专利名称:高炉还原剂吹入装置和使用该装置的高炉作业方法
技术领域：
本发明涉及从高炉风口部(tuyere)单独吹入气体还原剂或和其它还原剂一起吹入气体还原剂的还原吹入装置和使用该装置的高炉作业方法。
背景技术：
在高炉作业中，作为昂贵的焦炭(coke)的替代品，通常从风口吹入廉价且燃烧性(combustibility)好的燃料(微粉碳、石油、石脑油)，特别是从风口吹入天然气等燃料气体(fuel gas)，就这些状况已知以下方法。
(1)一种高炉作业方法，其目的在于，当即使以170kg/t以上吹入微粉碳时，也确保其燃烧性，较高地保持其和焦炭的置换率(replacementratio)，并维持生产量、燃料比(fuel rate)，其特征在于，在微粉碳吹入位置的外侧(靠近操作者一侧)吹入燃料气体(参考特开平4-268003号公报)。
(2)一种高炉作业方法，其目的在于，实现大量吹入合成树脂(plastics)，其特征在于，从设置在风口部送风支管上的補助燃料吹入喷嘴吹入天然气等補助燃料，同时，从设置在比该補助燃料吹入位置还位于送风的上游侧的喷嘴(nozzle)吹入合成树脂粒(参考特开2000-178614号公报)。
而且，关于微粉碳吹入作业，提出了设定最佳吹入管位置的方法，在该位置，即使大量吹入微粉碳，也不会使高炉炉下部炉壁部的热负荷增大，并且，能防止微粉碳吹入管熔损。
该吹入管位置设定方法是微粉碳吹入管位置设定方法，在该方法中，使微粉碳吹入管贯穿与高炉风口连接的热风吹入用吹管(blowpipe)的壁，使该吹入管的前端向该吹管内突出，从高炉风口同时吹入从上述吹入管吹入的微粉碳和在上述吹管内流动的热风。设定上述吹入管的配置位置的原则是，使从高炉风口和吹管的边界位置到上述吹入管前端的距离(以下有时称为吹入管位置)L(mm)满足下述(1)式(参考特开平8-134518号公报)。
0.22×[PCR]+48.2≤L≤1017.3-1.33×[PCR]-14.7×[VM]…(1)其中，[PCR]微粉碳吹入量(kg/生铁t)[VM]微粉碳中挥发成分含有率(％)在特开平4-268003号公报中公开的高炉作业方法中，主要着眼于使微粉碳吹入量增多，吹入燃料气的目的在于促进微粉碳热分解。
因而，本申请的燃料气等和微粉碳同样用作还原剂，这在本质上是不同的。
而且，特开2000-178614号公报中记载的方法的主要目的在于实现大量吹入合成树脂，为了实现这个目的，规定了合成树脂吹入位置和補助燃料吹入位置的相对关系。
这样，在特开平4-268003号公报、特开2000-178614号公报中，虽然公开了从风口吹入天然气等的技术，但并没有言及其前提是将天然气等作为和微粉碳等同样的还原剂，及提出此时的技术问题和其解决方案，不是公开了指出这种技术问题及其解决手段的现有技术。
本发明公开了在从高炉风口吹入作为气体还原剂的天然气等时具体的技术问题及其解决方案。
由于天然气等燃烧性高，当从高炉风口吹入时，在吹管的中间吹入时，吹入的天然气等剧烈燃烧，气体体积增大，其结果是，在吹管内产生压损(pressure drop)。当产生压损时，向高炉内的送风量不得不降低，产生生产性下降等重要问题。为了避免该问题，必须使送风能力变大，但增大送风能力会增加运行成本(running cost)，而且，因压损程度不同还产生送风机(ventilator)能力不足的问题。
而且，当天然气等在吹管内燃烧时，其热量被冷却风口和吹管周围的冷却装置(cooling system)夺取，由此，热量浪费了。而且，冷却装置的冷却效率也变低了。
当从风口吹入天然气等气体还原剂时，从吹入管吹入的民用燃气(city gas)瞬时燃烧。因此，高炉内的回旋区(raceway)内的最高温度位置(以下仅称为“炉内最高温度位置”)比只吹入微粉碳时还要向炉壁侧移动，高炉炉壁温度升高，存在从炉壁的热损增大的问题。
通常，当炉壁温度升高时，要加强炉壁冷却，当这样时热效率将降低。虽然吹入民用燃气目的在于低还原剂比的作业，但只要没有解决高炉炉壁温度上升问题，就难以实现低还原剂比作业。
在这方面，在特开平4-268003号公报、特开2000-178614号公报中，虽然吹入了天然气等气体还原剂，但只规定了微粉碳吹入管或合成树脂吹入管与气体还原剂吹入管的相对位置，对于炉内最高温度位置也没有任何涉及。
另一方面，在特开平8-134518号公报中，虽然考虑了炉内最高温度位置，但在特开平8-134518号公报中，止于仅吹入微粉碳的考虑，对于气体还原剂的吹入没有任何涉及。
如上，由于从风口吹入气体还原剂，从而炉内最高温度位置的移动所造成高炉炉壁温度上升的问题，在现有技术中也没有任何解决方案。
发明内容本发明目的在于，提供即使从高炉风口吹入作为气体还原剂的天然气等时，也不会产生压损且能降低焦炭比(coke rate)的高炉还原剂吹入装置及使用该装置的高炉作业方法。
而且，本发明目的在于，提供当从风口吹入气体还原剂时，能抑制高炉炉壁温度上升的还原剂吹入装置及高炉作业方法。
(1)本发明的高炉还原剂吹入装置，是从高炉风口吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，气体还原剂的吹入口设置在上述高炉风口的炉内侧前端部附近。
另外，所谓高炉风口的炉内侧前端部附近是指，不会产生因气体体积增大所引起的压损的位置，所述气体气体增大是由从气体还原剂的吹入口吹入的气体还原剂在风口或吹管内燃烧所造成的。
(2)而且，本发明的高炉还原剂吹入装置，是从高炉风口吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，具有吹入气体还原剂的气体还原剂吹入管，该气体还原剂吹入管的吹入口配置在上述高炉风口的炉内侧端部附近。
(3)而且，本发明的高炉还原剂吹入装置，其特征在于，气体还原剂吹入位置配置在从上述高炉风口的炉内侧前端部向炉外侧0～50mm的范围内。
(4)而且，在上述(1)～(3)中记载的高炉还原剂吹入装置中，其特征在于，具有固体还原剂吹入管，该固体还原剂吹入管的吹入口配置在相对于气体还原剂吹入管的吹入口的送风方向上游侧。
(5)而且，在上述(4)记载的高炉还原剂吹入装置中，其特征在于，在送风通路内，固体还原剂吹入管和气体还原剂吹入管交叉配置。
(6)而且，在上述(4)或(5)记载的高炉还原剂吹入装置中，其特征在于，固体还原剂吹入管的吹入口配置在从高炉风口的炉内侧前端部向炉外侧50～200mm的范围内。
(7)而且，在上述(2)～(6)中记载的高炉还原剂吹入装置中，其特征在于，气体还原剂吹入管具有弯折部或弯曲部。
(8)而且，本发明的高炉还原剂吹入装置，是从高炉风口至少吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，具有风口和气体还原剂入口，所述风口设置为从高炉内壁面向炉内侧突出长度(distancebetween tuyere tip and furnace wall)350～600mm，所述气体还原剂吹入口设置在该风口的炉内侧前端部附近。
另外，所谓高炉风口的炉内侧前端部附近是指，不会产生因气体体积增大所引起的压损的位置，所述气体气体增大是由从气体还原剂的吹入口吹入的气体还原剂在风口或吹管内燃烧所造成的。
(9)而且，是从高炉风口至少吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，具有风口和气体还原剂入口，所述风口设置为从高炉内壁面向炉内侧突出长度350～400mm，所述气体还原剂吹入口设置在该风口的炉内侧前端部附近。
通过设置在从高炉内壁面向炉内侧突出长度350～400mm，即使在从风口吹入民用气等气体还原剂时，通过防止炉内最高温度位置向炉内侧移动，能抑制高炉炉壁的温度上升，同时，能尽可能地防止风口前端的缺损。
(10)而且，是从高炉风口至少吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，具有风口和吹入气体还原剂的气体还原剂吹入管，所述风口设置为从高炉内壁面向炉内侧突出长度350～600mm，所述气体还原剂吹入管的吹入口设置在上述风口的炉内侧前端部附近。
(11)而且，是从高炉风口至少吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，具有风口和吹入气体还原剂的气体还原剂吹入管，所述风口设置为从高炉内壁面向炉内侧突出长度350～400mm，所述气体还原剂吹入管的吹入口设置在上述风口的炉内侧前端部附近。
(12)而且，在上述(10)或(11)的还原剂吹入装置中，其特征在于，气体还原剂吹入管的吹入口配置在从风口前端向炉外侧0～25mm的范围内。
(13)而且，本发明的高炉作业方法的特征在于，使用上述(1)～(12)中任一项记载的还原剂吹入装置，且从该气体还原剂吹入装置吹入气体还原剂。
图1本发明一实施方式的还原剂吹入装置的说明图。
图2用于本发明实施例的试验炉的说明图。
图3实施例1中比较例的实验结果的曲线图。
图4实施例1中比较例的实验结果的曲线图。
图5表示实施例1中压损变化率和民用燃气吹入位置的关系的曲线图。
图6表示实施例6中灰尘捕集量和微粉碳吹入位置的关系的曲线图。
图7表示实施例6中压损和微粉碳吹入位置的关系的曲线图。
图8本发明一实施方式的还原剂吹入装置的说明图。
图9表示本发明一实施方式的检验结果的曲线图。
图10表示不吹入民用燃气时炉内最高温度位置的曲线图。
图11表示已有例中吹入民用燃气时炉内最高温度位置的曲线图。
图12风口向炉内的突出长度L的说明图。
图13风口缺损的说明图。
图14表示风口突出长度L和风口缺损长度La、Lb的关系的曲线图。
图15本发明其它实施方式的气体还原剂吹入装置。
图16本发明其它实施方式的固体还原剂吹入装置。
(标号说明)1风口、1a风口炉内侧端部、3吹管、5气体还原剂吹入管、5a气体还原剂吹入口、7固体还原剂吹入管、7a、固体还原剂吹入口。
具体实施方式(实施方式1)图1是本实施方式的高炉还原剂吹入装置的主要部分的说明图。
本实施方式的还原剂吹入装置为，在和高炉风口1连接的吹管3内，设置吹入作为气体还原剂的民用燃气的气体还原剂吹入管5和吹入作为固体还原剂的微粉碳的固体还原剂吹入管7，使两者交叉设置。
另外，民用燃气主要是液化天然气，并添加了增燃用液化丙烷气，使用的气体的发热量调整为11000±100kcal/m3。
气体还原剂吹入管5从吹管3的周向壁朝向吹管3的中心斜着插入，在吹管3的中心附近弯折成和吹管3的轴线平行的方向。而且，位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a配置在从风口炉内侧前端部1a向炉外侧后退25mm的位置。
设置固体还原剂吹入管7，和气体还原剂吹入管5同样地从吹管3的周向壁朝向吹管3的中心斜着插入。而且，位于固体还原剂吹入管7前端的固体还原剂吹入口7a比与气体还原剂吹入管5交叉的位置向炉内侧延伸一些，且配置在比位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a的炉外侧。
气体还原剂吹入管5的后端侧与供给民用燃气的民用燃气供给管连接，从未图示的民用燃气供给装置向民用燃气供给管提供规定压力、规定量的民用燃气。
而且，固体还原剂吹入管7的后端侧与气流输送由未图示的微粉碳制造装置制造的微粉碳的微粉碳气流输送管连接。
在上述构成的还原剂吹入装置中，由气体还原剂吹入管5吹入规定量的民用燃气，并且，由固体还原剂吹入管7吹入规定量的微粉碳。吹入的民用燃气和微粉碳作为还原剂代替焦炭发挥作用。
而且，在本实施方式中，由于位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a配置在风口炉内侧前端附近，具体的说在从风口前端部1a向炉外侧后退25mm的位置，因而从气体还原剂吹入管5吹入的民用燃气在吹管3和风口内不会燃烧，供给炉内且在炉内燃烧而成为还原性气体。
另外，在上述实施方式中，虽然示出了位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a的位置配置在从风口炉内侧前端1a向炉外侧后退25mm的例子，但本发明不限于此，位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a的位置只要是不会发生压损的位置即可，所述压损由从气体还原剂吹入管5吹入的民用燃气在吹管3或风口1内燃烧造成的气体体积增大所导致。具体地，优选配置在从风口炉内侧前端1a向炉外侧0～50mm的范围内。而且，更好是配置在从风口前端位置向炉外侧0～25mm的范围内。
另外，之所以将气体还原剂吹入管的炉外侧的极限位置设定为距风口炉内侧前端50mm处，是因为，通过将气体还原剂吹入管的民用燃气吹入位置从风口炉内侧前端逐渐地向炉外侧移动，试验测量压损变化率(压损变化率＝民用燃气吹入后压损/民用燃气吹入前压损)，其结果表明，在距风口炉内侧前端50mm的位置，压损变化率急剧上升。在后述的实施例中会详细说明具体情况。
在上述实施方式中，作为气体还原剂吹入手段，示出了从吹管3的周壁插入的气体还原剂吹入管5，但本发明不限于此，如图15所示，也可以在风口设置通气通道来吹入气体还原剂。
而且，在吹入多种固体还原剂时，也可以如图1 6所示，使固体还原剂吹入管为双层管或三层管以上的多层管，从一个位置吹入2种以上的固体还原剂a、b。这样，能够提高固体还原剂的吹入效率。
(实施方式2)在上述实施方式1中，关于固体还原剂吹入管7的配置，虽然固体还原剂吹入口7a比气体还原剂吹入口5a还位于炉外侧，但没有示出具体的范围。
在该实施方式2中，在下面讨论了固体还原剂吹入口7a的最佳配置位置，同时示出了其具体的范围。
由于固体还原剂的比热比气体还原剂高，升温速度慢。因此，固体还原剂吹入口配置在比气体还原剂吹入口更远离风口前端的炉外侧，这使固体还原剂在吹管内的预热时间变长，在高炉内的燃烧性提高。
另一方面，当预热时间短时，在高炉内的燃烧性降低，在还原剂比不下降的同时，会使未燃固体还原剂在焦炭填充层内发生堵塞，则会产生通气性变差的问题。
另一方面，当使固体还原剂吹入口的位置向炉外侧后退时，预热时间变长，当后退一定距离以上时，固体还原剂在吹管或风口内就会燃烧。当固体还原剂在吹管或风口内燃烧时，产生压损，向高炉内的送风量减少，会产生还原效率低等重要问题。
这样，虽然为了充分预热可以使固体还原剂吹入口的位置从风口炉内侧前端更多地后退到炉外侧，但另一方面，由于当过度后退时会产生压损问题，因此善于取得该平衡是很重要的。
但是，在过去，取得这种平衡非常难，为了避免固体还原剂在吹管或风口内燃烧产生压损这一更重要的问题，允许产生一些未燃的问题，固体还原剂吹入口配置在从风口前端向炉外侧50～150mm的范围内。
因此，在本实施方式2中，以实施方式1示出的气体还原剂吹入口配置在从风口前端向炉外侧0～50mm的新设计结构为前提，讨论固体还原剂吹入口的最佳位置范围。
其结果是，如果以气体还原剂吹入口配置在从风口前端向炉外侧0～50mm为前提，当固体还原剂吹入口的位置配置在距风口前端200mm范围内时，能保持固体还原剂在炉内的高燃烧性，同时也看不出来会产生由固体还原剂在吹管或风口内燃烧所造成的压损问题。
从而，本实施方式2的还原剂吹入装置是，图1所示气体还原剂吹入口5a配置在从风口前端向炉外侧0～50mm的范围内，并且固体还原剂吹入口7a配置在从风口前端向炉外侧200mm的范围内。
而且，更好的是，固体还原剂吹入口7a配置在从风口前端向炉外侧75～200mm的范围内。
上述范围为最佳范围的理由如下。
由于在风口前端附近吹入气体还原剂，通过气体还原剂的助燃作用，固体还原剂在炉内的未燃部分变少。也就是，固体还原剂吹入口7a的位置即使在从风口前端向炉外侧50mm程度处，由于在风口前端附近吹入的气体还原剂的助燃作用，也不会大量产生未燃部分，不会产生通气性(permeability)变差的问题。
而且，当固体还原剂吹入口7a的位置在从风口前端向炉外侧200mm处时，虽然固体还原剂充分预热，在炉内的燃烧性进一步提高，但恐怕有如上述的固体还原剂在吹管或风口内燃烧所造成的压损问题。
但是，由于在风口前端附近吹入气体还原剂，在气体还原剂吹入口5a附近，借助于在炉内风口附近的气体还原剂的燃烧和在风口前端附近的不产生压损程度的气体还原剂的燃烧，即使消耗热风中的氧而充分预热的固体还原剂通过风口前端附近，也不会在固体还原剂上引起产生压损的燃烧。
另外，关于固体还原剂吹入口7a配置在从风口前端向炉外侧200mm范围内时的具体效果，将在下面的实施例6中进行证实。
(实施方式3)而且，为了解决炉内最高温度位置移动所造成的高炉炉壁温度上升的问题，发明人使用模拟高炉的焦炭填充型试验燃烧炉，就吹入民用燃气时炉内最高温度位置移动程度进行了考察。
如图2所示，焦炭填充型试验燃烧炉(experimental combustionfurnace equipped with coke packed bed)10是炉内高度为1000mm，炉内进深为600mm的矩形炉，炉壁10a上有一条风口11。热风吹入用吹管13与风口11连接，在吹管13上设置有测量吹管内压力的入口侧压力计15。而且，在炉上部设置有焦炭装入口17和排气口19，在排气口上设置有测量排气压力的出口侧压力计21。
而且，吹管13上设置有气体还原剂吹入管和微粉碳吹入管。在焦炭填充型试验燃烧炉10中，可以适当地改变气体还原剂吹入管和固体还原剂吹入管各自的设置位置以及风口的位置。
在上述结构的焦炭填充型试验燃烧炉10中，和高炉同样地从风口吹入热风，同时吹入微粉碳和作为气体还原剂的民用燃气，使炉内的焦炭燃烧。
首先，只吹入微粉碳，测量此时炉内气体温度。其结果示于图10中。在图10中，横轴是从风口前端向炉内侧的距离，纵轴表示气体组成和气体温度。
如图10所示可知，当不吹入民用燃气时，炉内最高温度位置是距风口前端约500mm处的位置。
接着，对吹入民用燃气的情况进行同样的试验。其结果示于图11中。另外，民用燃气的燃烧性高，吹入后直接燃烧。因此，当民用燃气吹入位置在吹管内时，通过民用燃气燃烧所造成的气体体积增加，会产生压损。因此，民用燃气吹入位置形成在风口前端附近。另外， 此处所谓的压损是指用入口侧压力计15测量的入口侧压力和用出口侧压力计21测量的出口侧压力之差。另外，在实验中使用的民用燃气的组成为甲烷气88.5体积％、乙烷气4.6体积％、丙烷气5.4体积％、丁烷气1.5体积％，卡路里为11800kcal/kg。
如图11所示可知，当吹入民用燃气时，炉内最高温度位置为距风口前端约400mm处的位置。
比较图10和图11可知，通过吹入民用燃气，炉内最高温度位置向炉外侧移动约100mm。由于民用燃气吹入位置决定了炉内最高温度位置，在吹入民用燃气的情形，为了使炉内最高温度位置退回到和不吹入民用燃气时同样的位置，使民用燃气的吹入位置向炉内侧移动100mm即可。
但是，当仅使民用燃气吹入管越过风口前端向炉内延伸时，管会直接熔损掉。
为了防止该情况，发明人使风口向炉内侧的突出长度增长，如果将管设置在其中，则能防止管的熔损并可向炉内侧移动管的前端。
如上，在吹入民用燃气的情况下，为了解决炉内最高温度位置向炉内侧移动所造成的高炉炉壁温度上升的问题，使民用燃气的吹入位置向炉内侧移动100mm即可，即移动吹入民用燃气所造成的上述移动量。
发明人进一步考察注意到，从防止高炉炉壁温度上升的观点出发，希望使炉内最高温度位置比只吹入微粉碳的情况还要向炉内侧移动。
不过，为了使炉内最高温度位置进而向炉内侧移动，必须使民用燃气的吹入位置向炉内侧移动，在这种情况下，将会使风口进一步突出于炉内侧。当风口进一步向炉内侧突出时，认为焦炭和炉渣等炉内物的影响会造成风口的损耗。因此，不能使风口任意地向炉内侧突出。
在此，为了从风口缺损状况怎样变化的观点出发，调查使风口向炉内侧突出时的影响，发明人进行了以下作业实验。
1)试验方法(1)准备表1所示条数的下述表1示出的不同炉内突出长度的风口，并设置在高炉上。另外，如图12所示，所谓炉内突出长度L是指，将风口30设置在高炉上的状态下，从高炉炉内壁面31到风口炉内侧前端30a的距离。
表1
(2)在设置3个月后取下风口，如图13所示，测量风口前端的风口上部缺损长度La和风口下部缺损长度Lb。
2)试验结果图14是表示风口突出长度L和风口缺损长度La、Lb的关系的曲线图，横轴表示炉内突出长度L，纵轴表示风口前端缺损长度。
如图14所示可知，当增长炉内突出长度L时，风口下部缺损长度Lb几乎没有变化，与此相对，风口上部缺损长度La在炉内突出长度L超过600mm时急剧增加。
当风口在炉内突出长度L超过600mm时，风口上部缺损长度La急剧增加的理由考虑如下。
认为风口前端的缺损由两种原因造成的，一种是回旋区部的焦炭回旋造成的磨损，一种是由炉内滴下铁水造成的熔损。当向炉内的突出长度L较短时，由于焦炭的回旋造成的磨损占大部分，风口上下部的缺损长度没有大的变化。但是，认为当突出长度L超过600mm时，风口上部受到滴下铁水的影响，由熔损造成的缺损长度急剧增加。
如图12、图13所示，在风口的内部设置有冷却管33，管内流动着冷却水。因此，当缺损到达冷却管33时，冷却管33损坏，水将会浸入炉内，因此，该风口30已经不能使用了。因而，可以认为直到缺损到达冷却管33的时间为风口寿命。
当这样考虑时，风口突出长度L超过600mm会使风口寿命明显变短，同时，作业中发生冷却管33损坏而水浸入到炉内的故障的危险性变高。
因而，从风口寿命和防止由冷却管损坏造成的炉内故障的观点出发，可以说应将风口突出长度L设定为600mm以下。
而且，和单独吹入微粉碳相比，为了使炉内最高温度位置进一步向炉内侧移动，并进一步降低炉壁的热损失，将实现低还原剂比作业，也可以在从高炉内壁面2向炉内侧600mm以下的范围内进一步增长风口的突出长度L。如果风口突出长度L在600mm以下范围内，如前所述，风口寿命不会变得极短，因此能够供于实用。
根据下述理由，更好是设为350～400mm。
在下述实施方式中，示出了使用从高炉内壁面2向炉内侧的突出长度L设为400mm的风口的例子。由于气体还原剂吹入管5用于配置在炉内侧，风口中从高炉内壁面2向炉内侧的突出长度L不一定是400mm，只要增加吹入民用燃气所造成的炉内最高温度位置的移动量的突出长度就可以了。按照发明人的考察，由于吹入民用燃气造成的炉内最高温度位置的移动量是50～100mm，因此风口突出长度比通常要长50～100mm，在350～400mm范围内就可以了。
图8是本发明实施方式的高炉还原剂吹入装置的主要部分的说明图。
本实施方式的气体还原剂吹入装置是从高炉风口吹入微粉碳和气体还原剂的还原剂吹入装置，具有从高炉内壁面2向炉内侧的突出长度L设定为400mm的风口1，在与风口1连接的吹管3内，吹入作为气体还原剂的民用燃气的气体还原剂吹入管5、和吹入作为固体还原剂的微粉碳的固体还原剂吹入管7两者交叉设置。
风口的从高炉内壁面2向炉内侧的突出长度L设定为400mm，这是因为，通常风口的从高炉内壁面2向炉内侧的突出长度L为约300mm，因此，通过使风口1向炉内侧的突出长度加长仅100mm，即加长吹入民用燃气造成的最高温度位置的移动量，民用燃气吹入位置能够向炉内侧移动100mm。
气体还原剂吹入管5从吹管3的周向壁斜着朝向吹管3的中心插入，并在吹管3的中心附近弯折成和吹管3的轴线平行的方向。而且，气体还原剂吹入管5的前端部5a配置在和风口炉内侧前端部1a相同的位置。
和气体还原剂吹入管5同样地，从吹管的周向壁斜着朝向吹管3的中心插入设置固体还原剂吹入管7。而且，位于固体还原剂吹入管7前端的固体还原剂吹入口7a比和气体还原剂吹入管5交叉的位置还向炉内侧延伸一些，且配置在位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a的炉外侧。
气体还原剂吹入管5的后端侧与供给民用燃气的民用燃气供给管连接，从未图示的民用燃气供给装置向民用燃气供给管提供规定压力、规定量的民用燃气。
而且固体还原剂吹入管7的后端侧与气流输送由未图示的微粉碳制造装置制造的微粉碳的微粉碳气流输送管连接。
在上述构成的还原剂吹入装置中，由气体还原剂吹入管5吹入规定量的民用燃气，并且，由固体还原剂吹入管7吹入规定量的微粉碳。吹入的民用燃气和微粉碳作为还原剂能代替焦炭起作用。
而且，在本实施方式3中，由于配备了从高炉内壁面2向炉内侧的突出长度L设定为400mm的风口1，且位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a配置在风口炉内侧前端附近，因此，位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a会配置在比通常情况还位于炉内侧约100mm处，能使炉内最高温度位置形成在和通常只吹入微粉碳时同样的位置。
这样，在本实施方式3中，使用从高炉内壁面2向炉内侧的突出长度L设定成比通常情况还长100mm的400mm的风口1，同时，位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a配置在风口炉内侧前端附近，由此，位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a能配置在比通常情况还位于炉内侧约100mm处，能避免由吹入民用燃气所造成的炉内最高温度位置的移动。
在上述第3实施方式中，虽然示出了位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a的位置配置在和风口炉内侧前端1a同一位置的例子，但由于本质上是使位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a的位置向炉内侧延伸吹入民用燃气所造成的炉内最高温度位置的移动量，因此，当风口的炉内侧延伸长度比上述移动量还长时，不一定需要与风口炉内侧前端1a一致。
可是，必须设定在不会产生压损的位置，所述压损是由从气体还原剂吹入管5吹入的民用燃气在吹管3或风口1内燃烧所造成的气体体积增大所引起的，这意味着，较好是配置在从风口炉内侧前端1a向炉外侧0～50mm范围内，更好是配置在0～25mm范围内。
而且，在上述实施方式1、2和3中，由于位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a都配置在风口炉内侧前端附近，因此，供给的民用燃气不会在风口内或吹管内燃烧，从而没有在风口内和吹管内燃烧时产生的气体体积增大所引起的压损问题。而且，由于民用燃气在炉内燃烧，也不会将过大的热负荷施加在冷却风口1和吹管3周围的冷却装置上，并且，也减少了热损。
而且，在上述实施方式1、2和3中，由于固体还原剂吹入管7都和气体还原剂吹入管5交叉配置，因此，从固体还原剂吹入管7喷出的微粉碳不会直接吹在气体还原剂吹入管5上，能防止气体还原剂吹入管5的损耗。
而且，在上述实施方式1、2和3中，气体还原剂吹入管5的前端部附近都弯折或弯曲，以成为与吹管3的轴线平行的方向，并且使民用燃气吹出位置处于风口中心位置，因此，民用燃气能不偏斜地吹入炉内，可以稳定地进行作业。为了稳定地进行作业，当风口为圆形时，民用燃气吹入位置最好是在从风口中心轴开始的半径为风口直径的六分之一以内的圆形内。
如果偏斜吹入民用燃气，则炉内的还原反应发生偏斜，导致装入物下降异常等的作业状态恶化，其结果是还原效率变差。
另外，由于是气体流过气体还原剂吹入管5内，即使弯折或弯曲气体还原剂吹入管，也不用担心管的堵塞和损耗。
另外，在上述实施方式1、2和3中，作为气体还原剂的例子，虽然例举了民用燃气，但其它也可以使用液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)、焦炭气(COG)等。
另外，在上述实施方式1、2和3中，作为固体还原剂的例子，虽然例举了微粉碳，但也可以使用其它微粒化的合成树脂、木屑等。
而且，在上述实施方式1、2和3中，虽然示出了吹入气体还原剂和固体还原剂两者的例子，但即使在只吹入气体还原剂的情况，也是同样的。
实施例1为了确认本发明的效果，使用模拟高炉的焦炭填充型试验燃烧炉来验证民用燃气吹入和压损的关系。
焦炭填充型试验燃烧炉10使用图2所示的焦炭填充型试验燃烧炉。
在上述构成的焦炭填充型试验燃烧炉10中，和高炉同样地从风口11吹入热风，同时吹入作为固体还原剂的微粉碳和作为气体还原剂的民用燃气，使炉内的焦炭燃烧。
在本实施例中实施两种情况，一种是在从风口炉内侧前端开始的200mm位置处吹入微粉碳和民用燃气(比较例)，另一种是在风口炉内侧前端位置吹入民用燃气，从其后方在从风口炉内侧前端开始的200mm位置处吹入微粉碳(本发明例)。另外，在本实施例中使用的民用燃气的组成为甲烷气88.5体积％、乙烷气4.6体积％、丙烷气5.4体积％、丁烷气1.5体积％，卡路里为11800kcal/kg。而且，关于本实施例中使用的微粉碳，通过74μm筛眼间隔的筛的微粒为80％，品种是blackwater炭。
图3、图4将上述两种情况的焦炭填充型试验燃烧炉10的试验结果制成曲线图，图3、图4的纵轴均表示压损(kPa)，横轴均表示时间(min)。图3是比较例，图4是本发明的实施例。另外，在此处，所谓压损是指用入口侧压力计15测量的入口侧压力和用出口侧压力计21测量的出口侧压力之差。
如图3所示，在比较例中，在开始吹入民用燃气的时间点(从实验开始起约40分钟的时间点)压损从约4kPa上升到约6kPa。这认为是由于吹入民用燃气，民用燃气在风口内燃烧，因气体体积增大而流道阻力增加，压损上升。
另一方面，在本发明实施例中，开始吹入民用燃气后压损也没有大的变化。
这样，本发明的实施例验证了即使吹入作为气体还原剂的民用燃气，也没有发生压损。
其次，为了调查民用燃气吹入位置和压损的关系，使民用燃气吹入位置从风口炉内侧前端缓缓地移动到炉外侧，求出压损变化率。如前所述，所谓压损变化率是用民用燃气吹入前压损去除民用燃气吹入后压损得到的值。
图5是表示压损变化率和民用燃气吹入位置的关系的曲线图，纵轴表示压损变化，横轴表示从风口炉内侧前端开始的距离。
由图5可知，从风口炉内侧前端开始到50mm处，压损变化率为1.0，大致持平，从超过50mm处开始，压损变化率急剧上升。
因此，认为能不产生压损地吹入民用燃气的位置是从风口炉内侧前端开始到炉外侧50mm的范围内。
另外，考虑到要可靠地防止压损发生，更希望民用燃气吹入位置为从风口炉内侧前端开始到炉外侧25mm的范围内。
根据上述试验炉的验证结果可知，当采用本发明例的方式吹入气体还原剂时，不会发生压损问题。在此，就该点对高炉实际作业的影响进行了验证。验证结果示于表2中。
表2
在表2中，只吹入微粉碳不吹入民用燃气的情况(以下称为“基本作业”)记载在左栏中；在距风口炉内侧前端200mm的位置吹入微粉碳(PC(Pulverized Coal)100kg/T)和民用燃气(50kg/T)的情况(以下称为“比较例”)记载在中间栏中；用图1所示的本发明例的吹入管和比较例相同地吹入微粉碳(PC(Pulverized Coal)100kg/T)和民用燃气(50kg/T)的情况(在风口炉内侧前端位置吹入民用燃气，从其后方在距风口炉内侧前端200mm位置处吹入微粉碳的情况，以下称为“本发明例”)记载在右栏中。
见表2的送风量栏，基本作业中为8005(Nm3/min)、比较例中为7930(Nm3/min)、本发明例中变为7770(Nm3/min)。这表示，由于使用了本发明例的民用燃气吹入结构，在吹入民用燃气时也可以和基本作业同样的送风。这是因为即使吹入民用燃气也没有产生压损。
见还原剂比(RAR(Reducing Agent rate))栏可知，在基本作业中还原剂比是500(kg/T)，在本发明例中降低到490(kg/T)，还原效率提高了。这表示能有效地利用还原效率高的民用燃气作为还原剂。另一方面，在比较例中，虽然吹入了和本发明例同样量的民用燃气，但还原剂比为520(kg/T)，还原剂比变得比基本作业时还要高。这表示，虽然吹入了还原效率良好的民用燃气，但由于压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地作为还原剂利用。
而且，见焦炭比(CR)栏，在基本作业中焦炭比为400(kg/T)，本发明例中变为340(kg/T)，可知焦炭比下降了60(kg/T)。由于吹入了50(kg/T)民用燃气，焦炭比下降了60(kg/T)，这表示，吹入的民用燃气和焦炭有效地进行了置换(焦炭置换率60/50＝1.20)。另一方面，在比较例中，虽然吹入了和本发明例同样量的民用燃气，但焦炭比为370(kg/T)，不过是比基本作业时降低了30(kg/T)。这表示，虽然吹入了还原效率良好的民用燃气，但由于压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地和焦炭置换(焦炭置换率30/50＝0.60)。其结果是，在焦炭置换率中示出了数值，在比较例中为0.60，与此对应，本发明中增大到1.20，焦炭的削减效果较大。另外，用民用燃气比去除焦炭比的削减量求得焦炭的置换率。
而且，见表2的出生铁量栏，在基本作业中出生铁量为11500(T/D)，本发明例中增加到11700(T/D)，吹入还原效率良好的民用燃气的效果反映在出生铁量方面。另一方面，在比较例中，出生铁量为11000(T/D)，比基本作业时还少。这是因为，虽然吹入了还原效率良好的民用燃气，但由于吹入方式不合适，由压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地作为还原剂利用。
这样，即使吹入如民用燃气这样还原效率高的气体还原剂，如果其吹入方式不合适，也不能进行有效的高炉作业。
在这方面，按照本发明，实现了有效的高炉作业，其效果非常大。
(实施例2) (气体还原剂LNG)用液化天然(LNG)气代替实施例1的民用燃气，就用试验炉的验证和对高炉实际作业的影响进行了验证。另外，除用LNG气代替民用燃气以外，试验条件实行和实施例1相同的方法。另外，本实施例中使用的LNG气的组成为甲烷气88.8体积％、乙烷气5.6体积％、丙烷气3.7体积％、丁烷气1.8体积％，卡路里为11800kcal/kg。而且，关于本实施例中使用的微粉碳，通过74μm筛眼间隔的筛的微粒为80％，品种是blackwater炭。
其结果是，在本发明范围内，吹入气体还原剂不会产生压损问题。而且，就对高炉实际作业的影响进行了验证，其效果示于表3中。
表3
在表3中，不吹入LNG气的情况(以下称为“基本作业”)记载在左栏中；在距风口炉内侧前端200mm的位置吹入微粉碳和LNG气(50kg/T)的情况(以下称为“比较例”)记载在中间栏中；用图1所示本发明例的吹入管和比较例相同地吹入LNG气(50kg/T)的情况(在风口炉内侧前端位置吹入LNG气，从其后方在距风口炉内侧前端200mm位置处吹入微粉碳的情况，以下称为“本发明例”)记载在右栏中。
见表3的送风量栏，基本作业中为8005(Nm3/min)、比较例中为7930(Nm3/min)、本发明例中变为7770(Nm3/min)。这表示，由于使用了本发明例的LNG气吹入结构，在吹入LNG气时也可以和基本作业同样的送风。这是因为即使吹入LNG气也没有产生压损。
见还原剂比栏可知，在基本作业中还原剂比是500(kg/T)，在本发明例中降低到495(kg/T)，还原效率提高了。这表示能有效地利用还原效率高的LNG气作为还原剂。另一方面，在比较例中，虽然吹入了和本发明例同样量的LNG气，但还原剂比为522(kg/T)，还原剂比变得比基本作业时还要高。这表示，虽然吹入了还原效率良好的LNG气，但由于压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地作为还原剂利用。
而且，见焦炭比栏，在基本作业中焦炭比为400(kg/T)，本发明例中变为345(kg/T)，可知焦炭比下降了55(kg/T)。由于按50(kg/T)吹入LNG气，焦炭比下降了55(kg/T)，这表示，吹入的LNG气和焦炭有效地进行了置换(焦炭置换率55/50＝1.10)。另一方面，在比较例中，虽然吹入了和本发明例同样量的LNG气，但焦炭比为372(kg/T)，不过是比基本作业时降低了28(kg/T)。这表示，虽然吹入了还原效率良好的LNG气，但由于压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地和焦炭置换(焦炭置换率28/50＝0.56)。和实施例1同样，其结果是，焦炭置换率在比较例中为0.58，与此相对，本发明中增大到1.10。
而且，见表3的出生铁量栏，在基本作业中出生铁量为11500(T/D)，本发明例中增加到11600(T/D)，吹入还原效率良好的LNG气的效果反映在出生铁量方面。另一方面，在比较例中，出生铁量为11200(T/D)，比基本作业时还少。这是因为，虽然吹入了还原效率良好的LNG气，但由于吹入方式不合适，由压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地作为还原剂利用。
这样，即使吹入如LNG气这样还原效率高的气体还原剂，如果其吹入方式不合适，也不能进行有效的高炉作业。
在这方面，按照本发明，实现了有效的高炉作业，其效果非常大。
(实施例3)(气体还原剂LPG)用丙烷气(LPG)代替实施例1的民用燃气，就用试验炉的验证和对高炉实装作业的影响进行了验证。另外，除用LPG气代替民用燃气以外，试验条件实行和实施例1相同的方法。另外，本实施例中使用的LPG气的组成为丙烷气95体积％、丁烷气5体积％，卡路里为11100kcal/kg。而且，关于本实施例中使用的微粉碳，通过74μm筛眼间隔的筛的微粒为80％，品种是blackwater炭。
其结果是，在本发明范围内，吹入气体还原剂不会产生压损问题。而且，就对高炉实际作业的影响进行了验证，其效果示于表4中。
表4
在表4中，不吹入LPG气的情况(以下称为“基本作业”)记载在左栏中；在距风口炉内侧前端200mm的位置吹入微粉碳和LPG气(50kg/T)的情况(以下称为“比较例”)记载在中间栏中；用图1所示本发明例的吹入管和比较例相同地吹入LPG气(50kg/T)的情况(在风口炉内侧前端位置吹入LPG气，从其后方在距风口炉内侧前端200mm位置处吹入微粉碳的情况，以下称为“本发明例”)记载在右栏中。
见表4的送风量栏，基本作业中为8005(Nm3/min)、比较例中为7900(Nm3/min)、本发明例中变为7890(Nm3/min)。这表示，由于使用了本发明例的LPG气吹入结构，在吹入LPG气时也可以和基本作业同样的送风。这是因为即使吹入LPG气也没有产生压损。
见还原剂比栏可知，在基本作业中还原剂比是500(kg/T)，在本发明例中降低到488(kg/T)，还原效率提高了。这表示能有效地利用还原效率高的LPG气作为还原剂。另一方面，在比较例中，虽然吹入了和本发明例同样量的LPG气，但还原剂比为517(kg/T)，还原剂比变得比基本作业时还要高。这表示，虽然吹入了还原效率良好的LPG气，但由于压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地作为还原剂利用。
而且，见焦炭比栏，在基本作业中焦炭比为400(kg/T)，本发明例中变为338(kg/T)，可知焦炭比下降了62(kg/T)。由于按50(kg/T)吹入LPG气，焦炭比下降了62(kg/T)，这表示，吹入的LPG气和焦炭有效地进行了置换(焦炭置换率62/50＝1.24)。另一方面，在比较例中，虽然吹入了和本发明例同样量的LPG气，但焦炭比为367(kg/T)，不过是比基本作业时降低了33(kg/T)。这表示，虽然吹入了还原效率良好的LPG气，但由于压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地和焦炭置换(焦炭置换率33/50＝0.66)。
而且，见表4的出生铁量栏，在基本作业中出生铁量为11500(T/D)，本发明例中增加到11900(T/D)，吹入还原效率良好的LPG气的效果反映在出生铁量方面。另一方面，在比较例中，出生铁量为11400(T/D)，比基本作业时减少。这是因为，虽然吹入了还原效率良好的LPG气，但由于吹入方式不合适，由压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地作为还原剂利用。
这样，即使吹入如LPG气这样还原效率高的气体还原剂，如果其吹入方式不合适，也不能进行有效的高炉作业。
在这方面，按照本发明，实现了有效的高炉作业，其效果非常大。
(实施例4)(气体还原剂COG)用焦炭气(COG)代替实施例1的民用燃气，就用试验炉的验证和对高炉实装作业的影响进行了验证。另外，除用COG气代替民用燃气以外，试验条件实行和实施例1相同的方法。另外，本实施例中使用的COG气的组成为氢58.5体积％、CO气6.4体积％、CO2气2.0体积％、甲烷气27.4体积％、乙烷气2.6体积％、N2气2体积％，另外，卡路里为4580kcal/Nm3。而且，关于本实施例中使用的微粉碳，通过74μm筛眼间隔的筛的微粒为80％，品种是blackwater炭。
其结果是，在本发明范围内，吹入气体还原剂不会产生压损问题。而且，就对高炉实际作业的影响进行了验证，其效果示于表5中。
表5
在表5中，不吹入COG气的情况(以下称为“基本作业”)记载在左栏中；在距风口炉内侧前端200mm的位置吹入微粉碳和COG气(50kg/T)的情况(以下称为“比较例”)记载在中间栏中；用图1所示本发明例的吹入管和比较例相同地吹入COG气(50kg/T)的情况(在风口炉内侧前端位置吹入COG气，从其后方在距风口炉内侧前端200mm位置处吹入微粉碳的情况，以下称为“本发明例”)记载在右栏中。
见表5的送风量栏，基本作业中为8005(Nm3/min)、比较例中为7780(Nm3/min)、本发明例中变为7760(Nm3/min)。这表示，由于使用了本发明例的COG气吹入结构，在吹入COG气时也可以和基本作业同样的送风。这是因为即使吹入COG气也没有产生压损。
见还原剂比栏可知，在基本作业中还原剂比是500(kg/T)，在本发明例中为500(kg/T)没有变化，但在比较例中，吹入了同样量的LPG气，但还原剂比上升到529(kg/T)。
而且，见焦炭比栏，在基本作业中焦炭比为400(kg/T)，本发明例中降低到350(kg/T)，可知能够减少高价焦炭50(kg/T)(焦炭置换率50/50＝1.00)。另一方面，在比较例中，虽然吹入了和本发明例同样量的COG气，但焦炭比为379(kg/T)，不过是比基本作业时降低了21(kg/T)。这表示，虽然吹入了还原效率良好的COG气，但由于压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地和焦炭置换(焦炭置换率21/50＝0.42)。
而且，见表5的出生铁量栏，在基本作业中出生铁量为11300(T/D)，本发明例中增加到11900(T/D)，吹入还原效率良好的COG气的效果反映在出生铁量方面。另一方面，在比较例中，出生铁量为11300(T/D)，比基本作业时还少。这是因为，虽然吹入了还原效率良好的COG气，但由于吹入方式不合适，由压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地作为还原剂利用。
这样，即使吹入如COG气这样还原效率高的气体还原剂，如果其吹入方式不合适，也不能进行有效的高炉作业。
在这方面，按照本发明，实现了有效的高炉作业，其效果非常大。
(实施例5) (固体还原剂合成树脂)用合成树脂(灰分3.0质量％(db)，C85.0质量％(daf)，H15质量％(daf))代替实施例1的微粉碳，就用试验炉的验证和对高炉实装作业的影响进行了验证。另外，除用合在树脂代替微粉碳以外，试验条件实行和实施例1相同的方法。另外，本实施例中使用的合成树脂的平均粒径为6.5mm，树脂种类是聚乙烯。
其结果是，在本发明范围内，吹入气体还原剂不会产生压损问题。而且，就对高炉实际作业的影响进行了验证，其效果示于表6中。
表6
在表6中，不吹入民用燃气的情况(以下称为“基本作业”)记载在左栏中；在距风口炉内侧前端200mm的位置吹入合成树脂和民用燃气(50kg/T)的情况(以下称为“比较例”)记载在中间栏中；用图1所示本发明例的吹入管和比较例相同地按50(kg/T)吹入民用燃气的情况(在风口炉内侧前端位置吹入民用燃气，从其后方在距风口炉内侧前端200mm位置处吹入合成树脂的情况，以下称为“本发明例”)记载在右栏中。
见表6的送风量栏，基本作业中为7870(Nm3/min)、比较例中为7950(Nm3/min)、本发明例中变为7800(Nm3/min)。这表示，由于使用了本发明例的民用燃气吹入结构，在吹入民用燃气时也可以和基本作业同样的送风。这是因为即使吹入民用燃气也没有产生压损。
见还原剂比栏可知，在基本作业中还原剂比是503(kg/T)，在本发明例中降低到493(kg/T)，还原效率提高了。这表示能有效地利用还原效率高的民用燃气作为还原剂。另一方面，在比较例中，虽然吹入了和本发明例同样量的民用燃气，但还原剂比为520(kg/T)，还原剂比变得比基本作业时还要高。这表示，虽然吹入了还原效率良好的民用燃气，但由于压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地作为还原剂利用。
而且，见焦炭比栏，在基本作业中焦炭比为403(kg/T)，本发明例中变为343(kg/T)，可知焦炭比下降了60(kg/T)。由于吹入了50(kg/T)民用燃气，焦炭比下降了60(kg/T)，这表示，吹入的民用燃气和焦炭有效地进行了置换(焦炭置换率60/50＝1.20)。另一方面，在比较例中，虽然吹入了和本发明例同样量的民用燃气，但焦炭比为370(kg/T)，不过是比基本作业时降低了33(kg/T)。这表示，虽然吹入了还原效率良好的民用燃气，但由于压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地和焦炭置换(焦炭置换率33/50＝0.66)。
而且，见表6的出生铁量栏，在基本作业中出生铁量为11500(T/D)，本发明例中增加到11700(T/D)，吹入还原效率良好的民用燃气的效果反映在出生铁量方面。另一方面，在比较例中，出生铁量为11400(T/D)，比基本作业时还少。这是因为，虽然吹入了还原效率良好的民用燃气，但由于吹入方式不合适，由压损上升助长了送风量降低和作业不稳定化，不能有效地作为还原剂利用。
这样，即使吹入如民用燃气这样还原效率高的气体还原剂，如果其吹入方式不合适，也不能进行有效的高炉作业。
在这方面，按照本发明，实现了有效的高炉作业，其效果非常大。
实施例6为了证实实施方式2的效果，使用图2所示的焦炭填充型试验燃烧炉进行实验，对吹入和不吹入民用燃气的情形，调查微粉碳吹入位置的影响。另外，民用燃气吹入位置恒定设为距风口炉内前端25mm处。
图6中示出了当使微粉碳吹入位置距风口前端按50mm变化时微粉碳吹入位置和排气中的灰尘捕集量的关系的曲线图。在图6中，纵轴表示灰尘捕集量，横轴表示微粉碳吹入位置。
如图6曲线图所示，在吹入和不吹入民用燃气时，微粉碳吹入位置越从风口前端向炉外侧后退，排气中的灰尘捕集量越减少。这说明，从风口前端开始的距离越长，在吹管内的微粉碳的预热越充分，微粉碳在炉内的燃烧性越高。
而且，在吹入民用燃气的情形下，从排气中的灰尘捕集量减少来看，认为通过民用燃气在炉内的燃烧热所引起的助燃效果，微粉碳的燃烧性提高了。
从图6的曲线图可知，当在风口前端附近吹入民用燃气时，即使微粉碳吹入位置在距风口前端50mm处，排气中的灰尘捕集量和不吹入民用燃气时的大致最低值是同等程度的。由此证实，即使实施方式2所述的微粉碳吹入位置在距风口前端50mm处，也不会发生通气性问题。
图7示出了当使微粉碳吹入位置距风口前端按50mm变化时微粉碳吹入位置和压损的关系的曲线图。在图7中，纵轴表示压损，横轴表示微粉碳吹入位置。
如图7所示，在不吹入民用燃气时，当距风口前端的距离超过150mm时，压损急剧上升，与此对应，在吹入民用燃气时，直到距风口前端的距离超过200mm时，才确认压损上升。
在吹入民用燃气时，由于在炉内的风口前端附近引起民用燃气的燃烧，从吹管送出的热风中的氧在风口前端附近消耗，难于引起在该位置的微粉碳的燃烧，认为使压损上升的微粉碳吹入位置为从风口前端向炉外侧偏移约50mm处。
这样，从图7的曲线图可知，当在风口前端附近吹入民用燃气时，即使微粉碳吹入位置在距风口前端200mm处，压损和不吹入民用燃气时的大致最低值是同等程度的。由此证实，即使实施方式2所述的微粉碳吹入位置在距风口前端200mm处，也不会发生压损问题。
如上所述，证实了当将气体还原剂吹入位置设定为距风口前端0～50mm范围内时，希望固体还原剂吹入位置设定在比气体还原剂吹入位置还位于炉外侧的距风口前端200mm的范围内。
而且，按照图6、图7，为了使灰尘捕集量更少且压损更小，更为希望固体还原剂的吹入位置设定在距风口前端75～200mm范围内。
实施例7为了确认本发明的效果，使用上述图2所示的模拟高炉的焦炭填充型试验燃烧炉，测定图8所示实施方式的炉内最高温度位置。其结果示于图9中。
如图9所示，炉内最高温度位置为距风口前端约500mm处，和上述图10所示的不吹入民用燃气的情形相同。
由此证实，使用从高炉内壁面2向炉内侧的突出长度L设定为400mm的风口1，同时，位于气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a配置在风口炉内侧前端附近，由此，能避免吹入民用燃气造成的炉内最高温度位置的移动。
工业实用性在本发明中，通过将气体还原剂吹入位置形成在高炉风口炉内侧前端部附近，能够使气体还原剂不在风口和吹管内燃烧而在炉内燃烧，能防止吹管内的压损发生。其结果是，能有效地利用气体还原剂而不使还原效率降低，能提高焦炭置换率。而且，能减轻冷却风口和吹管等的冷却设备的热负荷，并防止热损。
而且，在本发明中，具有从高炉内壁面向炉内侧的突出长度设定为350～600mm的风口和设置在该风口炉内侧前端部附近的气体还原剂吹入口，由此，即使在从风口吹入民用燃气等气体还原剂时，也能防止炉内最高温度位置向炉壁侧移动，并能使炉内最高温度位置更向炉内侧移动，能抑制高炉炉壁温度上升而不极度缩短风口寿命。其结果是，能利用民用燃气吹入进行低还原剂比作业。
权利要求
1.一种高炉还原剂吹入装置，是从高炉风口吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其中，气体还原剂的吹入口设置在所述高炉风口的炉内侧前端部附近。
2.一种高炉还原剂吹入装置，是从高炉风口吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其中，具有用于吹入气体还原剂的气体还原剂吹入管，该气体还原剂吹入管的吹入口配置在所述高炉风口的炉内侧端部附近。
3.权利要求
1或2所述的高炉还原剂吹入装置，其中，气体还原剂吹入位置配置在从所述高炉风口的炉内侧前端部向炉外侧0～50mm的范围内。
4.权利要求
1～3中任一项所述的高炉还原剂吹入装置，其中，具有固体还原剂吹入管，该固体还原剂吹入管的吹入口配置在相对于气体还原剂吹入管的吹入口的送风方向上游侧。
5.权利要求
4所述的高炉还原剂吹入装置，其中，在送风通路内，固体还原剂吹入管和气体还原剂吹入管交叉配置。
6.权利要求
4或5所述的高炉还原剂吹入装置，其中，固体还原剂吹入管的吹入口配置在从高炉风口的炉内侧前端部向炉外侧的200mm的范围内。
7.权利要求
1～6中任一项所述的高炉还原剂吹入装置，其中，气体还原剂吹入管具有弯折部或弯曲部。
8.权利要求
1～7中任一项所述的高炉还原剂吹入装置，其中，风口设定成从高炉内壁面向炉内侧突出长度为350mm～600mm。
9.权利要求
1～7中任一项所述的高炉还原剂吹入装置，其中，风口设定成从高炉内壁面向炉内侧突出长度为350mm～400mm。
10.权利要求
8或9中所述的高炉还原剂吹入装置，其中，气体还原剂吹入管的吹入口配置在从风口前端向炉外侧0～25mm的范围内。
11.一种高炉作业方法，其中，使用权利要求
1～10中任一项所述的高炉还原剂吹入装置，且从该高炉还原剂吹入装置至少吹入气体还原剂。
12.一种高炉还原剂吹入装置，是从高炉风口至少吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，具有设定成从高炉内壁面向炉内侧突出长度为350mm～600mm的风口、和设置在该风口的炉内侧前端部附近的气体还原剂吹入口。
13.一种高炉还原剂吹入装置，是从高炉风口至少吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，具有设定成从高炉内壁面向炉内侧突出长度为350mm～400mm的风口、和设置在该风口的炉内侧前端部附近的气体还原剂吹入口。
14.一种高炉还原剂吹入装置，是从高炉风口至少吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，具有设定成从高炉内壁面向炉内侧突出长度为350mm～600mm的风口、和吹入气体还原剂的气体还原剂吹入管，该气体还原剂吹入管的吹入口配置在所述风口的炉内侧端部附近。
15.一种高炉还原剂吹入装置，是从高炉风口至少吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，其特征在于，具有设定成从高炉内壁面向炉内侧突出长度为350mm～400mm的风口、和吹入气体还原剂的气体还原剂吹入管，该气体还原剂吹入管的吹入口配置在所述风口的炉内侧端部附近。
16.权利要求
14或15所述的高炉还原剂吹入装置，其特征在于，气体还原剂吹入管的吹入口配置在从风口前端向炉外侧的0～25mm的范围内。
17.一种高炉作业方法，使用权利要求
12～16中任一项所述的高炉还原剂吹入装置，且从该高炉还原剂吹入装置至少吹入气体还原剂。
专利摘要
提供了即使从风口吹入作为气体还原剂的天然气等时，也能不产生压损并降低焦炭比，并且能抑制高炉炉壁温度上升的高炉还原剂吹入装置及使用该装置的高炉作业方法。具体地，是从高炉风口1吹入气体还原剂的还原剂吹入装置，具有吹入气体还原剂的气体还原剂吹入管5，位于该气体还原剂吹入管5前端的气体还原剂吹入口5a设置在高炉风口1的炉内侧端部1a附近。并且，具有固体还原剂吹入管7，位于该固体还原剂吹入管7前端的固体还原剂吹入口7a配置在气体还原剂吹入管5的气体喷出口的送风方向上游侧。而且，具有从高炉内壁面2向炉内侧突出长度设定为350～600mm的风口。
文档编号C21B5/00GK1993483SQ200580026111
公开日2007年7月4日 申请日期2005年9月27日
发明者筑地秀明, 山口富, 佐藤道贵, 长谷川伸二, 下村昭夫 申请人:杰富意钢铁株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan