(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉炭を受け入れる受入部と複数の分配支管とを有する分配器を備え、前記複数の分配支管を介して高炉の複数の羽口に微粉炭を供給する微粉炭の分配供給設備において、
前記複数の分配支管の少なくとも一つに、基準となる微粉炭流量の絶対値測定手段を設け、
前記複数の分配支管の全数に、微粉炭流量の大小のみを検知する簡易測定手段と、微粉炭の流量を調整する流量調整手段とを設け、
前記絶対値測定手段による微粉炭流量の測定値が、前記分配器から供給される微粉炭の総量を分配支管の全本数で割ることにより算出された目標値となるように、当該分配支管に設けた前記流量調整手段によって微粉炭流量を調整するとともに、前記複数の分配支管の全数に設けた簡易測定手段によって検知した測定値を比較手段により比較し、前記絶対値測定手段を設けた分配支管の前記簡易測定手段による測定値を目標値として、各分配支管に設けた前記簡易測定手段による測定値が全て同一となるように、前記流量調整手段によって微粉炭流量を調整するようにしたことを特徴とする微粉炭の分配供給設備。
【請求項２】
前記絶対値測定手段として、透過及び位相差型のマイクロ波式、又は静電容量式の粉体流量測定装置を設け、
前記簡易測定手段として、ドップラー型のマイクロ波式の粉体流量測定装置を設けた請求項１に記載の微粉炭の分配供給設備。
【請求項３】
前記流量調整手段として、粉体流量調整バルブ、又は前記分配器内部に前記分配支管の端部を中心方向に進退させる分配支管進退手段を設けた請求項１又は２に記載の微粉炭の分配供給設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉の羽口から微粉炭を吹き込む際に、複数ある高炉の羽口に微粉炭を分配供給する微粉炭の分配供給設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高炉の羽口から微粉炭を吹き込む操業方法が広く採用されている（例えば特許文献１）。微粉炭はコークスの代替燃料としてコスト的にメリットが大きくかつ発熱量が良好なため、微粉炭の吹き込み量は増加する傾向にある。
【０００３】
高炉には多数、例えば１６〜４２個の羽口が配置されており、各羽口から、系外から搬送されてきた微粉炭が吹き込まれるが、各羽口からの微粉炭の吹き込み量が均一にならないと、高炉内での均一な精錬反応が起こらず、生産性の低下要因となる。したがって、微粉炭の吹き込みにおいては、各羽口からの微粉炭の吹き込み量を均一にすることが重要な課題であり、この課題を解決するために従来から種々の研究・改良が図られている。
【０００４】
その一例を図６を参照して説明する。図６において、微粉炭は、供給タンク１から図示しない気体圧送装置により供給管２を介して分配器３に圧送される。分配器３は、その下部の受入部３ａから微粉炭を受け入れ、その側面の分配支管３ｂから微粉炭を排出する。分配支管３ｂの先端には吹き込みノズル４が設けられており、この吹き込みノズル４の先端から微粉炭が吹き込まれる。吹き込みノズル４の先端は、熱風環状管５から分岐した送風支管５ａ内に位置しており、微粉炭は送風支管５ａから供給される熱風と共に、高炉６の下部に配置した羽口６ａから高炉６内に吹き込まれる。
【０００５】
上述のとおり高炉には多数、例えば１６〜４２個の羽口が配置されており、分配支管３ｂ、吹き込みノズル４及び送風支管５ａは各羽口に対応させて羽口の数と同数設けられる。つまり、分配器３は、複数の分配支管３ｂを介して高炉の複数の羽口６に微粉炭を供給する。
【０００６】
ここで、分配器３から吹き込みノズル４までの分配支管３ｂは、例えば、高炉６及び分配器３が配置されている当該設備のレイアウト、周囲の関連設備の設置状況等により、その長さ、形状（直線・曲線）が相違し、それぞれの分配支管３ａにおける圧力損失が相違するため流量が一定ではない。
【０００７】
このため図６の例では、複数の分配支管３ｂのそれぞれに粉体流量測定手段７及び粉体流量調整手段８を設け、粉体流量測定手段７によってそれぞれの分配支管３ｂにおける微粉炭流量の絶対値を把握し、粉体流量調整手段８によってそれぞれの分配支管３ｂにおける微粉炭流量を均一になるように調整している。
【０００８】
粉体流量測定手段７としては、微粉炭流量の絶対値を把握する必要があることから、従来から測定精度が高いものが使用されている。高精度の粉体流量測定手段としては、特許文献２に開示されているような透過及び位相差型のマイクロ波式の粉体流量測定装置が知られている。このほか、静電容量式の粉体流量測定装置が知られている。
【０００９】
一方、粉体流量調整手段８としては、一般的な粉体流量調整バルブのほか、特許文献３に開示されているような分配支管進退手段が知られている。図６の例は分配支管進退手段を適用したものである。この分配支管進退手段は分配器３内部に分配支管３ｂの端部を中心方向に進退させ、分配支管３ｂの吸い込み点を中心方向に変えることで、その分配支管３ｂの固気濃度を調整し、粉体流量を調整するものである。
【００１０】
ここで、従来、粉体流量測定手段７として使用されている透過及び位相差型のマイクロ波式、あるいは静電容量式の粉体流量測定装置はいずれも高価な計器である。したがって、従来の微粉炭の分配供給設備においては図６で説明したようにすべての分配支管３ｂに粉体流量測定手段７を設けるようにしていることから、設備コストが多大になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２７２６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１４６６４６号公報
【特許文献３】特開平３−２６６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、高炉の羽口への微粉炭の分配供給設備において、微粉炭の流量測定及び流量調整の機能を維持しつつ、そのコストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、微粉炭を受け入れる受入部と複数の分配支管とを有する分配器を備え、前記複数の分配支管を介して高炉の複数の羽口に微粉炭を供給する微粉炭の分配供給設備において、前記複数の分配支管の少なくとも一つに、基準となる微粉炭流量の絶対値測定手段を設け、前記複数の分配支管の全数に、微粉炭流量の大小のみを検知する簡易測定手段と、微粉炭の流量を調整する流量調整手段とを設け、前記絶対値測定手段による微粉炭流量の測定値が、前記分配器から供給される微粉炭の総量を分配支管の全本数で割ることにより算出された目標値となるように、当該分配支管に設けた前記流量調整手段によって微粉炭流量を調整するとともに、前記複数の分配支管の全数に設けた簡易測定手段によって検知した測定値を比較手段により比較し、前記絶対値測定手段を設けた分配支管の前記簡易測定手段による測定値を目標値として、各分配支管に設けた前記簡易測定手段による測定値が全て同一となるように、前記流量調整手段によって微粉炭流量を調整するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、基準となる微粉炭流量を測定する絶対値測定手段を複数の分配支管の少なくとも一つに設け、分配支管の全数に微粉炭流量の大小のみを検知する簡易測定手段を設け、それぞれの分配支管における微粉炭流量を比較し流量調整手段によって調整することで、それぞれの分配支管における微粉炭流量が均一になるように調整できる。また、絶対値測定手段によって基準となる微粉炭流量を測定するから、それぞれの分配支管における微粉炭流量の絶対値も把握し調整できる。
【００１５】
このように本発明によれば、微粉炭流量の絶対値を把握するために高い測定精度が求められる絶対値測定手段を少なくとも一つの分配支管に設けるだけで、測定精度の高い流量測定手段をすべての分配支管に設けていた従来の設備と同様の微粉炭の流量測定及び流量調整の機能を発揮できる。
【００１６】
そして、高価な絶対値測定手段は少なくとも一つの分配支管に設けるだけで、あとは微粉炭流量の大小のみを検知する安価な簡易測定手段、及び同様に安価な比較手段を設ければよいので、設備コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る微粉炭の分配供給設備の一実施例を示す。
【図２】分配支管の配置例を示す。
【図３】流量調整手段の一例を示す。
【図４】流量調整手段の他の例を示す。
【図５】比較手段による比較表示例を示す。
【図６】従来の微粉炭の分配供給設備を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る微粉炭の分配供給設備の一実施例を示す。図１において、微粉炭は、供給タンク１から図示しない気体圧送装置により供給管２を介して分配器３に圧送される。分配器３は、その下部の受入部３ａから微粉炭を受け入れ、その側面の分配支管３ｂから微粉炭を排出する。分配支管３ｂの先端部分の構成は図６と同様である。すなわち、分配支管３ｂの先端には吹き込みノズル４が設けられており、この吹き込みノズル４の先端から微粉炭が吹き込まれる。吹き込みノズル４の先端は、熱風環状管５から分岐した送風支管５ａ内に位置しており、微粉炭は送風支管５ａから供給される熱風と共に、高炉６の下部に配置した羽口６ａから高炉６内に吹き込まれる。
【００２０】
高炉には多数、例えば１６〜４２個の羽口が配置されており、分配支管３ｂは各羽口に対応させて羽口の数と同数設けられる。つまり、分配器３は、複数の分配支管３ｂを介して高炉の複数の羽口に微粉炭を供給する。分配支管３ｂは図２に示すように、分配器３の本体部分から例えば放射状に延びるように設けられる（図２は分配支管３ｂを１６本設けた例を示す。）。
【００２１】
再度図１を参照すると、複数の分配支管３ｂの少なくとも一つに、基準となる微粉炭流量を測定する微粉炭流量の絶対値測定手段９が設けられている。また、複数の分配支管３ｂの全数に、微粉炭流量の大小のみを検知できる簡易測定手段１０と、微粉炭の流量を調整する流量調整手段１１とが設けられている。さらに、複数の分配支管３ｂのそれぞれに設けた簡易測定手段１０によって検知した測定値を相互に比較する比較手段１２が設けられている。
【００２２】
絶対値測定手段９としては、分配支管３ｂにおける微粉炭流量の絶対値を把握する必要があることから、測定精度の高いものを使用する。具体的には、特許文献２に開示されているような透過及び位相差型のマイクロ波式の粉体流量測定装置、又は静電容量式の粉体流量測定装置が適当である。
【００２３】
透過及び位相差型のマイクロ波式の粉体流量測定装置は、粉体搬送管に沿って設置した２ヶ所の検出部にて粉体にマイクロ波を作用させた際の当該マイクロ波の位相変化量と粉体重量嵩密度との関係係数を予め設定し、この関係係数、粉体の流通速度、粉体の流路の断面積及びマイクロ波の位相変化量に基づいて粉体の流量を測定する粉体流量測定装置であって、測定対象である粉体の重量嵩密度とこの粉体に作用させたマイクロ波の位相変化量とを実測して前記関係係数を設定する関係係数設定手段を設けているものである。
【００２４】
静電容量式の粉体流量測定装置は、粉体搬送管に沿って設置した２ヶ所の検出部にて静電容量を測定し、粉体密度及び測定波形の検出部管の移動速度から粉体流量を測定するものである。
【００２５】
なお、本発明の微粉炭の分配供給設備における絶対値測定手段の設置数量は、当該設備においていずれか１本の分配支管に１個あれば良いが、使用による故障等を考慮すると、さらに１〜２本の他の分配支管にそれぞれ設置してもよい。
【００２６】
一方、簡易測定手段１０としては、絶対値測定手段９によって測定される基準となる微粉炭流量と対応する相対的な微粉炭流量を測定できれば良く。微粉炭流量の絶対値を精度良く測定する必要はないので、簡易的で安価な粉体流量測定装置を使用できる。具体的には、ドップラー型のマイクロ波式の粉体流量測定装置を使用できる。
【００２７】
ドップラー型のマイクロ波式の粉体流量測定装置は、粉体搬送管に設置した１ヶ所の検出部にてμ波ドップラー効果を利用し、流体粒子によって反射された周波数及び振幅の計測値から粉体流量を測定するものである。
【００２８】
図３は、図１の実施例で採用した流量調整手段１１を示す。この流量調整手段１１は、分配器３内部に分配支管３ｂの端部を中心方向に進退させる分配支管進退手段からなる。すなわち、この分配支管進退手段は分配器３内部に分配支管３ｂの端部を中心方向に進退させ、分配支管３ｂの吸い込み点を中心方向に変えることで、その分配支管３ｂの固気濃度を調整し、粉体流量を調整する。分配支管３ｂの端部を中心方向に進退させる機構としては、手動ジャッキ等を使用して分配支管３ｂを伸縮させるようにすることができる。
【００２９】
なお、流量調整手段としては、上述の分配支管進退手段を設けるほか、図４に示すように一般的な粉体流量調整バルブ１１ａを設けることもできる。
【００３０】
比較手段１２は、それぞれの分配支管３ｂに設けた簡易測定手段１０によって検知した測定値を相互に比較する。実施例では、図５に示すようにそれぞれの分配支管３ｂに設けた簡易測定手段１０によって検知した微粉炭流量の大小のみの測定値をレーダーチャートとして表示し、比較するようにしている。ここで、図５中のＡの測定値は、絶対値測定手段９を設けた分配支管３ｂにおける簡易測定手段１０による測定値である。このＡの微粉炭流量は、絶対値測定手段９によって正確な絶対値が把握されており、当該分配支管３ｂに設けられた流量調整手段１１によって所望の流量に調整されている。その他の分配支管３ｂについては、図５のような比較表示結果に基づき、当該分配支管３ｂにおける簡易測定手段１０により検知された測定値が基準となるＡの値になるように流量調整手段１１によって調整する。そうすると、すべての分配支管３ｂにおける微粉炭流量が揃って均一となり、しかもその絶対値も所望の流量になる。
【００３１】
すなわち、本発明に係る微粉炭の分配供給設備では以下の工程１〜３により、微粉炭の分配供給を行う。
工程１：絶対値測定手段９を設けた分配支管３ｂにおいて、絶対値測定手段９によって測定した微粉炭流量の絶対値が所望の流量となるように、当該分配支管３ｂに設けた流量調整手段１１によって微粉炭流量を調整する。
工程２：それぞれの分配支管３ｂに設けた簡易測定手段１０によって、微粉炭流量の大小のみを検知・測定し、比較手段１２によって比較する。
工程３：比較手段１２による比較結果に基づき、絶対値測定手段９を設けていない分配支管３ｂにおける簡易測定手段１０による大小の測定値が、絶対値測定手段９を設けた分配支管３ｂにおける簡易測定手段１０による大小の測定値と同一になるように、それぞれの分配支管３ｂに設けた流量調整手段１１によって微粉炭流量を調整する。
【００３２】
本発明に係る微粉炭の分配供給設備では上記工程１〜３による分配供給方法を行うことで、それぞれの分配支管３ｂにおける微粉炭流量を±５％の精度で均一に調整することができた。
【符号の説明】
【００３３】
１  供給タンク
２  供給管
３  分配器
３ａ  受入部
３ｂ  分配支管
４  吹き込みノズル
５  熱風環状管
５ａ  送風支管
６  高炉
６ａ  羽口
７  粉体流量測定手段
８  粉体流量調整手段
９  絶対値測定手段
１０  簡易測定手段
１１  流量調整手段（分配支管進退手段）
１１ａ  粉体流量調整バルブ（流量調整手段）
１２  比較手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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