(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給方法において、前記中間タンクの下部に設けた窒素ガスレータを介して高圧窒素ガスを吹き込み、該中間タンク内を常圧から高圧に加圧して微粉炭を窒素ガスレーションして吹き込みタンクに供給すると共に、該吹き込みタンクの上部に接続した排気管に配設した小排気弁の開度を調節して吹き込みタンク内の高圧窒素ガスの一部を系外に排出することにより、前記吹き込みタンク内を中間タンク内より低圧にし、窒素ガスの一方向流れを保持して微粉炭の供給速度を目標値に保持することを特徴とする高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給方法。
【請求項２】
前記中間タンクの中部および／または上部に接続した加圧配管から高圧窒素ガスを供給して、該中間タンクの加圧を増勢することにより吹き込みタンクへの微粉炭の供給速度を増強することを特徴とする請求項１記載の高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給方法。
【請求項３】
高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給装置において、前記中間タンクの下部に、該中間タンク内を常圧から高圧に加圧すると共に微粉炭を窒素ガスレーションする窒素ガスレータを設ける一方、前記吹き込みタンクの上部に排気管を接続し、該排気管に吹き込みタンク内の高圧窒素ガスを系外に排出する開度調節可能な小排気弁を配設したことを特徴とする高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給装置。
【請求項４】
前記中間タンクの中部および／または上部に、高圧窒素ガスを供給して該中間タンクの加圧を増勢する加圧配管を接続すると共に、該加圧配管に高圧窒素ガスの供給量を調節する調節弁を設けたことを特徴とする請求項３記載の高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、常圧状態の微粉炭ホッパ（ＰＣホッパ）から常圧と高圧とに切り換え可能な中間タンクを経由して高圧状態の吹き込みタンクへ微粉炭を供給する高炉微粉炭吹き込み設備での微粉炭供給方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉への微粉炭の多量吹き込み操業は、エネルギーコストの低減のみならずコークス炉の老朽化対策として重要である。このため、炉頂から装入されるコークス比を低下する一方、羽口から熱風と共に炉内に吹き込まれる微粉炭比（ＰＣ比）を増加することに積極的に取り組んでいる。安定したＰＣ比操業を継続するためには、ＰＣホッパ内の微粉炭を中間タンクを経由して吹き込みタンクから高炉内へ所定量の微粉炭を変動を生じることなく安定した供給速度を維持することが重要となる。
【０００３】
一般に、図２に示すように、高炉20の操業中には、高炉20の下部を包囲する環状管22およびブロー管21を経由して羽口23から炉内に熱風が吹き込まれる。このとき、吹き込みタンク５内の微粉炭は、所定のＰＣ比で微粉炭供給管19を経由して高炉20の下部に配設した羽口23内に供給され、熱風と共に炉内に吹き込まれる。高炉20への微粉炭吹き込みにより吹き込みタンク５内の微粉炭量が次第に減少するので、適当なタイミングで微粉炭ホッパ１内の微粉炭を中間タンク４を経由して吹き込みタンク５に補給している。
【０００４】
高炉20に吹き込む石炭は、粉砕機による粉砕により製造した微粉炭を、バグフィルタにより回収し、ＰＣホッパ１に貯蔵される。ＰＣホッパ１内は常圧状態であるのに対して高炉下部の炉内圧が４〜５kg/cm2程度であるため、吹き込みタンク５内は７kg/cm2程度の高圧にしてある。常圧状態のＰＣホッパ１から中間タンク４に微粉炭を供給するため、まず中間タンク４内を常圧としてＰＣホッパ１内の微粉炭を中間タンク４に供給し、次に中間タンク４内を高圧に加圧して中間タンク４内の微粉炭を高圧状態の吹き込みタンク５に供給するという操作を繰り返している。
【０００５】
すなわち、常圧状態のＰＣホッパ１内に貯蔵された微粉炭は、微粉炭供給管２に設けた微粉炭供給弁３を開いて常圧状態下にある中間タンク４に供給される。このとき、中間タンク４と吹き込みタンク５とを連結する微粉炭供給管６に設けた調節弁７と微粉炭供給弁８、中間タンク４の上部と吹き込みタンク５の上部とを連結する均圧管９に設けた均圧弁10および窒素ガス供給管11に設けた遮断弁12と調節弁13並びに中間タンク４の上部に接続された排気管14上に並列に配設された小排気弁15は閉、大排気弁16は開となっている。
【０００６】
ＰＣホッパ１から中間タンク４に所定量の微粉炭を供給したら微粉炭供給弁３および大排気弁16を閉じた後、遮断弁12を開とすると共に調節弁13の開度を調節して窒素ガス供給管11から中間タンク４の下部に設けた窒素ガスレータ24に高圧窒素ガスを供給して中間タンク４内を加圧する。図３に示すように中間タンク４の下部に設けた窒素ガスレータ24は、中間タンク４の下部に接続した吹き込みボックス25の内部に設けた15mmφ程度の多数の孔を設けた多孔板26の内側に通気性キャンバス27をセットした構造であり、窒素ガス供給管11から吹き込みボックス25内に吹き込まれた窒素ガスを多孔板26および通気性キャンバス27を通過させ、中間タンク４内の微粉炭を浮遊、流動化させる窒素ガスレーションにより、窒素ガスをキャリアガスとして微粉炭を吹き込みタンク５にスムーズに導くものである。
【０００７】
中間タンク４内の圧力が、吹き込みタンク５内の窒素ガス圧力に近い高圧になり、高炉20内への微粉炭吹き込みにより吹き込みタンク５内の微粉炭が減少した段階で、窒素ガス供給管11から中間タンク４内に供給される窒素ガスレーションにより微粉炭を流動化させつつ、微粉炭供給弁８の開と調節弁７の開度調節により中間タンク４から微粉炭供給管６を介して吹き込みタンク５に微粉炭を供給する。このとき、均圧弁10を開として中間タンク４と吹き込みタンク５の圧力を均圧化すると共に吹き込みタンク５内に供給された窒素ガスの一部は、均圧管９を通って中間タンク４の上部へ送られ、小排気弁15を通って排気管14を経由しＰＣホッパ１から系外に排気される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術によれば、中間タンク４から微粉炭供給管６を介して吹き込みタンク５に微粉炭を補給する段階で、窒素ガス供給管11から窒素ガスレータ24を介して中間タンク４内に吹き込んだ窒素ガスで微粉炭を吹き込みタンク５側へ輸送できないことが多かった。このため、微粉炭の供給速度は、微粉炭の重力とわずかな窒素ガスレーションにより吹き込みタンク５に供給されるだけでその供給速度は小さく、窒素ガスの流れが不定で、かつ微粉炭が堆積してブリッジを生成すると微粉炭供給速度のバラツキが大きくなって遂には制御不能となるので、高炉の微粉炭吹き込み操業上のネックになっていた。
【０００９】
微粉炭がブリッジを形成し、中間タンク４内で棚吊り状態になると、窒素ガスレータ24を介して中間タンク４内に吹き込んだ窒素ガスが矢印Ａのように壁部に沿って上方に抜けて中間タンク４の上部に至り、さらには小排気弁15を経由してＰＣホッパ１から系外に排出される現象が起こる。その結果、微粉炭が中間タンク４から吹き込みタンク５への供給速度を著しく低下させるか、全く供給されなくなってしまう。
【００１０】
ところで、窒素ガスレーションによる中間タンク４から微粉炭供給管６を介する吹き込みタンク５への供給には、微粉炭の炭種によって難易度がある。微粉炭には粘着性が低く堆積したときの安息角度の小さいもの（流動性がよい）から粘着性が高く安息角の大きいもの（流動性が悪い）までその性状はさまざまであり、粘着性が低く流動性のよい微粉炭であれば従来の技術により対応することが可能であった。しかしながら、粘着性が高く流動性の悪い微粉炭を使用する場合には、中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給中に微粉炭の性状に由来する棚吊り現象が起こるので、その配合比を制限して操業する必要があり、コスト高になる。
【００１１】
例えば、図４は従来例による中間タンク４から吹き込みタンク５へ流動性の悪い微粉炭を供給する過程における中間タンク重量変化を示したものであり、時間０分の微粉炭の供給開始から４分までの線Ａで示す段階では微粉炭の重量が順調に減少しており供給速度が大きい。しかし、それ以降の線Ｂで示す段階では微粉炭の重量減少が少なく急激に供給速度が低下している。このように微粉炭の補給速度が不安定でかつ急減すると、供給時間が予定時間をオーバして吹き込みタンク５内の微粉炭残量がなくなる危険性があり、吹き込みタンク５から高炉20への微粉炭吹き込みを減少させる等の対策が必要となり、高炉操業に悪影響を及ぼすことになる。
【００１２】
本発明は、前記従来技術の問題点を解消し、中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭の供給が炭種に左右されることなく常に安定して供給可能で、かつ微粉炭の供給速度を大幅に増加することができる高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記図２に示す従来の技術を使用する場合に中間タンク４から吹き込みタンク５への微粉炭供給速度が一定せず不安定である原因について検討したところ、両者を連結する均圧管９を介する均圧作用並びに中間タンク４の上部に接続された排気管14に配設した小排気弁15による排気作用が、中間タンク４から吹き込みタンク５への窒素ガス一方向流れを阻害していることを知見した。つまり、均圧管９および排気管14が窒素ガス一方向流れを確保するために必要な両タンク間の圧力条件〔中間タンク４の圧力＞吹き込みタンク５の圧力〕が、〔中間タンク４の圧力＜吹き込みタンク５の圧力〕に逆転し易い配置になっていたことにある。
【００１４】
本発明は、前記知見に基づいてなされたものであり、従来から必要であると考えられていた均圧管を撤去すると共に、排気管の接続位置を根本的に見直した結果により達成されたものである。
前記目的を達成するための請求項１記載の本発明は、高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給方法において、前記中間タンクの下部に設けた窒素ガスレータを介して高圧窒素ガスを吹き込み、該中間タンク内を常圧から高圧に加圧して微粉炭を窒素ガスレーションして吹き込みタンクに供給すると共に、該吹き込みタンクの上部に接続した排気管に配設した小排気弁の開度を調節して吹き込みタンク内の高圧窒素ガスの一部を系外に排出することにより、前記吹き込みタンク内を中間タンク内より低圧にし、窒素ガスの一方向流れを保持して微粉炭の供給速度を目標値に保持することを特徴とする高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給方法である。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、前記中間タンクの中部および／または上部に接続した加圧配管から高圧窒素ガスを供給して、該中間タンクの加圧を増勢することにより吹き込みタンクへの微粉炭の供給速度を増強することを特徴とする請求項１記載の高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給方法である。
【００１６】
請求項３記載の本発明は、高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給装置において、前記中間タンクの下部に、該中間タンク内を常圧から高圧に加圧すると共に微粉炭を窒素ガスレーションする窒素ガスレータを設ける一方、前記吹き込みタンクの上部に排気管を接続し、該排気管に吹き込みタンク内の高圧窒素ガスを系外に排出する開度調節可能な小排気弁を配設したことを特徴とする高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給装置である。
【００１７】
請求項４記載の本発明は、前記中間タンクの中部および／または上部に、高圧窒素ガスを供給して該中間タンクの加圧を増勢する加圧配管を接続すると共に、該加圧配管に高圧窒素ガスの供給量を調節する調節弁を設けたことを特徴とする請求項３記載の高炉微粉炭吹き込み設備における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、高炉20の下部を包囲する環状管22からブロー管21を経由して羽口23から熱風が炉内に吹き込む際に、吹き込みタンク５内の微粉炭は、窒素ガス供給管11に設けた遮断弁17を開の状態で調節弁18の開度を調節により、吹き込みタンク５に吹き込まれる高圧窒素ガスにより微粉炭供給管19を経由し高炉20の下部に配設した羽口23内に供給され、熱風と共に炉内に吹き込まれている。
【００１９】
常圧のＰＣホッパ１内に貯蔵された微粉炭を中間タンク４に供給する際には、大排気弁16を開放して中間タンク４内の窒素ガスを排気管14を経由してＰＣホッパ１に導いた後、系外に排出することにより、中間タンク４内を常圧に戻す。次に、微粉炭供給管２に設けた微粉炭供給弁３を開いてＰＣホッパ１から常圧状態下にある中間タンク４に微粉炭を供給する。このとき、中間タンク４と吹き込みタンク５とを連結する微粉炭供給管６に設けた調節弁７と微粉炭供給弁８および窒素ガス供給管11に設けた遮断弁12と調節弁13並びに排気管14に設けた小排気弁15並びに切替え弁28は閉じてあり、大排気弁16は開のままである。ＰＣホッパ１から所定量の微粉炭を中間タンク４に供給したら微粉炭供給弁３および大排気弁16を閉じる。
【００２０】
高炉20内への微粉炭吹き込みにより吹き込みタンク５内への微粉炭補給が必要になった段階で、遮断弁12を開とすると共に調節弁13の開度を調節して窒素ガス供給管11から中間タンク４の下部に設けた窒素ガスレータ24に高圧窒素ガスを供給して中間タンク４内の内部を加圧する。その後、中間タンク４内の微粒炭を窒素ガスレーションさせ、流動化させた後、吹き込みタンク５側へ供給する。このとき、中間タンク４の中部および上部に接続した加圧配管29を使用して中間タンク４に高圧窒素ガスを導いて、この内部でのガスレーションを助長する。これにより、中間タンク４内を吹き込みタンク５内より高圧に加圧することが容易になるばかりでなく、中間タンク４から吹き込みタンク５への窒素ガス量を増加できる。微粒炭を中間タンク４より吹き込みタンク５側へ運ぶ速度を増加できる。前述のように中間タンク４の下部に設けた窒素ガスレータ24は、中間タンク４の下部に接続した吹き込みボックス25と内部に設けた多孔板26とその内側にセットした通気性キャンバス27とからなっている（図３参照）。
【００２１】
前述のようにして窒素ガス供給管11と29から中間タンク４内に供給される窒素ガスレーションにより微粉炭を流動化させつつ、微粉炭供給弁８の開と調節弁７の開度調節により中間タンク４から微粉炭供給管６を介して吹き込みタンク５に微粉炭を供給する。
図６は従来設備でのＮ2 ガスレーションＭＡＸ＝26Nm3/min ( 100 ％) を基準にして、ＡはＮ2 ガス流量を18 Nm3/min（70％）、ＢはＮ2 ガス流量を22 Nm3/min（85％）にした場合、またＣは従来設備でのＮ2 ガスレーションＭＡＸ＝30Nm3/min （100 ％) を基準にして、Ｎ2 ガス流量を38 Nm3/min（127 ％）にした場合におけるＰＣ供給速度のテスト結果、すなわち本発明によりＮ2 ガスレーション流量を増減した場合のＮ2 ガスレーション流量（％）とＰＣ供給速度（ｔ／min ）との関係を示している。図６のように、Ｎ2 ガスレーション流量（％）とＰＣ供給速度（ｔ／min ）には、直線Ｄで示すような正比例関係があり、窒素ガスレーションを増減することによりＰＣ供給速度を容易に調節することができる。それと共に、供給管11と29の両方を同時に使用することで従来のＮ2 ガスレーションＭＡＸ＝30Nm3/min （100 ％）に対して38 Nm3/min（127 ％）まで増量することが可能であり、ＰＣ供給速度が従来の2.2 t/min から2.6 t/min にアップされ、これにより微粉炭供給時間を13分から10.5分に短縮できた。
【００２２】
本発明によれば、中間タンク４から吹き込みタンク５に微粉炭を供給する過程で、窒素ガスレータ24を介して中間タンク４内に吹き込まれた窒素ガスにより微粉炭がその粘着性等の性状に左右されることなく十分に流動化されると共に、中間タンク４内を吹き込みタンク５内より安定して高圧に維持でき、窒素ガスが一方向に安定して流れ、棚吊り等のトラブルを起こすことなく微粉炭を一定の供給速度で吹き込みタンク５に供給できる。また、必要に応じて微粉炭の供給速度を増加することも容易であり、所望のＰＣ比により高炉の微粉炭吹き込み操業を安定して行うことができる。
【００２３】
例えば、図５は本発明例による中間タンク４から吹き込みタンク５へ流動性の悪い微粉炭を供給する過程における中間タンクの重量変化を示したものであり、時間０分の微粉炭供給開始から供給終了14分までの重量変化を示す線Ｃのように一定の供給速度により微粉炭を供給することができる。このように微粉炭の供給速度が一定で安定しているので短時間での供給が可能となり、吹き込みタンク５内の微粉炭残量が途切れることがなく、高炉20への微粉炭吹き込みを定常状態で継続でき高ＰＣ比の高炉操業が達成される。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、中間タンク内を常圧から高圧に加圧して微粉炭を窒素ガスレーションして吹き込みタンクに供給すると共に、該吹き込みタンクの上部に接続した排気管に配設した小排気弁の開度を調節して吹き込みタンク内の高圧窒素ガスを系外に排出することにより、前記中間タンク内から吹き込みタンク内への窒素ガス一方向流れを保持することが可能である。多種多様な微粉炭の銘柄によることなく微粉炭の供給速度を常に一定かつ多量吹き込みができるので、短時間での供給が可能になり、高炉の高ＰＣ比による操業が安定化され、コスト削減が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高炉における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給装置を示すフロー図である。
【図２】従来の高炉における中間タンクから吹き込みタンクへの微粉炭供給装置を示すフロー図である。
【図３】中間タンクの下部に設けた窒素ガスレータを示す断面図である。
【図４】従来例の中間タンク重量の時間推移を示すグラフである。
【図５】本発明例の中間タンク重量の時間推移を示すグラフである。
【図６】Ｎ2 ガスレーション流量（％）とＰＣ供給速度（t/min ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  微粉炭ホッパ（ＰＣホッパ）
２、６、19  微粉炭供給管
３、８  微粉炭供給弁
４  中間タンク
５  吹き込みタンク
７、13、18、31  調節弁
９  均圧管
10  均圧弁
11  窒素ガス供給管
12、17、30  遮断弁
14  排気管
15  小排気弁
16  大排気弁
20  高炉
21  ブロー管
22  環状管
23  羽口
24  窒素ガスレータ
25  吹き込みボックス
26  多孔板
27  通気性キャンバス
28  切替え弁
29  加圧配管
【図１】
0003788110.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003788110.tif 000005
【図５】
0003788110.tif 000006
【図６】
0003788110.tif 000007