 mm inward from the tip of the lance (the right end of the lance in the drawing).

상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 랜스와, 다른 구조를 가진 랜스들(비교예)들에 대해 동일 조건의 실험을 실시하여 본 발명에 따른 랜스의 연소율 향상 효과를 알아보았다.Experiments under the same conditions were performed on the lance according to the present invention having the above configuration and lances having different structures (comparative examples) to find the effect of improving the combustion rate of the lance according to the present invention.

도 2에 비교예로서 사용된 랜스들과 본 발명에 따른 랜스가 도시되어 있다.In Figure 2 the lances used as comparative examples and the lances according to the invention are shown.

랜스1,2,3,4,6은 비교예들이고, 랜스5는 본 발명에 따른 랜스이다. 비교예들과 본 발명에 따른 랜스에서 외측관과 내측관은 모두 단순 원형관이다.Lances 1, 2, 3, 4, 6 are comparative examples, and lance 5 is a lance according to the present invention. In the comparative examples and the lance according to the present invention, both the outer tube and the inner tube are simple circular tubes.

랜스1은 외측관(10)의 내부에 내측관(21)이 삽입된 구조이고, 랜스2는 랜스1에 스월러(30)가 부가된 구조이며, 랜스3은 외측관(10)의 내부에 삽입된 내측관(22)이 후방(미분탄 토출측)으로 갈수록 관경이 확장되는 구조이고, 랜스4는 랜스1과 동일하되 타 랜스의 내측관에 비해 두께가 두꺼운 내측관(23)이 적용된 구조이며, 랜스6은 랜스2에 내측관의 내부에도 스월러(40)가 적용된 구조이다.The lance 1 has a structure in which the inner tube 21 is inserted into the outer tube 10, the lance 2 has a structure in which a swirler 30 is added to the lance 1, and the lance 3 has a structure inside the outer tube 10. The inner diameter of the inserted inner tube 22 extends toward the rear (pulverized coal discharge side), the lance 4 is the same structure as the lance 1, but the inner tube 23 is thicker than the inner tube of the other lance is applied, Lance 6 has a structure in which the swirler 40 is applied to the inside of the inner tube to the lance 2.

본 발명에 따른 랜스5는 타 랜스들과 동일한 외측관(10)의 내부에 랜스4와 같이 두께가 두꺼운 내측관(23)이 삽입되고, 그 내측관(23)의 외주에 스월러(30)가 형성된 구조로서, 랜스2에 대해 내측관의 두께가 더 두꺼운 차이가 있다.In the lance 5 according to the present invention, a thick inner tube 23, such as a lance 4, is inserted into the same outer tube 10 as the other lances, and the swirler 30 is formed on the outer circumference of the inner tube 23. There is a difference in that the thickness of the inner tube is thicker with respect to the lance 2.

상기와 같이 다양한 구조(형상)로 이루어진 랜스들에 대해 상기 외측관으로 질소(N2)가스(도 3) 또는 산소(O2)가스(도 4)를 공급하면서 내측관을 통해 취입되는 미분탄의 연소율을 산출하였다.Pulverized coal is blown through the inner tube while supplying nitrogen (N 2 ) gas (FIG. 3) or oxygen (O 2 ) gas (FIG. 4) to the outer tube with respect to the lances having various structures (shapes) as described above. The combustion rate was calculated.

연소율의 산출은 다음 식에 의한다.The combustion rate is calculated by the following equation.

연소율(%) = (연소배가스의 (CO + CO2)의 함량) / (취입 미분탄의 C 함량)Combustion rate (%) = (content of (CO + CO 2 ) of combustion flue gas) / (C content of blown coal)

실험 결과, 냉각가스로서 질소가스를 공급하는 경우에는 도 3과 같이, 미분탄 연소율이 모든 랜스에 대해 50% 미만으로 나타난바 질소가스를 사용하는 것이 미분탄의 연소율 향상에 바람직하지 않음을 알 수 있다.As a result of the experiment, when supplying nitrogen gas as the cooling gas, as shown in Fig. 3, the pulverized coal combustion rate was found to be less than 50% for all the lances.

반면, 냉각가스로서 산소가스를 공급하는 경우에는 도 4와 같이, 모든 랜스에서 연소율이 크게 향상된 것을 알 수 있으며, 특히 본 발명에 따른 랜스5가 가장 높은 연소율(80%에 근접)을 나타낸 것을 알 수 있다.On the other hand, in the case of supplying oxygen gas as the cooling gas, as shown in Figure 4, it can be seen that the combustion rate is greatly improved in all the lances, in particular, the lance 5 according to the present invention shows that the highest combustion rate (close to 80%). Can be.

상기 실험을 통해서 냉각가스로 산소가스를 이용하는 것이 미분탄이 취입과 동시에 산소와 혼합되면서 원활하게 연소됨으로써 연소율 향상에 유리하다는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 본 발명에 따른 랜스를 사용하는 경우에도 동일함을 확인하였다.Through the above experiment, it was confirmed that the use of oxygen gas as the cooling gas was advantageous for improving the combustion rate by smoothly burning the pulverized coal as it was mixed with oxygen at the same time as blowing, and this was confirmed to be the same when using the lance according to the present invention. It was.

즉, 본 발명에 따른 랜스를 산소냉각 미분탄 취입 조업에 사용할 수 있음을 확인하였다.That is, it was confirmed that the lance according to the present invention can be used for oxygen-cooled pulverized coal blowing operation.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 랜스(랜스5)에서 내측관(23)의 두께를 변화시키면서 미분탄 연소 실험을 실시하고, 내측관 두께 변화에 따른 연소율 변화를 표시한 것이다.On the other hand, Figure 5 is a pulverized coal combustion experiment while changing the thickness of the inner tube (23) in the lance (lance 5) according to the present invention, and shows the change in combustion rate according to the change in the inner tube thickness.

도시된 바와 같이, 내측관(23)의 두께가 2mm 일때 연소율이 74% 이고, 3mm 일때는 78%로 현저히 증가하다가 4mm일때는 80%로서 가장 높지만, 연소율의 증가는 3mm를 기준으로 현저히 둔화됨을 알 수 있다.As shown, the combustion rate is 74% when the thickness of the inner tube 23 is 2mm, significantly increased to 78% at 3mm and the highest as 80% at 4mm, but the increase in combustion rate is significantly slowed down to 3mm. Able to know.

상기 내측관 두께가 2mm 미만이면 미분탄 취입 랜스로서의 강도를 만족하기 곤란하고, 4mm 를 초과하면 내측관과 외측관 사이의 간격이 과도하게 감소하여 그 공간으로 송풍되는 산소가스의 속도가 음속을 돌파하므로 극심한 소음이 발생하고 노황에도 악영향을 미치므로 바람직하지 않다.If the inner tube thickness is less than 2 mm, it is difficult to satisfy the strength as the pulverized coal injection lance. If the inner tube thickness exceeds 4 mm, the gap between the inner tube and the outer tube is excessively reduced, and the velocity of oxygen gas blown into the space exceeds the speed of sound. It is not desirable because it generates extreme noise and adversely affects aging.

따라서, 두께 2mm 이상 4mm 이하인 내측관을 대상으로 실험하였으며, 상기 결과로부터 타 경우에 비해 연소율이 급격히 감소되는 3mm 미만을 제외하고 3mm 이상 ~ 4mm 이하의 두께를 가지는 것이 상대적으로 높은 연소율을 나타내므로 미분탄 취입 조업에 바람직함을 알 수 있다.Therefore, the experiments were conducted on the inner tube having a thickness of 2mm or more and 4mm or less, and from the above results, except having a thickness of 3mm or more and 4mm or less except for less than 3mm in which the combustion rate was sharply reduced compared to other cases, pulverized coal It can be seen that it is preferable for blowing operation.

한편, 상기 스월러(30)의 날개 각도를 변경하면서 미분탄 연소 실험을 실시하고, 상기 날개 각도에 따른 연소율을 산출하여 도 6에 표시하였다.On the other hand, the pulverized coal combustion experiment was performed while changing the blade angle of the swirler 30, and the combustion rate according to the blade angle was calculated and shown in FIG.

도시된 바와 같이, 날개 각도 45°~ 60°구간이 상대적으로 높은 연소율을 유지하며, 45°를 기준으로 그 미만의 범위에서는 연소율이 감소함을 알 수 있다.As shown, it can be seen that the wing angle 45 ° ~ 60 ° intervals maintain a relatively high combustion rate, the combustion rate is reduced in the range below 45 °.

즉, 냉각가스 진행 방향에 대한 날개의 각도가 증가할 수록 냉각가스에 부여되는 선회력이 증가됨으로써 난류 형성에 도움이 됨을 알 수 있다.In other words, it can be seen that as the angle of the wing with respect to the direction of the cooling gas increases, the turning force applied to the cooling gas increases, thereby contributing to the formation of turbulence.

또한, 날개 각도가 30°,45°,60°인 경우의 미분탄 토출 지점 부근에서의 농도 분포를 나타낸 도 7에서와 같이, 45°와 60°의 경우에는 미분탄의 분산이 활발하나 그 이하의 범위에서는 30°의 경우를 나타낸 그림에서 알 수 있듯이 미분탄의 분산이 원활하지 못함을 알 수 있다.In addition, in the case of 45 ° and 60 °, in the case of 45 ° and 60 °, the dispersion of pulverized coal is active but less than that in the case where the wing angles are 30 °, 45 ° and 60 °, as shown in FIG. As can be seen from the figure showing the case of 30 °, the dispersion of pulverized coal is not smooth.

즉, 날개 각도 45°인 경우 미만부터는 스월러(30)에 의해 부여되는 선회력이 급감하여 냉각가스의 난류 형성이 활발하지 못하므로 미분탄의 혼합 및 분산성이 저하되어 미분탄의 연소율 즉, 연소성이 감소되는 것이다.That is, if the wing angle is less than 45 °, the turning force imparted by the swirler 30 is reduced sharply, turbulence formation of the cooling gas is not active, so the mixing and dispersibility of the pulverized coal is reduced, that is, the combustion rate of the pulverized coal is reduced, that is, the combustibility Will be.

한편, 상기 날개 각도가 60°를 넘게 되면 날개의 길이가 과도하게 길어져서 내측관의 외주면상에 설치하기 곤란한 제작상의 문제가 발생한다.On the other hand, when the blade angle exceeds 60 °, the length of the blade is excessively long, which causes a manufacturing problem that is difficult to install on the outer peripheral surface of the inner tube.

따라서, 상기 스월러(30)의 날개 각도는 전술한 바와 같이 45°이상 ~ 60°이하의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.Therefore, the wing angle of the swirler 30 is preferably formed in the range of 45 ° ~ 60 ° below.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 구성에 따른 랜스를 이용하면, 고속의 와류 발생으로 미분탄의 분산성이 향상되고, 이에 산소와의 반응성이 향상됨으로써 미분탄의 연소성이 향상된다.When the lance according to the configuration of the present invention as described above is used, the dispersibility of pulverized coal is improved by high speed vortex generation, and the reactivity with oxidized powder is improved, thereby improving the combustibility of pulverized coal.

상기와 같이 미분탄의 연소성이 향상되므로 고로의 미분탄 취입량을 증가시킬 수 있으며, 이에 용선 생산 비용을 절감할 수 있게 된다.Since the combustibility of the pulverized coal is improved as described above, it is possible to increase the pulverized coal injection amount of the blast furnace, thereby reducing the cost of molten iron production.

한편, 본 발명에 따른 상기 랜스를 이용하여 미분탄 취입 조업을 하는 경우, 산소부화율이 고정된 상태에서 미분탄의 취입량과 연소율의 관계를 실험한 결과가 도 8에 나타나 있다.On the other hand, when the pulverized coal blowing operation using the lance according to the present invention, the result of experimenting the relationship between the blowing amount of the pulverized coal and the combustion rate in a state in which the oxygen enrichment rate is fixed.

표시된 바와 같이, 산소부화율이 5%로 고정된 상태에서, 미분탄 취입량(PCR)을 점차 증가시키면서 각각의 연소율을 산출한 결과, 미분탄이 191kg/tHM 이상 투입되면서 연소율이 급격하게 감소함을 확인할 수 있다.As shown, with the oxygen enrichment rate fixed at 5%, the respective combustion rates were calculated while gradually increasing the amount of pulverized coal injection (PCR). As a result, it was confirmed that the combustion rate drastically decreased as the pulverized coal was charged more than 191 kg / tHM. have.

미분탄을 191kg/tHM 이상 투입하는 경우, 미연소 미분탄의 존재로 인해 노내의 통기성과 통액성이 저하됨으로써 노황이 악화됨을 예측할 수 있다.When pulverized coal is injected in an amount of 191 kg / tHM or more, the presence of unburned pulverized coal can be predicted that deterioration of aging is caused by deterioration of breathability and liquidity in the furnace.

따라서, 본 발명에 따른 랜스를 이용하여 미분탄 취입 조업을 하는 경우, 미분탄의 취입량은 0 kg/tHM 초과 ~ 191 kg/tHM 미만의 범위에서 실시하는 것이 바람직하다.Therefore, in the case of pulverized coal blowing operation using the lance according to the present invention, the amount of pulverized coal blowing is preferably performed in the range of more than 0 kg / tHM to less than 191 kg / tHM.

또한, 미분탄 취입량이 고정된 상태에서 산소부화율과 연소율의 관계를 실험한 결과가 도 9에 나타나 있다.In addition, the result of experimenting the relationship between the oxygen enrichment rate and the combustion rate in the state where the pulverized coal injection amount is fixed is shown in FIG. 9.

표시된 바와 같이, 미분탄 취입량이 180kg/tHM로 고정된 상태에서 산소부화율은 5% 이상에서는 연소율의 증가량이 매우 미미한 것을 확인할 수 있다.As indicated, it can be seen that the increase in combustion rate is very small when the oxygen enrichment rate is 5% or more in a state where the fine coal injection amount is fixed at 180 kg / tHM.

즉, 냉각가스로 사용되는 산소가스의 공급량을 증가시켜 산소부화율을 5% 이상으로 증가시키더라도 연소율 향상의 효과는 거의 없으므로 산소를 불필요하게 공급하는 것이 된다.That is, even if the oxygen enrichment rate is increased to 5% or more by increasing the supply amount of oxygen gas used as the cooling gas, there is little effect of improving the combustion rate, thereby supplying oxygen unnecessarily.

따라서, 본 발명에 따른 랜스를 이용하여 미분탄 취입 조업을 하는 경우, 산소부화율은 0% 초과 ~ 5% 미만의 범위에서 실시하는 것이 바람직하다.Therefore, when the pulverized coal blowing operation is performed using the lance according to the present invention, the oxygen enrichment ratio is preferably performed in the range of more than 0% and less than 5%.

따라서, 본 발명에 따른 랜스를 이용하고, 상기와 같은 조건에서 미분탄 취입 조업을 실시하면 미분탄 과다 투입으로 인한 노황 악화(미연소 미분탄으로 인해 노내 통기성 및 통액성이 저하되어 노황이 악화된다.)를 방지할 수 있고, 산소의 과다 공급을 방지할 수 있게 되므로 고로 조업의 효율성을 재고할 수 있게 된다. Therefore, when the lance according to the present invention is used and the pulverized coal blowing operation is carried out under the conditions as described above, the deterioration of the rust due to the over-injection of pulverized coal (the unburned pulverized coal deteriorates the air permeability and the liquid permeability due to the unburned coal). It is possible to prevent the excessive supply of oxygen and to reconsider the efficiency of the blast furnace operation.

10 : 외측관 23 : 내측관
30 : 스월러10: outer tube 23: inner tube
30: Swallower

Claims (6)

삭제delete 냉각가스가 송풍되는 외측관과,
상기 외측관의 내부로 삽입되고 이송가스와 함께 미분탄이 이송 및 토출되는 내측관 및,
상기 내측관과 외측관의 사이에 구비된 스월러를 포함하며,
상기 내측관의 두께는 3mm 이상 ~ 4mm이하인 것을 특징으로 하는 고로용 미분탄 취입 랜스.An outer tube through which cooling gas is blown,
An inner tube inserted into the outer tube and conveyed and discharged pulverized coal together with a conveying gas;
It includes a swirler provided between the inner tube and the outer tube,
The pulverized coal injection lance for blast furnace, characterized in that the thickness of the inner tube is 3mm or more to 4mm or less. 냉각가스가 송풍되는 외측관과,
상기 외측관의 내부로 삽입되고 이송가스와 함께 미분탄이 이송 및 토출되는 내측관 및,
상기 내측관과 외측관의 사이에 구비된 스월러를 포함하되,
상기 스월러는 상기 내측관의 외주면에 형성된 다수의 고정된 날개이며,
상기 날개의 각도는 45°이상 ~ 60°이하인 것을 특징으로 하는 고로용 미분탄 취입 랜스.An outer tube through which cooling gas is blown,
An inner tube inserted into the outer tube and conveyed and discharged pulverized coal together with a conveying gas;
Including a swirler provided between the inner tube and the outer tube,
The swirler is a plurality of fixed wings formed on the outer peripheral surface of the inner tube,
The pulverized coal injection lance for blast furnace, characterized in that the angle of the wing is more than 45 ° ~ 60 °. 청구항 3에 있어서,
상기 날개는 상기 내측관의 길이방향에 대해 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 고로용 미분탄 취입 랜스.The method according to claim 3,
The wing is pulverized coal injection lance, characterized in that installed inclined with respect to the longitudinal direction of the inner tube. 삭제delete 냉각가스로서 산소가스가 송풍되는 외측관과, 상기 외측관의 내부로 삽입되고 이송가스와 함께 미분탄이 이송 및 토출되는 내측관 및, 상기 내측관과 외측관의 사이에 구비된 스월러를 포함하는 랜스를 이용하고,
상기 미분탄은 0 kg/tHM 초과 ~ 191 kg/tHM 미만의 범위에서 취입되고,
상기 산소가스 공급에 의한 산소부화율은 0% 초과 ~ 5% 미만의 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 고로용 미분탄 취입 랜스를 이용한 고로 조업 방법.

An outer tube through which oxygen gas is blown as a cooling gas, an inner tube inserted into the outer tube and conveyed and discharged pulverized coal together with a conveying gas, and a swirler provided between the inner tube and the outer tube; Using a lance,
The pulverized coal is blown in the range of more than 0 kg / tHM ~ less than 191 kg / tHM,
Oxygen enrichment rate by the oxygen gas supply is controlled in the range of more than 0% ~ less than 5% blast furnace operation method using a pulverized coal injection lance for blast furnace.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106288814B (en) * 2016-08-30 2018-12-25 航天恒星科技有限公司 A kind of immersion lance head
KR200491888Y1 (en) * 2018-11-20 2020-06-25 엄세준 Exhaust pipe for boiler
CN114807474B (en) * 2022-03-29 2023-07-28 中冶南方工程技术有限公司 Pressure equalizing and diffusing method for charging tank at top of blast furnace and charging system of blast furnace

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200278280Y1 (en) 1998-08-13 2002-07-18 이구택 Pulverized coal blow lance
KR200278277Y1 (en) * 1998-07-24 2002-07-18 이구택 Pulverized coal injection lance
KR200342827Y1 (en) * 2003-12-02 2004-02-21 (주)삼우기계 mixing device for dust coal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200278277Y1 (en) * 1998-07-24 2002-07-18 이구택 Pulverized coal injection lance
KR200278280Y1 (en) 1998-08-13 2002-07-18 이구택 Pulverized coal blow lance
KR200342827Y1 (en) * 2003-12-02 2004-02-21 (주)삼우기계 mixing device for dust coal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101812228B1 (en) * 2015-05-15 2017-12-26 두산중공업 주식회사 Pulverized coal burner using swirling flow by twisted tube

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