JPS6053082B2 - 粉体燃料の高炉吹込方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的に燃焼性が悪いとされている粉体燃
料を燃焼性の良い状態で吹込む方法に関するものであり
、具体的には、燃焼性の向上につれて併発し易くなる灰
分の付着（ブローパイプ内面への堆積）を可及的に回避
しながら最適の状態で吹込みを行なう方法に関するもの
である。

高炉操業における吹込燃料は、石油価格の高騰の影響
を受けて重油単独吹込みが影をひそめオールコークス操
業が主流となつている。

しカルなが ら、オールコークス操業の困難性の緩和や
高価な コークスの節約のために微粉決算の粉体燃料吹
込みが検討あるいは実施されつつある。しかるに微粉決
算の粉体燃料（以下本明細書においては粉体燃料と総称
する）は重油に比べて燃焼速度が遅くかつ灰分等の未然
分を含有するという欠点を有す るので、吹込みに当つ
ては種々の対策を構する必要がある。これを更に具体的
に説明すれば以下の通りである。従来の重油吹込みでは
、バーナの先端が高炉別口とブローパイプの境界点近傍
に配置され、吹込まれた重油が別口内及び羽口直後のレ
ースウェイ内でほぼ完全に燃焼されていたのに対 し、
粉体燃料を同じ位置から吹込んだ場合は羽口やレースウ
ェイ内で完全に燃焼し尽すことができず、結果として燃
焼率が悪くなる。そこで更に検討の結果、吹込位置をも
つと上流側に移動させてブローパイプ内に吹込み、ブロ
ーパイプ内において着火燃焼させれば燃焼率を相当向上
させることができるという感触を得た。他方粉体燃料中
にはｌ程度の差はあれ若干の灰分が含まれており、この
灰分は燃焼熱によつて溶融するが、この溶融物がブロー
パイプの内面に衝突するとその部分に付着・堆積して送
風通路を狭くし、燃料の安定吹込みを継続することが困
難になるばかりか、羽口か丁らの熱風吹込みが不安定に
なるという危険もあり、この様な灰分の付着・堆積は粉
体燃料の吹込位置を上流側にすればする程著しくなる。
本発明者等は上記の様な知見を元に、灰分の付着・堆積
原因に明らかにすべく検討を進めたところ、以下に示す
様な事実が確認された。

即ち燃料吹込用バーナ（以下単にバーナという）から吹
込まれた粉体燃料は、後記実施例でも明らかにする様に
バーナ先端から出ると同時にブローバイブ内を高速で流
れる熱風と接し、火炎を形成しながら燃焼するが、この
火炎のブローバイブ壁面への接触度合いが大きくなる程
、灰の付着・堆積が著しくなる。これはブローバイブ壁
面が火炎によつて過熱されていると、火炎中で溶融乃至
半溶融状態となつている粉体燃料中の灰分が壁面に付着
し易くなり、これが徐々に堆積してくる為と考えられる
。従つて灰の堆積を防止する為には、上記火炎がブロー
バイブ内壁に接触するのを極力抑制することが有効と考
えられる。本発明は上記の様な知見を元に更に研究の結
果完成されたものであつて、その構成は、粉体燃料吹込
用バーナを、高炉羽口に連接される熱風吹込用ブローバ
イブの壁を貫通して該ブローバイブ内−へ突入させ、前
記バーナからの吹込まれた粉体燃料を、ブローバイブ内
を流れる熱風と共に高炉羽口から吹込む粉体燃料の高炉
吹込方法であつて、前記バーナの先端中心が前記ブロー
バイブの軸心と一致しない場合に、前記バーナ先端を、
下記３，点Ａ．，Ｂ．，Ｃによつて形成される三角形に
おける角ＺＢＡＣが１１〜２５度となる位置に設定して
粉体燃料を吹込むところ要旨が存在する。

１前記バーナの先端中心Ａ ２Ａ点からブローバイブ先端に向かう垂線とブニローパ
イプ出口面との交点Ｂ３Ｂ点に最近接するブローバイブ
出口端内周面の１点Ｃ以下実験経過に沿つて本発明の構
成及び作用効果を詳細に説明する。

第１図は燃焼実験で使用し３た装置の概略図であり、実
際の高炉羽口部に模した構造に設計されている。粉体燃
料Ａは地上ホッパー１からスクリューコンベア２によつ
てコールピン３へ搬送される。コールピン３の下部には
粉体燃料定量供給機４が設けられており、この部分４で
一定量ずつ切り出された粉体燃料Ａは、輸送空気５と共
に輸送管６によつてバーナ７へ送られる。一方高温熱風
炉８で得られた熱風は、送風管９からブローバイブ１０
及び水冷羽口１１を経て燃焼試験炉１２へ送られる。図
中１３は煙突である。高炉の燃焼吹込部は一般の燃焼装
置とは全く異なり、ブローバイブ１０血び水冷羽口１１
で構成されているので、この実験装置は実際の高炉吹込
部に近似させ、第２図に要部を拡大して示す構造として
いる。

またこの試験炉には粉体燃料の燃焼状態及び着火状態を
観察する為の覗窓を多数設けると共に、炉内温度、炉内
ガス組成、炉内ダスｌト、火炎輻射量等を測定する為の
検査孔が設けられ、且つブローバイブ１０の上流側曲り
部には、該ブローバイブ１０内壁への灰の付着状況を観
察する為の覗窓１４が設けられている。この装置を用い
た後記実験における条件は下記の通りである。実験条件 粉体燃料：揮発分２５〜４５％ 粉体燃料吹込量：１００ｋ９／時間 同 噴射速度：１０〜２５Ｎｍ／秒 輸送燃料固気比：５〜２５ｋ９／Ｋ９ 熱風温度：１２００℃ 同 空気比：２．０ 同 圧力ニ２０００ｒｎｍＡｇ 同 羽口先端流速：２５０ＴｒＬ／秒 ブローバイブ内径：０．１３〜０．２０ｍφこの装置及
び条件において、まずブローバイブ１０内におけるバー
ナ６先端位置を種々変えた場合の火炎形成状況と灰堆積
量の関係を概念的に確認した。

その結果、例えば第３図（概念図）に示す様に、バーナ
６の先端位置をブローバイブ１０の軸心１０−Ｐに一致
させた場合は、火炎Ｆは軸心１０−Ｐからブローバイブ
１０の内壁側へ均等に広がるので、バーナ６先端からブ
ローバイブ開口端までの距離Ｚやブローバイブ１０の内
径Ｄ等を調整することによつて、灰の付着・堆積を防止
することができる。ところが第４、５図に示す様にバー
ナ６の先端と前記軸心１０−Ｐが不一致の場合は、火炎
Ｆがブローバイブ６の最も近い壁面に片寄る為にこの部
分に溶融灰ｘが付着することが確認された。

従つて火炎Ｆが上記の様に片寄つた場合でもブローバイ
ブ内壁に灰が付着しない様な粉体燃料吹込位置を設定す
る必要がある。そこで第６図に示す様に、１バーナ６の
先端中心Ａｌ２Ａ点からブローバイブ１０の先端に向か
う垂線Ｓとブローバイブ出口面（水冷羽口１１との境界
面）との交点Ｂ１及び３Ｂ点に最近接するブローバイブ
出口端内周面の１点Ｃ１で形成される仮想三角形Ｎ幻を
想定し、角ＺＢＡＣ（即ちθ）を種々変えた場合の燃焼
率及び灰堆積量に与える影響を調べた。

但し燃焼率とは、羽口先端から０．２０ｍ下流の燃焼炉
内で採取したガス中のＣＯ２量より算出した総燃焼率を
言う。結果は第７図に示した通りであり、角度０が小さ
くなる程灰の付着・堆積は著しくなり、θが１１度以上
になると灰の付着は殆んどみられなくなる。

しかし角度θが大きくなるということは、バーナ先端か
らブローバイブ出口端までの距離Ｌ（第３図）が短くな
ることを意味しており、燃焼ゾーンが短縮されるので燃
焼率は低下してくる。殊に角度θが４０度を越えると燃
焼率の低下が顕著になつてくるので、角度θは４０度以
下に設定すべきである。中でも最も好ましい角度０は、
第７図からも明らかな様に１１〜２５度の範囲である。
尚上記角度０は、ブローバイブ１０の内径Ｄ１バーナ先
端からブローバイブ開口端までの距離Ｌ１及びバーナ先
端とブローバイブ最近接壁面との距離１（第６図）によ
つて変わるので、使用するブローバイブ１０の内径Ｄに
応じて前記距離Ｌ及びｌを適当に調整して角度θが前記
好適範囲に収まる様にすればよい。本発明は概略以上の
様に構成されており、粉体燃料吹込用バーナの先端位置
を前記角度θとの関係を考慮して適正に調整することに
よつて、灰の付着・堆積による障害を何ら生じることな
く粉体燃料の燃焼率を高め得ることになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃焼実験装置の概略図、第２図は該装置におけ
る粉体燃料吹込部の要部拡大図、第３〜５図は燃料吹込
位置と火炎及び灰付着の関係を示す説明図、第６図は本
発明における角度０の設定根拠を説明する為の概念図、
第７図は角度θと燃焼率及び灰付着の有無との関係を示
すグラフである。 １：地上ホッパー、２：スクリユーコンベア、Ｊ７：粉
体燃料吹込みバーナ、１０：プローパイプ、１１：水冷
羽口、１２：燃焼炉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉体燃料吹込用バーナを、高炉羽口に連設される熱
   風吹込用ブローパイプの壁を貫通して該ブローパイプ内
   へ突入させ、前記バーナから吹込まれた粉体燃料を、ブ
   ローパイプ内を流れる熱風と共に高炉羽口から吹込む粉
   体燃料の高炉吹込方法であつて、前記バーナの先端中心
   が前記ブローパイプの軸心と一致しない場合に、前記バ
   ーナ先端を、下記３点Ａ、Ｂ、Ｃによつて形成される三
   角形における角■ＢＡＣが１１〜２５度となる位置に設
   定して粉体燃料を吹込むことを特徴とする粉体燃料の高
   炉吹込方法。 （１）前記バーナの先端中心Ａ （２）Ａ点からブローパイプ先端に向かう垂線とブロー
   パイプ出口面との交点Ｂ（３）Ｂ点に最近接するブロー
   パイプ出口端内周面の１点Ｃ