(57)【要約】【課題】粉体搬送設備の粉体送給経路における粉体詰まりや孔あき等の異常を速やかに検知できる異常検知方法を提案する。【解決手段】粉体が装填された圧力容器１を加圧するとともに、該圧力容器１に接続する粉体送給経路２にキャリアガスを吹き込むことにより該圧力容器１から切出された粉体を下流側に向けて圧送する粉体搬送設備につき、該粉体搬送設備の粉体送給経路２の異常の有無を検知するに当たり、キャリアガスを吹き込む吹き込み経路４および前記粉体送給経路２においてそれぞれ圧力を検出し、該各圧力から求められる圧力変動率を監視することにより該粉体送給経路２に異常があるかどうか検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体が装填された圧力容器を加圧するとともに、該圧力容器に接続する粉体送給経路にキャリアガスを吹き込むことにより該圧力容器から切出された粉体を下流側に向けて圧送する粉体搬送設備につき、該粉体搬送設備の粉体送給経路の異常の有無を検知するに当たり、
キャリアガスを吹き込む吹き込み経路および前記粉体送給経路においてそれぞれ圧力を検出し、該各圧力から求められる圧力変動率を監視することにより該粉体送給経路に異常があるかどうか検知することを特徴とする粉体搬送設備における粉体送給経路の異常検知方法。
【請求項２】
前記圧力変動率を、下記（１）式により求めることを特徴とする請求項１に記載した粉体搬送設備における粉体送給経路の異常検知方法。
記
（Ｐ２−Ｐ１）／（ｔ２−ｔ１）  …（１）
ここに、Ｐ１：キャリアガスを吹き込む吹き込み経路の時刻ｔ１における圧力値（絶
対値）（ＭＰａ）、
Ｐ２：粉体送給経路の時刻ｔ２における圧力値（絶対値）（ＭＰａ）、
【請求項３】
前記粉体送給経路は、その下流側の末端部に溶融金属中に粉体を投射するランスを有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載した粉体搬送設備における粉体送給経路の異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑予備処理や転炉、二次精錬設備等における溶銑、溶鋼等の溶融金属の精錬において該溶融金属中へ粉体を投射するのに用いられる粉体搬送設備（粉体投射設備）につき、その粉体送給経路の異常の有無（詰まりや孔あき等）を判定する異常検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、溶銑予備処理や二次精錬設備等においては、溶融金属に反応剤として粉体の吹き込みが行われている。
【０００３】
粉体の吹き込みに使用される設備としては、粉体が装填された圧力容器を加圧するとともに、該圧力容器に接続する粉体送給経路にキャリアガスを吹き込み、該圧力容器から切出された粉体を該キャリアガスにより下流側に向けて圧送しその末端に設けられたランスを通して溶融金属中へ粉体を投射するものが使用されている。
【０００４】
ところで、この種の設備は、粉体送給経路で粉体詰まりを起したり、粉体送給経路の孔あきの発生が不可避であり、この場合には操業に支障を来すことになるため異常を速やかに検知することが求められている。
【０００５】
かかる異常を検知する従来法としては、正常時の粉体搬送速度と圧力の関係から各粉体搬送速度における適正な圧力範囲を算出し、その圧力範囲が管理範囲外になった場合に異常とする方法や、ｔ秒間の粉体搬送速度変化に対する圧力変化率（以下、この圧力変化率を圧力対質量変化率で表示する）を、下記（２）式で求め、これが正常な変動範囲内であるかを判定し、圧力対質量変化率が正常な変動範囲内を超えていれば異常と判断する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
（Ｐ２−Ｐ１）／｛（Ｆ２−Ｆ１）×（ｔ２−ｔ１）｝…（２）
Ｐ１、Ｐ２：時刻ｔ１、ｔ２における圧力（ＭＰａ）、
Ｆ１、Ｆ２：時刻ｔ１、ｔ２における粉体搬送速度（ｋｇ／ｍｉｎ）、
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−１５２８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているような従来の方法では、粉体の搬送速度を管理値として使用しており、とくに、粉体搬送系の末端に近い領域で異常が発生した場合には、粉体の搬送速度が変化するまでに時間がかかるために異常を検知する感度が鈍く、転炉等、酸素による吹錬を実施している設備では、数秒間の流量不足等によりランスで逆火を起こす大トラブルにつながることが懸念される（通常、粉体の搬送速度は、粉体が装填されたタンクの重量変化から算出するが、タンクとランスとの距離は長い場合で１００ｍ程になることもあり、搬送経路（配管）内での流速は１０ｍ／ｓ程度である。）。
【０００９】
また、粉体を圧送し始めるタイミングや、粉体を圧送し終わったタイミング等、非定常時における監視や搬送ガスのみを流している状態での監視は困難であった。
【００１０】
本発明の課題は、粉体搬送設備の粉体送給経路における粉体詰まりや孔あき等の異常を速やかに検知できる異常検知方法を提案するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、粉体が装填された圧力容器を加圧するとともに、該圧力容器に接続する粉体送給経路にキャリアガスを吹き込むことにより該圧力容器から切出された粉体を下流側に向けて圧送する粉体搬送設備につき、該粉体搬送設備の粉体送給経路の異常の有無を検知するに当たり、キャリアガスを吹き込む吹き込み経路および前記粉体送給経路においてそれぞれ圧力を検出し、該各圧力から求められる圧力変動率を監視することにより該粉体送給経路に異常があるかどうか検知することを特徴とする粉体搬送設備における粉体送給経路の異常検知方法である。
【００１２】
前記圧力変動率は、下記（１）式により求めるのが望ましく、求められた圧力変動率が予め設定された管理値の範囲内にあるかどうかで異常の有無を検知する。
記
（Ｐ２−Ｐ１）／（ｔ２−ｔ１）  …（１）
ここに、Ｐ１：キャリアガスを吹き込む吹き込み経路の時刻ｔ１における圧力値（絶対
値）（ＭＰａ）、
Ｐ２：粉体送給経路の時刻ｔ２における圧力値（絶対値）（ＭＰａ）、
【００１３】
また、前記粉体送給経路は、その下流側の末端部に溶融金属中に粉体を投射するランスを有するものとするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、キャリアガスを吹き込む吹き込み経路、粉体送給経路においてそれぞれ圧力を検知し、その各圧力から求められる圧力変動率を監視することにより粉体送給経路において異常があるかどうか判断するものであり、これによれば、粉体の投射が行われているかいないかにかかわらず、異常の有無を迅速、かつ、確実に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施に用いて好適な粉体搬送設備（転炉）を模式的に示した図である。
【図２】図１に示した粉体搬送設備を用いて転炉の溶融金属中に粉体を投射する場合の投射パターンを模式的に示した図である。
【図３】圧力変動率、圧力対質量変化率の監視状況を示したグラフである。
【図４】圧力変動率、圧力対質量変化率の監視状況を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明の実施に用いて好適な粉体搬送設備を模式的に示した図である。図における符号１は、粉体が装填された圧力容器（ディスペンサータンク（Ｄ／Ｔ））、２は、圧力容器１に接続する粉体送給経路である。粉体送給経路２は、主管２ａと、この主管２ａにつながる分岐管２ｂ、２ｃとからなっており、分岐管２ｂ、２ｃの末端部には、転炉Ｍに収容された溶融金属中に粉体を投射するためのランス３ａ、３ｂが備えられている。ここで、粉体送給経路２は、分岐管２ｂ、２ｃを有するものとし、その末端部にランス３ａ、３ｂを備えたものを例として示したが、本発明は図示のものに限定されることはない。
【００１７】
また、４は、粉体送給経路２の主管２ａにつながり、該粉体送給経路２内にキャリアガスを吹き込むキャリアガス吹き込み経路、５は、圧力容器１の排出口に設けられた切出し弁、６、７は、分岐管２ｂ、２ｃに設けられた開閉弁、８は、キャリアガス吹き込み経路４に設けられた圧力計、９は、分岐管２ｂ、２ｃの末端部近傍域に設けられた圧力計、そして１０は、キャリアガス吹き込み経路４に設けられた開閉弁である。ここで、粉体としては、生石灰、酸化鉄（鉄鉱石、ミルスケール）、石炭などを用いることができ、また、キャリアガスとしては、アルゴン、窒素、二酸化炭素、酸素、空気などを用いることができる。
【００１８】
かかる設備において圧力容器１内の粉体を、例えばランス３ａを通して転炉内の溶融金属中へ投射するには、開閉弁７を閉、開閉弁６を開とし、粉体が装填された圧力容器１を加圧するとともに、キャリアガスを吹き込む吹き込み経路４を通して粉体送給経路２内にキャリアガスを吹き込み、その状態で切出し弁５を制御して粉体の所定量を切出せばよい。
【００１９】
図２は、上掲図１に示した設備を用いて粉体を投射する場合の時間推移に伴うライン圧力（粉体送給経路２内の圧力）（ＭＰａ）、キャリアガス（酸素）量（Ｎｍ３／ｈ）の変化状況と開閉弁１０の開閉状況、開閉弁６の開閉状況の一例を示した図である。
【００２０】
かかるパターンで粉体を投射するに当たって、粉体送給経路２の異常の有無を監視するには、例えば、吹錬開始直後にガスのみを流し始めた非定常な状態（図２の（イ）），ガスのみを流している定常状態（図２の（ロ））、粉体を投射し始めた直後の非定常な状態（図２の（ハ））、粉体の投射中の定常状態（図２の（ニ））、粉体の投射終了直後の非定常な状態（図２の（ホ））、粉体の投射を終え、ガスのみを流している状態（図２の（ヘ））の６区分に分けるとともに各区分毎に圧力変動率の閾値（圧力変動率管理値下限、上限）を設定する。そして、圧力計８、９により検出された各圧力から下記式（１）により各区分毎の圧力変動率を求め、各区分毎の圧力変動率が閾値の範囲内にあるかどうかを比較すればよい。なお、圧力変動率が閾値の下限（管理値下限）を下回った場合には、「孔あき」と判断され、閾値の上限（管理値上限）を超えた場合には「詰まり」と判断される。各区分の切り分けは、各種弁の開閉信号からのタイマー等で区分することができる。
【００２１】
（Ｐ２−Ｐ１）／（ｔ２−ｔ１）  …（１）
ここに、Ｐ１：キャリアガス吹き込み経路４の時刻ｔ１における圧力値（絶対値）（Ｍ
Ｐａ）、
Ｐ２：粉体送給経路２の時刻ｔ２における圧力値（絶対値）（ＭＰａ）、
【００２２】
転炉の操業においては、吹錬開始直後、吹錬中、粉体搬送開始直後、粉体搬送中、粉体搬送終了直後の５区分に分けて圧力変動率を監視することもできる。
【実施例】
【００２３】
キャリアガス吹き込み経路４と粉体送給経路２の出側末端域（ランス近傍）にそれぞれ圧力計８、９を設置した図１に示すような粉体搬送設備（転炉における粉体投射設備）を使用して図２に示すパターンでランスにより溶融金属中に粉体（生石灰）を、キャリアガス流量（キャリアガスは酸素を使用）：１６００Ｎｍ３／ｈｒ（粉体の非投射中（図２の区分（ロ）、（ヘ））、１５００Ｎｍ３／ｈｒ（粉体の投射中（図２の区分（ニ））、粉体投射速度：５００ｋｇ／ｍｉｎの条件で、投射する操業を行い、該圧力計８、９により検出した圧力をもとに圧力変動率を求め、その圧力変動率を監視して粉体送給経路２において粉体詰まり等の異常が起きているかどうかの検知を行った。
【００２４】
粉体送給経路２の異常の有無を検知するに当たっては、キャリアガスの開閉弁１０が開放されてから閉じるまでを一工程としてその間を上掲図２に示す如く、（イ）〜（ヘ）に区分し各区分毎の閾値を表１に示すように設定して実施した。
【００２５】
表１
2018154419.tif 000003
【００２６】
圧力変動率による監視の実績を、表２に示すような閾値（管理値）に設定して圧力対質量変化率（式（２）で算出）で粉体送給経路２の監視を行った場合（従来法）の実績とともに図３に示す。
【００２７】
表２
2018154419.tif 000004
【００２８】
図３より明らかなように、本発明にしたがう異常検知方法では、粉体の投射が行われていない状態でも閾値を大きく超えるような圧力変動がみられ、そこで、粉体の詰まりが起こっていることが検知できた。これに対して、圧力対質量変化率で異常を監視する場合（従来法）にあっては、粉体の投射速度を含めたパラメータでの管理となっていることから、粉体の投射を行っていない場合において粉体の詰まりが起こってもそれを検知することができないことが確認された。
【００２９】
図４は、キャリアガス流量：１６００Ｎｍ３／ｈｒ（粉体の非投射中（図２の区分（ロ）、（ヘ））、１５００Ｎｍ３／ｈｒ（粉体の投射中（図２の区分（ニ））、粉体投射速度：５００ｋｇ／ｍｉｎの条件で粉体（生石灰）の投射を行った場合において粉体の投射中に粉体送給経路２に粉体詰まりが起こった場合を示した図である。
【００３０】
圧力対質量変化率で異常の有無を監視する場合（粉体の投射速度の変動に対する圧力の変動を監視）にあっては、粉体の投射速度の変動が大きいと実測値が小さくなり、異常を捉えるのは困難であるのに対し、本発明にしたがう方法では、異常の有無を明確に捉えることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば、粉体搬送送設備の送給経路における異常（粉体詰まり、孔あき等）を速やかに検知可能な異常検知方法が提供できる。
【符号の説明】
【００３２】
１      圧力容器
２      粉体送給経路
２ａ    主管
２ｂ    分岐管
２ｃ    分岐管
３ａ、３ｂ  ランス
４      キャリアガス吹き込み経路
５      切出し弁
６、７  開閉弁
８、９  圧力計
１０    開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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