(57)【要約】【課題】酸素圧縮機でのリターン圧縮酸素量を削減し、エネルギー効率の向上を図ることができる高炉への酸素富化送風方法を提供する。【解決手段】酸素圧縮機２の吐出側から吸引側に圧縮酸素を戻すリターン配管１７を流れるリターン圧縮酸素量を計測し、リターン圧縮酸素量が予め定めた所定量を超えている場合には、第２流量調整弁２２の開度を大きくして圧縮酸素供給管１６を流れる圧縮酸素量を増加するとともに、その圧縮酸素の増加量分だけ、第１流量調整弁２１の開度を小さくして酸素供給管１２を流れる酸素量を低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉送風機の吸引側の送風配管へ酸素の供給管を接続して送風空気中に酸素を混合するとともに、高炉送風機の吐出側の送風配管へ酸素圧縮機により昇圧した圧縮酸素の供給管を接続して送風空気中に圧縮酸素を混合し、その酸素富化空気を高炉に送風する酸素富化送風方法において、酸素圧縮機の吐出側から吸引側に圧縮酸素を戻すリターン配管を流れる圧縮酸素量を計測し、その圧縮酸素量が所定量を超えている場合には、前記圧縮酸素の供給管を流れる圧縮酸素の量を増加するとともに、その圧縮酸素の増加量分だけ、前記酸素の供給管を流れる酸素の量を低減することを特徴とする高炉への酸素富化送風方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉への送風空気に酸素を富化して銑鉄の生産量を増大するために行う高炉への酸素富化送風方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄所においては、高炉の出銑量を増加するために、送風空気中に酸素を混合した酸素富化空気を高炉に導くようにしている。
【０００３】
その際、高炉送風機の吸引側の送風配管へ酸素の供給管を接続して送風空気中に酸素（例えば、ゲージ圧０．１ｋｇ／ｃｍ２）を混合し、その酸素富化空気を高炉送風機（例えば、ゲージ圧４ｋｇ／ｃｍ２に昇圧）により高炉に送風する方法と、高炉送風機の吐出側の送風配管へ酸素圧縮機により昇圧（圧縮）した圧縮酸素の供給管を接続して送風空気中に圧縮酸素（例えば、ゲージ圧２０ｋｇ／ｃｍ２）を混合し、その酸素富化空気を高炉に送風する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
また、上記の両者を組み合わせて、高炉送風機の吸引側の送風配管へ酸素の供給管を接続して送風空気中に酸素を混合するとともに、高炉送風機の吐出側の送風配管へ酸素圧縮機により昇圧した圧縮酸素の供給管を接続して送風空気中に圧縮酸素を混合し、その酸素富化空気を高炉に送風する方法がある。
【特許文献１】特開平６−３０６４３１号公報
【特許文献２】特開平１０−２４５８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、製鉄所においては、空気分離装置によって空気から酸素を分離し、分離した酸素を上記の高炉以外に転炉等にも供給しており、転炉等には酸素圧縮機により昇圧した圧縮酸素が供給される。その際に、高炉での必要酸素量はほぼ一定であるのに対して、転炉等での必要酸素量は操業状況によって変動する。
【０００６】
そのため、前述した、高炉送風機の吸引側の送風空気中に酸素を混合するとともに、高炉送風機の吐出側の送風空気中に配管酸素圧縮機により昇圧した圧縮酸素を混合し、その酸素富化空気を高炉に送風する方法においては、転炉等での操業状況によって圧縮酸素の必要量が減少し、酸素圧縮機からの圧縮酸素に余剰が生じた場合に、余剰の圧縮酸素を酸素圧縮機の吐出側から吸引側に戻す運転（リターン運転）が行われる。
【０００７】
しかし、そのようなリターン運転を行った場合には、酸素圧縮機の吐出側から吸引側に戻した圧縮酸素量（リターン圧縮酸素量）分の酸素を無駄に昇圧したことになり、エネルギーロスを生じることになる。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高炉送風機の吸引側の送風空気中に酸素を混合するとともに、高炉送風機の吐出側の送風空気中に配管酸素圧縮機により昇圧した圧縮酸素を混合し、その酸素富化空気を高炉に送風する酸素富化送風方法において、酸素圧縮機でのリターン圧縮酸素量を削減し、エネルギー効率の向上を図ることができる高炉への酸素富化送風方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１０】
［１］高炉送風機の吸引側の送風配管へ酸素の供給管を接続して送風空気中に酸素を混合するとともに、高炉送風機の吐出側の送風配管へ酸素圧縮機により昇圧した圧縮酸素の供給管を接続して送風空気中に圧縮酸素を混合し、その酸素富化空気を高炉に送風する酸素富化送風方法において、酸素圧縮機の吐出側から吸引側に圧縮酸素を戻すリターン配管を流れる圧縮酸素量を計測し、その圧縮酸素量が所定量を超えている場合には、前記圧縮酸素の供給管を流れる圧縮酸素の量を増加するとともに、その圧縮酸素の増加量分だけ、前記酸素の供給管を流れる酸素の量を低減することを特徴とする高炉への酸素富化送風方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、酸素圧縮機でのリターン圧縮酸素量を削減し、エネルギー効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態において用いる高炉への酸素富化送風設備の説明図である。
【００１４】
図１に示すように、この酸素富化送風設備は、空気から酸素を分離する空気分離装置１と、空気分離装置１から送られた酸素を昇圧する酸素圧縮機２（消費電力０．１８ｋＷｈ／Ｎｍ３）と、高炉３１に送風するための高炉送風機４（消費電力０．０８ｋＷｈ／Ｎｍ３）と、空気分離装置１から送られた酸素を送風空気中に混合するために高炉送風機４の吸引側に設けられた混合器３とを備えている。
【００１５】
そして、空気分離装置１からの酸素を酸素圧縮機２に供給するための酸素供給管１１と、空気分離装置１からの酸素を混合器３に供給するために酸素供給管１１から分岐した酸素供給管１２と、高炉送風機４の吸引側の送風配管１３（混合器３の上流側の送風配管１３ａと、混合器３−高炉送風機４間の送風配管１３ｂ）と、高炉送風機４の吐出側の送風配管１４と、酸素圧縮機２からの圧縮酸素を転炉３２に供給するための圧縮酸素供給管１５と、酸素圧縮機２からの圧縮酸素を高炉送風機４の吐出側の送風配管１４に導くために圧縮酸素供給管１５から分岐した圧縮酸素供給管１６と、酸素圧縮機２の吐出側から吸引側に圧縮酸素を戻すために、酸素圧縮機２の吐出側の圧縮酸素供給管１５から分岐して酸素圧縮機２の吸引側の酸素供給管１１に接続したリターン配管１７が設けられている。
【００１６】
そして、酸素供給管１２には第１流量調整弁２１、圧縮酸素供給管１６には第２流量調整弁２２、リターン配管１７には第３流量調整弁２３がそれぞれ取り付けられている。
【００１７】
上記のように構成された酸素富化送風設備を用いて、空気分離装置１からの酸素（ここでは、ゲージ圧０．１ｋｇ／ｃｍ２）を混合器３に導いて、高炉送風機４の吸引側の送風配管１３を流れる送風空気（ここでは、ゲージ圧８ｋｇ／ｃｍ２）中に酸素を混合するとともに、高炉送風機４の吐出側の送風配管１４を流れる送風空気中に酸素圧縮機２からの圧縮酸素（ここでは、ゲージ圧１８ｋｇ／ｃｍ２）を混合し、その酸素富化空気を高炉３１に送風する。また、酸素圧縮機２からの圧縮酸素を転炉３２にも供給する。
【００１８】
そして、転炉３２での操業状況によって必要圧縮酸素量が減少し、酸素圧縮機２からの圧縮酸素に余剰が生じた場合に、従来は、単に、余剰の圧縮酸素を酸素圧縮機２の吐出側から吸引側に戻すリターン運転が行われるだけであったのに対して、この実施形態においては、酸素圧縮機２の吐出側から吸引側に圧縮酸素を戻すリターン配管１７を流れる圧縮酸素量（リターン圧縮酸素量）を計測し、そのリターン圧縮酸素量が予め定めた所定量（リターン圧縮酸素量上限値）を超えている場合には、第２流量調整弁２２の開度を大きくして圧縮酸素供給管１６を流れる圧縮酸素量を増加するとともに、その圧縮酸素の増加量分だけ、第１流量調整弁２１の開度を小さくして酸素供給管１２を流れる酸素量を低減する。
【００１９】
これによって、この実施形態においては、リターン圧縮酸素量を所定のリターン圧縮酸素量上限値以下に抑えることができるようになり、リターン圧縮酸素量を削減して、エネルギー効率を向上させることが可能となる。
【００２０】
すなわち、削減されたリターン圧縮酸素量（高炉側に供給される圧縮酸素の増加量）の分だけ、高炉送風機４（消費電力０．０８ｋＷｈ／Ｎｍ３）で昇圧する酸素量が減少し、それによって、リターン圧縮酸素の削減量１Ｎｍ３／ｈあたり０．０８ｋＷｈ／ｈの省電力になる。
【００２１】
ちなみに、上記において、リターン圧縮酸素量上限値を０Ｎｍ３／ｈとする、すなわち、リターン圧縮酸素が生じたら、直ちに第２流量調整弁２２と第１流量調整弁２１の開度を調整するようにしてもよい。
【００２２】
例えば、圧縮酸素供給管１６を流れる圧縮酸素量が１０００Ｎｍ３／ｈ、酸素供給管１２を流れる酸素量が１０００Ｎｍ３／ｈ、リターン配管１７を流れる圧縮酸素量（リターン圧縮酸素量）が１０００Ｎｍ３／ｈであったとすれば、第２流量調整弁２２の開度を大きくして圧縮酸素供給管１６を流れる圧縮酸素量を２０００Ｎｍ３／ｈとするともに、第１流量調整弁２１の開度を小さくして酸素供給管１２を流れる酸素量を０Ｎｍ３／ｈにする。これによって、リターン配管１７を流れる圧縮酸素量（リターン圧縮酸素量）が０Ｎｍ３／ｈとなる。
【００２３】
そして、上記において、転炉３２での操業状況によって必要圧縮酸素量が回復（増加）した場合は、第２流量調整弁２２の開度を小さくして圧縮酸素供給管１６に流れる圧縮酸素量を減少させるとともに、その圧縮酸素の減少量分だけ、第１流量調整弁２１の開度を大きくして酸素供給管１２に流れる酸素量を増加させる。
【００２４】
なお、上記の実施形態においては、図１に示すように、酸素圧縮機２を１台としているが、１台の酸素圧縮機では必要圧縮酸素量が最大になった時に能力的に対応できない場合があるので、必要圧縮酸素量の最大値に対応できるように、空気分離装置１の下流側に複数台の酸素圧縮機を並列に設置することが多い。その場合には、転炉の操業状況によって必要圧縮酸素量が増減した際に、必要に応じて、稼動させる酸素圧縮機の台数を増減させることになるが、稼動させる酸素圧縮機の能力の合計が必要圧縮酸素量と一致しない時は、稼動させた酸素圧縮機からの圧縮酸素に余剰が生じ、余剰の圧縮酸素を任意の酸素圧縮機の吐出側から吸引側に戻す運転（リターン運転）を行うことになる。
【００２５】
したがって、そのように複数台の酸素圧縮機が設置されている場合においても、上記の実施形態と同様に、リターン圧縮酸素量が予め定めたリターン圧縮酸素量上限値を超えている場合には、第２流量調整弁２２の開度を大きくして圧縮酸素供給管１６を流れる圧縮酸素量を増加するとともに、その圧縮酸素の増加量分だけ、第１流量調整弁２１の開度を小さくして酸素供給管１２を流れる酸素量を低減するようにすればよい。
【００２６】
それによって、リターン圧縮酸素量を所定のリターン圧縮酸素量上限値以下に抑えることができるようになり、リターン圧縮酸素量を削減して、エネルギー効率を向上させることが可能となる。
【実施例１】
【００２７】
まず、従来例として、図１に示した酸素富化送風設備において、余剰圧縮酸素が生じた場合に、単にリターン運転を行いながら、高炉に酸素富化空気を送風した。
【００２８】
これに対して、本発明例として、上述した本発明の一実施形態に基づいて、高炉に酸素富化空気を送風した。その際、リターン圧縮酸素量上限値は０Ｎｍ３／ｈとした。
【００２９】
その結果、従来例では１０００Ｎｍ３／ｈであったリターン圧縮酸素量が、本発明例では、ほぼ０Ｎｍ３／ｈに減少し、それによって、８０ｋＷｈ／ｈ（１０００Ｎｍ３／ｈ×０．０８ｋＷｈ／Ｎｍ３）の省電力効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態において用いる酸素富化送風設備の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  空気分離装置
２  酸素圧縮機
３  混合器
４  高炉送風機
１１  酸素供給管
１２  酸素供給管
１３、１３ａ、１３ｂ  送風配管
１４  送風配管
１５  圧縮酸素供給管
１６  圧縮酸素供給管
１７  リターン配管
２１  第１流量調整弁
２２  第２流量調整弁
２３  第３流量調整弁
３１  高炉
３２  転炉
【図１】
2008050636.tif 000003