电炉用助燃燃烧器制造技术

本发明专利技术提供电炉用助燃燃烧器，其通过使煤等固体燃料与气体燃料一同适当且高效地燃烧，可得到高的铁系碎屑加热效果。本发明专利技术的电炉助燃燃烧器(100)的特征在于，具有从中心侧起依次同轴地配置有固体燃料喷射管(1)、气体燃料喷射管(2)、助燃性气体喷射管(3)而成的结构，固体燃料喷射管(1)的前端位于气体燃料喷射管(2)的内部，由此在固体燃料喷射管(1)的前端与气体燃料喷射管(2)的前端之间形成由气体燃料喷射管(2)的前端侧部分围成的固体燃料·气体燃料预混合用的第1空间部(4)。

Combustion-supporting Burner for Electric Furnace

The invention provides a combustion-supporting burner for electric furnace, which can obtain high heating effect of iron series debris by properly and efficiently burning coal and other solid fuels together with gas fuels. The electric furnace combustion-supporting burner (100) of the present invention has a structure consisting of a solid fuel injection tube (1), a gas fuel injection tube (2) and a combustion-supporting gas injection tube (3) arranged coaxially from the central side. The front end of the solid fuel injection tube (1) is located inside the gas fuel injection tube (2), thereby the front end of the solid fuel injection tube (1) is connected with the gas fuel injection tube (2). The front end is surrounded by the front end part of the gas fuel injection tube (2) and the first space part (4) for solid fuel and gas fuel pre-mixing is formed between the front ends.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电炉用助燃燃烧器
本专利技术涉及附设于将铁系碎屑熔化(melt)而制造铁液的电炉的助燃燃烧器。
技术介绍
在使用电炉将铁系碎屑熔化的情况下，虽然电极周边的铁系碎屑迅速熔化，但位于远离电极的部位、即位于冷部位(coldspots)的铁系碎屑的熔化较慢，从而炉内的铁系碎屑的熔化速度产生不均匀。因此，炉内整体的操作时间受到冷部位的铁系碎屑熔化速度的限制。因此，为了消除这样的铁系碎屑熔化速度的不均匀性，使炉内所有的铁系碎屑以良好的均衡性进行熔化，采用了在冷部位的位置设置助燃燃烧器，并利用该助燃燃烧器对位于冷部位的铁系碎屑进行预热、切断、熔化的方法。作为这样的助燃燃烧器，例如在专利文献1中提出了一种电炉用高速纯氧助燃燃烧器，其是设置为三重管结构的燃烧器，以从中心部喷出用于使不燃物飞散以及切割铁系碎屑的氧气、并从该氧气的外周部喷出燃料、进而从该燃料的外周部喷出燃烧用氧气，其中，为了使从中心部喷出的氧气的速度为高速而在中心部的氧气喷出管的前端设置有缩窄部，并且为了对从最外周喷出的燃烧用氧气赋予旋转力而在由燃料喷出管与燃烧用氧气喷出管形成的环状空间中设置有旋转叶片。此外，专利文献2提出了通过使助燃燃烧器的喷嘴前端偏心并使燃烧器旋转，从而使燃烧器火焰的指向性扩大为宽范围的电炉用燃烧器设备。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-9524号公报专利文献2：日本特开2003-4382号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题通过利用专利文献1、2记载的技术，能够使用助燃燃烧器高效地将铁系碎屑预热、熔化。然而，专利文献1、2中，存在燃料的对象被限制为昂贵的气体燃料这样的问题。作为廉价的燃料，可举出煤(细粉碳)等固体燃料。为了使固体燃料起燃，到起燃为止需要升温时间。然而，在现有的助燃燃烧器中，难以使固体燃料比气体燃料更快地燃烧，无法稳定地燃烧，有时根据条件还会发生熄火(misfiring)。此外，存在若细粉碳的粒径大、则在燃烧器的火焰中无法充分燃烧的问题，燃烧残留的煤被集尘设备排出到电炉外，热效率非常差。因此，现有技术中，在助燃燃烧器中使用煤等固体燃料事实上是困难的。因此，本专利技术的目的在于提供电炉用助燃燃烧器，其通过使煤等固体燃料与气体燃料一同适当且高效地燃烧，可得到高的铁系碎屑加热效果。用于解决课题的手段本申请的专利技术人对能够使用煤等固体燃料的电炉用助燃燃烧器进行了反复研究，结果发现在从中心侧依次同轴地配置固体燃料喷射管、气体燃料喷射管、助燃性气体喷射管而成的基本结构中，通过设置为在燃烧器前端部(气体喷出部)中使固体燃料与气体燃料预混合，使该经预混合的固体燃料和气体燃料与助燃性气体接触而燃烧的结构、具体而言使固体燃料喷射管的前端位于气体燃料喷射管的内部，在固体燃料喷射管的前端与气体燃料喷射管的前端之间形成由气体燃料喷射管的前端侧部分围成的固体燃料·气体燃料预混合用的空间部，由此使得固体燃料的燃烧性提高、碎屑加热效果提高。本专利技术是基于上述这样的见解而完成的，要旨如下文所述。[1]电炉用助燃燃烧器，其附设于将铁系碎屑熔化而制造铁液的电炉，并使用气体燃料和固体燃料作为燃料，所述电炉用助燃燃烧器的特征在于，具有：固体燃料喷射管，其划分出供所述固体燃料通过的第1流路，并从该第1流路的前端喷射所述固体燃料；气体燃料喷射管，其配置于所述固体燃料喷射管的周围，在与所述固体燃料喷射管的外壁之间划分出供所述气体燃料通过的第2流路，并从该第2流路的前端喷射所述气体燃料；和助燃性气体喷射管，其配置于所述气体燃料喷射管的周围，在与所述气体燃料喷射管的外壁之间划分出供助燃性气体通过的第3流路，并从该第3流路的前端喷射所述助燃性气体，所述固体燃料喷射管的前端位于所述气体燃料喷射管的内部，由此在所述固体燃料喷射管的前端与所述气体燃料喷射管的前端之间形成有由所述气体燃料喷射管的前端侧部分围成的固体燃料·气体燃料预混合用的第1空间部。[2]如上述[1]所述的电炉用助燃燃烧器，其中，所述第1空间部在燃烧器轴向上的长度L与所述固体燃料喷射管的喷出口直径D满足0.2≤L/D≤1.5。[3]如上述[1]或[2]所述的电炉用助燃燃烧器，其中，所述气体燃料喷射管的前端位于所述助燃性气体喷射管的内部，由此在所述气体燃料喷射管的前端与所述助燃性气体喷射管的前端之间形成有被所述助燃性气体喷射管的前端侧部分围成的火焰稳定用的第2空间部。[4]电炉，其特征在于，具备上述[1]～[3]中任一项所述的电炉用助燃燃烧器。[5]铁液的制造方法，其特征在于，在具备上述[1]～[3]中任一项所述的电炉用助燃燃烧器的电炉中将铁系碎屑熔化、得到铁液。专利技术的效果根据本专利技术的电炉用助燃燃烧器，能够以高的燃烧率使固体燃料与气体燃料一同高效地燃烧，由此可得到高的铁系碎屑加热效果。即，能够使用煤等廉价的固体燃料将铁系碎屑高效地加热或熔化。因此，能够节约电炉操作中的用电量，并且可缩短操作时间。附图说明[图1]为根据本专利技术的一个实施方式的电炉用助燃燃烧器100的沿燃烧器轴线的截面图。[图2]为沿图1的II-II线的截面图。[图3]为示意性表示根据本专利技术的一个实施方式的电炉用助燃燃烧器100的使用情况的一例的说明图。[图4]为表示实施例中进行的助燃燃烧器的燃烧试验方法的说明图。[图5]为表示关于本专利技术例及比较例的助燃燃烧器，距燃烧器前端位置的距离与细粉碳燃烧率的关系的图。[图6]为表示关于在设置有本专利技术例及比较例的助燃燃烧器的电炉中进行的验证试验，相对于通常操作的操作时间指数与单位耗电量指数的图。具体实施方式本专利技术的电炉用助燃燃烧器为附设于将铁系碎屑熔化而制造铁液的电炉、且使用气体燃料和固体燃料作为燃料的助燃燃烧器。该助燃燃烧器具有从中心侧依次同轴地配置固体燃料喷射管、气体燃料喷射管、助燃性气体喷射管而成的基本结构，在该基本结构中，设置为在燃烧器前端部(气体喷出部)将固体燃料和气体燃料预混合，使该经预混合的固体燃料和气体燃料与助燃性气体接触(混合)而燃烧。具体而言，具有下述结构：固体燃料喷射管的前端位于气体燃料喷射管的内部，由此在固体燃料喷射管的前端与气体燃料喷射管的前端之间形成有由气体燃料喷射管的前端侧部分围成的固体燃料·气体燃料预混合用的空间部。在上述本专利技术的电炉用助燃燃烧器中，在燃烧器前端部(气体喷出部)中通过使与助燃性气体接触(混合)前的固体燃料与气体燃料预混合，能够以高的燃烧率使固体燃料高效地燃烧，由此可得到高的碎屑加热效果，能够将铁系碎屑高效地加热或熔化。作为燃烧所需的要素，可举出可燃性物质、氧、温度(火源)这三个要素。另外，关于可燃性物质的状态，燃烧的容易程度依次为气体、液体、固体。这是因为，若可燃性物质是气体状态，则可燃性物质与氧的混合容易，燃烧能够持续进行(连锁反应)。在使用助燃燃烧器且作为可燃性物质使气体燃料燃烧的情况下，虽然取决于氧浓度、气体燃料的流速、燃烧器喷尖形状，但一般来说，气体燃料在从燃烧器前端喷射之后就立即燃烧。与此相对，在使用以煤为代表的固体燃料作为可燃性物质的情况下，难以使其如气体燃料那样迅速燃烧。这是因为固体燃料的起燃温度为数百度(煤的情况下为400～600℃左右)，需要维持该起燃温度并且需要升温至起燃温度的升温时间。固体燃料达到起燃温度的升温时间取决于固体燃料的粒径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电炉用助燃燃烧器，其附设于将铁系碎屑熔化而制造铁液的电炉，并使用气体燃料和固体燃料作为燃料，所述电炉用助燃燃烧器的特征在于，具有：固体燃料喷射管，其划分出供所述固体燃料通过的第1流路，并从所述第1流路的前端喷射所述固体燃料；气体燃料喷射管，其配置于所述固体燃料喷射管的周围，在与所述固体燃料喷射管的外壁之间划分出供所述气体燃料通过的第2流路，并从所述第2流路的前端喷射所述气体燃料；和助燃性气体喷射管，其配置于所述气体燃料喷射管的周围，在与所述气体燃料喷射管的外壁之间划分出供助燃性气体通过的第3流路，并从所述第3流路的前端喷射所述助燃性气体，所述固体燃料喷射管的前端位于所述气体燃料喷射管的内部，由此在所述固体燃料喷射管的前端与所述气体燃料喷射管的前端之间形成有由所述气体燃料喷射管的前端侧部分围成的固体燃料·气体燃料预混合用的第1空间部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.21 JP 2016-2070501.电炉用助燃燃烧器，其附设于将铁系碎屑熔化而制造铁液的电炉，并使用气体燃料和固体燃料作为燃料，所述电炉用助燃燃烧器的特征在于，具有：固体燃料喷射管，其划分出供所述固体燃料通过的第1流路，并从所述第1流路的前端喷射所述固体燃料；气体燃料喷射管，其配置于所述固体燃料喷射管的周围，在与所述固体燃料喷射管的外壁之间划分出供所述气体燃料通过的第2流路，并从所述第2流路的前端喷射所述气体燃料；和助燃性气体喷射管，其配置于所述气体燃料喷射管的周围，在与所述气体燃料喷射管的外壁之间划分出供助燃性气体通过的第3流路，并从所述第3流路的前端喷射所述助燃性气体，所述固体燃料喷射管的前端位于所述气体燃料喷射管的内部，由此在...

【专利技术属性】
技术研发人员：三轮善广，堤康一，小泽纯仁，鹫见郁宏，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP