高炉操作方法以及管束式喷枪技术

本发明专利技术提供能够兼得冷却能力的提高与燃烧性的提高而不增大喷枪的外径，以及针对还原材料单耗的降低有效的高炉的操作方法以及实施该方法时所使用的管束式喷枪。在使用喷枪从风口向炉内至少吹入固体还原材料的高炉操作方法中，在向高炉的炉内仅吹入固体还原材料、同时吹入固体还原材料与助燃性气体这2种、或同时吹入固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料这3种时，使用将并列的多个吹入管束起并将其收纳于喷枪主管内而构成的管束式喷枪，通过任意的上述吹入管吹入该固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高炉操作方法以及管束式喷枪
本专利技术涉及在通过从高炉的风口向炉内吹入助燃性气体和微粉炭等固体还原材料、LNG (Liquefied Natural Gas:液化天然气)等气体还原材料使燃烧温度上升来实现生产率的提高、还原材料单耗的降低上有效的高炉的操作方法以及实施该方法时所使用的管束式喷枪。
技术介绍
近年来，二氧化碳气体排出量的增加导致的全球变暖成为问题，该问题在制铁业也成为很大的课题。针对该课题，在最近的高炉中，低还原材料比(Reduct1n AgentRat1，每It生铁的从风口吹入的还原材料量与从炉顶装入的焦炭量的总量)操作受到推动。高炉主要以焦炭以及微粉炭为还原材料来使用。因此，为了实现低还原材料比操作、进而抑制二氧化碳气体排出量，用废塑料、LNG、重油等含氢率高的还原材料来置换焦炭等的方法等是有效的。 下述专利文献I公开了一种方法，即通过使用多个喷枪将固体还原材料、气体还原材料以及助燃性气体从各喷枪吹入来促进固体还原材料的升温，从而提高燃烧效率，进而抑制未燃粉、焦炭粉的产生，实现通气的改善，从而降低还原材料比的方法。另外，下述专利文献2公开了一项技术，S卩，将喷枪设计为同心多重管式，从内管吹入助燃性气体，从内管与外管之间吹入气体还原材料和固体还原材料的技术。另外，下述专利文献3提出一种在喷枪主管的外围并列地配置多个小径管的方案。并且，下述专利文献4公开了一种多管喷嘴，即在向熔融还原炉吹入助燃性气体和燃料的情况下，将多个吹入管平行地分离配置于燃料供给管的外侧，从而即便一个喷嘴损耗也总是能够维持助燃性气体与燃料的混合状态的多管喷嘴。 专利文献1:日本特开2007-162038号公报 专利文献2:日本特开2011-174171号公报 专利文献3:日本特开平11-12613号公报 专利文献4:日本实开平3-38344号公报 对上述专利文献I所记载的高炉操作方法而言，在还吹入气体还原材料的点上，与从风口仅吹入固体还原材料(微粉炭)的方法相比，在燃烧温度的提高、还原材料单耗的降低上有效果，但仅依靠吹入位置的调整，效果是不充分的。另外，由于上述专利文献2所公开的多重管喷枪需要进行喷枪的冷却，所以必须加快外侧的吹入速度。因此，不得不缩小内管与外环状管的间隙，从而无法使规定的气体量流通，存在无法获得需要的燃烧性的担忧。并且，若欲兼得气体量与流速，则不得不增大喷枪直径，从而导致来自风管的送风量的降低。其结果是，出铁量降低，伴随着喷枪插入口的直径变大，周边耐火物的破损风险也升尚O 另外，上述专利文献3所记载的技术使用在主管的周围配置有多个小径管的喷枪，因此不仅存在因冷却能力的降低导致的小径管闭塞的风险升高的问题，还存在喷枪的加工成本升高的问题。另外，在该技术中，从中途开始将多重管变为并列管，因此存在压力损失和直径变大的问题。 另外，如上所述，对高炉而言，从风口还送入热风，但由于该热风，固体还原材料、助燃性气体也被吹入炉内。此时，在专利文献4所记载的喷枪中，使用同心二重管喷枪吹入固体还原材料与助燃性气体，但此时，除该二重管喷枪之外，还与它们并列地配置有吹入气体还原材料的单管喷枪。对该喷枪而言，该喷枪相对于送风管以及风口的截面积的专有面积大，从而导致因送风压力的增加而引起的运转成本的增加、或设置于风口的背面的炉内监视窗的视野减少。另外，将喷枪插入风管的部分(引导管)大径化，由此引导管部与风管的粘合面减少，从而存在容易产生引导管部的剥离的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供能够兼得冷却能力的提高与燃烧性的提高而不增大喷枪的外径，以及针对还原材料单耗的降低有效的高炉的操作方法以及实施该方法时所使用的管束式喷枪。 为了解决上述课题，本专利技术的高炉操作方法使用喷枪至少将固体还原材料从风口吹入炉内，所述高炉操作方法的特征在于，在向高炉的炉内仅吹入固体还原材料、同时吹入固体还原材料与助燃性气体这2种、或同时吹入固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料这3种时，使用将多个吹入管并列并束起并将其收纳于喷枪主管内而构成的管束式喷枪，通过任意的上述吹入管吹入该固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料。 在本专利技术的高炉操作方法中，更优选的解决方法有: (I)上述固体还原材料由高挥发成分微粉炭与低挥发成分微粉炭中的任I种或2种构成， (2)上述助燃性气体是氧气和富氧空气中的任一种， (3)上述气体还原材料是LNG、城市燃气、丙烷气体、氢炼铁厂产生气体和页岩气体的任一种， (4)在作为固体还原材料而吹入高挥发成分微粉炭与低挥发成分微粉炭的情况下，使高挥发成分微粉炭用吹入管的前端相对于低挥发成分微粉炭用吹入管的前端位于送风的上游侧O?100mm， (5)在同时吹入高挥发成分微粉炭、低挥发成分微粉炭和氧气的情况下，使高挥发成分微粉炭用吹入管的前端相对于低挥发成分微粉炭用吹入管的前端位于送风的上游侧 0?200mm， (6)在同时吹入气体还原材料与固体还原材料的情况下，使用上述管束式喷枪，并使气体还原材料用吹入管的前端相对于固体还原材料用吹入管的前端位于送风的上游侧 1?100mm， (7)在同时吹入气体还原材料、固体还原材料和氧气的情况下，使用上述管束式喷枪，并使气体还原材料用吹入管的前端相对于固体还原材料用吹入管的前端位于送风的上游侧I?200mm， (8)在同时吹入固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料的情况下，使用将相对于固体还原材料用吹入管而言的其他的吹入管缠绕于该固体还原材料用吹入管而与该固体还原材料用吹入管成为一体的管束式喷枪。 另外，本专利技术还提出一种管束式喷枪，其从高炉的风口向炉内吹入固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料的任一种以上，其特征在于，该管束式喷枪将并列状态的多个吹入管束起并将其收纳于喷枪主管内而构成。 在本专利技术的管束式喷枪中，更优选的解决方法有: (I)上述固体还原材料由高挥发成分微粉炭与低挥发成分微粉炭的任I种或2种构成， (2)上述助燃性气体是氧气和富氧空气中的任一种， (3)上述气体还原材料是LNG、城市燃气、丙烷气体、氢炼铁厂产生气体和页岩气体中的任一种， (4)对于作为固体还原材料而吹入高挥发成分微粉炭与低挥发成分微粉炭的喷枪而言，高挥发成分微粉炭用吹入管的前端相对于低挥发成分微粉炭用吹入管的前端位于送风的上游侧O?100mm， (5)对于作为固体还原材料而同时吹入高挥发成分微粉炭、低挥发成分微粉炭和氧气的喷枪而言，高挥发成分微粉炭用吹入管的前端相对于低挥发成分微粉炭用吹入管的前端位于送风的上游侧O?200mm， (6)对于同时吹入气体还原材料与固体还原材料的喷枪而言，气体还原材料用吹入管的前端相对于固体还原材料用吹入管的前端位于送风的上游侧O?100mm， (7)对于同时吹入气体还原材料、固体还原材料和氧气的喷枪而言，气体还原材料用吹入管的前端相对于固体还原材料用吹入管的前端位于送风的上游侧O?200mm， (8)上述吹入管的内径为6_以上、且30_以下， (9)上述吹入管具有助燃性气体的吹入流与固体还原材料的吹入流碰撞的前端构造， (10)助燃性气体用吹入管在前端部具有缩径部， (11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉操作方法，其使用喷枪从风口向炉内至少吹入固体还原材料，所述高炉操作方法的特征在于，在向高炉的炉内仅吹入固体还原材料、同时吹入固体还原材料与助燃性气体这2种、或同时吹入固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料这3种时，使用将多个吹入管并列并束起且将其收纳于喷枪主管内而构成的管束式喷枪，通过任意的所述吹入管吹入所述固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.13 JP 2012-157909;2012.07.13 JP 2012-157911.一种高炉操作方法，其使用喷枪从风口向炉内至少吹入固体还原材料， 所述高炉操作方法的特征在于， 在向高炉的炉内仅吹入固体还原材料、同时吹入固体还原材料与助燃性气体这2种、或同时吹入固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料这3种时，使用将多个吹入管并列并束起且将其收纳于喷枪主管内而构成的管束式喷枪，通过任意的所述吹入管吹入所述固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料。2.根据权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于， 所述固体还原材料由高挥发成分微粉炭及低挥发成分微粉炭中的任I种或2种构成。3.根据权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于， 所述助燃性气体是氧气和富氧空气中的任一种。4.根据权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于， 所述气体还原材料是LNG、城市燃气、丙烷气体、氢炼铁厂产生气体和页岩气体中的任一种。5.根据权利要求1或2所述的高炉操作方法，其特征在于， 在作为固体还原材料而吹入高挥发成分微粉炭与低挥发成分微粉炭的情况下，使高挥发成分微粉炭用吹入管的前端相对于低挥发成分微粉炭用吹入管的前端位于送风的上游侧 O ?10mm06.根据权利要求1?3中任一项所述的高炉操作方法，其特征在于， 在同时吹入高挥发成分微粉炭、低挥发成分微粉炭和氧气的情况下，使高挥发成分微粉炭用吹入管的前端相对于低挥发成分微粉炭用吹入管的前端位于送风的上游侧O?200mmo7.根据权利要求1?4中任一项所述的高炉操作方法，其特征在于， 在同时吹入气体还原材料与固体还原材料的情况下，使用所述管束式喷枪，并使气体还原材料用吹入管的前端相对于固体还原材料用吹入管的前端位于送风的上游侧I?10mm08.根据权利要求1?4中任一项所述的高炉操作方法，其特征在于， 在同时吹入气体还原材料、固体还原材料和氧气的情况下，使用所述管束式喷枪，并使气体还原材料用吹入管的前端相对于固体还原材料用吹入管的前端位于送风的上游侧I ?200mmo9.根据权利要求1?8中任一项所述的高炉操作方法，其特征在于， 在同时吹入固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料的情况下，使用将相对于固体还原材料用吹入管而言的其他的吹入管缠绕于该固体还原材料用吹入管而与该固体还原材料用吹入管成为一体的管束式喷枪。10.一种管束式喷枪，从高炉的风口向炉内吹入固体还原材料、助燃性气体以及气体还原材料中的任一种以上， 所述管束...

【专利技术属性】
技术研发人员：村尾明纪，藤原大树，
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