(57)【要約】【課題】吹込タンクでの微粉炭の待機時間をある程度確保しつつ、弁に微粉炭が噛み込むことを抑えることで、安定した高炉への微粉炭の吹き込みを可能とする。【解決手段】コールビン１内の微粉炭を、配管を介して吹込タンク２Ａ、２Ｂに切り出す際に、輸送管３Ａ、３Ｂに設けた流量調節弁６Ａ、６Ｂの開度を、吹込タンク２Ａ、２Ｂ内の微粉炭の質量が、予め設定した設定貯留質量よりも小さい設定値未満の場合には、予め設定した第１の開度（例えば全開）とし、吹込タンク２Ａ、２Ｂ内の微粉炭の質量が上記設定値以上と判定すると、上記第１の開度量よりも小さく且つ全閉より大きな第２の開度量に変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コールビン内の微粉炭を吹込タンクに切り出す微粉炭切り出し装置であって、
コールビンから吹込タンクへ微粉炭を搬送可能な配管と、
上記配管に設けられた２つの開閉弁と、
上記２つの開閉弁の間において上記配管に設けられた流量調節弁と、
上記吹込タンク内の微粉炭の質量を測定する貯留質量測定手段と、
上記流量調節弁の開度を制御する制御部とを備え、
上記吹込タンクに貯留する設定貯留質量よりも小さい設定値を予め設定し、
上記制御部は、上記吹込タンク内の微粉炭の質量が、上記設定値未満の場合には、上記流量調節弁の開度を予め設定した第１の開度量に調整し、上記吹込タンク内の微粉炭の質量が上記設定値以上となったと判定したら、上記流量調節弁の開度を上記第１の開度量よりも小さく且つ全閉より大きな第２の開度量に変更することを特徴とする微粉炭切り出し装置。
【請求項２】
上記第１の開度量が全開であることを特徴とする請求項１に記載した微粉炭切り出し装置。
【請求項３】
コールビン内の微粉炭を吹込タンクに切り出す微粉炭切り出し方法であって、
コールビンから吹込タンクへ配管を介して微粉炭を搬送する際に、
上記配管に流量調節弁を設け、
上記吹込タンク内の微粉炭の質量が、上記吹込タンクに貯留する設定貯留質量よりも小さい設定値未満の場合には、上記流量調節弁を第１の開度量とし、
上記吹込タンク内の微粉炭の質量が上記設定値以上と判定すると、上記流量調節弁の開度を上記第１の開度量よりも小さく且つ全閉より大きな第２の開度量に変更することを特徴とする微粉炭切り出し方法。
【請求項４】
上記第１の開度量が全開であることを特徴とする請求項３に記載した微粉炭切り出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉その他の炉に微粉炭を吹き込む設備における、微粉炭を吹込タンクに切り出して補給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、高炉に微粉炭を吹き込む際には、特許文献１に記載のように、コールビンに貯留した微粉炭を複数のインジェクションタンク（吹込タンク）に順番に切り出すと共に、切り出しが完了しているインジェクションタンク内の微粉炭を、高炉の羽口に向けて気送して炉内に吹き込む。
コールビンからインジェクションタンクに微粉炭を切り出す場合、従来にあっては、コールビンから吹込タンクに向けて微粉炭を輸送する輸送管に設けた弁を全開とし、微粉炭の輸送量を最大に設定して切り出し処理を実施していた。ここで、弁を全開して輸送していたのは、微粉炭を吹込タンクに切り出した後の待機時間を所定時間以上確保したいためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４０４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、対象とする吹込タンクに対し、設定した貯留量の微粉炭が切り出されたと判定して弁を閉じて切り出しを終了する際に、弁を全開から全閉まで動作するのに時間が掛かることから、吹込タンクに微粉炭が多く入る。また、輸送管を流れる微粉炭の移動速度が大きく所定重量があることから、弁を全開から全閉まで閉じる際に、弁に微粉炭が噛みこんで閉まらなくなることで、微粉炭の吹き込みが止まることがあった。
本発明は、吹込タンクでの微粉炭の待機時間をある程度確保しつつ、弁に微粉炭が噛み込むことを抑えることで、安定した高炉への微粉炭の吹き込みを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題を解決するために、本発明の一態様は、コールビン内の微粉炭を、配管を介して吹込タンクに切り出す際に、配管に設けた流量調節弁の開度を、吹込タンク内の微粉炭の質量が、予め設定した設定貯留質量よりも小さい設定値未満の場合には、予め設定した第１の開度とし、吹込タンク内の微粉炭の質量が上記設定値以上と判定すると、上記第１の開度量よりも小さく且つ全閉より大きな第２の開度量に変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、吹込タンクでの微粉炭の待機時間をある程度確保しつつ、弁に微粉炭が噛み込むことを抑えることが可能となり、その結果、安定した高炉への微粉炭の吹込みを実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る微粉炭切り出し装置の構成例を説明する概念図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係る流量制御を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造や制御方法等が下記のものに特定されるものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
本実施形態では、高炉への微粉炭吹き込み設備に設けられた微粉炭切り出し装置を例に挙げて説明する。
【０００９】
（構成）
微粉炭吹き込み設備では、例えば図１に示すように、２台の吹込タンク２Ａ、２Ｂに交互に微粉炭の切り出し処理を行う。また、吹き込み側の吹込タンク２Ａ、２Ｂの弁２０Ａ、２０Ｂを閉から開に変更し、吹込タンク２Ａ、２Ｂ内に圧縮空気を供給することによって、吹込タンク２Ａ、２Ｂ内の微粉炭を気送配管７Ａ、７Ｂによって高炉８の羽口９まで気送（圧送）し、続けて、気送配管７Ａ、７Ｂの先端に設けた吹込みランスから高炉８内に微粉炭を吹き込む。本実施形態では、吹込タンク２Ａ、２Ｂが２台の場合を例示しているが、吹込タンクが３台以上であっても良い。
【００１０】
なお、気送配管は、通常、途中で複数に分岐されていて、複数の高炉８の羽口９に同時期に微粉炭を気送可能な構成となっている。そして、吹込タンク２Ａ、２Ｂ内の圧力は、高炉８の内圧よりも高くなるように設定するが、吹込タンク２Ａ、２Ｂからの送出空気圧だけでは、複数の高炉内に羽口９から均一且つ十分な圧力で微粉炭を吹き込むことが困難な場合も想定される。この場合には、気送配管７Ａ、７Ｂの途中に微粉炭希釈用のガス（窒素などの不活性ガス）を送ることも行われる。
【００１１】
本実施形態の微粉炭吹き込み設備は、図１に示すように、粉砕乾燥設備３０、コールビン１、２台の吹込タンク２Ａ、２Ｂ及び気送配管７Ａ、７Ｂを備える。
粉砕乾燥設備３０は、熱風などの乾燥雰囲気下で石炭を破砕し、更にフィルタ等で篩いに掛けることで所定粒度以下の微粉炭を作製し、その作製した微粉炭を間欠的にコールビン１に供給する。
コールビン１は、粉砕・乾燥した微粉炭を備蓄する密封容器である。
コールビン１の底部は、各吹込タンク２Ａ、２Ｂの上部と個別の輸送管３Ａ、３Ｂを介して連通している。
その各輸送管３Ａ、３Ｂには、軸方向に沿って２台の開閉弁４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂが介装されていると共に、その２台の開閉弁４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂの間に流量調節弁６Ａ、６Ｂが介装されている。ここで２台の開閉弁４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂを区別する場合には、上流側の開閉弁４Ａ、４Ｂを第１開閉弁と呼称し、下流側の開閉弁５Ａ、５Ｂを第２開閉弁と呼称する。
【００１２】
各吹込タンク２Ａ、２Ｂは、微粉炭を貯留し、その微粉炭を高炉８に向けて気送するための密封タンクである。各吹込タンク２Ａ、２Ｂの質量は、貯留質量測定手段１９Ａ、１９Ｂで測定され、測定された質量は、制御部１０に出力される。ここで、各吹込タンク２Ａ、２Ｂ自体に質量は分かっているので、貯留質量測定手段１９Ａ、１９Ｂの測定値から吹込タンク２Ａ、２Ｂ自体の質量を減算することで、吹込タンク２Ａ、２Ｂ内の微粉炭の貯留質量を求めることが出来る。貯留質量測定手段１９Ａ、１９Ｂは、例えばロードセルなどから構成される。
【００１３】
制御部１０は、少なくとも上記の２台の開閉弁４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ及び流量調節弁６Ａ、６Ｂの弁に開度指令を供給することで、開閉弁４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ及び流量調節弁６Ａ、６Ｂの弁開度量を制御する。
制御部１０における、微粉炭切り出しに係わる弁開度の制御部分に関する処理例について図２を参照して説明する。なお、以下の例では、図１中、左側の吹込タンク２Ａに対し、微粉炭補給のための切り出し処理を行う場合を例に挙げて説明する。右側の吹込タンク２Ｂに対する微粉炭補給の制御についても同様な処理であるため、説明を省略する。
【００１４】
尚、微粉炭の補充を行っていない状態では、２台の開閉弁４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ及び流量調節弁６Ａ、６Ｂは閉じた状態となっていて、信号電流を供給していない初期状態では常閉状態になっているとする。
制御部１０は、吹込タンク２Ａへの微粉炭の補給と判定すると、まず第１開閉弁４Ａに開指令を供給する（ステップＳ２０）。これによって、第１開閉弁４Ａは開状態となる。
次に、制御部１０は、ステップＳ３０に移行して、流量調節弁６Ａに対し第１の開度量として全開の開度指令を供給して、ステップＳ４０に移行する。これによって、流量調節弁６Ａは全開状態となる。なお、第１の開度量は全開である必要はなく、例えば全開から所定の余裕分だけ開度を閉じた開度量であっても良い。
【００１５】
次に、制御部１０は、ステップＳ４０にて第２開閉弁５Ａに開指令を供給して、ステップＳ５０に移行する。これによって第２開閉弁５Ａが開状態となって、コールビン１内の微粉炭が輸送管３Ａを通じて吹込タンク２Ａに輸送される。これによって徐々に吹込タンク２Ａの質量が増大していくことになる。
制御部１０は、ステップＳ５０において、吹込タンク２Ａの質量が予め設定した設定値以上になったか否かを判定し、設定値以上になったと判定したらステップＳ６０に移行する。
【００１６】
設定値は、吹込タンク２Ａに貯留する際の目標とする貯留の上限質量（設定貯留質量）よりも小さい値からなる切り出し用設定値に、吹込タンク２Ａ自体の質量を加算した値とする。
切り出し用設定値は、例えば設定貯留質量の８０％以上９０％以下とする。８０％未満の場合には、切り出しに要する時間がその分長くなり、９０％を越えると、設定貯留質量を越える量が多くなるためである。
制御部１０は、ステップＳ６０にて、流量調節弁６Ａに第２の開度量となる開度指令を供給してステップＳ７０に移行する。
【００１７】
第２の開度量は、第１の開度量よりも小さく且つ全閉より大きな開度量である。
第２の開度量は、例えば全開の５０％以上６０％以下の範囲とする。その理由は５０％未満の開度では微粉炭の補給に要する時間が長くなり、６０％超えの開度では貯留した質量が目標とする設定貯留質量になってから全閉になるまでの時間が長くなり、微粉炭が噛みこむ恐れがあるためである。
制御部１０は、ステップＳ７０において、吹込タンク２Ａへの微粉炭の貯留質量が設定貯留質量以上になったか否かを判定し、微粉炭の貯留質量が設定貯留質量以上になったと判定したらステップＳ８０に移行する。
【００１８】
制御部１０は、ステップＳ８０において、流量調節弁６Ａに全閉の開度指令を供給し、その後に２台の開閉弁４Ａ、５Ａに閉指令を供給する。
これによって、吹込タンク２Ａへの微粉炭の補給（切り出し）処理が終了する。
ここで、上記の処理において、ステップＳ５０及びステップＳ６０の処理を２回以上繰り返すように構成しても良い。即ち、設定値を超えると、タンク質量の増大に伴い段階的若しくは連続的に流量調節弁６Ａ、６Ｂの開度を絞る方向に変更するように制御しても良い。
【００１９】
また、図１において、ガス配管１１からのガス圧送によって吹込タンク２Ａ、２Ｂ内の内圧を所定圧力に保持する。また、ガス配管１２Ａ、１２Ｂによって、微粉炭を気送するための圧縮空気の供給を行う。また、ガス配管１３Ａ、１３Ｂにて、微粉炭気送完了後に吹込タンク２Ａ、２Ｂ内の残圧を排圧する。またガス配管１４Ａ、１４Ｂは、吹込タンク２Ａ、２Ｂ及び吹込み設備が故障したときに、吹込タンク２Ａ、２Ｂ内の圧力を下げるための緊急排圧ラインとして吹込タンクの排圧を行う弁である。
ここで、輸送管３Ａ、３Ｂ、２台の開閉弁４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、流量調節弁６Ａ、６Ｂ及び制御部１０が微粉炭切り出し装置を構成する。
【００２０】
（動作その他）
例えば、一方の吹込タンク２Ｂによって高炉８に微粉炭の吹き込みを行っている間に、他方の吹込タンク２Ａに対してコールビン１から微粉炭を切り出して補給する。
このとき、吹込タンク２Ａの質量つまり吹込タンク２Ａ内の微粉炭の貯留質量を判定しながら、流量調節弁６Ａの開度を全開として、輸送管３Ａを通じた微粉炭の供給を行い、所定設定値まで微粉炭が貯留したと判定したら、流量調節弁６Ａの開度を絞って輸送管３Ａを通じた微粉炭の輸送速度を遅くして、そのまま目的とする設定貯留質量となるまで微粉炭を吹込タンク２Ａ内に切り出す。
【００２１】
このように、吹込タンク２Ａの質量が設定値以上になると、流量調節弁６Ａの開度を第２の開度量まで小さくして、微粉炭の輸送量を少なくし、吹込タンク２Ａの質量が上限（設定貯留質量）になった際の、流量調節弁６Ａの全閉までの動作時間を短くすることで、流量調節弁６Ａでの微粉炭の噛み込みを防止することで、炉への吹き込みを継続可能にする。以上の対応により全閉までの動作時間を短くすることで、重量設定値以上になってからの微粉炭の補給量が減少するため、微粉炭が流調弁の位置まで貯まることがなくなり弁への微粉炭の噛み込みを防止することができる。
【００２２】
以上のように、本実施形態を採用することで、吹込タンク２Ａ、２Ｂでの微粉炭の待機時間をある程度確保しつつ、弁に微粉炭が噛み込むことを抑えることが可能となり、その結果、安定した高炉８への微粉炭の吹き込みを実現可能となる。
ここで、微粉炭の吹き込みが停止した場合には、還元材が足りなくなるため、減風し出銑量が減り減産する。また、還元材としてコークスを多く装入しなければならなくなり、ＣＲが高くなり。原料費が高くなる。一度詰まると、復旧に例えば３０分〜１時間程度の時間を要する。
【符号の説明】
【００２３】
１     コールビン
２Ａ、２Ｂ    吹込タンク
３Ａ、３Ｂ    輸送管（配管）
４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ      開閉弁
６Ａ、６Ｂ    流量調節弁
７Ａ、７Ｂ    気送配管
８     高炉
９     羽口
１０   制御部
【図１】
2018193583.tif 000003
【図２】
2018193583.tif 000004