(57)【要約】【課題】  制御遅れがなく且つ全体プロセスの省エネルギー制御が可能な高炉用集塵設備及びその運転方法を提供する。【解決手段】  高炉鋳床の複数の発塵箇所に夫々設けられた集塵フード３から、集塵ダクト５及び集塵フィルタ６を介して含塵エアを吸引する集塵ファン７と、前記集塵フードの近傍の集塵ダクト５に夫々設けられた電動ダンパー８と、前記集塵ファン７を可変速駆動する可変速駆動装置と、前記電動ダンパー８及び前記可変速駆動装置の制御を行うコントローラ１１とで構成し、前記コントローラ１１は、高炉鋳床の各操業工程における出銑待ち、開孔、出銑及び閉塞の各工程の変遷信号に応じて、前記電動ダンパー８を自動開閉制御すると共に、前記可変速駆動装置の速度制御を行うようにする。【選択図】  図１
2005281719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉鋳床の複数の発塵箇所に夫々設けられた集塵フードから、集塵ダクト及び集塵フィルタを介して集塵ファンにより含塵エアを吸引し、
前記集塵フードの近傍の集塵ダクトに電動ダンパーを夫々設け、
前記集塵ファンを可変速駆動装置により可変速駆動し、
前記電動ダンパー及び前記可変速駆動装置をコントローラで制御するようにしてなり、
前記コントローラは、
高炉鋳床の各操業工程における出銑待ち、開孔、出銑及び閉塞の各工程の変遷信号に応じて、
前記電動ダンパーの自動開閉制御及び前記可変速駆動装置の速度制御を行うようにしたことを特徴とする高炉用集塵設備の運転方法。
【請求項２】
高炉鋳床の複数の発塵箇所に夫々設けられた集塵フードから、集塵ダクト及び集塵フィルタを介して集塵ファンにより含塵エアを吸引し、
前記集塵フードの近傍の集塵ダクトに電動ダンパーを夫々設け、
前記集塵ファンを可変速駆動装置により可変速駆動し、
建屋用の複数個の集塵フードから集塵ダクト及び集塵フィルタを介して建屋用集塵ファンにより含塵エアを吸引し、
前記建屋用の集塵フード近傍の集塵ダクトに建屋用電動ダンパーを夫々設け、
前記建屋用集塵ファンを建屋用可変速駆動装置により可変速駆動し、
前記電動ダンパー及び建屋用電動ダンパー並びに前記可変速駆動装置及び前記建屋用可変速駆動装置をコントローラで制御するようにしてなり、
前記コントローラは、
高炉鋳床の各操業工程における出銑待ち、開孔、出銑及び閉塞の各工程の変遷信号に応じて、
前記電動ダンパーの自動開閉制御及び前記可変速駆動装置の速度制御を行うようにしたことを特徴とする高炉用集塵設備の運転方法。
【請求項３】
前記開孔工程への変遷信号は開孔機の運転信号とし、
前記出銑工程への変遷信号は、出銑開始信号または前記開孔機の運転信号を所定の時間遅延させた信号とし、
前記閉塞工程への変遷信号はマッドガンの運転信号とし、
前記出銑待ち工程への変遷信号は閉塞終了信号または前記マッドガンの運転信号を所定の時間遅延させた信号
としたこと特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉用集塵設備の運転方法。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記出銑待ち工程において、
全ての前記電動ダンパーを閉とし、且つ前記集塵ファンの回転速度を所定の下限値に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉用集塵設備の運転方法。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記開孔工程において、
出銑口近傍の前記電動ダンパーを開とし、且つ前記集塵ファンの回転速度を前記出銑待ち工程における回転速度より高い速度に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉用集塵設備の運転方法。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記出銑工程において、
出銑口近傍の前記電動ダンパー並びにスキンマー、スラグランナー、及び傾注樋近傍の電動ダンパーを開とし、且つ前記集塵ファンの回転速度を前記開孔工程における回転速度より高い速度に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉用集塵設備の運転方法。
【請求項７】
前記コントローラは、
前記閉塞工程において、
出銑口近傍の前記電動ダンパーを閉、スキンマー、スラグランナー、及び傾注樋近傍の電動ダンパーを開とし、且つ前記集塵ファンの回転速度を、前記出銑待ち工程における回転速度より高く、前記出銑工程における回転速度より低い速度に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉用集塵設備の運転方法。
【請求項８】
前記開孔工程は、前工程と後工程とを有し、
前記コントローラは、
前記前工程において、
出銑口近傍の前記電動ダンパーにおける局部集塵用の電動ダンパーを開とし、且つ前記集塵ファンの回転速度を前記出銑待ち工程における回転速度より高い速度に制御し、
前記後工程において、
出銑口近傍の前記電動ダンパーを開とし、且つ前記集塵ファンの回転速度を前記
前工程における回転速度より高く、前記出銑工程における回転速度より低い速度に制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉用集塵設備の運転方法。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記出銑工程において、
出銑口近傍の前記電動ダンパー並びにスキンマー、スラグランナー、及び傾注樋近傍の電動ダンパーを開とし、且つ前記集塵ファンの回転速度を、
出銑開始後所定の時間前記開孔工程における回転速度より高い所定の速度とした後、単位時間あたりの出銑量に応じた速度に可変速制御するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉用集塵設備の運転方法。
【請求項１０】
高炉鋳床の複数の発塵箇所に夫々設けられた集塵フードから、集塵ダクト及び集塵フィルタを介して含塵エアを吸引する集塵ファンと、
前記集塵フードの近傍の集塵ダクトに夫々設けられた電動ダンパーと、
前記集塵ファンを可変速駆動する可変速駆動装置と、
前記電動ダンパー及び前記可変速駆動装置の制御を行うコントローラと
を具備し、
前記コントローラは、
高炉鋳床の各操業工程における出銑待ち、開孔、出銑及び閉塞の各工程の変遷信号に応じて、
前記電動ダンパーの自動開閉制御及び前記可変速駆動装置の速度制御を行うようにしたことを特徴とする高炉用集塵設備。
【請求項１１】
高炉鋳床の複数の発塵箇所に夫々設けられた集塵フードから、集塵ダクト及び集塵フィルタを介して含塵エアを吸引する集塵ファンと、
前記集塵フードの近傍の集塵ダクトに夫々設けられた電動ダンパーと、
前記集塵ファンを可変速駆動する可変速駆動装置と、
建屋用の複数個の集塵フードから集塵ダクト及び集塵フィルタを介して含塵エアを吸引する建屋用集塵ファンと、
前記建屋用の集塵フードの近傍の集塵ダクトに夫々設けられた建屋用電動ダンパーと、
前記建屋用集塵ファンを可変速駆動する建屋用可変速駆動装置と、
前記電動ダンパー及び建屋用電動ダンパー並びに前記可変速駆動装置及び前記建屋用可変速駆動装置の制御を行うコントローラと
を具備し、
前記コントローラは、
高炉鋳床の各操業工程における出銑待ち、開孔、出銑及び閉塞の各工程の変遷信号に応じて、
前記電動ダンパー及び建屋用電動ダンパーの自動開閉制御並びに前記可変速駆動装置及び前記建屋用可変速駆動装置の速度制御を行うようにしたことを特徴とする高炉用集塵設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉用集塵設備及びその運転方法に係り、特に設備のエネルギー消費量を低減した高炉用集塵設備及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から高炉の出銑時の発塵に対し、これを無害化するため、また作業環境を良好に保つため、鋳床における複数の発塵箇所から集塵ダクトを延設し、集塵フィルタを介して含塵エアを集塵ファンで吸引する手法が使用されている。集塵ダクトの各々の発塵箇所に近い端部には電動ダンパーを設け、発塵状態に応じて電動ダンパーの開度の調節を行うこと、また、集塵ファンを可変速化し、全体の発塵量に応じて集塵ファンの回転速度を調節するなどの工夫も行われている。
【０００３】
具体的には、集塵ダクトの各々の発塵箇所に近い端部に微圧計を設け、この微圧計の信号に応じて電動ダンパーの開度を調整し、また全体の電動ダンパーの開閉状態により集塵ファンの回転速度を調節する手法（例えば特許文献１参照。）、また、脱珪用ピットの雰囲気圧力が所定値となるように集塵ファンの回転速度を調節する手法（例えば特許文献２参照）、更に脱珪剤の投入速度に応じて集塵ファンの回転速度を調節する手法などが提案されている（例えば特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開昭６３−１７８８１５号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−２７９６０７号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献３】特開２０００−２５６３１５号公報（第３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に示された手法においては、圧力値を精度良く測定することが前提となるが、対象となる圧力水準が低いため、十分な精度で測定することが困難である上、安定な制御を行うためには制御時定数を大きくとる必要があり、制御が遅れてしまうなどの課題があった。また特許文献３に示された手法は、特許文献２に示された手法と同様、高炉の作業プロセスの局所のみを制御対象としているため、集塵設備全体の効率的な省エネルギー制御という意味で課題があった。
【０００５】
本発明は上記に鑑みて為されたもので、その目的は、制御遅れがなく且つ全体プロセスの省エネルギー制御が可能な高炉用集塵設備及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の高炉用集塵設備及びその運転方法は、高炉鋳床の複数の発塵箇所に夫々設けられた集塵フードから集塵ダクト及び集塵フィルタを介して含塵エアを吸引する集塵ファンと、前記集塵フードの近傍の集塵ダクトに夫々設けられた電動ダンパーと、前記集塵ファンを可変速駆動する可変速駆動装置と、前記電動ダンパー及び前記可変速駆動装置の制御を行うコントローラとで構成し、前記コントローラは、高炉鋳床の各操業工程における出銑待ち、開孔、出銑及び閉塞の各工程の変遷信号に応じて、前記電動ダンパーの自動開閉制御及び前記可変速駆動装置の速度制御を行うようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制御遅れがなく且つ全体プロセスの省エネルギー制御が可能な高炉用集塵設備及びその運転方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
本発明の実施例１に係る高炉用集塵設備及びその運転方法を図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明に係る高炉用集塵設備の構成図である。
【００１０】
高炉１は鉄鉱石とコークスを高温で反応させて溶銑を得る。溶銑は高炉１内に設けられた出銑口１Ａから定期的に出銑され、高炉鋳床に設けられた耐火物で形成された溶銑樋２を流路として流出する。溶銑樋２は粉塵の飛散防止及び安全のためカバーで覆われている。この溶銑樋２の流路のうち、特に発塵が多い箇所のカバーに連結して局所集塵用の集塵フード３を設け、この集塵フード３に集塵ダクト５を延設し、集塵ダクト５が合流した部分から集塵フィルタ６を介して集塵ファン７で含塵エアの吸引を行い浄化されたエアを建屋外部に放出する。集塵フード３の近傍の集塵ダクト５には電動ダンパー８が設けられ、電動ダンパー８の開閉により集塵ダクト５の流量が調節可能となっている。尚、高炉１からの出銑口は、図示した出銑口１Ａの反対側の高炉壁にも設けられ、高炉１を挟んで反対側の高炉鋳床に上記と同一の設備が配置され、出銑作業は図１の設備とこの反対側の設備を交互に使用して行うように構成されているのが普通であるが、この部分の図示は省略している。また、出銑口１Ａに隣接して別の出銑口が設けられる場合もあるが図示を省略している。
【００１１】
集塵フード３Ａは出銑口に設けられており、隣接する集塵ダクト５に電動ダンパー８Ａが設置されている。出銑口においては、開孔及び閉塞時に溶銑樋２のカバーを部分開放して作業を行うため、出銑口の上部に上部集塵フード４を設け、この上部集塵フード４に隣接する集塵ダクト５に電動ダンパー８Ｅを設置して集塵する。この場合の電動ダンパー８Ｅは基本的に電動ダンパー８Ａと同様の開閉動作を行うが、この上部集塵フード４及び電動ダンパー８Ｅは必ずしも設置する必要はない。
【００１２】
集塵フード３Ｂはスキンマー部に設けられており、隣接する集塵ダクト５に電動ダンパー８Ｂが設置されている。スキンマーは溶銑樋２から流入する溶銑を銑鉄とスラグに分離する。集塵フード３Ｃは傾注樋に設けられており、隣接する集塵ダクト５に電動ダンパー８Ｃが設置されている。傾注樋はスキンマーで分離された銑鉄を鋳床下部で待ち受けるトーピードカーと呼ばれる運搬車に注ぎ込む箇所である。また、集塵フード３Ｄはスラグランナー部に設けられており、隣接する集塵ダクト５に電動ダンパー８Ｄが設置されている。
【００１３】
集塵ファン７は交流電動機９で駆動されており、交流電動機９はインバータ１０から可変周波数の交流電力を供給されている。
【００１４】
コントローラ１１は、集塵フード３、集塵ダクト５、電動ダンパー８、集塵フィルタ６、集塵ファン７、交流電動機９及びインバータ１０で構成される高炉用集塵設備の省エネルギー運転の制御を行う。この制御は、一連の操業工程の工程変遷信号に従って、上記電動ダンパー８の開閉指令を与えると共に、上記インバータ１０に対し交流電動機９の速度指令を与える。
【００１５】
以下、図２に示した高炉用集塵設備の省エネルギー運転チャートに従って、本発明に係る高炉用集塵設備及びその運転方法の詳細動作と作用効果について説明する。尚、図２においてスラグランナー部の電動ダンパーの開閉動作は傾注樋部の電動ダンパーの開閉動作と基本的に同一であるので図示を省略している。
【００１６】
まず、第１の操業工程である出銑待ちステージについて説明する。この出銑待ちステージにおいては、前述したように高炉１を挟んで反対側の設備で出銑作業が行われているのが普通である。この出銑待ちステージでは鋳床の発塵量は極めて少ないため、出銑口、スキンマー、傾注樋及びスラグランナー部に夫々設けられている電動ダンパー８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄは閉とする。また、これに従い集塵ファン７の回転速度は最下限のレベル１とする。
【００１７】
次に、第２の操業工程である開孔ステージについて説明する。この開孔ステージにおいては、出銑口１Ａに開孔機をセットし、この開孔機で閉塞時に充填されたマッドを掘削して開孔する。このとき炉内の溶銑が流出し始め、発塵する。従って、出銑口の近傍に設けられた電動ダンパー８Ａを開とし、また、集塵ファン７の回転速度は上記電動ダンパー８Ａの開による風量増大に対応してレベル２まで速度を上昇させる。出銑待ちステージから開孔ステージへの操業工程の変遷条件は、開孔機の運転信号、あるいは開孔までの時間遅れを考慮し、開孔機の運転信号に数秒から数十秒の遅延時間を加えた信号とする。
【００１８】
次に、第３の操業工程である出銑ステージについて説明する。この出銑ステージは開孔ステージで流れ出した溶銑がスキンマーでスラグと分離され、銑鉄は傾注樋からトーピードカーに注ぎ込まれると共に、スラグはスラグランナーを流れてスラグ処理が行われる操業工程を示す。出銑ステージへの工程の変遷信号は作業者の出銑開始の押釦信号によるのが普通であるが、前述の開孔機の運転信号を所定の時間遅延させた信号によっても良い。
【００１９】
この出銑ステージにおいては、鋳床の全ての部分から発塵している状態となるため、出銑口、スキンマー、傾注樋及びスラグランナー部に夫々設けられている電動ダンパー８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄ全てを開とし、また集塵ファン７の回転速度は上記全ての電動ダンパーの開による風量増大に対応してレベル２より更に高いレベル３まで速度を上昇させる。このレベル３は通常交流電動機９の定格速度に近い速度とするが、集塵ファンの容量によってはこの限りではない。
【００２０】
最後に、第４の操業工程である閉塞ステージについて説明する。この閉塞ステージにおいては、出銑口に対してマッドガンを装備し、このマッドガンによりマッドを圧充していき、出銑口を閉塞する。出銑口がマッドによって閉塞すると、出銑口からの溶銑の流出が終了し、従って出銑口近傍の発塵がなくなる。このとき、出銑口閉塞前に流出していた溶銑は、暫くはスキンマー、傾注樋及びスラグランナー部に流れているが、一定時間後にはこの流れが終了する。この流れが終了し、残銑抜きなどの出銑後の処理が終了した時点で第１の操業工程である出銑待ちステージに戻る。
【００２１】
この閉塞ステージにおいては出銑口に設けられた電動ダンパー８Ａを閉とし、また、集塵ファン７の回転速度は、上記電動ダンパー８Ａの閉による風量減少に対応してレベル４まで速度を下降させる。出銑ステージから閉塞ステージへの操業工程の変遷信号は、マッドガンの運転信号、あるいはマッドの充填までの時間遅れを考慮し、マッドガンの運転信号に数秒から数十秒の遅延時間を加えた信号とする。また閉塞ステージから出銑待ちステージへの操業工程の変遷信号は、作業者の閉塞完了押釦信号または、マッドガンの運転終了信号にタイマーによる時間遅延を加えた信号とする。
【００２２】
以上図２に示した高炉用集塵設備の省エネルギー運転チャートに従って高炉用集塵設備の運転を行えば、各操業工程の発塵箇所に応じて時間遅れなく電動ダンパーの自動開閉制御を行うと共に、必要最小限の集塵ダクトの風量に応じて集塵ファンの回転速度の制御を自動的に木目細かく行うことができるので、従来に比べ大幅な省エネルギー効果を達成することが可能となる。
【実施例２】
【００２３】
図３は本発明の実施例２に係る高炉用集塵設備の構成図である。この実施例２の各部について、図１の実施例１に係る高炉用集塵設備の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例２が、実施例１と異なる点は、高炉建屋の上部に建屋用集塵フード１２Ａ、１２Ｂを設け、夫々電動ダンパー８Ｆ、８Ｇを介して集塵ダクト５Ａに延設し、この集塵ダクト５Ａから集塵フィルタ６Ａを介し、インバータ１０Ａと交流電動機９Ｂによって可変速駆動される集塵ファン７Ａで含塵エアを吸引するようにした点である。
【００２４】
上述したように、高炉１の出銑は、図３に示された出銑口１Ａから溶銑を得る第１の設備と高炉１を挟んで反対側の出銑口から溶銑を得る第２の設備が交互に使用される。建屋用集塵フード１２Ａ、１２Ｂは建屋内に飛散した粉塵を吸引するためのものであり、夫々第１の設備と第２の設備に対応している。従って、通常は第１の設備で出銑中は電動ダンパー８Ｆを開、電動ダンパー８Ｇを閉とし、第２の設備で出銑中は電動ダンパー８Ｆを閉、電動ダンパー８Ｇを開とする。然しながら、開孔作業の直後と閉塞作業の直後に粉塵が多くなることを考慮すると、この粉塵が多くなる期間を含む過渡期間に電動ダンパー８Ｆ及び電動ダンパー８Ｇが共に開となる期間を設け、この期間では集塵ファン７Ａを最高速度で運転し、第１、あるいは第２設備における出銑が安定している期間では集塵ファン７Ａの速度を低下させるのが好ましい運転パターンとなる。尚この場合、電動ダンパー８Ｆ及び電動ダンパー８Ｇが共に開となる期間は必ずしも設ける必要はない。
【００２５】
以上説明したように、建屋用に設けられた集塵設備の電動ダンパーの開閉制御及び集塵ファンの速度制御も併せて行うようにすれば、更に木目の細かい高炉用集塵設備の省エネルギー運転を行うことが可能となる。
【実施例３】
【００２６】
以下本発明の実施例３について図１及び図４を参照して説明する。
【００２７】
図４は本発明の実施例３に係る高炉用集塵設備の省エネルギー運転チャートである。この実施例４が、図２の実施例１に係る高炉用集塵設備の省エネルギー運転チャートと異なる点は、開孔ステージを掘削ステージ（前工程）と開孔ステージ（後工程）に２分割し、前工程の掘削ステージにおいては集塵ファン７の回転速度を、レベル１とレベル２の中間の値のレベル５とするようにした点である。
【００２８】
前述のように開孔作業の初期の掘削ステージでは溶銑の流出はないが、掘削に伴う若干の発塵はある。従って、集塵ファン７の回転速度をレベル１とレベル２の中間の値であるレベル５とすれば、この前工程の掘削ステージにおいてエネルギー消費量の低減が可能となる。
【実施例４】
【００２９】
以下本発明の実施例４について図１及び図５を参照して説明する。
【００３０】
図５は本発明の実施例４に係る高炉用集塵設備の省エネルギー運転チャートである。この実施例４が、図２の実施例１に係る高炉用集塵設備の省エネルギー運転チャートと異なる点は、出銑ステージの初期段階終了後における集塵ファン７の回転速度を出銑量に比例して制御するようにした点である。
【００３１】
出銑ステージの初期段階においては発塵量が多く、一定時間経過後はこの発塵が治まり低位安定化する。この初期段階が終了したあとの発塵量は溶銑の流量に略比例し、出銑の時間経過と共に徐々に増加する傾向にある。一方、出銑された溶銑の量は、トーピードカー秤量機または溶銑レベル計により測定管理されているので、この何れかの出力信号によって単位時間当たりの出銑量の信号を得ることが可能である。
【００３２】
従って、出銑ステージの初期段階においては、集塵ファン７の回転速度をレベル３とし、初期段階が終了したあとは単位時間当たりの出銑量に略比例して集塵ファン７の回転速度を制御すれば、出銑ステージの初期段階終了後において、更にエネルギー消費量の低減が可能となる。尚、上記初期段階終了の信号は例えば出銑開始信号に所定の遅延時間を加えれば良く、また初期段階終了後は、想定される最大の出銑量のとき、集塵ファン７の回転速度がレベル３となるような速度制御を行えば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１に係る高炉用集塵設備の構成図。
【図２】本発明の実施例１に係る高炉用集塵設備の省エネルギー運転チャート。
【図３】本発明の実施例２に係る高炉用集塵設備の構成図。
【図４】本発明の実施例３に係る高炉用集塵設備の省エネルギー運転チャート。
【図５】本発明の実施例４に係る高炉用集塵設備の省エネルギー運転チャート。
【符号の説明】
【００３４】
１  高炉
１Ａ  出銑口
２  溶銑樋
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ  集塵フード
４  上部集塵フード
５、５Ａ  集塵ダクト
６、６Ａ、  集塵フィルタ
７、７Ａ  集塵ファン
８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ、８Ｇ  電動ダンパー
９、９Ａ  交流電動機
１０  インバータ
１１  コントローラ
１２Ａ、１２Ｂ  建屋用集塵フード
【図１】
2005281719.tif 000003
【図２】
2005281719.tif 000004
【図３】
2005281719.tif 000005
【図４】
2005281719.tif 000006
【図５】
2005281719.tif 000007