高炉操作方法技术

本发明专利技术提出了一种高炉的操作方法，以及在实施该方法时使用的喷枪的结构，该操作方法可兼顾冷却能力的提高和燃烧性的提高，且不增大喷枪外径，从而对于实现生产性的提高、还原材料单位消耗的降低是有效的。本发明专利技术的高炉操作方法是使用插入到鼓风管内的喷枪至少将固体还原材料和助燃性气体经由风口而鼓入炉内的高炉的操作方法，其中，在使用将多个鼓入管捆扎而成的管束型喷枪，经由该管束型喷枪中的固体还原材料用鼓入管、助燃性气体用鼓入管及气体还原材料用鼓入管向高炉的炉内仅鼓入固体还原材料、或者同时鼓入固体还原材料和助燃性气体这两种、或者同时鼓入固体还原材料、助燃性气体及气体还原材料这三种时，将两支以上的管束型喷枪插入鼓风管内并使其顶端部相互接近，并且以使相互的鼓出流在鼓风管内相干扰的方式进行鼓入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高炉的操作方法，该方法经由高炉风口向炉内鼓入助燃性气体、并同时鼓入粉煤等固体还原材料和LNG等易燃性的气体还原材料。
技术介绍
近年来，由二氧化碳排放量的增加引起的全球变暖问题已被指出，而这对于钢铁行业而言也是重要的课题。针对该课题，在最近的高炉中，低还原材料比(每制造I吨生铁时，从风口鼓入的还原材料和从炉顶装入的焦炭的总量)操作得到了推进。高炉主要使用焦炭及粉煤作为还原材料。因此，为了实现低还原材料比操作、进而实现二氧化碳排放量的抑制，将焦炭等置换为废塑料、或LNG、重油等氢含有率高的还原材料的方法是有效的。下述专利文献I中公开的技术是使用多个喷枪(Iance)，通过将固体还原材料、气体还原材料及助燃性气体分别从各个喷枪鼓入来促进固体还原材料的升温，从而使燃烧效率提高，进而抑制未燃粉、焦炭粉的产生，谋求通气的改善，由此来削减还原材料比的方法。另外，下述专利文献2公开了如下的技术:使喷枪为同心多重管型，从内管鼓入助燃性气体，从内管与外管之间鼓入气体还原材料和固体还原材料。另外，下述专利文献3中提出了在喷枪主管的周围并列多个小径管的方案。此外，下述专利文献4中公开了一种多管喷嘴，其是在向熔融还原炉鼓入助燃性气体和燃料的情况下，在燃料供给管的外侧平行且相分离地配置多个鼓入管，从而使得即使在一个喷嘴发生损耗时也能够始终保持助燃性气体与燃料的混合状态。现有技术文献专利文献专利文献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
技术实现思路
专利技术要解决的问题对于也鼓入气体还原材料这一点而言，上述专利文献I中记载的与从风口仅鼓入固体还原材料(粉煤)的方法相比，在燃烧温度的提高、还原材料单位消耗的减少方面是有效的，但其效果尚不充分。另外，对于上述专利文献2中公开的套管喷枪而言，由于需要进行喷枪的冷却，因此必须加快外侧的鼓入速度。这样一来，必须使内管与外管之间的间隙狭窄，无法流通给定的气体量，因此存在无法获得必要的燃烧性的隐患。另一方面，如果要兼顾气体量和流速，则需要加大喷枪径，而这会引发从鼓风管的送风量的降低。其结果，会导致出铁量降低，或伴随喷枪插入口的直径增大而导致周边耐火物的破损风险增加。另外，对于上述专利文献3中记载的技术而言，由于使用了在主管的周围配置有多个小径管的喷枪，因此，不仅由冷却能力降低引起的小径管堵塞的风险增高，而且存在导致喷枪的加工成本升高的问题。另外，在该技术中，由于在中途使多重管变为并列管，因此存在导致压力损失和直径增大的问题。另外，如上所述，高炉也从风口送入热风，而固体还原材料、助燃性气体也借助该热风被鼓入炉内。此时，在专利文献4中记载的喷枪中，使用同心双重管喷枪来鼓入固体还原材料和助燃性气体，但此时，除了该双重管喷枪以外，还与它们并列地配置有用以鼓入气体还原材料的单管喷枪。该喷枪的相对于送风管及风口的截面积而言的该喷枪的专有面积大，会因送风压力的增加而引起运行成本增加，或者导致设置于风口背面的炉内监控窗口的视野减小。另外，由于要使向鼓风管中插入喷枪的部分(导管)直径增大，因此存在导致导管部与鼓风管的接合面减小，易引发导管部的剥离的问题。本专利技术的目的在于提供一种高炉的操作方法，以及在实施该方法时使用的喷枪的结构，该操作方法可兼顾冷却能力的提高和燃烧性的提高，且不增大喷枪外径，从而对于实现生产性的提高、还原材料单位消耗的降低是有效的。解决问题的方法为实现上述目的而开发的本专利技术的是使用插入到鼓风管内的喷枪至少将固体还原材料和助燃性气体经由风口而鼓入炉内的高炉的操作方法，其特征在于，在使用将多个鼓入管捆扎而成的管束型喷枪，经由该管束型喷枪中的固体还原材料用鼓入管、助燃性气体用鼓入管及气体还原材料用鼓入管向高炉的炉内仅鼓入固体还原材料、或者同时鼓入固体还原材料和助燃性气体这两种、或者同时鼓入固体还原材料、助燃性气体及气体还原材料这三种时，将两支以上的管束型喷枪插入鼓风管内并使其顶端部相互接近，并且以使相互的鼓出流在鼓风管内相干扰的方式进行鼓入。在本专利技术中，提供下述更优选的解决方案:(I)上述管束型喷枪是捆扎并列的三根鼓入管并将其收纳在喷枪外管内而成的喷枪；(2)上述管束型喷枪是相对于贯穿喷枪中心部的固体还原材料用鼓入管，在该固体还原材料用鼓入管的周围交替缠绕螺旋状的助燃性气体用鼓入管及螺旋状的气体还原材料用鼓入管这两者并进行一体化而成的喷枪；(3)在使用两支上述管束型喷枪并从各个喷枪中至少同时鼓入固体还原材料和助燃性气体的情况下，以相对于在鼓风管的中心部流通的助燃性气体的鼓入流，使固体还原材料的鼓入流流向其外侧的方式进行鼓入；(4)在使用两支上述管束型喷枪并至少将固体还原材料和助燃性气体从各个喷枪同时鼓入的情况下，形成如下的喷枪配置来进行鼓入，所述喷枪配置使得从各个管束型喷枪鼓入的两股固体还原材料鼓入流相互间不发生冲撞、但该固体还原材料的鼓入流与助燃性气体鼓入流发生冲撞；(5)在使用两支上述管束型喷枪并从各个喷枪中至少同时鼓入固体还原材料和助燃性气体的情况下，按照下述方式进行鼓入:从各个管束型喷枪鼓入的固体还原材料鼓入流相互间不发生冲撞，但与从各个管束型喷枪鼓入的助燃性气体鼓入流汇流而冲撞、并被该流分割为两股固体还原材料鼓入流；(6)在使用两支上述管束型喷枪并从各个喷枪中至少同时鼓入固体还原材料和助燃性气体的情况下，按照下述方式进行鼓入:从各个管束型喷枪鼓入的固体还原材料鼓入流在鼓风管的中心部发生冲撞、并将未与固体还原材料鼓入流发生汇流冲撞的气体还原材料鼓入流及助燃性气体鼓入流引导至该固体还原材料鼓入流的外侧。专利技术的效果根据本专利技术的，在将固体还原材料、以及气体还原材料和助燃性气体中的一种以上经由插入至鼓风管的喷枪从风口同时鼓入至高炉内的情况下，通过使用两支以上的管束型喷枪，可以在不增大喷枪外径的情况下将各鼓入管各自的管径自身保持在较大的水平，因此能够谋求冷却能力的提高和燃烧性的提高，进而能够减少还原材料单位消耗。另外，在本专利技术中，通过使用以贯穿筒状中心部的固体还原材料用鼓入管为中心、在其周围交替缠绕螺旋状的助燃性气体用鼓入管及螺旋状的气体还原材料用鼓入管这两者并进行一体化而成的喷枪作为上述管束型喷枪，可形成气体还原材料鼓入流和助燃性气体鼓入流在固体还原材料鼓入流的周围回旋的流动，从而可以一边使固体还原材料发生扩散一边进行鼓入，因此可以使固体还原材料的燃烧效率进一步提高。另外，根据本专利技术，在使插入鼓风管内的两支管束型喷枪的顶端部相接近的同时、使它们以使相互的鼓出方向相干扰的方式聚敛，因此例如会形成使得以助燃性气体为中心、以固体还原材料夹持其周围、并由助燃性气体包围其外侧的方式的喷枪配置，因此可以使固体还原材料的燃烧率进一步提高。另外，根据本专利技术，可形成使得固体还原材料鼓入流彼此间不发生冲撞、且使助燃性气体与其它喷枪的固体还原材料的鼓入流发生冲撞的方式的喷枪配置，由此可进一步提高固体还原材料的燃烧效率。【附图说明】是示出高炉的概况的纵向剖面图。是从喷枪向高炉内仅鼓入粉煤时的燃烧状态的说明图。是仅鼓入粉煤时的燃烧机理的说明图。是鼓入粉煤、LN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉操作方法，该方法包括：使用插入到鼓风管内的喷枪，至少将固体还原材料和助燃性气体经由风口而鼓入炉内，其中，在使用将多个鼓入管捆扎而成的管束型喷枪，经由该管束型喷枪中的固体还原材料用鼓入管、助燃性气体用鼓入管及气体还原材料用鼓入管向高炉的炉内仅鼓入固体还原材料、或者同时鼓入固体还原材料和助燃性气体这两种、或者同时鼓入固体还原材料、助燃性气体及气体还原材料这三种时，将两支以上的管束型喷枪插入鼓风管内并使其顶端部相互接近，并且以使相互的鼓出流在鼓风管内相干扰的方式进行鼓入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤原大树，村尾明纪，
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