【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将气体还原材料吹入高炉的气体还原材料的吹入方法和高炉用风口。
技术介绍
1、近年来，作为对地球环境问题、化石燃料枯竭问题的应对，强烈要求削减co2产生量、节能化，受此影响，在钢铁厂的高炉操作中大力推进低还原材料比(低rar)操作。
2、在一般的高炉中，从风口吹入粉煤和约1200℃的热风，使焦炭和粉煤与热风中的氧气反应，利用其结果生成的co、h2等还原气体还原高炉内的铁矿石等。以前，仅将焦炭作为还原材料、或者将焦炭和从风口吹入的重油作为还原材料的操作为主流，但现在，还原材料的一部分从焦炭被置换为粉煤。而且，确立了从风口吹入微粉碎至100μm以下的尺寸的粉煤的粉煤吹入技术。
3、此外，近年来，还确立了将废塑料等还原材料吹入高炉中的技术。由于这些风口吹入技术的发展，大幅削减了炼铁工序中的能量消耗量。
4、在专利文献1中公开了通过有效利用高炉废气来削减从高炉排出的co2气体的技术。在该技术中，由高炉废气中的co、co2合成再生甲烷，将其作为还原材料再次从风口吹入，由此使碳在高炉工艺内循环，削减从高炉排出的co2基本单位。
5、从风口吹入的还原材料与随之吹入的含氧气体发生燃烧反应。而且，未与还原材料反应而残留的氧气、与还原材料的燃烧反应中产生的二氧化碳(co2)和水蒸气(h2o)与位于风口前方的焦炭填充层的焦炭反应。而且，它们最终成为由一氧化碳(co)、氢气(h2)、氮气(n2)构成的高温的还原性气体(以下记载为炉腹气体)。
6、在此，从风口吹入的还原材料的燃烧
7、另外，在风口前端生成的炉腹气体是担负还原铁矿石的功能的气体，同时发挥将风口前的焦炭挤出、在风口前方形成被称为风口回旋区的燃烧空间的作用。风口回旋区作为用于使从风口吹入的粉煤等还原材料充分燃烧的空间是重要的，假设在不能形成风口回旋区的情况下，从风口吹入的还原材料的燃烧率显著降低。因此，为了实现高炉和炼铁工序中的节能化，重要的是在风口前方形成风口回旋区，向该风口回旋区稳定地供给还原材料。
8、关于风口回旋区的形成，在非专利文献1中公开了可以根据风口的口径、风口前端的排出气体流速等推算风口回旋区的大小。
9、关于还原材料向风口回旋区的供给，在以往的高炉中，将喷枪插入到使用吹管向高炉内吹送包含氧气的高温气体的吹管内，从该喷枪吹入还原材料。另外，在非专利文献2中公开了通过将粉煤等固体还原材料和包含氧气的助燃性气体在风口内预混合而提高风口回旋区内的粉煤的气化率的技术。
10、现有技术文献
11、专利文献
12、专利文献1：日本特开2011-225969号公报
13、非专利文献
14、非专利文献1：大野阳太郎、古川武、松浦正博，《高炉レースウェイ空間における微粉炭の燃焼挙動と多量吹込み技術(高炉风口回旋区空间中的粉煤的燃烧行为和大量吹入技术)》，铁与钢，1992年1月，第78卷，第1期，第50页～第57页
15、非专利文献2：古川武、松浦正博、大野阳太郎、岸本纯幸，《高炉への微粉炭吹込みにおける吹込部の構造と燃焼特性(向高炉的粉煤吹入中的吹入部的结构和燃烧特性)》，铁与钢，1996年12月，第82卷，第12期，第993页～第998页
16、非专利文献3：鹈饲直道，《羽口の変遷(风口的变迁)》，金属，1978年3月，第48卷，第3期，第39页～第43页
17、非专利文献4：安全工程学会编，《安全工学便覧(安全工程便览)》，第4版，コロナ社，2019年7月，第241页
技术实现思路
1、专利技术所要解决的问题
2、但是，在非专利文献2中公开的风口中，当添加b气体、氢气等还原性气体、天然气、再生甲烷等可燃气体作为还原材料时，有时发生在风口前方的风口回旋区空间内产生的燃烧火焰返回到风口内的所谓的风口内燃烧。该风口内燃烧产生使未被水冷的燃烧器的前端熔损或引起热变形的问题。通过除了对风口进行水冷以外还对燃烧器前端进行水冷，能够防止燃烧器的熔损、热变形，但产生热损耗增加或者在燃烧器与风口的连接部分气体泄漏的风险变高的问题。
3、另外，在非专利文献3中公开了用于将作为还原材料的重油吹入高炉的风口，在与吹管的连接部附近具备用于吹入重油的还原材料吹入喷嘴。因此，也可以考虑在非专利文献2中公开的风口内锥形部应用非专利文献3的还原材料吹入喷嘴，加入b气体、氢气等还原性气体、天然气、再生甲烷等可燃气体。但是，当在风口前方的风口回旋区空间内产生的燃烧火焰返回到风口内时，在风口内锥形部继续燃烧，产生热负荷变大或还原材料吹入喷嘴破损的问题。
4、因此，专利技术人为了解决现有技术中的上述的课题而反复进行了深入研究，结果开发了本专利技术的气体还原材料的吹入方法和高炉用风口。
5、即，本专利技术的目的在于提供在高炉用风口防止与吹管的连接部附近的燃烧反应、并且在风口前方的风口回旋区空间内产生的燃烧火焰不会返回到风口内的气体还原材料的吹入方法和高炉用风口。
6、用于解决问题的方法
7、用于解决这样的课题的本专利技术的特征如下所述。
8、[1]一种气体还原材料的吹入方法，其是使用高炉用风口向高炉内吹入气体还原材料的气体还原材料的吹入方法，其中，上述高炉用风口具有主流通孔和设置在上述主流通孔的径向外侧的副流通孔，使流经上述主流通孔的含氧气体在该主流通孔的风口前端部提高流速，使流经上述副流通孔的气体还原材料在上述主流通孔的上述风口前端部与上述含氧气体合流而形成混合气体，并吹入到上述高炉内。
9、[2]根据[1]所述的气体还原材料的吹入方法，其中，使从上述风口前端部排出的上述混合气体的排出气体流速为上述混合气体的燃烧速度的55倍以上。
10、[3]根据[1]或[2]所述的气体还原材料的吹入方法，其中，上述含氧气体包含50体积％以上的氧气。
11、[4]根据[1]～[3]中任一项所述的气体还原材料的吹入方法，其中，上述气体还原材料包含b气体、c气体、氨气、一氧化碳、氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丁烷、丁烯、丁炔、甲醇、乙醇和二甲醚中的至少一者。
12、[5]一种高炉用风口，其是向高炉内吹入气体还原材料的高炉用风口，其中，具有主流通孔和设置在上述主流通孔的周围的副流通孔，上述主流通孔的风口前端部的内径形成为该风口前端部以外的部分的内径和向上述主流通孔供给气体的吹管的内径以下，上述副流通孔的风口前端侧的端部以与上述主流通孔的上述风口前端部合流的方式形成。
13、专利技术效果
14、在本专利技术的气体还原材料的吹入方法和高炉用风口中，气体还原材料在主流通孔的风口前端部与含氧气体合流，与含氧气体一起从风口前端部排出到高炉内。因此，在高炉用风口的与吹管的连接部附近不发生燃烧反应，含氧气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气体还原材料的吹入方法，其是使用高炉用风口向高炉内吹入气体还原材料的气体还原材料的吹入方法，其中，
2.根据权利要求1所述的气体还原材料的吹入方法，其中，使从所述风口前端部排出的所述混合气体的排出气体流速为所述混合气体的燃烧速度的55倍以上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的气体还原材料的吹入方法，其中，所述含氧气体包含50体积％以上的氧气。
4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的气体还原材料的吹入方法，其中，所述气体还原材料包含B气体、C气体、氨气、一氧化碳、氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丁烷、丁烯、丁炔、甲醇、乙醇和二甲醚中的至少一者。
5.一种高炉用风口，其是向高炉内吹入气体还原材料的高炉用风口，其中，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种气体还原材料的吹入方法，其是使用高炉用风口向高炉内吹入气体还原材料的气体还原材料的吹入方法，其中，
2.根据权利要求1所述的气体还原材料的吹入方法，其中，使从所述风口前端部排出的所述混合气体的排出气体流速为所述混合气体的燃烧速度的55倍以上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的气体还原材料的吹入方法，其中，所述含氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：守田祐哉，柳泽隆太，高桥功一，小泽纯仁，野内泰平，川尻雄基，柏原佑介，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：
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