JP2001348605A - Lance for blowing synthetic resin material into vertical type metallurgical furnace and method for producing molten iron by using vertical type metallurgical furnace with attendant blowing of synthetic resin material - Google Patents
Lance for blowing synthetic resin material into vertical type metallurgical furnace and method for producing molten iron by using vertical type metallurgical furnace with attendant blowing of synthetic resin materialInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、竪型冶金炉におい
て、羽口部からランスを用いて合成樹脂材を還元剤等と
して当該竪型冶金炉炉内に吹き込み、安定した竪型冶金
炉操業により溶銑を製造する技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical metallurgical furnace, in which a synthetic resin material is blown into the vertical metallurgical furnace as a reducing agent or the like from a tuyere using a tuyere. The present invention relates to a technique for producing hot metal by using the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】竪型冶金炉炉内へ合成樹脂材を還元剤等
として吹き込みは、炉内に熱風を送風するためのブロー
パイプの管壁に対してランスを斜めに貫通挿入し、ラン
ス先端部がブローパイプの長さ方向中間部内部に位置す
るように合成樹脂材の吹込み用ランスを装着して、ラン
ス先端から気送ガスで吹き出させた合成樹脂材を、ブロ
ーパイプ内の高速熱風流に合流させながら羽口を通過さ
せて炉内に吹き込む方法で行なわれている。ここで、合
成樹脂材は一般に適宜粉砕ないし造粒等の前処理を施し
た後、これを炉内に吹込み、例えば、コークスの一部代
替物等とし、竪型冶金炉操業における鉱石の還元剤及び
燃料等として利用することができる。特に、使用済み廃
プラスティック等の合成樹脂材は、所定の前処理を施し
て再使用すれば、コークス等よりも一般に安価である上
に、大量にリサイクル処理が可能であり、竪型冶金炉で
の利用が注目されている。2. Description of the Related Art A synthetic metal material is blown into a furnace of a vertical metallurgical furnace as a reducing agent or the like by inserting a lance obliquely into a pipe wall of a blow pipe for blowing hot air into the furnace, and inserting the lance tip. A lance for blowing synthetic resin material is installed so that the part is located inside the middle part of the blow pipe in the longitudinal direction, and the synthetic resin material blown out with pneumatic gas from the tip of the lance blows the high-speed hot air inside the blow pipe. It is carried out by a method of passing through a tuyere and blowing into a furnace while joining the stream. Here, the synthetic resin material is generally subjected to a pretreatment such as pulverization or granulation as appropriate, and then blown into a furnace, for example, as a partial substitute for coke, to reduce ore in a vertical metallurgical furnace operation. It can be used as an agent and a fuel. In particular, synthetic resin materials such as used waste plastics are generally less expensive than coke, etc. and can be recycled in large quantities if reused after given pre-treatment. The use of is attracting attention.
【0003】従来、高炉操業におけるコークスの代替燃
料や還元剤として、羽口部から高炉炉内への微粉炭吹込
み技術が多数提案されている。しかし、それらの微粉炭
吹込み技術を、合成樹脂材の吹込みに適用した場合に
は、解決しなければならないいくつかの問題が発生す
る。特に、高炉等に吹き込む合成樹脂材の量を増やして
いくと、微粉炭吹込みにおいては発生しなかった吹込み
条件下においても、合成樹脂材がランス先端部で詰まっ
たり、ランス先端部の冷却不足によるランスの熱的変形
や溶損等が発生する。更に、かかる合成樹脂材の炉内吹
込みにおける当該合成樹脂材の燃焼挙動、例えば、高炉
レースウェイ内における合成樹脂材の燃焼挙動は、微粉
炭の燃焼挙動とは異なっている。[0003] Conventionally, there have been proposed many techniques for injecting pulverized coal from a tuyere into a blast furnace as an alternative fuel or reducing agent for coke in blast furnace operation. However, when these pulverized coal injection techniques are applied to injection of a synthetic resin material, some problems must be solved. In particular, when the amount of synthetic resin material blown into a blast furnace, etc. is increased, the synthetic resin material becomes clogged at the tip of the lance or cools at the tip of the lance even under the blowing conditions that did not occur during pulverized coal injection. Insufficiency causes thermal deformation or melting of the lance. Furthermore, the combustion behavior of the synthetic resin material when the synthetic resin material is blown into the furnace, for example, the combustion behavior of the synthetic resin material in the blast furnace raceway is different from the combustion behavior of pulverized coal.
【0004】かかる微粉炭と合成樹脂材との間の燃焼挙
動の相違以外に、燃焼領域に到達するまでにおける微粉
炭と合成樹脂材との間の被気送状態にも違いが発生す
る。その結果、合成樹脂材を竪型冶金炉へ吹込む場合に
は、微粉炭吹込みにおける吹込み方法を修正する必要が
生じる。[0004] In addition to the difference in combustion behavior between the pulverized coal and the synthetic resin material, there is also a difference in the state of pneumatic transport between the pulverized coal and the synthetic resin material until the combustion region is reached. As a result, when a synthetic resin material is blown into a vertical metallurgical furnace, it is necessary to modify the blowing method in pulverized coal blowing.
【0005】高炉への微粉炭吹込み操業においては、微
粉炭の吹込み量を増やすと共に、羽口前方に形成される
レースウェイ内での微粉炭の燃焼が不完全となり、レー
スウェイ内における燃焼率が低下して、未燃焼物が未燃
チャーとして炉内に放出される。この未燃チャーは、ソ
ルーションロス反応:C(未燃チャー)+CO2=2C
Oにより炉内で消費されるが、炉内におけるこの未燃チ
ャーの消費量には上限が存在する。従って、かかる消費
上限値以上に未燃チャーが発生すると、未燃チャーが炉
頂からダストの一部として排出され、燃料比の上昇を招
いたり、更に、未燃チャーが炉芯や溶融帯に蓄積する
と、炉内当該部位の通気性や通液性が阻害され、炉況不
安定や生産性低下の原因となる。高炉への微粉炭吹込み
技術に関しては、かかる問題点の解決手段として、微粉
炭吹き込み用ランスを多重管構造として冷却効果を向上
させ、また、微粉炭と酸素との接触効率を向上させて燃
焼効率を上げるための方法が多数提案されている。In the operation of pulverized coal injection into a blast furnace, the amount of pulverized coal injected is increased, and the combustion of pulverized coal in the raceway formed in front of the tuyere becomes incomplete, resulting in combustion in the raceway. The rate decreases, and the unburned matter is discharged into the furnace as unburned char. This unburned char has a solution loss reaction: C (unburned char) + CO 2 = 2C
O is consumed in the furnace, but there is an upper limit to the consumption of this unburned char in the furnace. Therefore, when unburned char is generated at or above the consumption upper limit, the unburned char is discharged as a part of dust from the furnace top, causing an increase in the fuel ratio, and furthermore, the unburned char is deposited on the furnace core or molten zone. If the gas accumulates, the gas permeability and liquid permeability of the relevant part in the furnace are impaired, which causes unstable furnace conditions and reduced productivity. Regarding the technology for injecting pulverized coal into blast furnaces, as a means of solving this problem, the lance for injecting pulverized coal is multi-tube structure to improve the cooling effect and improve the contact efficiency between pulverized coal and oxygen for combustion. Many methods have been proposed for increasing efficiency.
【0006】例えば、特開平1−92304号公報に
は、高炉羽口のブローパイプに挿入して装着された、微
粉炭吹込み用ランスの中心に微粉炭吹き出し孔を設け、
この微粉炭吹出し孔を取り囲んで、複数の酸素吹き出し
孔を設けると共に、微粉炭吹き出し孔の軸心と酸素吹き
出し孔の軸心とをランス前方で交叉させた水冷構造のラ
ンスが開示されている(以下、先行技術1という)。同
先行技術によれば、ランスから吹き込まれた微粉炭は、
当該ランスから吹き込まれた酸素とランス前方で混合さ
れて効率良く燃焼するし、溶銑トン当たり200kg以
上の微粉炭を、操業の安定性を維持しつつ吹き込むこと
ができるとしている。For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-92304, a pulverized coal blowing hole is provided at the center of a pulverized coal blowing lance inserted and mounted in a blow pipe of a blast furnace tuyere.
A lance having a water-cooled structure is disclosed in which a plurality of oxygen blowing holes are provided around the pulverized coal blowing hole, and the axis of the pulverized coal blowing hole and the axis of the oxygen blowing hole intersect in front of the lance (see FIG. 1). Hereinafter, it is referred to as prior art 1). According to the prior art, pulverized coal injected from a lance is
It is said that oxygen injected from the lance is mixed with the lance in front of the lance and burns efficiently, and pulverized coal of 200 kg or more per ton of hot metal can be blown in while maintaining operation stability.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術1等に開示された微粉炭吹込み用ランスを用いて、合
成樹脂材を多量に吹き込むと、大量に発生する合成樹脂
材の燃焼熱によりランス先端部の熱負荷が増大し、ラン
ス先端部の溶損やランス先端部に曲りが発生し、長期間
安定して吹き込むことが困難となる。そのため、ランス
寿命の低下に伴ない補修費が増大するばかりでなく、合
成樹脂材の吹込み量が減少し、使用済み合成樹脂材のリ
サイクル目標が達成されない。However, when a large amount of synthetic resin material is blown using the pulverized coal blowing lance disclosed in the prior art 1 or the like, a large amount of synthetic heat is generated by the combustion heat of the synthetic resin material. The thermal load at the tip increases, causing erosion of the lance tip and bending of the lance tip, making it difficult to stably blow in for a long time. For this reason, not only the repair cost increases due to the shortening of the lance life, but also the blowing amount of the synthetic resin material decreases, and the recycling target of the used synthetic resin material cannot be achieved.
【0008】上述した微粉炭吹込み時に生成する上記未
燃チャーのソリューションロス反応によりガス化して生
成したCOガスは、結果的には、鉄鉱石の直接還元:F
e3O4+4CO=3Fe+4CO2に寄与する。但し、
高炉内におけるこの反応量には限界があり、間接還元量
に対する直接還元量の量比に依存して決まる。一方、微
粉炭の替わりに合成樹脂材を微粉炭と同量だけ吹込んだ
場合に、未燃チャーが炉頂からダストの一部として排出
されないためには、レースウェイ内における合成樹脂材
の燃焼率を、微粉炭の燃焼率よりも大きくする必要があ
る。[0008] The CO gas generated by gasification by the solution loss reaction of the unburnt char generated at the time of the above-mentioned pulverized coal injection results in direct reduction of iron ore: F
e 3 O 4 + 4CO = 3Fe + 4CO 2 . However,
The amount of this reaction in the blast furnace has a limit and is determined depending on the ratio of the amount of direct reduction to the amount of indirect reduction. On the other hand, if the same amount of synthetic resin material as pulverized coal is injected instead of pulverized coal, unburned char is not discharged as part of dust from the furnace top. The rate must be greater than the pulverized coal combustion rate.
【0009】本発明者等は、レースウェイ内における合
成樹脂材の燃焼率を微粉炭の燃焼率よりも向上させて、
竪型冶金炉に吹き込まれた合成樹脂材に起因する未燃チ
ャーが炉頂ガスと共に排出されて無駄とならないようよ
うにし、かかる条件下で合成樹脂材をできるだけ多量に
炉内に吹込む技術を開発することを課題とした。The present inventors have improved the burning rate of the synthetic resin material in the raceway over the burning rate of pulverized coal,
In order to prevent unburned char due to the synthetic resin material injected into the vertical metallurgical furnace from being exhausted together with the furnace top gas and to be wasted, a technology to blow as much synthetic resin material into the furnace as possible under such conditions is adopted. The task was to develop.
【0010】かくして本発明の目的は、上記課題を解決
することにより、竪型冶金炉の操業における合成樹脂材
吹込みを行なうに際し、多量の合成樹脂材を安定して吹
込むことができる合成樹脂材の吹込み用ランスと、多量
の合成樹脂材吹込みを伴なう竪型冶金炉の操業を安定し
て行ない得る溶銑の製造方法を提供することにある。[0010] Thus, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and when performing the injection of a synthetic resin material in the operation of a vertical metallurgical furnace, a synthetic resin capable of stably blowing a large amount of synthetic resin material. It is an object of the present invention to provide a method for producing hot metal capable of stably operating a vertical metallurgical furnace with a metal injection lance and a large amount of synthetic resin material.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から鋭意研究を重ねた結果、下記知見を得た。即
ち、本発明者等は、数学モデルを用いた収支計算によ
り、未燃チャー発生量と炉内消費C量との関係を求め、
これにより、吹き込まれた還元剤・補助燃料が無駄に炉
外に排出されることなく、最大限の量を吹込むために
は、レースウェイ内における燃焼率を、微粉炭吹込みの
場合には60〜70%まで高める必要があるのに対し
て、合成樹脂材吹込みの場合には、それを90%程度ま
で向上させることが必要である。そして、合成樹脂材の
燃焼率をかかる値まで高めることは、ランス先端の径方
向中央部から合成樹脂材を噴出させ、その外周部から酸
素又は酸素富化空気を適切に噴出させて合成樹脂材の燃
焼を促進させる条件を付与すると共に、こうしてランス
先端から噴出された合成樹脂材及び高濃度の酸素を含む
流体を、羽口前方に形成されるレースウェイ内に直接向
けて噴射させ、ブローパイプ内の高速熱風流に適切に混
合させることにより可能となることを知見した。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies from the above-mentioned viewpoints, and have obtained the following findings. That is, the present inventors determined the relationship between the amount of unburned char generation and the amount of C consumed in the furnace by calculating the balance using a mathematical model,
Thus, in order to inject the maximum amount of the injected reducing agent and auxiliary fuel without being exhausted outside the furnace, the combustion rate in the raceway is set to 60 to 60 in the case of pulverized coal injection. While it is necessary to increase it to 70%, in the case of blowing synthetic resin material, it is necessary to increase it to about 90%. In order to increase the combustion rate of the synthetic resin material to such a value, the synthetic resin material is ejected from the radial center portion of the lance tip, and oxygen or oxygen-enriched air is appropriately ejected from the outer peripheral portion of the synthetic resin material. The conditions that promote the combustion of the lance are given, and the synthetic resin material and the high-concentration oxygen-containing fluid thus ejected from the tip of the lance are directly injected into the raceway formed in front of the tuyere, thereby forming a blowpipe. It has been found that it becomes possible by appropriately mixing the high-speed hot air flow in the inside.
【0012】本発明は、かかる知見に基づきなされたも
のであり、その要旨は下記の通りである。即ち、請求項
1記載の発明にかかる竪型冶金炉への合成樹脂材吹込み
用ランスは、竪型冶金炉の羽口に取り付けられたブロー
パイプに挿入して装着され、その竪型冶金炉炉内に合成
樹脂材と酸素又は酸素富化空気とを吹き込むためのラン
スである。そして、そのランスは、先端の径方向中央部
に合成樹脂材の噴出口が設けられ、合成樹脂材噴出口の
外周部に酸素又は酸素富化空気の噴出口が設けられてい
る。その酸素又は酸素富化空気噴出口へのその酸素又は
酸素富化空気の導入流路構成体の外周面には、冷却水等
の冷却用流体のジャケットが設けられている。上記合成
樹脂材噴出口における合成樹脂材の噴出方向の軸線は、
上記ブローパイプの内壁面及び羽口内壁面のいずれとも
衝突することなく、竪型冶金炉の羽口前方に形成される
レースウェイの内部に向かう方向に構成されており、且
つ、その酸素又は酸素富化空気の導入流路は、進行方向
が酸素又は酸素富化空気の流れ方向に向いた螺旋状に形
成されたものであり、それは1本ないし2本以上の流路
で構成されていることに特徴を有するものである。The present invention has been made based on such findings, and the gist is as follows. That is, the lance for injecting a synthetic resin into the vertical metallurgical furnace according to the first aspect of the present invention is mounted by being inserted into a blow pipe attached to the tuyere of the vertical metallurgical furnace. A lance for blowing synthetic resin material and oxygen or oxygen-enriched air into the furnace. The lance is provided with a synthetic resin injection port at the radial center of the tip, and an oxygen or oxygen-enriched air injection port on the outer periphery of the synthetic resin injection port. A jacket for a cooling fluid such as cooling water is provided on the outer peripheral surface of the flow path structure for introducing the oxygen or oxygen-enriched air to the oxygen or oxygen-enriched air jet port. The axis of the synthetic resin ejection direction at the synthetic resin ejection port is
It is configured so as not to collide with any of the inner wall surface of the blow pipe and the inner wall surface of the tuyere, in a direction toward the inside of the raceway formed in front of the tuyere of the vertical metallurgical furnace, and to have its oxygen or oxygen richness. The introduction flow path of the enriched air is formed in a spiral shape whose traveling direction is directed to the flow direction of the oxygen or oxygen-enriched air, and it is configured by one or more flow paths. It has features.
【0013】請求項2記載の発明にかかる竪型冶金炉へ
の合成樹脂材吹込み用ランスは、請求項1記載の発明に
おいて、そのランスの本体が多重管で構成されていて、
合成樹脂材の噴出口への導入流路が、当該多重管の最内
部配設管で構成され、当該合成樹脂材の噴出口が、最内
部配設管の先端口で構成されている。そして、酸素又は
酸素富化空気の噴出口への導入流路が、上記最内部配設
管とこれの外周側に隣接する管との間の環状間隙が1筋
ないし2筋以上の螺旋状仕切り壁で仕切られた螺旋状流
路で構成されており、その酸素又は酸素富化空気の噴出
口が、その螺旋状流路の先端口で構成されていることに
特徴を有するものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a lance for injecting a synthetic resin material into a vertical metallurgical furnace according to the first aspect of the present invention, wherein the main body of the lance is constituted by a multi-tube.
The flow path for introducing the synthetic resin material to the spout is constituted by the innermost pipe of the multi-tube, and the spout of the synthetic resin material is constituted by the tip end of the innermost pipe. The flow path for introducing oxygen or oxygen-enriched air to the jet port is a spiral partition having one or two or more annular gaps between the innermost pipe and a pipe adjacent to the outer peripheral side of the pipe. It is characterized by being constituted by a spiral flow path partitioned by a wall, and a jet port of the oxygen or oxygen-enriched air being constituted by a tip end of the spiral flow path.
【0014】請求項3記載の発明にかかる竪型冶金炉へ
の合成樹脂材吹込み用ランスは、中心側から第1の管、
第2の管、第3の管及び第4の管の順番で、4本の管が
同心円状に設けられ、第1の管の先端から気送用ガスに
よって合成樹脂材が噴射され、第1の管と第2の管との
間隙の先端から酸素又は酸素富化空気が噴射される。そ
して第2の管と第3の管との間隙、及び第3の管と第4
の管との間隙に冷却用流体が互いに逆向きに流されると
共に、第3の管の先端部前方が閉塞されて第3の管の先
端部で冷却用流体が折り返して流されるように構成され
ている。更に、第1の管と第2の管との間隙に、その間
隙を管長方向に長く仕切る螺旋状の仕切り壁が設けられ
ていて酸素又は酸素富化空気の流路が形成されているこ
とに特徴を有するものである。According to the third aspect of the present invention, a lance for injecting a synthetic resin material into a vertical metallurgical furnace includes a first pipe from a center side,
Four pipes are provided concentrically in the order of the second pipe, the third pipe, and the fourth pipe, and a synthetic resin material is injected from a tip of the first pipe by a pneumatic gas, and the first pipe is formed. Oxygen or oxygen-enriched air is injected from the tip of the gap between the first tube and the second tube. And the gap between the second and third tubes, and the third and fourth tubes.
The cooling fluid is caused to flow in opposite directions to the gap with the pipe, and the front of the tip of the third pipe is closed, so that the cooling fluid is turned back and flows at the tip of the third pipe. ing. Further, in the gap between the first pipe and the second pipe, a spiral partition wall that partitions the gap long in the pipe length direction is provided to form a flow path for oxygen or oxygen-enriched air. It has features.
【0015】請求項4記載の発明にかかる竪型冶金炉へ
の合成樹脂材吹込み用ランスは、請求項3記載の発明に
おいて、上記第2の管の先端が第3及び第4の管の先端
よりも前方に突き出しており、第2の管の外周表面が耐
火材料により被覆されていることに特徴を有するもので
ある。According to a fourth aspect of the present invention, in the lance for injecting a synthetic resin material into a vertical metallurgical furnace according to the third aspect of the present invention, the tip of the second tube is formed of a third and a fourth tube. It protrudes forward from the tip, and is characterized in that the outer peripheral surface of the second tube is covered with a refractory material.
【0016】請求項5記載の発明にかかる合成樹脂材の
吹込みを伴なう竪型冶金炉による溶銑の製造方法は、竪
型冶金炉の羽口に取り付けられたブローパイプに挿入し
て装着されたランスを用い、その竪型冶金炉炉内へ合成
樹脂材を吹き込みつつ溶銑を製造する方法において、そ
のランスの先端径方向の中央部から合成樹脂材を噴出さ
せ、その合成樹脂材の噴出口の外周部から酸素又は酸素
富化空気を噴出させることに特徴を有するものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing hot metal by a vertical metallurgical furnace with blowing synthetic resin material, wherein the hot metal is inserted into a blow pipe attached to a tuyere of the vertical metallurgical furnace. In the method of manufacturing hot metal while blowing synthetic resin material into the vertical metallurgical furnace using the lance that has been made, the synthetic resin material is ejected from the center of the lance in the radial direction at the tip of the lance, and the injection of the synthetic resin material is performed. It is characterized in that oxygen or oxygen-enriched air is ejected from the outer peripheral portion of the outlet.
【0017】請求項6記載の発明にかかる合成樹脂材の
吹込みを伴なう竪型冶金炉による溶銑の製造方法は、竪
型冶金炉の羽口に取り付けられたブローパイプに挿入し
て装着されたランスを用い、その竪型冶金炉炉内へ合成
樹脂材を吹き込みつつ溶銑を製造する方法において、合
成樹脂材の吹込みに用いるランスとして、上述した請求
項1から請求項4までのいずれかに記載した竪型冶金炉
への合成樹脂材吹込み用ランスを用いて、そのランスの
先端径方向の中央部から合成樹脂材を噴出させ、その合
成樹脂材の噴出口の外周部から酸素又は酸素富化空気を
噴出させ、且つ、その合成樹脂材の形態として、粉体
状、粒状及び細片状から選ばれた1つ以上の形態の合成
樹脂材を吹込むことに特徴を有するものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing hot metal by a vertical metallurgical furnace with blowing synthetic resin material, wherein the hot metal is inserted into a blow pipe attached to a tuyere of the vertical metallurgical furnace. In the method for producing hot metal while blowing a synthetic resin material into the vertical metallurgical furnace using the lance thus formed, the lance used for blowing the synthetic resin material may be any of the lances described above. Using a lance for injecting synthetic resin into the vertical metallurgical furnace described above, the synthetic resin is ejected from the center in the radial direction of the tip of the lance, and oxygen is injected from the outer periphery of the synthetic resin ejection port. Or characterized by ejecting oxygen-enriched air and injecting at least one form of synthetic resin material selected from powder, granular, and flakes as the form of the synthetic resin material. It is.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら説明する。図1は、本発明に係る合成樹脂材吹込
み用ランス1の実施形態を示す概略縦断面図である。同
図に示すように、本発明による合成樹脂材吹込み用ラン
ス1の本体部分は、ランス半径方向の中心側から同心円
状に配置された第1の管(2)、第2の管(3)、第3
の管(4)、及び第4の管(5)からなる4本の金属製
管体で構成されている。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an embodiment of a synthetic resin material blowing lance 1 according to the present invention. As shown in the figure, the main body portion of the synthetic resin material blowing lance 1 according to the present invention comprises a first pipe (2) and a second pipe (3) arranged concentrically from the center side in the lance radial direction. ), 3rd
, And four metal tubes consisting of a fourth tube (4) and a fourth tube (5).
【0019】第1の管(2)は、合成樹脂材6の供給流
路を構成しており、第1の管(2)の先端からは合成樹
脂材6が、空気、窒素、又は空気と窒素との混合ガス等
からなる気送用ガスと共に噴射される。第1の管(2)
と第2の管(3)との間隙は、酸素又は酸素富化空気7
の供給流路を構成しており、その間隙の先端から酸素又
は酸素富化空気7が噴射される。ここで、第1の管
(2)と第2の管(3)との間隙には、その間隙を管長
方向に長く仕切る螺旋状の仕切り壁8が設けられてお
り、酸素又は酸素富化空気7の流路が螺旋状に形成され
ている。その結果、酸素又は酸素富化空気7は螺旋状の
回転流となって噴射される。一方、第2の管(3)と第
3の管(4)との間隙、及び第3の管(4)と第4の管
(5)との間隙はそれぞれ、冷却水等冷却用流体9の往
路及び復路を構成しており、ランス後端部1aから導入
された冷却用流体9が往路をランス先端部1b側まで流
れ、ここで折り返して復路に入り、ランス後端部1aか
ら排出される。The first pipe (2) forms a supply flow path for the synthetic resin material 6, and the synthetic resin material 6 flows from the tip of the first pipe (2) with air, nitrogen, or air. It is injected together with a pneumatic gas composed of a mixed gas with nitrogen or the like. The first tube (2)
And the gap between the second tube (3) and oxygen or oxygen-enriched air 7
And oxygen or oxygen-enriched air 7 is injected from the tip of the gap. Here, in the gap between the first pipe (2) and the second pipe (3), a spiral partition wall 8 that partitions the gap long in the pipe length direction is provided, and oxygen or oxygen-enriched air is provided. 7 are spirally formed. As a result, the oxygen or oxygen-enriched air 7 is injected as a spiral rotating flow. On the other hand, the gap between the second pipe (3) and the third pipe (4) and the gap between the third pipe (4) and the fourth pipe (5) are each provided with a cooling fluid 9 such as cooling water. The cooling fluid 9 introduced from the rear end 1a of the lance flows through the forward path to the tip 1b of the lance, turns back here, enters the return path, and is discharged from the rear end 1a of the lance. You.
【0020】上述した合成樹脂材吹込み用ランス1は、
図2及び図3に示すように、竪型冶金炉の羽口部に設け
られて使用される。図2は、竪型冶金炉として高炉10
を例とし、高炉10炉内への合成樹脂材6の吹込みフロ
ーの概略を示す図であり、図3は、羽口11部に設けら
れた合成樹脂材吹込み用ランス1の装着状態と合成樹脂
材6の噴出方向及び炉内への吹込み方向を説明する図で
ある。The above-mentioned lance 1 for blowing synthetic resin material comprises:
As shown in FIGS. 2 and 3, it is provided and used at the tuyere of a vertical metallurgical furnace. FIG. 2 shows a blast furnace 10 as a vertical metallurgical furnace.
FIG. 3 is a view schematically showing a flow of blowing the synthetic resin material 6 into the blast furnace 10, and FIG. 3 is a view showing a mounting state of the synthetic resin material blowing lance 1 provided at the tuyere 11. FIG. 3 is a view for explaining a direction in which the synthetic resin material is ejected and a direction in which the synthetic resin material is blown into the furnace.
【0021】高炉10の羽口11には、当該羽口11か
ら熱風12を炉内へ吹込むための支管であるブローパイ
プ13が連接されており、合成樹脂材吹込み用ランス1
は、そのブローパイプ13の外周壁に対して斜めに貫通
して挿入され、そのランス1の先端は、ブローパイプ1
3の内部にあって、羽口11に比較的近い所に位置する
ように装着されている。そして、合成樹脂材6がその噴
出口6bから噴出する方向の軸線6zは、途中でブロー
パイプ13の内壁面及び羽口11の内壁面の、いずれと
も衝突することなく、高炉10の羽口11前方に形成さ
れるレースウェイ14の内部に向かう方向となるように
構成されていることが重要である。ここで、噴出口6b
から噴射された合成樹脂材6の流れに対して、酸素又は
酸素富化空気7がその噴射口7bから噴射されて、合成
樹脂材6が酸素又は酸素富化空気7との混合流体となっ
た合成樹脂材6の新たな流れが、できるだけ多量に直接
レースウェイ14内部に到達できるようにするために、
更に、ブローパイプ13から噴射される熱風12の流速
を適切に速くすることも、合成樹脂材6が効率よくレー
スウェイ14内部に到達するために重要である。こうす
ることにより、合成樹脂材6をレースウェイ14内部に
効率よく直接到達させることが可能となる。これは、合
成樹脂材6をレースウェイ14内部に効率よく直接到達
させることにより、合成樹脂材6の燃焼効率を向上させ
ると共に、ブローパイプ13内部や羽口11内部におけ
る燃焼を抑制して、ランス1の熱的損傷を防止するため
にも極めて重要な要件であり、本発明の重要な構成要件
の一つである。The tuyere 11 of the blast furnace 10 is connected to a blow pipe 13 which is a branch pipe for blowing hot air 12 from the tuyere 11 into the furnace.
Is inserted obliquely into the outer peripheral wall of the blow pipe 13, and the tip of the lance 1 is
3 and is mounted so as to be located relatively close to the tuyere 11. The axis 6z in the direction in which the synthetic resin material 6 is ejected from the ejection port 6b does not collide with any of the inner wall surface of the blow pipe 13 and the inner wall surface of the tuyere 11 on the way. It is important that the vehicle is configured so as to be directed toward the inside of the raceway 14 formed forward. Here, the spout 6b
Oxygen or oxygen-enriched air 7 is injected from the injection port 7b with respect to the flow of the synthetic resin material 6 injected from the above, and the synthetic resin material 6 becomes a mixed fluid with the oxygen or oxygen-enriched air 7 In order to allow a new flow of the synthetic resin material 6 to reach the inside of the raceway 14 as much as possible directly,
Further, it is important to appropriately increase the flow velocity of the hot air 12 injected from the blow pipe 13 so that the synthetic resin material 6 efficiently reaches the inside of the raceway 14. This makes it possible for the synthetic resin material 6 to directly reach the inside of the raceway 14 efficiently. This is because the synthetic resin material 6 efficiently and directly reaches the inside of the raceway 14, thereby improving the combustion efficiency of the synthetic resin material 6 and suppressing the combustion inside the blow pipe 13 and the inside of the tuyere 11. This is an extremely important requirement for preventing thermal damage to the device, and is one of the important components of the present invention.
【0022】酸素又は酸素富化空気7がその噴出口7b
から噴出する方向の軸線7zは、上述した合成樹脂材6
がその噴出口6bから噴出する方向の軸線6zと、ラン
ス前方で交叉するようになっている。ここで、ランス1
内の酸素又は酸素富化空気7の流路は、螺旋状に形成さ
れているので、酸素又は酸素富化空気7の管周方向に対
する流速分布が均一になると共に、酸素又は酸素富化空
気7の噴出流に旋回エネルギーが付与されるので、合成
樹脂材6との混合度が向上する。その結果、合成樹脂材
6のレースウェイ14内における燃焼率が一層向上す
る。Oxygen or oxygen-enriched air 7 has its jet port 7b
The axis 7z in the direction of jetting from
Intersects the axis 6z in the direction of jetting from the jet port 6b in front of the lance. Where lance 1
Since the flow path of the oxygen or oxygen-enriched air 7 in the inside is formed in a spiral shape, the flow velocity distribution of the oxygen or oxygen-enriched air 7 in the pipe circumferential direction becomes uniform, and the oxygen or oxygen-enriched air 7 Since the swirling energy is applied to the jet flow of, the degree of mixing with the synthetic resin material 6 is improved. As a result, the burning rate of the synthetic resin material 6 in the raceway 14 is further improved.
【0023】次に、第2の管(3)と第4の管(5)と
は、ランス1の先端近傍において、冷却用流体9が、第
3の管(4)の先端部で折り返しができるように構成さ
れている。例えば、図1及び図3に示すように、第2の
管(3)の先端近傍外周面部と、第4の管(5)の先端
とが、流路端面部材15の介在による溶接接合等によ
り、冷却用流体の折返し水路に形成されている。そし
て、冷却用ジャケットとしては、二重管式の水冷構造と
なっている。Next, in the second tube (3) and the fourth tube (5), near the tip of the lance 1, the cooling fluid 9 is folded back at the tip of the third tube (4). It is configured to be able to. For example, as shown in FIGS. 1 and 3, the outer peripheral portion near the distal end of the second pipe (3) and the distal end of the fourth pipe (5) are welded by the interposition of the flow path end surface member 15 or the like. , Formed in a folded water channel of the cooling fluid. The cooling jacket has a double-pipe water cooling structure.
【0024】さて、図1及び図3の例では、第3の管
(4)は第2の管(3)及び第4の管(5)より短くな
っており、折返し水路の位置よりも先端側の第2の管
(3)の外周表面は、耐火材料16で被覆されている。
このように、第1及び第2の管の先端部を、折返し水路
の位置よりも前方に突き出させた構造にすることによ
り、羽口11の出口中心点の方向に、合成樹脂材6及び
酸素又は酸素富化空気7の噴出方向を向けるために、当
該突出させた管体部分を湾曲させるのに好都合となる。
従って、上記湾曲度はブローパイプ13の内径と上記両
噴出口6b及び7bの配設位置に応じて、適宜選定すべ
きである。但し、噴出口6bから噴射された合成樹脂材
6と噴射口7bから噴射された酸素又は酸素富化空気7
の流れとの混合流体の新たな流れが、ブローバイプ13
の内面や羽口11の内面に衝突することなく直接レース
ウェイ14内部に到達できるように設計すれば、必ずし
も上記の突出させた管体部分を湾曲させる必要はない。In the example of FIGS. 1 and 3, the third pipe (4) is shorter than the second pipe (3) and the fourth pipe (5). The outer peripheral surface of the second tube (3) on the side is coated with a refractory material 16.
In this way, by making the tip portions of the first and second pipes project forward from the position of the folded water channel, the synthetic resin material 6 and the oxygen Alternatively, it is convenient to curve the protruding tube portion so as to direct the jet direction of the oxygen-enriched air 7.
Therefore, the degree of curvature should be appropriately selected according to the inner diameter of the blow pipe 13 and the positions of the two jet ports 6b and 7b. However, the synthetic resin material 6 injected from the injection port 6b and the oxygen or oxygen-enriched air 7 injected from the injection port 7b
A new flow of the mixed fluid with the flow of
If it is designed such that it can directly reach the inside of the raceway 14 without colliding with the inner surface of the tuyere or the inner surface of the tuyere 11, it is not always necessary to curve the protruding tube portion.
【0025】なお、上記耐火材料16としては、キャス
タブル耐火物やモルタル等の不定形耐火物、あるいは、
セラミックファイバーブランケット等の耐火物織布等が
適しており、特に、高温における熱衝撃に耐え得るもの
が望ましい。ここで、折返し水路の先端からランス1の
先端までの距離Lは、冷却用流体による冷却効果が低下
ないし消失するので、この範囲には十分な耐火材料被覆
層を施工することが重要である。上記冷却効果の低下す
る範囲長としては、例えば200mm程度以下とするこ
とが好ましい。The refractory material 16 may be a castable refractory, an amorphous refractory such as mortar, or a refractory material.
A refractory woven fabric such as a ceramic fiber blanket or the like is suitable. In particular, a material that can withstand thermal shock at high temperatures is desirable. Here, the distance L from the end of the folded water channel to the end of the lance 1 is such that the cooling effect by the cooling fluid is reduced or lost, so it is important to apply a sufficient refractory material coating layer in this range. The range length at which the cooling effect is reduced is preferably, for example, about 200 mm or less.
【0026】一方、ランス1の後端部1a側には、冷却
用流体9の導入口9a及び排出口9bが設けられてい
る。なお、ランス1の後端部1a側には、第1及び第2
の管のそれぞれに、合成樹脂材6の供給口6a、及び酸
素又は酸素富化空気7の供給口7aが設けられている。On the other hand, on the rear end 1a side of the lance 1, an inlet 9a and an outlet 9b for the cooling fluid 9 are provided. The first and second lances 1 are provided on the rear end 1a side.
In each of the pipes, a supply port 6a for the synthetic resin material 6 and a supply port 7a for the oxygen or oxygen-enriched air 7 are provided.
【0027】酸素又は酸素富化空気7の流路の形状に関
して、前述した螺旋状の仕切り壁8による螺旋状流路を
形成させる範囲は、螺旋形状にした場合の上述した作用
・効果を十分発揮させ得ることが重要である。その観点
より、特にランス先端部1bの熱負荷の大きい領域に設
置することが好ましいのであるが、他方、酸素又は酸素
富化空気7の噴出口7bから噴射されるガス流速を管周
方向で均一化するために、当該噴射口7bから50mm
程度の範囲は設置しない方が好ましい。Regarding the shape of the flow path of the oxygen or oxygen-enriched air 7, the range in which the spiral flow path is formed by the above-mentioned spiral partition wall 8 can sufficiently exhibit the above-described functions and effects when the spiral shape is used. It is important to be able to do so. From this viewpoint, it is particularly preferable to install the lance in the region where the heat load is large at the tip portion 1b. 50 mm from the injection port 7b
It is preferable not to set the range of the degree.
【0028】なお、図1の実施例は、螺旋状の仕切り壁
8が1本(1条)の場合であるが、適宜複数本の仕切り
壁8を互いに沿って設置してもよい。Although the embodiment shown in FIG. 1 has a single spiral partition wall 8 (one section), a plurality of partition walls 8 may be appropriately arranged along each other.
【0029】上述した竪型冶金炉への合成樹脂材吹込み
用ランス1は、例えば図2の高炉10で使用する場合に
ついて示したように、下部側壁の羽口11に接続するブ
ローパイプ13に取り付けて使用する。実用高炉の場
合、羽口11の数は高炉の規模に応じて通常20〜50
個程度設けられており、各羽口11のブローパイプ13
に対して、合成樹脂材吹込み用ランス1を1〜2本程度
を装着することができる。なお、図2は、本発明に係る
合成樹脂材吹込み用ランス1を、高炉10のブローパイ
プ13に1本装着した例を示す概念図であり、高炉設備
の詳細構造は省略してある。The lance 1 for injecting the synthetic resin material into the vertical metallurgical furnace described above is connected to a blow pipe 13 connected to a tuyere 11 on the lower side wall, as shown in the case of using the blast furnace 10 in FIG. 2, for example. Attach and use. In the case of a practical blast furnace, the number of tuyere 11 is usually 20 to 50 depending on the scale of the blast furnace.
The blow pipes 13 of each tuyere 11 are provided.
On the other hand, about one or two synthetic resin material blowing lances 1 can be mounted. FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example in which one synthetic resin material blowing lance 1 according to the present invention is mounted on a blow pipe 13 of a blast furnace 10, and the detailed structure of the blast furnace equipment is omitted.
【0030】本発明に係る竪型冶金炉への合成樹脂材吹
込み用ランスは、図1及び図3により説明した、多重管
構造のランスに制限する必要はなく、上述した機能及び
性能を発揮するものであればよい。即ち、竪型冶金炉の
羽口に取り付けられたブローパイプに挿入して装着さ
れ、合成樹脂材と酸素又は酸素富化空気とを吹き込むた
めのランスであって、そのランス先端の径方向の中央部
に合成樹脂材の噴出口が設けられており、その外周部に
酸素又は酸素富化空気の噴出口が設けられていること、
そして酸素又は酸素富化空気の流路構成体の外周面に、
冷却水等の冷却用流体のジャケットが設けられているこ
と、そして、ランスから噴出する合成樹脂材流れの軸線
方向が、ブローパイプの内壁面や羽口内壁面と衝突する
ことなく、羽口の前方に形成されるレースウェイ内部に
向かうように構成されており、且つ、酸素又は酸素富化
空気の流路が、ランス長手方向に沿って螺旋状に旋回し
た形態を有すること、このよなものであればよい。な
お、その際、螺旋状の酸素又は酸素富化空気の流路は、
1本に制限される必要はなく、複数本でもその機能が発
揮されるので差し支えない。The lance for injecting the synthetic resin into the vertical metallurgical furnace according to the present invention does not need to be limited to the lance having a multi-tube structure described with reference to FIGS. Anything should do. That is, a lance that is inserted and attached to a blow pipe attached to the tuyere of a vertical metallurgical furnace, and blows a synthetic resin material and oxygen or oxygen-enriched air. Port is provided with a synthetic resin material ejection port, and the outer peripheral portion thereof is provided with an oxygen or oxygen-enriched air ejection port,
And on the outer peripheral surface of the flow path structure of oxygen or oxygen-enriched air,
A jacket for cooling fluid such as cooling water is provided, and the axial direction of the synthetic resin flow ejected from the lance does not collide with the inner wall surface of the blow pipe or the inner wall surface of the tuyere. And the flow path of oxygen or oxygen-enriched air has a form spirally swirled along the longitudinal direction of the lance. I just need. At this time, the spiral oxygen or oxygen-enriched air flow path
It is not necessary to limit the number to one, and the function is exhibited even with a plurality of lines, and there is no problem.
【0031】本発明に係る合成樹脂材吹込み用ランス
は、上述した通りの構造を有するので、大量の合成樹脂
材6の吹込みに伴なう大量の燃焼熱の発生にもかかわら
ず、合成樹脂材吹込み用ランスの熱負荷を軽減して、ラ
ンス先端部の曲がりや溶損を防止することが可能とな
り、炉操業の安定化と長期間の連続操業に寄与する。Since the synthetic resin material blowing lance according to the present invention has the structure as described above, the synthetic lance material is synthesized in spite of the large amount of combustion heat generated by the large amount of synthetic resin material 6 being blown. The heat load on the resin material injection lance can be reduced to prevent bending and melting of the lance tip, thereby contributing to stable furnace operation and long-term continuous operation.
【0032】次に、本発明に係る合成樹脂材吹込みを伴
なう竪型冶金炉による溶銑の製造方法について、その実
施形態を説明する。Next, an embodiment of a method for producing hot metal by a vertical metallurgical furnace with synthetic resin injection according to the present invention will be described.
【0033】上述した本発明に係る竪型冶金炉への合成
樹脂材吹込み用ランスを、当該竪型冶金炉の羽口に取り
付けられたブローパイプに挿入して装着し、炉内へ合成
樹脂材を吹き込みつつ燃焼させ、鉄鉱石の還元製錬ある
いはスクラップ等の溶解・精錬を行なうことにより、所
望の成分組成及び温度を有する溶銑を製造する方法であ
る。この溶銑製造方法の特徴は、第1に、ランスの先端
部径方向の中央から合成樹脂材を噴出させ、その噴出口
の外周部から酸素又は酸素富化空気を噴出させることで
あり、第2は、合成樹脂材を羽口前方に形成されるレー
スウェイ内に効率よく噴射供給することにある。こうし
て、合成樹脂材のをレースウェイ内における燃焼率を向
上させ、当該竪型冶金炉内における合成樹脂材の燃焼効
率を向上させる点にある。従って、また、上述したよう
に、使用する合成樹脂材吹込み用ランスとしては、多重
管構造のものに制限しなくてもよい。The above-mentioned lance for injecting the synthetic resin into the vertical metallurgical furnace according to the present invention is inserted into a blow pipe attached to the tuyere of the vertical metallurgical furnace, and is mounted. This is a method of producing molten iron having a desired composition and temperature by burning and burning a material, and performing reduction smelting of iron ore or melting and refining of scrap or the like. The feature of this hot metal manufacturing method is that firstly, a synthetic resin material is ejected from a radial center of a tip of a lance, and oxygen or oxygen-enriched air is ejected from an outer peripheral portion of the ejection port. The object is to efficiently jet and supply a synthetic resin material into a raceway formed in front of the tuyere. Thus, the present invention is intended to improve the combustion rate of the synthetic resin material in the raceway and improve the combustion efficiency of the synthetic resin material in the vertical metallurgical furnace. Therefore, as described above, the synthetic resin material blowing lance to be used need not be limited to the multi-tube structure.
【0034】ここで、竪型冶金炉としては、高炉、スク
ラップ溶解炉あるいはキュポラ等、鉄鉱石やスクラップ
の製・精錬炉であって、溶銑を製造することが可能な縦
型炉であれば、上記合成樹脂材吹込み用ランスを効果的
に使用することができるので、これに適する。Here, the vertical metallurgical furnace is a blast furnace, a scrap melting furnace or a cupola, etc., which is a furnace for producing or refining iron ore or scrap and is a vertical furnace capable of producing hot metal. The above-mentioned synthetic resin material blowing lance can be used effectively, and is suitable for this.
【0035】また、このように、本発明によれば合成樹
脂材を効率よく炉内での燃焼及び還元反応等に利用する
ことができるので、本発明で使用される合成樹脂材の性
状としては、下記条件を満たすものであれば、その形状
は粉体状、粒状又は細片状、あるいはそれらの混合物の
いずれであっても、本発明の目的が達成され、合成樹脂
材吹込みによる十分な効果が発揮される。即ち、本発明
の実施に使用し得る合成樹脂材は、下記の通りである。
合成樹脂材の種類(成分系):プラスティック成品全般
をさし、主にC、H、Oを主成分とするもの合成樹脂材
の出所及び形態:出所:産業廃棄物、一般廃棄物(主
に家庭から排出されるもの)、形態:塊状、粉体、粒
状体、砕片、細片、フィルム、シート等さまざまで、こ
れらを所定のサイズに前処理したものAs described above, according to the present invention, the synthetic resin material can be efficiently used for combustion in a furnace, a reduction reaction, and the like. As long as it satisfies the following conditions, its shape is powdery, granular or flake-like, or any of the mixtures thereof. The effect is exhibited. That is, synthetic resin materials that can be used in the practice of the present invention are as follows.
Type of synthetic resin material (component system): Overall plastic product, mainly composed mainly of C, H, O Source and form of synthetic resin material: Source: Industrial waste, general waste (mainly What is discharged from homes), Form: Various, such as lump, powder, granular material, crushed pieces, strips, films, sheets, etc., which are pre-processed to a predetermined size
【0036】[0036]
【実施例】実用高炉において、図1〜3に示した態様に
準じて、合成樹脂材の吹込み試験を行なった。合成樹脂
材吹込み用ランス1として、長さ:約2000mm、第
1の管(2)の内径:38.7mm、第4の管(5)の
外径:65mmで、耐火材料:アルミナ系耐火材織布、
厚さ約3mm、被覆範囲長(L):約100mmを施工
した多重管構造の水冷式のランスを用いた。羽口34個
中1個の羽口のブローパイプ13に、上記合成樹脂材吹
込み用ランス1及び微粉炭吹込み用ランスを各1本挿入
して装着した。合成樹脂材として、C、H、Oを主成分
とし、C:50〜90%、H:5〜20%、O:1〜3
0%の廃プラスチックで、発熱量:6000〜1200
0kcal/kg、粒度:1〜10mmの各種使用済み
プラスティックを使用した。表1に、操業条件及び合成
樹脂材吹込み条件を示す。EXAMPLE In a practical blast furnace, a blowing test of a synthetic resin material was performed in accordance with the embodiment shown in FIGS. The synthetic resin injection lance 1 has a length of about 2000 mm, an inner diameter of the first tube (2): 38.7 mm, and an outer diameter of the fourth tube (5): 65 mm. Woven fabric,
A water-cooled lance having a multiple pipe structure and having a thickness of about 3 mm and a coating range length (L) of about 100 mm was used. The synthetic resin material blowing lance 1 and the pulverized coal blowing lance were each inserted and attached to the blow pipe 13 of one of the 34 tuyeres. As a synthetic resin material, C, H, and O as main components, C: 50 to 90%, H: 5 to 20%, and O: 1 to 3
0% waste plastic, calorific value: 6000-1200
Various used plastics having 0 kcal / kg and a particle size of 1 to 10 mm were used. Table 1 shows operating conditions and synthetic resin material blowing conditions.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】試験の結果、この合成樹脂材吹込み用ラン
ス1本当たりの合成樹脂材の吹込み量を、溶銑1トン当
たりに換算して、200kgまで高めることができ、ラ
ンスに起因する操業トラブルを引き起こすことなく、し
かも、合成樹脂材に由来する未燃チャーを炉外へ排出す
ることなく、高炉の休風から休風までの期間、安定した
高炉操業を行なうことができた。As a result of the test, the amount of synthetic resin injected per lance for injecting the synthetic resin can be increased to 200 kg in terms of one ton of hot metal, and operation troubles caused by the lance can be increased. And the stable operation of the blast furnace was able to be performed during the period from when the blast furnace was cut off to when it was cut off without discharging unburned char derived from the synthetic resin material to the outside of the furnace.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明によれば、大量の合成樹脂材の燃
焼熱にもかかわらず、ランス先端部の熱負荷を低減する
ことが可能となり、ランス先端部の曲りや溶損を抑える
ことができるので、ランス寿命の延長化が達成される。
しかも、合成樹脂材のレースウェイ内における燃焼率
を、微粉炭の燃焼率よりも著しく高めることが可能とな
るので、合成樹脂材吹込みによる燃料置換率、例えば、
高炉におけるコークス置換率の高位安定化が可能とな
り、安定した竪型冶金炉の操業が可能となる。かかる竪
型冶金炉への合成樹脂材吹込み用ランス、及び合成樹脂
材吹込みを伴なう竪型冶金炉による溶銑の製造方法を提
供することができ、工業上有用な効果がもたらされる。According to the present invention, it is possible to reduce the heat load at the tip of the lance despite the heat of combustion of a large amount of synthetic resin material, and to suppress the bending and melting of the tip of the lance. As a result, extension of the lance life is achieved.
Moreover, since the burning rate of the synthetic resin material in the raceway can be significantly higher than the burning rate of pulverized coal, the fuel replacement rate due to the injection of the synthetic resin material, for example,
The coke replacement ratio in the blast furnace can be stabilized at a high level, and the operation of the vertical metallurgical furnace can be stabilized. A lance for injecting a synthetic resin material into such a vertical metallurgical furnace, and a method for producing hot metal by a vertical metallurgical furnace accompanied by injection of a synthetic resin material can be provided, and industrially useful effects can be obtained.
【図1】本発明に係る合成樹脂材吹込み用ランスの1例
を示す概略縦断面図である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing one example of a synthetic resin material blowing lance according to the present invention.
【図2】本発明に係る高炉内への合成樹脂材吹込み操業
の概略フロ図である。FIG. 2 is a schematic flowchart of a synthetic resin material blowing operation into a blast furnace according to the present invention.
【図3】羽口部に設けられた合成樹脂材吹込み用ランス
の装着状態と合成樹脂材の噴出方向及び炉内への吹込み
方向を説明する図である。FIG. 3 is a view for explaining a mounting state of a synthetic resin material blowing lance provided in the tuyere, a direction in which the synthetic resin material is ejected, and a direction in which the synthetic resin material is blown into the furnace.
【符号の説明】 1 合成樹脂材吹込み用ランス 1a ランス後端部 1b ランス先端部 2 第1の管 3 第2の管 4 第3の管 5 第4の管 6 合成樹脂材 6a 合成樹脂材の供給口 6b 噴出口(合成樹脂材) 6z 軸線(合成樹脂材の噴出方向) 7 酸素又は酸素富化空気 7a 酸素又は酸素富化空気の供給口 7b 噴出口(酸素又は酸素富化空気) 7z 軸線(酸素又は酸素富化空気の噴出方向) 8 仕切り壁(螺旋状) 9 冷却用流体 9a 冷却用流体の導入口 9b 冷却用流体の排出口 10 高炉 11 11 12 熱風 13 ブローパイプ 14 レースウェイ 15 流路端面部材 16 耐火材料 17 炉口 18 出銑滓口 L 折返し水路の先端からランス先端までの距離[Description of Signs] 1 Synthetic resin material lance 1a Lance rear end 1b Lance tip 2 First tube 3 Second tube 4 Third tube 5 Fourth tube 6 Synthetic resin material 6a Synthetic resin material 6b Spout port (synthetic resin material) 6z Axis (synthetic resin material spouting direction) 7 Oxygen or oxygen-enriched air 7a Oxygen or oxygen-enriched air supply port 7b Spout port (oxygen or oxygen-enriched air) 7z Axis (injection direction of oxygen or oxygen-enriched air) 8 Partition wall (spiral) 9 Cooling fluid 9a Cooling fluid inlet 9b Cooling fluid outlet 10 Blast furnace 11 11 12 Hot air 13 Blow pipe 14 Raceway 15 Channel end face member 16 Refractory material 17 Furnace opening 18 Tapping hole L Distance from tip of folded water channel to tip of lance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹生 博 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K012 BE01 BE08 BE09 4K015 AD02 AD03 FC03 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Takeo 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. F-term (reference) 4K012 BE01 BE08 BE09 4K015 AD02 AD03 FC03
Claims (6)
ーパイプに挿入して装着され、当該竪型冶金炉炉内に合
成樹脂材と酸素又は酸素富化空気とを吹き込むためのラ
ンスであって、当該ランス先端の径方向中央部に前記合
成樹脂材の噴出口が設けられ、当該合成樹脂材噴出口の
外周部に前記酸素又は酸素富化空気の噴出口が設けら
れ、そして、当該酸素又は酸素富化空気噴出口への当該
酸素又は酸素富化空気の導入流路構成体の外周面に、冷
却用流体のジャケットが設けられている合成樹脂材吹込
みランスを構成し、 前記合成樹脂材噴出口における当該合成樹脂材の噴出方
向軸線が、前記ブローパイプの内壁面及び前記羽口内壁
面のいずれとも衝突することなく、前記竪型冶金炉羽口
の前方に形成されるレースウェイ内部に向かう方向に構
成され、且つ、前記酸素又は酸素富化空気の導入流路
は、進行方向が当該酸素又は酸素富化空気の流れ方向に
向いた螺旋状に形成された1本ないし2本以上の流路で
構成されていることを特徴とする、竪型冶金炉への合成
樹脂材吹込み用ランス。1. A lance for injecting a synthetic resin material and oxygen or oxygen-enriched air into the vertical metallurgical furnace by being inserted into and attached to a blow pipe attached to the tuyere of the vertical metallurgical furnace. In addition, a jet port of the synthetic resin material is provided at a radially central portion of the lance tip, and a jet port of the oxygen or oxygen-enriched air is provided at an outer peripheral portion of the synthetic resin material jet port. An oxygen or oxygen-enriched air injection port is configured to form a synthetic resin material injection lance provided with a cooling fluid jacket on the outer peripheral surface of the oxygen or oxygen-enriched air introduction flow path structure, A raceway formed in front of the vertical metallurgical furnace tuyere without the injection direction axis of the synthetic resin material at the resin material spout colliding with any of the inner wall surface of the blow pipe and the tuyere inner wall surface. In the direction toward The introduction flow path for the oxygen or oxygen-enriched air is composed of one or more flow paths formed in a spiral shape whose traveling direction is oriented in the flow direction of the oxygen or oxygen-enriched air. A lance for injecting a synthetic resin material into a vertical metallurgical furnace.
いて、前記合成樹脂材の噴出口への当該合成樹脂材の導
入流路は、当該多重管の最内部配設管で構成され、当該
合成樹脂材の噴出口は、当該最内部配設管の先端口で構
成されており、そして、 前記酸素又は酸素富化空気の噴出口への当該酸素又は酸
素富化空気の導入流路は、前記最内部配設管とこれの外
周側に隣接する管との間の環状間隙が1筋ないし2筋以
上の螺旋状仕切り壁で仕切られた螺旋状流路で構成さ
れ、当該酸素又は酸素富化空気の噴出口は、当該螺旋状
流路の先端口で構成されていることを特徴とする、請求
項1記載の竪型冶金炉への合成樹脂材吹込み用ランス。2. A main body of the lance is formed of a multi-tube, and a flow passage for introducing the synthetic resin material to the synthetic resin material ejection port is formed of an innermost pipe of the multi-tube. The jet port of the synthetic resin material is formed at a tip end of the innermost installation pipe, and the introduction flow path of the oxygen or oxygen-enriched air to the jet port of the oxygen or oxygen-enriched air is An annular gap between the innermost pipe and a pipe adjacent to the outer peripheral side thereof is constituted by a spiral flow path partitioned by one or two or more spiral partition walls; 2. A lance for injecting a synthetic resin material into a vertical metallurgical furnace according to claim 1, wherein an outlet of the enriched air is formed at a tip end of the spiral flow path.
管及び第4の管の順番で、4本の管が同心円状に設けら
れ、前記第1の管の先端から気送用ガスによって合成樹
脂材が噴射され、当該第1の管と前記第2の管との間隙
の先端から酸素又は酸素富化空気が噴射され、そして、
当該第2の管と前記第3の管との間隙、及び当該第3の
管と前記第4の管との間隙に冷却用流体が互いに逆向き
に流されると共に、当該第3の管の先端部前方が閉塞さ
れて当該第3の管の先端部で当該冷却用流体が折り返し
て流されるように構成されており、更に、前記第1の管
と前記第2の管との間隙に、当該間隙を管長方向に長く
仕切る螺旋状の仕切り壁が設けられて前記酸素又は酸素
富化空気の流路が形成されていることを特徴とする、竪
型冶金炉への合成樹脂材吹込み用ランス。3. A first tube, a second tube, a third tube, and a fourth tube are arranged concentrically from the center side in the order of a first tube, a second tube, a third tube, and a fourth tube. The synthetic resin material is injected by the pneumatic gas, and oxygen or oxygen-enriched air is injected from the tip of the gap between the first tube and the second tube, and
Cooling fluids flow in opposite directions to the gap between the second pipe and the third pipe and the gap between the third pipe and the fourth pipe, and the tip of the third pipe. The front portion of the third tube is closed so that the cooling fluid is turned back and flows at the tip of the third tube, and further, the gap is provided between the first tube and the second tube. A lance for injecting a synthetic resin material into a vertical metallurgical furnace, wherein a spiral partition wall for partitioning the gap long in the pipe length direction is provided to form a flow path for the oxygen or oxygen-enriched air. .
の管の先端よりも前方に突き出しており、当該第2の管
の外周表面が耐火材料により被覆されていることを特徴
とする、請求項3記載の竪型冶金炉への合成樹脂材吹込
み用ランス。4. The tip of said second tube is connected to said third and fourth tubes.
4. A synthetic resin material injection into a vertical metallurgical furnace according to claim 3, wherein said second metal tube protrudes forward from the tip of said tube, and the outer peripheral surface of said second tube is coated with a refractory material. For lance.
ーパイプに挿入して装着されたランスを用い、当該竪型
冶金炉炉内へ合成樹脂材を吹き込みつつ溶銑を製造する
方法において、前記ランスの先端の径方向中央部から前
記合成樹脂材を噴出させ、当該合成樹脂材の噴出口の外
周部から酸素又は酸素富化空気を噴出させることを特徴
とする、合成樹脂材の吹込みを伴なう竪型冶金炉による
溶銑の製造方法。5. A method for producing hot metal while blowing a synthetic resin material into a vertical metallurgical furnace using a lance inserted into and attached to a blow pipe attached to a tuyere of the vertical metallurgical furnace, Injecting the synthetic resin material, wherein the synthetic resin material is ejected from a radially central portion of a tip of the lance, and oxygen or oxygen-enriched air is ejected from an outer peripheral portion of an outlet of the synthetic resin material. Of hot metal production using a vertical metallurgical furnace with
パイプに挿入して装着されたランスを用い、当該竪型冶
金炉炉内へ合成樹脂材を吹き込みつつ溶銑を製造する方
法において、前記合成樹脂材の吹込みに用いるランスと
して、請求項1から請求項4までのいずれかに記載の竪
型冶金炉への合成樹脂材吹込み用ランスを用いて、前記
ランスの先端の径方向中央部から前記合成樹脂材を噴出
させ、当該合成樹脂材の噴出口の外周部から酸素又は酸
素富化空気を噴出させ、且つ、当該合成樹脂材の形態と
して、粉体状、粒状及び細片状から選ばれた1つ以上の
形態の合成樹脂材を吹込むことを特徴とする、竪型冶金
炉への合成樹脂材の吹込みを伴なう竪型冶金炉による溶
銑の製造方法。6. A method for producing hot metal while blowing a synthetic resin material into a vertical metallurgical furnace using a lance inserted into and attached to a blow pipe attached to a tuyere of the vertical metallurgical furnace, A lance for blowing the synthetic resin material into the vertical metallurgical furnace according to any one of claims 1 to 4, wherein the lance is used for blowing the synthetic resin material. The synthetic resin material is ejected from a central portion, and oxygen or oxygen-enriched air is ejected from an outer peripheral portion of an outlet of the synthetic resin material, and the form of the synthetic resin material is powder, granule, and fine particles. A method for producing hot metal by a vertical metallurgical furnace accompanied by blowing a synthetic resin material into a vertical metallurgical furnace, characterized by injecting one or more forms of synthetic resin material selected from shapes.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006312756A (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Jfe Steel Kk | Injection lance for gaseous reducing material, blast furnace and blast furnace operation method |
RU2491351C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-08-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method to prepare air tuyere of blast furnace for operation and its installation |
JP2014185374A (en) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Kurimoto Ltd | Tuyere structure for melting furnace |
CN105927575A (en) * | 2016-06-15 | 2016-09-07 | 江苏永钢集团有限公司 | Oxygen enriched air blast system in front of blast furnace blower |
CN114410865A (en) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 济南荣庆节能技术有限公司 | Method for blowing oxygen to lower part of furnace hearth center by using blast furnace tuyere position |
-
2000
- 2000-06-06 JP JP2000169258A patent/JP2001348605A/en active Pending
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