(57)【要約】【課題】高炉で使用する還元材量を削減するのに十分な程度まで、送風温度が羽口部分で低下するのを抑制できる、断熱性に優れた高炉送風羽口を提供すること。【解決手段】内装面２に断熱材層３と無機物層４とを有する高炉送風羽口１であって、高炉送風羽口１と無機物層４との間に断熱材層３が設置され、断熱材層３の熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする高炉送風羽口を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内装面に断熱材層と無機物層とを有する高炉送風羽口であって、該高炉送風羽口と前記無機物層との間に前記断熱材層が設置され、該断熱材層の熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする高炉送風羽口。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉に熱風を送風するための高炉送風羽口に関し、特に高炉送風羽口の断熱性を高めて送風温度を上げることで、高炉で使用する還元材量を低減できる高炉送風羽口に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のＣＯ2削減のために、鉄鋼業においては、高炉におけるコークスなどの還元材の使用量を低減することが求められている。還元材量を低減するための一つの方法として高炉送風羽口の断熱性向上が挙げられる。
【０００３】
送風羽口は１２００℃程度の熱風を高炉に吹き込むために用いられ、その先端部分は高炉内において特に高温にさらされるため、内部を水冷によって強冷却している。そのため、熱風が送風羽口を通過する際に内装面（円筒状の羽口の送風面である内側の面）から冷却されて熱風の温度が低下してしまう。そこで送風羽口の内装面の断熱性を向上させることで、内部を通過する熱風温度の低下が抑制される。その結果、今までと同じ温度で送風しても、より高い温度の熱風が炉内に吹き込めるため、その熱量に相当する分の還元材量を低減でき、その燃焼に伴うＣＯ２を削減できることになるのである。
【０００４】
高炉送風羽口の断熱性を高める技術としては、例えば特許文献１には、送風羽口の内装面にセラミックス管を設置し、内装面とセラミックス管の間に空隙を有する高炉用羽口が開示されている。さらに、例えば特許文献２には、送風羽口内装面とセラミックス管の間に熱伝導率が５ｋｃａｌ／ｍｈ℃（＝５．８Ｗ／ｍＫ）以下の熱伝導率を持つＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系不定形耐火物を挿入した高炉用羽口が開示されている。さらには、例えば特許文献３には、送風羽口内装面とＣｒ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3系スリーブとの間に低熱伝導モルタル層を形成させた高炉の送風羽口が開示されている。
【特許文献１】特開平２−２４０２０７号公報
【特許文献２】特開平２−２４０２０６号公報
【特許文献３】特開平３−１３０３１２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、特許文献１に開示された高炉用羽口では、空隙を形成するためのセラミックス管外部の補強部および支持部からの抜熱が大きいために、空隙による断熱効果を十分に得ることができないという問題がある。また特許文献２に開示された高炉用羽口では、特に不定形耐火物の熱伝導率の下限値は示されていないが、実施例にあるＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系不定形耐火物の熱伝導率１．５９ｋｃａｌ／ｍｈ℃（＝１．８５Ｗ／ｍＫ）であり、この程度では十分な断熱を得ることができない。また特許文献３に開示された方法は、低熱伝導率モルタルを用いるものであるが、低熱伝導率モルタルであっても熱伝導率は０．１〜２ｋｃａｌ／ｍｈ℃（＝０．１２〜２．３３Ｗ／ｍＫ）程度であり、やはり十分な断熱を得ることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、高炉で使用する還元材量を削減するのに十分な程度まで、送風温度が羽口部分で低下するのを抑制できる、断熱性に優れた高炉送風羽口を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
内装面に断熱材層と無機物層とを有する高炉送風羽口であって、該高炉送風羽口と前記無機物層との間に前記断熱材層が設置され、該断熱材層の熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする高炉送風羽口。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、羽口から高炉に吹込まれる熱風温度の低下が抑制されて、今までと同じ温度で送風しても、より高い温度の熱風を炉内に吹き込むことができる。このため、高炉で使用する還元材量について、吹込まれる熱風の熱量増加分を低減させることができ、還元材の燃焼に伴い発生するＣＯ2も削減することができる。
【０００９】
また、従来よりも低い温度の熱風を吹込んでの高炉操業が可能となるので、省エネルギー操業を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に、本発明で用いる断熱材層と無機物層とを内装している高炉送風羽口の概略図を示す。図１は、高炉羽口の軸方向（熱風吹込み方向）に平行な方向での断面図であり、羽口本体１の内装面２に断熱材層３と無機物層４が、この順番で積層している構造の高炉送風羽口である。５は冷却室である。羽口本体１の内側で、羽口本体１と無機物層４が、断熱材層３を挟んだ構造である。そして本発明においては、羽口の内装面に接する断熱材層の熱伝導率を０．１Ｗ／ｍＫ以下とする。
【００１１】
断熱材層の熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫよりも大きくなると、熱風温度の降下を十分に抑制することができない。一方、断熱材層の熱伝導率は小さいほど望ましいので、その下限値は特に設ける必要はないが、実用性を考慮すると０．０１Ｗ／ｍＫ以上とすることが好ましい。
【００１２】
断熱材層に用いる断熱材の種類は特定しないが、従来から断熱材として用いられているモルタル等を用いては、熱伝導率を０．１Ｗ／ｍＫ以下とすることは困難である。熱伝導率を０．１Ｗ／ｍＫ以下とできる断熱材として、セラミックバルク、セラミックブランケット、セラミックペーパー、セラミックボード、セラミッククロス、セラミックテープ、セラミックフェルト、セラミックファイバー、セラミックブロック、定形・不定形耐火物、モルタルなど、あるいはそれらの組合せが挙げられる。
【００１３】
断熱材層を単独で用いると、熱風とともに羽口に吹込まれる微粉炭の付着が著しく、羽口が閉塞する場合もあるが、無機物層には微粉炭が付着し難い。そこで、断熱材を保護するために、断熱材層の熱風側に無機物層が設置されている。無機物層に用いる無機物としては、さらされる熱風の温度に耐えられる材質であれば特に問題なく、例えば、一般的なセラミックス、定形・不定形耐火物などが挙げられる。またその熱伝導率も断熱材層のような制限は特になく、好ましくは３０Ｗ／ｍＫ以下になる。
【００１４】
断熱材層と無機物層の合計の厚さは特に制限しないが、その厚さがあまりも厚すぎると必要な送風量を確保できなくなるため、羽口内装径の１／５以下であることが好ましい。
【００１５】
断熱材層３と無機物層４とは、高炉羽口の内装面全体に設置することが望ましい。
【実施例１】
【００１６】
以下、図面を参照しながら実施例により本発明を説明する。
【００１７】
図１に示すような、断熱材層３と無機物層４とを内装している高炉送風羽口と、図２に示すような、無機物層４のみを内装している高炉送風羽口とを用いて、送風する熱風の羽口での降下温度を比較した。
【００１８】
断熱材層３と無機物層４の断熱材と無機物として、表１に示す材料を用いた。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
断熱材層３と無機物層４として表１の材料を表２に示す組合せで用いて、Ｎｏ．１〜９の図１、２に示す送風羽口を作製した。Ｎｏ．６が図２に示す羽口に相当する。各断熱材層と無機物層の熱伝導率と厚さ、断熱材層と無機物層の合計厚さを表２に併せて示す。羽口径はいずれも１６５ｍｍとした。
【００２１】
作製した羽口を高炉に設置して、送風量、冷却水の入側温度を一定とした時に、送風羽口に流入する熱風温度と送風羽口通過時の温度を測定して、その差を降下温度として求めた。結果を表２に併せて示す。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
表２によれば、断熱材層と無機物層とを有し、断熱材層の熱伝導率が本発明の範囲内であるＮｏ．１〜５の羽口を用いた場合の送風温度の降下は３℃以下であるのに対して、断熱材層を有さないＮｏ．６の羽口や、断熱材層と無機物層とを有しているが断熱材層の熱伝導率が本発明の範囲外であるＮｏ．７〜９の比較例では、８℃以上も送風温度が降下した。しかも、比較例の中では送風温度の降下が８℃と比較的小さいＮｏ．９の送風羽口は、断熱材層のモルタルが厚いため、絶対量としてのモルタルの収縮量が大きくなり、無機物層に破損が生じ、耐用性が劣っていた。
【００２４】
以上のように、本発明の範囲内の熱伝導率を有する断熱材層を用いることで、送風温度の降下を画期的に抑制できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】断熱材層と無機物層とを内装している高炉送風羽口の断面の概略図である。
【図２】無機物層のみを内装している高炉送風羽口の断面の概略図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    高炉送風羽口本体
２    内装面
３    断熱材層
４    無機物層
５    水冷部
【図１】
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【図２】
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