(57)【要約】【課題】少なくとも２つのタンクに貯留されている粉粒体を輸送管を介して搬送ガスで高炉の羽口へ搬送する際に、輸送管内に粉粒体が詰まることを防止する。【解決手段】２つのタンク３１Ａ，３１Ｂに貯留されている粉粒体を輸送管３３を介して搬送ガスで高炉の羽口へ搬送して、高炉へ粉粒体を吹き込む。タンク３１Ｂから粉粒体を供給することを停止していて且つタンク３１Ａから粉粒体を輸送管３３に供給している状態から、輸送管３３に搬送ガスを供給したままタンク３１Ａの粉粒体の供給を停止する。次いで、タンク３１Ｂから輸送管３３への粉粒体の供給を開始する。【選択図】            図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのタンクＡ，Ｂに貯留されている粉粒体を輸送管を介して搬送ガスで高炉の羽口へ搬送して、前記高炉へ粉粒体を吹き込む方法であって、
前記タンクＢから粉粒体を前記輸送管へ供給することを停止していて且つ前記タンクＡから粉粒体を前記輸送管に供給している状態から、前記輸送管に搬送ガスを供給したまま前記タンクＡから粉粒体を前記輸送管へ供給することを停止し、
次いで、前記タンクＢから前記輸送管への粉粒体の供給を開始することを特徴とする高炉への粉粒体の吹き込み方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉へ粉粒体を吹き込む方法に関し、特に、高炉の羽口に繋がる輸送管を介して、少なくとも２つのタンクに貯留されている粉粒体を搬送ガスで羽口へ搬送する際に、輸送管で粉粒体が詰まることを防止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉では、炉頂から鉄鉱石及びコークスを投入することとし、高炉の周方向に沿って炉下部に複数設けられた羽口から、微粉炭や廃プラスチックなどの粉粒体を熱風とともに吹き込むことで、コークス及び粉粒体を燃焼させて発生する熱で鉄鉱石を還元し、銑鉄を生成している。高炉の操業では、炉頂から装入されるコークスの量を抑え、羽口から吹き込まれる粉粒体の量を多くすることが望ましい。コークスの製造コストは高いので、コークスの量を少なくして高炉を操業すれば、操業コストを抑えることができる。
【０００３】
高炉の各羽口には、ランスが挿入されたブローパイプが設置されており、ランスには粉粒体供給設備から粉粒体が供給されている。羽口から吹き込まれた粉粒体が燃焼して送風中の酸素を消費する分、その羽口前でのコークスの燃焼による消費が抑制されるので、粉粒体の燃焼が促進されるほど、高炉炉内でのコークスの降下速度が低下することになる。従って、高炉の円周方向における複数の羽口で、粉粒体の吹込み量が不均一になると、各羽口位置において高炉内の装入物の降下速度が不均一になり、高炉操業が不安定になる虞がある。このため、粉粒体を供給する羽口は高炉の円周方向のバランスを考慮して選択されているので、粉粒体供給設備からの安定して粉粒体供給が行われることが高炉操業の安定に大きく寄与する。そこで、粉粒体供給設備における配管で粉粒体が詰まることを防止することが重要となる。
【０００４】
特許文献１には、粉粒体のうち微粉炭を羽口に供給する際に、単一種の微粉炭または複数種を混合した微粉炭を搬送ガスで配管内を輸送する方法において、微粉炭の炭素濃度と所定の条件式とから求まる値以上となるように微粉炭の平均粒径を設定する発明が提案されている。特許文献１によれば、この発明によって、配管内で微粉炭が詰まることを防止できるものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−４９５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発明によって配管内での微粉炭が詰まることを防止できるものとされているが、粉粒体のうち廃プラスチックを羽口に供給する場合には、特許文献１に記載されている内容を応用して、廃プラスチックの粒径（サイズ）を適宜変更しても、粉粒体供給設備における配管で廃プラスチックの詰まりが頻発していた。なぜならば、廃プラスチックと石炭とは、比重や粉砕後の粒子形状などが異なるので、気流輸送時の搬送特性が相違するからと推察される。特に、２つのタンクに貯留されている廃プラスチックを１本の配管（輸送管）を介して搬送ガスで輸送する粉粒体供給設備において、タンクＡから廃プラスチックを輸送管に供給している状態で、タンクＡ内の廃プラスチックが無くなりかけてきたときに、タンクＢからの廃プラスチックの輸送管への供給を開始すると、その後に、輸送管に廃プラスチックの詰まりが頻発していた。廃プラスチックを羽口に供給する場合は特に、廃プラスチックのサイズを変更するだけでは、配管での廃プラスチックの詰まりを効果的に防止することは難しいというのが実情である。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、粉粒体供給設備において、少なくとも２つのタンクに貯留されている粉粒体を輸送管を介して搬送ガスで高炉の羽口へ搬送する際に、輸送管内で粉粒体が詰まることを防止する高炉への粉粒体の吹き込み方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下の通りである。
少なくとも２つのタンクＡ，Ｂに貯留されている粉粒体を輸送管を介して搬送ガスで高炉の羽口へ搬送して、前記高炉へ粉粒体を吹き込む方法であって、前記タンクＢから粉粒体を前記輸送管へ供給することを停止していて且つ前記タンクＡから粉粒体を前記輸送管に供給している状態から、前記輸送管に搬送ガスを供給したまま前記タンクＡから粉粒体を前記輸送管へ供給することを停止し、次いで、前記タンクＢから前記輸送管への粉粒体の供給を開始することを特徴とする高炉への粉粒体の吹き込み方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、少なくとも２つのタンクに貯留されている粉粒体を輸送管を介して搬送ガスで高炉の羽口へ搬送する際に、粉粒体が輸送管に詰まることを防止できる。従前、粉粒体の詰まりが発生した場合には、これを解消するための作業が必要となり、その作業時間中、高炉への粉粒体の供給が途切れることとなっていた。しかしながら、本発明によって、粉粒体の供給が途切れることを回避することができ、高炉の操業において、羽口にほぼ連続的に粉粒体を供給することが可能となり、高炉を安定的に操業することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】２つのタンクに貯留されている粉粒体を高炉の羽口へ供給する設備の一例を示す図である。
【図２】図１に示す輸送管において粉粒体の詰まりが発生し得る粉粒体開閉弁を開閉する運用を説明するための図である（従来の粉粒体の供給方法）。
【図３】図１に示す輸送管における粉粒体の詰まりの発生を抑える粉粒体開閉弁を開閉する運用を説明するための図である（本発明の粉粒体の供給方法）。
【図４】粉粒体を高炉の羽口へ供給する操業において、輸送管での詰まりの発生割合［％］の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
粉粒体を高炉の羽口へ供給する粉粒体供給設備の一例を図１に示し、その一例を説明する。高炉１の側壁に、周方向に沿って概ね等間隔に羽口が複数設けられている。図１において、最も左側の羽口を符号１１ａとし、羽口１１ａから反時計回りに順番に配置されている羽口を１１ｂ，１１ｃ・・・とする。羽口１１ａには、ランス２２が接続されたブローパイプ２１が挿入されており、ランス２２には粉粒体供給設備３から粉粒体が供給される。
【００１２】
粉粒体供給設備３は、２つのタンク３１Ａ，３１Ｂと、該タンク３１Ａ，３１Ｂに接続されている粉粒体供給管３２Ａ，３２Ｂと、該粉粒体供給管３２Ａ，３２Ｂに接続されている輸送管３３と、を有する。ここで、タンク３１ＡはタンクＡに対応し、タンク３１ＢはタンクＢに対応する。輸送管３３は、その端部に搬送ガス開閉弁４４を介して搬送ガス供給管３４が接続され、他端部はランス２２に接続されている。搬送ガス供給管３４が分岐して構成される搬送ガス供給管３４Ａが粉粒体供給管３２Ａに接続されており、更に、搬送ガス供給管３４Ａが分岐して構成される搬送ガス供給管３４Ｂが粉粒体供給管３２Ｂに接続されている。粉粒体供給管３２Ａ，３２Ｂには、粉粒体開閉弁４２Ａ，４２Ｂが設置されており、搬送ガス供給管３４Ａ，３４Ｂには、搬送ガス開閉弁４４Ａ，４４Ｂが設置されている。
【００１３】
タンク３１Ａ，３１Ｂには、ブロワーやファンなどの加圧手段Ｆによって粉粒体が供給され、高圧の状態で粉粒体が貯蔵されることになる。搬送ガス供給管３４には、同様に加圧手段Ｆによって搬送ガスが供給され、搬送ガス供給管３４を通じて輸送管３３に搬送ガスが吹き込まれる。また、搬送ガス供給管３４から分岐された搬送ガス供給管３４Ａを通じて、搬送ガスが粉粒体供給管３２Ａに吹き込まれ、搬送ガス供給管３４Ａから分岐された搬送ガス供給管３４Ｂを通じて、搬送ガスが粉粒体供給管３２Ｂに吹き込まれる。粉粒体開閉弁４２Ａ，４２Ｂを開とすると、タンク３１Ａ，３１Ｂから粉粒体が粉粒体供給管３２Ａ，３２Ｂに流入し、更に、搬送ガス開閉弁４４Ａ，４４Ｂを開としておくと、搬送ガスによって、粉粒体供給管３２Ａ，３２Ｂ内を粉粒体が搬送されて輸送管３３に流入することになる。更には、搬送ガス開閉弁４４を開としておくと、粉粒体は、搬送ガスによって輸送管３３内を搬送され、ランス２２に吹き込まれることになる。
【００１４】
図１では図示を省略してあるが、羽口１１ｂ，１１ｃ及び他の羽口の各々に、羽口１１ａと同様に、ランスが接続されたブローパイプが挿入され、ランスに粉粒体供給設備の輸送管が接続され、各羽口に粉粒体が供給される。高炉１の操業において、粉粒体開閉弁４２Ａ，４２Ｂのうち一方を閉とし、他方を開として、タンク３１Ａ，３１Ｂのいずれか一方から輸送管３３に粉粒体を供給し、粉粒体を供給していたタンク３１Ａ，３１Ｂのいずれか一方内の粉粒体が無くなりかけてきたときに、閉としてあった粉粒体開閉弁４２Ａ，４２Ｂのいずれか一方を開とし、他方のタンクから粉粒体の供給を開始する運用を行うことで、ランス２２に絶え間なく粉粒体を供給して、羽口１１ａに粉粒体を供給できる。また、羽口１１ａの粉粒体の供給と同様にして、羽口１１ｂ，１１ｃ及び他の羽口にも粉粒体を供給できる。
【００１５】
但し、前述の通りに運用すると、粉粒体が廃プラスチックであると、輸送管３３に粉粒体の詰まりが発生する場合がある。詰まりが発生し得る粉粒体開閉弁４２Ａ，４２Ｂの開閉の順序を図２に示す。図２において、開閉弁（４２Ａ，４２Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ）を「開」とした状態を白抜きで示し、「閉」とした状態を黒抜きで示してある。図２（ａ）は、粉粒体開閉弁４２Ｂ及び搬送ガス開閉弁４４Ｂを閉として、タンク３１Ｂからの粉粒体の供給を停止しておき、且つ、粉粒体開閉弁４２Ａ及び搬送ガス開閉弁４４Ａを開として、タンク３１Ａからのみ粉粒体を輸送管３３に供給している状態を示している。タンクＡに貯留されている粉粒体が無くなりかけたら、タンク３１Ｂから粉粒体の供給を行う。図２（ｂ）は、（ａ）の状態から、粉粒体開閉弁４２Ｂ及び搬送ガス開閉弁４４Ｂを開として、タンク３１Ａから粉粒体を輸送管３３に供給しつつ、タンク３１Ｂからの粉粒体の供給を開始している状態を示している。
【００１６】
粉粒体が微粉炭である場合には、搬送ガスが輸送管３３内を流れていることもあって、粉粒体が輸送管３３で淀むことなく、粉粒体の詰まりは発生することはない輸送量であっても、粉粒体が廃プラスチックである場合、図２（ｂ）に示すように、タンク３１Ｂからの粉粒体の供給を開始すると、輸送管３３と粉粒体供給管３２Ｂとの合流部５０で粉粒体が詰まる場合がある。本発明者が、詰まっている粉粒体の状態を観察したところ、合流部５０で粉粒体がブリッジを形成して滞留していることを確認した。
【００１７】
粉粒体の気流輸送においては、輸送配管の合流部やベンド部などでは、気流が大きく変動することから、粉粒体の停滞が生じたり、ブリッジを形成して詰まるといった現象が生じ易い。粉粒体自体の粒径や表面性状によっては、ブリッジを形成し易くなると考えられ、特に廃プラスチックの粉粒体の場合、微粉炭に比べても表面が粗く、狭い箇所へ大量に流れ込むとブリッジを形成し易く、これを基点として粉粒体の詰まりが生じると考えられた。
【００１８】
そこで、本発明者は、粉粒体の詰まりを防ぐ方法を検討し、粉粒体を供給していたタンク３１Ａ，３１Ｂのいずれか一方内の粉粒体が無くなりかけてきたときであっても、必ず、一方のタンクからの粉粒体の供給を停止してから、他方のタンクからの粉粒体の供給を開始する本発明を導いた。
【００１９】
次に、本発明の実施形態の一例を説明する。粉粒体の詰まりの発生を抑え得る粉粒体開閉弁の開閉の順序を図３に示す。図３においても、図２と同様、開閉弁の「開」・「閉」状態を白・黒抜きで示してある。図３（ａ）は、粉粒体開閉弁４２Ｂ及び搬送ガス開閉弁４４Ｂを閉として、タンク３１Ｂからの粉粒体の供給を停止しておき、且つ、粉粒体開閉弁４２Ａ及び搬送ガス開閉弁４４Ａを開として、タンク３１Ａからのみ粉粒体を輸送管３３に供給している状態を示している。図３（ｂ）は、（ａ）の状態から、粉粒体開閉弁４２Ａ及び搬送ガス開閉弁４４Ａを閉としつつ、粉粒体開閉弁４２Ｂ及び搬送ガス開閉弁４４Ｂを開として、タンク３１Ａからの粉粒体の供給を停止しつつタンク３１Ｂからの粉粒体の供給を開始している状態を示している。タンク３１Ａからの粉粒体の供給を停止してから、タンク３１Ｂからの粉粒体の供給を開始することで、輸送管３３を通過する粉粒体の量を制限して、合流部５０における粉粒体の詰まりを抑えることが可能となる。
【００２０】
このとき、粉粒体開閉弁４２Ａを閉としてから１〜５秒程度後に搬送ガス開閉弁４４Ａを閉とすると、粉粒体輸送管３２Ａ内にある粉粒体を全て輸送管３３へ流すことができ、好適である。また、搬送ガス開閉弁４４Ａを閉止した時点あるいはその時点から５秒以内程度の時間差で粉粒体開閉弁４２Ｂ及び搬送ガス開閉弁４４Ｂを開とすることで、輸送管３３内での粉粒体が途切れる期間を最小限に抑えることができる。
【００２１】
＜実験＞
本発明によって、輸送管３３で粉粒体が詰まることを防止できるかを確認する実験を行った。粉粒体として廃プラスチックを用い、図１に示す構成の粉粒体供給設備３を、羽口１１ａ〜１１ｃを含む１６個の羽口分準備し、該羽口へ粉粒体を搬送して、高炉１に粉粒体を吹き込む長期間の操業を行い、１日のうちに、１６基の粉粒体供給設備３の合流部５０に粉粒体の詰まりが発生するかを確認した。操業では、詰まりが発生した場合には、次の日に詰まりを除去することとした。
【００２２】
長期間の操業を開始してからしばらくのうちは、タンク３１Ａ及びタンク３１Ｂのいずれかから粉粒体を輸送管３３に供給し、供給しているタンクに貯留されている粉粒体が無くなりかけてから、前記いずれかのタンクから粉粒体を輸送管３３に供給しながらも、もう一方のタンクからの粉粒体の供給を開始する粉粒体供給設備３の運用を行った（比較実験）。操業の開始から一定期間経過した後に、タンク３１Ａ及びタンク３１Ｂのいずれかのみから粉粒体を輸送管３３に供給することとすべく、いずれかのタンクからの粉粒体の供給を確実に停止してから、もう一方のタンクからの粉粒体の供給を開始する粉粒体供給設備３の運用を行った（本発明実験）。比較実験及び本発明実験における粉粒体の詰まり発生割合［％］の推移を図４に示す。図４のグラフにおける点線より左側が比較実験の運用を表し、右側が本発明実験の運用を表す。
【００２３】
図４によれば、比較実験では、粉粒体の詰まり発生割合が総じて高いが、本発明実験では、総じて低くなっていることがわかる。本発明によって、輸送管３３を通過する粉粒体の量を制限することで、合流部５０で粉粒体が詰まることを効果的に防止できたことを確認できる。
【００２４】
上記実施形態では、粉粒体供給設備はタンク３１Ａ，３１Ｂを２つのみ有しているが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。粉粒体を貯留するタンクが２つ以上（少なくとも２つ）あれば、２つ以上のタンクのいずれかのみから粉粒体を輸送管に供給することとし、供給している粉粒体を完全に停止してから、粉粒体を供給していなかったいずれかのタンクから粉粒体を供給し始めるという運用を行うことができる。
【００２５】
上記実施形態では、粉粒体として廃プラスチックを特に挙げたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。粉粒体が微粉炭であれば、粉粒体の詰まりが輸送管の合流部に発生しないので、２つ以上のタンクのいずれかのみから粉粒体を輸送管に供給することとし、供給している粉粒体を完全に停止してから、粉粒体を供給していなかったいずれかのタンクから粉粒体を供給し始めるという運用を行っても特段に問題は発生しない。
【００２６】
本発明によって、少なくとも２つのタンクに貯留されている粉粒体を輸送管を介して搬送ガスで高炉の羽口へ搬送する際に、輸送管内に粉粒体が詰まることを防止することができる。これにより、高炉の操業において、羽口にほぼ連続的に粉粒体を供給することが可能となり、高炉を安定的に操業することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１      高炉
３      粉粒体供給設備
１１ａ  羽口
１１ｂ  羽口
１１ｃ  羽口
２１    ブローパイプ
２２    ランス
３１Ａ  タンク（タンクＡ）
３１Ｂ  タンク（タンクＢ）
３２Ａ  粉粒体供給管
３２Ｂ  粉粒体供給管
３３    輸送管
３４    搬送ガス供給管
３４Ａ  搬送ガス供給管
３４Ｂ  搬送ガス供給管
４２Ａ  粉粒体開閉弁
４２Ｂ  粉粒体開閉弁
４４    搬送ガス開閉弁
４４Ａ  搬送ガス開閉弁
４４Ｂ  搬送ガス開閉弁
５０    合流部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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