(57)【要約】【課題】  加速弁の作用により分岐管の下流側においても所望の流速を確保できるので、粉粒体の吹き込み設備費用を削減でき、しかも、ランスの本数を変えず、気送用配管の本数を減少させることができるか、あるいは、気送用配管の本数を変えずにランスの本数を増加することができるので、粉粒体の切り出し装置等の制御が簡素化され、かつ、粉粒体の吹き込み量を容易に増やすことができる。【解決手段】  粉粒体を高炉あるいは工業炉等の炉まで気送する気送用配管１に接続された２分岐管９を備え、２分岐管９を介して粉粒体を炉内に吹き込む装置において、２分岐管９の入口端に接続された加速弁２を備え、加速弁２は、内管３と、内管３の出口端全周に形成されたスリット４と、内管３とこの外周に間隔をあけて固定された外管５とによって形成された空気室６とからなり、スリット４は、２分岐管９側に向ってコーン状に形成され、空気室６からスリット４を介して２分岐管９内に加速用空気がコーン状に噴射される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体が吹き込まれる炉まで粉粒体を気送する気送用配管に接続された、前記気送用配管を複数に分岐する分岐管を備え、前記分岐管を介して粉粒体を炉内に吹き込む装置において、
前記分岐管の入口端に接続された、前記分岐管以降の気送流を加速する加速弁を備え、前記加速弁は、前記気送用配管と連通する内管と、前記内管の外周に形成された空気室と、前記空気室の出口端と前記内管の出口端との間に、前記内管の出口端全周に亘って形成されたスリットとからなり、前記スリットは、前記分岐管側に向って先細りコーン状に形成され、前記空気室内に供給された加速用空気が前記スリットから前記分岐管の中心部に集中して噴射されることを特徴とする、炉内への粉粒体の吹き込み装置。
【請求項２】
前記分岐管の入口の内径は、前記気送用配管の内径と同じであり、前記分岐管の分岐配管の内径は、前記気送用配管の内径と同じかまたは異なることを特徴とする、請求項１記載の、炉内への粉粒体の吹き込み装置。
【請求項３】
前記分岐管は、１つの流れを２つに分岐する２分岐管からなることを特徴とする、請求項１または２記載の、炉内への粉粒体の吹き込み装置。
【請求項４】
前記分岐管の内面は、耐磨耗材によって被覆されていることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載の、炉内への粉粒体の吹き込み装置。
【請求項５】
粉粒体が吹き込まれる炉まで粉粒体を気送する気送用配管に、前記気送用配管を複数に分岐する分岐管を接続し、前記分岐管を介して粉粒体を炉内に吹き込む方法において、
前記分岐管の入口端に、前記分岐管以降の気送流を加速する加速弁を接続し、前記加速弁から加速用空気を先細りコーン状に前記分岐管の中心部に向けて噴射することによって、前記分岐管内を気送される粉粒体の流速を速め、かくして、前記気送用配管を分岐したことにより減少した粉粒体の流速を補償することを特徴とする、炉内への粉粒体の吹き込み方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高炉あるいは工業炉等の炉内への粉粒体の吹き込み方法および装置、特に、１本の気送用配管に分岐管を接続し、分岐管の下流側に配置する吹き込み用ランスを介して粉粒体を炉内に吹き込むに際して、分岐管の下流側においても所望の流速を確保できるので、分岐管の下流側管路の閉塞を防止できると共に、粉粒体の吹き込み設備費用を削減でき、しかも、ランスの本数を変えず、気送用配管の本数を減少させることができるか、あるいは、気送用配管の本数を変えずにランスの本数を増加することができるので、粉粒体の切り出し装置等の制御が簡素化され、かつ、粉粒体の吹き込み量を容易に増やすことができる、炉内への粉粒体の吹き込み方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、最近の高炉操業においては、価格の高いコークスの使用量を減少させるために、コークスの一部代替として、石炭を微粉砕した微粉炭を高炉の羽口から高炉内に吹き込むことが行われている。羽口から高炉内に吹き込まれる粉粒体としては、微粉炭以外に、微粉砕した廃プラスチックあるいは酸化鉄、還元剤等の調整剤がある。このような粉粒体の吹き込みは、高炉をはじめ各種工業炉、燃焼炉等の炉にも適用される。高炉への粉粒体の吹き込み方法の一例が、特許文献１および２に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された従来技術１は、図３に示すように、インジェクションタンク１６と高炉１７との間に配された気送用配管１８にバルブ１８ａ、１８ｂを設け、バルブ１８ａの下流側に、逆止弁１９ａ、バルブ１９ｂを設けたブースタライン１９を接続し、高炉１７に微粉炭等の粉粒体を吹き込むに当たっては、バルブ１８ｂ、１９ｂを開き、ブースタライン１９から高圧の空気を気送用配管１８内に供給して、気送用配管１８内のブローを行う。一定時間経過後、バルブ１８ａを開くと、インジェクションタンク１６内の粉粒体は、気送用配管１８を通って気送用配管１８の先端の吹き込み用ランスから高炉１７に吹き込まれる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１２４７２７号公報
【特許文献２】特開２００１−４０４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術１は、１本の気送用配管に対して吹き込み用ランスは１本、すなわち、気送用配管と吹き込み用ランスとは１対１の関係にあり、複数本の吹き込み用ランスからの吹き込みの場合には、それと同数の気送用配管が必要であった。
【０００６】
従って、例えば、吹き込み用ランスの数が１０本あるいは２０本と多くなると、切り出し装置の制御や各種制御機器の配置および制御等が極めて煩雑となり、その対応に苦慮することがあった。
【０００７】
この問題の解決手段として、気送用配管に、例えば、１つの流れを２つに分流する２分岐管を接続し、この２分岐管の各分岐配管から粉粒体を高炉に吹き込む方法が考えられる。この方法によれば、気送用配管の本数を半分に減らすことできるので、上記問題を回避することができる。
【０００８】
しかしながら、１本の気送用配管を例えば同一径で２つに分岐すると、各分岐配管内およびその下流側の管内流速が１／２に減少するので、粉粒体による管路の閉塞トラブル等の問題が発生する。
【０００９】
この問題の解決法として、最初から気送用配管内の流速を２倍にして吹き込む方法が考えられるが、高圧かつ多量の搬送空気が必要となるので、設備費用が嵩み、しかも、過剰流速の粉粒体による気送用配管の磨耗が加速度的に進行する。
【００１０】
なお、特許文献２には、従来技術２として、図４に示すように、気送用配管２０に２分岐管２１を接続し、２分岐管２１の各分岐配管２１ａ、２１ｂから粉粒体を高炉１７に吹き込む方法が開示されているが、従来技術２は、分岐配管２１ａ、２１ｂの温度を測定することによって、気送用配管２０を含む気送配管系の粉粒体詰りを検出するものであって、分岐配管の閉塞を防止する手段を講じることなく、気送用配管２０の本数を減らして、切り出し装置の制御や各種制御機器の配置および制御を容易にするといった目的はない。
【００１１】
従って、この発明の目的は、１本の気送用配管に分岐管を接続し、分岐管の下流側に配置する吹き込み用ランスを介して粉粒体を炉内に吹き込むに際して、分岐管の下流側においても所望の流速を確保できると共に、分岐管の下流側管路の閉塞を防止できると共に、粉粒体の吹き込み設備費用を削減でき、しかも、ランスの本数を変えず、気送用配管の本数を減少させることができるか、あるいは、気送用配管の本数を変えずにランスの本数を増加することができるので、粉粒体の切り出し装置等の制御が簡素化され、かつ、粉粒体の吹き込み量を容易に増やすことができる、炉内への粉粒体の吹き込み方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、上述の目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とするものである。
【００１３】
請求項１記載の発明は、粉粒体が吹き込まれる炉まで粉粒体を気送する気送用配管に接続された、前記気送用配管を複数に分岐する分岐管を備え、前記分岐管を介して粉粒体を炉内に吹き込む装置において、前記分岐管の入口端に接続された、前記分岐管以降の気送流を加速する加速弁を備え、前記加速弁は、前記気送用配管と連通する内管と、前記内管の外周に形成された空気室と、前記空気室の出口端と前記内管の出口端との間に、前記内管の出口端全周に亘って形成されたスリットとからなり、前記スリットは、前記分岐管側に向って先細りコーン状に形成され、前記空気室内に供給された加速用空気が前記スリットから前記分岐管の中心部に集中して噴射されること特徴を有するものである。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、分岐管の入口の内径は、気送用配管の内径と同じであり、分岐管の分岐配管の内径は、気送用配管の内径と同じかまたは異なることに特徴を有するものである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、分岐管は、１つの流れを２つに分岐する２分岐管からなることに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、分岐管の内面は、耐磨耗材によって被覆されていることに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項５記載の発明は、粉粒体が吹き込まれる炉まで粉粒体を気送する気送用配管に、前記気送用配管を複数に分岐する分岐管を接続し、前記分岐管を介して粉粒体を炉内に吹き込む方法において、前記分岐管の入口端に、前記分岐管以降の気送流を加速する加速弁を接続し、前記加速弁から加速用空気を先細りコーン状に前記分岐管の中心部に向けて噴射することによって、前記分岐管内を気送される粉粒体の流速を速め、かくして、前記気送用配管を分岐したことにより減少した粉粒体の流速を補償することに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、以下のような効果がもたらされる。
【００１９】
１本の気送用配管に分岐管を接続し、分岐管の下流側に配置する吹き込み用ランスを介して粉粒体を炉内に吹き込むに際して、加速弁の作用により分岐管の下流側においても所望の流速を確保できるので、分岐管の下流側管路の閉塞を防止できると共に、粉粒体の吹き込み設備費用を削減でき、しかも、ランスの本数を変えず、気送用配管の本数を減少させることができるか、あるいは、気送用配管の本数を変えずにランスの本数を増加することができるので、粉粒体の切り出し装置等の制御が簡素化され、かつ、粉粒体の吹き込み量を容易に増やすことができ、さらに、分岐管を炉の近傍に設置することによって、配管系も簡素化され、この点からも設備費を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明の、炉内への粉粒体の吹き込み装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、この発明の、炉内への粉粒体の吹き込み装置における加速弁および分岐管の管中心軸線を通る部分断面図、図２は、この発明の、炉内への粉粒体の吹き込み装置における分岐管および制御機器の配置図である。
【００２２】
図１において、１は、気送用配管であり、その入口端は、粉粒体の切り出し装置（図示せず）に接続されている。２は、気送用配管１の出口端に接続された加速弁である。加速弁２は、気送用配管１の内径と同じ内径の内管３と、内管３の出口端の全周に形成されたスリット４と、内管３とこの外周に間隔をあけて固定された外管５とによって形成された空気室６とからなっている。
【００２３】
スリット４は、その幅が等しく、後述する２分岐管側に向って先細りコーン状に形成されている。コーン状スリット４の延長線は、交点（Ｏ）に集束し、この例では、後述する２分岐管の中心線（Ｌ１、Ｌ２）と一致している。なお、これは必ずしも一致させなくとも良い。スリット４は、外周面が先細りに形成された内管３の出口端と、外管５に固定された、コーン状の開口７ａが形成された固定板７とによって形成されている。外管５には、加速用空気供給管８が接続され、加速用空気供給管８から加速用空気が空気室６内に供給される。空気室６内に供給された加速用空気は、スリット４から後述する２分岐管内にコーン状に噴射され、エジェクタ効果を伴って、２分岐管９内の気送用空気の流速が速められる。スリット角度は、吹き込む粉粒体の種類、用途等に応じて調整する。スリット幅は、空気量に応じて決定する。空気室６に供給する加速用空気量を流量計１２（図２参照）に基づいて変えることにより、後述する分岐配管内の粉粒体の流速を調整することができる。
【００２４】
なお、エジェクタ効果を出すには、内管３内に加速用空気管を突出させて配しても良いが、このようにすると、粉粒体によって加速用空気管が損傷するので、加速用空気をスリット４から噴射させる方法が最適である。
【００２５】
９は、加速弁２の出口端に接続された２分岐管であり、気送用配管１内の流れを２つの流れに分岐する。２分岐管９の分岐配管９ａ、９ｂは、気送用配管１の中心線（Ｌ３）に対して対称に形成されている。２分岐管９の内径は、気送用配管１の内径と同じである。２分岐管９の内面は、セメント１０等を介してセラミック等の耐磨耗材１１によって被覆されている。
【００２６】
このように構成されている、この発明の粉粒体の吹き込み装置によれば、以下のようにして、微粉炭や粉砕された廃プラスチック等の粉粒体が炉内に吹き込まれる。
【００２７】
気送用配管１を通して粉粒体が炉内に気送される際に、空気室６からスリット４を介して加速用空気が２分岐管９内に噴射されると、２分岐管９内の気送用空気の流速が速まり、この結果、粉粒体の流速が速まる。加速用空気がコーン状に噴射されることによってエジェクタ効果を伴うと共に、気送用空気が２分岐管９の入口部分で絞られるので、この絞り効果によって分岐配管９ａ、９ｂに均等に粉粒体を流すことができる。なお、分岐配管９ａ、９ｂの内面は、セラミック等の耐磨耗材１１によって被覆されているので、粉粒体によって分岐配管９ａ、９ｂの内面が短時間に磨耗することはない。
【００２８】
気送用配管１を加速弁２を設けず単純に２つに分岐する場合には、気送用配管１に２倍の気送用空気を供給しなければ、各ランス内の粉粒体の流速を所望の値に維持できないが、加速弁２を設けて、気送用空気の流速を速めることによって、気送用配管１に供給する気送用空気量を変えずに、各ランス内の粉粒体の流速を所望の値に維持できる。
【００２９】
このように、少ない空気量で所望の流速を確保できるので、粉粒体の吹き込み設備費用を削減でき、しかも、ランスの本数を変えず、気送用配管の本数を減少させることができるか、あるいは、気送用配管の本数を変えずにランスの本数を増加することができるので、粉粒体の切り出し装置等の制御が簡素化され、かつ、粉粒体の吹き込み量を容易に増やすことができる。
【００３０】
図２に示すように、分岐配管９ａ、９ｂにそれぞれ遮断弁１３、フロースイッチ（ＦＳ）１４を設ければ、以下のようにして、気送用配管１の粉粒体による閉塞を解除することができる。
【００３１】
気送用配管１が閉塞したら、フロースイッチ１４から閉塞信号が発せられて各遮断弁１３が作動する。遮断弁１３によって分岐配管９ａ、９ｂが遮断されたら、パージラインに接続されたブロー弁１５が開いて、パージ用空気が空気ラインを通して気送用配管１内に送られる。これによって気送用配管１がパージされて、気送用配管１の粉粒体による閉塞が解除される。
【００３２】
以上の例は、気送用配管１に２分岐管９を接続したものであるが、３つ以上に分岐した分岐管を接続しても良い。また、粉粒体を吹き込む炉は、高炉をはじめ各種工業炉、燃焼炉等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の、炉内への粉粒体の吹き込み装置における加速弁および分岐管の管中心軸線を通る部分断面図である。
【図２】この発明の、炉内への粉粒体の吹き込み装置における分岐管および制御機器の配置図である。
【図３】従来技術１の構成図である。
【図４】従来技術２の構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１：気送用配管
２：加速弁
３：内管
４：スリット
５：外管
６：空気室
７：固定板
７ａ：開口
８：加速用空気供給管
９：２分岐管
９ａ：分岐配管
９ｂ：分岐配管
１０：セメント
１１：耐磨耗材
１２：流量計
１３：遮断弁
１４：フロースイッチ
１５：ブロー弁
１６：インジェクションタンク
１７：高炉
１８：気送用配管
１８ａ：バルブ
１８ｂ：バルブ
１９：ブースタライン
１９ａ：逆止弁
１９ｂ：バルブ
２０：気送用配管
２１：２分岐管
２１ａ：分岐配管
２１ｂ：分岐配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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