高爐操作方法以及管束式噴槍的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠兼得冷卻能力的提高與燃燒性的提高而不增大噴槍的外徑，以及針對(duì)還原材料單耗的降低有效的高爐的操作方法以及實(shí)施該方法時(shí)所使用的管束式噴槍。在使用噴槍從風(fēng)口向爐內(nèi)至少吹入固體還原材料的高爐操作方法中，在向高爐的爐內(nèi)僅吹入固體還原材料、同時(shí)吹入固體還原材料與助燃性氣體這2種、或同時(shí)吹入固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料這3種時(shí)，使用將并列的多個(gè)吹入管束起并將其收納于噴槍主管內(nèi)而構(gòu)成的管束式噴槍，通過任意的上述吹入管吹入該固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料。
【專利說明】高爐操作方法以及管束式噴槍

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在通過從高爐的風(fēng)口向爐內(nèi)吹入助燃性氣體和微粉炭等固體還原材料、LNG (Liquefied Natural Gas:液化天然氣)等氣體還原材料使燃燒溫度上升來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率的提高、還原材料單耗的降低上有效的高爐的操作方法以及實(shí)施該方法時(shí)所使用的管束式噴槍。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，二氧化碳?xì)怏w排出量的增加導(dǎo)致的全球變暖成為問題，該問題在制鐵業(yè)也成為很大的課題。針對(duì)該課題，在最近的高爐中，低還原材料比(Reduct1n AgentRat1，每It生鐵的從風(fēng)口吹入的還原材料量與從爐頂裝入的焦炭量的總量)操作受到推動(dòng)。高爐主要以焦炭以及微粉炭為還原材料來使用。因此，為了實(shí)現(xiàn)低還原材料比操作、進(jìn)而抑制二氧化碳?xì)怏w排出量，用廢塑料、LNG、重油等含氫率高的還原材料來置換焦炭等的方法等是有效的。
[0003]下述專利文獻(xiàn)I公開了一種方法，即通過使用多個(gè)噴槍將固體還原材料、氣體還原材料以及助燃性氣體從各噴槍吹入來促進(jìn)固體還原材料的升溫，從而提高燃燒效率，進(jìn)而抑制未燃粉、焦炭粉的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)通氣的改善，從而降低還原材料比的方法。另外，下述專利文獻(xiàn)2公開了一項(xiàng)技術(shù)，S卩，將噴槍設(shè)計(jì)為同心多重管式，從內(nèi)管吹入助燃性氣體，從內(nèi)管與外管之間吹入氣體還原材料和固體還原材料的技術(shù)。另外，下述專利文獻(xiàn)3提出一種在噴槍主管的外圍并列地配置多個(gè)小徑管的方案。并且，下述專利文獻(xiàn)4公開了一種多管噴嘴，即在向熔融還原爐吹入助燃性氣體和燃料的情況下，將多個(gè)吹入管平行地分離配置于燃料供給管的外側(cè)，從而即便一個(gè)噴嘴損耗也總是能夠維持助燃性氣體與燃料的混合狀態(tài)的多管噴嘴。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-162038號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-174171號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)3:日本特開平11-12613號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)4:日本實(shí)開平3-38344號(hào)公報(bào)
[0008]對(duì)上述專利文獻(xiàn)I所記載的高爐操作方法而言，在還吹入氣體還原材料的點(diǎn)上，與從風(fēng)口僅吹入固體還原材料(微粉炭)的方法相比，在燃燒溫度的提高、還原材料單耗的降低上有效果，但僅依靠吹入位置的調(diào)整，效果是不充分的。另外，由于上述專利文獻(xiàn)2所公開的多重管噴槍需要進(jìn)行噴槍的冷卻，所以必須加快外側(cè)的吹入速度。因此，不得不縮小內(nèi)管與外環(huán)狀管的間隙，從而無法使規(guī)定的氣體量流通，存在無法獲得需要的燃燒性的擔(dān)憂。并且，若欲兼得氣體量與流速，則不得不增大噴槍直徑，從而導(dǎo)致來自風(fēng)管的送風(fēng)量的降低。其結(jié)果是，出鐵量降低，伴隨著噴槍插入口的直徑變大，周邊耐火物的破損風(fēng)險(xiǎn)也升尚O
[0009]另外，上述專利文獻(xiàn)3所記載的技術(shù)使用在主管的周圍配置有多個(gè)小徑管的噴槍，因此不僅存在因冷卻能力的降低導(dǎo)致的小徑管閉塞的風(fēng)險(xiǎn)升高的問題，還存在噴槍的加工成本升高的問題。另外，在該技術(shù)中，從中途開始將多重管變?yōu)椴⒘泄?，因此存在壓力損失和直徑變大的問題。
[0010]另外，如上所述，對(duì)高爐而言，從風(fēng)口還送入熱風(fēng)，但由于該熱風(fēng)，固體還原材料、助燃性氣體也被吹入爐內(nèi)。此時(shí)，在專利文獻(xiàn)4所記載的噴槍中，使用同心二重管噴槍吹入固體還原材料與助燃性氣體，但此時(shí)，除該二重管噴槍之外，還與它們并列地配置有吹入氣體還原材料的單管噴槍。對(duì)該噴槍而言，該噴槍相對(duì)于送風(fēng)管以及風(fēng)口的截面積的專有面積大，從而導(dǎo)致因送風(fēng)壓力的增加而引起的運(yùn)轉(zhuǎn)成本的增加、或設(shè)置于風(fēng)口的背面的爐內(nèi)監(jiān)視窗的視野減少。另外，將噴槍插入風(fēng)管的部分(引導(dǎo)管)大徑化，由此引導(dǎo)管部與風(fēng)管的粘合面減少，從而存在容易產(chǎn)生引導(dǎo)管部的剝離的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于，提供能夠兼得冷卻能力的提高與燃燒性的提高而不增大噴槍的外徑，以及針對(duì)還原材料單耗的降低有效的高爐的操作方法以及實(shí)施該方法時(shí)所使用的管束式噴槍。
[0012]為了解決上述課題，本發(fā)明的高爐操作方法使用噴槍至少將固體還原材料從風(fēng)口吹入爐內(nèi)，所述高爐操作方法的特征在于，在向高爐的爐內(nèi)僅吹入固體還原材料、同時(shí)吹入固體還原材料與助燃性氣體這2種、或同時(shí)吹入固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料這3種時(shí)，使用將多個(gè)吹入管并列并束起并將其收納于噴槍主管內(nèi)而構(gòu)成的管束式噴槍，通過任意的上述吹入管吹入該固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料。
[0013]在本發(fā)明的高爐操作方法中，更優(yōu)選的解決方法有:
[0014](I)上述固體還原材料由高揮發(fā)成分微粉炭與低揮發(fā)成分微粉炭中的任I種或2種構(gòu)成，
[0015](2)上述助燃性氣體是氧氣和富氧空氣中的任一種，
[0016](3)上述氣體還原材料是LNG、城市燃?xì)?、丙烷氣體、氫煉鐵廠產(chǎn)生氣體和頁巖氣體的任一種，
[0017](4)在作為固體還原材料而吹入高揮發(fā)成分微粉炭與低揮發(fā)成分微粉炭的情況下，使高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?100mm，
[0018](5)在同時(shí)吹入高揮發(fā)成分微粉炭、低揮發(fā)成分微粉炭和氧氣的情況下，使高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)
0?200mm，
[0019](6)在同時(shí)吹入氣體還原材料與固體還原材料的情況下，使用上述管束式噴槍，并使氣體還原材料用吹入管的前端相對(duì)于固體還原材料用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)
1?100mm，
[0020](7)在同時(shí)吹入氣體還原材料、固體還原材料和氧氣的情況下，使用上述管束式噴槍，并使氣體還原材料用吹入管的前端相對(duì)于固體還原材料用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)I?200mm，
[0021](8)在同時(shí)吹入固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料的情況下，使用將相對(duì)于固體還原材料用吹入管而言的其他的吹入管纏繞于該固體還原材料用吹入管而與該固體還原材料用吹入管成為一體的管束式噴槍。
[0022]另外，本發(fā)明還提出一種管束式噴槍，其從高爐的風(fēng)口向爐內(nèi)吹入固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料的任一種以上，其特征在于，該管束式噴槍將并列狀態(tài)的多個(gè)吹入管束起并將其收納于噴槍主管內(nèi)而構(gòu)成。
[0023]在本發(fā)明的管束式噴槍中，更優(yōu)選的解決方法有:
[0024](I)上述固體還原材料由高揮發(fā)成分微粉炭與低揮發(fā)成分微粉炭的任I種或2種構(gòu)成，
[0025](2)上述助燃性氣體是氧氣和富氧空氣中的任一種，
[0026](3)上述氣體還原材料是LNG、城市燃?xì)?、丙烷氣體、氫煉鐵廠產(chǎn)生氣體和頁巖氣體中的任一種，
[0027](4)對(duì)于作為固體還原材料而吹入高揮發(fā)成分微粉炭與低揮發(fā)成分微粉炭的噴槍而言，高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?100mm，
[0028](5)對(duì)于作為固體還原材料而同時(shí)吹入高揮發(fā)成分微粉炭、低揮發(fā)成分微粉炭和氧氣的噴槍而言，高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?200mm，
[0029](6)對(duì)于同時(shí)吹入氣體還原材料與固體還原材料的噴槍而言，氣體還原材料用吹入管的前端相對(duì)于固體還原材料用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?100mm，
[0030](7)對(duì)于同時(shí)吹入氣體還原材料、固體還原材料和氧氣的噴槍而言，氣體還原材料用吹入管的前端相對(duì)于固體還原材料用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?200mm，
[0031](8)上述吹入管的內(nèi)徑為6_以上、且30_以下，
[0032](9)上述吹入管具有助燃性氣體的吹入流與固體還原材料的吹入流碰撞的前端構(gòu)造，
[0033](10)助燃性氣體用吹入管在前端部具有縮徑部，
[0034](11)上述縮徑部具有助燃性氣體的吹入速度成為20?200m/s的直徑，
[0035](12)上述吹入管具有前端被斜著切除或前端被彎曲的構(gòu)造，
[0036](13)對(duì)于同時(shí)吹入固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料的噴槍而言，將相對(duì)于固體還原材料用吹入管而言的其他的吹入管纏繞于該固體還原材料用吹入管而與該固體還原材料用吹入管構(gòu)成一體。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，在利用噴槍將固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料向爐內(nèi)的吹入中，使用將多個(gè)吹入管以并列狀態(tài)束起而一體化、并將其收納于噴槍主管內(nèi)的構(gòu)造的管束式噴槍，從而不會(huì)增大噴槍主管的外徑，并且能夠使吹入管彼此處于獨(dú)立的狀態(tài)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻能力的提高與燃燒性的提高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)還原材料單耗的降低。
[0038]另外，根據(jù)本發(fā)明，由于使用固體還原材料用吹入管以及其他吹入管并列在一塊，另外以一部分纏繞的狀態(tài)成為一體的管束式噴槍，所以氣體還原材料流與助燃性氣體流以并列或旋轉(zhuǎn)的方式在固體還原材料流的周圍流動(dòng)，因此能夠使固體還原材料擴(kuò)散的同時(shí)將其吹入。因此，固體還原材料的燃燒率進(jìn)一步提高。
[0039]另外，根據(jù)本發(fā)明，由于在助燃性氣體用吹入管的前端部設(shè)置有縮徑部，所以能夠容易地調(diào)整助燃性氣體的吹入流速。
[0040]另外，根據(jù)本發(fā)明，在從管束式噴槍同時(shí)吹入高揮發(fā)成分微粉炭、低揮發(fā)成分微粉炭甚至氧氣的情況下，高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端設(shè)定于比低揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端靠送風(fēng)的上游側(cè)O到10mm或200mm，從而能夠進(jìn)一步提高燃燒性。
[0041]另外，根據(jù)本發(fā)明，在經(jīng)由管束式噴槍向爐內(nèi)同時(shí)吹入固體還原材料以及氣體還原材料甚至氧氣的情況下，氣體還原材料用吹入管的前端設(shè)定于比固體還原材料用吹入管的前端靠送風(fēng)的上游側(cè)O到10mm或200mm，從而能夠進(jìn)一步提高燃燒性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1是示出高爐的一實(shí)施方式的縱剖視圖。
[0043]圖2是從噴槍向高爐的爐內(nèi)僅吹入微粉炭時(shí)的燃燒狀態(tài)的說明圖。
[0044]圖3是僅吹入微粉炭時(shí)的燃燒機(jī)理的說明圖。
[0045]圖4是吹入微粉炭、LNG和氧氣時(shí)的燃燒機(jī)理的說明圖。
[0046]圖5是燃燒實(shí)驗(yàn)裝置的概要圖。
[0047]圖6是噴槍內(nèi)的吹入管的說明圖。
[0048]圖7是本發(fā)明所涉及的管束式噴槍的外觀圖以及配置圖。
[0049]圖8是示出本發(fā)明所涉及的管束式噴槍的其他例的外觀圖。
[0050]圖9是從噴槍吹入的狀態(tài)的說明圖。
[0051]圖10是示出本發(fā)明所涉及的管束式噴槍的其他例的外觀圖。
[0052]圖11是示出本發(fā)明所涉及的管束式噴槍的又一其他例的外觀圖。
[0053]圖12是示出燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果的氧氣流速與燃燒率的關(guān)系的圖表。
[0054]圖13是示出燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果的流速與壓力損失的關(guān)系的圖表。
[0055]圖14是示出燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果的噴槍內(nèi)壓力損失與噴槍表面溫度的關(guān)系的圖表。
[0056]圖15是示出燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果的內(nèi)管的外徑與噴槍的外徑的關(guān)系的圖表。
[0057]圖16是示出噴槍內(nèi)的吹入管的其他例的概要圖。
[0058]圖17是示出噴槍的出口流速與噴槍表面溫度的關(guān)系的圖表。
[0059]圖18是從噴槍吹入的狀態(tài)的概要圖。
[0060]圖19是噴槍的吹入管的前端部的概要圖。
[0061]圖20是示出吹入材料對(duì)燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果(使用高、低揮發(fā)成分微粉炭時(shí))的燃燒率造成的影響的圖表。
[0062]圖21是示出吹入材料對(duì)燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果(同時(shí)吹入微粉炭、LNG和氧氣時(shí))的燃燒率造成的影響的圖表。

【具體實(shí)施方式】
[0063]以下，對(duì)本發(fā)明所涉及的高爐操作方法的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是應(yīng)用本實(shí)施方式的高爐操作方法的高爐I的整體圖。該高爐I在爐腹部配置有風(fēng)口 3，在該風(fēng)口3連接有用于輸送熱風(fēng)的送風(fēng)管2。在該送風(fēng)管2安裝有用于吹入固體燃料等的噴槍4。在爐內(nèi)的位于從風(fēng)口 3的熱風(fēng)排出方向前方的焦炭堆積層部分形成有被稱為風(fēng)口回旋區(qū)(raceway) 5的燃燒空間。鐵液主要在該燃燒空間生成。
[0064]圖2是示意性地示出從上述噴槍4通過風(fēng)口 3向爐內(nèi)僅吹入作為固體還原材料的微粉炭6時(shí)的燃燒狀態(tài)的圖。如該圖所示，從噴槍4通過風(fēng)口 3吹入風(fēng)口回旋區(qū)5內(nèi)的微粉炭6的揮發(fā)成分、固定碳與爐內(nèi)堆積焦炭7 —起燃燒，未完全燃燒而殘留下來的碳與灰分的集合體即燒焦物(char)作為未燃燒焦物8從風(fēng)口回旋區(qū)5排出。此外，該熱風(fēng)在上述風(fēng)口3的熱風(fēng)排出方向的前方處的速度大約為200m/sec。另一方面，從噴槍4的前端部至風(fēng)口回旋區(qū)5內(nèi)的距離即O2所存在的區(qū)域大約為0.3?0.5m。因此，吹入微粉炭粒子的升溫、該微粉炭與O2的接觸(分散性)實(shí)際需要在1/1000秒這么短的時(shí)間內(nèi)反應(yīng)。
[0065]圖3是示出經(jīng)由噴槍4向送風(fēng)管2內(nèi)僅吹入微粉炭(PC:Pulverized Coal) 6的情況的燃燒機(jī)理的圖。對(duì)從上述風(fēng)口 3向風(fēng)口回旋區(qū)5內(nèi)吹入的微粉炭6而言，粒子被來自風(fēng)口回旋區(qū)5內(nèi)的火焰的輻射導(dǎo)熱而被加熱，進(jìn)而溫度因輻射導(dǎo)熱、傳導(dǎo)導(dǎo)熱而急劇上升，從升溫至300°C以上的時(shí)刻開始熱分解，揮發(fā)成分著火而燃燒(形成火焰)，從而達(dá)到1400?1700°C的溫度。釋放出揮發(fā)成分的微粉炭變?yōu)樯鲜鑫慈紵刮?。該燒焦物8主要由固定碳構(gòu)成，因此與上述燃燒反應(yīng)一起還發(fā)生碳溶解反應(yīng)。
[0066]圖4示出從噴槍4向送風(fēng)管2內(nèi)與微粉炭6 —起吹入LNG9及氧氣(氧氣未圖示)的情況的燃燒機(jī)理。同時(shí)吹入微粉炭6、LNG9、氧氣是表示單純地平行吹入的情況。此外，圖中的雙點(diǎn)劃線表示圖3所示的僅吹入微粉炭的情況的燃燒溫度。在像這樣同時(shí)吹入微粉炭、LNG以及氧氣的情況下，認(rèn)為微粉炭伴隨著氣體的擴(kuò)散而分散，LNG通過LNG與O2的接觸而燃燒，微粉炭因該燃燒熱而迅速加熱、升溫，由此微粉炭在靠近噴槍的位置燃燒。
[0067]發(fā)明人們?yōu)榱舜_認(rèn)上述見解，使用以圖5所示的高爐為模型的燃燒實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了燃燒實(shí)驗(yàn)。對(duì)在該實(shí)驗(yàn)裝置中所使用的實(shí)驗(yàn)爐11內(nèi)而言，在內(nèi)部填充有焦炭，并能夠從觀察窗觀察風(fēng)口回旋區(qū)15的內(nèi)部。而且，在該實(shí)驗(yàn)裝置安裝有送風(fēng)管12，從而能夠經(jīng)由該送風(fēng)管12將在外部的燃燒器13產(chǎn)生的熱風(fēng)送至實(shí)驗(yàn)爐11內(nèi)。另外，在該送風(fēng)管12內(nèi)插入有噴槍4。而且，利用該送風(fēng)管12，還能實(shí)現(xiàn)送風(fēng)中的富氧化。此外，噴槍4能夠通過送風(fēng)管12內(nèi)向?qū)嶒?yàn)爐11內(nèi)吹入微粉炭、LNG以及氧氣的任I種或2種以上。另一方面，在實(shí)驗(yàn)爐11內(nèi)產(chǎn)生的排出氣體被稱作旋風(fēng)分離器的分離裝置16分離為排出氣體與粉塵，排出氣體送給至助燃爐等排出氣體處理設(shè)備，粉塵被捕集箱17捕集。
[0068]在該燃燒實(shí)驗(yàn)中，作為噴槍4，使用單管噴槍、同心多重管噴槍(以下，稱為“重管式噴槍”)，將2?3根吹入管束起而以并列狀態(tài)沿著噴槍主管內(nèi)的軸向收納的管束式噴槍。而且，針對(duì)如下情況對(duì)燃燒率、噴槍內(nèi)壓力損失、噴槍表面溫度以及噴槍的外徑進(jìn)行了測(cè)定:
[0069](I)以從單管型噴槍僅吹入微粉炭的情況為基礎(chǔ)，
[0070](2)從現(xiàn)有的重管式噴槍的內(nèi)管吹入微粉炭、從內(nèi)管與中管的間隙吹入氧氣、從中管與外管的間隙吹入LNG的情況，
[0071](3)從本發(fā)明特有的噴槍即管束式噴槍的各吹入管吹入微粉炭、LNG以及氧氣的I種或2種以上的情況。
[0072]對(duì)于燃燒率，改變氧氣的吹入流速進(jìn)行測(cè)定。利用探頭(probe)從風(fēng)口回旋區(qū)的后方回收未燃燒焦物，根據(jù)其未燃量求得燃燒率。
[0073]圖6(a)中不出現(xiàn)有的重管式噴槍的一個(gè)例子，圖6(b)中不出本發(fā)明的管束式噴槍的一個(gè)例子。對(duì)該重管式噴槍而言，內(nèi)管I使用公稱直徑8A、公稱厚度SchedulelOS的不銹鋼鋼管，中管M使用公稱直徑15A、公稱厚度Schedule40的不銹鋼鋼管，外管O使用公稱直徑20A、公稱厚度SchedulelOS的不銹鋼鋼管。各不銹鋼鋼管的規(guī)格如圖所示，從而內(nèi)管I與中管M的間隙為1.15mm，中管M與外管O的間隙為0.65mm。
[0074]另外，在管束式噴槍中，第一管21使用公稱直徑8A、公稱厚度SChedule5S的不銹鋼鋼管，第二管22使用公稱直徑6A、公稱厚度SchedulelOA的不銹鋼鋼管，第三管23使用公稱直徑6A、公稱厚度SChedule20S的不銹鋼鋼管，并將它們以并列狀態(tài)束起。各不銹鋼鋼管如圖所示。
[0075]在實(shí)驗(yàn)中，如圖7(a)所示，從在噴槍主管4a內(nèi)將2?3根吹入管以并列狀態(tài)束起并收納的管束式噴槍的第一管21吹入微粉炭(PC)、從第二管22吹入LNG、從第三管23吹入氧氣。此外，該管束式噴槍的向送風(fēng)管(風(fēng)管)的插入長(zhǎng)度如圖7(b)所示，為200mm。另夕卜，氧氣的流速為1?200m/s，插入方向?yàn)閲姌尩那岸顺蚋郀t的爐內(nèi)側(cè)斜著插入。另外，對(duì)氧氣的流速調(diào)整而言，例如如圖8所示，通過在吹入氧氣的第三管23的前端部設(shè)置縮徑部23a，并對(duì)該縮徑部23a前端的內(nèi)徑進(jìn)行各種變更來進(jìn)行。
[0076]另外，優(yōu)選吹入時(shí)，以LNG、氧氣與微粉炭的吹入流(主流)碰撞的方式進(jìn)行調(diào)整。圖9 (a)中不出從重管式噴槍4吹入的狀態(tài)，圖9 (b)中不出從管束式噴槍吹入的狀態(tài)的概念。從圖6(a)的結(jié)構(gòu)也可以清楚，在現(xiàn)有的重管式噴槍中，如圖9(a)所示，微粉炭、氧氣、LNG同心圓狀地被吹入而不相互碰撞。另一方面，在管束式噴槍中，例如能夠通過調(diào)整吹入前端構(gòu)造來分別調(diào)整微粉炭流、氧氣流、LNG流。圖9(b)所示的例子具有LNG、氧氣(氧氣未圖示)與微粉炭的主流碰撞的噴槍前端構(gòu)造。
[0077]作為吹入管的前端構(gòu)造，除此之外，還可以應(yīng)用如圖10所示地將前端斜著切斷的構(gòu)造、如圖11所示地將前端彎曲的構(gòu)造。其中，圖10是將吹入LNG的第二管22以及吹入氧氣的第三管23的前端斜著切除的構(gòu)造。若像這樣斜著切除吹入管的前端，則能夠變更所吹入的LNG、氧氣的擴(kuò)散狀態(tài)。另外，圖11是將吹入LNG的第二管22以及吹入氧氣的第三管23的前端彎曲的構(gòu)造。若像這樣彎曲吹入管的前端，則能夠變更所吹入的LNG、氧氣的流動(dòng)朝向。
[0078]在本發(fā)明中所使用的固體還原材料即微粉炭的平均結(jié)構(gòu)，優(yōu)選固定碳(FC =FixedCarbon)為 71.3%、揮發(fā)成分(VM -Volatile Matter)為 19.6%，灰分(Ash)為 9.1 % a 該微粉炭的吹入條件優(yōu)選以50.0kg/h(相當(dāng)于煉鐵單耗為158kg/t)吹入。另外，LNG的吹入條件優(yōu)選3.6kg/h (5.0NmVh,相當(dāng)于煉鐵單耗為llkg/t)。送風(fēng)條件優(yōu)選送風(fēng)溫度1100°C，流量350Nm3/h、流速80m/s、02富化+3.7 (氧氣濃度為24.7%，即相對(duì)于空氣中氧氣濃度21%為3.7%的富化)。
[0079]圖12是示出上述燃燒實(shí)驗(yàn)的氧氣流速與燃燒率的關(guān)系的圖。從該圖可以清楚，在重管式噴槍中，氧氣的流速為100m/s為止的范圍，在管束式噴槍中，氧氣的流速為150m/s為止的范圍中，伴隨著氧氣的流速的增加，微粉炭的燃燒率也增加。這是因?yàn)?，在重管式噴槍的情況下，因流速的增加而擴(kuò)散為熱風(fēng)的來自噴槍的吹入氧氣(以下，稱為“出自噴槍的氧氣”)減少，從而與微粉炭混合的該出自噴槍的氧氣的比例增加。另一方面，在管束式噴槍的情況下認(rèn)為是因氧氣的流速的增加而擴(kuò)散為熱風(fēng)的出自噴槍的氧氣減少，并且因揮發(fā)成分、LNG的燃燒而消耗的出自噴槍的氧氣減少，從而與微粉炭混合的出自噴槍的氧氣的比例增加。此外，重管式噴槍的燃燒率的數(shù)據(jù)只存在于氧氣流速為100m/S的范圍內(nèi)，這是因?yàn)閴毫p失達(dá)到極限。另一方面，在管束式噴槍中，燃燒率在氧氣流速為150m/s以上的區(qū)域降低，但這是因?yàn)槌鲎試姌尩难鯕獾牧魉俳咏鼰犸L(fēng)的流速，從而氧氣流與微粉炭流平行地流動(dòng)，因此出自噴槍的氧氣不與微粉炭混合而到達(dá)風(fēng)口回旋區(qū)里側(cè)。
[0080]圖13中示出重管式噴槍(〇記號(hào))與管束式噴槍(Λ記號(hào))的壓力損失的測(cè)定結(jié)果。作為重管式噴槍，使用將3根大小不同的不銹鋼鋼管同心地配置的三重管噴槍。對(duì)該三重管噴槍而言，內(nèi)管使用公稱直徑8Α、公稱厚度SchedulelOS的不銹鋼鋼管(內(nèi)徑10.50mm，外徑13.80mm，壁厚1.65mm)，中管使用公稱直徑15A、公稱厚度Schedule40的不銹鋼鋼管(內(nèi)徑16.10mm，外徑21.70mm，壁厚2.8mm)，外管使用公稱直徑20A、公稱厚度SchedulelOS的不銹鋼鋼管(內(nèi)徑23.00mm，外徑27.20mm，壁厚2.1mm)。此外，內(nèi)管與中管的間隙為1.15mm，中管與外管的間隙為0.65mm。從該圖可以清楚，管束式噴槍與重管式噴槍相比，相同截面積的壓力損失降低。這認(rèn)為是由于間隙的間隔增大，從而通氣阻力降低。
[0081]圖14中示出噴槍的冷卻能力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從該圖可以清楚，管束式噴槍與重管式噴槍相比，相同的壓力損失的冷卻能力增強(qiáng)。這認(rèn)為是因?yàn)橥庾枇Φ停虼嗽谙嗤膲毫p失下無法流動(dòng)的流量大。
[0082]圖15例不噴槍的外徑。圖15(a)是非水冷式噴槍的例子，圖15(b)是水冷式噴槍的例子。從上述圖可以清楚，管束式噴槍與重管式噴槍相比，噴槍的外徑變小。這認(rèn)為是因?yàn)榕c重管式噴槍相比，在管束式噴槍中，能夠減小流路、管的厚度以及水冷部的截面積。
[0083]此外，對(duì)于以并列狀態(tài)收納于噴槍4內(nèi)的吹入管而言，例如可以使用以下這樣的管束式噴槍4，如圖16所示，其他的吹入管即第二管22以及第三管23纏繞于用于吹入微粉炭的吹入管即第一管21并且上述吹入管成為一體而構(gòu)成。而且，通過使用這樣的噴槍4形成LNG流與氧氣流在微粉炭流的周圍旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)，從而能夠擴(kuò)散微粉炭的同時(shí)將其吹入，能夠進(jìn)一步提高微粉炭的燃燒率。
[0084]然而，伴隨著上述燃燒溫度的上升，噴槍變得容易暴露在高溫下。噴槍一般由不銹鋼鋼管構(gòu)成。也有在噴槍的外側(cè)實(shí)施被稱為水套的水冷的例子，但無法連噴槍前端也覆蓋。特別是，知道該水冷不發(fā)揮作用的噴槍的前端部因熱而容易變形。若噴槍變形即彎曲，則無法向所希望部位吹入氣體、微粉炭，妨礙作為消耗品的噴槍的更換作業(yè)。另外，也可以想到微粉炭流變化而與風(fēng)口抵接的情況，在這種情況下，存在風(fēng)口損傷的擔(dān)憂。另外，例如若重管式噴槍的外側(cè)管彎曲，則其與內(nèi)側(cè)管的間隙閉塞，從而氣體無法從外側(cè)管流動(dòng)，如若如此，則重管式噴槍的外側(cè)管溶損，并且根據(jù)情況還存在送風(fēng)管破損的可能性。若噴槍變形、損耗，則無法確保上述的燃燒溫度，進(jìn)而也無法降低還原材料單耗。
[0085]為了冷卻無法水冷的噴槍，只能利用在內(nèi)部流動(dòng)的氣體來進(jìn)行冷卻。在向在內(nèi)部流動(dòng)的氣體散熱來冷卻例如噴槍本身的情況下，認(rèn)為氣體的流速會(huì)對(duì)噴槍溫度帶來影響。因此，發(fā)明人等對(duì)從噴槍吹入的氣體的流速進(jìn)行各種變更來對(duì)噴槍表面的溫度進(jìn)行了測(cè)定。實(shí)驗(yàn)是以從二重管噴槍的外側(cè)管吹入氧氣、從內(nèi)側(cè)管吹入微粉炭的方式進(jìn)行，氣體的流速調(diào)整是通過加減從外側(cè)管吹入的氧氣的供給量來進(jìn)行。此外，氧氣可以是富氧空氣，使用2%以上、優(yōu)選10%以上的富氧空氣。通過使用富氧空氣，除了實(shí)現(xiàn)冷卻之外，還實(shí)現(xiàn)微粉炭的燃燒性的提高。測(cè)定結(jié)果如圖17所示。
[0086]二重管噴槍的外側(cè)管使用被稱為20ASchedule5S的鋼管。另外，二重管噴槍的內(nèi)側(cè)管使用被稱為15ASChedUle90的鋼管，對(duì)從外側(cè)管吹入的氧氣與氮?dú)獾暮嫌?jì)流速進(jìn)行各種變更來對(duì)噴槍表面的溫度進(jìn)行了測(cè)定。順帶說一下，“15A”、“20A”是JISG3459規(guī)定的鋼管外徑的公稱尺寸，15A表示外徑為21.7mm，20A表示外徑為27.2mm。另外，“Schedule”是JISG3459規(guī)定的鋼管的壁厚的公稱尺寸，20ASchedule5S表示1.65mm，15ASchedule90表示3.70mm。此外，除不銹鋼鋼管之外，也可以利用普通鋼。在該情況下的鋼管的外徑由JISG3452規(guī)定，壁厚由JISG3454規(guī)定。
[0087]在圖17中，如雙點(diǎn)劃線所示，噴槍表面的溫度伴隨著從二重管噴槍的外側(cè)管吹入的氣體的流速的增加而降低。并且，若二重管噴槍使用鋼管，則當(dāng)噴槍的表面溫度超過880°C時(shí)會(huì)發(fā)生蠕變變形，從而噴槍彎曲。因此，在二重管噴槍的外側(cè)管使用20ASChedule5S的鋼管、二重管噴槍的表面溫度為880°C以下的情況下，該二重管噴槍的外側(cè)管的出口流速為20m/sec以上。而且，對(duì)二重管噴槍而言，若外側(cè)管的出口流速為20m/sec以上，則不會(huì)發(fā)生變形、彎曲。另一方面，若該二重管噴槍的外側(cè)管的出口流速超過120m/sec，則在設(shè)備的運(yùn)用成本的方面變得不實(shí)用，因此該出口流速的上限為120m/sec。順帶說一下，單管噴槍與二重管噴槍相比，熱負(fù)荷低，因此根據(jù)需要，將出口流速設(shè)為20m/sec以上即可。
[0088]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，構(gòu)成管束式噴槍的吹入管優(yōu)選內(nèi)徑為7mm以上、30mm以下。若吹入管的內(nèi)徑不足7_，考慮到微粉炭的堵塞等時(shí)容易產(chǎn)生堵塞。因此包括吹入微粉炭的吹入管在內(nèi)，組合的吹入管的內(nèi)徑為7mm以上。另外，如上所述，在考慮到利用在吹入管內(nèi)流動(dòng)的氣體來冷卻該吹入管時(shí)，若吹入管的內(nèi)徑超過30mm，則氣體流速的增加變困難，結(jié)果是冷卻不足。因此，吹入管的內(nèi)徑為30mm以下。優(yōu)選8mm以上、25mm以下。
[0089]如上所述，在本實(shí)施方式的高爐操作方法中，在從噴槍4向風(fēng)口 3同時(shí)吹入微粉炭(固體還原材料)6、LNG(氣體還原材料)9、氧氣(助燃性氣體)的情況下，能夠?qū)⒋等牍艿拈g隙保持得大而各吹入管不會(huì)使上述管束式噴槍的外徑極度增加，因此能夠兼得冷卻能力的確保與燃燒性的提高。其結(jié)果是，能夠降低還原材料單耗。
[0090]對(duì)這種情況而言，作為其他實(shí)施方式，在取代從噴槍4向爐內(nèi)吹入上述的微粉炭、LNG、氧氣，而例如從噴槍4同時(shí)向風(fēng)口吹入2種固體還原材料即高揮發(fā)成分微粉炭與低揮發(fā)成分微粉炭的情況下，也能夠?qū)⒋等牍鼙舜说拈g隙保持得大而不會(huì)使該噴槍的外徑極度增加，因此能夠確保所需要的冷卻能力。而且，在吹入高揮發(fā)成分微粉炭(固體還原材料)的吹入管的前端設(shè)定于比吹入低揮發(fā)成分微粉炭(固體還原材料)的吹入管的前端靠送風(fēng)的上游側(cè)O?200mm、更優(yōu)選O?10mm左右的情況下，能夠提高燃燒性，從而能夠降低還原材料的單耗。
[0091]并且，作為其他實(shí)施方式的高爐操作方法，考慮從噴槍同時(shí)向風(fēng)口吹入LNG (氣體還原材料)、微粉炭(固體還原材料)的情況。在該情況下，使用將多個(gè)吹入管以并列的狀態(tài)束起并將其收納于噴槍主管內(nèi)而構(gòu)成的管束式噴槍，從而不使噴槍的外徑極度增加，而且能夠?qū)⒋等牍鼙舜说拈g隙保持得大，從而能夠確保所需要的冷卻能力。并且，吹入LNG(氣體還原材料)的吹入管的前端設(shè)定于比吹入微粉炭(固體還原材料)的吹入管的前端靠送風(fēng)的上游側(cè)O?200mm左右，從而能夠提高燃燒性，其結(jié)果是，能夠降低還原材料單耗。
[0092]另外，使用其他的第二管22以及第三管23纏繞于吹入微粉炭的第一管21且上述吹入管成為一體的噴槍4，由此形成LNG流與氧氣流在微粉炭流的周圍旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)，從而能夠擴(kuò)散微粉炭并將其吹入，能夠進(jìn)一步提高微粉炭的燃燒率。
[0093]另外，在吹入氧氣的第三管23的前端部設(shè)置有縮徑部，由此能夠容易地調(diào)整氧氣的吹入流速。
[0094]此外，在該實(shí)施方式中，作為上述固體還原材料的高揮發(fā)成分微粉炭以及低揮發(fā)成分微粉炭可以使用如下物質(zhì)。它們的區(qū)別是:揮發(fā)成分(VM-Volatile Matter)為25%以上的微粉炭是高揮發(fā)成分微粉炭，揮發(fā)成分不足25%的微粉炭是低揮發(fā)成分微粉炭。對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭而言，固定碳(FC:Fixed Carbon)為71.3%，揮發(fā)成分為19.6%，灰分(Ash)為9.1%，吹入條件為25.0kg/h(相當(dāng)于煉鐵單耗為79kg/t)。另外，對(duì)于高揮發(fā)成分微粉炭而言，固定碳為52.8%，揮發(fā)成分為36.7%，灰分為10.5%，吹入條件為25.0kg/h(相當(dāng)于煉鐵單耗為79kg/t)。送風(fēng)條件為送風(fēng)溫度1100°C、流量350Nm3/h、流速80m/s、O2富化+3.7 (氧氣濃度為24.7%，即相對(duì)于空氣中氧氣濃度21%為3.7%的富化)。
[0095]另外，對(duì)高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管而言，如圖18所示，在將噴槍的插入方向前方定義為爐內(nèi)側(cè)，其相反的一側(cè)定義為送風(fēng)側(cè)時(shí)，能夠?qū)⒌诙?2的前端位置，如圖19a那樣與第一管21、第三管23的前端位于相同的位置，如圖19b那樣比第一管21、第三管23的前端靠送風(fēng)側(cè)，如圖19c那樣比第一管21、第三管23的前端靠爐內(nèi)側(cè)，對(duì)其位置(距離)進(jìn)行各種變更。
[0096]圖20是對(duì)上述燃燒實(shí)驗(yàn)的燃燒率進(jìn)行展示的圖。該圖的橫軸是高揮發(fā)成分微粉炭的吹入管即第二管22的前端相對(duì)于上述低揮發(fā)成分微粉炭的吹入管即第一管21的前端朝向送風(fēng)側(cè)的位置(_)。另外，圖的縱軸是高揮發(fā)成分微粉炭的吹入管即第二管22的前端與低揮發(fā)成分微粉炭的吹入管即第一管21的前端位于相同的位置(Omm)時(shí)的燃燒率的差(% ) ο另外，圖中的黑點(diǎn)表示從噴槍吹入高揮發(fā)成分微粉炭與低揮發(fā)成分微粉炭的情況，白點(diǎn)表示從噴槍吹入高揮發(fā)成分微粉炭、低揮發(fā)成分微粉炭和氧氣的情況。
[0097]從該圖可以清楚，在同時(shí)吹入低揮發(fā)成分微粉炭與高揮發(fā)成分微粉炭的情況下，當(dāng)管束式噴槍的高揮發(fā)成分微粉炭吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?10mm時(shí)，燃燒率提高，并在朝向送風(fēng)的上游側(cè)的距離即將為10mm處燃燒率最高。這認(rèn)為是，在將高揮發(fā)成分微粉炭吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭吹入管的前端配置于靠送風(fēng)側(cè)的情況下，在吹入低揮發(fā)成分微粉炭之前燃燒的高揮發(fā)成分微粉炭的量增加，高揮發(fā)成分微粉炭的燃燒場(chǎng)與低揮發(fā)成分微粉炭的吹入位置重疊，從而提高低揮發(fā)成分微粉炭升溫的效果。此時(shí)，若高揮發(fā)成分微粉炭的吹入管的前端超過100_地靠送風(fēng)側(cè)，則燃燒率降低，但這認(rèn)為是因?yàn)槿舯?0mm更靠送風(fēng)側(cè)，則在吹入低揮發(fā)成分微粉炭以前高揮發(fā)成分微粉炭的燃燒結(jié)束，該燃燒所產(chǎn)生的熱移至送風(fēng)而引起的。
[0098]另外，在同時(shí)吹入低揮發(fā)成分微粉炭、高揮發(fā)成分微粉炭和氧氣的情況下，當(dāng)管束式噴槍的高揮發(fā)成分微粉炭吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?200mm時(shí)，燃燒率提高，并在朝向送風(fēng)側(cè)的距離為10mm時(shí)燃燒率最高。這認(rèn)為是，在將高揮發(fā)成分微粉炭吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭吹入管的前端配置于靠送風(fēng)側(cè)的情況下，在吹入低揮發(fā)成分微粉炭之前燃燒的高揮發(fā)成分微粉炭的量與所消耗的熱風(fēng)中的氧氣的量增加，高揮發(fā)成分微粉炭的燃燒場(chǎng)與低揮發(fā)成分微粉炭的吹入位置重疊，從而提高低揮發(fā)成分微粉炭升溫的效果，另一方面，抑制從氧氣吹入管吹入的氧氣因高揮發(fā)成分微粉炭燃燒導(dǎo)致的消耗，低揮發(fā)成分微粉炭與氧氣的混合性提高。
[0099]另外，上述圖20所示的燃燒率的結(jié)果是同時(shí)吹入高揮發(fā)成分微粉炭與低揮發(fā)微粉炭的例子，但這在例如圖21所示的LNG的吹入時(shí)也表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。即，圖21的橫軸是LNG的吹入管即第二管22的前端相對(duì)于上述微粉炭的吹入管即第一管21的前端在送風(fēng)的上游側(cè)位于相同的位置(mm)，而且，圖的縱軸是LNG的吹入管即第二管22的前端與微粉炭的吹入管即第一管21的前端位于相同的位置(Omm)時(shí)的燃燒率的差)，在上述情況下也是相同的。此外，圖21中的黑點(diǎn)表示從噴槍吹入LNG與微粉炭?jī)煞降那闆r，另一方面，白點(diǎn)表示從噴槍吹入LNG、微粉炭和氧氣的情況。
[0100]這樣，在同時(shí)吹入微粉炭與LNG的情況下，當(dāng)管束式噴槍的LNG吹入管的前端相對(duì)于微粉炭吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?10mm時(shí)，燃燒率提高，并在朝向送風(fēng)側(cè)的距離即將為10mm處燃燒率最高。這認(rèn)為是，在將LNG吹入管的前端相對(duì)于微粉炭吹入管的前端配置于靠送風(fēng)側(cè)的情況下，在吹入微粉炭之前燃燒的LNG的量增加，LNG的燃燒場(chǎng)與微粉炭的吹入位置重疊，從而提高微粉炭升溫的效果。此時(shí)，若LNG的吹入管的前端超過100_地靠送風(fēng)側(cè)，則燃燒率降低，但這認(rèn)為是因?yàn)槿舯?00_更靠送風(fēng)側(cè)，則在吹入微粉炭以前LNG的燃燒結(jié)束，該燃燒所產(chǎn)生的熱移至送風(fēng)而引起的。
[0101]另外，在同時(shí)吹入微粉炭、LNG和氧氣的情況下，當(dāng)管束式噴槍的LNG吹入管的前端相對(duì)于微粉炭吹入管的前端位于送風(fēng)側(cè)O?200mm的情況下，燃燒率提高，并在朝向送風(fēng)側(cè)的距離為10mm時(shí)，燃燒率最高。這認(rèn)為是因?yàn)?，在將LNG吹入管的前端相對(duì)于微粉炭吹入管的前端配置于送風(fēng)側(cè)的情況下，在吹入微粉炭之前燃燒的LNG的量與所消耗的熱風(fēng)中的氧氣的量增加，LNG的燃燒場(chǎng)與微粉炭的吹入位置重疊，從而提高微粉炭升溫的效果，另一方面，抑制從氧氣吹入管吹入的氧氣因LNG的燃燒導(dǎo)致的消耗，微粉炭與氧氣的混合性提尚。
[0102]附圖標(biāo)記說明:
[0103]I…高爐；2…送風(fēng)管；3…風(fēng)口 ；4…噴槍；5…風(fēng)口回旋區(qū)；6…微粉炭(固體還原材料)；7…焦炭；8…燒焦物；9…LNG(氣體還原材料)；21...第一管；22…第二管；23...第三管。
【權(quán)利要求】
1.一種高爐操作方法，其使用噴槍從風(fēng)口向爐內(nèi)至少吹入固體還原材料， 所述高爐操作方法的特征在于， 在向高爐的爐內(nèi)僅吹入固體還原材料、同時(shí)吹入固體還原材料與助燃性氣體這2種、或同時(shí)吹入固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料這3種時(shí)，使用將多個(gè)吹入管并列并束起且將其收納于噴槍主管內(nèi)而構(gòu)成的管束式噴槍，通過任意的所述吹入管吹入所述固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐操作方法，其特征在于， 所述固體還原材料由高揮發(fā)成分微粉炭及低揮發(fā)成分微粉炭中的任I種或2種構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐操作方法，其特征在于， 所述助燃性氣體是氧氣和富氧空氣中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐操作方法，其特征在于， 所述氣體還原材料是LNG、城市燃?xì)?、丙烷氣體、氫煉鐵廠產(chǎn)生氣體和頁巖氣體中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高爐操作方法，其特征在于， 在作為固體還原材料而吹入高揮發(fā)成分微粉炭與低揮發(fā)成分微粉炭的情況下，使高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè) O ?10mm0
6.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的高爐操作方法，其特征在于， 在同時(shí)吹入高揮發(fā)成分微粉炭、低揮發(fā)成分微粉炭和氧氣的情況下，使高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?200mmo
7.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的高爐操作方法，其特征在于， 在同時(shí)吹入氣體還原材料與固體還原材料的情況下，使用所述管束式噴槍，并使氣體還原材料用吹入管的前端相對(duì)于固體還原材料用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)I?10mm0
8.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的高爐操作方法，其特征在于， 在同時(shí)吹入氣體還原材料、固體還原材料和氧氣的情況下，使用所述管束式噴槍，并使氣體還原材料用吹入管的前端相對(duì)于固體還原材料用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)I ?200mmo
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的高爐操作方法，其特征在于， 在同時(shí)吹入固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料的情況下，使用將相對(duì)于固體還原材料用吹入管而言的其他的吹入管纏繞于該固體還原材料用吹入管而與該固體還原材料用吹入管成為一體的管束式噴槍。
10.一種管束式噴槍，從高爐的風(fēng)口向爐內(nèi)吹入固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料中的任一種以上， 所述管束式噴槍的特征在于， 該管束式噴槍將并列狀態(tài)的多個(gè)吹入管束起并將其收納于噴槍主管內(nèi)而構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的管束式噴槍，其特征在于， 所述固體還原材料由高揮發(fā)成分微粉炭及低揮發(fā)成分微粉炭中的任I種或2種構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的管束式噴槍，其特征在于， 所述助燃性氣體是氧氣和富氧空氣中的任一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的管束式噴槍，其特征在于， 所述氣體還原材料是LNG、城市燃?xì)?、丙烷氣體、氫煉鐵廠產(chǎn)生氣體和頁巖氣體中的任一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的管束式噴槍，其特征在于， 對(duì)于作為固體還原材料而吹入高揮發(fā)成分微粉炭與低揮發(fā)成分微粉炭的噴槍而言，高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?100mm。
15.根據(jù)權(quán)利要求10?12中任一項(xiàng)所述的管束式噴槍，其特征在于， 對(duì)于作為固體還原材料而同時(shí)吹入高揮發(fā)成分微粉炭、低揮發(fā)成分微粉炭和氧氣的噴槍而言，高揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端相對(duì)于低揮發(fā)成分微粉炭用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?200mm。
16.根據(jù)權(quán)利要求10?13中任一項(xiàng)所述的管束式噴槍，其特征在于， 對(duì)于同時(shí)吹入氣體還原材料與固體還原材料的噴槍而言，氣體還原材料用吹入管的前端相對(duì)于固體還原材料用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?100mm。
17.根據(jù)權(quán)利要求10?13中任一項(xiàng)所述的管束式噴槍，其特征在于， 對(duì)于同時(shí)吹入氣體還原材料、固體還原材料和氧氣的噴槍而言，氣體還原材料用吹入管的前端相對(duì)于固體還原材料用吹入管的前端位于送風(fēng)的上游側(cè)O?200mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求10?17中任一項(xiàng)所述的管束式噴槍，其特征在于， 所述吹入管的內(nèi)徑為6mm以上、且30mm以下。
19.根據(jù)權(quán)利要求10?18中任一項(xiàng)所述的管束式噴槍，其特征在于， 所述吹入管具有使助燃性氣體的吹入流與固體還原材料的吹入流碰撞的前端構(gòu)造。
20.根據(jù)權(quán)利要求10?19中任一項(xiàng)所述的管束式噴槍，其特征在于， 助燃性氣體用吹入管在前端部具有縮徑部。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的管束式噴槍，其特征在于， 所述縮徑部具有助燃性氣體的吹入速度成為20?200m/s的直徑。
22.根據(jù)權(quán)利要求10?21中任一項(xiàng)所述的管束式噴槍，其特征在于， 所述吹入管具有前端被斜著切除或前端被彎曲的構(gòu)造。
23.根據(jù)權(quán)利要求10?22中任一項(xiàng)所述的管束式噴槍，其特征在于， 對(duì)于同時(shí)吹入固體還原材料、助燃性氣體以及氣體還原材料的噴槍而言，將相對(duì)于固體還原材料用吹入管而言的其他的吹入管纏繞于該固體還原材料用吹入管而與該固體還原材料用吹入管構(gòu)成一體。
【文檔編號(hào)】C21B7/00GK104471080SQ201380036821
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】村尾明紀(jì), 藤原大樹 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社