(57)【要約】【課題】吹込タンクに吹き込む加圧用の不活性ガスの使用量を削減すること。【解決手段】制御装置１０３が、吹込処理を実施している微粉炭吹込タンクの微粉炭の残重量と、後続して吹込処理を実施する予定の微粉炭吹込タンクの加圧にかけることができる可能加圧時間との関係に基づいて、可能加圧時間と前記加圧に必要な所定の必要加圧時間とが一致する場合における残重量の所定値を算出し、吹込タンク重量計測装置１０１が計測した残重量が算出された所定値以下になった場合に、加圧弁調節装置１０２が加圧を開始する。これにより、後続して吹込処理を実施する予定の微粉炭吹込タンクでの待機時間を短くできるので、吹込タンクに吹き込む加圧用の不活性ガスの使用量を削減することができる。【選択図】図３
2014122404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉に送風圧により微粉炭を吹き込む複数の微粉炭吹込タンクに対して、不活性ガスを吹き込んで所定の圧力まで加圧する微粉炭吹込タンク加圧方法であって、
吹込処理を実施している微粉炭吹込タンクの微粉炭の残重量と、後続して吹込処理を実施する予定の微粉炭吹込タンクの加圧にかけることができる可能加圧時間との関係に基づいて、可能加圧時間と前記加圧に必要な所定の必要加圧時間とが一致する場合における残重量の所定値を算出する算出ステップと、
前記残重量を計測する計測ステップと、
前記計測ステップで計測された残重量が前記算出ステップで算出された所定値以下になった場合に、前記加圧を開始する加圧ステップと、
を含むことを特徴とする微粉炭吹込タンク加圧方法。
【請求項２】
前記算出ステップにおいて、前記必要加圧時間を後続の微粉炭吹込タンクで予定される目標吹込量に基づいて算出するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の微粉炭吹込タンク加圧方法。
【請求項３】
高炉に送風圧により微粉炭を吹き込む複数の微粉炭吹込タンクに対して、不活性ガスを吹き込んで所定の圧力まで加圧する微粉炭吹込タンク加圧装置であって、
吹込処理を実施している微粉炭吹込タンクの微粉炭の残重量と、後続して吹込処理を実施する予定の微粉炭吹込タンクの加圧にかけることができる可能加圧時間との関係に基づいて、可能加圧時間と前記加圧に必要な所定の必要加圧時間とが一致する場合における残重量の所定値を算出する算出手段と、
前記残重量を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された残重量が前記算出手段により算出された所定値以下になった場合に、前記加圧を開始する加圧手段と、
を備えることを特徴とする微粉炭吹込タンク加圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉に吹き込む微粉炭の微粉炭吹込タンクを加圧する微粉炭吹込タンク加圧方法および微粉炭吹込タンク加圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高炉では、炉頂から鉄鉱石と熱源および還元剤としてのコークスとを交互に装入し、羽口から熱風を吹き込んで炉内を昇温し、炉内の鉄鉱石を還元、溶解させることによって、溶銑が製造される。しかしながら、コークスの製造にはコストがかかる。このため、近年、コークスの一部を代替する熱源として石炭を粉砕した微粉炭が使用され、羽口から微粉炭を吹き込むようにしている。微粉炭は、コークスと比較して安価、且つ、燃焼性が良いことから、溶銑製造の合理化に大きく寄与する。また、微粉炭の吹込量を増やすことによって、コークスを製造するコークス炉の負荷を軽減し、コークス炉の延命にも寄与できる。
【０００３】
微粉炭は、微粉炭吹込タンク（吹込タンク）内に貯留され、圧縮窒素などの加圧された不活性ガスの送風圧により高炉の羽口へ吹き込まれる。吹込タンクでは、微粉炭の補給、加圧、待機、吹込、排圧のサイクルからなる処理が順に行われる。その際、複数の吹込タンクの一つで吹込を行っている間に他の吹込タンクの排圧から加圧までの処理を行って待機の状態にすることで、高炉への吹込みを継続的に行っている。
【０００４】
なお、特許文献１には、待機状態にある吹込タンクの微粉炭在庫量と高炉への吹込量から、加圧する吹込タンクの吹込開始時間までの加圧可能時間を算出し、この加圧可能時間に納まるように加圧用ガスの流量を制御する技術が記載されている。また、特許文献２には、２基以上の吹込タンクから並列して微粉炭の吹込みを行う際に、一方の吹込タンクから全く吹込みが行われず他方の吹込タンクから全量の微粉炭が吹き込まれる片吹込の発生を抑制するように、吹込タンクに供給する加圧用ガスの流量を調整する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５９４０８号公報
【特許文献２】特開２００７−１７７２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のサイクルは各吹込タンクで独立して実施されるため、待機の時間が長くなる場合がある。その場合、加圧された吹込タンクの圧力を維持するために不活性ガスを過剰に使用することになり、溶銑の製造コストの増加の要因になる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、吹込タンクに吹き込む加圧用の不活性ガスの使用量を削減することが可能な微粉炭吹込タンク加圧方法および微粉炭吹込タンク加圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る微粉炭吹込タンク加圧方法は、高炉に送風圧により微粉炭を吹き込む複数の微粉炭吹込タンクに対して、不活性ガスを吹き込んで所定の圧力まで加圧する微粉炭吹込タンク加圧方法であって、吹込処理を実施している微粉炭吹込タンクの微粉炭の残重量と、後続して吹込処理を実施する予定の微粉炭吹込タンクの加圧にかけることができる可能加圧時間との関係に基づいて、可能加圧時間と前記加圧に必要な所定の必要加圧時間とが一致する場合における残重量の所定値を算出する算出ステップと、前記残重量を計測する計測ステップと、前記計測ステップで計測された残重量が前記算出ステップで算出された所定値以下になった場合に、前記加圧を開始する加圧ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る微粉炭吹込タンク加圧方法は、上記発明において、前記算出ステップにおいて、前記必要加圧時間を後続の微粉炭吹込タンクで予定される目標吹込量に基づいて算出するステップを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る微粉炭吹込タンク加圧装置は、高炉に送風圧により微粉炭を吹き込む複数の微粉炭吹込タンクに対して、不活性ガスを吹き込んで所定の圧力まで加圧する微粉炭吹込タンク加圧装置であって、吹込処理を実施している微粉炭吹込タンクの微粉炭の残重量と、後続して吹込処理を実施する予定の微粉炭吹込タンクの加圧にかけることができる可能加圧時間との関係に基づいて、可能加圧時間と前記加圧に必要な所定の必要加圧時間とが一致する場合における残重量の所定値を算出する算出手段と、前記残重量を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された残重量が前記算出手段により算出された所定値以下になった場合に、前記加圧を開始する加圧手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る微粉炭吹込タンク加圧方法および微粉炭吹込タンク加圧装置によれば、待機状態にある吹込タンクでの待機時間を短縮できるので、吹込タンクに吹き込む加圧用の不活性ガスの使用量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の制御対象である微粉炭吹込設備の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、複数の吹込タンクの切り替え動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である微粉炭吹込タンク加圧システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本実施の形態の吹込処理中での残重量と残吹込時間（可能加圧時間）との関係を例示する図である。
【図５】図５は、本実施の形態の目標吹込量と必要加圧時間との関係を例示する図である。
【図６】図６は、本実施の形態の吹込タンク加圧処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である微粉炭吹込タンク加圧システムの構成およびその動作について説明する。
【００１４】
〔微粉炭吹込設備の構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の制御対象である微粉炭吹込設備の構成について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の制御対象である微粉炭吹込設備の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の制御対象である微粉炭吹込設備１は、コールビン２と、吹込タンク３と、加圧タンク４とを主な構成要素として備え、略管状の配管５で接続されている。
【００１６】
コールビン２は、石炭を粉砕して製造された微粉炭を貯蔵する装置であり、吹込タンク３に接続する配管５に設けられた開閉弁５１ａを開状態にして流量調節弁５２ａの開度を調節すると、重力により微粉炭が吹込タンク３に補給される。
【００１７】
吹込タンク３は、気送管５ｂを介して図示しない高炉の羽口から高炉内に微粉炭を吹き込む装置である。なお、吹込タンク３は複数設けられ、ある吹込タンク３内の微粉炭を使い切ると、他の吹込タンク３から微粉炭を供給するようにしている。
【００１８】
加圧タンク４は、窒素などの不活性ガスを加圧して吹込タンク３に供給する装置であって、配管５に設けられた流量調節弁５２ｃの開度を調節して、吹込タンク３内の微粉炭を撹拌したり、吹込タンク３内を所定の圧力まで加圧したりする。
【００１９】
次に、図２を参照して、微粉炭吹込設備での吹込タンク３に対する処理について説明する。上記のような構成を有する微粉炭吹込設備では、吹込タンク３に対し、微粉炭の補給、加圧、待機、吹込、排圧のサイクルからなる処理が繰り返される。
【００２０】
微粉炭の補給処理では、コールビン２に貯蔵された微粉炭を吹込タンク３に補給しながら、加圧タンク４が吹込タンク３に不活性ガスを供給して微粉炭を撹拌する。
【００２１】
加圧処理では、加圧タンク４が吹込タンク３に不活性ガスを供給して、微粉炭の撹拌を継続しつつ吹込タンク３内を所定の圧力まで加圧して、微粉炭を高炉の炉内に吹き込むことが可能な状態にする。
【００２２】
待機処理では、加圧タンク４が吹込タンク３に不活性ガスを供給して、微粉炭の撹拌を継続しつつ、吹込タンク３内を所定の圧力に維持し微粉炭を高炉の炉内に吹き込むことが可能な状態に維持する。
【００２３】
吹込処理では、加圧タンク４が吹込タンク３に不活性ガスを供給して吹込タンク３内を所定の圧力に維持しながら、微粉炭を撹拌しつつ送風圧により高炉の炉内に吹き込む。
【００２４】
排圧処理では、微粉炭の補給処理の前に、排圧配管５ｄの流量調節弁５２ｄの開度が調節され吹込タンク３内の不活性ガスが排気される。
【００２５】
図２は、複数の吹込タンク３の切り替え動作を説明するための図であり、吹込処理を実施する吹込タンク３（以下、吹込中吹込タンク）と、次に吹込処理を行う予定の吹込タンク３（以下、待機中吹込タンク）との状態の時系列変化を模式的に示すタイミングチャートである。図２に示すように、吹込中吹込タンクでは、吹込処理（時刻ｔ０〜ｔ４）にともなって重量が減少する。待機中吹込タンクでは、前回の吹込処理が終わると、排圧処理（時刻ｔ０〜ｔ１）にともなって圧力が減少し、微粉炭の補給処理（時刻ｔ１〜ｔ２）にともなって重量が目標吹込量に応じた値まで増加し、加圧処理（時刻ｔ２〜ｔ３）にともなって目標吹込量の微粉炭を高炉に吹込が可能な所定の圧力Ｐまで圧力が上昇し、吹込処理が開始される時刻ｔ４までの待機時間Ｔ３にはこの圧力が維持される。
【００２６】
本実施の形態は、後述するように、待機中吹込タンクの待機時間Ｔ３を短縮するよう、待機中吹込タンクの加圧処理の開始時刻ｔ２を変更する制御を行うものである。なお、吹込中吹込タンクにおいて、微粉炭の残重量がＭである任意の時刻ｔから吹込処理が終了する時刻ｔ４までの時間Ｔ１を、以下、残吹込時間と称す。また、待機中吹込タンクにおいて、予定の吹込量（目標吹込量）の微粉炭を高炉に吹き込める所定の圧力Ｐまで加圧するために要する加圧時間Ｔ２を、以下、必要加圧時間と称す。
【００２７】
〔微粉炭吹込タンク加圧システムの構成〕
次に、図３を参照して、本発明の一実施形態である微粉炭吹込タンク加圧システムの構成について説明する。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態である微粉炭吹込タンク加圧システムの構成を示すブロック図である。図３に示すように、本発明の一実施形態である微粉炭吹込タンク加圧システム１００は、吹込タンク重量計測装置１０１と、加圧弁調節装置１０２と、制御装置１０３とを備えている。
【００２９】
吹込タンク重量計測装置１０１は、複数の吹込タンク３毎に設けられ、吹込タンク３の重量を計測する。吹込タンク重量計測装置１０１は、計測した吹込タンク３の重量のデータを制御装置１０３に出力する。制御装置１０３は、パーソナルコンピュータやマイクロコンピュータなどの情報処理装置によって構成されている。制御装置１０３は、情報処理装置内部のＣＰＵ等の演算処理装置がメモリに記憶された制御プログラムを実行することによって、加圧タンク４の流量調節弁５２ｃの開度を制御して、吹込タンク３の加圧処理の開始タイミングを制御する。
【００３０】
なお、制御装置１０３は、メモリに吹込タンク３の微粉炭の吹込量に関するデータを格納している。本実施の形態では、図４に例示する吹込処理中における微粉炭の残重量と吹込終了までの時間（残吹込時間）との関係と、目標吹込量の微粉炭を高炉に吹き込める所定の圧力Ｐまで吹込タンク３を加圧するために要する加圧時間（必要加圧時間）とをメモリに保持している。吹込中吹込タンクの残吹込時間は、待機中吹込タンクの加圧にかけられる時間（以下、可能加圧時間と称す）を意味する。また、本実施の形態では、必要加圧時間は目標吹込量に応じて変化するものとして、図５に例示する吹込タンク３の目標吹込量と加圧時間（必要加圧時間）との関係をメモリに保持している。これら図４および図５の関係は、実績データなどにより求めることができる。なお、必要加圧時間の設定方法はとくに限定されない。例えば目標吹込量が一定の場合などには、必要加圧時間として所定の一定値がメモリに保持される。
【００３１】
このような構成を有する微粉炭吹込タンク加圧システム１００では、制御装置１０３が、以下に示す微粉炭吹込タンク加圧処理を実行することによって、待機中吹込タンクの加圧処理を開始するタイミングを制御する。以下、図６に示すフローチャートを参照して、微粉炭吹込タンク加圧処理を実行する際の制御装置１０３の動作について説明する。
【００３２】
〔微粉炭吹込タンク加圧処理〕
図６は、本発明の一実施形態である微粉炭吹込タンク加圧処理の流れを示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、複数の吹込タンク３のうちの１つで吹込処理が開始されたタイミングで開始となり、微粉炭吹込タンク加圧処理はステップＳ１の処理に進む。なお、微粉炭吹込タンク加圧処理は、いずれかの吹込タンク３で吹込処理が行われている間、所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００３３】
ステップＳ１の処理では、制御装置１０３が、メモリを参照し、待機中吹込タンクの必要加圧時間を抽出する。本実施の形態では、待機中吹込タンクの目標吹込量に応じた必要加圧時間をメモリから抽出する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、微粉炭吹込タンク加圧処理はステップＳ２の処理に進む。
【００３４】
ステップＳ２の処理では、制御装置１０３が、メモリを参照し、ステップＳ１で抽出された待機中吹込タンクの必要加圧時間と、可能加圧時間、すなわち、吹込中吹込タンクの残吹込時間とが同一になる吹込中吹込タンクの残重量Ｍ０を算出する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、微粉炭吹込タンク加圧処理はステップＳ３の処理に進む。
【００３５】
ステップＳ３の処理では、吹込タンク重量計測装置１０１が吹込中吹込タンクの重量を計測し、吹込中吹込タンクに残っている微粉炭の重量（残重量）Ｍのデータを制御装置１０３に出力する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、微粉炭吹込タンク加圧処理はステップＳ４の処理に進む。
【００３６】
ステップＳ４の処理では、制御装置１０３が、吹込中吹込タンクの微粉炭の残重量Ｍが残重量Ｍ０以下であるか否かを確認する。制御装置１０３は、残重量Ｍが残重量Ｍ０より大きい場合には（ステップＳ４，Ｎｏ）、ステップＳ３の処理に戻し、残重量Ｍが残重量Ｍ０以下である場合には（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、ステップＳ５に処理を進める。
【００３７】
ステップＳ５の処理では、加圧弁調節装置１０２が、加圧タンク４の流量調節弁５２ｃの開度を制御して、待機中吹込タンクの加圧処理を開始する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の微粉炭吹込タンク加圧処理は終了する。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である微粉炭吹込タンク加圧処理によれば、例えば加圧用の不活性ガス流量の調整などを必要とせず、簡易に、待機処理が実施されている吹込タンク３での待機時間を短縮または削除できるので、吹込タンク３に吹き込む加圧用の不活性ガスの使用量を削減することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態の微粉炭吹込タンク加圧処理は、３以上の吹込タンク３のうちの任意の２つに対して適用できる。
【００４０】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例、および運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１  微粉炭吹込設備
２  コールビン
３  吹込タンク
４  加圧タンク
５  配管
５ｂ  気送管
５ｄ  排気配管
５１ａ  開閉弁
５２ａ〜５２ｄ  流量調節弁
１００  微粉炭吹込タンク加圧システム
１０１  吹込タンク重量計測装置
１０２  加圧弁調節装置
１０３  制御装置
【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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