[发明专利]高炉操作方法以及管束式喷枪

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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(Reduction AgentRatio，每1t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1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，即，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1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高。

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。