专利名称：高炉操作方法和用于其的低发热量气体的燃烧方法以及高炉设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于实施稳定的低还原材料比操作的高炉操作方法和高炉设备、低发热量气体的燃烧方法。
背景技术：
近年来，二氧化碳排出量的增加所导致的地球温暖化成为问题，抑制炼铁业中排出的二氧化碳也是重要的课题。有鉴于此，最近的高炉操作中强烈推进的是低还原材料比 (低RAR)操作。RAR (Reduction Agent fcitio)是相对于每1吨生铁的、吹入燃料和由炉顶装入的焦炭的总量。然而，RAR降低时，理论上送风量降低，结果导致炉身上部处装入物的升温迟缓、无法达成顺利的还原。反而助长锌化合物等的附壁，有可能导致风压变动或下料异常等炉况不正常。另外，在炉顶温度下降至低于100°c时，还会发生排气中的水分在配管内冷凝的问题。通常的高炉操作中，为了防止上述各种炉况不正常，特别是为了防止炉上部处装入物的升温不良，通常采用以下对策
(a)降低富氧率、增加气体量(降低热流比、提高气体温度)。(b)增加微粉炭等燃料吹入量(降低热流比、提高气体温度)。(c)降低还原效率(炉身效率)、提高还原材料比。然而，上述(a)的对策由于会导致生产量降低，因而不理想。上述(b)依赖于吹入能力的富裕程度，对于在能力极限附近进行操作的炼铁厂来说，其增加量有限。另外，当增加燃料吹入量时，炉腹气体量增加而使生产量降低，因此有必要同时实施富氧化。但是，可使用的氧量在供给能力上也有限。上述(c)特意指向降低效率的操作，与削减二氧化碳的本来目的相悖。如此，在普通高炉中进行低RAR操作时，通过在通常的操作范围内改变操作条件来避免各种炉况不正常、特别是炉上部的升温不良是困难的。另一方面，在高炉操作中，将由高炉风口部的焦炭燃烧而产生的CO等还原气体用于铁矿石的还原，但提高其利用效率导致RAR的降低。本来高炉气体是低发热量气体，但如上述那样RAR降低时，则产生的高炉气体的发热量会进一步降低。另外，钢铁制造工艺中，作为排热回收的一环，用焦炭干式灭火设备 (CDQ)来回收由焦炭炉排出的红热焦炭的显热。CDQ用惰性气体来冷却焦炭，但也会混入回收时由焦炭产生的气体，而作为300kcal/Nm3左右的低发热量气体被回收。 工业上使用的气体燃烧器，根据燃料气体与助燃气体(含氧气体)的混合形式而大致分为扩散燃烧方式(外部混合)的燃烧器、和预混合燃烧方式(内部混合)的燃烧器，任一燃烧器均形成为在燃烧器前端的更前方形成火焰的结构。扩散燃烧方式(外部混合)的燃烧器是在燃烧器前端使燃料气体与助燃气体混合并燃烧的燃烧器，可得到高温的火焰，而受到广泛利用。另外，预混合燃烧方式的燃烧器具有可形成较短火焰等的优点。但是，上述以往的燃烧器由于在燃烧器前端的更前方形成火焰，因此有必要在燃烧器前方确保宽阔的燃烧用空间，存在燃烧设备必然为大型的问题。作为以往的燃烧器中使用的燃料气体，除了 LNG或丙烷气体之外，还有钢铁制造工艺所副产的焦炭炉气体、高炉气体、混合高炉气体与转炉气体而得的MIX气体等，它们中，单独使用高炉气体这样的低发热量气体时，由于空气比的改变或气体发热量的增减造成火焰的稳定并不充分，有时还会发生火焰熄灭。因此，为了维持火焰或维持燃烧，采用另外设置导燃器、或事先对燃料气体、助燃气体进行预热的方法。另外，使用低发热量气体时， 根据燃烧条件，容易产生NOx等有害物质的生成量增加、烃等未燃烧成分排出、或煤烟生成等问题，有可能成为环境污染源之一。对于专利文献1，在进行富氧率为10体积％以下的风口热风吹入的普通高炉中， 进行低还原材料比操作时，为了解决炉身上部处装入物的升温迟缓这一问题，炉顶温度为 110°C以下时，将炉顶气体量的10体积％以下的量的气体作为炉身气体而从炉身上部吹入炉内。另外，专利文献1公开了将从炉顶部排出、然后通过气体净化装置的高炉气体的一部分取出，并用燃烧炉加热后用作上述炉身气体。专利文献3中公开了为了使低发热量气体燃烧而使用管状火焰燃烧器，使燃料气体与含氧气体(助燃气体)一边旋转一边导入燃烧室内进行燃烧的方法。该专利文献3的方法中，使用氧浓度为60VOW)以上的含氧气体来作为助燃气体，并在供给氧量相对于理论氧量之比为1. (Tl. 4的范围下实施。现有技术文献专利文献
专利文献1 日本特开2008 214735号公报专利文献2 日本特开昭62 27509号公报专利文献3 日本特开2007 271188号公报非专利文献
非专利文献1 大野等人“铁与钢”日本钢铁协会75 (1989年)，p. 1278。
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献1的方法中，将高炉气体在燃烧炉进行加热(预热)再吹入炉内，要求该吹入气体受到充分预热，并且具有比吹入位置的炉内压更高的压力。但是，与进行纯氧送风的所谓氧高炉工艺(例如，参照专利文献2、非专利文献1) 不同，普通高炉工艺所产生的高炉气体为低发热量，因此有时难以在燃烧炉升温至所需的温度，例如，有时需要使用高发热量的辅助燃料等的对策。另外，由于高炉气体为低发热量， 因此在通常的燃烧炉中容易产生燃烧温度的波动，因而存在氧残留于燃烧气体中，从而在吹入炉内时使正在还原的铁氧化物(Fe304、Fe0)再氧化的问题。另外，也难以稳定地将预热气体吹入具有规定炉内压的高炉内。上述专利文献3的方法中，存在如下所述的问题
(1)作为助燃气体，需要为具有60voW)以上的氧浓度的含氧气体，但为了得到这样高浓度的氧，另外还需要深冷分离或膜分离等氧分离工艺；
(2)使低发热量气体在高浓度的氧下燃烧时，局部成为高温，有可能产生环境上有问题的热N0X。另外，燃料气体中含有S成分时，还会促进SOx的产生；
(3)用配管等导入高浓度的氧时，需要实施脱脂处理等，并利用不锈钢制管等来构建配管和阀类。因而需要昂贵的材料，设备成本变高。本发明的第1目的在于提供可以防止低RAR操作时的炉况不正常、特别是可以防止炉上部处装入物的升温不良，同时即使使用高炉气体这样的低发热量气体作为吹入气体时，也可以使其稳定地燃烧而作为预热气体、且可将该预热气体稳定地吹入具有规定炉内压的高炉内的高炉操作方法和高炉设备。本发明的第2目的在于解决用燃烧器使低发热量气体燃烧时的现有技术的问题， 提供可以在燃烧器中不使用高氧浓度的助燃气体，而稳定地使低发热量气体燃烧的燃烧方法。 用于解决技术问题的手段
本发明人等为了解决上述以往的技术问题，特别是围绕预热气体的生成吹入机构(手段)进行了研究，结果发现通过在炉身部设置利用了以往加热炉或燃烧机器中使用的管状火焰燃烧器的方式的气体燃烧吹入装置、并将该气体燃烧吹入装置的燃烧气体作为预热气体吹入炉内，即便在使用高炉气体这样的低发热量气体时，也可以使其稳定地燃烧而形成预热气体，且可将该预热气体稳定地吹入具有规定炉内压的高炉内。本发明是基于上述见解而完成的，其主旨如下所述。( 1)高炉操作方法，其是将空气或富氧空气从风口吹入高炉内的高炉操作方法，其特征在于，
将预热气体从设于炉身部的气体吹入部(A)吹入高炉内时，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成气体吹入部(A)，并将该气体燃烧吹入装置(a) 的燃烧气体作为预热气体吹入高炉内。(2) (1)所述的高炉操作方法，其特征在于，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于在该内壁面的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成前述气体吹入部(A)。(3) (1)所述的高炉操作方法，其特征在于，供给至气体燃烧吹入装置(a)的燃料气体为高炉气体。(4) (1)所述的高炉操作方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在装置的轴线方向上并列的多个喷嘴管来构成的。(5) (1)所述的高炉操作方法，其特征在于，在气体燃烧吹入装置(a)中，使燃烧室内的气流的旋流数Sw为3 10。(6)权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，向气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。
(7) (1)所述的高炉操作方法，其特征在于，通过气体导管而使气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室的前端与高炉内部连通。(8) (7)所述的高炉操作方法，其特征在于，气体导管为岔管，该岔管通过连接管与形成在炉体上的多个气体吹入口连接，同时与气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室的前端连接。(9) (1)或(2)所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃烧气体向高炉内的吹入是使用发热量为lOOOkcal/Nm3以下的气体作为燃料气体，同时在吹入燃烧室前的燃料气体和/或吹入燃烧室后的燃料气体中加入氢进行燃烧，并将其燃烧气体作为预热气体吹入高炉内。(10) (9)所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃料气体是含有CO的燃料气体， 前述氢是以使绝热火焰温度为750°C以上的方式来加入的。(11) (9)所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃料气体与助燃气体或者燃料气体与助燃气体的预混合气体是从在气体燃烧吹入装置(a)的轴线方向上并列设置的多个喷嘴管吹入的。(12) (9)所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃料气体为高炉气体。(13) (9)所述的高炉操作方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上形成了用于吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的气体燃烧吹入装置(a)，从前述开口向燃烧室内吹入氢。(14) (9)所述的高炉操作方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步形成了用于在该内壁面的大致切线方向上吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的气体燃烧吹入装置(a)，从前述开口向燃烧室内吹入氢。(15) (13)或(14)所述的高炉操作方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的其它开口而向燃烧室内供给氢的气体喷嘴是由在装置的轴线方向上并列的多个喷嘴管构成的。(16) (9)所述的高炉操作方法，其特征在于，在气体燃烧吹入装置(a)中，使燃烧室内的气流的旋流数Sw为3 10。(17) (9)所述的高炉操作方法，其特征在于，向气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。(18) (1)或(2)所述的高炉操作方法，其中，前述燃烧气体向高炉内的吹入包括使用高炉气体作为燃料气体，同时在吹入燃烧室前的高炉气体和/或吹入燃烧室后的高炉气体中加入氢进行燃烧，并将其燃烧气体作为预热气体吹入高炉内。(19)( 18)所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃料气体为高炉气体，前述氢是以使绝热火焰温度为750°C以上的方式来加入的。(20) (18)所述的高炉操作方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在装置的轴线方向上并列的多个喷嘴管构成的。(21) (18)所述的高炉操作方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步形成了用于吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的气体燃烧吹入装置(a)，从前述开口向燃烧室内吹入氢。
(22) (18)所述的高炉操作方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步形成了用于在该内壁面的大致切线方向上吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的气体燃烧吹入装置(a)，从前述开口向燃烧室内吹入氢。(23) (18)所述的高炉操作方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的其它开口而向燃烧室内供给氢的气体喷嘴是由在装置的轴线方向上并列的多个喷嘴管构成的。(24) (18)所述的高炉操作方法，其特征在于，在气体燃烧吹入装置(a)中，使燃烧室内的气流的旋流数Sw为3 10。(25) (18)所述的高炉操作方法，其特征在于，向气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。( 26)高炉设备，其是将空气或富氧空气从风口吹入高炉内的高炉，其特征在于， 在炉身部设置气体吹入部(A)，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于分别
吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成气体吹入部(A)，使该气体燃烧吹入装置(a)的燃烧气体吹入高炉内。(27) (26)所述的高炉设备，其特征在于，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于在该内壁面的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成前述气体吹入部(A)。(28) (26)所述的高炉设备，其特征在于，具备用于从由高炉的炉顶部排出的高炉气体的流路取出高炉气体的一部分、并供给至气体燃烧吹入装置(a)的流路。(29) (26)所述的高炉设备，其特征在于，具有用于将供给至气体燃烧吹入装置 (a)的燃料气体与助燃气体分别升压或者用于将燃料气体与助燃气体的预混合气体升压的升压机。(30) (26)所述的高炉设备，其特征在于，气体燃烧吹入装置(a)中，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在装置的轴线方向上并列的多个喷嘴管构成的。(31) (26)所述的高炉设备，其特征在于，气体燃烧吹入装置(a)具有向燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体的机构。(32) (26)所述的高炉设备，其特征在于，通过气体导管而使气体燃烧吹入装置 (a)的燃烧室的前端与高炉内部连通。(33) (32)所述的高炉设备，其特征在于，气体导管为岔管，该岔管通过连接管与形成在炉体上的多个气体吹入口连接，同时与气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室的前端连接。接着，本发明人等为了解决上述第2课题而进行了研究，结果发现为了使 IOOOkcaVNm3以下(特别是800kcal/Nm3以下)的低发热量气体稳定燃烧，有效的是在使用管状火焰燃烧器的同时向燃料气体中加入氢。另外，为了解决上述第二课题，特别是围绕预热气体的生成吹入机构而进行了研究，结果发现通过在炉身部设置利用了以往在加热炉或燃烧机器中使用的管状火焰燃烧器的方式的气体燃烧吹入装置、并在用作该气体燃烧吹入装置的燃料气体的低发热量气体中加入氢，将其燃烧气体作为预热气体吹入炉内，可以使高炉气体等低发热量气体稳定地燃烧而形成预热气体，且可将该预热气体稳定地吹入具有规定炉内压的高炉内。(34)利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成了用于分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口的燃烧器中，使用发热量为 IOOOkcaVNm3以下的气体作为燃料气体时，向吹入燃烧室前的燃料气体和/或吹入燃烧室后的燃料气体中加入氢(其中，包括作为含氢气体加入的情形)。(35) (34)所述的低发热量气体的燃烧方法，其中，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于在该内壁面的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成前述气体吹入部(A)。(36) (34)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，向含有CO 的燃料气体中加入氢以使绝热火焰温度为750°C以上。(37) (34)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管构成的。(38) (34)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，燃料气体为高炉气体。(39) (34)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步形成了用于吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的燃烧器，从前述开口向燃烧室内吹入氢。(40) (34)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步形成了用于在该内壁面的大致切线方向上吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的燃烧器，从前述开口向燃烧室内吹入氢。(41) (34)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的其它开口而向燃烧室内供给氢的气体喷嘴是由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管构成的。(42) (34)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使燃烧室内的气流的旋流数Sw为;Γιο。(43) (34)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，向燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。(44)利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成了用于分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口的燃烧器中，使用高炉气体作为燃料气体时，向吹入燃烧室前的高炉气体和/或吹入燃烧室后的高炉气体中加入氢。(45) (44)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于在该内壁面的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成前述气体吹入部(A)。(46) (44)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，在高炉气体中加入氢以使绝热火焰温度为750°C以上。(47) (44)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管构成的。(48) (44)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步形成了用于吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的燃烧器，从前述开口向燃烧室内吹入氢。(49) (44)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步形成了用于在该内壁面的大致切线方向上吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的燃烧器，从前述开口向燃烧室内吹入氢。(50) (44)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的其它开口而向燃烧室内供给氢的气体喷嘴是由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管构成的。(51) (44)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使燃烧室内的气流的旋流数Sw为;Γ10。(52) (44)所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，向燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。发明效果
根据本发明，在普通高炉的操作中，可以防止低RAR操作时的炉上部处装入物的升温不良，同时还可以有效地抑制炉顶温度降低所致的水分冷凝或锌化合物的附壁等，因此可以稳定地实施低RAR操作。而且，通过用管状火焰燃烧器类型的气体燃烧吹入装置来构成气体吹入部，即使在使用高炉气体这样的低发热量气体作为吹入气体时，也可以使其稳定地燃烧而形成预热气体，且可将该预热气体稳定地吹入具有规定炉内压的高炉内。另外，根据本发明所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，可以使从高炉气体或CDQ回收的气体等低发热量气体稳定地燃烧，可以将低发热量气体作为燃料有效地利用。
[图1]模式地表示本发明的一实施方式的说明图表示图1的实施方式中构成气体吹入部A的气体燃烧吹入装置a的一实施方式的部分欠缺的平面2的沿III III线的剖面图表示图1的实施方式中构成气体吹入部A的气体燃烧吹入装置a的其它实施方式的部分欠缺的平面图[图5]部分地表示图4的气体燃烧吹入装置a的底面图 [图6]图4的沿VI VI线的剖面图 [图7]图4的沿VII VII线的剖面图 [图8]表示实施例的燃烧试验中使用的试验装置的说明图 [图9]表示实施例进行的燃烧试验中的燃烧室内压力与有效热利用率的关系的图 [图10]模式地表示本发明中使用的气体燃烧吹入装置a中、燃烧室内部的直径方向剖面的说明图模式地表示本发明中使用的气体燃烧吹入装置a中、燃烧室内部的直径方向剖面的说明1 是在使炉体为水平剖面的状态下模式地表示本发明中的气体吹入部A 的设置方式的一例的说明图；图12b是在使炉体为水平剖面的状态下模式地表示本发明中的气体吹入部A的设置方式的其它例子的说明图；图12c是在使炉体为水平剖面的状态下模式地表示本发明中的气体吹入部A的设置方式的其它例子的说明图表示本发明中使用的燃烧器的一实施方式的部分欠缺的平面图 [图14]图13的沿II II线的剖面图表示本发明中使用的燃烧器的其它实施方式，是沿与图13相同的剖面线的剖
面图表示本发明中使用的燃烧器的其它实施方式的部分欠缺的平面图部分地表示图16的燃烧器的底面16的沿VI VI线的剖面16的沿VII VII线的剖面图模式地表示本发明的高炉操作方法的一实施方式的说明图模式地表示本发明中使用的燃烧器中、燃烧室内部的直径方向剖面的说明图模式地表示本发明中使用的燃烧器中、燃烧室内部的直径方向剖面的说明图表示本发明中使用的燃烧器的一实施方式的部分欠缺的平面23的沿II II线的剖面图表示本发明中使用的燃烧器的其它实施方式，是沿与图M相同的剖面线的剖
面图表示本发明中使用的燃烧器的其它实施方式的部分欠缺的平面图部分地表示图沈的燃烧器的底面沈的沿VI VI线的剖面沈的沿VII VII线的剖面图模式地表示本发明的高炉操作方法的一实施方式的说明图模式地表示本发明中使用的燃烧器中、燃烧室内部的直径方向剖面的说明图模式地表示本发明中使用的燃烧器中、燃烧室内部的直径方向剖面的说明图。
具体实施方式
[实施方式1]本发明以对空气或富氧空气进行风口送风的高炉操作、即普通高炉的操作作为对象。 将富氧空气进行风口送风时，通常，进行富氧率20体积％以下、优选10体积％以下的操作。 应予说明，随着富氧率增加，通过炉内的气体量会减少，将炉身上部升温所需的吹入气体量会大幅增加，因此从该点出发也优选如上所述富氧率下的操作。 图1是模式地表示本发明的一实施方式的说明图。图中，20为高炉、21为其风口， 热风与辅助还原材料(例如，微粉炭、LNG等)被从该风口 21吹入炉内。从高炉20的炉顶部排出的高炉气体(炉顶气体)在被作为气体清洁装置的集尘器 22除去灰尘、同样被湿气分离器23除去水分后，被导入炉顶气体发电装置M，在炉顶气体的压力被作为电力回收后，导出体系外。本发明中，从设置于炉身部(优选炉身中部 上部)的气体吹入部A向高炉内吹入气体。如此向炉内吹入气体的主要目的是为了补偿低RAR操作所致的送风量的降低、以确保炉上部的气体流量，但无用地吹入使炉顶气体温度降低的温度的气体由于与发明的主旨相悖，故使用预热气体作为吹入气体。如此从气体吹入部A向高炉内吹入预热气体时，本发明中，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置a来构成气体吹入部A，并将该气体燃烧吹入装置a的燃烧气体作为预热气体吹入高炉内。上述气体燃烧吹入装置a的基本结构已知为，例如，日本特开11 观1015号公报所示的管状火焰燃烧器。但是，该管状火焰燃烧器是作为加热炉或燃烧机器用而被开发使用的，在应用于高炉的气体吹入机构方面则完全没有研究。另外，近年来的高炉操作是在高压条件下进行，预热气体需要升压至比吹入位置的炉内压更高的压力来吹入，但管状火焰燃烧器却是以在常压状态下的使用为前提，对于在如上述的压力条件下使用方面也完全没有研究。与此相对，本发明中发现作为使高炉气体等低发热量气体燃烧而进行预热、并将其从高炉的炉身部吹入炉内的机构，管状火焰燃烧器型的气体燃烧吹入装置a具有非常优异的功能。图1的实施方式中，将从炉顶部排出、然后经过了气体清洁装置(集尘器22和湿气分离器23)、炉顶气体发电装置M的高炉气体的一部分取出，并用升压机2 升压后，作为燃料气体而导入构成气体吹入部A的气体燃烧吹入装置a。从高炉20的炉顶部排出的高炉气体的流路27中，分支有用于从炉顶气体发电装置M的下游侧的流路部分向气体燃烧
吹入装置a供给高炉气体的一部分的流路观。另外，气体燃烧吹入装置a中供给有作为氧或含氧气体(空气、富氧空气等)的助燃气体，该助燃气体也在用升压机2 升压后导入气体燃烧吹入装置a。应予说明，气体燃烧吹入装置a中使用燃料气体与助燃气体的预混合气体时，可以预先用升压机25a， 25b将燃料气体与助燃气体分别升压，也可以将预混合气体用单一的升压机25升压。图2和图3表示构成气体吹入部A的气体燃烧吹入装置a的一实施方式，图2 为部分欠缺的平面图，图3为沿图2中的III III线的剖面图。图中，1为前端开放的管状(圆筒状)的燃烧室、3a为燃料气体用的气体喷嘴、3b为助燃气体用的气体喷嘴。
前述燃烧室1通过其前端与设置于炉体的气体吹入口 16连接，从而与高炉内部连通。在该燃烧室1的内部(后端侧)的内壁面100上形成有用于分别吹入燃料气体与助燃气体以在燃烧室内产生气体涡流(沿内壁面100的周方向的气体涡流)的开口 2a，2b (喷嘴口)，前述气体喷嘴3a，北分别与这些开口 2a，沘连接。前述开nh，2b (喷嘴口)形成为在偏离燃烧室1的轴芯的方向(偏芯方向)上吹入气体，以使吹入燃烧室1内的气体形成涡流。本实施方式的开口 2a，2b形成为在内壁面100的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体。前述开口 2a，2b形成为沿管轴方向的狭缝状，并在内壁面100 (内周面)上设置于 180°对向的位置。上述开口加与开口沘可各自设置多个，此时，相对于各开口 2a，沘连接有气体喷嘴3a，3b。应予说明，该实施方式中，通过使燃烧室1的前端与气体吹入口 16直接连接而与高炉内部连通，但也可以使燃烧室10的前端通过适当的气体导管(例如，如图12b、图12c所示的岔管)而与高炉内部连通。该情形中，从燃烧室1的前端排出的燃烧气体经由气体导管而被吹入高炉内
这里，可以从开口 h，2b (喷嘴口)分别吹入燃料气体与助燃气体以在燃烧室1内产生气体涡流(沿内壁面100的周方向的气体涡流)，特别优选设定来自开口 2a，2b的气体的吹入方向，以使气体涡流达到如后述的优选旋流数Sw (在伴随旋转的流体的流动中表示旋转的强度的无因次数)的范围。图10模式地表示形成了开口 2a，2b的位置处的燃烧室内部的直径方向剖面。在上述燃烧室1的直径方向剖面中，在内壁面100的周方向上的开口 2a, 2b的端部中，以从开口 2a，2b排出并旋转的气流的旋转(回旋)方向上的前端侧的端部为点P，以该点P上的内壁面100的切线为X，以从开口 2a，2b排出的气流的中心线(=气体喷嘴3a，3b的轴芯)为y，以切线χ与气流中心线y所成的角度为气体吹入角度θ时，优选设定该气体吹入角度θ，以达到优选的旋流数Sw的范围(Sw:3 10)。即，以由气体喷嘴3a 的内径算出的开口加处的燃料气体速度为Vf，以由气体喷嘴北的内径算出的开口 2b处的助燃气体速度为Va时，切线χ方向上的燃料气体速度分量Vfl与助燃气体速度分量Val则为如下
Vfl = VfXcos θ Val = VaXcos θ。并且，优选确定气体吹入角度θ，以使将该Vfl、Val作为开口 2a，2b处的气体速度而算出的旋流数Sw达到规定的优选范围。旋流数Sw的求法如后所述。另一方面，从气体燃烧吹入装置a的结构方面来说，气体燃烧吹入装置a优选为在燃烧室1的内壁面100上形成了用于在该内壁面的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体的开口 2a，2b的结构。这是因为只要形成如上述的结构，则不管气体量或气体速度的改变、变化，均可实现优选的旋流数Sw。具体地，理想的是使图10所示的气体吹入角度θ为30°以下、更优选为10°以下。该气体吹入角度θ变大则有可能因气体量或气体速度而无法适当地形成沿内壁面100的气体涡流。本实施方式、后述图4 图7的实施方式均是气体吹入角度θ ^O0 5°左右。这样的气体燃烧吹入装置a中，向气体喷嘴3a供给作为燃烧气体的高炉气体、 向气体喷嘴北供给助燃气体，且上述燃料气体与助燃气体被从开口 2a，2b (喷嘴口)吹入燃烧室1内。该燃料气体与助燃气体一边沿燃烧室1的内壁面100形成涡流，一边燃烧形成火焰。应予说明，该气体燃烧吹入装置a也可以使用燃料气体与助燃气体的预混合气体，该情形中，在燃烧室1的内壁面100上形成有用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室1内产生气体涡流(沿内壁面100的周方向的气体涡流)的1个以上的开口 2 (喷嘴口)，该开口 2上连接有预混合气体供给用的气体喷嘴3。前述开口 2与图2和图3的开口 2a，2b —样，形成为在偏离燃烧室1的轴芯的方向(偏芯方向)上吹入气体，以使吹入燃烧室1内的气体形成涡流，特别优选形成为在内壁面100的大致切线方向上吹入气体(预混合气体)。应予说明，也可以从该开口 2吹入气体以在燃烧室1内产生气体涡流(沿内壁面100的周方向的气体涡流)，但气体吹入方向的优选设定方法、或作为燃烧器结构优选的气体吹入角度θ与之前基于图10说明的开口 2a，2b相同。可以使用空气等含氧气体、氧气体来作为助燃气体，本发明在使用空气作为助燃气体时特别有用。助燃气体的供给量是维持稳定燃烧状态所需的量。使用空气作为助燃气体时，通常以空气比为1以上的方式进行供给。空气比是燃料的燃烧所需的理论空气量与实际供给的空气量之比(实际的空气量/理论空气量)，空气比为1则燃料气体完全燃烧，成为0)2和吐0。空气比小于1的条件下则为不完全燃烧，变得无法继续稳定的燃烧。另外， 空气比过量时则为稀薄燃烧，该情形也无法维持稳定燃烧状态。因此，通常优选在空气比为 1. (Tl. 5的范围供给助燃气体。燃料气体与助燃气体从喷嘴(开口)喷出的速度没有特别限制，但优选两者为同水平的速度。如上述的气体燃烧吹入装置a中，从气体喷嘴3a，: 和开口 2a，2b吹入燃烧室1 内而形成涡流的燃料气体与助燃气体(或两者的预混合气体)因气体的密度差而分层、在火焰的两侧形成密度不同的气体层。即，高温的燃烧排气存在于回旋速度小的轴心侧、未燃烧的气体存在于回旋速度大的内壁面100侧。另外，在内壁面100附近，由于回旋速度高于火焰传播速度，故火焰无法停留于内壁面附近。因此，在燃烧室1内稳定地生成管状的火焰。 另外，由于燃烧室1的内壁面附近存在未燃烧的气体，故燃烧室1的内壁面不会因直接的传热而被加热至高温。并且，燃烧室1内的气体一边回旋一边流向前端侧，这期间，内壁面100 侧的气体依次燃烧并向轴心侧移动，燃烧气体从开放的前端排出，通过气体吹入口 16而被吹入高炉内。图Γ图7表示本发明所使用的气体燃烧吹入装置a的其它实施方式，图4为气体燃烧吹入装置a的部分欠缺的平面图、图5为部分地表示气体燃烧吹入装置a的底面图、图6为沿图4中VI VI线的剖面图、图7为沿图4中VII VII线的剖面图。图Γ图7的实施方式中，燃料气体用的气体喷嘴3a与助燃气体用的气体喷嘴北分别由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管300a，300b构成。如此用多个喷嘴管300a， 300b来构成气体喷嘴3a，3b，是为了如后所述利用气体喷嘴3a，: 来在燃烧室1内形成合适的涡流，同时使旋流数Sw为规定的优选范围内。与图2和图3的实施方式相同，在前述燃烧室1的内部(后端侧)的内壁面100上形成有用于分别吹入燃料气体与助燃气体以在燃烧室1内产生气体涡流(沿内壁面100的周方向的气体涡流)的开口 h，2b (喷嘴口)，这些开口 2a，沘也各自由多个开口 200a，200b构成。而且，各开口 200a各自与前述喷嘴管300a连接，各开口 200b各自与前述喷嘴管300b 连接。前述开口 200a，200b形成为在偏离燃烧室10的轴芯的方向(偏芯方向)上吹入气体以使吹入燃烧室1内的气体形成涡流。本实施方式的开口 200a，200b形成为在内壁面100 的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体。另外，在比前述气体喷嘴3a，3b(开口加，2b)更靠燃烧室前端的位置设置有用于向燃烧室1内供给对燃烧气体进行稀释以调整其温度和/或组成的稀释气体的气体喷嘴14。 该气体喷嘴14供给对燃烧气体进行稀释的气体，因而可以设置在不妨碍燃烧室1内的气体燃烧的位置，对燃烧室长度方向上的设置(连接)位置没有特别限制，本实施方式中，设置于比燃烧室长度方向的中央位置更靠燃烧室前端的位置。气体喷嘴14可以用单一的喷嘴管构成，但本实施方式中是由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管140来构成的。设置有气体喷嘴14的位置的燃烧室1的内壁面100上， 形成有用于在相同内壁面的大致切线方向上吹入稀释气体以在燃烧室1内产生气体涡流 (沿内壁面100的周方向的气体涡流)的开口 15 (喷嘴口)，该开口 15与前述气体喷嘴14连接。本实施方式中，开口 15由多个开口 150构成，各开口 150各自与前述喷嘴管140连接， 也可以使开口 15为沿管轴方向的狭缝状的单一开口，并将其与单一的气体喷嘴14连接。应予说明，该稀释气体用的开口 15也可不必形成吹入气体以在燃烧室10内产生气体涡流的结构。图Γ图7所示的实施方式的气体燃烧吹入装置a的其它结构、功能与图2和图 3所示实施方式的气体燃烧吹入装置a相同，故省略详细说明。另外，也可以从前述开口 200a，200b吹入气体以在燃烧室1内产生气体涡流(沿内壁面100的周方向的气体涡流)，气体吹入方向的优选设定方法、或作为燃烧器结构的优选的气体吹入角度θ与之前基于图10说明的开口 2a，2b相同。应予说明，该实施方式中，通过将燃烧室1的前端与气体吹入口 16直接连接而使之与高炉内部连通，但也可以通过适当的气体导管(例如，如图12b、图12c所示的岔管)而使燃烧室1的前端与高炉内部连通。该情形中，从燃烧室1的前端排出的燃烧气体经由气体导管而吹入高炉内。本发明中使用的气体燃烧吹入装置a中，在燃烧室1内产生高温的燃烧气体，例如，高炉气体的理论燃烧温度在空气比ι. O的条件下为约1300°C。以这样的燃烧气体为预热气体吹入高炉内时，优选对燃烧气体进行稀释并控制其温度或组成，以使炉内的焦炭不被吹入的燃烧气体中的(X)2所消耗、或者在炉内还原的铁矿石(磁铁矿)不被再氧化。本实施方式中，为了这样的目的，将用于调整燃烧气体的温度和/或组成的稀释气体从气体喷嘴14供给至燃烧室1内。使用的稀释气体的种类可以对应于添加至燃烧气体中的目的(气体温度调整和/ 或气体组成调整)而适宜选择，从调整燃烧气体的组成方面出发，优选含有CO、H2等还原气体的稀释气体。可以使用例如高炉气体、转炉气体、焦炭炉气体等中的1种以上，特别优选取出高炉气体的一部分来用作稀释气体。另外，理想的是吹入高炉内的预热气体的温度为500°C以上，优选为800°C以上、 IOOO0C以下，因而优选对稀释气体的温度与供给量进行选择，以达到这样的预热气体温度。应予说明，对于具有用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴的气体燃烧吹入装置a，可以用在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管来构成其气体喷嘴。另夕卜，对于该气体燃烧吹入装置a，可以设置如上述的稀释气体用的气体喷嘴14与开口 15。本发明的方法中，优选使燃烧室1内的气流的旋流数Sw为3 10的范围。旋流数是在伴随旋转的流体流动中表示旋转的强度的无因次数，旋流数越大则越是旋转强的流动。 旋流数过小则燃料气体与助燃气体的混合变得不充分，燃料气体的点火变得不稳定，另一方面，过大则燃烧火焰有时会被吹灭。从以上的观点出发，旋流数Sw优选为3 10的范围。旋流数Sw可以按照用于算出其的公知基本式子，通过对应于使用的气体燃烧吹入装置a的形式或其使用方式的式子算出，例如，在使用如图2和图3的实施方式那样的、 具有燃料气体吹入用的开口加与助燃气体吹入用的开口 2b的气体燃烧吹入装置a时， 旋流数Sw可通过下式求出
_ (pa Qa ‘ Va+pf ■ Qf - Vf》· Rb -- [(pa . Qa^pf- Qf) ■ (Qa+Qf) · Rb] /Ab
其中，Rb:燃烧室半径(m)
Ab 燃烧室剖面积(m2) P a 助燃气体密度(kg/m3) P f 燃料气体密度(kg/m3) Va 开口(喷嘴口)处的助燃气体速度(m/s) Vf 开口(喷嘴口)处的燃料气体速度(m/s) Qa 助燃气体实际流量(m3/s) Qf 燃料气体实际流量(m3/s)。另外，使用具有用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体的开口的气体燃烧吹入装置a时，旋流数Sw可通过下式求出
—(fim · Q · Vm) · Rb
舊·[, . . .. "■-"-■■ . ............jt| -| m .............I I I I
—KiO觀· Qn) - Qbi - Rb] /Ab
其中，Rb:燃烧室半径(m)
Ab 燃烧室剖面积(m2)
々m:预混合气体密度(kg/m3)
Vm 开口(喷嘴口)处的预混合气体速度(m/s)
Qm 预混合气体实际流量(m3/s)。在使旋流数Sw为如上述的优选范围时，优选如图Γ图7的实施方式那样，分别用在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管300a，300b来构成燃料气体用的气体喷嘴3a与助燃气体用的气体喷嘴3b。这是因为下述原因。例如，在燃烧室内径50mm、高炉气体量30Nm3/ h (气体密度1. 34kg/Nm3)、空气量:21. 4Nm3/h (气体密度1. 2mig/Nm3)、空气比:1. 1、高炉的炉内压245kPa的条件的情形，气体喷嘴12a，12b分别由单一(1根)喷嘴管构成时，对于使旋流数Sw为3的喷嘴管的内径(换算为圆的内径。即、将喷嘴管内部的剖面积换算为圆的面积时的该圆的直径。以下，提及“喷嘴管的内径”时，表示相同含义)，气体喷嘴3a为21mm(开口 Ila处的燃料气体速度7m/s)、气体喷嘴北为21mm(开口 2b处的助燃气体速度5m/ s)。但是，像这样用单一的喷嘴管来构成气体喷嘴3a，3b时，在图2的II II线剖面中， 喷嘴管的内径变为燃烧室内径的约4/10，燃料气体和助燃气体在燃烧室中心方向(轴心)上的流量均增加，变得难以形成良好的涡流。因此，存在于轴心侧的高温燃烧排气有可能被冷却，本发明的效果有可能降低。图11模式地表示形成有开口 2a，2b的位置处的燃烧室内部的直径方向剖面，将燃烧室1的半径作为R、将燃烧室直径方向上的气体喷嘴3a，3b的内部宽度或实际内径作为t时，则从开口 2a，2b吹入的气流的中心位置(=气体喷嘴3a，3b的轴芯)位于距离燃烧室1的中心(R t/2)的位置。这里，若t相对于R变大，则在燃烧室中心方向(轴心)上的流量增加而变得难以形成良好的涡流，且管状火焰会形成于偏离管壁的位置，燃烧容易变得不稳定。从这样的观点出发，优选(R t/2) /R ^ 0. 8，但上述例子在该优选的条件之外。与此相对，用在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管300a，300b来构成气体喷嘴 3a，;3b时，由于每一喷嘴管的内径变小，故难以发生如上述的问题，可以使旋流数Sw在优选的范围，同时产生良好的涡流。因此，燃料气体用的气体喷嘴3a与助燃气体用的气体喷嘴 3b优选分别用在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管300a，300b来构成。基于相同的原因， 对于具有用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴的气体燃烧吹入装置 a，也优选用在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管来构成其气体喷嘴。另外，在如图Γ图7所示的气体燃烧吹入装置a的情形中，为了对燃烧气体进行稀释并控制其温度或组成，以使焦炭不被吹入高炉内的燃烧气体中的(X)2所消耗、或者在炉内还原的铁矿石(磁铁矿)不被再氧化，而从气体喷嘴14向燃烧室1内供给稀释气体。如前所述，作为稀释气体，优选含有C0、H2等还原气体的稀释气体，可以使用例如高炉气体、转炉气体、焦炭炉气体等中的1种以上，其中，优选取出高炉气体的一部分来用作稀释气体。另夕卜，如后所述，优选吹入炉内的预热气体的温度为500°C以上，理想为800°C以上、1000°C以下，因此优选对稀释气体的温度与供给量进行选择，以达到上述预热气体温度。本发明中，将使用如上述的管状火焰燃烧器类型的气体燃烧吹入装置a而得的效果与使用以往其它类型的气体燃烧器的情形进行比较说明。以往，在工业上使用的气体燃烧器根据燃料气体与助燃气体的混合方式大致分为扩散燃烧方式(外部混合)的燃烧器与预混合燃烧方式(内部混合)的燃烧器，但这些气体燃烧器均为在燃烧器前端的更前方形成火焰的结构。因此，使用这样的气体燃烧器作为气体燃烧吹入装置a时，火焰与从高炉上部落下的装入物(铁矿石、焦炭)直接接触，而发生焦炭的溶损反应，产生焦炭无用地被消耗等的问题。另外，进行纯氧送风的氧高炉工艺的炉顶气体是氮少而CO为主体的气体，因此发热量高(例如，约1200kcal/Nm3)。因此即便是在如上述以往的一般的气体燃烧器中，也可没有特别问题地用作燃料气体。与此相对，本发明作为对象的普通高炉工艺中产生的高炉气体的发热量低(例如，约800kcal/Nm3)，即使应用于如上述以往的一般的气体燃烧器中，也难以稳定燃烧。另外，指向低RAR操作时，高炉气体的发热量进一步降低。例如，以高炉内热质平衡模型来计算时，高炉气体的发热量(1)在相当于RAR494kg/t的操作中为S^kcal/ Nm3, (2)在相当于RAR460kg/t的操作中为812kcal/Nm3、(3)在相当于RAR437kg/t的操作中为75miCal/Nm3、(4)在相当于RAR似6kg/t的操作中为724kcal/Nm3，根据上述计算，高炉炉顶气体的温度为110°c以下。因此，例如，将从炉顶部排出的高炉气体的一部分取出并用氧燃烧得到的预热气体从炉身部吹入炉内、将高炉炉顶气体温度保持于110°c以上时，高炉气体发热量会进一步降低。例如，上述(2)的操作中，吹入800°C的预热气体100Nm3/t时， 高炉气体发热量变为7^kcal/Nm3，另外，上述(3)的操作中，吹入800°C的预热气体150Nm3/ t时，高炉气体发热量变为7Mkcal/Nm3。这类低RAR操作导致的高炉气体发热量的降低使得利用如上述以往的一般气体燃烧器的稳定燃烧更加困难。另外，通常的高炉是在4、kg/cm2的加压下进行操作的同时从高炉上部落下装入物，因此时常发生压力变化。另外，还会因高炉炉壁上附着物的生成而产生漏气(blow-by) 等。如上述以往的一般气体燃烧器中，由于上述原因使得火焰的稳定性受到阻害，还有可能发生吹灭等。针对如以上的以往一般气体燃烧器的问题，本发明中通过使用管状火焰燃烧器类型的气体燃烧吹入装置a，可得到如下效果。(a)气体在燃烧室1内燃烧、燃烧室1的外侧不存在火焰，因此火焰不会与从高炉上部落下的装入物(铁矿石、焦炭)直接接触，对装入物的影响少。另外，同样地，由于燃烧室1的外侧不存在火焰，故不会受到高炉的炉内压或其变化、漏气等的影响，可以形成稳定的火焰，并向炉内稳定地吹入期望温度的燃烧气体。(b)吹入炉内的预热气体需要具有比吹入位置的炉内压更高的压力，因此，实质上需要在气体燃烧吹入装置a的燃烧室1内、在加压下进行气体燃烧，通过如此使燃烧室1 为加压状态，使得特别如高炉气体之类的低发热量气体也可稳定地进行燃烧。气体燃烧吹入装置a中，由于在燃烧室1内形成了稳定的火焰，燃料气体与助燃气体(氧)的混合性也良好，因而可以使气体高效且均一地燃烧，特别是，通过如上所述使燃烧室1为加压状态， 气体密度会增加，因而相对于标准状态下的发热量，表观发热量增加。因此，燃料气体即便是如高炉气体这样的低发热量气体，或者即便燃料气体成分的浓度非常低时，也可以使之稳定地燃烧。(c)同样地，通过使燃烧室1为加压状态，气体密度会变高，可以将燃料气体所具有的热量有效地转移至燃烧气体。特别是由于在燃烧室1的内壁面100附近存在未燃烧的气体和助燃气体，因而燃烧室1的内壁面100不会因直接的传热而被加热至高温，由于来自管壁的热损失少，因此该效果进一步提高。(d)从气体吹入部A吹入的预热气体优选不含氧(作为&的氧气。以下相同)或氧浓度低。这是因为预热气体中存在氧时，会使在炉内正在还原的铁氧化物(Fe304、Fe0)发生再氧化的缘故。在这点上，气体燃烧吹入装置a通过在燃烧室1内形成稳定的火焰，可提高氧利用效率，特别是通过使燃烧室1为加压状态，可以进一步提高氧利用效率，使得可以在比理论氧量更少的氧量下进行稳定燃烧。因此，可以向炉内吹入不含氧或者氧浓度非常低的预热气体。(e)通过在燃烧室1内形成稳定的火焰，吹入炉内的预热气体(燃烧气体)的温度的波动减小，可以使来自炉下部的高炉气体与从炉上部落下的装入物的温度没有波动地上升。通常，在将高炉气体导入升压机6的流路9中，设置有测定高炉气体的组成、温度和压力等的传感器26a，另外，在气体吹入部A附近设置有测定炉内压力、温度的传感器^b，基于这些传感器^a，26b的测定值，而对由升压机25a，25b升压的气体压力、加入气体燃烧吹入装置a中的助燃气体量等进行控制。从气体吹入部A吹入预热气体可以不断进行，也可以仅在炉顶气体温度降低时进行。后者的情形中，例如，用传感器测定炉顶气体温度，在炉顶气体温度达到规定温度以下 (例如，IlO0C以下)时，进行从气体吹入部A吹入预热气体。从气体吹入部A吹入的预热气体的温度没有特别限制，但比吹入位置的炉内气体温度低时，则反而会冷却炉内，因此优选为比吹入位置的炉内气体温度高的温度，通常为 500°C以上、优选800°C以上是理想的。另一方面，从抑制高炉内的溶损反应、或抑制用于提高装置耐热性的设备(材料)成本的观点出发，预热气体的温度优选为1000°C以下。预热气体中含有CO2或H2O时，若预热气体温度超过1000°C，则C02、H2O与炉内的焦炭变得易于发生如下反应(溶损反应)，使得焦炭被消耗。C (焦炭)+ CO2 — 2C0 C (焦炭)+ H2O — CO + H2
另外，预热气体中不含(X)2或H2O之类的氧化性气体时，虽然没有上述反应所致的焦炭的消耗，但需要以昂贵的耐热材料来构成装置(构成构件)，设备成本会增大。调整预热气体温度时，例如，除了改变所使用燃料气体的组成而对气体热量进行调整、在规定的范围内调整空气比等之外，如图Γ图7那样向燃烧气体添加稀释气体时，还可以调整稀释气体的温度与供给量。预热气体的吹入量也没有特别限制，通常可以是使炉顶气体温度维持在100°C以上的气体吹入量。例如，在相当于RAR470kg/t的操作中，若吹入800°C的预热气体IOONm3/ t，则可以将炉顶气体温度维持在100°C以上。炉高方向上的气体吹入部A的设置位置(预热气体的吹入位置)优选为炉身中部 上部，特别是将炉口半径设为R。、将距离料线(Stock line)的深度为Rtl的位置设为P1、将距离炉身部下端的高度为炉身部总高1/3的位置设为P2时，在炉高方向上、在位置P1与位置P2之间设置气体吹入部A，并由该气体吹入部A吹入预热气体是优选的。若预热气体的吹入位置过浅(过于上方位置)，则原料充填层的荷重小，因而产生原料的流动化或搅拌，有可能导致原料落下的稳定性降低。另一方面，若预热气体的吹入位置过深(过于下方位置)， 则有可能达到到炉内的软熔带，故不优选。炉周方向上的气体吹入部A的设置数目、设置方式没有特别限定，但优选在炉周方向上以等间隔在多处进行设置。特别是，各气体吹入部A由1个气体吹入口 16以及与之连接的1个气体燃烧吹入装置a来构成时，至少在炉周方向上以等间隔设置η处(其中， η为4以上的偶数)气体吹入部Α，并对应于预热气体的吹入总量，从前述η处气体吹入部A 之中、在炉周方向上以等间隔选择进行预热气体吹入的气体吹入部A是优选的。此时，气体吹入部A的等间隔的设置数目为4，8，16，32，64等。应予说明，实际的设备中，由于与炉体冷却结构等的关系，有时难以在炉周方向上严格以等间隔设置气体吹入部Α，因此允许设置位置的一些偏差。各气体吹入部A可以如上所述由1个气体吹入口 16以及与之连接的1个气体燃烧吹入装置a来构成(图纩图7的实施方式与之相符)，也可以由多个气体吹入口 16、和通过岔管与之连接的1个或2个以上气体燃烧吹入装置a来构成。
2
图12 (βΓ (C)是以水平横切炉体的状态的模式图来表示气体吹入部A的各种设置方式。其中，图12 (a)的实施方式以1个气体吹入口 16和与之连接的1个气体燃烧吹入装置a来构成气体吹入部A，且在炉周方向上隔着间隔而设置多个该气体吹入部A。这样的实施方式中，可以根据每一个气体吹入口 16来调整预热气体的吹入条件(预热气体温度、吹入量等)。应予说明，图12 (a)中，仅针对一部分(2个)气体吹入部A来图示气体燃烧吹入装置a。另一方面，图12 (b)与图12 (c)的实施方式是由多个气体吹入口 16、和通过岔管与之连接的气体燃烧吹入装置a来构成气体吹入部A。这样的实施方式中，从气体燃烧吹入装置a的燃烧室1排出的燃烧气体经由岔管而从多个气体吹入口 16吹入高炉内。图12 (b)的实施方式中，在炉周方向上隔着间隔设置多个气体吹入口 16，同时将这些气体吹入口 16分为多个气体吹入口组17广17山并对上述各气体吹入口组17a 17d分别配置岔管18。而且，这些岔管通过连接管19而与构成各气体吹入口组17a 17d的多个气体吹入口 16连接，同时还与气体燃烧吹入装置a的燃烧室1的前端连接。这样的实施方式中，可根据每一个气体吹入口组17iTl7d来调整预热气体的吹入条件(预热气体温度、吹入量等)。应予说明，该实施方式中，相对于1个岔管18而连接1个气体燃烧吹入装置a， 但也可以连接2个以上气体燃烧吹入装置a。另外，图12 (c)的实施方式中，在炉周方向上隔着间隔设置多个气体吹入口 16，同时还配置沿着炉全周的环状的岔管18。而且，该岔管18通过连接管19与全部气体吹入口 16连接，同时还与气体燃烧吹入装置a的燃烧室1的前端连接。应予说明，该实施方式中，岔管18上连接有1个气体燃烧吹入装置a，但也可以连接2个以上气体燃烧吹入装置a。本发明为优选使用低发热量且可从极近位置导入的高炉气体作为气体燃烧吹入装置a的燃料气体的实施方式，其中，从适当的流路位置取出由炉顶部排出的高炉气体的一部分来作为燃料气体使用是特别优选的实施方式。其中，作为燃料气体，可以使用高炉气体以外的气体，另外，还可以将高炉气体及其以外的气体(例如、焦炭炉发生气体)混合使用。另外，作为高炉气体，可以使用从气体清洁装置(集尘器22，湿气分离器23)的下游侧取出的高炉气体、从炉顶部与气体清洁装置之间取出的高炉气体、储藏于储气瓶中的高炉气体等。[实施例]
为了验证本发明中使用的气体燃烧吹入装置a的功能，使用图8所示结构的试验装置(相当于气体燃烧吹入装置a的装置)，进行提高了燃料气体(低发热量气体)和助燃气体(空气)的供给压力的燃烧试验。该试验装置的燃烧室为内径50mm、总长300mm，在其内壁面上形成的燃料气体吹入用的开口(喷嘴狭缝)的长度48mm、宽度5mm，相同地，助燃气体吹入用的开口(喷嘴狭缝)的长度31mm、宽度5mm。作为燃料气体使用的低发热量气体的气体组成为CO :22vol%、CO2 :21vol%、H2 5vol%、N2 :52vol%，发热量为792kcal/Nm3。相对于该燃料气体30Nm7h，供给空气19. 5Nm3/ h以使理论氧量为1。图9表示燃烧室内压力与由燃烧气体温度的测量值(用设置于靠燃烧室前端的位置的热电偶来测量)算出的有效热利用率的关系。应予说明，有效热利用率通过下式算出。有效热利用率={(EXF)/ (CXG)} XlOO E 燃烧气体所具有的焓(kcal/Nm3)
F 燃烧气体流量(Nm3/h) C 燃料气体发热量(kcal/Nm3) G 燃料气体流量(Nm3/h)
根据图9，若燃烧室内压力变高，则有效热利用率提高，表示燃料气体有效地转换为热。接着，使用构成燃料气体用的气体喷嘴与助燃气体用的气体喷嘴的喷嘴管的根数不同的气体燃烧吹入装置a (试验装置)，在表1所示条件下，进行使用了燃料气体(高炉气体)和助燃气体(空气)的燃烧试验。这里，各气体喷嘴由1根(单一)喷嘴管构成的气体燃烧吹入装置a是具有如图2和图3的实施方式所示结构的气体喷嘴的装置(燃烧器)， 各气体喷嘴由多根喷嘴管构成的气体燃烧吹入装置a是具有如图Γ图7的实施方式所示结构的气体喷嘴的装置(燃烧器)。各气体燃烧吹入装置a的燃烧室的内径50mm、总长700mm，构成燃料气体用的气体喷嘴与助燃气体用的气体喷嘴的各喷嘴管的根数为，试验例1 :5根、试验例2 :4根、试验例3 2根、试验例4 1根、试验例5 4根、试验例6 2根。 试验例广4中使用的气体燃烧吹入装置a中，构成燃料气体吹入用的气体喷嘴的喷嘴管的内径为10mm，相同地，构成助燃气体吹入用的气体喷嘴的喷嘴管的内径为10mm。 试验例5中使用的气体燃烧吹入装置a中，构成燃料气体吹入用的气体喷嘴的喷嘴管的内径为6mm，相同地，构成助燃气体吹入用的气体喷嘴的喷嘴管的内径为6mm。试验例6中使用的气体燃烧吹入装置a中，构成燃料气体吹入用的气体喷嘴的喷嘴管的内径为10mm， 相同地，构成助燃气体吹入用的气体喷嘴的喷嘴管的内径为10mm。作为燃料气体使用的高炉气体的气体组成为CO 23. 5vol%、CO2 :23. Ovo 1%, H2 1. 5vol%、N2 :52vol%，发热量为754kcal/Nm3。相对于该燃料气体30Nm3/h，供给作为助燃气体的空气19. 4Nm3/h,以使理论氧量为1。应用的试验炉的炉内压为245kPa。试验例6中，使用在燃烧器轴方向上距离燃料气体助燃气体的吹入位置中心 500mm的位置设置了稀释气体用的气体喷嘴(内径20mm)的气体燃烧吹入装置a，供给稀释气体(高炉气体)24. 5Nm3/h,以使从燃烧室排出的燃烧排气温度为800°C。通过该稀释气体的添加，燃烧气体组成变为含有CO (还原气体)8. 4vol%。试验例广6中，进行燃烧室内的观察(由图8所示的观察窗进行观察)与燃烧排气的气体组成分析，按照下述基准评价燃烧状况。将其结果与气体喷嘴的构成、气体流量、旋流数Sw、燃烧气体组成(试验例6中为添加稀释气体后的气体组成)等一起示于表1。X 燃烧状况中可见波动、测定到相当量的未燃CO。〇稳定的燃烧继续、基本未测定到未燃C0(其中，试验例6的CO浓度是混合稀释气体所致的)
权利要求
1.高炉操作方法，其是将空气或富氧空气从风口吹入高炉内的高炉操作方法，其特征在于，将预热气体从设于炉身部的气体吹入部(A)吹入高炉内时，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成气体吹入部(A)，将由该气体燃烧吹入装置(a) 生成的燃烧气体作为预热气体吹入高炉内。
2.权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于在该内壁面的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成前述气体吹入部(A)。
3.权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，供给至气体燃烧吹入装置(a)的燃料气体为高炉气体。
4.权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在前述气体燃烧吹入装置(a)的轴线方向上并列的多个喷嘴管来构成的。
5.权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，前述气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室内的气流具有3 10的旋流数Sw。
6.权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，向气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。
7.权利要求1所述的高炉操作方法，其特征在于，通过气体导管而使气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室的前端与高炉内部连通。
8.权利要求7所述的高炉操作方法，其特征在于，气体导管为岔管，该岔管通过连接管与形成在炉体上的多个气体吹入口连接，同时与气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室的前端连接。
9.权利要求1或2所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃烧气体向高炉内的吹入是使用发热量为lOOOkcal/Nm3以下的气体作为燃料气体，同时在吹入燃烧室前的燃料气体和/或吹入燃烧室后的燃料气体中加入氢进行燃烧，并将其燃烧气体作为预热气体而吹入高炉内。
10.权利要求9所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃料气体是含有CO的燃料气体，前述氢是以使前述燃料气体的绝热火焰温度为750°C以上的方式来加入的。
11.权利要求9所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃料气体与助燃气体或者燃料气体与助燃气体的预混合气体是从在气体燃烧吹入装置(a)的轴线方向上并列设置的多个喷嘴管吹入的。
12.权利要求9所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃料气体为高炉气体。
13.权利要求9所述的高炉操作方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上设置了用于吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的气体燃烧吹入装置(a)，从前述其它开口向燃烧室内吹入氢。
14.权利要求9所述的高炉操作方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步设置了用于在该内壁面的大致切线方向上吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的气体燃烧吹入装置(a)，从前述开口向燃烧室内吹入氢。
15.权利要求13或14所述的高炉操作方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的其它开口而向燃烧室内供给氢的气体喷嘴是由在装置的轴线方向上并列的多个喷嘴管来构成的。
16.权利要求9所述的高炉操作方法，其特征在于，在气体燃烧吹入装置(a)中，使燃烧室内的气流的旋流数Sw为3 10。
17.权利要求9所述的高炉操作方法，其特征在于，向气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。
18.权利要求1或2所述的高炉操作方法，其中，前述燃烧气体向高炉内的吹入包括使用高炉气体作为燃料气体，同时在吹入燃烧室前的高炉气体和/或吹入燃烧室后的高炉气体中加入氢进行燃烧，并将其燃烧气体作为预热气体而吹入高炉内。
19.权利要求18所述的高炉操作方法，其特征在于，前述燃料气体为高炉气体，前述氢是以使前述燃料气体的绝热火焰温度为750°C以上的方式来加入的。
20.权利要求18所述的高炉操作方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在装置的轴线方向上并列的多个喷嘴管来构成的。
21.权利要求18所述的高炉操作方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步形成了用于吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的气体燃烧吹入装置(a)， 从前述开口向燃烧室内吹入氢。
22.权利要求18所述的高炉操作方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上进一步形成了用于在该内壁面的大致切线方向上吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的气体燃烧吹入装置(a)，从前述开口向燃烧室内吹入氢。
23.权利要求18所述的高炉操作方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的其它开口而向燃烧室内供给氢的气体喷嘴是由在装置的轴线方向上并列的多个喷嘴管来构成的。
24.权利要求18所述的高炉操作方法，其特征在于，在气体燃烧吹入装置(a)中，使燃烧室内的气流的旋流数Sw为3 10。
25.权利要求18所述的高炉操作方法，其特征在于，向气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。
26.高炉设备，其是将空气或富氧空气进行风口送风的高炉，其特征在于，在炉身部设置气体吹入部(A)，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成气体吹入部(A)，该气体燃烧吹入装置(a)的燃烧气体被吹入高炉内。
27.权利要求26所述的高炉设备，其特征在于，前述气体吹入部(A)是由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于在该内壁面的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成前述气体吹入部(A)。
28.权利要求沈所述的高炉设备，其特征在于，具备用于从由高炉的炉顶部排出的高炉气体的流路取出高炉气体的一部分、并供给至气体燃烧吹入装置(a)的流路。
29.权利要求沈所述的高炉设备，其特征在于，具备用于将供给至气体燃烧吹入装置 (a)的燃料气体与助燃气体分别升压或者用于将燃料气体与助燃气体的预混合气体升压的升压机。
30.权利要求沈所述的高炉设备，其特征在于，在气体燃烧吹入装置(a)中，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在装置的轴线方向上并列的多个喷嘴管来构成的。
31.权利要求沈所述的高炉设备，其特征在于，气体燃烧吹入装置(a)具有向燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体的机构。
32.权利要求沈所述的高炉设备，其特征在于，通过气体导管而使气体燃烧吹入装置 (a)的燃烧室的前端与高炉内部连通。
33.权利要求32所述的高炉设备，其特征在于，气体导管为岔管，该岔管通过连接管与形成在炉体上的多个气体吹入口连接，同时与气体燃烧吹入装置(a)的燃烧室的前端连接。
34.利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口的燃烧器中，使用发热量为lOOOkcal/Nm3以下的气体作为燃料气体时，向吹入燃烧室前的燃料气体和/或吹入燃烧室后的燃料气体中加入S。
35.权利要求34所述的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于在该内壁面的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成前述气体吹入部(A)。
36.权利要求34所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，向含有 CO的燃料气体中加入氢以使前述燃料气体的绝热火焰温度为750°C以上。
37.权利要求34所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管构成的。
38.权利要求34所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，燃料气体为高炉气体。
39.权利要求34所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上形成了用于吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的燃烧器， 从前述开口向燃烧室内吹入氢。
40.权利要求34所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上形成了用于在该内壁面的大致切线方向上吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的燃烧器，从前述开口向燃烧室内吹入氢。
41.权利要求34所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的其它开口而向燃烧室内供给氢的气体喷嘴是由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管构成的。
42.权利要求34所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使燃烧室内的气流的旋流数Sw为3 10。
43.权利要求34所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，向燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。
44.利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口的燃烧器中，使用高炉气体作为燃料气体时， 向吹入燃烧室前的高炉气体和/或吹入燃烧室后的高炉气体中加入氢。
45.权利要求44所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其中，由在前端开放的管状燃烧室的内壁面上形成用于在该内壁面的大致切线方向上分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口、并使前述燃烧室的前端与高炉内部连通而得到的气体燃烧吹入装置(a)来构成前述气体吹入部(A)。
46.权利要求44所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，向高炉气体中加入氢以使前述高炉气体的绝热火焰温度为750°C以上。
47.权利要求44所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的开口而向燃烧室内分别供给燃料气体与助燃气体的气体喷嘴或用于供给燃料气体与助燃气体的预混合气体的气体喷嘴是由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管构成的。
48.权利要求44所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上形成了用于吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的燃烧器， 从前述开口向燃烧室内吹入氢。
49.权利要求44所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使用在燃烧室的内壁面上形成了用于在该内壁面的大致切线方向上吹入气体以在燃烧室内产生气体涡流的其它开口的燃烧器，从前述开口向燃烧室内吹入氢。
50.权利要求44所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，用于通过在燃烧室的内壁面上形成的其它开口而向燃烧室内供给氢的气体喷嘴是由在燃烧器轴方向上并列的多个喷嘴管构成的。
51.权利要求44所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，使燃烧室内的气流的旋流数Sw为3 10。
52.权利要求44所述的利用燃烧器的低发热量气体的燃烧方法，其特征在于，向燃烧室内供给对燃烧气体进行稀释以调整气体温度和/或气体组成的稀释气体。
全文摘要
空气或富氧空气被从风口吹入高炉内，预热气体被从设于炉身部的气体吹入部(A)吹入高炉内。气体吹入部(A)具有气体燃烧 吹入装置(a)。气体燃烧 吹入装置(a)中，用于分别吹入燃料气体与助燃气体或者用于吹入燃料气体与助燃气体的预混合气体以在燃烧室内产生气体涡流的开口形成在管状燃烧室的内壁面上。前述燃烧室的前端与高炉内部连通。该气体燃烧 吹入装置(a)的燃烧气体被作为预热气体吹入高炉内。
文档编号C21B5/00GK102459652SQ20108002967
公开日2012年5月16日 申请日期2010年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者村尾明纪, 浅沼稔, 藤林晃夫, 野内泰平 申请人:杰富意钢铁株式会社