(57)【要約】高炉壁中に設置するように形状化され、かつ外壁（２２）、前面（２４）及び後面（２６）をを有する羽口本体であって、さらに後面（２６）から前面（２４）へ延び、かつ羽口本体（２０）中に内壁（３０）を形成する羽口チャネル（２８）を備える羽口本体（２０）を有する羽口（１４）を含んで成る高炉用羽口支持構造体装置。羽口支持構造体装置（１０）にはさらに、羽口本体（２０）の後面（２６）とガス送り装置（３８）間を接続するブローパイプ（３４）が含まれ、このブローパイプ（３４）は熱ガス、通常は熱風、をガス送り装置（３８）から高炉中への投入のための羽口チャネル（２８）へ送り込むように形状化及び配置される。羽口支持構造体装置（１０）にはさらに、羽口の高さにおいて可燃物、通常は粉砕炭あるいは粒状炭、を高炉中へ送り込むための投入ランス（４０）が含まれる。この投入ランス（４０）は外側パイプ内に共軸配置される外側パイプと内側パイプから成る共軸ランスであり、これら外側パイプと内側パイプは酸化ガスと前記可燃物を別々に運ぶために配置され、内側パイプによって前記可燃物を酸化ガスから分離するための分離壁が形成される。本発明の重要な観点によれば、投入ランス（４０）は羽口本体（２０）中に形成されるランス通路（４２）中に取外し可能に取り付けられ、ランス通路（４２）は羽口本体（２０）の内壁（３０）と外壁（２２）との間に配置され、かつ後面（２６）から前面（２４）へと延び、羽口本体（２０）の前面中に開口している。
2012521492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉壁中に設置するように形状化され、外壁、前面及び後面を有する羽口本体であって、さらに前記後面から前記前面へ延び、かつ羽口本体中に内壁を形成する羽口チャネルを有する羽口本体を備えて成る羽口、
前記羽口本体の前記後面とガス送り装置を接続し、かつ前記ガス送り装置から高炉中投入用の前記羽口チャネルへ熱ガスを送り込むように形状化及び配置されるブローパイプ、及び
酸化ガスと可燃物を別々に運ぶように配置される、外側パイプ及び外側パイプ内に共軸配置され、かつ前記可燃物を酸化ガスから分離するための分離壁を形成する内側パイプから成る、前記羽口の高さにおいて前記高炉中へ可燃物を送り込むための投入ランス、から構成される高炉用羽口支持構造体装置であって、
前記投入ランスは前記羽口本体中に形成されるランス通路中に取外し可能に取り付けられ、前記ランス通路は前記羽口本体の前記内壁と前記外壁の間に配置され、かつ前記後面から前記前面へと延びて前記羽口本体の前面中に開口していることを特徴とする羽口支持構造体装置。
【請求項２】
前記酸化ガスが加熱された酸化ガスであり、及び又は前記可燃物が加熱された可燃物であることを特徴とする請求項１項記載の羽口支持構造体装置。
【請求項３】
前記酸化ガス及び又は前記可燃物の温度が少なくとも１５０℃であることを特徴とする請求項２項記載の羽口支持構造体装置。
【請求項４】
前記ランス通路及び前記投入ランスが、投入ランスと羽口本体との間に環状の隙間ができるように寸法化されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の羽口支持構造体装置。
【請求項５】
前記投入ランスの前端部には前記ランス先端方向に向けて狭くなる円錐形状の先細構造体が備えられ、前記投入ランスが前記ランス通路中に取り付けられる時に、前記外側パイプが前記ランス通路の前端部において前記羽口本体と接触するように、前記ランス通路の前端部に対応先細構造体が備えられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の羽口支持構造体装置。
【請求項６】
前記投入ランスの前端部において、前記投入ランスの前記外側パイプの内壁及び又は前記内側パイプの外壁上に環状突出部が設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の羽口支持構造体装置。
【請求項７】
中心通路中の全体に亘って前記投入ランスを受け入れられるように寸法化された該中心通路を有する中空パイプから成るランスホルダーがさらに含まれ、前記ランスホルダーに前記羽口本体の後面へ接続される第一端部と前記高炉壁の外へ突き出す対向第二端部が設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の羽口支持構造体装置。
【請求項８】
前記羽口本体の前記羽口チャネル中に配置される取外し可能な羽口インサートがさらに含まれ、前記羽口インサートが前記羽口の出口断面を変えるように形状化されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の羽口支持構造体装置。
【請求項９】
前記ガス送り装置によって運ばれる前記熱ガスが再循環される処理済み炉頂ガスから成ることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の羽口支持構造体装置。
【請求項１０】
前記投入ランスを通して送られる前記可燃物が、粉砕炭又は粒状炭、粒状プラスチック、動物性油脂または細粉、液体燃料、天然ガス、又は切断タイヤであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の羽口支持構造体装置。
【請求項１１】
高炉壁中に設置され、外壁、前面及び後面を有する羽口本体であって、さらに前記後面から前記前面へ延び、かつ羽口本体中に内壁を形成する羽口チャネルを有する羽口本体を備えて成る羽口と、前記羽口本体の後面とガス送り装置間を接続し、かつ前記ガス送り装置から前記高炉中への投入用の羽口チャネルへ熱ガスを送り込むように形状化及び配置されるブローパイプを含んで成る羽口支持構造体装置を用意する工程、
前記羽口本体に、前記羽口本体の後面から前面へ延び、前記羽口本体の前記内壁と前記外壁の間に配置され、及び前記羽口本体の前記全面中に開口するランス通路を設ける工程、
前記高炉中へ可燃物を送り込むための投入ランスを用意し、及び前記投入ランスを前記ランス通路中に取外し可能に取り付ける工程、
前記ガス送り装置から前記ブローパイプ及び前記羽口本体を通して前記高炉中へ熱ガスを送り込む工程、及び
前記可燃物及び酸化ガスを別々に前記投入ランスを通して前記高炉中へ送り込む工程、から構成される高炉の羽口支持構造体装置を通した熱風送り込み方法。
【請求項１２】
前記可燃物及び又は前記酸化ガスの投入ランスへの送り込み前に、前記可燃物及び又は前記酸化ガスを加熱する工程がさらに含まれることを特徴とする請求項１１項記載の方法。
【請求項１３】
前記高炉から炉頂ガスを回収し、回収された炉頂ガスを処理し、及び処理済み炉頂ガスを還元ガスとして前記高炉中へ羽口支持構造体装置を通して戻し投入する工程がさらに含まれることを特徴とする請求項１１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記回収された炉頂ガスを処理する工程に、前記回収炉頂ガスを清浄化し、及び又は前記回収炉頂ガス中の二酸化炭素含量を減じ、及び又は前記回収炉頂ガス中の一酸化炭素含量を増加させる操作が含まれることを特徴とする請求項１３後記載の方法。
【請求項１５】
還元ガスの高炉への投入前に、該還元ガスを少なくとも９００℃の温度まで加熱する工程がさらに含まれることを特徴とする請求項１３〜１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉に用いる新規な羽口支持構造体装置、及び高炉へ可燃物を投入しながら高炉へ熱風を送り込む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の羽口を通して高炉の低位部へ吹き込まれる熱風中への粉砕炭あるいは粒状炭の投入には多くの利点があることは周知のことである。特に、上記方式による投入によれば高炉の生産能力が向上し、相当量のコークスを石炭に切り替えることが可能となり、低コスト化を図ることが可能である。
【０００３】
従来、粉砕炭あるいは粒状炭の投入は、投入ランスを用いて炉中へ開口している羽口端部から一定間隔を空けた上流において熱風中へ行われている。別の言い方をすれば、石炭は炉中のブローパイプ中あるいは熱風路中へ投入される。前記ランスを通して送り込まれる石炭は不活性ガス中に浮遊状態となっており、酸化ガスは熱風あるいは純粋酸素から成り、前記ランスのノズル端に近い別のパイプを通して導入される。
【０００４】
例えばＥＰ０４４７９０８では、石炭と酸化ガスの混合投入が提案されている。投入は内側チューブの周りに外側チューブが配置される共軸ランスを通して実施される。酸化ガスと石炭は、それぞれがランスの出口ノズルに達するまでは、前記内側チューブが分離壁となって分離されている。このような共軸投入ランスはしばしばオキシコールランスと呼ばれる。ＥＰ０４４７９０８においては、酸化ガスは外側チューブを通して運ばれ、他方石炭は内側チューブを通して運ばれる。
【０００５】
通常、投入ランスはブローパイプの壁部分を通して該ブローパイプ中へ連絡され、投入ランスの出口ノズルは好ましくは熱風の流れの中心に配置されているため、投入される石炭を取り囲む熱風が引き起こされる。
【０００６】
上記のようなランス配置においては、ランスは熱風に晒されることによって損傷を受ける。ブローパイプ中の高温によってランスが変形することもあり、その場合には、酸化ガス及び石炭の正確な投入が困難となる。さらに、ランス頂部においては、運ばれた石炭と運ばれた酸化ガスが接触してランス頂部火炎を生ずる。この火炎により、ランス頂部はブローパイプあるいは羽口の内壁と同様にさらなる危険に晒されている。
【０００７】
ブローパイプ及び羽口を通して送られるガスが、従来の高炉における場合のように熱風ではなく、再循環される炉頂ガスを用いる高炉におけるような還元ガスである場合、石炭の投入、特に酸化ガスとの混合による投入では、炉頂ガスが羽口支持構造体装置を通して高炉中へ戻し投入される問題が生ずる。また、投入ランスがブローパイプを通るガス流中に配置される公知の羽口支持構造体装置においては、特に羽口突出部の出口直径が小さくなっている場合、あるいは石炭が高速で投入される場合には、羽口の内壁が投入された石炭によって損傷を受ける危険性があることにも注意すべきである。また、投入ランスは、羽口突出部の出口直径が小さくなっている場合、羽口と直線状に整列されているブローパイプの曲がり部分に配置される覗き穴を介して羽口を通して肉眼で高炉状態をモニターする際に少なくとも部分的に視界の障害となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は高炉に用いる、より改善された羽口支持構造体装置を提供することを目的とする。本目的は請求項１項記載の羽口によって達成される。本発明はさらに、高炉の改善された操作方法を提供することも目的とする。後者の目的は請求項１０項記載の方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、高炉壁中に設置するように形状化され、及び外壁、前面及び後面を有する羽口本体であって、さらに該後面から前面へ延び、かつ羽口本体中の内壁を形成する羽口チャネルを備える羽口本体を有して成る羽口を含んで構成される高炉用の羽口支持構造体装置が提案されている。本羽口支持構造体装置にはさらに、羽口本体の後面とガス送り装置間に接続されるブローパイプが含まれ、このブローパイプは熱ガス、通常は熱風、をガス送り装置から高炉中への投入のための羽口チャネルへ送り込むように形状化及び配置されている。羽口支持構造体装置にはさらに、羽口の高さにおいて高炉中へ可燃物を送り込むための投入ランスが含まれ、この投入ランスは外側パイプと外側パイプ中に共軸配置される内側パイプから成る共軸ランスである。外側パイプ及び内側パイプは酸化ガスと可燃物を別々に運ぶために配置され、内側パイプによって可燃物を酸化ガスから分離するための分離壁が形成される。本発明の重要な観点によれば、前記共軸ランスは羽口本体中に形成されるランス通路中に取外し可能に取り付けられる。このランス通路は羽口本体の内壁と外壁の間に配置され、該ランス通路は羽口本体の後面から前面まで延び、該前面中に開口している。
【００１０】
羽口本体中を通してランス通路を設けることにより、共軸投入ランスはブローパイプ及び羽口を通して吹き込まれる熱ガスの熱へ晒されなくなる。その結果として、投入ランスが熱ガスの攻撃を受ける危険性がなくなる。実際問題として、熱ガスの通路中に配置されているランスには変形や、破損を受けるリスクがあった。熱ガスの通路外へ投入ランスを取り出すことにより、前記リスクは低減される。また、投入ランスはブローパイプあるいは羽口チャネルを通して送られる熱ガスの通路中には入り込んでいない。それゆえ、投入ランスの寿命を増大させることも可能である。さらに、投入ランスは覗き穴と羽口突出部間における視覚上の障害ともならない。
【００１１】
また、停止の場合、従来はランスへの損傷を防止するために投入ランスを待機位置へ移動させるか、あるいは羽口支持構造体装置から取り除くことが必要であったことに注意すべきである。本発明によれば、一定の場合にランスを取り除くことは猶望ましいが、ランスはそれを取り囲む羽口本体によって十分に保護されていることから、ランスの取り除きはもはや不要である。ランス通路中に投入ランスが取外し可能に配置されることから、投入ランスが容易に取り外せることが必要かつ望ましいことにも注意すべきである。ランスが取り付けられれば、共軸投入ランスによって酸化ガスと可燃物を羽口前面へ同時に送り込むことが可能となる。
【００１２】
投入ランスを熱ガスの通路外へ移すことにより、良好な熱ガス分配を保証することができる。実際問題として、投入ランスの先端における火炎燃焼状態はすべての羽口について必ずしも同じではない。この相違により、特定の羽口においてより大きな圧力降下が生じ、その結果として熱ガスの非理想的分配がもたらされる。投入ランスを熱ガスの通路外へ置くことにより、このような問題を防止することができる。
【００１３】
有利な態様においては、酸化ガスとして加熱された酸化ガスが、及び又は可燃物として加熱された可燃物が用いられる。酸化ガス及び又は可燃物は、投入ランスを通して送り込む前に、少なくとも１５０℃、好ましくは約２００℃まで加熱することが可能である。加熱された酸化ガス及び又は可燃物を送り込むことにより、ランス先端における可燃物の燃焼状態が改善される。ランスから出された可燃物をその燃焼温度に至らせるまでに要する時間が減じられる。結果として、可燃物の燃焼がより早く、かつランス先端部により近い部分で起こるようになる。
【００１４】
本発明の構成において、投入ランスを通して投入される可燃物として、好ましくは粉砕炭あるいは粒状炭が用いられることに注意すべきである。但し、粒状プラスチック、動物性油脂又は細粉、液体燃料、天然ガス、切断タイヤ等の他の可燃物を用いることも可能である。
【００１５】
羽口支持構造体装置中には、好ましくは冷却チャネルが含まれる。かかる冷却チャネルは通常羽口本体の内壁と外壁の間に配置され、チャネル中を通して冷媒を運べるように形状化されている。チャネル中を冷媒、通常は水、が流れる冷却チャネルによって羽口本体が冷却され、これによって羽口本体を溶かす程の過度の高温から羽口本体が保護される。投入ランスは羽口本体中を通るように配置されているため投入ランスも同時に冷却される。
【００１６】
従って投入ランスも保護され、ランスの消耗も防止される。冷却チャネルは、好ましくはランス通路が羽口本体の全体を通して延びるように、及び羽口本体の冷却を損なうことなくランスの冷却を最適化できるように適合されることに注意すべきである。このように、羽口本体中に配置される冷却チャネルによって羽口の寿命が延び、さらに投入ランスの寿命も延長される。
【００１７】
ランス通路及び投入ランスは、好ましくは投入ランスと羽口本体との間に環状の隙間ができるように寸法化される。この環状の隙間によって投入ランスと羽口本体との間に断熱層が形成される。さらに、この環状の隙間によってランス通路中への投入ランスの設置及び取り出しも容易化される。実際、ランス通路から投入ランスを取り出すことが必要となる場合がある。ランス通路の損傷を防止するため、冷却及びパージ用ガスをランス通路を通して吹き込むことが可能である。さらに、ランス通路中へ差し込み式ロッドを挿入して炉側からランス通路へ材料が入らないように防止することも可能である。
【００１８】
有利な態様では、投入ランスの前端にランス先端に向かって細くなる円錐形の先細体を設け、またランス通路の前端にも対応する先細体を設けて、投入ランスがランス通路中に取り付けられる時に、ランス通路前端において外側パイプが羽口本体と接触するように構成される。このように構成することにより、投入ランスがランス通路中に入り過ぎた状態で取り付けられないようにすることができ、ランス先端がランス通路から炉中へ突き出すことを確実に防止することができる。また、これにより、投入ランスが羽口本体によって形成される保護シェル内に留まることを確保することができる。よって、不要なランスの消耗を防止することができる。さらに、前記円錐形先細体とランス通路の対応先細体により、ランスの外側パイプを羽口本体と接触状態にすることが可能となる。この円錐形状体は好ましくはランス通路の先細前端部分中へ嵌合される。この接触により冷却された羽口本体を介したランスの冷却が可能となり、それによりさらにランス先端の消耗防止が確保される。
【００１９】
投入ランスの前端において、投入ランスの外側パイプの内壁上、及び又は内側パイプの外壁上に環状の突出体を設けることができる。この環状突出体によって酸化ガスを運ぶ環状チャネルの流れ断面が減じられる。この流れ断面の減少によりチャネル中を通る酸化ガスの速度が上昇するため、炉中への酸化ガスの浸透を向上させることができる。
【００２０】
羽口支持構造体装置には、好ましくはさらに全体を通して投入ランスを受け入れることができるように寸法化された中央通路を有する中空パイプを用いたランスホルダーが含まれる。このランスホルダーは羽口本体の後面に接続される第一端部と高炉壁から外へ突き出している反対側第二端部を有している。かかるランスホルダーを備えることにより、投入ランスの羽口本体中を通して配置されたランス通路へのアクセスが容易化される。実際、羽口本体の後面は通常炉壁の内側深くに形成されるためアクセスが極めて困難である。ランスホルダーは羽口本体の後面へ連結されており、その中心通路は、ランスホルダーのランス通路がランス通路への延長となるようにランス通路と一列に整列されている。ランスホルダーは高炉壁外側の領域にまで延びているため、投入ランスの取外し及び挿入に際してのランス通路入口へのアクセスが容易化されている。
【００２１】
有利な態様においては、羽口本体の羽口チャネル中に取外し可能な羽口インサートが取り付けられる。この羽口インサートは羽口の出口断面を変えられるように形状化されている。このような羽口インサートを用いることにより、羽口を通る流れ状態を変えることが可能となる。この羽口インサートは取外し可能であり、所望によって他の羽口インサートと交換することも可能である。これにより、羽口本体自体を解体することなく、高炉中への導水路形状及びガス分配を変えることが可能となる。異なる流れ条件は、高炉の操作条件によって所望される場合がある。
【００２２】
本発明の一観点によれば、ガス送り装置によって運ばれる熱ガスとして、再循環される処理済み炉頂ガスを用いることができ、この炉頂ガスは高炉中において還元ガスとして作用する。このような還元ガスがブローパイプを通して送られる場合、上述したランス通路中を通しての投入ランスの配置には特別な重要性がある。実際、このような配置により、ブローパイプと羽口によって運ばれる還元ガスと投入ランスによって運ばれる酸化ガス及び可燃物が羽口支持構造体装置内おいて接触することが防止される。
【００２３】
また、本発明は、単一のランス通路と単一の投入ランスが与えられる例に限定されないことに注意すべきである。実際、２以上のランス通路を羽口本体中に設けることが可能である。
【００２４】
本発明ではさらに、
高炉壁中に設置され、外壁、前面及び後面を有する羽口本体であって、さらに後面から前面へ延び、かつ羽口本体中において内壁を形成する羽口チャネルを有する羽口本体を有して成る羽口を含み、さらに羽口本体の後面とガス送り装置間を接続し、かつガス送り装置から高炉中へ投入するための羽口チャネルへ熱ガスを送り込むように形状化及び配置されたブローパイプを含む羽口支持構造体装置を設ける工程と、
羽口本体に、羽口本体の後面から前面へ延び、かつ羽口本体の内壁と外壁間に配置され及び羽口本体の前面中に開口されるランス通路を設ける工程と、
高炉中へ可燃物を送り込むための投入ランスを供し、及びランス通路中に投入ランスを取外し可能に取り付ける工程と、
ガス送り装置からブローパイプ及び羽口チャネルを通して高炉中へ熱ガスを送り込む工程と、
可燃物及び酸化ガスを投入ランスを通して高炉中へ別個に送り込む工程、から構成される高炉用羽口支持構造体装置を通した熱風の送り込み方法が提案されている。
【００２５】
本方法により、投入ランスをブローパイプ及び羽口における厳しい条件に晒すことなく、酸化ガス及び可燃物を高炉中へ送り込むことが可能となる。羽口本体のランス通路中に投入ランスを配置することにより該ランスが保護され、それによりブローパイプ及び羽口を通して吹き込まれる熱ガスの高温への暴露による変形及び破壊から回避できる。また、投入ランス先端が過酷な条件へ暴露されることも制限される。また、必要あるいは所望される場合には、共軸投入ランスを容易に取り外すことも可能である。投入ランスはランス通路内に取外し可能に取り付けられているため容易に取り換え可能である。共軸投入ランスの設置により、酸化ガス及び可燃物の羽口前面への同時送り込みが可能となる。
【００２６】
好ましくは、本発明方法にはさらに、酸化ガス及び又は可燃物を投入ランスを通して送り出す前にそれらを加熱させる工程が含まれる。可燃性ガス及び又は可燃物は、例えば約１５０℃まで、好ましくは約２００℃まで加熱することができる。
【００２７】
本発明方法にはさらに、羽口本体中に配置される冷却チャネルを通して冷媒、通常は水、を送り込むことにより羽口本体を冷却する工程を含ませることができる。羽口本体の冷却により、羽口を通過する熱ガスによって引き起こされる過剰な摩損から冷却チャネルが保護される。
【００２８】
有利な態様において、本発明方法にはさらに高炉から炉頂ガスを回収し、回収された炉頂ガスを処理し、及び処理された炉頂ガスを還元ガスとして羽口支持構造体装置を通して高炉中へ戻し投入する工程が含まれる。高炉へ戻し投入される炉頂ガスを還元ガスとして用いることにより炉頂ガスの再利用が可能となる。羽口本体のランス通路中に投入ランスを配置することにより、ブローパイプ及び羽口によって運ばれる還元ガスと投入ランスによって運ばれる可燃物との反応が減少し、その結果双方とも投入ランスによって運ばれる可燃物と酸化ガスとの反応が促進される。これによりより良好な燃焼が達成され、高炉の効果的操業が可能とされる。
【００２９】
前記回収炉頂ガス処理工程には、好ましくは回収された炉頂ガスを清浄化し、及び又は回収された炉頂ガス中の二酸化炭素濃度を減少させ、及び又は回収された炉頂ガス中の一酸化炭素濃度を増加させる工程が含まれる。回収された炉頂ガスの清浄化処理としては、該ガスをフィルターを通過させて回収炉頂ガスから粉塵粒子及びその他破片を取り除く処理を含めることができる。ＣＯ２濃度を減少させ及びＣＯ濃度を増加させることにより、回収された炉頂ガスを有価値な還元ガスとして利用することが可能となる。
【００３０】
本発明方法へさらに、高炉中へ還元ガスを投入する前に還元ガス少なくとも９００℃まで加熱する工程を含めることが可能である。前記還元ガスは好ましくは１１００〜１３００℃の温度、さらに好ましくは約１２５０℃まで加熱される。この加熱工程は、例えばカウパー等の熱ストーブ中において実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従った羽口支持構造体装置の略断面図である。
【図２】図１に示した羽口支持構造体装置の羽口本体突出部の拡大図である。
【発明を実施するための手段】
【００３２】
次に添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施態様を例示的に用いて本発明についてさらに説明する。
図１は炉壁１２を通してガスを送り込むための羽口支持構造体装置１０を示した図である。羽口支持構造体装置１０には炉壁１２中に配置される羽口１４が含まれる。羽口１４は羽口クーラー１６及び羽口クーラーホルダー１８によって適正位置に保持される。
【００３３】
羽口１４は、外壁２２、前面２４及び反対側の後面２６を備える羽口本体２０を有して成る。羽口チャネル２８は羽口本体２０の中心を通るように配置され、後面２６から前面２４へと延びている。羽口チャネル２８によって羽口本体２０中に内壁３０が形成される。羽口１４の後面２６は、ここではバスルパイプ３８によって示されている還元ガス送り装置３８に接続されたブローパイプ３４の突出端部３２を受け入れるように形状化されている。ブローパイプ３４は、バスルパイプ３８から高炉中への投入のための羽口チャネル２８へ熱ガスを送り込むように形状化及び配置されている。
【００３４】
さらに、羽口の高さにおいて高炉中へ可燃物、通常は粉砕炭あるいは粒状炭、を送り込むための投入ランスが供される。高炉中へ可燃物を投入することによって、炉中へ送り込むコークス量を減ずることが可能である。石炭等の可燃物は通常コークスよりも安価であるため、石炭の使用により高炉のランニングコストが低減される。典型例としては、投入ランスは、それによって可燃物がブローパイプ３４中、あるいは羽口チャネル２８中へ送り込まれるように配置される。可燃物は次いでブローパイプ３４を通して送られて来る熱ガス、通常は熱風、と混合される。
【００３５】
可燃物の燃焼を促進させるため、酸素等の酸化ガスを供給することが可能である。酸化ガスは通常投入ランス内のチャネルを通して投入ランス先端へ送り込まれる。典型例として、２本の同心パイプから成り、その内側パイプによって例えば材料が運ばれ、及び外側パイプによって酸化ガスが運ばれる共軸ランスが用いられる。内側パイプによってランス内に、ランス先端へ可燃物及び酸化ガスが到達する前にこれらが接触することを回避するための分離壁が形成される。共軸ランスは当業者に周知であるのでその説明は省略する。
【００３６】
本発明者らは、羽口本体２０中に形成されるランス通路４２中に投入ランス４０を配置することが有利であることを見出した。このランス通路４２は羽口本体２０の内壁３０と外壁２２の間に配置され、後面２６から前面２４まで延びている。従ってランス通路４２は羽口本体２０の前面２４中に開口している。投入ランス４０はそのランス先端４３が羽口本体２０の前面２４とほぼ平らになるように配置することができる。羽口本体２０の後面２６には、ランスホルダーと連結するためのソケット４４が備えられている。かかるランスホルダー４６は全体に亘って中心通路を有する中空パイプによって形成されている。ランスホルダー４６には、羽口本体２０の後面２６中のソケット４４へ連結される第一端部４８と、高炉壁１２から外へ突き出している反対側第二端部５０が備えられる。ランスホルダー４６の中心通路は該通路全体を通して投入ランス４０を受け入れられるように寸法化及び配置されている。ランスホルダー４６を設けることにより、羽口本体２０中を通して配置されるランス通路４２への投入ランス４０のアクセスが容易化される。
【００３７】
いくつかの高炉設備、特に炉頂ガス再循環を行う高炉設備において、ブローパイプ３４を通して送られるガスとして、熱風ではなく、一酸化炭素含量の比較的高い還元ガスが用いられる場合がある。かかる設備においては、上記装置は特に重要である。羽口本体２０中のランス通路４２を通して投入ランス４０から送り込むことにより、可燃物と酸化ガスが羽口支持構造体装置内の還元ガスと接触するのを防止することが可能である。
【００３８】
羽口チャネル２８を通して高炉中の作動状態を見えるようにするため、ブローパイプ３４の後部に覗き穴５２を設けることが可能である。提案されている投入ランス４０の配置のおかげで、ブローパイプ３４は羽口チャネル２８を通した作動状態の目視によるモニタリングの支障にはならない。かかる構成は、高炉中へ入り込む熱ガスの速度を上げるために羽口チャネル２８中に羽口インサート５４を取り付ける場合には特に重要である。実際、羽口インサート５４の内径を投入ランス４０の外径に近づけることが可能である。
【００３９】
図２は羽口本体２０中を貫通するようにランス通路４２が配置されている該羽口本体２０の前部を部分的に示した図である。投入ランス４０はランス通路４２中に取り付けられ、２本の同心パイプから成っている。内側パイプ５８によってランス先端４３へ材料を運ぶ第一チャネル６０が形成される。外側パイプ６２は内側パイプの周りに同心状に配置され、この外側パイプ６２によってランス先端４３へ酸化ガスを運ぶ環状の第二チャネル６４が形成される。また、内側パイプ５８によって、第一チャネル６０と第二チャネル６４との間に分離壁が形成される。ランス通路４２の外側パイプ６２の外径は、投入ランス４０と羽口本体２０との間に断熱層を形成する環状の隙間６６ができるように、ランス通路４２の内径よりも小さくされる。環状の隙間６６を設けることにより、ランス通路４２中への投入ランス４０の取り付け及びランス通路からの取外しも容易化される。
【００４０】
投入ランス４０の前端部６８において、外側パイプ６２は円錐形状を呈し、ランス先端４３に向かって細くなっている。ランス通路４２には、投入ランス４０がランス通路４２中に取り付けられる時に外側パイプ６２が羽口本体２０と接触するように、ランス通路４２の前端部に対応した先細構造が設けられている。これにより、第一に、投入ランス４０をランス通路４２中へ入れ過ぎないように確保でき、ランス先端４３がランス通路４２から炉自体中へ突き出ることを防止することができる。第二に、外側パイプ６２と羽口本体２０が接触することにより、ランス先端４３と冷却された羽口本体２０間における熱伝達が可能となる。ランス先端４３と羽口本体２０間の熱伝達をさらに向上させるため、投入ランス４０の前端部６８において外側パイプの上あるいはその中にインサートを含ませることが可能なことに注意すべきである。外側パイプ６２と冷却チャネルを備える羽口本体２０が接触することにより、外側パイプ６２の前端部を冷却することが可能である。
【００４１】
投入ランス４０の前端部６８において、外側パイプ６２にはさらに、環状突出部７４がその内壁上に設けられている。この環状突出部７４によって酸化ガスを運ぶ第二チャネル６４の流れ断面が減じられる。流れ断面の減少によって、該チャネル中を通る酸化ガスの速度が速められ、その結果として炉中への酸化ガスの進入が促進される。
【符号の説明】
【００４２】
10: 羽口支持構造体装置
12: 炉壁
14: 羽口
16: 羽口クーラー
18: 羽口クーラーホルダー
20: 羽口本体
22: 外壁
24: 前端部
26: 後面
28: 羽口チャネル
30: 内壁
32: 突出端部
34: ブローパイプ
36: 対向端部
38: ガス送り装置
40: 投入ランス
42: ランス通路
43: ランス先端
44: ソケット
46: ランスホルダー
48: ランスホルダー第一端部
50: ランスホルダー第二端部
52: 覗き穴
54: 羽口インサート
56: 前部
58: 内側パイプ
60: 第一チャネル
62: 外側パイプ
64: 第二チャネル
66: 環状隙間
68: 前端部
70: 円錐形
72: 先細構造
74: 環状突出部
【図１】
2012521492.tif 000003
【図２】
2012521492.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月14日(2011.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
高炉壁中に設置するように形状化され、外壁、前面及び後面を有する羽口本体であって、さらに前記後面から前記前面へ延び、かつ羽口本体中に内壁を形成する羽口チャネルを有する羽口本体を備えて成る羽口、
前記羽口本体の前記後面とガス送り装置を接続し、かつ前記ガス送り装置から高炉中投入用の前記羽口チャネルへ熱ガスを送り込むように形状化及び配置されるブローパイプ、及び
酸化ガスと可燃物を別々に運ぶように配置される、外側パイプ及び外側パイプ内に共軸配置され、かつ前記可燃物を酸化ガスから分離するための分離壁を形成する内側パイプから成る、前記羽口の高さにおいて前記高炉中へ可燃物を送り込むための投入ランス、から構成される高炉用羽口支持構造体装置であって、
前記投入ランスは前記羽口本体中に形成されるランス通路中に取外し可能に取り付けられ、前記ランス通路は前記羽口本体の前記内壁と前記外壁の間に配置され、かつ前記後面から前記前面へと延びて前記羽口本体の前面中に開口しており、前記ランス通路は前記投入ランスを移動可能に受け入れていることを特徴とする羽口支持構造体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
高炉壁中に設置され、外壁、前面及び後面を有する羽口本体であって、さらに前記後面から前記前面へ延び、かつ羽口本体中に内壁を形成する羽口チャネルを有する羽口本体を備えて成る羽口と、前記羽口本体の後面とガス送り装置間を接続し、かつ前記ガス送り装置から前記高炉中への投入用の羽口チャネルへ熱ガスを送り込むように形状化及び配置されるブローパイプを含んで成る羽口支持構造体装置を用意する工程、
前記羽口本体に、前記羽口本体の後面から前面へ延び、前記羽口本体の前記内壁と前記外壁の間に配置され、及び前記羽口本体の前記全面中に開口するランス通路を設ける工程、
前記高炉中へ可燃物を送り込むための投入ランスを用意し、及び前記投入ランスを前記ランス通路中に取外し可能に取り付ける工程、前記ランス通路は前記投入ランスを移動可能に受け入れるものであり、
前記ガス送り装置から前記ブローパイプ及び前記羽口本体を通して前記高炉中へ熱ガスを送り込む工程、及び
前記可燃物及び酸化ガスを別々に前記投入ランスを通して前記高炉中へ送り込む工程、から構成される高炉の羽口支持構造体装置を通した熱風送り込み方法。
【国際調査報告】
2012521492.tif 000005
2012521492.tif 000006
2012521492.tif 000007
2012521492.tif 000008
2012521492.tif 000009