JP5286768B2 - Burner lance for charging granular material in smelting reduction furnace and method for producing molten metal by smelting reduction - Google Patents
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Description
本発明は、金属酸化物を主体とする原料（例えばＣｒ鉱石）を金属浴型溶融還元炉において溶融還元する際に用いられる粉粒物装入用バーナーランスと、このバーナーランスを用いた金属溶湯の製造方法に関する。 The present invention relates to a burner lance for charging a granular material used when a raw material mainly composed of a metal oxide (for example, Cr ore) is smelted and reduced in a metal bath smelting reduction furnace, and a molten metal using the burner lance. It relates to the manufacturing method.
Ｃｒ鉱石などの原料鉱石を、炭材（例えばコークスや無煙炭などの石炭）とともに金属浴型溶融還元炉に装入し、原料鉱石を炉内で溶融還元することにより金属溶湯を製造する方法（溶融還元法）が知られている。一般に、このような溶融還元法では安価な粉粒状の原料鉱石が使用されるが、原料鉱石の溶融還元には大量の熱エネルギーが必要であるため、安定的な操業を行うためには熱源の確保が重要である。溶融還元の熱源としては、炉内に供給される酸素によって炭材を燃焼（一次燃焼）させて得られる熱エネルギーと、この一次燃焼で発生したＣＯをさらに燃焼（二次燃焼）させることにより得られる熱エネルギーが使用されるが、大量の原料鉱石を低コストに溶融還元するには、一次燃焼と二次燃焼を適切に促進させる必要がある。 Raw metal ore such as Cr ore is charged into a metal bath smelting reduction furnace together with a carbonaceous material (for example, coal such as coke or anthracite), and molten metal is produced by melting and reducing the raw material ore in the furnace (melting) Reduction method) is known. In general, such smelting reduction method uses inexpensive granular raw material ore, but since smelting reduction of the raw material ore requires a large amount of thermal energy, a heat source is necessary for stable operation. Ensuring is important. The heat source for smelting reduction is obtained by further burning (secondary combustion) the thermal energy obtained by burning (primary combustion) the carbonaceous material with oxygen supplied into the furnace and the CO generated by this primary combustion. However, in order to smelt and reduce a large amount of raw material ore at a low cost, it is necessary to appropriately promote primary combustion and secondary combustion.
一次燃焼と二次燃焼を促進させるためには、炉内に供給する酸素量を増加することが有効である。しかし、上吹きランスからの酸素供給量が増加すると、原料鉱石を含むダストの発生量が増加し、鉱石歩留まりの低下やダストの処理コストの増大などの問題が生じる。また、ＣＯやＣＯ２の発生量が増加するために、炉内の上昇ガス流の風量も増大し、粉粒状の原料鉱石を炉内に安定的に装入することが困難になる。
また、酸素供給量を増やすためには上吹きランスからの酸素ガス流速を高める必要があるが、酸素ガス流速を高めると二次燃焼の効率が低下するため、熱エネルギーの大幅な増加は期待できない。
In order to promote primary combustion and secondary combustion, it is effective to increase the amount of oxygen supplied into the furnace. However, when the amount of oxygen supplied from the top blowing lance increases, the amount of dust containing raw material ore increases, causing problems such as a reduction in ore yield and an increase in dust processing costs. In addition, since the amount of CO and CO 2 generated increases, the air volume of the rising gas flow in the furnace also increases, making it difficult to stably charge the granular raw material ore into the furnace.
Moreover, in order to increase the oxygen supply amount, it is necessary to increase the oxygen gas flow rate from the top blowing lance. However, if the oxygen gas flow rate is increased, the efficiency of secondary combustion decreases, so a significant increase in thermal energy cannot be expected. .
また、二次燃焼を促進させる他の方法としては、上吹きランスの先端位置（ランス高さ）を高くすることや、上吹きランスの先端部から噴射される酸素ガスの流速を低下させること、などが考えられるが、二次燃焼の燃料となるＣＯは、上吹きランスから吹き込まれた酸素とすぐに混合する訳ではないので比較的燃焼しにくく、これらの方法を採用しても、二次燃焼の大幅な促進は期待できない。
また、原料鉱石の安定装入を狙いとして、酸素供給用の上吹きランスとは別に、原料鉱石を炉内装入するための鉱石装入用ランスを用いる溶融還元法が提案されているが、この溶融還元法でも、例えば酸素供給量を増加させると上述したと同様の問題を生じる。
Further, as other methods for promoting secondary combustion, increasing the tip position (lance height) of the upper blowing lance, reducing the flow rate of oxygen gas injected from the tip of the upper blowing lance, However, CO, which is the fuel for secondary combustion, is not easily mixed with the oxygen blown from the top blowing lance, so it is relatively difficult to burn. No significant acceleration of combustion can be expected.
Aiming at the stable charging of raw material ore, a smelting reduction method using an ore charging lance for introducing raw material ore into the furnace interior is proposed separately from the top blowing lance for supplying oxygen. Even in the smelting reduction method, for example, when the oxygen supply amount is increased, the same problem as described above is caused.
溶融還元の熱源を確保するという要求に対して、特許文献１には、水素を含有する物質を炉内に吹き込んで水素を燃焼させ、その燃焼熱を加えることで総発熱量を増加させる技術が示されている。しかし、水素は全てが炉内の溶湯近傍で燃焼するとは限らず、一部は未燃焼のまま炉外へ排出されたり、炉内の上部空間で燃焼する。その結果、溶湯への着熱が減少し、しかも炉内耐火物の溶損が助長されるおそれがある。 In response to the requirement of securing a heat source for smelting reduction, Patent Document 1 discloses a technique for increasing the total calorific value by injecting a substance containing hydrogen into the furnace to burn hydrogen and adding the combustion heat. It is shown. However, not all hydrogen burns in the vicinity of the molten metal in the furnace, and part of the hydrogen is discharged out of the furnace without being burned or burned in the upper space in the furnace. As a result, heat build-up on the molten metal is reduced, and there is a possibility that melting damage of the refractory in the furnace is promoted.
また、特許文献２〜４には、燃料となる石炭粉とともに鉱石を炉内に装入する技術が示されている。このうち特許文献２，３に示されているのは、単に石炭の歩留りを高めるための技術である。一方、特許文献４に示されている技術は、上吹きランスから酸素ガスとともに鉱石と石炭粉を吹き込み、その石炭粉の一部を燃料として上吹きランスから火炎を発生させ、その火炎中を鉱石が通過するように装入するものである。しかし、石炭は他の固体燃料（例えば、プラスチックなど）、気体燃料（例えば、プロパンガス、コークス炉ガスなど）、液体燃料（例えば、重油など）に比べて着火しにくいので、火炎の形成が不安定になり、安定的な操業が行えない問題がある。
上記のような従来技術の問題に鑑み、本出願人はさきに、炉内耐火物の溶損を助長することなく、炉内での総発熱量を増加させることによって、大量の原料鉱石を効率的に溶融還元することを狙いとして、以下のような溶融還元法とこれに使用するバーナーランスを提案（特願２００７−５３５７４号）した。すなわち、この溶融還元法は、溶融還元炉内に酸化性ガスを供給する上吹きランスとは別に、粉粒状の原料鉱石を炉内装入するためのバーナーランスを用い、このバーナーランスから、溶融還元炉内に原料鉱石を気体燃料および支燃ガスとともに供給（吐出）し、ランス先端に形成される気体燃料の燃焼火炎中を原料鉱石が通過することにより、予熱された原料鉱石が炉内に装入されるようにするものである。 In view of the problems of the prior art as described above, the present applicant has previously made it possible to efficiently produce a large amount of raw ore by increasing the total calorific value in the furnace without promoting melting damage of the refractories in the furnace. The following smelting reduction method and a burner lance used for the smelting reduction were proposed (Japanese Patent Application No. 2007-53574). In other words, this smelting reduction method uses a burner lance to enter the granular raw material ore into the furnace separately from the top blowing lance that supplies oxidizing gas into the smelting reduction furnace. The raw ore is supplied (discharged) together with gaseous fuel and supporting gas into the furnace, and the raw ore passes through the combustion flame of the gaseous fuel formed at the tip of the lance, so that the preheated raw ore is loaded into the furnace. It is intended to be entered.
この方法によれば、燃料の発熱量を効率良く原料鉱石に伝達することができ、溶湯への着熱効率を向上させることができる。このため上吹きランスによる酸素供給量を増加することなく、大量の原料鉱石を効率的に溶融還元することができる。
また、この溶融還元法に使用するバーナーランスは、図２０に示すように、内側から順に第１管体４０、第２管体４１および第３管体４２が同心円状に配置された多重管構造を有し、第１管体４０内が原料流路４３、第１管体４０と第２管体４１間の空間が気体燃料流路４４、第２管体４１と第３管体４２間の空間が支燃ガス流路４５をそれぞれ構成するとともに、各流路４３，４４，４５の先端が原料やガスの吐出口を構成するものである（図中、４６は冷却水循環流路である）。ランス先端では気体燃料の燃焼火炎ｆが形成され、この燃焼火炎ｆ中を原料ｓの落下流が通過することにより、原料ｓが予熱される。
According to this method, the calorific value of the fuel can be efficiently transmitted to the raw material ore, and the efficiency of heat deposition on the molten metal can be improved. For this reason, a large amount of raw ore can be efficiently smelted and reduced without increasing the amount of oxygen supplied by the top blowing lance.
Further, as shown in FIG. 20, the burner lance used in this smelting reduction method has a multi-tube structure in which the
しかし、本発明者らが、その後に検討したところによれば、図２０に示すようなバーナーランスを通じて大量の原料鉱石を少量のパージ用窒素ガスとともに炉内装入した場合、ランス先端からの鉱石落下流の運動量が大きくなるため、ランス先端に形成される燃焼火炎が鉱石落下流中に十分に入り込むことができず（すなわち、鉱石落下流の中心部と燃焼火炎との接触・熱伝達が阻害される）、その結果、原料鉱石の予熱が不十分となることが判明した。 However, according to a study made by the present inventors after that, when a large amount of raw ore is introduced into the furnace together with a small amount of purge nitrogen gas through a burner lance as shown in FIG. 20, the ore drops from the tip of the lance. Since the momentum of the flow increases, the combustion flame formed at the tip of the lance cannot sufficiently enter the ore falling flow (that is, the contact and heat transfer between the center of the ore falling flow and the combustion flame are hindered). As a result, it was found that the preheating of the raw ore was insufficient.
したがって本発明の目的は、このような課題を解決し、溶融還元炉において原料鉱石などの粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに供給するバーナーランスであって、大量の粉粒物を供給しても、ランス先端に形成される燃料の燃焼火炎により粉粒物を適切に予熱することができるバーナーランスを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのようなバーナーランスを用いて効率的な溶融還元を行うことで、金属溶湯を低コストに製造することができる製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is a burner lance that solves such problems and supplies raw materials ores and the like together with gaseous fuel and supporting gas in a smelting reduction furnace, and supplies a large amount of fine particles. However, it is providing the burner lance which can preheat a granular material appropriately by the combustion flame of the fuel formed in the lance tip.
Another object of the present invention is to provide a production method capable of producing a molten metal at low cost by performing efficient smelting reduction using such a burner lance.
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［1］溶融還元炉において、粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに炉内に供給するためのバーナーランスであって、
内側から順に第１管体（１a）、第２管体（２a）および第３管体（３a）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１a）内が粉粒物流路（ｘ）、第１管体（１a）と第２管体（２a）間の空間が気体燃料流路（ｙ）、第２管体（２a）と第３管体（３a）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成し、
ランス軸線方向において、第１管体（１a）の先端が、第２管体（２a）の先端よりもバーナー内方に位置することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1] In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying fine particles together with gaseous fuel and supporting gas into the furnace,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1a), the second tube (2a) and the third tube (3a) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first tube (1a) is the particulate flow channel (x), the space between the first tube (1a) and the second tube (2a) is the gaseous fuel channel (y), and the second tube (2a). ) And the third tube (3a) constitute the combustion support gas flow path (z), and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports,
A burner lance for charging particulate matter in a smelting reduction furnace, characterized in that , in the lance axis direction, the tip of the first tube (1a) is located inside the burner from the tip of the second tube (2a). .
［2］溶融還元炉において、粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに炉内に供給するためのバーナーランスであって、
内側から順に第１管体（１b）、第２管体（２b）および第３管体（３b）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１b）内が粉粒物流路（ｘ）、第１管体（１b）と第２管体（２b）間の空間が気体燃料流路（ｙ）、第２管体（２b）と第３管体（３b）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成し、
第１管体（１b）の先端寄り部分に、粉粒物流路（ｘ）内に気体燃料の旋回流が生じるように気体燃料流路（ｙ）内の気体燃料を粉粒物流路（ｘ）内に流入させる貫通部（４）を形成したことを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。
[2] In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying fine particles together with gaseous fuel and supporting gas into the furnace,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1b), the second tube (2b) and the third tube (3b) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first tube (1b) is the particulate flow channel (x), the space between the first tube (1b) and the second tube (2b) is the gaseous fuel channel (y), and the second tube (2b) ) And the third tubular body (3b) constitute the combustion-supporting gas flow path (z), respectively, and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports,
The gaseous fuel in the gaseous fuel flow path (y) is supplied to the granular flow path (x) so that a swirling flow of the gaseous fuel is generated in the granular flow path (x) near the tip of the first tubular body (1b). A burner lance for charging a granular material of a smelting reduction furnace, characterized in that a through-portion (4) to be introduced into the inside is formed.
［3］溶融還元炉において、粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに炉内に供給するためのバーナーランスであって、
内側から順に第１管体（１b）、第２管体（２b）および第３管体（３b）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１b）内が粉粒物流路（ｘ）、第１管体（１b）と第２管体（２b）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）、第２管体（２b）と第３管体（３b）間の空間が気体燃料流路（ｙ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成し、
第１管体（１b）の先端寄り部分に、粉粒物流路（ｘ）内に支燃ガスの旋回流が生じるように支燃ガス流路（ｚ）内の支燃ガスを粉粒物流路（ｘ）内に流入させる貫通部（４）を形成したことを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。
[3] In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying the granular material into the furnace together with gaseous fuel and supporting gas,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1b), the second tube (2b) and the third tube (3b) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first tube (1b) is the particulate flow channel (x), the space between the first tube (1b) and the second tube (2b) is the combustion supporting gas channel (z), and the second tube ( 2b) and the space between the third tube (3b) constitute the gas fuel flow path (y), respectively, and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports,
In the portion near the tip of the first tube (1b), the combustion support gas in the combustion support gas flow path (z) is transferred to the powder flow path so that a swirling flow of the combustion support gas is generated in the powder flow path (x). (X) A burner lance for charging a granular material of a smelting reduction furnace, characterized in that a through-portion (4) is introduced into the smelting reduction furnace.
［4］溶融還元炉において、粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに炉内に供給するためのバーナーランスであって、
内側から順に第１管体（１c）、第２管体（２c）および第３管体（３c）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１c）内が気体燃料流路（ｙ）、第１管体（１c）と第２管体（２c）間の空間が粉粒物流路（ｘ）、第２管体（２c）と第３管体（３c）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。
[4] In the smelting reduction furnace, a burner lance for supplying the granular material into the furnace together with the gaseous fuel and the combustion support gas,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1c), the second tube (2c) and the third tube (3c) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first pipe (1c) is a gaseous fuel flow path (y), and the space between the first pipe (1c) and the second pipe (2c) is a powder flow path (x), the second pipe (2c) ) And the third tube (3c) constitute the combustion support gas flow path (z), respectively, and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports. A burner lance for charging powder particles in a smelting reduction furnace.
［5］溶融還元炉において、粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに炉内に供給するためのバーナーランスであって、
内側から順に第１管体（１d）、第２管体（２d）および第３管体（３d）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１d）内が支燃ガス流路（ｚ）、第１管体（１d）と第２管体（２d）間の空間が粉粒物流路（ｘ）、第２管体（２d）と第３管体（３d）間の空間が気体燃料流路（ｙ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。
[5] In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying the granular material into the furnace together with gaseous fuel and supporting gas,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1d), the second tube (2d) and the third tube (3d) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first pipe (1d) is the combustion supporting gas flow path (z), the space between the first pipe (1d) and the second pipe (2d) is the powder flow path (x), and the second pipe ( The space between 2d) and the third tube (3d) constitutes a gaseous fuel flow path (y), and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports. A burner lance for charging powder particles in a smelting reduction furnace.
［6］溶融還元炉において、粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに炉内に供給するためのバーナーランスであって、
内側から順に第１管体（１e）および第２管体（２e）が同心円状に配置された二重管構造を有し、
第１管体（１e）内が粉粒物と気体燃料との予混合体の流路（ｗ）、第１管体（１e）と第２管体（２e）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｗ），（ｚ）の先端が吐出口を構成することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。
[6] In the smelting reduction furnace, a burner lance for supplying the granular material into the furnace together with the gaseous fuel and the supporting gas,
Having a double tube structure in which the first tube (1e) and the second tube (2e) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first tube (1e) is the flow path (w) of the premixed material of the granular material and the gaseous fuel, and the space between the first tube (1e) and the second tube (2e) is the combustion gas flow A burner lance for charging a granular material of a smelting reduction furnace, wherein each of the channels (z) is configured, and the tips of the channels (w) and (z) form discharge ports.
［7］溶融還元炉において、粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに炉内に供給するためのバーナーランスであって、
内側から順に第１管体（１ｆ）および第２管体（２ｆ）が同心円状に配置された二重管構造を有し、
第１管体（１ｆ）内が粉粒物と支燃ガスとの予混合体の流路（ｗ）、第１管体（１ｆ）と第２管体（２ｆ）間の空間が気体燃料流路（ｙ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｗ），（ｙ）の先端が吐出口を構成することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。
[7] In the smelting reduction furnace, a burner lance for supplying the granular material into the furnace together with the gaseous fuel and the combustion supporting gas,
Having a double-pipe structure in which the first tubular body (1f) and the second tubular body (2f) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first pipe (1f) is the flow path (w) of the premixed material of the granular material and the combustion supporting gas, and the space between the first pipe (1f) and the second pipe (2f) is the gaseous fuel flow A burner lance for charging a granular material of a smelting reduction furnace, wherein each of the channels (y) is configured, and the tips of the channels (w) and (y) form discharge ports.
［8］溶融還元炉において、金属酸化物を主体とする原料を溶融還元し、金属溶湯を製造する方法において、
上記［1］〜［7］のいずれかに記載のバーナーランスを用い、溶融還元炉内に粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに供給し、粉粒物を予熱された状態で炉内に装入することを特徴とする、溶融還元による金属溶湯の製造方法。
［9］上記［8］の製造方法において、バーナーランスから供給される粉粒物の少なくとも一部が、金属酸化物を主体とする原料であることを特徴とする、溶融還元による金属溶湯の製造方法。
[8] In a method for producing a molten metal by melting and reducing a raw material mainly composed of a metal oxide in a smelting reduction furnace,
Using the burner lance described in any one of [1] to [7] above, the granular material is supplied into the smelting reduction furnace together with the gaseous fuel and the combustion supporting gas, and the granular material is preheated in the furnace. A method for producing a molten metal by smelting reduction, characterized by comprising charging.
[9] In the production method of [8] , at least a part of the granular material supplied from the burner lance is a raw material mainly composed of a metal oxide, to produce a molten metal by smelting reduction Method.
本発明に係るバーナーランスは、ランス先端から落下する粉粒物がランス先端の燃焼火炎中を適切に通過できるため、大量の粉粒物を供給しても、燃焼火炎により粉粒物を適切に予熱することができる。
また、本発明のなかでも多重管構造または二重管構造の最外側の流路が気体燃料流路（ｙ）であるバーナーランスは、最外側の流路が支燃ガス流路であるバーナーランスに較べて、支燃ガスによる炉体（溶融還元炉）内面の損傷を少なくすることができる。すなわち、最外側の流路が支燃ガス流路であるバーナーランスでは、バーナー燃焼に使われない支燃ガスの量が多くなり、この支燃ガスが炉内発生ガス中の可燃性成分（例えばＣＯ）を部分燃焼させることで、炉内に高温雰囲気が形成されやすく、この高温雰囲気により炉体内面が傷みやすい。これに対して、最外側の流路が気体燃料流路（ｙ）であるバーナーランスでは、バーナー燃焼に使われない支燃ガスの量が相対的に少ないため、上記のような炉内高温雰囲気が形成されにくい。
In the burner lance according to the present invention, since the granular material falling from the tip of the lance can appropriately pass through the combustion flame at the tip of the lance, even if a large amount of granular material is supplied, the granular material is appropriately removed by the combustion flame. Can be preheated.
In the present invention, the burner lance in which the outermost flow path of the multi-tube structure or the double-pipe structure is a gaseous fuel flow path (y) is the burner lance in which the outermost flow path is a combustion gas flow path. In comparison with this, damage to the inner surface of the furnace body (smelting reduction furnace) by the combustion support gas can be reduced. That is, in the burner lance in which the outermost flow path is a combustion support gas flow path, the amount of combustion support gas that is not used for burner combustion increases, and this combustion support gas becomes a combustible component in the gas generated in the furnace (for example, By partially burning CO), a high temperature atmosphere is easily formed in the furnace, and the inner surface of the furnace body is easily damaged by this high temperature atmosphere. On the other hand, in the burner lance in which the outermost flow path is the gaseous fuel flow path (y), the amount of combustion supporting gas that is not used for burner combustion is relatively small. Is difficult to form.
また、本発明のなかでも多重管構造または二重管構造の最外側の流路が支燃ガス流路（ｚ）であるバーナーランスは、支燃ガス流の内側に気体燃料流が封じ込められ、気体燃料の逃げが少なくなるので、燃料を特に効率的に燃焼させることができる。
また、本発明に係る金属溶湯の製造方法によれば、そのようなバーナーランスを用いて効率的な溶融還元を行い、金属溶湯を低コストに製造することができる。
Further, in the present invention, the burner lance in which the outermost flow path of the multi-tube structure or the double-pipe structure is the support gas flow path (z), the gaseous fuel flow is contained inside the support gas flow, Since the escape of gaseous fuel is reduced, the fuel can be burned particularly efficiently.
Moreover, according to the manufacturing method of the molten metal which concerns on this invention, efficient smelting reduction can be performed using such a burner lance, and a molten metal can be manufactured at low cost.
まず、本発明のバーナーランスが使用される溶融還元法について説明する。
二次燃焼は炉内の上部空間で生じるので、溶湯の内部や表面近傍で生じる一次燃焼と比べて、溶湯への着熱効率（＝着熱量／総発熱量）が低い。しかしながら、大量の原料鉱石を溶融還元するには、炉内の総発熱量を高める必要があり、そのためには二次燃焼を促進することが有効である。しかしその一方で、二次燃焼は溶湯への着熱効率が低いため、炉内耐火物に吸収される熱量が増大し、炉内耐火物の溶損が助長される。
First, the smelting reduction method in which the burner lance of the present invention is used will be described.
Since the secondary combustion occurs in the upper space in the furnace, the heat receiving efficiency (= heat receiving amount / total heat generation amount) to the molten metal is lower than the primary combustion occurring in the molten metal or near the surface. However, in order to melt and reduce a large amount of raw material ore, it is necessary to increase the total calorific value in the furnace, and for this purpose, it is effective to promote secondary combustion. However, on the other hand, since the secondary combustion has a low efficiency of heat application to the molten metal, the amount of heat absorbed by the refractory in the furnace increases, and the melting loss of the refractory in the furnace is promoted.
したがって、大量の原料鉱石を炉内耐火物の溶損を抑えつつ、効率的に溶融還元するには、炉内の総発熱量を十分に確保するとともに、溶湯への着熱効率を高めることが必要である。そして、以下のような形態で溶融還元を行えば、そのような要求を満足させることができる。すなわち、溶融還元炉内に酸化性ガスを供給する上吹きランスとは別に、原料（金属酸化物を主体とする粉粒状の原料）などの粉粒物を炉内装入するためのバーナーランスを用い、このバーナーランスから炉内に粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに供給（吐出）し、ランス先端に形成される気体燃料の燃焼火炎中を粉粒物が通過することにより、予熱された粉粒物が炉内に装入されるようにするものである。この方法によれば、燃料の発熱量を効率良く原料などの粉粒物に伝達することができるため、溶湯への着熱効率を向上させることができる。このため上吹きランスによる酸素供給量を増加させることなく、大量の原料鉱石を効率的に溶融還元することができる。 Therefore, in order to efficiently melt and reduce a large amount of raw material ore while suppressing the melting loss of the refractory in the furnace, it is necessary to secure a sufficient total heat generation amount in the furnace and to increase the heat receiving efficiency to the molten metal. It is. And if it carries out smelting reduction | restoration with the following forms, such a request | requirement can be satisfied. In other words, apart from the top blowing lance that supplies oxidizing gas into the smelting reduction furnace, a burner lance is used to enter granular materials such as raw materials (particulate raw materials mainly composed of metal oxides) into the furnace. The powder was supplied (discharged) from the burner lance into the furnace together with the gaseous fuel and supporting gas, and the particulate was passed through the combustion flame of the gaseous fuel formed at the tip of the lance. The powder and granular material are charged into the furnace. According to this method, the calorific value of the fuel can be efficiently transmitted to the granular material such as the raw material, so that the heat receiving efficiency to the molten metal can be improved. For this reason, a large amount of raw material ore can be efficiently smelted and reduced without increasing the amount of oxygen supplied by the top blowing lance.
図１９は、この溶融還元法の実施状況の一例を模式的に示すもので、６は炉体（溶融還元炉）、７は炉軸心上に配置される上吹きランス、８はその側方に配置される原料装入用のバーナーランス、９は底吹き羽口、１０は溶湯、１１はスラグである。この溶融還元法では、上吹きランス７から酸素ガスなどの酸化性ガスｇが噴射されるとともに、バーナーランス８から金属酸化物を主体とする粉粒状の原料ｓ（原料鉱石など）が気体燃料および支燃ガスとともに供給（吐出）され、ランス先端に形成される気体燃料の燃焼火炎ｆ中を原料ｓが通過することにより、予熱された原料ｓが炉内に装入される。
なお、一般に炭材（例えば、コークスや無煙炭などの石炭）は、炉上部の投入シュートなどから落下装入されるが、炭材の粒子径が小さくて飛散するおそれがある場合には、例えば、パージガスとともに炉内に流し込み装入することもある。また、必要に応じて媒溶材（例えば、石灰、ドロマイトなど）などが上記炭材に準じた方法で炉内装入される。
FIG. 19 schematically shows an example of the state of implementation of this smelting reduction method, wherein 6 is a furnace body (smelting reduction furnace), 7 is an upper blowing lance disposed on the furnace axis, and 8 is a side thereof. A burner lance for charging the raw material, 9 is a bottom blowing tuyere, 10 is a molten metal, and 11 is a slag. In this smelting reduction method, an oxidizing gas g such as oxygen gas is injected from the
In general, charcoal (for example, coal such as coke and anthracite) is dropped and charged from a charging chute at the top of the furnace, but when the particle size of the charcoal is small and may be scattered, It may be poured into the furnace together with the purge gas. Moreover, as needed, a solvent medium (for example, lime, dolomite, etc.) etc. is put into the furnace interior by a method according to the above carbonaceous material.
ここで、金属酸化物を主体とする粉粒状の原料の種類に特別な制限はないが、通常は、鉄鉱石、Ｃｒ鉱石、Ｎｉ鉱石、ダスト、スラッジなどの原料が用いられる。
バーナーランス８で使用する気体燃料の種類にも特別な制限はないが、例えば、プロパンガス、コークス炉ガス、天然ガス、転炉回収ガス、高炉回収ガスなどの１種以上を用いることができる。同じく支燃ガスとしては、酸素ガスまたは酸素含有ガスが用いられる。酸素含有ガスとしては、空気、酸素富化空気、それらの予熱されたガスなどを用いることができる。
また、底吹き羽口９から吹き込まれるガスの種類にも特別な制限はないが、例えば、酸素ガス、プロパンガス、天然ガス、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガス、ＣＯ含有ガスなどの１種以上を用いることができる。
Here, there are no particular restrictions on the type of powdery raw material mainly composed of metal oxides, but usually raw materials such as iron ore, Cr ore, Ni ore, dust and sludge are used.
Although there is no special restriction | limiting in the kind of gaseous fuel used with the
Further, the type of gas blown from the bottom blowing tuyere 9 is not particularly limited, but for example, one or more of oxygen gas, propane gas, natural gas, carbon dioxide gas, nitrogen gas, argon gas, CO-containing gas, etc. Can be used.
以下、本発明の粉粒物装入用バーナーランスの実施形態について説明する。
本発明の粉粒物装入用バーナーランスは、溶融還元炉において、粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに炉内に供給するためのバーナーランスである。本発明のバーナーランスの装入対象となる粉粒物として最も典型的なものは原料（さきに挙げたような金属酸化物を主体とする原料）であるが、例えば、炭材や媒溶材などのような粉粒物でもよく、これらの１種または２種以上を混合した粉粒物を装入対象とすることができる。原料に限らず、炉内に装入する粉粒物をバーナーランスで適切に予熱できれば、溶融還元炉の熱効率を高めることができる。また、粉粒物の大きさは、バーナーランスを通じて装入できる程度の粒径であればよい。
Hereinafter, embodiments of the burner lance for charging a granular material of the present invention will be described.
The burner lance for charging the granular material according to the present invention is a burner lance for supplying the granular material into the furnace together with the gaseous fuel and the combustion supporting gas in the smelting reduction furnace. The most typical powder and granular material to be inserted into the burner lance of the present invention is a raw material (a raw material mainly composed of the metal oxide as mentioned above), for example, a carbonaceous material or a solvent medium. Such a granular material may be used, and a granular material obtained by mixing one or more of these materials can be used for charging. The thermal efficiency of the smelting reduction furnace can be increased if the granular material charged in the furnace can be appropriately preheated with a burner lance, not limited to the raw material. Moreover, the magnitude | size of a granular material should just be a particle size of the grade which can be charged through a burner lance.
本発明のバーナーランスの形態は、（i）多重管構造または二重管構造の最外側の流路が気体燃料流路であるもの、（ii）多重管構造または二重管構造の最外側の流路が支燃ガス流路であるもの、の２通りに大別できる。
このうち、上記（i）の形態のバーナーランスは、最外側の流路が支燃ガス流路であるバーナーランスに較べて、支燃ガスによる炉体（溶融還元炉）内面の損傷を少なくすることができる利点がある。すなわち、最外側の流路が支燃ガス流路であるバーナーランスでは、バーナー燃焼に使われない支燃ガスの量が多くなり、この支燃ガスが炉内発生ガス中の可燃性成分（例えばＣＯ）を部分燃焼させることで、炉内に高温雰囲気が形成されやすく、この高温雰囲気により炉体内面が傷みやすい。これに対して、最外側の流路が気体燃料流路である上記（i）の形態のバーナーランスでは、バーナー燃焼に使われない支燃ガスの量が相対的に少ないため、上記のような炉内高温雰囲気が形成されにくく、このため炉体内面が傷みにくい。
一方、上記（ii）の形態のバーナーランスは、支燃ガス流の内側に気体燃料流が封じ込められ、気体燃料の逃げが少なくなるので、燃料を特に効率的に燃焼させることができる利点がある。
以下、装入対象として最も典型的な粉粒物である原料（金属酸化物を主体とする粉粒状の原料）を装入するバーナーランスを例に、本発明の実施形態について説明する。
The form of the burner lance of the present invention is as follows: (i) the outermost flow path of the multi-tube structure or double-tube structure is a gaseous fuel flow path, (ii) the outermost flow path of the multi-tube structure or double-tube structure The flow path can be broadly divided into two types, that is, a combustion supporting gas flow path.
Among these, the burner lance in the form (i) reduces damage to the inner surface of the furnace body (smelting reduction furnace) due to the supporting gas as compared with the burner lance whose outermost channel is the supporting gas channel. There are advantages that can be made. That is, in the burner lance in which the outermost flow path is a combustion support gas flow path, the amount of combustion support gas that is not used for burner combustion increases, and this combustion support gas becomes a combustible component in the gas generated in the furnace (for example, By partially burning CO), a high temperature atmosphere is easily formed in the furnace, and the inner surface of the furnace body is easily damaged by this high temperature atmosphere. On the other hand, in the burner lance of the form (i) in which the outermost flow path is a gaseous fuel flow path, the amount of combustion supporting gas that is not used for burner combustion is relatively small. It is difficult to form a high temperature atmosphere in the furnace, and the inner surface of the furnace body is hardly damaged.
On the other hand, the burner lance in the form (ii) has an advantage that the fuel can be burned particularly efficiently because the gaseous fuel flow is contained inside the supporting gas flow and the escape of the gaseous fuel is reduced. .
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking as an example a burner lance for charging a raw material (a powdery raw material mainly composed of a metal oxide) which is the most typical powder as a charging target.
図１および図２は、本願の第一の発明に係る粉粒物装入用バーナーランスの一実施形態を示すもので、図１はランス先端部の縦断面図、図２は図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
このバーナーランスは、内側から順に第１管体１a、第２管体２aおよび第３管体３aが同心円状に配置された多重管構造（管軸が垂直方向に沿う多重管構造）を有している。そして、第１管体１a内が粉粒物（原料）流路ｘ、第１管体１aと第２管体２a間の空間が気体燃料流路ｙ、第２管体２aと第３管体３a間の空間が支燃ガス流路ｚをそれぞれ構成するとともに、粉粒物流路ｘの先端が粉粒物（原料）吐出口１２xを、気体燃料流路ｙの先端が燃料吐出口１２y（噴射口）を、支燃ガス流路ｚの先端が支燃ガス吐出口１２z（噴射口）を、それぞれ構成している。
1 and 2 show one embodiment of a burner lance for charging a granular material according to the first invention of the present application. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a tip portion of the lance, and FIG. It is sectional drawing which follows the II-II line.
This burner lance has a multiple tube structure (a multiple tube structure in which the tube axis is along the vertical direction) in which the
第１管体１aの先端は、第２管体２aの先端よりもバーナー内方に位置している。ここで、図１に示したランス軸線方向における第１管体１aの先端と第２管体２aの先端との距離Ｌ１に特別な制限はないが、一般には第２管体２aの先端の内径Ｄ１に対してＤ１／２〜５Ｄ１程度とすることが好ましい。Ｌ１＜Ｄ１／２では、距離（時間）が短すぎて気体燃料と原料との混合が不十分になりやすい。一方、第１管体１aの先端外側の気体燃料流路ｙから原料落下流側に流れる気体燃料の拡がり角度は、ランス軸線方向に対して５°以上であると考えられるから、Ｌ１＞５Ｄ１では気体燃料流に随伴する原料が第２管体２aの先端部に衝突し、その部分の摩耗が大きくなるおそれがある。
なお、第３管体３aは、ランス先端部を囲むようにして支燃ガス吐出口１２zの前方に張り出した筒状部３０を有しており、この筒状部３０を含めた第３管体３aの内部には冷却水循環流路５が形成されている。
The tip of the
The third
以上のようなバーナーランスによれば、粉粒物流路ｘ内に粉粒状の原料ｓが供給され（通常、原料は窒素などの少量のパージガスとともに流路内に供給される）、同流路内を比較的低速で落下する。このように原料を低速で落下させることにより、原料による管内壁の摩耗を抑制できる。また、気体燃料流路ｙ内には気体燃料が、支燃ガス流路ｚ内には支燃ガスがそれぞれ供給される。
ここで、第１管体１aの先端は、第２管体２aの先端よりもバーナー内方に位置しているため、燃料吐出口１２yから吐出された気体燃料は、燃焼火炎ｆの形成始端よりもバーナー内方位置（距離Ｌ１だけ内方の位置）で原料ｓと接触し始め、原料落下流の中心部側に拡散して原料ｓと予混合された状態となる。このため原料落下流の大部分が、支燃ガス吐出口１２zの位置を始端として形成される燃焼火炎ｆの領域を通過することができ、原料ｓが燃焼火炎ｆにより適切に予熱されることになる。
また、多重管構造の最外側の流路が支燃ガス流路ｚであるため、支燃ガス流の内側に気体燃料流が封じ込められ、気体燃料の逃げが少なくなるので、燃料を特に効率的に燃焼させることができる。
According to the burner lance as described above, the granular raw material s is supplied into the granular material flow channel x (usually, the raw material is supplied into the flow channel together with a small amount of purge gas such as nitrogen). To fall at a relatively low speed. By dropping the raw material at a low speed in this way, it is possible to suppress wear of the inner wall of the pipe due to the raw material. Further, gaseous fuel is supplied into the gaseous fuel flow path y, and combustion supporting gas is supplied into the combustion supporting gas flow path z.
Here, since the tip of the
In addition, since the outermost flow path of the multi-tube structure is the combustion support gas flow path z, the gaseous fuel flow is confined inside the combustion support gas flow, and the escape of the gaseous fuel is reduced. Can be burned.
図３および図４は、本願の第二の発明に係る粉粒物装入用バーナーランスの一実施形態を示すもので、図３はランス先端部の縦断面図、図４は図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
このバーナーランスは、内側から順に第１管体１b、第２管体２bおよび第３管体３bが同心円状に配置された多重管構造（管軸が垂直方向に沿う多重管構造）を有している。そして、第１管体１b内が粉粒物（原料）流路ｘ、第１管体１bと第２管体２b間の空間が気体燃料流路ｙ、第２管体２bと第３管体３b間の空間が支燃ガス流路ｚをそれぞれ構成するとともに、粉粒物流路ｘの先端が粉粒物（原料）吐出口１２xを、気体燃料流路ｙの先端が燃料吐出口１２y（噴射口）を、支燃ガス流路ｚの先端が支燃ガス吐出口１２z（噴射口）を、それぞれ構成している。
3 and 4 show one embodiment of a burner lance for charging a granular material according to the second invention of the present application. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a tip portion of the lance, and FIG. It is sectional drawing which follows the IV-IV line.
This burner lance has a multiple tube structure (a multiple tube structure in which the tube axis is along the vertical direction) in which the
第１管体１bの先端寄り部分には、気体燃料流路ｙ内の気体燃料を粉粒物流路ｘ内に流入させる複数の貫通部４が形成されている。本実施形態では、貫通部４は貫通孔で構成されている。これら貫通部４は、粉粒物流路ｘ内に流入した気体燃料が同流路内で旋回流となるように、その軸線（孔軸）が第１管体１bの径方向に対して傾きを持って形成され、貫通部４から第１管体１b（粉粒物流路ｘ）の管軸に対して偏心した方向に向けて気体燃料が流入するように形成されている。また、各貫通部４を構成する貫通孔は、気体燃料流路ｙ側から粉粒物流路ｘ側に向けて下向きに傾斜している。
なお、第３管体３bは、ランス先端部を囲むようにして支燃ガス吐出口１２zの前方に張り出した筒状部３０を有しており、この筒状部３０を含めた第３管体３bの内部には冷却水循環流路５が形成されている。
第１管体１bに形成する貫通部４の形態は任意であり、例えば、第１管体１bの先端から管長方向に形成されるスリットで貫通部４を構成してもよい。
A plurality of penetrating
The third
The form of the
ここで、図３に示したランス軸線方向における貫通部４と第１管体１bの先端との距離Ｌ２に特別な制限はないが、あまり長いと原料の旋回流により摩耗する管内壁長さが大きくなるため、第１管体１bの先端の内径Ｄ２に対して５Ｄ２以下程度とすることが好ましい。なお、貫通部４がスリットで構成される場合には、距離Ｌ２は第１管体１bの先端とスリット端部との距離である。
また、図４に示した貫通部４からの気体燃料噴射方向（貫通部４の軸線）の第１管体半径方向に対する傾き角θは、３〜４５°程度とすることが好ましい。この傾き角θが３°未満では気体燃料の旋回流が形成されにくく、一方、４５°を超えると管中心部側に旋回流が形成されにくくなる。
Here, there is no particular restriction on the distance L 2 between the through
Moreover, it is preferable that the inclination angle θ of the gaseous fuel injection direction (the axis of the through portion 4) from the through
以上のようなバーナーランスによれば、粉粒物流路ｘ内に粉粒状の原料ｓが供給され（通常、原料は窒素などの少量のパージガスとともに流路内に供給される）、同流路内を比較的低速で落下する。このように原料を低速で落下させることにより、原料による管内壁の摩耗を抑制できる。また、気体燃料流路ｙ内には気体燃料が、支燃ガス流路ｚ内には支燃ガスがそれぞれ供給される。
ここで、気体燃料流路ｙ内の気体燃料の一部は、貫通部４から粉粒物流路ｘ内に流入し、同流路内で気体燃料の旋回流が形成される。これにより原料と気体燃料の一部が予混合された状態となり、かつこの状態で粉粒物吐出口１２xから吐出された原料ｓが旋回流に随伴されることで、燃焼火炎ｆに強制的に接触させられ、この結果、原料ｓが燃焼火炎ｆにより適切に予熱されることになる。
また、多重管構造の最外側の流路が支燃ガス流路ｚであるため、支燃ガス流の内側に気体燃料流が封じ込められ、気体燃料の逃げが少なくなるので、燃料を特に効率的に燃焼させることができる。
なお、第１管体１bの先端寄り部分の内壁に、粉粒物に旋回作用を与える案内板を設けてもよく、このような案内板を設けることにより、原料の旋回作用をより高めることができる。
According to the burner lance as described above, the granular raw material s is supplied into the granular material flow channel x (usually, the raw material is supplied into the flow channel together with a small amount of purge gas such as nitrogen). To fall at a relatively low speed. By dropping the raw material at a low speed in this way, it is possible to suppress wear of the inner wall of the pipe due to the raw material. Further, gaseous fuel is supplied into the gaseous fuel flow path y, and combustion supporting gas is supplied into the combustion supporting gas flow path z.
Here, a part of the gaseous fuel in the gaseous fuel flow path y flows into the granular material flow path x from the penetrating
In addition, since the outermost flow path of the multi-tube structure is the combustion support gas flow path z, the gaseous fuel flow is confined inside the combustion support gas flow, and the escape of the gaseous fuel is reduced. Can be burned.
In addition, you may provide the guide plate which gives a turning effect | action to a granular material in the inner wall of the part near the front-end | tip of the
図５および図６は、本願の第三の発明に係る粉粒物装入用バーナーランスの一実施形態を示すもので、図５はランス先端部の縦断面図、図６は図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
このバーナーランスは、内側から順に第１管体１a、第２管体２aおよび第３管体３aが同心円状に配置された多重管構造（管軸が垂直方向に沿う多重管構造）を有している。そして、第１管体１a内が粉粒物（原料）流路ｘ、第１管体１aと第２管体２a間の空間が支燃ガス流路ｚ、第２管体２aと第３管体３a間の空間が気体燃料流路ｙをそれぞれ構成するとともに、粉粒物流路ｘの先端が粉粒物（原料）吐出口１２xを、気体燃料流路ｙの先端が燃料吐出口１２y（噴射口）を、支燃ガス流路ｚの先端が支燃ガス吐出口１２z（噴射口）を、それぞれ構成している。
5 and 6 show an embodiment of a burner lance for charging a granular material according to the third invention of the present application. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the tip portion of the lance, and FIG. It is sectional drawing which follows a VI-VI line.
This burner lance has a multiple tube structure (a multiple tube structure in which the tube axis is along the vertical direction) in which the
第１管体１aの先端は、第２管体２aの先端よりもバーナー内方に位置している。ここで、図５に示したランス軸線方向における第１管体１aの先端と第２管体２aの先端との距離Ｌ１に特別な制限はないが、一般には第２管体２aの先端の内径Ｄ１に対してＤ１／２〜５Ｄ１程度とすることが好ましい。Ｌ１＜Ｄ１／２では、距離（時間）が短すぎて支燃ガスと原料との混合が不十分になりやすい。一方、第１管体１aの先端外側の支燃ガス流路ｚから原料落下流側に流れる支燃ガスの拡がり角度は、ランス軸線方向に対して５°以上であると考えられるから、Ｌ１＞５Ｄ１では支燃ガス流に随伴する原料が第２管体２aの先端部に衝突し、その部分の摩耗が大きくなるおそれがある。
なお、第３管体３aは、ランス先端部を囲むようにして燃料吐出口１２ｙの前方に張り出した筒状部３０を有しており、この筒状部３０を含めた第３管体３aの内部には冷却水循環流路５が形成されている。
The tip of the
The third
以上のようなバーナーランスによれば、粉粒物流路ｘ内に粉粒状の原料ｓが供給され（通常、原料は窒素などの少量のパージガスとともに流路内に供給される）、同流路内を比較的低速で落下する。このように原料を低速で落下させることにより、原料による管内壁の摩耗を抑制できる。また、気体燃料流路ｙ内には気体燃料が、支燃ガス流路ｚ内には支燃ガスがそれぞれ供給される。
ここで、第１管体１aの先端は、第２管体２aの先端よりもバーナー内方に位置しているため、支燃ガス吐出口１２ｚから吐出された支燃ガスは、燃焼火炎ｆの形成始端よりもバーナー内方位置（距離Ｌ１だけ内方の位置）で原料ｓと接触し始め、原料落下流の中心部側に拡散して原料ｓと予混合された状態となる。このため原料落下流の大部分が、燃料吐出口１２ｙの位置を始端として形成される燃焼火炎ｆの領域を通過することができ、原料ｓが燃焼火炎ｆにより適切に予熱されることになる。
また、多重管構造の最外側の流路が気体燃料流路ｙであるため、最外側の流路が支燃ガス流路であるバーナーランスに較べて、さきに述べたような理由で支燃ガスと炉内ガス（可燃性成分）との燃焼による炉体（溶融還元炉）内面の損傷を少なくすることができる。
According to the burner lance as described above, the granular raw material s is supplied into the granular material flow channel x (usually, the raw material is supplied into the flow channel together with a small amount of purge gas such as nitrogen). To fall at a relatively low speed. By dropping the raw material at a low speed in this way, it is possible to suppress wear of the inner wall of the pipe due to the raw material. Further, gaseous fuel is supplied into the gaseous fuel flow path y, and combustion supporting gas is supplied into the combustion supporting gas flow path z.
Here, since the tip of the
In addition, since the outermost flow path of the multi-tube structure is the gaseous fuel flow path y, the outermost flow path is supported for the reason described above compared to the burner lance where the outermost flow path is the support gas flow path. Damage to the inner surface of the furnace body (melting reduction furnace) due to combustion of gas and furnace gas (combustible component) can be reduced.
図７および図８は、本願の第四の発明に係る粉粒物装入用バーナーランスの一実施形態を示すもので、図７はランス先端部の縦断面図、図８は図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
このバーナーランスは、内側から順に第１管体１b、第２管体２bおよび第３管体３bが同心円状に配置された多重管構造（管軸が垂直方向に沿う多重管構造）を有している。そして、第１管体１b内が粉粒物（原料）流路ｘ、第１管体１bと第２管体２b間の空間が支燃ガス流路ｚ、第２管体２bと第３管体３b間の空間が気体燃料流路ｙをそれぞれ構成するとともに、粉粒物流路ｘの先端が粉粒物（原料）吐出口１２xを、気体燃料流路ｙの先端が燃料吐出口１２y（噴射口）を、支燃ガス流路ｚの先端が支燃ガス吐出口１２z（噴射口）を、それぞれ構成している。
7 and 8 show an embodiment of a burner lance for charging a granular material according to the fourth invention of the present application. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a tip portion of the lance, and FIG. It is sectional drawing which follows a VIII-VIII line.
This burner lance has a multiple tube structure (a multiple tube structure in which the tube axis is along the vertical direction) in which the
第１管体１bの先端寄り部分には、支燃ガス流路ｚ内の支燃ガスを粉粒物流路ｘ内に流入させる複数の貫通部４が形成されている。本実施形態では、貫通部４は貫通孔で構成されている。これら貫通部４は、粉粒物流路ｘ内に流入した支燃ガスが同流路内で旋回流となるように、その軸線（孔軸）が第１管体１bの径方向に対して傾きを持って形成され、貫通部４から第１管体１b（粉粒物流路ｘ）の管軸に対して偏心した方向に向けて支燃ガスが流入するように形成されている。また、各貫通部４を構成する貫通孔は、支燃ガス流路ｚ側から粉粒物流路ｘ側に向けて下向きに傾斜している。
なお、第３管体３bは、ランス先端部を囲むようにして燃料吐出口１２ｙの前方に張り出した筒状部３０を有しており、この筒状部３０を含めた第３管体３bの内部には冷却水循環流路５が形成されている。
第１管体１bに形成する貫通部４の形態は任意であり、例えば、第１管体１bの先端から管長方向に形成されるスリットで貫通部４を構成してもよい。
A plurality of through-
The third
The form of the
ここで、図７に示したランス軸線方向における貫通部４と第１管体１bの先端との距離Ｌ２に特別な制限はないが、あまり長いと原料の旋回流により摩耗する管内壁長さが大きくなるため、第１管体１bの先端の内径Ｄ２に対して５Ｄ２以下程度とすることが好ましい。なお、貫通部４がスリットで構成される場合には、距離Ｌ２は第１管体１bの先端とスリット端部との距離である。
また、図８に示した貫通部４からの支燃ガス噴射方向（貫通部４の軸線）の第１管体半径方向に対する傾き角θは、３〜４５°程度とすることが好ましい。この傾き角θが３°未満では支燃ガスの旋回流が形成されにくく、一方、４５°を超えると管中心部側に旋回流が形成されにくくなる。
Here, there is no particular restriction on the distance L 2 between the through
In addition, it is preferable that the inclination angle θ of the combustion-supporting gas injection direction (the axis of the penetration portion 4) from the
以上のようなバーナーランスによれば、粉粒物流路ｘ内に粉粒状の原料ｓが供給され（通常、原料は窒素などの少量のパージガスとともに流路内に供給される）、同流路内を比較的低速で落下する。このように原料を低速で落下させることにより、原料による管内壁の摩耗を抑制できる。また、気体燃料流路ｙ内には気体燃料が、支燃ガス流路ｚ内には支燃ガスがそれぞれ供給される。
ここで、支燃ガス流路ｚ内の支燃ガスの一部は、貫通部４から粉粒物流路ｘ内に流入し、同流路内で支燃ガスの旋回流が形成される。これにより原料と支燃ガスの一部が予混合された状態となり、かつこの状態で粉粒物吐出口１２xから吐出された原料ｓが旋回流に随伴されることで、燃焼火炎ｆに強制的に接触させられ、この結果、原料ｓが燃焼火炎ｆにより適切に予熱されることになる。
また、多重管構造の最外側の流路が気体燃料流路ｙであるため、最外側の流路が支燃ガス流路であるバーナーランスに較べて、さきに述べたような理由で支燃ガスと炉内ガス（可燃性成分）との燃焼による炉体（溶融還元炉）内面の損傷を少なくすることができる。
なお、第１管体１bの先端寄り部分の内壁に、粉粒物に旋回作用を与える案内板を設けてもよく、このような案内板を設けることにより、原料の旋回作用をより高めることができる。
According to the burner lance as described above, the granular raw material s is supplied into the granular material flow channel x (usually, the raw material is supplied into the flow channel together with a small amount of purge gas such as nitrogen). To fall at a relatively low speed. By dropping the raw material at a low speed in this way, it is possible to suppress wear of the inner wall of the pipe due to the raw material. Further, gaseous fuel is supplied into the gaseous fuel flow path y, and combustion supporting gas is supplied into the combustion supporting gas flow path z.
Here, a part of the combustion support gas in the combustion support gas flow path z flows into the granular material flow path x from the penetrating
In addition, since the outermost flow path of the multi-tube structure is the gaseous fuel flow path y, the outermost flow path is supported for the reason described above compared to the burner lance where the outermost flow path is the support gas flow path. Damage to the inner surface of the furnace body (melting reduction furnace) due to combustion of gas and furnace gas (combustible component) can be reduced.
In addition, you may provide the guide plate which gives a turning effect | action to a granular material in the inner wall of the part near the front-end | tip of the
図９および図１０は、本願の第五の発明に係る粉粒物装入用バーナーランスの一実施形態を示すもので、図９はランス先端部の縦断面図、図１０は図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
このバーナーランスは、内側から順に第１管体１c、第２管体２cおよび第３管体３cが同心円状に配置された多重管構造（管軸が垂直方向に沿う多重管構造）を有している。そして、第１管体１c内が気体燃料流路ｙ、第１管体１cと第２管体２c間の空間が粉粒物（原料）流路ｘ、第２管体２cと第３管体３c間の空間が支燃ガス流路ｚをそれぞれ構成するとともに、粉粒物流路ｘの先端が粉粒物（原料）吐出口１２xを、気体燃料流路ｙの先端が燃料吐出口１２y（噴射口）を、支燃ガス流路ｚの先端が支燃ガス吐出口１２z（噴射口）を、それぞれ構成している。
なお、第３管体３cは、ランス先端部を囲むようにして支燃ガス吐出口１２zの前方に張り出した筒状部３０を有しており、この筒状部３０を含めた第３管体３cの内部には冷却水循環流路５が形成されている。
9 and 10 show an embodiment of a burner lance for charging a granular material according to the fifth invention of the present application. FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the tip portion of the lance, and FIG. It is sectional drawing which follows XX.
This burner lance has a multiple tube structure (a multiple tube structure in which the tube axis is along the vertical direction) in which the
The third
以上のようなバーナーランスによれば、粉粒物流路ｘ内に粉粒状の原料ｓが供給され（通常、原料は窒素などの少量のパージガスとともに流路内に供給される）、同流路内を比較的低速で落下する。このように原料を低速で落下させることにより、原料による管内壁の摩耗を抑制できる。また、気体燃料流路ｙ内には気体燃料が、支燃ガス流路ｚ内には支燃ガスがそれぞれ供給される。
ここで、原料ｓは気体燃料と支燃ガスによりサンドイッチされた状態で粉粒物吐出口１２xから吐出されるので、原料落下流の大部分が燃焼火炎ｆの領域を通過することができ、原料ｓが燃焼火炎ｆにより適切に予熱されることになる。
また、多重管構造の最外側の流路が支燃ガス流路ｚであるため、支燃ガス流の内側に気体燃料流が封じ込められ、気体燃料の逃げが少なくなるので、燃料を特に効率的に燃焼させることができる。
According to the burner lance as described above, the granular raw material s is supplied into the granular material flow channel x (usually, the raw material is supplied into the flow channel together with a small amount of purge gas such as nitrogen). To fall at a relatively low speed. By dropping the raw material at a low speed in this way, it is possible to suppress wear of the inner wall of the pipe due to the raw material. Further, gaseous fuel is supplied into the gaseous fuel flow path y, and combustion supporting gas is supplied into the combustion supporting gas flow path z.
Here, since the raw material s is discharged from the granular
In addition, since the outermost flow path of the multi-tube structure is the combustion support gas flow path z, the gaseous fuel flow is confined inside the combustion support gas flow, and the escape of the gaseous fuel is reduced. Can be burned.
図１１および図１２は、本願の第六の発明に係る粉粒物装入用バーナーランスの一実施形態を示すもので、図１１はランス先端部の縦断面図、図１２は図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
このバーナーランスは、内側から順に第１管体１d、第２管体２dおよび第３管体３dが同心円状に配置された多重管構造（管軸が垂直方向に沿う多重管構造）を有している。そして、第１管体１d内が支燃ガス流路ｚ、第１管体１dと第２管体２d間の空間が粉粒物（原料）流路ｘ、第２管体２dと第３管体３d間の空間が気体燃料流路ｙをそれぞれ構成するとともに、粉粒物流路ｘの先端が粉粒物（原料）吐出口１２xを、気体燃料流路ｙの先端が燃料吐出口１２y（噴射口）を、支燃ガス流路ｚの先端が支燃ガス吐出口１２z（噴射口）を、それぞれ構成している。
なお、第３管体３dは、ランス先端部を囲むようにして燃料吐出口１２yの前方に張り出した筒状部３０を有しており、この筒状部３０を含めた第３管体３dの内部には冷却水循環流路５が形成されている。
11 and 12 show an embodiment of a burner lance for charging a granular material according to the sixth invention of the present application. FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the tip of the lance, and FIG. It is sectional drawing which follows a XII-XII line.
This burner lance has a multiple tube structure (a multiple tube structure in which the tube axis is along the vertical direction) in which the
Note that the third
以上のようなバーナーランスによれば、粉粒物流路ｘ内に粉粒状の原料ｓが供給され（通常、原料は窒素などの少量のパージガスとともに流路内に供給される）、同流路内を比較的低速で落下する。このように原料を低速で落下させることにより、原料による管内壁の摩耗を抑制できる。また、気体燃料流路ｙ内には気体燃料が、支燃ガス流路ｚ内には支燃ガスがそれぞれ供給される。
ここで、原料ｓは気体燃料と支燃ガスによりサンドイッチされた状態で粉粒物吐出口１２xから吐出されるので、原料落下流の大部分が燃焼火炎ｆの領域を通過することができ、原料ｓが燃焼火炎ｆにより適切に予熱されることになる。
また、多重管構造の最外側の流路が気体燃料流路ｙであるため、最外側の流路が支燃ガス流路であるバーナーランスに較べて、さきに述べたような理由で支燃ガスと炉内ガス（可燃性成分）との燃焼による炉体（溶融還元炉）内面の損傷を少なくすることができる。
According to the burner lance as described above, the granular raw material s is supplied into the granular material flow channel x (usually, the raw material is supplied into the flow channel together with a small amount of purge gas such as nitrogen). To fall at a relatively low speed. By dropping the raw material at a low speed in this way, it is possible to suppress wear of the inner wall of the pipe due to the raw material. Further, gaseous fuel is supplied into the gaseous fuel flow path y, and combustion supporting gas is supplied into the combustion supporting gas flow path z.
Here, since the raw material s is discharged from the granular
In addition, since the outermost flow path of the multi-tube structure is the gaseous fuel flow path y, the outermost flow path is supported for the reason described above compared to the burner lance where the outermost flow path is the support gas flow path. Damage to the inner surface of the furnace body (melting reduction furnace) due to combustion of gas and furnace gas (combustible component) can be reduced.
図１３および図１４は、本願の第七の発明に係る粉粒物装入用バーナーランスの一実施形態を示すもので、図１３はランス先端部の縦断面図、図１４は図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。
このバーナーランスは、内側から順に第１管体１eおよび第２管体２eが同心円状に配置された二重管構造（管軸が垂直方向に沿う二重管構造）を有している。そして、第１管体１e内が粉粒物（原料）と気体燃料との予混合体の流路ｗ、第１管体１eと第２管体２e間の空間が支燃ガス流路ｚをそれぞれ構成するとともに、予混合体流路ｗの先端が粉粒物（原料）・気体燃料の予混合体吐出口１２wを、支燃ガス流路ｚの先端が支燃ガス吐出口１２z（噴射口）を、それぞれ構成している。
なお、第２管体２eは、ランス先端部を囲むようにして支燃ガス吐出口１２zの前方に張り出した筒状部２０を有しており、この筒状部２０を含めた第２管体２eの内部には冷却水循環流路５が形成されている。
13 and 14 show an embodiment of a burner lance for charging a granular material according to the seventh invention of the present application. FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the tip portion of the lance, and FIG. It is sectional drawing which follows a XIV-XIV line.
This burner lance has a double tube structure (double tube structure in which the tube axis is along the vertical direction) in which the
The second
以上のようなバーナーランスによれば、予混合体流路ｗ内に粉粒状の原料ｓと気体燃料との予混合体が供給される。すなわち、気体燃料をキャリアガスとして原料が供給される。また、支燃ガス流路ｚ内には支燃ガスが供給される。原料ｓは気体燃料と混合された状態で予混合体吐出口１２wから吐出されるので、原料落下流自体が燃焼火炎領域となり、原料ｓが燃焼火炎ｆにより適切に予熱されることになる。また、気体燃料をキャリアガスとして原料が供給されるので、さきに説明した第一乃至第六の発明のバーナーランスに較べてランス先端（予混合体吐出口１２w）での原料吐出速度が速くなり、これに伴い吐出口近傍での気体燃料と支燃ガスとの混合が促進されるので燃焼速度が増大し、また、原料周囲のガス流れが激しいことにより、原料と周囲ガス（火炎）との伝熱速度が向上する。この結果、原料を効果的に予熱することができ、炉全体の熱効率を向上させることができる。
また、二重管構造の外側の流路が支燃ガス流路ｚであるため、支燃ガス流の内側に気体燃料＋原料流が封じ込められ、気体燃料の逃げが少なくなるので、燃料を特に効率的に燃焼させることができる。
According to the burner lance as described above, the premixed material of the granular raw material s and the gaseous fuel is supplied into the premixed material flow path w. That is, raw materials are supplied using gaseous fuel as a carrier gas. Further, a combustion support gas is supplied into the combustion support gas flow path z. Since the raw material s is discharged from the premixed
In addition, since the flow path outside the double tube structure is the support gas flow path z, the gas fuel + raw material flow is contained inside the support gas flow, and the escape of the gas fuel is reduced. It can be burned efficiently.
図１５および図１６は、本願の第八の発明に係る粉粒物装入用バーナーランスの一実施形態を示すもので、図１５はランス先端部の縦断面図、図１６は図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
このバーナーランスは、内側から順に第１管体１fおよび第２管体２fが同心円状に配置された二重管構造（管軸が垂直方向に沿う二重管構造）を有している。そして、第１管体１f内が粉粒物（原料）と支燃ガスとの予混合体の流路ｗ、第１管体１fと第２管体２f間の空間が気体燃料流路ｙをそれぞれ構成するとともに、予混合体流路ｗの先端が粉粒物（原料）・支燃ガスの予混合体吐出口１２wを、気体燃料流路ｙの先端が燃料吐出口１２y（噴射口）を、それぞれ構成している。
なお、第２管体２fは、ランス先端部を囲むようにして燃料吐出口１２yの前方に張り出した筒状部２０を有しており、この筒状部２０を含めた第２管体２fの内部には冷却水循環流路５が形成されている。
15 and 16 show an embodiment of a burner lance for charging a granular material according to the eighth invention of the present application. FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a tip portion of the lance, and FIG. It is sectional drawing which follows a XVI-XVI line.
This burner lance has a double tube structure (double tube structure in which the tube axis is along the vertical direction) in which the
The second
以上のようなバーナーランスによれば、予混合体流路ｗ内に粉粒状の原料ｓと支燃ガスとの予混合体が供給される。すなわち、支燃ガスをキャリアガスとして原料が供給される。また、気体燃料流路ｙ内には気体燃料が供給される。原料ｓは支燃ガスと混合された状態で予混合体吐出口１２wから吐出されるので、原料落下流自体が燃焼火炎領域となり、原料ｓが燃焼火炎ｆにより適切に予熱されることになる。また、支燃ガスをキャリアガスとして原料が供給されるので、さきに説明した第一乃至第六の発明のバーナーランスに較べてランス先端（予混合体吐出口１２w）での原料吐出速度が速くなり、これに伴い吐出口近傍での気体燃料と支燃ガスとの混合が促進されるので燃焼速度が増大し、また、原料周囲のガス流れが激しいことにより、原料と周囲ガス（火炎）との伝熱速度が向上する。この結果、原料を効果的に予熱することができ、炉全体の熱効率を向上させることができる。
また、二重管構造の外側の流路が気体燃料流路ｙであるため、外側の流路が支燃ガス流路であるバーナーランスに較べて、さきに述べたような理由で支燃ガスと炉内ガス（可燃性成分）との燃焼による炉体（溶融還元炉）内面の損傷を少なくすることができる。
According to the burner lance as described above, the premixed material of the powdery raw material s and the combustion supporting gas is supplied into the premixed material flow path w. That is, the raw material is supplied using the support gas as a carrier gas. Also, gaseous fuel is supplied into the gaseous fuel flow path y. Since the raw material s is discharged from the premixed
Further, since the outer flow path of the double-pipe structure is the gaseous fuel flow path y, the combustion supporting gas is used for the reason described above, compared to the burner lance in which the outer flow path is the combustion supporting gas flow path. And damage to the inner surface of the furnace body (smelting reduction furnace) due to combustion of the gas in the furnace (combustible component) can be reduced.
なお、図１および図２に示される粉粒物装入用バーナーランスにおいて、その第１管体１aに、図３および図４と同様の貫通部４を形成し、気体燃料流路ｙから粉粒物流路ｘ内に気体燃料を流入させ、同流路内で気体燃料の旋回流が生じるようにしてもよい。また、図５および図６に示される粉粒物装入用バーナーランスにおいて、その第１管体１aに、図７および図８と同様の貫通部４を形成し、支燃ガス流路ｚから粉粒物流路ｘ内に支燃ガスを流入させ、同流路内で支燃ガスの旋回流が生じるようにしてもよい。
In addition, in the burner lance for charging the granular material shown in FIG. 1 and FIG. 2, a
また、図９および図１０に示される粉粒物装入用バーナーランスにおいて、その第１管体１cに、図３および図４と同様の貫通部４を形成し、気体燃料流路ｙから粉粒物流路ｘ内に気体燃料を流入させ、同流路内で気体燃料の旋回流が生じるようにしてもよい。或いは、その第２管体２cに、図３および図４と同様の貫通部４を形成し、支燃ガス流路ｚから粉粒物流路ｘ内に支燃ガスを流入させ、同流路内で支燃ガスの旋回流が生じるようにしてもよい。
また、図１１および図１２に示される粉粒物装入用バーナーランスにおいて、その第２管体２dに、図３および図４と同様の貫通部４を形成し、気体燃料流路ｙから粉粒物流路ｘ内に気体燃料を流入させ、同流路内で気体燃料の旋回流が生じるようにしてもよい。或いは、その第１管体１dに、図３および図４と同様の貫通部４を形成し、支燃ガス流路ｚから粉粒物流路ｘ内に支燃ガスを流入させ、同流路内で支燃ガスの旋回流が生じるようにしてもよい。
Further, in the burner lance for charging the granular material shown in FIGS. 9 and 10, a
Further, in the burner lance for charging the granular material shown in FIGS. 11 and 12, the second
また、図９および図１０に示されるバーナーランスや、図１１および図１２に示されるバーナーランスにおいて、図１および図２に示されるバーナーランスと同様に、第１管体１cまたは１dの先端を、第２管体２cまたは２dの先端よりもバーナー内方に位置させれば、気体燃料や支燃ガスが原料と予混合された状態となるので、さらに好ましい。図１７と図１８は、そのようなランス先端部構造の実施形態を示すものであり、ぞれぞれの実施形態が、図９および図１０に示されるバーナーランス、図１１および図１２に示されるバーナーランスのいずれにも適用可能である。また、特に図１８の実施形態は、第１管体１cまたは１dの先端をノズル構造とすることで、気体燃料または支燃ガスが斜め外方（原料落下流方向）に噴射されるようにしたものであり、原料との予混合をより効果的に促進できる。
ここで、図１７および図１８に示したランス軸線方向における第１管体１cまたは１dの先端と第２管体２cまたは２dの先端との距離Ｌ３は、図１および図２、図５および図６のバーナーランスと同様の理由で、第２管体２cまたは２dの先端の内径Ｄ３に対してＤ３／２〜５Ｄ３程度とすることが好ましい。
Further, in the burner lances shown in FIGS. 9 and 10 and the burner lances shown in FIGS. 11 and 12, the tip of the first
Here, the distance L 3 between the tip of the tip and the second
本発明に係る金属溶湯の製造方法では、溶融還元炉において金属酸化物を主体とする原料を溶融還元し、金属溶湯を製造する際に、上述した本発明の粉粒物装入用バーナーランスを用い、溶融還元炉内に原料などの粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに供給し、粉粒物を予熱された状態で炉内に装入する。
通常、バーナーランスにより装入される粉粒物は、図１９に関して説明したように金属酸化物を主体とする原料であるが、さきに述べたような他の粉粒物であってもよい。
このような本発明によれば、使用する原料に応じて各種の金属溶湯を低コストに製造することができる。
In the method for producing a molten metal according to the present invention, when the raw material mainly composed of metal oxide is melted and reduced in a smelting reduction furnace to produce the molten metal, the above-described burner lance for charging the granular material of the present invention is used. Used, a granular material such as a raw material is supplied into a smelting reduction furnace together with gaseous fuel and combustion support gas, and the granular material is charged into the furnace in a preheated state.
Usually, the granular material charged by the burner lance is a raw material mainly composed of a metal oxide as described with reference to FIG. 19, but may be other granular materials as described above.
According to the present invention as described above, various types of molten metal can be manufactured at a low cost according to the raw material to be used.
１a，１b，１c，１d，１e，１f 第１管体
２a，２b，２c，２d，２e，２f 第２管体
３a，３b，３c，３d 第３管体
４ 貫通部
５ 冷却水循環流路
６ 炉体（溶融還元炉）
７ 上吹きランス
８ 原料装入用バーナーランス
９ 底吹き羽口
１０ 溶湯
１１ スラグ
１２x 粉粒物吐出口
１２y 燃料吐出口
１２z 支燃ガス吐出口
１２w 予混合体吐出口
２０，３０ 筒状部
ｘ 粉粒物流路
ｙ 気体燃料流路
ｚ 支燃ガス流路
ｗ 予混合体流路
ｓ 原料
ｆ 燃焼火炎
1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f
7
Claims (9)
内側から順に第１管体（１a）、第２管体（２a）および第３管体（３a）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１a）内が粉粒物流路（ｘ）、第１管体（１a）と第２管体（２a）間の空間が気体燃料流路（ｙ）、第２管体（２a）と第３管体（３a）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成し、
ランス軸線方向において、第１管体（１a）の先端が、第２管体（２a）の先端よりもバーナー内方に位置することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。 In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying granular materials into a furnace together with gaseous fuel and combustion support gas,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1a), the second tube (2a) and the third tube (3a) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first tube (1a) is the particulate flow channel (x), the space between the first tube (1a) and the second tube (2a) is the gaseous fuel channel (y), and the second tube (2a). ) And the third tube (3a) constitute the combustion support gas flow path (z), and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports,
A burner lance for charging particulate matter in a smelting reduction furnace, characterized in that , in the lance axis direction, the tip of the first tube (1a) is located inside the burner from the tip of the second tube (2a). .
内側から順に第１管体（１b）、第２管体（２b）および第３管体（３b）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１b）内が粉粒物流路（ｘ）、第１管体（１b）と第２管体（２b）間の空間が気体燃料流路（ｙ）、第２管体（２b）と第３管体（３b）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成し、
第１管体（１b）の先端寄り部分に、粉粒物流路（ｘ）内に気体燃料の旋回流が生じるように気体燃料流路（ｙ）内の気体燃料を粉粒物流路（ｘ）内に流入させる貫通部（４）を形成したことを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。 In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying granular materials into a furnace together with gaseous fuel and combustion support gas,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1b), the second tube (2b) and the third tube (3b) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first tube (1b) is the particulate flow channel (x), the space between the first tube (1b) and the second tube (2b) is the gaseous fuel channel (y), and the second tube (2b) ) And the third tubular body (3b) constitute the combustion-supporting gas flow path (z), respectively, and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports,
The gaseous fuel in the gaseous fuel flow path (y) is supplied to the granular flow path (x) so that a swirling flow of the gaseous fuel is generated in the granular flow path (x) near the tip of the first tubular body (1b). A burner lance for charging a granular material of a smelting reduction furnace, characterized in that a through-portion (4) to be introduced into the inside is formed.
内側から順に第１管体（１b）、第２管体（２b）および第３管体（３b）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１b）内が粉粒物流路（ｘ）、第１管体（１b）と第２管体（２b）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）、第２管体（２b）と第３管体（３b）間の空間が気体燃料流路（ｙ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成し、
第１管体（１b）の先端寄り部分に、粉粒物流路（ｘ）内に支燃ガスの旋回流が生じるように支燃ガス流路（ｚ）内の支燃ガスを粉粒物流路（ｘ）内に流入させる貫通部（４）を形成したことを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。 In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying granular materials into a furnace together with gaseous fuel and combustion support gas,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1b), the second tube (2b) and the third tube (3b) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first tube (1b) is the particulate flow channel (x), the space between the first tube (1b) and the second tube (2b) is the combustion supporting gas channel (z), and the second tube ( 2b) and the space between the third tube (3b) constitute the gas fuel flow path (y), respectively, and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports,
In the portion near the tip of the first tube (1b), the combustion support gas in the combustion support gas flow path (z) is transferred to the powder flow path so that a swirling flow of the combustion support gas is generated in the powder flow path (x). (X) A burner lance for charging a granular material of a smelting reduction furnace, characterized in that a through-portion (4) is introduced into the smelting reduction furnace.
内側から順に第１管体（１c）、第２管体（２c）および第３管体（３c）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１c）内が気体燃料流路（ｙ）、第１管体（１c）と第２管体（２c）間の空間が粉粒物流路（ｘ）、第２管体（２c）と第３管体（３c）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。 In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying granular materials into a furnace together with gaseous fuel and combustion support gas,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1c), the second tube (2c) and the third tube (3c) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first pipe (1c) is a gaseous fuel flow path (y), and the space between the first pipe (1c) and the second pipe (2c) is a powder flow path (x), the second pipe (2c) ) And the third tube (3c) constitute the combustion support gas flow path (z), respectively, and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports. A burner lance for charging powder particles in a smelting reduction furnace.
内側から順に第１管体（１d）、第２管体（２d）および第３管体（３d）が同心円状に配置された多重管構造を有し、
第１管体（１d）内が支燃ガス流路（ｚ）、第１管体（１d）と第２管体（２d）間の空間が粉粒物流路（ｘ）、第２管体（２d）と第３管体（３d）間の空間が気体燃料流路（ｙ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｘ），（ｙ），（ｚ）の先端が吐出口を構成することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。 In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying granular materials into a furnace together with gaseous fuel and combustion support gas,
Having a multiple tube structure in which the first tube (1d), the second tube (2d) and the third tube (3d) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first pipe (1d) is the combustion supporting gas flow path (z), the space between the first pipe (1d) and the second pipe (2d) is the powder flow path (x), and the second pipe ( The space between 2d) and the third tube (3d) constitutes a gaseous fuel flow path (y), and the tips of the flow paths (x), (y), (z) constitute discharge ports. A burner lance for charging powder particles in a smelting reduction furnace.
内側から順に第１管体（１e）および第２管体（２e）が同心円状に配置された二重管構造を有し、
第１管体（１e）内が粉粒物と気体燃料との予混合体の流路（ｗ）、第１管体（１e）と第２管体（２e）間の空間が支燃ガス流路（ｚ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｗ），（ｚ）の先端が吐出口を構成することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。 In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying granular materials into a furnace together with gaseous fuel and combustion support gas,
Having a double tube structure in which the first tube (1e) and the second tube (2e) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first tube (1e) is the flow path (w) of the premixed material of the granular material and the gaseous fuel, and the space between the first tube (1e) and the second tube (2e) is the combustion gas flow A burner lance for charging a granular material of a smelting reduction furnace, wherein each of the channels (z) is configured, and the tips of the channels (w) and (z) form discharge ports.
内側から順に第１管体（１ｆ）および第２管体（２ｆ）が同心円状に配置された二重管構造を有し、
第１管体（１ｆ）内が粉粒物と支燃ガスとの予混合体の流路（ｗ）、第１管体（１ｆ）と第２管体（２ｆ）間の空間が気体燃料流路（ｙ）をそれぞれ構成するとともに、各流路（ｗ），（ｙ）の先端が吐出口を構成することを特徴とする溶融還元炉の粉粒物装入用バーナーランス。 In a smelting reduction furnace, a burner lance for supplying granular materials into a furnace together with gaseous fuel and combustion support gas,
Having a double-pipe structure in which the first tubular body (1f) and the second tubular body (2f) are arranged concentrically in order from the inside;
The inside of the first pipe (1f) is the flow path (w) of the premixed material of the granular material and the combustion supporting gas, and the space between the first pipe (1f) and the second pipe (2f) is the gaseous fuel flow A burner lance for charging a granular material of a smelting reduction furnace, wherein each of the channels (y) is configured, and the tips of the channels (w) and (y) form discharge ports.
請求項１〜７のいずれかに記載のバーナーランスを用い、溶融還元炉内に粉粒物を気体燃料および支燃ガスとともに供給し、粉粒物を予熱された状態で炉内に装入することを特徴とする、溶融還元による金属溶湯の製造方法。 In a method for producing a molten metal by melting and reducing a raw material mainly composed of a metal oxide in a smelting reduction furnace,
Using the burner lance according to any one of claims 1 to 7 , the granular material is supplied into the smelting reduction furnace together with the gaseous fuel and the combustion support gas, and the granular material is charged into the furnace in a preheated state. A method for producing a molten metal by smelting reduction.
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