(57)【要約】【課題】工場の加熱炉における混合ガス使用量がコークス炉ガスの発生量を上回る場合であっても、工場における生産量を減らす必要がなく、かつ、高価なＬＮＧや都市ガスなどを用いる必要がない、混合ガス供給方法を提供する。【解決手段】製鉄所で発生する高炉ガス、コークス炉ガス、および転炉ガスを、目標ガス熱量を有する混合ガスとなるよう混合して供給する混合ガス供給方法であって、  前記コークス炉ガスは、該コークス炉ガスを一時的に貯蔵するガスホルダーを備えたラインを通じて前記混合に供され、前記ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量に応じて、前記目標ガス熱量が設定されることを特徴とする、混合ガス供給方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄所で発生する高炉ガス、コークス炉ガス、および転炉ガスを、目標ガス熱量を有する混合ガスとなるよう混合して供給する混合ガス供給方法であって、
前記コークス炉ガスは、該コークス炉ガスを一時的に貯蔵するガスホルダーを備えたラインを通じて前記混合に供され、
前記ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量に応じて、前記目標ガス熱量が設定されることを特徴とする、混合ガス供給方法。
【請求項２】
前記ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量が、予め定められた量を下回った時に、前記目標ガス熱量を引き下げる、請求項１に記載の混合ガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所で発生する高炉ガス、コークス炉ガス、および転炉ガスを、目標ガス熱量を有する混合ガスとなるよう混合して供給する混合ガス供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所において副生される高炉ガス、コークス炉ガス、および転炉ガスは、所定の目標ガス熱量を有する混合ガスとなるよう混合された後、製鉄所内の各種設備に供給されて、燃料として用いられる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
混合ガスを燃料として用いる代表的な設備としては、加熱炉が挙げられる。加熱炉で混合ガスを用いる場合、混合ガスの目標ガス熱量は加熱炉で要求される加熱温度に応じて設定され、その値は8,000 kJ/Nm3以上とされるのが一般的である。
【０００４】
高炉ガス、コークス炉ガス、および転炉ガスの単独での熱量は、操業条件や設備にもよるが、例えば、高炉ガス：3,200 kJ/Nm3、コークス炉ガス：17,200 kJ/Nm3、転炉ガス：8,000 kJ/Nm3程度と、大きく異なっており、そのため、上記のような加熱炉において要求される混合ガスの目標ガス熱量を実現するためには、最も熱量が高いコークス炉ガスが必要不可欠である。
【０００５】
コークス炉ガスはコークスを製造する過程で発生するため、コークス炉ガスの発生量はコークスの製造量に依存する。一方、混合ガスを燃料として使用する熱延、厚板、冷延など、各工場の加熱炉での混合ガス使用量はそれぞれの工場での生産量により決まるため、コークスの製造量とは直接関係しない。そのため、工場の加熱炉で消費される混合ガスに含まれるコークス炉ガスの量が、コークス炉の製造過程で発生するコークス炉ガスの量を上回った場合に、燃料不足が生じる場合がある。
【０００６】
燃料不足が生じた場合、加熱炉を使用する工場における生産量を抑制して混合ガスの使用量を下げるか、外部からガス熱量が高いＬＮＧや都市ガスなどを購入し、コークス炉ガスの代わりに用いるといった対応が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公平０８−０２６３８４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、生産量を抑制する場合、コークス炉ガスの不足によって熱延、厚板、冷延など各工場での生産量が減少することになり、極めて非効率的である。また、代替ガスとしてＬＮＧや都市ガスなどを購入する場合、生産量は維持できるものの、コスト面で非常に不利となる。
【０００９】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、工場の加熱炉における混合ガス使用量がコークス炉ガスの発生量を上回る場合であっても、工場における生産量を減らす必要がなく、かつ、高価なＬＮＧや都市ガスなどを用いる必要がない、混合ガス供給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】
【００１０】
本発明の要旨構成は次のとおりである。
【００１１】
１．製鉄所で発生する高炉ガス、コークス炉ガス、および転炉ガスを、目標ガス熱量を有する混合ガスとなるよう混合して供給する混合ガス供給方法であって、
前記コークス炉ガスは該コークス炉ガスを一時的に貯蔵するガスホルダーを備えたラインを通じて前記混合に供され、
前記ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量に応じて、前記目標ガス熱量が設定されることを特徴とする、混合ガス供給方法。
【００１２】
２．前記ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量が、予め定められた量を下回った時に、前記目標ガス熱量を引き下げる、前記１に記載の混合ガス供給方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の混合ガス供給方法によれば、工場の加熱炉における混合ガス使用量がコークス炉ガスの発生量を上回る場合であっても、工場における生産量を維持することができ、かつ、高価なＬＮＧや都市ガスなどを用いる必要もないため、生産効率およびコストの両面において極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における混合ガス供給方法を示す模式図である。
【図２】10,400 kJ/Nm3の混合ガスを製造する場合の混合ガス組成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における、目標ガス熱量を変更した際の混合ガス供給方法を示す模式図である。
【図４】目標ガス熱量の変更による混合ガス組成の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明においては、製鉄所で発生する高炉ガス、コークス炉ガス、および転炉ガスの３種のガスが、目標ガス熱量を有する混合ガスとなるよう混合して供給される。混合ガスの供給先は特に限定されず、加熱炉など、各種の設備に供給することができる。前記加熱炉としては、特に、製鉄所内の各種工場、例えば、熱延工場、厚板工場、冷延工場など、における加熱炉が挙げられる。
【００１６】
前記コークス炉ガスは、該コークス炉ガスを一時的に貯蔵するガスホルダーを備えたラインを通じて前記混合に供される。なお、特に限定されないが、通常は、高炉ガスおよび転炉ガスも同様に、当該ガスを一時的に貯蔵するガスホルダーを備えたラインを通じて前記混合に供される。
【００１７】
前記ガスホルダーは、ガスを一時的に貯蔵するための設備であり、ガスホルダーを用いることにより、ガス生成量の変動をある程度まで吸収することができる。前記ガスホルダーの形式は特に限定されず、コークス炉ガスを貯蔵できるものであれば乾式、有水式を問わず任意のものを用いることができる。
【００１８】
前記ガスホルダーは、コークス炉ガスを混合に供するためのラインから、分岐させて設けてもよく、また、前記ラインの途中に設けることもできる。ガスホルダーを分岐させて設ける場合は、コークス炉ガス発生量とコークス炉ガス使用量とを比較して、余剰がある場合にコークス炉ガスをガスホルダーへ貯蔵し、不足がある場合にコークス炉ガスをガスホルダーから払い出すことができる。また、ラインの途中にガスホルダーを設ける場合には、コークス炉ガスが必ずガスホルダーを経由するように構成することができる。高炉ガスおよび転炉ガスの供給ラインにガスホルダーを設ける場合も同様である。
【００１９】
前記ガスホルダーには、該ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量を測定する手段が備えられており、測定されたコークス炉ガスの量に応じて後述する目標ガス熱量の設定が行われる。前記コークス炉ガスの量を測定する手段としては、任意のものを用いることができる。例えば、該ガスホルダーの内部に、貯蔵されているガスの量に応じて上限するピストンを有する場合には、該ピストンの上下位置（貯蔵レベル）に基づいてガス貯蔵量を評価することができる。
【００２０】
本発明においては、前記目標ガス熱量を、前記ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量に応じて設定することが重要である。上述したように、加熱炉等で消費される混合ガスに含まれるコークス炉ガスの量が、コークス炉の製造過程で発生するコークス炉ガスの量を上回る状況が続くと、それを補うためにガスホルダーに貯蔵されていたコークス炉ガスが払い出されるため、ガスホルダーの貯蔵量は減少する。その際、ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量に応じて、前記目標ガス熱量を設定する。
【００２１】
目標ガス熱量の設定方法は、特に限定されず、任意の方法とすることができる。例えば、ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量（以下、「貯蔵量」ともいう）が、ある閾値以上である場合の目標ガス熱量１と、前記閾値未満である場合の目標ガス熱量２を予め定めておき、貯蔵量が前記閾値を下回った場合に、目標ガス熱量を目標ガス熱量１から目標ガス熱量２へ変更することができる。その際、目標ガス熱量１は目標ガス熱量２よりも高い値とされる。言い方を変えると、貯蔵量が予め定められた量を下回った時に、前記目標ガス熱量を引き下げる。
【００２２】
上記の制御は、１段階、すなわち１つの閾値についてのみ行うこともできるが、ｎ個の閾値（ｎは２以上の整数）と、それに対応する目標ガス熱量１〜目標ガス熱量ｎ＋１を予め定めておき、ｎ段階で制御することもできる。この場合にも、目標ガス熱量ｉは目標ガス熱量ｉ＋１よりも高い値とされる。
【００２３】
また、別の態様としては、貯蔵量に応じて、連続的に変化するように目標ガス熱量を設定することもできる。この場合にも、貯蔵量が少ないほど目標ガス熱量が低く設定されるようにする。目標ガス熱量の設定には、例えば、貯蔵量と目標ガス熱量の関係を定めた関数を用いることができる。
【００２４】
次に、本発明を実施する方法を、一実施形態に基づいてさらに具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態における混合ガス供給方法を示す模式図である。この例では、発生したコークス炉ガス、高炉ガス、および転炉ガスの一部は、それぞれ単独で工場にて使用され、その残部が混合され、混合ガスとして使用工場へ供給される。各副生ガスの生成量、単独（単味）で使用される量、およびその残部の量は、図１中に示した通りとする。
【００２５】
各副生ガスの供給ラインには、それぞれのガスを一時的に貯蔵するためのガスホルダーが設置されており、ここでは前記ガスホルダーの貯蔵容量を１０万 ｍ3とする。また、混合されたガスは昇圧機（ブロアー）によって昇圧された後、使用工場へ供給されるが、前記昇圧機の下流側には混合ガスの熱量を測定する熱量計が、また、前記昇圧機の上流側の各副生ガスのラインには、熱量計、流量調整弁、および流量計が備えられている。前記熱量計、流量調整弁、および流量計は、制御手段としての演算機に接続されており、前記熱量計により測定される混合ガスの熱量が予め定めた目標ガス熱量となるように、各副生ガスの流量、すなわち、混合ガスの組成が制御される。図１に示した状態では、目標ガス熱量は10,400 kJ/Nm3に設定されている。また、コークス炉ガスのガスホルダーにはガス貯蔵量を測定する手段が設けられており、その測定値は前記演算機に送られる。
【００２６】
コークス炉ガスの収支について見ると、図１に示した状況では、コークス炉ガスの生成量が20.0万Nm3/hであるのに対して、単味での使用量が11.0万Nm3/h、混合ガスを製造するために必要な量が10.0 万Nm3/hであるため、不足する1.0万Nm3/hはガスホルダーから補填される。
【００２７】
しかし、ガスホルダーの容量には限りがあるため、この状況が続くとガスホルダーの貯蔵分が枯渇し、最終的には、工場での混合ガス使用量を抑制する必要が生じてしまう。
【００２８】
図２は、10,400 kJ/Nm3の混合ガスを製造する場合のガス組成を示す図であり、横軸が、転炉ガスと高炉ガスの合計量に対する転炉ガスの割合を、縦軸は混合ガス全体におけるコークス炉ガスの割合を、それぞれ示している。なお、ここで、各副生ガスの熱量は、コークス炉ガス：17,200 kJ/Nm3、転炉ガス：8,000 kJ/Nm3、高炉ガス：3,200  kJ/Nm3とした。
【００２９】
図２から分かるように、コークス炉ガスの供給量に余裕がない場合でも、転炉ガスの比率を上げることができれば、目標ガス熱量を変えることなく、混合ガスに必要となるコークス炉ガスの量を減らすことができる。しかし、転炉ガスの供給量にも余裕がない場合には、このままでは10,400 kJ/Nm3の混合ガスをの供給量を、工場で必要とされる分確保することが困難となる。
【００３０】
具体的には、図１に示した状況において、ガスホルダーの貯蔵レベルが低下し、コークス炉ガス供給量の補填が困難となった場合、コークス炉ガスの供給可能量は9.0 万Nm3/hとなるため、目標ガス熱量10,400 kJ/Nm3を維持しようとすると、コークス炉ガスの供給可能量に合わせて混合ガスの供給量を減少させる必要が生じる。
【００３１】
目標ガス熱量10,400 kJ/Nm3の条件において、コークス炉ガスの供給量が10.0 万Nm3/hである場合（図１の状態）の状況と、仮にコークス炉ガスの供給量が9.0 万Nm3/hに低下した場合（比較例）の状況を、表１、２にそれぞれ示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
【表２】
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【００３４】
表２に示したように、目標ガス熱量を維持したままコークス炉ガスの供給量を9.0 万Nm3/hに低下させると、供給可能な混合ガスの量が22.9万Nm3/hから21.0万Nm3/hへ、約８％低下することとなる。そのためこれまでは、混合ガスを用いる工場における生産量を約８％低下させるか、または外部からＬＮＧや都市ガスを購入してコークス炉ガスの不足分を補填するなどしていた。
【００３５】
これに対して本発明では、ガスホルダーに貯蔵されているコークス炉ガスの量に応じて目標ガス熱量を変化させる。図３はその一例であり、コークス炉ガスのガスホルダーにおける貯蔵量が、一定の条件を満たした場合、例えば、ガスホルダーの総容量の４０％以下となった場合に、演算機に信号を送り、目標ガス熱量を10,400 kJ/Nm3から8,736 kJ/Nm3へと引き下げる。
【００３６】
図４に示すように、目標ガス熱量を8,736 kJ/Nm3に変更したことにより、該目標ガス熱量を得るために必要となる各副生ガスの比率が図中のＡ点からＢ点に変り、その結果、混合ガス供給状況は表３に示すとおりとなる。目標ガス熱量を変更したことにより、混合ガス供給量は22.9万Nm3/hから27.2万Nm3/hへと増加するが、混合ガスによって供給される総熱量は表１に示した条件と同様2380 GJ/hであり、必要な熱量を維持できている。したがって、前述したような使用工場における生産量の低下や、外部からのＬＮＧや都市ガスの購入によるコストの増加を招くことがない。
【００３７】
なお、コークス炉ガスの発生量が増加するなどして、ガスホルダーにおける貯蔵量が元の水準、すなわちガスホルダーの総容量の４０％よりも多い量まで回復した場合は、目標ガス熱量も元の値に戻される。
【００３８】
【表３】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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