(57)【要約】上方流区画内に配置される搬送ホッパー（１１）、前記搬送ホッパー（１１）の出口において固形粒状物を流動化させ、さらに固体・ガス流を生成させる流動化装置（２１）、前記流動化装置（２１）から下方流区画（２）まで前記固体・ガス流を搬送するための空気圧搬送ライン（１５）、及び多数の投入ライン（１９）を連結保持する定置型配分装置（１７）から構成される固形粒状物投入システム。上方流制御システムによって、上方流区画（１）内の空気圧搬送ライン中において測定された固形質量流に応答して上方流制御弁（３５）の解放度が制御されることにより、上方流区画内における空気圧搬送ライン中における質量流速が制御される。また、下方流制御システムによって、主下方流質量流速センサ（５３）によって感知された瞬時質量流速に応答して下方流制御弁（５１、７９ｉ）の解放度が制御されることにより、下方流区画（２）内の空気圧搬送ライン（１５）中における質量流速が制御される。
2011505535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のものよりなる固形粒状物投入システムであって、
上方流区画（１）内に配置される搬送ホッパー（１１）、
前記搬送ホッパー（１１）の出口において固形粒状物を流動化させ、さらに固体・ガス流を生成させるための流動化装置（２１）、
前記固体・ガス流を前記流動化装置（２１）から下方流区画（２）まで搬送するために用いられ、かつ多数の投入ライン（１９ｉ）が連結保持された定置型配分装置（１７）を下方流区画内に有する空気圧搬送ライン（１５）、及び
上方流制御システム、この上方流制御システムは前記上方流区画（１）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中に配置される上方流制御弁（３５）と、前記上方流区画（１）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中において固形質量流を測定可能な上方流質量流速測定手段を備え、かつ、前記上方流区画（１）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中において測定された前記固体質量流に応答して前記上方流制御弁（３５）の解放度を制御することにより、前記上方流区画（１）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中における質量流速を制御可能であり、
下方流制御システムには、
前記定置型配分装置（１７）の上流にある前記下方流区画（２）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中に配置される少なくとも１個の下方流制御弁（５１、７９ｉ）及び、
前記定置型配分装置（１７）の上流にある前記下方流区画（２）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中に配置される主下方流質量流速センサ（５３）が含まれ、
前記下方流制御システムによって、前記主下方流質量流速センサ（５３）によって感知された前記瞬時質量流速に応答して前記少なくとも１個の下方流制御弁（５１、７９ｉ）の解放度を制御することにより前記下方流区画（２）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中における質量流速を制御することが可能なことを特徴とする固形粒状物投入システム。
【請求項２】
前記下方流制御システムに、前記定置型配分装置（１７）の上流にある前記下方流区画（２）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中に配置され、かつ前記主下方流質量流速センサ（５３）によって感知された瞬時質量流速に応答して前記主下方流制御弁（５１）の解放度を制御することによって前記下方流区画（２）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中における質量流速を制御可能な主下方流制御弁（５１）が含まれることを特徴とする請求項１項記載の投入システム。
【請求項３】
前記下方流制御システムの前記投入ライン（１９ｉ）のそれぞれに投入流制御弁（７９ｉ）が含まれ、この下方流制御システムは、前記下方流質量流速センサ（５３）によって感知された前記瞬時質量流速に応答して前記投入流制御弁（７９ｉ）のすべての解放度を制御することにより前記下方流区画（２）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中における質量流速を制御可能であることを特徴とする請求項１又は２項記載の投入システム。
【請求項４】
前記下方流制御システムの前記投入ライン（１９ｉ）のそれぞれに投入流制御弁（７９ｉ）及び投入質量流速センサ（９１ｉ）が備えられ、前記下方流制御システムは、前記主下方流質量流速センサ（５３）によって感知された前記瞬時質量流速に応答して前記投入流制御弁（７９ｉ）のすべての解放度を制御することにより、及び前記投入質量流速センサ（９１ｉ）によって感知された前記瞬時質量流速により前記下方流区画（２）内の前記空気圧搬送ライン（１５）中における質量流速を制御可能であることを特徴とする請求項１又は２項記載の投入システム。
【請求項５】
前記下方流制御システムに、
前記投入ライン（１９ｉ）のそれぞれに直列に取り付けられる投入流制御弁（７９ｉ）及び投入質量流速センサと、
前記主下方流質量流速センサ（５３）の出力信号をプロセス信号として受け取り、さらに前記投入流制御弁（７９ｉ）のそれぞれのための第一制御信号を生成する第一流コントローラと、
前記投入質量流速センサ（９１ｉ）の出力信号をプロセス信号として受け取り、さらに第二制御信号を生成する第二流コントローラと、
前記第一制御信号と前記第二制御信号を組み合わせて、直列に取り付けられる前記投入流制御弁（７９ｉ）のための制御信号を生成する手段がさらに含まれることを特徴とする請求項１又は２項記載の投入システム。  
【請求項６】
前記上方流制御回路及び前記下方流制御回路の双方に、前記上方流制御弁（３５）と、前記少なくとも１個の下方流制御弁（５１、７９ｉ）の解放度を相互独立して制限することが可能な制限回路が含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の投入システム。
【請求項７】
前記上方流質量流速測定手段が、
前記搬送ホッパー（１１）を装備する目盛較正された示差計量システム（４１）と、
測定間隔の間に、前記目盛り付けされた示差計量システム（４１）によって測定される重量差に基づいて絶対質量流速値を計算する質量流速計算装置（３９）から構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の投入システム。
【請求項８】
前記上方流質量流速測定手段に、
前記上方流区画（１）内の前記空気圧搬送ライン（１５）の一部分における固形物濃度を感知可能な流密度センサと、前記上方流区画（１）内の前記空気圧搬送ライン（１５）の一部分における搬送速度を測定可能な流速センサを含み、かつこれら密度及び速度の積が前記部分における瞬時質量流速の相関値となる相対質量流速センサ（６９）と、
前記相対質量流速センサ（６９）によって感知された瞬時変動の重ね合わせを用いて絶対質量流速値を得るため、前記相対質量流速センサ（６９）によって感知された前記相対質量流速値を前記質量流速計算装置（３９）によって計算された前記絶対質量流速値と組み合わせる回路手段（７３）がさらに含まれることを特徴とする請求項７項記載の投入システム。
【請求項９】
前記下方流制御システムの前記主質量流速センサ（５３）に相対質量流速センサが含まれることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の投入システム。
【請求項１０】
前記相対質量流速センサ（６９）に、前記下方流区画（２）内の前記空気圧搬送ライン（１５）の一部分における固形物濃度を感知可能な流密度センサと、前記下方流区画（２）内の前記空気圧搬送ライン（１５）の一部分における搬送速度を測定可能な流速度センサが含まれ、これら密度と速度の積が前記部分における瞬時質量流速の相関値となることを特徴とする請求項９項記載の投入システム。
【請求項１１】
前記上方流質量流速測定手段が、前記搬送ホッパーを装備する目盛較正された示差計量システム（４１）と、測定間隔の間に前記目盛較正された示差計量システムによって測定された重量差に基づいて絶対質量流速値を計算する質量流速計算装置（３９）から構成され、及び
前記下方流制御システムに、前記相対質量流速センサ（６９）によって感知された瞬時変動の重ね合わせを用いて絶対質量流速値を得るため、前記相対質量流速センサ（６９）によって感知された前記相対値を前記質量流速計算装置によって計算された前記絶対質量流速値と組み合わせる回路手段が含まれることを特徴とする請求項１０項記載の投入システム。
【請求項１２】
粉砕炭又は、炭素含量の高い他の粉砕物あるいは粒状化物の溶鉱炉投入に利用される請求項１〜１１のいずれかに記載の投入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略には固形粒状物の投入に関し、より具体的には溶鉱炉への粉砕炭の投入に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鉱炉操業分野においては、溶鉱炉羽口における熱風中に粉砕炭を投入することによりコークス消費量を減少できることが公知である。このような投入システムは、典型例として、通常粉砕炭調製工場の近傍にある第一区画内に配置される搬送ホッパーと、搬送ホッパーの出口において粉砕炭を流動化させる流動化装置、及び通常溶鉱炉の近傍にある第二区画内に配置される配分装置と流動化装置を連結させる空気圧搬送ラインから構成される。配分装置中においては、熱風中へ粉砕炭を投入するために溶鉱炉羽口に配置される投入ランスに接続された数本の投入ライン間において空気流が分流される。前記第一位置(本願では上流位置とも記載している)と第二位置(本願では下流位置とも記載している)との間の距離は通常数１００mであるが、１ｋｍを超えることも多い。
【０００３】
溶鉱炉中において一定の処理条件を確保するため、溶鉱炉中へ投入される粉砕炭の品質を正確に調整することが必要であり、また該品質に大きな変動があってはならない。上述したような投入システムについて、質量の流速を制御する種々方法が開発されている。第一の方法においては、質量（ｍａｓｓ：質量群、集団）の流速は、搬送ホッパー中のガス圧を、ホッパーの装備された示差計量システムの出力信号に応答して、あるいは空気圧搬送ラインに直接取り付けられる質量流速センサの出力信号に応答して、調節することによって制御される。第二の方法においては、質量の流速は、搬送ホッパーの流動化装置中に投入される流動化ガスの流速を、あるいは空気圧搬送ライン中へ投入される希釈ガスの流速を、搬送ホッパーの装備された示差計量システムの出力信号に応答して、あるいは空気圧搬送ライン中に直接取り付けられた質量流速センサの出力信号に応答して調節することによって制御される。第三の方法においては、質量の流速は、流調節弁を用いて空気流を減速することによって制御される。この第三の方法の第一実施態様では、搬送ホッパー位置における搬送ライン中、すなわち空気圧搬送ラインの出発部中に主流制御弁が取り付けられ、この主流制御弁は搬送ホッパーが装備された示差計量システムの出力信号に応答して、あるいは搬送ホッパー位置において搬送ライン中に取り付けられた質量流速センサの出力信号に応答して制御される。この第三方法の第二実施態様では、配分位置における搬送ラインのそれぞれに投入流制御弁が取り付けられ、この投入流制御弁は各投入ラインに取り付けられた投入質量流速センサの出力信号に応答して制御される。
【０００４】
ＵＳ５，１２３，６３２には、溶鉱炉中へ粉砕炭を投入するための空気圧投入システムが開示されている。このシステムにはその上方流区画に2台の搬送ホッパーが装備されている。溶鉱炉中へ投入される粉砕炭の全流速は、各搬送ホッパーの出口に取り付けられた計量装置中において調節される。前記計量装置は主空気圧搬送ラインによって、溶鉱炉に近い下流位置に配置される、例えばＵＳ４，７０２，１８２に記載されたタイプの定置型配分装置に連結される。この配分装置中においては、主空気流が二次空気流に分けられ、これら分けられた空気流は投入ラインを通って溶鉱炉羽口へ送られる。各投入管には閉塞弁と少なくとも１個の流速制御羽口が設けられる。各投入ラインにおいて、第一流速制御羽口の下流の圧力を、圧力調節済みの補償ガスを投入することにより、あるいは第一流速制御羽口の下流の投入ラインに圧力制御弁を設けることにより、一定に保つことが提案されている。
【０００５】
ＵＳ５，２８５，７３５には、加圧送りタンクから溶鉱炉へ粉砕炭を搬送する空気圧搬送ライン中へ投入される粉砕炭量を調節するための制御装置が開示されている。本引例では、加圧送りタンク付近の搬送ライン中に粉体流量計を設置して空気圧搬送ライン中へ流れる粉砕炭の流速を測定することが示唆されている。この粉体流量計の出力信号は、所謂流表示コントローラにおいて、送りタンクと空気圧搬送ラインの間に設置される流弁の開放度調節を行うために用いられる。あるいは、流弁の開放度調節のため、この流表示コントローラに、加圧送りタンクを装備する計量システムからの出力信号を用いることも可能である。
【０００６】
本願出願人の実施した試験結果から、最新の質量流速制御を行っているにも拘らず、搬送ライン及び投入ライン中において質量の流速に驚くほど重大な変動があることが示された。本願出願人は、かかる質量流速における変動は、空気圧搬送ラインに関する限り極めて重要であることを見出した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上方流区画内にある搬送ホッパーを下方流区画内にある配分装置と相互接続する長い空気圧搬送ラインにおいて特に見られる質量流速の変動を減ずることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による固形粒状物投入システムは、それ自体としては公知な方式により、上方流区画内に配置される搬送ホッパーと、搬送ホッパーの出口において固形粒状物を流動化させ、及び固体・ガス流を生成する流動化装置と、前記固体・ガス流を前記流動化装置から通常前記上流位置から数１００ｍに位置する下方流区画まで搬送するために用いられ、かつ前記下方流区画内に複数の投入ラインが接続される定置型配分装置を備える空気圧搬送ラインと、上方流制御システムから構成される。この上方流制御システムには、それ自体としては公知な方式により、前記上方流区画内において空気圧搬送ライン中に配置される上方流制御弁と、前記上方流区画内において空気圧搬送ライン中における固形質量の流れの測定が可能な上方流質量流速測定手段が備えられる。この上方流制御システムは、前記上方流区画内において空気圧搬送ライン中を流れる質量の流速を、前記上方流区画内において空気圧搬送ライン中で測定された固形材料質量流に応答して上方流制御弁の解放度を調節することによって制御するシステムである。本発明の重要な観点によれば、前記投入システムには下方流制御システムがさらに含まれ、この下方流制御システムには、少なくとも1個の下方流制御弁が前記下方流区画内の空気圧搬送ライン中に配置され、さらに主下方流質量流速センサが定置型配分装置の上流となる前記下方流区画内において空気圧搬送ライン中に配置される。この下方流制御システムは、前記下方流区画内の空気圧搬送ライン中における質量流速を、少なくとも1個の下方流質量流速センサによって感知された瞬間質量流速に応答して下方流制御弁の解放度を調節することによって制御する装置である。このように高速な下方流制御システムと、より低速な上方流制御システムを組み合わせるにより、上方流区画内にある搬送ホッパーと下方流区画内にある配分装置を相互連絡する数１００mに亘る空気圧搬送ライン中においてみられる質量流速の変動を効率的に減ずることが可能なことが理解されよう。
【０００９】
極めて簡略な実施態様では、下方流制御システムには主下方流制御弁が含まれ、この主下方流制御弁は定置型配分装置の上流となる下方流区画内において空気圧搬送ライン中に配置される。この下方流制御システムでは、主下方流質量流速センサによって感知される瞬時質量流速に応答して主下方流流速制御弁の開放度を制御することにより、下方流区画内における空気圧搬送ライン中の質量流速の制御が可能とされる。
【００１０】
別の実施態様では、下方流制御システムの各投入ラインには投入流制御弁が設けられる。この下方流制御システムでは、主下方流質量流速センサによって感知された瞬時質量流速に応答してすべての投入流制御弁の開放度を調節することにより、下方流区画内にある空気圧搬送ライン中における質量流速の制御が可能とされる。本システムでは、投入ラインを互いにさらに独立させて、各投入ライン中における質量流速を調節することも可能である。
【００１１】
さらに別の実施態様では、下方流制御システムの各投入ラインに投入流制御弁及び投入質量流速センサが備えられる。この下方流制御システムでは、主下方流質量流速センサによって感知された瞬時質量流速に応答してすべての投入流制御弁の開放度を調節することにより、あるいは投入質量流速センサによって感知された瞬時質量流速によって、下方流区画内の空気圧搬送ライン中における質量流速を制御することが可能とされる。本システムにより、投入ライン間における質量流速の配分をさらに有利に制御することが可能である。
【００１２】
前記下方流制御システムにはさらに、各投入ラインに直列に取り付けられる投入流制御弁及び投入質量流速センサと、主下方流質量流速センサの出力信号を処理信号として受け取り、かつ各投入流制御弁のために第一制御信号を生成する第一流制御装置と、投入質量流速センサの出力信号を処理信号として受け取り、かつ第二制御信号を生成する第二流制御装置と、第一制御信号と第二制御信号を結合させる手段であって、かつ該手段へ直列に取り付けられる投入流制御弁に用いる制御信号を生成する該信号結合手段が備えられる。
【００１３】
好ましい実施態様では、上方流制御回路及び下方流制御回路の双方には、上方流制御弁及び少なくとも１個の下方流制御弁の開放程度をそれぞれ独立して、あるいは相互に制限することが可能な制限回路が備えられる。
【００１４】
上方流質量流速測定手段は、通常、搬送ホッパーを備える目盛較正された（ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ）示差計量システムと、測定間隔の間に目盛較正された示差計量システムを用いて測定される重量差に基づいて絶対質量流速値を計算する質量流速計算装置から構成される。この質量流速測定手段によって信頼性の高い絶対質量流速が与えられることが理解されよう。
【００１５】
上方流質量流速測定手段の好ましい態様では、上方流区画内の空気圧搬送ラインの一部分における固形物濃度を感知できる粉流密度センサと、上方流区画内の空気圧搬送ラインの一部分における搬送速度を測定できる流速センサを備える相対質量流速センサがさらに含まれるセンサであって、双方の数値の積が前記部分における瞬時質量流速の相関値となる該センサがさらに前記上方流質量流速測定手段に含まれる。次いで、相対質量流速センサによって感知された瞬時質量流速変動を重ね合わせて得られる差の計測に基づいて絶対質量流速値が得られるように、相対質量流速センサによって感知された相対質量流速値は質量流速計算装置によって計算された絶対質量流速値と回路手段により組み合わされる。
【００１６】
下方流制御システムの前記主質量流速センサの好ましい実施態様では、該システムには相対質量流速センサが含まれる。この相対質量流速センサの有利な態様では、該センサに流密度センサ及び流速センサが備えられ、該粉流密度センサにより下方流区画内の空気圧搬送ラインの一部分における固形物濃度が感知でき、また該流速センサにより下方流区画内の空気圧搬送ラインの一部分において搬送速度の測定が可能となり、これら双方の数値の積は前記部分における瞬時質量流速の相関値となる。
【００１７】
上方流流速測定手段の有利な態様では、該手段に搬送ホッパーを備える目盛較正された示差計測システムと、測定間隔に目盛較正された計量システムによって測定された重量差に基づいて絶対質量流速値を計算する質量流速計算装置が備えられる。次いで、相対質量流速センサによって感知された瞬時変動を重ね合わせて絶対流速値が得られるように、回路手段によって相対質量流速センサによって感知された相関値が質量流速計算装置によって計算された絶対質量流速値と組み合わされる。
【００１８】
上述の投入システムは、粉砕炭、あるいは他の炭素含量の高い粉砕又は粒状物質(例えば廃棄物など)を溶鉱炉へ投入するために用いられる有利なシステムである。
【００１９】
本発明のさらなる目的、特徴及び利点につき、以下の発明の詳細な説明においていくつかの非限定的実施態様を用い、かつ添付図面を参照しながら明らかにする。なお、図中の同一符号は同一部分あるいは同等部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】制御システムの第一実施態様としての粉砕炭投入システムの模式図である。
【図２】制御システムの第二実施態様としての粉砕炭投入システムの模式図である。
【図３】制御システムの第三実施態様としての粉砕炭投入システムの模式図である。
【図４】本発明によってどのように質量流の変動が減じられるかについて説明する説明図である。
【発明を実施するための手段】
【００２１】
以下において、例えば溶鉱炉羽口中への粉砕炭の投入に用いられる、粉砕炭投入システムの本発明による好ましい実施態様についてさらに詳細に説明する。
【００２２】
図１、図２、図３において、上方流区画はフレーム１によって模式的に画定されている。この区画内において粉砕炭は搬送ホッパー１１中に貯蔵される。この上方流区画は通常粉砕炭調製プラントの近傍に設置される。他方、下方流区画は溶鉱炉の近傍に設置され、フレーム２により模式的に画定された範囲である。この区画内において、粉砕炭は符号１３１、・・・・・１３ｎで模式的に示した炭投入ランスを用いて溶鉱炉羽口中へ投入される。これら上方流区画と下方流区画は間隔Ｄを開けて分離され、この間隔Ｄは通常数１００メートル相当であるが、場合によっては１０００メートルを超えることもある。フレーム１中に示されたすべての要素は上方流区画内に配置される。他方、フレーム２中に示されたすべての要素は下方流区画内に配置される。
【００２３】
上方流区画から下方流区画への間隔Ｄを越える粉砕炭の搬送には空気圧搬送ライン１５が用いられる。下方流区画（フレーム２参照）内において、空気圧搬送ライン１５には定置型（ｓｔａｔｉｃ）配分装置１７が備えられる。この配分装置により、粉砕炭投入ランス１３１・・・・１３ｎへ粉砕炭を供給する数本の投入ライン１９１〜１９ｎ間へ空気圧流が分配される。
【００２４】
上方流区画（フレーム１参照）内においては、搬送ホッパー１１の出口部位において粉砕炭を流動化させるため、空気圧搬送ライン１５は流動化装置２１と連絡されている。流動化ガス（キャリアガスとも称される）として窒素（Ｎ２）が流動性ガス供給システム２３によってガス供給ライン２５を通して流動化装置２１中へ注入され、これにより搬送ホッパー１１の出口部位において粉砕炭が流動化され、空気圧搬送ライン１５中を通過して流すことのできる所謂固体・ガス流が生成される。
【００２５】
流動化装置２１中における粉砕炭の流動化は閉鎖系ガス制御ループ２７内において制御される。このガス制御ループ２７には、ガス供給ライン２５中の流動化ガスの流速を測定するガス流メータ２９と、ガス供給ライン２５中のガス流を減速させることが可能なガス流制御弁３１と、ガス流制御弁３１の開放度を制御してガス流メータ２９によって測定されるガス流速をフィードバック信号として受け取るガス流制御装置３３が備えられる。ＳＰはガス流制御装置３３の設定値である。この設定値ＳＰは、例えばプロセスコンピュータによって、空気圧搬送ライン１５中の粉砕炭の、所望のあるいは測定による質量流速値の関数として、及び又は他のパラメータの関数として計算可能である。
【００２６】
本発明によれば、前記投入システムにはさらに、上方流区画（フレーム１）内の空気圧搬送ライン１５中における粉砕炭の質量流を制御するための上方流制御システムと、下方流区画（フレーム２）内の空気圧搬送ライン１５中における粉砕炭の質量流を制御するための下方流制御システムが備えられる。これら上方流及び下方流制御システムのいくつかの実施態様について以下において図１、図２及び図３を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００２７】
図１のフレーム１内に示した上方流制御システムには、空気圧搬送ライン１５中に上方流制御弁３５が備えられる。適する粉流制御弁３５としては、例えば商品名「ＧＲＩＴＺＫＯ（登録商標）」で販売されている出願人の粉流制御弁が挙げられる。この上方流制御弁３５は第一ＰＩＤ流コントローラ３７で制御されるが、このＰＩＤ流コントローラ３７は質量流速計算装置３９から出される出力信号をプロセス信号ＰＶとして受け取る。後者の計算装置３９によって、搬送ホッパー１１の目盛較正示差計量システム４１によって測定された重量差に基づいて、空気圧搬送ライン１５中における粉砕炭の質量流速に関する絶対値が間接的に計算され、測定された重量差が測定間隔の期間で割り算される。従って、質量流速値はｋｇ／秒、すなわち測定間隔期間中の質量流速平均値として与えられる。得られた質量流速値はプロセス信号ＰＶとして第一流コントローラ３７中へ入力され、該コントローラ３７によってこのプロセス信号は調整可能な設定値４５（ｋｇ／秒）と比較され、上方流制御弁３５のための基本制御信号４７が与えられる。制限回路４９において、この基本制御信号４７には、通常操作において上方流制御弁３５に用いる開放度範囲（最小開放〜最大開放）を予め設定することができるように、その最小値及び最大値が制限される。
【００２８】
図１のフレーム２内に示した下方流制御システムは、下方流制御弁５１と質量流速センサ５３（以下において質量流速センサ５３と記載する）から構成される。このセンサ５３の出力信号は、主として下方流区画内の空気圧搬送ライン１５の一部分における瞬時質量流速の変化を表示するためのものである。適する相対質量流速センサ５３としては、例えばＦ．ＢＬＯＣＫ、Ｄ−５２１５９ ＲＯＥＴＧＥＮ（ドイツ）から商品名「ＣＡＢＬＯＣ」で販売されている容量流速センサが挙げられる。この容量流速センサは容量流密度センサと容量相間的速度センサの組み合わせから成るものである。このセンサにより、測定部において粉砕炭の濃度及び搬送速度が測定され、これら数値の積は質量流速の相関値である。
【００２９】
掛算器回路５５中においては、センサ５３の相対質量流速出力信号５７は上方流質量流速計算装置３９からの修正ファクター５９（すなわち、信号７５の同一コピー又は加工が加えられたコピー）と組み合されて第二ＰＩＤコントローラ６１のための修正プロセス信号６３が生成される。この修正プロセス信号６３は、前記配分装置１７の直ぐ上流にある空気圧搬送ライン１５中における上方流質量流速の代表値となるものである。コントローラ６１はフレーム１内における粉流コントローラ３７の設定値４５のコピー（又はその処理後のコピー）を設定値として受け取り、そして該コントローラによって粉流制御弁５１へ基本制御信号６５が与えられる。制限回路６７において、この基本制御信号６５には、通常操作における下方流制御弁５１の開放度を予め設定できるように、その最小値及び最大値が制限がされる。
【００３０】
図１に示した粉砕炭投入システムについては、テストプラントにおいて実操業試験が行われた。テストプラントにおける上方流区画と下方流区画との間隔は約５００ｍであった。図４に本試験において得られた試験結果を示す。図４に示した試験の実施時間は２時間である。この試験はさらに第一段階Ｉと第二段階ＩＩに２分され（矢印参照）、各段階は１時間とした。第一段階Ｉ（すなわち、試験の最初の１時間）においては、上述したように上方流制御弁３５によって上方流区画内の空気圧搬送ライン１５中における質量流速が制御され、他方下方流制御弁５１は全開状態（開放度１００％）に維持される。第二段階ＩＩ（すなわち、試験の第二の１時間）においては、上述したように上方流制御弁３５によって上方流区画内の空気圧搬送ライン１５中における質量流速が制御し続けられ、また下方流制御弁５１によって、上述したように下方流区画内の空気圧搬送ライン１５中における質量流速が制御される。図４中の曲線Ａは下方流制御弁５１の相対開放度を％で示したものである。曲線Ｂは下方流区画内においてセンサ５３で測定した質量流速を示したものである。試験の第二段階においてセンサ５３によって測定された流速変動振幅（曲線Ｂ参照）は、試験の第一段階において測定された流速変動振幅に比べて大幅に低いことが理解されよう。
【００３１】
システムが不安定化するリスクを減ずるため、上方流制御弁３５の作動範囲を下方流制御弁５１の作動範囲よりも狭く選定することが推奨される。これら双方の作動範囲は制限回路４９、６７を用いて容易に調節可能である。前述した試験においては、上方流制御弁３５及び下方流制御弁５１の作動範囲は下記のように設定される。
【表１】
2011505535.tif 000003
【００３２】
さらに、試験期間中、下記チューニングパラメータを、上方流区画内のＰＩＤ流コントローラに関し、また下方流区画内のＰＩＤ流コントローラ６１に関して用いた。
【表２】
2011505535.tif 000004
【００３３】
粉砕炭投入システムの始動期間中、下方流区画内(すなわち第二ＰＩＤ粉流コントローラ６１)においては流速制御回路を使えなくすること、すなわち流制御弁５１に関し一定の解放度を維持することが推奨されることに猶注意すべきである。さらに、下方流区画内（第二ＰＩＤ流コントローラ６１）において粉流速制御弁５１を始動させる時には、粉流制御弁５１に関して解放度を前記特定した作動範囲内に事前設定しておくことが強く推奨される。図４から分かるように、例えば流制御弁５１に対しては４０％の解放度が事前設定される。
【００３４】
図２のフレーム１内に示された制御システムは、図１のフレー１内に示した制御システムとは、主としてセンサ６９によって相対質量流速値７１が与えられる点において異なる。この目的のために適するセンサとしては、例えば前述したＦ．ＢＬＯＣＫ，Ｄ−５２１５９ ＲＯＥＴＧＥＮ（ドイツ）から販売されているＣＡＢＬＯＣが挙げられる。掛算器７３によってセンサ６９の相対質量流速値７１が上方流質量流速計算装置３９の出力信号７５と結合されてコントローラ３７のための入力信号として用いられる修正プロセス信号７７が生成される。この修正プロセス信号７７によって搬送ライン１５中における上方流質量流速が表示される。このプロセス信号は、図１の上方流質量流速計算装置の非修正プロセス信号よりも質量流速の素早い変動に対してさらに反応性が高いため、空気圧搬送ライン１５中においてより均質な流速を得るために寄与するものである。スイッチ７８により、図２のフレーム１内に示した制御システム中のセンサ６９を使用不可にして、該制御システムの機能を図１のフレーム１内に示した制御システムと同様にすることが可能である。安定化の理由から、実際にはセンサ６９の信号を考慮することなく投入システムを始動させることが好ましい。
【００３５】
図２のフレーム２内に示した制御システムは、主として定置型配分装置１７の上流にある主流制御弁５１が各投入ライン１９１〜１９ｎ中の投入流制御弁７９１〜７９ｎに置き換えられている点で図１のフレーム２内に示した制御システムとは異なるものである。主質量流速センサ及び掛算器回路５５は図１に示したそれらと同一の型及び機能をもつものである。ＰＩＤ流コントローラ８１によって、前記下方流主質量流速センサ５３によって感知された瞬時質量流速に応答して投入流制御弁７９１〜７９ｎのすべての解放度を制御することによって、下方流区画内の空気圧搬送ライン１５中における質量流速を制御する投入流制御弁７９１〜７９ｎのそれぞれへ基本制御信号が与えられる。修正回路８５において、流コントローラ８１によって生成された基本制御信号から修正信号８６を引き出すことが可能である。この修正信号８６は、例えば上方流コントローラ３７の未処理出力信号あるいは処理済み出力信号４７であってもよい。投入流制御弁７９１〜７９ｎのそれぞれと連携している調節回路８７ｉによって一定値の信号８９ｉが制限回路６７の出力へ加えられる。それにより、各投入流制御弁７９ｉの始動位置を個別に調整することが可能となる。
【００３６】
図３のフレーム１内に示した制御システムは図２のフレーム１内に示したシステムと同一である。
【００３７】
図３のフレーム２内に示した制御システムは、主として定置型配分装置１７の上流に配置される主質量流速センサ５３に加えて、各投入ライン１９ｉ中に投入質量流速センサ９１ｉが備えられる点で、図２のフレーム２内に示したシステムと異なる。これら投入質量流速センサ９１ｉのそれぞれはＰＩＤ流コントローラ９３ｉと連結し、該ＰＩＤ流コントローラによって投入質量流速センサ９１ｉの出力信号がプロセス信号ＰＶとして受け取られる。加算回路９５ｉにおいては、流コントローラ９３ｉの出力信号９７ｉが流コントローラ８１の処理済み出力信号と組み合わされて投入流制御弁７９のための制御信号１０１ｉが生成される。かかる操作はｎ個の投入ライン１９１〜１９ｎのそれぞれについて適用される。このシステムにより、投入ライン１９ｉにおける質量流速の等配分の更なる向上が可能とされることが理解されよう。
【００３８】
結論として、図１〜３に示した制御システムにより、空気圧搬送ライン１５中における質量流速変動を減ずることが可能である。予期できない変動を大幅に排除するため、本願記載の制御システムによって粉砕炭投入の正確な調整及び計量の基盤が提供される。投入ライン１６中における質量流速をさらに良好に等配分するように寄与する他の実施態様もいくつか見出されている。上記の制御システム及び他の組み合わせにより粉砕炭投入プロセスを最適化し、それによって溶鉱炉作業をより改善させることが可能なことが理解されよう。
【符号の説明】
【００３９】
１１：搬送ホッパー
１３ｉ：投入ランス
１５：空気圧搬送ライン
１７：定置型配分装置
１９ｉ：投入ライン
２１：流動化装置
２３：流動性ガス供給システム
２５：ガス供給ライン
２７：ガス制御ループ
２９：ガス流計量計
３１：ガス流制御弁
３３：ガス流コントローラ
３５：上方流制御弁
３７：上方流ＰＩＤ流コントローラ
３９：上方流質量流速計算装置
４１：示差計量システム
４５：３７の調節可能設定値
４７：基本制御信号（３７の出力信号）
４９：制限回路
５１：下方流（主）制御弁
５３：下方流（主）質量流速センサ
５５：掛算器回路
５７：５３の相対質量流速出力信号
５９：修正ファクター
６１：下方流ＰＩＤ流コントローラ
６３：６１のための修正済みフィードバック信号
６５：基本制御信号（６１の出力信号）
６７：制限回路
６９：上方流質量流速センサ
７１：６９の相対質量流速弁
７３：掛算器回路
７５：３９の出力信号
７７：３９、６９の修正済みプロセス信号
７８：スイッチ
７９ｉ：投入流制御弁（ｉ＝１〜ｎ）
８１：ＰＩＤ流コントローラ
８３：設定値セレクタスイッチ
８５：修正回路
８７ｉ：調節回路（ｉ＝１〜ｎ）
８９ｉ：一定値信号（ｉ＝１〜ｎ）
９１ｉ：相対質量流速センサ（ｉ＝１〜ｎ）
９３ｉ：投入流コントローラ（ｉ＝１〜ｎ）
９５ｉ：加算回路（ｉ＝１〜ｎ）
９７ｉ：９３ｉの出力信号（ｉ＝１〜ｎ）
１０１ｉ：７９ｉの制御信号
【図１】
2011505535.tif 000005
【図２】
2011505535.tif 000006
【図３】
2011505535.tif 000007
【図４】
2011505535.tif 000008
【国際調査報告】
2011505535.tif 000009
2011505535.tif 000010